• Title/Summary/Keyword: 시작토오크

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Design of Micro Actuator Using Finite Element Analysis (유한요소해석을 이용한 마이크로 액추에이터의 설계)

  • Lee, Yang-Chang;Lee, Joon-Seong
    • Proceedings of the KAIS Fall Conference
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    • 2010.11b
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    • pp.634-637
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    • 2010
  • 본 논문은 미세구조의 마이크로 액추에이터의 구동해석을 위한 결과로써 3차원 유한요소해석(Finite Element Analysis, FEA)을 이용하여 수행하였다. 마이크로머신과 같은 미소구조물을 해석하는 경우, 컴퓨터의 메인 프로세스에 비해 프리프로세서(pre-processor)의 비중이 높아지고 있어 그 효율화가 가장 중요하다. 수작업에 의존해야 했던 지난날의 요소분할법 기술은 최근에 들어 여러 연구자들에 의해 개발되고 있다. 특히, 복합현상을 다루는 정전 액추에이터에 직접적인 적용에 다소 어려움이 있는데 3차원적인 수치 및 실험평가는 실용적인 문제에서 비추어 볼 때 매우 중요하다. 따라서 본 논문에서는 센서로서의 역할을 하는 마이크로 정전 액추에이터의 기본설계를 위한 토대를 구축하고자 3차원적인 FEA 시뮬레이션을 수행하여 미세 회전운동을 분석하였다. 그 결과 설계된 모델에서 먼저 자중해석과 Mode 해석에서 기준치를 모두 만족하였다. 또한 설계된 액추에이터의 형상에 따른 회전자의 변형해석을 수행하여 시작토오크와 탄성한계까지의 위치제어에 필요한 회전각을 구하였으며, 정전장 해석을 통하여 시작토오크는 전압 $V^2$에 비례함을 알 수 있었다.

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Study on the Clamping Force and the Friction Coefficient in a Bolt tightened up to the Plastic Range (소성역체결 볼트의 체결력과 마찰계수에 관한 연구)

  • 손승요;신근하
    • Computational Structural Engineering
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    • v.7 no.3
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    • pp.133-141
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    • 1994
  • When a bolt is tightened up to the range of plastic deformation, yielding may be governed by the combined stresses due to the axial force developed in the bolt and the frictional torque induced on the thread by the contact with the nut. Consideration is taken account of the fact that the unengaged portion of the thread has least sectional area, being subject to initial yielding. Once yielding has taken place some strain hardening effect may result. Incremental stress-strain relations are used to treat the continued yielding, which is equivalent to treat continued yielding as if summing up the effects of thin walled cylinders subject to plastic deformation. M10 bolts of fine threads are used for both computational and experimental purposes. Variation of axial forces and frictional torques vs. the frictional coefficients are presented together with other plots showing some characterist of bolt under plastic deformation. Finally, a design and control aid for the tightening(i.e., kind of nomograph) is presented, showing the relationships among the torque factor and frictional coefficients for that particular bolt used in the experiment.

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Test ressults of an inverter system for 750kW gearless wind turbine (750kW 풍력발전 시스템 전력변환장치의 시험)

  • Kwon, S.J.;Son, Y.G.;Jang, S.D.;Suh, J.H.;Oh, J.S.;Shin, S.I.;Hwang, J.S.
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2005.07b
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    • pp.1771-1774
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    • 2005
  • 가변속 직접 구동형 영구자석 농기발전기와 감속기(38:1)를 2 MW의 유도전동기축에 직결로 결합하여 유도전동기의 속도제어 통하여 발전기 단자전압을 인버터의 출력으로 계통에 전력을 전송하는 시험을 전기연구원에서 수행하였다. 인버터 출력 60 Hz의 상용전원으로 계통과 연계되는 동기발전기의 정격출력은 800 kW이며, 손실분을 제외한 인버터의 정격출력은 750 kW이다. 동기발전기는 속도 9 rpm에서 발전을 시작하여 정격속도인 25 rpm에서 정상적인 출력을 내도록 되어있다. 시험은 유도전동기 속도를 가변으로 각각의 속도에서 발전기 단자전압과 토오크를 측정하고, 정격속도에서 토오크 제어를 통한 최대전력을 측정하였다. 본 논문에서는 시험결과 분석 및 계통사고, 발전기 단락사고와 같은 극한상황에서 전력변환 장치를 보호하기 위한 보호시스템에 대한 국내 규정에 준하는 시험에 대한 결과를 보이고자 한다.

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FEA Simulation for Practical Behaviors of Electrostatic Micro Actuator (마이크로 액추에이터의 실제 거동에 대한 FEA 시뮬레이션)

  • Lee Yang Chang;Lee Joon Seong
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.22 no.1
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    • pp.115-121
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    • 2005
  • Micromachines are extremely novel artifacts with a variety of special characteristics. Utilizing their tiny dimensions ranging roughly from 10 to $10^3$ micro-meters, the micromachines can perform tasks in a revolutionary manner that would be impossible for conventional artifacts. Micromachines are in general related to various coupled physical phenomena. They are required to be evaluated and designed considering the coupled phenomena. This paper describes finite element analysis (FEA) simulation of practical behaviors for the micro actuator. Especially, electric field modeling in micro actuators has been generally restricted to in-plane two-dimensional finite element analysis because of the complexity of the micro actuator geometry. However, in this paper, the actual three-dimensional geometry of the micro actuator is considered. The starting torque obtained from the in-plane two-dimensional analytical solutions were compared with that of the actual three-dimensional FE analysis results. The starting torque is proportional to $V^2$, and that the two-dimensional analytical solutions are larger than the three- dimensional FE ones. It is found that the evaluation of micro actuator has to be considered electrical leakage phenomenon.

FEA Simulation for Performance Estimation of Micro Actuator (마이크로 액추에이터의 성능평가를 위한 FEA 시뮬레이션)

  • 이양창;이준성
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2002.10a
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    • pp.1045-1048
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    • 2002
  • Micromachines are extremely novel artifacts with a variety of special characteristics. Utilizing their tiny dimensions ranging roughly from 10 to $1O^3$ micro-meters, the micromachines can perform tasks in a revolutionary manner that would be impossible for conventional artifacts. Micromachines are in general related to various coupled physical phenomena. They are required to be evaluated and designed considering the coupled phenomena. This paper describes finite element analysis (FEA) simulation of practical behaviors for the micro actuator. Especially, electric field modeling in micro actuators has been generally restricted to in-plane two-dimensional finite element analysis because of the complexity of the micro actuator geometry. However, in this thesis, the actual three-dimensional geometry of the micro actuator is considered. The starting torque obtained from the in-plane two-dimensional analytical solutions were compared with that of the actual three-dimensional FE analysis results. The starting torque is proportional to $V^2$, and that the two-dimensional analytical solutions are larger than the three-dimensional FE ones. It is found that the evaluation of micro actuator has to be considered electrical leakage phenomenon.

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