KR20220075181A - Apparatus and method for analyzing failure of non-contact power transmission and reception terminals - Google Patents
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Abstract
분석 장치가 제공된다. 상기 분석 장치는 무선 전력 송전단과 무선 전력 수전단 사이에 배치되고, 픽업 안테나 코일이 구비된 검출 패드; 상기 픽업 안테나 코일을 이용하여 상기 송전단과 상기 수전단 사이의 동작 임피던스 주파수 특성을 분석하는 분석기;를 포함하고, 상기 분석기는 상기 송전단과 상기 수전단의 스위칭 주파수의 고조파별로 상기 동작 임피던스 주파수 특성을 분석할 수 있다.An analysis device is provided. The analysis device is disposed between the wireless power transmitting end and the wireless power receiving end, the detection pad provided with a pickup antenna coil; An analyzer that analyzes an operating impedance frequency characteristic between the transmitting end and the receiving end using the pickup antenna coil, wherein the analyzer analyzes the operating impedance frequency characteristics for each harmonic of the switching frequencies of the transmitting end and the receiving end can do.
Description
본 발명은 비접촉 전원 송전단과 수전단의 고장을 분석하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for analyzing failures of a non-contact power transmission end and a power receiving end.
전력 설비에 대한 고장의 내용이 신속하고 효율적으로 분석 및 제공되지 않아 불편을 초래하고 있다.Failures in power facilities are not analyzed and provided quickly and efficiently, causing inconvenience.
특히, 무선으로 전력을 전송하는 시스템에 대한 고장 분석 방안이 제시될 필요가 있다. 고장 분석 과정에서, 무선 전력 시스템이 훼손되지 않도록 비접촉 방식으로 전원 송전단과 수전단의 고장이 분석될 필요가 있다.In particular, there is a need to propose a failure analysis method for a system for wirelessly transmitting power. In the failure analysis process, it is necessary to analyze the failure of the power transmitting end and the receiving end in a non-contact manner so that the wireless power system is not damaged.
한국공개특허공보 제2019-0044232호에는 소자로부터 감지된 음향 신호를 기초로 주파수를 분석하고, 분석 결과에 따라 속도제어용 전력 변환 장치의 고장 유무를 검사하는 기술이 나타나 있다.Korean Patent Application Laid-Open No. 2019-0044232 discloses a technique for analyzing a frequency based on an acoustic signal sensed from a device and checking whether a power converter for speed control has a failure according to the analysis result.
본 발명은 비접촉 전원 송전단과 수전단의 고장을 비접촉 방식으로 분석하는 분석 장치 및 분석 방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide an analysis apparatus and an analysis method for analyzing failures of a non-contact power transmission end and a reception end in a non-contact manner.
본 발명의 분석 장치는 무선 전력 송전단과 무선 전력 수전단 사이에 배치되고, 픽업 안테나 코일이 구비된 검출 패드; 상기 픽업 안테나 코일을 이용하여 상기 송전단과 상기 수전단 사이의 동작 임피던스 주파수 특성을 분석하는 분석기;를 포함할 수 있다.The analysis device of the present invention is disposed between the wireless power transmitting end and the wireless power receiving end, the detection pad provided with a pickup antenna coil; and an analyzer that analyzes the frequency characteristic of the operating impedance between the transmitting end and the receiving end using the pickup antenna coil.
상기 분석기는 상기 송전단과 상기 수전단의 스위칭 주파수의 고조파별로 상기 동작 임피던스 주파수 특성을 분석할 수 있다.The analyzer may analyze the operating impedance frequency characteristic for each harmonic of the switching frequencies of the transmitting end and the receiving end.
본 발명의 분석 방법은 무선 전력 송전단으로부터 인출된 전력 송전 레일 상의 제1 위치에 무선 전력 수전단이 배치될 때, 상기 전력 송전 레일 상에서, 상기 송전단과 상기 제1 위치의 사이의 제2 위치에서 픽업 안테나 코일을 이용해 스캔 신호를 방사하고, 상기 송전단 또는 상기 수전단으로부터 방출된 방출 신호를 입수할 수 있다.In the analysis method of the present invention, when a wireless power receiving end is disposed at a first position on a power transmission rail drawn from a wireless power transmitting end, on the power transmission rail, in a second position between the transmitting end and the first position A pickup antenna coil may be used to radiate a scan signal, and the radiated signal emitted from the transmitting end or the receiving end may be obtained.
