KR20010067797A

KR20010067797A - 아마츄어의 용접저항 및 코일저항 측정방법

Info

Publication number: KR20010067797A
Application number: KR1020010015986A
Authority: KR
Inventors: 박계정
Original assignee: 박계정
Priority date: 2001-03-27
Filing date: 2001-03-27
Publication date: 2001-07-13

Abstract

본 발명은 아마츄어의 용접저항 및 코일저항 측정방법에 관한 것으로, 주전원 및 피드백전원을 중심에 하나의 정류자바를 두고 그 양측부에 위치되는 복수개 정류자바에 인가하여, 주전원이 인가된 정류자바와 그에 인접한 피드백전류가 인가된 정류자바사이의 전압을 측정하여 용접저항을 계산하고, 주전원이 인가된 복수개 정류자바사이에 위치되는 정류자바와 상기 피드백전류가 인가된 정류자바 사이의 전압을 측정하여 코일저항을 계산하고 동시에 피드백전원이 인가된 부분도 동일하게 측정함으로써, 1회 측정시 다수의 용접저항 및 코일저항을 측정함으로써 측정시간의 대폭적인 축소에 따라 생산성을 획기적으로 증가시킬 수 있도록 하는 것이다.

Description

아마츄어의 용접저항 및 코일저항 측정방법{Measuring method of welding resistance}

본 발명은 아마츄어의 용접저항 및 코일저항 측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정류자바에 측정용 주전압인가시 및 피드백전압 인가시 임의의 정류자바의 양측부 정류자바에 전압을 인가함으로써, 1회측정시 다수개의 용접저항 및 코일저항의 측정이 가능하도록 하는 아마츄어의 용접저항 및 코일저항 측정방법에 관한 것이다.

일반적으로, 모터등에 사용되는 아마츄어(6)는 도 1에 나타내는 바와 같이 축(2)과, 축(2)의 외주로 적층된 코어(1)와, 상기 축(2)의 일측에 설치된 정류자(3)와, 상기 정류자(3)의 후크(4)와 연결되어 코어(1)의 외주로 권취되는 코일(5)로 구성되며, 상기 코일(5)은 후크(4)의 외주로 권취된 후, 권선작업 완료시에 후크(4)와 코일(5)이 상호 용접되어 전기적으로 연결되며, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 아마츄어에서 코일저항 및 용접저항이 너무 크거나 너무 작을 경우 혹은 용접이 이루어지지 않을 경우에는 그 아마츄어를 사용하는 모터가 오동작을 일으키게 되므로, 아마츄어 제작의 마지막 공정으로써, 코일저항 및 용접저항을 측정하여 아마츄어에 이상이 없는지를 확인하여야 한다.

상기한 바와 같이 형성된 아마츄어의 코일저항 및 용접저항을 측정하기 위한 종래의 회로구성은 도 2와 같으며, 도 2에서는 정류자바(3)가 10개일 경우의 회로도이며, 주전원과 피드백전원이 인접한 정류자바에 인가됨으로써 1회측정시 1개의 용접저항과 코일저항이 측정된다.

도 2에서 B1-B10은 정류자바를 나타내고, W1-W10은 용접저항을 나타내며, L1-L10은 코일을 나타낸다.

정류자바 B2의 용접저항 W2를 측정하기 위하여는 용접저항 W2의 양단 간의 전압을 측정하여 측정을 위하여 인가되는 주전류(I)와 함께 R=V/I 의 공식으로 용접저항 W2를 구하게 되는데, 이때 용접저항 W2의 일측단인 정류자 바 B2는 측정 단자의 접촉이 가능하나 용접저항 W2의 다른단 즉, 용접저항 W2와 주전류 I가 흐르는 코일 L1사이의 한 점인 A점은 접근이 불가능하다.

그래서 A 지점과 동일한 전위를 정류자 바 B3에서 얻기 위하여 A 점으로부터 L2, L3 .... L10 으로 흐르는 전류를 0[A] 상태로 만들면 된다. 이 상태로 만들기 위하여 정류자 바 B4와 B5간의 전압을 측정하여 B4와 B5간의 전압이 0[V]가 되도록피드백전원을 제어하여 피드백 전류를 정류자 바 B6과 B7에 인가하면 A 지점과 정류자 바 B3,B4,B5의 전위가 같게되어 정류자 바 B2 와 B3간의 전압이 B2와 A 지점간의 전압과 동일하게 된다.

이와 같이 피드백 전류가 인가된 상태에서는 A지점과 정류자 바 B6간에 전류가 흐르지 않게되어 정류자 바 B2 와 A간의 전위차가 발생하여 A지점과 전위가 동일한 정류자바 B3와 B2간에 설치된 전압계 V 에 그 전압치가 나타난다. 이것은 주전류 I가 용접저항 W2를 경유하여 흐름으로써 전압 강하가 일어나서 A점 즉 정류자 바 B3와 B2간에 전위차가 발생하는 것으로, R=V/I의 공식에 의하여 용접저항 W2가 측정될 수 있다.

