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리니어 모터

기타 2013.04.16 22:05

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리니어 모터 (Linear Motor)


개 요

(1) 리니어 모터의 개요

○ 리니어 모터는 18세기 중반에 발명되어 초기에는 섬유공업에서의 방적기 북으로 개발되어 사용된후, 1946년 미국 웨스팅하우스에서 리니어모터를 이용하여 항공모함에서의 비행기 이륙 착륙 보조장치인 Electro pult를 개발한 이후, 여러 분야에 응용이 확산되기 시작하였다.

- 그러나 이론을 통한 체계적이며 합리적인 연구는 1950년대에 들어서 영국의 Laithwaite 교수에 의하여 시작되어 현재까지 괄목할 만한 성과를 거두며 발전했다.

- 지금은 많은 연구결과를 토대로 하여 자기부상열차, 리니어 모터카 등의 수송기관과 OA, HA,FA 기기 등 각종 자동화 시스템 분야의 핵심 구동장치로 응용개발이 날로 확대되고 있다. (2) 리니어 모터의 구동원리 ○ 리니어 모터는 일반 회전형 모터를 축 방향으로 잘라서 펼쳐 놓은 형태로, 기존의 일반 모터가 회전형의 운동력을 발생시키는 것에 비해 직선방향으로 미는 힘인 추력을 발생시키는 점이 다르며,그 구동원리는 근본적으로 같다고 볼 수 있다.

(3) 회전형 모터와 리니어 모터의 비교 ○ 회전형 모터는 회전 방향으로 무한연속운동을 하지만, 리니어 모터는 구조적으로 길이가 유한하여 단부가 존재하므로 end effect가 있게 되며,또한 공극이 커서 공극의 자속분포, 추력 특성 등에 있어서 영향을 크게 받아 單機로는 효율이 좋지 못하다.

- 그러나 리니어 모터는 일반 회전형 모터에 비해 직선 구동력을 직접 발생시키는 특유의 장점이 있으므로 직선 구동력이 필요한 시스템에서 회전형에 비해 절대적으로 우세하다. 즉 직선형의 구동 시스템에서, 회전형 모터에 의해 직선 구동력을 발생시키고자 하는 경우에는 스크류, 체인, 기어 시스템 등의 기계적인 변환 장치가 반드시 필요하게 되는데, 이때 마찰에 의한 에너지의 손실과 소음 발생이 필연적이므로 매우 불리하게 된다.

○ 리니어 모터를 응용하는 경우는 직선형의 구동력을 직접 발생시키므로 기계적인 변환장치가 전혀 필요치 않기 때문에 구조가 복잡하지 않으며, 에너지 손실이나 소음을 발생하지 않는 것은 물론 이고 운전 속도에도 제한을 받지 않는 등의 특유의 이점이 있게 한다.

- 따라서 계통의 효율적인 운전과 기능에 있어서 회전형에 비하여 절대적으로 유리하다. 리니어 모터는 이동 방향에 직접 추력을 발생하는 Work를 이동하기 때문에 기존의 회전형 모터를 사용한 설계에 필요했던 볼스크류, 감속기,Coupling 등을 불필요하게 하여 모터 동력의 효율을 높였고, 고속화에 적합한 구조로 되어 있다는 점을 부각시킬 수 있다.

- 또 고정도화에 있어서는 모터와 검출기 사이의 중간 기구가 없어지기 때문에 휨과 Back Lash가 없어져 강성이 향상되며, 고속 응답이 가능하게 되어 고속 가공 시 정도가 향상된다. - Maintenance Free에 있어서는 마찰하는 기계부품을 대부분 사용하지 않기 때문에 거의 Maintenance Free 상태로 장기간 고속 운전 및 고정도를 유지할 수 있으며, [長Stroke화 가능] 에 있어서는 볼스크류를 사용했을 경우의 長Stroke화에 비해 부하 Inertia의 증대가 없고, 미소한 Gap 조정이 불필요하기 때문에 長Stroke화를 쉽게 구성할 수 있다.

