• Title, Summary, Keyword: 와전류 브레이크

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Optimal Design of Permanent Magnet Arrays for Eddy Current Brakes (와전류 브레이크를 위한 영구자석 배열의 최적설계)

  • Choi, Jae-Seok;Yoo, Jeong-Hoon
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • pp.609-611
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    • 2008
  • Eddy current is usually generated in material with high conductivity by time-varying source such as AC current and also is induced in the moving source with relative velocity. The contactless magnetic brakes make use of the braking force from the eddy current generated by moving source and currently used for the secondary brakes of heavy trucks, buses and rail vehicles. This study aims to design the magnetization pattern of a permanent magnet type eddy current brake system to maximize the braking force. The analysis of the brake system is based on the two-dimensional finite element analysis. We use the sequential linear programming as the optimizer and the adjoint variable method for the sensitivity analysis.

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Optimal Array Design of the Permanent Magnet in an Eddy Current Brake (와전류 브레이크의 영구자석배열 최적설계)

  • Choi, Jae-Seok;Yoo, Jeong-Hoon
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.33 no.7
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    • pp.658-663
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    • 2009
  • Eddy current is usually generated in the material with high conductivity by time-varying source such as AC current and also is induced by the moving source with relative velocity. The contactless magnetic brake makes use of the braking force from the eddy current generated by the moving source and currently used for the secondary brakes of heavy trucks, buses and rail vehicles. This study aims to design the magnetization pattern of the eddy current brake system of a permanent magnet type where the design aim is to maximize the braking force. The analysis of brake systems is based on the two-dimensional finite element analysis. We use the sequential linear programming as the optimizer and the adjoint variable method is applied for the sensitivity analysis.

Voltage Control for Electromagnetic Retarder's Power Recovery Device (전자기형 리타더의 전력회수장치를 위한 전압제어)

  • Jung, sung-chul;Yoo, chang-hee;Jo, hyun-jong;Ko, jong-sun
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • pp.87-88
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    • 2015
  • 시중의 대형 버스 및 트럭 등 같은 경우, 부하가 아주 크다. 또한 내리막길이나 장거리 운행 시에 잦은 제동으로 인하여 마찰을 이용한 기존 방식의 브레이크들은 브레이크 파열 및 페이드 현상 때문에 제동 안전성에 문제가 있다. 이러한 제동 부담을 분담하기 위해 현재 보조브레이크(리타더)가 필수적이며, 엔진 계통의 보조브레이크가 아닌 비접촉식 브레이크 같은 친환경 보조브레이크가 요구되고 있다. 그리고 차량 제동 시 발생하는 기계에너지를 전기에너지로 회생하여 에너지효율을 향상시키려는 연구가 현재 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 와전류를 이용한 전자기형 리타더에서 발생되는 전기에너지를 회수하기 위한 전압 제어 방법을 다룰 것이다. 제동에너지를 전기에너지로 회생하기 위해 L-C 공진회로로 구성하였다. 그리고 기존에 리타더에서 발생하는 전압을 간략히 다상변압기로 구현하였다. 또한 좀 더 실제 리타더와 가깝게 재현하기 위하여 유도발전기 모델로 변경하여 시뮬레이션을 진행하였다. 제어장치의 구동펄스에 따라 바뀌는 공진회로의 전압을 분석하였으며, 이 전압을 제어하기 위하여 PI 제어기를 이용한 알고리즘을 제안하였다. 끝으로 Matlab Simulink를 이용하여 리타더의 모델과 그 제어기의 타당성을 보였다.

