KR102648264B1 - 전기철도 전력변환장치의 성능진단장치 및 이를 사용한 전기철도 전력변환장치의 성능진단방법 - Google Patents

전기철도 전력변환장치의 성능진단장치 및 이를 사용한 전기철도 전력변환장치의 성능진단방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 전력변환장치의 성능진단장치는 상기 실제 단위 유닛들이 구동되는 동안에 발생되는 제 1전류값, 제 1전압값, 제 1온도값 및 제 1진동값을 포함하는 상기 실제 단위유닛들 별 실제 측정값들을 측정하는 실제 측정부와, 상기 실제 단위 유닛들에 대응되는 가상 단위유닛들을 포함하고, 상기 실제 단위유닛들의 구동 조건과 동일하게 가상으로 구동시키고, 가상으로 구동되는 동안에 발생되는 제 2전류값, 제 2전압값, 제 2온도값 및 제 2진동값을 포함하는 상기 가상 단위유닛들 별 가상 측정값들을 측정하는 가상 측정부와, 상기 실제 단위유닛들 별 실제 측정값들에서 기설정된 제 1이상값 이상을 이루는 실제 측정값을 이상 실제 측정값으로 설정하고, 상기 이상 실제 측정값이 설정되는 실제 단위 유닛을 이상 실제 단위유닛으로 선정하고, 상기 가상 단위유닛들 별 가상 측정값들에서 기설정된 제 2이상값 이상을 이루는 가상 측정값을 이상 가상 측정값으로 설정하고, 상기 이상 가상 측정값이 설정되는 가상 단위 유닛을 이상 가상 단위유닛으로 선정하는 이상 단위유닛 선정부와, 상기 선정된 이상 실제 단위유닛과 상기 선정된 이상 가상 단위유닛을 일대일 대응시켜 상기 이상 실제 측정값과 상기 이상 가상 측정값이 일정 이상의 오차값이 발생되는 경우, 상기 오차값이 일정 이하로 낮아지도록 보정하는 보정부를 포함한다.

Description

전기철도 전력변환장치의 성능진단장치 및 이를 사용한 전기철도 전력변환장치의 성능진단방법{Performance diagnosis device of electric railway power conversion device and performance diagnosis method of electric railway power conversion device using the same}
본 발명은 전기철도 전력변환장치의 성능진단장치 및 이를 사용한 전기철도 전력변환장치의 성능진단방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전력변환장치의 단위부품들에 대한 측정값을 다각으로 취득하여 비교하고, 이를 통해 이상 유무를 판단함으로써 진단의 정확도를 향상시킬 수 있는 전기철도 전력변환장치의 성능진단장치 및 이를 사용한 전기철도 전력변환장치의 성능진단방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전기철도에서 사용되는 전력변환장치는 전차선에서 공급되는 직류 전력을 유도전동기의 전원으로 사용할 수 있도록 변환하는 장치이다. 전기철도차량의 핵심장치 중 하나이며, 차량의 주행성능, 효율성, 안전성 등에 큰 영향을 미친다.
이러한 전력변환장치는 크게 주 전력변환장치와 보조 전력변환장치로 구분된다. 주 전력변환장치는 유도전동기의 전력을 공급하는 역할을 하며, 보조 전력변환장치는 차내의 각종 부하 장치의 전력을 공급하는 역할을 한다.
주 전력변환장치는 집중제어방식과 개별제어방식으로 구분된다. 집중제어방식은 하나의 전력변환장치가 모든 유도전동기에 전원을 공급하는 방식이며, 개별제어방식은 각 유도전동기에 별도의 전력변환장치가 연결된 방식이다.
이러한 전력변환장치는 철도차량의 주행에 필요한 전력을 공급하는 장치로, 그 성능이 차량의 운행 안전과 효율에 큰 영향을 미친다. 따라서 전력변환장치의 성능을 정기적으로 진단하여 이상 유무를 파악하고, 필요시 조치를 취함으로써 차량의 안전운행과 유지보수를 확보하는 것이 중요하다.