- 리니어 모터에서는 고속 시에 발생하는 고유진동수를 회피할 수 있기 때문에 강성이 상승하는 장점이 있다.

○ 리니어 모터(Linear motor)는 모터의 두 요소인 Primary part(회전 모터의 Stator에 해당)와 Secondary part(회전 모터의 Rotor에 해당) 사이의 유도기전력에 의해서 모터 자체가 직선운동을 한다. 리니어 모터를 공작기계의 이송장치로 적용할 경우에 서보 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 기구, 예를 들면 볼스크류 또는 랙피니언 기구가 생략되어 고속·고가속운동이 가능하고, 높은 위치제어 정밀도를 가진다.

(4) 리니어 모터의 종류 ○ 리니어 모터에는 대추력을 얻기 위한 리니어 유도 모터(LIM : Linear Induction Motor)와 고 속 운송을 위한 리니어 동기 모터(LSM : Linear Synchronous Motor), 개루프 위치 서보를 위한 리니어 펄스 모터(LPM : Linear Pulse Motor),고정밀도 위치 결정을 위한 리니어 직류 모터 (LDM : Linear Direct-current Motor) 등이 있다.

○ 리니어 모터의 종류는 다양하지만, 제각기 장점과 단점을 가지고 있다. 따라서 직선구동 시 각 기종마다의 특성을 비교하여 적재적소에 적절히응용해야 할 것이다. 즉 위치 결정 요소로서 LIM, LSM은 고속, 대추력 제어에 적합하고,LDM은 저추력, 고위치 결정 정도의 제어에, LPM은 폐루프 제어가 잘 되어 제어가 간단한 것으로 분류할 수 있다. 시장 동향 ○ 기계의 직선운동에 있어 고위치 결정 정도를 가능케 해주는 리니어 모터는 1980년대 초 국내에 적용하기 시작된 이래 한국경제를 주도하고 있는 반도체 산업, 정밀 측정기, 자동화 산업을 비롯하여 IT 산업, 정밀기계 산업 등에 이르기까지 폭넓은 적용 분야를 가지고 있다.

- 기계의 고정도화(高精度化), 기계부품 조립 용이, 에너지 절감, 간편한 유지보수 등의 경제성과 기술 향상성을 갖추고, 국내 산업의 자동화 및 산업 고도화에 지대한 공헌을 해오고 있다.


○ 특히 리니어 모터와 관련한 LM 가이드는 정부에서 추진하고 있는 자본재 국산화 품목으로 지정되어 그 동안 정부의 지원 아래 꾸준히 국산화에 진력한 결과, 국내 생산 비중이 대폭 확대되어 왔다.

- 또한 현재 범용성이 큰 핵심부품 부문에서 잠재력 있는 기업을 발굴하여 초일류 부품 기업으로 육성하는 것을 목표로, 산업자원부에서 추진 중에 있는 부품·소재 산업육성 대상품목에 포함되어 있어 향후 이 분야에서의 국내 기술이 선진국 수준으로 도약하는데 기여할 것이다.

○ 반도체 산업 및 IT 산업의 발전에 따라 관련 장비 업체가 대폭 증가하고 있어 LM가이드, 볼스크류, 서보 모터, 감속기, 리니어 모터 등, 단품보다는 시스템 수요가 증가하고 있다.

- 산업계 전반의 고속·고정도화 Needs를 배경으로 고속·고정도 위치 결정용 리니어 모터 시스템이 급속도로 보급되고 있다. - 리니어 모터 시스템 시장 전체에서 공작기계 용도의 구성비가 그렇게 높지는 않지만, 자동차와 전기 등 끝없는 생산성 향상과 가공 고정도화가 요구되고 있기 때문에, 리니어 모터 구동 공작기계로의 기대는 점점 커지고 있다.

리니어 모터를 이용한 시스템은 얼마나 정밀도 높은 제품을 얼마나 싸게 생산하여 공급하느냐가 관건이며, 또한 납기가 중요한 경쟁 요소로 되어 있다.

