DC모터와 AC모터의 비교

DC모터와 AC모터의 비교

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모터를 전원의 형식에 따라서 구분하는 첫 번째 방법은 DC전원인지 AC전원인가를 확인하는 것이다. 교류(AC)전동기는 가장 많은 형식의 전동기이며 220V단상도 있지만 특히 330V 3상 유도전동기는 산업현장에서 가장 많이 사용되고 있는 전동기이다. 대체로 정해진 정격속도(Rated RPM)로 구동되지만 인버터(Inverter)를 이용하여 직류전동기처럼 속도도 변동시킬 수 있다. 여기에서 힌트를 얻는다면 직류전동기는 강한 토크와 빈번한 시동이 있는 곳에 주로 사용된다. 또한 대체로 많이 생산되는 교류유도전동기보다 가격도 비싼 편이다. 이에 대해서 간단히 두 형식의 모터를 비교해본다.

DC 모터와 AC Induction 모터와의 비교

모터는 여러 분야에서 다양하게 많은 용도로 사용되고 있지만 산업용(장치산업)모터로 가장 많이 사용되는 모터의 종류를 들어보면 다음과 같다.

 

-DC 모터

-AC 유도(Induction)모터 (농형,권선형)

-AC 동기(Synchronous)모터

-AC 서보(Servo)모터

-가변속(Variable Speed ;Inverter)모터

 

대표적으로 가장 많이 사용되는 두 가지 형식의 모터를 비교해 보면 다음과 같다.

 

	DC 모터	AC 모터(유도)
모터의 구조	복잡	비교적 간단
대표그림
정류(전류)메커니즘	브러시 정류자에 의 한 유접점식	반도체 등에 의한 무접점식(단상 또는 다상교류)
큰 동력화	일반적으로 어렵다.	쉽다.
고속화	어렵다.	쉽다.
저속화	일반적으로 쉽다.	일반적으로 쉽다.
회전변동	일반적으로 많다.	일반적으로 적다.
토크변동	일반적으로 많다.	일반적으로 적다.
출력효율	일반적으로 좋다.	일반적으로 나쁘다.
제어회로	비교적 쉽다.	약간 어렵다.
회전 중의 진동소음	일반적으로 많다.	일반적으로 적다.
클린도	나쁘다.	좋다.
보수	브러시,정류자의 보수가 필요	보수 불필요
수명	짧다.	길다.
주로 사용하는 곳	자동차,압연기,초지기 등 사용횟수,속도조절이 필요한 곳.	펌프,압축기, 송풍기등  일정회전,시동이 빈번하지 않은 곳.

 

                            

 

키워드	모터회전수, 슬립주파수, slip frequency, line frequency, 전원주파수, 모터의 고장진단, 결함진단, 모터의 용어, 모터의 종류, DC모터

 

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IU Edge 멀티센서와 모니터링시스템-진단 또는 모니터링용

IU Edge 멀티센서와 모니터링시스템-진단 또는 모니터링용

 

 

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관련 Tag

진동교육, 진동계측기, Edge, 상태모니터링, 진동진단, 가진기. 진동측정, RPM센서, 진동계, 토크, 비틀림진동, 무선진동센서

다음의 용도로 사용

-      중요기계, 환경, 설비, 건물, 구조, 생산 상태모니터링

-      기존모니터링에 추가, 원하는 그 곳의 감시 모니터링

-      유지보수기록 및 진동진단(원격, 관리, 분석)

-      고장, 환경, 생산, 품질관리 (공작기계, 식품제조, 전자생산, 조립생산, 자동차, 조선 관련 사업체 정유 중화학공장, 제지, 전력, 가스, 에너지, 시멘트, 건축기계, 타이어 외)

-      온라인모니터링시스템의 이상진단용. 생산관리팀, 품질관리팀,예측진단팀, 정비팀, Reliability팀, 설비보전팀, 공무팀, 생산지원팀, 시설팀. 설비진단엔지니어링컨설팅사, 설비진단자격보유자, 진동진단분석가, 설비관리 활용,

 특징

-      멀티센서(진동, 온도, 소음)

-      DAQ가 없다. (Edge compt- 센서모듈 자체연산출력)

-      완전히 경제적 가격대

-      정밀급(X) à 어느 HW에도 출력 연결(0)

