KR101605268B1

KR101605268B1 - 저항 측정 장치

Info

Publication number: KR101605268B1
Application number: KR1020140155802A
Authority: KR
Inventors: 정규완
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2014-11-11
Filing date: 2014-11-11
Publication date: 2016-03-21

Abstract

본 발명은 전동기의 고정자와 회전자의 권선 저항을 동시에 측정할 수 있도록 하는 저항 측정 장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 상용 교류 전원을 공급받아 일정 레벨의 직류 전류로 변환시켜 권선 저항 측정을 위해 고정자 권선과 회전자 권선에 각각 인가하는 전원 공급부; 상기 전원 공급부에 의해 상기 고정자 권선에 시험 전류가 인가되면, 상기 고정자 권선의 저항을 측정하는 고정자용 저항 측정부; 및 상기 전원 공급부에 의해 상기 회전자 권선에 시험 전류가 인가되면, 상기 회전자 권선의 저항을 측정하는 회전자용 저항 측정부를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
이에 따라, 본 발명은 전동기의 고정자와 회전자의 권선 저항을 동시에 측정할 수 있게 됨에 따라 파라미터 측정에 투입되는 인원을 줄일 수 있다.

Description

저항 측정 장치{RESISTANCE MEASURING APPARATUS}

본 발명은 저항 측정 장치에 관한 것으로서, 특히 전동기의 고정자와 회전자의 권선 저항을 동시에 측정할 수 있도록 하는 저항 측정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전동기는 전기 에너지를 입력원으로 하고 회전 운동과 같은 운동 에너지를 출력으로 하는 일종의 에너지 변환 장치로서, 회전 운동이나 왕복 운동과 같은 반복 작업이 필요한 산업 현장이나 생활 주변에서 동력원으로 주로 사용되고 있다.

이러한 전동기의 생산이 완료되면 현장에 설치되기 전에 고정자(Stator)의 권선 저항과 회전자(Rotor)의 권선 저항과 같은 파라미터를 측정하게 되는데, 종래에는 고정자의 권선 저항과 회전자의 권선 저항을 따로따로 측정한다.

이와 같이, 종래에는 고정자 저항과 회전자 저항을 따로 분리하여 측정하므로, 파라미터 측정에 인원이 많이 투입되는 문제점이 있다.

또한, 종래 저장 측정 장치는 배터리 전원을 이용하여 고정자와 회전자의 권선 저항을 측정하는데, 일정 시간 간격으로 고정자와 회전자의 권선 저항을 연속 측정하게 되면, 연속 측정으로 인한 전압 강하로 헌팅(미세 진동)과 측정 오차가 발생하여 파라미터를 다시 측정해야 하는 문제점이 있다.

한국공개특허공보 제10-2009-67919호(공개일 2009.06.25.)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 전동기의 고정자와 회전자의 권선 저항을 동시에 측정할 수 있도록 하는 저항 측정 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 측정 장치는, 상용 교류 전원을 공급받아 일정 레벨의 직류 전류로 변환시켜 권선 저항 측정을 위해 고정자 권선과 회전자 권선에 각각 인가하는 전원 공급부; 상기 전원 공급부에 의해 상기 고정자 권선에 시험 전류가 인가되면, 상기 고정자 권선의 저항을 측정하는 고정자용 저항 측정부; 및 상기 전원 공급부에 의해 상기 회전자 권선에 시험 전류가 인가되면, 상기 회전자 권선의 저항을 측정하는 회전자용 저항 측정부를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 저항 측정 장치는, 상용 교류 전원을 공급받아 일정 레벨의 직류 전류로 변환시켜 권선 저항 측정을 위해 고정자 권선에 인가하는 제1전력 변환부; 상용 교류 전원을 공급받아 일정 레벨의 직류 전류로 변환시켜 권선 저항 측정을 위해 회전자 권선에 인가하는 제2전력 변환부; 제1전원 공급기로 구성되며, 상기 제1전력 변환부에 의해 상기 고정자 권선에 시험 전류가 인가되면, 상기 고정자 권선의 저항을 측정하는 고정자용 저항 측정부; 및 제2전원 공급기로 구성되며, 상기 제2전력 변환부에 의해 상기 회전자 권선에 시험 전류가 인가되면, 상기 회전자 권선의 저항을 측정하는 회전자용 저항 측정부를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 저항 측정 장치에 따르면, 전동기의 고정자와 회전자의 권선 저항을 동시에 측정할 수 있게 됨에 따라 파라미터 측정에 투입되는 인원을 줄일 수 있다. 또한, 배터리 전원 대신에 정전압 전원을 공급받아 저항을 측정하므로, 전압 강하에 의한 헌팅과 측정 오차를 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 측정 장치의 구성을 개략적으로 보인 도면.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 저항 측정 장치의 구성을 개략적으로 보인 도면.
도 3은 도 2의 고정자용 저항 측정부에 대한 상세 회로도를 예시적으로 보인 도면.
도 4는 도 2의 회전자용 저항 측정부에 대한 상세 회로도를 예시적으로 보인 도면.
도 5는 열기전력을 고려한 저항 측정시의 등가 회로를 예시적으로 보인 도면.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저항 측정 장치에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 측정 장치의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.

