배전반에서 접촉기(MC)의 철심을 청소하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.MC 철심에 먼지나 이물질이 끼면은 단면이 딱 밀착되지 않게 되죠. 전자기 코일이 철심을 당길 때 틈이 살짝 남아버리게 되는 겁니다. 그래서 이 미세한 유격 때문에 소음이 생길 수도 있고, 진동이 생길 수도 있는 거죠. 게다가 계속 덜덜거리면 코일에 과전류가 흘러서 코일 자체가 타버릴 수도 있는 사고가 생길 수 있습니다. 그리고 오염이 심해지면 접점까지 덜 닫쳐서 대형 사고로 이어질 가능성도 있습니다. 접점 사이에 접촉 저항이 급격하게 올라가 버리기 때문이죠. 결국 열이 크게 나면서 접점이 녹아 붙거나 타 버립니다. 그렇기 때문에 결론적으로 현장을 정비할 때는 접점뿐만 아니라 철심 단면에 이물질과 녹을 깨끗이 닦아내 주는 게 중요한 겁니다.
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전동기에서 절연저항은 정상인데 누설전류가 증가할 수 있나요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.정지할 때의 직류 측정과 운전 시 교류 특성이 달라서 누설 전류가 증가할 수 있습니다. 메거는 정지 상태의 진류로 재는 겁니다. 운전 중에는 높은 교류 전압과 인버터 고주파가 걸립니다. 그래서 권선의 정전용량 때문에 누설전류 가 솟구치는 거죠. 현장에서는 뉴설전류계로 고조파를 분리해서 확인하고 있습니다. 전선의 3상을 한꺼번에 감아서 재고 저항성 누설 전류만 따로 발라내서 절연 상태를 진단하는 겁니다. 그리고 노이즈의 상태가 너무 심하면 필터를 달아서 잡는 방법도 있습니다.
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전동기에서 회전자 슬롯이 비스듬하게 만들어지는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.실제로 현장에서 슬롯을 꺾는 진짜 이유는 소음과 진동을 없애기 위해서입니다. 일자로 맞물리면은 강한 자력 때문에 모터가 덜덜 떨리는 현상이 일어나게 됩니다. 하지만 비틀어서 짜면 자석이 부드럽게 흐를 수가 있는 거죠. 그래서 웅 하고 발생하는 기계적인 소음을 모두 사라지게 할 수 있습니다.그리고 성능 측면에서는 출발할 때 모터가 멈칫거리는 걸 막아 줍니다. 그리고 고주파 노이즈도 없애 주는 역할을 하죠. 더욱이 저속에서도 부드럽게 돌아갈 수도 있으니깐, 결국에는 모터의 수명을 늘리고 진동을 잡을 수 있는 핵심적인 기술인 거죠.
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배전반에서 전선을 동력선과 제어선으로 분리 배선하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.동력선과 제어선에 묶으면 동력선에 큰 전류가 제어선에 신호 노이즈를 뿜어내기 때문이죠. 굵은 동력선에는 높은 전압과 큰 전류가 흐릅니다. 모터가 켜지거나 인버터가 돌 때 강한 전자기파와 노이즈가 터져 나오죠. 이는 가는 제어선이 바로 옆에 붙어 있으면 노이즈가 옮겨붙어서 유도 기전력이 생기게 되죠. 그러면 디지털 신호가 일그러지고, 공간을 아끼려다가 제어 신호가 꼬여버리게 됩니다. 현장에서는 PLC 오작동과 센서 신호가 튀는 현상을 막으려고 무조건 분리하고 있죠. 두 선을 같은 덕트에 넣으면 PLC 입력값이 제 맘대로 튑니다. 그리고 접점 신호가 안 들어왔는데 켜진 것으로 잘못 인식하는 경우도 있죠. 그래서 인버터 노이즈 때문에 통신 에러가 줄줄이 터집니다. 설치 매뉴얼도 최소 10에서 20cm 이상은 거리를 떼어 놓으라고 지시하고 있고 겹쳐야 할 때는 90도 직각으로 교차시키는 방법을 제시하고 있죠. 만약 이런 식으로 설치하지 않으면 신호 오류로 기계가 엉뚱하게 돌 경우도 있고 결국 사고로 이어질 수가 있습니다. 하나의 예시로 들자면 엘리베이터에서도 캔 통신과 RSL 통신을 쓰는데 통신 에러가 뜨면 엘리베이터가 급정지해서 승객에게 충격을 주는 사고가 날 수도 있고, 철도 같은 경우에도 통신 에러가 뜨면서, 급정지로 인해 타고 있는 승객에게 데미지를 줄 수 있는 사고가 일어나기도 하죠. 그래서 동력선과 신호선을 떨어뜨려 놓는 건 중요한 설치 방법인 것입니다.
