KR102449375B1 - System for detecting abnormal state between collector ring and brush of generator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발전기의 콜렉터링 브러시간 이상 검출 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 발전기에서 콜렉터링-브러시 접촉에 의해 발생되는 이상 상태를 검출하는 시스템에 대한 것이다.The present invention relates to a technology for detecting abnormalities between the collector brushes of a generator, and more particularly, to a system for detecting an abnormal state caused by contact between a collector-brush in a generator.
일반적으로 발전기는 계자(Field)와 전기자(Armature)로 크게 둘로 분류될 수 있으며, 여자기(Exciter)에서 공급되는 DC 전류는 카본 브러시(Carbon Brush), 콜렉터 링(Collector Ring), 스터드 볼트(Stud Bolt), 보어 코퍼(Bore Copper)를 통해 권선(Field winding)의 코일에 흐름으로써 전자석이 된다.In general, generators can be broadly classified into two categories: a field and an armature, and the DC current supplied from the exciter is a carbon brush, a collector ring, and a stud bolt. Bolt), it becomes an electromagnet by flowing into the coil of the field winding through a bore copper.
발전기에서 전기를 생산하기 위하여 여자기에서 회전에 계자전류를 공급한다. 계자전류는 여자기에서 변환하여 브러시를 통하여 콜렉터링으로 공급한다. 이때, 브러시는 소모품으로 주기적인 교체 및 점검 시행을 한다.In order to produce electricity in the generator, the exciter supplies the field current to the rotation. The field current is converted by the exciter and supplied to the collector through the brush. At this time, the brush is replaced and inspected periodically as a consumable item.
여기서, 발전기 정상 운전 중 콜렉터 링(Collector Ring)과 카본 브러시(Carbon Brush)는, 비정상적인 접촉에 의해, 편마모, 특정 브러시(Brush)의 전류집중, 과도한 진동, 스파크 플래시 오버(Spark Flash Over)등으로 중대 고장이 발생될 수 있다.Here, during normal operation of the generator, the collector ring and the carbon brush are caused by abnormal contact, uneven wear, current concentration of a specific brush, excessive vibration, spark flash over, etc. Serious failures may occur.
그런데, 현재 콜렉터링 브러시 실시간 감시 및 교체 이력 관리가 부재한 상태로서 안전사고 위험성이 상존하는 문제점이 있다.However, there is a problem in that the real-time monitoring of the current collecting brush and the management of the replacement history are absent, and the risk of a safety accident exists.
또한, 계자전류를 공급하는 브러시를 감시하는 설비가 없어 이상 발생시 운전원 또는 정비원이 즉각적으로 알 수 없어 고장이 장시간 진행되는 문제점이 있다.In addition, there is no facility for monitoring the brush supplying the field current, so when an abnormality occurs, an operator or maintenance person cannot immediately know, so there is a problem that the failure proceeds for a long time.
또한, 브러시의 이상 발생으로 인해 발열, 전류 불균형, 진동, 플래시 오버 등이 발생하면 콜렉터링 표면의 손상으로 이어질 수 있는 문제점이 있다.In addition, if heat generation, current imbalance, vibration, flashover, etc. occur due to abnormal occurrence of the brush, there is a problem that may lead to damage to the collecting surface.
또한, 콜렉터링과 브러시 사이의 접촉 상태를 발전기를 멈추고 육안으로 확인하기 전까지는 정확하게 확인할 수 없다는 문제점이 있다.In addition, there is a problem that the contact state between the collector ring and the brush cannot be accurately confirmed until the generator is stopped and visually checked.
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 콜렉터링과 브러시 사이의 접촉 상태를 발전기를 멈추고 육안으로 확인하기 전에도 정확하게 확인할 수 있는 콜렉터링 브러시간 이상 감지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the problem according to the above background art, and it is to provide an abnormality detection system between the collecting brushes that can accurately check the contact state between the collector ring and the brush even before the generator is stopped and visually checked. There is this.
또한, 본 발명은 콜렉터링 브러시 접촉에 의한 이상 상태를 검출할 수 있는 콜렉터링 브러시간 이상 감지 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide an abnormality detection system between collecting brushes capable of detecting an abnormal state due to contact of the collecting brushes.
