대구 전략산업 발전을 위한 소형모터산업의 육성방안

이, 승호 경북대학교 산업대학원 2009 국내석사

소형모터산업의 경쟁력 강화방안에 관한 연구

이종석 한양대학교 2015 국내석사

소형모터 산업은 산업용 및 가정용의 각종 전자기기 산업의 발전과 함께하고 있다. 또한 국내외 경기 및 산업발전의 흐름에 많은 영향을 받으며, 기업들의 설비투자나 대형 수요처의 투자계획에 따라라 수요가 크게 변하는 경제적 특징을 가지고 있다. 80년대의 산업이 TV, VCR, 냉장고, 세탁기 등의 가전기기 중심이였다. 90년대 이후에 이르러서는 컴퓨터의 급속한 보급확대로 인하여 FDD, HDD, 프린터, 스캐너, 복사기 등의 컴퓨터 주변기기가 전자기기 산업을 주도하게 되었다. 2000년대 현재는 전자산업, 정보산업, 통신산업이 결합된 멀티미디어 즉 IT산업시대로 전환되고 있으며 현재도 진행중이다. IT산업의 발전과 함께 지속적인 공장자동화, 사무자동화 등 관련산업의 눈부신 발달에 따라 컴퓨터 및 주변기기를 포함한 각종 정보기기, 계측기, 첨단 의료기기, 반도체 장비, 디스플레이 장비등이 동반성장하고 있다. 더욱이 모든 장비에 모터가 거의 적용이 되고 있으며 소형화, 경량화, 정밀화, 다기능화의 요구가 높아지고 수요가 급증하고 있다. 이처럼 소형모터 산업의 발달은 가전용 및 멀티미디어용 핵심 구동부품의 자립도에 기여하며 멀티미디어 산업경제의 고부가치 실현화 경제수요를 창출한다. 또한 핵심 구동부품의 가격 경쟁력 확보에 따른 세트업체의 부가가치를 증가시키며, 금형 가공 등의 정밀가공기술, 재료기술 등의 관련산업에 대한 활성화의 터전이 된다. 소형모터의 기술발전은 사회발전 및 산업발전의 흐름에 많은 영향을 받는다. 이처럼 소형모터의 중요성에 대해서는 2장에서 설명을 하였고 이에 따른 위기 및 약점을 3장에서 제시하였다. 소형모터산업의 위기에서는 소형모터산업 관련업계의 투자부진으로 인해 소형모터의 성장둔화, 환율저하로 인한 모터수출에 대한 수익감소가 되고 있음을 설명하였다. 중국모터업체의 공격적인 한국적인 한국시장 진출로 인해 단가경쟁력이 하락하고 있으며, 장비단가 하락으로 인한 국내 소형모터업체간의 경쟁이 심화되고 있음을 시사하였다. 약점에서는 소형모터산업의 신시장 개발에 대한 전략 부재로 인해 기존 시장에서만 머물러 있는 문제점에 대해서 설명하였다. 또한 신제품의 개발이 지속되어야 하지만 기술력의 한계 및 R&D 인력 부족으로 인해 신제품 출시의 지연에 대해서 설명하였다. 상기와 같은 위기와 약점을 극복하고자 4장에서는 소형모터산업의 성장전략과 경쟁전략에 대해서 제시하였다. 첫째, 소형모터산업의 성장전략에 대해서 알아보았다. 기존시장의 심화전략은 시장점유율확대와 기존고객의 제품 사용률을 증가시키는 방법이며, 고객의 니즈에 따라 특주품 대응 또는 공격적인 마케팅 및 지속적인 네고에 의해 달성할 수 있다. 신제품 개발전략은 기존제품을 더 향상시키거나 제품의 새로운 용도를 찾아내어 새로운 수요을 창조하는 것이다. 그러기 위해서는 시장에 대한 제품수명주기를 분석하고 전략에 맞는 신제품을 도입해야 한다. 마지막으로 신시장 개발전략의 경우 기존 제품의 판매시장외에 신시장을 개척하는 것이다. 과거 반도체, 디스플레이,PCB 시장이 주력이였다면 이제는 의료, 3D프린터, 가정용 제품등에 초점을 맞쳐야 하며, 틈새시장을 공략하는 것이다. 둘째, 소형모터산업의 경쟁전략에 대해서 알아보았다. 원가전략은 모터업체간의원가상의 우위를 확보해서 시장점유율 확보하는 것이다. 그러기 위해서는 경험에 의한 원가절감, 원가와 총경비에 대한 엄격한 통제, 한계고객과의 거래 회피, 저렴한 부품사용, R&D, 인원감축, 광고등에 있어 최소화하는 것이다. 차별화 전략은 기업이 제공하는 제품이나 서비스를 차별화를 제공하여 산업 전반에 그 기업이 독특하다고 인식될 수 있는 그 무엇을 창조하는 것이다. 성장전략, 경쟁전략 위 2가지 큰 전략을 통해 소형모터산업이 현재 당면하고 있는 위기와 약점을 극복할 수 있을것이라 판단이 된다. 마지막 5장에서는 앞서 다뤘던 소형모터산업의 일반적 고찰, 소형모터산업의 위기 및 약점, 소형모터산업의 경쟁력 강화방안에 대한 내용을 요약 및 결론을 서술하였다.