-      전원은 유선으로 출력은 무선/유선으로

-      다양한 출력으로 호환 (PLC, DCS, SCADA, IOT)

-      유선방식으로 전원공급, 안정성

-      기본 SW는 WEB방식(핸드폰으로도 확인)

-      스펙트럼분석, 자유로운 주파수범위설정 및 평가

-      Transient데이타 취득(가변속설비)

-      소프트웨어 설정 매우 간편, 직관적 전문 모니터링추구

-      진동가속도(10~1300Hz, 3200Line, 3축 MEMS 센서)

-      온도(-20~120℃)

-      소음(50~120dB)

-      Shock limit 10,000G

-      Wifi, LTE, BT(무선출력)

-      RS485(유선출력)

-      Protocol: Modbus RTU

-      Waveform, Spectrum, Trend ,Alarm 설정

소방시설의 내진설계

소방시설의 내진설계

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진동이 빈번하게 발생하거나 단 한 번의 지진 등 충격진동으로 인하여 건축물이 붕괴되거나 피로파괴(fatigue failure)가 발생하는 상태는 항상 우려할 만 하다. 특히, 단 한 번의 사용이라도 대규모 사고에 대비하여 설치된 것이 목적인 위험대비 안전장치, 피난기구, 피난안내, 그리고 소방시설은 내진에 대한 특성을 반드시 갖추고 있어야 한다. 이 것은 유지보수비용의 절감문제 등으로서 간주되어서는 안되는 위험에 대한 대비문제로서 진동을 생각해야 하는 문제인 것이다.

소방시설과 진동대책

2016년 1월 대한민국에도 처음으로 비로소 소방시설에 대한 내진설계기준이 고시되었다. 이는 선진국(NFPA, 미국방화협회)에서 엄격하게 다루고 있는 소방시설의 내진설계기준에 따른 제품들의 인증과 승인에 대한 벤치마킹에 의한 것으로서 아직 국내기준의 요구성능은 완벽하게 보장되어 있지는 않지만 비로소 소방시설에도 진동의 위험이 명문화된 것으로 볼 수 있다.

내진설계의 적합성을 판단해서 인, 허가를 내주어야 하는 소방관 입장, 국산제품으로는 현재 인증기준도 없고 자칫 해외수입제품(UL등의 외국 수준제품)만 충족된 요건만 가능할 수 있고 비영리 공인기관의 성능확인 KFI인정기준(한국소방산업기술원 자체기준)의 운영방안(기존과 신규설치), 구조기술사만을 최종 진동전문가로 보는 입장은 아직 진행 중이며 소방기계의 진동대비 안정성 수준에 대한 사항은 지면에서 나타나지 못하고 있다.

한편, LH공사는 이에 대한 시방서, 상세설계도 및 설계계산서 등 세부적인 기준을 정립하였다. 이 내용에는 수원, 가압송수장치, 제어반, 함류, 비상전원장치 등 설비에 작용하는 등가적정하중을 건축구조기준에 따라 산정한 자료를 비롯해 지진계수(0.5)를 곱해서 동적하중을 정적하중으로 치환, 계산한 버팀대 구역별 계산서 등을 마련했다. 그러나 여전히 소방설비의 진동수준관리는 아직 명확하지 않으므로 정기점검시 ISO수준의 준수상태(적어도 C등급이상)를 유지하도록 하는 것을 기준하는 것을 제안하고 싶다. 이 것은 진동으로 소방기계의 긴급가동준비상태를 관리하는 것이 정상으로 결정적 순간에는 반드시 진동의 조짐이 있다는 것에 확인을 가하기 위함이다.

 

키워드	방진, 소방시설, 내진, 구조안전, 소방시설 진동기준, 내진설계

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동흡진기 설치사례2-Dynamic Vibration absorber

적용사례- 동흡진기 설치2-Dynamic Vibration absorber

동흡진기는 압축기, 펌프나 파이프시스템, 탱크, 냉각장치, 왕복동설비 등에 발생한 심각한 공진상태의 진동을 감소하는데 아주 효과적이므로 트러블슈팅이나 설계나 건설현장의 장치나 구조에도 아주 빨리 즉각적 적용이 가능하다.

공진을 줄이는 방법- 동흡진기를 설치한다.

