• 대한기계학회논문집A
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• 제36권5호
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• pp.481-486
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• 2012

본 논문에서는 대변위 구동이 가능한 구동기의 설계를 위해 기존의 전자기력 구동기에 비해 낮은 스프링 상수를 갖는 굴곡형 스프링을 적용하고, 변위가 발생하는 방향으로만 로렌츠힘이 생기도록 굴곡형 스프링의 일부분만 자기장에 노출시키는 구동기를 제안한다. 굴곡형 스프링의 양쪽 부재가 자기장에 노출된 구조(prototype F)와 굴곡형 스프링의 한쪽 부재만을 자기장에 노출시킨 구조(prototype P)를 설계하고, 제작하여 실험한 결과 prototype P 가 굴곡형 스프링의 양쪽 부재를 자기장에 노출시킨 prototype F의 구동성능에 비해 $16.9{\pm}1.2%$의 진폭 증가를 보임을 실험적으로 검증하였다. 제안된 구동기는 제한된 면적 내에서 작은 전류(<50mA)와 작은 자기장(<0.3T)으로 대변위 구동을 가능케 하여 광 스위치 또는 광 단속기 등에 응용이 가능하다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.324-330
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• 2016

전자접촉기는 전기 회로에 사용하는 개폐기 중 하나로 산업계 전반에 걸쳐서 폭 넓게 사용되고 있다. 이 전자접촉기의 구동부인 전자코일은 전기 회로를 개폐하는 역할을 맡고 있고 전자접촉기의 동작 성능에 중요한 역할을 한다. 이 논문은 유한요소법을 이용하여 실험데이터를 반영한 해석 모델을 구현하였으며 인가전압과 권선수의 변화에 대한 전자기력의 특성 확인을 통해 해석 모델을 검증하였다. 두 전자코일의 구동 코어와 고정 코어의 접촉부 변화에 따른 전자기력의 특성을 연구하였다. Push형 솔레노이드 구조의 전자코일에서 두 코어 접촉부의 기울기에 따른 구조의 전자기력 특성을 접촉부의 자속밀도 분포를 통해 해석하였다. 또한 접촉부 사이 air gap의 변화에 의한 구조가 자속밀도 분포에 미치는 영향을 파악하였다. 이를 통하여 전자코일의 코어 접촉면에 따른 전자기력의 특성을 연구하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.290-292
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• 2003

탐침형 고밀도 정보저장장치의 구현에 필수적인 초정밀 구동기의 성능을 개선하기 위해 단순화된 모형을 설정하고 각 설계 변수들이 구동 특성에 미치는 영향을 분석하여 이를 통해 원하는 사양의 구동기를 설계하고 실제 제작을 통해 그 모형의 타당성을 검증하였다. 전자기력을 이용한 구동기는 변위, 공진 주파수 등 여러 조건을 동시에 만족시켜야하나 전자기-기계가 복합적으로 결합된 시스템이므로 그 특성의 이해와 설계를 위해서는 보다 단순화된 모형의 도입이 필요하다. 본 논문에서는 코일부를 단순화하고 자석으로부터 인가되는 평균자기장을 통해 구동 특성을 분석하였으며 이는 실제 제작 결과와 잘 일치하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권1호
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• pp.17-22
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• 2016

바코드 리더를 위한 전자기력을 이용한 소형 회전 무빙 코일 타입 보이스 코일 구동기를 개발하였다. 본 구동기는 1 개의 자석과 1 개의 코일 그리고 1 개의 복원핀으로 이루어진 간단한 구조이다. 구동기는 DC 모터의 선형으로 근사화한 이론적인 모델링으로 해석하고, 유한 요소 해석 프로그램으로 모터 상수와 복원력 상수를 계산하여 동적 성능을 예측하였다. 공진 주파수는 64 Hz 이며 바코드 리더를 위한 50 Hz 의 주파수에서 60 deg 의 반사각을 가짐으로 예측되었다. 시작품을 제작하여 실험을 통하여 3 V 의 입력 전압에서 50 Hz 의 주파수에서 61.8 deg 의 반사각을 가짐을 확인하였다. 제안된 구동기는 Op-amp 를 이용하여 간단한 개루프 제어 회로 구성이 가능하다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.1530-1531
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• 2007

본 논문은 미러 표면에 형성된 코일과 미러 양쪽에 위치한 영구자석간의 전자기력에 의해 구동되는 마이크로미러의 설계 및 결과를 나타낸다. $4mm\;{\times}\;4mm$ 크기를 갖는 미러의 전자기 특성 및 구동을 유한요소해석 프로그램인 COMSOL Multiphysics를 이용하여 시뮬레이션 하였다. 4 kHz의 공진주파수 특성을 갖도록 설계된 마이크로미러는 코일에 $3.6\;A/mm^2$의 current density 적용 시 x-, y-axis displacement가 각각 $1.2{\mu}m$, $12{\mu}m$가 되는 것으로 나타났다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1988-1991
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• 2005

