1. 전기 모터 소개
전기 모터는 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하는 장치입니다. 전기 모터는 전원이 공급된 코일(즉, 고정자 권선)을 이용하여 회전 자기장을 생성하고, 이 자기장이 회전자(예: 밀폐형 알루미늄 프레임의 스쿼럴 케이지)에 작용하여 자기전기 회전 토크를 발생시킵니다.
전기 모터는 사용하는 전원에 따라 직류 모터와 교류 모터로 나뉩니다. 전력 시스템에 사용되는 대부분의 모터는 교류 모터이며, 이는 동기 모터 또는 비동기 모터(모터의 고정자 자기장 속도가 회전자 회전 속도와 동기 속도를 유지하지 않는 모터)일 수 있습니다.
전동기는 주로 고정자와 회전자로 구성되며, 자기장 내에서 여자된 전선에 작용하는 힘의 방향은 전류의 방향과 자기 유도선의 방향(자기장 방향)과 관련이 있습니다. 전동기의 작동 원리는 자기장이 전류에 작용하는 힘에 영향을 미쳐 모터를 회전시키는 것입니다.
2. 전동기의 분류
① 작동 전원 공급 방식에 따른 분류
전동기는 작동 에너지원에 따라 직류(DC) 모터와 교류(AC) 모터로 나눌 수 있다. 교류 모터는 다시 단상 모터와 삼상 모터로 구분된다.
② 구조 및 작동 원리에 따른 분류
전동기는 구조와 작동 원리에 따라 직류 전동기, 비동기 전동기, 동기 전동기로 나눌 수 있다. 동기 전동기는 다시 영구자석 동기 전동기, 자기저항 동기 전동기, 히스테리시스 동기 전동기로 세분화된다. 비동기 전동기는 유도 전동기와 교류 정류자 전동기로 나뉜다. 유도 전동기는 다시 3상 비동기 전동기와 셰이드 폴 비동기 전동기로 세분화된다. 교류 정류자 전동기는 단상 직렬 여자 전동기, 교류-직류 겸용 전동기, 반발 전동기로 구분된다.
③ 시동 및 작동 모드별 분류
전동기는 시동 및 작동 방식에 따라 콘덴서 기동 단상 비동기 전동기, 콘덴서 구동 단상 비동기 전동기, 콘덴서 기동 단상 비동기 전동기, 그리고 분상 단상 비동기 전동기로 나눌 수 있다.
④ 목적별 분류
전기 모터는 용도에 따라 구동 모터와 제어 모터로 나눌 수 있다.
구동용 전동기는 전동공구(드릴링, 연마, 가공, 슬로팅, 절단 및 확장 공구 포함), 가전제품용 전동기(세탁기, 선풍기, 냉장고, 에어컨, 녹음기, 비디오 레코더, DVD 플레이어, 진공청소기, 카메라, 송풍기, 전기면도기 등 포함), 그리고 기타 일반 소형 기계 장비(각종 소형 공작기계, 소형 기계, 의료기기, 전자기기 등 포함)로 세분화된다.
제어 모터는 다시 스테퍼 모터와 서보 모터로 세분화됩니다.
⑤ 로터 구조에 따른 분류
회전자 구조에 따라 전동기는 케이지형 유도 전동기(이전에는 농형 비동기 전동기라고 불렸음)와 권선형 유도 전동기(이전에는 권선형 비동기 전동기라고 불렸음)로 나눌 수 있다.
⑥ 작동 속도별 분류
전기 모터는 작동 속도에 따라 고속 모터, 저속 모터, 정속 모터 및 가변속 모터로 나눌 수 있습니다.
⑦ 보호 형태에 따른 분류
a. 개방형(예: IP11, IP22).
필수적인 지지 구조를 제외하고는, 모터의 회전 부품과 작동 부품에 대한 특별한 보호 장치는 없습니다.
b. 밀폐형(예: IP44, IP54).
모터 케이스 내부의 회전 부품과 활선 부품은 우발적인 접촉을 방지하기 위해 필요한 기계적 보호가 필요하지만, 환기를 크게 저해해서는 안 됩니다. 보호 모터는 환기 및 보호 구조에 따라 다음과 같은 유형으로 분류됩니다.
ⓐ 메쉬 커버 타입.
모터의 통풍구는 모터의 회전 부품 및 작동 부품이 외부 물체와 접촉하는 것을 방지하기 위해 천공된 덮개로 덮여 있습니다.
ⓑ 물방울이 떨어지지 않습니다.