도 1에서, 노이즈 필터부(10)는 상용 교류 전원의 노이즈를 제거하고, 노이즈가 제거된 교류 전원을 각 부(20, 30, 40)에 공급한다.

전원 공급부(20)는 노이즈 필터부(10)를 통해 상용 교류 전원을 공급받아 일정 레벨의 직류 전류로 변환시키고, 이를 권선 저항 측정을 위해 고정자 권선과 회전자 권선에 각각 인가한다.

전술한, 전원 공급부(20)는 사용자의 조작에 따라 정전압 모드로 동작시에 고정자 권선으로는 전압을 예를 들어 0V에서 10V까지 서서히 상승시켜 인가하고, 회전자 권선으로는 전압을 예를 들어 0V에서 20V까지 서서히 상승시켜 인가하며, 정전류 모드로 동작시에 고정자 권선으로는 전류를 예를 들어 0A에서 50A까지 서서히 상승시켜 인가하고, 회전자 권선으로는 전류를 예를 들어 0A에서 25A까지 서서히 상승시켜 인가한다.

고정자용 저항 측정부(30)는 노이즈 필터부(10)를 통해 상용 교류 전원을 공급받아 구동되며, 전원 공급부(20)에 의해 고정자 권선에 시험 전류가 인가되면, 고정자 권선의 저항을 측정한다. 즉, 전원 공급부(20)에 의해 고정자 권선에 시험 전류가 인가되면, 고정자 권선의 양단에서 전압 강하를 측정하고, 측정된 전압 강하를 옴의 법칙에 따라 시험 전류로 나누어 고정자 권선의 저항값을 측정한다.

회전자용 저항 측정부(40)는 노이즈 필터부(10)를 통해 상용 교류 전원을 공급받아 구동되며, 전원 공급부(20)에 의해 회전자 권선에 시험 전류가 인가되면, 회전자 권선의 저항을 측정한다. 즉, 전원 공급부(20)에 의해 회전자 권선에 시험 전류가 인가되면, 회전자 권선의 양단에서 전압 강하를 측정하고, 측정된 전압 강하를 옴의 법칙에 따라 시험 전류로 나누어 회전자 권선의 저항값을 측정한다.

Rt=Et/It

여기서, Rt는 측정하고자 하는 권선의 저항값, Et는 시험시 권선(저항)의 양단에서 측정된 전압 강하, It는 시험시 권선에 인가되는 시험 전류이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 저항 측정 장치의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.

도 2에서, 제1전력 변환부(50)는 상용 교류 전원을 공급받아 일정 레벨의 직류 전류로 변환시킨 후, 이를 권선 저항 측정을 위해 고정자 권선에 인가한다.

제2전력 변환부(60)는 상용 교류 전원을 공급받아 일정 레벨의 직류 전류로 변환시킨 후, 이를 권선 저항 측정을 위해 회전자 권선에 인가한다.