또한, 본 발명은 이상 발생시 운전원 또는 정비원이 즉각적으로 알 수 있도록 하는 콜렉터링 브러시간 이상 감지 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide an abnormality detection system between the collecting brushes that allows an operator or maintenance person to immediately know when an abnormality occurs.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 콜렉터링 브러시 접촉에 의한 이상 상태를 검출할 수 있는 콜렉터링 브러시간 이상 감지 시스템을 제공한다.The present invention provides an abnormality detection system between collecting brushes capable of detecting an abnormal state due to contact between the collecting brushes, in order to achieve the above object.
상기 이상 감지 시스템은, The anomaly detection system,
발전기에 설치되는 콜렉터링 - 브러시간 이상 감지 시스템으로서, As a collector-brush-to-brush abnormality detection system installed in a generator,
상기 발전기의 상태를 감지하여 상태 정보를 센서계;a sensor system for detecting the state of the generator and providing state information;
상기 상태 정보를 획득하는 획득 장치; 및an acquiring device for acquiring the status information; and
상기 상태 정보를 이용하여 상기 발전기의 이상 상태를 검출하는 계산 장치;를 포함한다.and a calculation device for detecting an abnormal state of the generator by using the state information.
이때, 상기 센서계는 상기 브러시를 장착하는 브러시 홀더에 설치되는 것을 특징으로 한다.At this time, the sensor system is characterized in that it is installed in the brush holder to mount the brush.
또한, 상기 상태 정보는 상기 브러시의 측정 온도, 측정 진동량, 상기 브러시의 측정 거리, 및 상기 발전기의 출력 케이블에 흐르는 측정 전류를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the state information is characterized in that it includes the measured temperature of the brush, the measured vibration amount, the measured distance of the brush, and the measured current flowing through the output cable of the generator.
또한, 상기 브러시 홀더의 핸들의 상부 내부에 상기 센서계 중 진동 센서가 설치되고, 하부 내부에 상기 센서계 중 전류 센서가 설치되고, 하부 외부면에 상기 센서계 중 온도 센서 및 거리 센서가 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the vibration sensor of the sensor system is installed inside the handle of the brush holder, the current sensor of the sensor system is installed inside the lower part, and the temperature sensor and the distance sensor of the sensor system are installed on the lower outer surface characterized in that
또한, 상기 측정 거리는 상기 거리 센서와 상기 브러시의 상부면과의 거리인 것을 특징으로 한다.In addition, the measurement distance is characterized in that the distance between the distance sensor and the upper surface of the brush.
또한, 상기 거리 센서는 비접촉식 센서 신호를 밑으로 방출하여 상기 브러시의 상기 상부면에 맞고 돌아오는 신호를 분석하여 거리를 측정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the distance sensor is characterized in that the non-contact sensor signal is emitted downward, and the distance is measured by analyzing the signal that hits the upper surface of the brush and returns.
또한, 상기 브러시 홀더는 카트리지 타입인 것을 특징으로 한다.In addition, the brush holder is characterized in that the cartridge type.
또한, 상기 측정 거리에 따른 상기 브러시의 마모율은 미리 설정되는 룩업 테이블로 매칭되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the wear rate of the brush according to the measurement distance is characterized in that it is matched with a preset look-up table.
또한, 상기 전류 센서가 케이블에 흐르는 전류를 측정하도록 상기 하부 내부에 상기 케이블이 통과하는 구멍이 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that a hole through which the cable passes is formed inside the lower portion so that the current sensor measures the current flowing through the cable.
또한, 상기 구멍은 상기 하부 내부를 관통하는 홀인 것을 특징으로 한다.In addition, the hole is characterized in that it is a hole passing through the inside of the lower portion.
또한, 상기 브러시 홀더는 상기 온도 센서 및 거리 센서를 안착 고정되도록 단면이 "ㄷ"자 형상인 고정대를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the brush holder is characterized in that it includes a holder having a “U” shape in cross section to seat and fix the temperature sensor and the distance sensor.