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Voltage Control Algorithm Modeling for Electromagnetic Retarder's Power Recovery Device (전자기형 리타더의 전력회수장치를 위한 전압제어알고리즘 모델링)

  • Jung, Sung-chul;Kwon, Ki-hyun;Ko, Jong-sun
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • pp.37-38
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    • 2014
  • 대형 버스 및 트럭 등과 같이 하중이 무거운 차량 같은 경우, 제동 부담이 아주 크다. 잦은 제동과 부하가 크기 때문에 마찰을 이용한 기존 방식의 브레이크들은 브레이크 파열 및 페이드 현상이 일어날 수 있다. 이러한 과부하를 분담하기 위해 현재 보조브레이크(리타더)를 사용하며, 이때의 제동에너지를 전기에너지를 회생하여 에너지를 절감하는 연구가 현재 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 와전류를 이용한 전자기형 리타더의 해석 및 제어 방법을 다룰 것이며, 제동에너지를 전기에너지로 회생하기 위해 L-C 공진회로로 모델링하였다. 그리고 리타더에서 발생하는 전압을 간략히 다상변압기로 구현하였다. 제어장치의 구동펄스에 따라 바뀌는 공진회로의 전압을 분석하였으며, 이 전압을 제어하기 위한 제어기를 제안하였고 Matlab Simulink를 이용해 가상실험을 실행하였다.

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A Experimental Study on Vibration Attenuation of a Plate with Eddy Current Damper (와전류 감쇠기를 적용한 평판의 진동 저감에 관한 실험적 연구)

  • Pyeon, Bong-Do;Kim, Jong-Hyuk;Bae, Jae-Sung;Hwang, Jai-Hyuk
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.48 no.5
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    • pp.355-361
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    • 2020
  • Among these satellites, low - orbit small satellites with military characteristics require multi - target observation, and demand for high-resolution photographs and images is increasing. Fast maneuverability is the most important factor for high-resolution images and multi - target observations. However, in the case of a small satellites, it is possible to perform the attitude maneuver if it has high speed, but the residual vibration occurs when the attitude maneuver is completed and the next attitude maneuver is completed. In this study, to verify the vibration characteristics of the plate generated after attitude maneuver, an experimental fixture for simulating the attitude maneuver was fabricated and tested. In addition, Eddy Current Damper (ECD) using Eddy Current Brake system (ECB) is proposed as a passive damping method using permanent magnet to reduce vibration. A mathematical model was established to apply ECD and it was experimentally implemented according to the magnetic flux density and the air gap of the permanent magnet. One plate of four solar panels (plate) was specified, the residual vibration reduction performance after the test was verified experimentally.

Electromagnetic Retarder's Modeling and Voltage Control (전자기형 리타더의 모델링 및 전압제어)

  • Jung, sung-chul;Lee, ik-sun;Ko, jong-sun
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • pp.171-173
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    • 2016
  • 일반적으로 대형 버스 및 트럭 등 같은 경우, 부하가 아주 크다. 또한 내리막길이나 장거리 운행 시에 잦은 제동으로 인하여 마찰을 이용한 기존 방식의 브레이크들은 브레이크 파열 및 페이드 현상 때문에 제동 안전성에 문제가 있다. 이러한 제동 부담을 분담하기 위해 현재 보조브레이크(리타더)가 필수적이며, 엔진 계통의 보조브레이크가 아닌 비접촉식 브레이크 같은 친환경 보조브레이크가 요구되고 있다. 그리고 차량 제동시 발생하는 기계에너지를 전기에너지로 회생하여 에너지효율을 향상시키려는 연구가 현재 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 와전류를 이용한 전자기형 리타더에서 발생되는 전기에너지를 회수하기 위한 전압 제어 방법을 다룰 것이다. 리타더의 제동에너지를 전기에너지로 회생하기 위해 L-C 공진회로로 구성하였다. 리타더를 자여자 유도발전기(Self-Excited Induction Generator)로 모델링 하였고 이를 토대로 시뮬레이션 및 실험을 진행하였다. 자여자 유도발전기의 구동 조건에 대해서 언급하고 이를 파라미터에 따라 3-D map으로 만들었다. 또 회로 중의 FET 게이트에 전압을 인가하는 제어장치의 구동펄스에 따라 바뀌는 공진회로의 전압을 분석하였으며, 이 전압을 제어하기 위하여 PI 제어기를 이용한 알고리즘을 제안하였다. 이 전압을 3상 AC/DC컨버터를 통과한 후 DC/DC컨버터를 통하여 차량 내부의 배터리에 충전되는데 제어를 위해 3상 AC/DC에서의 전압 리플을 MA(Moving Average) 방식의 필터를 사용하여 DC/DC컨버터의 입력에 맞도록 제어하였다. 이와 같이 전자기형 리타더에서 유도되는 전압을 제어기의 제어 펄스에 따라 제어할 수 있으며 Matlab Simulink를 이용하여 리타더의 모델과 그 제어기의 타당성을 보였다. 또 실제 M-G Set 실험을 통하여 그 연관성을 확인하였다.