업체동향 ○리니어 모터는 1994년에는 ANOLATE과 INDORAMAT 2개의 메이커가 시장을 제압하고 있었으나, 지금은 참여 메이커도 증가하여 일본에서만 20여 개에 이르는 회사가 치열하게 경쟁하고 있다. ○ 리니어 모터를 공작기계에 적용하는데 있어서 진전을 보인 것은 三井精機工業이 개발한 지그 연삭기로, 리니어 모터의 특징인 고속 구동, 고정도, 격한 반복 운동을 적용하였다. - 그 후 FANUC은 AMADA와 [고속 탄소 레이저]를 발표하여 레이저 가공기 분야에서 리니어 모터의 가능성을 최초로 보여주었다. ○ 리니어 모터가 다시 주목되기 시작한 것은 1998년에 SODICK이 形彫방전가공기에 리니어 모터 구동을 채용했을 때, 고정도 구동이 화제가 되었다.

- SODICK은 그 후 리니어의 외판을 개시하여 三井精機工業로의 판매에 성공하였다.

- Press 기계에서는 1998년에 AID ENGINEERING이 세계 최초로 리니어 모터에 의한 직접 구동 방식을 채용한 소형 정밀 부품용 성형기를 개발했다.

○ 해외 일본 업체로는NSK, Yaskawa 등이, 미국업체로는 Anord1), Dover, Northern Magnetics INC, Trilogy SYSTEMS 등이 있고, 국내 주요업체는 져스텍(주), 미래산업, 삼성테크윈 등의 업체가 있다.

○ 현재 세계 시장은 미국 업체들이 시장 선점을 하고 있으며, 연구 분야에서는 일본이 다양한 성과를 보이고 있다.


○ 미국에서는 수년 전부터 다양한 상품을 개발하고 현장에 적용하여 현재 시장을 확대 중인 상태로,Anorad, NorMag 등의 미국 업체의 경우 미국뿐만 아니라 전 세계적으로도 가장 대표적인 업체들이다.

○ 독일 및 일본의 대기업에서도 자체 장비의 적용을 위해 오래 전부터 연구 개발 및 상품화를 위하여 노력하고 있으나, 미국 업체들에 비해 미미한 시장점유율을 갖고 있다.

○ 최근에는 직선 베어링 업체들 중에 서 일부 상품화 기술을 개발하여 본격적인 시장 진출을 꾀하는 등 치열한 초기 시장 선점을 위해 노력하고 있다.

○ 국내에서는 삼성전자, 삼성 테크윈 등 일부 대기업과 전자부품연구원등에서 반도체 장비에 적용하기 위하여 리니어 모터 단품을 연구개발한 경험을 가지고 있다.

○ 미래산업과 져스텍, 삼성테크윈이 엘리베이터와 공작기계 분야에서 고효율 리니어 모터를 채택하면서 수요가 급증하는데 따라 이 분야의 생산을 늘리고 있다.

○ 리니어 모터는 회전운동을 하는 일반 모터와 달리 직선상에서 직접 움직이기 때문에 빠른 동작속도와 정밀한 위치 제어가 가능한 차세대 모터제품으로 각광 받고 있으나, 시스템 운용에 고도의 노하우가 필요하고 가격은 높지만 국내 수요는 미미한 편이다.

○ 미래산업은 리니어 모터를 채택한 고속 칩마운터「MPS.1010, 1020」의 판매 호조에 따라 리니어 모터를 월 200∼250대 생산 중이며, 칩마운터 외에 테스트 핸들러 장비에도 리니어 모터를 탑재할 계획이어서 자체 모터 생산량을 늘릴 방침이다.

- 이를 위해 이 회사는 리니어 모터의 핵심부품인 고자성 ND 자석의 안정적인 공급을 위해 일본스미토모와 제휴관계를 맺는 등 리니어 모터 생산기반 확충에 주력하고 있다.