모터 통풍구의 구조는 수직으로 떨어지는 액체나 고체가 모터 내부로 직접 유입되는 것을 방지할 수 있습니다.
ⓒ 생활 방수.
모터 통풍구의 구조는 수직 각도 100° 범위 내에서 어느 방향으로든 액체나 고체가 모터 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있습니다.
ⓓ 닫혔습니다.
모터 케이스의 구조는 케이스 내부와 외부 사이의 자유로운 공기 교환을 방지할 수 있지만, 완전한 밀봉이 필요한 것은 아닙니다.
ⓔ 방수.
모터 케이스의 구조는 일정 압력의 물이 모터 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있습니다.
ⓕ 방수.
모터가 물에 잠겼을 때, 모터 케이스의 구조는 물이 모터 내부로 들어가는 것을 막을 수 있습니다.
ⓖ 다이빙 스타일.
이 전기 모터는 정격 수압 하에서 장시간 물속에서 작동할 수 있습니다.
ⓗ 방폭형.
모터 케이스의 구조는 모터 내부의 가스 폭발이 모터 외부로 전달되어 모터 외부에서 가연성 가스가 폭발하는 것을 방지하기에 충분합니다. 공식 계정 "기계공학 문헌", 엔지니어의 주유소!
⑧ 환기 및 냉방 방식에 따라 분류됨
a. 자체 냉각.
전기 모터는 냉각을 위해 표면 복사열과 자연적인 공기 흐름에만 의존합니다.
b. 자체 냉각 팬.
전기 모터는 모터의 표면이나 내부를 냉각하기 위해 냉각 공기를 공급하는 팬에 의해 구동됩니다.
c. 그는 선풍기로 식혔다.
냉각 공기를 공급하는 팬은 전기 모터 자체에 의해 구동되는 것이 아니라 독립적으로 구동됩니다.
d. 파이프라인 환기 방식.
냉각 공기는 모터 외부나 내부에서 직접 유입되거나 배출되는 것이 아니라, 파이프라인을 통해 모터로 유입되거나 배출됩니다. 파이프라인 환기용 팬은 자체 냉각 방식 또는 타인의 팬을 이용한 냉각 방식을 사용할 수 있습니다.
예: 액체 냉각.
전기 모터는 액체로 냉각됩니다.
f. 폐쇄 회로 가스 냉각.
모터 냉각을 위한 매체 순환은 모터와 냉각기를 포함하는 폐쇄 회로 내에서 이루어집니다. 냉각 매체는 모터를 통과하면서 열을 흡수하고 냉각기를 통과하면서 열을 방출합니다.
예: 표면 냉각 및 내부 냉각.
모터 도체 내부를 통과하지 않는 냉각 매체를 표면 냉각이라고 하고, 모터 도체 내부를 통과하는 냉각 매체를 내부 냉각이라고 합니다.
⑨ 설치 구조 형태에 따른 분류
전기 모터의 설치 형태는 일반적으로 코드로 표시됩니다.
해당 코드는 국제 설치를 의미하는 약어 IM으로 표시됩니다.
IM의 첫 글자는 설치 유형 코드를 나타내며, B는 수평 설치를, V는 수직 설치를 나타냅니다.
두 번째 숫자는 아라비아 숫자로 표시되는 기능 코드를 나타냅니다.
⑩ 절연 수준에 따른 분류
A등급, E등급, B등급, F등급, H등급, C등급. 모터의 절연 등급 분류는 아래 표와 같습니다.
⑪ 정격 근무 시간에 따라 분류됨
연속, 간헐적 및 단기 작업 시스템.
연속 운전 시스템(SI). 이 모터는 명판에 명시된 정격 값 이하에서 장기간 작동을 보장합니다.
단시간 운전(S2). 모터는 명판에 명시된 정격값 이하의 제한된 시간 동안만 운전할 수 있습니다. 단시간 운전 기준은 10분, 30분, 60분, 90분의 네 가지 유형이 있습니다.
간헐 운전 시스템(S3). 모터는 명판에 명시된 정격값(사이클당 10분 기준 백분율로 표시됨) 이하에서만 간헐적으로 주기적으로 사용할 수 있습니다. 예를 들어 FC=25%입니다. 이 중 S4부터 S10까지는 다양한 조건에서의 간헐 운전 시스템에 해당합니다.
9.2.3 전기 모터의 일반적인 고장
전기 모터는 장기간 작동 중에 다양한 고장을 겪는 경우가 많습니다.
