모터의 설계를 위해서는 여러 가지 방법에 의해서 해석을 먼저 수행하는 것이 필수적이다. 이를 위해서는 시스템에 대한 최적 모델링이 필수적인데 모터의 전자기적인 해석에는 비선형성이 크기 때문에 최적의 모델링이 쉽지 않다. 특히 집중권선 방식을 이용한 유도기는 자속의 집중으로 인해 고조파 발생 등 많은 문제점을 안고 있어서 실제로 유도기 설계시 설계자들이 많은 어려움을 겪고 있으며, 많은 설계자들은 대부분 등가회로를 이용한 방법으로 시뮬레이션하고, 자신의 경험을 바탕으로 시행착오를 거쳐 가면서 설계를 하고 있다. 그러나 그렇게 설계된 제품이 최적의 설계인지도 의문시 되는 경우가 대부분이다. 따라서 본 논문에서는 모터의 최적설계를 위하여 기존 개발한 집중권 방식 유도기를 대상으로 신경회로망을 이용하여 시스템을 모델링하였고, 그 결과를 확인하기 위해 기존 개발한 집중권 유도기의 실측치와 신정회로망을 이용하여 모델링한 방법을 비교, 제시하였다.
모터의 설계를 위해서는 여러가지 방법에 의해서 해석을 먼저 수행하는 것이 필수적이다. 이를 위해서는 시스템에 대한 최적 모델링이 필수적인데 모터의 전자기적인 해석에는 비선형성이 크기 때문에 최적의 모델링이 쉽지 않다. 특히 집중권선 방식을 이용한 유도기는 자속의 집중으로 인해 고조파 발생 등 많은 문제점을 안고 있어서 실제로 유도기 설계시 설계자들이 많은 어려움을 겪고 있으며, 많은 설계자들은 대부분 등가회로를 이용한 방법으로 시뮬레이션하고, 자신의 경험을 바탕으로 시행착오를 거쳐 가면서 설계를 하고 있다. 그러나 그렇게 설계된 제품이 최적의 설계인지도 의문시 되는 경우가 대부분이다. 따라서 본 논문에서는 모터의 최적설계를 위하여 기존 개발한 집중권 방식 유도기를 대상으로 신경회로망을 이용하여 시스템을 모델링하였고, 그 결과를 확인하기 위해 기존 개발한 집중권 유도기의 실측치와 신경회로망을 이용하여 모델링한 방법을 비교, 제시하였다.
통신선에 대한 전력유도 장애에 대비하기 위하여는 전력선에 의하여 유도되는 전압을 예측 계산해 보아야 한다. 이 예측 계산 방법은 국가 기술기준으로서 정해져 있다. 통신선에 유도장애를 일으킬 수 있는 선로 시설로서는 일반 전력선을 위시하여 교류전철시설이 있다. 교류전철시설 부문에서 고속전철에 이용되는 단권변압기 급전방식의 경우 유도전압 산식 중 통합 선로정수로서 Amp.km라는 인수가 사용되는데이 인수의 계산이 매우 복잡한 구조를 가지고 있다. 기술기준상에서는 그 계산식이 복잡하여 도입 기술할수 없는 관계로 흡상변압기 방식의 산식 해석 개념만을 기술하고 있는데 본 논문에서는 그 구체적인 계산방법에 대하여 체계적으로 분석 정리된 내용을 소개하도록 한다.
통신에 장애를 일으키는 주요한 요인으로서 전자기 현상의 가장 기초적인 원리인 인근 전력선에 의한 유도전압 발생 문제가 있다. 이것은 주로 강전류전선에 의한 영향으로서 전기의 송배전 지역 또는 전기철도 시설 등 고전압에 의한 통신 유도장애에 해당하는 문제이다. 이러한 강전류전선에 의한 유도장애에 대비하려면 발생되는 유도전압을 미리 예측하여 산출하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 전력유도전압 산출방법과 관련된 강제표준격인 현행 국가기술기준 고시에 대한 기술적 보완이 필요한 부분에 대하여 연구된 내용을 소개한다.
컴퓨터 하드디스크 윤활제로 사용되고 있는 perfluoropolyether(PFPE) 유도체의 분해특성을 살펴보았다. 특히, 이들의 각기 다른 말단기가 분해특성에 미치는 영향을 중점적으로 고찰하였다. 분해 촉매로 사용된 알루미나 존재하에서 PFPE 유도체의 분해는 열분해와 함께 알루미나와의 화학반응에 의하여 발현된 알루미늄 플로라이드가 루이스 산으로 작용하여 진행되는 루이스 산 분해가 일어남을 알 수 있었다. 화학적으로 다른 PFPE 유도체의 말단기는 루이스 산 분해에 각기 다른 영향을 미치며 이는 말단기들의 전자 donating 능력이 다르기 때문으로 해석할 수 있다. 즉, PFPE 주사슬 내 동일한 반복 단위체를 가지더라도 유도체 말단기의 전자 donating 능력이 강할수록 반복 단위체 내의 아세탈기에 전자밀도가 높아지게 되어 루이스 산에 의한 분자 사슬 절단이 억제됨을 확인하였다.
