KR101064795B1

KR101064795B1 - 코깅토크 측정장치

Info

Publication number: KR101064795B1
Application number: KR1020090037234A
Authority: KR
Inventors: 박철훈; 손영수; 임형철
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2009-04-28
Filing date: 2009-04-28
Publication date: 2011-09-14
Also published as: KR20100118404A

Abstract

측정대상모터의 직접 연결되어 구동하는 구동용 모터를 이용하여 측정대상모터의 코깅토크를 측정하는 코깅토크 측정장치가 개시된다. 상기 코깅토크 측정장치에 의하면, 측정대상모터에 직접 연결되는 직접 구동용 모터를 사용하여 측정대상모터를 등속도에서 저속으로 회전시키면서 코깅토크를 출력할 수 있기 때문에 연속적이고 정확한 측정대상모터의 코깅토크를 측정할 수 있다.

코깅토크, 직접 구동, 등속도

Description

코깅토크 측정장치{APPARATUS FOR MEASURING COGGING TORQUE}

본 발명은 코깅토크 측정장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 측정대상모터에 직접 연결된 구동용 모터를 이용하여 코깅토크를 연속적으로 측정하는 코깅토크 측정장치에 관한 것이다.

최근 들어 영구자석 동기전동기(PMSM-permanent magnet synchronous motors)가 고효율, 고출력밀도 등의 장점으로 직접 구동이 필요한 로봇, 인덱스 테이블, 천체 망원경 등의 시스템에 많이 이용되고 있다.

상기 영구자석 동기 전동기가 운전할 때, 회전자의 여러 위치에서 회전자와 고정자의 상대 위치가 변화함에 따라 코깅토크(cogging torque)가 발생하게 된다. 코깅토크로 인한 토크 변동(torque ripple)은 영구자석 동기 전동기의 정밀 위치 및 속도 제어 성능에 직접적으로 영향을 끼치기 때문에 그 결과 전동기 설계 단계에서 코깅토크를 최소화하려는 연구가 진행되고 있다.

한편, 코깅토크는 회전자의 영구자석과 고정자의 슬롯 사이의 상호 작용에 의해 발생하는 것으로 극/슬롯의 비율, 권선 방법, 자석과 슬롯의 형상, 고정자/회전자의 스큐(skew)의 유무 등에 따라 특성이 달라진다.

상기 코깅토크를 측정하기 위해서는, 영구자석 동기 전동기를 원주방향 위치를 등분하여 나눈 후, 측정 위치로 측정대상 모터의 회전자를 회전 이동시킨 후, 정지한 상태에서 코깅토크를 측정하고 다시 다음 위치로 이동시켜 코깅토크를 측정하는 과정을 반복해야 한다.

상기와 같은 방법은 측정대상모터의 이동, 정지 및 측정 과정을 반복해야 하고, 측정 위치로의 회전자를 정확히 이동시켜야 하기 때문에 코깅토크를 측정하는데 많은 시간이 필요하다.

또한, 상기와 같은 방법은 정지한 상태에서 코깅토크를 측정한 후 다시 다음 위치로 이동시켜 코깅토크를 측정하기 때문에, 코깅토크를 연속적으로 측정하기 어렵고 정확한 코깅토크 프로파일의 수집에 어려움이 따른다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 연속적으로 코깅토크의 프로파일을 측정할 수 있는 코깅토크 측정장치가 제공된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 정밀하게 등속 및 저속 구동이 가능하며, 최소한의 구성으로 코깅토크의 측정이 가능한 코깅토크 측정장치가 제공된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전자의 360° 회전 전체에 대한 코깅토크 프로파일의 측정이 가능한 코깅토크 측정장치가 제공된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 직접 구동 모터를 측정대상모터에 직접 연결함으로써 감속기 등이 불필요한 코깅토크 측정장치가 제공된다.

본 발명의 실시예에 따른 코깅토크 측정장치는 측정대상모터; 상기 측정대상모터 일 측에 제공되어 코깅토크를 측정하는 토크미터; 및 상기 토크미터 일 측에 제공되며, 상기 측정대상모터에 연결되는 구동용 모터;를 포함하며, 상기 구동용 모터는 상기 측정대상모터에 직접 연결될 수 있다.

