• 제목/요약/키워드: Non-contact power transmission

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3 kW 무선 전력전송을 위한 전력 변환기 회로 특성 (The Power Converter Circuit Characteristics for 3 kW Wireless Power Transmission)

  • 황락훈;나승권;김진선;강진희
    • 한국항행학회논문지
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    • 제24권6호
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    • pp.566-572
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    • 2020
  • 무선 전력전송기에서 두 유도 코일 사이의 무선 전력전송 특성과 영향에 대해서 알아보고, 무선 전력전송 기술을 이용한 전력변환기 회로와 배터리 충·방전기 회로를 제안한다. 무선 전력전송기 및 무선 충전기의 장점은 기존의 플러그인 탑재형 유선 충전기(OBC; on-board charger) 대신 무선으로 전력을 전송하여 배터리에 전력 충전 시 사용자가 외부에서 전원을 연결 시키지 않고 무선으로 충전할 수 있는 점이다. 또한 무선충전의 이점은 2차 측 정류기의 회로와 수신 코일을 사용하여 에너지 효율 향상 효과를 가져올 수 있으나, 대용량의 원거리 무선충전 방식은 전송거리에 대한 한계가 있어 현재 많은 연구가 진행되고 있다. 비 접촉 방식의 전력 전송기의 전력을 전송 할 수 있는 송신부 인 1차측 코일과 수신부인 2차측 코일 및 하프브리지(half bridge) 직렬공진 컨버터를 적용한 무선 전력전송장치의 송신부 회로와 수신부 회로의 연구를 목적으로 무선충전시스템의 전력전송거리 향상을 위한 새로운 토폴로지를 적용하고, 각각의 거리에 따른 실험을 통해 8 cm 전송거리에서 출력 3 kW 일 때, 최대 효율(95.8%)을 확인 할 수 있었다.

자기 유도방식을 이용한 550 VA 급 비접촉 전력전송기기의 개발 (Development of a Non-contact Electric Power Transferring System by Using an Inductive Coupling Method)

  • 김진성;이유기;김세룡;이재길;박관수
    • 한국자기학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.97-102
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    • 2012
  • 본 논문은 전선을 통하여 전력을 전달하는 일반적인 전력전송방식이 사용될 수 없는 환경에서 무선으로 전력을 전송하는 비접촉 전력전송기기 개발에 관한 것이다. 전력전송 방식은 자기공명방식보다 큰 전력을 전송하기에 적합한 전자기유도방식을 이용 하였다. 전력전송기기의 설계 방법은 전기장하(Electirc loading)와 자기장하(Magnetic loading)의 비율로 코어와 코일을 설계하는 장하분배법(Loading Distribution Method)으로 설계 하였고 유한요소법(Finite Elements Method)으로 기기에 발생하는 전자기장을 해석하여 설계한 전력전송기기의 적합성을 판단하고 적정한 설계치를 보정하였다. 본 연구를 통하여 개발된 전력전송방식은 비접촉식으로 수 mm 거리를 가지는 근거리에서 무선으로 전력을 전송하기에 적합함을 보였다.

결함 화상화를 통한 NAUT 특성평가 연구 (The Research on NAUT Characteristics Evaluation by Defection Image)

  • 나선영;김재열
    • Tribology and Lubricants
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    • 제26권6호
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    • pp.341-345
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    • 2010
  • The NAUT(Non contact Air coupled Ultrasonic Testing) is one of the ultrasonic wave inspection methods. It compensates High power ultrasound Pulser Receiver, pre-amp, air probe of high sensitivity in air to generate loss energy by NAUT methods. Generally, in case of ultrasound inspection, it applies contact methods by using couplant. However it can inspect of UT without couplant by this NAUT. The ultrasound transmission reception is composed in stable condition in NAUT. It can inspect high low material or the specimen of rough part, the narrow spot, too. The spot welding is applying the inosculation of automobile component, car body, all boards. The CFRP is necessity of NDE because of the solidity changes material according to lamella tearing. Therefore it checked on realization whether and commercialization in the spot welding and CFRP inspection that the NAUT would be applied them.

10MW급 해상풍력발전기 드라이브 트레인을 위한 마그네틱 기어의 속도별 설계 및 출력밀도 특성분석 (Power Density Characteristics Analysis and Design of Magnetic Gear according to Speed for Drive Train of 10MW Offshore Wind Turbine)

  • 김찬호;김용재
    • 전기학회논문지
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    • 제64권12호
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    • pp.1718-1723
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    • 2015
  • The diameter of the rotor of 2MW wind turbine is being developed by a number of companies with more than 80m, reliability and economic efficiency of the wind power generator has been improved. The need for large-scale wind turbine with excellent economy has been attracting attention because the new orders and the location of the wind turbine market has reached a limit. Technology development for enlargement of wind turbine is possible not only the improvement of energy efficiency but also reduce the construction costs per unit capacity. However, mechanical gearboxes used in wind generators have problems of wear, damage, need for lubrication oil and maintenance. Therefore, we want to configure the gearbox of a large-scale wind turbine using a magnetic gear in order to solve these problems of mechanical gearbox.

비접촉 동력 전달을 위한 마그네트 기어 기반 감속기의 속도 제어에 관한 연구 (Speed Control Of The Magnet Gear-Based Speed Reducer For Non-contact Power Transmission)

  • 정광석
    • 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.

