표제지
목차
ABSTRACT 10
제1장 서론 12
제1절 연구 배경 12
제2절 전동화 구동 모듈 13
제3절 유지 보수 기법 14
제4절 연구 목표 16
제2장 전류 신호 분석을 통한 IPMSM 편심/감자 고장 진단 17
제1절 배경 이론 17
제2절 고장 진단법 22
1. Empirical Mode Decomposition 22
2. Hilbert-Huang Transform 25
3. 고장 진단법 26
제3절 실험 세팅 32
제4절 결과 및 분석 33
제3장 레졸버 신호 분석을 통한 IPMSM 편심/감자 고장 진단 39
제1절 배경 이론 39
제2절 고장 진단법 41
제3절 실험 세팅 44
제4절 결과 및 분석 45
제4장 진동 신호 분석을 통한 감속기 기어치 마모 고장 진단 50
제1절 배경 이론 50
제2절 고장 진단법 51
제3절 실험 세팅 56
제4절 결과 및 분석 57
제5장 결론 59
참고문헌 61
국문초록 63
〈그림 1-1〉 연도별 세계 전기차 시장 점유율 추세 13
〈그림 1-2〉 보수 시점에 따른 유지 보수 전략 구분 14
〈그림 2-1〉 PMSM의 고장 모드 17
〈그림 2-2〉 유형별 편심 종류 구분 18
〈그림 2-3〉 베어링 고장에 의한 편심 고장 발생 과정 19
〈그림 2-4〉 (a) BH 곡선과 회복선, (b) 네오디뮴 자석의 온도별 BH 곡선 20
〈그림 2-5〉 정상 모터로부터 속도 2000 rpm, 부하 토크 50 Nm 조건에서 수집한 상전류 신호 EMD 적용 결과 23
〈그림 2-6〉 정상 모터로부터 속도 2000 rpm, 부하 토크 50 Nm 조건에서 수집한 상전류 신호 HHT 적용 결과: (a) 시계열 주파수, (b) 시계열 에너지 24
〈그림 2-7〉 정상 모터로부터 속도 2000 rpm, 부하 토크 50 Nm 조건에서 수집한 상전류 신호의 Hilbert 스펙트럼 25
〈그림 2-8〉 정상 모터로부터 속도 2000 rpm, 부하 토크 50 Nm 조건에서 수집한 상전류 신호: (a) 시간 영역, (b) 주파수 영역 26
〈그림 2-9〉 이상적인 정현파 신호의 국소 시간 영역대에 무작위적 잡음을 추가한 후 EMD를 적용한 결과: (a) 입력 신호, (b) 입력 신호의 포락 처리... 27
〈그림 2-10〉 이상적인 정현파 신호 전체에 주기적 리플을 더하고 국소 시간 영역대에 무작위적 잡음을 추가한 후 HHT를 적용한 결과: (a) 입력... 28
〈그림 2-11〉 정상 시제와 편심 시제로부터 수집한 상전류에서 리플 성분만을 추출해 비교한 결과: (a) 정상 시제, (b) 편심 시제 29
〈그림 2-12〉 정상 및 편심 시제로부터 속도 2000 rpm, 부하 토크 50 Nm 조건에서 수집한 상전류 신호의 IMF와 Hilbert 스펙트럼: (a) 정상 시제의... 30
〈그림 2-13〉 고장 모드별 입력 전류 비교. HE는 정상, SE1은 10% 정적 편심, SE2는 20% 정적 편심, DE는 동적 편심, ME는 복합 편심, DM은 균... 31
〈그림 2-14〉 실험 셋업 32
〈그림 2-15〉 속도 2000 rpm, 부하 토크 50 Nm에서 시제별로 수집한 상전류 신호의 Hilbert 스펙트럼 33
〈그림 2-16〉 속도 2000 rpm, 부하 토크 400 Nm 조건에서 HE와 SE1 시제로부터 수집한 상전류 신호의 SD값 설정에 따른 Hilbert 스펙트럼의 변화:... 34
〈그림 2-17〉 속도 8500 rpm, 부하 토크 100 Nm 조건에서 HE와 SE1 시제로부터 수집한 상전류 신호의 SD값 설정에 따른 Hilbert 스펙트럼의 변화:... 35
〈그림 2-18〉 저속 및 고속 운전 조건에서 HE와 SE1 시제에서 수집한 상전류 신호의 주파수 스펙트럼: (a) 속도 2000 rpm, 부하 토크 50 Nm, (b)... 36
〈그림 2-19〉 고장 모드 및 운전 조건별 상전류 신호의 시계열 에너지값 비교. Energy Index는 시계열 에너지를 최댓값으로 정규화한 값이다. 부하... 37
〈그림 3-1〉 VR 레졸버의 동작 원리 39
〈그림 3-2〉 RDC 과정. Esin과 Ecos은 각각 사인 권선과 코사인 권선의 유도 전압 신호를 뜻한다: (a) 사인 권선 신호 포락 처리 과정, (b) 코사인 권선 신호 포락 처...[이미지참조] 40
〈그림 3-3〉 편심이 발생한 레졸버 도식 41
〈그림 3-4〉 위상 오차가 Lissajous 곡선의 형상에 미치는 영향: (a) 이상적인 상태와 위상 오차가 발생한 상태의 사인/코사인 곡선, (b) 이상적인 상... 42
〈그림 3-5〉 운전 속도별 정상 시제와 균일 감자 시제에서 수집한 레졸버 2차 권선 신호에 포함된 잡음 추출 결과 43
〈그림 3-6〉 실험 셋업 44
〈그림 3-7〉 부하 토크 0 Nm 조건에서 속도별, 시제별로 수집한 HI값 분포 45
〈그림 3-8〉 부하 토크 50 Nm 조건에서 속도별, 시제별로 수집한 HI값 분포 46
〈그림 3-9〉 부하 토크 50 Nm 조건에서 속도별, 시제별로 수집한 고장 주파수값 분포 47
〈그림 3-10〉 부하 토크 100 Nm 조건에서 속도별, 시제별로 수집한 HI값 분포 48
〈그림 3-11〉 부하 토크 100 Nm 조건에서 속도별, 시제별로 수집한 고장 주파수값 분포 49
〈그림 4-1〉 유성기어 감속기로부터 수집한 진동 신호에 EMD를 적용한 결과: (a) 수집한 진동 신호, (b) EMD 적용 결과, (c) 수집한 진동 신호의... 52
〈그림 4-2〉 유성기어로부터 수집한 진동 신호의 주파수 스펙트럼. fr은 회전 주파수를 뜻한다: (a) 전처리 전 진동 신호의 주파수 스펙트럼, (b)...[이미지참조] 53
〈그림 4-3〉 (a) 실험 셋업, (b) 정상 기어치, (c) 마모된 기어치 54
〈그림 4-4〉 속도 2000 rpm 조건 부하 토크별 진동 신호의 주파수 스펙트럼. fr은 회전 주파수, GF는 기어 고장, HE는 정상을 의미한다: (a)-(c)는...[이미지참조] 55
〈그림 4-5〉 속도 4000 rpm 조건 부하 토크별 진동 신호의 주파수 스펙트럼. fr은 회전 주파수, GF는 기어 고장, HE는 정상을 의미한다: (a)-(c)는...[이미지참조] 56
〈그림 4-6〉 속도 6000 rpm 조건 부하 토크별 진동 신호의 주파수 스펙트럼. fr은 회전 주파수, GF는 기어 고장, HE는 정상을 의미한다: (a)-(c)는...[이미지참조] 57