최근 중 저압용 진공 차단기의 구동 메커니즘으로 영구자석형 조작기(PMA)가 널리 사용되고 있다. 이는 모터 스프링이나 유압 및 공압식 등과 같은 기계식 메커니즘에 비해 성능과 신뢰성에서 우수함을 인정받고 있다. 그러나 기존 영구자석형 조작기에서는 가동자와 영구 자석 사이의 큰 마찰력으로 인한 에너지 손실과 차단부와의 연결 로드에서의 기계적 고장 및 파손이 유발될 수 있다. 본 논문에서는 가동자의 로드에 베어링 타입의 부싱을 장착한 모델을 제안함으로써 이 문제를 해결하고자 한다. 부싱을 이용하여 영구 자석과 가동자 사이의 공극을 확보함으로써 마찰을 감소시키고 기계적 안정성 및 동작 특성 향상을 기대할 수 있다. 유한요소법(FEM)과 시간차분법(TDM)을 이용하여 제안된 모델의 동작 특성을 해석하였고, 이를 기존 모델의 특성과 비교하여 그 우수성을 검증한다.
가동자석형 픽업 구동기를 조립하는 경우 조립 전후에 오차가 발생하게 된다. 즉, 렌즈홀더 와 스프링홀더 A'SSY 를 요크에 조립하기 전자 후에 렌즈홀더가 shift 된 양을 살펴보면 상당한 편차가 있음을 볼 수 있다. 이것은 자석 중심과 요크 중심이 어긋날 경우 자석과 요크 사이에 발생하는 자기력의 영향으로 발생하는 것으로, 자기해석을 수행한 결과 자석과 요크의 크기에 따라 자기력의 영향이 달라짐을 확인할 수 있었고, 개발모델에 적용하여 조립성능이 향상됨을 확인할 수 있었다.
데이터 전송률과 저장용량은 광학디스크드라이브 성능의 주요 척도이다. 데이터 전송률은 높을수록 좋으며, 저장용량은 되도록 큰 것이 바람직하다. 이와 같은 성능을 증가시키기 위해 광학디스크드라이브의 액추에이터는 높은 서보대역폭을 가져서 광학디스크의 진동을 보상할 수 있어야 한다. 하지만 서보대역폭은 액추에이터의 몇몇 유연모드들에 의해 제한되므로 액추에이터 유연모드의 고유진동수를 높이는 설계가 필수적이다. 이 논문은 높은 유연모드 주파수를 갖는 가동 자석형 액추에이터를 제안한다. 일반적으로 가동 자석형 액추에이터는 가동부의 형태가 단순하고, 가동부 자석이 높은 영률을 가지기 때문에 유연모드 주파수를 높이는데 유리하다. 반면 가동부의 질량이 크고 자기 회로의 효율이 좋지 않아 액추에이터의 구동감도가 나쁘다. 이와 같은 단점을 극복하는 방편으로 구동감도를 향상시키기 위해 트랙킹 방향 구동을 위한 자기회로가 폐자기회로인 모델을 설계하였다. 추가로 실험계획법을 이용한 자기회로 개선을 통해 구동감도를 향상시켰으며, 유연모드 주파수 또한 렌즈 홀더의 변경을 통해 향상시켰다.
본 논문은 기존의 5축 치아가공기나 반도체장비등에 사용하고 있는 회전형 모터의 경우는 엔코더와 리졸버를 사용하고 있다. 엔코더와 레졸버는 고가이므로 실제 산업현장에서 전동기의 위치 센서로는 적용하기가 힘들다. 또한 엔코더와 레졸버와 같은 광학식 위치센서는 그 크기와 내구성에 있어 약점이 있기 때문에 취부 할 때에도 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 5축치아가공기에 적용하기 위해서 자석가동자를 만들었으며, 이러한 문제점을 해결하는 방안으로 리니어모터를 고정자로 하고 자석플레이트를 이동자로 하는 시스템과 별도의 리니어 스케일을 배제하고 기존의 정현파를 발생하는 2개의 리니어홀센서 및 영구자석을 이용하여 가동자의 절대위치와 이동 위치를 검출할 수 있는 리니어 모터 및 그 제어방법, 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 자석가동자를 이용하여 구동시 실시간으로 데이터를 확인할 수 있고 제어할 수 있는 모니터링 시스템을 개발하는 연구이다.
본 논문에서는 2개의 전기자 구조로된 대형 voice coil용 가동자석형 LDM을 대상으로, LDM의 추력 대 체적비를 고려하며 가동자의 칠섬익 체적올 추력의 감소없이 최적화함므로서 LDM의 응답 특성을 향상시킬 수 있는 방법에 대해 살펴보았다. 자기회로는 선형이라는 가정하에 LDM 해석을 수행하여 LDM의 가동자를 설계하였으며, 유한요소해석 소프트웨어인 Maxwell-2D에 의해서 철심의 포화를 고려한 가동자 철섬의 두께를 결정하였다. 이러한 결과에 대한 타당성은 기준형 LDM과 가동자 철심의 형상이 개선된 개선형 LDM의 2대를 설계, 제작한 실험 결과에 의해서 입증하였다.
Recently, as the demand of the information storage devices with large storage capacity such as BD(Blu-ray Disk) and HDTV(high-definition television) is increased, the optical storage devices are also required to have fast data transfer rate and large storage capacity. To satisfy these requirements, the actuator for optical disk drive should have high flexible mode frequencies for system stability. In this paper, we suggested a moving magnet type actuator having high flexible mode frequency. However, the moving magnet type actuator does not have sufficient driving sensitivities due to the weight of its moving part. To improve driving sensitivities, we designed the model with the closed electromagnetic circuit for tracking direction. In addition, driving sensitivities and flexible mode frequencies were improved by using DOE(Design of Experiments) for magnetic circuit and modifying the lens holder. Consequently, it is confirmed that the designed model is satisfied with the desired specifications.
A moving-magnet type pickup actuator has an assembly error. That is, the actuating Part of an actuator is shifted from initial position after we assemble it into yoke. This Is the result of an effect of magnetic force between magnet and yoke. We performed magnetic-analysis using FEA. As a result of simulation, we improved the assembling efficiency for moving-magnet type actuator.
A moving-magnet type pickup actuator is proposed, which has the back-yoke to improve th sensitivity. Through the magnetic path analysis, we can find that the flux density is increased i the air gap by the pole assignment of magnet and the adding of back-yoke can reduce the flu leakage and induce 40% up of flux density. Experimental results show that the sensitivity i improved in the tracking direction, however, the improvement doesn't occur in the focusing direction. Finally, the compensation performance is tested in HD-DVD system. And it is verifie that the actuator can compensate the disc tilt of ${\pm}$0.7$^{\circ}$.
The optical disc drive has used a high NA objective lens and a shorter wavelength laser diode for high recording density. But high NA and shorter wavelength cause several margins to become short. Focusing and tracking servo has to be more accurate and active tilt compensation mechanism is also needed for coma aberration compensation. In this paper, we proposed 3-axis moving magnet type actuator. For 3-DOF motion, moving coil actuator has to equip 6 wires for supplying 3 independent signals. However, moving magnet type actuator doesn't need to change the configuration of wires because coils are in stator. So, we added tilting mechanism to 2-axis moving magnet actuator which is designed in previous research. Addition of the tilting mechanism cuts down the focusing sensitivity. So, maximization the tilting sensitivity and securing the focusing sensitivity are objectivities of this research. DOE (design of experiments) procedures of electromagnetic circuit are performed for parameter study and the optimization is also performed to maximize the tilt sensitivity. And then the final design is suggested and its performance is verified by FE simulation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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