본 발명의 분석 방법은 상기 스캔 신호와 상기 방출 신호의 비교를 통해 상기 송전단과 상기 수전단 사이의 동작 임피던스 주파수 특성을 분석하거나, 상기 송전단 또는 상기 수전단의 고장을 점검할 수 있다.The analysis method of the present invention may analyze an operating impedance frequency characteristic between the transmitting end and the receiving end through comparison of the scan signal and the emission signal, or check a failure of the transmitting end or the receiving end.
본 발명에 따르면, 무선 전력 시스템, 예를 들어 비접촉 전원 송전단과 수전단의 고장이 비접촉 방식으로 분석될 수 있다.According to the present invention, failures of a wireless power system, for example, a non-contact power transmitting end and a receiving end can be analyzed in a non-contact manner.
본 발명의 분석 장치는 송전단 또는 수전단을 그대로 둔 상태에서, 송전단과 수전단 사이에 검출 패드를 단순히 거치하는 것을 통해 무선 전력 시스템의 고장을 분석할 수 있다.The analysis apparatus of the present invention can analyze the failure of the wireless power system by simply placing the detection pad between the transmitting end and the receiving end in a state where the transmitting end or the receiving end is left as it is.
도 1은 본 발명의 분석 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 분석 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 분석 장치의 동작을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 분석 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다.1 is a schematic diagram showing an analysis device of the present invention.
2 is a block diagram showing an analysis device of the present invention.
3 is a schematic diagram showing the operation of the analysis device.
4 is a flowchart illustrating an analysis method of the present invention.
5 is a diagram illustrating a computing device according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
본 명세서에서, 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.In the present specification, duplicate descriptions of the same components will be omitted.
또한 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.Also, in this specification, when it is said that a certain element is 'connected' or 'connected' to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements in the middle It should be understood that there may be On the other hand, in this specification, when it is mentioned that a certain element is 'directly connected' or 'directly connected' to another element, it should be understood that another element does not exist in the middle.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로써, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용되는 것이 아니다.In addition, the terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention.
또한 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. Also, in this specification, the singular expression may include the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.
또한 본 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.Also, in this specification, terms such as 'include' or 'have' are only intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, and one or more It is to be understood that the existence or addition of other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof, is not precluded in advance.
