• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2009년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.137-138
• /
• 2009

• 한국정밀공학회지
• /
• 제26권3호
• /
• pp.40-46
• /
• 2009

Toroidally-wound brushless direct-current (BLOC) machines are compact, highly efficient, and can work across a large magnetic gap. For these reasons, they have been used in pumps, flywheel energy storage systems and left ventricular assist devices among others. The common feature of these systems is a spinning rotor supported by a set of (either mechanical or magnetic) bearings. From the view point of dynamics, it is desirable to increase the first critical speed of the rotor so that it can run at a higher operating speed. The first critical speed of the rotor is determined by the radial stiffnesses of the bearings and the rotor mass. The motor also affects the first critical speed if the rotor is displaced from the rotating center. In this paper, we analytically derive the flux density distribution in a toroidally-wound BLOC machine and also derive the negative stiffness of the motor, based on the assumption that the rotor displacement perturbs the flux density distribution linearly. The estimated negative stiffness is validated by finite element analyses.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2008년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.547-548
• /
• 2008

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제37권7호
• /
• pp.899-903
• /
• 2013

셀프베어링 모터는 하나의 자기 구동기(magnetic actuator)로 회전 구동과 자기부상을 동시에 구현한 전동기로 베어링리스모터 혹은 베어링 내장 모터로 불리기도 한다. 셀프베어링 모터에서 자기부상제어를 구현하기 위해 부상력과 제어전류 간의 모델을 역변환하여야 하는데, 힘-전류 간의 모델을 결정하는 변환행렬이 정방행렬이 아니며, 의사역행렬(pseudo-inverse) 또한 회전자의 각도에 따라 특이점을 가지게 된다. 본 논문에서는 힘-전류 모델에 제한조건을 추가하여 연속적 역변환이 가능한 새로운 방법을 제시하고, 역변환 행렬을 해석적으로 구하였다. 연속적 역변환을 이용한 부상제어기를 구현하여 안정적 부상제어가 이루어짐을 확인하였다. 힘-전류 모델에 추가한 제한조건으로 상전류의 총합이 0 을 유지하여 전류에 의한 고정자 자속밀도를 제거함으로써, 이전 연구에서의 자기포화 문제를 근본적으로 해결하였다.