13. 직류 전동기

13. 직류 전동기

고장원인

스펙트럼

비 고

A.

정상 스펙트럼

SCR(Silicon Controled Rectifier) Firing Frequency(6FL)와 고조파의 진폭이 정상보다 높으면 DC Motor에 문제점이 있슴이 판단된다. 이런 문제점들에는 절단된 Field Winding, 불량한 SCR 및 접속부들이 있다. 이완 또는 절단된 Fuse 및 단락된 Control Card를 포함하는 다른 문제점들은 1×~5× Line Frequency(60~300㎐)에서 높은 진폭을 발생할 수 있다.

대부분의 직류전동기와 그 제어 계통에서의 문제점은 진동 분석을 통해 알 수 있다. 전파 정류 방식으로 제어(6개의 SCR 사용)되는 전동기에서는 6배의 전력계통 주파수(6FL=360㎐=21600 cpm)에서 진동 신호가 나타나며, 반면 반파 정류 방식으로 제어(3개의 SCR사용)되는 전동기에서는 3배의 전력계통 주파수(3FL= 180 ㎐=10800 cpm)를 발생시킨다. 대개 SCR 점호주파수는 직류 전동기의 진동 스펙트럼상에 나타나지만 크기는 작다. FL의 배수주파수에서 다른 Peak치는 나타나지 않음에 주목하라

B.

전기자 권선의 단선,

혹은 접지, 또는

시스템 조정 불량

직류전동기의 진동 스펙트럼 상에서 1배 혹은 2배의 SCR 주파수에서 진동수치가 높으면 이는 전기자 권선의 단선이나 혹은 제어 계통 조정이 불량한 경우이다. 제어 계통의 문제점이 더 심각한 경우에는 단지 제어 계통의 조정만 적절히 잘하면 상기 주파수에서의 진동치를 낮출 수 있다. 일반적으로 이 주파수에서의 진동치는 1배 SCR 주파수에서 약 0.1 in/sec, 2배 SCR 주파수에서 0.04 in/sec보다 클 것이다.

C.

점호카드 불량

혹은

휴즈 소손

점호카드 하나가 불량하면 전동기 출력의 1/3을 낼 수 없어 순간적인 속도변동을 계속적으로 되풀이하게 된다. 이와 같이 되면 1/3혹은 2/3 SCR주파수(반파정류 제어방식인 경우에는 1/3×SCR 주파수=1×FL 전파정류 제어방식인 경우에는 2×FL)에서 진동치가 커지게 된다.

주의: Card/SCR 구성상태를 Troubleshooting하기 전에 알고 있어야 한다 (SCR이 몇 개인지, 점호카드가 몇 개인지 등)

D.

SCR 불량,

제어 카드 단락,

접촉부 이완 또는

휴즈 소손

SCR이 불량하거나, 제어카드가 단락 되었다든지 그리고(혹은) 접촉상태가 불량할 경우 전력계통 주파수 및 SCR 점호주파수의 여러 조화주파수에서 뚜렷한 진동치가 발생된다. 대개 6개의 SCR로 제어되는 직류전동기의 경우 1개의 SCR이 불량하면 FL 및(혹은) 5FL에서의 진동치가 커진다. 중요한 것은 진동 스펙트럼상에서 FL, 2FL, 4FL 주파수에서나 5FL 주파수에서도 진동치가 나타나지 말아야 한다는 것이다.

E.

비교 카드

불량

비교카드가 불량하면 rpm의 동요나 헌팅 등의 문제가 발생될 수 있다. 이는 자속의 일정치를 소멸 및 재발생하게 하며 그림의 측대파는 때론 거의 rpm동요(변화)수와 같다. 이를 감지하기 위해서는 고해상도의 FFT가 필요하다. 이런 측대파는 자속의 발생과 재발생에 의해 생길 수 있다.

F.

직류전동기

베어링을 통해

전류가 흐른 경우

대부분 외륜결함 주파수(BPFO) 부근에 뭉쳐있는 일련의 여러 주파수를 통해 전기적인 유도로 인한 베어링 Fluting 발생 여부를 알 수 있으며 이런 Fluting이 베어링의 내륜 및 외륜 두군데 다 있다해도 감지가 가능하다. 대개 중심이 약 100,000에서 150,000cpm 부근 범위내에 이런 주파수들이 나타날 것이며 결함 여부를 알기 위해서는 직류전동기 베어링 OB 및 IB 양쪽을 측정한 1,600 Lines 해상도의 180kcpm 스펙트럼이 필요하다.

 

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