또한 본 명세서에서, '및/또는' 이라는 용어는 복수의 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 명세서에서, 'A 또는 B'는, 'A', 'B', 또는 'A와 B 모두'를 포함할 수 있다.Also in this specification, the term 'and/or' includes a combination of a plurality of described items or any item of a plurality of described items. In this specification, 'A or B' may include 'A', 'B', or 'both A and B'.
또한 본 명세서에서, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다.Also, in this specification, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted.
도 1은 본 발명의 분석 장치를 나타낸 개략도이다.1 is a schematic diagram showing an analysis device of the present invention.
도 1에 도시된 분석 장치는 검출 패드(101) 및 분석기(100)를 포함할 수 있다.The analysis apparatus shown in FIG. 1 may include a
검출 패드(101)는 무선 전력 송전단(10)과 무선 전력 수전단(30)의 사이에 배치될 수 있다.The
일 예로, 검출 패드(101)는 공간적으로 송전단(10)과 수전단(30)의 사이에 배치될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 검출 패드(101)는 공중으로 전파되는 무선 전력의 전파 경로 상으로 송전단(10)과 수전단(30)의 사이에 배치될 수 있다.For example, the
송전단(10)을 전력(전기)을 제공할 수 있다. 수전단(30)은 송전단(10)에서 제공한 전력을 받아서 전력을 필요로 하는 부하(90)에 제공할 수 있다. 수전단(30)에는 픽업 코일(40), 픽업 코일(40)에 발생된 전력을 부하(90)에서 요구하는 전력(전압 또는 전류)으로 변환하는 레귤레이터(50)가 마련될 수 있다. 레귤레이터(50)는 부하(90)에 유무선으로 전력을 제공할 수 있다.Power (electricity) may be provided to the
한편, 무선으로 전파되는 전력의 손실을 줄이기 위해 송전단(10)으로부터 인출된 전력 송전 레일(20)이 마련될 수 있다. 송전단(10)과 전력 송전 레일(20)은 전기적으로 유선 연결될 수 있다.On the other hand, in order to reduce the loss of power propagated wirelessly, the
송전단(10)으로부터 연장되고 전력(전기)이 흐르는 전력 송전 레일(20)이 마련될 때, 수전단(30)은 전력 송전 레일(20)에 밀착되게 배치될 수 있다. 수전단(30)은 전기가 흐르는 전력 송전 레일(20)의 심선으로부터 이격된 상태에서 최대한 전력 송전 레일(20)에 가깝게 배치될 수 있다. 일 예로, 수전단(30)은 전력 송전 레일(20)의 제1 위치 ①에 전력 송전 레일(20)에 비접촉 배치될 수 있다.When the
수전단(30)은 송전단(10)으로부터 출력되고 전력 송전 레일(20)을 따라 흐르는 전기를 무선으로 수전할 수 있다.The
전력 송전 레일(20)이 마련된 경우, 검출 패드(101)는 전력 송전 레일(20) 상으로 송전단(10)과 수전단(30)의 사이에 배치될 수 있다. 수전단(30)과 마찬가지로 검출 패드(101)는 전력 송전 레일(20)에 직접 유선 연결될 필요가 있다. 만약, 전력 송전 레일(20)이 비전도성의 외피로 덮인 케이블의 형태인 경우, 검출 패드(101)는 해당 케이블의 외피 상에 그대로 놓이면 충분하다. 전력 송전 레일(20)이 마련된 경우, 검출 패드(101)는 실질적으로 전기가 흐르는 전력 송전 레일(20)의 심선으로부터 이격된 상태를 만족하는 범위 내에서, 최대한 심선에 밀착되게 배치되는 것이 좋다.When the
검출 패드(101)는 전력 송전 레일(20) 상에 비접촉 배치될 수 있다. 검출 패드(101)는 수전단(30)이 배치된 제1 위치 ①과 송전단(10) 사이의 제2 위치 ②에 배치될 수 있다. 제1 위치 ① 및 제2 위치 ②는 모두 전력 송전 레일(20) 상의 특정 지점을 나타낼 수 있다.The
송전단(10)을 기준으로, 제2 위치 ②까지의 전력 송전 레일(20)의 길이가 제1 위치 ①까지의 전력 송전 레일(20)의 길이보다 짧을 수 있다. 전력 송전 레일(20)이 마련된 경우, 검출 패드(101)는 지도 상으로 또는 공간 상으로 송전단(10)과 수전단(30)의 사이에 배치되지 않고, 전력 송전 레일(20)을 따라 송전단(10)과 수전단(30)의 사이에 배치될 수 있다.Based on the
검출 패드(101)에는 무선 전력 송전단(10)으로부터 무선 전력 수전단(30)으로 전파되는 무선 전력(전기)을 수전하는 픽업 안테나 코일(103)이 구비될 수 있다.The
분석기(100)는 픽업 안테나 코일(103)을 이용하여 송전단(10)과 수전단(30) 사이의 동작 임피던스 주파수 특성을 분석할 수 있다. 동작 임피던스 주파수 특성은 송전단(10)과 수전단(30) 사이의 동작 임피던스 및 주파수 특성을 나타낼 수 있다. 또는, 동작 임피던스 주파수 특성은 송전단(10)과 수전단(30) 사이의 동작 임피던스에 대한 주파수 특성을 나타낼 수 있다.The
