무부하 운전 중 선박용 브러시리스 발전기 회전 정류기 단일 다이오드 개방 고장의 실험적 분석

초록

브러시리스 여자 시스템은 높은 신뢰성과 유지보수가 용이하여 선박용 동기 발전기에 많이 적용된다. 이러한 시스템에서 회전 정류기는 여자기의 3상 교류 출력을 주 계자 권선의 직류 전류로 변환한다. 그러나 회전 정류기의 고장, 특히 단일 다이오드 개방 회로 고장은 보호 장치가 즉시 작동되지 않고 여자 성능을 저하시켜 조기 감지를 어렵게 한다. 본 논문에서는 무부하 운전 조건에서 브러시리스 동기 발전기의 여자 시스템 및 전압 형성에 대한 회전 정류기 다이오드 단일 개방 회로 고장의 영향을 실험적으로 조사한다. 무부하 상태는 전기자 반작용 및 부하 전류의 영향을 최소화하여 고장으로 인한 여자 동작을 명확하게 분리할 수 있게 한다. 동일한 정격의 동기기 3대를 사용하여 브러시리스 여자 시스템을 구현하고 회전 정류기에 의도적으로 다이오드 단일 개방 회로 고장을 발생시킨다. 직류 여자 전류 및 전압, 여자기 전기자 전류, 발전기 단자 전압 등 여자 시스템과 관련된 전기량을 고장 발생 전후로 측정하고 비교하였다. 실험 결과, 단일 다이오드 개방 회로 고장은 평균 여자 전류를 감소시키고 여자 전류 파형에 저주파 리플 성분을 발생시키는 반면, 무부하 조건에서 단자 전압 감소는 제한적인 것으로 나타났다. 이러한 결과는 여자 관련 전기 신호가 브러시리스 동기 발전기의 회전 정류기 다이오드 고장을 감지하는 효과적인 지표로 활용될 수 있음을 시사한다.

키워드