모터 축전압과 베어링 전식에 관해 현장에서 자주 받는 질문과 기술 자료를 정리했습니다. 측정 방법, 손상 원인 분석, 규정 변경 사항 등을 다룹니다.
기술 자료
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멀티미터(멀티 테스터)로 축전압을 측정할 수 있나요?
멀티미터(혹은 멀티 테스터)와 오실로스코프는 사진과 숫자로 비유되곤 합니다. 축전류는 순간적으로 발생되며 또한 멀티미터는 이러한 순간적인 전압을 측정하기 위한 수단이 아니기에 멀티미터를 통한 측정은 정확성이 상당히 떨어집니다.
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전기차 시대와 축전류 예방 장치
전기차는 세계적인 주요 추세이며 이에 따라 각종 부품들 또한 그 중요성이 부상하고 있습니다. 인버터를 통한 전기 사용량 조절은 여러 도움을 주지만, 인버터 사용으로 인해 고속 스위칭 전압 혹은 PWM(Pulse Width Modulation, 펄스 폭 변조)에 노출되는 건 변함이 없습니다.
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선박 추진 시스템 보호를 위한 축전류 예방 장치 설치
선박 추진 시스템 혹은 엔진 프로펠러는 해수 접촉과 프로펠러의 구성 성분으로 인해 상시로 전식 현상이 발생하고 있으며 이에 따라 프로펠러와 엔진 축의 부식이 가속화 되어 배에 영향을 끼치게 됩니다.
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대형 기기에 부착된 공통 모드 필터와 베어링 전식 예방 장치와의 비교
100마력이 넘는 AC 모터의 경우 공통 모드 필터는 성능을 잘 발휘합니다. 축전압 방전은 크기와 상관없이 모든 AC 인버터 모터에서 발생합니다. 이러한 필터는 공통 모드 전압을 낮출 수 있지만, 가격이 비싸고 흔히 사용되지 않습니다.
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서보 모터도 베어링 전류에 의한 전식 문제가 발생하나요?
확답할 수 없습니다. 여러 서보 모터 내 베어링 플루팅 현상에 대해 보고 받았지만, 서보 모터 제조업체들은 이러한 문제점에 대해 알지 못합니다. 또 다른 문제점은 서보 모터 자체인데 모터 내 빈 공간이 없기 때문입니다. 하지만 일부 모터 정비 업체들은 서보 모터 외부에 베어링 전식 예방 장치를 설치하고 있습니다. 왜 확인이 어려운가 서보 모터는 대부분 인버터(드라이버)로만 구동됩니다. 즉 축전압이 생기는 조건 자체는 일반 인버터 구동 모터와 같습니다. 그런데도 사례 보고가 적은 이유는, 서보 모터가 상대적으로 저용량이고 고장 시 모터를 통째로 교체하는 경우가 많아 베어링을 열어 원인을 확인하는 일이 드물기 때문입니다. 의심해 볼…
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베어링의 전식 손상을 피하기 위한 최고의 주파수는 무엇인가요?
반송 주파수는 인버터가 얼마나 자주 켜지고 꺼지는지에 따라 결정됩니다. 전형적으로 높은 반송 주파수를 사용해 노이즈를 피하려 합니다. 기본적으로 반송 주파수는 모터의 진동과 소음을 유발합니다. 주파수가 높을수록 소음은 적게 발생합니다.
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어느 규모의 Peak to Peak 축전압(Vp-p)을 주의해야 합니까?
이 질문에 대한 간단한 답변은 없지만, 일반적으로 10Vp-p라고 합니다. 하지만 2Vp-p에서 발생하는 경우가 있으며 이 경우 초당 100,000번의 방전이 발생하고 있었습니다. (해당 기기는 MRI 냉각 시스템이었으며 6개월 만에 고장이 발생했습니다) 이는 예외상황에 해당하며 일반적으로 2Vp-p는 괜찮은 경우입니다.
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모터 속도와 베어링 축전류의 상관관계
축전류에 속도가 중요한 요인으로 보이진 않습니다. 영향이 있을 수 있으나, 현재까지 가장 큰 영향으로 지목되진 않고 있습니다. 만약 모터에 문제가 발생한다면 1,500rpm 혹은 3,000rpm에서 작동하는지 여부와 관계없이 수개월 이내 문제가 발생합니다. 속도보다 중요한 것 축전압의 크기를 결정하는 것은 회전 속도가 아니라 인버터의 공통 모드 전압입니다. 인버터가 스위칭할 때마다 고정자와 회전자 사이의 정전용량을 통해 축에 전압이 유기되는데, 이 크기는 축이 얼마나 빨리 도는지와 직접적인 관계가 없습니다. 자세한 내용은 반송 주파수와 베어링 전식에서 다룹니다. 회전 속도가 영향을 주는 부분은 윤활 유막의 두께입니다. 저속에서는 유막이 얇아져 방전이 일어나기 쉽고, 고속에서는 유막이 두꺼워지는 대신…
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축전압 측정과 파형 분석
현재까지 축전압을 측정하는 방법은 오실로스코프를 구입하거나 임대하여 전압 측정 도구로 측정하는 방법 외엔 없습니다. 오실로스코프에 나타난 파형 분석은 여러 유형이 있습니다.
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베어링 손상 분석의 필요성
모터 베어링이 손상이 되면 왜 이러한 현상이 발생했는지 분석할 필요가 있습니다. 그렇지 않으면 이러한 손상이 지속적으로 발생할 수 있기 때문입니다. 또한 이러한 손상이 심각하다면 이후엔 더욱 심각할 수 있습니다. 여러 종류의 베어링 손상 분석에 대한 정보가 있고 많은 베어링 제조업체에서 이에 대한 정보를 제공합니다.
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인버터 필터는 전식 예방 불가
인버터가 유발하는 베어링 전식 문제가 알려짐에 따라 많은 모터 사용자가 해결책을 찾고 있습니다. 많은 제조업체가 이에 대한 해결책들을 제공하고 있습니다만, 대부분의 제품이 전반적인 문제에 대한 해결책을 제시하지 못하고 있습니다.
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설비 상황을 알려주시면 담당자가 직접 검토해 답변드립니다.
필요 시 현장을 방문해 축전압을 직접 측정합니다.