소형 센서리스 직류 전동기 제어시스템의 안전 동작 구현 및 평가

배상일 인하대학교 공학대학원 2016 국내석사

소형BLDC모터 SENSOLESS기동방법에 관한 연구

노승모 창원대학교 대학원 2007 국내석사

This paper presents a sensorless speed control of Bushless DC Motor(BLDC Motor) using terminal voltage of the one phase. Rotor position information is extracted by indirectly sensing the back EMF from only one of the three terminal voltages for a three-phase BLDC motor. Depending on the terminal voltage sensing rotor position, active filter is used for position information. This leads to a significant reduction in the component device of the sensorless circuit. Therefore This is a advantage for the cost saving and size reduction. this algorithm can estimate the rotor position information similar to Hall-ICs sticked the three-phase BLDC motor. As a result, the method described here is not sensitive to filtering delays, allowing the motor to achieve a good performance over a wide speed range. In addition, a simple starting method and a speed estimation approach are also proposed.

신경망을 이용한 소형 DC 모터 설계 시스템

송지호 中央大學校 1999 국내석사

Average current mode 제어를 이용한 모터의 PWM 구동기에 관한 연구

오원희 연세대학교 공학대학원 2006 국내석사

민수용 소형 모터의 구동기는 모터의 속성이 VCO(Voltage Controlled Oscillator)에 유사하다는 점에 착안하여 PLL(Phase Locked Loop)을 이용한 속도 제어를 하고 있다. 한편 민수용 소형 모터들에 대한 회전수의 증가 요구는 모터 구동기의 전력 소모 증가를 가져오고 이는 방열 문제를 수반한다. 이러한 방열 문제를 해결하기 위하여서는 PWM(Pulse Width Modulation) 구동을 통하여 하는데 PWM 구동을 이용한 전압 제어나 전류 제어 기법은 SMPS(Switching Mode Power Supply)에서 많이 연구 되어 왔다.$$a$$a본 논문은 LBP(Laser Beam Printer)용 Polygon Mirror 모터의 구동기를 설계함에 있어서 SMPS의 제어이론을 이용한다.$$a$$aSMPS의 전류 제어 기법은 Peak Current Mode, Slope Compensated Peak Current Mode, Average Current Mode의 3가지가 있는데, LBP용 Polygon Mirror 모터는 입력 전압이 24V이고 Bemf(Back Electricmotive Force)가 15~20V로 인하여 최대 시비 율이 83%나 되기 때문에 Peak Current Mode를 사용할 수 없고 LBP용 Polygon Mirror 모터의 경우는 일정 각속도 유지가 매우 중요하고 생산 업체들이 동일한 모터 제품에서 다양한 속도가 구현되도록 요구하고 있기 때문에 양산 시 속도 별로 기울기를 조정하기 위행 기울기 조정용 외부 콘덴서를 모터 제품 별로 장착해야 하는 단점이 발생하여 Slope Compensated Peak Current Mode를 채택할 수 없다.$$a$$a본 논문은 LBP용 Polygon Mirror 모터 구동기를 Average Current 제어를 이용한 PWM 구동기의 설계를 목표로 하였다. 회로 설계는 Fairchild Korea(주)의 2um급 바이폴러 공정인 40V급 BCH4B로 구현하였고 제조된 제품의 특성 결과는 기존의 선형 구동 방식과 차이가 없으며 증가된 회전수에서 만족한 결과를 얻었다.$$a$$a The Motor in Consumer Electronics have a property which is similar to VCO(Voltage Controlled Oscillator). The speed control is accomplished by PLL(Phase Locked Loop) using the feature.$$a$$aNowadays, the needs of increasing the RPM(Revolution Per Minute) generate the large heat by dissipating the Power. The solution for protecting the problem of large heat adopt the topology of PWM(Pulse Width Modulation) Driving technique. PWM Driving technique is widely used for solving the problem of large heat in SMPS(Switching Mode Power Supply).$$a$$aThis thesis proposes the design for Polygon Mirror Motor Driver with PWM control using the theory of SMPS Control. There are 3 current control theories for SMPS, Peak Current Mode, Slope Compensated Peak Current Mode, & Average Current Mode. Polygon Mirror Motor get 24V for VCC and 15~20V for Bemf. Duty Ratio is 83%. Therefor Polygon Mirror Motor Driver can not use the Peak Current Mode. And then Polygon Mirror Motor must change the RPM for each set. So Polygon Mirror Motor Driver can also not use the slope compensate peak current mode.$$a$$aThis thesis designs the polygon mirror motor with average current mode. The circuit design use the bipolar process of Fairchild Korea. That is 2um bipolar process. The Chip has driven the LPB Polygon mirror motor in 30Krpm and the PWM driving is implemented. The operation of PWM make the chip to package normal 44-pin. In the linear mode, the chip must be packaged in Metal package.$$a$$a

