토크 리플, 상전류, 유기전압을 동시에 측정해 진동, 소음 대책을 더욱 효율적으로!
최근 EV를 비롯한 자동차에 탑재되는 모터의 고품질화가 요구되고 있습니다. 예를 들어, 전동 파워 스티어링용 모터에 토크 리플이 있으면, 조작 시 핸들이 진동하여 운전에 불쾌감을 줍니다. 이처럼, 모터의 토크 리플은 소음과 진동의 원인이 되기 때문에 이를 줄이기 위해서 다양한 대책과 연구가 행해지고 있습니다.
토크 리플은 많은 발생 원인이 있으며 모터의 구조설계와 제어기술에 의한 억제기법이 제안되고 있지만, 어느 경우든지 토크 리플을 측정하고 평가하는 것이 해결의 실마리가 됩니다.
이 어플리케이션 노트에서는 메모리 하이코더 MR6000을 사용한 측정 예시와 함께, 모터의 소음과 진동 대책에 효과적인 측정 방법을 소개합니다.
모터의 진동과 소음 대책 중에 이러한 어려움은 없습니까?
・토크 리플을 억제했지만 진동과 소음을 줄이는데 기여했는지 모르겠다.
・진동, 토크 리플과 더불어, 전기신호(상전류 및 유기전압)을 동시에 측정하고 싶다.
・측정 기기가 여러 대 필요해져 측정 준비가 힘들다.
◤HIOKI가 제공하는 솔루션!!
HIOKI 메모리 하이코더 MR6000과 다양한 유닛을 사용해 진동과 토크 리플, 상전류, 유기전압 등의 다현상을 동일시간상에서 관측할 수 있습니다. 다현상을 동시에 측정하여 각 현상의 상관관계를 확인하고 FFT해석하는 것으로, 모터의 진동과 소음의 원인 규명으로 이어집니다.
◤회전각 - 토크, 회전각-상전류의 파형 관측
리졸버나 로터리 인코더에서 출력되는 회전각 측정기능과 X-Y그래프 기능을 이용하여 모터의 토크 리플과 진동, 전기 파라미터 (상전류 및 유기전압, 모터 효율 등)간의 상관을 평가할 수 있습니다.
【측정 및 평가 가능한 항목】
・전기각, 기계각 일주기의 토크 리플, 진동, 상전류, 유기전압의 측정, 평가
・파형연산기능을 이용한 토크 리플률의 평가
진동- 토크, 상전류의 상관 평가FFT해석
모터의 통전(기본파 주파수 20 Hz)에 의해 12차 성분의 240 Hz에 토크 리플이 Peak에 나타난 것을 알 수 있습니다. 또한 토크 리플에 기인해 진동의 240 Hz에 Peak가 나타난 것을 알 수 있습니다. 이처럼, 상전류에 의해 토크 리플이 발생해 진동이 발생하는 것을 MR6000 1대로 평가할 수 있습니다.
토크 리플 저감을 위해 고조파 전류 인가에 의한 저감방법을 검토하는 경우, 상전류와 토크 리플, 진동의 동시 해석은 효과를 발휘합니다.
【측정 및 평가 가능한 항목】
・코일로의 통전에 의해 발생하는 토크 리플과 진동의 상관관계를 평가
・진동 및 소음 상태와, 원인인 토크 리플, 상전류를 동시에 해석
측정환경
주요 사용 제품
- 메모리 하이코더 MR6000 기록
아날로그 유닛 U8975 회전각 측정
차지 유닛 U8979 토크, 진동 측정
3CH전류 유닛 U8977 전류 측정
- AC/DC 커런트 프로브 CT6841A (20A) / CT6843A(200A) 상전류 측정
- 가속도 픽업 (타사 제품) 진동 측정
- 토크 센서 (타사 제품) 토크 측정 대역:6kHz
모터 벤치에서의 해석에 MR6000
메모리 하이코더 MR6000은 최고 200 MS/s의 고속 샘플링, 다채널 장시간 기록이 가능한 파형기록계입니다. 다양한 입력 유닛을 갖추고 있으며 기존에 여러 계측기를 결합해 측정했던 모터 벤치 해석에서도 입력 유닛을 조합하면, 상전류, 토크, 진동 등을 1대로 동시에 측정할 수 있습니다. 또한 취득한 신호를 FFT연산기능으로 주파수 해석할 수 있습니다.
【측정 항목 및 기능】
・회전각 측정
・차지 앰프를 사용한 진동 측정
・다채널로 토크 리플 측정과 유기전압, 상전류 등을 동시에 측정
・파형연산기능으로 토크 리플률 산출
・FFT해석기능
・X-Y그래프 기능
자세한 내용은 첨부된 PDF파일을 참조해 주십시오.