KR20220083072A - Dynamometer device using propeller - Google Patents

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KR20220083072A
KR20220083072A KR1020200172942A KR20200172942A KR20220083072A KR 20220083072 A KR20220083072 A KR 20220083072A KR 1020200172942 A KR1020200172942 A KR 1020200172942A KR 20200172942 A KR20200172942 A KR 20200172942A KR 20220083072 A KR20220083072 A KR 20220083072A
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최인호
구본수
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한국항공우주연구원
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Abstract

시험 모터의 시험을 위한 다이나모미터 장치는 상기 시험 모터의 시험을 위한 부하를 생성하는 부하 유닛, 상기 부하 유닛의 구동을 위한 전원을 공급하는 시험전원 공급 장치, 상기 부하 유닛에 의한 부하의 생성을 제어하기 위한 부하토크 제어 장치, 그리고 상기 시험전원 공급 장치 및 상기 부하토크 제어 장치의 제어를 위한 컨트롤러를 포함한다. 상기 부하 유닛은 서로 독립적으로 부하를 생성할 수 있도록 구성되는 복수의 부하 생성 장치를 포함한다.The dynamometer device for testing the test motor includes a load unit that generates a load for testing the test motor, a test power supply device that supplies power for driving the load unit, and controls generation of a load by the load unit. A load torque control device for doing so, and a controller for controlling the test power supply device and the load torque control device. The load unit includes a plurality of load generating devices configured to generate loads independently of each other.

Description

프로펠러를 이용하는 다이나모미터 장치{Dynamometer device using propeller}Dynamometer device using propeller

본 발명은 모터의 성능 시험을 위한 다이나모미터 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a dynamometer device for performance testing of a motor.

모터의 사용을 위해 모터의 출력, 스톨 토크(stall torque) 등과 같은 다양한 정보를 확보하는 것이 필요하며, 모터의 정보의 측정을 위해 다이나모미터 장치가 일반적으로 사용된다. 다이나모미터 장치는 시험 모터(test motor)와 부하 모터(load motor)를 사용하며, 부하 모터는 시험 모터보다 큰 출력과 토크를 가져야 한다. 이로 인해 시험 모터의 출력 큰 경우에 다이나모미터 장치가 전체적으로 커지게 되며 큰 전력을 필요로 하여 전력 공급에도 어려움이 생긴다.In order to use the motor, it is necessary to secure various information such as output of the motor and stall torque, and a dynamometer device is generally used to measure the information of the motor. The dynamometer device uses a test motor and a load motor, and the load motor should have greater output and torque than the test motor. For this reason, when the output of the test motor is large, the overall dynamometer device becomes large, and it requires a large amount of power, so that it is difficult to supply power.

대한민국 공개특허공보 제10-2019-0018348호 (2019.02.22.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2019-0018348 (2019.02.22.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 부하 모터의 출력을 줄여 전체 시스템의 크기 감소 및 전력 감소를 달성할 수 있는 다이나모미터 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a dynamometer device capable of achieving size reduction and power reduction of the entire system by reducing the output of the load motor.

본 발명의 실시예에 따른 시험 모터의 시험을 위한 다이나모미터 장치는 상기 시험 모터의 시험을 위한 부하를 생성하는 부하 유닛, 상기 부하 유닛의 구동을 위한 전원을 공급하는 시험전원 공급 장치, 상기 부하 유닛에 의한 부하의 생성을 제어하기 위한 부하토크 제어 장치, 그리고 상기 시험전원 공급 장치 및 상기 부하토크 제어 장치의 제어를 위한 컨트롤러를 포함한다. 상기 부하 유닛은 서로 독립적으로 부하를 생성할 수 있도록 구성되는 복수의 부하 생성 장치를 포함한다.A dynamometer device for testing a test motor according to an embodiment of the present invention includes a load unit generating a load for testing the test motor, a test power supply supplying power for driving the load unit, and the load unit a load torque control device for controlling the generation of a load by the , and a controller for controlling the test power supply device and the load torque control device. The load unit includes a plurality of load generating devices configured to generate loads independently of each other.

상기 부하 유닛은 부하를 생성할 수 있도록 구성되는 부하 모터, 그리고 상기 부하 모터와 별도로 부하를 생성할 수 있도록 구성되는 프로펠러를 포함할 수 있다.The load unit may include a load motor configured to generate a load, and a propeller configured to generate a load separately from the load motor.

상기 프로펠러는 가변 피치 프로펠러일 수 있다.The propeller may be a variable pitch propeller.

