KR100683587B1 - 추진제어인버터의 냉각 유니트 성능 시험장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 등가발열체를 이용하여 추진제어인버터에 사용되는 냉각장치의 성능을 정확하게 확인하도록 하는 추진제어인버터의 냉각 유니트 성능 시험장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. 본 발명은, 추진제어인버터의 냉각 유니트 성능 시험장치에 있어서, 온도제어에 따른 온도를 발생하는 등가발열체(21); 상기 등가발열체(21)에 실제와 동일한 부착압력으로 부착하여 상기 등가발열체(21)에서 발생된 온도를 냉각시키는 냉각장치(22); 상기 냉각장치(22)에서 발생되는 온도를 측정하는 온도센서(23); 상기 등가발열체(21)의 온도를 제어하면서, 상기 온도센서 (23)로부터 측정된 온도를 입력받아 상기 등가발열체(21)의 온도를 결정하고, 그 온도변화 패턴을 확인하는 온도데이터 획득 시스템(24); 및 상기 온도데이터 획득 시스템(24)의 제어에 따라 상기 등가발열체(21)의 온도를 제어하는 전압 제어기 (25)를 구비하며, 이러한 장치를 이용한 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 의하면, 추진제어인버터에 적용되는 냉각장치의 온도 냉각 성능을 보다 정확하고 안정되게 측정할 수 있으며, 인버터의 안정적인 동작으로 철도차량의 신뢰성 있는 운행 및 제동성능을 확보할 수 있는 효과가 있다

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Description

추진제어인버터의 냉각 유니트 성능 시험장치 및 그 방법{Testing apparatus for a cooling unit of an inverter controoling pulling power and method thereof}

도 1은 종래 냉각 유니트의 성능 시험 장치의 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 냉각 유니트의 성능 시험장치의 구성도이다.

도 3은 본 발명에 따른 냉각 유니트의 성능 시험방법을 보이는 흐름도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

21 : 등가발열체 22 : 냉각장치

23 : 온도센서 24 : 온도데이터 획득 시스템

25 : 전압 제어기

본 발명은 추진제어인버터의 냉각 유니트 성능 시험장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 등가발열체를 이용하여 추진제어인버터에 사용되는 냉각장치의 성능을 정확하게 확인하도록 함으로써, 추진제어인버터에 적용되는 냉각장치의 온도 냉각 성능을 보다 정확하고 안정하게 측정할 수 있으며, 이에 따라 인버터의 안정적인 동작으로 철도차량의 신뢰성 있는 운행 및 제동성능의 확보할 수 있는 추진제어인버터의 냉각 유니트 성능 시험장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전기철도차량의 추진장치에 사용되는 인버터는 그 사용소자의 온도가 전체 장치의 수명을 결정하는 주요 인자이다. 따라서 냉각장치를 사용해서 운행 중 온도를 낮추어 주어야 한다. 또한, 이러한 냉각장치에 대한 온도냉각 성능을 검사하여야 한다.

도 1은 종래 냉각 유니트의 성능 시험 장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 종래 냉각 유니트의 성능 시험 장치는 실제 운행중인 전기철도차량에 설치된 추진제어인버터의 냉각 유니트에 대한 냉각성능에 대한 측정을 수행하는데, 이는 반도체 소자(11)의 온도를 낮추기 위한 냉각장치(12)와, 이 냉각장치(12)의 온도를 측정하기 위한 센서(13)와, 이 센서(13)로부터 검출온도를 입력받아 온도를 측정하는 온도측정기(14)와, 또는 상기 반도체 소자(11)에 비접촉식으로 설치되어 비접촉식으로 온도를 측정하는 비접촉식 온도계(15)를 포함한다.

한편, 과거에는 국내에서 냉각장치의 설계기술이 부족하고 제품 전체를 일본 이나 철도 선진국에서 수입하는 관계로 냉각장치의 시험이 대체적으로 필요가 없었다. 또한 시험을 실시하고자 서모커플(thermocouple) 등 계측장치와 발연부를 연결하여 사용하여 위험을 무릅쓰고 인버터를 동작시키면서 센서를 접촉시켜 운모 등 절연물을 사용하거나 비접촉식 센서를 사용함으로 부정확한 시험을 하게 되었다.