분석기(100)는 송전단(10)과 수전단(30)의 스위칭 주파수의 고조파별로 동작 임피던스 주파수 특성을 분석할 수 있다.The
도 2는 본 발명의 분석 장치를 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram showing an analysis device of the present invention.
분석기(100)에는 스캔부(110), 검출부(120), 측정부(130), 분석부(140), 산출부(150), 점검부(170)가 마련될 수 있다.The
스캔부(110)는 동작 임피던스 주파수 특성을 측정하기 위하여, 검출 패드(101)에 스위칭 주파수의 정수배 고조파 정현파에 해당하는 스캔 신호를 제공할 수 있다.The
송전단(10)은 설정 주파수의 전기를 생성하기 위해 PWM(Pulse Width Modulation) 제어용 스위치를 포함할 수 있다. 스위칭 주파수는 송전단(10) 또는 수전단(30)에 마련된 전력 관련 PWM 스위치의 온과 오프를 1 주기로 하는 주파수를 나타낼 수 있다.The
검출 패드(101)에 마련된 픽업 안테나 코일(103)은 스캔 신호를 무선 방사할 수 있다. 픽업 안테나 코일(103)로부터 무선 방사된 스캔 신호는 송전단(10) 또는 수전단(30)까지 직접 전파될 수 있다. 전력 송전 레일(20)이 마련된 경우, 스캔 신호는 전력 송전 레일(20)을 따라 송전단(10) 또는 수전단(30)에 전달될 수 있다.The
송전단(10)으로 전달된 스캔 신호는 송전단(10)에서 처리된 후 다시 공중으로 방출되거나 전력 송전 레일(20)을 따라 방출될 수 있다. 수전단(30)으로 전달된 스캔 신호는 수전단(30)에서 처리된 후 공중으로 방출되거나 전력 송전 레일(20)을 따라 방출될 수 있다. 송전단(10) 또는 수전단(30)에서 처리된 후 방출된 스캔 신호가 방출 신호에 해당될 수 있다. 픽업 안테나 코일(103)은 송전단(10) 또는 수전단(30)으로부터 출력된 방출 신호를 무선 수신할 수 있다.The scan signal transmitted to the
분석기(100)는 스캔 신호 s와 방출 신호 t의 비교를 통해 동작 임피던스 주파수 특성을 분석할 수 있다.The
검출부(120)는 검출 패드(101)를 통해 방사된 스캔 신호 s와 송전단(10) 또는 수전단(30)으로부터 수신된 방출 신호 t 간의 위상차를 검출할 수 있다. 일 예로, 검출부(120)는 송전단(10) 및 수전단(30) 사이의 동작 임피던스 주파수의 정수배 고조파 정현파 신호의 전압과 검출 패드(101)의 전압 사이의 위상차에 해당하는 위상각을 산출할 수 있다.The
측정부(130)는 송전단(10) 및 수전단(30)의 스위칭 주파수의 고조파(harmonics)별 동작 임피던스를 측정할 수 있다.The
분석부(140)는 송전단(10) 및 수전단(30)의 주파수 특성을 분석할 수 있다.The
산출부(150)는 송전단(10)과 수전단(30)이 형성하는 회로 루프에 대하여 스캔부(110)에서 바라본 입력 임피던스를 산출할 수 있다. 송전단(10)과 수전단(30)은 전력을 무선 송수신하는 관계로 일종의 회로 루프(예를 들어, 폐루프)를 형성할 수 있다. 이때, 산출부(150)는 해당 회로 루프에 대한 입출력 임피던스(impedance)를 스캔부(110)의 입장에서 산출할 수 있다.The
송전단(10)과 수전단(30) 사이의 동작 임피던스 주파수의 정수배 고조파 정현파 신호의 전압의 최대값에 해당하는 제1 최대값, 검출 패드(101)의 양단 전압의 최대값에 해당하는 제2 최대값이 정의될 수 있다. 검출 패드(101)의 양단 전압은 픽업 안테나 코일(103)의 일단과 타단 간의 전압을 나타낼 수 있다. 이때, 산출부(150)는 제1 최대값 및 제2 최대값을 이용하여, 송전단(10)과 수전단(30)이 형성하는 회로 루프에 대하여 스캔부(110)에서 바라본 입력 임피던스를 산출할 수 있다. 이때, 산출부(150)에서 산출된 입력 임피던스는 앞에서 언급된 동작 임피던스 주파수 특성의 동작 임피던스에 포함될 수 있다. 그 결과, 입력 임피던스가 산출되면, 산출부(150)에 의해 동작 임피던스 주파수 특성이 분석될 수 있다.The first maximum value corresponding to the maximum value of the voltage of the harmonic sinusoidal signal that is an integer multiple of the operating impedance frequency between the transmitting
점검부(170)는 동작 임피던스 주파수 특성을 이용해서 송전단(10) 또는 수전단(30)의 고장을 점검할 수 있다.The
일 예로, 점검부(170)는 기준값과 실측값을 비교 분석할 수 있다.For example, the
이때, 기준값은 정상 동작시에 분석된 고조파별 동작 임피던스 주파수 특성을 포함할 수 있다.In this case, the reference value may include operating impedance frequency characteristics for each harmonic analyzed during normal operation.
실측값은 실시간으로 분석된 고조파별 동작 임피던스 주파수 특성을 포함할 수 있다.The measured value may include an operating impedance frequency characteristic for each harmonic analyzed in real time.
점검부(170)는 기준값과 실측값의 편차를 이용하여 송전단(10) 또는 수전단(30)의 고장을 점검할 수 있다.The
도 3은 분석 장치의 동작을 나타낸 개략도이다.3 is a schematic diagram showing the operation of the analysis device.