인간은 진동을 줄이는 방법(스프링, 고무, 코르크, 공기, 마찰 등)을 여럿 고안해 냈지만 본체 대신 움직여서 본체의 진동을 줄여주는 동흡진기도 있다는 것을 보여주기 시작한다. 이 장치에 대한 사례와 작동목표는 이렇게 설명한다.

Although new to the market, the vibration absorber is based on well-known physics. It has been developed in conjunction with a reputable partner (GMRC) and has been built, tested and proven to work.(유명한 기업에 설치한 사례, 잘알려진 지식이지만 현장에 적용하고 증명한)

At resonance, the DVA will cut vibration to lower levels. In many cases, the vibration amplitudes are reduced by 50%. The goal of the device is to reduce vibration to acceptable levels – not entirely eliminate vibration. (공진진폭을 줄이는 것이 목표)

The unique feature behind the DVA is that it has an extremely long life and will not fail due to excessive vibration. The design has no stress concentrations; this ensures a reliable, long-lasting solution to heavy duty industrial applications.(매우 내구성 좋고 스트레스 적은 설계적용)

The vibration absorber unit is tuned to the target frequency – to achieve maximum performance.

By comparison to other vibration solutions, the total cost of applying the DVA is small. No modifications are needed to the piping, vessel, or skid. No supports are required. The unit can be installed quickly in minutes, with no special tools or equipment.(작은 크기, 작은 비용, 빠른 설치)

 

Vibration absorber Damper-      동흡진기, 진동감쇠기, 파이프진동댐퍼, 진동저감장치

 

다음의 용도로 사용

-      플랜트 엔지니어링, 건설시공사, 전문센터보유사 진동분석가, 정비팀, Reliability팀, 진단엔지니어링컨설팅사

-      주요진동문제 Trouble shooting (자동차, 선박조선, Military, 항공, 정유 중화학공장, 철강, 제지, 전력, 가스, 에너지, 중공업, 공작기계, 타이어, 시멘트)

-      중요설비 (Engine, Reciprocating, Pipe, Vessel, Tank, Motor, Cooling fan, Turbine, Compressor,  Blower, Robot, Other application support)

 특징

-      다양한 진동감쇠장치 솔루션

-      주파수별/하중별 적용 동흡진기 라인업

-      회전기계, 구조진동, 파이프진동

-      TMD, DVA, CLAMP, DAMPER

-      기성식 주파수- 중자주파진동(6~118Hz)

-      기성식 하중- 중간규모구조(4톤이하)

-      대형구조 및 저주파진동은 맞춤식설계

-      수직형 설비(모터, 펌프, 해수펌프류)

-      과도한 파이프진동(주기적 반복, 큰진동)

-      왕복동압축기 및 파이프 구조

-      탱크 및 중간저장용기

-      충격후 반복진동

-      Tunned Mass Damper (TMD)

-      Dynamic Vibration Absorber (DVA

 

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진동교육, 진동계측, 진동진단, EI MX30, Phantom, 진동모니터링, 진동동영상, ODS, DragonVision, 동흡진기, 비틀림진동

 

 

배관유체진동-배관계측장치와 진동

배관유체진동-배관계측장치와 진동

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배관에는 흐르는 유체의 상태(온도, 유량, 유속 등)를 알아내기 위하여 설치된 계측기가 있다. 이 계측기는 정밀기기로서 역시 진동에 취약하다. 특히 고압에 노출될 염려가 있고 위치상에서 공진에 특히 잘 반응할 수도 있다. 누적유량을 정밀하게 측정하는 기어식/루츠유량계, 온도계, 오리피스 등의 사례를 통해 대책을 정리한다.

배관유체진동-배관계측장치진동문제

기어식유량계나 루츠유량계는 용적형으로 내부 회전자 회전속도의 2X, 4X의 주파수에 해당하는 맥동(압력맥동-유량변동)이 발생할 수 있다. 또한 이 맥동주파수는 배관의 액주모드와 일치하여 공명현상을 일으킬 수도 있다. 이 때 발생한 자려진동은 나선형 회전체를 이용하 무 맥동형 유량계로 변경하거나 축압기의 설치로 해결할 수 있다.

