• 제목/요약/키워드: 유압서보 액추에이터

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유압밸브 구동용 서보 액추에이터의 신뢰성 향상을 위한 설계 파라미터 도출 (Inducement of Design Parameters for Reliability Improvement of Servo Actuator for Hydraulic Valve Operation)

  • 성백주;김도식
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권5호
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    • pp.475-482
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    • 2014
  • 유압밸브 구동용 서보 액추에이터는 항공기, 자동차의 유압시스템 그리고 산업용 유압시스템의 정밀한 작동에 중요한 장치이다. 서보 액추에이터의 신뢰성 있는 동작은 전체 유압시스템의 정밀한 제어에 큰 영향을 미친다. 서보 액추에이터의 주파수 응답특성, 스텝 응답특성과 같은 응답특성은 액추에이터의 성능을 판단하는 중요한 기준이 된다. 본 논문에서는 신뢰성해석을 통해 신뢰성 있는 동작과 응답특성을 만족시키기 위한 구성 부품에 대한 분석을 실시하였다. 또한 신뢰성 있는 동작과 빠른 응답성을 구현하기 위해 현장의 경험적 지식과 문헌 및 전문가의 전자기 이론을 통해 유압밸브 구동용 서보 액추에이터의 설계 파라미터를 도출하였다. 보빈, 요크, 플런저의 설계값, 그리고 코일의 감긴 수와 같은 서보 액추에이터의 설계값들을 결정하는 설계 파라미터를 제안하고, 설계방정식을 통해 산출한 설계값을 유한요소해석을 통해 타당성을 검증하였다. 또한 서보 액추에이터가 장착된 유압밸브의 성능시험을 통해 제안한 설계 방안의 타당성을 검증하였다.

발전소의 스팀제어용 유압서보 액추에이터의 공기배출 밸브에 관한 연구 (A Study on the Air Vent Valve of the Hydraulic Servo Actuator for Steam Control of Power Plants)

  • 이용범;이종직
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제40권6호
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    • pp.397-402
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    • 2016
  • 원자력 발전소와 화력 발전소에서는 양질의 전기를 생산하기 위해서는 발전기에 연결된 고압 및 저압 증기터빈에 최적량의 증기를 공급하여야 한다. 터빈에 증기를 공급하거나 차단하는 특수한 밸브인 터빈출력제어장치를 사용하고 있으며, 이 터빈출력제어장치는 유압서보 액추에이터로 구동 된다. 발전소에서는 유압시스템에서 생성되는 기체로 인하여 유압서보 액추에이터의 성능이 저하되거나, 생성된 기체가 압축되면서 발생하는 열로서 씰을 태우고 마모를 증가시켜서 빈번한 고장이 유발된다. 일부 발전소에서는 고정형 오리피스를 사용하여 공기를 배출하고 있지만 많은 유량배출에 따른 동력 손실과 빈번하게 작동되는 펌프, 전기모터 및 밸브 등의 고장을 발생시킨다. 본 연구에서는 기존의 고정형 오리피스와 같이 초기에 많은 량의 공기를 배출하고 정상운전에서는 매우 미세한 유량만 통과 시킬 수 있는 부하 감응형 공기 배출밸브를 모델링하고 해석하여 장착함으로서 유압서보 액추에이터의 제어 정밀성 확보와 기체 압축으로 인한 고장을 방지할 수 있게 하였다.

발전소 스팀제어용 유압서보 액추에이터의 씰 수명 향상에 관한 연구 (A Study on the Seal Life Improvement of the Hydraulic Servo Actuator for Steam Control of Power Plants)

  • 이용범;이종직
    • 드라이브 ㆍ 컨트롤
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    • 제15권2호
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    • pp.32-37
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    • 2018
  • The power plants use turbine output control devices to supply or shut off steam to high pressure and low-pressure steam turbines connected to generators. This turbine output control device is driven by a hydraulic servo actuator. The gas flows into the hydraulic servo actuator during periodic inspection or normal operation, and the resulting adiabatic compression of the gas raises the internal temperature of the actuator to $500^{\circ}C$. This temperature increase causes the seals to burn and show wear and tear, resulting in failure. In this study, an air vent valve was installed to allow gas inside the hydraulic servo actuator to flow large quantities of air at the beginning of the operation and after the periodic inspection. Gas was passed through for only minute flow during normal operation of the power plant. By applying the air vent valve, it improves the reliability of the hydraulic servo actuator by discharge the gas appropriately to improve the life of the seal.

