발전소에 있는 기어박스의 마모-모니터링{Wear-monitoring of a gearbox in a power station}

본 발명은 일반적으로 청구항 1의 전제부에 따른 발전소에 있는 기어박스의 마모를 모니터링하는 방법 및 청구항 10의 전제부에 따른 기어박스 모니터링 장치에 관한 것이다.

풍력 발전소들 - 윈드밀들(windmills)로서도 불림 - 은 시장에서 이미 이용 가능한, 재생 가능 에너지의 유망한 소스이다. 다수의 윈드밀들은 종종 바람이 많이 부는 지역에 위치된 풍력발전단지들(wind parks) 또는 풍력발전지역들(wind farms)에서 무리를 이룬다. 전형적인 설계(classic design)는 상부에 수평으로 회전 가능한 나셀(nacelle)을 갖는 타워를 포함하고, 여기에는 프로펠러 날개들을 갖는 로우터가 배열되고 또는 전기 발전기가 위치된다.

윈드밀 응용들에서, 기어박스들이 대략 6 내지 l20 RPM(revolutions per minute)의 동작 속도의 로우터-블레이드 회전을 대략 900 내지 2000 RPM 범위에서 운전하는 전기 발전기로 바꿀 필요가 있다. 스퍼 기어들(spur gears)은 일반적으로 스테이지(stage) 당 약 1:5까지의 기어비를 허용하기 때문에, 다수의 기어 스테이지들이 필요한 기어링비를 달성하기 위해 요구된다. 스테이지들 및 기어휠들의 수를 감소시키기 위해 그리고 또한 효율, 크기, 노이즈 및 비용 고려사항들 때문에, 풍력 스테이지들에는 높은 기어비를 가지는 적어도 하나의 유성 기어 스테이지가 교대로 장비될 수 있다. 또, 유성 및 스퍼 스테이지들의 조합들이 사용된다.

풍력 발전소들은 메가와트 범위에서 종종 동작하고 약 20년 이상의 수명을 위해 설계된다. 이와 같은 기어박스의 효율은 상당히 높지만(예컨대, 약 98%), 전달되는 파워의 메가와트들의 면에서, 기어박스 자체 또는 그 안의 오일은 많은 경우들에 적극적으로 냉각되어야 한다. 긴 수명은 또한 수억의 로우터 회전 및 발전기의 수십억 회전들을 의미한다. 유사한 응용들은 또한 위에서 언급한 윈드밀들 이외의 유사한 동작 조건들을 가지는, 수차들(waterwheels), 조력 발전소들(tidal power plants) 등과 같은, 기어링 업(gearing up)을 필요로 하는 느리게 회전하는 입력 샤프트들을 갖는 다른 저속 발전소들에서의 기어박스들이다. 상당히 긴 수명 외에, 이와 같은 윈드밀의 부하는, 특히 비상 정지 또는 플러리(flurry), 스콜(squall) 또는 일진의 바람(gust of wind)이 있는 경우에, 넓은 범위에서 그리고 신속하게 변할 수 있다. 부하 제어는 블레이드들의 받음각(angle of attack)을 변화시키거나 또는 전체 나셀의 수평 회전에 의해 달성될 수 있지만, 이들 조정들은 풍속의 가능한 변경들에 비해 느리다. 또한, 나셀의 환경 및 기후 조건들은 기계류(machinery)를 운전시키는 데 바람직하지 않다. 위의 사실들은 윈드밀-기어박스가 실행시간 동안 정비(servicing)를 필요로 할 것이라는 것을 보인다.

설계 단계 동안 기어박스의 예측 가능한 실행시간을 결정하기 위한 상당히 복잡한 방법들이 있다. 이들 계산들은 예측 부하들 및 통계 데이터 및 경험들에 기초한다. 실행 시간 동안 실제 부하 프로파일들의 불확실성, 제작 오차들(manufacturing tolerances) 및 종종 가혹한 환경 조건들로 인해, 이들 계산들은 상당한 안전 여유(considerable safety margin)를 포함해서 예방 정비 계획을 결정하기 위해서만 단지 사용될 수 있다. 실행 시간 동안의 특정의 예상치 않은 충격들, 예컨대 최대 부하들, 온도 싸이클들, 제작 부정확성(manufacturing inaccuracy) 등은 - 만약 검출되지 않는다면 - 재밍(jamming) 또는 스피닝(spinning)과 같은 예상치 않은 기어박스 고장 및 그것으로부터 생길 수 있는 모든 부수 효과들로 이어질 수 있는 조기 고장을 일으킬 수 있다.

윈드밀들에서, 기어박스는 보통 그라운드 레벨(ground level)보다 높은, 나셀에 배치되고, 그러므로 그것은 기어박스 또는 그것의 부품들을 정비 또는 수리하는 것은 어려운 일이다. 그것을 액세스하는 것은 힘든 일인데, 그 이유는 특히 윈드밀들이 종종 외딴 지역들에, 산들에 또는 심지어 연안에 위치되어 있기 때문이다. 많은 경우들에, 헬리콥터가 나셀에 예비 부품들(space parts)을 공급할 필요가 있다.

특히, 기어박스들의 유지보수 및 교체는 상당히 비용 집약적(cost-intense)일 수 있기 때문에, 보통 실제 수명이 끝나기 훨씬 전에, 이들 태스크들을 예방 차원에서 하기보다는 기어박스의 결정된 실제 조건에 기초하여 수리들 및/또는 교체들 계획을 세우는 것이 바람직하다.

기어박스의 조건을 추정하기 위한 알려진 방법은 마모, 특히 벗겨진(grazed) 금속 입자들에 대해 기어박스 내부의 오일을 분석하는 것이다. 순환 수동 분석(cyclical manual analysis) 외에, 알려진 인-라인 센서들(in-line sensors)이 또한 있다. 예를 들어, KR 2007024230에 제시된 장치는, 오일 분석 결과가 - 마모된 기어휠들의 표시로서 - 임계 상태에 있으면, 상태 신호(condition signal) 및 경고를 제공할 것이다.

