인버터에서 감속 중 회생에너지가 발생하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.모터를 급하게 줄일 때 전기가 나오는 건 모터가 순간적으로 발전기로 바뀌기 때문입니다. 인버터가 모터에 주는 전기 주파수를 확 낮추죠. 그러면 모터 속도보다 전압 주파수가 더 느려집니다. 하지만 기계적인 관성 때문에 모터 축은 계속 붕괴됐는데 회전자가 내부 자기장보다 빠르게 도는 현상이 생깁니다. 이때 위치 에너지와 운동 에너지가 전기로 바뀌는 거죠. 이 전기가 인버터로 돌아오면 직류 전압을 울리고 과전압을 만듭니다. 그래서 현장에서는 이 전기를 열로 태우거나 다시 전력망으로 돌려보냅니다. 이걸 리젠이라고 하죠. 제일 흔한 건 제동 저항기를 다는 것이고 들어오는 회생 전력을 저항에서 뜨거운 열로 태워 버리는 겁니다. 감속을 너무 자주 하거나 부하가 무거우면 회생 인버터를 쓰는 경우도 있습니다. 그러면 버려지는 전기를 공장 내부 전력선으로 다시 보내서 재사용하게 되는 거죠. 이런 방법은 엘리베이터나 크레인 같은 설비에서 많이 사용하고 있습니다. 또한 철도에서도 요즘은 많이 사용하는 추세이고요. 더 나아가서 요즘은 안전공단에서 재생 에너지를 활용하고와 안 하고의 차이를 인증으로 주려고 하는 절차도 계획하고 있다고 하네요.
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전동기에서 권선 절연 등급(Class)이 중요한 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.절연 등급은 모터 코일이 견딜 수 있는 한계 온도를 알려주는 표입니다. 모터가 돌면서 코일에서는 열이 나게 되고 이 열이 너무 올라가면, 코일을 싸고 있는 절연재가 녹아 버릴 수가 있죠. 그러면 쇼트가 나면서 모터가 타고 고장나는 경우가 생깁니다. 클래스 B는 130도까지 버팁니다. 그리고 클래스 F는 155도, 클래스 H는 180도까지 견뎌냅니다. 그러니 현장 환경이 얼마나 뜨거운지에 따라서 맞는 등급을 써야 안전한 거겠죠. 실제 현장에서는 모터의 수명과 견디는 힘에 직접적인 영향을 줍니다. 한 등급 높은 절연제를 쓰면 수명이 훨씬 길어지죠. 한 계 온도보다 10도 낮게 쓰면 절연 수명이 두 배 늘어난다고 이해하시면 되겠습니다. 그리고 연속으로 과부하가 걸려도 버텨내는 힘이 다르고, 주위 온도가 높은 펌프실이나 제철소는 무조건 F나 H급을 쓰셔야 되는 거죠. 그리고 추가적으로 등급을 잘못 고르면 모터를 바꾼 지 얼마 안 돼서 또 타 버릴 수가 있으니 잘 선택하는 게 중요하겠습니다.
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전동기에서 베어링 교체 후 공회전 시험을 먼저 하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.부하를 걸기 전에 공회전을 돌리는 건 조립이 잘 됐는지 확인하고 기계를 보호하기 위해서죠. 베어링을 새로 끼우는 과정에서 조립 실수가 날 수 있습니다. 그래서 편심이 생기거나 간격이 안 맞는 결과가 생길 수 있죠. 또 구리스가 너무 많이 들어가도 문제가 됩니다. 부하가 걸린 상태에서 돌렸다간 베어링이 바로 박살이 날 수가 있고, 모터 축까지 크게 손상될 수가 있습니다. 그래서 아무런 짐이 없는 공회전 상태에서 부드럽게 잘 되는지 확인을 해야 되는 거죠. 현장에서는 온도가 상승하고 진동이 생기고 소음을 눈과 귀로 집중 점검합니다. 그래서 모터를 돌려놓고 손이나 열 화상 카메라로 베어링 부위의 온도를 재는 것이죠. 온도가 갑자기 올라가면 조립 불량이나 구리스 과다일 것입니다. 또 진동 측정기를 대고 떨림이 심한지 확인을 한 후에 귀나 청음봉을 대고 쇠가 긁히는 소리가 났는지 확인해 보시면 되겠습니다. 결국에는 이러한 이상 현상들이 없어야 펌프나 팬에 연결해서 진짜 운전을 할 수 있는 것이죠.
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전기기사 필기 공부방법 알려주세요!
