A Study on the Fault Analysis of the Voltage Controller for the Combat Vehicle Generator

In this study, we investigated the cause of a voltage controller failure that occurred in the operation of a combat vehicle and attempted to establish a solution for the failure. The failure in the voltage controller was found to be related to thermal resistance, which could be identified by disassembly analysis and a high temperature operation test. Especially, in the disassembly analysis, there was damage caused by high temperature such as soot on the molding material and cracking of the resisters. In addition, in the high temperature operation test, the test results show that the internal temperature of the voltage controller was relatively higher than the external temperature. This means that the voltage controller failure could be attributed to the excessive heat and insufficient thermal resistance. In order to improve the thermal resistance of the voltage controller, several designs with changing circuits and structures were devised. Improvement of thermal resistance was verified by measuring reduction of internal temperatures in the high temperature comparison test.

전투차량 발전기용 전압조정기 내열성 향상을 위한 고장분석 연구

본 연구에서는 전투차량 발전기에 적용된 전압조정기에 대하여 야전 운용간 발생한 고장현상의 근본원인을 도출하고, 이를 해소하기 위한 개선방안을 수립하고자 하였다. 전압조정기의 고장품 분해점검을 포함한 고온 운용시험, 온도 포화시험 등의 장비점검과 시험분석을 수행한 결과, 전압조정기 내부에 그을음이나 저항소자의 크랙현상 등 열에 의한 손상을 확인할 수 있었고 고온 운용환경에서 전압조정기의 내부온도가 외부온도 대비 비교적 높게 측정된 것을 확인할 수 있었다. 또한, 시험을 통해 확인한 최대온도 측정치를 저항소자의 사양에 적용한 결과, 온도상승에 따른 저항 값의 물리적인 변화에 의해 전력마진이 불충분할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 이로부터 고장현상이 내부 발열과 불충분한 내열성에 기인한 것으로 추정할 수 있었으며, 최소한의 설계변경으로 내열성을 충분히 향상시킬 수 있는 최적의 개선 방안을 도출하고자 하였다. 개선방안은 회로변경을 통해 소비전력을 감소시키면서 전력마진을 충분히 확보하는 방안과 내부 전자소자에 열적인 영향성을 감소시킬 수 있는 구조변경 방안을 수립하였다. 이에 대한 검증은 기존 전압조정기와 개선방안이 적용된 전압조정기에 대해 고온운용 비교시험을 수행하여 측정된 결과를 바탕으로 내열성 개선여부를 확인하고자 하였다. 결과적으로, 동일한 고온조건에서 설계변경을 통해 개선된 전압조정기의 내부 측정온도가 기존 대비 크게 감소한 것을 보임으로써 전압조정기의 내열성이 향상된 것을 확인할 수 있었다.