또한 오래동안 숙련공에 의해 수동으로 행해져 온 다른 방법은 기어박스에 의해 방출된 소리를 "청취(listen)"하는 것이다. 자동화 시스템들에 있어서, 이것은 일종의 마이크로폰에 의한 음향 분석 또는 진동들 또는 가속도 센서들에 의해 행해질 수 있다. 공보들 US 2008/0234964, CN 101 196 174 또는 US 5,661,659는 구조물 음향 또는 진동 분석에 의한 기어박스들과 같은 기계 시스템들을 위한 마모 검출 시스템들에 관한 것이다. 공보 US 2007/0118333은 이상 검출 시스템을 개시하고, 여기서 기어박스 음향들의 이상을 검출하기 위한 음향 센서들(acoustic sensors)이 베어링 유닛에 포함된다.

WO 2004/034010에서, 기어박스들을 제조함에 있어서의 품질 모니터링을 위한 방법이 제시된다. 이것은 기어박스의 조립 후 기어휠 샤프트들에 부착되는 2개의 동기적으로 샘플링된 로터리 트랜듀서들에 의해 2개의 상호작용 톱니바퀴들을 모니터링하여 달성된다. 거기서, 기어링의 백래쉬가 기어박스의 품질의 표시를 제공하는 전방 및 후방 모드에서 측정들에 의해 결정된다.

US 6,175,793에서, 차량의 스티어링 휠 기어박스는 기어박스의 입출력 샤프트들에 있는 유사하나 각위치 감지 수단 및 토크 감지 유닛에 의해 모니터링된다. 토크 관련 토션들의 수학적 소거(mathematical cancellation)에 의해, 기어박스 내의 기어휠들의 마모를 나타내는 신호가 발생된다.

JP 58 034333은 파워 플랜트의 축방향 변위, 회전 속도 및 부하에 기초하여 다이어프램 커플링(diaphragm coupling)에서 스트레스 조건들의 변함없는(invariably) 모니터링에 관한 것이다. 이것은 발전기 샤프트로의 다이어프램 커플링의 피팅 부분 가까이에서의 축방향 변위 정도를 검출하는 수단에 의해 행해진다. 파워 플랜트의 변위, 회전 속도 및 부하에 기초하여, 다이어프램 커플링에서의 스트레스들이 계산되고 커플링의 안전 동작 상태가 판단된다.

비록 약간의 마모 영향들이 회전 위치 데이터로부터 결론내려질 수 있지만, 회전 데이터에 포함되는 마모 정보는 불완전하고 이들 데이터의 평가는 경험에 기초한다. 기어휠들의 이빨의 유극 또는 백래쉬는 상당히 정밀하게 추정될 수 있지만, 기어박스에서의 많은 마모 영향들이 회전 위치 오프셋들으로부터만 결론 내릴 수 없다. 만약 단지 각도 측정들이 분석되면, 각도 위치에서 볼 수 없는, 다른 영향들에서 그 자신을 주로 나타내는 마모는 검출할 수 없다.

그러므로, 기어박스의 상태를 결정하기 위한 더 신뢰성 있는 기초가 바람직하다. 위에서 언급한 잡음 측정은 더 넓은 범위의 마모 영향들을 커버할 수 있지만, 일반적으로 고도로 정밀하지 않고 또한 기어박스의 각각의 예에 대해 상이한 셋업-특정 구성 및 추측(guesswork)을 포함한다. 또한, 정밀한 부하 모니터링을 포함하고, 실제 부하 조건들 및 중요 시스템 부분들의 수명 - 또는 수명-관리 의존성들을 고려하는, 전체 시스템의 원하는 관리는 음향 분석만으로 실현 가능하지 않다. 특히, 윈드밀 타워들에서의 것들과 같은 액세스하기 어렵고 큰 기계류들에 있어서, 거짓 포지티브 또는 거짓 네거티브 검출들이 있을지라도, 거짓 검출들은 큰 비용 문제이다. 많은 중요한 응용들에 있어서, 그 자신의 음향 분석은 독립적 사용을 위해 충분히 신뢰 가능하거나 정밀하지 않다.

본 발명의 목적은, 대부분의 수명이 중요한 부품들(lifetime-critical parts) 중 하나로서, 기어박스의 정밀하고 신뢰성 있는 마모 모니터링에 의해 풍력 발전소의 개선된 수명 관리를 제공하는 것이다.

그러므로, 본 발명의 목적은 윈드밀 시스템의 기어박스를 더 신뢰성 있게 모니터링하는 것이다.

본 발명의 추가의 목적은 모니터링에 있어서, 특히 - 기어휠들, 샤프트들 및 베어링들을 갖는 - 전체 셋업을 포함하는 전체 기어박스 실행 시간 동안의 마모를 모니터링하는 개선된 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 특히 모든 또는 적어도 기어박스의 가장 중요한 구성요소들에 대한 조건-상태 데이터를 제공하는, 기어박스 내의 마모된 부분의 종류 및 위치의 더 정밀한 결정을 허용하는 것이다..

본 발명의 목적은 DC 레벨로부터 시작해서, 특히 또한 낮은 주파수 범위들을 모니터링하는데 넓은 스펙트럼 범위의 마모 표시들을 포함하는 것이다.

본 발명은 풍력 발전소에 있는 기어박스의 마모를 모니터링하는 방법에 관한 것이다. 기어박스는 기어박스의 구성요소들로서 적어도 하나의 제 1 샤프트, 적어도 하나의 제 2 샤프트, 톱니바퀴들 및 베어링들을 포함하다.

이 방법은 제 1 회전 샤프트 인코더에 의해 제 1 샤프트에서 제 1 각도 위치를 - 제 1 자유도로서 - 감지하는 단계, 제 2 회전 샤프트 인코더에 의해 제 2 샤프트에서 제 2 각도 위치를 감지하는 단계를 포함하다. 기어박스의 마모를 모니터링하는 단계는 샤프트들의 감지된 각도 위치들의 차이들에 따라 행해지고 모니터링된 차이들에 따라 전달-유닛의 마모를 나타내는 상태-신호가 발생된다.

이 방법은 특히 기어박스의 구성요소들 중 적어도 하나의 마모에 의해 야기되는, 샤프트들 중 적어도 하나의 추가의 자유도, 특히 축방향 및/또는 편심 변위의 추가의 감지, 및 마모의 표시로서 추가의 자유도를 모니터링하는 단계 및 적어도 2개의 자유도에서, 특히 적어도 하나의 각도 및 적어도 하나의 선형 자유도에서의 차이들 및 변위들에 따라 상태-신호를 발생시키는 단계를 더 포함한다.