져스텍도 리니어 모터 생산시설을 새로 구축하고 월 200대 이상 생산할 계획을 가지고 있다. ○ 삼성테크윈도 자사의 칩마운터「CP.60L」에 리니어 모터를 적용하기로 하고, 올 상반기 중 월 500대의 리니어 모터 양산체제를 갖추고 있다. 기술개발 동향 ○ 리니어 모터의 연구 개발에 필요한 핵심 기술로는 고효율을 가지는 제품의 최적 설계를 위한 전 자장 및 방열해석 기술, 공작기계에 적합한 유니트 구조 설계 및 제작 기술, 고출력용 리니어 모 터를 위한 전용 드라이버 제작 기술, 리니어 모터특성 해석을 위한 객관적 성능 평가 기술, 고속· 고강성·고정도의 안정된 운전 특성을 위한 제어기술 등이 있다.

- 그러나 국내 업체들의 경우 고정밀 리니어 모터 드라이버 설계 기술 개발 등, 설계 및 이와 관련한 부문의 신뢰성 문제에서 있어 선진국에 비해 다소 열악한 상태이다. ○ 리니어 모터가 공작기계의 이송 장치로 기술 개발되어 머신닝 센터나 연삭기에 적용된 역사는 지금으로부터 약 10년에 이르고, 초기의 유도식 리니어 모터가 1994년 이후로 동기식 리니어 모터로 기술 전환이 이루어진 후, 고속·대추력의 리니어 모터를 장착한 공작기계의 출시 빈도는 해를 더할수록 증가하고 있다. - 지난 10년 동안 고속·고추력·고효율의 리니어모터 자체의 성능 향상을 위한 연구 개발과 더불 어 공작기계에 적용을 위한 설계 기술, 그리고 NC-Controller, 측정 장치, 냉각 장치, 칩 방지 기구와 같은 리니어 모터를 위한 주변 기기의 기술 개발도 활발히 이루어지고 있다. ○ 미래산업은 대학들과의 연구 프로젝트를 통하여 SMD2) 마운터에 리니어 모터를 적용한 모델을개발하여 일부 제품에 장착 중이며, 철도기술연구원 역시 국공립연구소, 민간연구소 등과 함께 리니어 모터 자기부상 열차를 개발 중에 있으나, 리니어 모터의 국내 기술은 아직 걸음마 단계에 불과한 실정이다.

- 그러나 기존의 직선 운동 기구가 차지하고 있는 시장을 리니어 모터가 대체한다고 보면, 국내 리니어 모터 시장의 성장 가능성은 밝은 편이다.

KIST 출신의 연구원으로 이루어진 져스텍은 자동화 시스템, 게임 시뮬레이터 등에 적용한 경험을 바탕으로 최근 단품 상품화를 완료하고 본격적인 생산 및 수출을 추진하고 있다.

(1) 분야별 기술 개발 동향 ① 반도체 장비 ○ 리니어 모터는 정밀 기기(반도체 장비 등)의 차세대 핵심 주요 부품이기 때문에, 반도체 산업 및 전자 관련 설비 소비자가 리니어 모터의 1차주요 수요처다.

- 대형 LCD 패널을 가공하기 위한 고속, 고정밀의 시스템에 리니어 모터가 채용되고 있으며, X선· Electron beam 리소그라피 장비, 집적 회로와 웨이퍼 생산 및 검사 장비, 스테퍼 장비 등 반도 체 장비에 리니어 모터가 채용되고 있다.

○ 300mm 웨이퍼 제조 장비는 0.13의 디자인 룰에대응하기 위해 보다 정밀하여야 하고, 또한 대구 경 웨이퍼에 대해 높은 생산성을 올리기 위해서 보다 정밀하여야 하며, 대구경 웨이퍼에 대해 높 은 생산성을 올리기 위해 고속화 되어야 한다.