커넥터와 감속기 사이의 토크 전달량이 클 경우, 플랜지 표면의 연결 구멍에 심한 마모가 발생하여 연결부의 끼워맞춤 간격이 커지고 토크 전달이 불안정해집니다. 또한, 모터 샤프트 베어링 손상으로 인한 베어링 위치 마모, 샤프트 헤드와 키홈 사이의 마모 등이 발생할 수 있습니다. 이러한 문제가 발생하면 기존에는 주로 용접 수리 또는 브러싱 도금 후 가공 수리를 시행했지만, 두 방법 모두 단점이 있습니다.
고온 보수 용접으로 발생하는 열 응력을 완전히 제거할 수는 없어 굽힘이나 파손이 발생하기 쉽습니다. 반면, 브러시 도금은 도금 두께에 한계가 있고 박리되기 쉬우며, 두 방법 모두 금속으로 금속을 보수하는 방식이기 때문에 "단단한 재료끼리" 접합되는 특성을 바꿀 수 없습니다. 따라서 다양한 힘이 복합적으로 작용할 경우 재마모가 발생할 수밖에 없습니다.
현대 서구 국가들은 이러한 문제들을 해결하기 위한 수리 방법으로 고분자 복합재료를 흔히 사용합니다. 고분자 재료를 사용한 수리는 용접 열응력에 영향을 미치지 않으며, 수리 두께에도 제한이 없습니다. 동시에, 제품에 사용되는 금속 재료는 유연성이 부족하여 장비의 충격과 진동을 흡수할 수 없으므로, 고분자 복합재료를 사용하면 재마모 가능성을 줄이고 장비 부품의 수명을 연장하여 기업의 가동 중단 시간을 크게 줄이고 막대한 경제적 가치를 창출할 수 있습니다.
(1) 고장 현상: 연결 후 모터가 시동되지 않음
원인 및 처리 방법은 다음과 같습니다.
① 고정자 권선 배선 오류 – 배선을 점검하고 오류를 수정하십시오.
② 고정자 권선 개방 회로, 접지 단락 회로, 권선형 회전자 모터 권선 개방 회로 - 고장 지점을 파악하고 제거하십시오.
③ 과부하 또는 변속 메커니즘 고착 – 변속 메커니즘과 부하를 점검하십시오.
④ 권선형 모터의 회전자 회로 단선(브러시와 슬립링 접촉 불량, 가변저항기 단선, 리드 접촉 불량 등) - 단선 지점을 찾아 수리하십시오.
⑤ 전원 공급 전압이 너무 낮습니다. 원인을 확인하고 제거하십시오.
⑥ 전원 공급 위상 손실 – 회로를 점검하고 3상을 복구하십시오.
(2) 고장 현상: 모터 온도가 과열되거나 연기가 발생함
원인 및 처리 방법은 다음과 같습니다.
① 과부하 또는 너무 잦은 시동 - 부하를 줄이고 시동 횟수를 줄이십시오.
② 운전 중 상 손실 발생 시 회로를 점검하고 3상을 복구하십시오.
③ 고정자 권선 배선 오류 - 배선을 점검하고 수정하십시오.
④ 고정자 권선이 접지되었고 권선 또는 상 사이에 단락이 발생했습니다. 접지 또는 단락 위치를 확인하고 수리하십시오.
⑤ 케이지 로터 권선이 파손되었습니다. 로터를 교체하십시오.
⑥ 권선형 회전자 권선의 위상 누락 작동 - 고장 지점을 파악하고 수리하십시오.
⑦ 고정자와 회전자 사이의 마찰 – 베어링과 회전자의 변형 여부를 점검하고 수리 또는 교체하십시오.
⑧ 환기 불량 – 환기구가 막혀 있지 않은지 확인하십시오.
⑨ 전압이 너무 높거나 너무 낮으면 원인을 확인하고 제거하십시오.
(3) 고장 현상: 모터의 과도한 진동
원인 및 처리 방법은 다음과 같습니다.
① 로터 불균형 – 수평 조절.
② 풀리 불균형 또는 축 연장부 휨 – 점검 및 수정.
③ 모터가 부하 축과 정렬되지 않았습니다. 장치의 축을 점검하고 조정하십시오.
④ 모터 설치 불량 – 설치 및 기초 나사를 점검하십시오.
⑤ 갑작스러운 과부하 – 부하를 줄이십시오.
(4)고장 현상: 작동 중 비정상적인 소음 발생
원인 및 처리 방법은 다음과 같습니다.
① 고정자와 회전자 사이의 마찰 – 베어링과 회전자의 변형 여부를 점검하고 수리 또는 교체하십시오.
