In a capacitor-discharge impulse magnetizer, one of the magnetic application system, a magnet is magnetized by the discharging current of capacitors. The conventional design of the magnetizer has been based on many year's experience. The behaviour of flux in the magnetizer should be calculated in order to produce the desired magnets. The analysis of the flux distribution is quite difficult. This is because both the magnetizing current and the applied voltage to the magnetizer are unknown. This paper describes the development of computer model for a capacitor-discharge impulse magnetizer using SPICE. Also, the detailed distribution of the flux density in a magnet magnetized by the impulse magnetizer be analyed.
This paper describes the efficient design, analysis method and experimental verification of capacitor discharge impulse magnetizer system. A capacitor discharge magnetizer system is used to produce a high current impulse of short duration in this magnetizing fixture. The parasitic resistance and parasitic inductance of the capacitor discharge impulse magnetizer system have been estimated using known air-core test coil. Finite element analysis (using MAXWELL 2-D field simulator) and magnetizing circuit analysis (using SPICE) are also used as part of the design and analysis process of the capacitor discharge impulse magnetizer system. Application study for a magnetizing fixture design is shown. 8-pole magnetizing fixture has been designed and analyzed using finite element analysis. The fixture design for 8-pole magnet are presented along with the experimental results. The experimental results have been achieved using a high-voltage, high-energy capacitor discharge impulse magnetizer and 8-pole iron core fixtures (charging voltage : 2000[V], capacitor bank : 4000[$\mu\textrm{F}$]).
This paper describes the magnetizer design of highly saturated magnetic circuit by high external field. The magnetizer is loaded by a capacitor bank with impulse currents to reach high magnetic flux-density(typically 5[T]). Magnetizing current come out from magnetizing system is simulated by analytic method and transient FEM, also field distributions of the magnetizer are analyzed.
반도체 스위칭소자를 이용한 커패시터 방전 임펄스 착자기는 착자요크에 순간적인 고전류 임펄스를 방전시켜 여러 종류의 영구자석을 생산하는데 사용된다. 요즈음 이러한 착자기의 비용은 상당히 고가이다. 본 연구에서는 반도체 스위칭 소자를 이용한 커패시터 방전 임펄스 착자기의 비용산정을 위한 방법 및 그 경제적 분석에 대하여 제시하였다. 이를 위하여 5개의 부시스템으로 구성되는 비용 구조를 이용하였다. 특히 Learning Curve를 이용한 임펄스 착자기의 비용감소 및 평가절하에 의한 비용의 변동추이를 관찰하였다. 중용량 착자기와 연결된 철심요크 (브러시레스 직류모터의 8극 회전자 자석용)를 이용하여 신뢰할 수 있는 결과를 얻었다.
Journal of Information Technology Applications and Management
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제26권6호
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pp.103-117
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2019
Demand for high power motors is rapidly increasing as the 4th industry and convergence technology has recently emerged. In order to produce high-strength permanent magnets, the magnets used for magnetization have been increased from DC 300V in the 1970s to DC 2.5kV in the 2010s, Up to DC 10kV in the 2030s, It is expected that higher voltage will be used to magnetize. However, in the case of a magnetizer using an existing electric signal control device, it is necessary to use a control device with a high-voltage insulation function in case a high voltage used for magnetization is leaked to the control device. If a short circuit accident occurs, the controller must be shut down and serious problems such as excessive repair costs arise. In this study, a control system adopting optical communication method instead of electric signal control method is proposed to prevent leakage currents in high-voltage magnetizer. We design a transmitter(Tx) and a receiver(Rx) device for the optical communication control device and implemented a prototype connecting the optical cable. In order to demonstrate the utility of high-voltage magnetizer using the optical communication control device, we analyzed the initial cost and the yearly cost for the years to analyze the net present value. As a result, In the case of the low-voltage magnetizer, the electric signal control method cost less, As the operating voltage of the magnetizer becomes higher. It is confirmed that it takes less cost when the optical communication control device is used.
영구자석의 착자상태는 영구자석이 사용된 기기의 특성에 큰 영향을 미친다. 따라서 영구 자석기기에서 원하는 특성을 얻기 위해서는 영구자석의 착자상태를 정밀하게 해석할 필요가 있다. 본 논문에서는 비선형과 이방성 특성이 고려된 유한요소법으로 착자기를 해석하였다. 착자전류가 변함에 따른 자화량의 분포와 그 자화량에 의하여 공극에 발생되는 저장의 값을 각도가 서로 다른 2가지 착 자요크에 대하여 구한 결과, 착자요크의 형상에 따라 과도한 착자전류는 자화량의 분포를 왜곡시키고, 이에따라 발생되는 공극에서의 자장의 값은 오히려 줄어듦을 알 수 있었다. 따라서 영구자석을 자화 시키기 위한 착자기를 설계할때 원하는 착자분포를 얻기위해서는, 착자요크의 각도에 따라 적절한 착 자전류의 값이 있음을 알 수 있다.
This study proposes criteria for both optimal-shape and magnetizer-system designs to be used for a high-output spoke-type motor. The study also examines methods of reducing high-cogging torque and torque ripple, to prevent noise and vibration. The optimal design of the stator and rotor can be enhanced using both a response surface method and finite element method. In addition, a magnetizer system is optimally designed for the magnetization of permanent magnets for use in the motor. Finally, this study verifies that the proposed motor can efficiently replace interior permanent magnet synchronous motor in many industries.
The spindle motor used on the ODD has a characteristic that electromagnetic pulsation and noise change differently by magnetization pattern of rotor. Therefore, design of magnetizer yoke that make to have optimal magnetization pattern is very important. In this paper, we proposed an analysis method that applies magnetizer analysis result to the spindle motor. We measured back-EMF of the real spindle motor. And then, we verified validity of the proposed analysis method by comparing the measurement and analysis result. Also, we designed the magnetizer shape that has optimal magnetization pattern by using proposed method. As a result, we reduced cogging torque of the spindle motor.
A method for simulating general characteristics and temperature characteristics of discharging SCR of the capacitor discharge impulse magnetizer-magnetizing fixture system using SPICE is presented. This method has been developed which can aid the design, understanding and inexpensive, time-saving of magnetizing circuit. As the detailed characteristic of magnetizing circuit can be obtained, the efficient design of the magntizing circuit which produce desired magnet will be possible using our SPICE modeling. Especially, computation of the temperature rise of discharging SCR is very important since it gives some indication of thermal characteristic of discharging circuit. It is implemented on a 486 personal computer, and the modeling results are checked against experimental measures. The experimental results have been achived using 305[V] and 607[V] charging voltage, low-energy capacitor discharge impulse magnetizer-magnetizing fixture of air cleaner DC motor.
A method for analyzing magnetic circuit in a capacitor-discharge impulse magnetizer established by the finite element method. As the detailed distribution of the flux can be obtained, the optimum design of the magnetizer will be possible using our method. The validity of the method is verified by comparing the calculated results with results measured.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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