본 발명에 따르면, 콜렉터링과 브러시 사이의 접촉 상태를 발전기를 멈추고 육안으로 확인하기 전에도 정확하게 확인할 수 있다.According to the present invention, the contact state between the collector ring and the brush can be accurately checked even before the generator is stopped and visually checked.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 실시간(Real Time) 아크 시점 진단, 브러시 전류 및 온도 트렌드 저장, 관리 등이 가능하다는 점을 들 수 있다.In addition, as another effect of the present invention, real-time arc timing diagnosis, brush current and temperature trend storage and management are possible.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 고속 전류 샘플링을 구현하여 아크 및 순간적으로 발생한 전류 이상의 실시간 감시 기능이 가능하다는 점을 들 수 있다.In addition, as another effect of the present invention, real-time monitoring of arcs and instantaneous current abnormalities is possible by implementing high-speed current sampling.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 빅 데이터를 이용한 브러시 전류 이상 및 상태 분석 진단 알고리즘이 가능하다는 점을 들 수 있다.In addition, as another effect of the present invention, a brush current abnormality and state analysis diagnosis algorithm using big data is possible.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 브러시 교체 주기 관리, 개별 이력관리, 알림기능, 측정 신호를 유선 또는 무선으로 전송하는 것이 가능하다는 점을 들 수 있다.In addition, as another effect of the present invention, it is possible to manage the brush replacement cycle, manage individual history, notify function, and transmit a measurement signal by wire or wirelessly.
도 1은 일반적인 발전기의 계통도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발전기 이상 검출 시스템의 구성 블럭도이다.
도 3은 도 2에 도시된 발전기 이상 검출 시스템의 개념도이다.
도 4는 일반적인 콜렉터링의 구조를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 브러시를 장착한 카트리지 타입의 브러시 홀더의 개략 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 브러시를 장착한 카트리지 타입의 브러시 홀더의 개략적인 측면도이다.1 is a schematic diagram of a general generator.
2 is a block diagram of a generator abnormality detection system according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram of the generator abnormality detection system shown in FIG.
4 is a view showing the structure of a general collector ring.
5 is a schematic perspective view of a cartridge-type brush holder on which a brush is mounted according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic side view of a cartridge-type brush holder in which a brush is mounted according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.In describing each figure, like reference numerals are used for like elements.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. The term “and/or” includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. shouldn't
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 발전기의 이상 검출 방법을 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, an abnormality detection method of a generator according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 일반적인 발전기의 계통도이다. 도 1을 참조하면, 발전기(120)는 AC(Alternating Current) 전력을 생성하는 기능을 수행한다. 여자 전원 공급부(110)는 발전기(120)에 여자 전류를 공급한다. 이외에도, 발전기 단자 또는 보조 버스로부터 선택적 공급을 갖는 여기 트랜스포머(excitation transformer)(140), SCR(Silicon Controlled Rectifier) 브릿지(150), 발전기(120)의 단자전압을 부하상태에 관계없이 요구값으로 유지하도록 전압을 안정화시키는 AVR(Auto Voltage Regulator)(160), AVR(160)를 제어하기 위한 사용자용 인터페이스(180) 등이 구성된다. 1 is a schematic diagram of a general generator. 1, the
AVR(160)과 사용자용 인터페이스(180)는 통신으로 연결되며, 통신은 RS232, RS485, 모드 버스, CC-Link(Control & Communication) 통신, 이더넷 통신 등이 될 수 있다.The AVR 160 and the
AVR(160)은 발전기(120)의 출력을 검출하는 전류 변압기(130) 및 계기용 변압기(170)와 연결된다. The AVR 160 is connected to the
