PLC에서 타이머를 너무 많이 사용하면 문제가 생길 수도 있나요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.PLC에서 타이머를 과도하게 쓰면은 매 스캔마다 타이머의 시간 업데이트랑 비교 연산을 수행해야 됩니다. 그래서 CPU의 연산 부하가 증가하죠. 그래서 결론적으로 스캔 타임이 늘어나게 됩니다. 스캔 타임이 길어지면 고속 입력 신호를 놓치거나 제어 응답이 지연되는 문제가 발생하죠. 따라서 단순한 반복이나 점등 로직에는 타이머를 남발하기보다는 PLC 내장에 특수 플래그나 스텝 제어 비트를 활용해서 로직을 최적화하는 것이 가장 좋은 방법입니다.
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전동기 기동 시 전압강하가 발생하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.대용량 모터를 기동할 때 전압 강하가 발생하는 이유는 정지 상태인 모터에 전격 전류에 최대 8배에 달하는 엄청난 기동 전류가 순간적으로 흐르기 때문이죠. 그래서 전원 선로의 인피던스에 의해서 전압 강하를 크게 만듭니다. 정지 시에는 역기전력이 없습니다. 그래서 단락에 가까운 상태가 되죠. 결국 전원 개통 전체에 전압이 순간적으로 떨어져서 주변 조명이 어둡게 되는 겁니다. 이러한 현상은 반복되면은 동일 계통의 PLC나 SMPS 같은 제어 기기가 리셋되거나 마그네트가 떨어지는 등 설비의 오작동을 유발합니다. 그리고 변압기와 선로에 지속적으로 열적 기계적 충격을 주죠. 결국 절연을 열화시킬 수가 있습니다. 그래서 와이델타 기동이나 리액터 기동 등을 적용해서 기동 전류를 제한하는 방법을 쓰는 겁니다.
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전동기에서 슬립이 0%가 될 수 없는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.유도 전동기에서 슬립이 0%가 되면 회전자가 회전 자계와 같은 속도로 돕니다. 그래서 자속을 끊지 못해서 유도 기전력과 토크가 완전히 사라지기 때문이죠. 회전력이 발생하려면 고정자의 회전 자계와 회전자 사이의 속도 차이가 반드시 존재합니다. 그래서 회전자 도체의 전류가 유도되어야 하죠. 현장에 일반 3상 유도 전동기는 전격 부하 시 보통 2%에서 5% 정도의 슬립을 유지하는 것이 정상입니다. 무부하 상태에서도 마찰손 등을 극복하기 위해 최소한의 슬립이 발생하면서 부하가 늘어날수록 슬립이 커지고 필요한 회전력을 내게 되는 것이죠.
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배전반에서 케이블 굵기를 크게 사용하면 무조건 좋은 건가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.배전반의 케이블은 무작정 굵은 것으로 사용하며 허용 전류 측면에서는 이점이 있습니다. 하지만 불필요한 공사비 증가랑 판넬 내부의 작업성이 극도로 떨어지는 단점이 존재하죠. 케이블 단면적이 커질수록 전선의 단가랑 무게가 급증합니다. 그래서 예산이 낭비가 되는 거죠. 전선이 뻣뻣해지고 곡률 반경이 커서 협소한 배전반이나 덕트나 트레이 내에는 배선이 어려운 단점이 존재합니다. 그리고 전기적인 접속부의 안정성에도 직접적인 문제를 일으킵니다. 차단기나 터미널 블록에 정격 규격보다 과도하게 굵은 케이블을 사용하면 단자 체결에 불량이 생깁니다. 그래서 접촉 저항이 증가해서 오히려 해당 접속부에 고열이 발생하거나 유격이 생길 수도 있죠. 그래서 결론적으로 허용 전류와 단락 전류 견딤 수치를 종합적으로 계산을 해야 됩니다. 그래서 현장에서 가장 적합한 규격을 산정하는 게 중요합니다.
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모터 권선 저항은 왜 상마다 거의 같아야 하나요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.3상 유도 전동기에서 상별로 권선의 저항이 동일해야 하는 이유는 각 상의 인피던스가 균형을 이루어야 모터 내부로 3상 균형 전류가 흘러서 안정적으로 회전자계를 형성하기 때문인 거죠. 권선 저항에 불균형이 생기면 전압이 일정하더라도 저항이 작은 상으로 과도한 전류가 몰리게 됩니다. 이런 전류 불편향이 발생하면 역상 자계와 극심한 진동을 유발해서 모터의 소손이 가죠. 현장에서는 멀티미터로 각 상간의 저항을 측정해서 상칸에 저항 편차가 3% 이내일 때만 정상으로 판단합니다. 저항 차이가 크게 벌어진 경우는 권선 일부가 단락된 경우죠. 그리고 권성간의 단선이 될 수도 있고 접속부에 볼트가 풀릴 경우도 있겠네요. 특히나 저항이 너무 낮다 싶으면은 코일 피복이 열화될 수도 있으니까 합선을 의미하기도 합니다.
