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해상용 영구자석형 풍력 발전기

해상용 직접 구동형(direct_drive)영구자석 동기 발전기(PMSG)의 구조와 전망제출일자 : 2010.6.22과목명 : 풍력에너지 개론담당교수 : 박현철 교수님학번 : 20100623이름 : 원정현목 차1. 서 론21). 기술 현황2① 국외 기술 현황② 국내 기술 현황③ 국내 현 기술상태의 취약점2). 해상용 풍력발전의 필요성5① 설치장소의 한계성② 시스템 운반상의 문제③ 세계 시장의 현황 및 전망④ 국내 Wind Map2. 영구자석형 동기 발전기(PMSG)111). 동기발전기11① 3상 동기발전기 원리② 동기속도③ 유기 기전력2). 영구자석13① Alnico 자석(주조자석)② Ferrite 자석(소결자석)③ 희토류 자석④ 본드 자석⑤ 고무자석⑥ NdFeB 자석의 특성⑦ NdFeB 자석의 B-H curve 특성3). 발전기 Type15① Axial-flux machine② Transversal-flux machine③ Radial-flux machine4). 발전기의 구동 방식17① Geared 방식② Gearless 방식5). 발전기의 여자 방식19① 권선형 여자 방식② 영구자석형 여자 방식③ 여자 방식 비교6). Rotor 구조20① SM rotor design② RM rotor design③ PS rotor design④ 각 Rotor 구조의 비교7). 권선 방법24① Slot winding② Air gap winding③ Single-core winding8). FEM simulation25① 상세 설계② 설계 사양③ 실제 Simulation 설계 (maxwell V.11 사용)3. 해상용 풍력발전의 시장 추세281). 전 세계 해상용 Wind Farm 설치 현황282). 각국의 초대형 해상풍력 발전기 개발 현황283). 국내 풍력발전기개발 현황294). 세계 Top 10 기업의 풍력발전기 시장 점유율304. 요약 및 결론311). 해상용 풍력발전31① 용지확보 용이② 해상의 바람③ 고속화, 대형화 가능④ 소음 공해 방지와 관광지 효과2).직접 로 시스템 종합형태의 상용 시스템 개발(2) 준대형 풍력발전 시스템의 요소기술 개발○ 한국화이바에서 750 kW급 회전자 개발 (2001)○ (주) 효성에서 660 kW급 풍력발전기용 증속기 및 유도발전기 개발 (2001)○ 한국전기연구소에서 750 kW급 제어 및 계통 연계장치 개발 (2002)(3) 소형 풍력발전 시스템 개발○ 국산화 개발 완료 및 성능향상, 고 신뢰성 확보를 위한 현장시험 진행○ 10 kW급 소형 풍력발전 시스템 개발 (’04～’06) : 준마엔지니어링 주관○ 100 kW급 소형 풍력발전 시스템 개발 (’04～’06) : 한진산업 주관(4) 준대형 풍력발전 시스템 개발○ 750 kW급 Geared Type 풍력발전 시스템 개발 (‘01.12～’04.12) : (주) 효성을 주관기관으로 애드컴텍, 코헤의 산업체와 에기연, 기계연, 서울대 등이 참여하여 개발 완료○ 750 kW급 Gearless Type 풍력발전 시스템 개발 (‘01.12～’04.12) : (주) 유니슨을 주관기관으로 한국화이바의 산업체와 포항공대, RIST 및 전북대 등이 참여하여 개발 완료, 현재 실증시험 중 (‘04.09～’06.08)○ 1 MW급 Dual Rotor Type 풍력발전 시스템 개발 (‘01.12～’04.12) : (주) 코윈텍을 주관기관으로 (주) 정명기술단, 성진지오텍, (주) 코모텍, (주) 그린파워 등의 산업체와 전북대, 서울대 등이 참여(5) 대형 풍력발전 시스템 개발○ 1.5 MW급 육상용 풍력발전 시스템 개발 : (유) 한진산업 자체개발 완료 (독일과 MOU 체결)○ 2 MW급 풍력발전 시스템 개발 (‘04.09～’07.08) : (주)효성 주관○ 2 MW급 multibrid형 풍력발전 시스템 개발 (‘04.09～’07.08) : (주) 유 니슨 주관○ 3 MW급 offshore용 풍력발전기 시스템 개념설계 (‘04.09～’06.02) : 서 울 대학교 중심으로 수행 완료○ 3 MW급 offshore용 풍력발전기 개발 (‘06.08～’09.07.1%)○ 2012년 3.62GW로 증가 예상 (전체 보급량의 4.7%)○ 2020년 유럽 50GW/전 세계 100GW 보급 목표○ 2030년까지의 추세를 전망해 보면 육상용 풍력발전에 비해 해상풍력 발전 의 비율이 급격히 증가○ 세계적인 추이를 따라 가기 위해 해상 풍력발전의 연구 계발은 필수○ 해상풍력 설치규모는 2011년 1.5GW에서 2020년 6.9GW로 지속적으로 성장하 며, 이후 해상풍력시장 규모가 육상풍력시장보다 커질 것으로 예상됨○ 2020년 총 해상풍력 규모는 40GW로 총 유럽 풍력발전량의 약 25%에 해달 될 것으로 예상④ 국내 Wind Map(단위 : 천toe/년)지역구분(16개 시도명)이론 잠재량이용 잠재량육상해상육상해상서 울0000부 산01,0530105대 구22020인 천1457451575광 주13010대 전22020울 산1999012090경 기 도3,86011,3963861,140강 원 도9,76790397790충청북도3,39903400충청남도4,0659,427407943전라북도3,6814,329368433전라남도4,01565,6264026,563경상북도11,5091,1391,151140경상남도5,15018,1755151,818제 주 도7741,17078117계46,620115,1174,66211,512○ 육상에서 풍력발전이 가능한 풍속이 부는 지역은 산간 지역과 바닷가 근처 로 한정○ 육상 보다 해상의 풍속이 훨씬 강함○ 풍속의 3제곱에 비례하는 풍력에너지()를 볼 때 해상 풍력이 훨씬 더 경제적○ 한국의 풍력발전 잠재량을 고려하였을 때 육상보다 해상의 잠재량이 2~3배 많음2. 영구자석형 동기 발전기(PMSG)1) 동기 발전기① 3상 동기 발전기 원리○ 교류발전기 중에서 회전자와 고정자(固定子)의 상대속도가 회전자기장과 동 기해서 회전하는 발전기○ 원통형 성층 철심의 안쪽에 3조의 권선 aa' bb' cc'를 120도 간격을 두고 배치하고, 120°의 간격으로 3개의 기전력이 발생○ 전기자가 회전하면 회전 전기자 형, 계자가 있으며 Plate Type. Strip Type 등이 있고, 여러 가지로 Cutting해서 홍보물로도 사용. 일부는 저급용 모터에도 사용. 요즘은 NdFeB 고무자석도 등장함.