산업 전반에 걸쳐 유도 전동기는 필수적인 요소로 그 비중이 매우 크다. 이에 수반하여 유도 전동기의 고장은 단지 유도 전동기라는 전기기기에 국한되는 것뿐만 아니라 진동기의 다른 부분에 영향을 미치거나 다른 고장을 유발하는 원인이 되기도 한다. 이는 산업 시스템의 신뢰성을 실추시키는 악영향을 수반한다. 따라서 이를 예방하기 위한 여러 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있는 유도 전동기의 고장을 자동 판별하는 시스템을 제안한다. 이 시스템의 고장진단 방법은 고정자 전류를 취득하여 이를 웨이블릿 분석하여 그 신호의 특징을 추출한다 이렇게 추출된 신호의 특징을 신경망을 사용해서 자동 판별하게 된다. 유도 전동기의 고장의 대부분을 차지하는 3가지의 고장을 모의 고장 유도전동기를 사용해서 시험하였다. 제안하는 시스템은 3가지의 유도 전동기의 고장을 간단한 장비로 진단을 수행하여 신뢰도 높은 고장 진단 시스템을 제안하였다.
국내 도시 철도에 차량 견인용으로 사용되는 전동기는 인버터로 구동되는 200㎾급 3상농형 유도 전동기를 표준 사양으로 선정하였으며 열악한 운전 조건에서도 20년을 상회하는 운전 수명을 보장하도록 규정하고 있다. 그러나 PWM 인버터 구동은 견인 전동기에서 추가적인 고조파 발열 손실과 소음, 진동을 초래하며 더욱이 고속 스위칭에 의한 과도 전압과 빠른 상승 시간을 가진 반복 과전압은 인버터와 전동기를 연결하는 케이블 공진 현상에 의해 배가되어 정현파 구동 시에 예상할 수 없었던 매우 커다란 스트레스를 절연 시스템에 가하게 되어 견인 전동기의 예상 수명에 심각한 영향을 미치고 있다. 따라서 본 연구에서는 인버터 구동 견인전동기의 운전수명을 보장하기 위해서는 기존의 시험 방법에 포함되지 않은 PWM 가변속 구동에 따른 고조파 손실과 과도 전압 충격의 문제점을 고려한 새로운 장기 신뢰성 평가기법이 절실히 필요한 상황이기 때문에 이를 제안하고자 하였다.
본 연구는 3상 농형 유도전동기 보다 많은 특성을 가지는 다상 교류전동기의 구동 시스템 연구를 위하여 개발된 5상 3.0Kw 내부장착 영구자석 릴럭턴스 동기전동기(PMA-RSM)의 설계 및 제작에 대한 내용이다. 전동기 설계에는 Maxwell 2D/3D와 Simplorer의 EM Package 및 전동기 해석 프로그램을 활용하였다. 설계된 5상 PMA-RSM의 고정자와 회전자 구조의 특성과 제작된 전동기의 형태를 보여준다. 또한 고정자 권선방법으로 채택된 집중권에 대한 자계의 FEM 해석 결과와 기초적인 운전특성을 보여 준다.
본 논문에서는 벡터제어에 필요한 유도전동기의 상수를 정지 상태에서 부가적인 신호 주입을 이용하여 추정하는 방법을 제안하였다. 농형 유도전동기 회전자 바의 표피효과를 수학적으로 모델링을 하고 분석하였다. 상수 추정을 위해 정지 상태에서 두 가지의 서로 다른 주파수의 신호를 주입한다. 전동기의 초기 상수를 알지 못하므로 개-루프 전압 주입방법 대신 폐-루프 전류제어 방법을 이용한다. 이 방법은 전기적 사고를 미리 방지할 수 있으므로 개-루프 전압 주입방법 보다 안전하다. 그리고 유도전동기의 상수 추정에 심각한 영향을 주는 위상지연효과를 보상하기 위한 오프라인 시험방법을 제안하였다. 그리고 제안된 상수 추정 방법의 타당성을 증명하기 위해 세 가지 용량의 유도전동기에 대해 실험을 수행하였다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제27권6호
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pp.776-782
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2003
This paper describes a newly developed double squirrel cage induction motor in which the rotor is located outside the stator. The outside rotor type brushless dc motor has been used for VTR's head drum and PC's cooling fan, but this kind of induction motor has not been developed yet. The parameters of outside rotor type induction motor were measured from the locked rotor test and no load test. It is possible to determine the parameters which are presented in the steady-state equivalent-circuit of the outside rotor type induction motor. Load test of induction motor was carried out using a dynamometer. For the characteristics of torque, efficiency, power factor and output. the developed double squirrel cage induction motor is compared with the ordinary induction motor It is believed that the results of this paper can be used for the development of the outside rotor type induction motor.
