• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제10권5호
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• pp.57-65
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• 1996

초고속 정전유도형 정전전동기의 개발의 위한 기초연구로서 회전자 물질의 표면저항률, 비유전율 및 전하완하시정수의 변화에 따른 회전자의 회전속도특성을 조사하였다. 회전자표층물질의 비유전율 및 표면저항률은 클수록 회전자의 회전속도는 증가하였으며, 또한 이 두 요소를 곱한 회전지표면에 유도된 전하의 완화시정수가 클수록 회전속도는 증가하였다. 한편 회전자표층물질로서 도전성물질(Ti)을 폴리프로필렌 위에 불연속적으로, 즉 띠의 모양으로 증착한 시료를 사용하여 띠의 폭 및 경사각의 변화에 따른 회전자의 회전속도특성 및 토크 특성을 조사하였다. 이 경우 띠의 폭이 적어질수록 회전자의 회전수는 지수함수적으로 증가하였으며, 등간격으로 세분화한 것을 회전자의 축에 대해서 회전방향으로 경사각$\theta$만큼 기울였을 때 $\theta$=60。 및 150。일 때 회전자의 회전속도가 가장 큰 것으로 나타났으며, 특히 경사각 $\theta$=0。일때에 비해서 약 125[%]정도 높은 회전속도를 보였다. 최대토크 및 최대출력은 각각 {{{{25$\times$ { 10}^{ -6} [Nm]}}}}및 11.5[mW]이었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.790-791
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• 2015

본 논문에서는 Radial flux density($B_r$)를 고려하여 매입형 영구자석 동기 전동기(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM)에서 진동, 소음 발생의 원인이 되는 코깅토크를 최적화하는 방법을 제시한다. Maxwell Stress Method에 의하면 토크는 $B_r$에 비례한다. 따라서 $B_r$과 토크의 상관관계를 이용하여 코깅토크를 저감시켰다. 코깅토크가 가장 큰 회전자의 위치에서 회전자 표면의 $B_r$을 확인한 후 에 노치(Notch)를 적용할 위치를 선정하였다. 그리고 제안한 방법이 매입형 영구자석 동기 전동기 모델에서 효과적으로 코깅토크를 저감시키는 것을 유한요소법을 통해 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권7호
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• pp.57-64
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• 2007

본 연구는 지반의 회전굴착에 필요한 굴착 토크(torque)를 회전 오거 구동에 소요되는 전기에너지를 활용하여 예측할 수 있는 방법을 제시한다. 지반회전굴착은 선굴착 말뚝 시공, 연약지반 개량을 위한 소일-시멘트 그라우팅(soil-cement grouting), 사전 지반조사 등 지반공학 분야에 흔히 사용되고 있다. 오거를 통한 회전굴착에 소요되는 전기에너지와 회전 토크의 상호 관계를 이해하기 위하여 소형 실내 실험기기를 제작하고 파일럿(pilot)실험을 수행하였다. 실험기기는 직경 $D=5{\sim}10mm$의 일반 드릴 비트를 회전하여 CBR몰드에 다짐 제작된 토사공시체를 굴착할 수 있도록 설계되었다. 드릴 비트는 감속기어를 통하여 19RPM의 정격 속도로 회전하며, 구동 모터는 25Watt 용량의 교류 유도 전동기이다. 드릴 비트로 공시체를 회전 절삭하며 구동 모터에 소요되는 전류의 증가량과 실제 비트에 작용하는 토크(torque)를 측정하였고, 선형 회귀분석을 통하여 전류 증가량과 토르크 증가량의 상호관계를 파악하였다. 구하여진 회귀분석 결과를 활용하여 굴착시 소요되는 전류 증가량으로부터 굴착토크를 예측하여 계측된 토크값과 비교하였다. 비교로부터 굴착에 소요되는 전기력을 활용하여 굴착토크를 예측할 수 있다는 결론을 얻었으며, 이로부터는 굴착 전기력의 분석을 통해 지반의 전단강도 특성을 예측할 수 있음을 증명하고자 하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권3호
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• pp.231-237
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• 2007