종래에는 전기철도 전력변환장치의 성능을 진단하기 위하여 크게 전압, 전류, 출력, 효율, 입력전압변동, 부하변동, 과도안정성, 전자파적합성, 환경 내구성, 소음 등의 항목을 측정합니다.
종래에는 각각의 측정하고자하는 진단값을 센서등을 사용하여 측정하고, 이 측정된 값에 따라 이상 유무를 판단하고는 있으나, 실질적으로 전력변환장치를 구성하고 있는 단위부품들 각각에 대하여 실제 검사를 위해서는 장치를 분해하여 특정하는 방법 밖에는 없다. 그러나 후자는 현실적으로 유지 부수의 어려움이 따르며, 전자의 경우에도 성능 진단을 하나의 진단값으로 판단하기 때문에 신뢰도가 하락될 수 있다.
더하여, 단위부품들 중 진단 결과 이상이 발생되는 경우 실질적으로 교체함에 따른 유지 보수의 어려움이 따른다.
또한, 전력변환장치의 성능진단을 위해서는 다양한 시험을 수행해야 합니다. 이러한 시험은 시간이 많이 소요되고 비용이 많이 듭니다. 또한, 시험을 수행하기 위해서는 전력변환장치를 분해해야 하는 경우가 많아 유지 보수의 어려움을 초래할 수 있다.
이러한 전력변환장치의 성능진단을 위해서는 다양한 시험을 수행해야 한다. 이러한 시험은 시간이 많이 소요되고 비용이 많이 든다. 또한, 시험을 수행하기 위해서는 전력변환장치를 분해해야 하는 경우가 많아 유지 보수의 어려움을 초래할 수 있다.
대한민국 공개특허 제10-2005-0061038호(공개일자: 2005년 06월 22일)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 본 발명의 목적들은 아래와 같다.
본 발명의 목적은 전력변환장치의 단위유닛들에 대한 측정값을 다각으로 취득하여 비교하고, 이를 통해 이상 유무를 판단함으로써 진단의 정확도를 향상시킬 수 있는 전기철도 전력변환장치의 성능진단장치 및 이를 사용한 전기철도 전력변환장치의 성능진단방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 센서들을 통한 전력변환장치의 단위유닛들 각각의 전류, 전압, 온도 및 진동을 포함하는 실제 측정값들을 측정함과 아울러, 단위부품들에 대한 가상의 단위유닛들을 설정하여 실제 운용 상태를 반영하여 운용하도록 함에 따르는 가상 측정값들을 측정하고, 실제 측정값들과 가상 측정값들을 비교하여, 이상 수준에 이른 이상 단위유닛이 선정되면, 해당 이상 단위유닛에 상응하는 정상 상태의 가상 단위유닛의 동작정보를 다른 단위유닛들과의 동작을 연계하도록 하여 일정 시간 전력변환장치의 구동 이상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 전기철도 전력변환장치의 성능진단방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기의 목적들을 달성하기 위해, 본 발명은 입력필터와, 디씨 컨버터와, 인버터와, 출력 필터 및 콘트롤러를 포함하는 서로 다른 실제 단위유닛들을 갖는 전기철도 전력변환장치의 성능진단장치에 있어서,
상기 전력변환장치의 성능진단장치는,
상기 실제 단위 유닛들이 구동되는 동안에 발생되는 제 1전류값, 제 1전압값, 제 1온도값 및 제 1진동값을 포함하는 상기 실제 단위유닛들 별 실제 측정값들을 측정하는 실제 측정부와,
상기 실제 단위 유닛들에 대응되는 가상 단위유닛들을 포함하고, 상기 실제 단위유닛들의 구동 조건과 동일하게 가상으로 구동시키고, 가상으로 구동되는 동안에 발생되는 제 2전류값, 제 2전압값, 제 2온도값 및 제 2진동값을 포함하는 상기 가상 단위유닛들 별 가상 측정값들을 측정하는 가상 측정부와,
상기 실제 단위유닛들 별 실제 측정값들에서 기설정된 제 1이상값 이상을 이루는 실제 측정값을 이상 실제 측정값으로 설정하고, 상기 이상 실제 측정값이 설정되는 실제 단위 유닛을 이상 실제 단위유닛으로 선정하고,
상기 가상 단위유닛들 별 가상 측정값들에서 기설정된 제 2이상값 이상을 이루는 가상 측정값을 이상 가상 측정값으로 설정하고, 상기 이상 가상 측정값이 설정되는 가상 단위 유닛을 이상 가상 단위유닛으로 선정하는 이상 단위유닛 선정부와,
상기 선정된 이상 실제 단위유닛과 상기 선정된 이상 가상 단위유닛을 일대일 대응시켜 상기 이상 실제 측정값과 상기 이상 가상 측정값이 일정 이상의 오차값이 발생되는 경우, 상기 오차값이 일정 이하로 낮아지도록 보정하는 보정부를 포함한다.
