전동기에서 상전압과 절연저항은 정상인데 효율이 저하될 수 있나요?

Question

모터를 점검했을 때 상전압도 정상이고 절연저항도 기준값 이상으로 측정되었습니다. 그런데 소비전력은 이전보다 증가하고 실제 출력은 감소하는 것처럼 보이는 경우가 있다고 들었습니다. 전기적인 측정값이 정상인데도 효율이 떨어질 수 있는 이유가 무엇인지 궁금합니다. 실제 현장에서는 어떤 항목을 추가로 확인하여 원인을 찾는지도 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.

네, 가능합니다. 상전압과 절연저항이 정상이라고해서 전동기의 효율까지 정상이라는 뜻은 아닙니다.

상전압은 전원 상태를 보는 값이고, 절연저항은 주로 권선과 대지 사이의 절연 상태를 확인하는 값입니다. 반면 효율은 입력된 전기에너지 중 실제 기계적 출력으로 얼마나 잘 변환되는지를 보는 것이기 때문에, 다른 손실이 증가하면 두 값이 정상이어도 효율은 떨어질 수 있습니다.

대표적인 원인은 베어링 마찰 증가, 축정렬 불량, 커플링 문제, 냉각 불량, 회전자 손상, 권선의 부분적인 열화, 철손 증가 등입니다. 예를 들어 베어링 마찰이 커지면 모터가 같은 일을 하기 위해 더 많은 전력을 소비하게 되고, 실제 축 출력은 오히려 줄어들 수 있습니다.

현장에서는 보통 ① 3상 전류와 전류 불평형 확인 → ② 입력전력(kW)과 역률 확인 → ③ 베어링 온도·진동·소음 점검 → ④ 축정렬과 커플링 상태 확인 → ⑤ 회전수와 실제 부하 확인 → ⑥ 권선저항과 상간 균형 확인 → ⑦ 필요하면 무부하 시험이나 효율 시험 순으로 원인을 좁혀갑니다.

즉, 전압과 절연은 정상이어도 기계적 손실이나 내부 전기적 손실이 증가하면 소비전력은 늘고 실제 출력은 줄어 효율이 저하될 수 있다고 이해하면 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

상전압이 정상이라는 것은 말 그대로 모터에 공급되는 전압이 크게 이상하지 않다라는 뜻이고, 절연저항이 정상이라는 것은 권선과 대지 사이의 절연 상태가 양호하다는 의미 입니다. 하지만 모터가 전기를 얼마나 효율적으로 기계적인 힘으로 바꾸고 있는지는 별개의 문제라고 볼 수 있습니다. 모터에 들어간 전력 중 일부는 권선의 저항 때문에 발생하는 동손, 철심의 철손, 베어링과 회전자의 마찰손실 등으로 소모가 됩니다. 이런 손실이 커지면 같은 일을 하는데 더 많은 전력을 사용하면서 실제 축에서 나오는 출력은 줄어들 수 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

전압이랑 절연 저항이 정상이라고 하더라도 모터 효율은 얼마든지 떨어질 수가 있습니다. 왜냐하면 회전자 바에 미세한 금이 가거나 철심이 열화돼서 내부 손실이 커질 수 있기 때문이죠. 거기다가 베어링 그리스가 말라붙어서 기계적인 마찰 저항이 크게 늘어나는 경우도 많습니다. 그래서 전기 수치만 믿고 안심하시면 절대적으로 안 되는 겁니다.

그래서 현장에서는 추가적인 종합 진단을 꼭 진행해야 됩니다. 우선은 열화상 카메라로 모터 표면에 국부 발열이 터지는지 확인을 해야 됩니다. 그리고 3상 전류 불평형과 진동 파형을 함께 측정해서 원인을 잡아야 되죠. 그러므로 발열이랑 전류 그리고 진동을 종합적으로 분석을 하셔야 효율 저하의 진작 원인을 찾으실 수 있으실 겁니다.

Answer 4

안녕하세요. 박준희 전기기사입니다.

네, 효율이 저하될 수 있습니다.

상전압과 절연저항이 정상이어도 기계적 손실 예를들어 베어링 마모, 축 정렬 불량이나 철손/동손 증가, 부하 자체의 문제로 인해 소비전력이 늘고 출력이 줄어들 수 있습니다. 현장에서는 전류 불평형, 진동 및 소음, 열화상 카메라를 통한 온도를 추가로 확인해야 합니다.

감사합니다.