EHA용 유압 펌프의 토크 맥동은 저속 회전 영역에서 실린더 위치의 제어에 외란으로 작용할 수 있다. 원칙적으로 피스톤 펌프에 의해 발생되는 반력 토크의 주기적인 변화는 실린더 압력의 파형과 밀접한 관계를 가지고 있다. 일정 속도로 회전하는 단방향 피스톤 펌프의 경우에는 밸브 플레이트의 예압각이나 노치를 활용하여 실린더 압력의 오버슈트나 변화율을 조절할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 밸브 플레이트의 형상이 EHA용 사축식 유압 피스톤 펌프의 토크 맥동에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과로서, 양방향 회전형 유압 피스톤 펌프의 토크 맥동은 회전 속도의 영역에 무관하게 밸브 플레이트의 예압각이나 노치를 이용하여 개선하는 것이 불가능한 것으로 나타났다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.209-210
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• 2015

본 논문은 스위치드 릴럭턴스 전동기(Switched Reluctance Motor, 이하 SRM)의 상 인덕턴스를 추정하여 최고점과 최저점을 검출하는 방식으로 위치 센서를 이용하지 않는 직접토크 제어를 제안한다. 최고점으로부터 최저점의 위치 정보를 계산하여 이를 기준으로 회전 중인 회전자의 위치정보를 얻는다. 또한, 회전자의 위치정보를 필요로 하는 토크 계산 및 토크분배함수(Torque Sharing Function, 이하 TSF)는 상 인덕턴스 최저점 검출과 연관하여 계산하였다. 제안한 알고리즘은 시뮬레이션을 통하여 가능성을 입증하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.140-140
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• 2017

4륜 장착 자동차의 토크 전달은 2륜 구동, 4륜 구동 모드를 간단히 전환하는 방식(part time 4WD)과 항시 사륜 구동 모드에서 전후륜의 토크 전달비를 제어하는 방식(AWD, all wheel drive)이 있다. 경제의 발달에 따라서 취미 인구의 확대로 국내에만 180만 명의 R/C car 사용자가 있다. 이 중 2WD-4WD의 전환을 differential lock mechanism으로 구현한 수입산 모델의 가격이 1,000,000원을 호가하지만 가변 제어 방식이 아닌, 정차 후 2-4륜 구동 전환 방식을 적용하고 있으며 상대적으로 내구성이 떨어진다. DC motor의 출력이 늘어나고 배터리의 성능이 좋아진 현재 소형 RC car의 최고 속도는 80 km/h 정도로 빨라졌다. 그러나 마찰 계수가 낮은 노면(실내의 대부분 평활 처리된 복도)에서는 2륜 구동 모드의 활용도가 매우 낮다. 미끄러운 노면에서 후륜 구동 모드로는 oversteer가 발생하여 차량이 스핀하기 쉽고 전륜 구동 모드로는 understeer가 발생하여 제대로 된 코너링이 어렵다. 상시 4륜 구동 모드는 에너지 소모가 크고 전후륜이 tight coupling되어 있는 문제 때문에 일반적인 노면에서 부드러운 코너링이 잘 이루어지지 않는 문제가 있다. 본 연구에서 제안하는 방식은 그림 1와 같이 center shaft의 중간에 영구 자석으로 만들어진 토크 전달용 판이 있고 그 사이에 자계를 차폐할 수 있는 강자성체 셔터를 서보 기구에 연결하여 서보 회전각에 따라서 구동 쪽의 토크가 피구동축으로 전달되는 양을 연속 가변제어할 수 있다. 토크 전달용 판의 차폐 면적에 따른 토크 전달양을 전/후륜 바퀴의 Static torque를 통해 측정하였으며(그림 2), 공중 상태에서 즉 공기저항만을 고려한 상태에서의 RPM 회전수 차이 측정(그림3)을 통해 구동 쪽의 회전수가 피구동축으로 전달되는 양을 측정하여 연속가변 토크 제어 전달 기구의 성능을 확인하였다. 이 기구는 현재 1차적으로는 remote controller의 ch 3(ON/OFF제어 방식)에 연결하여 특정한 양의 토크를 전륜 쪽으로 보낼 수 있도록 구현이 가능하며, ch 2(PID제어 방식)에 연결하여 연속 가변 조절이 가능하도록 구현이 가능하다. 부가적으로 Arduino board를 내장하여 전후륜의 휠센서에서 입력되는 신호를 감지하여 자동적으로 전후륜에 배분되는 토크를 제어할 수 있도록 설계 중에 있다.

