[HBM]eDrive 순간, 평균 토크와 다이나믹 로드 시험 분석(Instantaneous, Average, Torque, Dynamic, Load)

 

목차

 

 

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하기 내용은 eDrive 장비를 사용해서 분석한 결과 입니다.

 

순간 토크와 평균 토크(Instantaneous and Average Torque)

 

위 그래프는 정상 상태(Steady state)의 속도(RPM)에서 측정한 결과 입니다. 윗 그림에서 평균 토크와 순간 토크 값을 확인할 수 있습니다. 아래 그림은 PWM 인버터(Inverter)의 효율(Efficiency)를 측정하고 있습니다. 인버터 효율에 대한 상세 내용은 괄호안의 링크를 통해 확인할 수 있습니다(https://famtech.tistory.com/130)

 

아래 그림에서 Single 전압과 전류 측정 값을 통해서 모터(Motor)의 터미널(Terminal) 부분에서 어떤 일이 벌어지는 지를 확인할 수 있습니다. 위쪽 빨간선으로 표긴된 순간 토크 값을 통해 파워 값을 알 수 있습니다. 

 

• 토크의 평균 값과 전류 평균 값이 타임 싱크(Time Sync) 맞을 경우 내부 공진이나 외부 소음없이 전기 에너지가 기계 에너지로 전달됨을 의미함
• DAQ 장비는 토크 센서의 전 대역(Full bandwidth)를 확인해서 순간 값의 평균 값을 정확하게 구할 수 있음(High Sample rate)
• DAQ 장비의 샘플레이트가 낮을 경우 동일 값을 확인하기 위해 측정 기간이 길어짐

 

 

 

 

 

다이나믹 로드 테스트(Dynamic Load Testing)

위 그림은 5000 RPM의 속도로 동작하는 모터에 로드 값을 0Nm에서 70Nm로 점차적으로 증가하면서 측정한 그래프 입니다. 

빨간색 선은 순간 토크 값으로 High Bandwidth로 측정한 값입니다. 파란색 선은 10Hz에서 필터링 한 토크 값입니다. 마지막으로 검은 선은 High Bandwidth에서의 Cycle 단위로 평균한 토크 값입니다. 평균 값은 전류의 주파수 주기로 진행하였습니다(토크와 전류는 비례). 

 

• 그림과 같이 다이나믹 로드가 걸릴 경우 토크 변동이 큼(105Nm to 35Nm), 다이나믹 측정을 위해 토크 변동을 고려한 토크 센서(Torque Transducer) 선정 필요
• 로드에 따라 공칭 토크(Norminal Torque)에서 2~3배 큰 값 발생
• 토크 안정(Torque Settlement)에 약 0.1초 걸림
• 평균 토크보다 약 50% 정도 큰 피크(Peak) 값 발생

 

 

다음장에서는 토크 리플(Torque Ripple)과 제어에 대해 알아 보겠습니다.