1. 자기부상기술 (Magnetic Levitation Technology)
영구자석 또는 전자석의 N극과 S극 사이에서 발생하는 자기력을 사용하여, 대상체를 중력에 대해 공중으로 부상시키는 기술을 의미한다. 이 때 발생되는 자기력은 각 물체 간에 동일한 전극이 형성되어 발생하는 흡인력과 다른 전극이 형성되어 발생하는 반발력으로 구분할 수 있다.
2. 자기부상열차
이러한 자기부상기술을 이용한 분야 중 우리에게 가장 널리 알려진 것이 아마 자기부상열차일 것이다. 자기부상열차는 동체가 자력을 이용하여 지상에서 뜬 상태에서 고속으로 기동할 수 있도록 개발한 것으로 비접촉성을 가지고 있다. 이러한 비접촉성을 사용하여 시속 500km 이상의 고속으로 열차가 달릴 수 있다. 한국에서는 지난 1990년 한국전기연구원에서 국내 최초로 자기부상열차 "KOMAG-01" 을 개발하였다. 현재 과천 국립중앙과학관, 대전 엑스포공원 등에 도시형 자기부상열차가 운행되고 있다.
3. 자기베어링
산업분야에서 널리 사용되고 있는 자기부상기술 중 하나는 자기 베어링 기술이다. 자기 베어링은 비접촉성을 가지면서 무윤활이기 때문에 오염 발생 가능성이 현저히 낮고, 초고속 운전이 가능하며, 고장 발생 가능성이 낮아 널리 사용되고 있다. 특히 공작기계의 스핀들이나 터보 분자펌프로 사용되고 있다. 공작기계의 스핀들에 자기 베어링을 채택하여 가공 속도 및 가공 정밀도를 향상 시킬 수 있으며, 고능률의 가공을 실현시킬 수 있다. 또한 터보 분자펌프의 터빈 날개를 초고속으로 회전시킴으로써 진공기밀의 내부에 있는 기체를 배출하여, 내부를 초진공으로 만들어주는 역할을 하기도 한다.
4. 자기부상 청정이송
최근 반도체나 디스플레이 공장 내에서의 부품이나 제품의 운송을 위해 자기부상 기술이 활용되고 있다. 대표적인 것으로는 자기부상 엘리베이터와 자기부상 반송시스템을 들 수 있다. 이러한 장비들은 자기부상의 비접촉 기술을 충분히 활용하여 별도의 오염원 없이 반도체 웨이퍼나 디스플레이용 패널을 공장 구내에서의 이송이 가능하다. 자기부상 리프트는 웨이퍼나 대형패널을 운송하는 엘리베이터 각 면에 2개씩의 전자석을 설치하여 가이드 레일과 엘리베이터 간격을 5mm정도로 유지하게 된다. 자기부상 반송시스템은 기존의 자기부상열차의 원리를 축소하여 웨이퍼나 대형패널을 공정 간에 이송하여 주는 물류 시스템이다.
5. 초정밀 자기부상 스테이지
자기부상 스테이지 기술은 자기부상의 비접촉 특징과 고정밀 실시간 제어기의 특징을 접목하여 만들어진 장치이다. 이 기술은 자기부상 기술을 이용하여 대상체를 비접촉으로 부상시킨 후, 나노미터급으로 초정밀하게 제어하는 기술이다. 이 기술은 차세대 반도체 생산과 차세대 디스플레이 등 산업계의 혁신을 갸져올 수 있는 기술이다. 한국전기연구원에서는 300mm 웨이퍼용 초정밀 자기부상 스테이지를 개발하여 상용화 단계에 있다.
6. 자기부상 에너지 저장장치
자기부상력은 에너지 저장 분야에도 활용된다. 이는 역학 에너지를 저장하는 방법으로 자기장 내부에 초전도성 바퀴를 무한 회전하게 하여 전기 수요가 적은 시간에 발전소에서 생산된 에너지를 임시로 저장할 수 있게 된다.
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