• 제목/요약/키워드: Magnet Wheel

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저속-고토크용 AFPM 전동기의 특성해석 (Characteristics Analysis of AFPM motor for low speed and high torque)

  • 서영택;김철호;김형길;오철수
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.641-643
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    • 2001
  • This paper presents the analysis, design and performance of an axial-flux permanent magnet(AFPM) motor with a core-less stator. Axial-flux permanent magnet motors prove to be the best candidate for application in electric vehicles(EVs) as direct drive wheel motors, as in comparison with conventional motors. They allow designs with higher compactness lightness and efficiency. The paper discusses design and construction of a prototype motor, and reports experimental results achieved from laboratory tests.

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초전도 플라이휠 에너지 저장시스템의 개발 (Development of Flywheel Energy Storage System Using Superconducting Magnetic Bearing)

  • 정환명;연제욱;최재호;고창섭
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 1999년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.427-430
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    • 1999
  • This paper presents a S-FES(Superconducting magnetic bearing Flywheel Energy Storage System) for the purpose of replacing battery used to store the energy. Especially, the design elements of FES, such as the bearing, wheel material, and power converter, etc., is described. The design and manufacturing techniques of the controllable power converter are proposed to generate the sinusoidal output current in the high speed operation and to get the constant DC voltage in the regeneration mode. The cylindrical permanent magnet synchronous motor with halbach array of Nd-Fe-B permanent magnet which is the high coercivity material is used as the driver of FES. The proposed S-FES system shows the stable rotation characteristics at high speed range about 10,000 rpm. To verify the validity of proposed system, the comparative study with the conventional ball bearing system is proceeded and it is well confirmed with the result of the lower friction loss of S-FES system.

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Design and Analysis of AFPM Coreless Motor for Electric Scooter

  • Kim, Chul-Ho;Oh, Chul-Soo
    • KIEE International Transaction on Electrical Machinery and Energy Conversion Systems
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    • 제3B권2호
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    • pp.90-96
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    • 2003
  • This paper deals with the design and the characteristic analysis of a coreless axial flux permanent magnet (AFPM) motor. Because a direct-drive wheel motor is easily derived from it, the AFPM motor is very suitable for application in an electric scooter. Compared to a conventional motor of the same size and weight, the AFPM motor is proven to have more power and torque per unit weight. In this paper, an AFPM coreless motor with a double-sided rotor disk equipped with Nd-Fe-B rare earth magnets is designed and a prototype of the motor is manufactured, which will be properly applied for the low-speed, and high-torque direct drive required for the electric scooter. The manufactured prototype of the motor has a rating of 300W, 510rpm, 5.6Nm, and 85% efficiency.

Durable and Sustainable Strap Type Electromagnetic Harvester for Tire Pressure Monitoring System

  • Lee, Soobum;Kim, Dong-Hun
    • Journal of Magnetics
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    • 제18권4호
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    • pp.473-480
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    • 2013
  • A new concept design of electromagnetic energy harvester is proposed for powering a tire pressure monitoring sensor (TPMS). The thin coil strap is attached on the circumferential surface of a rim and a permanent magnet is placed on the brake caliper system. When the wheel rotates, the relative motion between the magnet and the coil generates electrical energy by electromagnetic induction. The generated energy is stored in a storage unit (rechargeable battery, capacitor) and used for TPMS operation and wireless signal transmission. Innovative layered design of the strap is provided for maximizing energy generation. Finite Element Method (FEM) and experiment results on the proposed design are compared to validate the proposed design; further, the method for design improvement is discussed. The proposed design is excellent in terms of durability and sustainability because it utilizes the everlasting rotary motion throughout the vehicle life and does not require material deformation.