상기 컨트롤러는 속도가 상대적으로 낮은 저속 구간에서의 저속 구간 제어, 및 상기 저속 구간의 속도보다 상대적으로 높은 속도의 고속 구간에서의 고속 구간 제어를 수행하도록 구성될 수 있다. 나아가, 상기 컨트롤러는 상기 저속 구간 제어 시에는 상기 부하 모터만에 의해 부하가 생성되도록 제어할 수 있고, 상기 고속 구간 제어 시에는 상기 부하 모터와 상기 프로펠러 모두에 의해 부하가 생성되도록 제어할 수 있다.The controller may be configured to perform a low-speed section control in a low-speed section in which the speed is relatively low, and a high-speed section control in a high-speed section having a relatively higher speed than the speed in the low-speed section. Furthermore, the controller may control that the load is generated only by the load motor during the low-speed section control, and control that the load is generated by both the load motor and the propeller during the high-speed section control.

상기 부하 모터와 상기 프로펠러는 상기 프로펠러의 작동에 의해 생성되는 공기 유동에 의해 상기 부하 모터가 공기식으로 냉각될 수 있도록 배치될 수 있다.The load motor and the propeller may be arranged so that the load motor can be pneumatically cooled by an air flow generated by the operation of the propeller.

본 발명에 의하면, 시험 모터의 시험을 위해 생성되는 부하가 서로 독립적으로 작용하는 부하 모터와 프로펠러에 의해 생성되기 때문에, 부하 모터의 출력 및 토크가 감소될 수 있으며 그에 따라 전체 시스템의 크기 및 소비 전력의 감소가 이루어질 수 있다.According to the present invention, since the load generated for the test of the test motor is generated by the load motor and the propeller acting independently of each other, the output and torque of the load motor can be reduced and accordingly the size and power consumption of the entire system reduction can be achieved.

또한 프로펠러에 의해 생성되는 공기 유동에 의해 부하 모터의 공기식 냉각이 이루어지도록 함으로써, 전체 시스템 구성이 용이해진다.In addition, by allowing the airflow of the load motor to be cooled by the air flow generated by the propeller, the overall system configuration is facilitated.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다이나모미터 장치의 개략도를 도시한다.1 shows a schematic diagram of a dynamometer device according to an embodiment of the present invention;

아래에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 설명된 실시예에 한정되지 않는다.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 can easily implement them. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the described embodiments.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다이나모미터 장치(10)에 시험 대상인 시험 모터(1)가 세팅된 상태를 도시한다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다이나모미터 장치(10)는 시험 대상인 시험 모터(1)에 부하(load)를 제공하는 부하 유닛(11)을 포함한다. 부하 유닛(11)은 시험 모터(1)를 시험하기 위해 시험 모터(1)에 부하로 작용하는 출력을 생성한다.1 illustrates a state in which a test motor 1 to be tested is set in a dynamometer device 10 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , a dynamometer device 10 according to an embodiment of the present invention includes a load unit 11 that provides a load to a test motor 1 as a test object. The load unit 11 generates an output that acts as a load on the test motor 1 for testing the test motor 1 .

부하 유닛(11)은 각각 독립적으로 부하를 출력할 수 있도록 구성되는 복수의 부하 생성 장치, 즉 부하 모터(12)와 프로펠러(13)를 포함한다. 부하 모터(12)와 가변 피치 프로펠러(13)는 토크 전달 유닛(14)에 연결되어 시험 모터(1)에 부하로 작용하는 토크를 출력할 수 있도록 구성된다. 이때, 부하 모터(12)와 프로펠러(13)는 컨트롤러(15)에 의해 제어되는 부하토크 제어 장치(16)에 의해 각각 독립적으로 제어될 수 있도록 구성된다.The load unit 11 includes a plurality of load generating devices configured to output loads independently, that is, a load motor 12 and a propeller 13 . The load motor 12 and the variable pitch propeller 13 are connected to the torque transmission unit 14 and configured to output a torque acting as a load to the test motor 1 . At this time, the load motor 12 and the propeller 13 are configured to be independently controlled by the load torque control device 16 controlled by the controller 15 .

시험 모터(1)와 부하 유닛(11)을 구동하기 위한 전원은 시험전원 공급 장치(17)에 의해 공급될 수 있다. 컨트롤러(15)는 시험전원 공급 장치(17)의 전원이 시험 모터(1)로 인가되는 것을 제어할 수 있도록 구성되고 또한 시험전원 공급 장치(17)의 전원이 부하토크 제어 장치(16)를 통해 부하 유닛(11)으로 인가되는 것을 제어할 수 있도록 구성된다. 컨트롤러(15)는 이러한 기능의 수행을 위한 전기 회로, 마이크로프로세서, 메모리, 관련 하드웨어와 소프트웨어를 포함할 수 있으며, 컨트롤 보드(control board) 형태로 구현될 수 있다.Power for driving the test motor 1 and the load unit 11 may be supplied by the test power supply 17 . The controller 15 is configured to control that the power of the test power supply 17 is applied to the test motor 1 , and the power of the test power supply 17 is supplied through the load torque control device 16 . It is configured to be able to control what is applied to the load unit 11 . The controller 15 may include an electric circuit, a microprocessor, a memory, and related hardware and software for performing these functions, and may be implemented in the form of a control board.

