전동기에서 고정자와 회전자 사이의 공극을 측정하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.공극은 고정자에서 발생한 자기장이 회전자로 넘어가는 통로입니다. 유도 전동기는 이 공극이 수mm 수준으로 매우 좁아서 약간만 떨어진다고 해도 전기적과 기계적인 균형이 깨지죠. 공급이 고르지 않으면 한쪽으로 불편형 자기 인력이 크게 작용하게 됩니다. 그 결과로는 회전축이 한쪽으로만 쏠리면서 극심한 진동과 소음이 터질 수 있고 역률과 효율이 확 떨어지게 될 수 있습니다. 그래서 정기 정비 시에는 베어링 마모랑 축의 힘을 미리 잡아내려고 공극을 정밀하게 측정하죠. 현장에서는 엔드 커버의 점검 구멍으로 간극 게이지를 넣어서 상하 좌우 간격을 꼼꼼히 체크합니다. 만약 공급 오차가 커지면 베어링 하우징 마모나 샤프트의 변형을 의심해야 됩니다. 결론적으로 공급 편차를 방치하면 결국 회전제가 고정자 내벽을 긁어 버리는 대형 사고로 이어지니까 미리미리 점검하시는 게 굉장히 중요한 거죠.
평가
응원하기
전자제품은 왜 서로 전자파 간섭을 일으키지 않도록 설계되어야 하나요?
안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.모든 전자 제품은 작동할 때 의도치 않은 전자파 노이즈를 뿜어냅니다. 그래서 주변도 전자파의 영향도 받죠. 만약 규제가 없다면 공장 제어반 옆에서 스마트폰만 터져도 PLC가 먹통이 되거나 모터 드라이브가 뻗는 오작동이 날 수도 있습니다. 그래서 전자 제품은 남에게 노이즈를 품지 않는 EMI시험과 남의 노이즈를 견뎌내는 EMS 시험을 모두 갖추도록 규제하죠. 이 두 가지를 모두 만족해서 주변 기기와 사이좋게 동작하게 만드는 게 EMC 인증입니다. 보통 KTR과 DTNC에서 시험을 많이 보는 편이죠. 그리고 EMI와 EMC 말고도 버스트 또는 정전기 그리고 서지 등등 여러 가지 시험도 포함을 해서 테스트 리포트를 발행하고 있습니다. 그리고 기술적으로는 노이즈가 밖으로 새거나 안으로 들어오지 못하게 삼중으로 막아내는 설계를 씁니다. 먼저 전원선이나 통신선에는 페라이트 코어나 노이즈 필터를 답니다. 이를 통해서 고주파 노이즈를 접지로 흘려보내죠. 하지만 실제 개발자 입장에서는 이런 코어나 노이즈 필터 자체가 다 단가를 상승하는 요인이 되기 때문에 가능한 한 전자파를 많이 내지 않도록 처음부터 설계를 하는 게 중요하죠. 그리고 기기 외함이나 민감한 회로 주변에는 금속 쉴드로 케이스를 감싸서 공기 중으로 방사되는 전자파를 차단하는 설계를 합니다. 그리고 기판 설계 시 접지 면적을 넓게 깔고 신호선의 루프를 줄여서 근본적인 전자파 간섭을 최소화하는 게 중요한 방법입니다.
채택 받은 답변
평가
응원하기
배전반에서 전선의 최소 굴곡반경을 지켜야 하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.전선을 급격하게 꺾으면 도체랑 피복에 기계적인 변형이랑 스트레스가 가해집니다. 구리 도체 바닥이 늘어나거나 찌그러지면서 실질적으로 전선의 단면적이 줄어들죠. 그러면 해당 부위의 저항이 높아져서 발열이 심하게 발생합니다. 더욱이 내부 절연체가 압착되어 얇아지거나 균열이 생기면서 전선의 절연 성능이 떨어지게 되죠. 그래서 현장에서는 굴곡 반경을 지키지 않으면 결국 과열 소손이나 절연 파괴로 이어질 수가 있습니다. 장기적으로 전류가 흐르면서 꺾인 부위에 열이 쌓이고 피복이 눌러붙을 수도 있습니다. 그러면 결국 쇼트가 날 수도 있죠. 게다가 대용량 케이블의 경우에는 급곡선 부위에 전기력이 집중됩니다. 그래서 케이블이 밖으로 튀어 나가려는 힘을 받게 되죠. 결론적으로 전선 외경의 6배 이상 곡률을 유지해 주시는 게 안전합니다.
