7.1 전기적 문제 개요

Introduction to Electrical Problems

 

진동분석을 통해 기계적인 문제뿐만 아니라 전기적인 문제를 발견할 수 있다는 것은 대단한 일이다. 그러나 유의할 사항은 전동기에서는 전자력(Electromagnetic Force)을 발생시키는 자속(Magnetic Flux)을 발생시키며, 이것들은 기계적인 힘과 함께 베어링에 의해 지지된다는 것이다. 이 힘은 베어링 하우징에 설치된 Force Transducer에 의해 직접 측정할 수 있으며 또한 가속도계, 속도 Pickup 혹은 비접촉식 변위계에 의해서도 간접적으로 측정할 수 있다. 가속도계는 질량으로 나눈(f/m) 힘의 비율(Quotient) 즉, 가속도(뉴턴의 법칙에 따라)를 측정한다. 다시 말하면 이들 힘 자체가 기계적으로 발생된 것인지, 전기적으로 발생된 것인지는 문제삼지 않는다는 것이다.

전기적인 문제점들이 어렴풋이 느껴지면 전기적인 상태를 검토하기 위한 진단시험은 전동기의 전출력 상태에서 행하는 것이 바람직하다. 왜냐하면 특히 전자력은 고정자 전류의 제곱에 따라 변화하기 때문이다. 전동기 단독운전시 또는 회전기계와의 무부하 운전시는 문제의 증상을 나타내는 진동의 조짐이 잘 나타나지 않으나 기계가 부하가 걸렸을 때 특히 100% 부하 근방에서는 징조가 뚜렷하게 잘 나타난다. 물론 이것은 전자력이 전류의 제곱에 직접 비례하기 때문이다.

그림 11-45 및 11-46은 Rotor, Rotor Bar 및 단락환(Shorting Ring 또는 End Ring)을 부각시켜 유도 전동기의 고정자와 회전자를 나타낸 것이다. 진동분석을 이용하여 다음과 같은 전기적인 문제를 탐지할 수 있다.

• 고정자 편심, 단락권선 및 철심이완

• 편심 회전자(가변 공극)

• 동기 전동기에서의 문제들

• 직류 전동기에서의 문제들

• 토오크 Pulse의 문제들

• 회전자의 불균일한 국부가열에 의한 열적인 휨

• 이완 또는 깨진 접속기에 의한 전기적인 상 문제들

• 회전자의 문제점들(깨지거나 균열된 Rotor Bar 또는 단락환, Rotor 권선의 단락, Rotor Bar의 이완 등)

그림 11-45 고정자, 회전자, Rotor Bar 공극 및 자장을 나타낸 유도 전동기

 

그림 11-46 Rotor Bor 단락환 및 Rotor 권선을 나타낸 Rotor

 

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