일반기술

선형모터 성능평가용 다이나모미터

선형모터 성능을 평가하기 위한 장치로서, 연속적으로 부하를 인가할 수 있는 물질인 자기유변(magneto-rheological; MR) 유체 또는 전기유변(electro-rheological; ER) 유체에 인가되는 자기장 또는 전기장의 세기를 제어함으로써 원하는 부하를 발생시키는 가변부하장치를 이용하여, 선형모터의 성능을 용이하고 정확하게 측정할 수 있도록 하는 선형모터 성능평가용 다이나모미터이다. 선형모터는 직선방향으로 왕복 구동되는 모터로서, 산업전반에 걸쳐 기초 기반장치로 직선왕복운동이 필요한 자동화 장비, 반도체 생산 기계, 계측 장비, 의료기기등 다양한 분야에 적용되고 있다. 이에 따라 다양한 선형모터가 개발/연구 중이며, 또한 선형모터의 개발 및 실제적용에 있어서 선형모터의 효율 및 성능을 평가할 수 있는 장치를 필요로 하고 있다. 기존의 회전형모터의 성능평가를 위한 장치는 이미 실용화가 되어있는 반면, 선형모터의 성능평가를 위한 장치는 아직까지 만족할 만한 수준까지 개발되어 있지 않다. 선형모터는 회전형모터의 회전운동과는 달리 선형 왕복운동을 하므로 기존의 회전형모터의 성능평가용 장치를 이용하는 것은 쉽지 않다. 종래의 선형모터의 성능평가 장치의 예로서, 레일 위를 주행하는 선형모터에 변위, 속도, 가속도, 운동방향의 추력을 측정하여 상기 데이터를 분석함으로써 성능을 평가하는 장치가 있다. 이러한 장치는 부하요소와 연결된 선형모터의 성능을 측정하는 것이 아니라 선형모터 자체의 운동을 측정함으로써 선형모터의 성능을 평가한다. 상기 장치에서는 가변부하를 발생시키는 요소를 구비하고 있지 않으므로, 실제 기계 시스템에 적용되어 기계적인 부하를 받는 선형모터의 정확한 성능을 평가할 수 없는 문제점이 있었다. 이에, 성능을 평가하고자 하는 선형모터의 운동 양상을 고려하여 가변적인 부하를 인가하는 것이 가능하며, 또한 실시간으로 부하의 크기를 조절하는 것이 가능한 가변부하장치를 구비함으로써 선형모터 작동중에 존재하는 순간 정지상태에서의 정지마찰 등에 의한 성능평가의 저해요소를 최소화하여 선형모터의 성능을 용이하고 정확하게 측정할 수 있는 선형모터 성능평가용 다이나모미터가 제공된다.측정하고자 하는 선형모터의 운동 양상을 고려하여 MR/ER 유체에 가변적인 부하를 인가함으로써, 선형모터 작동 중에 존재하는 순간 정지 상태에서의 정지마찰, 관성력, 기타 에너지 소산 요소와 같은 성능평가의 저해요소를 최소화하여 선형모터의 성능을 용이하게 하고, 측정 정확도에 대한 높은 신뢰성을 갖게 한다. 또한, 인가되는 자기장/전기장을 제어함으로써, 선형모터로 전달되는 부하량의 실시간 제어가 가능해지고, 이를 통하여 다이나모미터의 구조가 단순화될 수 있다.선형모터는 자동화장비, 계측 장비, 의료기기 뿐만 아니라 반도체장비, 정밀공작기계분야의 수요가 증가함에 따라 지속적으로 증가하는 시장이다.