• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.173-175
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• 2006

소형화 되어 가는 전기기기에 따른 소형 모터가 요구되고 있다. 소형 모터 중 높은 정지 토크 및 높은 효율 등의 장점을 가진 소형 로터리 초음파 모터는 여러 목적에 쓰이고 있다. 하지만 주로 경험적인 방법 또는 상용 해석툴이 소형 로터리 초음파 모터의 해석에 주로 사용되었다. 따라서 소형 로터리 초음파 모터의 체계적인 해석 방법이 필요하다. 본 논문에서는 우선 소형 로터리 초음파 모터의 동작 원리를 통해 진행파의 존재를 확인하였고, 유한요소법 해석법을 통해 과도 및 정상 상태의 소형 로터리 초음파모터를 설계하고 해석하였다. 이 해석결과를 이용하여 소형 로터리 초음파 모터의 동작 특성 또한 해석하였다.

• 한국음향학회지
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• 제15권1호
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• pp.10-16
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• 1996

압전초음파모터는 기존의 전자기식모터와는 달리 압전전체가 발생하는 초음파진동에 의한 마찰력으로 회전자의 구동력을 얻는 모터이다. 이는 구조가 간단하고, 저속에서 높은 토오크를 얻을 수 있어 감속기구 없이 직접구동이 가능한 장점이 있어 주목을 받고 있다. 그러나 이 모터는 인가주파수, 인가전압, 2상의 구동신호사이의 위상차 및 구동신호의 duty비 등에 따라 그 특성이 변하므로, 모터를 제어하기 위해서는 이러한 변수들에 대해 정밀한 특성측정이 필요하다. 본 연구에서는 초음파모터의 제작과 함께 컴퓨터인터페이스된 압전초음파모터 평가장치를 개발하였고, 제작한 초음파모터의 특성을 여러 구동변수에 대해 측정하였다. 구동변수들은 모두 디지털로 처리되므로, 초음파모터의 특성측정을 쉽게 할 수 있을 뿐만 아니라, 차후 초음파모터의 디지털제어에 기본 바탕이 된다.

• 전기의세계
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• 제43권7호
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• pp.32-38
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• 1994

본고는 모터를 채용해야하는 시스템의 개발 및 성능 개선시 초음파 모터의 적용 타당성을 판단하는 하나의 참고 자료를 관련 연구자, 기술자에게 제공할 목적으로 초음파 모터의 활용에 가장 적극적이며 앞서 있는 일본에서 출원된 최근의 공개 특허 및 실용 신안 특허를 중심으로 초음파 모터의 응용분야를 살펴보고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.37-39
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• 2002

본 논문에서는 유한 요소법을 압전체에 적용하여 계산한 임피던스 파형을 실험적으로 검증하였으며 이를 선형 초음파 모터에 적용하여 선형 초음파 모터의 공진 특성을 해석하였다. 또한 선형 초음파 모터의 동작 특성 및 공진 모드의 타당성을 검증된 유한 요소법을 이용하여 검증하였으며 인가 전압 및 주파수에 따른 선형 초음파 모터의 속도 특성을 뉴럴 네트웍을 이용한 제어법을 통해 검증하였다. 선형 초음파 모터의 정밀 위치 제어의 가능성을 뉴럴 네트웍을 통한 제어법을 통해 검증하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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• pp.757-760
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• 2004

Shaking beam을 이용한 초음파 선형모터는 모터 구동부에서 발생하는 타원궤적이 선형 slider 와 마찰이 되어 선형운동을 발생시킨다. 이러한 초음파 선형모터에서 설계변수는 모터의 효율과 추력(thrust force) 등 동특성을 결정한다. 특히 초음파 모터 동작부의 tip 과 선형 slider 의 contact point와 압착은 모터의 속도, 추력 동작 주파수, 효율에 직접적인 영향을 주는 중요한 parameter 로 작용된다. 본 연구에서는 모터와 선형 slider 의 압착과 contact point둥의 설계변수가 초음파 선형 모터의 성능에 주는 영향을 고찰하였다. 모터으구동부와 선형 slider 사이의 압착력 ($10N{\sim}50N$)과 4가지 곡률을 갖는 tip을 설계변수로 취하였다. Tip 의 형태에 따른 곡률과 모터 구동부와 선형 slider 사이의 압착력 변화에 따른 모터의 동작특성이 변화되는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.68-70
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• 2006

전기기기가 다양해짐에 따른 여러 종류의 모터가 요구되고 있다. 모터 중에서 높은 정지 토크 및 높은 효율 등의 장점을 가진 로터리 초음파 모터는 여러 목적에 쓰이고 있다. 하지만 초음파 모터의 중요한 부분인 teeth는 경험적인 방법으로 설계되어 문제점이 자주 발생하였다. 따라서 로터리 초음파 모터의 teeth에 대한 설계 최적화가 필요하다. 본 논문에서는 우선 3차원 유한요소법 해석법을 통해 로터리 초음파 모터를 해석하였고, 이 해석결과와 ES 알고리즘을 이용하여 로터리 초음파 모터의 teeth를 최적 설계하였다.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제10권6호
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• pp.88-95
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• 1996

