전동기에서 권선 저항은 정상인데 기동전류 파형이 달라지는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.권선의 저항이 정상이라고 하더라도 파형이 변하는 큰 이유는 동적인 편심이나 회전자 바 손상 때문입니다. 테스터기로 재는 권선의 저항은 멈춰 있는 정적 상태에 테스터 저항만 보여줍니다. 그런데 모터가 돌면 자기의 불균형이나 회전자 균열 같은 동적 변수가 작동하죠. 그러니 전기적 저항값은 세 개 상을 모두 똑같이 나와도 기둥할 때 튀는 전류 파형은 이상을 보일 수가 있습니다. 현장에서는 회전자 바 파손이나 공극에 불균형을 가장 먼저 의심해야 되죠. 왜냐하면은 알루미늄이나 동으로 된 회전자 바가 깨지면 기동할 때 파형의 유도 전류 불균형이 생기기 때문입니다. 거기다가 베어링 마모나, 공극이 비틀어져도 기동할 때 자석이 한쪽으로 쏠립니다. 그러면 결국 파형이 일그러지게 되죠. 결론은 모터 전류 분석이나 진동 측정을 실시해서 회전자와 베어링을 즉시 점검하시는 게 중요하겠습니다.
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배전반에서 케이블 글랜드(Cable Gland)를 사용하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.케이블 글랜드를 쓰는 가장 큰 이유는 외함의 보호 등급을 유지하기 위함입니다. 그래서 케이블 손상을 막기 위함이죠. 왜냐하면은 케이블이 배전반 철판 구멍을 그대로 통과하면 날카로운 단면에 피복이 찢어질 수 있습니다. 그리고 글랜드 내부의 고무 패킹이 구멍을 완전히 밀폐해 주죠. 그래서 먼지나 습기가 내부로 들어오는 것을 막아 주기 때문에 단락 사고를 예방할 수 있게 됩니다. 현장에서는 방수와 방진 그리고 케이블 인입부 보정을 위해서 반드시 설치하고 있죠. 왜냐하면 외부에 노출된 배전반은 빗물이나 먼지가 들어가면 순식간에 폭발 사고로 이어질 수 있습니다. 그리고 외부에서 케이블을 잡아당겨도 내부 단자 내에 직접적인 힘이 전달되지 않게 꽉 잡아 주죠. 아무튼 결론적으로 전기적 안전이랑 배전반의 수명을 늘리기 위해서는 없어서는 안 되는 핵심 부품 중에 하나라고 이해해 주시면 좋을 것 같습니다.
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전동기에서 무부하 전류를 정기적으로 기록하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.무부하 전류를 정기적으로 기록하는 이유는 외부 영향 없이 모터 자체의 순수한 상태를 파악하기 위한 거죠. 왜냐하면은 부하가 걸리면 작업 조건에 따라서 전류가 변합니다. 그래서 모터 자체 이상을 찾기 힘들기 때문이죠. 하지만 무부하 상태에서는 오직 모터 내부 손실만 전류로 나타냅니다. 그래서 기준값을 기록해 두면 내부 미세한 결함을 아주 정확하게 감지할 수 있는 거죠. 그래서 현장에서는 무부하 전류가 올라가면 권선 절연 손상이나 베어링 마찰 이상을 즉시 의심해야 됩니다. 왜냐하면 권선 내부 단락이 생기거나 베어링이 뻑뻑해지면은 손실 전류가 급증하죠. 거기에다가 이 신호를 놓치면 모터가 완전히 타 버리는 사고로 이어질 가능성도 있습니다. 그러니까 무부하 전류 증가를 감지하면 바로바로 정비에 들어가시는 게 무조건 맞습니다.
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인버터에서 감속 정지(Coast Stop)와 램프 정지(Ramp Stop)의 차이점은 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.Coast Stop과 Ramp Stop의 차이는 인버터가 정지할 때 출력을 끊느냐 아니면 끝까지 제어하느냐의 차이입니다. 왜냐하면은 Coast stop은 즉시 전원을 끊고 모터가 관성으로 멈추게 되는 방식이죠. 반면에 Ramp stop은 감속 시간에 맞춰서 주파수를 줄이고 끝까지 잡아 줍니다. 그래서 관성에 맡길지 제어해서 줄이지에 따라서 작동이 갈리는 거죠. 그래서 현장에서는 설비 목적에 맞춰서 구분해서 사용되고 있습니다. 예를 들어 볼게요. 대형 팬이나 믹서기처럼 천천히 멈춰도 되는 설비는 감속정지를 씁니다. 그런데 컨베이어나 승강기처럼 위치를 딱 맞춰야 될 때는 램프 정지를 사용하는 거죠. 그래서 설비 보호는 자유 둔화를 쓰고 정밀 위치 제어는 램프 정지를 쓴다고 보시면 이해하기 편하실 것 같네요.