[출처] 자석의 종류|작성자 부드럽게 살자http://blog.naver.com/paynoh?Redirect=Log&logNo=10052304851⑥ NdFeB 자석의 특성※ Curie temperature:물질이 자성을 잃는 온도원자의 열에너지가 자기 모멘트의 결합에너지와 같아지는 온도따라서 이 온도 이상에서는 자기 모멘트가 결합하지 못하여 상자성 을 가진다※ 소결(sintering):가루 또는 그것을 다른 형대로 가압 ,성형한 것을 녹는점 이하의 온도로 가열 했을 때, 가루가 녹으면서 서로 밀착하고 엉기면서 굳어지는 현상○ Air gap에 충분한 자속 밀도 공급 가능한 자석○ 온도에 따른 소자 특성이 충분함⑦ NdFeB 자석의 B-H curve 특성○ 선형적인 부분에서는 자석의 극성이 변하지 않아 영구자석의 특성을 보임○ Knee 포인트를 넘어가면 자석의 극성이 변함○ 온도가 올라감에 따라 Knee 포인트가 줄어들어 자석의 소자가 쉽게 일어남3) 발전기 Type① Axial-flux machine크게 Toroidal stator와 Double-sided stator로 나뉜다.○ 간단한 end windings○ 구조물에 stator를 고정하기 어려움○ 냉각 시스템을 구축하기 어려움○ Active weight를 줄일 수 있음○ rotor의 디자인이 복잡② Transversal-flux machine○ 권선을 넣을 수 있는 공간이 증가○ Pole pitch를 작게 제작 가능○ 상대적으로 복잡한 디자인③ Radial-flux machine =>현재 PMSG용으로 가장 많이 제작○ 좁은 Air gpa○ 구조가 간단하고 제작이 용이해 현재 가능 널리 사용4) 발전기의 구동 방식① Geared○대부분의 정속운전 유도 발전기를 사용하는 풍력발전시스템에 해당되며 유도발전기의 높은 정격회전수에 맞추기 Type○ SM Type에서 자석의 소자 위험은 좀 더 진보된 자석물질을 사용하고 자석의 두께를 늘리면 피할 수 있음○ PS Type은 그 구조상 자석의 소자를 피하기 용이하고, 전압의 파형이 사인파 형에 가깝게 나오지만 가격과 성능이 좋지 않은 특성을 나타냄○ SM Type 다음으로 좋은 특성을 보이는 것은 RM-3 타입○ 현재 풍력발전기 시장에서 SM Type이 주를 이루고 있음7) 권선 방법① Slot winding 방법 =>현재 가장 널리 쓰임○ Stator에 slot을 파야 하므로 상대적으로 복잡○ Slot안에 넣을 수 있는 권선의 양이 한정되어 있다.② Air gap winding 방법○ 권선을 넣을 수 있는 공간이 좀 더 확보 됨○ Tooth로 인한 cogging 토크를 피할 수 있음○ Stator winding의 Reactance가 줄어듬○ 상대적으로 큰 air gap ( 보다 많은 자석물질을 요구함)○ 냉각 시킬 수 있는 면적이 줄어듬○ 권선의 와전류 손실이 생김③ Single-coil winding 방법○ Winding의 절연에 유리○ 발전기의 직경을 줄일 수 있음○ 매우 간단한 design○ 만들기 쉬우나 효율면에서 다른 winding에 비해 약간 떨어짐8) FEM simulation지금껏 조사한 내용을 바탕으로 Maxwell이라는 Tool을 사용하여 SM rotor type을 가지는 발전기를 디자인 하여 직접 FEM simulation을 실습해 보았다.○ NdFeB자석 사용○ SM rotor type○ Slot winding① 상세 설계② 설계 사양③ 실제 Simulation 설계 (Maxwell V.11 사용)○ Winding 및 Flux 분포도○ B(자속밀도) 분포도○ Back EMF설계치:3.해상용 풍력발전의 시장 추세1) 전 세계 해상용 Wind Farm 현황2) 각국의 초대형 해상 풍력발전기 개발 현황○ 현재 1.5~2.5MW급의 시장 점유율이 가장 높으나 향후 2MW급 이상으로 시장 형성 예상○ 2020년 이후 초대형 풍력발전가능

