• 한국정밀공학회지
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• 제30권3호
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• pp.254-259
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• 2013

Ball screw system is widely used as a precision mechanical linear actuator that translates rotational motion to linear motion for its high efficiency, great stiffness and long life. Recently, according to the requirements of high accuracy and stiffness, the pre-load on the ball screw which means of remove the backlash in the ball screw is usually used. Because of the preload which means the frictional resistance between the screw and nut, becomes a dominating heat source and it generates thermal deformation of ball screw which is the reason for low accuracy of the positioning decision. There are several methods to solve the problem that includes temperature control, thermal stable design and error compensation. In the past years, researchers focused on the error compensation technique for its ability to correct ball screw error effectively rather than the capabilities of careful machine design and manufacturing. Significant amounts of researches have been done to real-time error compensation. But in this paper, we developed a series of cooling methods to get thermal equilibrium in the ball screw system. So we find the optimum cooling type for improving positioning error which caused by thermal deformation in the ball screw system.

• 한국추진공학회지
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• 제23권1호
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• pp.124-131
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• 2019

가스터빈엔진 고도시험설비 운용특성탐색 및 설비튜닝 연구와 유량/추력 측정방안 검증을 위한 엔진 시뮬레이션덕트 설계 연구를 수행하였다. 설비 운용특성 검증은 배압/추력 제어가 필요하므로 Spikecone type의 가변노즐을 적용하였으며, 유량검증용 ISO 쵸킹노즐의 추가장착이 가능토록 설계하였다. 시뮬레이션덕트 주유로 면적은 1D Sizing으로 결정하고, 노즐면적변화에 따른 시뮬레이션덕트 내부 유동특성은 1D/CFD 해석으로 조사하였으며, 해석결과로부터 설비운용특성 탐색 및 유량/추력 검증시험을 위한 공기공급부 시험조건을 도출하였다. Spike 노즐 구동부는 시험 전운용 구간에서 공력하중조건을 견디도록 모터, 리니어 볼스크류 등의 부품모델을 선정하였으며, 시험 시 10 mm/s의 이송속도가 가능하도록 설계하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.578-585
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• 2018

본 논문은 고속철도차량에 전기기계제동장치(EMB : Electric Mechanical Brake)를 적용하기 위한 주요 구성품인 3상 매입형영구자석동기전동기(IPMSM : Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)의 설계방법과 이를 이용한 인버터 제어시스템의 압부력제어 시뮬레이션 방법을 제안한다. 최근 자동차에서 주로 사용하는 유압식 제동장치는 유압을 발생시키기 위해 필요한 오일류와 유압 라인의 관리, 유지보수성 및 유압펌프의 동작으로 인한 효율성 등이 문제로 제기되면서 EMB에 대한 관심이 높아지고 있으나 비용증가 및 안전측면의 보완이 지속적으로 요구되고 있다. 공압식 제동장치를 주로 사용하는 철도차량은 EMB 시스템을 적용할 경우 차량 하부에 큰 공간을 차지하는 공기압축기, 제동공기통 및 연결 배관 등의 부품이 필요하지 않으므로 50% 이상의 소형화가 가능하며 인버터를 적용한 전동기 구동방식으로 인하여 상대적으로 빠른 응답속도와 정밀제어를 통해 공주거리를 단축시킬 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 철도차량은 다수의 제동장치가 제동력을 분담하는 구조로 설계되어 자동차와 비교하여 EMB 적용이 안전측면에서 유리하다. 본 논문에서는 JMAG을 활용하여 고속철도의 제동 캘리퍼와 제동력 출력에 적합한 모터설계 및 전자계해석을 수행하였다. 제동 압부력 제어 시뮬레이션을 위해 기계구동부는 기존 EMB 시스템에 주로 적용된 볼스크류 형태의 동작방식과는 달리 고속철도차량에 적용된 편심축 회전을 이용한 구동방식으로 모델링하였다. IPMSM 제어를 통한 제동압부력 및 제동력 출력결과는 Matlab/Simulink를 활용하여 JMAG의 IPMSM 모델과 co-simulation을 통해 보였으며 결과의 타당성은 차세대고속철도(HEMU-430X)의 제동사양과의 비교를 통해 검증하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.659-666
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• 2006

