• 제목/요약/키워드: Halbach Array

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Analysis and Control Parameter Estimation of a Tubular Linear Motor with Halbach and Radial Magnet Array

  • Jang Seok-Myeong;Choi Jang-Young;Cho Han-Wook;Lee Sung-Ho
    • KIEE International Transaction on Electrical Machinery and Energy Conversion Systems
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    • 제5B권2호
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    • pp.154-161
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    • 2005
  • In the machine tool industry, direct drive linear motor technology is an interesting means to achieve high acceleration, and to increase reliability. This paper analyzes and compares the characteristics of a tubular linear motor with Halbach and radial magnet array, respectively. First, the governing equations are established analytically in terms of the magnetic vector potential and two dimensional cylindrical coordinate systems. Then, we derive magnetic field solutions due to the PMs and the currents. Motor thrust, flux linkage and back emf are also derived. The results are shown to be in good conformity with those obtained from the commonly used finite element method. Finally, control parameters are obtained from analytical solutions.

Halbach 배열을 갖는 공심형 PMLSM의 동특성 해석 (Dynamic Analysis and Control Simulation of the Air-Core PMLSM with Halbach Arrays)

  • 장석명;장건우;이성호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.72-74
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    • 2001
  • This paper deals with a dynamic analysis and a position control for air-core type linear synchronous motor with Halbach array (HA) permanent magnet mover. The primary coils are designed to be air-cored, so the HA-PMLSM don't exist the detent force. The secondary HA array of PMs does not require any ferro-magnetic yoke and excites stronger magnetic flux density and closer to the sinusoids than a conventional PM array.

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Parametric Analysis of Tubular-Type Linear Magnetic Couplings with Halbach Array Magnetized Permanent Magnet by Using Analytical Force Calculation

  • Kim, Chang-Woo;Choi, Jang-Young
    • Journal of Magnetics
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    • 제21권1호
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    • pp.110-114
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    • 2016
  • Magnetic couplings are widely used in various industrial applications because they can transmit magnetic force without any mechanical contact. In addition, linear couplings have many advantages. For example, they do not need to convert rotary motion to linear motion. This paper shows an analytical analysis of tubular type linear magnetic couplings (TLMCs) with a Halbach array magnetized permanent magnet (PM). An analytical method for magnetic fields owing to PMs is performed by using magnetic vector potential as well as Poisson and Laplace equations. Then, the magnetic force is calculated by using the Maxwell stress tensor. The analytical analysis results were compared with finite element method (FEM) results. In addition, we predicted the magnetic force characteristic according to design parameters such as the iron core thickness, inner PM thickness to -outer PM thickness ratio, PM segment ratio of the axial magnetized PM segment and radial magnetized PM segment, and various pole numbers.

해석적 방법을 이용한 3상 집중권 권선을 갖는 양측식 슬롯리스 고정자 Halbach 배열 영구자석 선형 발전기의 특성해석 (Characteristic Analysis of Double sided Slotless Halbach Array Permanent Magnet Linear Generator with Three Phases Concentrated Winding of Cored Type by using Analytical Method)

  • 서성원;최장영;홍기용;김경환
    • 한국자기학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.58-65
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    • 2015
  • 본 논문은 양측식 슬롯리스 고정자 할박 배열 영구자석 선형 발전기의 발전특성해석을 하였다. 자기 벡터자위와 맥스웰 방정식 이용하여 지배방정식을 도출하고, 특히 영구자석 자화와 고정자 권선의 전류밀도 분포는 무한 푸리에 급수을 이용하여 모델링 하였다. 도출된 지배방정식으로부터, 영구자석 및 고정자 권선에 의한 자계 특성식과 역기전력, 저항, 인덕턴스와 같은 회로정수를 도출 하였다. 발전 특성 해석 결과는 유한요소 해석법과 비교하여 매우 잘 부합함을 확인함으로 그 타당성이 검증되었다.

