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문제 정의
- 본 논문에서는 영구자석을 이용하여 회전형 MR 브레이크를 고안해 보았다. 기존의 회전형 MR 브레이크는 코일과 MR 유체로 구성되어 있어서, 코일에 전류를 인가하면, 코일 주위에 자장이 형성되고 이 자장에 의해 MR 유체의 점성을 변화시켜 브레이크로서의 작용을 하게 하였다.
- 본 논문에서는 영구자석을 이용한 새로운 회전형 MR 브레이크를 제안하고, 해석 및 설계를 하였다. 해석결과 제안된 회전형 MR 브레이크는 초기 예상과 같이, 영구자석의 위치에 따라 일정영역(region 1)에서는 제동력이 거의 없고, 회전속도가 증가함에 따른 원심력으로 영구자석의 위치가 설계에 의해 지정된 특정영역에 도달하게 되면 제동력이 증가함을 알 수 있었다.
- 기존의 회전형 MR 브레이크는 코일에 흐르는 전류를 이용하여 MR 유체 주위에 자기장을 형성하여 작동시키는 방식이다[1]. 본 연구에서는 영구자석을 이용한 새로운 방식의 회전형 MR 브레이크를 제안하고 해석 및 설계를 수행하였다.
- 따라서, MR 유체를 이용한 시스템을 해석 시에는 전자기장에 대한 해석을 수행하여야 한다. 이를 위하여, 본 논문에서는 유한요소법을 이용하여 MR 브레이크 시스템내의 전자기장 분포를 해석해 보기로 하였다.
가설 설정
- region 1에서는 회전자와 스테이터 사이 공극에서의 자계의 세기가 약해야하므로, 이 영역에서는 스테이터의 재질을 비자성체로 정하였으며, 브레이크 작용이 일어나는 region 2에서는 회전자와 스테이터 간 공극에서의 자계의 세기가 커야 하므로, 스테이터의 재질을 자성체로 설정하였다. 자석의 초기위치는 중심선에서 반경방향으로 5mm 떨어져 있다고 가정하였으며, 초기위치에서 반경방향 변위(dr)에 따른 전자기장 해석을 수행하였다. 자석의 크기를 Table 1과 같이 2가지 경우로 나누어 해석을 수행해 보았다.
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