• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.19 no.1
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• pp.77-84
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• 2024

This paper introduces a study on an electromagnet magnetic gear designed for gear ratio conversion. In comparison to magnetic gears using permanent magnets, this electromagnet magnetic gear exhibits lower torque density, highlighting the need for torque density improvement. To address this, the research focuses on enhancing torque density by examining the consistent orientation of each rotor's magnetization during gear ratio conversion and attaching permanent magnets accordingly. However, an issue arises due to the uneven magnetic flux density caused by the non-uniform attachment of permanent magnets, leading to an increase in torque ripple. Therefore, building upon previous studies aimed at reducing torque ripple in electromagnet magnetic gears, this research explores the optimal methods, such as pole piece bridges and fillet configurations, to mitigate torque ripple even during gear ratio conversion.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.922-923
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• 2015

풍력발전기는 2000년대 초반에 발전기 회전자 직경이 80m에 이르는 2MW급 풍력발전기들이 여러 회사에서 개발되면서 경제성 및 신뢰성도 향상되어 비약적인 발전을 이루게 되었다. 풍력발전시장의 신규발주와 설치장소가 한계점에 이르게 됨으로써 경제성이 뛰어난 대형 풍력발전기의 필요성이 대두되고 있다. 이와 같이 풍력발전기의 대형화 추세는 대형화를 통해 에너지 효율의 증대뿐만 아니라 단위 용량 당 건설비 및 설비비 절감이 가능하기 때문에 풍력발전기 대형화를 위한 기술개발이 활발히 진행되고 있다. 하지만 현재 풍력발전기에 사용되는 기계적 기어박스는 윤활유 주입 및 보수 점검의 문제점이나 소음, 진동, 마찰에 의한 열 발생 등의 문제점들을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 기계적 기어박스를 마그네틱 기어를 이용하여 구성하고자 한다. 따라서 본 논문에서는 마그네틱 기어를 이용하여 10MW급 풍력발전기의 기어박스를 설계하고 그 가능성을 검토하고자 한다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.14 no.3
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• pp.329-337
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• 2001

In this study a compound planetary gear combined with three planet gears, which is used for continuously variable transmission, is modeled that consider variable nonlinear gear mesh stiffness and damping when gear rotates, and thus equation of motion of compound planetary gear is derived. Locus of sun gear center causing noise and vibration is being determined from performing derived state equation with numerical analysis in fourth order Runge-Kutta method.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.13 no.6
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• pp.1235-1242
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• 2018

When the wind speed changes rapidly, the wind turbine is stopped for the safety of the power system and the mechanical system. At that moment, the wind turbine gearbox is damaged and broken due to the contact load of the gearbox. In addition, the problems such as increasing frictional heat and deteriorate of the brake occur, because the power of the blades is transmitted directly to the brakes. This paper proposes a hybrid magnetic gear shape that solves the problem caused by the contact of the mechanical gear, which is the power transmission device of the wind power generation system, and the power cutoff system. The shape of the hybrid magnetic gearsuitable for the wind power generation system is derived through the torque and loss analysis according to the shape of the hybrid magnetic gear by using the two dimensional finite analysis method.

• Journal of the KSME
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• v.54 no.7
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• pp.51-55
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• 2014

이 글에서는 풍력발전기 핵심부품인 유성기어박스의 구조 및 특징에 대해 알아본 후 고장 진단을 위해 어떤 기술들이 개발되었는지를 알아본다. 그리고 유성기어박스 고장 진단에 있어 예상되는 어려움과 그것을 해결하기 위한 고장 진단 기술 및 향후 연구 방향을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.880-881
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• 2015

최근 풍력발전의 산업이 성장함에 따라 풍력 발전기의 부속품에 대한 연구도 활발해지고 있다. 이에 본 논문에서는 풍력 발전기의 기계적 증속기의 문제점을 개선한 비접촉식 자기 기어를 제안하고 기어비에 따른 기어의 특성을 분석하였다. 각 모델들의 전체 크기 및 자석 사용량은 동일하게 고정하였으며 기어비에 따른 극수 및 회전수만을 조절하여 도출된 결과값을 바탕으로 풍력발전기용 증속기 설계 시 기어비 결정에 대한 지표를 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.11-11
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• 2017

