The Design Method of the Torquer in DTG

자이로스코프에서 토커의 설계 및 해석

The role of the torquer in dynamically tuned gyroscope (DTG) is to erect the slanted rotor straight. This IBper presents the design method of the torquer. The torquer must satisfy the desired maximum angular velocity condition. The performance of magnet-residual flux density, maximum energy product, and so on-is limited by the material characteristics. So we should design the torquer with the limited condition that magnet performance is given. If the mechanical size of DTG is deter-mined, the dimension of the torquer is calculated and the space of the torquer becomes constant. Therefore, if we determine the diameter of the torquer coil, the number of coil turns is calculated automatically. Using these dimensions, we can calculate the torque and the scale factor. The maximum angular velocity is computed if we know the maximum current density. The analysis of the torquer was carried out by the 3-dimensional finite element method. The proposed algorithm of the torquer design was valid in comparison with the experimental data obtained from fabricated DTG.

자이로스코프에서 기울어진 회전자를 바로 세우는 역할을 하는 것이 토커이다. 본 연 구에서는 최대입력각속도 조건을 만족하면서 주어진 자석성능으로 최대의 특성을 낼 수 있는 설계에 대하여 알아보고자 한다. 자이로스코프의 기계적 치수가 결정되면 토커의 치수는 제한된다. 즉 코일이 위치하는 공간이 제한되므로 코일의 굵기가 결정되면 권선수도 정해지게 된다. 이 치수들을 이용하여 토커의 환산계수를 계산한 후, 코 일에 흐를 수 있는 최대 전류를 계산하면, 최대 입력각속도가 계산되어진다. 토커의 특성해석은 3차원 유한요소법을 이용하였으며, 유한요소 해석 결과로부터 토커의 환산 계수를 계산하였다. 실제 제작한 자이로의 성능실험을 통하여 제안된 토커 설계 알고리즘의 유용함을 입증한다.