위상분석의 활용 (진동의 위상분석과 공진)

진동분석은 다른 물리적 특성들 (온도, 습도, 화학성분, 밝기, 질량 등)에 비해 까다로운 분석과정이 있다. 이는 평면상에 값을 표현해 줄 때 주파수와 진폭이 있기 때문인데 진폭자체도 3가지(변위, 속도, 가속도)로 표현하고 진폭의 부가표현(Peak, RMS)도 반드시 함께 해주어야 하기 때문이다. 이외에도 위상(Phase)에 대한 값이 존재하는데 이는 반복되는 물리량(진동 Vibration)을 원(Circle)호상에 표기할 때 그때의 각도를 의미한다. 즉, 진동이 높아질 때와 낮아질 때의 값과 방향을 알기 위해서 사용하는 표기법으로 진동분석전문가가 되기 위해서는 반드시 알고 있어야 하는 매우 중요한 고급 분석 파라미터이다.

위상의 종류와 위상분석의 활용

위상은 각도(Degree, Rad)로 표현하며 이 각도는 벡터(Vector)로 표현될 수 있고 복소수와 사인(Sine)함수로도 표현할 수 있다.  또한 위상은 절대위상과 상대위상으로 구분할 수 있는데 절대위상(Absolute)은 정해진 최초의 위치(대체로 회전감지센서 Key phasor, Tachometer)를 기준으로 몇 도에 있는가를 의미하며, 상대위상(Relative)은 비교하려고 하는 기준거동과의 각도를 의미한다. 상대위상으로 A와 B의 차이를 비교할 수 있다.

가장 중요한 것은 이렇게 중요하다고 하는 위상분석이 어디에 활용되는 지에 관한 것일 것이다. 위상에 대한 자료가 활용되는 것을 정리하면 대표적으로 다음과 같다.

-질량불평형(Unbalance)의 확인 (안정된 위상)

-회전부의 마찰(Rubbing)상태 판독 (불안정 위상)

-공진 Resonance (위험속도, 고유주파수)의 판독

-그래프에 공간적 정보제공(Bode plot, Nyquist, Polar, Orbit 등)

-Unbalance와 Angular Misalignment의 구분

-ODS(Operation Deflection Shape)에 정보제공

-Balancing(Heavy spot과 Hot spot의 지연)

-Experimental Modal Test

-Rotor Dynamics

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