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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김창업
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 호서대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
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현재 선형 전동기(Linear Motor: LM)는 많은 연구가 진행되어 자동화 시스템분야 등에서 핵심 구동장치로 응용개발이 날로 확대되고 있다. 선형 전동기는 일반 회전형 전동기에 비해 전동기 자체의 효율이 낮고 역률이 떨어지는 등의 단점이 있지만, 직접 직선추력을 발생시켜 동력변환 시스템에서 발생되는 문제점을 근본적으로 해결하여 시스템의 전체적인 효율 향상 및 성능 향상을 기대할 수 있다[1-2]. 그중 영구자석 선형 동기전동기(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor : PMLSM)는 기존의 코일을 이용한 동기전동기에서 계자원을 영구자석으로 대체한 형태의 전동기로 효율 및 추력이 높아 고추력화, 고속화가 가능한 점과 최근 높은 에너지 밀도를 가지는 고성능 영구자석의 제조 원가의 하락, 전력전자 기술 및 제어 기술의 향상과 더불어 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다[3].
회전형 전동기는 전자기 철심의 고정자와 영구자석이 장착된 회전자가 회전축을 중심으로 동심원 구조를 이루고 있음으로서 자기흡인력의 문제없이 원활한 구동이 가능하다. 이와 같이 회전기를 전개한 형상의 편측식 영구자석 선형 동기전동기(Permanent Magnet Single-sided Linear Synchronous Motor : PMSLSM)는 영구자석과 철심 사이에 큰 자기흡인력이 작용하여 지지기구의 부하 증가 등의 부담이 커진다[4]. 선형전동기의 자기흡입력 대책으로 양측식 영구자석 선형 동기전동기(Permanent Magnet Double-sided Linear Synchronous Motor : PMDLSM), 무철심형(Coreless type)선형 전동기 등이 있지만 시스템의 대형화와 복잡화, 발열대책 등의 이유로 응용범위가 제한된다. 이에 대한 대책으로 자기흡인력을 상쇄시키며, 고추력 및 초정밀 제어가 가능하고, 2차측(계자)을 길게 설계하여 장거리 이송에 적합한 구조를 갖는 수직배열형 양측식 영구자석 선형 동기전동기(Permanent Magnet Double-sided Linear Synchronous Motor with Perpendicular Arrangement : Perpendicular PMDLSM)를 구현하였다.
본 논문에서는 자기흡입력을 상쇄시키며, 고추력 및 초정밀 제어가 뛰어난 Perpendicular PMDLSM을 기존의 선형 전동기와 비교하고, 3차원 유한요소 해석 프로그램인 Flux에 의한 특성해석과 실험을 비교, 검토하여 그 유효성을 입증하였다.
본 논문의 Ⅰ장은 서론, Ⅱ장에서는 선형 전동기의 이론, 그리고 Ⅲ장에서는 3차원 유한요소 시뮬레이션에 의한 특성 해석, Ⅳ장에서는 실험 및 검토, Ⅴ장에서 결론을 제시하는 것으로 구성하였다.
회전형 전동기는 전자기 철심의 고정자와 영구자석이 장착된 회전자가 회전축을 중심으로 동심원 구조를 이루고 있음으로서 자기흡인력의 문제없이 원활한 구동이 가능하다. 이와 같이 회전기를 전개한 형상의 편측식 영구자석 선형 동기전동기(Permanent Magnet Single-sided Linear Synchronous Motor : PMSLSM)는 영구자석과 철심 사이에 큰 자기흡인력이 작용하여 지지기구의 부하 증가 등의 부담이 커진다[4]. 선형전동기의 자기흡입력 대책으로 양측식 영구자석 선형 동기전동기(Permanent Magnet Double-sided Linear Synchronous Motor : PMDLSM), 무철심형(Coreless type)선형 전동기 등이 있지만 시스템의 대형화와 복잡화, 발열대책 등의 이유로 응용범위가 제한된다. 이에 대한 대책으로 자기흡인력을 상쇄시키며, 고추력 및 초정밀 제어가 가능하고, 2차측(계자)을 길게 설계하여 장거리 이송에 적합한 구조를 갖는 수직배열형 양측식 영구자석 선형 동기전동기(Permanent Magnet Double-sided Linear Synchronous Motor with Perpendicular Arrangement : Perpendicular PMDLSM)를 구현하였다.
본 논문에서는 자기흡입력을 상쇄시키며, 고추력 및 초정밀 제어가 뛰어난 Perpendicular PMDLSM을 기존의 선형 전동기와 비교하고, 3차원 유한요소 해석 프로그램인 Flux에 의한 특성해석과 실험을 비교, 검토하여 그 유효성을 입증하였다.
본 논문의 Ⅰ장은 서론, Ⅱ장에서는 선형 전동기의 이론, 그리고 Ⅲ장에서는 3차원 유한요소 시뮬레이션에 의한 특성 해석, Ⅳ장에서는 실험 및 검토, Ⅴ장에서 결론을 제시하는 것으로 구성하였다.
목차
목 차 ⅰ그림 목차 ⅲ표 목차 ⅴ약어 목록 ⅵ기호 목록 ⅷⅠ. 서 론 1Ⅱ. 선형 전동기 31. 선형 전동기의 종류 및 특징 3가. 선형 전동기의 구동원리 및 개요 3나. 선형 전동기의 종류 및 응용특성 52. 영구자석 선형 동기전동기 8가. 영구자석 선형 동기전동기의 종류 9나. 추력 리플의 발생원인 10다. 터널액추에이터 123. 선형 구동 시스템의 요구 성능 16Ⅲ. Perpendicular PMDLSM의 특성해석 181. Perpendicular PMDLSM의 동작 특성 182. 유한요소법을 이용한 특성해석 22가. PMSLSM과 Perpendicular PMDLSM의 특성비교 22나. 전기자와 영구자석 조합의 분석 33Ⅳ. 실험 및 결과 검토 421. 실험 장치 구성 및 실험방법 422. 실험 및 분석 44Ⅴ. 결론 48참고문헌 49영문초록 52
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