공학/기술| 2010.06.24| 36페이지| 6,000원| 조회(830)

해상, 영구자석, 풍력발전기, permanent magnet, PMSG, OFFS..

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직접구동형 영구자석형 풍력발전기 해상용(offshore)

2010년 5월 19일 원 정 현Directly Driven, Low-Speed Permanent-Magnet Generators for Wind Power ApplicationsContents1. Introduction 2. Design of low-speed radial-flux permanent-magnet synchronous machines 3. Discussion 4. Conclusions1.1 Wind generator type① A typical generator (Geared) ② Direct driven generator (Gearless)GearedGearless1. INTRODUCTION※ A typical geared generator1) Advantages - Generators can be connected directly to grid - A simple electrical system - Less harmonics - Knowhow 2) Disadvantages - It operates at constant speed - A gearbox is needed to transfer the frequency - Adds to the weight - Noise - Demands regular maintenance and increases losses※ Direct driven generator (Gearless)1) Advantages - Eliminates the gearbox - High efficiency - Reliability(diminished need for maintenance ) - Reduced weight 2) Disadvantages - Expensive - Generates harmonics in grid by using a inverter1.2 Comparison with a Gearless type and Geared types2.1 Background of the Design① Low speed machine모멘트가 결합하지 못 하여 상자성 을 가진다.※ 소결(sintering) :가루 또는 그것을 다른 형대로 가압 ,성형한 것을 녹는점 이하의 온도로 가열 했을 때, 가루가 녹으면서 서로 밀착 하고 엉기면서 굳어지는 현상2.1 Background of the Design⑤ The curves in the second quadrant-On the linear part (the polarization is not changed) -Beyond the knee of the curve (lose its polarization)2.2 Background of the Optimization① The first optimization = finding a design which is as cheap as possible - the objective function is the cost of active materials(Cost) ② The second optimization = finding a design which has a high pull-out torque - the objective function is chosen to be the pull-out torque per the cost of active materials (Tmax/Cost) ③ The third optimization = finding a design which has high efficiency - the objective function is the electromagnetic losses2.3 Conventional PM Synchronous Machines 2.3.1 Machine Topology① Fractional-slot winding ② q=1.5 (q=slot/pole/phase) ③ NdFeB (mounted on the surface of the rotor yoke or below the pole shoes)2.3.2 Design of the Machines① The electm are also taken into account.※ Pull-out torque :자기동 영역을 넘어서 주파수를 서서히 올릴 경우, 또는 부하토크를 증가시킬 경우 동기를 이탈 하지 않고 발생하는 토크2.3.3 Comparison of Different Rotor Designs2.3.3 Comparison of Different Rotor Designs① Curved magnets ② The air-gap length is constant ③ The manufacturing is more complex than rectangular magnets ④ The cost of curved magnet is higherSM Curved surface-mounted magnets2.3.3 Comparison of Different Rotor Designs① Rectangular magnets ② RM-1`s air-gap length is not constant ③ The rotor construction of rectangular magnet is more complex ④ The assembly of many parallel rectangular magnet may be difficultRM-1 Rectangular surface-mounted magnets, one magnet per poleRM-3 Rectangular surface-mounted magnets, three parallel magnets per pole2.3.3 Comparison of Different Rotor Designs① Pole shoes- protect the magnet from demagnetization, but complex design ② PS-1`s air-gap length is constant ③ PS-2`s air-gap length varies ④ The voltage waveform can be made sinusoidal by using the curved placed in slots every second tooth = No phase insulation needed, the length of overhang windings is short ③ Q=0.5(48/32*3=0.5) is small, so pole pitch is also small cf.(conventional winding 54/12*3=1.5)2.4.1 Single-coil windingA-ACB-C-BA summary of the design (single-coil winding) ① The torque ripple can be made by using fractional slot winding suitable magnet width small slot opening width skewing (expensive) ② The minimum flux density in PM is over 0.2T (sudden three-phase short circuit) - the demagnetization is no problem during a 3-phase short circuit.2.4.2 Design of the Machines2.5 Comparison of the PM Machinesconventional machines(SM) single-coil windings machine(UC)ComparisonConventional Diamond windingsSingle-coil windingsCommon pointThe cogging torque can be reduced to less than 2% of the rated torqueLossHave lower harmonics Low eddy current lossHave higher harmonics High eddy current lossConstruction manufacturingComplicated construction Q=1.5 Low material costSimply and eass are low -The torque ripple can be made by using fractional slot winding suitable magnet width small slot opening width - A good compromise for the magnet width is 2/3 of the pole pitch3.2 Electromagnetic Characteristics of the machines② A three-phase single-coil winding -Reliable insulation system (there is no overlap in the overhang winding) -The diameter can be smaller -Simple design -Easy to manufacture③ Rotor design -The best rotor design is SM -The second best rotor design is RM33.3 Demagnetization of the magnets① Using solid pole shoes ② Using advanced magnet materials (NdFeB, SmCo) ③ Sufficient magnet thickness ④ The single-coil winding machine is easier to avoid demagnetization (because of the stator tooth saturation)The magnetization is not a problem in the conventional surface-magnet machines either3.4 Gearless and Geared SolutionMain data of the 500kW machines4. CONCLUSIONS① A typical geared generator can be replaced by a multipole radial-flux PM synchronous generator (PMS

공학/기술| 2010.05.22| 29페이지| 4,000원| 조회(361)

영구자석, 풍력발전, 직접구동형, OFFSHORE, Permanent, 저속형, 해..