② 손상되었거나 윤활이 불량한 베어링 - 베어링을 교체하고 청소하십시오.
③ 모터 위상 손실 작동 - 개방 회로 지점을 점검하고 수리하십시오.
④ 블레이드와 케이스의 충돌 – 점검 및 결함 제거.
(5) 고장 현상: 부하 시 모터 속도가 너무 낮음
원인 및 처리 방법은 다음과 같습니다.
① 전원 공급 전압이 너무 낮습니다. 전원 공급 전압을 확인하십시오.
② 과적 – 하중을 점검하십시오.
③ 케이지 로터 권선이 파손됨 - 로터를 교체하십시오.
④ 권선 회전자 와이어 그룹의 한 상의 접촉 불량 또는 단선 - 브러시 압력, 브러시와 슬립링 사이의 접촉, 회전자 권선을 점검하십시오.
(6) 고장 현상: 모터 케이스에 전류가 흐르고 있음
원인 및 처리 방법은 다음과 같습니다.
① 접지 불량 또는 높은 접지 저항 – 접지 불량 문제를 해결하려면 규정에 따라 접지선을 연결하십시오.
② 권선이 습한 경우 건조 처리를 하십시오.
③ 절연 손상, 전선 충돌 – 절연을 수리하기 위해 침지 도료를 사용하고 전선을 다시 연결하십시오. 9.2.4 모터 작동 절차
① 분해하기 전에 압축 공기를 사용하여 모터 표면의 먼지를 불어내고 깨끗하게 닦아내십시오.
② 모터 분해를 위한 작업 장소를 선택하고 현장 환경을 청소하십시오.
③ 전동기의 구조적 특성 및 유지보수 기술 요구사항에 대해 잘 알고 있어야 합니다.
④ 분해에 필요한 도구(특수 도구 포함)와 장비를 준비하십시오.
⑤ 모터 작동상의 결함을 더 자세히 파악하기 위해, 여건이 허락한다면 분해 전에 점검 테스트를 실시할 수 있습니다. 이를 위해 모터에 부하를 걸어 테스트하고, 모터 각 부품의 온도, 소음, 진동 등의 상태를 자세히 점검합니다. 전압, 전류, 속도 등도 측정합니다. 그런 다음 부하를 차단하고 무부하 점검 테스트를 별도로 실시하여 무부하 전류와 무부하 손실을 측정하고 기록합니다. 공식 계정 "기계공학 문헌", 엔지니어의 휴게소!
⑥ 전원을 차단하고 모터의 외부 배선을 제거한 후 기록을 보관하십시오.
⑦ 적절한 전압 메가옴미터를 선택하여 모터의 절연 저항을 측정합니다. 마지막 정비 시 측정한 절연 저항 값과 비교하여 절연 변화 추세 및 모터의 절연 상태를 파악하기 위해, 서로 다른 온도에서 측정한 절연 저항 값은 동일 온도(일반적으로 75℃)로 변환해야 합니다.
⑧ 흡수율 K를 측정합니다. 흡수율 K > 1.33이면 모터 절연이 습기의 영향을 받지 않았거나 습기 정도가 심하지 않음을 나타냅니다. 이전 데이터와 비교하기 위해서는 임의의 온도에서 측정한 흡수율을 동일 온도의 값으로 변환해야 합니다.
9.2.5 전기 모터의 유지보수 및 수리
모터가 작동 중이거나 오작동할 때, 모터의 안전한 작동을 보장하기 위해 고장을 적시에 예방하고 제거하는 네 가지 방법, 즉 시각, 청각, 후각, 촉각이 있습니다.
(1) 보세요
모터 작동 중 이상 징후가 있는지 관찰하십시오. 이상 징후는 주로 다음과 같은 상황에서 나타납니다.
① 고정자 권선이 단락되면 모터에서 연기가 날 수 있습니다.
② 모터에 과부하가 심하게 걸리거나 위상이 어긋나면 속도가 느려지고 심한 "윙윙거리는" 소리가 납니다.
③ 모터가 정상적으로 작동하다가 갑자기 멈출 때, 접촉 불량 부위에서 스파크가 발생할 수 있습니다. 퓨즈가 끊어졌거나 부품이 고착된 현상일 수 있습니다.
④ 모터가 심하게 진동하는 경우, 변속 장치의 걸림, 모터 고정 불량, 기초 볼트 풀림 등이 원인일 수 있습니다.
⑤ 모터 내부 접점 및 연결부에 변색, 탄 자국, 연기 얼룩이 있는 경우, 국부적인 과열, 도체 연결부의 접촉 불량 또는 권선 소손이 발생했을 가능성이 있습니다.