프로펠러(13)는 부하토크 제어 장치(16)에 의해 작동이 제어될 수 있도록 부하토크 제어장치(16)에 신호적 및 전기적으로 연결된다. 프로펠러(13)는 피치(pitch)가 가변될 수 있는 가변 피치 프로펠러일 수 있으며, 컨트롤러(15)는 부하토크 제어 장치(16)를 통해 가변 피치 프로펠러(13)의 피치 제어를 할 수 있도록 구성된다.The propeller 13 is signally and electrically connected to the load torque control device 16 so that its operation can be controlled by the load torque control device 16 . The propeller 13 may be a variable pitch propeller with a variable pitch, and the controller 15 is configured to control the pitch of the variable pitch propeller 13 through the load torque control device 16 . .

토크 센서(18)는 시험 모터(1)에 의해 생성된 토크와 부하 유닛(11)에서 생성된 토크에 각각 노출될 수 있도록 시험 모터(1)의 출력 요소와 부하 유닛(12)의 출력 요소에 각각 연결될 수 있으며, 두 개의 토크에 의한 결과 토크에 해당하는 신호를 출력할 수 있도록 구성된다. 계측기(19)는 토크 센서(18)에 연결되어 토크 센서(18)의 신호를 기초로 토크를 계측할 수 있도록 구성된다. 토크 센서(18)와 계측기(19)는 기존에 알려진 통상의 토크 센서 및 계측기일 수 있다. The torque sensor 18 is connected to the output element of the test motor 1 and the output element of the load unit 12 so as to be exposed to the torque generated by the test motor 1 and the torque generated by the load unit 11, respectively. Each can be connected, and it is configured to output a signal corresponding to the resultant torque by the two torques. The meter 19 is connected to the torque sensor 18 and is configured to measure the torque based on the signal of the torque sensor 18 . The torque sensor 18 and the measuring instrument 19 may be conventionally known torque sensors and measuring instruments.

본 발명의 실시예에 따르면, 단일의 모터에 의해 부하를 생성하는 것이 아니라, 서로 독립적으로 부하를 생성하는 부하 모터(12)와 프로펠러(13)를 이용하여 시험 모터(1)의 시험을 위한 부하를 생성하기 때문에, 부하 모터(12)의 출력을 줄일 수 있으며 그에 의해 전체 시스템의 크기 및 전력 소비를 줄일 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the load for the test of the test motor 1 using the load motor 12 and the propeller 13 that generate a load independently of each other, rather than generating a load by a single motor , it is possible to reduce the output of the load motor 12, thereby reducing the size and power consumption of the entire system.

특히, 프로펠러(13)는 가변 피치 프로펠러일 수 있으며, 가변 피치 프로펠러(13)의 부하 크기는 속도의 제곱에 비례하기 때문에 프로펠러의 부하가 작은 저속 시험 시에는 부하 모터(12)에 의한 토크 성분으로 부하 토크를 제어할 수 있다. 한편, 속도가 증가하면 가변 피치 프로펠러(13)에 의한 토크 가변 범위가 증가하기 때문에, 가변 피치 프로펠러(13)의 피치 제어에 의한 토크와 부하 모터(12)에 의한 토크의 합에 의한 부하 토크가 제공될 수 있다. 즉 컨트롤러(15)는 상대적으로 낮은 속도의 저속 구간에서는 프로펠러(13)는 작동시키지 않고 부하 모터(12)만 작동시켜 부하의 생성이 이루어지도록 제어하고, 상대적으로 높은 속도의 고속 구간에서는 부하 모터(12)와 프로펠러(13)를 모두 작동시켜 두 부하의 합에 의한 부하가 공급되도록 제어할 수 있다.In particular, the propeller 13 may be a variable-pitch propeller, and since the load size of the variable-pitch propeller 13 is proportional to the square of the speed, during a low-speed test when the load of the propeller is small, it is a torque component by the load motor 12. Load torque can be controlled. On the other hand, since the torque variable range by the variable pitch propeller 13 increases when the speed increases, the load torque by the sum of the torque by the pitch control of the variable pitch propeller 13 and the torque by the load motor 12 is can be provided. That is, the controller 15 controls to generate a load by operating only the load motor 12 without operating the propeller 13 in a relatively low-speed low-speed section, and in a relatively high-speed high-speed section, the load motor ( 12) and the propeller 13 may be operated to control so that a load by the sum of the two loads is supplied.