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스텝모터에 대한 모든것

스 텝 모 터1. 정의- Pulse 신호를 줄 때마다 일정한 각도씩 회전하는 모터로 Pulse Motor 나 Stepper Motor라 지칭한다- 입력 Pulse 수와 모터의 회전 각도가 완전히 비례하므로 회전 각도를 정확하게 제어 가능하다- 디지털신호로 제어하기 용이하므로 Computer로 사용하기에 편리하다2. 특징1) 장점- 모터의 총 회전각은 입력 Pulse 수의 총수에 비례, 모터의 속도도 또한 초 당 입력 Pulse 수에 비례한다.- 모터의 총 회전각은 입력 Pulse 수에 의해 결정되기 때문에 회전각(Step Angle) 검출을 위한 Feed-back이 불필요하다.- 제어계가 간단해서 상대적으로 가격이 저렴하다.- 1 Step당 각도오차가 적고, 오차는 누적되지 않고 기동정지, 정/역회전의 응답성이 좋다- 기종 및 정지 응답성이 양호하므로 Servo Motor로써 사용이 가능하다.- DC Motor와 같이 Brush 교환 등과 같은 보수를 필요로 하지 않고, 신뢰성이 높다.- 자기 유지력이 있어서 브레이크 등을 사용하지 않고도 정지 위치를 유지할 수 있다.- 디지털신호로서 정확한 제어를 구현하는 데에 있어서 편리하다.2) 단점- 특정 주파수에서는 진동, 공진 현상이 발생하기 쉽고, 관성이 있는 부하에 약하다- 고속 운전시 탈조(脫調: 출력이 입력 속도를 따라가지 못해 중간 중간 펄스가 빠지며 심한 경우 정지 버리는 현상)하기 쉽다- 보통의 Driver도 구동 시에는 권선의 인덕턴스 영향으로 인하여 권선에 충분한 전류를 흘리게 할 Pulse 비가 상승함에 따라 Torque가 저하하여 DC motor 에 비해 효율이 떨어진다- 큰 힘이 필요한 대용량의 구동계에 사용되기는 어렵다- 모터 자체에는 Feed-back 메커니즘이 없어서 피드백 신호가 필요할 때는 모터의 회전축에 광학 인코더 등을 부착하거나 정밀 가변저항(Potentiometer)을 부착하여야만 실제로 움직인 거리를 알아낼 수 있다.- 일반적으로 크고 무거우며 크기에 비해 토크가 적고 과부하에서 난조를 일으키고 고속회전이 곤란하고 저속 회전 시 진동이 발생한다3. 종류 (구조에 따라 구분)구조에 따라 Variable Reluctance, Permanent Magnet, Hybrid PM등 3가지 Type 으로 구분된다.

공학/기술| 2008.12.04| 10페이지| 2,500원| 조회(2,376)

회전, 권선, 모터, 입력, 펄스, 스텝모터, 유니폴라, 2상, 1상

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SRF05와 ATmega128을 이용한 초음파 거리 측정기 평가A좋아요

