• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.206-206
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• 2008

압전소자를 이용한 초음파 모터는 전자기적 원리로 동작하는 기존의 모터에 비해 구조가 간단하고 소형, 경량화가 가능하며 저속에서 큰 토크가 가능하고 ${\mu}m$단위 까지 정밀제어가 가능하다는 장점 등으로 인해 그 응용분야가 점차 확대되고 있다. 초음파 모터의 원리는 수평과 수직방향에서 변위가 타원형 운동을 형성하는 것이다. 따라서 선택한 타원운동의 방식에 의해서 모터의 형상이 달라진다. 초음파 모터는 액츄에이터를 사용하여 만들기 때문에 액츄에이터의 특성은 모터의 타원변위나 토크에 영향을 미친다. 단판형 액츄에이터에 비하여 적층 액츄에이터는 입력 임피던스를 낮추어 낮은 구동전압에서 구동이 가능하며 큰 변위와 토크를 발생하기 때문에 진동자의 수명 향상과 구동전압을 낮추기에 적합하다. 적층 액츄에이터는 변위량이나 응력 등을 개선하기 위해서 전기기계 결합계수(kp) 및 압전 d상수가 큰 재료가 요구되며, 고전압에서 장시간 구동 시 마찰에 의한 열손실을 감소시키기 위해 높은 기계적 품질계수(Qm)를 가져야한다. 적층 시 내부전극으로 사용하는 Pd, Pt가 함유된 전극은 가격이 비싸 제조비용을 상승시킨다. 상대적으로 값싼 Ag전극을 사용하면 비용절감을 할 수 있지만 융점이 낮아서 저온소결이 불가피하다. 따라서, 특성이 우수한 적층 액츄에이터를 제조하기 위해서 저손실, 저온소결 할 수 있는 액츄에이터 재료가 필요한 실정이다. L1-B4 혈 선혈 초음파 모터는 L1모드와 B4모드의 공진 주파수가 일치하여야 큰 변위를 얻을 수 있는데 이전의 논문에서 Atila를 이용한 시뮬레이션 결과를 분석한 봐 있다. 적층 액츄에이터의 층수를 5,7,9,11,13,15층으로 하여 L1-B4모드에서의 공진주파수를 비교한 결과 13 층일 때 두 모드가 비슷한 공진주파수를 보였고, 티원변위궤적도 다른 층수에 비해 크게 나타났다. 본 연구에서는 시뮬레이션 결과 가장 좋은 특성을 보인 13층 액츄에이터로 선형 초음파 모터를 제작하였다. 또한, 액츄에이터는 압전 및 유전특성이 우수한 저온소결 PZW-PMN-PZT세라믹을 이용하여 제작하였고, 내부전극으로 Ag전극을 사용하였다. 제작된 13 층 선형초음파모터를 가지고 프리로드 및 전압에 따른 속도를 조사하였고, 시뮬레이션 결과와 비교해 보았다.

• 유공압시스템학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.1-6
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• 2009

The APU(Auxiliary Power Unit) needs a set of complex pipeline for the fuel supply system where some of the main valves controlling the flow rate consist of the servo valve worked with a torque motor. The input electric current produces an induced magnetic field almost perpendicular to the background magnetic filed generated by fixed permanent magnets. The induced torque deforms the tubular bushing, and directly rotates an armature, which can open and close the valve. In this study, we start from a basic analytic model using a simple electro-magneto-statics, and expand our model to the three-dimensional one computationally applying a commercial code named COMSOL. The result is compared with each other, and reasonable numerical data are obtained for the dynamic behavior and multi-physics system.

• 전력전자학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.112-118
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• 2004

본 논문은 선박 추진 장치를 위한 저속 영역에서 최대 토크를 내는 대용량 BLDCM(Brushless DC motor)의 설계에 관한 연구이다. 기존의 추진 장치용 모터는 직류기 및 권선형 유도 전동기 등을 사용함으로 인하여 유지 보수가 필요하였다. 본 논문에서는 유지 보수가 필요 없고 저속에서 큰 토크를 발생 할 수 있는 BLDCM 설계를 하였다. 설계시 출력 리플 및 진동, 소음을 유발하는 코깅 토크 저감을 고려하기 위해 설계변수로 공극길이와 자극 각 등을 취하여 이의 변화에 대한 최저 코깅 토크를 가지는 최적형상을 구하고, 전동기 특성을 FEM과 Maxwell stress tensor법을 이용하여 해석하였다. 최저의 코깅 토크를 가지며 저속영역에서 최대 토크를 발생 할 수 있는 선박 추진 장치용 SPM type의 BLDCM을 설계하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.61-62
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• 2010