여기서, 상기 보정부를 통해 상기 오차값이 일정 이하로 낮아지도록 보정되지 않는 경우,
판단부를 통해,
상기 이상 실제 측정값이 상기 이상 가상 측정값 보다 미리 설정되는 이상 기준값에 근접하는 경우,
상기 이상 기준값에 근접한 이상 실제 측정값을 갖는 이상 실제 단위유닛을 최종 이상 실제 단위유닛으로 판단하는 것이 바람직하다.
그리고, 임시 운용부를 사용하여,
상기 가상 단위유닛들 외 별도로 구성되는 임시 가상 단위유닛들 중,
상기 판단부를 통해 판단된 상기 최종 이상 실제 단위유닛에 상응하는 임시 가상 단위유닛들을 선정하고,
상기 선정된 임시 가상 단위유닛의 구동정보를 상기 최종 이상 실제 단위유닛의 구동정보로 대체하여 설정된 임시 운용 시간 동안 구동시키는 것이 바람직하다.
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다른 실시예에 따라 본 발명은 상기의 전력변환장치의 성능진단장치를 사용하여 전력진단장치의 성능을 진단하는 전력변환장치의 성능진단방법을 제공한다.
상기의 과제를 통하여 본 발명은 전력변환장치의 단위유닛들에 대한 측정값을 다각으로 취득하여 비교하고, 이를 통해 이상 유무를 판단함으로써 진단의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한 본 발명은 센서들을 통한 전력변환장치의 단위유닛들 각각의 전류, 전압, 온도 및 진동을 포함하는 실제 측정값들을 측정함과 아울러, 단위부품들에 대한 가상의 단위유닛들을 설정하여 실제 운용 상태를 반영하여 운용하도록 함에 따르는 가상 측정값들을 측정하고, 실제 측정값들과 가상 측정값들을 비교하여, 이상 수준에 이른 이상 단위유닛이 선정되면, 해당 이상 단위유닛에 상응하는 정상 상태의 가상 단위유닛의 동작정보를 다른 단위유닛들과의 동작을 연계하도록 하여 일정 시간 전력변환장치의 구동 이상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
상술한 효과들과 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 전기철도 전력변환장치의 성능진단장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 전기철도 전력변환장치의 성능진단장치의 구성을 상세하게 보여주는 블록도이다.
도 3은 판단부를 포함하는 예를 보여주는 블록도이다.
도 4는 임시 운용부를 구비하여 선정된 임시 가상 단위유닛의 구동정보를 최종 이상 실제 단위유닛의 구동정보로 대체하여 설정된 임시 운용 시간 동안 구동시키는 동작이 포함되는 블록도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일 수도 있고 복수일 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이하 첨부되는 도면들을 참조하여 본 발명의 전기철도 전력변환장치의 성능진단장치 및 이를 사용한 전기철도 전력변환장치의 성능진단방법을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 전기철도 전력변환장치의 성능진단장치의 구성을 보여주는 블록도이다. 도 2는 본 발명의 전기철도 전력변환장치의 성능진단장치의 구성을 상세하게 보여주는 블록도이다.
