KR100533994B1 - 철도 차량의 전압 및 전류 검지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철도 차량의 전압 및 전류 검지 시스템에 관한 것으로 특히, 동일 또는 유사한 기능을 하는 장치나 회로를 공동으로 사용할 수 있게 함으로서 보다 구성이 용이하고 저렴한 철도 차량의 전압 및 전류 검지 시스템에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 철도 차량의 전압 및 전류 검지시스템에 있어서, 각각 전기 장치의 전압 및 전류 감지 센서에서 감지된 신호가 입력되는 다수의 단자대와 ; 다수의 채널을 갖고 있으며, 상기 단자대를 통하여 입력된 감지 신호를 계측장비가 인식할 수 있도록 전류/전압 변환하는 변환기를 포함하여 구성되며,

이에 따라 전압 및 전류 검지 시스템의 구성에 소요되는 인원 및 장비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

철도 차량의 전압 및 전류 검지 시스템{ELECTRIC CURRENT AND VOLTAGE CHECK SYSTEM FOR TRAIN VEHICLE}

본 발명은 철도 차량의 성능 검지 시스템에 관한 것으로서 보다 상세하게는 동일 유사한 기능을 갖는 전기 장치를 종합적이고, 효율적으로 관리할 수 있는 철도 차량의 전압 및 전류신호 검지 시스템에 관한 것이다.

더욱 상세하게는 같은 기능을 갖는 전기 장치로부터 감지된 신호를 단자대를 통하여 변환기로 입력시켜 전류/전압 후 계측장비에 입력하여 계측하도록 함으로서 각 전기 장치 마다 계측 장비를 설치해야 하는 번거로움을 해소하고, 자재를 절감할 수 있는 철도 차량의 전압 및 전류신호 검지시스템에 관한 것이다.

대량 수송 수단으로 널리 이용되고 있는 수단으로는 철도가 있으며, 이러한 철도에는 사용 연료나 속도 등에 따라 여러 가지로 분류되고 있으나, 이러한 각각의 철도 차량은 이에 의해 수송되는 물건이나 인원이 많으므로 안전성과 신뢰성 확보에 많은 노력을 기울이고 있다.

이러한 철도 차량에 있어서 안전성과 신뢰성 확보를 위해 가장 중요한 것 중 하나는 각 전기 장치의 성능 특성을 확인하는 것이라고 할 수 있으며, 각 전기 장치의 성능 및 기능을 종합적이고 효율적으로 확인하기 위해 관련 기업이나 연구소에서는 많은 노력을 기울여왔다.

철도 차량의 각각의 전기 장치를 관리하기 위해서 현재 사용되는 방법은 철도 차량에 설치된 각각의 장치들에 개별적으로 시험 장비를 설치하고 이로부터 얻어진 데이터를 이용하여 전기 장치의 성능을 감지 및 관리하고 있다.

즉, 모터 블록(Motor Block), 변압기, 보조 전원 장치 등의 전압 및 전류를 측정하기 위해 독립적으로 감지, 변환 및 계측 장비를 구비하여야 하였다.

상기와 같이 각 장치에 대한 시험을 개별적으로 시험해 왔기 때문에 매 시험마다 각각의 장치에 개별적으로 시험 장치를 구축해야 하는 어려움이 있었다.

즉, 모터블록은 인버터 출력전류, 모터블록 입력전류 등과 같은 시험데이터를 얻기 위해 별도의 시험장치를 구성하였고, 견인전동기와 변압기 입력전류와 같은 전기장치 데이터를 얻기 위해서도 독립적으로 장치를 구성하였다.

이와 같이 개별적으로 시험시스템을 구성하기 때문에 전류를 전압신호로 바꿔주거나 전압 레벨을 변경해주는 것과 같이 동일한 기능을 하는 전압/전류 신호 검지 시스템도 따로 장치를 구성하였다.

따라서, 철도 차량 전기장치들의 성능 검증을 위해 완성차 및 본선시운전 시험마다 독자적으로 시험장치를 구성하야 함으로 계측장비를 구축할 때의 비용이 상승되고, 최적화된 계측 시스템을 갖추는데 많은 어려움이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서 철도 차량 성능 검증을 위해 전체적으로 계측시스템을 구축하는 경우에 전압 및 전류신호 검지시스템을 개별적으로 구성하는 것이 아니라 다채널 단자함과 변환기를 이용하여 서로 다른 전기 장치으로부터 얻어지는 감지 신호를 검지하고 변환하여 계측장비에 전송할 수 있게 함으로서 전체적인 구성을 단순화할 수 있는 철도 차량의 전압 전류 검지 시스템을 제공함을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 개별적으로 장치의 성능을 확인하는 것이 아니라 전체적으로 전기 장치들의 성능을 동시에 측정할 수 있으며, 이에 따라 각 전기 장치의 상태를 비교 검토함으로서 보다 신뢰성 있는 시험을 수행할 수 있는 철도 차량의 전압 전류 검지 시스템을 제공함을 목적으로 한다.