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발전기 이상 검출 시스템(200)의 구성 블럭도이다. 도 2를 참조하면, 발전기 이상 검출 시스템(200)은, 발전기(120)에 설치되어 발전기(120)의 상태를 감지하여 상태 정보를 생성하는 센서계(211,212,213,214), 상태 정보를 획득하는 획득 장치(210), 상태 정보를 이용하여 발전기의 이상 상태를 검출하는 계산 장치(220) 등을 포함하여 구성될 수 있다.2 is a block diagram of a generator
전류계(211,212,213,214)는 발전기(120)의 출력 케이블(미도시)에 흐르는 전류를 센싱하는 전류 센서(211), 발전기(120)의 내부 온도를 센싱하는 온도 센서(212), 발전기(120)의 내부 진동량을 센싱하는 진동 센서(213), 발전기(120)에 설치되는 브러시(미도시)의 위치를 센싱하는 거리 센서(214) 등을 포함하여 구성될 수 있다. Ammeter (211,212,213,214) is a
획득 장치(210)는 센서계(211,212,213,214)에 의해 생성되는 상태 정보를 획득하는 기능을 수행하기 위해 센서계(211,212,213,214)와 유선 또는 무선 통신으로 연결될 수 있다. 획득 장치(210)는 마이콤, 마이크로프로세서, 통신회로, 통신모뎀, 메모리 등을 포함하여 구성될 수 있다.The
메모리는 마이콤 또는 마이크로프로세서 내에 구비되는 메모리일 수 있고, 별도의 메모리가 될 수 있다. 따라서 플래시 메모리 디스크(SSD: Solid State Disk), 하드 디스크 드라이브, 플래시 메모리, EEPROM(Electrically erasable programmable read-only memory), SRAM(Static RAM), FRAM (Ferro-electric RAM), PRAM (Phase-change RAM), MRAM(Magnetic RAM) 등과 같은 비휘발성 메모리 및/또는 DRAM(Dynamic Random Access Memory), SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory), DDR-SDRAM(Double Data Rate-SDRAM) 등과 같은 휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. The memory may be a memory provided in a microcomputer or a microprocessor, or may be a separate memory. Therefore, flash memory disk (SSD: Solid State Disk), hard disk drive, flash memory, EEPROM (Electrically erasable programmable read-only memory), SRAM (Static RAM), FRAM (Ferro-electric RAM), PRAM (Phase-change RAM) . can be
계산 장치(220)는 획득 장치(210)와 통신 케이블로 연결되거나 통신망(미도시)을 통해 연결될 수 있다. The
통신망(미도시)은 복수의 단말 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 공중교환 전화망(PSTN), 공중교환 데이터망(PSDN), 종합정보통신망(ISDN: Integrated Services Digital Networks), 광대역 종합 정보 통신망(BISDN: Broadband ISDN), 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 대도시 지역망(MAN: Metropolitan Area Network), 광역 통신망(WLAN: Wide LAN) 등이 될 수 있다. A communication network (not shown) refers to a connection structure capable of exchanging information between each node such as a plurality of terminals and servers, and includes a public switched telephone network (PSTN), a public switched data network (PSDN), and an integrated information network (ISDN). : Integrated Services Digital Networks), Broadband ISDN (BISDN), Local Area Network (LAN), Metropolitan Area Network (MAN), Wide LAN (WLAN), etc. can
그러나, 본 발명은 이에 한정되지는 않으며, 무선 통신망인 CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband), WiFi(Wireless Fidelity),DLNA(Digital Living Network Alliance), Zigbee, Z-wave, HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 망, 블루투쓰(bluetooth),RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), 초광대역 무선기술(Ultra-wide Band), Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus), NFC(Near Field Communication) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 될 수 있다. 또는, 이들 유선 통신망 및 무선 통신망의 조합일 수 있다. However, the present invention is not limited thereto, and wireless communication networks such as CDMA (Code Division Multiple Access), WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access), Wibro (Wireless Broadband), WiFi (Wireless Fidelity), DLNA (Digital Living Network Alliance) , Zigbee, Z-wave, HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) network, Bluetooth, RFID (Radio Frequency Identification), Infrared Data Association (IrDA), Ultra-wide Band, It may be a Wireless Universal Serial Bus (USB), a Near Field Communication (NFC) network, a satellite broadcasting network, an analog broadcasting network, a Digital Multimedia Broadcasting (DMB) network, or the like. Alternatively, it may be a combination of these wired communication networks and wireless communication networks.