피측정 대상인 무선 전력 송전단(10) 및 수전단(30)의 각 회로부를 통하여 스캔 신호가 주입되면, 스캔 신호는 각 단의 회로를 통과하면서 각 단의 회로 동작 임피던스 주파수를 반영한 방출 신호로 전환되며 외부로 방출될 수 있다.When a scan signal is injected through each circuit part of the wireless
구체적으로, 스캔 신호는 전력 송전 레일(20)에 무선 전파되고, 전력 송전 레일(20)을 타고 송전단(10)으로 입력될 수 있다. Specifically, the scan signal may be wirelessly propagated to the
송전단(10)으로 입력된 스캔 신호는 송전단(10)에서 전력을 변환하는 송전부 전력 반도체(11), 송전부 캐패시터 필터(13), 송전부 인덕터 필터(15), 단상 PWM 인버터(17) 등을 거친 후 전력 송전 레일(20)을 타고 방출될 수 있다.The scan signal input to the
스캔 신호는 전력 송전 레일(20)을 타고 이동하며, 수전단(30)의 픽업(pickup) 코일에 무선 전파될 수 있다.The scan signal travels on the
픽업 코일(40)을 통해 수전단(30)으로 입력된 스캔 신호는 수전부 인덕터 필터(41), 수전부 캐패시터 필터(43), 수전부 전력 반도체(45), 레귤레이터(50), 부하(90) 등을 거친 후 다시 픽업 코일(40)에 의해 전력 송전 레일(20)로 방출될 수 있다.The scan signal input to the
송전단(10) 또는 수전단(30) 내부의 각 단의 회로 소자를 거친 후 외부로 방출된 스캔 신호에 해당하는 방출 신호에는 각 단 회로의 동작 임피던스 또는 주파수 특성이 반영된 상태일 수 있다. The emission signal corresponding to the scan signal emitted to the outside after passing through the circuit elements of each stage inside the transmitting
점검부(170)는 송전단(10) 또는 수전단(30)에 포함된 각 단 회로의 고장 여부를 정상 상태에 맞추어 체크하고, 체크 결과를 각종 디스플레이에 표시할 수 있다.The
산출부(150)는 송전부 고조파 임피던스 연산부(151), 수전부 고조파 임피던스 연산부(153)를 포함할 수 있다.The
송전부 고조파 임피던스 연산부(151)는 송전단(10)의 임피던스를 산출할 수 있다.The power transmission unit
수전부 고조파 임피던스 연산부(153)는 수전단(30)의 임피던스를 산출할 수 있다.The power receiving unit harmonic
점검부(170)는 송전부 고장점검 및 상태 관리부(171), 수전부 고장점검 및 상태 관리부(173)를 포함할 수 있다.The
송전부 고장점검 및 상태 관리부(171)는 송전단(10)의 고장을 점검할 수 있다.The power transmission unit failure check and
수전부 고장점검 및 상태 관리부(173)는 수전단(30)의 고장을 점검할 수 있다.The power reception unit failure check and
고장 판별 조건은 비접촉 전력 송전단(10) 및 수전단(30)의 용량 및 구성에 따라 달라지므로 제품 제작 후 정상 운전시에 실측한 데이터를 기준으로 설정될 수 있다.Since the failure determination condition varies depending on the capacity and configuration of the non-contact
도 4는 본 발명의 분석 방법을 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating an analysis method of the present invention.
도 4에 도시된 분석 방법은 도 1 또는 도 2에 도시된 분석 장치에 의해 수행될 수 있다. 또는, 분석 방법은 분석 장치의 동작으로 설명될 수 있다.The analysis method illustrated in FIG. 4 may be performed by the analysis apparatus illustrated in FIG. 1 or FIG. 2 . Alternatively, the analysis method may be described as an operation of the analysis device.
무선 전력 송전단(10)으로부터 인출된 전력 송전 레일(20) 상의 제1 위치에 무선 전력 수전단(30)이 배치될 수 있다. 이때, 분석 장치는 전력 송전 레일(20) 상에서, 송전단(10)과 제1 위치의 사이의 제2 위치에서 픽업 안테나 코일(103)을 이용해 스캔 신호를 방사하고, 송전단(10) 또는 수전단(30)으로부터 방출된 방출 신호를 입수할 수 있다.The wireless
분석 장치는 스캔 신호와 방출 신호의 비교를 통해 송전단(10)과 수전단(30) 사이의 동작 임피던스 주파수 특성을 분석하거나, 송전단(10) 또는 수전단(30)의 고장을 점검할 수 있다.The analysis device analyzes the operating impedance frequency characteristic between the transmitting
구체적으로, 분석 방법은 스캔 단계(S 510), 입수 단계(S 520), 산출 단계(S 530), 점검 단계(S 540)를 포함할 수 있다.Specifically, the analysis method may include a scanning step (S 510), a obtaining step (S 520), a calculating step (S 530), and a checking step (S 540).
