초록 ▼

전동기는 국내 전력 소모량의 60%이상을 사용하고 있을 만큼 산업적이나 가정에서도 가장 많이 사용하고 있다. 그러나 새로운 모터의 개발단계 혹은 상업운전 시에 지금까지의 지식이나 경험으로는 고려될 수 없었던 사고나 고장이 많이 발생 하고 있고, 고장 원인은 비교적 소홀이 다루어지고 있다. 이러한 현실적인 문제를 해결하기 위한 방법으로 유지관리기술에 대한 필요성이 날로 증가하고 있는 추세이다.
전동기의 노후나 운전 조건에 따라 각 요소별로 고장이 발생할 수 있으며, 점검 및 정비를 하는 과정에서 이를 적시에 발견하지 못하고 방치

전동기는 국내 전력 소모량의 60%이상을 사용하고 있을 만큼 산업적이나 가정에서도 가장 많이 사용하고 있다. 그러나 새로운 모터의 개발단계 혹은 상업운전 시에 지금까지의 지식이나 경험으로는 고려될 수 없었던 사고나 고장이 많이 발생 하고 있고, 고장 원인은 비교적 소홀이 다루어지고 있다. 이러한 현실적인 문제를 해결하기 위한 방법으로 유지관리기술에 대한 필요성이 날로 증가하고 있는 추세이다.
전동기의 노후나 운전 조건에 따라 각 요소별로 고장이 발생할 수 있으며, 점검 및 정비를 하는 과정에서 이를 적시에 발견하지 못하고 방치하는 경우 전동기뿐만 아니라 계통 시스템에도 악영향을 미칠 수 있다. 보통 전동기의 고장 분석이나 예측은 전동기가 돌아가는 소리, 전압과 전류 측정, 속도와 토크 등을 측정하여서 이상 여부를 판단하고 있다.
전동기의 고장 진단은 너무 광범위한 고장 원인을 갖고 있어 하나의 이론이나 아이디어로 해결을 하는 것은 불가능하다. 따라서, 본 연구에서는 교류 모터 모델링, 이산화 모델링, 제어와 신호처리에 대한 연구를 기반으로 진행하였다. 우선, 유도기를 포함한 AC 모터에 있어서의 모델을 개발을 다양한 방법으로 수행하고, 모터와 연계된 시뮬레이션이 가능하도록 하였다. 뿐만 아니라 디지털 시뮬레이션을 위한 각종 제어기에 대한 이산화 모델링과 더불어 제어방법과 이에 대한 신호처리에 관련된 연구를 수행하였다.
특히 유도기나 동기기와 같은 AC 모터에 있어서, 기존의 DQ 변환에만 기반한 모델들은 모델링 개념은 명확하나 모델이 매우 복잡하여 시각적으로 그 개념을 쉽게 이해하기 어렵고 시뮬레이션도 복잡해 보인다. 본 연구을 통하여 매트릭스 벡터 개념을 추가하여 DQ 변환과 결합함으로써 모델의 개념이 매우 간단하고 명확하게 정립하였다. 따라서, AC 모터와 연계된 시뮬레이션에서 이를 이용하면 좀 더 수월하게 모터를 포함한 시스템을 시뮬레이션하고 파악할 수 있는 기반을 마련하고 다수의 논문을 발표, 게재하였다.
다음 제어기법의 이산화 모델링, 제어 신호처리와 고장 신호처리법에 대해 모델링과 시뮬레이션을 수행하였다. 다음으로 모터 고장과 관련하여, 특히 모터와 체결되어 있는 기어박스의 고장에 관련하여 집중적으로 연구하였다. 기어의 고장은 그 결과로 소음과 진동을 발생시킨다. 이러한 소음과 진동은 고장이 있는 기어의 다른 기어와의 관계에 따라 다른 양상을 나타내게 된다. 이로부터 소음과 진동의 데이터를 취득하고 이들을 FFT를 이용하여 분석하였다. 이 때에 LabView를 이용하여 프로그램을 개발하였고 큐를 이용한 데이터 손실 방지기법, 평균화 기법, 가중기법 등을 개발 또는 적용하여, 그 분석의 신뢰도를 개선시켰다. 여기에 3상전류의 토크 전류성분을 분리하고 토크전류를 분석하여 기어고장 분석의 신뢰도를 높이는 연구를 수행하였으며, 더불어 온도와 같은 측정환경에 따른 영향을 검토하여 고장 분석시의 측정 환경을 고려한 고장진단 방법을 제시하였으며, 이들과 관련한 논문을 매년 다수 발표, 게재하였으며, 2015년도 최종 연구결과도 학술대회를 통해 다수 발표하였고, 논문 1편도 게재될 예정으로 있다.