계산 장치(220)는 획득 장치(210)와 통신 연결하여 상태 정보를 수신하는 통신부(221), 상태 정보를 분석하여 분석 정보를 생성하는 분석부(222), 분석 정보를 이용하여 이상여부를 판단하고, 모니터링 리포트 정보를 생성하는 판단부(223), 모니터링 리포트 정보를 출력하는 출력부(224) 등을 포함하여 구성될 수 있다.The
통신부(221)는 획득 장치(210)와 직접연결되거나 통신망을 통해 연결될 수 있다. 이를 위해 통신부(221)는 통신 모뎀, 통신 회로, 마이크로프로세서, 메모리등을 포함하여 구성될 수 있다.The
분석부(222)는 획득 장치(210)로부터 취득된 상태정보를 이용하여 분석을 수행하는 기능을 수행한다. 예를 들면, 발전기(120) 내부의 온도, 전류, 진동량, 거리를 산출한다. 온도는 발전기(120) 내부의 온도, 브러시(미도시)의 온도 등이 될 수 있다. The
이를 위해, 전류계(211,212,213,214)는 브러시(미도시)가 설치되는 브러시 홀더(미도시)에 설치될 수 있다. 예를 들면, 브러시 홀더의 내부에 진동 센서(213)를 설치하여 동작시 진동량을 측정할 수 있다. 또한, 브러시 홀더의 내부에 전류 센서(211)를 설치하고 브러시 홀더의 내부를 통과되는 출력 케이블(미도시)에 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 또한, 브러시 홀더에 온도 센서(212) 및 거리 센서(214)를 설치하여 브러시와 브러시 홀더간의 거리 및 브러시의 온도를 측정할 수 있다.To this end, the
분석부(222)는 진동 센서(213)에 의해 측정된 진동량을 이용하여 과도한 진동발생여부를 분석할 수 있다. 즉, 측정 진동량과 미리 설정되는 기준값을 비교하여 기준값을 초과하면 진동 과도로 분석한다.The
또한, 분석부(222)는 전류 센서(211)에 의해 측정된 전류를 이용하여 아크 발생 여부를 분석할 수 있다. 즉, 측정 전류와 미리 설정되는 기준값을 비교하여 기준값을 초과하면 아크 발생으로 분석한다.Also, the
또한, 온도 센서(212) 및 거리 센서(214)에 의해 측정된 온도 및 거리를 이용하여 발열여부, 브러시의 이상 여부를 분석할 수 있다. 즉, 측정 온도와 미리 설정되는 기준값을 비교하여 기준값을 초과하면 과열로 분석한다. 또한, 측정 거리와 미리 설정되는 기준값을 비교하여 기준값을 초과하면 브러시 이상으로 분석한다.In addition, using the temperature and distance measured by the
온도 센서(212) 및 거리 센서(214)는 비접촉식 센서 신호를 밑으로 방출하여 브러시 윗면에 맞고 돌아오는 신호를 분석하여 온도 및 거리를 측정한다. The
판단부(223)는 분석부(222)에 의해 생성된 분석 정보를 이용하여 이상여부를 판단하고, 모니터링 리포트 정보를 생성하는 기능을 수행한다. 이러한 모니터링 리포트 정보를 보여주는 화면예가 도 7에 도시된다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.The
도 2를 참조하면, 판단부(223)는 상태 정보의 정상 또는 경보를 나타내는 아람 정보를 생성할 수 있다. 이러한 알람 정보를 보여주는 화면예가 도 5 및 도 6에 도시된다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.Referring to FIG. 2 , the
출력부(224)는 모니터링 리포트 정보 및/또는 알람 정보를 출력하는 기능을 수행한다. 물론, 이러한 모니터링 리포트 정보 및/또는 알람 정보는 그래픽으로 표시될 수 있으나, 그래픽, 문자 및 음성의 조합으로 구성될 수도 있다.The
출력부(224)는 설정 화면, 출력 화면, 메뉴 화면 등을 출력할 수 있다. 출력부(224)는 디스플레이, 사운드 시스템을 포함하여 구성될 수 있다. 디스플레이는 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode) 디스플레이, PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic LED) 디스플레이, 터치 스크린, CRT(Cathode Ray Tube), 플렉시블 디스플레이, 마이크로 LED, 미니 LED 등이 포함될 수 있다. 터치 스크린의 경우, 입력 수단으로도 사용될 수 있다.The
도 2에 도시된 분석부(222), 판단부(223)는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 소프트웨어 및/또는 하드웨어로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 마이크로프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. The
소프트웨어 구현에 있어, 소프트웨어 구성 컴포넌트(요소), 객체 지향 소프트웨어 구성 컴포넌트, 클래스 구성 컴포넌트 및 작업 구성 컴포넌트, 프로세스, 기능, 속성, 절차, 서브 루틴, 프로그램 코드의 세그먼트, 드라이버, 펌웨어, 마이크로 코드, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조, 테이블, 배열 및 변수를 포함할 수 있다. 소프트웨어, 데이터 등은 메모리에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.In software implementation, software composition component (element), object-oriented software composition component, class composition component and task composition component, process, function, attribute, procedure, subroutine, segment of program code, driver, firmware, microcode, data , databases, data structures, tables, arrays, and variables. Software, data, etc. may be stored in a memory and executed by a processor. The memory or processor may employ various means well known to those skilled in the art.
