• 한국산업정보학회논문지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.39-44
• /
• 2019

고온 초전도 (HTS) 발전기는 무게, 크기 및 효율의 장점 때문에 활발히 연구되어왔다. 대규모의 초전도 풍력 발전기는 매우 저속의 고토크 회전 기계이다. 이 기계에서는 높은 전자기력과 토크가 중요한 문제이다. 하나의 축에 직렬로 연결된 2개의 발전기는 고토크의 문제를 극복하기위한 하나의 해결 방안이 될 수 있다. 본 논문에서 저자는 15 MW 급 HTS 발전기를 설계하고 분석했다. 3D 유한 요소법을 사용하여 15 MW HTS 발전기의 자기장 분포 및 토크 성능을 확인하였다. 결과적으로 설계된 발전기는 기존의 발전기보다 적은 토크를 생성한다. 제시된 15 MW 초전도 발전기의 설계방식은 대용량 초전도 풍력 발전기의 제작에 있어 고토크로 인한 문제를 해결하는데 활용될 수 있다.

• Tribology and Lubricants
• /
• 제36권6호
• /
• pp.332-341
• /
• 2020

High-speed turbomachinery implements gas foil bearings (GFBs) due to their distinctive advantages, such as high efficiency, lesser part count, and lower weight. This paper provides the test results of the static structural stiffnesses and loss factors of bump-type foil thrust bearings with increasing preload and bearing deflection. The focus of the current work is to experimentally quantify variability in structural stiffnesses and loss factors among the four test thrust bearings with identical design values and material of the bump and top foil geometries using the same (open-source) fabrication method. A simple test setup, using a rigidly mounted non-rotating shaft and thrust disk, measures the bearing bump deflections with increasing static loads on the test bearing. The inner and outer diameters of the test bearings are 41 mm and 81 mm, respectively. The loss factor, best-representing energy dissipation in the test bearings, is estimated from the area inside the local hysteresis loop of the load versus the bearing deflection curve. The measurements show that structural stiffnesses and loss factors of the test bearings significantly rely on applied preloads and bearing deflections. Local structural stiffnesses of the test bearings increase with applied preloads but decrease with bearing deflections. Changes of loss factors are less sensitive to applied preloads and bearing deflections compared to those of structural stiffnesses. Up to 35% variability in static load structural stiffnesses is found between bearings, while up to 30% variability in loss factors is found between bearings.

• Tribology and Lubricants
• /
• 제37권1호
• /
• pp.7-13
• /
• 2021

Ball bearing is a device that supports and transmits a load acting on a rotating shaft, and it is a type of rolling bearings that uses the rolling friction of the balls by inserting balls between the inner ring and the outer ring. Grease, which is prepared by mixing a thickener with a base oil, is a lubricant commonly used in bearings and has the advantage of a simple structure and easy handling. Bearings are increasingly being used in high value-added products such as semiconductors, aviation, and robots in the era of the 4th industrial revolution. Accordingly, there is an increasing demand for bearing grease. The selection of grease is an important factor in the bearing design. Therefore, a study must be conducted on the grease life evaluation to select an appropriate grease according to operating conditions such as a high temperature, high rotational speed, and high load. In this study, we evaluate the life of ball-bearing grease according to various operating conditions, namely, temperature, speed, and load changes. For this, we develop and theoretically verify a grease life test machine for ball bearings. We conduct a life test of grease according to various operating conditions of bearings and predict the grease life with a 10% and 50% failure probability using the Weibull analysis. In addition, we analyze the oxide characteristics of the grease over time using the Fourier transform infrared spectroscopy and the deterioration characteristics of the grease using the carbonyl index.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.123-128
• /
• 2022

SRM(Switched Reluctance Motor)의 토크는 인덕턴스의 기울기에 비례하여 발생하기 때문에 비선형 토크 특성을 가지며 토크 맥동이 크고 소음이 심한 단점을 가지고 있다. 특히 SRM의 상용화에 가장 큰 장해 요인으로 작용하고 있는 것은 회전축에서 발생하는 맥동 토크로 이에 의해 기기자체는 물론이고 주변장치에까지 여러 가지 악영향을 미친다. 따라서 맥동 토크를 저감시키는 방법으로 다양한 방안이 국내외 연구자들에 의하여 발표되었고 히스테리시스 제어기의 경우 초핑 제어에 비해 평활한 전류를 흘려줄 수 있다는 장점이 있다는 연구결과가 있다. 그러나 히스테리시스 밴드를 결정함에 있어서 밴드가 너무 작을 경우 많은 스위칭으로 인한 스위칭 손실과 엔코더의 사용 시 불안정한 초기 기동을 야기할 수 있는 둥의 단점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 속도오차에 따른 히스테리시스 밴드의 변화를 통하여 보다 안정적이고 빠른 속도응답을 가지면서 정상상태에서 토크 리플을 줄일 수 있는 가변 히스테리시스 제어기에 대하여 연구하였다.