상기와 같은 구성에 의하여 측정대상모터의 코깅토크를 정밀하게 구동시키면서 코깅토크를 직접 측정할 수 있으며, 연속적인 코깅토크 프로파일을 측정할 수 있다.

상기 구동용 모터는 측정대상모터를 등속도로 구동시킬 수 있다. 특히 구동 용 모터는 0.1RPM의 저속으로 구동하고, 측정대상모터는 구동용 모터의 실질적으로 동일한 속도로 구동할 수 있다. 상기 측정대상모터가 저속의 일정한 속도로 구동됨으로써, 토크미터에서는 코깅토크가 연속적으로 출력될 수 있기 때문에 연속적인 코깅토크 프로파일을 얻을 수 있다.

또한, 상기 구동용 모터를 등속도로 구동하기 위해, 구동용 모터에 입력되는 전류 또는 전압을 제어하는 속도 제어기가 제공될 수 있다. 상기 속도 제어기에 의해 구동용 모터가 일정한 속도로 구동하기 때문에 측정대상모터 또한 일정한 속도로 구동할 수 있다. 이로 인해, 연속적인 코깅토크 프로파일을 얻을 수 있고, 코깅코트를 측정하기 위해 측정대상모터를 정지시킬 필요가 없다.

한편, 구동용 모터와 토크미터 사이에는 제1커플링이 제공될 수 있으며, 토크미터와 측정대상모터 사이에는 제2커플링이 제공될 수 있다. 상기 커플링(COUPLING)은 디스크형 커플링으로 제공될 수 있으며, 상기 디스크형 커플링은 스틸로 형성되어 있기 때문에 큰 토크를 전달할 수 있다. 따라서, 비틀림에 대한 강성이 강해 토크미터와 측정대상모터 및 구동용 모터와 토크미터 사이의 축이 비틀어지거나 굽힘 모멘트가 상승되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 토크미터는 출력된 코깅토크를 수집하는 수집장치와 연결될 수 있다. 데이터 수집장치는 출력된 코깅토크를 수집하여 비교 또는 저장할 수 있다.

또한, 구동용 모터는 영구자석을 포함하는 동기전동기로 형성될 수 있으며, 상기 구동용 모터는 저속에서 토크 변동을 작게 하기 위해 다수의 극(pole)을 구비할 수 있다. 상기 극은 적어도 300개 이상으로 형성되어 저속에서 구동용 모터의 토크변동을 최소화할 수 있다.

한편, 구동용 모터 및 측정대상모터는 저주파 외란이 발생할 수 있으며, 상기 저주파 외란의 영향을 줄일 수 있도록 외란 관측기가 제공될 수 있다. 상기 저주파 외란은 구동용 모터와 측정대상모터의 베어링에 의한 마찰토크가 될 수 있으며, 상기 저주파 외란에 의해 구동용 모터 및 측정대상모터의 등속을 유지시키는데 어려움이 따르며, 그 결과 코깅토크의 정확한 측정이 어려울 수 있다. 따라서, 상기 외란 관측기는 저주파 외란을 상쇄시켜 구동용 모터 및 측정대상모터가 등속으로 구동될 수 있으며, 그 결과 코깅토크를 정확하게 측정할 수 있다.

또한, 구동용 모터의 회전주파수의 정수배로 고조파 토크변동에 의한 외란이 발생할 수 있으며, 상기 고조파 토크변동에 따른 외란을 줄일 수 있도록 적응제어기가 제공될 수 있다. 상기 적응제어기는 반복적인 외란을 제거하기 위해 고정된 주파수를 갖는 외란들 중 몇 가지 주파수 성분에 대응한 적응제어기를 구성할 수 있다.