A micro fluid actuator driven by electromagnetic force at MEMS(Micro Electro Mechanical System) level has been designed. The operation of the actuator was simulated in three steps. First, fluid flow analysis has been performed to determine the actuator load. With the load, dynamic behavior of the actuator structure has been analysed. Finally, fluid-structure interaction analysis has been performed to predict the performance of the actuator. To avoid excessive amount of computation, axisymmetric and plane strain 2-D models were used.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권12호
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• pp.1529-1534
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• 2013

전자기력을 이용한 소형 회전 무빙 자석 타입 보이스 코일 구동기를 소형 이동 로봇을 위해 개발하였다. 1개의 자석과 1개의 코일 그리고 1개의 요크로 이루어진 간단한 구조이다. DC 모터와 같이 선형으로 근사화한 이론적인 모델링으로 성능을 예측하였고, 유한 요소 해석 프로그램으로 모터 상수와 복원력 상수를 계산하여 자석과 코일 사이의 공극에 따른 성능을 예측하였다. 시작품을 제작하여 실험을 통하여 60Hz 에서 공진 주파수를 가지고 주파수 대역폭이 80Hz를 가짐을 확인하여 모델링을 검증하였다. 그리고 정적으로 1.5V 입력 전압으로 약 20 deg의 회전을 확인하였다. 제안된 구동기는 개루프 제어가 가능하여 회로 구성을 간단히 할 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권10호
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• pp.1385-1391
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• 2010

본 논문에서는 폰 카메라 응용을 위해 H 형 비틀림 스프링으로 지지된 한 쌍의 사다리꼴 셔터 블레이드를 이용하는 초소형, 저전력, 고속 전자기력 Flapping 셔터를 제안한다. 기존의 정전기력 Rolling 셔터와 Flapping 셔터는 폰 카메라 응용을 위해 큰 입력 전압이 필요하며, 기존의 전자기력 Rotating 셔터는 큰 부피로 인해 폰 카메라에 사용하기 어렵다. 본 논문에서 제안하는 전자기력 Flapping 셔터는 폰 카메라에 사용 가능한 작은 크기로 회전 구동을 위해 저강성 H 형 비틀림 스프링과 저관성 사다리꼴 블레이드로 설계하여 제작된다. 실험에서 전자기력 Flapping 셔터는 입력전류 60 mA 에서 자기장 0.15 T 와 0.30 T 에 대하여 각각 최대 오버슈트 회전각 $80.2{\pm}3.5^{\circ}$와 $90.0{\pm}1.0^{\circ}$와, 정상 상태 회전각 $48.8{\pm}1.4^{\circ}$와 $64.4{\pm}1.0^{\circ}$ 성능을 보인다. 응답 시간 성능에서는 셔터 개방의 경우, 1.0 ms/20.0 ms 의 상승/정착 시간을 보이며, 셔터 폐쇄의 경우는 1.7 ms/10.3 ms 의 하강/정착 시간을 보인다. 본 논문에서는 폰 카메라용 셔터 응용을 위해 제안하는 전자기력 Flapping 셔터의 초소형(${\sim}8{\times}8{\times}2\;mm^3$), 저전력(${\leq}60\;mA$), 고속(~1/370 s) 성능을 실험적으로 검증하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권12호
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• pp.1265-1272
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• 2011

원형 용기에서 전자기력에 의해 구동되는 전해질 유체의 순환유동을 구하기 위해 연속 방정식, 운동량 방정식에 대한 수치해석을 수행하였다. 그리고 실험을 병행하여 기초 데이터를 마련하고, 실험과 수치해석 결과가 정성적, 정량적 면에서 상당히 일치한 것을 확인하였다. 또 몇 가지 실험인자 값을 바꿔가며 실험과 수치해석을 반복 수행한 결과 전해질 농도가 클수록, 수심이 얕을수록, 자기장이 클수록, 교류 진동수가 작을수록 유속이 빨라지는 등 각각의 인자가 미치는 영향을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.594-597
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• 2011

본 논문에서는 태양광 추적기에 구동하기 위하여 적용된 기존 기계식 방식의 단점을 극복하기 위하여 전자력을 사용하였다. 영구자석과 전자석의 배치와 형상에 따라서 자속밀도를 분석하고 두 개의 자석이 맞대어 있을 때 척력과 인력을 이용하여 태양광 추적기의 회전 매카니즘에 적용하였다.