도 3은 도 2에 도시된 발전기 이상 검출 시스템(200)의 개념도이다. 도 3을 참조하면, 발전기(120)의 브러시(N1A 내지 N1H)측에 온도 센서 및 전류 센서가 설치되고, 신호 케이블(signal cable)을 통해 온도 센서 및 전류 센서에 측정된 온도 및 전류 데이터가 획득 장치(130)로 전송된다. 물론, 온도 센서 및 전류 센서 이외에도 진동 센서, 거리 센서도 배치된다. 3 is a conceptual diagram of the generator
획득 장치(130)는 센서들로부터 획득된 데이터를 계산 장치(220)에 전송한다. 획득 장치(130)와 계산 장치(220)는 광케이블로 연결될 수 있다. The
도 4는 일반적인 콜렉터링의 구조를 보여주는 도면이다. 일반적으로 발전기는 고정자(Stator), 및 회전자(Rotor)를 포함하며, 콜렉터링 및 브러시를 통해 전류를 전달하도록 구성된다. 콜렉터링(420)은 발전기의 케이스로부터 돌출한 샤프트에 일정 간격마다 격자(411)를 갖는 플레이트(410)를 기준으로 2개가 구성된다.4 is a view showing the structure of a general collector ring. In general, a generator includes a stator and a rotor, and is configured to transmit current through a collector and a brush. The
이러한 콜렉터링(420)은 고속으로 회전(약 3600 RPM)하는 발전기의 회전자에 장착되어 계자권선에 여자 전류를 전달해 주는 중요한 매체로 기능을 한다. 이러한 컬렉터링(420)의 표면은 항상 청결하게 유지되어야 발전기 브러시와의 양호한 접촉으로 브러시와 컬렉터링 간에 여자 전류의 소통이 원활하게 이루어지게 된다.The
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 브러시(520)를 장착한 카트리지 타입의 브러시 홀더(510)의 사시도이다. 도 5를 참조하면, 도 4에 도시된 콜렉터링(420)과 접촉되는 브러시(520)를 장착하는 브러시 홀더(510)가 도시된다.5 is a perspective view of a cartridge-
브러시 홀더(510)의 상부 내부(511)에 진동 센서(213)가 설치되고, 하부 내부(512)에 전류 센서(211)가 설치되고, 하부 외부면(513)에 온도 센서(212) 및 거리 센서(214)가 설치된다. A
특히, 도 5에 도시된 브러시 홀더(510)는 민자 타입의 사각형 핸들을 갖는다. 비 접촉식 센서 신호를 밑으로 방출하여 브러시 윗면에 맞고 돌아오는 신호를 분석하여 온도 및/또는 거리를 측정한다. In particular, the
부연하면, 진동 센서(213)는 핸들의 상부 내부(511)에 설치되어 동작시 진동량을 측정하여 과도한 진동발생을 분석하는데 사용된다.In other words, the
전류 센서(211)는 핸들의 하부 내부(512)에 설치되며, 구멍(501)으로 통과된 케이블(미도시)에 흐르는 전류를 측정하여 아크 발생여부를 분석하는데 사용된다. 부연하면, 전류 센서(211)가 케이블에 흐르는 전류를 측정하도록 하부 내부(512)에 케이블이 통과하는 구멍(501)이 형성된다. 이 구멍(501)은 하부 내부(512)를 관통하는 홀이 될 수 있다.The
온도 센서(212) 및 거리 센서(214)가 핸들의 하부 외부면에 설치되어 온도 및 거리를 측정하는데 사용된다. 온도는 브러시 온도, 발전기의 내부 온도가 될 수 있다. 또한, 측정 거리는 거리 센서와 브러시의 상부면과의 거리가 될 수 있다. A
이를 이해 하기 쉽게 나타내면 화살표와 같다. 즉, 롤 스프링이 거리 센서가 설치된 위치와 브러시의 상부면 사이에 위치된다. 따라서, 브러시의 하부면이 마모됨에 따라 롤 스프링의 복원력에 의해 하방향으로 이동됨에 따라 거리 센서와 브러시의 상부면과의 거리가 증가된다.To make it easier to understand, it is like an arrow. That is, the roll spring is positioned between the position where the distance sensor is installed and the upper surface of the brush. Accordingly, as the lower surface of the brush is worn and moved downward by the restoring force of the roll spring, the distance between the distance sensor and the upper surface of the brush is increased.