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.비전공자 분이시라면 기출만 풀어서는 개념이 잡히기가 조금 힘들 것 같다고 생각이 드네요. 기출 문제집을 집중적으로 보는 건 맞긴 하지만 일단 쉬운 무료 인강으로 기초 이론부터 잡으시는 걸 추천드리고 싶습니다. 용어랑 단위를 먼저 눈을 익히시고 다 이해 못해도 괜찮습니다. 인강을 끝까지 한번 듣는 걸 추천드리고 싶어요. 그 다음부터는 개념을 한 번만 훑어도 문제 풀기가 훨씬 수월하실 겁니다. 그 다음에는 전략 과목을 노려서 점수를 끌어 올려야 됩니다. 전력공학이랑 법령과목은 외우면 점수가 잘 나오는 편이죠. 여기서 80점 이상 받아두시는 걸 추천드리고 싶어요. 전자기학이랑 회로 이론은 과락을 넘기시는 걸 목표로 해보세요. 그리고 자주 나오는 대표 공식은 확실하게 외워두는 게 중요합니다. 그리고 말씀하신 대로 문제 은행식 출제이기 때문에 최소 7년치의 기출 문제를 계속해서 반복 푸시는 걸 추천드리고, 꼭 오답 노트를 작성하셔서 공부하시면 다음 시험 때 무조건 합격하실 수 있으실 겁니다.
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전동기에서 상전류는 균형인데 진동만 증가하면 무엇을 의심해야 하나요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.전류는 정상이지만 진동만 튀는 건 순수하게 기계적인 문제가 터졌기 때문이죠. 전기 코일은 아주 멀쩡한 상태입니다. 하지만 회전축의 무게 중심이 깨지면 진동이 튈 겁니다. 모터 날개에 때가 껴도 덜덜거리기도 하고요. 베어링 손상 초기에는 전류는 안 변합니다. 단지 베어링 궤도가 살짝 갈려도 진동부터 올라오니 모터 바닥 고정 볼트가 제대로 체결돼 있는지 확인하는 게 중요하죠. 현장에서는 바닥볼트 체결과 진동 주파수부터 잡으셔야 합니다. 그러니 스페어를 들고 모터 발 볼트부터 쪼이기 시작해 보세요. 덜 조이신 게 은근히 많이 있을 수도 있고, 또 손으로 축을 비틀어서 베어링 규격도 확인하는 게 중요합니다. 그리고 결국에는 진동 측정기를 대보면 쉽게 원인을 파악할 수 있을 겁니다. 회전수랑 똑같이 떨리면 회전자 불균형이고 찌르르하는 고주파 진동이 잡히면 베어링을 다시 바꾸셔야 되는 게 결론이겠습니다.
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배전반에서 중성선(N) 단자를 접지선(PE)과 분리하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.중선성과 접지선에 따로 띄워 놓는 것은 감전 위험을 없애고 차단기가 튀는 걸 막기 위해서입니다. 중성선은 전기가 항상 지나다니는 길입니다. 그리고 접지선은 전기가 셀 때만 쓰는 비상구입니다. 둘을 배전반에서 같이 묶어버리면 접지선에도 전기가 흐르게 되죠. 그러면 기계의 껍데기를 만져서 지락이 발생했을 때도 사람이 감전되게 됩니다. 멀쩡한 전기가 접지로 새어 나가니까 누전기도 자꾸 떨어지게 될 수도 있는 거죠 현장에서는 안전이랑 고장 수리 편의성 때문에 따로 배선을 하고 있습니다. 선을 섞어서 놓으면 어디서 누전이 터졌는지 찾기도 정말 어려운 점도 있습니다. 또 중선선이 길에서 끊어지면 380 V가 그냥 튀어 들어옵니다. 그러면 비싼 제어기판도 모두 날아가기 때문에 금액적으로도 부담이 큰 편이죠. 그래서 법으로도 두 단자대는 무조건 따로 설치하고 엄격하게 정해져 있습니다.
