◎정밀계측 분야에 “큰 걸음”/자기 N·S극 반발원리 응용 마찰없애/기계작동때 저항으로 인한 오차 줄여

수입에만 의존해 오던 자기베어링용 본드자석이 국내 연구진에 의해 개발돼 실용화 됐다.

한국과학기술연구원(KIST) 금속연구부 정원용 박사팀은 오토전자 마그네트사업부와 공동으로 3억원의 연구비를 투입,2년간의 연구끝에 적산전력계의 자기 베어링용 알리코계 본드자석의 실용화에 성공했다고 밝혔다.

자기베어링은 자기의 같은 극의 반발력을 이용해 제조된 베어링이다.두개의 링형의 자석 표면에 같은 형태로 N극과 S극을 자화시켜 이를 위아래로 배열하면 위에 위치한 자석은 허공에 뜨게 된다.자기베어링은 이같은 원리를 이용해 마찰저항이 없는 베어링을 제조한 것으로 기존의 기계식 베어링에 비해 정밀도가 높은 특징이 있다.

지금까지 전기 사용총량을 측정하는 적산 전력계는 기계식을 채택해 왔다.이는 전기사용량에 따라 돌아가는 알루미늄판의 지지를 위해 기계식 베어링을 사용,베어링에 장착된 볼의 저항으로 인해 전기량 측정에 오차가 발생할 수도 있다.

정박사팀은 영구자석 재료인 알리코의 입도(입자의 크기와 분포)를 적절히 조절,유기물 결합제를 사용해 정밀한 본드자석을 제조하는데 성공했다.

정박사팀은 이번에 개발된 자기베어링용 본드자석을 자기식 적산전력계에 장착,독일의 한 회사에서 공극(자석 양극의 간격),표면자석 밀도 편차,시동실험등 6개월동안 사용가능성을 시험한 결과 정확성이 입증돼 국내 최초로 독일로부터 특성인증을 받았다고 밝혔다.즉,공극은 최적 기준치인 1.2㎜,표면자석밀도의 편차는 7%로 기준치 8% 이내로 나타났다는 것이다.

공동연구자인 오토전자는 이번 개발품을 올해 하반기부터 연간 1백만개씩 생산, 한전 납품사에 공급하고 있다.자기베어링용 본드자석은 적산전력계 뿐만 아니라 직류모터,스텝모터,픽업장치,토크 트랜스미터,속도 측정기등과 같은 각종 정밀 계측기기등에 핵심부품으로 이용될수 있다.

이번 개발로 연간 50억원의 수입대체 효과와 5백만불의 수출효과를 거둘 수 있게 됐다.

정박사팀은 개발과정에서 확보한 결합제와 자성분말의혼합기술,본드자석의 제조기술,다극 착자기술등의 핵심요소기술을 바탕으로 대용량의 자기베어링을 생산할수 있는 기술을 축적하는등 앞으로 정밀 계측기에 사용되는 다양한 본드자석의 개발에 활용할 수 있을 것으로 기대했다.<신연숙 기자>