유압서보 액추에이터의 주 고장모드 분석 및 수명개선에 관한 연구 (A Study on the Main Failure Mode Analysis and Lifetime Improvement of Hydraulic Servo Actuators)

  • 이용범;정동수;이기천;강보식;이종직
    • 드라이브 ㆍ 컨트롤
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    • 제15권4호
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    • pp.48-54
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    • 2018
  • The hydraulic servo actuator has always operated very precisely with high frequency and small displacement, and is used continuously for a long time. The hydraulic servo actuator of the test equipment used in the accelerated life test in order to guarantee the service life of the automotive parts failed earlier than the products before finishing the test. This study performed an analysis on the cause of the failure of the hydraulic servo actuator used in the test equipment, changed the design of the actuator to solve the root cause of the main failure mode, and developed the improved servo actuator. Based on above process, this study established a better performances and longer lifetime of the servo actuator after testing.

발전소용 유압 서보액추에이터의 쿠션 모델링 및 시뮬레이션 (Modeling & Simulation of a Hydraulic Servo Actuator Cushion for Power Plants)

  • 이용범;윤영환
    • Tribology and Lubricants
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    • 제29권1호
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    • pp.7-12
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    • 2013
  • Turbine power control devices at a nuclear / thermoelectric power plant lead to failure by creating mechanical shocks and strong vibrations that are due to the strong elasticity of a spring and the inertia of the valve face during its rapid movement to block steam. To ensure durability of the turbine power control device, which is the main component in the power plant, it is necessary to develop a device that can prevent such vibrations. In this study, a cushion mechanism is added to the head of the hydraulic servo actuator, which is a turbine power control device. Moreover, the cushion mechanism, which includes various modifies shapes and orifices is investigated dynamically through modeling and simulations.

보행 로봇을 위한 서보밸브 구동 유압 액추에이터의 특성 분석 (A Study of Hydraulic Actuator Based On Electro Servo Valve For A Walking Robot)

  • 조정산
    • 드라이브 ㆍ 컨트롤
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    • 제13권2호
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    • pp.26-33
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    • 2016
  • This paper describes of a mathematical and real experimental analysis for a walking robot which uses servo valve driven hydraulic actuator. Recently, many researchers are developing a walking robot based on hydraulic systems for the difficult and dangerous missions such as walking in the rough terrain and carrying a heavy load. In order to design and control a walking robot, the characteristics of the hydraulic actuators in the joint through the view point of walking such as controllability and backdrivability must be analyzed. A general mathematical model was used for analysis and proceeds to position and pressure changes characteristic of the input and backdrivability experiment. The result shows the actuator is a velocity source, had a high impedance, the output stiffness is high in contact with the rigid external force. So stand above the controller and instruments that complement the design characteristics can be seen the need to apply a hydraulic actuator in walking robot.

유압 액추에이터를 고려한 능동 현가장치용 비례압력제어밸브의 해석과 개발 (A Study on the Analysis and Development of Proportional Pressure Control Valve for Vehicle Active Suspension System via Hydraulics Actuator)

  • 윤영환;장주섭;최명진
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제8권6호
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    • pp.111-121
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    • 2000
  • Generally, the hydraulic pressures are used for transmitting the force. Therefore, a highly reliable and inexpensive control system has been required for a passenger car. The control-ability of active suspension system is strongly affected by the performance of pressure control valve in the view of dynamic response and energy consumption. In this study, we suggested main design parameters for the optimum design of proportional pressure control valve. The mathematical simulation model was derived from the quarter type model which consisted a valve and hydraulic damper for the purpose of analyzing the valve characteristics. Experiments were performed to confirm the performance of the valve and computations were carried out to ascertain the usefulness of the developed program. The results from computations fairly coincide with those from experiments. This has been achieved by developing the servomechanism valve which comprises the simple combination of a solenoid, a spool valve and a poppet valve. The results from experiments and computations show the development process of optimum proportional pressure control valve in the hydraulics system.