고정자용 저항 측정부(70)는 제1전원 공급기로 구성되며, 제1전력 변환부(50)에 의해 고정자 권선에 시험 전류가 인가되면, 고정자 권선의 저항을 측정하되, 고정자 권선의 양단에서 전압 강하를 측정하고, 측정된 전압 강하를 옴의 법칙에 따라 시험 전류로 나누어 고정자 권선의 저항값을 측정한다.

전술한, 고정자용 저항 측정부(70)는 도 3에 도시하는 바와 같이, 상용 교류 전원을 인가받아 일정 레벨의 직류 전류로 정류하고, 권선 저항 측정을 위해 고정자 권선에 인가되는 시험 전류가 역류하는 것을 차단하기 위한 정류기(71)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 고정자용 저항 측정부(70)는 대용량 고정자의 권선 저항 측정에 사용되는 전류 센서부(73)와 소용량 고정자의 권선 저항 측정에 사용되는 전류 센서부(75)를 각각 포함하여 이루어진다.

회전자용 저항 측정부(80)는 제2전원 공급기로 구성되며, 제2전력 변환부(60)에 의해 회전자 권선에 시험 전류가 인가되면, 회전자 권선의 저항을 측정하되, 회전자 권선의 양단에서 전압 강하를 측정하고, 측정된 전압 강하를 옴의 법칙에 따라 시험 전류로 나누어 회전자 권선의 저항값을 측정한다.

전술한, 회전자용 저항 측정부(80)는 도 4에 도시하는 바와 같이, 상용 교류 전원을 인가받아 일정 레벨의 직류 전류로 정류하고, 권선 저항 측정을 위해 회전자 권선에 인가되는 시험 전류가 역류하는 것을 차단하기 위한 정류기(81)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

온도 센서(90)는 권선 센서 저항법에 의하여 권선 온도를 측정한다. 즉, 온도 센서(90) 인출 단자에서 해당 센서의 A-B단자, B-b단자 간에서 각각의 저항을 측정하고, 측정된 각 센서의 저항은 아래 식에 의하여 측정 온도로 환산된 후, 각각의 센서 저항으로 환산된 온도의 평균치를 취하여 측정 당시의 권선 온도로 한다.

Ti={Rab-Rbb}/α

여기서, Ti는 센서 저항으로부터 환산한 권선 온도, Rab는 센서 단자 A-B간에서 측정한 저항값, Rbb는 센서 단자 B-b간에서 측정한 저항값, α는 백금의 0℃에서의 온도 계수×100(=0.385)이다.

한편, 서로 다른 재질의 두 금속을 서로 접합하였을 경우 두 접합부의 온도가 서로 다르면 이 온도 차이에 해당(비례)하는 열기전력이 발생하고, 권선 저항 측정시에 열기전력을 고려하여 측정하는 것이 바람직하다.

도 5는 열기전력을 고려한 저항 측정시의 등가 회로를 예시적으로 보인 도면으로, 도 5에서 T1은 플러스 측정 단자와 저항체(권선)가 결선된 위치의 온도, T2는 마이너스 측정 단와 저항체(권선)가 결선된 위치의 온도, Eth(p)는 플러스 측정 단자와 저항체(권선)의 결선 위치에서 발생한 열기전력, Eth(n)은 마이너스 측정 단자와 저항체(권선)의 결선 위치에서 발생한 열기전력, Er은 권선 양 단자 사이의 전압 강하, It는 전원 공급기에서 공급한 전류(=It+Iv), Ir은 실제 권선에 흐르는 시험 전류(Ir=It로 보아도 무방), iv는 전압 측정용 계측기를 통하여 흐르는 누설 전류, Em은 전압 측정용 계측기에서 측정된 전압 강하(=Eth(p)+Eth(n)+Er), Vm은 전압 측정용 계측기, Ps는 직류 전원 공급기, Rt는 측정하고자 하는 권선의 저항값이며, 열기전력을 고려한 권선 저항값은 아래의 식에 의하여 측정된다.