초고속열차용 축소모델 선형동기전동기의 개념 및 기본설계 연구 (A Study on a Concept and Basic Design of a Small-Scaled LSM for Ultra-High Speed Railway Transit)

  • 박찬배;이형우;이병송;박현준
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.905-911
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    • 2009
  • The viscosity drive method by the wheel which is widely used in the conventional railway systems needs a large friction force between the wheel and the guide-rail, which brings on a thrust force for a quick acceleration and a high-speed travelling. In addition, the viscosity drive method needs an increase of the vehicle weight for a large friction force. However, a maglev train is possible to be driven by the electro-magnet instead of the wheel, which produces a levitation and thrust force without any contact. In general, low-speed maglev train uses a linear induction motor(LIM) for propulsion that is operated under 300[km/h] due to the power-collecting and end-effect problems of LIM. In case of high-speed maglev train, a linear synchronous motor(LSM) is more suitable than LIM because of a high-efficiency and high-output properties. LSM has a driving principle as same as a conventional rotary synchronous motor(RSM), and the torque of RSM becomes the thrust force of LSM. A conventional LSM has relatively large air-gap compared with a conventional RSM. So, it must be achieved a design that is considered normal force by finite-asymmetric structure, end-effect on the entry and exit part, and support structure of a moving part. Therefore, in this research, authors accomplish a conceptualizing and basic design of a small-scaled LSM, and characteristics analysis using FEM.

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축 방향 자속 코어레스 전동기의 특성 해석 (Characteristics Analysis of Aixal Flux Permanent Magnet core-less motor)

  • 서영택;공정식;김철호;김형길;오철수
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.676-678
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    • 2002
  • This paper deals with the design and characteristic analysis of a coreless an axial flux permanent magnet (AFPM) motor. Axial-flux permanent magnet motors prove to be the best candidate for application in electric vehicles (EVs) as direct-drive wheel motors, as in comparison with conventional motors they allow design with higher compactness, lightness and efficiency. Recently, issues regarding environment and the diversification of dependence in oil are watched with keen interest. In this theses, through the simulation of AFPM for low and high torque which has stator in the center and two rotors each side, understand its specialty, with this, make a prototype motor and design drive which can enhance the motors stability in low speed. Especially, specialty of motors torque power output will be mainly talked and based on this, possibility of application in EVs will be inspected by the theoretical study and the test.

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수직축형 플라이휠 시스템을 위한 초전도 하이브리드 베어링의 설계 (Design of Hybrid Superconductor Bearing Set for a Flywheel System with Vertical Axis)

  • 이준성;한영희;한상철;성태현;김상준
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제3권1호
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    • pp.22-28
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    • 2001
  • A vortical axis flywheel system was conceptualized, which uses a hybrid superconductor bearing set to carry the wheel part load. The multiple designs of magnetic bearing and superconductor bearing were analyzed by using conventional numerical magnetostatic analysis method The best medels were selected among four different types of Permanent magnet bearings for upper bearing and two types of superconductor bearing for lower bearing, respectively These results were discussed in regard of application to the flywheel system with a Passive hybrid magnetic bearing set.

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매입형 영구자석 동기전동기를 적용한 전기기계식 제동장치의 비상제동 성능평가 (A Evaluation of Emergency Braking Performance for Electro Mechanical Brake using Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)

  • 백승구;오혁근;박준혁;김석원;김상수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.170-177
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    • 2020
  • 본 논문은 전기기계식제동장치(EMB : Electro Mechanical Brake, 이하 EMB)의 제동 압부력(clamping force) 제어방법과 제동시험장비(dynamo test equipment)를 활용한 제동성능 평가결과에 대하여 다룬다. EMB와 관련한 연구는 자동차 분야에서 대부분 수행되었으며, 다양한 제어방법에 대한 정적상태의 압부력 시험결과를 주로 다루고 있으나 본 논문은 동적상태에서의 성능평가를 수행하였다. EMB의 구동을 위해 3상 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM : Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, 이하 IPMSM)가 적용되었으며 유한요소법(FEM : Finite Element Method, 이하 FEM) 해석 소프트웨어인 JMAG을 통하여 설계 및 해석을 수행하였다. EMB의 압부력제어를 위해 전류제어, 속도제어 및 위치제어가 수행되었으며, 전류제어기는 단위전류당 최대토크제어(MTPA : Maximum Torque Per Ampere, 이하 MTPA)가 적용되었다. 제동성능평가는 공압식 제동장치의 비상제동 성능시험 절차와 동일한 방법으로 수행되었으며 시험장비에 설치된 고속철도차량의 차륜을 110 km/h, 230 km/h 및 300 km/h로 회전하는 상태에서 각각의 속도 조건에 따른 EMB의 제동 압부력을 인가하여 감속성능을 확인하였다. 최고속도(300 km/h) 상태에서 비상제동 시험결과는 73초의 시간이 소요되었으며 차세대고속철도차량(HEMU-430X)에 적용된 공압식 제동장치의 성능시험 결과와 비교를 통하여 제동소요 시간 및 감속패턴의 유사함 확인하였다.