2008년도 졸업작품전 결과보고서초음파 센서를 이용한 신장측정기지도교수 이양우2008. 12. 1동의대학교 전기공학과원정현(2001R0651)배영규(2001R0718)송종철(2002R0652)류지양(20032968)구은지(20032903)차 례차 례1. 서 론 ------------------------------------------------------------- 11.1 과제배경 및 동향 ------------------------------------------------- 11.2 과제목적 -------------------------------------------------------- 11.3 과제내용 및 범위 ------------------------------------------------- 11.4 신장계의 정의 --------------------------------------------------- 21.5 자동 신장측정기 ------------------------------------------------- 22. 초음파 센서를 이용한 신장측정기의 제원 및 구동 ------------------------- 32.1 ATmega128 ----------------------------------------------------- 32.2 초음파 센서 ----------------------------------------------------- 72.3 온도 센서 ------------------------------------------------------- 92.4 Step Motor ----------------------------------------------------- 102.5 AVR 개발환경 -------------------------------------------------- 213. 제작 방법 --------------------------------------------------------- 23제어되는 양방향성 I/O포트이다.- PORT D포트 D는 내부 풀업 저항을 갖는 8비트의 양방향 입출력 포트이다.PORT A, C와 마찬가지로 일반 범용 I/O핀으로 사용될 때는 신호의 방향을 결정짓는 DDRD, 핀을 통해 출력될 데이터를 저장할 PORTD, 핀을 통해 입력되는 데이터를 저장할 PIND, 이렇게 3개의 레지스터 설정을 통해 제어되는 양방향성 I/O포트이다.- PORT E포트 E는 내부 풀업 저항을 갖는 8비트의 양방향 입출력 포트이다.PORT A, C, D와 마찬가지로 일반 범용 I/O핀으로 사용될 때는 신호의 방향을 결정짓는 DDRE, 핀을 통해 출력될 데이터를 저장할 PORTE, 핀을 통해 입력되는 데이터를 저장할 PINE, 이렇게 3개의 레지스터 설정을 통해 제어되는 양방향성 I/O포트이다.- PORT FPORT A, C, D와 마찬가지로 일반 범용 I/O핀으로 사용될 때는 신호의 방향을 결정짓는 DDRF, 핀을 통해 출력될 데이터를 저장할 PORTF, 핀을 통해 입력되는 데이터를 저장할 PINF, 이렇게 3개의 레지스터 설정을 통해 제어되는 양방향성 I/O포트이다. 하지만 PORT F의 기능중 ADC0 ~ ADC7로 사용할 경우에는 A/D컨버터로사용되는 데 우리가 작품을 구현하기 위해서는 이 포트의 사용의 비중이 아주 컸다.?A/D 컨버터란 무엇인가?연속적인 신호인 아날로그 신호를 부호화된 디지털 신호로 변환하는 일.아날로그 디지털 변환을 수행하는 기계 장치를 아날로그 디지털 변환기(ADConvertor)라고 하는 데, 이 장치는 온도, 압력, 음성, 영상 신호, 전압 등의 실생활에서 연속적으로 측정되는 신호를 컴퓨터에 입력하여 디지털화시키는 장치이다.?A/D 컨버터의 특징?8채널?10비트 분해능?축차비교형(변환시간 수십us의 종속형 A/D Convertor)?내부 아날로그 멀티플렉서 탑재 - 샘플/홀드회로 탑재로 인하여 A/D 동작동안전압 고정화?단극성 아날로그 입력/차동입력 선택?차동입력에서 10배~200배의 증폭 A/D 가능?포트F한전류를 흘리게 할 Pulse비가 상승함에 따라 Torque가 저하하여 DC motor에 비해효율이 떨어진다.?큰 힘이 필요한 대용량의 구동계에 사용되기는 어렵다.?모터자체에는 피드백 메커니즘이 없어서 피드백 신호가 필요할 때는 모터의 회전축에 광학 인코더 등을 부착하거나 정밀 가변저항(potentiometer)을 부착하여야만실제로 움직인 거리를 알아낼 수 있다.?일반적으로 크고 무거우며 크기에 비해 토크가 적고 과부하에서 난조를 일으키고고속회전이 곤란하고 저속 회전 시 진동이 발생한다.2.4.3 Step Motor의 종류구조에 따라 Variable Reluctance, Permanent Magnet, Hybrid PM등 3가지 Type으로그림 2-8 VR Type구분된다.- 가변 릴럭턴스형 (VR형, Variable Reluctance Type)VR형은 연철 또는 성층 강판으로 된 회전자(Rotor)가있고, 톱니 바퀴형의 회전자와 고정자(Stator) 권선에서만들어지는 전자력에 끌려 회전된다. 