• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.869-873
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• 2008

Optimization method for the open loop commutation time intervals in HDD spindle start-up control is presented in this paper. A hard disk drive(HDD) uses a sensorless brushless DC motor(BLDC) for the platter rotation. Because there is no direct sensor for the rotor position, open loop commutations after sensing the rotor position at a standstill using inductive sensing method are performed to speed up the rotor up to a certain speed where the zero crossings of the back electromotive force(EMF) are measurable. Therefore successful open loop commutations are necessary for the stable start-up control of the spindle motors. Random neighborhood search(RNS) algorithm is introduced as a optimization technic in this paper. Rotor speed and its standard deviation are used as a cost function and commutation intervals obtained from the spindle motion equation are used as initial parameter values for the RNS. With the help of the proposed method optimized open loop commutation time intervals for the very low start-up current are acquired and tested. The experimental results shows that the proposed method can decrease the start-up failure rate of a HDD spindle motor.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.128-128
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• 1999

산소이온 전도체로 잘 알려진 Yttira-Stabilizd Ziroconia(TSZ)는 연료전지, oxygen pumps, chemical gas sensor 등 다양한 electrochemical divices에 이용되는 고체 전해질의 하나이다. 특히 YSZ는 oxygen 및 oxygen과 평형상태에 있는 gas들을 검출하는 sensor의 electrolyte로서 가장 많이 쓰이고 있다. 현재 상용화되어 있는 YSZ Sensor는 전통적인 bulk 형태의 ceramic으로 제작된 것으로 충분한 ionic conductivity를 얻기 위해서는 $600^{\circ}C$이상의 operating temperature를 필요로 하나 YSZ를 박막으로 제조시 낮은 operating temperature를 뿐만 아니라 sensor의 소형화, 낮은 ohmic loss 및 다양한 응용이 가능한 장점을 가질 수 있다. 본 실험에서는 산소 이온 전도체로서 8mol%-YSZ 고체전해질을 RF-magnetron bias sputtering 법을 이용하여 증착하였다. 제조된 YSZ 박막을 이용한 산소감응 센서셀 구조는 SiO2/Ni-NiO/Pt/YSZ/Pt-기판이다. 센서셀의 정상상태에서의 기전력(electromotive force ; EMF)을 산소분압(Po:1.013$\times$103Ta ~1.013$\times$105Pa)과 측정온도(30$0^{\circ}C$~$700^{\circ}C$)를 변화시키며 측정하였다. 이론적인 기전력과 측정값 사이의 편차는 Po:1.565$\times$104Pa 이하의 산소분압에서는 컸지만 이 이상의 분압에서는 이론치에 근접한 값을 가졌다. 증착한 YSZ와 Ni-NiO 박막의 구조는 X-ray diffractometer(XRD)를 이용하여 결정구조를 알아 보았고, TSZ 박막의 표면 morphology 관찰은 Scanning electron microscopy(SEM) 이용하였다. 박막의 조성분석은 X-ray energy dispersive analysis(EDX)을 사용하였다.

• 한국재료학회지
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• 제12권4호
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• pp.283-289
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• 2002

The E.M.F of the galvanic cell with fused salt was measured to determine the activities of zinc at 700-820K over the entire composition range of liquid Zn-Cd alloys. The cell used was as follows: (-) W ｜ Zn(pure) $Zn^{2+}(KCI-LiCl)$ ｜ Zn(in Zn-Cd alloy) ｜ W (+) The activities of zinc in the alloys showed positive deviation from Raoult's law over the entire composition range. The activity of cadmium and some thermodynamic functions such as Gibbs free energy, enthalpy, entropy were derived from the results by the thermodynamic relationship. The comparison of the results and the literature data was made. The liquid Zn-Cd alloy is found to be close to the regular solution. The concentration fluctuations in long wavelength limit, $S_{cc}(o)$, in the liquid alloy was calculated from the results.

• Journal of Magnetics
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• 제21권1호
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• pp.94-101
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• 2016

This paper shows a new magnetic field analysis of an interior permanent magnet (IPM) machines with an axial overhang structure wherein the rotor axial length exceeds that of the stator. The rotor overhang used to increase torque density of the radial flux machine is difficult to analyze because of extra consideration of axial direction, and thus it is general for machine designer to take 3-D finite element analysis (FEA) capable of considering both radial and axial complicated geometry in the machine. However, it requires too much computing time for preliminary design especially for optimization process. Therefore, in this paper a 2-D analytic method using a lumped magnetic circuit model (LMCM) is proposed to overcome the problem. For the analysis of overhang effect, the magnetic circuit is separated and solved from overhang and non-overhang regions respectively. For the validation of proposed concept, 3-D finite element analysis (FEA) is performed. From the analysis results, it is shown that our new proposed method presents good performance in terms of calculating electromotive force (EMF) and torque within a short time. Therefore, the proposed model can be useful in design of IPM with an overhang structure.

• ETRI Journal
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• 제37권6호
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• pp.1154-1164
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• 2015

This paper proposes a fully sensorless driver for a permanent magnet synchronous motor (PMSM) integrated with a digital motor controller and an analog pre-driver, including sensing circuits and estimators. In the motor controller, a position estimator estimates the back electromotive force and rotor position using a sliding-mode observer. In the pre-driver, drivers for the power devices are designed with a level shifter and isolation technique. In addition, a current sensing circuit measures a three-phase current. All of these circuits are integrated in a single chip such that the driver achieves control of the speed with high accuracy. Using an IC fabricated using a $0.18{\mu}m$ BCDMOS process, the performance was verified experimentally. The driver showed stable operation in spite of the variation in speed and load, a similar efficiency near 1% compared to a commercial driver, a low speed error of about 0.1%, and therefore good performance for the PMSM drive.

