인버터에서 전류 제한(Current Limit) 기능은 어떤 역할을 하나요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.인버터의 전류 제한 기능은 설정한 전류 한계치에 도달했을 때, 인버터를 멈추지 않고 출력 주파수나 전압을 조절합니다. 그래서 전류치가 그 이상은 증가하지 않도록 제어하는 기능이죠. 쉽게 말해서 과전류 트립이 발생하지 않기 위해서 미리 막아 주는 보호 장치 역할을 수행하는 거죠. 현장에서는 과도한 기동 부하가 걸리거나 부하가 갑자기 변동할 때 쓰이고 있습니다. 급격한 가속 시에 오버로드가 발생하거나 오버쇼트가 발생하죠. 그때 가속을 잠시 멈추거나 출력을 낮춰서 차단기의 트립이 없이 부드럽게 기동시키는 겁니다. 예시를 또 들어보자면 컨베이어 벨트가 물리적으로 잼 되어 구동부가 막히는 상황에서도 인버터가 정지하지 않고 한계 전류만 유지하는 거죠. 또 엘리베이터도 한계치까지 승객을 태운 뒤에 상승을 할 때, 큰 기동 전류가 필요한데 그때도 전류치를 조절해서 오버로드가 발생하지 않도록 전류를 제한하는 사례도 들 수 있겠습니다.
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전동기에서 운전 중 소음의 주파수를 분석하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.일단 모터에서 나는 소음은 단순히 전체 크기만 측정해서는 원인을 알아내기가 쉽지 않습니다. 실제로 모터에서 소음을 내는 원인이 여러가지가 있기 때문이죠. 그래서 주파수를 분석을 해보면 회전수 또는 전원의 주파수 또는 베어링 구름 요소의 개수랑 연동이 돼서 고유 주파수 성분을 분리할 수 있습니다. 그래야 정확히 어떤 부품에 이상이 생긴 건지 원인을 구분할 수 있죠. 현장에서는 회전수 성분으로 언밸런스나 축 힘을 잡아낼 수 있습니다. 또는 전원 주파수의 성분으로는 철심 마찰이나 자속 불균형 같은 결함을 진단할 수도 있죠. 이렇게 주파수 분석을 거쳐야 명확히 어떤 부분이 고장이 났고, 교체를 해야 되는지 원인을 알 수 있으니까 시운전 착오를 줄일 수가 있는 것입니다.
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전동기에서 전압은 정상인데 역상(Phase Reversal)이 발생하면 어떤 문제가 생기나요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.3상의 전동기에서 전압이 정상이라고 하더라도 역상이 생기면 회전자계에 회전하는 방향이 반대로 됩니다. 그러면 전동기는 원래 가려고 하는 회전의 반대 방향으로 돌게 되는 거죠. 3상의 전력은 각 상의 위상차로 회전하는 힘을 만듭니다. 그래서 상에 순서는 RST 중에서 두 상의 결선이 바뀌면 자기장에 회전 방향 자체가 바뀌는 거죠. 그래서 펌프나 엘리베이터 같은 수송 설비의 역회전이 발생하면은 기계부의 변형이 생길 수가 있습니다. 그리고 설비의 역행 등 치명적인 사고로 이어질 수가 있는 거죠. 예를 들어 보면 엘리베이터는 피트에서 얼마 올라갈지 않은 상태라고 가정해 보겠습니다. 그래서 의도치 않은 사고가 발생했을 때 아래로 떨어진다면 금방 버퍼와 부딪혀서 사고가 일어나지 않을 겁니다. 하지만 상승을 해 버린다면 건물 천장까지 올라가게 될 거고, 기존의 세팅된 속도보다 더 과속을 하게 될겁니다. 그러면 비상 정지를 하게 될 거고, 승객에게 충격을 주게 될 수가 있는 거죠. 그래서 현장에서는 가동하기 전에 상순계를 접속을 해서 회전 방향을 미리 확인을 합니다. 또는 상역전 경보랑 차단 기능이 있는 역상 감지 계전기를 설치해도 역상이 발생했을 때, 기동을 자동으로 차단할 수가 있습니다.
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배전반에서 제어용 릴레이의 동작 시간을 점검하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.릴레이는 단순히 켜지고 꺼지는 것도 중요한 건 맞습니다만, 동작 반응 속도가 보호 시퀀스의 정확도를 결정합니다. 그래서 시간을 측정하는 것이 중요한 겁니다. 반응이 밀리초 단위로라도 느려지게 되면, 차단기에 보호 협조가 깨지거나 인터락이 꼬일 수 있습니다. 그래서 설비 손상이나 정전 사고로 이어질 수가 있는 거죠. 예를 들어서 엘리베이터로 봤을 때 문이 열린 상태에서 움직이게 되면 급하게 정지를 해야 되죠. 하지만 신호는 정지 신호를 보냈지만 브레이크를 제어하는 릴레이가 늦게 동작한다면, 결국 사고는 발생하게 될 겁니다. 그래서 현장에서는 코일의 열화나 접점의 아크에 의해서 탄화나 미세 융착이 생겼는지 같은 기계적과 전기적인 이상을 잡아내려고 동작 시간을 체크하죠. 그래서 정기 점검 때 지연 시간의 측정을 해두고 릴레이의 소손이나 접점에 이상이 있는지 미리 교체를 해야 됩니다. 그래야만 큰 사고를 막을 수가 있는 거죠.