스캔 단계(S 510)는 스캔부(110)에 의해 수행되는 동작일 수 있다. 스캔 단계(S 510)는 픽업 안테나 코일(103)을 통해 스캔 신호를 무선 방사할 수 있다.The scan step ( S510 ) may be an operation performed by the
입수 단계(S 520)는 검출부(120), 측정부(130), 분석부(140)에 의해 수행될 수 있다. 입수 단계(S 520)는 픽업 안테나 코일(103)을 통해 입수된 송전단(10)의 방출 신호 또는 수전단(30)의 방출 신호로부터, 위상차, 동작 임피던스, 주파수 특성을 파악할 수 있다.The acquisition step (S520) may be performed by the
산출 단계(S 530)는 산출부(150)에 의해 수행될 수 있다. 산출 단계(S 530)는 위상차, 동작 임피던스, 주파수 특성을 이용하여 송전단(10)의 입력 임피던스 또는 수전단(30)의 입력 임피던스를 산출할 수 있다. 궁극적으로 산출 단계(S 530)는 송전단(10)과 수전단(30) 사이의 동작 임피던스 주파수 특성을 분석할 수 있다.The calculation step ( S530 ) may be performed by the
점검 단계(S 540)는 동작 임피던스 주파수 특성을 이용해서 송전단(10)의 고장 여부, 수전단(30)의 고장 여부를 판별할 수 있다. 점검 단계(S 540)는 점검부(170)에 의해 수행될 수 있다.In the checking step (S540), it is possible to determine whether the
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다. 도 5의 컴퓨팅 장치(TN100)는 본 명세서에서 기술된 장치(예, 분석 장치 등) 일 수 있다. 5 is a diagram illustrating a computing device according to an embodiment of the present invention. The computing device TN100 of FIG. 5 may be a device (eg, an analysis device, etc.) described herein.
도 5의 실시예에서, 컴퓨팅 장치(TN100)는 적어도 하나의 프로세서(TN110), 송수신 장치(TN120), 및 메모리(TN130)를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(TN100)는 저장 장치(TN140), 입력 인터페이스 장치(TN150), 출력 인터페이스 장치(TN160) 등을 더 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(TN100)에 포함된 구성 요소들은 버스(bus)(TN170)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.In the embodiment of FIG. 5 , the computing device TN100 may include at least one processor TN110 , a transceiver device TN120 , and a memory TN130 . In addition, the computing device TN100 may further include a storage device TN140 , an input interface device TN150 , an output interface device TN160 , and the like. Components included in the computing device TN100 may be connected by a bus TN170 to communicate with each other.
프로세서(TN110)는 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(TN110)는 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 그래픽 처리 장치(GPU: graphics processing unit), 또는 본 발명의 실시예에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 프로세서(TN110)는 본 발명의 실시예와 관련하여 기술된 절차, 기능, 및 방법 등을 구현하도록 구성될 수 있다. 프로세서(TN110)는 컴퓨팅 장치(TN100)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다.The processor TN110 may execute a program command stored in at least one of the memory TN130 and the storage device TN140. The processor TN110 may mean a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to an embodiment of the present invention are performed. The processor TN110 may be configured to implement procedures, functions, and methods described in connection with an embodiment of the present invention. The processor TN110 may control each component of the computing device TN100.
메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 프로세서(TN110)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장할 수 있다. 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(TN130)는 읽기 전용 메모리(ROM: read only memory) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM: random access memory) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. Each of the memory TN130 and the storage device TN140 may store various information related to the operation of the processor TN110. Each of the memory TN130 and the storage device TN140 may be configured as at least one of a volatile storage medium and a nonvolatile storage medium. For example, the memory TN130 may include at least one of a read only memory (ROM) and a random access memory (RAM).
송수신 장치(TN120)는 유선 신호 또는 무선 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 송수신 장치(TN120)는 네트워크에 연결되어 통신을 수행할 수 있다.The transceiver TN120 may transmit or receive a wired signal or a wireless signal. The transceiver TN120 may be connected to a network to perform communication.
한편, 본 발명의 실시예는 지금까지 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 상술한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. On the other hand, the embodiment of the present invention is not implemented only through the apparatus and/or method described so far, and a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium in which the program is recorded may be implemented. And, such an implementation can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the above-described embodiment.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 통상의 기술자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also presented. It belongs to the scope of the invention.
