• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권5호
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• pp.940-947
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• 2006

완전이식형 인공심장에 적용하기 위한 여러 형태의 액츄에이터가 개발되어 있으나, 이들은 에너지 변환 메커니즘의 복잡성 및 베어링 등이 필요하다는 단점이 있다. 자성유체를 사용하는 자성유체액츄에이터는 유체의 외부에서 자장을 인가하여 직접적으로 유체를 구동하는 방법으로 베어링이 필요 없는 장점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 인공심장에 적용 가능한 자성유체 액츄에이터의 가능성에 대하여 검토하였다. 아크릴 $({\phi}\;7.4mm)$에 두 개의 환상 솔레노이드가 장착되어 있으며, 아크릴관의 양단에 작은 고무주머니(부피: $2m{\ell}$)를 부착하여 입출력포트로 사용하였다. 아크릴 관 및 고무주머니는 물로 채우고 아크릴 관 중앙에 자성유체 및 구동체(철심)가 삽입되어 있다. 2가지의 방법으로 실험을 하였으며, 실험1은 양단 스토퍼의 간격이 72m이며, 실험2는 양단 스토퍼의 간격이 104mm이다. 실험결과 1회박출량을 살펴보면, 실험1은 $0.96m{\ell}$, 실험2에서는 $1.92m{\ell}$을 얻을 수 있었다. 또한 에너지효율은 실험2가 실험1에 대하여 5배정도로 우수한 것을 알 수 있었다. 향후, 본 연구에서 사용한 자성유체보다 3배정도 자화특성이 우수한 자성유체가 개발되면, 자성유체액츄에이터를 사용한 인공심장의 개발가능성이 있음을 알 수 있었다.

• Tribology and Lubricants
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• 제35권2호
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• pp.123-131
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• 2019

This study characterizes the coastdown performances of two small electric motors supported on high-speed ball bearings (BBs) and gas foil bearings (GFBs), and it predicts their acceleration performances. The two motors have identical permanent magnetic rotors and mating stators. However, the shaft of the GFBs has a larger mass and polar/transverse moments of inertia than that of the BBs. Motor coastdown tests demonstrate that the rotor speed decreases linearly with the BBs and nonlinearly with the GFBs. A simple model for the BBs predicts a constant drag torque and linear decay of speed with time. The test data validate the model predictions. For the GFBs, the hydrodynamic lubrication model predictions reveal that the drag torque increases linearly with speed, and the speed decreases exponentially with time. The predictions agree very well with the test data in the speed range of 100-30 krpm. The boundary lubrication model predicts a constant drag torque and linear decay of speed with time. The predictions agree well with the test data below 15 krpm. Mixed lubrication occurs in the speed range of 30-15 krpm. Rotor acceleration performances are predicted based on the characteristics of deceleration performances. The GFBs require more time to reach 100,000 krpm than the BBs because of their larger shaft polar moment of inertia. However, predictions for the assumed identical polar moment of inertia reveal that the GFBs have a nearly identical acceleration performance to that of the BBs with a motor torque greater than $0.03N{\cdot}m$.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1995년도 추계학술대회 논문집
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• pp.466-469
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• 1995

This paper presents a design and performance of the 6 D.O.F linear motion table with a magnetic bearing suspension. The linear positioning of the table with a 150mm stroke is driven by a brushless DC Linear motor and the other attitudes of the stage are controlled by the analog PD controller with magnetic bearing actuators. Each magnetic bearing unit which consists of 3 electromagnets, 3 capacitance probes and 3 backup bearings affords controlled forces by detecting the air gap between the probes and guideways. An integral type capacitance probe amplifier is equipped on the upper plate of the table so that the probe line to the probe amplifier can be shorter therefore the problems due to the stray capacitance and noise can be reduced. Form the pitch-yaw errormeasured by the autocollimator, the vertical and horizont straightness errors of the table are derived that they are maintained below 1.mu. m over 100mm stroke. The positioning accuracy of the linear motion is maintained below 2 .mu. m and the repeatability error is below 1 .mu. m

• Journal of Magnetics
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• 제18권4호
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• pp.443-453
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• 2013

Maglev wind turbine generator (MWTG) technology has been widely studied due to its low loss, low maintenance cost, and high reliability. However, the dynamics of the magnetic bearing system differ fromthe those of the traditional mechanical bearing system. A horizontal axial MWTG supported with a permanent magnetic bearing is designed in this research and the radial forces and the natural frequencies of the rotor system are studied. The results show that the generatorhas a cyclical magnetic forceand an unreasonable bearing stiffness may mean that the rotor system needs to work in the resonance region; the bearing stiffness is the key factor to avoid this problem. This is the main rule of the bearing stiffness design in the MWTG, and this rule can also be used in other maglev permanent magnet motors.

