제품정보

인기검색어

  • 3545
  • 8450
  • 3554
  • 8001
  • 3153

제품정보

제품정보 > 데이터 로거 / 다채널 타입

모터 내구성 시험에서의 온도·전력 데이터에 기반한 내구성 평가(LR8450)

요약

 

시작하며

  전기차 및 산업 장비의 고성능화에 따라 모터는 장시간 고부하 상태에서도 고장 없이 안정적으로 작동해야 합니다. 제품의 신뢰성을 보장하기 위해서는 실제 사용 환경에 가까운 조건에서의 내구성 시험이 필수적입니다. 그러나 부하 변동, 온도 상승, 전기적 스트레스 등 모터에 가해지는 요인은 다양하며, 각 지표에서 열화 징후를 정확히 포착하는 것이 큰 과제로 대두되고 있습니다.

모터 내구성 시험에서의 과제

모터 내구성 시험에서는 다음과 같은 과제가 있습니다.


  · 전기적 변화(순간적 변동, 고조파 및 효율 저하)가 잘 보이지 않음

  · 모터 권선, 케이스 및 주변 장비의 온도 변동과 전기적 특성 간의 관계가 보이지 않음

  · 장시간 데이터를 동기화하여 지속적으로 수집하는 메커니즘이 없음


제안 솔루션

 HIOKI의 고정밀 파워 아날라이저와 온도 측정용 로거를 결합함으로써, 모터의 내구성 시험을 간단한 구성으로 수행할 수 있습니다.app_img_AP0_2

품질 보증에 필수적인 내구성 시험

  데이터 로거 LR8450을 사용하여 주변 설비 및 구성품의 온도를 측정하고, 파워 아날라이저 PW8001 또는 PW4001을 사용하여 인버터 및 모터의 파라미터를 측정합니다. 이때, 파워아날라이저 PW8001 및 PW4001에는 CAN 출력 기능이 탑재되어 있으므로, 측정된 파라미터를 CAN을 통해 데이터 로거 LR8450에 집계​*1함으로써 동기화된 측정을 수행할 수 있습니다. 또한 인버터 에뮬레이터에 CAN 출력 기능이 있다면 제어 신호를 포함하여 LR8450으로 모니터링이 가능합니다. 전력과 온도의 변화를 장시간 안정적으로 기록함으로써 모터의 열화 징후를 신속하게 검출할 수 있습니다.

*1: LR8450의 옵션인 CAN 유닛 U8555를 사용합니다. 최대 10ms의 속도로 CAN 데이터 로깅이 가능합니다.

 

본 솔루션의 장점은 다음과 같습니다.

 

1. 모터의 전기적 스트레스를 고정밀로 연속 모니터링

  · 전압 및 전류 밸런스 변화

  · 효율의 미세 변동

  · 고조파 성분의 추이

 

2. 온도 추이를 정확히 로깅

  · 모터 권선 온도

  · 케이스 온도

  · 베어링 및 냉각수를 포함한 주변 설비 온도

 

3. 전기 데이터와 온도 데이터의 상관 분석

  · 데이터 로거의 트리거 기능을 활용한 이벤트 기록

  · CSV를 통한 데이터 통합 분석

 

실측예

 HIOKI의 모터 벤치를 사용하여 실측을 해봤습니다.

app_img_AP0_3

레이아웃 그림                                                                                모터 온도 측정 위치

 

사용한 기기 리스트



기기명

수량

품명

LR8450

×1

MEMORY HiLOGGER

 U8551

×1

UNIVERSAL UNIT

  thermocouple with shield

×5

―

 U8555

×1

CAN UNIT

  CAN cable

×1

―

PW8001-13

×1

POWER ANALYZER

 U7005

×4

15MS/S INPUT UNIT

CT6904A

×4

CURRENT SENSOR



DUT정보

항목

내용

Test Motor

Fuji Electric Co., Ltd.

GNF2117A

Inverter

Myway Plus Inc.

MWINV-5044-SIC

SIC Vector Control

​ 

 

측정 조건

  · 모터 1000 rpm 정회전

  · SiC 인버터 스위칭 주파수 10 kHz

  · 데이터 업데이트 속도 10 ms

  · 간단한 시험을 위해 2시간 정도의 연속 운전으로 한다

  · PW8001의 측정 파라미터를 CAN으로 출력하여 LR8450에서 집계한다


온도 측정 포인트

 인버터 근처에서는 고주파 스위칭에 의한 노이즈가 발생합니다. 이 노이즈의 영향으로 온도 측정값이 불안정해지기 쉬우므로, 온도 센서(열전대)의 차폐나 본체의 필터 설정 등의 노이즈 대책이 필요합니다.

이번에는 온도 측정을 위해 차폐형 열전대를 사용하고 있습니다. 차폐를 모터 섀시에 연결함으로써 접지를 강화하고 있습니다.

차폐형 열전대 셋업

또한 LR8450 본체에서 U8551 유닛의 데이터 업데이트 간격을 1초로 설정하고 디지털 필터를 활성화함으로써 60Hz를 초과하는 고주파 성분의 노이즈를 감쇠시키는 방안을 마련했습니다.


LR8450 필터 설정


–: Setting not available
Unit: Hz


인버터 측정의 포인트

인버터 출력 전력은 고주파이며 역률이 낮기 때문에, 특히 스위칭 주파수와 그 고조파 성분을 정확하게 측정할 수 있는 파워 아날라이저와 전류 센서가 필요합니다. 이번에는 SiC 인버터를 측정하기 위해, 더 우수한 대역폭 성능과 위상 특성을 가진 PW8001과 CT6904A의 조합을 추천합니다.

사용예 중에 '하이엔드급 파워 아날라이저를 이용한 SiC 인버터 실측 비교'도 참조하십시오.


판정 조건의 예

1. 정상 운전 시 모터의 회전수가 1000 rpm±50 rpm이어야 한다

2. 모터의 각종 측정 지점에서의 온도가 50°C를 초과하지 않아야 한다

3. 정상 운전 시 각 효율의 변동이 ±5% 이내여야 한다

4. 그 외 급격한 토크 변동이나 모터 출력 변동이 없어야 한다


측정 결과

 로거로 기록한 데이터를 GENNECT ONE을 사용하여 분석했습니다.

온도와 효율의 관계

 

이번 내구성 시험에서는 모터의 회전수와 토크에 더해 각각의 효율과 온도 변화를 동시에 측정하고 있습니다. 시험 시작부터 종료까지 각 측정값이 설정한 허용 범위를 초과하지 않고 안정적으로 작동하는 것을 확인했습니다.

실제 시험에서는 부하 조건과 주변 온도, 측정 시간, 판정 조건을 변경하여 반복 평가를 수행함으로써 모터 내구성 시험의 신뢰성을 확보합니다.

이상과 같이 HIOKI의 측정기를 조합함으로써 모터 내구성 시험의 정량적 평가가 가능합니다.

 

마무리

HIOKI의 파워 아날라이저와 데이터 로거를 결합하면 모터의 전기적 스트레스와 온도 변화를 고정밀로 동시에 추적하여 열화 징후를 확실히 포착하는 간단한 시험 환경을 구축할 수 있습니다.


자세한 제품 정보는 웹사이트를 참조하십시오.

특정 제품에 관한 데모나 상담은 문의 양식을 통해 히오키코리아로 연락주시기 바랍니다.