본 발명은 입력필터와, 디씨 컨버터와, 인버터와, 출력 필터 및 콘트롤러를 포함하는 서로 다른 실제 단위유닛들을 갖는 전기철도 전력변환장치의 성능진단장치일 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 전력변환장치의 성능진단장치는 실제 측정부(100)와, 가상 측정부(200)와, 이상 단위유닛 선정부(300)와, 보정부(400)를 포함하고, 이들은 서로 전기적인 신호를 주고 받을 수 있도록 연결된다.
실제 측정부(100)
상기 실제 측정부(100)는 실제 단위 유닛들(10)이 구동되는 동안에 발생되는 제 1전류값, 제 1전압값, 제 1온도값 및 제 1진동값을 포함하는 상기 실제 단위유닛들(10) 별 실제 측정값들을 측정할 수 있다.
상기 제 1전류값은 제 1전류 센서(110)를 통해 측정되고, 상기 제 1전압값은 제 1전압 센서(120)를 통해 측정되고, 상기 제 1온도값은 제 1온도 센서(130)를 통해 측정되고, 상기 제 1진동값은 제 1진동 센서(140)를 통해 측정된다.
가상 측정부(200)
상기 가상 측정부(200)는 상기 실제 단위 유닛들(10)에 대응되는 가상 단위유닛들(200)을 포함하고, 상기 실제 단위유닛들(10)의 구동 조건과 동일하게 가상으로 구동시키고, 가상으로 구동되는 동안에 발생되는 제 2전류값, 제 2전압값, 제 2온도값 및 제 2진동값을 포함하는 상기 가상 단위유닛들(20) 별 가상 측정값들을 측정한다.
상기 제 2전류값은 제 2전류 센서(210)를 통해 측정되고, 상기 제 2전압값은 제 1전압 센서(220)를 통해 측정되고, 상기 제 2온도값은 제 2온도 센서(230)를 통해 측정되고, 상기 제 2진동값은 제 2진동 센서(140)를 통해 측정된다. 실질적으로 상기 센서들은 가상의 센서들이며, 실제 단위유닛들(10)의 구동조건에 따라 가상으로 구동시킴에 따른 측정 또는 산출되는 값으로, 실제 단위유닛들(10)을 모델링하여 취득한 값일 수 있으며, 이는 실제 단위유닛들(10)의 구동과 동시에 측정 또는 산출되는 것이 기술적인 특징이다.
이상 단위유닛 선정부(300)
상기 이상 단위유닛 선정부(300)는 상기 실제 단위유닛들(10) 별 실제 측정값들에서 기설정된 제 1이상값 이상을 이루는 실제 측정값을 이상 실제 측정값으로 설정한다.
이어 상기 이상 단위유닛 선정부(300)는 상기 이상 실제 측정값이 설정되는 실제 단위 유닛(10)을 이상 실제 단위유닛(10')으로 선정한다.
그리고 상기 이상 단위유닛 선정부(300)는 상기 가상 단위유닛들(20) 별 가상 측정값들에서 기설정된 제 2이상값 이상을 이루는 가상 측정값을 이상 가상 측정값으로 설정하고, 상기 이상 가상 측정값이 설정되는 가상 단위 유닛(20)을 이상 가상 단위유닛(20')으로 선정할 수 있다.
보정부(400)
상기 보정부(400)는 상기 선정된 이상 실제 단위유닛(10')과 상기 선정된 이상 가상 단위유닛(20')을 일대일 대응시켜 상기 이상 실제 측정값과 상기 이상 가상 측정값이 일정 이상의 오차값이 발생되는 경우, 상기 오차값이 일정 이하로 낮아지도록 보정할 수 있다.