이산화 체인 모델을 이용한 자전거 변속 과도상태 해석 (A Transient Analysis in Bicycle Shifting using A Discrete Chain Model)

  • 김정윤
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.25-30
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    • 2013
  • This article deals with the transient analysis in bicycle shifting using a discrete chain model. Among the various components of a bicycle, we focused in the power-transmissions on the contact points between the chain element and sprocket. And by imposing kinematic motions on the front and rear derailleurs, we analyzed the shifting mechanism for increasing the rotational speed of rear wheel. In order to build the dynamic analysis model, we first tore down the real bicycle and measured each component's design parameters. Then we made 3-dimensional CAD models for each component related to the power transmission of a bicycle. Using the converted 3-dimensional dynamic model for the simulation program, we performed non-shifting and shifting dynamic analysis. As a result, we investigated the dynamic behaviors of a discrete chain model focused on the interaction between the chain and sprocket wheel.

동축 마그네틱 기어의 고 기어비 적용을 위한 다중 기어 조합분석 (Multi-gear Combination Analysis for High Gear Ratio of Coaxial Magnetic Gear)

  • 박의종;김용재
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.355-362
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    • 2021
  • 동축 마그네틱 기어는 비접촉 동력전달을 사용하기 때문에 기존 기계식 기어의 동력전달과정에서 발생하는 마찰, 마모, 소음, 발열을 최소화할 수 있다. 현재 다양한 산업에 적용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있으나 동축 마그네틱 기어가 갖는 특징 중, 높은 기어비에서 토크밀도가 급격히 감소하는 문제가 거론되었다. 본 논문은 높은 토크밀도를 갖는 저 기어비 동축 마그네틱 기어를 이용하여, 이들을 다중으로 결합하는 방향을 제시하였다. 해당 방법의 유효성을 확인하기 위해 단일형태의 고 기어비 모델과 토크밀도를 비교하고 다중 동축 마그네틱 기어의 기어비 조합을 분석함으로써 가장 우수한 조합을 선정하는 설계 방향을 나타내었다.

비접촉식 자전거 발전기 및 충전 시스템 개발에 관한 연구 (A study on the contactless generator and recharge system for a bicyle)

  • 박황근;원시태
    • 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.

비접촉 초음파 탐상기법을 이용한 스폿용접부 및 탄소복합체의 내부 결함평가 (Internal Defection Evaluation of Spot Weld Part and Carbon Composite using the Non-contact Air-coupled Ultrasonic Transducer Method)

  • 곽남수;이승철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권11호
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    • pp.6432-6439
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    • 2014
  • NAUT(Non contact Air coupled Ultrasonic Testing)기법은 초음파 탐상법 중의 하나로서 공기중 음향 임피던스의 차이로 생기는 에너지 손실을 High Power 초음파 Pulser Receiver, PRE-AMP, 고감도의 탐촉자로 보완하여 비접촉식으로 초음파 탐상을 가능하게 하는 탐상 방법이다. NAUT는 초음파의 송신 및 수신이 안정된 상태에서 이루어지므로 기존의 접촉식 탐상으로는 불가능하였던 고온, 저온의 물질이나 시험편의 표면이 거친 부분, 좁은 지점 등에서도 탐상이 가능하다. 본 연구에서는 NAUT기법의 산업체 실용여부를 알아보기 위해 자동차생산 공정에서 많이 사용하는 스폿용접부 및 CFRP 제품에 있어 상용화 연구를 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. 본 연구에서는 NAUT기법의 사용 여부를 알아보기 위해 자동차 부품에서 많이 사용하는 스폿용접부 및 CFRP 부품의 내부결함 검출을 검출하였다. 스폿용접부에서는 초음파의 투과율이 높아 적색으로 나타났으며, 복층으로 된 부분은 투과율이 낮아 청색 화상이 나타났다. 또한 측정 속도를 결정하는 중요요소인 PRF(Pulse Repetition Frequency;송신펄스주기)에 따라 색상 선명도의 차이를 보였다. CFRP 시험편 또한 화상장치를 통해 취득된 각 화상 결과를 보고 내부 결함의 모양, 크기, 위치 등의 파악이 단시간에 가능하였다. 실험을 통해 NAUT기법과 화상화가 동시에 이루어짐을 확인하였고, 스폿 용접부와 CFRP 탐상에 NAUT의 적용이 가능한지 그 실현여부를 확인하였다.

Study of the sealing performance of tubing adapters in gas-tight deep-sea water sampler

  • Huang, Haocai;Yuan, Zhouli;Kang, Wuchen;Xue, Zhao;Chen, Xihao;Yang, Canjun;Ye, Yanying;Leng, Jianxing
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제6권3호
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    • pp.749-761
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    • 2014
  • Tubing adapter is a key connection device in Gas-Tight Deep-Sea Water Sampler (GTWS). The sealing performance of the tubing adapter directly affects the GTWS's overall gas tightness. Tubing adapters with good sealing performance can ensure the transmission of seawater samples without gas leakage and can be repeatedly used. However, the sealing performance of tubing adapters made of different materials was not studied sufficiently. With the research discussed in this paper, the materials match schemes of the tubing adapters were proposed. With non-linear finite element contact analysis and sea trials in the South China Sea, it is expected that the recommended materials match schemes not only meet the requirements of tubing adapters' sealing performance but also provide the feasible options for the following research on tubing adapters in GTWS.