산업 현장에서 널리 사용되고 있는 권선형 유도전동기의 완전한 벡터제어를 속도 검출기를 사용하지 않고 슬립 주파수를 추정하여 구현할 수 있는 알고리즘을 제안했다. 기존의 센서리스 벡터제어 알고리즘의 전동기의 저항의 변동에 대하여 아주 민감하지만 본 논문에서 제안된 알고리즘은 여자 전류 및 슬립주파수 측정에 전동기 2차 저항을 필요로 하지 않아 전동기 정수 변동으로 인한 벡터제어의 불완전함을 제거했다. 시뮬레이션을 통하여 제안된 알고리즘의 우수한 특성과 그 타당성을 확인을 하였다.
본 논문에서는 유도전동기의 회전자 시정수 오차에 강인한 센서리스 전차원(Full-Order) 자속(Flux) 관측기(Observer)를 제안하였다. 이 관측기는 고정자 자속과 회전자 자속을 동기좌표계상에서 추정한다. 고정자 자속에서 누설 자속을 뺀 공극 자속을 기준으로 제어를 수행하며, 동기좌표계가 공극 자속을 빠르게 따라갈 수 있는 방법을 제안하였다. 제안된 방법을 적용할 때, 기존의 회전자 자속을 직접 이용하는 방법보다 중-고속 영역에서 회전자 시정수 오차의 영향이 감소함을 확인하였다. 또한 기존 관측기와 달리 제안된 관측기에서 적응제어기(Adaptive Controller)는 전동기의 회전 주파수가 아닌, 전동기의 슬립 주파수 만을 추정하므로, 회전자 자속 오차에 민감한 적응제어기의 역할을 축소하였다. 시뮬레이션 및 실험으로 이론의 타당성 및 효과를 검증하였다.
본 논문은 유선 타블렛에서 공진 회로가 적용된 펜의 위치를 알 수 있는 좌표측정 방법을 소개한다. 현재 연구하고 있는 유선 타블렛은 공진회로가 적용된 펜과 루프코일에 라인안테나가 적용된 패드를 사용한다. 공진회로가 적응된 펜을 패드 위에 놓게 되면, 전자기 유도 현상에 의해 발생된 전류를 측정하여 현재 펜의 위치를 알 수 있다. 루프코일에 라인안테나를 설치하면 이를 Differential coil이라고 부르는데 루프 안테나와 라인 안테나 사이에 흐리는 전류를 알 수 있다. 이때 라인안테나를 기준으로 펜의 위치에 따라서 전류량도 변화하며, 또한 라인 안테나를 기준으로 왼쪽과 오른쪽의 전류의 극성이 다르다. 루프회로에 라인안테나를 겹쳐 놓은 형태인 타블렛의 패드는 라인안테나를 순차적으로 변경해 가면서 공진 회로가 적용된 펜에 의해 전자기 유도 현상에 의해 발생된 전류를 측정하게 되며, 이 측정된 값들을 비교하여 좌표를 알아낼 수 있다. 하지만 그 전류의 변화는 아주 적어 직접적인 신호로는 좌표를 알아낼 수 없다. 그래서 우리는 차등증폭을 이용하여 신호를 증폭시켜 신호를 변형한다. 이 변형된 신호를 이용하여 각 라인안테나에서 측정된 전류세기로 좌표를 알아낸다. 이런 연구에서는 전자기 유도현상에 의해 발생된 전류의 세기를 이용해 실제 윈도우 프로그램에서 펜의 위치를 알 수 있는 방법을 찾고, 구현된 모습을 보여준다.
이 논문은 접은 도체박판의 단순한 구조가 전자유도형 변환기 역할을 한다는 것을 기술하고 있다. Endoh 등은 볼록한 나선코일과 동박판으로 구성된 볼록한 방사면 모양을 한 전자유도형 변환기가 시간적으로 짧은 충격파를 발생할 수 있기 때문에 뚜렷한 초음파 영상을 얻을 목적으로 Eisenmenger에 이어 전자유도형 EMAT를 보고한 바 있다. 여기서는 코일이 없는 EMAT를 소개한다. 이것은 두께 0.05mm, 폭 5cm 길이 임의의 동박판으로 구성되며 동박판은 절연도료를 칠한 종이로 절연되고 접어서 견고하게 밀착시키며, 여러번 접는 경우는 손부채처럼 접는 방향은 교대로 반대방향으로 접는다. 그리고는 엷은 고무판을 표면에 밀착시키고 연변을 실리콘 충전제등으로 고정시키거나, polyester molding을 하여 표면을 concave형으로 하여 완성하였다. 완성된 EMAT들은 수조에서 축전기방전방식으로 실험을 하였으나 EMAT에서 발생되는 으파의 진폭은 접는 회수에 비례하였으녀, 단접형 EMAT보다 다접형 EMAT의 발생음파가 보다 강력하였다. Concave형 EMAT의 음속은 예견한 바와 같이 잘 집속되었다. 그러나 평판형의 경우는 지향성은 100도로서 넓은 지향각을 나타내었다. 2μF, 600Volt의 축전기 방전에 의한 집속형 concave EMAT를 여기시키기 위한 축전기의 용량이 작을수록 대역폭은 더욱 넓었다.
균질대지에서 시간영역 유도분극탐사를 실시할 때 생기는 전자기결합의 영향을 간단히 계산할 수 있는 해를 구하였다. 여기서 유도한 근사해는 시간영역의 전자기결합에 모델변수가 얼마 만큼영향을 미치는지를 쉽게 이해할 수 있으며, 또한 실제 상황에서 충분히 사용할 수 있는 정확도를 가지고 있다. 본논문에서는 쌓극자 및 Wenner 배치만을 다루웠지만, 이 근사해는 모든 전극배치에 대하여 유용하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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