이러한 구성을 통하여, 본 발명의 전기철도 전력변환장치의 성능진단장치는 다음과 같은 효과를 제공할 수 있다.
실제 단위유닛들(10)과 가상 단위유닛들(20)을 각각 구동시켜 측정값을 비교함으로써, 실제 단위유닛들(10)의 이상 유무를 보다 정확하게 진단할 수 있다.
가상 단위유닛들(20)은 실제 단위유닛들(10)의 구동 조건과 동일하게 가상으로 구동되므로, 실제 단위유닛들(10)의 이상 유무를 보다 정확하게 판단할 수 있다.
실제 단위유닛들(10)과 가상 단위유닛들(20)을 일대일 대응시켜 보정을 수행하므로, 보정의 정확도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 전기철도 전력변환장치의 성능진단장치는 다음과 같은 장점을 제공할 수 있다.
실제 단위유닛들(10)과 가상 단위유닛들(20)을 각각 구동시키므로, 시험 시간과 비용을 절감할 수 있다.
가상 단위유닛들(20)은 실제 단위유닛들(10)의 구동 조건과 동일하게 가상으로 구동되므로, 시험 환경을 조성할 필요가 없어 시험 편의성을 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 전기철도 전력변환장치의 성능진단장치는 전기철도 전력변환장치의 성능을 보다 정확하고 효율적으로 진단할 수 있는 효과적인 기술이다.
도 3은 판단부를 포함하는 예를 보여주는 블록도이다.
도 3을 참조 하면, 본 발명에 따른 전기철도 전력변환장치의 성능진단장치는 판단부(500)를 포함할 수 있다.
상기 보정부(400)는 상술한 오차값이 일정 이하로 낮아지도록 보정되지 않는 경우, 상기 판단부(500)로 이에 대한 신호를 전송한다.
이어 상기 판단부(500)는 상기 이상 실제 측정값이 상기 이상 가상 측정값 보다, 미리 설정되는 이상 기준값에 근접하는 경우,
상기 이상 기준값에 근접한 이상 실제 측정값을 갖는 이상 실제 단위유닛(10')을 최종 이상 실제 단위유닛(10")으로 판단하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 판단부를 포함하는 전기철도 전력변환장치의 성능진단장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.
이상 기준값을 기준으로 이상 실제 단위유닛을 최종적으로 판단함으로써, 이상 단위유닛을 보다 정확하게 진단할 수 있다. 이상 기준값을 미리 설정해 두므로, 판단 과정을 보다 효율적으로 수행할 수 있다.
구체적으로, 보정부(400)는 이상 실제 측정값과 이상 가상 측정값의 오차값이 일정 이하로 낮아지지 않는 경우, 판단부(500)로 이에 대한 신호를 전송한다. 판단부(500)는 이상 실제 측정값과 이상 가상 측정값의 오차값과 이상 기준값을 비교하여, 이상 기준값에 근접한 이상 실제 측정값을 갖는 이상 실제 단위유닛(10')을 최종 이상 실제 단위유닛(10")으로 판단한다.
이러한 구성을 통하여, 본 발명은 이상 단위유닛을 보다 정확하게 진단할 수 있으며, 판단 과정을 보다 효율적으로 수행할 수 있다.
예를 들어, 이상 기준값을 정상적인 단위유닛의 측정값의 평균으로 설정할 수 있다. 이 경우, 이상 기준값에 근접한 이상 실제 측정값을 갖는 이상 실제 단위유닛(10')은 정상적인 단위유닛일 가능성이 높다. 따라서, 판단부(500)는 이상 기준값에 근접한 이상 실제 측정값을 갖는 이상 실제 단위유닛(10')을 최종 이상 실제 단위유닛(10")으로 판단할 수 있다.