이 Motor는 무여자(無與磁)일 때 자력이 어느 곳에서도 발생하지 않으므로유지 토크(torque)는 0이 된다. 또한 VR형은 회전자의관성이 작고 고속 응답에 우수하다. 스텝 각은 15˚가일반적이다.그림 2-9 PM Type- 영구 자석형 (PM형, Permanent Magnet Type)PM형은 회전자로 영구 자석을 사용하고 고정자 권선에서발생되는 자기력에 의해 끌려 회전된다. 이 PM형은 영구자석을 사용하기 때문에 무여자시에도 유지 토크가 있다는 점이 큰 특징이다. 영구 자석의 종류에 따라 스텝각이분류되며, 스텝 각이 큰 90˚, 45˚의 모터는 일반적으로알니코계 자석을, 18˚, 15˚, 11.25˚, 7.5˚ 등의 모터는페라이트계 자석을 사용한다.그림 2-10 Hybrid PM Type- 복합형 (Hybrid PM Type)PM형과 VR형을 복합한 타입으로 회전자 바깥쪽에톱니가 나와 있다. 회전자에 축 방향으로 자화된 영구자석이 끼워져 있으며, 그 바깥쪽에 톱의 온도 상승이 낮고, 전원 또한 낮아도 된다.?2상 여자법구분123456789(A)100110011(B)110011001(/A)011001100(/B)001100110-------- 1주기 --------항상 2개의 상에 직류를 흐르게 하는 방식항상 2상의 권선을 여자하면서 여자상을 차례로 전환해 가는 방법이다. 이 여자법에서 Rotor가 정지한 위치는 다음에 나타난 바와 같은 Stator의 이와 이의 중간이다. 이 때문에 1상 여자법에서 정지한 위치로부터 반 스텝 어긋나 있다. 항상 2상이 여자 되어 있으므로 기동 토크가 주어져 난조가 일어나기 어렵다. 상 전환 시에도 반드시 1상은 여자 되어 있으므로 동작 시에 제동 효과가 있다. 다만, 모터의온도 상승이 있고 1상 여자에 비해 배의 전원 용량을 필요로 한다.?1-2상 여자법구분123456789(A)110000011(B)011100000(/A)000111000(/B)000001110------------------ 1주기 ---------------------하나의 상과 2개의 상을 교대로 흐르게 하는 방식이 여자법은 앞에서 설명한 1상 여자법과 2상 여자법을 조합한 것이다. 따라서이 여자법으로 구동되는 경우에는 1상 여자 방식에서의 정지 위치 점과 2상 여자법에서의 정지 위치 점이 교차하여 나타나기 때문에 한 Pulse에 의한 Rotor의회전각은 1상 또는 2상 여자법에 비하여 반으로 된다. 이로 인하여 1상 및 2상여자법에서 200pulse로 1회전이 가능하였던 모터가 1-2상 여자법으로 구동하게되면 400pulse를 주어야 1회전이 가능하게 된다. 즉 스텝각이 1상, 2상에 비교해1/2가 된다. 따라서, 이 여자법은 이상의 방법보다 두 배의 분해 능력이 있다.- 바이폴라(Bi-polar) 구동회로는 복잡해지지만 저속 영역에서의 토크를 개선하는 바이폴라 구동이라는 방법이있다. 이 방식은 모터의 코일에 교대로 전류를 흘리는 방식이다. 유니폴라(Uni-polar)구동과 비교하여 트랜지스터가 2배 필요하다.ata(unsigned char);// 온도 및 신장 측정 함수void TH_Display(void);// 온도, 신장 표시void AD_conv(void);// 온도 A/D 변환void trigger_pulse();// 트리거 펄스 출력void calculate();// 거리 계산 함수void set_init(); // I/O 포트, 타이머/카운터, A/D 변환 초기설정void trigger_pulse2();typedef unsigned char BYTE;unsigned int AD; // 현재 측정 온도unsigned intresult; // 이전 온도unsigned int temperature; // 현재 측정 온도와 이전 온도로부터 얻어진 현재 온도unsigned int distance=0;char toggle1 = 0; // 초음파 반사파 수신 상태int cnt = 0; // 50us 타이머/카운터 인터럽트 걸린 횟수int dis1 = 0; // 측정 거리값int N100=0,N10=0,N1=0,buf=0;void main(void){inti;LCD_init(); // 텍스트 LCD 모듈 초기화// '기‘, ’온‘, ’신‘, ’장‘ 패턴 LCD 등록for(i = 0;i < 32;i++){Command(0x40 + i);// C.G.RAM 어드레스 설정Data(cg_pat[i]); // C.G.RAM 패턴 저장}set_init();// 초기설정while(1) {AD_conv(); // AD 변환TH_Display();// 측정 온도와 신장 표시delay_ms(10);}}// 초기 설정void set_init(){DDRB = 0xff;DDRC = 0b11111111; // 포트C 출력 설정(PC7 : 트리거 펄스 출력)DDRE = 0b00000010; // 포트E 입력 설정(PE4 : 에코 입력)DDRF = 0xF0; // PF4-PF7 출력, PF0-PF3 입력(ADC0, ADC1)delay_ms(50); // wait for system stabili

