• 자원리싸이클링
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• 제28권3호
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• pp.26-34
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• 2019

희토류 영구자석(Rare earth magnet)은 사용량이 급격하게 증가하고 있으며, 이와 맞물려 폐희토류 자석의 발생량도 급격히 증가할 것으로 예측된다. 폐희토류 자석의 재활용은 주로 자석에 포함되어 있는 희토류 원소를 침출/분리하여 회수하는 공정으로 이루어지고 있으나, 침출 공정에 투입되는 폐희토류 자석의 분쇄 특성에 대한 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 폐희토류 자석을 이용하여 효과적인 파분쇄 공정 및 분쇄특성에 대한 연구를 진행하였다. NdFeB 폐자석을 조크러셔로 파쇄한 결과 급격한 산화 없이 효과적으로 입도가 감소는 하였지만, 롤크러셔의 경우 지속적인 압축에 의해 증가하는 표면과 대기 중의 산소가 반응하여 불꽃을 내며 급격한 산화가 발생하였다. 또한 파쇄 공정을 통해 생산된 시료를 볼밀에 투입하여 분쇄 특성을 파악한 결과, 일반적인 광물과 다르게 분쇄가 잘 이루어지지 않고 분쇄 16분 이후에 정상적인 분쇄가 이루어졌다. 또한 일반적인 광물에 비해 매우 낮은 분쇄율(S)과 미분이 발생이 매우 높은 분쇄분포(B)를 보임을 확인하였으며, 이는 향후 NdFeB 폐자석 파분쇄 공정 설계 시 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국자기학회지
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• 제22권5호
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• pp.188-193
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• 2012

영구자석은 산업전반에 광범위 하게 쓰이고 있는 핵심 부품중의 하나이다. 이러한 영구자석을 만드는데 필수적으로 이용되고 있는 원소가 바로 희토류 계열의 원소들이다. 이미 널리 알려져 있는 것처럼 희토류 생산의 대부분은 중국이 차지하고 있고, 이러한 원인에 의해 전 세계적으로 희토류 원소의 생산 및 공급 불균형에 의해 발생하는 많은 문제점들을 인식하고 있다. 이를 해결하기 위해 희토류 기반 영구자석을 대체하기 위한 다양한 방안들이 논의 되고 있으나 현재까지 명확하게 희토류 대체 영구자석이 가능한 물질 혹은 구조에 대한 제시는 없다. 본 논문에서는 여러 가지 가능성 중에 교환스프링 자석구조에 대해서 논의하고자 한다.

• 열처리공학회지
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• 제8권4호
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• pp.333-339
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• 1995

The reduction and diffusion process(R-D process) is an economical way to produce the functional materials which contain rare-earth elements and has been applied to the production of rare-earth magnet meterials($SmCo_5$, $Nd_{15}Fe_{77}B_8$), magneto-optical(MO) target materials and hydrogen storage alloy, etc. However, because of difficult to control of the final composition, the R-D process has not been applied to production of the 2-17 type rare earth permanent magnet materials which contain several elements. Therefore, this work was as a basic study for the production of the 2-17 type rare earth permanent materials with composition $Sm(Co_{0.72}Fe_{0.21}Cu_{0.05}Zr_{0.03})_{7.9}$ by the R-D process, the following were mainy examined ; the amount of metallic calcium as a reductant, homogenization condition of the alloy after the R-D reaction, masuring of magnetic properties of the sample after step aging. The sample prepared by the R-D process contained a little more oxygen than that prepared by the melting method, however, showed almost the same magnetic properties.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.121-129
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• 2008

본 논문에서는 페라이트자석을 사용하고 있는 BLDC 전동기를 희토류 자석을 사용하는 전동기로의 설계를 다루고 있다. 최근 전기기기가 소형 경량화 됨에 따라 자석 성능이 우수한 희토류 자석을 이용한 전동기가 많이 사용되고 있다. 그러나 전기제품 메이커들은 기존의 설계를 유지하려는 경향이 있다. 본 연구에서는 전기기기에 취부되는 전동기의 외형을 그대로 하고 내부의 설계만 희토류 자석으로 변경하는 설계를 한다. 설계를 간단히 하기 위해 유한 요소법의 상용 패키지를 반복적으로 사용하였고 코깅 토오크를 줄이기 위해 고정자 요크와 고정자 단의 그루브를 설계하였다.

• Journal of international Conference on Electrical Machines and Systems
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• 제2권2호
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• pp.141-147
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• 2013

Permanent magnet (PM) motors that employ rare-earth magnets containing dysprosium (Dy) are used in electric and hybrid electric vehicles. However, it is desirable to reduce the amount of Dy used since it is expensive. This study investigates the rotor structure of a PM synchronous motor with a Dy-free rare-earth magnet. Flux barrier shapes and PM thicknesses that enhance the irreversible demagnetization are investigated. In addition, a rotor structure that improves the irreversible demagnetization is proposed. We demonstrate that the proposed rotor structure without Dy improves the irreversible demagnetization.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.137-142
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• 2021

