기계 중에서 구동부(Drive Part)는 모터(Motor)와 왕복동 내연기관 엔진(Reciprocating Engine), 그리고 터빈(Turbine)으로 나눌 수 있다. 그 중에서 모터가 가장 많은 수와 종류를 가지고 있다. 모터는 진동(Vibration)을 나타냄으로 결함과 이상의 여부를 표현한다. 모터 결함의 가장 많은 부분을 차지하고 있는 것은 베어링(Bearing)이지만 베어링의 기계적인 문제들은 진단에 관한 개별적인 분야로 다루기로 하고 현재는 이 기계적인 문제들을 파생시킬 수 있는 전기적이나 복합적인 모터의 결함 분석에 초점을 맞추었다.
우선, 모터는 여러 개의 부품으로 조합된 전기기계이다. 모터의 원리와 구조에 대해서 먼저 충분히 습득을 하는 것이 필요하지만 모터의 결함의 원인을 대분류로 한 비교자료를 먼저 살펴보자.
모터의 결함(Motor Failure)
미국 전력연구소(EPRI)의 발표에 따르면 모터의 결함은 모터를 구성하고 있는 베어링과 고정자(Stator)에서 대부분 나타나고 있다. 중요한 것은 이것이 결함의 현상에 대한 통계일 뿐이라는 것이다. 따라서 결함의 근본적인 원인을 살펴볼 필요가 있다.
결함의 원인은 크게 기계적인 문제(Mechanical Problem)와 전기적인 문제(Electrical Problem)으로 나누어 볼 수 있다. 그러나 위의 두 가지 문제는 서로 밀접한 연관이 있으며 나타나는 현상과 원인이 병행하므로 정확하게 원인을 파악하여 분석하고 개선할 필요가 있는 것이다.
예를 들어, "회전자 바(Cracked Rotor Bar)"는 회전자(Rotor)에 열의 집중(Spot Heating)을 가할 수가 있으며, 열적 굽힘(Thermal Bow) 현상으로 진전될 수 있다. "Rotor Bow"는 기계적인 문제인 Rotor Imbalance로 나타나고, 실제로 근원적인 문제는 Rotor Bar의 전기적인 문제로 발생된 것이다.
두 개의 서로 다른 주파수가 중첩되면서 진폭이 증가, 감소될 때 나타나는 모터의 "Beat Frequency"에 대한 또 하나의 예를 들면, 이 Beat Frequency의 전기적인 문제는 Magnetic 문제일 것이고, 기계적인 문제는 같은 속도로 구동하고 있는 근접한 기계들로부터의 원인이 되는 것이다. 물론 전기적인 문제와 기계적인 문제의 구분은 전원을 차단함으로써 명확하게 구분할 수 있다.
위와 같이 두 가지 문제를 구분하는 것은 사실 그렇게 쉽지는 않다. 따라서 구분보다는 근본적인 원인이 무엇인가를 먼저 발견하는 것이 더 중요하다.
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