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탈황 흡수탑 유도전동기 베어링 결함 진단을 위한 전류 스펙트럼 해석
Analysis of Motor-Current Spectrum for Fault Diagnosis of Induction Motor Bearing in Desulfurization Absorber 원문보기

플랜트 저널 = Plant journal, v.11 no.2, 2015년, pp.39 - 44  

박정현 (한국남동발전) ,  문승재 (한양대학교 기계공학부)

초록
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본 연구는 석탄화력 탈황설비인 흡수탑 교반기용 유도전동기의 베어링 결함진단을 토대로 전류 스펙트럼 해석이 예측정비 수단으로서 활용할 수 있는지를 논하고자 하였다. 베어링의 교체 전과 후의 전류스펙트럼 해석을 하고 베어링을 육안 점검하여 비교 분석함으로써 실제 발전 산업현장에서 부하운전중인 유도전동기의 베어링의 결함진단을 하였다. 분석 결과, 볼과 외륜의 베어링 결함에 해당하는 주파수성분이 예측한 값으로 검출되었고 전압기준의 진폭크기로 환산하여 베어링 교체하기 전과 후를 비교하면 결함이 진행될 경우 볼 결함에서는 약 2.9배 증가되고 외륜 결함에서는 약 2.24배 증가 되었음을 확인할 수 있었다. 이 같은 결론으로 인위적인 고장요소에 의한 베어링 결함진단 뿐만 아니라 산업현장에서 부하 운전되고 있는 유도전동기의 베어링 결함을 사전에 예측하는데 있어서도 매우 유용하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

According to a research that is based on a previous study, But in a different way, This study shows fault diagnosis of Induction motor bearing which runs in coal-fired power plant industries on Desulfurization absorber agitator using Spectrum analysis of Stator Current and visual inspection. As a re...

주제어

#유도전동기   #결함진단   #스펙트럼   #고정자 전류  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 선행연구에서는 인위적인 결함요소를 만든 모델전동기를 실험실이나 현장에서 연구를 시행하였다. 그러나 본 연구에서는 발전 산업현장에서 실제 운영 중인 유도 전동기의 베어링을 교체하기 전과 후의 전류스펙트럼을 해석하고 전동기 베어링의 상태를 비교하고자 하였다.
  • 2014년도 영흥화력발전소 4호기의 계획예방정비가 2월~3월에 시행되었다. 본 절에서는 장시간 운전되어 베어링 결함이 진행된 유도전동기의 전류스펙트럼 데이터와 이 유도전동기의 베어링을 교체한 후의 전류 스펙트럼 데이터를 비교분석하고 취외한 베어링의 분석을 통하여 이를 확인하고자 한다.
  • 선행적으로 연구된 논문에 의하면 유도전동기 베어링 결함은 고정자 전류스펙트럼 분석을 활용하여 베어링 볼, 내륜, 외륜, 케이지의 결함주파수를 검출하여 진단하는 것이 가능하다. 이에 석탄화력 발전소에서 운영되는 탈황설비의 흡수탑 교반기용 유도전동기의 베어링 결함을 진단하여 고장을 사전에 예측, 정비할 수 있도록 전류 스펙트럼 특성에 대해 논하고자 한다. 선행연구에서는 인위적인 결함요소를 만든 모델전동기를 실험실이나 현장에서 연구를 시행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
베어링 결함에 대한 고장진단을 위해 어떤 방법이 활용되는가? 베어링 결함에 대한 고장진단을 위해 진동모니터링, 전류모니터링, 공극토크 모니터링, 누설자속 모니터링, 온도 모니터링 등의 진단 방법들이 활용되고 있다[7]. 전류모니터링은 전동기의 전원공급 케이블의 한 상에 전류프로브를 연결함으로서 측정할 수 있다.
베어링 고장의 원인은 무엇인가? 베어링 고장은 베어링 부식, 윤활제 오염, 과다한 하중, 축 편향, 부적절한 윤활, 설치불량 등과 같은 다양한 요인 들에 의해 볼과 내륜 또는 외륜의 작은 균열로 시작하여 표면으로 확산되고 지속적인 응력으로 진동과 소음을 유발한다[5]. 이는 결함 발생을 촉진하고 지속적인 응력의 영향으로 윤활제를 오염시켜 국부적인 과열을 초래한다.
전동기의 개별적인 안정 운전이 발전플랜트의 안정운전과 직결되므로 전동기의 신뢰성을 유지하기 위한 활동은 무엇인가? 대형 석탄화력 발전설비의 건설 추세에 맞춰 주요 동력전달장치인 유도전동기의 설치수량도 증가되고 있으며 이들 전동기의 개별적인 안정 운전은 발전플랜트 안정운전과 직결된다. 따라서 유도전동기의 신뢰성을 유지하기 위한 활동으로 진동, 이음, 전류, 온도 등의 감시(monitoring)와 주기적인 예방정비(TBM)에 의존하고 있으며 유도전동기의 상태진단을 통한 고장의 사전 예측 및 정비의 필요성은 더욱 증대되고 있다.
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