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전기실에서 절연장갑도 사용기한이 있나요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.전기실에서 사용하는 절연 장갑은 외관상 파손이 없더라도 고무 재실의 특성상 시간이 지나면 노화됩니다. 그래서 외부에서는 보이지 않는 미세한 균열이 생길 수가 있죠. 결국에는 절연 성능이 저하가 됩니다. 그러니 엄격하게 유효 기간이랑 내전압 시험 주기가 정해져 있는 거죠. 장갑에 스며든 유분이나 미세한 자외선 등에 노출이 되면은 절연층이 점차 박리가 돼서 감전 사고를 막아 주는 저항력이 급격히 떨어지게 됩니다. 그러니 절연 장갑은 최초 사용을 하신 이후에 6개월마다 정기적으로 내전압 성능 시험을 받으셔서 합격 판정을 받으셔서 재사용을 하시면 좋겠네요. 그리고 매 작업전에 입으로 공기를 불어 넣어보세요. 그래서 공기 주입기로 장갑을 부풀려서 눈에 보이지 않는 미세 구멍이 있는지 점검을 해보시면 좋겠습니다. 그리고 시험에 불합격하거나 유효 기간이 지났을 경우에는 망설이지 마시고 바로 폐기하시는 걸 권유드립니다. 어떤 식으로든 안전이 최우선이기 때문에 아까워하지 않으시는 걸 권유드리고 싶어요.
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전동기에서 권선 온도와 외함 온도가 서로 다른 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.열화상 카메라로 측정한 모터 외함이랑 내부 권선의 온도 차이는 내부에서 발생한 열이 절연재를 거쳐서 외부로 방출되는 과정에서 열저항이 발생합니다. 그리고 표면은 팬으로 계속 강제 냉각이 되기 때문인 거죠. 이로 인해서 모터 내부의 권선 온도는 외부 표면보다 10도에서 20도 이상 높게 유지가 되는 겁니다. 현장에서 점검할 때는 외함 온도를 참고하되 모터 명판에 절연 등급에 따른 권선의 허용 온도를 최종 기준으로 판단해야 합니다. 표면 온도가 70도에서 80도여도 내부는 절연 파괴 임계점에 도달했을 수 있습니다. 그러니 내장된 센서 수치를 확인하거나 주위 온도 대비 표면에 온도 상승분을 함께 추적해야 하는 것인거죠.
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전기설비에서 단락사고와 지락사고는 어떻게 다른가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.전기 설비에서 단락 사고는 서로 다른 전위에 전선끼리 직접 피복이 벗겨진 상태로 연결되는 현상입니다. 그리고 지락이라고 하는 것은 전선이 기기의 외함이나 땅이랑 직접 접촉을 해서 전류가 땅으로 새어 나가는 현상입니다. 정리하자면 단락은 선과 선사이의 합성 사고입니다. 그리고 지락은 선과 땅 사이에 누전이나 접촉 사고라고 이해하시면 좋겠네요. 그리고 두 개 사이에 발생 원인이랑 흐르는 전류의 성격이 달라서 보호 장치도 명확히 구분됩니다. 단락 사고가 발생했을 때는 전원 선간의 저항이 거의 제로 가깝습니다. 그래서 수천에서 수만 암페어에 달하는 막대한 단락 전류가 흐르게 되죠. 그래서 배선 차단기나 파워 퓨즈가 동작해서 선로를 절단합니다. 그리고 지락 사고가 발생했을 때는 접지 저항치에 따라서 상대적으로 작은 지락 전류가 흐릅니다. 그래서 일반 차단기가 감지하지 못할 수가 있기 때문에 누전 차단기를 사용해서 지락에 대해서 보호를 하는 거죠.
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모터 축에 먼지가 많이 쌓이면 진동이 발생할 수도 있나요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.모터에 축이나 냉각팬에 먼지가 많이 쌓이게 되면 회전체의 질량 균형이 깨집니다. 그래서 회전 불균형 현상으로 인해서 강한 진동이 발생 발생할 수가 있는 거죠. 모터 축과 회전 날개는 고속으로 회전합니다. 그래서 미세한 먼지나 이물질이라도 한쪽에 불균일하게 뭉쳐 붙으면 회중 중심축과 질량 중심축이 일치하지 않게 되죠. 그래서 원심력에 의한 불균형이 회전 속도의 제곱에 비례해서 커집니다. 그래서 축방향과 반경 방향 모두 심한 진동을 유발하는 거죠. 이런 진동은 단순한 오염 문제를 넘어서 베어링의 과도한 마모가 발생합니다. 더욱이 팬에 붙은 먼지층은 내부 풍량을 방해해서 열 방출을 막는 역할도 하게 됩니다. 그러니 회전 불균형 진동과 내부 열화 현상까지 동시에 진행이 되는 거죠. 결국에는 모터의 수명을 급격히 단축시키는 원인이 됩니다.
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제어판넬에서 퓨즈는 차단기와 어떤 차이가 있나요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.제어 판넬에서 차단기와 퓨즈랑 가장 큰 차이점은 재사용이 가능한가 아닌가입니다. 그리고 차단 속도에 있겠습니다. 차단기는 기계적인 스위치 구조로 과전류나 단락 발생이 생겼을 때 수십 ms 이내 차단됩니다. 그리고 스위치를 다시 올리면 재사용할 수가 있죠. 하지만 퓨즈는 내부 용단제가 물리적으로 녹아서 끊어지는 일회성 부품입니다. 그래서 한번 동작하면 반드시 새 것으로 교체를 해야 되는 거죠. 두 장치를 함께 사용하는 이유는 보호 목적이랑 차단 특성 영역이 다르기 때문이죠. 차단기는 일반적인 과부하 전류나 비교적으로 낮은 단락 전류를 담당합니다. 그래서 반복적으로 리셋이 가능합니다. 그리고 운전 편의성을 제공하고 반도체형 퓨즈는 대용량 단락 사고 발생 시 수 ms 이내에 매우 빠른 속도로 끊어집니다. 그래서 고가의 PLC 카드나 SMPS 같이 정밀한 전자 기기를 순식간에 보호하는 차단 성능 역할을 분담하는 겁니다.
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