• 기계저널
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• 제36권9호
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• pp.855-866
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• 1996

승요차 앞자축에 장착되어 회전하면서 동력을 전달하는 드라이브축은 운행중에 주로 비틀림하중을 받는다. 따라서 동 부품의 피로해석 및 설계를 위해서는 실제 운행중에 받는 서비스토크의 크기, 주파수 등에 관한 데이터가 필요하다. 차량에 탑재된 엔진의 토크와 회전수 등의 규격으로부터 드라이브축에 부가되는 최대 토크 값을 예측할 수 있으나, 자동차 운행주에는 승차인원, 도로조건, 운전자의 운전습관 등 여러가지 외적인 영향으로 인하여 서비스토크가 불규칙하게 변할 것으로 예상되므로 서비스토크를 정확히 예측하기는 어려운 실정이다. 또한, 최근의 자동차 구조부품에 대한 설계개념이 무한수명 설계에서 경량화 설계로 변화되고 있으며, 따라서 자동차 드라이브축도 실제 운용하중을 바탕으로 한 정확한 수명예측 및 강도설계가 요구되고 있다. 본 연구에서는 4륜구동형 승용차용 드라이브축에 대해 실제 운용하중에서의 피로수명을 예측하기 위해 1)텔리메트리를 이용하여 토크를 측정하고, 2) 일정진촉하중하에서의 드라이브축의 비틀림 피로시험을 수행하고, 3) 일정진폭하중하에서의 드라이브축의 비틀림 피로시험을 수행하고, 4) 축류 소재의 피로특성 데이터를 구성하여 5) 자체 개발한 프로그램으로 피로수명을 예측하고자 한다.

• 전기학회논문지
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• 제64권4호
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• pp.629-633
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• 2015

영구자석 동기전동기가 전압과 전류 제한을 갖는 상태에서 고속으로 운전하기 위해서는 약 자속 제어를 수행해야 한다. 영구자석 동기전동기는 설계 방법에 따라서 정 토크 및 약 자속 영역에서의 출력 특성이 상이하게 된다. 본 논문에서는 약 자속 영역에서의 고 토크를 위한 IPMSM의 회전자 형상 설계를 수행하였다. 우선 마그네틱 토크와 릴럭턴스 토크의 관계에 따라서 약 자속 영역의 토크 향상을 위한 방법을 제안한다. 제안한 방법을 IPMSM의 회전자의 형상 설계를 통해 적용하였고, 유한요소 해석을 통해 기존 모델과 개선 모델의 특성을 비교 분석하여 제안한 방법의 타당성을 검증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.2022-2023
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• 2007

본 논문에서는 기존 사용 중인 24V, 10W, 300rpm, 4극, 6슬롯의 사양을 갖는 소형 전동기를 해석하였다. 영구자석이 회전자에 부착되어있는 내전형 소형 BLDC 전동기를 모델로 하였다. 고정자 측외경은 그대로 유지하면서 전동기에서 발생되는 코깅토크를 감소시키기 위하여 영구자석의 형상을 변화 시켰다. 내부 회전 자석계자는 강한 자력으로 인하여 높은 토크를 발생시키는 희토류(rare earth magnet)자석을 사용하고, 자속분포와 코깅토크를 해석하였다. 코깅토크는 자석구조에 의해 변화하기 때문에 영구자석의 형상과 크기를 최적화 하여 코깅토크를 최소화 하였다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2004년도 추계학술대회 학술발표 논문집 제14권 제2호
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• pp.447-452
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• 2004

동기전동기를 처음 기동시킬 때는 유도전동기와 같이 동작하게 된다. 회전자가 고정자 자계에 거의 도달하였을 때 M 전류를 투입하게 되면, 회전자의 여자코일에 동기화 토크가 발생하게 된다. 그러나 동기화 토크의 부족은 회전자의 첫 동요 시, 회전자 각의 불안정을 야기하게 된다. 동기화 토크는 신속 정확한 동작 제어에 의해 회복될 수 있다. 더욱이 역률 100%의 안정도로 동작하기에는 어려운 부분이 있다. 그러므로 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 퍼지 추론 기법을 이용한 여자 전류 제어 시스템을 제안하였다. 그 주된 원리는 다양한 부하 조건하에서 부하각과 역률 100%의 동작점을 추정하고, 퍼지 추론 기법에 의해 여자 전류를 제어하는 것이다. 제안된 퍼지 제어기는 각종 특수 동작 명령어로 사용되는 마이크로프로세서형 PLC(Programmable Logic Controller)를 사용하여 구현되었으며, 전기자 전류를 감지하는 제어전압 보상기, 비교기, 그리고 쵸퍼회로로 구성된 기존의 제어기에 비해 성능이 우수하다. 이는 일련의 실험을 통해 역률 100%에서의 개선된 안정적인 동작이 가능함을 보여주었다.