기어박스의 입력 및 출력 샤프트의 회전 위치를 분석하고 이들 측정치들을 비교함으로써, 백래쉬 또는 유극 및 이빨 마멸 또는 파손 형태의 마모의 표시가 평가될 수 있다. 유극 또는 백래쉬는 특히 회전의 방향을 이동시킬 때 발생한다. 이빨-에러들로 인한 신호 교란들은 회전 주기성을 가진다. 만약 에러가 측정 샤프트 상에서 발생하지 않지만, 예를 들어 중간 스테이지 기어휠 상에서 발생하면, 그것은 기어 전달비에 의해 스케일링된다.

특히, 만약 기어박스의 토크-부하가 또한 측정되고 토크 관련 각도 변위 영향들이 보상되면, 위에서 언급한 마모 영향들은 서로에 대한 샤프트들의 각도 변위 차이들에 의해 표현된다. 내부 구성요소들의 형상 및 재료들의 지식의 통합에 의해, 부하 및 동력학(dynamics) 하에서 기어박스의 이론적 거동이 예측될 수 있고 기어박스 또는 그것의 특정 부분들의 동적 성능(dynamic performance)이 유도되고 모니터링될 수 있다.

샤프트의 강도의 지식으로 및 중간의 토크 부하 샤프트 섹션을 갖는 - 단일 샤프트 상의 2개의 각도 인코더들은 부하 하에서 샤프트의 토션 또는 각도 트위스트에 따라 토크를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 피크 토크와 같은 것들, 토크가 어떤 한계를 초과한 횟수, 부하 사이클들의 수 등이 기록, 평가 및 모니터링될 수 있다. 이것은 하나 또는 다수의 축선에 대해 개별적으로 행해질 수 있다. 각도 위치 측정에 의해, 축선의 회전 속도가 또한 알려지고, 토크 및 속도에 의해, 전달 동력(transmitted power)이 계산될 수 있다. 만약 입력 및 출력 샤프트 상의 전력이 결정되면, 기어박스의 효율 - 또는 각각의 축선 상의 2개의 인코더들에 의해, 심지어 내부 스테이지들 각각의 효율이 계산될 수 있다. 1회전 내의 샤프트의 토션에 대한 변동들은 또한 마모의 표시일 수 있다. 잘 동작하고 있는 기어(well running gear)는 피크들 또는 특이성들(singularities)이 없이, 매끄럽고, 둥근 각도 토크 분배(smooth, round angular torque distribution)를 가질 것이다. 실제 파워 및/또는 토크값을 측정하기 위한 다른 소스는 발전기의 전기 출력일 수 있다.

인코더들은 절대 또는 상대 인코더들일 수 있다. 장기 방식(long term manner)으로 결정하기 위해, 절대 각도 인코더들이 사용될 수 있다. 이것에 의해, 심지어 불연속 모니터링 또는 파워 고장의 경우에, 측정된 위치값들의 오프셋들은 서로 일정하다. 상이한 샤프트들에 위치된 적어도 2개의 절대 인코더들의 오프셋들의 변동들을 분석함으로써, 만약 토크 산출 및 온도 영향들이 또한 측정되고 수학적으로 보상되면, 마모의 표시인 시스템 내부의 기어링에서의 변동이 평가될 수 있다.

박스 기초(box fundament)에 대해 절대 각도 위치들을 결정함으로써, 정밀한 참조 마크를 갖는 절대 인코더들 또는 인코더들을 적어도 한번 이용하여, 또 추가의 시나리오들이 커버될 수 있다. 예를 들어, 기어들의 제 1 회전은 특히 부하가 있고 부하가 없는 그리고 양 회전 방향들에서, 참조 센서로서 각도 프로필 참조를 측정한다. 이후 참조 센서는 마모 또는 단일 영향들을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 적용될(예컨대 용접 등에 의해) 재료를 필요로 하는 파손 또는 많이 마모된 이빨과 같이, 현장에서 필요한 수리를 하는 경우에, 참조 센서가 참조 상태(예컨대 비최적 형상 이빨의 전용 연마에 의해)를 재확립하기 위해 사용될 수 있다. 그러므로, 매끄러운 각도 위치 프로파일이, 특히 톱니바퀴의 영향 받은 섹션들을 재작업함으로써, 기어휠들의 비최적 메싱(non optimal meshing)을 나타낼 수 있는 피크들 없이 확립될 수 있다.

단일 샤프트의 위에서 언급한 모델링 외에, 전체 기어박스의 강도가 또한 예컨대 동상으로 운전하는 데(in a running in phase) 계산되거나 또는 실험적으로 평가될 수 있다. 이론상, 실험적 및 실제 시스템 거동이 비교될 수 있고, 여기서, 얻어진 차이들은 기어박스의 조건을 나타내고, 그것에 의해 수집된 정보는 또한 그것의 수명을 관리하기 위해 사용될 수 있다.

실제 사용에 있어서, 예컨대 구조적 음향 또는 입력 및 출력 인코더만으로 검출 가능한 전체 기어박스의 마모 표시가 관심이 있을 뿐만 아니라, 기어박스의 어디, 어느 스테이지에서 또는 어느 부분에서 마모 문제가 일어나는지가 관심이 있다. 많은, 모든 또는 적어도 대부분의 중요한 시스템 구성요소들 또는 이들 각각의 샤프트들에서의 센서들의 스마트 배열이 전체 기어박스를 정밀하게 모니터링하기 위해 사용될 수 있다. 기어휠들의 모니터링은 이빨의 상태를 결정하기 위해 단일 이빨을 모니터링 레벨까지 행해질 수 있다.

본 발명에 따르면, 다수의 자유도로, 특히 추가의 축방향 및 편심 방향에서 샤프트 운동을 결정하는 것은 기어박스의 상태의 추가 정보를 얻을 수 있고 더 정밀한 모니터링이 달성될 수 있다.

한편, 이것은 각도 인코더들을 다른 축-센서-수단 예를 들어 광학, 용량성 또는 유도성 변위 센서들과 조합시킴으로써 시스템을 확장하여 행해질 수 있다.