그러나, 종래의 냉각 유니트의 성능을 측정하는 장치는 본선 운행 중 냉각효과를 확인하는 방법으로서, 이러한 방식으로는 실제 운행중인 장치에 대한 냉각성능을 직접 측정하는 것이 어렵다는 문제점이 있고, 또한 인버터를 동작시키는 상태에서 센서를 설치하는 경우, 발생되는 스위칭 고전압으로 장치의 파손은 물론 주위의 사람에게도 피해를 줄 수 있는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은 등가발열체를 이용하여 추진제어인버터에 사용되는 냉각장치의 성능을 정확하게 확인하도록 함으로써, 추진제어인버터에 적용되는 냉각장치의 온도 냉각 성능을 보다 정확하고 안정되게 측정할 수 있으며, 인버터의 안정적인 동작으로 철도차량의 신뢰성 있는 운행 및 제동성능의 확보할 수 있는 추진제어인버터의 냉각 유니트 성능 시험장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 추진제어인버터의 냉각 유니트 성능 시험장치는, 추진제어인버터의 냉각 유니트 성능 시험장치에 있어서,

온도제어에 따른 온도를 발생하는 등가발열체;

상기 등가발열체에 실제와 동일한 압력으로 부착하여 상기 등가발열체에서 발생된 온도를 냉각시키는 냉각장치;

상기 냉각장치에서 발생되는 온도를 측정하는 온도센서;

상기 등가발열체의 온도를 제어하면서, 상기 온도센서로부터 측정된 온도를 입력받아 상기 등가발열체의 온도를 결정하고, 그 온도변화 패턴을 확인하는 온도데이터 획득 시스템; 및

상기 온도데이터 획득 시스템의 제어에 따라 상기 냉각장치에 부착된 등가발열체의 온도를 제어하는 전압 제어기를 구비함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 추진제어인버터의 냉각 유니트 성능 시험방법은,

반도체의 사양을 확인하여 등가발열체의 크기를 결정하여 냉각장치에 부착하는 단계;

냉각장치에 부착된 등가발열체의 온도를 제어하면서 등가발열체에 부착된 냉각장치의 온도를 측정하는 단계; 및

상기 측정된 온도를 온도제어에 따라 측정하여 냉각장치의 온도 및 등가발열체의 온도의 변화 패턴을 획득하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 냉각 유니트의 성능 시험장치의 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 추진제어인버터의 냉각 유니트 성능 시험장치는 온도제어에 따른 온도를 발생하는 등가발열체(21)와, 상기 등가발열체(21)에 실제와 동일한 부착압력으로 부착하여 상기 등가발열체(21)에서 발생된 온도를 냉각시키는 냉각장치(22)와, 상기 냉각장치(22)에서 발생되는 온도를 측정하는 온도센서(23)와, 상기 등가발열체(21)의 온도를 제어하면서, 상기 온도센서(23)로부터 측정된 온도를 입력받아 상기 등가발열체(21)의 온도를 결정하고, 그 온도변화 패턴을 확인하는 온도데이터 획득 시스템(24)과, 상기 온도데이터 획득 시스템(24)의 제어에 따라 상기 등가발열체(21)의 온도를 제어하는 전압 제어기(25)를 포함한다.

상기 온도데이터 획득 시스템(24)은 해당 등가발열체의 온도변화에 따라 상기 냉각장치의 온도변화를 확인하도록 이루어진다.

이하, 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 냉각 유니트의 성능 시험방법을 보이는 흐름도이다.

도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 추진제어인버터의 냉각 유니트 성능 시험장치에 대해서 설명하면, 먼저, 반도체의 사양을 확인하여(S31) 등가발열체의 크 기를 결정하여 냉각장치에 부착하는데(S32), 즉 실제 부품에 대한 온도 냉각 효과를 측정하기 위해서, 실제 부품과 동일한 크기의 등가발열체(21)를 냉각장치(22)에 실제 부착압력과 동일한 압력으로 부착한다. 여기서, 등가발열체(21)는 전압제어를 통해서 전압에 대응하는 열을 발생시키는 등가발열체로서, 이는 실제 측정 대상인 반도체 소자의 등가발열체이다.

그 다음, 상기 등가발열체(21)의 온도를 제어하면서 등가발열체에 부착된 냉각장치(22)의 온도를 측정하는데(S33), 즉 본 발명의 온도데이터 획득시스템(24)이 전압제어기(25)를 통해서 상기 등가발열체(21)가 실제 측정 대상인 반도체 소자의 동작온도 및 최고 온도로 발열하도록 제어하고, 또한 상기 온도데이터 획득시스템 (24)은 상기 등가발열체(21)가 부착된 냉각장치(22)의 온도를 온도센서(23)를 통해 온도데이터를 획득한다. 여기서는 상기 등가발열체(21)의 온도제어에 따라 발생되는 온도를 각각 측정(S34)하게 된다.