초음파 모터(ultrasonic motor : USM)는 압전 세라믹소자(piezoelectric ceramics)의 초음파 진동을 이용한 마찰 구동형 모터이다. 기존의 전자식 모터와는 달리 자기화로 즉 철심과 코일이 없는 단순 구조를 갖는 특수 소형 모터로서 저속 고토오크의 특성을 지니고 있으므로 다이랙트 드라이브 방식의 액츄에이터로 활용이 가능하다. 그리고 자장이 강한 특수 환경에서도 외란의 영향을 받지 않아도 산업계 전바에 걸쳐 제어용 모터로서 높이 평가받고 있다. 따라서 실용화를 위한 여러 가지 파라미터에 대한 특성 실험과 그에 따른 제어법 개발이 시급하다. 본 논문에서는 2상 입력 전원의 전압차 제어(voltags)를 제안한다. 먼저 전압차 제어에 의하여 이론적으로 고찰하고 초음파 모터의 구동원이 되는 고정자의 한 질점에서 발생하는 타원 궤적을 시뮬레이션을 통하여 알아봄으로써 초음파 모터의 속도와 토오크 특성을 예측하였다. 그리고 입력 전압워 전압차를 조절하여 초음파 모터의 속도와 토오트 특성을 실험하였다. 그 결과를 토대로 전압차 제어가 초음파 모터의 새로운 구동 방식이 될 수 있음을 밝혔다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.886-887
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• 2007

현재까지 많은 연구자들이 초음파 모터의 회전자와 고정자 사이의 접촉 메커니즘을 규명하고 이를 통해 초음파 모터의 특성을 해석하고자 하였다. 하지만 초음파 모터의 비선형적이고 복잡한 접촉 메커니즘으로 인해 접촉 메커니즘의 명확한 규명과 이를 통한 정확하고 완전한 모터의 특성 해석이 불가능한 상황이다. 따라서 본 논문에서는 현재까지 제안된 접촉 메커니즘을 고려한 초음파 모터 해석 방법 중 Hertzian Contact Model을 이용하는 Flynn에 의해 제안된 방법을 유한 요소법과 결합하여 초음파 모터의 특성을 해석하는 기법을 제시하고자 한다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1999년도 학술발표대회 논문집 제18권 1호
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• pp.371-374
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• 1999

현재까지 초음파 모터는 소형 경량이면서도 저속에서 큰 출력을 가지며 정확한 위치 제어가 가능하다는 점에서 큰 관심을 끌고 있다. 대부분 회전형 로우터리 모터가 주종을 이루고 있으며 특수한 용도로 초음파 리니어 모터가 일부 사용되고 있다. 본 연구에서는 진행파를 이용하여 쌍방향으로 움직일 수 있는 새로운 구조의 진행파형 초음파 리니어 모터를 설계하고 제작하였다. 설계는 유한요소해석법을 이용하여 구조의 가능성과 진행파가 왜곡되지 않는 최적구조, 계질, 크기, 경계조건을 결정하였다. 그 결과에 따라 리니어 모터를 실제로 제작하여 알루미늄판 위에서 주파수 변화 및 부하질량 변화에 대한 모터의 성능을 측정하였는데, 제작된 모터는 부하질량이 100 g일 때 14.6cm/s로 가장 빠른 속도특성을 보였다. 본 모터는 다양한 정밀위치제어 및 이동 소자로서 활용될 수 있을 것이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.1738-1739
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• 2007

초음파 모터는 고정자와 회전자를 가압마찰하기 위해서 내부에 원형 판 스프링을 이용하고 있다. 출력 토크를 높이기 위해서 이러한 내부 스프링의 강도를 크게 하면 홀딩 토크 역시 커지게 된다. 이로 인하여 기동 시 많은 전류가 소모되며 일반적인 구동 파라미터에 따른 속도 특성 등 기존의 스프링 강도를 지닌 초음파모터(모델명 : 신생공업사(일) USR60-s1)의 특성과는 전혀 다른 특성을 보인다. 본 논문에서는 스프링이 강화된 새로운 타입의 초음파모터(모델명 : 신생공업사(일) USR60-s3)를 가지고 무부하 시의 속도 특성을 실험하였다. 이를 위해 FPGA를 이용해서 디지털 다중 초음파 모터 제어기를 설계하였고, 2상입력 전원의 주파수, 위상차, 주파수-위상차 다중 파라미터 등을 조절하면서 무부하 속도 특성을 측정하였다. 그 결과 홀딩토크가 강화된 초음파 모터의 경우 일반적인 기존 초음파 모터와 비교했을 때 전혀 다른 특성을 보이고, 위상차-주파수 다중 파라미터 조절방식이 조절방식임을 보인다.