• 한국기계기술학회지
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• 제13권3호
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• pp.99-106
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• 2011

50kW급 동체회전형 파력발전시스템(WEC;wave energy converter)의 전력변환장치(PTO; power take-off)를 설계 제작한 후 성능시험을 하였다. 파력발전시스템은 2개의 실린더형 동체가 회전관절로 연결된 구조로 수면의 반정도 잠기는 구조로 되어있다. 파랑에 의해 유도된 회전관전의 움직임이 유압실린더에 힘을 가해주며, 유압실린더는 고압의 작동유를 축압기를 경유하여 발전기에 체결된 유압모터로 공급한다. 유압식 PTO은 유압실린더가 왕복운동하는 움직임을 이용하여 고품질의 전력을 생산하는데 효과전인 수단을 제공한다. 파력발전시스템의 경제성은 PTO의 에너지 변환 효율에 크게 의존한다. 발전기를 AC 380V 전력계통에 연계시킨 후, 발전기에서 나오는 출력이 5, 20, 35, 43kW 일때 PTO 전체와 개별기기에 대한 효율을 측정하였다. 본 논문에서 유압식 PTO시스템의 설계에 대해 설명하였으며 효율 향상에 초점을 맞추어 PTO 성능대해 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권2호
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• pp.195-201
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• 2015

전기굴삭기는 배터리에 저장된 에너지로 전동기-유압펌프를 구동해서 유압 에너지를 생성하고 이를 작업에 활용한다. 기존 유압굴삭기의 유압펌프는 디젤 엔진의 운전 효율에 최적화된 레귤레이터에 의해 제어되고, 유압펌프 자체의 효율은 고려되지 않았다. 전기굴삭기는 배터리를 에너지원으로 사용하기 때문에 전동기의 효율뿐 아니라 유압펌프의 효율을 함께 고려한 제어가 요구된다. 통합 제어를 위해서 유압펌프와 전동기의 출력과 효율 특성을 분석하여 효율맵을 작성하였고, 이를 바탕으로 최적동작맵을 구성하고 통합 제어 알고리즘을 개발했다. 알고리즘의 효과를 확인하기 위해 전기굴삭기 MILS 를 구성해서 통합 제어 알고리즘을 적용했다. 굴삭기 작업 시뮬레이션 결과는 통합 제어 알고리즘이 시스템 효율을 향상 시켰음을 보여준다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권2호
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• pp.219-225
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• 2015

유압 서보 시스템은 구동기 단에서 부피 대비 큰 힘을 출력할 수 있으므로 로봇에 적용 시, 로봇의 팔 또는 다리를 경량화할 수 있다. 이것은 로봇의 동적 특성과 에너지 효율을 향상 시키므로 고출력이 필요한 몇몇의 근력지원용 착용형 로봇과 사족 보행 로봇들은 유압 서보 시스템을 사용한다. 이 로봇들은 사용자나 외부 환경에 순응하기 위해 힘제어를 하는 것이 유리하지만 유압식 로봇은 유압서보 시스템이 갖는 비선형성으로 인해 정교한 힘제어가 쉽지 않다. 본 논문에서는 서보 밸브, 배관 그리고 유압 실린더로 구성되는 유압 서보 시스템의 시뮬레이션 모델을 개발하여 유압 서보 시스템의 힘제어 시 고려해야 할 사항에 대해 분석하였다. 그리고 비선형 모델을 이용한 힘제어 기법을 제안하고 시뮬레이션을 통해 효과를 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권11호
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• pp.1483-1490
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• 2011

전동기 일체형 유압액추에이터(EHA)는 전기모터와 직결되어 구동되는 유압펌프를 이용하여 유압 피스톤의 변위나 속도를 제어할 수 있도록 모듈화된 유압기기로 효율이 높고 독립된 동력원을 갖는 장점으로 인하여 항공기의 전자구동시스템에 적용되어 왔다. 최근에는 다양한 형태의 유압시스템이 적용되고 있는 건설중장비 분야에서 엔진과 전기모터를 결합한 하이브리드 기술이 개발됨에 따라 EHA의 활용범위가 확대될 것으로 예상된다. 본 연구에서는 편로드 유압실린더를 갖는 EHA가 적용된 유압시스템을 대상으로 펌프작동에 따른 유압실린더의 기동 및 정지특성을 고찰하기 위하여 EHA 내부 유압회로의 기능을 파악하고 동특성 모델을 유도하였으며 파일럿작동 체크밸브의 크래킹압력을 분석하여 개방 및 폐쇄특성을 예측하였으며 시뮬레이션을 통하여 분석된 결과를 검증하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권1호
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• pp.68-78
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• 2023

