• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권1호
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• pp.155-164
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• 2015

In this paper, two rotor configurations including different amount of magnet and reluctance parts are presented. The rotors are constituted by means of a flexible hybrid motor structure. Considerable features of the hybrid structure are that the combination of the magnet and reluctance parts can be suitably modified and the mechanical angle (${\beta}$) between the parts can also be varied. Two hybrid rotor configurations have been considered in this study. First, finite element (FE) simulations were carried out and the torque behaviors of the motors were predicted. The average torque ($T_{avg}$) and maximum torque ($T_{max}$) curves were obtained from FE simulations in order to find suitable ${\beta}$. Mathematical model of the motors was formed in terms of a,b,c variables considering the amount of the magnet and reluctance parts on the rotor and simulations were performed. Rotor prototypes, motor drive and drive method were introduced. Torque profiles of the motors were obtained by static torque measurement and loaded tests were also realized. Thus, simulation results were verified by experimental study. There is a good match between predictions and measurements. The proposed motors are operated with electrical $120^{\circ}$ mode as a brushless DC motor (BLDC) and torque versus speed characteristics show a compound DC motor characteristic. The motors can be named as brushless DC compound motors.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제6권4호
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• pp.477-487
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• 2008

This paper proposes a new position sensorless drive for brushless DC (BLDC) motors. Typical sensorless control methods such as the scheme with the back-EMF detection method show high performance only at a high speed range because the magnitude of the back-EMF is dependent upon the rotor speed. This paper presents a new solution that estimates the rotor position by using an unknown input observer over a full speed range. In the proposed method, a trapezoidal back-EMF is modelled as an unknown input and the proposed unknown input observer estimating a line-to-line back-EMF in real time makes it possible to detect the rotor position. In particular, this observer has high performance at a low speed range in that the information of a rotor position is calculated independently of the rotor speed without an additional circuit or complicated operation process. Simulations and experiments have been carried out for the verification of the proposed control scheme.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.897-899
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• 2002

BLDCM(Brushless D.C. Motor) is widely used industrial application because of high efficiency and high power density. Especially, In servo system and home appliance, BLDCM is very useful due to high control performance and low acoustic noise. In this paper, 2.5HP rated BLDCM controller and drive was developed for tread mill application. The prototype BLDCM has 4 poles rotor and 24 slots stator. Ferrite was used as a rotor magnet due to the cost and temperature characteristic. For the stable operation of tread mill, over current and high temperature can be detected by the DSP control1er. For the commutation signal, switching patterns from the sensorless circuit and hall sensor signal are used in the DSP controller.

• 한국정밀공학회지
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• 제23권2호
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• pp.172-180
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• 2006

Although there existed many types of manual/power hybrid wheelchairs, their use was not widespread because of their inconvenience in converting drive system and in folding frames. To carry a wheelchair in the car or to convert driving methods, some hard work of disassembling or exchanging wheels was required for most of currently available hybrid wheelchairs. In this study, the standard foldable manual wheelchair was reformed to a power wheelchair by installing the newly developed Axial Flux Permanent Magnet(AFPM) type of brush less direct current(BLDC) motor on each rear hub of wheelchair. This wheelchair could be driven by manual or electric power without exchanging. wheels, thus no additional work was needed for carriage or for power conversion. The developed wheelchair was evaluated for durability, stability, maneuverability, cost, and reliability in accordance with the Korean standards. The results indicated that the developed hybrid wheelchair was good enough for commercialization comparing to other imported wheelchairs.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권9호
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• pp.951-959
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• 2013

In order to improve the speed performance of the direct drive mechanical systems, a comprehensive analysis of the velocity ripples of blushless DC motors should be required. Every motor has a certain level of torque ripples when it generates power, and the generated torque ripple also makes the velocity ripples in the final output stage in speed control system. In this paper, a novel algorithm for reducing velocity ripples is proposed based on the modeling of torque ripples for BLDC motors. Various algorithms have been made for torque ripples, but usually they should be installed inside the amplifier logic, result in the difficulties of flexibility for various kinds of torque ripples. The proposed algorithm was developed for being ported in the controller not the amplifier, and it has the capability of the automatic compensation adjustment. The performance of the proposed algorithm was verified by effective simulations and experiments.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권10호
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• pp.738-746
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• 2019