온도계보호관도 칼만와류에 의해 진동하고 손상될 수 있다. 유속, 지름과 관련된 칼만와류상수(스트로할수)는 레이놀즈수가 500이 넘는 와류일 경우 거의 0.21로 일정하며 온도계보호관의 기계적 고유진동수와 일치하면 공진이 발생하여 유동과 직각방향으로 격렬하게 배관이 거동한다. 유속이 증가하여도 항상 와류가 방출되는 록인현상(lock in)이 발생하면 원기둥의 진동은 더 큰 양력변화를 일으키게 된다.

감압오리피스의 후미부에 모서리가 있을 경우 오리피스의 앞에서는 유동이 박리되지만 두꺼운 경우 박리한 유동이 오리피스 면에 다시 부착하여 이 것이 진동의 원인이 될 수 있다. 마침 액주공진모드와 맞으면 큰 소음과 진동을 유발하게 된다. 이 때에는 오리피스 후미부를 모떼기 설계(t/d=0.1이하)하면 효과적이다. 이 밖에 다공판 오리피스의 설치도 효과적이다.

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배관진동, 파이프진동, 설비진단, 배관진동의 측정, 배관진동설계, 유체진동, 오리피스

적용사례- 동흡진기 설치사례1-Dynamic Vibration absorber-wood

적용사례- 동흡진기 설치사례1-Dynamic Vibration absorber

진동을 줄이는 방법은 여러가지가 있다. 스프링, 고무, 스펀지, 마찰, 점성액체에 관통, 공기스프링을 진동이 발생하고 있는 곳에 사용하는 것 등이다. 그런데 공진이 발생하면 이러한 방법 들은 거의 쓸모가 없다. 공진상태에서 진동을 줄일 수 있는 방법은 진동이 발생하는 기계를 끄거나 아니면 동흡진기를 부착하는 방법만이 남아있을 뿐이다.

 

공진을 줄인다- 동흡진기

DVA동흡진기는 압축기, 펌프나 파이프시스템, 탱크, 냉각장치, 왕복동설비 등에 발생한 심각한 공진상태의 진동을 감소하는데 효과적이므로 트러블슈팅이나 설계나 건설중인 상태에서도 적용이 가능하다. 설치된 현장의 사례와 그 담당자는 경제적인 설치가격과 장기간의 진동감쇠효과에 만족스럽다.

 

설치방법은 간단하다. 진동이 큰 위치와 방향에 클램프로 설치하고 마운팅으로 최종설치하면 된다. 물론 테스트만 해본다면 자석마운팅설치를 할 수도 있다.

왕복동 압축기를 예로 들면 설치위치는 대체로 공진이 발생하고 있는 scrubber나 piping near coolers or PSVs의 상부가 좋다. 설치후에는 과도한 진동 때문에 고민할 필요도 없고 메인트넌스도 필요하지 않다. 더욱이 가장 간편한 실증이유는 설비가 가동중에 설치할 수 있다는 점이다.

 

 Vibration absorber Damper

동흡진기, 진동감쇠기, 파이프진동댐퍼, 진동저감장치

 

다음의 용도로 사용

-      플랜트 엔지니어링, 건설시공사, 전문센터보유사 진동분석가, 정비팀, Reliability팀, 진단엔지니어링컨설팅사

-      주요진동문제 Trouble shooting (자동차, 선박조선, Military, 항공, 정유 중화학공장, 철강, 제지, 전력, 가스, 에너지, 중공업, 공작기계, 타이어, 시멘트)

-      중요설비 (Engine, Reciprocating, Pipe, Vessel, Tank, Motor, Cooling fan, Turbine, Compressor,  Blower, Robot, Other application support)

 특징

-      다양한 진동감쇠장치 솔루션

-      주파수별/하중별 적용 동흡진기 라인업

-      회전기계, 구조진동, 파이프진동

-      TMD, DVA, CLAMP, DAMPER

-      기성식 주파수- 중자주파진동(6~118Hz)

-      기성식 하중- 중간규모구조(4톤이하)

-      대형구조 및 저주파진동은 맞춤식설계

-      수직형 설비(모터, 펌프, 해수펌프류)

-      과도한 파이프진동(주기적 반복, 큰진동)

-      왕복동압축기 및 파이프 구조

-      탱크 및 중간저장용기

-      충격후 반복진동

-      Tunned Mass Damper (TMD)

-      Dynamic Vibration Absorber (DVA

 

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