• Title/Summary/Keyword: 브러시없는 선형 모터

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The optimum geometric design of stators for brush less DC linear motors (브러시없는 직류 선형 모터의 고정자 형상 최적 설계)

  • 최문석;김용일;이상락
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 1995.10a
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    • pp.1173-1176
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    • 1995
  • We design and analyze two type stators for brushless DC linear motors by the experiment and the computational analysis. For a U-shape stator, the maximum manetic flux density by the finite element method(FEM) is large than that by the experiment by 1.0~2.2%. The result by the FEM is so accurate that it can be applied to the geometric design for the optimization. To increase the maximum magnetic flux density, we suggest an improved stator and analyze it by the 3-D and 2-D models. The maximum magnetic flux density of the improved stator is large than that of the U-Shape stator by 2.7%. Considering the size of the improved stator and maximum magnetic flux density, we determine that the optimized thickness is 5mm for a given specification.

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Measurement and Analysis of Back-EMF and Thrust of a Linear Brushless DC Motor (선형 브러시리스 DC 모터의 역기전력과 추력 측정 및 분석)

  • 이춘호;김용일;현동석
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.15 no.8
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    • pp.183-192
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    • 1998
  • In this paper, we measure the back-EMF and the thrust of a linear brushless DC motor along the relative position between coils and magnets in various speed environments in order to obtain the back-EMF and the thrust as a function of a motor position. The measured back-EMF function and thrust function of the position differ from the analytical ones within 5%. The measured back-EMF and thrust function can, then, be employed in controlling the thrust ripple of the linear motor. Furthermore, to minimize the torque ripple of the linear motor, we suggest the design method to shape the back-EMF and thrust function of the linear motor.

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Voltage Controlled Speed Controller of BLDC Motor Using Fuzzy Logic Control (Fuzzy Logic Control를 이용한 BLDC 모터의 전압 제어 속도 제어기)

  • Park, Jun-Ho;Han, Sang-Soo
    • The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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    • v.11 no.5
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    • pp.481-486
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    • 2018
  • DC motors are classified as DC motors with brush structure and BLDC motors without brush structure. Representing the speed control of the BLDC motor is the PI control. The speed control using the PI controller has a disadvantage that the response characteristic to reach the steady state is slow. Therefore in this paper, a voltage controlled speed controller using a Fuzzy Logic Controller (FLC), which has a short steady response time and usefulness of nonlinear control. The validity and usefulness of the proposed fuzzy speed controller are verified by simulation through Simulink of MATLAB program. Experiments were performed on the PI controller and the proposed fuzzy speed controller in three cases with reference speeds of 500rpm, 800rpm, and 1500rpm. Experimental results show that the proposed fuzzy controller has more 30% improved steady state speed response than PI controller.

A Study on Precision Position Control of 1 Axis Linear BLDC Motor for a Stage (반도체 제조장비용 Stage를 위한 1축 선형 브러시리스 DC 모터의 정밀 위치제어에 관한 연구)

  • Chun, Y.H.;Kim, J.W.;Jeon, J.H.;Jeon, J.W.;Kang, D.H.
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2001.11c
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    • pp.115-118
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    • 2001
  • 일반적으로 반도체 제조 공정은 매우 복잡하고 다양한 공정들로 구성된다. 이러한 공정 중 Stage 부분은 웨이퍼에 회로 패턴을 기입하기 위하여 웨이퍼를 미리 지정된 위치로 이송하는 공정으로 매우 높은 정밀도가 요구되고 있다. Stage에 대해서는 x, y, z축 뿐아니라 각 축에 대한 회전까지도 고려한 6축 제어가 수행되어야 한다. 본 논문에서는 stage에 대한 정밀제어의 기반기술로서 선형 BLDC 모터를 이용하여 1축 위치제어 시스템의 제어에 관하여 연구하였다. 선형 BLDC 모터의 이동 중 발생하는 추럭리플을 보상하여 제어기 설계시 선형 시스템으로 고려하여 제어기를 설계할 수 있도록 하는 방법을 제안하였으며 실험을 통하여 1[${\mu}m$]의 해상도를 갖는 위치검출 엔코더를 이용하여 5[${\mu}m$]의 정밀도를 얻을 수 있었다.

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Sensorless control for high speed BLDC micromotor of handpiece (핸드피스용 고속 BLDC 마이크로 모터의 센서리스 구동)

  • Zhu, Helin;Park, Muyong;Mok, HyungSoo
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2018.07a
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    • pp.416-417
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    • 2018
  • Brushless DC(BLDC) 모터는 브러시가 없어 고속 회전에 유리하기 때문에 핸드피스 모터에 많이 적용하는 추세이다. 핸드피스 모터는 부피가 작을수록 유리하여 홀 센서를 장착하지 않은 경우가 많기 때문에 센서리스 제어를 하여야 한다. BLDC 모터의 상 역 기전력 zero crossing 감지 방법을 이용한 센서리스 제어를 할 시 40,000rpm에 달하는 고속 회전에서 상 전압 floating 구간이 $250{\mu}s$밖에 안되기 때문에 샘플링이 부족하고 스위칭 노이즈도 강해 zero crossing에 대한 감지가 어려울 수 있다. 이 논문에서는 역 기전력에 대한 비선형 필터인 majority function을 응용함으로써 모터 상 역기전력의 zero crossing을 감지해내고 고속 BLDC 모터 센서리스 제어를 하는 방법을 소개한다.