또한, 이상 기준값을 단위유닛의 특성에 따라 설정할 수도 있다. 예를 들어, 전류 측정값의 경우, 이상 기준값을 0으로 설정할 수 있다. 이 경우, 이상 실제 측정값이 이상 가상 측정값과 비교하여 0에 근접한 경우, 이상 실제 단위유닛(10')은 정상적인 단위유닛일 가능성이 높다. 따라서, 판단부(500)는 이상 실제 측정값이 이상 가상 측정값과 비교하여 0에 근접한 이상 실제 단위유닛(10')을 최종 이상 실제 단위유닛(10")으로 판단할 수 있다.
도 4는 임시 운용부를 구비하여 선정된 임시 가상 단위유닛(21)의 구동정보를 최종 이상 실제 단위유닛의 구동정보로 대체하여 설정된 임시 운용 시간 동안 구동시키는 동작이 포함되는 블록도이다.
도 4를 참조 하면, 임시 운용부(600)를 사용하여, 상기 가상 단위유닛들(20) 외 별도로 구성되는 임시 가상 단위유닛들(30) 중, 상기 판단부(500)를 통해 판단된 상기 최종 이상 실제 단위유닛(10")에 상응하는 임시 가상 단위유닛들(30')을 선정한다.
이어 상기 임시 운용부(600)는 상기 선정된 임시 가상 단위유닛(30')의 구동정보를 상기 최종 이상 실제 단위유닛(10")의 구동정보로 대체하여 설정된 임시 운용 시간 동안 구동시킬 수 있다.
본 발명에 따른 임시 운용부를 구비하는 전기철도 전력변환장치의 성능진단장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.
임시 가상 단위유닛을 사용하여, 최종 이상 실제 단위유닛의 구동정보를 대체함으로써, 전력변환장치의 정상적인 운용을 보장할 수 있다.
임시 운용 시간을 설정할 수 있으므로, 최종 이상 실제 단위유닛의 수리 또는 교체에 필요한 시간을 확보할 수 있다.
구체적으로, 임시 운용부(600)는 가상 단위유닛들(20) 외 별도로 구성되는 임시 가상 단위유닛들(30) 중, 판단부(500)를 통해 판단된 최종 이상 실제 단위유닛(10")에 상응하는 임시 가상 단위유닛들(30')을 선정한다. 임시 운용부(600)는 선정된 임시 가상 단위유닛들(30')의 구동정보를 최종 이상 실제 단위유닛(10")의 구동정보로 대체하여 설정된 임시 운용 시간 동안 구동시킨다.
이러한 구성을 통하여, 본 발명은 최종 이상 실제 단위유닛의 구동정보를 임시 가상 단위유닛으로 대체하여, 전력변환장치의 정상적인 운용을 보장할 수 있다. 또한, 임시 운용 시간을 설정할 수 있으므로, 최종 이상 실제 단위유닛의 수리 또는 교체에 필요한 시간을 확보할 수 있다.
예를 들어, 임시 운용 시간을 1시간으로 설정한 경우, 최종 이상 실제 단위유닛의 수리 또는 교체가 1시간 이내에 완료되지 않을 경우, 전력변환장치는 임시 가상 단위유닛으로 대체된 구동정보로 1시간 동안 운용된다. 이 경우, 전력변환장치는 정상적인 운용을 유지할 수 있으며, 최종 이상 실제 단위유닛의 수리 또는 교체를 위한 시간적 여유를 확보할 수 있다.
