일반기술

자석을 이용한 선형동력장치

장치의 구성은 선형동력장치, 전류제어장치, 자기부상장치, 동력변환장치로 구성된다.선형동력장치는 수평방향으로 운동자의 역할을 하는 영구자석이 한쌍의 전자석과 대향되게 구성되어 전자석 사이에서 인력과 척력을 동시에 받는 것으로서 강력한 직선 구동력을 나타낸다.이 장치는 전자석과 영구자석의 자력선이 대향적으로 나타나도록 구성한 동력기로서 영구자석(네오디움자석-일반 막대자석의 20배)의 보자력이 동력기의 효율로 증대되어 나타난다.한편, 운동자(영구자석)의 밑면에 자기부상장치를 구성하여 운동자의 하중을 상쇄시킨 상태에서 왕복 슬라이드운동을 구현하므로 효율적인 동력장치이다. 소용량의 자기부상장치는 영구자석을 이용하고 대용량의 자기부상장치는 구간별로 궤도상에서 동작하게 하여 에너지가 필요 개소에만 사용되게 된다.종래의 자석을 이용한 장치로서, 전자석에 의한 장치는 편단 운동이거나 영구자석의 경우 모터의 계자자속(페라이트 자석)으로 이용되었으나 기계적 구성의 자력선이 대향적으로 이용되지 못하여 효율이 크지 않았다. 본 선형동력장치는 연속동작을 하는 장치로서 자석의 성질중 인력과 척력을 동시에 받아서 작동하고 영구자석(운동자)이 전자석과 대향적으로 구성되어 전자석의 크기만큼 보자력이 항시 발생되어 상호작용에 의한 에너지 증폭효과가 나타난다.자기부상장치의 설명으로, 운동자 (영구자석)의 하중은 동일극성의 척력을 이용하여 하중을 상쇄하게 되어 에너지의 효율은 물론 기계적인 내구성이 향상되고 소음이 적게 된다. 본 장치에서 소모동력은 정류기와 전자석에 의한 동손(2%)과 철손(3%), 정류과정에서 발생되는 다이오드(SCR)의 열손실(5%)이 발생되고, 운동자의 마찰손실은 거의 없게 된다. 따라서 동력기의 효율은 170~180% 로 나타난다. 장치의 기구선도 설명으로 자석간 공극에서 작용하는 힘은 거리의 역제곱에 반비례하여 운동거리가 짧아서 기구선도로 이용하기가 곤란하였으나, 본 장치에서는 공극간 작용하는 힘을 선형비례로 작용하게 하여 공극의 운동거리를 확대시켜 기계적인 장치의 이용이 용이한 기구선도를 구현하였다.