한국과학기술원(KAIST) 정밀 메카트로닉스 연구실은 모터나 정밀한 구동기 설계 및 제어를 중심으로 연구하고 있다. 현재는 셀프 센싱 자기베어링, 소형 헬리콥터를 위한 로터시스템 개발, 드론 추진기 상태추정시스템 등의 연구를 진행하고 있다.
특히 자기부상시스템 베어링에 대해 꾸준한 연구를 진행해 왔다. 대표적인 예로 혈류펌프를 위한 자기부상형 모터를 개발했다. 이와 같은 경험을 통해 압축기용 자기베어링기술 개발에 필요한 전문성을 갖추고 있다.
노민균 KAIST 교수는 “압축기에 자기베어링을 사용하면 기존의 급유베어링을 사용할 때보다 시스템 효율면에서 장점이 있다”라며 “자기베어링의 특성을 활용하면 사회적, 경제적으로 관심을 받고 있는 히트펌프의 압축기 개발에 기여할 수 있을 것으로 판단돼 이번 과제에 참여하게 됐다”고 밝혔다.
히트펌프시스템 신뢰성 향상 기여
산업용 압축기는 공조용 압축기보다 연속 가동율이 높아 신뢰도가 가장 중요하다. 이에 따라 KAIST는 자기베어링 내부의 갭 센서에 이상이 발생해도 전류 및 전압측정값을 이용해 회전체의 위치를 추정할 수 있는 셀프 센싱시스템을 개발한다. 또한 자기베어링 데이터와 압축기 공력데이터를 이용해 압축기의 과부하 및 서지를 예측하는 알고리즘도 개발할 계획이다.
노 교수는 “자기베어링의 셀프 센싱기술 및 압축기의 과부하 및 서지 예측 알고리즘 개발을 통해 산업용 히트펌프시스템의 신뢰성 향상에 기여할 수 있을 것”이라며 “앞으로도 에너지시스템의 전기화에 필요한 다양한 메카트로닉스 솔루션 개발에 연구역량을 집중할 계획”이라고 강조했다.
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