• Journal of Magnetics
• /
• 제18권3호
• /
• pp.250-254
• /
• 2013

In this research, the linear electrical generator in wave energy farm utilizing resonance power buoy system is studied. The mechanical resonance characteristics of the buoy and the wave are analyzed to maximize the kinetic energy in a relatively small wave energy area where WRPS is operated. In this research, we chose an analog model of the linear electrical generator of which size is one-hundredth of an actual size of it in WPRS (Wave energy farm utilizing Resonance Power buoy System) prior to verifying the characteristics of actual model of linear electrical generator in WRPS. In addition, the finite element analysis is conducted using commercial electromagnetic analysis software named MAXWELL to examine the electric characteristic of linear generator. Finally, for the verification of dynamic and electric characteristics of linear generator, the prototype was manufactured and the experiments to measure the displacement and the output electric power were performed.

• 한국기계가공학회지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.7-15
• /
• 2017

Recently, an electricity sensor system has been installed and operated to prevent failures and accidents by identifying whether a transformer is normal in advance of failure. This electricity sensor system is able to both measure and monitor the transformer's power and voltage remotely and send information to a manager when unusual operation is discovered. However, a battery is required to operate power detection devices, and battery systems need ongoing management such as regular replacement. In addition, at a maintenance cost, occasional human resources and worker safety problems arise. Accordingly, we apply a linear electromagnetic generator using vibration energy from a transformer for an electric sensor system's drive in this research and we conduct optimal design to maximize the linear electromagnetic generator's power. We consider design variables using the provided design method from Process Integration, Automation, and Optimization (PIAnO), which is common tool from process integration and design optimization (PIDO). In addition, we analyze the experiment point from the design of the experiments using "MAXWELL," which is a common electromagnet analysis program. We then create an approximate model and conduct accuracy verification. Finally, we determine the optimal model that generates the maximum power using the proven approximate kriging model and evolutionary optimization algorithm, which we then confirm via simulation.

• 한국생산제조학회지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.403-407
• /
• 2014

To use vibration energy to generate electricity, a resonance vertical linear electric generator was applied to the suspension of a vehicle in a previous paper. However, the working conditions, including mass change in the vehicle body related to the cargo on board, number of passengers and the temperature difference caused by the operating environment, can influence the permanent magnet, which is the main component of the electric generator. Therefore, a robust optimum design is required to minimize the influences from the diverse operation conditions and maximize the electromotive force of the electric generator. In this paper, a resonance linear electric generator is introduced. Vibration response analysis to find the input velocity of the electric generator and an electromagnetic transient analysis to apply changes in the performance of the permanent magnet are performed. Finally, the optimum value of each design variable is derived using a Taguchi method.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.82-88
• /
• 2018

본 논문에서는 차량 주행 시 노면으로부터 진동 에너지를 흡수해 에너지 하베스팅을 통해 전기에너지 발생이 가능한 전자기 현가장치의 구조와 현가장치 내에 결합되어 전자기 댐퍼 역할을 하는 8극 8상의 선형 발전기의 구조를 검토하였다. 실제 주행 노면에 따른 전자기 현가장치의 에너지 하베스팅 효과를 비교하기 위해 차량 시뮬레이션 프로그램인 Carsim과 Simulink를 연동하여 민군 겸용 차량 모델을 사용해 두 가지 실제 노면인 아스팔트 노면과 비포장도로 노면 조건에 대한 모의 주행시험을 수행한 결과, 아스팔트 노면과 비포장도로에서 현가장치의 상대 변위 각각 8mm, 13mm의 결과가 나타났다. 다음으로 전자기 현가장치 내에 결합된 선형 발전기를 모델링 하여 도출한 현가장치 상대 변위 값을 적용해 상용 전자기 해석 프로그램인 ANSYS MAXWELL을 이용해 동일한 해석조건을 적용하여 해석 시간 0.3s 동안 전자기 시뮬레이션을 수행하여 시간에 따른 발전량 결과를 도출해 비교하였으며 비포장도로와 아스팔트 노면에서의 평균 발전량은 각각 198.6W, 98.7W로 비포장도로의 경우 103.7% 높은 값을 보이는 것을 확인하였다. 마지막으로 노면의 주파수와 현가장치 입력 변위가 발전 출력에 영향을 끼치는 민감도를 비교한 결과 두 변수의 민감도는 각각 1.725, 1.283으로 노면 주파수가 전자기 시뮬레이션 출력변수인 평균 발전량에 34.5 % 높은 영향을 끼치는 결과를 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제24권12호
• /
• pp.1205-1214
• /
• 2013