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전동기에서 회전자 편심(Eccentricity)을 조기에 발견해야 하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.회전자 편심을 조기에 잡아야 하는 이유는 공급의 불균형이 전자기적 인력을 한쪽으로만 쏠리게 만들기 때문입니다. 왜냐하면 공극이 좁아진 쪽으로 강한 끌어당김이 발생합니다. 그래서 축과 베어링에 과도하게 하중이 쏠리죠. 게다가 이 상태를 방치하면 회전자가 고정자 내벽을 직접 긁어 버리는 소음 사고로 이어질 수가 있습니다. 그래서 초기 미세할 때 잡지 않으면 권선과 철심이 단번에 박살나게 되는 거죠. 그래서 현장에서는 특정한 소음이랑 진동 증상을 보고 편심을 의심합니다. 우선 전원을 넣었을 때 웅 하는 전자기적 맥동 소음과 함께 두 배의 전원 주파수 진동이 크게 튀어오릅니다. 그리고 부하를 걸었을 때 진동 폭이 급격히 커지고 베어링 온도가 솟구치게 되죠. 그래서 진동 분석기나 열화상 측정으로 주파수 신호를 포착해서 주기적으로 정비를 하는 게 중요한 거예요.
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양자역학에서 말하는 '관측하기 전에는 상태가 결정되지 않는다'는 이상한 현상이, 일상적인 대형 물체에는 적용되지 않고 미시적인 입자 세계에서만 나타나는 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.거시 물체에서 양자 중첩이 사라지는 이유는 결맞음 소실 현상 때문입니다. 이게 큰 물체는 주변의 공기 분자나 빛과 끊임없이 부딪히기 때문인 거죠. 그래서 사람이 보지 않아도 주변 환경이 이미 계속 관측을 수행하고 있습니다. 그래서 거시 세계에서는 중첩이 즉시 깨지고 하나의 상태로 고정이 되는 거죠. 반면에 미시 입체는 크기가 작아서 주변 간섭을 쉽게 차단할 수 있습니다. 왜냐하면 외부 분자와 부딪히는 횟수가 매우 적기 때문이죠. 그래서 측정 장비가 직접 닿기 전까지는 중첩 상태를 길게 유지하게 됩니다. 결론적으로 그래서 일상 물체는 주변과의 충돌 때문에 중첩이 유지될 수가 없고, 그래서 미시 세계에서만 관찰되는 거죠.
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차세대 보안 기술로 떠오르는 양자컴퓨터는 기존의 슈퍼컴퓨터보다 복잡한 계산을 훨씬 빠른 속도로 처리한다는데, 대체 어떤 원리로 빠른 속도를 내는지 쉽게 설명해 주세요.
안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.기존의 컴퓨터는 숫자 0과 1이라는 bit 단위로만 순차적으로 계산을 했습니다. 왜냐하면 전기가 꺼지거나 켜지는 두 가지 상태 중에 하나만 선택할 수 있기 때문이죠. 그렇지만 양자 컴퓨터는 큐비트라는 새로운 단위를 사용합니다. 그리고 이 큐비트는 숫자 0과 1의 상태를 동시에 가질 수 있는 중첩의 특성을 가지죠. 게다가 여러 큐비트가 서로 얽혀서 연결되는 양자 얽힘 현상까지 일어납니다. 그러므로 모든 경우의 수를 한꺼번에 동시에 계산해 버리니까 속도가 비교가 안 될 정도로 빨라지는 것입니다. 그래서 쉽게 비유하자면 미로 찾기를 할 때 차이가 확실히 느껴질 겁니다. 왜냐하면 기존 컴퓨터는 가는 길마다 길을 하나씩 들어가 보면서 막히면 되돌아오는 방식입니다. 하지만 양자 컴퓨터는 미로 전체의 한 번에 물을 흘려 보내는 것과 같은 거죠. 그래서 수많은 길을 한 번에 동시에 파악해서 정답을 찾아낼 수가 있습니다. 그래서 결과적으로 슈퍼컴퓨터가 몇백 년 동안 풀어야 할 복잡한 암호나 화학 반응 계산을 단 몇 초 만에 깔끔하게 끝내버릴 수가 있는 겁니다.
