• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제10권6호
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• pp.88-95
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• 1996

초음파 모터(ultrasonic motor : USM)는 압전 세라믹소자(piezoelectric ceramics)의 초음파 진동을 이용한 마찰 구동형 모터이다. 기존의 전자식 모터와는 달리 자기화로 즉 철심과 코일이 없는 단순 구조를 갖는 특수 소형 모터로서 저속 고토오크의 특성을 지니고 있으므로 다이랙트 드라이브 방식의 액츄에이터로 활용이 가능하다. 그리고 자장이 강한 특수 환경에서도 외란의 영향을 받지 않아도 산업계 전바에 걸쳐 제어용 모터로서 높이 평가받고 있다. 따라서 실용화를 위한 여러 가지 파라미터에 대한 특성 실험과 그에 따른 제어법 개발이 시급하다. 본 논문에서는 2상 입력 전원의 전압차 제어(voltags)를 제안한다. 먼저 전압차 제어에 의하여 이론적으로 고찰하고 초음파 모터의 구동원이 되는 고정자의 한 질점에서 발생하는 타원 궤적을 시뮬레이션을 통하여 알아봄으로써 초음파 모터의 속도와 토오크 특성을 예측하였다. 그리고 입력 전압워 전압차를 조절하여 초음파 모터의 속도와 토오트 특성을 실험하였다. 그 결과를 토대로 전압차 제어가 초음파 모터의 새로운 구동 방식이 될 수 있음을 밝혔다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.45-54
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• 2015

본 논문에서는 기어감속 서보시스템의 모터입력전압 크기를 적절히 감소시키면 모터입력전압에 대한 모터각속도에서 나타나는 주파수응답특성에 미치는 백래시 영향이 매우 커지게 됨을 보여 주였다. 또한 주파수응답선도에서 나타나는 반공진 및 공진주파수 변화량을 관찰하여 기어감속 서보시스템 내 기어 백래시 변화를 감지할 수 있는 방법의 유용성을 이론적, 시뮬레이션 및 실험적으로 검증하였다. 반공진주파수 변화가 공진주파수 변화 보다 안정적으로 계측될 수 있으므로 백래시 크기 변화감지 시 반공진주파수 변화량 관찰이 좀 더 유용하며, 공진주파수는 모터입력전압을 충분히 감속시켜야 급격한 변화를 관찰할 수 있음을 보여주었다. 본 연구는 기어감속 서보시스템 내 백래시 크기 변화 감지에 대한 향후 연구에 있어서 유용하게 사용될 수 있을 것이라고 생각한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.224-229
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• 2019

시트는 운전 중에 운전자와 승차자의 편의를 제공하도록 요구된다. 최근 수동으로 동작하는 시트가 모터를 이용하여 자동으로 동작하는 전동 시트로 변화되고 있다. 시트에 모터를 적용함에 따라 과전류에 의해 발생하는 반전충격음, 진동 및 소음과 같은 문제가 발생하고 있다. 시트 모터의 제어를 통해 문제를 해결하려는 연구가 시도 되고 있다. 본 연구에서는 전동 시트에 사용되는 DC 모터에 흐르는 전류가 소프트 스타트와 소프트 스톱 형태를 갖도록 입력 전압의 형상을 결정하는 4개의 제어변수를 제어하는 기술 제안하였다. 전동 시트의 모델링을 통해 입력 전압에 대한 코일에 흐르는 전류의 관계식을 유도하고, 제어변수에 따른 시뮬레이션을 통해 소프트 스타트와 소프트 스톱 형태를 갖는 최적의 전류 형상의 구현이 가능함을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.57-58
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• 2011

본 논문은 눈의 무게에 따른 압력센서의 전압변화를 이용하여 모터 구동 제어 및 제설이 가능한 방법을 제안하였다. 자동 제설 장치는 눈의 무게에 따른 압력 센서의 전압변화를 MCU의 내부 ADC를 이용하여 센서의 아날로그 값을 디지털 값으로 변환 한다. 변환한 디지털 값을 이용하여 MCU에서 무게를 판단하고, 그에 따라 모터의 구동을 제어 하게 된다. MCU의 무게 판단은 압력 센서에 가해지는 무게에 따라 변하는 압력센서의 가변저항 특성을 이용하게 되며, 직렬 저항 회로를 구성하여 압력센서의 전압 변화의 값을 ADC의 입력으로 주게 된다. 입력된 아날로그 값을 ADC로 디지털 값으로 변환하게 된다. 변환된 디지털 값을 MCU에서 판단하게 되며, 판단의 결과로 모터의 구동을 제어하게 된다. 즉, 이러한 시스템을 통하여 비닐하우스의 지붕의 눈을 실시간으로 자동 제설하게 된다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.305-306
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• 2008

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2007년도 하계학술대회 논문집
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• pp.111-113
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• 2007

본 논문에서는 FPGA를 사용하여 진행파형 초음파 모 터의 2상 입력 전원 전압의 주파수, 위상차, 진폭 및 2 상간의 전압차 조절이 가능하고, 8대의 초음파 모터를 동 시에 제어할 수 있는 8채널 USB통신 PC기반 초음파 모터 디지털 제어기를 제안한다. 제안한 제어기는 FPGA를 이용 한 디지털 논리에 의해 출력을 발생하기 때문에 PC로부 터 직접 제어 명령을 입력 받아 각각의 파라미터를 실시 간으로 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 둘 이상의 파라미터 를 동시에 조절이 가능하다. 또한, PC와의 인터페이스는 USB통신 방식을 채택하여 제어 명령의 전달속도 향상 및 플러그 앤 플러그 방식을 통해 데스크 탑 컴퓨터는 물론 휴대용 컴퓨터나 PDA와 같은 다양한 플랫폼에서 사용할 수 있도록 설계하였다. 또한, 초음파 모터의 속도 및 위치를 계측하기 위해 사용된 로터리 엔코더 카운터 회로를 FPGA회로에 내장시켜 카운터를 위한 별도의 회로 구성이나 장비 구입의 필요성을 배제하였다. 따라서, 생산 단가 및 부피를 현저히 감소시켰다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.175-176
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• 2010