한편, 프로펠러(13)와 부하 모터(12)가 프로펠러(13)의 작동에 의해 생성되는 공기 유동에 의해 부하 모터(12)의 냉각이 이루어질 수 있도록 배치될 수 있다. 이에 따라 시험 중 프로펠러(13)에 의해 생성되는 공기 유동에 의해 부하 모터(12)의 공기식 냉각이 이루어질 수 있기 때문에, 전체 시스템의 구성이 용이해진다.Meanwhile, the propeller 13 and the load motor 12 may be disposed so that the load motor 12 is cooled by an air flow generated by the operation of the propeller 13 . Accordingly, since the air flow of the load motor 12 can be achieved by the air flow generated by the propeller 13 during the test, the configuration of the entire system becomes easy.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.Although the embodiment of the present invention has been described above, the scope of the present invention is not limited thereto, and it is easily changed from the embodiment of the present invention by a person skilled in the art to which the present invention belongs and recognized as equivalent. including all changes and modifications to the scope of

1 시험 모터
10 다이나모미터 장치
11 부하 유닛
12 부하 모터
13 프로펠러
14 토크 전달 유닛
15 컨트롤러
16 부하토크 제어 장치
17 부하토크 제어 장치
18 토크 센서
19 계측기1 test motor
10 Dynamometer device
11 load unit
12 load motor
13 propeller
14 torque transmission unit
15 controller
16 Load torque control device
17 Load torque control device
18 torque sensor
19 instrument

Claims (5)

시험 모터의 시험을 위한 다이나모미터 장치에 있어서,
상기 시험 모터의 시험을 위한 부하를 생성하는 부하 유닛,
상기 부하 유닛의 구동을 위한 전원을 공급하는 시험전원 공급 장치,
상기 부하 유닛에 의한 부하의 생성을 제어하기 위한 부하토크 제어 장치, 그리고
상기 시험전원 공급 장치 및 상기 부하토크 제어 장치의 제어를 위한 컨트롤러
를 포함하고,
상기 부하 유닛은 서로 독립적으로 부하를 생성할 수 있도록 구성되는 복수의 부하 생성 장치를 포함하는
다이나모미터 장치.A dynamometer device for testing a test motor, comprising:
a load unit for generating a load for testing the test motor;
a test power supply for supplying power for driving the load unit;
a load torque control device for controlling generation of a load by the load unit; and
A controller for controlling the test power supply device and the load torque control device
including,
The load unit includes a plurality of load generating devices configured to generate loads independently of each other
Dynamometer device. 제1항에서,
상기 부하 유닛은
부하를 생성할 수 있도록 구성되는 부하 모터, 그리고
상기 부하 모터와 별도로 부하를 생성할 수 있도록 구성되는 프로펠러
를 포함하는 다이나모미터 장치.In claim 1,
the load unit
a load motor configured to generate a load; and
A propeller configured to generate a load separately from the load motor
A dynamometer device comprising a. 제2항에서,
상기 프로펠러는 가변 피치 프로펠러인 다이나모미터 장치.In claim 2,
The propeller is a variable pitch propeller dynamometer device. 제3항에서,
상기 컨트롤러는 속도가 상대적으로 낮은 저속 구간에서의 저속 구간 제어, 및 상기 저속 구간의 속도보다 상대적으로 높은 속도의 고속 구간에서의 고속 구간 제어를 수행하도록 구성되며,
상기 컨트롤러는 상기 저속 구간 제어 시에는 상기 부하 모터만에 의해 부하가 생성되도록 제어하고, 상기 고속 구간 제어 시에는 상기 부하 모터와 상기 프로펠러 모두에 의해 부하가 생성되도록 제어하는
다이나모미터 장치.In claim 3,
The controller is configured to perform low-speed section control in a low-speed section where the speed is relatively low, and high-speed section control in a high-speed section having a relatively higher speed than the speed of the low-speed section,
The controller controls so that the load is generated only by the load motor during the low-speed section control, and controls so that the load is generated by both the load motor and the propeller during the high-speed section control
Dynamometer device. 제2항에서,
상기 부하 모터와 상기 프로펠러는 상기 프로펠러의 작동에 의해 생성되는 공기 유동에 의해 상기 부하 모터가 공기식으로 냉각될 수 있도록 배치되는 다이나모미터 장치.In claim 2,
The load motor and the propeller are arranged so that the load motor can be pneumatically cooled by an air flow generated by the operation of the propeller.
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