• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제1권1호
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• pp.181-188
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• 2015

비접촉 영구자석 기어는 높은 효율과 신뢰성의 장점을 가지고 있다. 또한, 기계적인 마찰 손실이 없으며, 소음과 진동이 적고, 윤활유가 불필요 하다는 장점을 가지고 있다. 이러한 장점으로 인하여, 비접촉 영구자석 기어는 기계적 기어의 물리적인 접촉에 의한 문제를 해결할 수 있어 높은 관심을 받고 있다. 비접촉 영구자석 기어는 기계적 기어를 대체하여 접촉 없이 토크 전달이 가능하지만 낮은 토크밀도의 문제점을 가지고 있어, 이에 대한 개선이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 비접촉 영구자석 기어의 낮은 토크밀도의 문제점을 개선하고자 새로운 폴피스 형상을 제안하였다. 제안된 폴피스 형상에 대한 설계변수와 토크 및 토크 리플과 같은 반응변수들 간의 함수 관계를 파악하기 위하여 반응표면법을 이용하였으며, 박스-벤켄 설계를 이용하여 실험계획법을 수립하였다. 이들의 관계를 예측하기 위해 필요한 실험데이터는 수치해석기반 2-D 유한요소법을 이용하였다. 따라서 본 논문에서는 비접촉 영구자석 기어의 토크밀도 및 출력밀도 향상을 위하여 형상에 대한 전달토크 분석을 수행하였으며, 박스-벤켄 설계를 이용하여 제안된 폴피스 형상을 최적설계 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.3633-3640
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• 2010

헬리컬형으로 자화된 영구자석을 이용한 비접촉 마그넷 기어를 개발하기 위하여 3차원 FEM 해석 기법을 활용하였고 마그넷 기어의 자기적 특성 해석 및 설계 요소기술을 확보하였다. 마그넷 기어를 이용한 클린 반송 컨베이어 및 회전장치의 성능평가를 위하여 class 10의 클린부스 환경에서 시험운전을 거쳐, 이송 속도, 최대 허용 토크, 클린도, 최대 이송 중량, 헌팅 유무, 소음도 등을 측정한 결과 클린도 class 10의 공정까지도 대응이 가능한 것으로 확인되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.380-388
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• 2016

마그네트 기어를 이용하면 기계적인 접촉없이 동력을 전달할 수 있다. 마그네트 기어 기반 감속 시스템에서 종동축은 구동축으로부터 분리되어있기 때문에 시스템은 제한된 공극 강성으로 부하 변화에 대응해야하는 2관성 공진 시스템이다. 종동축 즉, 저속측은 구동축 인가 토크만으로 제어되고 갑작스런 외란에 따라 일반적인 기계식 기어 시스템과 달리 과도한 진동이나 슬립이 발생할 수 있다. 따라서 저속측에 인가되는 부하 등의 외란은 실시간으로 측정되거나 추정되어야 한다. 본 논문에서는 고조파 조절기 일체형 마그네트 기어를 이용한 감속 시스템의 저속측 속도 제어를 위한 전상태 되먹임 제어기를 제안하고 이를 전산 모의 시험과 실험을 통해 검증하였다. 저속측 부하를 추정하기 위해 새로운 상태변수를 도입하여 관측기를 설계하였으며 이를 기반으로 하는 전상태 제어기를 통한 외란에 대한 강건성은 2자유도 PI 속도 제어기와 비교하였다. 상대적으로 짧은 시간안에 극의 슬립이 보정되는 것을 확인하였으며 추정된 변수는 실제 측정 결과와 유사한 경향을 나타내었다. 이러한 결과는 마그네트 기어 감속기의 서보 시스템으로의 응용 가능성을 담보해주는 결과인 것으로 판단된다.

