• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07b
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• pp.840-842
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• 2000

DC모터의 T-N(토크-회전수)특성이 선형성을 갖는다는 사실은 널리 알려져 있다. 더욱이 인덕턴스가 작은 소형 모터의 경우에는 T-N특성이 거의 직선에 가깝게 된다. 그러나 대형모터일수록 인덕턴스가 커지므로 이 인덕턴스의 영향으로 T-N특성은 비선형의 곡선으로 변하게 된다. 이렇게 되면 모터의 출력은 직선으로 예측하였을 때 보다 실제적으로 작은 출력이 발생하게 된다. 따라서 일반적으로 DC모터를 설계할 때 T-N특성의 비선형화로 인한 출력의 감소현상을 고려하여 임의의 여유를 주고 설계하여 왔다. 그러나 효율적인 모터설계를 위하여서는 임의의 여유가 아닌, 이론적 계산에 의한 정확한 T-N특성의 곡선을 필요로 하게 된다. 하지만 아직까지 이를 위한 용이한 계산법은 마련되어 있지 않다. 따라서 본 논문에서는 matlab을 이용하여 DC모터의 비선형 T-N곡선의 계산법을 도출하여 그 방법을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2021.07a
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• pp.105-106
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• 2021

자동사격통제기능 및 탄의 자동장전기능을 가진 최신 무기체계의 동력장치는 엔진, 변속기 및 냉각장치로 구성되어 있다. 이러한 동력장치를 정비하기 위해서는 엔진과 변속기를 결합 및 분리할 수 있는 특수공구의 사용이 필수적이다. 하지만, 기존 제품은 사용 특성에 따라 비틀림이 심하여 쉽게 마모되는 현상을 가진다. 본 연구에서는 강도저하로 인한 잦은 파손현상과 엔진 우측 연결부 조임 시 간접 현상에 자유로운 공구를 제안하고자 한다. 구조해석 프로그램(ABAQUS)을 통한 비틀림 강도 해석과 이를 바탕으로 최적 설계를 진행하여 제작된 공구는 기존 문제점을 해결하고 공인인증기관에서 토크의 130%의 비틀림 실험에서 문제없음을 확인하였다. 본 연구의 결과물은 동력장치 정비를 위한 특수공구의 국산화로 인한 경제적 측면에서 큰 도움이 될 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.206-206
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• 2008

압전소자를 이용한 초음파 모터는 전자기적 원리로 동작하는 기존의 모터에 비해 구조가 간단하고 소형, 경량화가 가능하며 저속에서 큰 토크가 가능하고 ${\mu}m$단위 까지 정밀제어가 가능하다는 장점 등으로 인해 그 응용분야가 점차 확대되고 있다. 초음파 모터의 원리는 수평과 수직방향에서 변위가 타원형 운동을 형성하는 것이다. 따라서 선택한 타원운동의 방식에 의해서 모터의 형상이 달라진다. 초음파 모터는 액츄에이터를 사용하여 만들기 때문에 액츄에이터의 특성은 모터의 타원변위나 토크에 영향을 미친다. 단판형 액츄에이터에 비하여 적층 액츄에이터는 입력 임피던스를 낮추어 낮은 구동전압에서 구동이 가능하며 큰 변위와 토크를 발생하기 때문에 진동자의 수명 향상과 구동전압을 낮추기에 적합하다. 적층 액츄에이터는 변위량이나 응력 등을 개선하기 위해서 전기기계 결합계수(kp) 및 압전 d상수가 큰 재료가 요구되며, 고전압에서 장시간 구동 시 마찰에 의한 열손실을 감소시키기 위해 높은 기계적 품질계수(Qm)를 가져야한다. 적층 시 내부전극으로 사용하는 Pd, Pt가 함유된 전극은 가격이 비싸 제조비용을 상승시킨다. 상대적으로 값싼 Ag전극을 사용하면 비용절감을 할 수 있지만 융점이 낮아서 저온소결이 불가피하다. 따라서, 특성이 우수한 적층 액츄에이터를 제조하기 위해서 저손실, 저온소결 할 수 있는 액츄에이터 재료가 필요한 실정이다. L1-B4 혈 선혈 초음파 모터는 L1모드와 B4모드의 공진 주파수가 일치하여야 큰 변위를 얻을 수 있는데 이전의 논문에서 Atila를 이용한 시뮬레이션 결과를 분석한 봐 있다. 적층 액츄에이터의 층수를 5,7,9,11,13,15층으로 하여 L1-B4모드에서의 공진주파수를 비교한 결과 13 층일 때 두 모드가 비슷한 공진주파수를 보였고, 티원변위궤적도 다른 층수에 비해 크게 나타났다. 본 연구에서는 시뮬레이션 결과 가장 좋은 특성을 보인 13층 액츄에이터로 선형 초음파 모터를 제작하였다. 또한, 액츄에이터는 압전 및 유전특성이 우수한 저온소결 PZW-PMN-PZT세라믹을 이용하여 제작하였고, 내부전극으로 Ag전극을 사용하였다. 제작된 13 층 선형초음파모터를 가지고 프리로드 및 전압에 따른 속도를 조사하였고, 시뮬레이션 결과와 비교해 보았다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2004.05b
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• pp.506-510
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• 2004

