발전소터빈의 진동과 철도차량진동의 차이

발전소터빈의 진동과 철도차량진동의 차이

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당연한 이해로 생각이 들 수 도 있지만 발전소 또는 일반산업플랜트의 진동과 철도차량의 진동을 비교하자면 에어컨 실외기모터의 진동과 자동차의 주행시 진동을 예를들면 잘 맞을 것이다. 큰 차이는 작고 크고를 떠나서 또는 얼마나 자주, 빨리를 떠나서 가장 다른 것은 속도(회전주파수)의 변동여부이다. 즉, 에어컨 실외기의 모터는 시동 후 즉시 정속가동하고 속도는 변하지 않지만 자동차(철도)는 움직일 때 엑셀을 밟을때마다 속도가 수시로 변동한다.

정상운전상태와 과도운전상태의 진동의 차이

대형연속생산공정에서 흔히 사용하는 원동기(모터, 터빈)등은 급속도의 시간에 정해진 속도를 주어 팬, 펌프, 압축기, 롤 등을 가동한다. 변속이 필요한 경우는 기어, 벨트, 체인 등으로 변속을 하고 VVV시스템으로 원동기의 속도를 변동할 수 있지만 대부분의 대형공장은 같은 속도로 회전하는 기계들로 구성된 정상운전상태(Steady state operating)의 진동이다.

반면에 과도운전상태진동(Transient operating)은 수시로 원동기의 속도가 변하면서 가동하는 철도, 자동차 등의 수송기계와 가공공작기계, 연속운반기계(크레인) 등을 예로 들 수 있다. 이는 설비의 수명과 두 시스템 간에는 진동의 모니터링 방법에 큰 차이를 보이는데 설비의 수명측면에서 공진효과의 반복에 의한 수명감소를 간과할 수 없다. 즉, 속도가 계속 변동한다는 것은 위험속도(Critical speed)에 머물 가능성이 더 크다는 뜻으로 진동이 더욱 커지는 공진구역에서 빈번한 공진에 의한 부분적인 피로파괴(fatigue failure)가 유도된다. 또한 모니터링관점에서 살펴보면 속도가 변한다고 설비의 모니터링 방법이 불가능한 것은 아니다. 과도운전상태의 진동현상이 변수가 많아서 더 어려울 뿐이다. 이 때에 일정한 공정속도에서 취득한 신호(주파수) 또는 진동량 간의 상대, 상호비교나 통계적인(일간, 주간, 월간) 진동량 비교가 실제로 적용이 가능하다. 모든 것을 다 모니터링한다는 것은 많은 데이터만을 축적할 수 있다면 뭐든지 가능하다는 이론이지만 실제로 모니터링은 저장공간이 무한하지 않기 때문에 그렇게 비효율적으로 진행되지 않는다. 다만 과도운전상태에서 주의할 점은 예지보전(PdM)이 불가능하지 않다는 점이며 모니터링 할 시점과 통계량의 비교가 될 것이라는 점이다. 양 시스템의 모니터링시스템을 구성할 때 이를 참고하기 바란다.

키워드	철도진동, 수송기계진동, 진동측정, 온라인 모니터링시스템, VMS, trend, transient, resonance

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