즉, 상기 적응제어기는 구동용 모터의 구동 주파수 이외의 주파수에 대응한 적응제어기를 구성할 수 있으며, 상기 적응제어기를 병렬형태로 연결하여 선택된 외란 성분을 제어할 수 있다. 이와 같이 선택된 고조파 외란 성분을 제거함으로써, 구동용 모터와 측정대상모터가 등속으로 구동되어 연속적이고 정확한 코깅토크 프로파일을 측정할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 코깅토크 측정장치는, 저속으로 구동되는 구동용 모터와 동일한 속도로 측정대상모터를 구동하기 때문에 코깅토크가 연속적으로 출력될 수 있으며, 그 결과 연속적인 코깅토크의 프로파일이 측정될 수 있고 연속적인 코깅토크 프로파일을 얻기 위해 측정 데이터를 내삽(interpolation)할 필요가 없다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 구동에 따라 비틀어짐을 최소화하는 디스크형 거플링을 사용하여 구동용 모터와 측정대상모터를 직접 연결함으로써, 정밀 구동이 가능하고 최소한의 구성으로 코깅토크를 측정할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 구동용 모터가 360°회전함에 따라 측정대상모터 또한 360°회전 가능함으로써, 출력되는 코깅토크를 연속적으로 정확하게 측정할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 저주파 또는 고조파 외란을 상쇄시킴으로써, 비교적 정확한 코깅토크를 출력할 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 구성 및 작용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위 하여 생략하기로 한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코깅토크 측정장치를 도시한 사시도이고, 도2는 도1의 코깅토크 측정장치의 측면도이며, 도3은 도1의 구동용 모터를 도시한 도면이고, 도4는 본 발명의 코깅토크 측정장치에 의해 출력된 코깅토크 프로파일에 관한 그래프이다.

도 1 및 도2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코깅토크 측정장치(100)는 측정대상모터(120), 토크미터(140) 및 구동용 모터(160)를 포함한다.

측정대상모터(120)는 구동에 따라 회전 가능한 전동기로 제공될 수 있으며, 본 발명의 측정대상모터(120)는 1회전당 24회의 코깅토크를 발생하는 영구자석 동기 전동기를 예를 들어 설명하기로 하며, 측정대상모터(120)의 종류에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

측정대상모터(120) 일 측에는 코깅토크가 출력되는 토크미터(140)가 제공될 수 있으며, 토크미터(140)는 측정대상모터(120)의 회전에 따라 출력되는 코깅토크를 측정할 수 있다.

토크미터(140)는 최대 2Nm의 토크를 측정할 수 있는 토크미터로 DACELL TRD-20KC를 사용하였으며, 본 발명의 일 실시예에서는 DACELL TRD-20KC의 토크미터를 사용한 예를 들지만, 발명에서 요구되는 조건, 설계 사양 등에 따라 토크미터의 종류는 변경될 수 있다.

한편, 토크미터(140)의 일 측에는 측정대상모터(120)와 직접 연결되어 측정대상모터(120)를 구동하여, 측정대상모터(120)에서 출력되는 코깅토크를 연속적으 로 출력할 수 있는 구동용 모터(160)가 제공될 수 있다.

상기 구동용 모터(160)는 측정대상모터(120)를 저속으로 일정하게 구동시킬 수 있으며, 측정대상모터(120)를 360°회전시킬 수 있다. 즉, 구동용 모터(160)는 측정대상모터(120)와 직접 연결되어 측정대상모터(120)를 연속적으로 구동시킬 수 있으며, 측정대상모터(120)가 구동되는 동안 출력되는 코깅토크를 토크미터(140)에서 측정할 수 있다. 여기서, 구동용 모터(160)는 일종의 다이렉트 드라이브(Direct Drive) 모터라고 할 수도 있다.

한편, 구동용 모터(160)와 측정대상모터(120)는 동일한 속도로 회전할 수 있다. 이때, 구동용 모터(160) 및 측정대상모터(120)는 10RPM 이하 0.1RPM 이상의 저속으로 회전할 수 있으며, 이와 같이 저속 및 등속도로 회전하는 구동용 모터(160) 및 측정대상모터(120)에 의해 코깅토크가 연속적으로 출력될 수 있다.

즉, 구동용 모터(160)는 측정대상모터(120)를 360°연속적으로 회전시키기 때문에 코깅토크를 측정하기 위해 측정대상모터(120)를 중간에 정지시키고 코깅토크를 측정할 필요가 없으며, 계속적으로 회전시킬 수 있다. 또한, 구동용 모터(160)는 측정대상모터(120)를 저속으로 회전시키기 때문에 측정대상모터(120)의 회전 간격이 매우 작아 실질적으로 코깅토크가 발생하는 간격을 연속적으로 측정할 수 있다. 따라서, 구동용 모터(160)에 의해 코깅토크가 연속적으로 출력될 수 있으며, 정밀하게 코깅토크의 프로파일을 측정할 수 있다.

