| 요약 |
본 발명은 로렌쯔 힘을 이용하는 수동/능동 겸용 자기 베어링에 관한 것이다. 보다 상세하게는 공극 내에서의 위치에 따라 자속밀도가 달라지도록 공극 설계를 하여, 로렌쯔 원리에 의해 DC 전류가 흐르는 코일이 미리 설정된 위치에서 벗어나지 않도록 설계된 수동/능동 겸용 자기 베어링을 제안한다.본 발명에 따르면, 로터의 중앙부에 영구 자석이 위치하고, 로터의 외곽부엔 공극이 있어서 영구 자석의 N극에서 나온 자속이 바깥쪽 공극을 지나 S극으로 돌아가는 구조의 자속 경로가 형성된다. 공극은 중앙부에서는 좁고, 바깥쪽으로 갈수록 넓어지도록 설계되어 반경 방향 위치에 따라 영구 자석에 의한 자속 밀도가 다르다. 한 편, 공극 사이에 위치한 코일들은 스테이터(stator)에 굳게 고정되어 있는데, 코일에 일정한 전류가 흐르고 있는 경우 로터가 미리 설정된 위치를 벗어나면 마주 보는 코일에 작용하는 자속 밀도가 달라지므로 로렌쯔 힘의 평형이 깨어지고 코일에 복원력이 발생하여 그 반작용으로 로터가 안정되게 부상하게 된다. 이와 같은 수동 자기 베어링의 기능에 더하여, 로터의 위치를 측정하여 코일의 전류를 제어하면 기존의 능동 자기 베어링의 역할도 수행할 수 있다.따라서, 본 발명에 의한 수동/능동 겸용 자기 베어링은, 제어기가 없어도 부상의 안정성이 확보될 수 있을뿐더러, 정밀 위치 제어, 고속 회전, 가변 동특성 등 기존 능동 자기 베어링의 장점은 물론, 로렌쯔 힘을 이용하므로 재질의 히스테리시스 손실 및 와전류 손실로부터도 자유로운, 안정성과 효율이 높은 자기 베어링 시스템이다.로렌쯔 힘, 자기 부상, 수동 자기 베어링, 능동 자기 베어링
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