전기 및 NVH 테스트 통합

전기화에 대한 현재의 추진은 기업들이 제품을 더 빠르고 저렴하게 시장에 출시하도록 압박하고 있습니다. 우리의 단일 시스템 솔루션은 파워트레인 및 NVH 테스트를 결합하고 교차 도메인 의존성을 더 잘 이해할 수 있게 해줍니다.

견적 요청

From Component to Vehicle Energy Management. Engineer writing graphics on a transparent wall with an electric power cube charging cars, helicopters, electricity poles, wind turbines and nuclear power

전기 모터는 0 속도에서 최대 토크를 생성할 수 있을 뿐만 아니라 넓은 속도 범위에서 최대 토크를 생성할 수 있기 때문에 매우 바람직한 토크 속도 곡선을 가지고 있습니다. 이 능력은 전기 모터와 함께 새로운 기회를 창출하지만, 내연 기관과 비교할 때 몇 가지 새로운 도전 과제를 생성합니다. 이러한 도전 과제 중 하나는 토크 리플로, 이는 제어, 전력 출력, 소음, 진동 및 내구성 등 여러 가지 영향을 미칩니다. 토크 리플은 모터가 회전할 때 출력 토크의 변동으로 설명될 수 있습니다. 이 백서에서는 이러한 신호의 측정과 소음 및 진동에 대한 그들의 의미에 초점을 맞출 것입니다. 이 논문은 또한 토크 리플의 영향과 NVH에 미치는 영향을 보여주는 몇 가지 사례 연구의 예를 포함할 것입니다.

토크 리플 이해하기

토크는 종종 DC 양으로 설명되지만 주파수 성분이 있습니다. 특히 전기 모터에서 토크는 DC 평균을 가지며 주기적인 오프셋을 가집니다. 이 오프셋은 회전 속도의 함수인 주파수를 가지며 DC 값의 백분율인 진폭을 가집니다. 토크 리플의 예는 그림 1에서 볼 수 있으며, 평균 토크는 DC이지만 고대역폭 토크는 대략 +-2Nm의 리플을 보여줍니다. 이것이 큰 문제처럼 보이지 않을 수 있지만, 이 리플의 높은 주파수는 가청 소음, 구조적 진동 및 기어 피로와 같은 다양한 바람직하지 않은 결과를 초래할 수 있습니다. 토크 리플을 완화하기 위해서는 전기 자극, 기계 구조, 기계적 공명, 정렬 및 하중을 포함한 그 원인을 이해해야 합니다.

그림. 1: 배터리 셀의 힘 효과를 측정하기 위한 테스트 설정의 기본 설계

토크 리플의 원인과 영향

기계의 전기적 자극은 기계의 토크가 전류를 따르기 때문에 토크 리플에 기여합니다. 이것의 가장 극단적인 예는 기본 주파수의 두 배에서 주기적인 토크가 발생하고 제로 토크 요소가 있는 단상 기계입니다. 상수를 증가시키면 제로 크로스와 리플의 진폭을 제거할 수 있지만 주파수는 증가합니다. 전형적인 기계는 세 개의 상을 가지며, 이는 토크 리플에 유리하지만 이를 제거하지는 않습니다.

토크는 사인파 자극에 의해 생성되므로, 자극으로 인한 토크 리플은 전기 신호와 동일한 주파수에서 발생하며, 이는 속도가 증가함에 따라 토크 리플 주파수도 증가함을 의미합니다. 또한, 자극이 완벽한 사인파가 아니기 때문에 토크 리플의 다른 요소가 존재할 것입니다. 고주파에서 작동하는 인버터가 자주 사용되며, 기계 권선은 전류의 분포에 영향을 미칩니다. 결과적으로 이러한 문제는 추가적인 토크 리플을 생성할 것입니다.

건설은 토크 리플에 영향을 미칠 수 있는 기여 요소의 또 다른 예입니다. 모든 기계에서 토크 리플은 기계 권선 기능에 의해 발생하며, 각 기계 유형은 로터 자석과 고정자 철이 상호작용하여 발생하는 토크 리플에 기여합니다. 유도 기계에서는 토크 리플의 진폭이 작고 로터 바의 비틀림으로 관리할 수 있습니다. 영구 자석 기계의 사용이 증가함에 따라, 권선 기능과 비틀림 외에도 로터에 대한 자석의 영향을 고려해야 합니다. 로터의 자석은 고정자의 철에 끌리며, 기계가 회전함에 따라 자석은 각 고정자 이빨에 끌립니다. 로터 자석과 고정자 슬롯의 수가 고정되어 있으므로, 이 토크 리플 요소는 속도에 비례합니다. 높은 진폭과 기계의 속도로 인한 잠재적으로 높은 주파수는 영구 자석으로 인한 토크 리플을 특성화하고 줄이는 것을 어렵게 만듭니다.

자극과 기계의 구조가 토크 리플을 생성하므로, 이 두 가지 기능을 조합하여 이를 완화할 수 있습니다. 다양한 구조 패턴과 다양한 유형의 기계 제어를 결합하여 토크 리플을 줄일 수 있습니다. 피드백 및 인버터 기술의 발전은 토크 리플 완화의 한계를 확장할 수 있게 해줍니다. 이러한 토크 리플 완화 방법이 작동하는지 검증하기 위해 엔지니어는 측정을 통해 설계를 검증해야 합니다.

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토크 리플 이해하기

그림. 1: 배터리 셀의 힘 효과를 측정하기 위한 테스트 설정의 기본 설계

토크 리플의 원인과 영향

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