10...송전단
11...송전부 전력 반도체
13...송전부 캐패시터 필터
15...송전부 인덕터 필터
17...단상 PWM 인버터
20...전력 송전 레일
30...수전단
40...픽업 코일
41...수전부 인덕터 필터
43...수전부 캐패시터 필터
45...수전부 전력 반도체
50...레귤레이터
90...부하
100...분석기
101...검출 패드
103...픽업 안테나 코일
110...스캔부
120...검출부
130...측정부
140...분석부
150...산출부
151...송전부 고조파 임피던스 연산부
153...수전부 고조파 임피던스 연산부
170...점검부
171...송전부 고장점검 및 상태 관리부
173...수전부 고장점검 및 상태 관리부10...transmission end
11...transmission power semiconductor
13...Transmission Capacitor Filter
15...Transmission Inductor Filter
17...Single-phase PWM inverter
20...power transmission rail
30...receiver
40...pickup coil
41...Inductor filter for power receiver
43...Capacitor filter in the power receiver
45... power receiving part power semiconductor
50...regulator
90...load
100...analyzer
101...detection pad
103...pickup antenna coil
110...scan section
120...detector
130...Measurement part
140...Analysis Department
150... output
151...Transmission part harmonic impedance calculation part
153... Power receiver harmonic impedance calculator
170...Inspection Department
171...Transmission fault check and status management department
173...Fault check and condition management of power receiver
Claims (9)
상기 픽업 안테나 코일을 이용하여 상기 송전단과 상기 수전단 사이의 동작 임피던스 주파수 특성을 분석하는 분석기;를 포함하고,
상기 분석기는 상기 송전단과 상기 수전단의 스위칭 주파수의 고조파별로 상기 동작 임피던스 주파수 특성을 분석하는 분석 장치.
a detection pad disposed between the wireless power transmitting end and the wireless power receiving end and having a pickup antenna coil;
An analyzer for analyzing an operating impedance frequency characteristic between the transmitting end and the receiving end using the pickup antenna coil;
The analyzer analyzes the operating impedance frequency characteristic for each harmonic of the switching frequencies of the transmitting end and the receiving end.
상기 송전단으로부터 연장되고 전력이 흐르는 전력 송전 레일이 마련되고,
상기 수전단은 상기 전력 송전 레일의 제1 위치에 상기 전력 송전 레일에 비접촉 배치되며,
상기 검출 패드는 상기 전력 송전 레일 상에 비접촉 배치되고,
상기 검출 패드는 상기 제1 위치와 상기 송전단 사이의 제2 위치에 배치되는 분석 장치.
According to claim 1,
A power transmission rail extending from the transmission end and through which power flows is provided,
The power receiving end is disposed non-contact with the power transmission rail at a first position of the power transmission rail,
the detection pad is disposed on the power transmission rail in a non-contact manner;
and the detection pad is disposed at a second position between the first position and the power transmission end.
상기 동작 임피던스 주파수 특성을 측정하기 위하여 상기 검출 패드에 상기 스위칭 주파수의 정수배 고조파 정현파에 해당하는 스캔 신호를 제공하는 스캔부가 마련되고,
상기 픽업 안테나 코일은 상기 스캔 신호를 무선 방사하고, 상기 송전단 또는 상기 수전단으로부터 출력된 방출 신호를 수신하며,
상기 분석기는 상기 스캔 신호와 상기 방출 신호의 비교를 통해 상기 동작 임피던스 주파수 특성을 분석하는 분석 장치.
According to claim 1,
A scan unit is provided to provide a scan signal corresponding to an integer multiple harmonic sine wave of the switching frequency to the detection pad in order to measure the operating impedance frequency characteristic,
The pickup antenna coil wirelessly radiates the scan signal, and receives the emission signal output from the transmitting end or the receiving end,
The analyzer analyzes the operating impedance frequency characteristic by comparing the scan signal and the emission signal.
스캔부, 검출부, 측정부, 분석부, 산출부가 마련되고,
상기 스캔부는 상기 검출 패드에 상기 스위칭 주파수의 정수배 고조파 정현파에 해당하는 스캔 신호를 제공하며,
상기 검출부는 상기 검출 패드를 통해 방사된 상기 스캔 신호와 상기 송전단 또는 상기 수전단으로부터 수신된 방출 신호 간의 위상차를 검출하고,
상기 측정부는 상기 송전단 및 상기 수전단의 스위칭 주파수의 고조파별 동작 임피던스를 측정하며,
상기 분석부는 상기 송전단 및 상기 수전단의 주파수 특성을 분석하고,
상기 산출부는 상기 송전단과 상기 수전단이 형성하는 회로 루프에 대하여 상기 스캔부에서 바라본 입력 임피던스를 산출하는 분석 장치.
According to claim 1,
A scan unit, a detection unit, a measurement unit, an analysis unit, and a calculation unit are provided,
The scan unit provides a scan signal corresponding to an integer multiple harmonic sine wave of the switching frequency to the detection pad,
The detection unit detects a phase difference between the scan signal emitted through the detection pad and the emission signal received from the transmitting end or the receiving end,
The measuring unit measures the operating impedance for each harmonic of the switching frequency of the transmitting end and the receiving end,
The analysis unit analyzes the frequency characteristics of the transmitting end and the receiving end,
The calculator calculates an input impedance viewed from the scan unit with respect to a circuit loop formed by the transmitting end and the receiving end.
