4. 전동기 로터바 이완

Detection of Loose Rotor Bars in a Dryer Exhaust Fan Motor

 

4.1 背景 (Background)

전동기의 전기적인 상태를 평가할 특별한 목적으로, 기동 토오크가 큰 7개의 전동기에 대해 분기별로 실시간 분석기로 진동 측정을 수행하도록 TA사와 년간 계약이 되었다. 이 분석기로의 측정은 이미 시행되고 있는 일반 월별 예지정비 프로그램의 측정작업 외에 추가로 시행되는 작업으로, 기계 승속중(0~300000 cpm 범위) 순시 진동 스펙트럼 및 Peak-hold 스펙트럼의 수집 그리고 운전 속도(FM), 전력계통 주파수(FL), 두 배의 전력계통 주파수 (2FL)와 정상 운전중의 RBPF 등의 Zoom Spectrum 분석이 포함되어 있다. 그림 12-11은 위의 방법을 이용하여 전동기 로터 바의 이완을 진단한 건조기 Fan이다.

그림 12-11 건조기 배기 Fan (1750 rpm, 350 HP 전동기, 57개의 로터 바)

모든 진동 스펙트럼은 실시간 분석기와 가속도계를 사용하여 얻은 것이며, 모든 데이터는 Peak 속도 스펙트럼을 사용하여 분석하였다.

이 설비는 350마력 유도 전동기를 동력원으로 하는 대형 벨트 구동 Overhung 형태의 Fan으로, 사용자는 계약서를 통해 로터 바 수량을 알고 있었다. 이 건조기 배기 Fan의 로터바의 수는 57개이며, 약 1795 rpm 정격 속도로 운전되고 있어, Rotor Bar Pass Frequency(RBPF)는 약 102,315 cpm(1795 × 57 bars = 102,315)이다.

 

4.2 結論 (Conclusions)

1990년 10월 점검시 정상적인 2×RBPF 진동치보다 높은 진동치가 검출되어, 그 당시 전동기의 전기적 문제점의 경향이 관심의 대상이 되었다. 그림 12-12에서와 같이 1990년 10월 점검시에는 2FL 측대파중 하나의 진동치가 2×RBPF 보다 실제로 더 컸다. 이 때의 운전 데이터상에는 어떤 비정상적인 것도 나타나지 않았다.

차기 계획 점검날인 1991년 2월 분석기로의 점검은 설비 운용상 정상 운전 속도에서만 실시하였다. 이 때 수집한 그림 12-12의 데이터를 보면, 2×RBPF 및 2FL 측대파의 진동치가 매우 커졌음(2FL의 경우 0.017 in/sec에서 0.163 in/sec로)을 알 수 있다.

1991년 5월 실시한 점검시에 승속시험도 실시하였는데, 전동기의 큰 손상을 막기 위해서는 사용을 중지하는 것이 필요하다는 시험 결과가 나왔다. 그림 12-12는 1990년 10월, 91년 2월 및 5월 점검시 측정한 0~300,000 cpm 범위의 스펙트럼을 비교한 그림으로, 로터 바 상태가 계속해서 나빠지고 있음을 보여주고 있다. 그림 12-13은 기계의 승속중에 발생한 0~300,000 cpm의 Peak-Hold 스펙트럼으로, 10월부터 5월까지 뚜렷한 변화가 있었음을 보여주고 있다. 그림 12-14는 건조기 배기 Fan #1, 2의 승속시의 Waterfall Plot를 비교한 그것으로, #2는 상태가 양호하고, #1은 로터 바가 이완되어 있음을 나타내고 있다.

 

4.3 結果 및 勸告事項 (Results and Recommendations)

전동기 사용을 중단하고, 분해후 회전자 도체 이완에 대해 점검한다. 전동기는 그 후에 사용이 중단되었다.

그림 12-12 외측 전동기 베어링에서 수평방향의 진동 스펙트럼
(2×RBPF의 진동 진폭 증가)

그림 12-13 외측 전동기 베어링에서 수평방향의 진동 스펙트럼
(전동기 기동 운전시의 Peak Hold 스펙트럼)

그림 12-14 기동시의 Waterfall Plot (위 그림은 2호기 아래 그림은 1호기)

 

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