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유도기전력의 차동신호를 이용한 3상유도전동기 고정자 권선의 극성판별
Polarity discrimination of stator windings for 3 phase induction motors by using DC differential signals between mutual inductive voltages 원문보기

한국마린엔지니어링학회지 = Journal of the Korean Society of Marine Engineering, v.38 no.9, 2014년, pp.1141 - 1145  

최순만 (Department of Education & Research, Korea Institute of Maritime & Fisheries Technology)

초록
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3상유도전동기의 고정자 권선에 이상이 발생하면 직류 여자로 인한 권선 간 상호유도 응답에도 변화를 일으키므로 해당 특성을 전동기의 상태진단에 활용하는 것이 가능하다. 3상 평형 관계에 있는 고정자 권선 하나에 직류 전류를 흘릴 때 나머지 권선에서 유도되는 기전력은 항상 일치된 형태로 나타나며 이들 응답의 불일치 정도는 역으로 전동기의 이상 상태를 나타내는 척도가 된다. 과도 시 유도 기전력 간 불평형은 3상권선의 극성 결선에 오류가 있을 때 특히 크므로 기전력의 차동신호는 권선의 극성 판단 방법으로 활용하기에 적합하다. 본 연구에서는 직류 여자 신호와 이로 인한 나머지 권선에서의 유도전압 간 응답 관계를 전달함수로 나타내는 한편, 응답의 불일치 정도를 가리키는 차동 신호 전압을 멀티테스터로 측정하는 실험을 통해 권선 극성의 이상여부를 현장에서 용이하게 판단할 수 있는지를 확인하는 한편 교류여자의 경우도 함께 살펴보기로 한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

When the stator windings of 3 phase induction motors are in wrong condition, the mutual inductive responses between windings can be utilized for the purpose of diagnosing motors in that fault windings affect even the responses by DC excitation. Three phase induction motors are supposed to generate c...

주제어

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문제 정의

  • 따라서 과도 시 이들 기전력 간의 차동신호는 항상 0을 가리키는 반면 차동 신호가 상대적으로 크다는 것은 해당 고정자 권선이 정상적이지 않음을 반증해 준다. 특히, 극성 연결에 오류가 있는 상태이면 권선 간 직렬연결에서 나타나는 기전력의 차동 전압의 크기가 최대로 된다는 점에서 관련된 특성을 극성 연결의 오류 판별에 적용할 수 있는지를 분석해 보도록 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
3상 농형 유도전동기에서 회전자계의 형태를 왜곡시키고 선전류의 불평형을 증가시키는 요인은? 3상 농형 유도전동기에서 고정자 권선에서의 층간 단락이나 상간 단락 및 권선 극성 연결의 오류 등은 회전자계의 형태를 왜곡시키고 선전류의 불평형을 증가시킨다[1-3]. 이 같은 불평형 관계를 분석하여 전동기의 고장상태를 진단하는 방법에는 주로 전류와 자계의 변이를 분석하는 방식이 주류가 되어왔다[4,5].
불평형 관계를 분석하여 전동기의 고장상태를 진단하는 방법의 주류는 무엇인가? 3상 농형 유도전동기에서 고정자 권선에서의 층간 단락이나 상간 단락 및 권선 극성 연결의 오류 등은 회전자계의 형태를 왜곡시키고 선전류의 불평형을 증가시킨다[1-3]. 이 같은 불평형 관계를 분석하여 전동기의 고장상태를 진단하는 방법에는 주로 전류와 자계의 변이를 분석하는 방식이 주류가 되어왔다[4,5]. 한편, 고정자에서의 이상은 직류 여자전류에 의한 상호유도 특성에 비대칭적인 변화를 가져온다는 점에서 권선 중 하나에 직류 전류를 흘릴 때 나머지 권선들에서 나타나는 상호유도 전압의 응답특성을 권선 상태의 진단에 이용할 수 있다.
권선 중 하나에 직류 전류를 흘릴 때 나머지 권선들에서 나타나는 상호유도 전압의 응답특성을 권선 상태 진단에 사용할 수 있는 원리는? 한편, 고정자에서의 이상은 직류 여자전류에 의한 상호유도 특성에 비대칭적인 변화를 가져온다는 점에서 권선 중 하나에 직류 전류를 흘릴 때 나머지 권선들에서 나타나는 상호유도 전압의 응답특성을 권선 상태의 진단에 이용할 수 있다. 한 권선의 여자전류에 대한 나머지 권선에서의 기전력 응답은 건전한 전동기의 경우 시간적 변화가 서로 동일해야 한다. 따라서 과도 시 이들 기전력 간의 차동신호는 항상 0을 가리키는 반면 차동 신호가 상대적으로 크다는 것은 해당 고정자 권선이 정상적이지 않음을 반증해 준다. 특히, 극성 연결에 오류가 있는 상태이면 권선 간 직렬연결에서 나타나는 기전력의 차동 전압의 크기가 최대로 된다는 점에서 관련된 특성을 극성 연결의 오류 판별에 적용할 수 있는지를 분석해 보도록 한다.
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참고문헌 (5)

  1. W. T. Thomson and M. Fenger, "Current signature analysis to detect induction motor faults," Institute of Electrical and Electronics Engineers Industry Applications Magazine, vol. 7, pp. 26-34, 2001. 

  2. M. E. H. Bendouzid, "A review of induction motors signature analysis as a medium for faults detection," IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 47, pp. 984-993, 2000. 

  3. A. J. Marques Cardoso, S. M. A. Cruz, and D. S. B. Fonseca, "Inter-turn stator winding fault diagnosis in three-phase induction motors, by Park's vector approach," IEEE Transactions on Energy Conversion, vol. 14, no. 3, pp. 595-598, 1999. 

  4. H. Nejjari and M. E. H. Benbouzid, "Condition monitoring and diagnosis of induction motors electrical faults using a Park's vector pattern learning approach," Institute of Electrical and Electronics Engineers Transaction on Industrial Application, vol. 36, no. 3, pp. 730-735, 2000. 

  5. N. Mehala and R. Dahiya, "Rotor fault detection in induction motor by wavelet analysis," International Journal of Engineering, Science and Technology, vol. 1, no. 3, pp. 90-99, 2008. 

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