A torque transmission system composed of several gears and couplings is flexible. In order to get an exact response of motor, the torsional vibration due to an unexpected change of motor speed must be suppressed. Therefore, it is very important that motor control suppress vibration. Various methods to control it including dual inertia system are proposed. Specially, the method of vibration suppression is that vibration can be suppressed to fee㏈ack the estimated torsion torque via the disturbance observer filter being of normal filter. The suitable Proportional controller and coefficient parameter can be designed using CDM and the torsional vibration also be suppressed, but it has a low degree of adaptability to disturbance. The PID controller can be designed easily, but makes the excessive overshoot and oscillation for system response in the early period. To resolve these problems, simple and practical PID controller with two degree of freedom is proposed recently that it ran improve performance of obeying the reference unconcerned in any disturbance by changing the proportional gain by two degree of freedom parameter. But it has also the defect that parameter a must be changed to obtain the ideal Proportional parameter. On this paper, we design the controller which automatically adjusts parameter u using fuzzy Algorithm to overcome such defects. Also, we compare the proposed method with established one and evaluate them to confirm performance of the designed controller.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.300.1-300.1
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• 2016

최근 반도체 회로의 미세화로 인해 디자인 공정이 20 nm 이하로 내려갔다. 그 결과 회로간의 간격이 줄었으며 많은 문제가 발생 한다. 첫 번째 문제는 미세하게 여러 박막 층들을 쌓기 때문에 박막 층이 그전 50 nm 공정에 비해선 쉽게 무너질 수 있다. 따라서 하나의 박막 층은 다른 여러 박막들의 하중을 잘 견뎌야 할 것이다. 결과적으로 회로의 미세화에 따라 박막의 기계적 특성이 좋아야 될 것이다. 또 다른 문제는 너무 좁은 회로의 간격으로 인해 다른 회로에 영향을 미치는 크로스토크라는 전기적 문제이다. 크로스토크가 크다는 것은 회로간의 누설 전류가 크다는 것을 의미하며 그만큼 신호 전달 능력이 감소 한다는 것을 뜻한다. 크로스토크의 문제점을 해결하기 위해 회로 사이에 절연 막을 만들어 누설전류를 막아야 한다. 이러한 문제를 바탕으로 본 연구는 Zirconium nitride (ZrN) 박막이 이러한 문제점을 해결 할 수 있는 지연구해 보았다. 박막 제작 시 변화 요인은 질소유량 과 열처리 온도 이며 질소유량 변화는 2 sccm 과 8 sccm 두 경우로 하였다. 또한 열처리는 As-deposited state, $600^{\circ}C$ 와 $800^{\circ}C$로 열처리 하였다. 박막 증착은 RF magnetron sputtering을 이용하였으며 열처리는 질소 분위기에서 furnace를 이용하였다. 기계적 특성분석 결과 질소유량이 2 sccm 인 박막의 hardness는 as-deposited stste에서 18.8 GPa이고 $600^{\circ}C$에선 18.4 GPa로 거의 비슷하고 $800^{\circ}C$ 열처리한 경우는 15.4 GPa 으로 hardness가 감소하는 것을 알 수 있었다. 질소 유량을 8 sccm 흘려주며 증착한 박막의 경우는 as-deposited state, $600^{\circ}C$, $800^{\circ}C$에서의 hardness가 각각 17.5, 16.4, 21.1 GPa 으로 감소하다가 증가하는 경향을 보였다. 또한 zrN 박막의 전기적 특성인 누설 전류 밀도도 측정하였다. 결과적으로 본 연구는 ZrN 박막의 질소 유량 변화와 열처리에 따른 기계적, 전기적 특성변화를 확인 하였다.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.21 no.5
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• pp.32-43
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• 2007

