• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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• pp.619-622
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• 2004

본 논문에서는 진화 전략 알고리즘(Evolution Strategy Algorithm)를 이용한 L1B4 선형 초음파 모터(L1B4-USM)의 최적 설계 기법을 제시하고자 한다. 유한요소법(Finite Element Method)을 정식화 하였고, 2차원 유한요소법을 L1B4-USM의 임피던스와 모드의 해석을 통해 검증 하였다. 검증된 2차원 유한 요소 해석을 통한 선형 초음파 모터의 임피던스 해석, mode 해석 및 최적 모드의 탐색 프로그램, 자동 요소분할 프로그램 그리고 진화 전략 알고리즘을 수행하였다. 이를 통해 선형 초음파 모터의 L1모드, B4 모드 각각이 발생하는 공진주파수를 일치시키며, 최대 속도를 얻기 위한 최적 설계기법을 완성 하였고, 최적화된 형상의 L1B4-USM를 설계하였다.

• 한국음향학회지
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• 제20권8호
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• pp.38-43
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• 2001

본 연구에서는 정재파를 이용하여 양방향 구동이 가능한 새로운 형태의 초음파 리니어 모터를 개발하였다. 이론적으로 모터의 작동 구조를 도출한 다음, 유한요소법을 이용하여 모터의 구체적인 구조를 설계하였다. 위 결과를 바탕으로 초음파 리니어 모터 시험편과 구동회로를 제작하여 구동실험을 행함으로써, 본 연구에서 제안한 새로운 구조의 타당성을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1986-1988
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• 2005

V-형 선형 초음파 모터를 설계하고 유한 요소 해석 소프트웨어인 ANSYS9.0을 사용하여 모터를 해석하고 그 결과를 도출하였다. 이 모터의 기본적인 구조는 압전 세라믹을 V-형 모터 stator 에 부착한 형태이다. 모터의 동작을 위해서 90도 위상차가 있는 2개의 교류전원을 각각 세라믹에 인가하였다. 그러면 각 세라믹은 압전 역효과와 위상의 차이에 의해 모터 arm을 대칭-비대칭 운동을 하게 만든다. 그리고 이 운동이 타원 제적을 발생시킨다 즉 모터와 슬라이드의 접선에서 이 타원궤적 운동의 마찰력으로 모터가 동작하게 된다. 최적의 조건을 찾기 위해 ANSYS를 이용하여 모터의 구조에 여러 가지 변수-고정점, stator의 재질, arm-body에 부착한 세라믹의 위치, 위상차, arm의 결합각 차, arm-body와 세라믹의 크기 변화, arm의 크기 변화-를 주어 선형 초음파 모터 구조의 최적 조건을 찾아 설계를 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.165-171
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• 2005

초음파 모터는 전자기식 모터들과는 달리 다양한 특징과 뛰어난 성능을 가진 새로운 형태의 모터이다. 그러나, 초음파 모터는 특히 구동시간에 따라 시스템의 비선형적인 특성과 파라미터의 변화들에 대한 문제를 갖는다. 그러므로 기존의 PID제어기를 사용함으로써 만족스러운 제어기의 성능을 내기가 어렵다. 본 논문에서는 원환형 초음파 모터와 선형 초음파 모터의 정밀 제어를 하기 위해 구동시간에 따른 응답 시간과 변화 등의 특성을 각각 분석하고, 리니어 초음파 모터에 대해서는 ${\mu}m$정도의 오차를 갖는 스텝 제어기와 PD제어기를 결합한 제어기를 제안한다. 제안된 제어기의 성능은 제어를 하지 않고 구동 시에 측정된 슬립 오차와 제안된 제어기를 사용하여 구동 시 측정된 슬립 오차를 비교하여 평가하였다. 실험 결과 스텝 제어기를 사용한 리니어 초음파 모터의 슬립오차는 $10{\mu}m$이하로 우수한 성능을 입증하였다.

• 동굴
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• 제81호
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• pp.7-19
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• 2007

본 논문은 초음파센서와 적외선센서를 이용하여 그 신호를 받아 주 모터를 제어한 것으로, 센서를 이용한 선풍기의 풍향 및 풍속을 제어하였다. 풍향제어는 인체감지센서와 ATmega128, DC모터를 사용하였고, 기본적으로 WmAVR과 PonyProg를 사용하여 소스코딩 및 다운로딩을 하였으며, 모터 구동드라이버는 모터제어에 범용으로 쓰이는 L298 칩을 사용하였다. 풍속제어는 초음파센서와 ATmeBa16, DC모터를 사용하여 제작하였고, 풍향제어부와 마찬가지로 WinAVR과 PonyProg 및 L298 칩을 사용하여 소스코딩 및 다운로딩을 하였다. 풍향제어는 물체가 정면에 위치하면 회전을 멈추고, 좌우로 $100^{\circ}$ 반경이내에서 거리 1m내외의 물체를 감지하도록 설계하였다. 풍속제어는 물체까지의 거리를 최소 3cm 최대 3m 이내에서 물체를 감지하여 모터의 속도를 제어할 수 있도록 하였고, 모터속도는 DC모터를 PWM 방식으로 제어하여 속도를 조절하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1853-1855
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• 2005