한편, 토크미터(140)는 측정대상모터(120) 및 구동용 모터(160)와 커플링(142, 144)으로 연결될 수 있다. 즉, 커플링(142, 144)은 구동용 모터(160)와 토 크미터(140)를 연결하는 제1커플링(142), 그리고 토크미터(140)와 측정대상모터(120)를 연결하는 제2커플링(144)을 포함할 수 있다.

여기서, 커플링(142, 144)은 디스크형 커플링으로 제공될 수 있으며, 디스크형 커플링은 스틸로 형성되기 때문에 내구성이 뛰어나고 큰 토크를 전달할 수 있다. 또한, 디스크형 커플링(142, 144)은 비틀림에 대한 강성이 뛰어나기 때문에 구동용 모터(160)와 측정대상모터(120)의 회전에 따른 비틀림 및 구동용 모터(160)와 토크미터(140) 사이의 굽힘 모멘트를 감소시킬 수 있다.

상기와 같이 커플링(142, 144)으로 디스크형 커플링을 사용함으로써, 구동용 모터(160)와 측정대상모터(120)가 회전함에 따라 굽힘모멘트가 증가하여 회전축이 비틀어지거나 축의 정렬 상태가 어긋나는 것을 최소화할 수 있다. 또한, 상기 커플링(142, 144)에 의해 구동용 모터(160) 및 측정대상모터(120)는 형태의 변화가 일어나지 않고 연속적으로 코깅토크를 측정할 수 있기 때문에 정확한 코깅토크 프로파일이 출력될 수 있다.

또한, 도3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 구동용 모터(160)는 영구자석을 포함하는 동기 전동기로 형성될 수 있다. 이와 같이 구동용 모터(160)가 영구자석을 포함하는 동기 전동기로 형성하게 되면, 구동용 모터(160)에 별도의 장치를 장착하지 않고 측정대상모터(120)를 구동시킬 수 있다.

즉, 측정대상모터(120)를 저속으로 구동시키기 위해서는 구동용 모터(160)의 구동속력을 감속시키기 위한 감속기 등이 제공되어야 한다. 하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 구동용 모터(160)는 측정대상모터(120)를 직접 구동할 수 있기 때문 에 별도의 감속기 등이 필요치 않으며, 구동용 모터(160) 자체로 0.1RPM 등의 저속으로 구동하기 때문에 측정대상모터(120)를 저속으로 구동시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 코깅토크 측정장치(100)는 직접 구동되는 구동용 모터(160)를 사용함으로써 전체적인 구성을 단순화할 수 있다. 또한, 구동용 모터(160)가 저속으로 구동되기 때문에 측정대상모터(120)의 회전 사이의 간격이 매우 정밀해질 수 있다. 그 결과 측정대상모터(120)의 코깅토크를 정밀하게 측정할 수 있다.

한편, 구동용 모터(160)는 저속에서 토크 변동을 작게 하기 위해 다수의 극(pole)(142)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 구동용 모터(160)의 극(142)은 약 300개 이상으로 형성될 수 있다. 이와 같이 다수의 극(142)이 형성된 구동용 모터(160)는 구동용 모터(160)의 회전에 따른 토크 변동이 작아질 수 있기 때문에 출력되는 코깅토크의 간격이 매우 정밀해질 수 있다. 그 결과 실질적으로 코깅토크가 연속적으로 출력되는 효과를 도출할 수 있으며, 매우 정밀하고 연속적인 코깅토크의 프로파일이 출력될 수 있다.

도4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코깅토크 측정장치(100)는 구동용 모터(160)의 구동 속도를 제어할 수 있는 속도 제어기(170)를 포함할 수 있다. 속도 제어기(170)는 구동용 모터(160)가 저속으로 구동할 수 있게 하며, 특히 구동용 모터(160)가 0.1RPM 정도의 저속으로 일정하게 회전할 수 있게 한다.

또한, 코깅토크 측정장치(100)는 토크미터(140)에서 출력된 코깅토크를 수집할 수 있는 데이터 수집장치(130)를 더 포함할 수 있다. 데이터 수집장치(130)는 코깅토크의 프로파일을 수집하여 코깅토크 측정값을 해석할 수 있다.

