졸업전기공학 압전외팔보의 구동회로제작

졸업전기공학 압전외팔보의 구동회로제작

[졸업][전기공학] 압전외팔보의 구동회로제작.hwp

목차 초 록 1. 서론 2. 압전체의 기본 개념 3. 압전 외팔보(Piezoelectric Cantilever)의 원리 3.1 압전 모터 (Piezo Motors) 3.2 압전 발전기 (Piezo Generators) 3.3 압전 외팔보 (Piezoelectric Cantilever) 4. 압전 외팔보의 장점 및 응용 4.1 압전 외팔보의 장점 4.2 압전 외팔보의 응용분야 5. 유한 요소법(압전 외팔보의 특성 예측) 5.1 유한 요소법의 개념 5.2 유한요소 정식화 5.3 유한 요소 해석 5.3.1 압전체의 임피던스 해석 5.3.2 압전 외팔보의 임피던스 해석 6. 구 동 회 로 설계 및 실험 6.1 구동 회로의 설계과정 6.2 구동 회로 제작 및 출력 파형 6.3 압전 외팔보의 동작 확인 6.3.1 질량에 따른 공진 주파수 변화 6.3.2 질량에 따른 변위 변화 6.3.3 전압에 따른 변위 변화 7. 결론 참고 문헌 Abstract 본문 1. 서론 압전 재료는 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환시키는 압전 직접효과(piezoelectric direct effect)와 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시키는 압전 역효과(piezoelectric converse effect)를 갖는 기능성 세라믹스를 지칭한다. 간단한 형상을 가지며 소형화가 가능한 압전체는 초음파 모터, 압전 변압기 및 압전 외팔보 등 소형화 및 집적화가 요구 되는 산업 분야에 널리 응용되고 있다. 특히 소음이 적고, 낮은 전류에서 동작하며, 전자적인 간섭을 배제하는 장점을 가지는 압전 외팔보는 다양한 진동시스템에서 대체 액츄에이터로써 압전 팬, 마이크로 펌프 및 데이타 저장 장치로 널리 응용되고 있다. 특히 본 논문에서 다룰 압전 외팔보 팬은 유동체의 흐름을 만들어 냉각에 사용하기 위해서 얇은 탄성체를 압전체를 이용해서 동작시킨다. 본 논문에서는 압전 역효과를 이용한 외팔보의 특성을 유한요소법을 통해 예측해 보았으며, 구동 회로를 제작하여 실제 동작을 살펴보았다. 본문내용 구동 회로 제작 Driving Circuit Design of Piezoelectric cantilever 초 록 압전 효과(Piezo Effect)는 많은 분야에서 이용된다. 특히 본 논문에서는 한 부분은 고정하고, 다른 부분은 자유로운 외팔보를 압전소자와 결합한 압전 외팔보(Piezoelectric Cantilever)를 제작하여, 이 압전 외팔보의 전압변화에 따른 동작에 대해 유한요소 해석법(Finite Element Method) )을 이용하여 압전 외팔보의 동작 특성을 파악하여 보았다. 압전 외팔보를 실제로 구동하기 위한 회로를 제작한 후, 전압 변화에 따른 실제의 공진주파수를 측정하여 유한요소법을 이용한 이론값과 비교를 하였다. 그 이외에 압전 외팔보의 고정되지 않은 말단 부분에 질량 변화를 주어 참고문헌 [1] Reinhard Lerch, Simulation of Piezoelectric Devices by Two and Three Dimensional Finite Elements, IEEE. Transaction on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control, vol. 37, pp. 233-247, May 1990. J. [2]Philipp Burrmann,, Arvind Raman, and Suresh V. Garimella , Dynamics and Topology Optimization ofPiezoelectric Fans, IEEE. Transaction on Components And Packaging Technologies, vol. 25 No. 4, DECEMBER 2003 [3]Kui Yao, Kenji Uchino Analysis on a composite cantilever beam coupling a piezoelectric bimorph to an elastic bladeSensors and Actuators A89(2001) 2001.