물론, 이러한 측정 거리에 따른 브러시의 마모율은 미리 설정되는 룩업 테이블로 매칭되어 있을 수 있다. Of course, the wear rate of the brush according to the measurement distance may be matched with a preset lookup table.
온도 센서(212) 및 거리 센서(214)는 볼팅 방식 또는 접착제에 의해 하부 외부면(513)에 고정될 수 있다.The
특히, 온도 센서(212) 및 거리 센서(214)를 안착 고정되도록 단면이 "ㄷ"자 형상인 고정대(502)가 설치될 수 있다. 이 고정대(502)의 안쪽에 볼팅 방식 또는 접착제에 의해 온도 센서(212) 및 거리 센서(214)를 고정대(502)에 고정 설치할 수 있다.In particular, a
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 브러시(520)를 장착한 카트리지 타입의 브러시 홀더의 개략적인 측면도이다. 도 6에 도시된 브러시 홀더는 도 5에 도시된 브러시 홀더와 핸들의 형상만 다를뿐 유사한 형태 및 구조를 갖는다.6 is a schematic side view of a cartridge-type brush holder in which a
도 6을 참조하면, 브러시 홀더는 브러시(520)에 탄성력을 제공하는 롤 스프링(612), 브러시(520)가 요동되지 않도록 고정하는 아암(613), 브러시(520)를 안착하는 브러시 박스(614), 교체를 위해 사용자가 핸들링할 수 있게 하는 절연성의 핸들(615), 핸들(615)의 하부면에 구성되어 절연성을 주는 보호 플레이트(616), 전기적 연결을 위한 커넥터(670), 브러시 홀더를 콜렉터링측에 고정하기 위한 클립(617), 브러시 홀더를 콜렉터링측에 안전하게 설치하기 위한 핸들링 레버(619), 브러시 홀더의 삽입 위치를 고정하는 스토퍼(618), "ㄱ"자 형상으로 보호 플레이트(616)와 브러시 박스(614)를 고정하는 지지대(621), 브러시 박스(614)를 지지대(621)에 고정하는 리테이너(622) 등을 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 6 , the brush holder includes a roll spring 612 that provides elastic force to the
핸들(615)은 도 5와 달리, 고리 타입을 특징으로 한다. Unlike FIG. 5 , the
110: 여자 전원 공급부 120: 발전기
130: 전류 변압기 160: AVR(Auto Voltage Regulator)
180: 인터페이스
211: 전류 센서 212: 온도 센서
213: 진동 센서 214: 거리 센서
210: 획득 장치 220: 계산 장치
221: 통신부 222: 분석부
223: 판단부 224: 출력부
410: 플레이트 420: 콜렉터링
501: 구멍 502: 고정대
510: 브러시 홀더
511: 상부 내부 512: 하부 내부
513: 하부 외부면
520: 브러시
612: 롤 스프링(Roll Spring) 613: 암
614: 브러시 박스 615: 핸들
616: 보호 플레이트 617: 클립
618: 스토퍼 619: 핸들링 레버
621: 지지대 622: 리테이너110: excitation power supply 120: generator
130: current transformer 160: AVR (Auto Voltage Regulator)
180: interface
211: current sensor 212: temperature sensor
213: vibration sensor 214: distance sensor
210: acquiring device 220: calculating device
221: communication unit 222: analysis unit
223: determination unit 224: output unit
410: plate 420: collector
501: hole 502: fixture
510: brush holder
511: upper inner 512: lower inner
513: lower outer surface
520: brush
612: Roll Spring 613: Female
614: brush box 615: handle
616: protection plate 617: clip
618: stopper 619: handling lever
621: support 622: retainer
Claims (10)
상기 발전기(120)의 상태를 감지하여 상태 정보를 센서계(211,212,213,214);
상기 상태 정보를 획득하는 획득 장치(210); 및
상기 상태 정보를 이용하여 상기 발전기(120)의 이상 상태를 검출하는 계산 장치(220);를 포함하며,
상기 센서계(211,212,213,214)는 상기 브러시(520)를 장착하는 브러시 홀더(510)에 설치되고,
상기 상태 정보는 상기 브러시(520)의 측정 온도, 측정 진동량, 상기 브러시(520)의 측정 거리, 및 상기 발전기(120)의 출력 케이블에 흐르는 측정 전류를 포함하며,
상기 브러시 홀더(510)의 핸들(615)의 상부 내부(511)에 상기 센서계(211,212,213,214) 중 진동 센서(213)가 설치되고, 하부 내부(512)에 상기 센서계(211,212,213,214) 중 전류 센서(211)가 설치되고, 하부 외부면(513)에 상기 센서계(211,212,213,214) 중 온도 센서(212) 및 거리 센서(214)가 설치되는 것을 특징으로 하는 콜렉터링 브러시간 이상 감지 시스템.