최근 우주에서의 SAR(synthetic aperture radar) 시스템은 영상 해상도와 주파수가 높아지고 있다. 높은 품질의 영상 해상도 일수록 높은 대역폭이 요구되고 RF 구성을 사용하는 광대역 신호 발생기는 매우 복잡해지고 RF 소자의 불균형 성분이 증가한다. 그러므로 이러한 에러를 줄이고 성능을 개선하는것은 매우 중요하다. 본 연구에서, 광대역 신호 발생기의 송신 신호는 위상 잡음, 직교불균형, 비선형 증폭기의 에러 모델이 적용된다. 그리고 광대역 파형 발생기의 가능한 구조들을 정의하고 평가 방법으로 PSLR(peak side lobe ratio)과 ISLR(integrated side lobe ratio)을 측정하였다. 또한, 파형으로부터 진폭과 위상 에러를 추출하고 이차 다항식을 사용하여 비선형 소자에 따른 성능 변화를 검토 하였다. 마지막으로 고출력 증폭기의 비선형 에러를 보상하기 위한 사전왜곡방식을 적용하여 혼변조 성분에 의한 증폭기 출력의 왜곡이 15 dB 감소됨을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제15권6호
• /
• pp.3357-3362
• /
• 2014

본 연구에서는 자동차가 노면을 주행 시 발생되는 진동에너지를 수집하여 차량의 배터리를 자가 충전할 수 있는 현가장치에 적용 가능한 공진형 선형 발전시스템을 설계하였다. 논문에서 제안된 선형 발전기는 기존의 발전기들과는 달리, 비교적 작은 에너지 원천인 노면의 진동에 더욱 효과적으로 대응하기 위해 공진 현상을 최대한 활용하는 설계를 지향했으며, 한정된 공간인 차량 현가장치에서의 선형 발전기의 발전 효과 검증 및 향후 연구 진행의 가능성을 판단하기 위해 수치해석적 방법을 활용하여 시스템의 동적 해석을 위한 기본 입력 속도를 도출하고 시스템의 목표인 발전 기능에 대한 예측을 위해 전자기 유한요소해석을 수행하였다. 본 연구에서 정상적인 발전 기능의 가능성을 확인한 공진형 선형 발전 시스템이 최근 자동차 산업의 큰 주축을 이루고 있는 하이브리드형 자동차 및 전기 자동차에 적용된다면, 각종 전장장치 및 배터리의 구동 및 성능유지에 도움을 줄 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.683-688
• /
• 2018

최근 하이브리드 전기자동차의 보급 확대에 따라 전기에너지 수요가 증가하고 있다. 본 연구에서는 전기에너지 수요에 대응하기 위해 에너지 하베스팅 기술을 이용해 자가발전이 가능한 3가지 구조의 현가장치 적용 선형 발전 시스템을 ANSYS MAXWELL을 사용하여 전자기 시뮬레이션을 통해 각 구조의 발전 특성을 비교 분석 하였다. 다음으로 각 모델에 대해 상용 PIDO(Process Integration and Design Optimization)툴인 PIAnO(Process Integration, Automation and Optimization)을 사용하여 최적설계를 수행하였다. 3가지 설계변수를 선정하여 실험계획법 기법 중 직교 배열표(Orthogonal Array)를 이용해 도출한 18개의 실험 점에 대해 전자기 해석을 통해 완성한 실험계획법을 바탕으로 근사 모델을 생성하였으며 진화 알고리즘(Evolutionary Algorithm)을 이용한 최적 설계를 수행하였다. 마지막으로 초기 모델과 동일한 해석 조건을 사용해 최적 설계 결과 모델에 대한 전자기 시뮬레이션을 통해 최적설계 결과를 검증 하였다. 각 선형 발전기 모델에 대해 최적의 구조에 대한 발전 특성을 비교한 결과 8pole-8slot, 12pole-12slot, 16pole-16slot 구조에서 최대 발전량은 각각 366.5W, 466.7W, 579.7W로 slot, pole 조합 수가 많아질수록 발전량이 증가하는 결과를 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권6호
• /
• pp.8-12
• /
• 2017