본 논문에서는 자기 베어링을 이용한 자기부상형 터보분자펌프 운용시 그 시스템에 공급되는 입력전원이 중단될 경우 모터의 발전 전압을 이용하여 일정시간동안 자기 베어링을 구동하여 분자펌프의 안정된 shut-down을 유도하도록 제어기에 전원을 공급하는 전원장치를 제안한다. 본 논문에서 제안한 전원장치는 300W급이며 입력전압 30~400V로 출력은 48V이다.

• 전력전자학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.132-140
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• 2001

유니버셜모터는 소형의 직류 직권전동기와 같은 기계적 구조를 가지며 교류.직류 전원을 양용할 수 있는 장점으로 동급의 일반전동기에 비해 높은 속도로 구동이 가능하므로 핸드드릴이나 진공청소기, 세탁기 등의 가정용 기기 등에 일반적으로 사용된다. 위상각제어기를 이용하여 모터로 입력되는 전압을 제어하는 방법은 간단한 구조 때문에 위상지연으로 인해 입력 역률 및 저차 고조파 전류특성이 좋지 않음에도 불구하고 널리 사용되고 있다. 브리지 정류기를 사용하여 교류 전원을 맥동하는 직류 전원으로 변환한 후 DC 초퍼로써 유니버셜모터에 입력되는 평균전압을 제어하는 방법은 제어기의 효율을 높일 수 있고 저차 고조파전류를 감소시킬 뿐만 아니라 저전력값에 대해서도 부하역률의 저하를 막을 수 있다. 본 논문에서는 기존의 제어기의 방법으로 저가의 위상각 제어기를 구서하고 EH한 저가의 마이크로 컨트롤러를 이용한 DC 초퍼시스템을 각각 구성하여 저차 고조파전류 특성을 비교 분석하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.158-163
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• 2001

PWM 모드로 동작하는 전류형 인버터(CSI)는 구형파 제어형 CSI에 비해 구조가 복잡하여 가격이 비싸지고 공진발생 가능성이 크며 스위칭 손실, EMI등에 의해 동작 효율이 낮다. 그러나 구형파 제어모드의 CSI는 출력전류에 저차 고조파가 다량으로 함유되어 있기 때문에 모터의 토크 맥동이 발생된다. 따라서 본 연구에서는 CSI구동 유도 모터의 토크 맥동을 감소하기 위해, CSI와 유도모터 사이에 능동전력필터를 설피하여 유도모터의 입력전류에 함유되어 있는 고조파 성분을 보상하는 시스템을 제안하였다. 고조파를 보상하기 위한 알고지름으로는 연산과정에 전압이 필요치 않는 노치 필터법을 사용하였으며 PSIM 시뮬레이션에 의해 제안된 시스템의 타단성을 입증할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.201-201
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• 2008

박형초음파모터의 구조는 그림 1(a) 와 같이 크로스형태의 앓은 스테이터에 윗면과 아랫면에 각각 8 개의 압전세라믹이 부착된 형태이다. 압전세라믹의 분극방향은 로터와 접촉하는 스테이터의 A, B, C, D 네 개의 타점에서 순차적인 타원변위가 생성되도록 결정된다. 유한요소해석프로그램인 ATILA 5.2.4를 사용하여 최적설계를 한 결과 폭 3[mm], 길이 18[mm], 두께 1.8[mm], Brass 재질, Mid surface clamp 조건에서 입력전압 18[Vrms] 일 때 0.3[${\mu}m$]의 변위를 보였다. 최적설계된 모델을 제작하였고, 정확한 실험결과를 얻기 위해서 푸쉬풀게이지, x-y스테이지, rpm 메타, 토크게이지를 이용하여 실험테이블을 구성하였다. 그림 1(b) 는 마이크로컨트롤러를 이용한 구동 드라이버를 보여준다. 한 주기에서 1/4분주의 순차적인 네 개의 구형파를 생성하고, 이를 push-pull회로를 동하여 90도의 위상차가 나는 정현파를 생성하여 초음파 모터의 구동전원으로 사용한다. 엔코더와 AD 컨버터를 이용하여 정속도 운전을 위한 피드백 제어가 된다. 제안된 구동드라이버를 이용하여 측정한 결과, 구동 주파수 88.6[kHz], 입력전압 [40Vrms], preload 0.2 [N]에서 130 [rmp] 의 속도와 25 [gfcm] 의 토크특성을 보였다. 압력전압을 증가시킬수록 속도는 선형적인 증가를 보였고, 토크는 이와 반대로 감소하는 특성을 보였다. 피드백 제어회로가 없는 경우에는 preload 변화에 따른 극심한 속도 변화를 보였고, 피드백 제어를 하였을 경우에는 0.2~0.4[N]의 범위에서 정속도 운전이 가능함을 확인하였다. 기존의 주파수발생기와 파워 엠프를 이용한 구동장비와의 특성비교에서도 큰 차이를 보이지 않았으며, 장시간의 운전에도 안정적인 구동이 가능함을 확인하였다.