공학/기술| 2008.12.04| 45페이지| 6,000원| 조회(4,133)

오차, 센서, 초음파, 통해, atmega128, SRF04, SRF05

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SRF05와 ATmega128을 이용한 초음파 거리 측정기

서론신장측정기 병원이나 신체검사 장소에서 흔히 볼 수 있는 키를 잴 때 사용하는 신장 측정기를 모토로 삼아 물체와의 거리를 측정하는 초음파 센서의 원리를 이용하여 초음파로 신장을 측정해보자는 아이디어를 가지고 제작에 임하게 되었다. 초음파센서와 온도센서 초음파는 공기를 매개로 하기 때문에 온도에 따라 속도가 약간씩 차이가 나게 되어 거리 값의 오차가 생기게 된다. 오차를 최대한 줄이기 위해서 온도 센서를 이용하여 값을 보정해주는 방식을 채택하게 되었다.MCU(Micro Controller Unit) 및 소자ATmega128 Atmel사에서 만든 마이크로 프로세서로 초음파센서의 측정 거리와 온도센서에서 온도를 이용하여 거리를 계산한 후 LCD에 나타낸다. 초음파 센서(SRF05) SRF05는 40kHz의 주파수로 된 모듈로서 최소 10us이상의 트리거(trigger) 신호를 주면 모듈에서 8사이클의 초음파가 발사되어 그 시간을 거리로 환산하게 된다. 온도 센서(LM35DZ) 섭씨 0도 일 때 0V에서 시작하여 1도당 10mV씩 증가하는 특성을 이용하여 온도를 측정한다. 스텝 모터(PK-243) 스텝 모터의 1-2상 여자방식을 사용하여 측정기의 외형부분을 구동한다.회로도(전원·제어·센서부)전원·제어·센서부LCD초음파 센서온도센서ATmega128전원부회로도(모터 구동부)모터 구동부ATmega128스텝 모터동작 블럭도주요 함수 동작 흐름도시작-LCD 초기 설정 -”기온신장” 패턴 LCD등록 -시스템 초기 설정-A/D변환 -측정 온도와 신장 표시 -10ms 지연온도측정함수 [AD_conv()]AD 변환 값 읽기기존의 온도 값 90%, 새로 측정한 값 10% 반영하여 새로운 온도 값 계산종료거리계산함수 [calculate()]현재 온도와 측정 시간을 이용하여 신장 계산50us 측정 카운터 리셋종료메인 함수온도 측정 함수거리 측정 함수제작 과정센서 및 스텝 모터부외형조원 역할 분담원정현 설계의 전반적인 분야 참여배영규 센서 및 스텝모터 소프트웨어 설계송종철 초음파센서 회로구성 및 모듈제작류지양 스텝모터부 모듈구성 및 외형 제작구은지 스텝모터부 회로구성 및 외형 제작결론오차가 비교적 큰 저렴한 초음파센서를 사용하여 초음파의 매질이 되는 공기의 온도 고려하여 계산식에 적용함으로써 보다 정확한 거리를 구현할 수 있었다. 강의시간에서 배운 C언어와 마이크로 컨트롤러를 직접 적용해 볼 수 있어서 보다 의욕을 가지고 접근할 수 있었다. 난관이 발생했을 때 문제 해결 능력을 키울 수 있어 조원전체에게 값진 경험이 되었다.{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2008.12.04| 8페이지| 3,000원| 조회(2,957)

오차, 신장, 센서, 초음파, 모터, atmega128, SRF05

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