• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.135-141
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• 2021

산업자동화에 적합한 구형파 구동 BLDC 영구자석 전동기 설계 및 개발, 위치검출방식 회로와 드라이버 개발에 관심이 증가하고 있다. 그러나 이 전동기는 스위칭 손실에 의한 효율 저하 및 진동, 소음 등으로 인하여 가격적·기능적인 장점에도 불구하고 그 응용에 있어서는 다소 제한적인 실정이다. BLDC 모터를 설계하고 조립하는 과정에 있어 자기회로 설계의 문제 또는 조립과정상의 제품 불 균일 등으로 인하여 자극 각이 균일하지 않거나 자속분포가 왜현되는 문제가 발생하는데, 이러한 것들이 위치검출 어긋남의 원인이 되어 모터 특성을 악화시킨다. 또한 위치센서로부터 발생된 신호가 정확히 드라이버로 피드백 되어야만 정현파 구동 BLDC 시스템이 안정적으로 동작할 수 있다. 그러나 발생된 신호가 외부의 영향인 자속밀도 편차나 착자 기술에 의해 DC offset 성분이 발생하여 안정적인 위치검출을 할 수 없기에 본 연구에서는 DC offset 성분을 제거할 수 있는 제안된 회로를 연구하고자 한다.

• Journal of the Korean Physical Society
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• 제73권11호
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• pp.1703-1707
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• 2018

Ferromagnetic ${\tau}-phase$ $Mn_{54}Al_{46}C_{2.44}$ particles were synthesized, and its composites with commercial $Sm_2Fe_{17}N_3$ and synthesized $Fe_{65}Co_{35}$ powders were fabricated. Smaller grain size than the single domain size of the $Mn_{54}Al_{46}C_{2.44}$ without obvious grain boundaries and secondary phases is the origin for the low intrinsic coercivity. It was confirmed that the magnetic properties of the $Mn_{54}Al_{46}C_{2.44}$ can be enhanced by magnetic exchange coupling with the hard magnetic $Sm_2Fe_{17}N_3$ and soft magnetic $Fe_{65}Co_{35}$. The high degrees of the exchange coupling were verified by calculating first derivative curves. Thermo-magnetic stabilities of the composites from 100 to 400 K were measured and compared. It was demonstrated that the $Mn_{54}Al_{46}C_{2.44}$ based composites containing $Sm_2Fe_{17}N_3$ and $Fe_{65}Co_{35}$ could be promising candidates for future permanent magnetic materials with the proper control of purity, magnetic properties, etc.

• Journal of the Korean Physical Society
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• 제73권10호
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• pp.1495-1501
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• 2018

We have developed an extended three-dimensional free-electron laser (3D FEL) code with source-dependent expansion to calculate the intensity of the radiation field and the spot size in a free-electron laser oscillator. The effect of the wiggler field errors was evaluated for the case of a planar wiggler generated by a magnet stack with parabolic shaped pole faces by using the extended three-dimensional equations in a free-electron laser oscillator based on the proposed FEL facility which is to be operated in the far-infrared and the infrared regions. The radiation spot size due to the wiggler field errors also have been analyzed for wiggler errors of ${\Delta}B/B=0.0$, 0.03, 0.06 and 0.09% at z = 1 m and z = 2 m. The effect of the diffraction of radiation field due to the wiggler field errors of ${\Delta}B/B=0.0$ and ${\Delta}B/B=0.09%$ at 200 passes was evaluated by using the extended 3D code that we developed. The variation of the curvature of the phase front and the effect of the radiation field intensity due to the wiggler field errors were also evaluated for B = 0.5 T and B = 0.7 T with the wiggler error of ${\Delta}B/B=0.09%$ at 200 passes and the results were compared to those of without errors. The intensity of the radiation, behavior of the radiation spot size and the variation of the curvature of the phase were highly sensitive to the wiggler error of ${\Delta}B/B$ > 0.09%, but were less sensitive to the wiggler errors for ${\Delta}B/B$ < 0.09% in a free-electron laser (FEL) oscillator based on the proposed FEL facility.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권10호
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• pp.1319-1324
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• 2020