- 대부분의 반도체 장비에 있어 고속과 초정밀화의 성공 여부는 웨이퍼나 칩을 움직여주는 스테이지의 초정밀 위치 결정 성능에 달려 있으며, 이러한 스테이지 위치 결정 기술은 산업계의 핵심 기반기술이다.

- 이에 대응하기 위해 리니어 모터를 응용한 초정밀 위치 결정 기술과 관련한 기술이 업계를 중심으로 개발되고 있으며, 향후 국내 반도체 장비업체에 의해 채택될 전망이다.

○ 일본 톰슨은 반도체 제조 장치 등에 탑재하는 리니어 모터 구동의 위치결정 기기「나노 리니어NT」를 개발하였다.


- 동 장치는 단면의 높이가 14mm로 얇고, 가감 속도의 성능을 나타내는 추진력은 최대 25N(약2.2kg)으로, 현재 발매 중인 제품에 비해 약 2배 빠르며, 슬림형인 것이 특징이다. - 일본 톰슨의「나노 리니어NT」는 반도체 제조 장치나 검사 장치, 전자 부품 실장기, 의료 기기 등 의 기구에 탑재되어, 가공 대상물의 정밀 위치를 결정하며, 용도에 맞춰 스트로크의 길이가 25mm 와 65mm의 두 종류에서 선택할 수 있다.

- 동 장치는 반도체 제조장치 등의 소형화에 맞추어 슬림화했다. 이 외에, 가동 테이블의 무게도 170g으로 경량화를 도모했으며, 높은 추진력으로 가속도 성능이 높기 때문에 최고 속도(초당 1.5m) 에 도달하기까지의 시간이 짧아, 작업 공정의 단축에 연결된다. 가공 대상물의 최대 가변중량은 5kg, 반복 위치 결정 정밀도는 ±0.5 미크론으로 고정밀, 저속 운전의 경우에도 언제나 안정된 정확한 위치 결정이 가능하다.

○ 국내에서도 KIST 연구팀이 위치 제어의 정밀도가 4나노미터로, 기존의 압전 리니어 모터(50나모미터)에 비해 10배정도 우수할 뿐만 아니라,

3kg의 무게를 이동할 수 있는 리니어 모터를 개발하였다. - 국내 리니어 모터는 수 나노미터까지 위치 제어가 가능하고, 구조가 간단할 뿐 아니라 소형이며 경량이고, 이동거리를 자유롭게 조절 할 수 있는 새로운 압전 리니어 코터를 한국과학기술연구원 박막재료연구센터 윤석진 발사팀은 자체기관 고유사업과 중소기업청 부품소재연구사업(참여기업 : 피에조 테크놀로지)으로 연구 개발한 것이다.

- 국내 KIST에서 개발한 리니어 모터는 전기를 가하면 수축과 팽창이 일어나는 압전 세라믹의 단순 진동을 선형으로 바꾸는 독창적인 구조를 적용하였고, 또한 이에 사용된 압전 세라믹도 이미개발이 완료되어 특허가 등록된 상태이다.

- 동 제품은 특히 개발된 리니어 모터는 초음파(20kHz이상) 교류전원으로 구동되기 때문에, 소음이 없고 전자파 장애가 없어 정밀 위치제어에 유리한 조건을 갖추었다. - 국내 KIST가 개발한 압전 리니어 코터는 나노미터의 정밀도를 갖고 1초 동안 40cm를 이동할 정도로 빠르며, 작동 중 발생하는 소음이 매우 작고, 속도와 위치를 자유자재로 제어할 수 있는 장점이 있다. ○ 노광 장비에서 요구사항 - 노광 장비에서 제일 큰 과제는 스루풋이다. 위치굴절 검사 장비와 CD-SEM은, 관리 정밀도에 충분한 샘풀링수를 웨이퍼 내에서 추출해서, 그 결과를 스루풋으로 계산하고 있다. - 현재의 스루풋 스팩에서의 샘풀링수는 200mm와 300mm에서 바뀌지 않고 있으나, 스캔식 노광 장비에서는 웨이퍼 전면을 노광해서 소정의 스루풋을 달성해야 한다.