평가
응원하기
인버터에서 토크 부스트(Torque Boost)를 과도하게 설정하면 어떤 문제가 발생하나요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.토크 부스트는 저속 대역에서 인버터의 출력 전압을 강제로 높여주는 기능입니다. 인버터는 주파수에 비례해서 전압을 보냅니다. 그리고 저속에서는 모터 내부 저항 때문에 전압 손실이 생기는데, 결국 토크가 확 떨어지기 때문입니다. 하지만 이 전압을 너무 과도하게 높이면 모터의 철심이 자기 포화 상태에 빠지게 되죠. 그러면 모터에 과도한 무효 전류가 흐르면서 발열이 심해지고 결국에는 인버터가 과전류 에러를 띄웁니다. 그래서 현장에서는 기계가 부드럽게 기동할 수 있는 최소한의 값만 올려서 설정하죠. 보통 자동 토크 부스터 기능을 먼저 사용합니다. 또는 수동 설정 시 1%에서 2% 정도만 조금씩 올려 가면서 모터 전류를 체크하죠. 특히나 팬이나 펌프 같은 저감 토크 부하에는 절대로 과하게 올리면 안 됩니다. 컨베이어나 호이스트처럼 정속 기동 토크가 필요한 장비에만 제한적으로 조정하시는 것이 정석적인 방법인 겁니다.
평가
응원하기
LED 전구는 왜 백열전구보다 전기를 훨씬 적게 쓰나요?
안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.백열전구는 필라멘트에 전기를 흘려서 2000도 이상 달궈서 나오는 열 복사빛을 이용하죠. 그래서 공급된 전력의 95% 이상이 쓸데없는 열로 날아갑니다. 그리고 남은 5%만 겨우 빛으로 바뀌는 거죠. 하지만 LED는 반도체 내부에 전자가 직접 재결합하면서 빛을 뿜어냅니다. 이 말은 열을 거치지 않고 전기를 직접 빛으로 바꿔 버리기 때문에 에너지 손실이 거의 없다고 생각하시면 되겠습니다. 그래서 전기를 훨씬 적게 먹는 거죠. 그리고 LED 자체는 필라멘트처럼 타서 끊어지는 부품이 없어서 반 영구적으로 수명을 가집니다. 하지만 저가형 LED 전구가 금방 고장나는 건 빛을 내는 LED 소자가 아니라 내부 전원 변환 회로가 터지기 때문입니다. 보통 SMPS가 고장이 나죠. 싸구려 전구는 발열을 시키는 방열판을 빼먹거나 저가 콘덴서를 씁니다. 그래서 열을 얼마 못 견디고 회로가 먼저 죽어 버리는 거죠. 결론적으로 LED 전구를 오래 쓰려면 방열 구조가 튼튼한 걸 골라야 됩니다. 그리고 가능하다면 브랜드 있는 제품을 고르시는 게 정답입니다.
평가
응원하기
스펙트럼의 선의 위치가 일치하는 이유
안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.일단은 원자 내에서 전자 껍질에 주 에너지 위치는 주 양자 수에 따라서 고정되어 있죠. 전자 전이가 일어날 때 방출되거나 흡수되는 에너지는 두 껍질 사이의 차이값과 일치합니다. 그래서 전자가 어디서 어디로 떨어지든 특정 조합의 에너지 차이는 항상 일정하죠. 그래서 한 원소 안에서 동일한 껍질 사이를 전이할 때는 스펙트럼 선의 위치가 변하지 않고 똑같은 자리에 찍히게 되는 겁니다. 그리고 말씀하신 대로 특정 선 하나는 다른 원소와 우연히 파장이 겹칠 수가 있죠. 그러나 각 원자는 전자의 개수와 핵 전하량이 다르고 에너지 준위 구조 자체가 다릅니다. 그래서 원자마다 나타내는 수십 또는 수백 개의 스펙트럼 선들에 전체적인 조합과 패턴은 세상에서 단 하나뿐이라고 할 수 있는 거죠. 그래서 결론적으로는 선 하나만 보는 게 아닙니다. 전체 지문과 같은 배열 패턴을 보기 때문에 원소마다 스펙트럼이 고유하다고 하는 겁니다.
평가
응원하기
로우패스필터는 어떻게 특정 주파수 이상의 신호만 걸러내나요?