서보 모터는 컴퓨터와 센서로부터 오는 지령에 대해 정밀한 모션제어 즉, 정확한 속도조절과 위치 잡기를 수행함으로써 자동화 시스템에서 중요한 부분으로 사용된다. 특히, 선형추진 BLDC모터는 볼스크류, 타이밍 벨트, 랙/피니온과 같은 마찰 유도 전달 메카니즘들과 연결을 갖는 회전식 서보모터들에 비해 다양한 장점들을 갖는다. 본 논문은 정현파 구동형 선형 추진 BLDC모터의 동특성과 출력들로부터 얻어지는 정보를 이용하여 미지의 전동기 계통 파라미터들을 추정하는 방식을 제안한다. 추정된 파라미터들은 제어기와 외란 관측기의 이득을 조절하는데 사용될 수 있다. 이러한 목적을 이루기 위해 고성능의 디지털신호처리프로세서로 계자기준제어(FOC)기법을 구현하기 위해 설계된 TMS320F240을 선형 BLDC 서보 전동기의 제어기로서 사용한다. 이 서보전동기 응용 전용의 DSP는 A/D Converter와 PWM 발생부, 다수의 IO Port를 내장하고 있어 서보모터 제어기에 중요한 역할을 담당하게 된다. 이 선형 BLDC 서보 전동기 시스템은 또한 IPM 구동기와 홀센서 타입의 전류센서모듈 그리고 게이트 구동 신호와 고장 신호들의 전기적 절연을 위한 광결합 모듈을 포함한다.

• 산업융합연구
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• 제22권7호
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• pp.15-21
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• 2024

등산스틱은 일반적으로 산행하는 등산객 등이 보행 시 자신의 신체를 의지하면서 보행이 가능하도록 하는 보행 보조도구의 하나이다. 이러한 보조기구인 등산스틱에 다양한 기능을 수행할 수 있도록 하기 위해 충전용 배터리가 내장되어야 한다. 충전용 배터리를 충전하기 위해 별도의 전원공급장치가 필요하다. 본 연구는 자가발전 전원장치에 대한 것으로 기존의 방식보다 발전효율이 높은 스크루를 이용한 발전장치를 개발한다. 기존의 발전 방식 등과 비교 분석하고 이에 대한 문제점을 파악하여 본 연구에서 제시한 방식과 차별화를 둔다. 스크루 방식의 발전장치는 등산스틱이 지면에 접촉할 때와 지면과 떨어질 때 발전하도록 한다. 발전장치의 내장으로 별도의 전원공급장치가 필요 없고, 휴대폰 보조배터리의 역할과 조명등을 부착하여 사용할 수 있고, GPS 센서 등을 내장하여 위치 추적을 통해 길을 잃었을 때 찾을 수 있고 조명을 이용해 조난 등 위급한 상황에서 사용자의 안전을 지킬 수 있는 효과가 있다. 기존의 등산스틱 내장형 발전장치는 전류가 매우 약해 충전이 어렵고 실용성이 낫다. 본 연구에서 개발한 발전장치는 고효율을 실현하여 충분한 전류를 얻을 수 있어 배터리 충전이 가능하고 실용성이 높다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.228-234
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• 2016

본 이 연구의 목적은 이중 고온용융 압출법을 이용하여 기존의 방법으로 가지기 어려운 이상성의 약물방출 양상을 가지는 제형을 개발하는 것이다. 이 고온용융 압출물은 동회전 능을 가지는 두 개의 스크류가 장착된 압출기를 이용하여 제조되었다. Hydroxpropylmethylcellulose(HPMC) 같은 상대적으로 유리전이 온도가 높은 고분자를 이용하여 1차로 고온용융 압출물이 제조되었고, 이 1차 압출물과 상대적으로 유리전이 온도가 낮은 HPMC-AS(Acceate succinate)나 PEO(polyethlene oxide)를 이용하여 2차로 고온용융 압출물이 제조되었다. 또한 이중 고온용융 압출물과의 비교시험을 위해 같은 조성과 같은 조건하에서 일반적인 한 번의 고온용융 압출물도 제조되었다. 시차주사 열량계를 통해 물리적인 성질이 평가되었고, 미국약전의 제 1법에 따라 $37{\pm}0.5^{\circ}C$와 100 rpm의 조건에서 약물방출 시험이 진행되었으며 그 약물방출은 유사성인자($f_2$)를 이용하여 평가되었다. 시차주사 열량계 결과는 이부프로펜의 결정성이 이중 고온용융 압출법에서나 한번 고온용융 압출법 모두에서 무정형으로 변화된 것을 확인할 수 있었으며, 용출시험에서는 이중 고온용융 압출법에서 더욱 더 이상적인 이부프로펜의 방출을 인공위액(pH 1.2)에서 2시간, 0차 방출을 인공장액(pH 6.8)에서 6시간 동안 확인할 수 있었다. 빠른방출이 요구되는 글리메피라이드의 경우는 이중 고온용융 압출물에서는 60분에 80% 이상의 빠른 약물 방출을 보인 반면, 한번 고온용융 압출물에서는 약물방출이 HPMC와의 상호작용 때문에 느려져서 기준을 만족하지 못했다. 유사성 인자($f_2$) 값도 28.5로 매우 다른 방출을 보여주고 있음이 통계적으로 확인되었다. 이상의 결과들을 종합해 볼 때, 이중 고온용융 압출법은 완건성이 좋은 또 원하는 약물방출을 얻을 수 있는 방법이라 할 수 있다.