이에 따라 철도 차량의 시험용 계측장비의 설계에 들어가는 시간과 제작비를 크게 줄일 수 있게 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일측면에 따른 본 발명은 외부 전압을 변환하여 내부전압을 생성하는 전압 공급기와, 상기 전압 공급기로부터 출력되는 상기 내부전압에 의해 구동되어 측정하고자 하는 복수의 외부 전기장치로부터 각각 전류 또는 전압을 센싱하는 복수의 CT/PT 센서와, 복수의 채널로 이루어져 상기 복수의 CT/PT 센서부로부터 각각 센싱된 전류 또는 전압을 입력받아 계측기를 통해 측정이 용이한 전압으로 변환하여 출력하는 변환기와, 상기 전압 공급기, 상기 복수의 CT/PT 센서 및 상기 변환기를 전기적으로 연결하기 위하여 상기 외부 전기장치와 대응되는 개수의 단자대로 이루어지는 단자함과, 상기 변환기로부터 출력된 상기 전압을 측정하는 복수의 계측장비를 포함하는 철도 차량의 전압 및 전류 검지시스템을 제공한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여, 상기 단자함은 외부의 노이즈를 차단시킬 수 있도록 알루미늄으로 제작되고, 서로 다른 차량과의 접속 또는 분리를 용이하게 할 수 있도록 설치된 커넥터를 더 포함한다.

이하, 본 발명에 따른 철도 차량의 전압/ 전류 검지 시스템의 일예를 첨부된 도면을 참고로 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 철도 차량의 전압 및 전류 검지 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 철도 차량의 전압 및 전류 검지 시스템에 있어서, 전류/전압 신호 변환 장치의 개략도이며, 도 3은 본 발명에 따른 철도 차량의 전압 및 전류 검지 시스템에 있어서 전류/전압 변환기의 일예를 도시한 회로도이며, 도 4는 본 발명에 따른 철도 차량의 전압 및 전류 검지 시스템에 있어서 단자대 연결도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 철도 차량의 전압 및 전류 검지 시스템은 각 전기 장치의 전압 및 전류 센서(10)로부터 감지된 신호를 전송하는 단자대(110)와, 상기 단자대(110)로부터 전달되는 전류 또는 전압을 변환하는 변환기(200)을 포함하고 있다.

상기 단자대(110)는 도 1에 도시한 바와 같이 하나의 단자함(100)내에 다수가 설치되며, 단자함(100)은 알루미늄 등과 같이 외부의 노이즈를 차단할 수 있는 재질의 금속으로 구성된다.

상기 단자함(100)은 서로 다른 차량과의 원활한 접속을 위해 각 단자대(110)에 해당하는 커넥팅 수단을 구비하고 있다.

도 2는 발명에 따른 철도 차량의 전압 및 전류 검지 시스템에 있어서 전류/전압 신호 변환 장치의 개략도이고, 도 3은 도 2에 도시된 철도 차량의 전압 및 전류 검지 시스템의 상세 회로도이다. 여기서는 도 3에 도시된 바와 같이 CT/PT 센서(10)로부터 감지된 전류 Is를 변환기(200)를 통해 5V의 전압으로 변환하는 변환장치를 일례로 들어 설명한다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 외부로부터 72V가 전원 공급기의 VI-J43-CY로 공급되면, VI-J43-CY는 72V의 전압을 CT/PT 센서(10, 도 2 참조)의 구동전압인 ±24V로 변환하여 단자대(도 4 참조)로 출력한다. CT/PT 센서(10)는 단자대로부터 ±24V의 구동전압을 제공받아 동작되고, 감지하고자 하는 대상 외부장치로부터 측정 대상인 1차측 전류/전압에 비례하여 2차측에 전류 Is를 단자대를 통해 변환기(200, 도 2참조)로 출력한다. 변환기(200)는 CT/PT 센서(10)로부터 공급되는 전류(Is)를 입력받아 소정의 출력전압(Vo)(대략 5V)으로 변환하여 계측장비(20, 도 2 참조)로 공급한다. 변환기(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 고정 저항(R11, R12, R3, R2, R41)과, 가변저항(VR1) 그리고 연산 증폭기(RC4558)로 구성된다. 고정 저항(R11, R12)은 변환기(200)의 출력전압(Vo)를 결정하는 요소이며, 가변 저항(VR1)은 고정 저항(R11, R12)으로 출력전압(Vo)의 미세 조정이 어려운 경우 출력전압(Vo)의 미세조정을 위해 사용된다. 즉, 설계시 설치할 저항값 조정을 용이하게 하기 위하여 가변 저항(VR1)을 연결하였다. 한편, 변환기(200)의 출력전압(Vo)은 5V 또는 10V가 될 수 있으나 이에 한정되지 않고, 필요에 의해 다른 전압으로 변환할 수 있도록 되어있다. 또한, 변환기(200)는 복수의 채널로 이루어져 있는데, 여기서 채널당 하나의 CT/PT 센서(10)가 할당되어, 하나의 채널을 통해 하나의 CT/PT 센서(10)를 통해 입력되는 전류를 전압으로 변환한다.

