진동에너지 수확장치의 자기스프링 설계 및 해석

초록

최근 들어 열, 소음, 진동 등의 형태로 주변환경에 흔히 존재하지만 유용하게 사용되지 못하고 버려지는 에너지에 대한 관심이 높아지면서 관련 연구 사례가 급증하고 있다. 에너지 수확장치 또한 다양한 연구 중 한 사례로서, 철도 연구 분야에서도 진동에너지 수확장치를 적용하기 위한 노력이 진행되고 있다. 진동에너지 수확량을 높이기 위해 수확장치의 공진주파수를 진동원의 주파수와 일치시키며, 이를 위해 코일스프링, 캔틸레버 빔 등 기계강성을갖는 부품을 이용한다. 그러나 이러한 장치를 철도 차량에 적용 시, 주행 중에 지속적으로 발생하는 큰 가속도의 진동으로 인해 기계강성 부품들의 피로파괴가 쉽게 발생한다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 자기스프링을 설계하여, 영구자석 간의 비접촉력 발생 특성을 이용하고자 한다.