본 논문에서는 휴대폰의 배터리 방전 시에도 비상전화나 문자 메시지의 사용을 가능하게 해주는 자가발전기에 관한 연구를 진행하여 휴대폰 케이스를 통한 휴대폰의 재충전 방법을 제시한다. 사용자가 스마트 폰 케이스를 흔들게 되면 전자기 코일과 발전기의 영구 자석의 상호 작용을 통해 리튬 이온 배터리를 충전 하며 전기 에너지가 생성된다. 이 때 생성된 전기에너지는 사용자가 몇 분의 통화 또는 문자 메시지를 사용할 수 있는 전력을 제공 해준다. 또한 사람이 걸을 때 위상의 변화에 의해 2 ~ 3 Hz 주파수의 진동 에너지가 발생하는데, 이를 획득하는 에너지 하베스팅 과정을 통해 배터리를 충전한다. 그리고 발전량을 분석하는 것은 상용 전자기 해석 프로그램인 MAXWELL을 사용하여 모델링 후 시뮬레이션 하였다. 마지막으로 분석한 결과를 바탕으로 자가 발전을 위한 휴대폰 케이스의 프로토타입을 구축하고 그 측정값과 시뮬레이션 값을 비교함으로써 프로토타입의 성능을 검증하였다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제17권10호
• /
• pp.959-966
• /
• 2006

본 논문은 다이플렉서를 이용하여 디지털 셀룰라 대역($f_o$=880 MHz)과 IMT-2000 대역($f_o$=2,140 MHz) 기지국에서 동시에 사용 가능한 이중 대역 전치 왜곡 선형 전력 증폭기(Predistortion Linear Power Amplifier: PD LPA)의 설계 방법을 제시하였다. 입 출력단에 사용된 다이플렉서는 결함 접지 구조(Defected Ground Structure: DGS)를 이용한 저역 통과 여파기와 높은 Q값을 갖는 캐패시터와 마이크로 스트립 스터브를 이용한 고역 통과 여파기로 이루어져 있다. 입출력 반사 계수 특성을 좋게 하기 위하여 3 dB 하이브리드 결합기를 이용한 반사형 타입의 전치 왜곡 선형화기를 설계하였다. IS-95 CDMA IFA 신호와 WCDMA IFA 신호를 이용하여 각 대역에서 제작된 이중 대역 전치 왜곡 선형 전력 증폭기의 인접 채널 누설비(Adjacent Channel Leakage Ratio: ACLR) 개선 정도를 측정한 결과 880 MHz 대역에서 약 10 dB, 2,140 MHz 대역에서 약 9.36 dB 개선되었다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제29권2호
• /
• pp.138-141
• /
• 2018

본 논문에서는 FPGA를 이용하여 디지틀 방식으로 영상 레이다에 사용하는 주파수 변조된 첩(Chirp) 신호를 생성하고, 이 신호를 I-Q 변조하여 RF 신호로 변환 한 후 24 주파수 체배기로 체배하여 94 GHz W-대역에서 광대역 첩 신호발생 장치의 설계, 제작한 연구 결과를 제시한다. 개발된 첩 발생기는 94 GHz의 캐리어 주파수와 960 MHz의 대역폭을 가지는 주파수 변조된 신호이며, 평탄도는 IF단(3.9 GHz)에서 1 dB 이내, W-대역에서 2 dB 이내 그리고 3 W의 출력을 보여주고 있다.