그리고, 코일저항 L1은 상기한 바와 같이 전원을 인가한 상태에서 A점 즉 정류자바 B3와 정류자바 B1간의 전압을 측정함으로써 R=V/I 의 공식으로 쉽게 구할 수 있다.

상기한 바와 같은 방법에 의하여 아마츄어를 정류자바를 하나씩 이동시켜가면서 전원을 인가하여 모든 용접저항 및 코일저항을 측정한다.

한편, 상기한 구성에서 코일 양단의 측정전압(V_L)과 용접저항 양단의 측정전압(V_R)은 그 크기가 수μV ∼ 수 mV의 매우 낮은 전압이므로, 도 3에 나타내는 바와같이 측정된 전압(V_L)(V_R)을 증폭기(12)에서 증폭한 후 필터(14)와 A/D 컨버터(16)를 거쳐 프로그램에 의한 연산이 가능한 디지털 코드로 변환하여 컴퓨터(18)로 전달한다. 컴퓨터(18)에서는 추출된 데이터를 전기이론 공식인 R=V/I 에 대입하여 용접저항인 W와 코일저항 L의 저항 값을 정확하게 얻을 수 있다.

여기서 코일저항 표시는 20℃기준하의 표준저항 데이터가 필요한데 이것은 온도보상 시스템을 통해서 가능하며, 이를 위하여 아마츄어 가까이 온도센서(19)를 설치하여 온도센서(19)에서 측정된 온도값을 A/D 컨버터(16)를 경유하여 디지털 데이터로 변환한 후 코일저항 = 측정코일저항 × 0.00393(20℃ - 측정온도)식을 통하여 연산하여 20℃ 기준하의 표준 코일 저항값을 계산해서 표시한다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 아마츄어 코일저항 및 용접저항 측정방법에 의하면, 1회 측정시 1개의 용접저항과 코일저항을 측정하여 아마츄어의 슬롯수가 많을 때는 상당한 시간이 소요가 되어 생산성 저하로 인한 원가상승의 요인이 되었다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 정류자바에 측정용 전압인가시 임의의 정류자바의 양측부 정류자바에 전압을 인가함으로써, 1회측정시 다수개의 용접저항 및 코일저항의 측정이 가능하도록 하며, 또한 피드백전원을 측정에 이용함으로써, 모터용 아마츄어 생산라인에서 아마츄어의 전기적 특성을 측정할 시에 그 시간을 획기적으로 줄임과 동시에 모든 정류자바에 순차적으로 전원을 인가하는 장치인 측정기 스캐너 릴레이의 작동회수를 줄임으로써 단위시간당 생산량과 측정기의 수명을 증가시키는 아마츄어의 용접저항 및 코일저항 측정방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 아마츄어를 나타내는 사시도

도 2는 종래의 아마츄어의 코일저항 및 용접저항을 측정하기 위한 회로도

도 3은 용접저항의 측정에서 출력까지의 공정을 나타내는 블록도.

도 4는 정류자바 10개인 아마츄어의 회로도

도 5a는 도 4의 아마츄어에서 다수의 용접저항과 코일저항을 측정하기 위한 회로도

도 5b는 도 5a의 등가회로도

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 주 전원 및 피드백 전원을 아마츄어에 인가하여 용접저항 및 코일저항을 측정하는 방법에 있어서, 주전원 및 피드백전원을 중심에 하나의 정류자바를 두고 그 양측부에 위치되는 복수개 정류자바에 인가하여, 전원이 인가된 정류자바와 그에 인접한 피드백전류가 인가된 정류자바사이의 전압을 측정하여 용접저항을 계산하고, 전원이 인가된 복수개 정류자바사이에 위치되는 정류자바와 상기 피드백전류가 인가된 정류자바사이의 전압을 측정하여 코일저항을 계산하고 또한 피드백전원을 측정용으로 사용하여 상기와 동일한 방법으로 용접저항과 코일저항을 측정하는 것을 특징으로 하는 아마츄어의 용접저항 및 코일저항 측정방법을 제공하는 데 있다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 살펴본다.

도 4는 본 발명의 전원인가 방법에 기초한 정류자바가 10개인 아마츄어의 회로도이고, 도 5a는 도 4의 아마츄어에서 다수의 용접저항과 코일저항을 측정하기 위한 회로도이며, 도 5b는 도 5a의 등가회로도이다.

도 4내지 도 5b에서 W는 용접부의 용접저항을 나타내고, L은 코일저항을 나타내며, B는 정류자바를 나타내고, 1,2,.....n 개의숫자를 n으로 표기한다.

도 4는 아마츄어의 첫후킹과 끝후킹이 없는 일반적인 후킹일 때의 전기적 구성도로써, 용접저항(W1,W4,W6,W9)을 측정하기 위하여서는 ⓐ점과 ⓑ점,ⓕ점과ⓖ점,ⓘ점과ⓙ점,ⓝ점과ⓜ점에 주전류를 인가할 수 있으면 W1,W4,W6,W9 양단의 전압을 측정하여 전기이론의 기본공식인 R=V/I에 대입하여 저항값을 얻어내면 된다.