• 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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• 제48권3호
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• pp.278-285
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• 1999

This paper utilizes the method of Q-parameterization control to design a controller which solves the problem of imbalance in magnetic bearing systems. There are two methods to solve this problem using feedback controal. The first method is to compensate for the imbalance forces by generating opposing forces on the bearing surface (imbalance compensation). The second method is to make the rotor rotate around its axis of inertia (automatic balancing);in this case no imbalance forces will be generated. In this paper we deal with only imbalance compensation. The free parameter of the Q-parameterization controller is chosen such that these goals are achieved. After the introduction of a model of the magnetic bearing system, we explain the Q-parameterization controller design of the magnetic bearing system with emphasis on the rejection of sinusoidal disturbance for imbalance compensation design. The design objectives are formulated as a linear equations in the controller free paramete Q. Finally, simulation and experimental results are presented and showed the robustness and effectiveness of the proposed controllers.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국제학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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• pp.245-250
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• 1993

In this paper we propose two feedfroward unbalance compensation algorithms, they accommodate changes of rotor dynamics including rotating speed. The first one determine the compensating signals by identifying system dynamics successively. Whereas, the second one is more primitive like PID algorithm without identifying system dynamics.

• 기계저널
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• 제34권10호
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• pp.742-755
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• 1994

이 글에서는 마그네틱 베어링의 일반적인 특성, 국내외의 연구동향 및 응용추세, 능동형 마그네틱 베어링의 각종 제어 방법에 대하여 기술하였다. 특히 능동형 마그네틱 베어링은 부하능력이 크고 신회도가 높을 뿐만 아니라 상황감시 및 진단 기능과 상황 적응기능을 갖는 지능형 마그 네틱 베어링으로도 이용될 수 있기 때문에 응용 분야가 확대되고 있고 일부 제품은 이미 실용 화되었다. 앞으로 마그네틱 베어링의 고성능화, 소형화, 생산 및 운용 비용 절감을 위한 연구와 특정한 분야에의 응용을 위한 연구가 국내외에서 활발히 진행될 것으로 예상된다.

• 한국분말야금학회:학술대회논문집
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• 한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part2
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• pp.1321-1321
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• 2006

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권12호
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• pp.1576-1582
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• 2002

Vibration of a BLDC motor is a coupled phenomenon between mechanical characteristics and magnetic origins which takes place through the motor airgap. When relative misalignment of a rotor in the airgap is introduced during assembly, the dynamic characteristics of the motor system are affected. The rotor-motor system used in a washing machine is modeled using FETM and magnetic forces in a BLDC motor with radial rotor eccentricity are determined analytically The transient whirl responses of a rotor system supported on two roller bearings with relative misalignment in the motor airgap are investigated by considering mechanical and magnetic coupling effects. Results show that rotor misalignment in the airgap considerably affects the vibration of the rotor-motor system.

• 전력전자학회논문지
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• 제5권6호
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• pp.610-619
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• 2000

본 논문에서는 현재 전력저장시스템으로써 가장 많이 사용하고 있는 배터리를 대체할 목적의 5MB (Superconductive Magnetic Bearing)를 이용한 off-line UPS에 관해 연구하였다 영구자석의 덩어리형 고온 초전도 체위에서의 부상득성을 이용하여 베어링 문제의 해결방안에 접근함으로써 고효율의 FES찰 구성하여 단상 off-line UPS에 적용하였으며 제어회로에는 80C 1 96KC 마이크로프로세서를 사용하였고 빠픈 응답윤 요구하는 부분 은 아날로그회로를 사용하여 구성하였다. 에너지 저장모드에서 컨버터 입력천류는 전원전압과 동상의 정현파로 제어하였으며 에너지 회생모드에서는 출력잔압윤 정현파로 제어하기위해 필터커패시터전류릎 직접 제어하였다. 시작 품제작을 통해 시스템의 안장된 동작특성을 확인함으로써 제안된 FES가 Off-line UPS 에서의 에너지 저장매체로써 우수함을 입증하였다.