다른 접근방법은 편심들 및 축방향 시프트들을 또한 결정하기 위해 구성되는 인코더의 사용이다. 인코더는 용량성 인코더, 광학 회전 인코더, 마그네틱 인코더, 또는 각도 위치 및 적어도 하나의 추가의 자유도를 측정하는 능력을 갖는 다른 유형의 인코더로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 임의의 기하학적 2D-패턴의 광학 프로젝션의 평가를 위한 라인 센서 또는 에어리어 센서를 갖는 광학 각도 인코더가 사용될 수 있고, 여기서 투영된 패턴은 심지어 비방사상(non-radial)일 수 있다. 이와 같은 센서들, 평가 회로들 및 평가-소프트웨어는 프로젝션의 위치 및/또는 스케일에서 변경들을 결정하기 위해 최적화된다. 2D-패턴 및 축방향의 프로젝션을 포함하는 래디얼 디스크의 경우에, 위치의 변경은 편심을 나타내고, 스케일의 변경은 축방향 시프트를 나타내고, 패턴 평가는 각도 위치를 결정한다.

이와 같은 영향들을 검출할 수 있는 종래 기술의 알려진 센서들은 영향 자체의 측정을 위해 생각되지 않고, 오히려 고 정밀도 각도 측정을 위한 보상을 달성하기 위한 것으로 생각된다. 축방향 및 편심의 부수적 영향들의 값들은 심지어 종래 기술에서 센서들 출력에서는 이용 가능하지 않은 데, 그 이유는 이들이 각도 측정 보정 목적들을 위해 내부적으로만 사용되기 때문이다. 이와 같은 정보가 별개의 출력에서 이용 가능할 때조차, 기어박스의 상이한 마모 영향들을 모니터링하기 위해 후자를 사용하는 것은 명백하지 않은 데, 그 이유는 그것이 본 발명에 따라 행해지기 때문이다.

센서들의 예시적인 실시예들 또는 추가의 자유도를 결정하기 위한 기본 원리들은 예를 들어 WO 2008/083797, WO 2008/141817, WO 2007/051575 또는 EP 1 632 754에서 발견될 수 있다.

베어링 고장들 및 베어링 마모가 또한 본 발명에 따라 검출될 수 있는 데, 그 이유는 이들 문제들이 주로 편심 또는 축방향 헐거워짐으로 나타나기 때문이다. 특히, 헬리컬 컷(helical cut) 톱니바퀴들이 사용될 경우, 축방향 힘들이 존재한다. 많은 경우들에 있어서, 베어링들은 프리텐셔닝(pre-tensioned)되고, 만약 이들이 시간이 지남에 따라 헐거워지면, 이것은 마모의 표시일 수 있다. 특히 일단 베어링들이 헐거워지면, 마멸의 증가가 일어날 것이다. 검출되지 않으면, 이것은 완전한 시스템 고장으로 이어질 수 있지만, 만약 검출되고 리스트레스(re-stressed)되면, 이와 같은 것은 회피될 수 있고 전체 수명은 교환 없이 그리고 적은 유지보수 노력으로 증가될 수 있다.

또한, 편심 또는 축방향 변위들을 또한 초래할 수 있는, 과부하 상태들로 인해 소성 변형들과 같은 샤프트-고장들을 검출하는 것이 가능하다. 만약 기어박스가 내부에서 이와 같은 변형된 부분에 의해 동작을 유지하면, 후유증이 일어날 수 있고, 따라서 주로 영향을 받은 부분 뿐만 아니라, 다른 부분들도 유지보수 또는 대체를 필요로 할 것이다.

특히 저속으로 회전하는 기어박스들을 위해, 인코더들에 의한 마모 모니터링은 음향 또는 진동만에 의한 마모 모니터링에 비해 유리할 수 있는 데, 그 이유는 결정될 많은 에러 항들(many error terms)이 낮은 회전 속도로 인해 낮은 주파수이기 때문이다. 음향 및 진동 분석은 높은 주파수들에 대해 유리하기 때문에, 양 마모 모니터링 원리들의 조합은 특히 만약 저속 및 고속 회전들이 커버되어야 한다면, 유리한 넓은 스펙트럼 범위를 커버한다.

또한, 실제 부하-사이클들의 정밀한 모니터링은 수명 추정의 확실성을 개선시킨다. 예를 들어, 그것이 설계된 값들보다 훨씬 아래의 낮은 부하들로 동작하는 기어박스는 연장된 수명을 달성할 것이다. 한편, 기대하지 않은, 혹독한 충격들은 기대값 이하로 남은 수명을 크게 감소시킬 수 있다. 짧은 시간 과부하 상태로 인해 내측 부분의 검출되지 않은, 약간의 변형은 증가된 마모를 초래할 수 있고, 또한 기어박스의 다른 구성요소들에 영향을 줄 수 있다. 그 결과, 심지어 전체 기어박스의 완전한 대체가 필요로 될 것이다. 경미한 변형의 직접의 단순 수선에 의해, 이와 같은 것은 회피 가능하다.

감소된 수명을 초래하는 다른 예는 샤프트들 중 하나에서의 불균형이다. 이것은 또한 본 발명에 따라 검출될 수 있는 데, 그 이유는 편심 영향들에 의해, 특히 주파수 또는 속도 의존 편심들에 의해 관측 가능하기 때문이다.

본 발명에 따른 방법, 장치들 및 셋업이 단지 예로서, 도면들에 개략적으로 나타낸 작업 예들을 참조하여, 이하에 더 상세히 기재되거나 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 방법의 설명을 위한 단일 스테이지를 갖는 기어박스의 제 1 실시예의 예를 나타내고;
도 2는 본 발명에 따른 다수의 스테이지들 및 대안의 센서 셋업을 갖는 기어박스의 제 2 실시예의 예를 나타내고;
도 3a는 본 발명에 따라 사용될 수 있는 센서들의 예시적인 실시예들을 갖는 요약된 기어링들을 나타내고;
도 3b는 본 발명에 따른 방법을 설명하기 위한 요약된 블록도를 나타내고;
도 4는 기어박스의 특수 실시예 및 본 발명에 따른 방법에 의해 사용될 수 있는 센서들의 다른 예들을 나타내고;
도 5는 본 발명에 따른 방법의 적용 가능성을 설명하기 위해 기어박스의 유성 스테이지를 나타내고;
도 6은 본 발명에 따른 방법을 위한 센서들을 갖는 윈드밀의 전달 시스템의 실시예를 나타내고;
도 7은 본 발명에 따라 모니터링되고 관리되는 풍력발전지역의 실예를 나타낸다.

도면들의 다이어그램들은 일정한 비례로 도시된 것으로 고려되지 않아야 한다.

