[한국기술뉴스] 한국공학대학교 메카트로닉스공학부 김기현 교수 연구팀은 자기부상열차의 위치 안정성을 향상시키는 진동 감쇠 장치를 개발했다. 개발된 기술은 한국공학대학교 산학협력단을 통해 2016년 06월 07일 특허를 출원(출원번호 제1020160070391호)했다. 특허 명칭은 '진동 감쇠 장치 및 이를 포함하는 시스템’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

자기부상열차는 전기에서 자기력을 발생시켜 레일에서 열차를 띄우는 기술을 말합니다. 자기부상열차는 바퀴와 선로 간의 마찰이 없기 때문에 일반 철도차량에 비해 발생하는 소음이 적습니다. 또한 바퀴식 열차에 적용되는 각종 베어링, 드라이빙 기어 등과 같은 마모 가능 부품의 수가 적어 유지보수비가 적게 든다는 장점이 있습니다. 

한편, 자기부상열차는 렌츠의 법칙을 활용해 자석이 도체 주변을 움직일 때 자기장을 만들어 유도 전류가 그에 맞는 방향으로 흐르도록 합니다. 이때 공기 베어링을 구비한 선형 모터의 경우 특정 위치에서 정지하고자 할 때 불규칙적인 진동을 발생시켜 위치 안정성이 떨어진다는 문제점이 있습니다.

한국공학대학교 김기현 교수 연구팀은 직접적인 물리력을 가하지 않고 감쇠력을 가할 수 있는 진동 감쇠 장치를 발명했습니다.

본 발명의 진동 감쇠 장치는 전도성 소재로 이루어진 도체와 코일, 영구 자석으로 구성되어 있습니다. 코일의 배열은 도체를 향하는 방향으로 설계되어 자기장의 세기를 강화할 수 있습니다. 본 장치를 활용한 자기부상열차는 코일에 흐르는 전류의 방향 및 전류의 세기를 조작하여 영구 자석으로부터 자기장을 상쇄하도록 함으로써 열차를 이동시킬 수 있습니다. 또한 이동 방향에 대해 반대 방향으로 감쇠력을 가하도록 함으로써 열차를 정지시킬 수 있습니다.

즉, 본 발명의 진동 감쇠 장치는 영구 자석 및 코일 사이에 전자계를 형성하여 발생하는 전자기력에 의해 진동을 감쇠시킬 수 있습니다. 이를 통해 자기부상 이동체의 가속 성능을 유지하면서 위치 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 

다자유도 댐퍼 역할을 수행할 수 있는 진동 감쇠 장치의 개발을 통해 자기부상열차, 자기부상 물류이송 등 다양한 이송 시스템의 발전에 활용도가 높을 것으로 기대됩니다.