• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권4호
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• pp.1503-1510
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• 2017

In this paper, a thermal analysis of a high speed induction motor with a PWM voltage source was performed by considering harmonic loss components. The electromagnetic analysis of the high speed induction motor was conducted using the time-varying finite element method, and its thermal characteristics were carried out using the lump-circuit method. Harmonic losses from tests in the high frequency region were divided into core loss and conductor loss components using various ratios, in order to determine the loss distributions for the thermal analysis. The results from both the calculations and experiment were validated using a high speed induction motor prototype operating at 20,000rpm.

• KIEE International Transaction on Electrical Machinery and Energy Conversion Systems
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• 제3B권2호
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• pp.90-96
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• 2003

This paper deals with the design and the characteristic analysis of a coreless axial flux permanent magnet (AFPM) motor. Because a direct-drive wheel motor is easily derived from it, the AFPM motor is very suitable for application in an electric scooter. Compared to a conventional motor of the same size and weight, the AFPM motor is proven to have more power and torque per unit weight. In this paper, an AFPM coreless motor with a double-sided rotor disk equipped with Nd-Fe-B rare earth magnets is designed and a prototype of the motor is manufactured, which will be properly applied for the low-speed, and high-torque direct drive required for the electric scooter. The manufactured prototype of the motor has a rating of 300W, 510rpm, 5.6Nm, and 85% efficiency.

• 정보과학회 논문지
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• 제44권6호
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• pp.601-606
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• 2017

최근 드론 산업의 발전으로 일상생활 중에서도 드론을 비행하는 모습을 자주 관찰할 수 있다. 이러한 드론에 주로 사용되는 리튬폴리머 배터리는 사용 시간이 흐름에 따라 배터리의 전압 강하가 일어나 동일한 드론 조종 신호에도 드론 모터의 속도가 불안정해지는 문제점이 발생한다. 드론 모터 속도의 불안정은 고도 유지를 불가능하게 하여 드론 기체가 상승과 하강을 반복하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 기존의 방법은 배터리 방전에 따른 보상기를 추가하거나 시스템 제어 모델을 변경하였다. 하지만 이러한 기법은 하드웨어로 구현된 모듈을 사용하거나 모터 종류 및 실험 결과에 종속적으로 구현되기 때문에 드론 기체에 사용되는 모터에 맞게 새로운 모듈이 구현되어야하는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 드론의 펌웨어에 배터리 전압 강하를 고려하는 모터 속도 제어기를 구현하여 드론의 비행 안정성을 확보한다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.49-57
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• 2020

기존의 전기 모터는 큰 중량과 부피의 단점으로 항공기 적용에 적합하지 않다. 고온 초전도 (High-Temperature Superconducting: HTS) 모터는 전류 밀도와 자기장 밀도가 높으며 손실이 적어 일반 전기모터와 비교하여 크기와 무게를 크게 줄일 수 있다. 본 논문은 미래 항공기 전기 추진용 HTS 모터의 개념 설계 및 해석 결과를 제시한다. 회전속도가 7,200 RPM인 2.5 MW 용량의 HTS 모터를 설계하고 무게 대비 출력 비(kW/kg)를 분석하였다. HTS 모터 계자코일 (Field Coil)의 운전온도는 LH₂ (Liquid Hydrogen) 냉각을 고려하여 20K을 선정하였다. 고정자 권선 (Stator Winding)은 다상 구성 (Multi-Phase Configuration)으로 연결하였고 와전류 (Eddy Current) 손실을 최소화하기 위해 Litz 선을 사용하였다. 결과적으로 모터의 무게 대비 출력 비는 약 18.67 kW/kg으로 기존 모터보다 훨씬 높음을 확인하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권5호
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• pp.2040-2045
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• 2015

This paper deals with the electromagnetic and thermal analysis of high speed induction motor. The induction motor is analyzed by time-varying magnetic finite element method and its thermal analysis is carried out by using analytical lumped-circuit method. Analysis results are compared with the experiment of 29kW high speed motor prototype at 12,000rpm.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제13권4호
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• pp.71-76
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• 2014

This paper presents the implementation for the BLDC motor speed control system using VHDL and FPGA. The BLDC motor is widely used in automation for its good robustness and easy controllability. In order to control the speed of the BLDC motor, the PI controller used for static RPM output of the BLDC motor to variations in load. In addition, by using the DA converter, we were able to monitor the BLDC motor reference speed and the current speed through real time. The motor speed command and the parameters of the PI speed controller were modified easily by the FPGA and the AD converter. Finally, in order to show the feasibility of the control algorithm the speed control characteristics of the motor was monitored using an oscilloscope and the DA converter. Further, the speed control system was designed in this paper has shown the applicability of the drive system of the factory automation.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제14권7호
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• pp.914-919
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• 2004

