반응형 공부68 Anti-lock Braking System (ABS) ABS에 대해서 이해하기 위해서는 우선 브레이크, Rolling, 그리고 스티어링이 어떤 원리를 가지는 지를 이해해야한다. 운전자가 브레이크를 밟게 되면, 위 사진처럼 타이어 옆에 있는 Brake pad (연두색)이 작동하고, 타이어의 디스크를 누른다. 이는 바퀴의 회전을 멈추고, 바닥과 타이어 사이의 마찰력에 의해서 차량이 멈추게 된다. 차가 앞으로 나가기 위해서는 바퀴가 구르는 동안 translational movement와 rotational movement가 동시에 일어난다. 바퀴가 땅과 붙어 있는 지점에서는 rotational velocity와 translational velocity가 방향만 다르고 크기가 같기 때문에 해당 지점의 속도는 0이 된다. 차에서 만약 핸들을 돌리게 되면, 차의 .. 2025. 4. 28. Linear Moter (리니어 모터) 위 사진과 같이 자석이 배치되어 있으면 척력에 의해서 중간에 있는 자석이 움직이게 된다. 이러한 움직임이 리니어 모터의 원리의 근간이 된다. 리니어 모터는 위 사진과 같이 움직이는 shaft 부분과 멈춰있는 coil arrangement 부분으로 구성되어 있다. 여기서 coil arrangement 부분은 electric power input을 받는다. 움직이는 shaft는 secondary, 멈춰있는 coil 부분은 primary라고 부르기도 한다. 리니어 모터의 원리를 알아보기 위해 간단한 winding configuration을 보자. 이 winding은 three phase alternating power supply에 의해서 excited 된다. 따라서 위 사진처럼 current가 변하게.. 2025. 4. 27. Tesla Model3 Motor (테슬라3 모터) 테슬라에서는 기존에 주로 사용되던 Induction Motor를 사용하지 않고, 자체 제작한 IPMSynRM (왼쪽)이라는 새로운 모터를 사용하고 있다. Induction Motor는 일정한 속도로 오랜 시간 운행할 때 3-4%의 에너지를 rotor bar에 전류를 발생시키는데 사용하기 때문에 비효율적이다. 또한, 자동차에서 사용되는 모터는 starting torque가 중요한데, Induction Motor가 IC engine보다 starting torque가 좋기는 하지만, 같은 크기의 모터에서 영구자석을 이용하면 더욱 좋은 starting torque를 낼 수 있다. PM Motor는 영구 자석을 이용해서 높은 starting torque를 보이고, rotor에서 energy loss가 일어나지.. 2025. 4. 27. 증기 터빈 (Steam Turbine) 증기 터빈의 블레이드를 살펴보면 위 사진과 같은 air foil 형태를 갖고 있는데, 이러한 구조는 pressure difference를 만들어 내고, 이에 따라서 터빈을 회전시키는 lift force가 발생한다. 즉, 유체의 flow 에너지가 mechanical 에너지로 바뀌게 되는 것이다. 한편, 유체는 speed, pressure, temperature에 해당하는 3가지 에너지를 갖고 있는데, 블레이드를 통과함에 따라서 세 가지 형태의 에너지는 모두 블레이드에 일부 흡수되고, 유체의 에너지는 감소한다. speed가 감소한 유체는 이후 블레이드를 회전시킬 수 없기 때문에, 하나의 블레이드 다음에는 위 사진과 같은 Stator가 위치한다. Stator는 터빈 casing에 부착되어 회전하지 않고 고정.. 2025. 4. 27. Tesla Turbine (테슬라 터빈) 일반적인 터빈은 airfoil 블레이드의 위 아래로 지나는 유체의 압력 차이에 의해 발생하는 lift force로 블레이드를 돌린다. 하지만 테슬라 터빈은 액체의 점성을 이용해서 터빈을 돌리는 방법을 고안해낸다. 만약에 위 사진처럼 disc에 평행한 방향으로 viscous force를 발생시키면 disc가 회전하기 시작할 것이다. 이것이 가장 단순한 형태의 테슬라 터빈이다. 하지만 이러한 형태는 대부분의 jet의 에너지가 사라지기 때문에 상당히 비효율적이다. 이를 개선한 모델은 위 사진과 같은 형태이다. Disc와 shaft를 케이스에 넣고, inlet nozzle을 통해서 유체를 넣어주고, 중앙에 위치한 부분을 통해서 배출된다. 기압보다 약간 높은 압력을 가지는 유체를 느린 속도로 넣어주는 경.. 2025. 4. 27. Axial Flux Motors (축방향 자속 모터) Axial Flux Motor는 무게 대비 발생 Torque가 크기 때문에, 비행체와 전기 자동차 등에서 사용 될 수 있는 주목 받는 기술이다. 위 사진과 같이 대부분의 산업에서 사용되는 Radial Motor는 모터의 회전 축과 자기력선속 (magnetic flux)가 수직을 이루는 반면, Axial Motor는 평행하다. 축방향 자속 모터는 기본적으로 permanent magnet과 electormagnet 간의 상호작용을 통해서 동작한다. 여기서 코일은 고정되어 있고, 영구자석은 회전할 수 있다. 코일 A에 전원이 가해졌을 때, 코일 A는 위 사진과 같이 자성을 띄게 된다. 영구 자석의 S극은 코일 A에게 인력이 작용하고, N극은 척력이 작용하게 되면서 그 힘을 합성해보면 위 사진과 같이.. 2025. 4. 27. Mecanum Wheels (메카넘 휠) 메카넘 휠은 일반 바퀴처럼 구를 때, 위 사진과 같이 driving force가 45도의 각도를 가진 방향으로 작동한다는 특징이 있다. 이러한 특징을 이용해서 제 자리에서 180도 회전이나 측면 방향의 이동 등이 가능해진다. 왼쪽 사진과 같이 바퀴 위에 롤러의 축이 평행하게 붙어 있는 경우에는 롤러에 작은 힘만을 줄 수 있다. 하지만 오른쪽 사진과 같이 축이 수직인 경우에는 큰 힘을 가할 수 있다. 메카넘 휠은 이 두 가지 경우를 합쳐서 만들어낸 것이다. 즉, 롤러의 축을 45도 틀어지게 붙이는 것이다. 이러한 롤러를 바퀴에 전체적으로 고정시키기 위해 오른쪽 처럼 바퀴의 측면에 projection을 넣어서 만든다. 이런 형태의 메카넘 휠이 굴러가는 경우를 살펴보면 우선 위 사진과 같은 방향으로.. 2025. 4. 27. Tesla Valve (테슬라 밸브) 일반적으로 많이 사용되는 one-way valve는 움직이는 부분이 있다는 특징이 있다. 니콜라 테슬라는 디자인적 설계를 통해서 움직이는 부분 없이 한 방향으로 흐르는 밸브를 만들어냈다. 위 사진과 같은 형태의 valve에서는 유체가 흐르는 방향과 상관 없이 같은 수준의 resistance를 보여준다. 위 사진과 같이 장애물이 각도를 이루고 있는 경우에는 유체가 흐르는 방향에 따라서 diverging type인지 converging type인지 결정된다. Converging flow에서는 유체가 갈 수 있는 폭이 좁아지면서 유속이 올라가게 되고, 베르누이 법칙에 따라 압력은 낮아진다. Diverging flow에서는 반대 상황이 발생하는데, 유속이 느려지고 압력은 올라간다. 이러한 압력.. 2025. 4. 27. 이전 1 ··· 3 4 5 6 7 8 9 다음 반응형