한국형발사체 3단에 사용되는 7톤 짐벌엔진의 추력벡터제어에는 전기유압식 구동장치시스템 대신 중량, 비용 및 시험평가 등의 측면에서 더 효율적인 전기기계식 구동장치시스템을 사용한다. 전기기계식 구동기는 위치제어 서보 구동기로 고진공에서도 운용 가능한 BLDC 모터를 사용한다. 짐벌엔진을 갖는 발사체의 경우 구동기 자체 진동모드와 구동기를 지지하는 기체구조체의 벤딩모드, 짐벌엔진의 관성부하 등이 조합되어 합성공진 현상이 발생할 수 있다. 합성공진이 발생할 경우 발사체 자세제어는 불안정해진다. 이러한 관계로 짐벌엔진 및 기체구조체 지지부, 구동장치시스템의 고유 특성을 고려하여 강성에 대한 요구규격이 적용되어 왔다. 한국형발사체 3단 7톤 짐벌엔진의 경우 구동장치시스템의 강성요구규격은 $3.94{\times}10^7N/m$ 수준이며 이를 만족시키기 위한 직구동 방식전기기계식 구동기를 설계하였다. 본 논문에서는 강성요구규격을 기반으로 설계된 직구동 전기기계식 구동기의 등가강성 해석모델을 제안하고, 이를 실험결과로 검증하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제31권12호
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• pp.1141-1146
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• 2014

As life expectancy becomes longer, reduction of human muscular strength threatens quality of human life. Many robotic devices have thus been developed to support and help human daily life. This paper deals with a new type of in-wheel actuator that can be effectively used for the robotic devices. BLDC motor, drive board, brake, ARS (Attribute Reference System), and torque sensor are combined in the single actuator module. The torque sensor is used to recognize human intention and the in-wheel actuator drives walking aids in our system. Its feasibility was tested with the active walking aid device equipped with the in-wheel actuator. Based on it, we designed an admittance filter algorithm to react on uphill and downhill drive. By adjusting mass, damping, and spring parameters in accordance with the ARS output, it provided convenient drive to the old on uphill and downhill walks.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.164-170
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• 2016

초기 도시철도는 수송수단으로서의 역할만 요구되었으나 지하 승강장에 체류하는 시간이 길어짐에 따라 하나의 생활 공간으로 환경개선이라는 문제에 직면하게 되었다. 이에 따라 스크린 도어의 근간이 되는 슬라이딩 자동문은 고객의 편의와 출입을 통제하는 방법의 편리성을 이유로 대형 유통매장, 병원, 음식점, 관공서 등에 광범위하게 사용되고 있다. 이에 따라 스크린 도어는 승객의 편의와 안전 확보, 쾌적한 역사 조성 및 에너지 절약을 목적으로 필요할 뿐만 아니라, 요소부품의 설계 및 신뢰성 확보를 통한 스크린 도어 시스템 최적설계기술개발이 필요하게 되었다. 따라서 본 논문에서는 지하철 안전에 필요한 스크린 도어의 모터에 대한 설계 구동 강성을 검증하기 위해 구성 부품의 이론적 하중을 계산하고 해석 하였으며, 실험을 통해 검증하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.569-577
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• 2005

본 논문에서는 일반적으로 교류 전동기 구동을 위해 널리 사용되고 있는 6-switch IGBT module을 3상 SRM에 적용한 새로운 구동 방법을 제안한다 비대칭 브리지 컨버터의 경우 사용되는 소자수가 많고 복잡한 제어 및 구동회로를 요구하며 이로 인하여 전체적인 시스템 가격은 상승하게 된다. SRM구동을 위한 비대칭 브리지 컨버터의 구동 방법과 비교하여 본 논문에서 제안한 구동방법은 전체적인 시스템의 크기와 파격을 줄일 수 있다. 따라서 유도기, BLDC 모터, 그 외의 모터등과 비교할 수 있는 SRM 구동을 위한 새로운 토폴로지가 될 수 있다. 제안된 회로의 타당성을 검증하기 위해 비대칭 브리지 컨버터를 적응한 시스템과의 비교 실험을 진행하였다.

• 실천공학교육논문지
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• 제10권1호
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• pp.17-24
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• 2018

전공단위로 3학기동안 진행되는 작품 설계 및 제작 활동을 통해 졸업기준을 만족하기 위한 과정 이수와 그 과정에 만들어진 결과물인 다양한 이동환경 적용이 가능한 Drone의 구상 및 제작 과정에 대해 제안한다. Ring Propeller의 형태를 이용하여 Propeller로서의 양력 발생 역할과 테두리의 면을 통하여 지면에 접촉하는 바퀴로의 역할을 모두 가능하도록 제작한다. 또한 Servo Motor를 이용하여 명령에 따라 정확한 각도를 맞추어 모터의 구동축을 변환한다. 그리고 구상한 아이디어를 3D 프린팅으로 구현하고, 추진체 구동 회로를 설계하고 제작한다. 그 결과 추진체의 무게 증가로 공중 운항과 운항중 목적한 추진체계의 실시간 변환은 성공하지 못하였고, 그 원인으로 추력 발생을 위한 크기와 링 프로펠러의 내성 한계의 오차임을 확인하였다. 그리고 이러한 과정을 통해 공학적 접근 방법과 종합설계를 통한 창의적 사고방식 및 협동심의 경험을 인정받았고, 그 결과물을 공학 논문으로 작성하고 심사를 통해 졸업기준이 만족됨을 확인받았다.