본 논문에서는 카메라폰용 광학줌(Optical zooming)과 자동초점조절장치(Auto Focusing, AF)에 쓰일 초음파모터를 제작하였다. 초음파모터의 제작 및 시뮬레이션은 유한요소해석 프로그램인 ATILA 5.2.1(Magsoft)를 사용하여 디자인설계에 따른 구동특성을 고찰하였고 세자된 초음파모터는 한쪽 면이 없는 사자형의 탄성체를 제작하였으며 탄성체의 양쪽 다리에 각각 압전체를 부착하였다. 또한 압전세라믹의 조성은 $0.9Pb(Zr_{0.51}Ti_{0.49})O_3$-$0.1Pb(Mn_{1/3}Nb_{1/3}Sb_{1/3})O_3$의 조성으로 설계하였고 시편의 제조는 7-layer로 적층하였다. 제작된 압전세라믹의 치수는 $6*2*0.35mm^3$ (길이*폭*두께)로 제작하였다. 또한 탄성체의 외형치수는 $10*10*2mm^3$ 제작하였으며 두께를 각각 0.3[mm], 0.5[mm], 0.8[mm]으로 변화시키며 제작하였다. 두께가 0.8[mm]인 경우 공진주파수 60.5[kHz]를 나타내었으며 초음파모터의 압전세라믹에 인가전압이 증가함에 따라 회전속도와 모터에 흐르는 전류는 증가하였다. 인가전압이 40[Vpp], 공진주파수는 60.5[kHz]일때 무게추를 달고 그때의 토크 및 효율을 측정하였다. 회전 속도는 토크가 증가함에 따라 거의 선형적으로 감소하였으며 효율은 토크에 따라 증가하다가 토크가 약 20(mNmm)일 때 약 28[%]로 최대치를 나타내었다.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제11권5호
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• pp.86-92
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• 1997

초음파 모터는 저속, 고토오크, 빠른 응답, 큰 정지 토오크등 여러 가지 장점을 지니고 있어서 자동화 설비 분야뿐만 아니라 산업 전반에 걸쳐 그 용도에 많은 기대를 모으고 있다. 따라서 최근들어 이에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으며 많은 논문 및 응용분야에 대한 발표가 이루어지고 있다. 초음파 모터의 제어 파라미터는 2상 전원 전압의 진폭, 주파수, 위상차와 정역의 시비율, 고정자와 회전자간의 압력등이 있다. 본 논문에서는 위상차 조절을 사용하여 점성계수와 탄성계수에 따른 초음파 모터의 토크변화를 고찰하고 이에 따른 과도응답을 검토함으로서 힘 피드백없이 각도 검출만으로 동력학적인 점탄성 제어를 실현하였다. 따라서 초음파 모터가 유연성을 요구하는 자동화 설비용 소형 액츄에이터로 이용될 수 있음을 확인하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.122-130
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• 2005

롤-스크린의 조용한 동작을 위해 압전 초음파 모터를 사용하여 롤-스크린이 설계되었다. 롤-스크린에 사용된 초음파 모터를 구동하기 위하여, 디지털로 제어되는 구동회로가 PLD를 사용하여 설계되었다. 또한 롤-스크린의 위치와 속도를 측정하기 위하여 1회전 당 36펄스의 엔코더가 사용되었다. 이러한 저급 엔코더를 사용함에도 불구하고, 초음파 모터의 정밀한 속도제어를 위하여 새로운 제어 방법이 제안되었다. 제안된 방법은 가변 샘플링시간을 사용하고 있으며, 초음파모터가 가지는 초기 비선형 특성 문제를 보상하도록 하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.664_665
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• 2009

초음파모터의 동작은 기본적으로 기계적인 마찰에 의지하기 때문에, 이를 해석하기 위해서는 복잡하고 비선형적인 접촉 메커니즘에 대한 고찰이 필요하다. 본 논문에서는 타원형 접촉면 모델을 이용하여 이러한 접촉 메커니즘을 설명하고, 또한 회전자가 가하는 압력에 의해 발생하는 고정자의 변형도 고려하는 회전형 초음파 모터의 해석법을 제시한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.77-79
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• 2008

본 논문에서는 고리모양 판의 멀티모드를 이용하여 동작하는 선형 초음파모터에 대한 해석방범을 제시하였다. 고정자의 변위는 3D 유한요소법을 이용하여 해석하였으며, 시간에 따른 접촉 면적과 접촉표면의 운동속도의 변화를 반영한 해석적 방법을 이용하여 고정자와 이동자 사이의 접촉을 해석하였다. 해석방법 검증을 위하여 외경 10.00mm, 두께 1.00mm인 선형 초음파모터 모델에 대한 해석결과를 실험결과와 비교하였다.