(2) 듣기
모터는 정상 작동 시 소음이나 특수한 소리 없이 균일하고 가벼운 "윙윙거리는" 소리를 내야 합니다. 전자기 소음, 베어링 소음, 환기 소음, 기계적 마찰 소음 등 과도한 소음이 발생할 경우 고장의 전조 또는 고장 현상일 수 있습니다.
① 전자기 소음의 경우, 모터에서 크고 무거운 소음이 발생한다면 여러 가지 원인이 있을 수 있습니다.
a. 고정자와 회전자 사이의 공극이 고르지 않아 소리가 높은 음에서 낮은 음으로 일정한 간격을 두고 변동합니다. 이는 베어링 마모로 인해 고정자와 회전자가 동심원을 이루지 못하기 때문입니다.
b. 3상 전류가 불균형합니다. 이는 접지 불량, 단락 또는 3상 권선의 접촉 불량 때문입니다. 소리가 매우 둔탁하면 모터에 심각한 과부하가 걸렸거나 위상차가 발생하여 작동 중임을 나타냅니다.
c. 철심의 풀림. 모터 작동 중 진동으로 인해 철심 고정 볼트가 풀리고, 이로 인해 철심의 실리콘 강판이 떨어져 나가 소음이 발생할 수 있습니다.
② 베어링 소음의 경우, 모터 작동 중에 자주 모니터링해야 합니다. 모니터링 방법은 드라이버 한쪽 끝을 베어링 장착 부위에 대고 다른 쪽 끝을 귀 가까이에 대어 베어링 회전음을 듣는 것입니다. 베어링이 정상적으로 작동하는 경우, 소리는 높이 변화나 금속 마찰음 없이 지속적이고 작은 "바스락거리는" 소리만 납니다. 다음과 같은 소리가 발생하면 비정상적인 것으로 간주합니다.
a. 베어링이 작동할 때 "끽끽" 하는 소리가 나는데, 이는 금속 마찰음으로, 일반적으로 베어링에 오일이 부족해서 발생합니다. 베어링을 분해하여 적정량의 윤활 그리스를 주입해야 합니다.
b. "삐걱거리는" 소리가 나는 경우, 이는 볼이 회전할 때 나는 소리이며, 일반적으로 윤활유가 마르거나 오일이 부족하여 발생합니다. 적정량의 윤활유를 추가하면 됩니다.
c. "딸깍" 또는 "삐걱" 하는 소리가 나는 경우, 이는 베어링 내부 볼의 불규칙적인 움직임으로 인해 발생하는 소리이며, 베어링 볼의 손상이나 모터의 장기간 사용, 또는 윤활유의 건조로 인해 발생합니다.
③ 변속 메커니즘과 구동 메커니즘에서 변동하는 소리가 아닌 연속적인 소리가 발생하는 경우, 다음과 같은 방법으로 처리할 수 있습니다.
a. 주기적으로 발생하는 "딱" 소리는 벨트 연결 부위가 고르지 않아서 발생합니다.
b. 주기적인 "쿵" 소리는 축 사이의 연결부나 풀리가 헐거워졌거나 키 또는 키홈이 마모되었을 때 발생합니다.
c. 불규칙적인 충돌음은 풍력 터빈 날개가 팬 덮개와 충돌하면서 발생합니다.
(3) 냄새
모터의 냄새를 맡아 고장을 파악하고 예방할 수도 있습니다. 만약 특유의 페인트 냄새가 나면 모터 내부 온도가 너무 높다는 것을 의미하며, 강한 타는 냄새가 나면 절연층이 손상되었거나 권선이 타버린 것일 수 있습니다.
(4) 터치
모터의 특정 부위 온도를 직접 만져보는 것도 고장의 원인을 파악하는 데 도움이 될 수 있습니다. 안전을 위해 모터 케이스와 베어링 주변 부위를 만질 때는 손등을 사용하는 것이 좋습니다. 온도 이상이 감지되면 여러 가지 원인이 있을 수 있습니다.
① 환기 불량. 예를 들어, 환풍기 분리, 환기 덕트 막힘 등.
② 과부하. 과도한 전류와 고정자 권선의 과열을 유발합니다.
③ 고정자 권선 간 단락 또는 3상 전류 불균형.
④ 잦은 시동 또는 제동.
⑤ 베어링 주변 온도가 너무 높으면 베어링 손상이나 오일 부족이 원인일 수 있습니다.
게시 시간: 2023년 10월 6일