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인버터에서 자동 튜닝(Auto Tuning)을 실시하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.명판 수치만으로는 모터 내부의 정밀한 전기 특성값을 전부 알 수 없습니다. 인버터가 정밀하게 일하려면 권선 저항이나 리액턴스를 정확히 알아야 하죠. 오토튜닝을 실행하면 인버터가 전기를 직접 쏴 봅니다. 그러면 모터의 고유한 내부 저항값을 스스로 측정하고 기록하죠. 이 수치를 알아야 저속에서도 힘이 떨어지지 않고 깔끔하게 제어할 수 있습니다. 현장에서는 정밀 제어가 필요하거나 전선 길이가 길 때 반드시 해줘야 합니다. 힘이 많이 필요한 호이스트나 정밀 기계는 오토튜닝이 필수죠. 인버터와 모터 사이 거리가 멀면 선로 저항이 추가되죠. 모터와 인버터 브랜드가 달라도 정수가 달라지니 꼭 돌려야 합니다. 튜닝을 빼먹으면 저속에서 덜컹거리거나 과전류 에러가 자주 터지게 되죠. 사례를 한 가지 들면 엘리베이터에서도 오토 튜닝을 하지 않으면 처음 고속을 뛰었을 때 진동이 생기거나 출발할 때와 도착할 때 덜컹거리는 현상이 일어나기도 합니다.
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배전반에서 단자대에 페룰(Ferrule)을 사용하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.전선을 그냥 단자대에 나사로 바로 조이면 가닥이 빠져나오거나 잘려서 단락이 터질 수가 있습니다. 배전반에 쓰는 연선은 얇은 구리선 여러 가닥으로 쓰이고 있죠. 그래서 나사를 돌리면 구리 가닥이 눌리면서 끊어지게 될 수 있습니다. 그리고 삐져나온 심선이 옆단자에 닿으면 쇼트가 날 수 있죠. 더욱이 진동을 받으면 나사가 풀리면서 접촉 불량도 생길 가능성이 있습니다. 그러면 접촉면이 좁아지면서 열이 크게 발생할 수도 있습니다. 하지만 페룰을 끼우고 압착하면 구리선이 하나로 묶이죠. 접촉 면적이 넓어지면서 전선에 손상도 완벽히 막아 줍니다. 그래서 현장에서는 작업 속도가 빨라지고 유지 보수가 편해지는 장점이 있죠. 전선 피복만 벗겨서 페룰을 넣고 집으면 끝입니다. 단자대에 뺐다가 꼈다가 반복해도 전선 가닥이 손상되지 않죠. 그리고 접촉 저항이 줄어들어서 발열 사고도 예방이 됩니다. 또한 나사가 풀리는 현상도 훨씬 덜하죠. 결론적으로 안전과 작업 효율을 위해서 페룰은 작업 시 선택이 아닌 필수라고 생각해 주시면 좋겠습니다.
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전동기에서 공극이 정상인데도 자속 불평형이 발생할 수 있나요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.공극이 멀쩡하다고 해도 전원의 전압이 불균형하거나, 권선에 이상이 생기면 발생할 수 있습니다. 모터로 들어오는 3상의 전압 중에서 한 상만 살짝 틀어져도 자속은 출렁이죠. 전압 불평형이 1%만 생겨도 역상 자속에 늘어납니다. 고정자 권선 내부에 미세한 단락이나 회전자 바 균열도 문제이죠. 기계적인 간격은 정상이더라도, 전기가 통하는 길이 일그러져서 자속이 찌그러지죠. 현장에서는 입력 전압의 상간 균형과 전류 불평형률부터 점검해야 됩니다. 멀티미터로 3상의 전압을 측정합니다. 그리고 상간 전압 차이가 1% 이상 벌어지는지 체크해야 돼요. 그리고 클램프 메타로 각상의 운전 전류도 측정하면은 확인하실 수 있습니다. 그래서 전압은 맞는데, 전류만 튄다면 모터 권선이나 회전자쪽 문제일 겁니다. 전원이 문제라면 마그네트 컨택터 접점 부식이나, 단자대 풀림을 가장 먼저 조여 주셔야 하는 것도 중요하고요.