하지만 ⓑ점,ⓖ점,ⓘ점,ⓝ점은 구조적으로 측정용 핀이 접촉할 수 없는 위치이다. 단 L3에 전류 흐름이 없는 동일한 전위가 되면 ⓐ - ⓒ간의 전압은 ⓐ - ⓑ간의 전압과 동일하며,ⓕ - ⓖ간의 전압은 ⓕ - ⓔ간의 전압과 동일하며, ⓙ-ⓘ 간의 전압은 ⓙ - ⓚ간의 전압과 동일하며, ⓜ - ⓝ간의 전압은 ⓜ - ⓛ간의 전압과 동일하게 되며, W1,W4,W6,W9 4점의 용접저항을 측정할 수 있고. 또한 ⓒ - ⓓ, ⓔ - ⓗ , ⓗ - ⓚ, ⓓ - ⓛ의 각각 전압을 측정하면 L1,L5,L6,L10 4개의 코일저항을 측정할 수 있으므로, 한번에 4개의 용접저항과 4개의 코일 저항을 측정할 수 있다.

이에 따라 용접저항 W1,W4,W6,W9와, 코일저항 L1,L5,L6,L10을 측정하기 위하여 도 5a에 나타내는 바와 같이 정류자 바 B1과 B9에 주전원(VS1)을 인가하고, 정류자바 B4와 B6에 피드백전원(VS2)을 인가하며, 정류자바 B1-B2,B3-B4,B6-B7,B8-B9에는 각각 용접저항 측정용 전압계(V_W1,V_W2,V_W3,V_W4)를 접속하고, 정류자바 B2-B10, B3-B5, B5-B7, B8-B10에는 코일저항 측정용 전압계(V_L1,V_L5,V_L6,V_L10)를 접속한다.

한편, 도 5a에서 AMP2는 주전원(VS1)과 피드백전원(VS2)의 전압의 평형을 유지하기 위하여 피드백 전원(VS2)을 제어하는 PRECISION OP AMP를 나타내며, A1은 주전원(VS1)측의 전류측정용 전류계이고, A2는 피드백전원(VS2)측의 전류측정용 전류계이다.

상기한 도 5a에서 주전원과 피드백전원을 인가했을 경우의 등가회로를 도 5b에나타내며, 이등가회로에서 각 전류계와, 전압계에 검출된 값에 따라 R=V/I식으로 용접저항과 코일저항값을 계산할 수 있으며, 맨처음 측정시에는 W1,L1,L10,W9,W4,L5,L6,W6의 값을 계산할 수 있고, 두번째 측정시에는 W2,L3,L4,W4,W7,L8,L9,W9가 측정되며, 3회 측정시 W10,L1,L2,W2,W5,L6,L7,W7가 측정된다.

따라서, 위와 같은 측정순서로 측정할 경우 아마츄어의 모든 정류자바수를 N으로 두면 (N/4)+1회 측정으로 아마츄어의 모든용접저항 및 코일저항을 검사할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면 주전원에서만 용접저항을 측정하는 것이 아니라 피드백 전원에서도 용접저항을 측정 할 수 있게 되고 또한 각 전원별로 두개씩의용접저항과 코일저항을 측정할 수 있게 되어, 전원수를 증가시키지 않고도 1회 측정시 4개씩의 용접저항과 코일저항을 측정할 수 있으며, 이에 따라 저항 측정 시간을 획기적으로 줄임과 동시에 측정기 스캐너 릴레이의 작동회수를 줄임으로써 단위시간당 생산량과 측정기의 수명을 증가시키는 효과가 있고, 생산원가도 대폭 절감되는 효과가 있다.

Claims

주 전원 및 피드백 전원을 아마츄어에 인가하여 용접저항 및 코일저항을 측정하는 방법에 있어서,

주전원 및 피드백전원을 각각 중심에 하나의 정류자바를 두고 그 양측부에 위치되는 복수개 정류자바에 인가하여, 주전원이 인가된 쪽에서는 주전원이 인가된 정류자바와 그에 인접한 피드백전류가 인가된 정류자바사이의 전압을 측정하여 용접저항을 계산하고, 전원이 인가된 복수개 정류자바사이에 위치되는 정류자바와 상기 피드백전류가 인가된 정류자바 사이의 전압을 측정하여 코일저항을 계산하고, 피드백전원이 인가된 쪽에서는 피드백전원이 인가된 정류자바와 그에 인접한 주전원전류가 인가된 정류자바 사이의 전압을 측정하여 용접저항을 계산하고, 피드백전원이 인가된 복수개의 정류자바사이에 위치되는 정류자바와 상기 주전류가 인가된 정류자바사이의 전압을 측정하여 코일저항을 계산하는 것을 특징으로 하는 아마츄어의 용접저항 및 코일저항 측정방법.