안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.로우패스 필터는 커패시터가 주파수에 따라서 저항 성분이 변하는 성질을 이용합니다. 커패시터의 리액턴스는 주파수가 높아질수록 0에 가까워집니다. 그래서 직류나 저주파 신호가 들어오면 커패시터가 길을 막아서 신호가 출력 단자로 그대로 나가죠. 하지만 고주파 신호나 노이즈가 들어오면은 커패시터의 저항이 낮아집니다. 그래서 전력이 접지 쪽으로 빠져나가 버리죠. 그리고 출력 단자로 나가는 신호의 한계점은 저항과 커패시터의 값으로 결정됩니다. 원하는 주파수 대 위쪽만 딱 골라서 지워버릴 수가 있는 거죠. 게다가 저항과 커패시터의 위치만 바꾸면 거꾸로 고주파만 통과시키는 하이패스 필터가 될 수도 있습니다. 그래서 결론적으로 저항으로 신호 흐름을 잡고 커패시터로 노이즈 바이패스 통로로 써서 고주파를 걸러내는 원리라고 이해해 주시면 좋을 것 같습니다.
평가
응원하기
스마트폰 배터리가 너무 빨리 달아요. 수명 연장을 위한 효율적인 관리 방법이 궁금합니다.
안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.밤새도록 충전기를 꽂아 두는 습관은 배터리 성능 저하에 아주 직접적인 원인이 되는 게 맞습니다. 요즘 스마트폰은 만충이 되면 차단 회로가 잘 되어 있죠. 하지만 100% 상태가 오랫동안 유지되면 리튬 이온 배터리 내부에 화학적인 스트레스가 크게 달합니다. 그래서 배터리가 금방 열화되죠. 또한 수명도 급격하게 줄어들게 됩니다. 따라서 80에서 85%까지만 충전되도록 제한 기능을 켜두시는 걸 추천드립니다. 또한 20% 밑으로 떨어지기 전에 수시로 충전해 주시는 것이 가장 이상적인 방법이고요 그리고 가능하다면 스마트폰 자체 설정에서도 배터리 소모를 줄일 수 있습니다. 디스플레이 화면 밝기를 자동 조종으로 하세요. 그리고 절전 모드나 화면 주사율 조절 기능을 활용해보시면 좋겠습니다. 게다가 사용하지 않는 WiFi나 블루투스 같은 기능은 꺼두시고요. 마지막으로 백그라운드에서 혼자 전기를 갉아 먹는 앱들을 찾아서 절전 상태로 바꿔 주시면 아주 좋은 팁이 될 겁니다.
평가
응원하기
인버터에서 감속시간과 제동저항은 어떤 관계가 있나요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.감속 시간을 줄이면 모터가 발전기처럼 돌면서 큰 회생 에너지를 인버터로 뿜어냅니다. 모터의 회전 관성이 남아 있는 상태에서 인버터가 주파수를 강제로 낮추기 때문이죠. 이때 발생하는 전력 에너지는 인버터 내부 콘덴서로 흘러들어갑니다. 근데 감속 시간이 너무 짧으면 전압이 치솟죠. 그래서 과전압 에러로 인버터가 뻗어 버릴 수가 있습니다. 결국 이 남는 전기를 열로 태워주는 제동 저항이 필요한 겁니다. 그래서 현장에서는 관성 크기와 정지 목표 시간에 따라서 제동 저항을 추가합니다. 모터에 달린 팬이나 회전체 무게가 커서 급정지해야하는 장비에는 필수로 달죠. 반면에 관성이 작거나 부드럽게 천천히 세워도 되는 장비는 자연 감속으로도 충분합니다. 결론적으로는 감속 시간을 짧게 잡아야 할수록 높은 용량의 제동 저항과 제동 유닛을 조합해 주셔야 안전한 거죠.
평가
응원하기
전동기에서 베어링 소음은 없는데 온도만 상승하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.소음이 없는데 온도만 오르는 건 그리스의 부족이나 과다한 주입이 가장 큰 원인으로 보이네요. 그리스가 너무 없으면 마찰열 때문에 온도부터 솟습니다. 그리고 반대로 그리스를 너무 많이 넣어도 내부 마찰항력이 커져서 열이 심하게 나죠. 게다가 벨트 장력이 너무 팽팽하거나 모터 축 정렬이 살짝만 틀어져 있어도 베어링에 하중이 과하게 쏠려서 소음 없이 열만 퍼질 수 있습니다. 그래서 현장에서는 가장 먼저 그리스의 주입양과 오염 상태부터 확인합니다. 그리스 배출구를 열어서 굳은 기름때나 과다하게 주입된 그리스를 빼내 주셔야 되죠. 그리고 레이저 센서나 다이얼 게이지로 축 정렬을 점검하고 벨트 장력도 적정 수치로 맞추셔야 합니다. 결론적으로는 이 상태를 그냥 두면 결국 베어링의 손상으로 넘어갑니다. 그러면 소음까지 터지게 되니까 미리 조치하는 게 맞는 겁니다.
평가
응원하기