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원자력/화력발전소의 터빈제어밸브시스템의 신뢰성 향상에 관한 연구 (A Study on the Reliability Improvement of the Turbine Control Valve System in Nuclear and Thermal Power Plants)

  • 양종대;양석조;이용범
    • 드라이브 ㆍ 컨트롤
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    • 제16권4호
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    • pp.93-100
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    • 2019
  • Nuclear and thermal power plants must provide the turbines with an appropriate degree of high temperature and high pressure steam, to produce the optimum electricity. Additionally, in the event of system and power system failure during electrical production, the steam is immediately disabled, to protect the turbines and generators rotating at high speed. The plant thus uses a special steam control valve system for turbine control, which is opened by force of the hydraulic servo actuator and closed by a large steel spring force. In this study, the causes of failure of the turbine control valve system, a key device of the power plants, were analyzed, and the causes of failure were improved relative to reliability of the equipment.

특집 - 기계류부품 신뢰성평가 기술 - 원자력/화력 발전소의 특수밸브개발 및 신뢰성확보기술 -

  • 이용범;양종대
    • 기계와재료
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    • 제21권3호
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    • pp.42-51
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    • 2009
  • 원자력/화력 발전소에서 사용중인 터빈출력제어장치(turbine power control device)는 유압 서보액추에이터(hydraulic servo actuator)로 구동하는 특수 스팀 밸브(steam valve)로서 터빈의 속도를 제어하고 스팀을 차단하는 기능이 있다. 대형 발전기(500~1000Mw)를 구동하여 양질의 전기를 생산하기 위해서는 발전기에 연결된 고압 및 저압터빈에 최적량의 스팀을 공급하여야 하고, 고속(화력 3600 rpm, 원자력 1800 rpm)으로 회전하는 터빈이나 스팀계통에 이상이 발생할 경우 터빈의 과속(over speed) 방지를 위하여, 즉시 터빈으로 공급되는 스팀을 차단하여 터빈을 보호해야 한다. 따라서 터빈의 속도제어와 계통의 스팀 량을 감시하여 차단하는 발전소의 특수 밸브의 신뢰성확보기술이 요구된다. 특히 원자력발전소의 경우 핵연료교환주기(약 24개월)에 밸브들을 정비 또는 교체하고 있어 이때마다 시스템과 매칭(튜닝)기술이 요구되었다. 본 연구에서는 전량 수입에 의존했던 원자력/화력 발전소의 특수 밸브인 터빈출력제어장치의 국산화 개발과 신뢰성확보기술 효과에 대하여 논하였다.

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항공기 조종면 부하재현장치의 운동 특성 해석 (Dynamic Characteristic Analysis of Aerodynamic Load Simulator English)

  • 남윤수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제25권3호
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    • pp.478-485
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    • 2001
  • A dynamic load simulator(DLS) which can reproduce on-ground the aerodynamic hinge moment of control surface is an essential rig for the performance and stability test of aircraft actuation system. By setting up load actuator as counter acting with the control surface driving actuator and designing an appropriate force control system for load actuator, DLS can be mechanized. Obtaining an accurate mathematical model for the DLS is the first step to successfully design an aerodynamic load replicati on system. Two theoretical models are presented and tested for their validities with the experimental results, which turns out to be not successful. An alternative way of using system identification approaches in investigated to develop a good nominal model for DLS dynamics, and suitable uncertainty bounds for this nominal model are proposed with the consideration of experimental results.