본 논문에서는 항공기 내의 RF 방사 신호로 인하여 비상 유압 경고등이 비정상으로 점등되는 현상에 대한 개선 방안을 연구하였다. RF 방사 신호의 전자파 간섭으로 비행 중에 비상 유압 시스템의 경고등이 점등되면, 비행 임무 및 안전에 영향을 주어 비행 임무의 효율 저해 및 정비 소요가 발생한다. 따라서, 비상 유압 경고등의 비정상 점등에 대해서 원인 분석 및 고장탐구를 수행하였다. RF 방사 신호의 경로에 있는 항공기의 동체 하부 복합체 스트립을 차폐하여 비상유입지시계로 유입되는 RF 방사 신호를 차단하도록 개선하였다. 또한, 지상과 비행 모니터링을 통해 개선 방안을 적용한 결과도 함께 기술하였다.

• 항공우주기술
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• 제6권2호
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• pp.164-170
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• 2007

본 논문에서는 근래에 들어 중/소형급 추진기관을 갖는 발사체의 추력벡터제어용 구동 장치시스템으로 적용 연구가 활발히 진행되고 여는 전기-기계식 구동장치시스템에 대한 설계 및 해석, 이에 기반을 둔 시제품 제작 및 시험 수행 결과를 기술하였다. 아울러 발사체 적용 추진기관 형상 및 규모를 기준으로 적합한 구동장치시스템의 원천동력 형상을 분류하였다. 국내에서 개발 중인 중/소형 추진기관 추력벡터제어용 구동장치시스템의 원천 동력은 배터리의 전기동력이며 이를 사용한 구동장치 형상은 전기-유압식과 전기-기계식으로 구분된다. 전기-기계식 형상이 전기-유압식 보다 작은 동력 변환 과정을 수행하기 때문에 원천동력 대비 구동기 출력동력의 비율을 나타내는 전효율이 우수한 것으로 분석되었다. 아울러 유사한 동력 규모와 기능을 갖는 구동장치시스템을 구성할 경우 전기-기계식 형상이 소요 부품의 수가 감소하여 중량 측면에서도 우위에 있음을 알 수 있었다.

• 유공압시스템학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.13-19
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• 2010

Hydraulic systems are widely used as a power transfer and/or power control system due to its flexibility, controllability, accuracy and high power density. Valve controlled and/or pump capacity controlled systems are normally adopted as a control device, but nowadays pump speed controlled systems are emerging as a new energy-efficient hydraulic control system. In this paper the pump speed controlled system for the cylinder position control of a counter balance circuit is investigated by simulation study and position control experiments were carried out. As a result, the possibility and efficiency of the pump speed controlled system were verified.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권3호
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• pp.211-216
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• 2015

차체중량이 90 ton인 초대형 유압굴삭기에서는 유압시스템의 효율향상을 통한 연비개선을 위해서 유압펌프 구동용 기어박스(hydraulic pump driving gear box)를 사용하여 다수(3~6개)의 펌프를 병렬로 장착하여 사용한다. 펌프 구동 기어 박스는 굴삭기의 대형엔진과 연결되는 입력 축 1개로 기계적 동력인 회전수와 토크를 공급받아 고압펌프와 저압펌프에서로 다른 기계적 출력을 공급하게 된다. 따라서 펌프 구동 기어박스는 굴삭기의 대동맥과 같으며, 엔진이 가동되는 시간동안 지속적으로 펌프를 구동함으로서 장 수명이 요구된다. 본 연구에서는 큰 시험동력(600kw)이 요구되는 수명평가에서 에너지절감을 위한 전기 회생식 시험 장비를 구축하여 높은 에너지 절감과 수명시험을 수행하면서 기어박스의 마모 특성을 분석하는 방법으로 윤활유 오염 입자 분석과 기어파손 유무를 검증하는 방법으로 진동분석 방법을 사용하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.80-80
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• 2017

