• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.35 no.4
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• pp.353-358
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• 2011

In this paper, we describe a process for optimally designing a ring-type permanent magnet thrust bearing. The bearing consists of two sets of permanent magnet rings. One set is located inside the other set. An axial offset between the two sets creates axial force, which results in a thrust bearing function. In order to realize an optimal design of the bearing where the required load capacity of the bearing is achieved with the least magnet volume, we derived analytical design equations by adopting the equivalent current sheet (ECS) method. We considered the following two types of magnet arrays: axial arrays and Halbach arrays. These two types of arrays are optimized using the analytical design equations. The results of the optimization are verified using three dimensional (3D) finite element analyses (FEA). The results show that the Halbach array can achieve the required load capacity with less amount of permanent magnet than the axial array does. The efficacy of the ECS method is also verified by using 3D FEA. It is found that the accuracy of ECS method is more sensitive to the underlying assumptions for the Halbach array than for the axial array.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.233-233
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• 2011

ECR 이온원을 가볍고 작게 하면서 운전을 단순화함으로써 유지보수를 최소화하는 것은 특히 의료용 중입자 가속기에서 매우 중요한 조건 중 하나가 된다. 탄소 다가 이온을 만들어내기 위한 의료용 중입자가속기의 이온원으로 영구자석형 ECR 이온원을 개념 설계하였다. 영구자석은 이온원 입출구에서 강력한 축방향 자장을 만들기 위한 솔레노이드 자석 두 개와 반경방향 자장을 만들어 주기 6극 자석으로 구성된다. 또한 축방향 자장 흐름을 효과적으로 만들어주기 위한 두 개의 링 형 자석을 추가하여 자장의 강도를 높였다. 그러나 영구자석으로만 만들어진 자장 구조는 제작과 동시에 고정이 되어 수정이 불가능하기 때문에 제작 후 매우 제한적인 운전영역을 가질 뿐 만 아니라 최악의 경우에는 운전조건을 찾지 못하는 경우도 발생할 수 있다. 따라서 본 설계에서는 그림과 같이 두 개의 작은 보조 솔레노이드 전자석을 추가하여, 최소한의 운전조건으로 ECR 이온원의 공명영역을 결정하는 최소 자장의 구조뿐만 아니라 축방향 자장의 세기도 각각 능동적으로 제어할 수 있도록 하였다. 또한 마이크로파원으로는 TWT (Traveling Wave Tube)를 사용하여 10 GHz에서 14 GHz 까지 다양한 주파수에서 운전이 가능할 수 있도록 설계하였다. 이러한 설계를 통하여 다양한 운전조건을 가질 수 있는 안정된 ECR 이온원을 부피가 작으면서도 유지보수를 최소화하는 구조로 만들 수 있으며, 본 이온원은 탄소 다가 이온을 만들어내기 위한 목적뿐 만 아니라 다양한 중이온을 작은 규모로 만들어내기 위한 장치에서도 사용될 수 있다.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.17 no.4
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• pp.607-616
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• 2022

A new axial flux permanent magnet machine with soft magnetic composited cores is proposed for electric vehicle application in this paper. The windings and soft magnetic composited cores can be designed to form a very compact structure, and; thus, the torque density can be improved greatly. To obtain the a good flux concentrating ability, two toroidally wound internal stator machines are designed and analyzed, and the designed motor is with NdFeB magnet for high-performance electric vehicle application. The 3-D finite-element method is used to analyze the electromagnetic parameter and performance, for performance comparison, a commercial axial flux permanent magnet machine is used. The proposed motor reduced weight about 5.8%, produced torque higher than about 8Nm for existing motor.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.9 no.5
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• pp.373-379
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• 2000

In this paper, an estimation system of vehicle position and orientation on magnetic lane, which is a parameter of the steering controller for automated lane following is described. To verify that the magnetic dipole model could be applied to a magnetic unit paved in roadway, the analysis of the model is compared with the data of 3-axis magnetic field measured experimentally. The sensor location could be estimated by analysis of the model based on experimental data. For the magnetic lane model merged magnetic unit, the relation of sensor location and magnetic field is acquired experimentally. The proposed estimation of vehicle position and orientation is adopted to automated lane following by computer simulation.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.467-467
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• 2010