지속적인 고령화 추세에 따라 여성과 고령층의 노동력이 차지하는 비율이 높아지고 있어, 사용하기 편리한 소형농기계의 요구가 증가하고 있는 실정이다. 본 연구에서 사용한 소형 관리기는 정식 작업 전 경운, 정지 등 다양한 작업이 가능한 농기계이다. 본 연구에서는 소형 관리기에 토크 측정 시스템을 구성하였으며, 작업 중 가장 큰 부하를 받는 구굴 작업 부하를 측정하였다. 또한, 작업 시 가장 직접적으로 영향을 받는 PTO (Power Take Off) 기어의 부하 용량(load capacity)을 기어 해석 소프트웨어를 이용하여 분석하였다. PTO 기어의 부하 용량은 안전율, 피로수명을 대상으로 평가하였다. 측정된 부하 데이터는 변동 하중이므로, 부하 크기와 빈도수의 규칙적인 신호로 단순화하기 위하여 레인플로우 카운팅 방법을 사용하였으며, SWT (Smith-Watson-Topper) 방법을 이용하여 공칭 토크를 계산하였다. PTO 기어의 안전율은 ISO 6336, 피로 수명은 마이너 법칙(Miner rule)을 이용하여 계산하였다. PTO의 변속 단수 총 2단이며, 5개의 스퍼 기어로 구성되어 있다. 시뮬레이션 결과, 소형 관리기의 주행 속도 또는 PTO의 회전속도 증가에 따라 PTO에서 발생하는 평균 부하가 크게 나타났다. 또한 주행 단수 및 PTO 기어 단수가 증가할수록 기어의 안전율과 피로 수명이 감소하였으며, 특히 PTO 기어의 안전율은 접촉 응력에서의 안전율보다 굽힘 응력에서의 안전율이 급격하게 감소하였다. 소형 관리기의 PTO 수명은 주행 단수 2단, PTO 단수 2단 일 때 가장 적게 나타났다. 따라서 소형 관리기의 주행 속도와 PTO 회전 속도를 저속으로 작업하는 것이 PTO 기어의 수명에 더 유리할 것으로 판단된다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.2
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• pp.237-243
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• 2010

This paper presents a study on the helical gear inspection system for application to vehicle transmission gear manufacturing lines. The special gear profile inspection system is not suitable for manufacturing lines due to the measuring time. The master gear method, which was used in this study and compared with the machined gear in the line, is more efficient and economical. In this paper, three helical gear inspection parameters were of concern: nick, run-out, and PCD (pitch circle diameter) error. To evaluate its influence on the accuracy, the gear measuring system was also studied. This system can be useful in practical vehicle transmission gear manufacturing lines, where imported equipment is currently being used.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.15 no.2
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• pp.259-266
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• 2020

Magnetic gears have the same characteristics as mechanical gears, and each rotor does not come in contact, which is advantageous over mechanical gears in friction noise, heat generation, and maintenance. In addition, when the rotor using the coil-winding is applied, it is possible to control the output of the gear as well as to cut off its own drive in the emergency situation and to change its gear ratio. So the application of the magnetic gear is infinite. However, when the coil-winding rotor is used, cogging torque due to the attraction force between the permanent magnet and the iron core appears, which leads to an increase in the torque ripple component causing the rotor vibration. Therefore, in this paper, various shapes of the coil-winding rotor are analyzed to reduce the torque ripple of the rotor, and the optimum shape for reducing the torque ripple of the magnetic gear is presented.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.5
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• pp.489-495
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• 2016

This study focuses on a detailed ball-bearing model for spur gears. The nonlinear ball-bearing stiffness with radial clearance is derived and calculated. The bearing stiffness is used to the 3-degree-of-freedom (DOF) spur gear system model. The mode characteristics of the gear system model are analyzed and verified by performing finite-element analysis (FEA). From the results, the bearing stiffness on the radial clearance was more sensitive under low-load conditions compared to high-load conditions. The bearing stiffness significantly affected the gear dynamics in the low-frequency region, while the mesh stiffness affected the high natural frequency.