국내에서 대부분 생산되는 사료(사일리지) 수확 작업은 베일 생산 및 비닐 래핑 작업이 독립적으로 수행되고 있어서 비효율적이다. 본 연구에서 개발한 조사료 수확기는 수집, 롤링, 베일 네트 생성, 래핑, 래핑 종료 및 베일 방출작업을 통합적으로 수행하도록 설계-제작하였다. 통합형 다목적 조사료수확기의 설계는 3D 디자인 툴 (CATIA V5R18)을 이용하여 실시하였으며, 기구부 23 파트 어셈블리, 전기제어 어셈블리, 유압요소기술을 통합하여 통합시작기를 제작하였다. 기초 프레임, 오거장치파트, 픽업장치파트, 하부롤러파트, 상부롤러파트, 하부 프레임 및 주행부 파트, 래핑회전파트, 롤러부 구동 동력부, 유압파트, 전기제어파트, 드로우바파트, 체결 및 컨트롤러 파트 등 25개 파트로 구성되어 있다. 본 연구에서 개발한 시작기의 견인력 및 소요동력 분석은 선행 연구에서 사용한 Brixius (1987) 제안 모델을 체택하여 분석하였다. 이 Brixius 제안 모델은 견인력 예측에서 토양변수 및 토양강도 특성을 나타내는 원추지수 (Cone Index, CI)를 이용하여 트랙터의 견인력 예측에 사용하였다. 또한 트랙터-조사료수확기 시스템의 소요 견인력을 예측하는데 있어, 트랙터-조사료수확기 시스템이 운용되는 토양조건과 트랙터의 마력에 따른 소요 견인력 특성을 분석하기 위해 대표적으로 3수준의 토양조건 (CI: 356 kPa, 543 kPa, 1,429 kPa)을 적용하였으며, 베일의 개당 최대무게는 최고 수준인 옥수수 기준으로 800 kgf를 적용하였다. 본 연구에서 적용된 3수준의 CI 조건은 연구팀에서 선행연구과정 (토양특성에 따른 최적 경운작업 시스템 개발, 2006)에서 분석한 전국 10개 지역의 33개 지점의 경반층 CI지수의 측정범위인 1,050-3,170 kPa에 대해 견인력이 많이 소요되는 열악한 조건 수준을 적용하였다. 각 작업에 사용된 소요동력은 베일 작업시 (ASABE D497.7, 2011) 그리고 래핑작업시 (Zhortuylov et al., 2013)를 사용하였으며 두 소요마력을 트랙터-조사료 수확기 시스템의 필요 소요마력의 합계로 계산하였다. 트랙터-조사료수확기 시스템의 최소 소요 동력, 차축 소요 동력과 PTO 소요 동력을 Zoz and Grisso (2003)을 이용하여 계산하였다. 연구에서는 기본적으로 ASAE의 작업속도 및 작업효율을 적용하였는데, 적용된 조사료수확기의 현장 작업효율은 60-86%의 범위이고 일반적으로 70%를 적용하고 이때 작업속도는 2.5-8.0 km/h이며 전형적으로 5.0 km/h를 기준하고 있다. 자주식 (SP; sief-propelled machine) 조사료수확기의 경우 작업속도가 2.5-10.0 km/h의 범위에서 작업효율은 60-85% 범위이다. 적용되는 조사료 수확기의 작업효율인 60-85% 범위에서 일반적으로 적용되는 작업효율인 70%를 적용하면 트랙터의 소요동력은 95hp를 적정 작업환경으로 하였다.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제16권4호
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• pp.1-8
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• 2019

The HPM (High-speed Power Matching) system is an electro-hydraulic control system. It directly controls the swash plate of the pump by selecting four-loop logic based on joystick signals, pump flow, and pressure signal to improve the efficiency and controllability of construction machines. In the NFC (Negative Flow Control) system, a typical pump control system using conventional open center type MCV, the loss is continuously generated by flow through the center bypass line even when the excavator is not in operation. Also, due to the slow response of the pump that indirectly controls the flow rate using the pressure regulator, peak pressure occurs at the start or stop of the operation. Conversely, the HPM system uses an MCV without center-by-pass flow path and the swash plate of a pump for the HPM is controlled by a high-speed proportional flow control valve. As a result, the HPM system minimizes energy loss in standby state of the excavator and enables peak pressure control through rapid electro-hydraulic control of a pump. In this paper, the concept of the HPM system algorithm is introduced and the hydraulic system efficiency is compared with the NFC system using the excavator SAT (System Analysis Tool).