도 1은 2개의 샤프트들, 즉, 입력 샤프트(2A) 및 출력 샤프트(2B)를 갖는 단일 스테이지 기어박스(1)의 예시적인 실시예를 도시한다. 명백히, 기어박스(1)는 또한 샤프트들(2A 및 2B)의 역할들을 변경시키기 위해 역방향으로 사용될 수 있다. 샤프트들(2A 및 2B)은 베어링들(10)에 의해 지지된다. 베어링들(10)은 예를 들어 글라이딩(gliding) 베어링들, 롤러 베어링들, 에어 또는 유체 베어링들, 마그네틱 베어링들 등일 수 있다. 이 실시예는 단일 스테이지 기어박스(1)를 나타내기 때문에, 기어박스(1) 내에 포함된 2개의 상호작용 기어들(3A 및 3B), 즉 입력 기어(3A) 및 출력 기어(3B)가 있다. 기어박스(1)는 특히 마찰 감소를 위해, 오일과 같은 윤활유가 쳐져있거나 충전될 수 있고, 또는 냉각 목적들을 또한 포함할 수 있는 강제 윤활 시스템이 적용될 수 있다.

속도/운동량비의 변환이 기어박스(1)의 공통 목적이기 때문에, 기어들(3A 및 3B)은 원하는 기어 및 전달비를 달성하기 위해 상이한 직경들 및 이빨의 수를 가지지만, 입력 샤프트(2A)에 대한 출력 샤프트(2B)의 횡방향 또는 각도 시프트 또는 롤링 방향에서의 변화는 기어박스(1)의 목적일 수 있다.

본 발명에 따르면, 기어박스(1)에 부착된 적어도 2개의 센서들(11A 및 11B)이 있다. 위에 기재한 것과 같이, 센서들 모두는 제 1 자유도로서 기어박스의 베이스(1)에 대한 샤프트(2A)의 각도 위치(30)를 검출할 수 있다. 센서들(11A, 11B) 중 적어도 하나 또는 추가의 센서는 축방향(31) 변위 또는 편심(32) 변위를 검출할 수 있다. 도 1에 있어서, 센서들(11A 및 11B)은 모두 축선 주위의 회전(30) 자유도, 축방향(31)의 회전 자유도 및 편심(32) 자유도의 3개의 자유도를 검출할 수 있다. 숙련된 사람은 편심(32) 에러 자체는 2차원에서 카테시안 변위로서 해석될 수 있고, 그 결과 3개의 선형 및 1개의 회전의 총 4차원을 생성할 수 있다는 사실을 알 수 있다. 대안으로, 편심(32) 에러는 회전각 및 반경에 의한 극변위(polar displacement)로서 해석될 수 있고, 회전 자유도가 커버되기 때문에, 반경 형태의 단지 하나의 추가의 자유도가 커버되고, 그 결과 1개의 회전값 및 2개의 선형값의 총 3개의 값이 발생한다.

마모로 인한 변위들의 측정을 위해, 온도 스트레인 또는 기계적 스트레인과 같은 다른 영향들이 온도 또는 토크와 같은 원인 영향들의 측정 및 모델링 및 그것의 결과로 생긴 변위들을 감산하여 수학적으로 제거될 수 있다.

토크 측정치는 발전기의 전기 출력에 따라 전용 수단에 의해 또는 센서들(2A 및 2B)로부터의 각도 정보에 의해 샤프트의 토션을 측정하여 행해질 수 있다. 하나의(또는 그 이상의) 토크가 걸린 샤프트 섹션들의 2개의 단부들에서의 각도 측정에 의해, 측정들의 차이는, 샤프트의 트위스트로서, 토크에 비례할 것이고, 특히 한번의 백래쉬 및 다른 영향들이 상쇄된다. 각도 인코더들에 의해 결정될 수 있는, 토크 및 회전 속도를 앎으로써, 또한 전달된 파워가 계산될 수 있다.

기어 박스에서의 각도 변위들은 기어들 및 샤프트들의 토션을 검출하고 또한 백래쉬를 결정하기 위한 양호한 표시기들이다. 어떤 백래쉬는 작동하는 기어 전달을 위해 불가피한 것이지만, 너무 많거나 너무 적은 유극은 불리하고 수명의 추정 감소의 표시이다. 또한, 기어휠의 하나 이상의 이빨의 완전한 고장 또는 적어도 부분적인 부러짐은, 기어휠의 영향 받은 섹션이 상호 작용하고 있을 때는 언제나, 회전 주기성을 갖고 일어나는 증가된 백래쉬에 의해 식별 가능하다.

기어박스(1) 내부의 실제 힘들 및 부하 조건들은 상당히 복잡하다. 예를 들어, 일반적으로 기어-기어 조합의 힘들은 기어들을 측방향들로 이동시키는(특히 헬리컬 컷 기어들에 대해) 축방향 성분, 2개의 톱니바퀴들을 멀리 이동시키는 반경방향 성분 및 실제 운동량을 전달하는 접선 성분을 포함한다. 더욱이, 일부 마찰력들은 또한 피할 수 없다. 이들 힘들은 모두 힘 평형을 달성하기 위해 기어휠들(3A 3B), 베어링들(10), 샤프트들(2A, 2B) 및 기어박스(1)의 하우징에 부담 지워진다.

종래의 기술의 각도만의 진단(angular-only diagnosis)은 그 자체로는 축방향(31) 및 반경방향(32) 영향들을 검출할 수 없다. 예를 들어, 반경방향 및 접선방향 힘들 및 - 기어휠의 반경으로 인해 - 또는 축방향 힘들은 샤프트들에 가해지는 굽힘 모멘트들 및 베어링들(10)에서 횡방향 및 종방향 힘들을 초래한다. 굽힘 모멘트들은 이론상 힘이 작용하지 않는 샤프트 축(theoretical force-free shaft axis)에 비해 샤프트(2A)의 편심(32)을 초래한다. 횡력들은 또한 축방향(31)에서 베어링들(10)에 부담이 지워지고 베어링들(10)을 변위시킨다.

이들 힘들의 영향들은 또한 기어박스(1)의 상태와 관련이 있고 기어박스(1)의 마모에 영향을 주거나 표시하고, 그럼에도 불구하고 이들은 회전 온리 인코더들에 의해서는 검출 및 평가할 수 없다. 본 발명에 따라 모든 힘들 또는 오히려 그로부터 생기는 영향들을 분석함으로써, 마찰, 변형, 유극, 손실들 및 다른 영향들의 더 정확한 분석이 달성된다.