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배전반에서 단자대 점퍼(Short Bar)를 규격품으로 사용하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.단자대 점퍼바를 쓰는 가장 큰 이유는 접촉의 안정성 때문이죠. 왜냐하면은 전선을 직접 깎아서 점퍼를 만들며 구리 가닥이 옆으로 삐져 나올 수 있습니다. 그러면 인접한 단자와 닿으면서 순간적으로 합선이 날 수가 있죠. 게다가 작업자 손재주에 따라서 체결의 상태가 제각각 달라집니다. 그래서 나중에 접촉 저항이 높아지고 열이 발생할 위험이 아주 커집니다. 그렇지만 규격 점퍼바는 정격 전류에 맞춰서 딱 정밀하게 제작돼서 나옵니다. 그러니까 전선 점퍼보다 발열이나 접촉 불량 사고를 훨씬 더 안전하게 막아 줄 수가 있는 거죠. 그래서 현장에서는 작업 속도와 배전반 완성도를 높이기 위해서 점프바를 주로 쓰는 겁니다. 왜냐하면 일일이 전선이 잘라서 터미널에 찍을 필요가 전혀 없기 때문이죠. 그래서 단자대에 쏙 꽂아 놓고 나사만 조이면 되니까 작업시간도 많이 줄어들고요. 그리고 점퍼바 겉면에 절연커버가 잘 씌워져 있어서 감점 위험도도 예방할 수가 있습니다. 거기다가 배전반 내부의 선정리까지 깔끔해져서 나중에 오배선 점검도 줄어들고, 한눈에 잘 들어올 겁니다. 그래서 결론적으로는 작업 효율도 올라가고 외관도 정돈이 돼서 안전까지도 잡으실 수 있는것 입니다.
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인버터에서 DC 브레이크 기능은 언제 사용하는 것이 효과적인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.인버터의 DC 브레이크는 모터가 멈추기 직전이나 돌기 직전에 전류를 흘려서 축을 잡아채는 기능입니다. 일반 감속만 쓰면 관성 때문에 축이 정지 위치에서 미세하게 밀릴 수 있습니다. 거기다가 모터가 멈춰 있을 때 외부 바람 때문에 축이 멋대로 겉도는 일도 생길 수가 있죠. 그래서 정지 위치를 정확하게 잡아야 하거나 돌기 전에 공회전을 먼저 멈춰야 할 때 효과적입니다. 그러니까 기계적인 브레이크를 걸기 전이나 위치 제어를 할 때 꼭 필요한 기능이죠. 현장에서는 대형 팬이나 컨베이어 같은 설비에 많이 적용되고 있습니다. 왜냐하면 송풍기 팬은 역풍이 불면 모터가 반대로 돌면서 인버터의 과전류 트립을 일으키기 때문입니다. 또 컨베이어는 정지할 때 축이 밀려버리면 물건의 위치가 틀어집니다. 그러면 아래로 쏟아지게 되죠. 그래서 기동 전에 공회전을 미리 잡고, 정지 직전에 축을 딱 고정해서 트립이랑 안전사고를 깔끔하게 막아낼 때 가장 좋은 겁니다.
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전도 대류 복사 열전달 방식 세 가지의 특징과 예시
안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.우선 전도는 물질이 서로 붙어서 열을 넘겨 주는 방식이죠. 예를 들어서 찌개에 담근 쇠 숟가락이 손잡이가 뜨거워지는 현상입니다. 그리고 대류는 공기나 물 같은 유체가 직접 돌아다니면서 열에 나르는 방식입니다. 예시는 방안은 난방기를 틀면 공기가 따뜻하게 데워지는겁니다. 그리고 반면에 복사는 중간 물질 없이 열이 빛처럼 직접 쏘는 방식입니다. 예를 들면 난로 앞에 서면 공기랑 상관없이 피부가 따뜻해지는 것과 같습니다. 그러면 태양열이 지구로 돌아오는 과정은 바로 복사 방식이죠. 왜냐하면은 태양이랑 지구 사이에 우주에 있는 공기가 없는 진공이기 때문입니다. 그래서 전도나 대류처럼 열은 날려 줄 매개체가 전혀 없죠. 그렇지만 복사는 중간 물질이 없어도 열의 전자기파 형태로 쓸 수 있습니다. 그래서 결론적으로 태양열 에너지는 진공을 뚫고 복사선 형태로 지구까지 도달하게 되는 거죠.
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