상기 검출 패드에 상기 스위칭 주파수의 정수배 고조파 정현파에 해당하는 스캔 신호를 제공하는 스캔부가 마련되고,
상기 송전단과 상기 수전단 사이의 동작 임피던스 주파수의 정수배 고조파 정현파 신호의 전압의 최대값에 해당하는 제1 최대값, 상기 검출 패드의 양단 전압의 최대값에 해당하는 제2 최대값이 정의될 때,
상기 제1 최대값 및 상기 제2 최대값을 이용하여, 상기 송전단과 상기 수전단이 형성하는 회로 루프에 대하여 상기 스캔부에서 바라본 입력 임피던스를 산출하는 산출부가 마련된 분석 장치.
According to claim 1,
A scanning unit for providing a scan signal corresponding to an integer multiple harmonic sine wave of the switching frequency to the detection pad is provided;
When the first maximum value corresponding to the maximum value of the voltage of the harmonic sinusoidal signal of an integer multiple of the operating impedance frequency between the transmitting end and the receiving end and the second maximum value corresponding to the maximum value of the voltage across the detection pad are defined,
An analysis device provided with a calculator for calculating an input impedance viewed from the scanning unit with respect to a circuit loop formed by the transmitting end and the receiving end by using the first maximum value and the second maximum value.
상기 송전단 및 상기 수전단 사이의 동작 임피던스 주파수의 정수배 고조파 정현파 신호의 전압과 상기 검출 패드의 전압 사이의 위상차에 해당하는 위상각을 산출하는 검출부가 마련된 분석 장치.
According to claim 1,
An analysis device provided with a detection unit for calculating a phase angle corresponding to a phase difference between a voltage of a sine wave signal of an integer multiple of an operating impedance frequency between the transmitting end and the receiving end and the voltage of the detection pad.
상기 동작 임피던스 주파수 특성을 이용해서 상기 송전단 또는 상기 수전단의 고장을 점검하는 점검부가 마련된 분석 장치.
According to claim 1,
An analysis device provided with an inspection unit for checking a failure of the power transmission end or the power receiving end using the operating impedance frequency characteristic.
기준값과 실측값을 비교 분석하는 점검부가 마련되고,
상기 기준값은 정상 동작시에 분석된 상기 고조파별 동작 임피던스 주파수 특성을 포함하며,
상기 실측값은 실시간으로 분석된 상기 고조파별 동작 임피던스 주파수 특성을 포함하고,
상기 점검부는 상기 기준값과 상기 실측값의 편차를 이용하여 상기 송전단 또는 상기 수전단의 고장을 점검하는 분석 장치.
According to claim 1,
An inspection unit for comparing and analyzing the reference value and the actual value is provided;
The reference value includes an operating impedance frequency characteristic for each harmonic analyzed during normal operation,
The measured value includes an operating impedance frequency characteristic for each harmonic analyzed in real time,
The inspection unit is an analysis device for checking a failure of the power transmission end or the power receiving end using a deviation between the reference value and the measured value.
무선 전력 송전단으로부터 인출된 전력 송전 레일 상의 제1 위치에 무선 전력 수전단이 배치될 때,
상기 전력 송전 레일 상에서, 상기 송전단과 상기 제1 위치의 사이의 제2 위치에서 픽업 안테나 코일을 이용해 스캔 신호를 방사하고, 상기 송전단 또는 상기 수전단으로부터 방출된 방출 신호를 입수하며,
상기 스캔 신호와 상기 방출 신호의 비교를 통해 상기 송전단과 상기 수전단 사이의 동작 임피던스 주파수 특성을 분석하거나, 상기 송전단 또는 상기 수전단의 고장을 점검하는 분석 방법.In the analysis method performed by the analysis device,
When the wireless power receiving end is disposed at a first position on the power transmission rail drawn from the wireless power transmitting end,
On the power transmission rail, a scan signal is radiated using a pickup antenna coil at a second position between the transmitting end and the first position, and an emission signal emitted from the transmitting end or the receiving end is obtained,
An analysis method for analyzing an operating impedance frequency characteristic between the transmitting end and the receiving end by comparing the scan signal and the emitted signal, or checking a failure of the transmitting end or the receiving end.
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KR20190044232A (en) | 2017-10-20 | 2019-04-30 | 한국전력공사 | apparatus an dmethod for fault detection of power converter apparatus for controlling speed using aucoustic signals |
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KR20190044232A (en) | 2017-10-20 | 2019-04-30 | 한국전력공사 | apparatus an dmethod for fault detection of power converter apparatus for controlling speed using aucoustic signals |
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