- 쇼트 사이즈에 따라 노광 쇼트수가 증가에 이르렀다. 스탭 거리와 스캔 거리가 증가하기 때문에, 웨이퍼 스테이지를 보다 고속으로 이동 제어하는 기술이 필요하다. 또 노광 순서도 스루풋에 큰 영향을 미치기 때문에 최적화가 필요하다. 물론, 4배로 이동하는 레티클 스태이지와의 동조도 정확해야 한다.

- 따라서 스테이지의 경량화, 강성강화, 리니어 모터 발열 대책, 진동 대책, 노광발열제거 등 상당히 많은 과제가 연구되고 있다.

○ 검사 장비에서 요구사항 - 위치 보정 검사 장비에 대해서는 노광 장비의 얼라이먼트와 같이 TIS, WIS의 문제가 대두되고 있으며, CMP 프로세스 등에서는 계측값의 신뢰성이 없는 상태로 동 분야에 대해 리니어 모터와 관련하여 연구되고 있다.

② 공작기계 Mazak, Mori-seiki, DMG 등을 제외하고는 일본표준기 업체 대부분이 리니어 모터 부착기를 출시하고 있어, 일본 공작기계 업계에서 리니어 모터 부착은 보편화되어 있는 것으로 나타나고 있다.

- 공작기계에서의 리니어 모터 적용은 1993년 EMO 전시회에서 처음 선보였는데, 일본의 경우는 1994년 미쓰이精機工業이 개발한 지그 연삭기에 적용한 것이 최초였다. 리니어 모터 시스템의 기술적 과제는 발열에 대한 대책과 환경대응 (클린 룸 대응)이었지만, 최근 각 사의 독자적 개발로 거의 이러한 문제가 해소되면서 점차 보편화되고 있는 추세라고 한다.

○ 전시회를 보면 리니어 모터 구동방식 기계, 이것은 회전식 서보 모터와 공모양 나사, 여기에 동력을 전달하는 기구 등으로 구성되어 있는 기존의 운반 장치를 대신해 평탄한 리니어 모터를 채용하는 것이 특징이다.

○ 일본의 화낙과 소딕, 그리고 독일의 DMG 등 모터 선진 기업들은 고속·고정밀 공작기계용 리니어 모터를 자체 개발해 높은 수익을 거둬들이고 있으나, 국내에서 개발된 리니어 모터의 경우, 무게를 지탱하는 힘이 약해 공작기계에는 탑재되지 못하는 기술적 한계를 보이고 있는 것이 특징이다.

- EMO나 JIMTOF 등 전시회에 출품된 것은 톱니바퀴 절삭이나 정밀금형 등의 가동에 사용되는 지그 연삭기, 검색장치가 상하운동하는 부분에 리니어 모터를 장착해 2.3G(중력가속도)의 가속도를 달성하고 있다. - 특히 검색장치가 상하운동하는 속도가 분당 4백회로, 지그 연삭기로는 세계 최고속을 실현하고 있으며, 가공 시간도 기존 제품의 3분의 1이나 4분의 1 정도에 불과하다. - 업체와 대학 등으로 구성된 LMT 연구회가 출품한 분당 80m의 고속 운반을 실현한 리니어 모터MC가 출시되었다.

  • 리니어 모터 MC의 실용화에는 당분간 어려움이 따를 것으로 보이는데, MC는 범용 기종이기 때문에 연삭기나 전용기와 달리 사용처에 따라 움직이는 방법이 다르다. 리니어 모터를 사용하면 보내는 가속도가 커져 사용방법에 따라 진동이나 소음등 여러가지 문제가 발생한다.

○ 고속 고강성 분야와 관련해서는 고속 고추력 개발 분야를 중심으로 개발되고 있으며, 이는 동분야가 개발이 되어야 고속직선 이송운동에 적용할 수 있기 때문이다. - 모터 시스템의 설계, 제작, 성능평가 기술과 이를 구동하기 위한 리니어 모터 드라이브 제어기술 분야가 주로 연구 개발되고 있다.