• Design & Manufacturing
• /
• 제18권2호
• /
• pp.1-8
• /
• 2024

Unlike the roll-to-roll process that uses a steel roll and a nip roll, a vacuum roll can hold and transfer a thin film using a single roll. To precisely manufacture a vacuum roll, a thin outer cylinder must be machined, which is assembled on the outside of the roll and contacts the film via vacuum pressure. In this study, the effects of jaw width and chucking force on the deformation of the outer cylinder during the turning process were investigated using analysis, and a precision machining and burr removal process was developed. The deformation of the outer cylinder decreased almost linearly with increasing jaw width and increased with higher chucking force and larger cylinder diameter. Additionally, the deflection due to the weight of the outer cylinder was approximately three times greater than that caused by film tension. For the machined outer cylinder, a burr removal experiment was conducted, and concentricity and cylindricity were measured. Using a device that removes burrs by rotating a wheel connected to the main shaft at high speed, it was found that burrs generated on the inner diameter could be removed very efficiently. On the vacuum side, the concentricity errors of the inner and outer diameters were 0.015 mm and 0.014 mm, respectively, and on the opposite side, they were 0.006 mm and 0.010 mm, respectively. Additionally, the measurement of Total Indicator Runout (TIR) according to the angle showed that the maximum cylindricity of the outer and inner diameters was 0.02 mm and 0.025 mm, respectively. Finally, through burr-height measurement at the hole boundary, it was found that the heights were within 0.05 mm.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.33-42
• /
• 2020

각종 감시체계에서 육안에 의존하여 물체를 식별해내는 것은 어렵고 실수하기 쉬우므로 군 감시체계에서 자동식별능력의 필요성은 더욱 높아지고 있다. 사회에 발표되는 모형들은 군 무기체계에 대한 데이터가 반영되지 않아 군에 바로 적용하는 것은 제한된다. 본 연구는 군용 헬기의 이미지에 합성곱 신경망을 적용하여 피아식별 모형을 구축한 연구이다. 제안하는 모형은 우리나라에서 주로 사용하고 있는 헬기인 AH-64 기종과 공산권 국가에서 주로 사용하고 있는 헬기인 Mi-17 기종의 이미지를 통해 학습시켜 구축되었다. 제안하는 모형의 성능을 살펴보면, 평가척도를 이용하여 평가한 결과 97.8%의 정확도, 97.3%의 정밀도, 98.5% 재현율과 97.9%의 F-measure의 성능을 보임을 확인하였다. 이런 분류 결과에 대해서 Feature-map을 통해 아군 헬기의 바퀴와 무장, 그리고 흡기구 주변이, 적군 헬기의 바퀴, 흡기구, 그리고 창문 부위가 피아식별 모형의 분류 기준임을 확인할 수 있었다. 본 연구는 CNN을 이용하여 군 무기체계 중 헬기의 영상정보에 대한 피아식별에 대한 분류를 처음으로 시도한 연구이며, 본 연구에서 제안하는 모형은 기존의 다른 무기체계에 대한 분류 모형보다 높은 정확도를 보인다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권12호
• /
• pp.88-92
• /
• 2017

풍력은 자원이 풍부하고, 끊임없이 재생되며, 공해물질 배출이 없어서 친환경적인 점에서 화석에너지 고갈 시에 대비한 유망한 대체 에너지원으로서 각광받는 에너지이다. 풍력발전기는 회전축의 방향에 따라 수평축 풍력발전기와 수직축 풍력발전기로 구분되며, 수직축은 발전효율이 낮은 단점이 있는 반면에 바람의 방향에 영향을 받지 않아 요잉 시스템이 필요가 없어 구조가 간단하고, 저 풍속에서도 풍력발전이 가능한 장점이 있어 현재 소형 수직축 풍력발전기가 주목받고 있다. 본 연구에서는 저 풍속에서도 발전 가능한 자이로밀형, 힌지형, 양문형의 블레이드 형태에 따른 소형 수직형 풍력발전기를 이용하여 1m/s~11m/s의 가변풍속에 따른 발전기의 출력전압 및 출력전류를 분석하였다. 연구결과 최대풍속 11m/s일 때 발전기 출력전압은 양문형 블레이드를 적용 시 자이로밀형 블레이드보다 67%, 힌지형 블레이드보다 9%가 증가되었으며, 발전기 출력전류는 양문형 블레이드를 적용 시 자이로밀형 블레이드보다 93%, 힌지형 블레이드보다 5%가 증가되었다. 본 연구를 통해 저풍속 및 고풍속에서의 발전이 용이한 양문형 블레이드의 우수한 출력특성과 실용화 가능성을 확인하였다.