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전동기에서 상전압과 상전류가 모두 정상인데 출력이 감소하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.전압이랑 전류가 정상이라 하더라도 힘이 안 받는 건 역률이 떨어졌거나 기계 쪽에 문제가 생겼을 경우도 있습니다. 모터 내부 코일이 오래되면 역률이 떨어집니다. 그래서 전류값은 그대로인 것처럼 보이죠. 하지만 실제로 일을 하면 진짜 전력은 줄어드는 걸 확인할 수 있는데 당연히 힘이 안 받기 때문입니다. 또 회전자 쪽에 미세한 금이 가도 회전수가 떨어지기도 합니다. 결국 슬립이 커지면서 힘을 못 쓰기도 하고 열이 너무 많이 받아도 자력이 약해지기도 하죠. 그래서 현장에서는 전력 분석기로 역률을 재보고 기계 부하를 점검하셔야 합니다. 일반 전류계로만 보시면 절대 안 잡힐 겁니다. 또 유효 전력이 얼마나 나오는지 확인해 보세요. 전원을 끄고 축을 손으로 돌려보시면 알 수 있습니다. 베어링이나 감속기가 뻑뻑해서 힘을 갉아 먹는 건 아닌지 확인을 해야하는 이유죠. 그리고 혹시 회전수 측정기가 있으면 실제로 RPM이 정상적으로 나오는지 확인하는 것도 아주 좋은 확인 방법이 되겠습니다.
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전동기에서 축정렬은 정상인데 커플링 고무(엘리먼트)가 마모되면 어떤 문제가 발생하나요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.축 정렬이 완벽해도 고무 엘리먼트가 닿으면 회전 유격이랑 충격 진동이 생기죠. 고무가 마모되면 축 사이에 유격이 커집니다. 그래서 모터가 돌 때마다 축끼리 쿵쿵 치면서 소음이 생기죠. 고무 패드가 불균일하게 파여서 회전 균형도 깨집니다. 그리고 충격을 흡수해야 할 고무가 제 역할을 못하니까 베어링과 펌프 몸통으로 진동이 다 넘어가 버리는 것이죠. 현장에서는 검은색 고무 가루와 손 유격으로 고장을 바로 확인합니다. 그리고 커플링 커버 밑에 고무가루가 날려 있으면 사실상 100% 마모를 의심해야 됩니다. 그래서 설비를 세우고 손으로 반대 방향으로 비틀어 보세요. 덜컥거리는 헛도는 느낌이 들면 수명이 다한 것으로 생각하시면 됩니다. 그리고 회전 중에 플래시를 비춰서 고무가 찢어졌는지 눈으로도 꼭 점검해 주시면 되겠습니다.
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배전반에서 제어변압기 2차측에도 퓨즈를 설치하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.2차측에도 퓨즈를 설치하는 이유는 1차측 퓨즈만으로는 2차측 회로의 미세한 과부하나 단락같은 사고는 감지를 못하기 때문이죠. 변압기는 권선비에 따라서 1차랑 2차 전류가 완전히 다릅니다. 그래서 2차측에서 소형 릴레이나 솔레노이드 밸즈가 단락되서 불이난다고 해도, 1차측 퓨즈 용량이 커서 안끊어지게 되버리는 수가 있습니다. 그러면 결국 제어선이 다 타버리게되거나 변압기 자체가 타 버릴 수 있는 사고가 날 수가 있죠. 그래서 실제 현장에서는 제어 장비 소손이라 2차 파급 사고를 막기 위해 별도로 퓨즈를 설치합니다. 2차측 계전기나 센서라인의 지락이나 합선이 터지면 2차측 퓨즈만 터집니다. 그래서 사고 구간을 딱 차단해 줄 수가 있는 거죠. 이렇게 해야 제어 변압기도 보호하고 전원부 자체가 죽는 차단기 트립도 막을 수 있습니다. 그리고 무엇보다 고장이 났을 때 고장 구간을 찾을 수 있는 장점이 아주 크죠. 그래서 유지 보수에도 큰 장점이 있어서 2차 측에는 퓨즈를 설치하는 게 여러모로 이득이 큽니다.
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전동기에서 베어링 교체 후 진동이 오히려 증가하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.새로운 베어링의 진동 증가는 조립 불량이나 축 정렬 문제일 가능성이 높습니다. 망치질로 끼우면 내부 궤도 면에 흠집이 생기죠. 모터와 부하 축의 중심이 안 맞추면 편심 진동이 생기게 됩니다. 하우징 규격이나 간극이 틀린 제품을 끼워도 진동이 심해지기도 하고요. 그러니까 현장에서는 축 정렬 상태와 조립 정밀도부터 먼저 점검합니다. 공구로는 레이저 정렬기를 사용해서 축의 평행도부터 잡아야 합니다. 그다음에 베어링 캡 조임 볼트의 균일함도 꼭 체크하세요. 마지막으로 손상 흔적이 있으면 새 제품으로 재 교체하는걸 추천드립니다.
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