상기 속도 제어기(170)에 의해 구동용 모터(160)가 저속의 등속으로 구동함에 따라 토크미터(140)는 코깅토크를 연속적으로 출력하게 되며, 데이터 수집장치(130)를 통해 연속적인 코깅토크 프로파일을 얻을 수 있다.

즉, 도4(a) 및 도4(b) 에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 코깅토크 측정장치(100)는 구동용 모터(160)의 속도를 0.1RPM으로 유지시면서 측정대상모터(120)의 코깅토크를 측정할 수 있다.

즉, 360°동안 1회전을 하는 구동용 모터(160)에 의해 측정대상모터(120)는 약 24번의 코깅토크가 발생될 수 있으며, 토크미터(140)는 연속적인 코깅토크 프로파일을 출력할 수 있다. 이와 같이 저속에서 등속으로 회전하는 구동용 모터(160)에 의해 코깅토크가 연속적으로 출력될 수 있으며, 신뢰성 있고 일정한 패턴을 가진 코깅토크 파형을 측정할 수 있다.

한편, 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록도이며, 도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 외란 관측기가 제공된 코깅토크 측정장치로 측정된 저주파 외란감도 전달 그래프에 관한 도면이고, 도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 적응제어기가 제공된 코깅토크 측정장치로 측정된 고조파 외란감도 전달 그래프에 관한 도면이다.

도5내지 도7을 참조하면, 속도 제어기(170)는 구동용 모터(160) 및 측정대상모터(120)에 발생하는 저주파 외란을 감소시킬 수 있는 외란 관측기(180)를 포함할 수 있다.

속도 제어기(170)는 기본적으로 측정대상모터(120)의 회전에 의해 발생하는 코깅토크에 의한 외란을 저감시키는 PI 제어기(미도시)를 포함할 수 있다. 하지만, 구동용 모터(160)와 측정대상모터(120)가 모두 저속으로 회전하고 있기 때문에 속도 제어기(170)에는 구동용 모터(160)와 측정대상모터(120)의 베어링(미도시)에 의한 마찰 토크에 의한 저주파 외란이 발생할 수 있다. 이러한 저주파 외란이 발생하면, 구동용 모터(160)가 저속에서 등속으로 회전하는데 방해 요소가 되기 때문에 정확하고 연속적인 코깅토크 프로파일을 얻는데 어려움이 따른다.

이와 같이 저주파에서 발생하는 각종 토크 외란을 상쇄시키기 위해 속도 제어기(170)에 외란 관측기(DOB-disturbance observer)(180)가 제공될 수 있다. 즉, 도6을 참조하면 기본 제어기(PI)에 외란 관측기(180)가 추가됨에 따라 약 0.1Hz에서 약 -40dB 정도의 외란이 감소될 수 있다. 상기 외란 관측기(180)에 의해 외란이 감소됨으로써, 구동용 모터(160)의 등속도가 유지될 수 있기 때문에 코깅토크를 연속적으로 출력할 수 있다.

또한, 속도 제어기(170)는 구동용 모터(160)의 회전주파수의 정수배로 발생하는 고조파 토크변동에 의한 외란을 감소시키는 적응제어기(190)를 더 포함할 수 있다.

구동용 모터(160)가 회전하면, 1Hz 이하의 저주파 외란 및 1Hz 이상의 고조파 외란이 발생할 수 있다. 이때, 1Hz 이하의 저주파 외란은 PI제어기 및 외란 관측기(180)를 이용하여 상쇄시킬 수 있지만, 상기 PI제어기 및 외란 관측기(180)에 의해 1Hz 이상의 고조파 외란은 상쇄시키는데 어려움이 따른다. 발생되는 고조파 외란 또한 구동용 모터(160)가 등속으로 구동하는데 방해요소가 될 수 있으며, 그 결과 연속적인 코깅토크 프로파일을 얻기 힘들어질 수 있다.

상기 고조파 외란을 상쇄시키기 위해 적응제어기(190)를 제공할 수 있으며, 특히 본 발명의 일 실시예에 따른 적응제어기(190)는 반복적인 외란 제거에 매우 효과적인 적응 앞섬 보상법(AFC- adaptive feedforward cancellation)을 이용하는 예를 들어 설명하기로 한다.