• Journal of Biosystems Engineering
• /
• 제43권4호
• /
• pp.285-295
• /
• 2018

Purpose: The aim of this study is to develop a three-wheel riding cultivator for improving the performance of the current four-wheel riding cultivators in the market. Methods: A prototype three-wheel riding cultivator with the rated power of 15.5-kW, a primary hydrostatic and a two-speed selective gear transmission shifts, front/rear three-wheel drive, a hydraulic wheel tread adjustment, and the mid-section attachment of the major implements was designed and constructed. Its specifications and basic performance are investigated. Results: The maximum speeds of the prototype at the low and high stages were measured to be approximately 7.31, and 11.29 km/h in forward travel, respectively, and approximately 3.60, and 6.37 km/h in rearward travel, respectively. The minimum ground clearance is shown to be 670 mm. The rotating speeds of the power takeoff (PTO) shaft at the low and high stages are shown to be approximately 795 and 1,140 rpm, respectively. The tread of the rear wheels, the minimum radius of turning, and the maximum lifting height of the parallel link device are measured to be within 1,320-1,720 mm, 2.80 m, and 390 mm, respectively. Approximately 25.3% and 74.7% of the total weight of the prototype are distributed in the front and rear wheels on flat ground, respectively. When the tread of rear wheels increased from 1,320 to 1,720 mm, the left and right static lateral overturning angles increased from $33.4^{\circ}$ to $39.1^{\circ}$ and from $29.0^{\circ}$ to $36.1^{\circ}$, respectively. Conclusions: The prototype three-wheel riding cultivator showed a wide range of travel and PTO speeds, high minimum ground clearance, small minimum radius of turning, and easy control of the rear wheel tread. Further, the easy observation of cultivating operations by mid-mounting the implements can improve quality of work. Therefore, the prototype is expected to contribute to the riding mechanization of cultivating operations for various upland crops in Korea.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제23권7호
• /
• pp.57-64
• /
• 2007

본 연구는 지반의 회전굴착에 필요한 굴착 토크(torque)를 회전 오거 구동에 소요되는 전기에너지를 활용하여 예측할 수 있는 방법을 제시한다. 지반회전굴착은 선굴착 말뚝 시공, 연약지반 개량을 위한 소일-시멘트 그라우팅(soil-cement grouting), 사전 지반조사 등 지반공학 분야에 흔히 사용되고 있다. 오거를 통한 회전굴착에 소요되는 전기에너지와 회전 토크의 상호 관계를 이해하기 위하여 소형 실내 실험기기를 제작하고 파일럿(pilot)실험을 수행하였다. 실험기기는 직경 $D=5{\sim}10mm$의 일반 드릴 비트를 회전하여 CBR몰드에 다짐 제작된 토사공시체를 굴착할 수 있도록 설계되었다. 드릴 비트는 감속기어를 통하여 19RPM의 정격 속도로 회전하며, 구동 모터는 25Watt 용량의 교류 유도 전동기이다. 드릴 비트로 공시체를 회전 절삭하며 구동 모터에 소요되는 전류의 증가량과 실제 비트에 작용하는 토크(torque)를 측정하였고, 선형 회귀분석을 통하여 전류 증가량과 토르크 증가량의 상호관계를 파악하였다. 구하여진 회귀분석 결과를 활용하여 굴착시 소요되는 전류 증가량으로부터 굴착토크를 예측하여 계측된 토크값과 비교하였다. 비교로부터 굴착에 소요되는 전기력을 활용하여 굴착토크를 예측할 수 있다는 결론을 얻었으며, 이로부터는 굴착 전기력의 분석을 통해 지반의 전단강도 특성을 예측할 수 있음을 증명하고자 하였다.