전기기계식 배터리 시스템용 초고속 전동발전기의 설계, 제작 및 모드별 특성 (Design, Manufacture and Performance Characteristics under Each Mode of High-Speed Motor/Generator for Electro-Mechanical Battery System)

  • 장석명;서진호;정상섭;최상규;함상용
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제48권8호
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    • pp.400-407
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    • 1999
  • This paper treated the design, manufacture and the performance characteristics under each mode of high speed motor/generator for an electro-mechanical battery(EMB). This machine is employed as an integral part of a flywheel energy storage system(FESS), i.e., a modular flywheel system to be used as a device for storing electrical or mechanical energy. In this machine, the magnetic field system is constructed by using special magnet array, dipole Halbach array with 16 permanent magnet segments and the armature is composed of a plastic bobbin and multi-phase windings with Litz wire. The magnet array produces a highly uniform dipole field without back iron. The motor/generator is 3-phase machine in which the dipole Halbach array surrounding the winding is rotating. Since there are no iron laminations, this field system offers some unique advantages for the simplicity of the design and the theoretical prediction of characteristics of a high speed electric machine. This paper describes the results obtained when EMB system was tested in the laboratory.

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AFM용 자기부상 스테이지를 위한 Halbach Magnet Array 특성해석

  • 최현승;염우섭;박기환
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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    • pp.162-162
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    • 2004
  • 위치결정 기술은 초정밀 미세 기술의 발달과 제품의 소형화, 경량화에 대한 요구가 늘어나면서 고정밀화가 가속화되어 현재는 나노미터 수준의 위치정밀도를 요구하고 있다 현재 널리 사용되어지는 표면형상 측정기인 AFM은 분해능과 정밀도는 우수하지만, 이송 스테이지의 제한으로 측정영역이 좁은 단점이 있다. 이를 극복하기 위해서 이중서보를 사용한 방식들이 많이 제안되어 왔고 단일 서보를 사용하는 방식들도 연구되고 있다. 하지만 이중서보 방식은 여러 가지 액츄에이터와 컨트롤러를 사용해야하므로 제어알고리즘과 시스템이 복잡해지는 단점을 가지고 있다.(중략)

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Halbach Array를 적용한 추진력 및 부상력 동시제어용 Planar Motor의 해석적 기법을 통한 정밀 특성 해석 (Accurate Characteristic Analysis of Halbach-Arrayed Planar Motor for Simultaneous Control of Thrust and Normal Force through Analytic Approaches)

  • 곽상엽;정상용;정현교
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.679-681
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    • 2002
  • 본 논문에서는 해석적 기법을 적용하여, 추진력과 부상력을 동시 제어하는 Planar Motor의 정밀 특성 해석을 나타내었다. 특히, 본 해석 모델은 가동자의 요크를 제거하기 위한 Halbach Array를 적용하였으며, 이에 대한, 정밀한 특성 해석을 위해 공간고조파 해석법도 제안한다. 또한, 해석해 검증을 위하여 유한 요소해석법에 의한 결과와 비교 분석을 하며, 이를 토대로 한 해석 모델의 동작 특성을 살펴본다.

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영구 자석 Halbach 배열 가동자로 구성된 철심형 직선 영구자석 동기 전동기의 특성 해석 (Characteristic Analysis of Permanent Magnet Linear Synchronous Motor with Halbach Array and Iron Core)

  • 장석명;유대준;이성호;장원범;권정기
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.72-74
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    • 2003
  • This paper presents a design and analysis solutions for the general class of iron-cored permanent magnet linear synchronous motor with Halbach (PMLSM). In our design and analysis, rotor consisting of permanent magnets rotor and slot less iron-cored coil stator are treated in a uniform way via vector potential. For one such motor structure, we give analytical formulas for its magnetic field, back electromotive force, inductance of winding coil, and trust force. We also provide performance comparisons of three types according to iron-cored and PM array.

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Halbach 배열 영구자석형 Planar Motor의 수직적 해석 및 영향 (A study of normal force and its effect in a SPMPM with Halbach array)

  • 황예;주건배;한광규;김규탁
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.86-88
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    • 2006
  • This paper presents normal force analysis and its minimization of synchronous permanent magnet planar motor(SPMPM) with Halbach array. Firstly, the experimental error of thrust is investigated and it is caused by the friction force generated by normal force. Then normal force Is analyzed by Maxwell stress tensor. At last, the normal force is minimized by using genetic algorithm and it is decreased from 672.83[N] to 144.24[N] remarkably.

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Halbach 배열을 갖는 공심형 영구자석 리니어 모터의 위치제어 (Position Control of the Air-Core Permanent Magnet Linear Motor with Halbach Array)

  • 장석명;장건우;이성호;윤인기;이중호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.583-585
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    • 2001
  • This paper deals with a simulation and a position control for linear synchronous motor with Halbach array (HA) permanent magnet mover. The results of control simulation for HA-PMLSM having air-core primary are calculated using Matlab Simulink. The prototype of HA-PMLSM is tested DSP (TMS320F240 EVM).

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