Development of Pulsating Type Electromagnetic Hammer Drive Systems

This paper proposes the development of a low frequency electronic hammer drive system that is used to prevent scaling or clogging in the hopper process. The electro-mechanical hammering driving method involves the generation of vibration and impact energy. The operation principles of the electromagnetic hammer were considered by parallel/series spring coefficient analysis and the amount of kinetic energy generated was calculated from the product of the equivalent spring constant, which is coupled with the E core and the gap of between the E core and I core. In addition, the Pulsation Driving algorithm was applied to the proposed electromagnetic hammer to obtain the maximizing kinetic energy. This algorithm was then implemented by a logical AND operation process and micro-controller (atmega128) built in functions with a timer interrupt and PWM generation function. The driving circuit of the electromagnetic hammer was designed using the H-bridge type IGBT circuit. The experimental test was performed by usefulness of the developed electromagnetic hammer systems with the acceleration measurement method. The experimental result showed that the proposed system has good kinetic energy generation performance and can be applied to the hopper process.

맥동파 전자해머 구동시스템의 개발

본 연구는 호퍼와 같은 공정에서 필연적으로 발생하는 스케일 또는 막힘 현상을 방지하기 위해 적용할 수 있는 저주파 전자해머 구동 시스템의 개발에 관한 것이다. 전자기계식 hammering 구동 방식은 진동과 충격량을 동시에 발생시키는 방식으로, 본 논문에서는 전자해머의 특성을 고찰하기 위하여 전자해머에 장착된 직/병렬 스프링 상수 해석을 하였고 발생에너지는 E코어에 부착된 스프링 상수가 모두 같을 경우에 계산된 등가 스프링 상수와 E코어와 I코어 사이의 동작 변위의 곱으로 계산할 수 있음을 보였다. 또한 전자해머의 충격량을 최대화하기 위하여 맥동파 구동 알고리즘을 적용하였으며, 이 알고리즘은 논리 AND 연산과 마이크로 콘트롤러(atmega128)의 타이머 인터럽트와 PWM 기능을 사용하여 구현하였다. 전자해머의 구동회로는 IGBT로 구성된 H-브리지 방식으로 설계하였고, 가속도계 측정법으로 개발한 전자 해머 시스템의 성능을 검증하였다. 실험 결과 제안한 시스템이 기계적 에너지를 양호하게 발생시킬 수 있으며, 호퍼와 같은 공정에 적용할 수 있음을 보였다.