○ 리니어 모터가 다른 응용 분야와 달리 공작기계, 특히 NC에 이용되기 위해선 상당한 추력과 절삭저항에 대한 위치 유지가 필요하기 때문에 강성및 고속제어가 가능해야 한다. - 따라서 위상위제어기와 드라이버 간의 실시간 디지털 통신을 위하여, 확장성이 용이하고, 작업 환경이 열악한 공간에서 잡음에 영향이 적은 광케이블을 이용한 Sercos 통신 방식에 관한 활발한 연구가 진행되고 있다.

- 드라이버의 CPU는 DSP(TMS320C31), 인버터스위칭 소자로는 IPM을 각각 사용하고 있는 것으로 조사되고, 제어기는 구조가 간단하고 외란에 비교적 강인하여, 산업 현장에서 많이 사용되고 있는 PID 제어기를 사용하여 연구 개발되고 있는 것으로 조사된다.

○ 국내 벤처기업으로는 앤디텍이 일반기계 가공과 금형 가공·방전 가공·레이저 가공 등의 공작작업에 적합한 리니어 모터를 개발하였다.

- 앤디텍은 추력을 높이기 위해 코일 및 자석을 다중으로 배열하는 리니어 모터 기술을 개발하였다.

· 하드웨어의 원활한 구동을 위해, 열손실이 작으면서도 400V대의 고전압에서 사용이 가능하도록 PWM 서보 모터 드라이버를 자체 개발하였다.

- 특히 비접촉 방식으로 구동됨에 따라 마모와 분진 발생이 없어 반도체 크린룸을 비롯해 정보통신 기기 생산 설비 및 금형제조 설비 등, 청경 환경 속에서 작업이 필요하거나 자동차 생산 설비처럼 고하중의 제품을 고속으로 이송할 때 적합하다고 한다.

- 앤디텍이 개발한 리니어 모터는 가동자석형 으로 리니어 모터의 코일부분이 고정자로, 자석부분이 이동자로 배치된다. 이동자의 착탈이 쉽고 드라이버 기술을 바탕으로 고전압·고전류가 가능한 것이 특징이라고 한다.

- 핵심 기술인 고전압 드라이버 기술은 권선에 전류가 흐를 때 발생하는 자속과 영구자석에서 발생하는 자속 사이의 관계에 의해 추력을 발생시 키며, 구동방식은 힘을 움직이고자 하는 방향으로 정렬시켜 이동자를 구동시키는 직접 구동 방식이며, 이동자와 고정자가 비접촉식이므로 마모가 없고 구조가 간단해 유지비용이 거의 들지 않는다. 1G 이상의 가속 능력, 초속 2m/s의 급속이송 속도 등의 제어 특성을 가능하게 하는 특징이 있다.

③ 냉동기용 압축기 ○ 냉동기용 압축기는 여러 종류의 압축기 중 대표적이며, 또한 널리 사용되는 로터리 압축기, 스크 롤 압축기 및 터보 압축기가 있고, 터보 압축기가 가장 많이 냉동기용 압축기로 사용해 왔으나, 최근 국내 업체에 의해 왕복운동으로 전기가 훨씬덜 들고 크다는 이점이 있는 리니어 모터도 연구되어 왔다.

○ 최근 LG전자가 압축기(컴프레서)를 기존 부품대신 선형압축(리니어) 방식을 적용한 리니어 컴프레서를 채택한 친환경 저소음·초절전 기능이 강화된 디오스를 출시하였다.

- LG전자가 채택한 리니어 컴프레서는 모터의 회전운동을 직선운동으로 바꿔 냉매를 뿜어내 약 20% 정도의 에너지 변환 손실이 발생하는 기존 방식과 달리, 선형 모터의 직선운동만으로 곧바로 냉매를 분출시켜 전력 소모와 소음을 모두 크게 줄여주는 특징이 있다.