그 다음, 상기 측정된 온도를 온도제어에 따라 측정하여 냉각장치의 온도 및 등가발열체의 온도의 변화 패턴을 획득하는데(S35), 즉 상기 온도데이터 획득시스템(24)은 상기 등가발열체(21)의 온도를 제어하면서, 상기 온도센서(23)로부터 측정된 온도를 입력받아 상기 등가발열체(21)의 온도를 결정하고, 그 온도변화 패턴을 확인한다. 이에 따라 확인된 온도변화 패턴을 저장하거나 화면으로 출력하여 측정대상체의 온도변화 상태를 시험자가 확인할 수 있도록 한다.

또한, 상기 온도데이터 획득 시스템(24)은 해당 등가발열체의 온도변화에 따라 상기 냉각장치의 온도변화를 확인한다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 인사상의 안전사고를 예방하고 장치를 보호하면서 정확한 냉각장치의 성능을 확인하기 위해서는 반도체 소자의 크기와 동일한 등가발열체를 반도체 사양에 있는 최고 온도범위를 확인하여 초기에 설정하고 냉각장치에 접촉하는 동일한 압력으로 부착하여야 한다. 또한 여러 부분에 접촉식 온도센서를 설치하여 온도변화의 추이를 확인하도록 하며, 컴퓨터에 의한 다양한 패턴의 온도변화를 확인할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 등가발열체를 이용하여 추진제어인버터에 사용되는 냉각장치의 성능을 정확하게 확인하도록 함으로써, 추진제어인버터에 적용되는 냉각장치의 온도 냉각 성능을 보다 정확하고 안정하게 측정할 수 있으며, 인버터의 안정적인 동작으로 철도차량의 신뢰성 있는 운행 및 제동성능의 확보할 수 있는 효과가 있다.

이상의 설명은 본 발명의 구체적인 실시예에 대한 설명에 불과하고, 본 발명은 이러한 구체적인 실시예에 한정되지 않으며, 또한, 본 발명에 대한 상술한 구체적인 실시예로부터 그 구성의 다양한 변경 및 개조가 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.

Claims (4)

1. 추진제어인버터의 냉각 유니트 성능 시험장치에 있어서,

   상기 추진제어인버터에 사용되는 실제 반도체의 크기와 동일한 크기를 가지며, 온도제어에 따른 온도를 발생하는 등가발열체(21);

   상기 등가발열체(21)에 실제와 동일한 부착압력으로 부착하여 상기 등가발열체(21)에서 발생된 온도를 냉각시키는 냉각장치(22);

   상기 냉각장치(22)에서 발생되는 온도를 측정하는 온도센서(23);

   상기 등가발열체(21)의 온도를 제어하면서, 상기 온도센서(23)로부터 측정된 온도를 입력받아 상기 등가발열체(21)의 온도를 결정하고, 그 온도변화 패턴을 확인하는 온도데이터 획득 시스템(24); 및

   상기 온도데이터 획득 시스템(24)의 제어에 따라 상기 등가발열체(21)의 온도를 제어하는 전압 제어기(25)를 구비하되,

   상기 온도데이터 획득 시스템(24)은, 해당 등가발열체의 온도변화에 따라 상기 냉각장치의 온도변화를 확인하는 것을 특징으로 하는 추진제어인버터의 냉각 유니트 성능 시험장치.
2. 삭제
3. 반도체의 사양을 확인하여 등가발열체의 크기를 결정하여 냉각장치에 부착하는 단계(S31,S32);

   냉각장치에 부착된 등가발열체의 온도를 제어하면서 등가발열체에 부착된 냉각장치의 온도를 측정하는 단계(S33,S34); 및

   상기 측정된 온도를 온도제어에 따라 측정하여 냉각장치의 온도 및 등가발열체의 온도의 변화 패턴을 획득하는 단계(S35);로 이루어지되,

   상기 온도변화 패턴을 획득하는 단계(S35)는, 해당 등가발열체의 온도변화에 따라 상기 냉각장치의 온도변화를 확인하는 것을 특징으로 하는 추진제어인버터의 냉각 유니트 성능 시험방법.
4. 삭제

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