조립된 KAERI ECR(Electron Cyclotron Resonance Ion Source) 이온원의 중요한 성능을 결정하는 ECR 챔버 내의 자장구조를 3차원 가우스 메타를 이용하여 측정하였다. ECR 이온원의 자장은 축방향 (빔인출 방향) 자장 Bz와 반경방향 자장 Br (Bx, By)로 이루어지는 데, KAERI에서 개발한 ECR 이온원의 경우 Bz는 요크 구조체들을 포함한 3개의 전자석들에 의해 만들어지고, Br은 영구자석들로 구성된 헥사폴에 의해 만들어진다. 헥사폴에 의한 자장은 ECR 챔버 벽(R=34 mm)의 위치에서 최대 값을 측정하여 계산결과와 비교하였고, 챔버 내부 R=30 mm 위치에서 축방향과 반경방향의 자장구조를 측정하였다. 전자석 만에 의한 자장은 헥사폴 결합 요크와 챔버 내의 요크를 제거한 상태에서 자장을 측정하여 계산된 결과와 비교하였다. 전자석과 헥사폴에 의한 통합 자장구조는 ECR 챔버와 챔버 내의 요크 구조물을 제거한 상태로 R=30mm 위치에서 전자석의 정격전류에 의한 자장구조를 측정하였고, 최종적으로 이온원 자석구조물들을 모두 장착한 상태에서 축 중심(R=0mm)에서의 축방향 자장 값들을 측정하여 설계한 값과 비교하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.179.2-179.2
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• 2010

This research has been performed to provide fundamental design aspects of Permanent Magnet Synchronous Generators(PMSGs) for a kilowatt class wind turbine. When it comes to kilowatt class wind turbines, the typical type of generators are Axial Flux Permanent Magnet(AFPM) generators. However, Radial Flux Permanent Magnet(RFPM) generators have been optimally designed to study the output characteristics of a kilowatt class wind turbine in Graduate School of Wind Energy, POSTECH. An existing squirrel-cage rotor has been modified for another newly designed permanent magnet rotor to utilize the commercially existing stator rotor. Electromagnetic analysis utilizing Finite Element Methods tools(ANSYS, MAXWELL 2D) has been applied to analyze the system.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.476-479
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• 2009

Unison의 U50 풍력발전기는 실증실험을 거쳐서 상용화 되어 시장에 제품으로 나와 있다. U50에 사용되는 영구자석 동기발전기는 Stator 내경 3.32 m 로 84극을 가지고 있으며 정격 25 rpm으로 운전되는 직접구동형이다. 직접구동형 발전기는 Gearbox 가 불필요한 반면에 높은 torque로 인해서 발전기가 무거운 단점이 있다. 기존의 U50 에 사용되는 발전기는 지지 구조물까지 포함할 경우 총중량이 약 20톤 이상이다. 발전기의 중량을 줄이고 경량화 시키기 위하여 slot에 들어가는 Ampere turn을 증가시키고 turn 수를 증가시켜서 기존과 유사한 전압, 전류, 출력을 유지하면서 축방향 Stator 길이를 감소시킨 최적화 모델에 대한 설계에 대하셔 연구를 진행하였으며 이 보고에서는 그 결과와 절차에 대해서 요약한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.06a
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• pp.315-318
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• 2006

포항풍력에너지연구소에서는 에너지 관리공단의 지원으로 2004년부터 풍력터빈 KBP-2000M에 사용될 발전기를 개발해 오고 있다. KBP-2000M에 사용되는 발전기는 기어비가 24인 기어박스를 가진 가변속도형식의 발전기이다. 발전기의 직경은 1.87m 이고 축 방향의 길이는 1.288m 로 영구자석을 사용하여 여자하는 형식으로 설계되었다. 이러한 설계는 풍력발전기에서 요구하는 주요 요구조건인 고효율, 고 신뢰성을 만족시키기 위해서 매우 중요하다 이 보고에서는 발전기의 물리설계에서 얻어진 사양을 기준으로 하여 열 해석에서 얻어진 열 손실을 이용하여 냉각시스템 설계를 하였으며 펌프 및 라디에이터 선정에 관해서 논의한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.924-925
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• 2015

본 연구는 차량에서 사용되고 있는 밸브의 운전각을 고려한 PMSM 설계를 수행하였다. $D^2L$을 이용하여 체적을 산출하였고 재설계 변수 (권선수, 축방향 길이, 영구자석의 호의길이)를 선정 후 시스템에서 요구하는 토크와 운전각에 대한 설계를 진행하였다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.9 no.2
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• pp.142-149
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• 2004

PMLSM(Permanent Magnet linear Synchronous Motor) has widely applied to industrial automations, machine tools and semiconductor equipments due to the merit on the reduction of noise, vibration and the superior dynamic characteristics in comparison to the conventional method, which uses mechanical transfer equipments. Especially, in the case of applying to Z-axis operation structure, control system needs the method of an initial angle setting and the improvement of up/down operation characteristics. This paper proposes an initial angle setting algorithm and a variable gain schedule using real speed and moving direction to improve up/down operation characteristics. The effectiveness of proposed algorithms Is demonstrated by comparing to a conventional gain system via 4-point absolute positions profile with each velocity, acceleration and deceleration.