또한, 베어링들(10)은 본 발명에 따라 모니터링될 수 있는 데, 그 이유는 이들이 또한 기어휠들(3A, 3B)보다 훨씬 더 많이 종종 마모되기 때문이다. 대부분의 경우들에 있어서, 베어링-마모는 기어휠들(3A, 3B)의 증가된 유극 또는 백래쉬를 초래하지 않고, 오히려 회전 온리 인코더에 의해서는 검출되지 않는 편심 또는 축방향 유극을 초래한다.

도면은 센서들(5A 및 5B) 및 평가 유닛(4)으로부터의 측정된 신호들을 또한 나타낸다. 각도 위치의 차이를 동시에 결정하기 위해, 센서들(11A 및 11B)의 판독은 바람직하게는 동기화된다. 평가 유닛은 센서들(11A 및 11B)로부터 감지된 위치 및 변위 정보에 기초하여 기어박스(1)의 마모를 나타내는 신호를 발생한다.

도 2는 다중 스테이지 기어박스(1)를 도시한다. 기어박스(1)는 구동 토크 또는 운동량이 가해지는 적어도 하나의 입력-샤프트(2A), 및 치폭비(tooth ratio)에 따라 변경된 토크/속도비를 갖는, 구동 토크가 빼내어지는 적어도 하나의 출력-샤프트(2B)를 포함한다. 2개의 샤프트들(2A, 2B) 사이에는, 복수의 기어들(3A, 3B, 3C1, 3C2)이 있고, 이러한 특정 예에 있어서, 하나는 2개의 톱니바퀴들(3C1, 3C2)이 장비된 추가의 중간-스테이지-샤프트(3C)이다. 이와 같은 다중 스테이지 기어박스들은 단일 스테이지들의 데이지 체인(daisy chain)으로 보여질 수 있고, 여기서 하나의 스테이지의 입력 샤프트는 이전 스테이지의 출력 샤프트와 통합되어 기어박스의 외부에서 액세스할 수 없고 볼 수 없는 중간 스테이지를 초래한다.

기어들은 중심 샤프트에 부착되고, 몇몇 베어링에 의해 샤프트를 중심으로 회전 가능하거나 또는 기어로부터 샤프트로의 토크의 전달을 위해 샤프트에 결합된다. 단순한 스퍼 휠들보다 더 복잡한 메커니즘(mechanic)을 가질 수 있는, 스프로켓들, 웜 휠들, 스퍼 휠들, 유성 휠 드라이브들 등과 같은 알려진 특수 기어 배열들이 또한 있다.

기어들에 대해 알려진 이빨의 상이한 형상들 및 배열들이 또한 있다. 예를 들어, 헬리컬 컷 기어들은 더 많은 작동 매끄러움(running smoothness)을 달성할 수 있고 직교하여 이빨이 형성된 기어들에 비해 잡음을 덜 생성하고 샤프트 및 베어링들에 대한 추가의 축방향 힘들의 부수 효과를 갖는 것으로 알려져 있다. 기어들에 있어서, 이빨은 중요한 부분인 데, 그 이유는 이들이 휠로부터 다른 것으로 토크를 전달해야 하기 때문이다. 이빨의 실제 형상 및 형상의 정밀도에 의존하여, 높은 규칙적인 부하들(high punctual loads)은 이빨의 면(face) 상에서 발생할 수 있다. 더욱이, 2개의 상호 작용 이빨 사이의 일부 마찰이 일어날 것이다. 비록 마찰은 이론적으로 설계에 의해 회피될 수 있고 단지 롤링 운동에 의해 대체될 수 있고, 실제로, 적어도 일부 마찰은 제작 오차들, 장착 부정확도들, 열팽창 등으로 인해 항상 잔존한다. 또한, 이빨의 부하 프로파일의 순환적 변화들은 피로 문제들 및 고장을 일으킬 수 있다.

기어박스(1)의 이빨 상의 부하는 기어박스(1)의 손상을 초래할 수 있는 기어박스(1)에서 마모로 이어질 것이다. 기어박스(1)의 양 종류의 전체 고장, 즉 재밍 또는 스피닝은 또한 심각한 추종 손상들을 초래할 수 있다. 이빨-마모는, 특히 만약 검출된다면, 심지어 마찰 및 스커핑(scuffing)을 훨씬 증가시키고 더 많은 열을 발생시키고, 심지어 크래킹, 브레이킹 루즈(breaking loose) 또는 심지어 하나 이상의 이빨의 브레이킹 아웃(breaking out)과 같은 후속 이빨 고장으로 이어질 수 있다. 특히, 하나의 이빨이 고장난 경우에, 기어박스는 그대로 작동하지만, 다른 이빨에 대한 부하가 증가하고, 그것에 의해 이들은 짧은 타임프레임 내에서 또한 고장나기 쉬울 것이다. 이빨의 쪼개진 부분은 또한 만약 그것이 2개의 기어휠들 사이에서 압착되면 재밍을 일으킬 수 있다.

큰 힘들을 전달해야하는, 특히 중잡비, 예컨대 풍력 발전소들은 비용이 많이 들고 검사 및 유지보수가 어려운, 대응하는 큰 기어들 및 기어박스들을 필요로 한다. 또한, 전체 기계는 에러 진단 및 유지보수를 위해 잠시 멈춰야 해서, 생산성 손실들(productivity losses)을 초래한다.

센서들의 대부분의 토크-의존 측정은 센서들(11C 및 11D)로 도시된 샤프트의 언로드 단부(unloaded end) 상에 센서를 배치하여 달성될 수 있다. 기어휠들(3B 및 3C2) 자신들은 이들의 기하학으로 인해 높은 토션 강도를 가지기 때문에, 샤프트들의 언로드 단부들은 기어박스에 의해 전달되는 실제 파워에 의한 토션 영향들과 거의 무관하에 기어휠에 순응하여 회전할 것이다.