소형 DC 모터의 자동검사를 위한 음향신호 분석에 관한 연구

장수영 부경대학교 대학원 2001 국내석사

소형 DC 모터의 실시간 이상 판정 시스템 개발에 관한 연구

이종찬 釜慶大學校 大學院 2001 국내석사

小形 精密 DC Motor軸系의 最適設計 考察

이윤우 亞洲大學校 1989 국내석사

인공신경망 기반 전기차용 SynRM의 인버터 결합 손실 해석 및 최적설계

전성배 성균관대학교 일반대학원 2022 국내박사

본 논문에서는 초소형 전기차 구동용 동기형 릴럭턴스 모터(Synchronous reluctance motor, SynRM)의 인공신경망 기반 손실 해석과 더불어 저감된 해석 비용 내에 인버터 결합 손실 예측을 위한 해석 기법 연구 및 에너지 소비량 저감을 위한 최적설계를 다루었다. 먼저, 유한요소해석(Finite element analysis, FEA) 기반 모터의 전자계 해석, 특히 철손 해석 시, 자계의 비선형성과 후처리로 인해 고비용의 해석 시간이 소모되어 저감된 해석 시간 내에 효율맵 구축을 위한 FEA 및 인공신경망 결합 해석 기법을 연구하였다. 이를 위해, d-q축 전류 조합별 파라미터 추출 시, 요소별 자속밀도를 추가적으로 추출하여, 인공신경망 기반 학습을 통해 d-q축 전류에 대한 요소별 자속밀도 함수를 구축함으로써, 전 운전점에 대한 입력 전류와 맵핑 데이터뿐 아니라 학습된 데이터를 이용하여 자속밀도 산정 역시 가능하게 된다. 본 방법을 통해 운전점별 철손을 계산할 수 있고, FEA만을 적용한 해석 대비, 저감된 시간 내에 정밀한 효율맵을 구축할 수 있다. 다음으로는, 앞서 구축된 효율맵의 정밀도 개선을 위해 인버터 결합 해석 기반 철손 해석을 연구하였다. 스위칭 주파수가 반영된 실전류 파형 추출을 위해 공간 벡터 변조 방식의 인버터 모델을 구현하였으나, 이를 FEA와 결합하여 성능 해석을 수행할 경우, 해석 스텝 수의 증가로 상당한 해석 비용이 소요된다. 따라서, 인버터 스위칭으로 인한 철손 성분과 상 쇄교자속 고조파 간의 상관관계를 이용하여, 철손맵 구축을 위한 해석 기법을 연구하였다. 마지막으로, 초소형 전기차 구동용 SynRM의 도심 주행모드를 고려하여 소비 에너지 저감을 위한 설계를 수행하였다. 구상설계 단계에서는, 위 언급한 두 가지 해석 기법을 이용하여 SynRM의 고정자 슬롯 수와 회전자 자속장벽 수에 따른 에너지 소비량을 비교하여 토폴로지를 선정한다. 다음으로 최적설계 단계에서는, 선정된 토폴로지에 대한 최대효율 정합 최적설계를 수행하게 되는데, 이를 위한 운전점은 모터의 에너지 소비맵과 가중치법을 기반으로 산정된다. 최적설계 모델의 전자계 특성은 시작품 제작 및 성능 시험을 통해 검증한다. This paper proposes the loss analysis based on an artificial neural network(NN) and inverter-combined, and the optimal design to reduce the energy consumption of synchronous reluctance motor(SynRM) for personal electric vehicle propulsion. First, we study a novel analysis method for establishing an efficiency map by combining the finite element analysis(FEA) and the artificial NN to reduce the analysis time, because the electro-magnetic analysis of motors using the FEA, particularly iron loss analysis, requires a high time cost owing to the nonlinearity and the post-processing. When computing the d- and q-axis parameters based on the d-q currents, we additionally obtain the flux density in all the elements and it is learned by NN to make a function of the d-q currents. Then, the flux density for iron loss as well as the d-q currents at all the operating points for the loss analysis can be defined by the learning data. From the method, the iron loss can be calculated and the efficiency map is obtained within the reduced time while maintaining the accuracy comparing to the result from only the FEA. Second, the iron loss generated by the inverter switching frequency is analyzed based on the inverter-combined analysis for enhancing the accuracy of the efficiency established previously. Although we compose space vector pulse-width modulation(SVPWM) inverter model to obtain current waveform applying switching frequency, it requires considerable time cost when performing FEA based on the SVPWM current owing to the lots of analysis steps. Therefore, we study the analysis method to obtain iron loss map considering inverter switching by using the relationship between the iron loss and harmonics of phase flux linkage. Finally, we design SynRM for personal electric vehicle propulsion to reduce the energy consumption considering the urban driving cycle. In the stage of concept design, the energy consumption of the models classified into the number of stator slot and rotor magnetic flux barrier are compared by using the aforementioned two methods. Subsequently, the optimization of the chosen model is carried out for maximum efficiency matching, where the operating point is defined by the energy consumption map and weighted method. The electro-magnetic characteristics of the optimized model are demonstrated by the experimental validation on prototype.