In the abnormal detection system between the collector ring 420 and the brush 520 installed in the generator 120,
Sensor systems 211, 212, 213, 214 for detecting the state of the generator 120 and providing state information;
an acquiring device 210 for acquiring the status information; and
Calculating device 220 for detecting an abnormal state of the generator 120 by using the state information; includes,
The sensor systems (211, 212, 213, 214) are installed in the brush holder (510) for mounting the brush (520),
The state information includes the measured temperature of the brush 520, the measured vibration amount, the measured distance of the brush 520, and the measured current flowing through the output cable of the generator 120,
A vibration sensor 213 of the sensor systems 211,212,213,214 is installed in the upper inner 511 of the handle 615 of the brush holder 510, and a current sensor among the sensor systems 211,212,213,214 in the lower inner 512. 211) is installed, and a temperature sensor 212 and a distance sensor 214 among the sensor systems (211,212,213,214) are installed on the lower outer surface (513).
상기 측정 거리는 상기 거리 센서와 상기 브러시(520)의 상부면과의 거리인 것을 특징으로 하는 콜렉터링 브러시간 이상 감지 시스템.
The method of claim 1,
The measuring distance is a distance between the distance sensor and the upper surface of the brush (520).
상기 거리 센서(214)는 비접촉식 센서 신호를 밑으로 방출하여 상기 브러시(520)의 상기 상부면에 맞고 돌아오는 신호를 분석하여 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 콜렉터링 브러시간 이상 감지 시스템.
5. The method of claim 4,
The distance sensor (214) emits a non-contact sensor signal downwards, and analyzes a signal that hits the upper surface of the brush (520) and returns to measure the distance.
상기 브러시 홀더(510)는 카트리지 타입인 것을 특징으로 하는 콜렉터링 브러시간 이상 감지 시스템.5. The method of claim 4,
The brush holder 510 is an abnormality detection system between collecting brushes, characterized in that the cartridge type.
상기 측정 거리에 따른 상기 브러시의 마모율은 미리 설정되는 룩업 테이블로 매칭되어 있는 것을 특징으로 하는 콜렉터링 브러시간 이상 감지 시스템.
5. The method of claim 4,
The abnormality detection system between collecting brushes, characterized in that the wear rate of the brush according to the measurement distance is matched with a preset look-up table.
상기 전류 센서(211)가 케이블에 흐르는 전류를 측정하도록 상기 하부 내부(512)에 상기 케이블이 통과하는 구멍(501)이 형성되는 것을 특징으로 하는 콜렉터링 브러시간 이상 감지 시스템.
The method of claim 1,
An abnormality detection system between collecting brushes, characterized in that a hole (501) through which the cable passes is formed in the lower interior (512) so that the current sensor (211) measures the current flowing through the cable.
상기 구멍(501)은 상기 하부 내부(512)를 관통하는 홀인 것을 특징으로 하는 콜렉터링 브러시간 이상 감지 시스템.
9. The method of claim 8,
Wherein the hole (501) is a hole penetrating the lower interior (512).
상기 브러시 홀더(510)는 상기 온도 센서(212) 및 거리 센서(214)를 안착 고정되도록 단면이 "ㄷ"자 형상인 고정대(502)를 포함하는 것을 특징으로 하는 콜렉터링 브러시간 이상 감지 시스템.
The method of claim 1,
The brush holder 510 includes a holder 502 having a “C” shape in cross section to seat and fix the temperature sensor 212 and the distance sensor 214 .
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