• 전기학회논문지
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• 제66권6호
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• pp.911-915
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• 2017

Recently, there has been an increasing interest in the non-contact power transmission method of magnetic gears. Since there is no mechanical contact, noise caused by friction can be reduced, and even if a sudden large force is applied, the impact of the gear is close to zero. Further, since the power is transmitted by the magnetic flux, it has high reliability. However, there is a problem that a loss due to a magnetic field due to use of a magnetic flux. The loss caused by the magnetic field of the magnetic gear is a joule loss called eddy current loss. In addition, the eddy current loss in the magnetic gear largely occurs in the permanent magnet, but it is a fatal loss to the permanent magnet which is vulnerable to heat. Particularly, magnetic gears requiring high torque density use NdFeB series permanent magnets, and this permanent magnets have a characteristic in which the magnetic force decreases as temperature increases. Therefore, in this paper, the eddy current loss of the permanent magnet according to the permanent magnet attaching method is analyzed in order to reduce the eddy current loss of the permanent magnet. We have proposed a structure that can reduce the eddy current loss through the analysis and show the effect of reducing the loss of the proposed structure.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.1023-1028
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• 2018

직접 접촉 방식의 기계적인 결합을 사용하는 기어는 접촉 마찰로 인한 소음, 진동, 발열 등의 문제가 지속적으로 제기되어왔기 때문에, 비접촉 자기(magnetic)결합을 이용한 마그네틱 기어(magnetic gear)가 제안되었다. 마그네틱 기어에 대한 연구 중 동일한 기어비에서 극수에 따라 손실의 차이가 발생함을 확인하였으며, 철손과 영구자석 와류손이 극수에 따라 일정한 경향성을 보일 것으로 예상되어 연구를 진행하였다. 본 논문에서는 마그네틱 기어의 극수에 따른 경향성을 확인하고 구체화하여 마그네틱 기어의 효율 개선 설계의 기반을 마련하였다.

• Design & Manufacturing
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• 제11권2호
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• pp.29-36
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• 2017

In this study, the non-contact type bicycle generator system considering the recharge is developed to use the eco-friendly energy source when the bicycle is operating. The following three main factors are considered in this study. One of factors is that the intensity of the rotating magnet is in the range of 2,700~4,300 [Gause]. The next factor is that the separation distance of rotating magnet and bicycle rim is in the range of 1.5-3.0 mm. The last factor is that the pedaling speed is in the range of 55 RPM [Wheel speed 5.6Km]~150 RPM [Wheel speed 15.25Km] consirering with the 5 staged gear transmission. The obtained results are as followed. (1) The generator output voltage gradually increases from 3V to 10V with the pedaling speed increases, at the separation distance is less than 2.5 mm and the operating voltage of the LED lamp is generated at a pedaling speed of 60 RPM or more. (2) The output current of the generator increases from 20mA to 40mA with the pedaling speed increases, at a separation distance is less than 2.0 mm and the operating current of the LED lamp is generated at a pedaling speed of 60 RPM or more. (3) When the separation distance was 3.0 mm, the output voltage and current are significantly lower than those of the bicycle LED lamp is generated. (4) The charging time is expected to be 12.24 ~ 17.65 hours when the magnitude of the magnet is 3,400[Gauss] at a pedaling speed of 55 RPM or more. (5) As a result of this study, it is thought that the non-contact type bicycle generator system considering the recharge can replace the conventional friction power generation system.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.841-842
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• 2015

비접촉 선형 영구자석 기어는 직선 추력을 요구하는 반송 장치에서 모터의 회전운동을 직선 운동으로 변환하는 기계적인 변환 장치와 달리 마찰에 의한 손실과 소음 및 진동이 적고 윤활유와 유지 보수가 불필요하다는 장점을 가지고 있다. 하지만 물리적 접촉 방식을 사용하는 기계적인 변환장치에 비해 비접촉 방식을 사용하는 영구자석 기어는 상대적으로 낮은 전달추력능력을 가진다. 따라서 본 논문에서는 비접촉 선형 영구자석 기어의 양측 가동자 사이에서 추력을 전달하는 Pole Piece의 특성을 파악하고, Pole Piece형상의 제안 및 최적 설계를 통해 낮은 전달추력능력을 향상시키고자 한다.