센서(11D)는 센서(11E)에서 양방향 화살표로 나타낸, 축방향 자유도로 전용 선형 위치 센서를 사용하는 실시예의 예이다. 센서(11A)는 센서(11A)와 동일한 샤프트를 측정하는, 센서(11F) 옆에 나타낸 2개의 자유도로 나타낸 수반되는 편심 센서(11F)를 가진다. 언급한 것과 같이, 편심은 또한 각도 및 반경에 의해 극좌표들에 표시될 수 있다. 각도 위치는 이미 측정되었으므로, 반경만이 결정되어야 하고, 이것은 예컨대 1의 추가의(선형) 자유도로 샤프트의 원주의 반경 거리 감지에 의해 행해질 수 있다.

나타낸 실시예에서, 또한 내부-스테이지-샤프트(2C)에 센서(11C)가 있다. 따라서, 기어박스(1) 내의 모든 샤프트들이 모니터링될 수 있고 각각의 기어링 스테이지는 따로따로 평가될 수 있다. 예를 들어, 만약 중간 샤프트(2C) 및/또는 그것의 기어휠(3C2)이 알려져 있거나 기어박스에서 가장 약한 링크인 것으로 예상되면, 이와 같은 직접 측정이 유리하다. 특히 나타낸 센서(11C)는 심지어 기어박스(1)의 내부에 위치된다.

추가의 실시예들에 있어서, 기어박스(1)의 다른 또는 그 이상의 축선에는 자유도의 개개의 서브셋을 위한 센서들이 장비될 수 있다. 예를 들어, 완전한 실시예에 있어서, 각각의 샤프트의 각각의 단부에는 회전, 축방향 및 편심 자유도를 감지할 수 있는 센서가 장비될 수 있다.

도 3a는 회전 자유도 이상으로 측정을 위한 센서들의 예시적인 실시예들과 함께 2개의 톱니바퀴들(3A 및 3B)(이빨은 도시되지 않음)을 갖는 기어 시스템의 클로즈-업을 도시한다. 센서(11A)는 코드 휠의 원주에 배열되는 코드-휠(111A) 및 4개의 센서들(112A)을 포함하다. 센서들의 배열은 코드 휠의 편심의 결정을 허용하고, 센서들은 코드 휠의 프로젝션(code wheel' projection)에 대한 배율(scale factor)에 따라 축방향 위치를 결정하는 방식으로 내장된다.

센서(11B)는 단일 라인 센서(112B) 및 회전 위치 결정을 위한 코드를 보유하는 코드 휠(111B) 및 또한 링들의 프로젝션의 스케일링 및 변위를 평가하여 편심 및 또한 축방향 위치 결정을 위한 2개의 내측 링들을 포함하다.

회전 위치 및 추가의 선형 변위 또는 경사를 측정할 수 있는 다양한 다른 센서 디자인들이 있다. 예를 들어 유럽 특허 출원 번호 제 10157931.6 호는 하나의 단일 장치에 의한 다중 자유도의 측정에 관한 것이다. 이들 오프-센터 감지 원리들(off-centre sensing principles) 외에, 샤프트의 평면 단부까지 직접 측정하고 또한 본 발명에 따라 사용될 수 있는, DE 197 50 474, EP 1 890 113 또는 DE 39 24 460에서와 같이, 알려진 중심 감지 인코더들이 또한 있다.

적어도 2개의 자유도를 결정하기 위한 하나의 단일 센서는 코드 캐리어(111A, 111B) 및 센서 배열(112A, 112B)을 포함하고, 코드 캐리어 및 센서 배열은 샤프트의 축선을 중심으로 제 1 자유도로서 서로에 대해 회전 가능하다. 감지는, 센서 배열(112A, 112B)에 대한 코드 캐리어(11A, 111B)의 3차원 변위에 의존한, 센서 배열(112A, 112B) 위로의 코드 프로젝션의 발생 및 코드 프로젝션의 적어도 일부의 검출을 포함한다. 코드 프로젝션으로부터, 코드 캐리어(111A, 11B)의 각도 위치가 샤프트의 축선에 기초하여 결정된다.

또한, 센서 배열(112A, 112B)에 대한 코드 캐리어(111A, 111B)의 적어도 하나의 추가 자유도에 대한 변위값이 코드 프로젝션에 기초하여 결정되고, 특히 여기서, 코드 캐리어에 대한 센서 배열의 축방향 변위 및/또는 코드 캐리어에 대한 센서 배열의 편심이 결정된다.

도 3b는 적어도 하나의 대응하는 샤프트(2A, 2B, 2C)를 가지며 서로 기계적 상호작용하는, 다수의 스테이지들(45A, 45B, 45C)을 포함하는 기어박스(1)를 모니터링하는 방법의 블록도를 나타낸다. 스테이지들(45A, 45B, 46C)에는 상이한 유형들일 수 있는 센서 수단이 장비된다. 가능한 예들로서, 각도 트랜스듀서들(40A 및 40B), 축방향 시프트 센서(41A), 편심 센서(42B) 및 결합된 각도, 축방향 및 편심 센서(43C)가 설명된다. 기어박스(1)를 모니터링하기 위한 계산 유닛(4)은 기어박스(1)의 특정 구성요소, 스테이지 또는 서브세트에 전용되는 단일 정보 또는 정보를 포함할 수 있는 센서 데이터로부터 상태 신호(47)를 결정하고 있다.

위에서 언급한 것과 같이, 음향/진동 분석은 고주파수 범위들을 상당히 잘 커버할 수 있고, 그것에 의해 양 마모 모니터링 원리들의 조합이 넓은 스펙트럼 범위를 커버하기 위해 사용될 수 있다. 특히, 만약 저속 및 고속 회전들이 존재한다면, 위치 및 소리 모니터링의 조합이 유리할 수 있다. 예를 들어, 윈드밀 또는 수차 기어박스를 위한 본 발명에 따른 실시예에 있어서, 약 10 RPM으로 느리게 회전하는 입력 스테이지는 각도 감지(45A, 45B,45C)에 의해 모니터링될 수 있고, 한편 약 2000 RPM으로 빠르게 회전하는 출력 스테이지는 위치 감지에 대한 추가 또는 대안으로서 음향 및/또는 진동 모니터링(48)에 의해 커버될 수 있다. 본 발명에 따르면, 또한 저주파수 마모 영향들이 모니터링될 수 있는 데, 이것은 음향 분석에 의해서는 잘 커버할 수 없고, 또는 전체 윈드밀 타워의 요동 등과 같은, 외부 잡음 및 진동원들에 의해 종종 중첩된다.