상기 적응제어기(190)는 고정된 주파수를 갖는 외란들 중 몇 가지 주파수 성부를 선택할 수 있으며, 각각에 해당하는 적응제어기(190)를 구성하고 병렬 형태로 연결할 수 있다. 즉, 구동용 모터(160)가 회전할 때 발생하는 구동 주파수 이외의 1Hz이상의 고조파 중 반복적으로 발생하는 고조파를 선택하여 이에 대응하는 적응제어기(190)가 발생하는 고조파를 상쇄시킬 수 있다.

도7을 참조하면, 1 구동용 모터(160)의 속도를 0.1RPM으로 유지시면서 회전당 24회의 코깅토크를 발생하는 측정대상모터(120)의 코깅토크를 측정할 경우, 192Hz, 792Hz, 1200Hz, 2400Hz 배의 4가지 고조파 성분의 속도 변동이 발생할 수 있다. 이때, 속도 제어기(170)에는 상기 4가지 고조파 성분과 대응되는 적응제어기(190)를 구성하여 구동용 모터(160)가 구동하면 상기 4가지 고조파 성분이 상쇄될 수 있게 한다. 이와 같이 고조파 성분이 상쇄됨으로써, 구동용 모터(160)가 등속으로 구동될 수 있게 하며, 구동용 모터(160)의 등속 구동에 의해 토크미터(140)는 연속적인 코깅토크 프로파일을 출력할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재 된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코깅토크 측정장치를 도시한 사시도이다.

도2는 도1의 코깅토크 측정장치의 측면도이다.

도3은 도1의 구동용 모터를 도시한 도면이다.

도4는 본 발명의 코깅토크 측정장치에 의해 출력된 코깅토크 프로파일에 관한 그래프이다.

도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록도이다.

도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 외란 관측기가 제공된 코깅토크 측정장치로 측정된 저주파 외란감도 전달 그래프에 관한 도면이다.

도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 적응제어기가 제공된 코깅토크 측정장치로 측정된 고조파 외란감도 전달 그래프에 관한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 코깅토크 측정장치 120: 측정대상모터

130: 데이터 수집장치 140: 토크 미터

160: 구동용 모터 170: 속도제어기

180: 외란 관측기 190: 적응제어기

Claims

측정대상모터;

상기 측정대상모터 일 측에 제공되어 코깅토크를 측정하는 토크미터; 및

상기 토크미터 일 측에 제공되며, 상기 측정대상모터에 연결되는 구동용 모터; 를 포함하며,

상기 구동용 모터는 상기 측정대상모터에 직접 연결되어 상기 측정대상모터를 등속도로 구동시키는 다이렉트 드라이브 모터(direct drive motor)이며,

상기 구동용 모터가 등속도로 구동되도록 상기 구동용 모터에 입력되는 전류 또는 전압을 제어하는 속도 제어기가 제공되고,

상기 속도 제어기는, 구동용 모터 및 상기 측정대상모터에 발생하는 저주파 외란의 영향을 줄이는 외란 관측기 및 구동용 모터의 회전주파수의 정수배로 발생하는 고조파 토크변동에 의한 외란을 줄이는 적응제어기를 포함하는 코깅토크 측정장치.
삭제
삭제
제1항에 있어서,

상기 구동용 모터와 상기 토크미터를 연결하는 제1커플링 및 상기 토크미터와 상기 측정대상모터를 연결하는 제2커플링을 포함하며,

상기 제1커플링은 상기 구동용 모터와 상기 토크미터 사이의 굽힘 모멘트를 감소시키는, 코깅토크 측정장치.
제4항에 있어서,

상기 제1커플링은 디스크형 커플링인, 코깅토크 측정장치.
제4항에 있어서,

상기 토크미터는 출력된 코깅토크를 수집하는 데이터 수집장치와 연결된, 코깅토크 측정장치.
제4항에 있어서,

상기 구동용 모터는 영구자석을 포함하는 동기전동기로 형성된, 코깅토크 측정장치.
제4항에 있어서,

상기 구동용 모터는 저속에서의 토크 변동을 작게 하기 위해 다수의 극(pole)을 구비하는, 코깅토크 측정장치.
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제1항에 있어서,

상기 적응제어기는 상기 구동용 모터의 구동 주파수 이외의 주파수에 각각 대응하여 병렬적으로 배치된, 코깅토크 측정장치.