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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 양석조
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 충남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수8
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본 연구에서는 가장 일반적으로 설계될 수 있는 전자기형 진동에너지 하베스터의 3가지 타입에 대한 최적 설계에 관한 연구를 수행하였다. 하베스터의 출력 전압 및 출력 파워에 대한 최적화를 수행하였으며, 각 타입에 대해 출력이 최대가 되는 설계 변수를 도출하였다. 또한 종횡비를 고려한 최적설계를 수행하여 같은 부피 대비 출력을 최대화 할 수 있는 종횡비를 분석하였다. 각각의 설계 변수는 무차원의 비율로서 정의하여 하베스터의 크기에 관계없이 일반화된 결과를 도출하였다. 정자기 유한요소해석과 수치적분을 이용하여 하베스터의 출력 성능을 시뮬레이션 하였으며, 설계 최적화 과정에는 9수준의 직교배열과 크리깅 기법을 이용한 근사최적설계를 수행하였다. 또한 제시한 설계 방법을 기반으로 스마트 타이어에 사용되는 센서의 전원 공급을 위한 전자기형 진동 에너지 하베스터를 설계하고 제작하여 그 출력을 분석하였다. 낮은 속력에서의 출력을 증대시키고, 높은 속력에서의 설계 안정성을 높이기 위해 자석 스프링을 사용했으며, 실제 지면에서부터 타이어에 전달되는 가속도를 수식적으로 모델링하여 출력 시뮬레이션을 수행하였다. 시험 결과를 통해 출력 목표치인 60Km/h 속력에서 5mW 이상의 에너지 수확 조건을 만족하는 것을 확인 할 수 있다.
목차
1. 서론 12. 전자기형 진동에너지 하베스터의 최적 설계 32.1 대상 타입 32.2 최적설계 절차 52.3 하베스터 System Equation 62.4 기계-전기 변환계수의 계산 92.5 직교배열 및 크리깅 모델을 활용한 최적화 113. 최적설계 결과 133.1 종횡비에 따른 출력 결과 133.2 각 타입별 설계변수의 최적값 143.3 시험 검증 164. 스마트 타이어 센서 전원 공급장치로의 응용 204.1 설계 개요 204.2 가진원 분석 및 하베스터 형상 설계 214.3 최적설계 및 시스템 모델링 234.4 시험 및 출력 결과 분석 245. 결론 25Reference 26
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