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이상 상기의 전체적인 구성 및 작용에 따라 본 발명은 전력변환장치의 단위유닛들에 대한 측정값을 다각으로 취득하여 비교하고, 이를 통해 이상 유무를 판단함으로써 진단의 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명은 센서들을 통한 전력변환장치의 단위유닛들 각각의 전류, 전압, 온도 및 진동을 포함하는 실제 측정값들을 측정함과 아울러, 단위부품들에 대한 가상의 단위유닛들을 설정하여 실제 운용 상태를 반영하여 운용하도록 함에 따르는 가상 측정값들을 측정하고, 실제 측정값들과 가상 측정값들을 비교하여, 이상 수준에 이른 이상 단위유닛이 선정되면, 해당 이상 단위유닛에 상응하는 정상 상태의 가상 단위유닛의 동작정보를 다른 단위유닛들과의 동작을 연계하도록 하여 일정 시간 전력변환장치의 구동 이상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
100 : 실제 측정부
200 : 가상 측정부
300 : 이상 단위유닛 선정부
400: 보정부
500 : 판단부
600 : 임시 운용부
700 : 서버
700' : 다른 서버
800 : 교체부

Claims (4)

  1. 입력필터와, 디씨 컨버터와, 인버터와, 출력 필터 및 콘트롤러를 포함하는 서로 다른 실제 단위유닛들을 갖는 전기철도 전력변환장치의 성능진단장치에 있어서,
    상기 전력변환장치의 성능진단장치는,
    상기 실제 단위 유닛들이 구동되는 동안에 발생되는 제 1전류값, 제 1전압값, 제 1온도값 및 제 1진동값을 포함하는 상기 실제 단위유닛들 별 실제 측정값들을 측정하는 실제 측정부와,
    상기 실제 단위 유닛들에 대응되는 가상 단위유닛들을 포함하고, 상기 실제 단위유닛들의 구동 조건과 동일하게 가상으로 구동시키고, 가상으로 구동되는 동안에 발생되는 제 2전류값, 제 2전압값, 제 2온도값 및 제 2진동값을 포함하는 상기 가상 단위유닛들 별 가상 측정값들을 측정하는 가상 측정부와,
    상기 실제 단위유닛들 별 실제 측정값들에서 기설정된 제 1이상값 이상을 이루는 실제 측정값을 이상 실제 측정값으로 설정하고, 상기 이상 실제 측정값이 설정되는 실제 단위 유닛을 이상 실제 단위유닛으로 선정하고,
    상기 가상 단위유닛들 별 가상 측정값들에서 기설정된 제 2이상값 이상을 이루는 가상 측정값을 이상 가상 측정값으로 설정하고, 상기 이상 가상 측정값이 설정되는 가상 단위 유닛을 이상 가상 단위유닛으로 선정하는 이상 단위유닛 선정부와,
    상기 선정된 이상 실제 단위유닛과 상기 선정된 이상 가상 단위유닛을 일대일 대응시켜 상기 이상 실제 측정값과 상기 이상 가상 측정값이 일정 이상의 오차값이 발생되는 경우, 상기 오차값이 일정 이하로 낮아지도록 보정하는 보정부를 포함하되,
    상기 보정부를 통해 상기 오차값이 일정 이하로 낮아지도록 보정되지 않는 경우,
    판단부를 통해,
    상기 이상 실제 측정값이 상기 이상 가상 측정값 보다 미리 설정되는 이상 기준값에 근접하는 경우,
    상기 이상 기준값에 근접한 이상 실제 측정값을 갖는 이상 실제 단위유닛을 최종 이상 실제 단위유닛으로 판단하고,
    임시 운용부를 사용하여,
    상기 가상 단위유닛들 외 별도로 구성되는 임시 가상 단위유닛들 중,
    상기 판단부를 통해 판단된 상기 최종 이상 실제 단위유닛에 상응하는 임시 가상 단위유닛들을 선정하고,
    상기 선정된 임시 가상 단위유닛의 구동정보를 상기 최종 이상 실제 단위유닛의 구동정보로 대체하여 설정된 임시 운용 시간 동안 구동시키는 것을 특징으로 하는,
    전력변환장치의 성능진단장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항의 전력변환장치의 성능진단장치를 사용하여 전력진단장치의 성능을 진단하는 것을 특징으로 하는,
    전력변환장치의 성능진단방법.
KR1020230188542A 2023-12-21 2023-12-21 전기철도 전력변환장치의 성능진단장치 및 이를 사용한 전기철도 전력변환장치의 성능진단방법 KR102648264B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115758208A (zh) * 2022-11-09 2023-03-07 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） 牵引变流器故障诊断方法、装置、计算机设备和存储介质

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