파라미터 맵을 이용한 차량용 인휠 전동기의 설계 (Design of In-Wheel Motor for Automobiles Using Parameter Map)

  • 김해중;이충성;홍정표
    • 한국자기학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.92-100
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    • 2015
  • 전기자동차는 구동방식에 따라 인휠(in-wheel) 방식과 인라인(in-line) 방식으로 구분될 수 있다. 인휠 방식 전기자동차는 기존의 자동차에서 사용하였던 변속기, 축, 차동기어 등을 제거 할 수 있기 때문에 구조가 간단해지고 차체를 경량화하여 효율을 증대시킬 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 파라미터 맵(parameter map)을 이용한 차량용 인휠 전동기의 설계 방법을 제시하고, 연속정격 5 kW급 전동기를 설계하여 제작 및 성능 검증을 한다. 우선 차량의 요구 성능을 만족하는 인휠 전동기의 용량을 결정하기 위해 차량의 총무게, 기어 효율, 바퀴의 등가반경, 등판각도 등을 고려한 차량동특성해석을 수행한다. 이것을 통해 전동기 용량을 결정하고, 전동기 형상 및 치수를 결정하기 위한 초기설계를 진행한다. 그리고 요구 성능을 만족하는 전동기 파라미터를 결정하기 위해 파라미터 맵을 이용한 파라미터 설계를 수행한다. 파라미터 맵을 통해 전동기 파라미터를 결정한 후 마지막으로 무부하역기전력의 왜형율(Total Harmonic Distortion, 이하 THD), 코깅토크(cogging torque), 토크리플(torque ripple) 등의 개선을 위해 최적설계를 수행한다. 최종 설계 모델에 대해 제작을 하였으며, 성능 검증 및 제시한 설계방법의 신뢰도 검증을 위해 부하시험을 진행한다.

뫼스바우어 분광학과 $\delta$ M plot을 사용한 Nanocomposite magnet의 자기특성 규명 연구

  • 한종수;김응찬;양충진;박언병
    • 한국자기학회:학술대회 개요집
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    • 한국자기학회 2003년도 하계학술연구발표회 및 한.일 공동심포지엄
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    • pp.204-205
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    • 2003
  • Nano 결정립 N $d_2$F $e_{l4}$B+F $e_3$B 복합상 자성 리본은 Extractive melt spinner의 wheel speed를 달리하여 제조하였다. 초기 조성은 N $d_4$F $e_{77.5}$ $B_{18.5}$이고, 이후 제조한 자성 리본의 자기특성은 VSM 및 AGM(Alternating gradient magnetometer)으로 측정하였다. wheel speed 1500rpm, $650^{\circ}C$에서 10분간 열처리한 자성 리본에서 $B_{r}$ = 11.73 kG, $_{i}$ $H_{c}$ = 3.082 kOe, (BH)$_{max}$ = 12.28 MGOe의 자기특성이 나타났다. 이러한 자기특성 원인 규명을 위해 $\delta$M plot과 뫼스바우어 분광학을 사용하였다. $\delta$M plot을 통해 exchange coupling은 초미세립 복합상의 잔류자속밀도에 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다. 또한, 뫼스바우어 분광학을 통해 경자성상(N $d_2$F $e_{l4}$B)과 연자성상 F $e_3$B의 부피분율비가 7:3 정도일 때 가장 최적의 자기특성을 발현하였다. 이 경우에 초미세립 복합상의 상호작용력이 가장 크게 발현하는 것으로 판단된다.단된다..된다..된다..

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