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도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 단자함의 연결 상태를 도시한 것으로 단자함은 센서(10), 전원공급기(120), 변환기(200)에 연결되는 선들이 전기적으로 접속되도록 한다.

이때 센서(10)는 ±전원선, 신호선 및 실드(shield)선에 각각 접속되고, 전원공급기는 ±전원선 및 GND선에 접속되고, 변환기는 신호선, GND선 및 실드선에 각각 접속된다.

상기한 바와 같이 단자함(100)의 내부에는 단자대(110)를 다수개 설치할 수 있으며, 한 세트는 수개 내지 수십개의 채널로 구성된다. 각 채널에는 연결 포인트가 3개 있으며, 연결된 선들은 전기적으로 단락(short)된다.

상기와 같이 본 발명에 따른 철도 차량의 전압 및 전류신호 검지시스템은 동일한 기능을 갖는 기기를 공유할 수 있게 함으로서 검지 시스템을 구성하는 데 사용되는 구성품의 수를 줄일 수 있어 장비의 제작에 소요되는 비용을 절감할 수 있으며, 단자함을 노이즈 차단 효과가 우수한 알루미늄 등으로 제작함으로서 노이즈에 영향을 받지 않는 전기 신호들을 입력받을 수 있는 효과가 있다.

또한, 하나의 변환기가 여러 개의 채널을 갖고 있기 때문에 상대적으로 적은 금액으로도 장비를 구매할 수 있게 되었다.

본 발명은 상기한 실시예의 내용에 한정되지는 않으며, 본 발명의 기술분야에 익숙한 기술자라면, 본 발명의 실시예를 참고로 다양하게 변형, 부가할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 철도 차량의 전압 및 전류 검지 시스템의 구성도이고,

도 2는 본 발명에 따른 철도 차량의 전압 및 전류 검지 시스템에 있어서, 전압/전류 신호 변환 장치의 개략도이고,

도 3은 본 발명에 따른 철도 차량의 전압 및 전류 검지 시스템에 있어서 전류/전압 변환기의 일예의 회로도이며,

도 4는 본 발명에 따른 철도 차량의 전압 및 전류 검지 시스템에 있어서 단자대 연결도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*

10.. 센서 20.. 계측 장비

100.. 단자함 110.. 단자대

120.. 전원공급기 200.. 변환기

300.. 계측 장비

Claims (3)

1. 외부 전압을 변환하여 내부전압을 생성하는 전압 공급기;

   상기 전압 공급기로부터 출력되는 상기 내부전압에 의해 구동되어 측정하고자 하는 복수의 외부 전기장치로부터 각각 전류 또는 전압을 센싱하는 복수의 CT/PT 센서;

   복수의 채널로 이루어져 상기 복수의 CT/PT 센서부로부터 각각 센싱된 전류 또는 전압을 입력받아 계측기를 통해 측정이 용이한 전압으로 변환하여 출력하는 변환기;

   상기 전압 공급기, 상기 복수의 CT/PT 센서 및 상기 변환기를 전기적으로 연결하기 위하여 상기 외부 전기장치와 대응되는 개수의 단자대로 이루어지는 단자함; 및

   상기 변환기로부터 출력된 상기 전압을 측정하는 복수의 계측장비

   를 포함하는 철도 차량의 전압 및 전류 검지시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 단자함은 외부의 노이즈를 차단시킬 수 있도록 알루미늄으로 제작되는 철도차량의 전압 및 전류 검지시스템.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 단자함은 서로 다른 차량과의 접속 또는 분리를 용이하게 할 수 있도록 설치된 커넥터를 더 포함하는 철도 차량의 전압 및 전류 검지시스템.