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윤철호(C. H. Yun),이성호(S. H. Lee) 대한전기학회 2007 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2007 No.10
두개의 유니모프 진동자를 이용한 새로운 형상의 마이크로 초음파 리니어 모터를 제안하였다. 유니모프 진동자는 금속판에 판상의 압전소자가 접착되어 있으며, 두개의 유니모프 진동자가 삼각형상의 진동 커플러에 의해 연결되어 스테이터를 구성한다. 스테이터는 두가지 진동모드(대칭모드와 비대칭모드)를 가지고 있으며, 이 두 진동모드가 축퇴되도록 설계하였다. 스테이터의 대칭모드와 비대칭모드를 위상차 90°로 여진시킴으로써 이동체의 직선(또는 회전) 운동을 발생시킬 수 있다. 시작기 모터는 높이 0.9 ㎜, 폭 1 ㎜, 길이 7.5 ㎜ 이며, 구동전압 100 V<SUB>OP</SUB>, 구동주파수 300 ㎑로 구동되어, 모터 최대속도 0.3 ㎧, 최대 추력 6 mN을 달성하였다.
윤철호(C.H. Yun),김완수(W.K. Kim),정태욱(T.W. Jung),차현록(H.R. Cha),김정철(J.C. Kim),이선규(S.K. Lee) 대한전기학회 2006 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2006 No.7
최근 반도체산업과 광산업 분야에서 고정도의 위치제어 및 고출력 구동이 가능한 초음파 리니어 모터에 대한 관심이 증가되고 있다. 저자는 공진시스템으로 지지하는 고출력 초음파 리니어 모터를 제안해왔다. 이 모터 시스템은 주목할만한 동작 안정성과 제어능력을 달성 하였지만 모터의 공진 주파수가 예압, 열등의 외부의 요인에 의해 변하게 될 때, 모터는 공진 시스템에 의한 지지 메커니즘이 고정된 공진 주파수만을 가지게 되어 안정적인 구동을 이루기 어렵게 되었다. 본 연구는 고강성 지지를 위해 한 진동자에 세 지지점을 가지는 새로운 모터를 설계 하여 시스템의 위치제어 능력에 대해 조사 하였다. 고강성을 띄는 세점 지지부는 모터를 확실히 지지 할 수 있지만, 진동 모드에 영향을 미치지 않는다. 20 ㎜의 지름을 가지는 모터를 이용하여 기계적 최대 출력은 75N, 무부하 최대속도 0.45 ㎧를 달성하였다. PID 피드백 제어 시스템을 적용시켜 6㎏의 스테이지를 100 ㎚의 정도를 가지고 200 ㎜/s로 위치 제어를 달성하였다.
SLotless BLDC motor의 열적 특성을 고려한 설계
백승훈(S. H. Baek),차현록(H. R. Cha),윤철호(C. H. Yun),강신영(S. Y. Kang),안재영(J. Y. An),김광헌(K. H. Kim) 대한전기학회 2006 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2006 No.10
Slotless BLDC motor는 Slot과 Teeth가 없으므로 이에 따른 Cogging Torque 및 Torque Ripple이 거의 존재 하지 않으며, 전통기의 무게 또한 감소하게 된다. 또한 권선의 장주(Span)가 짧아 Inductance가 낮기 때문에 고속화가 용이해지며, Slot의 부재는 좀 더 많은 Coil권선을 이용 할 수 있다. 하지만 모터의 구조상 전기장하가 높아짐에 따라 권선의 온도 상승에 대한 보완 등이 필요로 되어 지고 있다. 따라서 본 논문에서는 온도 상승 문제를 해결하기 위해 열 발생과 모터사이의 관계 규명을 전류 밀도 함수로 표시 하였고, 전류 일도 최소화 설계 방법을 제안하였다. 퍼미언스법에 의한 간략 성계에 의해서 기본 설계를 실시 한 후 FEM을 통한 정밀 해석을 통해서 각각의 민감도를 분석하여 최적의 파라메타를 선정하는 방식을 취하였다. 또한 고속 회전 시 발생되는 진동을 저감하기 위해 모터의 길이방향 즉 적층과의 관계를 통하여 진동 저감 설계를 제안하였다.
이선규(S.K. Lee),윤철호(C.H. Yun),이현민(H.M.Lee),차현록(H.R. Cha),김완수(W.S. Kim),강장성(J.S. Kang) 한국정밀공학회 2006 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2006 No.5월
Nowadays, great attention has been shown to the question of ultrasonic linear motor for accomplishing the high positioning accuracy and high driving force in the semiconductor and optical industry. Ultrasonic linear motors have many advantages such as simple structure, quick response, ability to maintain position without energy consumption, and electromagnetic effect. And BLT has attracted attention to accomplish large vibration amplitude and large mechanical force. Authors designed and developed the new type of ultra sonic linear motor with multi support mechanism, achieved 75N of output force and 0.45㎧ of velocity.
채명기(M. G. Chae),차현록(H. Rj. Cha),윤철호(C. H. Yun),정태욱(T. U. Jung) 대한전기학회 2006 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2006 No.10
모터의 설계를 위해서는 여러 가지 방법에 의해서 해석을 먼저 수행하는 것이 필수적이다. 이를 위해서는 시스템에 대한 최적 모델링이 필수적인데 모터의 전자기적인 해석에는 비선형성이 크기 때문에 최적의 모델링이 쉽지 않다. 특히 집중권선 방식을 이용한 유도기는 자속의 집중으로 인해 고조파 발생 등 많은 문제점을 안고 있어서 실제로 유도기 설계시설계자들이 많은 어려움을 겪고 있으며, 많은 설계자들은 대부분 등가회로를 이용한 방법으로 시뮬레이션하고, 자신의 경험을 바탕으로 시행착오를 거쳐 가면서 설계를 하고 있다. 그러나 그렇게 설계된 제품이 최적의 설계인지도 의문시 되는 경우가 대부분이다. 따라서 본 논문에서는 모터의 최적설계를 위하여 기존 개발한 집중권 방식 유도기를 대상으로 신경회로망을 이용하여 시스템을 모델링하였고, 그 결과를 확인하기 위해 기존 개발한 집중권 유도기의 실측치와 신경회로망을 이용하여 모델링한 방법을 비교, 제시하였다.
채명기(M. G. Chae),정태욱(T. U. Jung),윤철호(C. H. Yun),차현록(H. R. Cha),김형모(H. M. Kim),김정철(J. C. Kim) 대한전기학회 2006 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2006 No.7
우리는 이전 논문을 통해 Air blower용 모터에서 널리 사용되고 있는 단상 유도기를 기존의 분포 권선 방식에서 벗어나 집중 권선 방식을 사용하여 설계한 결과 생산 공정의 단계를 줄이고 많은 생산 비용을 줄일 수 있었다. 또한 집중 권선형에서 발생할 수 있는 고조파 문제를 로터의 skew와 overlap 권선 방식을 이용하여 해결 할 수 있음을 증명하였다. 그러나 이러한 이점에도 불구하고 시제품의 특성을 측정한 결과 집중 권선형 모터의 자계 불균형 때문에 기존 분포권 모터에 비해 소음과 진동 특성이 좋지 않은 결과를 보였다. 이에 본 논문에서는 소음과 진동 특성을 고려하여 기존의 기동 및 정격 토크 특성을 유지하면서 토크 리플을 저감할 수 있는 방법을 로터의 Skew 각도 영향, 권선 사양 및 스테이터 및 로터 형상 등을 고려하여 새롭게 설계하였고 그 결과를 제시하였다.