• 전력전자학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.351-357
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• 2011

영구자석 동기발전기의 벡터제어를 위해서는 회전자 위치가 필요하며 엔코더와 같은 위치센서가 위치 검출 목적으로 일반적으로 사용되고 있다. 그러나 위치센서의 사용은 영구자석 동기전동기 제어시스템의 신뢰성을 저하시킨다. 본 논문에서는 영구자석 동기전동기 제어시스템을 위한 위치센서 고장 회피 제어 방법을 제안한다. 확장 유기전력에 기반한 센서리스 위치 추정 알고리즘을 센서를 이용하는 벡터 제어와 병렬로 수행함으로써 위치센서 고장발생 시점에서 센서리스 벡터제어로 신속히 재구성할 수 있도록 하였다. 실험을 통해 제안된 방식의 유용성을 보인다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.57-68
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• 2014

This paper propose a development of squirrel-cage induction motor(IM) for 5-phase 1.5kW, 220V, 60Hz in order to study a polyphase ac machinery that keep hold of advantages more than traditional three-phase a IM, such as reducing a amplitude of torque pulsation, decreasing electric noises, and increasing the reliability. Designed methods of the motor use a development tools with Maxwell 2D and Simplorer program. There are designed drawing of manufactured frames of the IM. amplitude and waveform of the generated electromotive force, FFT analysis of harmonics within output voltages and current, and reviewing a experiment results are shown by variable output. We are presenting a design and manufacture methods for the 5-phase squirrel-cage IM.

• 전력전자학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.448-456
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• 2004

본 논문에서는 스위치드 릴럭턴스 모터의 새로운 회전자 위치 검출법을 제안한다. 기존의 위치센서의 약점을 보완하기 위해 위치 검출 방법의 저 비용과 강인성에 초점을 두고, 시변 쇄교자속에 의해 TSRM(Toroidal Switched Reluctance Motor) 돌극의 홈에 장착된 서치코일에 유기되는 전압 파형을 이용하여 위치 검출을 시도하였다. 회전자의 위치정보를 포함하고 있는 서치코일에서 유기되는 전압 파형을 이용해 회전자의 특정위치를 검출하고 적절한 상을 여자시킴으로써 SRM을 구동할 수 있게 된다. 실험을 통하여 서치코일만을 이용하여 토로이달 SRM을 구동시킨 결과와 엔코더를 사용하여 구동시킨 결과와 비교함으로써 본 논문에서 제시한 방법의 타당성을 검증하였다.

• 전기학회논문지
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• 제67권5호
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• pp.635-643
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• 2018

This paper propose a method to identify the motor parameters and improve input voltage error which affect the low speed position error of the back-emf(back electromotive force) based sensorless algorithm and to secure the operation reliability and stability even in the case where the load fluctuation is severe and the start and low speed operation frequently occurs. In the model-based observer used in this paper, stator resistance, inductance, and input voltage are particularly influential factors on low speed performance. Stator resistance can cause resistance value fluctuation which may occur in mass production process, and fluctuation of resistance value due to heat generated during operation. The inductance is influenced by the fluctuation due to the manufacturing dispersion and at a low speed where the change of the current is severe. In order to find stator resistance and inductance which have different initial values and fluctuate during operation and have a large influence on sensorless performance at low speed, they are commonly measured through 2-point calculation method by 2-step align current injection. The effect of voltage error is minimized by offsetting the voltage error. In addition, when the command voltage is used, it is difficult to estimate the back-emf due to the relatively large distortion voltage due to the dead time and the voltage drop of the power device. In this paper, we propose a simple circuit and method to detect the voltage by measuring the PWM(Pulse Width Modulation) pulse width and compensate the voltage drop of the power device with the table, thereby minimizing the position error due to the exact estimation of the back-emf at low speed. The suitability of the proposed algorithm is verified through experiment.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.104-111
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• 2018

본 논문은 무급유식 공기 압축기가 널리 확산됨에 따라 영구자석형 동기 모터를 이용한 고효율 공기 압축기의 센서리스 제어에 관한 논문이다. 공기 압축기는 특성상 위치 센서를 설치하기 어려운 문제를 가지고 있다. 영구자석형 동기모터를 가변속 제어하기 위해서는 회전자의 위치를 파악하기 위한 위치센서가 필수적이다. 따라서 영구자석형 동기모터를 압축기에 활용하기 위해서는 센서리스제어가 필수적이다. 센서리스제어 방식으로 널리 사용되고 있는 역기전력을 통한 위치추정방식은 정지좌표계의 사용으로 인한 위상지연으로 인한 위치오차가 발생하게 되거나, 동기좌표계의 사용으로 인한 과도상태에서 추정역기전력이 오차를 포함하여 발산의 문제 등이 발생되는 문제가 있다. 따라서 본 논문에서는 회전각 추적 관측기를 사용하여 위치와 속도를 추정하고 외란 관측기를 통하여 속도의 리플을 저감시키는 방안을 제시하였다. 프리스케일사의 MPU를 이용하여 실험장치를 구성하고 구현실험을 통하여 제안한 알고리즘의 타당성을 검토하였다. 일정 시점에서 위치오차를 강제로 주더라도 위치보정 값이 위치오차 값을 찾아가며 추정위치가 실제 벡터 위치로 수렴해감을 검증하였다.