철도차량 무센 센서 노드 전원을 위한 광대역 진동 자가발전 모듈 설계 연구

초록

자가발전 모듈을 이용한 무선센서 노드 개발에 있어 공진형 자가발전 모듈은 철도차량 주행 속도에 따라 자가발전 모듈 설계에서 적용한 주 설계 주파수 범위를 벗어날 경우, 자가발전 모듈의 발전량이 달라질 수 있으며, 경 우에 따라서는 주행 진동이 발생하는 상황에도 자가발전 모듈이 전력을 생산하지 못하는 경우 도 발생할 수 있다. 따라서 자가발전 모듈을 이용한 무선 센서 노드 개발에 있어 가장 기본은 자가발전 모듈이 열차 주행에서 지속적으로 전력을 생산할 수 있도록 공진 주파수 변화를 고려한 자가발전 모듈의 설계에 있다. 하지만 철도차량과 같이 주행 환경이 변화는 시스템에 있어서는 설계에 필요한 공진 주파수를 찾는 것이 쉽지만은 않다. 따라서 넓은 진동 주파수 범위에서 작용이 가능한 광대역 자가발전 모듈의 설계가 요구되며, 본 연구에서는 실제 철도에서 측정한 진동 가속도 데이터를 이용하여 이에 관한 연구를 수행하였다.