최근에는 회전자에 희토류 영구자석을 삽입하여 높은 효율과 출력밀도를 얻을 수 있는 매입형 영구자석 (IPM: Interior Permanent Magnet) 전동기 또는 표면부착형 영구자석 (SPM : Surface Permanent Magnet) 전동기처럼 영구자석이 사용된 전동기의 연구가 활발히 이루어지고 있다. 영구자석을 사용하기 때문에 릴럭턴스 전동기나 유도전동기와 비교해 효율이 높고 출력밀도가 높은 장점이 있으나 회전자에 영구자석을 삽입함으로써 고속운전 및 영구자석의 감자로 인한 신뢰성 감소, 희토류 금속의 원가 상승 등이 문제시되고 있다. 본 논문에서는 희토류 영구자석 전동기를 대체할 수 있는 미래기술 개발과, 희토류 저감형 전동기와 탈 희토류 전동기의 기술 선점을 요구하는 시대적 이슈(Issue)에 맞춰 영구자석이 필요 없는 스위치드 릴럭턴스 전동기 (Switched Reluvtance Motor, SRM)를 구동시키기 위한 구동 제어에 연구하고자 한다. PSIM 시뮬레이션 프로그램에서 제공하는 3상 SRM library를 이용하여 회전자 위치 정보 센서를 이용한 SRM의 구동 및 제어 시스템 모델링 (Modeling)을 연구하고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.717-719
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• 2000

In this paper, we discussed an optimal design of BLDC motor using rare earth magnet. In motor design using rare earth magnet, because of the characteristics that rare earth magnets have high remanence, the effect of saturation of steel has to be considered. For this, we used nonlinear finite clement method. For optimal design, a Niching genetic algorithm is used. As a result, we found out a set of BLDC motor shapes increasing motor efficiency, and decreasing cogging torque.

• 전기학회논문지
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• 제62권8호
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• pp.1080-1089
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• 2013

Interior Permanent Magnet Synchronous Machines (IPMSMs) with rare earth magnet are widely used in electric vehicles and hybrid electric vehicles. IPMSMs having high efficiency, high torque, and a wide speed range are employed in propulsion system. And the rotor in an IPMSM is generally made of a rare earth magnet to achieve a large energy product and high torque. This paper discusses issues regarding design and performance of IPMSMs using different factors of BH magnetic characteristic. It is necessary to choose factors of magnetic material according to permanent magnet shape in rotor for high performance. Response Surface Methodology (RSM) is selected to obtain factors of magnetic material according to variety of rotor shapes. The RSM is a collection of mathematical and statistical techniques useful for the analysis of problems in which a response of interest in influenced by several variables and the objective is to optimize response. Therefore, it is necessary to analyze the torque characteristics of an IPMSM having magnet BH hysteresis curve with different rotor shape. Factors of residual flux density (Br) factor and intrinsic coercive force (Hc) are important parameters in RSM for rotor shape. The rotor shapes for IPMSMs having magnet BH characteristic were investigated using the RSM, and three shapes were analyzed in detail using FEA. The results lead to design consequence of IPMSMs in the various rare earth magnet materials.

• 전기학회논문지
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• 제65권2호
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• pp.360-364
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• 2016

The rare earth output is concentrated in limited number of countries including China. Also the necessity for development of non-rare earth motor is getting signified due to the rapid increase of rare earth price and resource weaponizing policies. Non-rare earth motor is generally designed as spoke type PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor) in order to maximize the power density. Such spoke type PMSM has advantage in concentrating the flux but demonstrates lower efficiency compared to permanent magnet using Nd (Neodymium) permanent magnet. Therefore, applications with strong necessity for efficiency need rotor structure having improved efficiency compared to spoke type PMSM. Hence, this study suggested fan-shape type PMSM with somewhat lower power density but maximized efficiency. Fan-shape type PMSM is a rotor shape demonstrating outstanding reduction of iron loss compared to existing spoke type. Thus, this study analyzed the improvement of efficiency and reduction of loss arising from the suggested shape through parameter calculation.

• 한국자기학회지
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• 제22권6호
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• pp.221-227
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• 2012

고특성 영구자석은 하이브리드 및 전기자동차의 구동모터와 풍력발전에 적용되면서 크게 주목을 받고 있다. Nd-Fe-B 영구자석은 가장 높은 최대자기에너지적을 가지고 있지만 고온(${\sim}200^{\circ}C$)의 구동환경에서는 보자력이 급격히 감소하기 때문에 사용할 수 없는 단점을 가지고 있다. 그러므로 큰 보자력을 가지는 Nd-Fe-B 영구자석에 대한 개발이 요구되고 있다. Nd-Fe-B 소결자석에서 보자력을 증가시키기 위해서는 Nd를 Dy 또는 Tb으로 치환하면 쉽게 증가시킬 수 있다. 그러나 이들 원소는 Fe와 반강자성 결합을 하여 잔류자속밀도를 낮추고, 적은 매장량과 한정된 지역에 편재되어 있어 수요급증에 따른 자원수급 및 가격 급등의 문제를 가지고 있다. 따라서, Dy 및 Tb과 같은 중희토류를 사용하지 않거나 최소한의 양을 사용하여 보자력을 증가시키고자 하는 연구가 많이 진행되고 있다. 본 논문에서는 이러한 중희토류 원소의 저감 및 대체에 대한 연구들을 소개하고자 한다.