Interior permanent magnet synchronous motor(IPMSM) has become a popular choice in electric vehicle applications, due to their excellent power to weight ratio. This paper proposes maximum torque control of IPMSM drive using adaptive learning fuzzy neural network and artificial neural network. This control method is applicable over the entire speed range which considered the limits of the inverter's current and voltage rated value. This paper proposes speed control of IPMSM using adaptive learning fuzzy neural network and estimation of speed using artificial neural network. The back propagation neural network technique is used to provide a real time adaptive estimation of the motor speed. The proposed control algorithm is applied to IPMSM drive system controlled adaptive learning fuzzy neural network and artificial neural network, the operating characteristics controlled by maximum torque control are examined in detail. Also, this paper proposes the analysis results to verify the effectiveness of the adaptive learning fuzzy neural network and artificial neural network.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.38 no.3
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• pp.289-294
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• 2014

Industrial manipulators are usually heavy given the payloads they carry. Therefore, they require high-capacity servomotors and speed reducers, which leads to high costs. However, if manipulator weight could be compensated for using a counterbalance mechanism, the motors' and speed reducers' capacities could be minimized substantially. However, it is usually difficult to assure durability and reliability with the conventional wire-based counterbalance mechanism. Therefore, a more robust gear- and roller-based counterbalance mechanism is proposed in this study. A manipulator was developed using this mechanism; this manipulator maintains its performance even when using motors and reducers of lower capacities. The results of various simulations and experiments verified that the proposed mechanism provides the torque required to compensate for gravitational torque in any configuration and minimizes the torque required for supporting a large payload.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.3 no.3
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• pp.206-213
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• 1998

In this paper, an adaptive compensation technique for parameter variation is proposed which can perform quick torque response in vector control of an induction motors. To solve the problem of control performance degradation due to parameter variation in an induction motor, a rotor resistance estimation is performed by the model reference adaptive control(MRAC). The algorithm of rotor resistance estimation is composed of the error relationship which is generated between a motor real instantaneous reactive power and an estimated instantaneous reactive power. The advantage of such a real reactive power reference model is independence of the motor parameter variation. The estimation rotor resistance values are applied to the direct vector control system with a flux observer. Finally, the simulations and experiment are presented to validate the rotor resistance estimation algorithm of induction motor.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.26 no.4
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• pp.293-300
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• 2013

In this study we proposed a simplified finite element model of anchor bolt system inserted through concrete structures considering clamping forces. The three different finite element types using LS-DYNA are applied for numerical efficiency of the anchor bolt modeling. Combined beam and solid elements are used to reflect the tension state at internal part of anchor bolt due to torques. The clamping forces due to torques are considered by introducing a compression for a nut plane modeled by beam elements. The numerical examples show good agreement with different element types. Parametric studies are focused on the various effects of different element types on the induced axial and shear forces of anchor bolts considering clamping forces.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.41 no.10
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• pp.975-981
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• 2017

Savings in weight using lightweight materials such as aluminum alloy can lead to increase fuel economy. However, compared to steel, aluminum alloys have a lower strength for an equivalent life cycle. To reduce the weight of automobiles, research is being performed on the fabrication of lighter and stronger torque struts without having to sacrifice the safety of automotive components. In this study, a weight reduction design process for torque struts is proposed that is based on varying von-Mises stress contours using an aluminum alloy (A356) having a tensile strength of 245 MPa, instead of STKM11A steels. The optimized design can reduce the weight of the original steel torque strut by over 42% and it can contribute to the design of light-weight components and to the safe design of torque struts.