· 세계 가전업체들도 리니어 컴프레서를 개발 진행 중이며, LG전자가 세계 최초로 상용화한 기술로 타 업체들은 2∼3년 후에나 리니어 냉장고 상용 제품을 출시할 수 있을 것으로 업계는 예상하고 있으며, 또 이 기술은 냉장고 뿐 아니라 에어컨 및 자동차용 에어컨 등으로도 확대될 것으로 보인다.

· 리니어 컴프레서의 원천기술은‘선파워’라는 회사가 보유하고 있으며, LG전자는 지난 91년 이회사와 라이선스 계약을 체결하는 등 선진 기술력 확보에 주력해 왔으며, 이를 기반으로 지난 10여 년간 연인원 102명의 개발 인력과 600억원의 연구비를 투입했다고 알려져 있다.


[용어정리]

유속계 流速計(Current meter) 유체(流體)의 흐르는 속도를 측정하는 계기. 주요 종류에는 날개차식 유속계와 피토관식 유속계가 있다. 날개차식은 날개차나 프로펠러의 회전속도가 유속에 비례하는 것을 이용한 것으로, 로빈슨 풍속계와 에크만멜츠 조류계(潮流計) 등이 있다. 피토관식은 피토관을 흐름 속에 놓고, 유체의 동압(動 壓)을 조사해서 유속을 측정하는 것으로, 항공기의 속도계로 채택되고 있다.

이밖에 전열선(電熱線)에 흐름이 닿게하고, 흐름에 의한 전열선의 온도강하를 전기저항의 변화로서 포착하여 유속을 구하는 열선 유속계(熱線流速計)도 있다.


회전계 回轉計(Revolution indicator) 전동기의 축과 회전체의 회전속도 및 회전수를 측정하는 계기. 회전속도를 측정하는 것을 회전 속도계, 회전수를 측정하는 것을 회수계라고도 한다. 원심력을 응용한 원심력식 회전계는 옛날부터 사용되고 있다. 추를 어떤 축의 주위로 회전시키면 이 추가받는 원심력은 회전속도에 비례한다. 회전속도에 의해 이동하는 추의 힘으로 축에 끼운 통(筒)을 움직이게 하며, 그 통이 이동한 거리 로 회 전 속 도 를 알 수 있 다 . 또 발 전 기 의 발 생 전압은 회전수가 증가하면 전압도 증가한다. 따라서 전압을 측정함으로써 회전속도를 알 수 있다.

선박 등에 사용되고 있는 전기식 회전 속도계가 바로 이것이다. 자동차·전차의 속도를 측정하는 속도계는 바퀴의 회전으로 영구자석을 회전시켜 그 자기장 내에있는 도체가 맴돌이 전류에 의해 끌리는 힘을 이용해서 회전속도, 즉 바퀴의 속도를 측정하게 되어 있다.

이밖에 일정한 너비를 가진 흑백무늬를 방사상으로 붙인 스트로보스코프도 회전속도를 측정하는 데 사용되므로, 이것도 회전속도계라고 할 수 있다.

회전축의 속도가 아니고 몇 바퀴 돌았는지를 나타내는 회수계는 여러 단(段)의 기어열(列)을 이용한 것이 많다.

1/10씩 감속한 여러 개의 기어를 사용하며, 회전수는기어에 의해 움직이는 숫자로 표시된다. 따라서 이 회전계는 디지털식이라 할 수 있다. 이에 비해 앞에서 설명한 원심력식 회전계나 전기식 회전 속도계는 아날로그식이다. 또 시계를 짜넣고 일정한 시간 내의 회전수를 직접 지침으로 읽게 만든 허슬러형 회전계나, 전기적인 펄스에 의해 전자관 계수회로로 회전수를 측 정하는 것 등이 있다.

출처: 최병삼의 IT전략 노트 http://www.seri.org/bt/btindex.html?btno=63

http://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%A6%AC%EB%8B%88%EC%96%B4_%EB%AA%A8%ED%84%B0

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Posted by 아크k