모터가 회전할 때 감속기에 연결되어 있는 구동부의 부하나 구동부의 상태변화에 따라 모터의 토크, 회전수 등이 함께 변한다. 역으로 모터의 토크, 회전수 등을 측정하면 부하의 변동이나 구동부의 상태를 감시 할 수 있다. 이를 위해 스트레인게이지와 브릿지회로를 이용한 토크측정방법이 가장 일반적인데 이것은 접촉식 방법이어서 회전 속도와 사용시간에 따른 수명을 가진다. 그래서 이 방법을 이용한 시스템은 부품의 일부 또는 전체를 교체하는 유지보수론 필요로 하게 된다. 그리고 이러한 장비는 크기가 크고 고가이며 계측기를 연결하고 측정하는 과정이 매우 번거롭다. 본 논문에서 우리는 홀 이펙터 센서를 이용하여 토크와 회전수를 측정하는 비 접촉식 방법을 제안하고자 한다. 이를 위해서 홀 센서를 유성기어에 부착하고 이를 이용한 기어드 모터와 모니터링 시스템을 제작하였다. 모니터링 시스템은 측정 데이터(토크, 회전수)와 연산되어진 데이터(전달 동력)를 화면표시하며 블루투스 통신 프로토콜을 이용한 네트워킹 기능을 가진다. 제안된 방법은 기존방법에 비해 매우 저렴한 방법이고 토크와 회전수를 측정하는 매우 간단한 방법이다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.59-65
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• 2008

High-speed electrical motor has been studied for several applications, i.e. for direct-drive systems of centrifugal compressors and turbo blowers. This paper deals with a design consideration of electromagnetic, mechanical and thermal limits of high-speed induction motor for turbo blower. Basic design concept of high-speed motor was proposed. As the motor is to be operated at high speed, the losses are quite different from conventional low-speed machines. Especially, the increases of rotor eddy current and friction losses could lead to an overheated motor. So, we suggested a special cooling system to reduce temperature rise. And, based upon this design concept, the prototype induction motor(37[kW], 45,000[rpm]) for high-speed turbo blower was designed and 2-D electromagnetic field analysis was implemented. Finally, criteria to evaluate the characteristics of high-speed induction motor have been proposed and tested.

• 한국정밀공학회지
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• 제28권4호
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• pp.422-426
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• 2011

The spindle system is very important unit for the product accuracy in machine tools. A spindle system is designed by using the angular contact ceramic ball bearings, built-in motor, oil-air lubrication method and oil jacket cooling method. The static and dynamic analysis and stiffness evaluation of 45,000rpm spindle for machine tool has been investigated. Using a finite element method, we obtained some analyzed a static and dynamic characteristics of a spindle, such as natural frequency, harmonic analysis and we got the value of compliance through it. We evaluated stiffness by taking the inverse this value. A 45,000rpm spindle is successfully developed using the results.

• 생물환경조절학회지
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• 제12권2호
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• pp.63-67
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• 2003

본 실험은 오이수확기의 메니퓰레이터에 장착하는 엔드이펙터를 생각한 것이다. 모터는 DC모터로 기어를 이용하여 작동되며, 동력전달에 있어 균형적인 배분을 이루었고, 따라서 부드러운 작동이 가능하였다. 또한 축을 이용한 베벨기어의 동력 전달로 모터에서 나온 회전력을 기어로 확실히 전달하였고, 결과적으로 오이 과병 절단 rpm에 있어서는 정확한 측정이 가능했다. 주요 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 모터는 칼날을 회전시키는데 있어 제어가 쉽고, 정확한 동력전달로서의 베벨기어는 비교적 정확한 결과를 제시했다. 2.실험에서의 반복적인 오이 절단작업에 제시된 결과는, 모든 작물에 적용될 수는 없지만, 오이 과병의 절단은 적정 rpm라 각도를 구하여 기계적 최적상황을 찾았다. 수평에서 위로 30$^{\circ}$각도와 198 rpm에서 효율 적인 절단작업이 이루어 졌다. 3. 엔드이펙터의 구조는 간단하면서도 고장 없이 제작되어야 하고 또한 경량이며 수분에 부식되지 않는 재료를 사용하여 설계하였다