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1.2kW 급 BLDC 모터의 열 발산 측정 시스템 개발
이인준(Injun Lee),예정우(Jungwoo Ye),이대훈(Daehun Lee),황평(Pyung Hwang),심재술(Jaesool Shim) 대한기계학회 2013 大韓機械學會論文集A Vol.37 No.11
본 논문은 1.2㎾ 급 BLDC 모터의 분석을 위하여 열 발산 측정 시스템을 제작하였다. 온도증가는 모터절연체의 문제를 일으켜 모터 수명과 연결되므로 모터의 온도를 아는 것은 중요하다. 실험에서 모터의 부하를 설정하기 위해 자동차용 제너레이터를 장착하였고, 부하의 변경을 위해 165W~495W 를 변화를 주었다. 다양한 부하조건하에 분당 모터 회전 수를 2000 ~ 4000 까지 변경하면서 모터 각 부분에 열전대로 시간에 따른 온도변화를 측정하였다. 실험 결과로서 자연대류조건하에서는 모터의 회전 수 및 부하가 증가할수록 온도는 수렴하지 않으며 모터코일의 온도가 최고 120 ℃ 이상까지 증가하였으나, 강제 대류조건하에서는 4000s 이상에서 84 ℃에 수렴하였다. 모터의 최대/최소 온도 차이는 회전 수 및 부하가 증가할수록 최소 10 ℃~26 ℃의 차이를 보였다. 온도의 분포는 모터코일(1 번채널), 모터외부옆면(5 번채널), 모터내부 캡(2 번채널), 모터외부상부(4 번채널), 모터내부벽면(3 번채널)순으로 나타났다. In this study, a heat dissipation measurement system is developed to analyze a 1.2-㎾ BLDC motor. It is important to check the temperature of the motor because an increase in temperature causes problems in the motor insulations, which in turn influences the motor life. A generator for a vehicle is installed to set up a load. We changed the load from 165 to 495 W. While the rpm varies from 2000 to 4000 under various load conditions, the changes in temperature were measured for the operating period by using a thermocouple. The results of experiments conducted under natural convection conditions suggest that the temperature was not stationary with the rpm, load, and coil of the motor and it kept increasing over 120 ℃. However, under forced convection conditions, the temperature stationarily reached 84 ℃ after 4000 s. The difference between the maximum and the minimum temperatures was 10?26 ℃ with an increase in the rpm and load. The orders of high temperature were as follows: motor coil (Ch#1), side of motor surface (Ch#5), inside of motor cap (Ch#2), upper side of motor surface (Ch#4), and inner wall of the motor (Ch#3).
궤도형 제초기의 구동기어 응력분석을 위한 수치해석적 연구
이인준(Injun Lee),박보규(Bo-gyu Park),이기호(Gi-ho Lee) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.4
농업기계분야를 포함한 산업의 다양한 분야에서 사용중인 구동기어는 고품질, 높은 신뢰성이 요구되기 때문에 기어 설계 시 전산구조해석을 통한 분석이 필요하다. 제초 작업 시 가장 직접적으로 영향을 받는 PTO(Power Take Off)기어 설계 시 전산구조해석을 통한 부하 분석이 필요하며, 재료의 재질에 따라 안전율, 피로 수명 등을 통한 안전성, 신뢰성 계산이 필요하다. 본 연구에서는 다양한 지형조건에서 작동하는 궤도형 제초기의 구동 PTO 기어 구조해석에 관한 것으로, 전진1 단, 전진2 단, 전진3 단, 후진 단계별 접촉하는 기어의 응력해석을 통해 구조적 안전성을 분석하였다. 전산구조해석 결과, PTO 기어 단수가 증가할수록 접촉기어 응력이 증가하였으며, 안전율과 피로수명은 감소하였다. 설계된 궤도형 제초기의 기어는 안전율 1 이상으로 안전하게 설계되었으며, 저속 작업 시 기어의 안전성 및 수명이 증가할 것으로 판단된다. Driving gears used in various fields of industry including agricultural machinery require high quality and high reliability. That is why computational stress analysis is required when designing gears. PTO (Power Take Off) gears are most directly affected during weeding. PTO gears are required load analysis through computational stress analysis. Also, safety and reliability calculations through safety factor and fatigue life are required according to the material. This study is about the stress analysis of the driving PTO gear of a track-type weeder operating in various terrain conditions. Stress safety was analyzed through the stress analysis of the gears on the 1st, 2nd, 3rd forward and reverse. As a result of the computational stress analysis, the more the rotational speed of PTO gears was increased, the more the contact stress was increased, and the safety factor and fatigue life was decreased. The gear of a track-type weeder is designed with a safety factor of 1 or more. It is expected that the safety and life of the gear will increase when working at low speed.