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A Study on the Determination of Adequate Velocity Profile for Position Control of Linear BLDCM (선형 BLDCM의 위치제어에 적합한 속도 프로파일 선정에 관한 연구)

  • Ahn J.Y.;Cho H.H.;Cha H.R.;Kang S.Y.;Kim K.H.
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2006.06a
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    • pp.501-503
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    • 2006
  • 최근 산업 분야에서 리니어모터는 고속, 고정밀도의 요구사항에 따라 회전 모터와 볼 스크류, 벨트를 이용한 직선구동방식보다 빠르고 정확하며, 효율이 높기 때문에 활발히 이루어지고 있다. 리니어모터 중에서 선형 브러시리스 직류 전동기(LBLDCM)는 다른 리니어모터에 비해 소형, 경량이 가능하고, 저속 및 고속의 운전이 용이하며, 기계 가공 정도보다는 엔코더 등과 같은 위치 결정 응용 분야에 적합하며 본 연구에서 사용된 LBLDCM은 코일 가동형으로 영구 자석에 의해 발생된 자계와 가동자 코일에 흐르는 전류 사이에 작용하는 힘을 이용하게 된다. 이와 같은 LBLDCM을 응용분야에 적용하기 위해서는 구동 중에 속도가 변하는 지점에서 발생하는 진동을 줄여야 하며 목표지점까지의 정확한 위치 제어가 필수적이다. 따라서, 본 연구에서는 다양한 속도 프로파일에 따른 진동에 대해 비교 분석한 후, 이동거리에 따른 적합한 속도 프로파일에 대해 알아보았고, 그 결과를 토대로, 목표지점까지의 위치 오차를 저감하면서 정밀한 위치 제어에 적합한 프로파일을 제시하였다.

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The analysis of the thrust characteristics by a measurement of the back-EMF in a brushless DC linear motor (브러시리스 DC 선형 모터에서 역기전력 측정을 통한 추력 특성 분석)

  • Lee, Chun-Ho;Choi, Moon-Suk;Lee, Sang-Lak;Kim, Yong-Yil;Hyun, Dong-Seok
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 1997.11a
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    • pp.10-12
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    • 1997
  • For a given brushless DC linear motor, we analyze the thrust characteristics. We measure the back-EMF and then calculate the thrust with it. To compare the thrust, we measure it direct with force-torque meter and we calculate it from Lorentz equation. As the thrust and the back-EMF vary linearly according to the current and the velocity respectively, we define the thrust constant and the back-EMF constant. To match the motor to its controller, we calculate the thrust constant and the back-EMF constant. The result calculated with the back-EMF differs from that of the measurement by only 4.4%.

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The Comparison of thrust computational methods of a brushless DC linear motor (브러시 없는 직류 선형 모터의 추력 계산 방법의 비교)

  • Choi, Moon-Suk;Kim, Yong-Yil
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 1997.11a
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    • pp.32-34
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    • 1997
  • For a given brushless DC linear motor, we suggest the numerical prediction methods to analyze it's thrust characteristics. First, we calculate the magnetic flux density by the finite element method, and we then compute the maximum thrust with three computational methods - a Lorentz equation, a Maxwell stress method and a virtual work method. To confirm the accuracy of the computational methods, we measure the thrust of the linear motor made by our laboratory with a force-torque sensor. Also, we calculate the thrust by the measured back electromotive force. To choose the appropriate method for a specified application, we compare the maximum thrusts of the computational method and the calculation by the back electromotive force with the measured one. We conclude that the Maxwell stress method is turned out the best because it has the most accurate results among three computational methods and it is more convenient than the calculation method by the back electromotive force.

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A Study on the Precision Position Control for the Linear BLDC Motor (선형 브러시리스 DC 모터의 정밀 위치제어에 관한 연구)

  • Chun, Yeong-Han;Kim, Ji-Won;Jeon, Jin-Hong;Jeon, Jeong-Woo;Kang, Do-Hyun
    • The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers D
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    • v.50 no.9
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    • pp.417-422
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    • 2001
  • The brushless DC motor(BLDCM) is widely used in many applications. One of the application of the BLDCM is the stage which is one of process in the semiconductor manufacturing processes. Very high performance is required in the stage process. In this paper, the 1 degree of freedom positioning system for the basic technology of the stage is studied. The linearization method is proposed to make the controller design procedures easy by measuring the thrust force ripple using the strain gauge. And through the experiments, it is proved that the inner velocity control loop is necessary to make more precise positioning control system.

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A Study on the High Speed of Cutting Tool Feed System for the Noncircular Machining (비진원 가공용 공구 이송장치의 고속화 성능에 관한 연구)

  • 김성식
    • Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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    • v.7 no.4
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    • pp.96-103
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    • 1998
  • With the advance of processing technology , so as to spare fuel, piston heads used in automobile reciprocating engine have complex 3-dimension, with respect to shape such as ovality, profile, eccentricity, offset, recess. Therefore, coming out of the existing process work used master cam. the process work is performed using a CNC lathe. For a precision processing, the processing work is need to make study of high speed feed gear synchronized with the rotative speed of main spindle. And then the high speed feeding system must maintain high dynamic stiffness, high speed and high positioning accuracy . In this paper, in order to achieve high speed cutting tool feeding. The linear brushless DC motor is used for satisfying this process work. The ball bush and turicite is used as the guidance of the feed gear system. Also linear encoders, digital servo amplifiers and controller are used for controlling driving motor. This paper presents the design and simulation of the new tool feed system for noncircular machining.

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