도 4는 웜 기어의 특수 실시예를 도시하고, 여기서 샤프트(2A)는 톱니 시스템(3A)의 디자인으로 인해 특히 축방향으로 로딩된다.

입력 샤프트(2A) 상의 센서(7A) 및 대응하는 코드-섹션(8A)은 샤프트(8A) 상에 코드로 구현된다. 코드(8A)는 예를 들어 샤프트 상에 (레이저) 인그레이브(engraved), 에칭, 인쇄, 접착될 수 있고, 판독헤드(7A)는 각도 위치를 결정하기 위해 코드(8A)의 적어도 일부를 감지하기 위해 위치된다. 샤프트와 센서 사이의 거리를 감지함으로써, 또한 편심이 예를 들어 광학적으로 또는 용량성으로 결정될 수 있다. 코드(8A) 및 판독헤드(7A)는 - 정보가 또한 평가되는 - 축방향에서의 위치를 더 결정할 수 있고, 기어링 뿐만 아니라 축방향 하중을 견뎌야 하는 베어링들의 마모를 결정할 수 있다. 샤프트가 코드(9A)를 적용하기 위해서는 단지 정지되어야 하기 때문에, 이와 같은 시스템이 또한 신속한 리트로피팅(retrofitting)을 위해 사용될 수 있다.

이 실시예에 있어서, 제 2 센서(11B)는 톱니바퀴(3B)의 이빨을 직접 감지하는 투스 센서(tooth sensor)로서 구성된다. 예를 들어, 이것은 센서와 이빨 사이의 거리 평가에 의해 용량성으로 또는 자기적으로(magnetically) 행해질 수 있다. 회전하는 톱니바퀴는 예를 들어 편심으로 인해 1회전의 주기성을 가질 수 있는 이빨 및 각도 위치 및 오프셋을 표현하는 교류 부분(alternating part)을 갖는 신호를 생성할 것이다. 명백히, 위에서 언급한 센서 원리들은 웜 기어들에 제한되지 않고 다른 기어박스 유형들에도 적용될 수 있다.

도 5는 유성 기어단의 실시예를 도시한다. 일 실시예에 있어서, 유성 기어들은 유성 휠들(3C, 3D, 3E)이 부착되는 회전하는 외측 링(3A) 및 정지 유성 캐리어 (standstill planet carrier; 50)를 가진다. 다른 실시예는 고정 외측 링(3A) 및 회전하는 유성 캐리어(50)에 의해 실현된다. 센서들의 배치들은 적절히 변하는 데, 그 이유는, 비록 회전적으로 또는 무선 수단에 의해 접속되는 회전하는 센서들은 달리 사용될 수 있지만, 전기 접속 및 판독을 용이하게 하기 위해 비회전 구성요소들 상에 센서들을 배열하는 것이 바람직하기 때문이다.

나타낸 예에 있어서, 유성 캐리어(50)는 정적이고(static), 그러므로 유성 휠들(3C, 3D, 3E)은 3개의 센서들(11C, 11D, 11E)에 의해 감지될 수 있다. 또한, 입력- 및 출력-샤프트들 또는 휠들(3A 및 3B)은 센서들(11A 및 11B)에 의해 감지될 수 있다. 그러므로, 비록 유성 기어들은 음향 수단에 의해 모니터링하는 것은 어려운 것으로 알려져 있지만, 전체 기어가 모니터링될 수 있다.

유성 캐리어가 회전하고 있을 때, 유성 휠들의 감지는 회전 가능한 전기 접속 또는 몇몇 무선 수단을 필요로 할 수 있지만, 적어도 전체 캐리어의 회전이 감지될 수 있고, 이것은 만약 유성 휠이 손상되면 편심으로부터 고통받을 것이다.

도 6은 로우터(20), 기어박스(1) 및 발전기(21)를 갖는 풍력 발전소의 기계적 전달 시스템의 다른 실시예를 도시한다. 기어박스(1)는 다수의, 특히 3개의 스테이지들을 포함하고, 그것의 제 1 스테이지는 유성 스테이지(22)이고 나머지들은 헬리컬 컷 톱니바퀴 스테이지들(23, 24)을 포함하다. 본 발명에 따르면, 축선의 샤프트들에는 센서들(11A 내지 11G)이 장비되고, 센서들 중 적어도 하나는, 바람직하게는 모두는 회전 및 적어도 하나의 추가 자유도, 특히 축방향 및/또는 편심 시프트를 감지할 수 있다.

도 7은 기어박스(1)에 접속되는 로우터(20)를 각각 가지는 복수의 윈드밀들(99)을 갖는 풍력 발전소 지역의 개략도를 나타낸다. 기어박스(1)의 다른 단부 상에는, 전기 발전기(21)가 있다. 모든 이들 부분들은 타워(101) 상의 나셀(100)의 내부에 있다. 기어박스(1)에는 기어박스 및 수명 관리의 마모를 모니터링하기 위해 본 발명에 따른 모니터링 장치(4)가 장비된다.

모니터링 장치(4)는 각각의 윈드밀(99)의 정밀한 모니터링 또는 마모 조건을 허용한다. 얻어진 센서에 의해, 전체 윈드밀(99)의 건전성(health)이 결정될 수 있을뿐만 아니라, 특히 중요한 구성요소 레벨로까지의 진단이 행해질 수 있다. 본 발명의 이익들 중 하나의 예는 기어박스를 열기전에조차 필요한 예비 부품들을 앎으로써, 필요한 부품들이 유지보수에 앞서 얻어질 수 있다. 또한, 고장 경향과 같은 통계적 분석이 매우 정밀한 레벨로 행해질 수 있다.

정비 계획이 이들 센서에 기초하여 계획될 수 있을 뿐만 아니라, 풍력발전단지에서 윈드밀들 사이의 추가 부하 분배들의 계획이 다수의 윈드밀들 사이의 서비스 기간들의 균등화(equalization)를 달성하기 위해 계획될 수 있어, 동일한 타임프레임에서 현재의 요구시(present demand) 무작위가 아니게 다수의 윈드밀들을 유지하는 것을 허용한다.

절반이 마모된 기어박스에 대한 부하 감소는 그것의 수명을 어떤 범위까지 연장할 수 있기 때문에, 정비는 원하는 타임프레임으로, 예컨대 기상 예보에 따른 바람이 없는 계절(calm season)로 스케쥴링될 수 있지만, (비록 약간 감소된 효율로) 여전히 에너지를 생성한다.