Rt=Er/It=[Em-{Eth(p)+Eth(n)}]/It

본 발명의 저항 측정 장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

10. 노이즈 필터부, 20. 전원 공급부,
30, 70. 고정자용 저항 측정부, 40, 80. 회전자용 저항 측정부,
50. 제1전력 변환부, 60. 제2전력 변환부,
71, 81. 정류기, 73, 75. 전류 센서부,
90. 온도 센서

Claims

상용 교류 전원을 공급받아 일정 레벨의 직류 전류로 변환시켜 권선 저항 측정을 위해 고정자 권선과 회전자 권선에 동시에 인가하는 전원 공급부;
상기 전원 공급부에 의해 상기 고정자 권선에 시험 전류가 인가되면, 상기 고정자 권선의 양단에서 전압 강하를 측정하고, 측정된 전압 강하를 옴의 법칙에 따라 시험 전류로 나누어 상기 고정자 권선의 저항을 측정하는 고정자용 저항 측정부; 및
상기 전원 공급부에 의해 상기 회전자 권선에 시험 전류가 인가되면, 상기 회전자 권선의 양단에서 전압 강하를 측정하고, 측정된 전압 강하를 옴의 법칙에 따라 시험 전류로 나누어 상기 회전자 권선의 저항을 측정하는 회전자용 저항 측정부를 포함하여 이루어지는 저항 측정 장치.
제 1항에 있어서, 상용 교류 전원의 노이즈를 제거하고, 노이즈가 제거된 교류 전원을 상기 각 부에 공급하는 노이즈 필터부를 더 포함하여 이루어지는 저항 측정 장치.
삭제
상용 교류 전원을 공급받아 일정 레벨의 직류 전류로 변환시켜 권선 저항 측정을 위해 고정자 권선에 인가하는 제1전력 변환부;
상용 교류 전원을 공급받아 일정 레벨의 직류 전류로 변환시켜 권선 저항 측정을 위해 회전자 권선에 인가하는 제2전력 변환부;
제1전원 공급기로 구성되며, 상기 제1전력 변환부에 의해 상기 고정자 권선에 시험 전류가 인가되면, 상기 고정자 권선의 저항을 측정하는 고정자용 저항 측정부; 및
제2전원 공급기로 구성되며, 상기 제2전력 변환부에 의해 상기 회전자 권선에 시험 전류가 인가되면, 상기 회전자 권선의 저항을 측정하는 회전자용 저항 측정부를 포함하여 이루어지는 저항 측정 장치.
제 4항에 있어서, 권선 센서 저항법에 의하여 권선 온도를 측정하는 온도 센서를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 저항 측정 장치.
제 4항에 있어서, 상기 고정자용 저항 측정부는 상용 교류 전원을 인가받아 일정 레벨의 직류 전류로 정류하고, 권선 저항 측정을 위해 상기 고정자 권선에 인가되는 시험 전류가 역류하는 것을 차단하기 위한 정류기를 포함하여 이루어지고,
상기 회전자용 저항 측정부는 상용 교류 전원을 인가받아 일정 레벨의 직류 전압으로 정류하고, 권선 저항 측정을 위해 상기 회전자 권선에 인가되는 시험 전류가 역류하는 것을 차단하기 위한 정류기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 저항 측정 장치.
제 4항에 있어서, 상기 고정자용 저항 측정부는, 상기 제1전력 변환부에 의해 상기 고정자 권선에 시험 전류가 인가되면, 상기 고정자 권선의 양단에서 전압 강하를 측정하고, 측정된 전압 강하를 옴의 법칙에 따라 시험 전류로 나누어 저항값을 측정하고,
상기 회전자용 저항 측정부는, 상기 제2전력 변환부에 의해 상기 회전자 권선에 시험 전류가 인가되면, 상기 회전자 권선의 양단에서 전압 강하를 측정하고, 측정된 전압 강하를 옴의 법칙에 따라 시험 전류로 나누어 저항값을 측정하는 것을 특징으로 하는 저항 측정 장치.