하이브리드 자동차용 견인모터의 정출력 영역에서 토크 제어시 회생제동은 엔진에 부하로 작용하여 매우 위험하다. 본 논문에서는 HEV용 IPMSM의 정출력 영역에서 안정된 토크 제어를 수행하기 위한 전류 지령 방법을 제안한다. 제안한 방법은 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 춘계학술대회 논문집 에너지변화시스템부문
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• pp.76-78
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• 2009

Spoke type 영구자석 전동기는 자속이 집중되어 높은 공극자속밀도를 가지는 이점이 있으나 코깅토크가 비교적 크다는 단점이 있다. 소음 진동의 원인이 되는 코깅 토크를 저감하기 위해 모델1, 모델 2를 통해 회전자의 형상을 변화시키는 일반화 계수를 찾고 이를 모델3에 적용시켜 확인하고자 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.449-450
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• 2014

풍력 발전 시스템은 풍력 터빈이 바람에 의해 회전함으로써 발전이 된다. 실험실에서 풍력 발전 시스템을 연구하기 위해서는 바람이 하는 역할을 별도의 모터를 사용하여 회전시켜 주어야 하는데 본 논문에서는 유도전동기의 직접 토크 제어를 이용하여 풍속 데이터를 가지고 상응하는 토크의 지령치로 환산하여 풍력 에너지를 모델링 하였다. 이렇게 발전된 에너지를 최대의 효율로 전달하기 위해서는 MPPT기능이 수행되어야 하며 별도의 센서가 필요없는 Fuzzy MPPT를 수행하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2005년도 창립60주년 기념 추계 학술대회
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• pp.104.2-104.2
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• 2005

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.173-175
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• 2006

소형화 되어 가는 전기기기에 따른 소형 모터가 요구되고 있다. 소형 모터 중 높은 정지 토크 및 높은 효율 등의 장점을 가진 소형 로터리 초음파 모터는 여러 목적에 쓰이고 있다. 하지만 주로 경험적인 방법 또는 상용 해석툴이 소형 로터리 초음파 모터의 해석에 주로 사용되었다. 따라서 소형 로터리 초음파 모터의 체계적인 해석 방법이 필요하다. 본 논문에서는 우선 소형 로터리 초음파 모터의 동작 원리를 통해 진행파의 존재를 확인하였고, 유한요소법 해석법을 통해 과도 및 정상 상태의 소형 로터리 초음파모터를 설계하고 해석하였다. 이 해석결과를 이용하여 소형 로터리 초음파 모터의 동작 특성 또한 해석하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.229-230
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• 2012

본 논문에서는 왜곡된 역기전력을 갖는 매입형 영구자석 동기전동기의 토크리플 저감 방법을 제안한다. 역기전력에 왜곡성분이 있는 경우 정현파 전류로 모터 제어 시 역기전력의 왜곡으로 인한 토크리플은 전동기의 진동 증대 및 효율 저하의 요인이 된다. 이러한 토크리플에 의한 전동기의 진동은 특히 저속에서 문제가 된다. 저속운전 시 전동기의 토크리플을 저감하기 위해서는 역기전력의 왜곡에 의한 토크리플을 줄일 수 있는 토크리플 보상 전류제어가 필요하다. 이 경우 토크리플 보상전류를 구하기 위해서는 역기전력의 왜곡성분에 대한 정보가 필요하다. 본 논문에서는 역기전력의 왜곡성분을 off_line 방식이 아닌 전류기반 MRAS 관측기를 사용하여 실시간으로 추정하여 토크리플 저감전류를 보상함으로써 토크리플을 저감한다. 제안된 토크리플 저감 알고리듬은 시뮬레이션을 통해 검증한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.123-124
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• 2015

본 논문에서는 동기전동기(PMSM: Permanent Magnet Synchronous Motor)의 고정자 형상 변화를 통한 코깅토크(Cogging Torque)와 토크리플(Torque Ripple)저감에 대해 다루고자 한다. 고정자의 치의 두께와 길이에 변화를 주면서 FEM(Finite Elements Method)기반의 성능분석을 실시하여 각 형태에 대한 평균토크, 토크리플, 코깅토크를 분석, 비교해보았다.