인버터로 구동되는 측정을 일반적인 상용전원에서 널리 이용되고 있는 T형 등가회로를 이용하여 고정자 저항 실험, 무부하 및 구속 실험 등을 통하여 산정하였으며, 토크 특성 및 전류 측정은 스트레인 게이지(strain gage) 및 홀 센서(hall sensor)블 이용하였다. 1마력 3상농형 유도전동기를 실험에 이용하였으며 실험 측정값의 유효성을 입증하기 위하여 공장 설계값과 비교하였다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제24권6호
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pp.34-42
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2000
In this paper conventional technique will be described, which can be used for the measuring various parameters of induction motor. This is followed by presenting some other, alternative, techniques. The two tests are described which are suitable to obtain the electrical parameters of symmetrical 1hp three-phase squirrel-cage induction motor. These are the blocked rotor test and no load test. By the application of these, it is possible to determine the parameters which are presented in the steady-state equivalent-circuit of determining an induction motor. One conventional method of determining the inertia of an induction motors is obtained by performing retardation tests. The angular rotor speed of the motor is monitored, following its disconnection from the stator supply. Since the inertia torque J dw/dt contains the inertia coefficient J and the friction and windage torque Bw contains the coefficient B, then J and B can be determined by performing retardation tests.
본 논문은 대용량 유도전동기가 기동할 때 발생하는 큰 돌입전류로 인해 PCC(Point of Common Coupling)에 심한 전압 강하가 발생하게 되어 기동에 실패하는 문제를 해결하기 위해 대상 유도전동기의 기동 특성과 배전계통을 모델링하고 시뮬레이션을 수행함으로써 유도기 기동시에 전압저하 현상을 해석하였다. 문제가 되는 유도전동기는 2500KVA 용량의 펌프용 농형 유도전동기로 리액터 기동법을 채용하고 있다. 2500KVA 유도전동기 한대의 기동에는 문제가 없으나 기동 완료 후 PCC 전압이 다소 떨어진다. 하지만 추가로 동일 용량의 유도전동기가 기동하게 되면 PCC의 심한 전압강하로 기동에 실패하게 되는 문제가 발생하였다. 이러한 문제 해결을 위해 본 논문에서는 실제 기기의 기동시 토크-속도 곡선을 이용한 유도전동기의 기동 특성을 정확히 모델링하고 시뮬레이션을 수행하여 두 대의 대용량 유도전동기가 순차적으로 기동에 성공할 수 있는 적절한 전압보상 방안을 제안하였다. 본 논문에서 논의되는 대용량 유도전동기는 한국수자원공사의 취수장에서 운전되고 있으며 대상 유도전동기 및 배전계통은 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 사용하여 모델링 및 시뮬레이션을 수행하였다.
It is impossible to drive induction motor through line-commutated inverter without the forced-commutation. Therefore, the forced-commutated circuit is proposed in this paper. The line-commutated inverter is operated by load commutation in abovea half of the rated frequency. In this paper, the experimental result is presented by the IM driving.
The speed-torque characteristics of the squirrel cage induction motor is determined by the rotor resistance. This paper presents the fabrication and test results of an HTS induction motor. Conventional end rings and short bars were replaced with HTS tapes in the rotor. Test result shows that the speeds of the HTS induction motor were the same with synchronous speed and the starting torque was about 19Nm.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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