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인버터에서 저속 운전 시 토크 보상 기능을 사용하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.저속으로 가면은 권선 내부에 옴 저항 때문에 모터에 들어가는 전압이 낮아져서 자속이 찌그러지기 때문이죠. 인버터는 주파수를 낮추면 전압도 같이 줄어듭니다. 하지만 저속에서는 권선 자체 저항에 걸리는 전압 강하 비중이 너무 커져서, 모터 핵심인 내부 자속이 약해지고 힘이 뚝 떨어집니다. 그리고 토크 보상은 저속 구간에서 전압을 살짝 높여주는 기술입니다. 저항으로 손실되는 전압을 인버터가 미리 계산해서 더 얹어 줍니다. 덕분에 저속에서도 자속이 유지되고 멈칫거림 없이 강한 힘을 낼 수 있는 것이죠. 현장에서는 초기 기동힘이 많이 필요한 컨베이어나 믹서기에서 주로 사용합니다. 무거운 화물이 올려진 컨베이어는 처음 돌릴 때 엄청난 정지마찰력을 이겨내야 합니다. 예시로 시멘트나 반죽을 썩는 믹서기도 저속에서 재료가 뭉쳐 있어서 토크가 크게 필요하죠. 토크 보상을 안 올려주면 저속에서는 모터가 웅 하고 소리만나고 안 돌아갑니다. 그래서 과전류 트립이 자꾸 터진다면 인버터 매뉴얼을 열고 저속 토크 보상값을 올려주면 해결할 수 있으실거에요.
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전동기에서 권선 저항은 정상인데 기동전류가 증가하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.권선 저항이 정상인데 기동 전류가 튀는 건 전기적인 저항이 아닌 기계적 부하나 부하측 문제일 가능성이 높습니다. 가장 흔한 원인은 베어링 손상이나 렌치에 맞물림 불량이죠. 회전축이 뻑뻑해지며 모터가 돌기 위해서 더 큰 힘을 쥐어짭니다. 이 과정에서 과도한 전류가 흘러가죠. 또한 권선 내부에 미세한 턴간 단락 초기 증상일 수도 있습니다. 정지 상태의 DC 저항 측정기에는 잘 잡히진 않죠. 하지만 전기가 들어가는 순간 리액턴스가 무너지면서 전류가 확 커지게 됩니다. 현장에서는 기계부 결합을 풀고 모터 단독 무부하 시험부터 바로 실시해야 됩니다. 커플링이나 벨트를 분리하고 모터 축만 손으로 돌려보세요. 축이 부드럽게 돌아가는지 눈과 손 감각만으로 확인합니다. 그다음 무부하 상태에서 전원을 넣고 기동 전류와 운동 전류를 측정해 보세요. 무부하에서도 전류가 크다면 모터 고정자나 회전자 내부 이상입니다. 반대로 무부하시 정상이면은 모터가 아니라 펌프나 팬 같은 부하 기계축이 막힌 겁니다.
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전동기에서 장시간 저부하 운전도 좋지 않은 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.낮은 부하로 운전을 하는 게 안 좋은 가장 큰 이유는 역률이랑 효율이 확 떨어지기 때문입니다. 모터는 부하가 적어도 내부 자속을 만드느라 여자 전류를 항상 일정하겠습니다. 그런데 일을 하는 유효 전류가 부하가 적으니 확 줄어들게 되죠. 전체 전력 중 무효 전력 비중이 커지면서 역률이 아주 나빠집니다. 들어가는 전기에 비해서 실제로 내는 힘이 적으니까 모터 효율도 극심하게 떨어지는 거죠. 여기에 철손이나 기계적 마찰 손실 같은 고정 손실은 그대로입니다. 그래서 쓸데없는 전력 낭비가 커지는 거죠. 현장에서는 보통 75%에서 80% 부하율로 돌릴 때 가장 효율적입니다. 50% 밑으로 떨어지면 역률이 눈에 띄게 떨어지죠. 그리고 반대로 100% 풀부하로 계속 돌리며 열이 많이 나고 절연이 열화됩니다. 그래서 70에서 80%의 영역을 최고의 영역으로 볼 수가 있는 거죠. 부하가 계속 30%에서 40% 이하로 낮게 걸린다면 모터 용량이 너무 큰 겁니다. 결론적으로 한 단계 작은 용량으로 교체를 하시거나 인버터를 달아서 회전수를 제어해 주시는 게 맞겠네요.
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