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전동기 점검 시 축방향 진동과 반경방향 진동을 모두 측정하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.전동기는 고장 원인에 따라서 진동이 크게 발생하는 방향이 전혀 다릅니다. 그래서 축방향과 반경방향을 모두 측정해야 되는 거죠. 그래야 정밀적인 점검을 통해 원인을 알 수 있습니다. 회전체의 질량 불균형이나 축이 휘어짐은 반경 방향 진동을 유발합니다. 하지만 축 정렬 불량이나 베어링의 결함은 축 방향 진동을 유발하는 특징이 있습니다. 하나의 방향만 보면 고장의 원인을 잘못 진단해서 엉뚱한 부품을 수리하는 경우가 생길 수 있습니다. 그러니까 방향별로 구별하는 거죠. 그래서 현장에서는 수평과 수직과 축방향 3개의 축 진동 측정기를 데고 신호를 비교합니다. 그래야 정확한 이상 부품을 잡아낼 수가 있습니다.
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전자회로에서 커패시터는 전기를 잠시 저장했다가 다시 내보낼 수 있다고 하는데, 배터리처럼 계속 전기를 공급하는 장치와는 어떤 원리와 용도에서 차이가 있을까요?
안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.커패시터와 배터리는 전기를 저장하는 공통점이 있습니다. 하지만 저장 원리랑 방전 속도에서는 차이가 있습니다. 커패시터는 전극 표면에 전하를 끌어모으는 물리적인 전기장 방식을 사용합니다. 그래서 순간적으로 빠르게 충전과 방전이 되는 반면에 배터리는 화학적인 반응을 이용해서 에너지를 대량으로 저장하고 오랜 시간 천천히 방전할 수 있습니다. 이 특성 때문에 배터리는 스마트폰이나 차량에서 지속적으로 전원을 공급하죠. 반면에 커패시터는 전압 변동을 평탄화해서 다듬는 정류 회로의 필터로 씁니다. 그래서 노이즈를 제거하고 순간적인 고전력을 공급하는 부품으로 쓰입니다.
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배터리가 줄어 드는 속도는 어떻게 계산되나요??
안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.배터리의 잔량 표시는 방전할 때 전압이 급격하게 떨어지는 저전압 구간 특성을 고려해야됩니다. 거기다가 스마트폰 내부 잔량 측정 알고리즘의 오차 때문에 구간 별로 감소 속도가 다르게 느껴지는거죠. 배터리는 10% 미만으로 떨어지면 전압강하 폭이 급격하게 커집니다. 그래서 스마트폰은 전류 적산법이랑 전압 측정을 함께 씁니다. 그래도 저전압 구간에서는 기기의 갑작스러운 꺼짐을 막기 위해서 퍼센트를 더 빠르게 줄이거나 오차를 수정하죠. 그래서 결론적으로 작성자님께선 말씀하신 대로 20%에서 10%로 떨어질 때보다 10%에서 0%로 떨어질 때가 더 빠르게 느껴지는 겁니다.
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배전반에서 버스바 연결부를 볼트 여러 개로 체결하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.배전반에 버스바 연결부에 볼트를 여러 개 사용하는 이유 중에 가장 큰 이유는 접촉 면적을 넓히기 위한 것이죠. 그래서 균일한 접촉 압력을 유지해서 접촉 저항을 줄이기 위한 목적입니다. 그래서 단자 간에 접촉 저항이 커지면 열이 발생해서 버스바가 과열되고 절연이 파괴가 될 수 있죠. 그러면 결국 화재로 이어지게 됩니다. 이를 방지하기 위해서 여러 개의 볼트로 마찰면 전체를 균일하게 밀착시키죠. 그러면 전압 강하와 발열을 최소화할 수 있습니다. 그리고 더불어서 대전류가 흐를 때 발생하는 전자기력과 유도 진동의 버스바 결합부가 변형이 되거나 풀리는 상황이 있는데 이것 또한 기계적으로 안정성을 높여서 방지하는 역할을 할 수가 있죠. 그래서 현장에서는 볼트 체결 수량을 늘려서, 전력 손실을 막으면서 안전성을 확보할 수 있는 겁니다.
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인버터에서 저전압(UV) 알람은 왜 발생하나요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.말씀대로 인버터 회로에서는 고전압도 문제가 되지만, 저전압도 문제가 됩니다. 저전압 알람은 내부의 DC 링크 전압이 기준치보다 떨어졌을 때, 제어가 불가능해지고 부품이 손상될 수 있어서 이를 막기 위해서 발생하는 거죠. 실제로 전압이 낮아지면 필요한 출력을 맞추려고 전류가 과도하게 늘어납니다. 그러면 IGBT 소자에 열이 쌓이게 되고 제어 전원도 불안정해지는 거죠. 그래서 인버터가 스스로 보호 동작을 일으키는 겁니다. 현장에서도 가장 먼저 대형 부하 기동으로 인해서 입력 전원의 순간 전압강하나 정전 여부를 확인해야 됩니다. 그리고 더불어서 입력의 차단기와 단자대의 결선상태 불량이나 인버터 내부의 콘덴서의 열화 현상도 주된 원인 중의 하나입니다. 그러니 이 부분도 함께 점검해야 되죠.
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배전반에서 CT(변류기) 2차측을 개방하면 안 되는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.배전반에서 변류기의 2차측을 개방하면 상쇄자속이 사라지면서, 철심의 내부에 과도하게 큰 자속이 발생하게되고 결국에는 수천볼트 이상의 고전압이 유도됩니다. 그래서 2차측을 개방하지 말라고 하는겁니다. 그리고 또, 작업자에게 감전 사고나 변류기에 절연파괴가 일어날 수 있으니까 매우 위험한 거죠. 그리고 급격하게 늘어난 자속때문에 철손이 급증하게되고, 철심이 과열되면, 내부의 절연재가 타 버리는 화재 사고로 이어질 수도 있습니다. 그래서 결론은 변류기에 2차측 계측기를 점검할 때는 감전이랑 장비 소손을 막아야 되고 그래서 2차측 단자를 단락시킨 뒤에 작업해야 되는 게 결론입니다.
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