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Extraction Method of Parameter of Self Excited Eddy Current Brake Using L-C Resonance and characteristic research (L-C 공진형 자여자 와전류 브레이크의 파라미터 추출 방법 및 특성연구)

  • Jeong, Taechul;Cho, Sooyoung;Ahn, Hanwoong;Jeong, Geochul;Park, Eung-Seok;Cho, Hyuntae;Lee, Ju
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.29 no.11
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    • pp.82-88
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    • 2015
  • In recent years, numerous studies have attempted to find and explore the auxiliary brake and the oil pressure type and electrical type are mainly used. However, the model proposed here is to self-excited eddy current brake. The advantage of this is it does not require an external power supply and can be produced to reduce the size than others. This self-eddy current brake consists of RLC circuit so resistance, inductance and capacitance value can be considered a fixed value. But, inductance and resistance value changes depending on the shape, temperature and magnetic alteration. Therefore, in this paper, the focal point is characteristic analysis according to the parameter variations. Also, using this result, this paper explains how to estimate the capacitance.

Analysis of Multiple Factor of the Eddy Current Brake for Railway Application (철도차량용 와전류 브레이크의 다중 인자 분석)

  • Lee, Chang-Mu;Park, Hyun-Jun;Cho, Sooyoung;Lee, Ju;Lee, Hyung-Woo
    • The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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    • v.64 no.9
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    • pp.1385-1390
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    • 2015
  • This paper is analysis of multiple factor that should be considered in the design of an eddy current brake used as auxiliary brake system. The eddy current brake is a brake that generates a braking torque in a rotational direction opposite to the direction of the rotor by using a time-varying magnetic flux. The eddy current brake has the advantage of being able to take high current densities because this is used for a short period of time. Also, the eddy current brake is influenced by multiple factor such as number of slots, teeth width, coating thickness, air-gap length and so on. Therefore the eddy current brake was designed for use in railway application in consideration of the operation region and critical parameters.

The Braking Torque Analysis of Eddy Current Brake with the Use of Coulomb′s law and the Method of Image (쿨롬 법칙과 영상법을 이용한 와전류 브레이크의 제동토크 해석)

  • Lee, Gap-Jin;Park, Gi-Hwan
    • The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers B
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    • v.50 no.9
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    • pp.431-437
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    • 2001
  • Since the eddy current problem usually depends on the geometry of the moving conductive sheet and the shape of the pole projection area, there is no general method to find out its analytical solution. The analysis of the eddy current in a rotating disk is performed in the case of time-invariant field to find its analytical solution. As a method to solve the eddy current problem, the concept of the Coulomb charge and image method are proposed with the consideration of the boundary condition. Firstly, the line charge is obtained from the volume charge generated in the rotating disk and Coulomb's law is applied. Secondly, the finite disk radius is considered by introducing an imaginary eddy current to satisfy the boundary condition that the radial component of the eddy current is zero at the edge of the relating disk. Thirdly, the braking torque is calculated by applying Lorentz force law. Finally, the computed braking torque is compared with the measured one As a result, it can be said that the proposed model presents fairly accurate results in a low angular velocity range although a large error is observed as the angular velocity of the disk increases.

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