스마트 태그는 기존에 사용하고 있던 마그네트 카드의 사용이 확대되면서 나타난 여러 가지 문제점들을 보완하여 보다 안전하고 다양한 기능을 수행할 수 있는 대체 수단의 필요에 의하여 등장하였다. RFID 태그는 모든 사물에 ID를 부여하게 되어 사물의 자동인식이 가능해지며 이들 간의 상호 통신 네트워크가 형성됨으로써 유비쿼터스 센서 네트워크와 사물인터넷 기술로 발전해 가고 있다. 본 논문에서는 AVR 프로세서를 이용하여 RFID 태그와 리더로 구성되는 비접촉식 RFID 스마트 태그 리더를 개발하였다. 이 시스템은 13.56MHz의 저주파 대역을 가지며 통신 속도 26.48kbps의 PWM방식으로 디자인하였다. 개발된 RFID 스마트 태그 리더는 시뮬레이션 결과 일반적인 RFID 시스템보다 빠른 응답속도를 나타내었고, 실제 실험에서도 응답률의 개선이 나타났다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.1104-1108
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• 2020

본 논문에서는 3상 영구자석 동기전동기의 속도리플 저감을 위한 가변형 비례공진 전향보상 알고리즘을 제안한다. 일반적인 토크 맥동의 원인은 전류측정오차 및 데드타임으로 인한 전기적 맥동과 회전자 편심과 편심 부하로 인해 발생될 수 있다. 이러한 토크 맥동은 전동기의 속도 맥동을 야기하고 전동기 구동 시스템의 운전 성능을 저하시킬 수 있다. 이를 위한 본 논문에서는 속도 맥동의 원인을 분석하고 속도 맥동을 저감하기 위한 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 속도 맥동에 포함된 특정 운전 주파수를 저감하기 위해 가변형 비례 공진 제어기를 적용하였고, 전향보상 제어기 구조를 이용하여 보상동작이 수행되도록 하였다. 제안한 알고리즘은 다양한 실험을 통하여 타당성과 효용성을 검증하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.954-960
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• 2020

본 논문은 단상 영구자석 동기전동기의 속도 가변형 비례공진 전류제어 기법을 제안한다. 단상 영구자석 동기전동기는 전자기적 특성상 고정자 전류와 역기전력의 위상차에 따른 부토크 및 영토크가 발생하며 센서리스 운전 시 낮은 고정자 저항과 인덕턴스로 인해 과전류 제한이 필요하다. 이러한 조건하에서 전류제어를 위해 3상 교류 전동기에 사용되는 벡터 제어를 이용할 경우, 좌표변환, 역좌표변환 및 가상의 dq축 성분을 생성하는 과정이 필요하다. 하지만, 단상 영구자석 동기전동기의 자기적 특성을 고려하여 제안한 속도 가변형 비례공진 전류제어 기법은 3상 교류 전동기에 사용되는 좌표변환 과정이 필요하지 않다. 본 논문에서는 가변 비례공진 전류제어 기법을 이용하여 안정적인 기동 성능을 확인하며 일정 속도 도달 시 위치 센서 없이 단상 영구자석 동기전동기의 수학적 모델 기반 센서리스 제어로 제안한 전류제어 기법의 효용성을 다수의 실험을 통해 검증하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제41권6호
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• pp.228-234
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• 2020

Superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs) are approved by the Food and Drug Administration (FDA) in the United States. SPIONs are used in magnetic resonance imaging (MRI) as contrast agents and targeted delivery in nanomedicine using external magnet sources. SPIONs act as an artificial peroxidase (i.e., nanozyme), and these reactions were highly stable in various pH conditions and temperatures. In this study, we report a nanozyme ability of the clustered SPIONs (CSPIONs) synthesized by the oil-in-water (O/W) method and coated with biocompatible poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA). We hypothesize that the CSPIONs can have high sensitivity toward H2O2 derived from the reaction between a fixed amount of glucose and glucose oxidase (GOX). As a result, CSPIONs oxidized a 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt (ABTS) commonly used as a substrate for hydrogen peroxidase in the presence of H2O2, leading to a change in the color of the substrate. We also utilized a colorimetric assay at 417 nm using various glucose concentrations from 5 mM to 1.25 μM to validate β-D-glucose detection. This study demonstrated that the absorbance value increases along with increasing the glucose level. The results were highly repeated at concentrations below 5 mM (all standard deviations < 0.03). Moreover, the sensitivity and limit of detection were 1.50 and 5.44 μM, respectively, in which CSPIONs are more responsive to glucose than SPIONs. In conclusion, this study suggests that CSPIONs have the potential to be used for glucose detection in diabetic patients using a physiological fluid such as ocular, saliva, and urine.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.471-476
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• 2021

분말 야금 기술에 의한 복합 연자성 재료는 전기기기에 일반적으로 사용되는 종래의 전기강판보다 많은 장점을 가지고 있으며, 그 관련 기술은 최근에 상당한 발전을 거듭하고 있다. 복합 연자성 재료는 일반적으로 분말의 형태로 인해 자기적 등방성 가지므로 3차원 자속 및 복잡한 구조의 전기기기 구성에 적합하다. 하지만 SMC와 같이 등방성 자기 특성을 가지는 재료는 복잡한 벡터 히스테리시스를 가지므로 정확한 손실 특성을 예측하는 것이 매우 어렵다. 따라서 본 논문에서는 전기강판 및 SMC의 링 타입 시편을 제작하고 시편 크기에 따라 자기적 특성을 측정한 후, 측정된 자기적 정보를 이용하여 800Hz 이상에서 구동하는 고속 영구자석 전동기의 전자계 해석을 수행하였다. 또한, 해당 모델의 시작품을 제작하고 효율 측정 및 비교를 통해 본 논문의 신뢰성을 입증하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.1195-1204
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• 2021

본 논문에서는 반응 표면 분석을 이용하여 파력 발전기의 최적 설계 방법을 제안한다. 특히 제안한 방법에서는 파도의 수직 운동을 직접 전기 에너지로 변환하기 위한 선형 운동 가능한 선형발전기를 선택함으로써 기계적 손실을 줄인다. 따라서 에너지 변환 효율 향상을 위해 느린 파 상태에서도 구동 장치에 작용하는 여자력을 계산하고 슬롯과 극의 비율로 권선 과정을 결정한다. 또한 발전기의 성능에 중요한 영향을 미치는 고정자와 변환기의 형상 인자를 도출하기 위해 회귀분석을 사용한다. 반응 표면 분석을 통해 최적의 설계 변수를 선정하고, 분석 결과를 활용하여 효율적인 실험 설계를 위한 최적화 방법을 제시한다. 마지막으로, 모의 실험 결과를 통해 제안한 방법의 타당성을 검증한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권3호
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• pp.93-98
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• 2022

본 논문에서는 풀 브릿지 인버터의 비선형성을 고려한 단상 영구자석 동기 전동기의 오픈 루프 기동성을 개선하기 위한 구형파 전압 주입 기법을 제안한다. 일반적으로 단상 영구자석 동기 전동기는 3상 교류기와 달리 풀 브릿지 인버터를 채택하고 있으며 대칭 공극으로 자기 회로를 설계할 경우, 영토크 지점의 특정 위치에서 기동이 불가능할 수 있기에 비대칭 공극 설계가 요구된다. 이러한 단상 영구자석 동기 전동기의 구동 특성상 센서리스 운전 모드의 오픈 루프 제어시 기동 실패의 가능성이 상당히 높다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 인버터의 비선형성을 고려한 구형파 전압을 인가하여 기동 성능을 개선하는 기법을 제안하고자 한다. 제안한 알고리즘은 다수의 실험을 통해 타당성을 검증하였다.