전기적 불평형이란 무엇인가요? 모터의 상 불평형 • 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋" 전기적 불평형이란 무엇인가요? 모터의 상 불평형 • 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋"

전기적 불평형이란 무엇인가? 모터의 위상 불평형

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전기적 불균형 이해

정의: 전기적 불평형이란 무엇인가?

전기적 불균형 (상 불평형, 전압 불평형 또는 전류 불평형이라고도 함)은 3상 전기 시스템에서 세 상의 전압 또는 전류가 크기가 같지 않거나 정확히 120도 전기적으로 분리되지 않는 상태를 말합니다. 전원 공급 장치 또는 모터 권선의 이러한 비대칭은 불균형 전자기력, 모터 권선의 과열, 역상 전류, 토크 맥동, 그리고 특성 진동 회선 주파수의 두 배로.

작은 전압 불평형(2-3%)조차도 심각한 전류 불평형(6-10배)을 유발하여 모터 효율과 수명을 저하시킬 수 있습니다. 전기 불평형은 산업 시설에서 흔히 발생하는 문제이며, 전력 공급 문제, 전력 분배 불량, 또는 모터 권선 결함으로 인해 발생할 수 있습니다.

전기적 불평형의 유형

1. 전압 불평형

선간 전압 또는 선-중성선 전압이 같지 않음:

  • 측정: 각 상 쌍(AB, BC, CA) 사이의 전압을 측정합니다.
  • 계산: % 전압 불평형 = (평균으로부터의 최대 편차 / 평균) × 100
  • 예: 위상 측정 477V, 480V, 483V → 평균 480V, 최대 편차 3V → 0.625% 불균형
  • 허용 가능: NEMA에 따르면 < 1%, IEC에 따르면 < 2%

2. 전류 불균형

3상의 전류가 같지 않음:

  • 측정: 각 상(IA, IB, IC)의 전류를 측정합니다.
  • 계산: % 전류 불균형 = (평균으로부터의 최대 편차 / 평균) × 100
  • 원인: 전압 불균형, 권선 결함, 연결 불량
  • 확대: 작은 전압 불균형은 더 큰 전류 불균형을 생성합니다(6-10배 배수)

3. 위상각 불균형

  • 정확히 120°로 분리되지 않은 위상
  • 맥동 토크와 가열을 생성합니다.
  • 크기 불균형보다 덜 일반적입니다.
  • 전력 품질 분석기가 감지해야 합니다.

전기적 불균형의 원인

공공 서비스 공급 문제

  • 변압기 문제: 불평형 배전 변압기
  • 단상 부하: 동일한 공급원에 큰 단상 부하가 연결되어 비대칭이 발생합니다.
  • 송전선 문제: 3상의 불평등 임피던스
  • 유틸리티 오류 조건: 시스템 장애

시설 분포

  • 연결 불량: 단상의 고저항 연결
  • 끊어진 퓨즈: 한 상의 부분적 손실(심각한 불균형)
  • 케이블 길이가 다름: 위상 도체의 다른 임피던스
  • 단상: 한 위상의 완전한 손실(극심한 불균형)

모터 내부 원인

  • 권선 단층: 한 단계에서 효과적인 턴을 감소시키는 턴투턴 쇼트
  • 와인딩 비대칭: 권선 저항의 제조 변화
  • 연결 문제: 터미널 연결이 불량합니다
  • 손상된 권선: 부분 단락 또는 개방 회로

모터 성능에 미치는 영향

과열

가장 심각한 결과:

  • 음의 시퀀스 전류는 추가 가열을 생성합니다.
  • 한 위상은 설계된 것보다 더 많은 전류를 전달합니다.
  • 전압 불균형이 시사하는 것보다 훨씬 더 큰 온도 상승
  • 경험의 법칙: 3% 전압 불균형은 18-25% 온도 상승을 유발할 수 있습니다.
  • 가속된 절연 노화 및 파손

효율 및 역률

  • 순환 전류로 인한 효율성 저하
  • 감소된 역률
  • 에너지 소비 증가
  • 일반적인 효율 손실: 중간 불균형의 경우 1-2%

토크 맥동

  • 2× 라인 주파수에서의 맥동 토크
  • 구동계에 비틀림 진동을 생성합니다.
  • 비틀림 공진을 일으킬 수 있습니다
  • 원활한 작동을 감소시킵니다

진동

  • 2× 회선 주파수: 120Hz(60Hz) 또는 100Hz(50Hz) 진동 성분
  • 전자기적 기원: 맥동하는 자기력
  • 진폭: 불균형 정도에 비례
  • 착란: 와 혼동될 수 있습니다 고정자 결함 또는 자석 당김

서비스 수명 단축

  • 열 응력 증가로 인해 단열 수명이 단축됩니다.
  • 모터 정격 감소 필요(용량 감소)
  • 3% 전압 불균형은 모터 수명을 50%만큼 단축시킬 수 있습니다.

탐지 및 측정

전압 측정

  • 부하 상태에서 모터를 작동시키면서 선간 전압(VAB, VBC, VCA)을 측정합니다.
  • 평균과 백분율 편차를 계산합니다
  • 전압 강하를 포함하려면 모터 단자(공급 패널 아님)에서 수행하세요.
  • 시간 경과에 따른 문서 및 추세

전류 측정

  • 클램프 미터로 각 상의 전류를 측정합니다.
  • 불균형 비율 계산
  • 전류 불평형은 종종 전압 불평형의 6-10배입니다.
  • 증가하는 전류 불균형은 운동 문제가 발생하고 있음을 나타냅니다.

진동 분석

  • 2배 높은 라인 주파수 성분
  • 진폭을 기준선과 비교하세요
  • 주파수(120/100Hz 대 2× 실행 속도)로 기계적 2×(정렬 오류)와 구별합니다.

열 모니터링

  • 권선 온도 또는 모터 프레임 온도 측정
  • 상간 온도 불균형
  • 부하에 대한 예상보다 전체 온도가 높습니다.

교정 방법

공급측 불균형에 대해

  • 서비스 입구에서 불균형이 발생하면 유틸리티에 문의하세요.
  • 분배 시스템의 모든 연결을 확인하고 조이십시오.
  • 퓨즈와 회로 차단기가 손상되지 않았는지 확인하세요
  • 3개 위상에 걸쳐 단상 부하를 균형화합니다.
  • 변압기 탭 설정 확인

모터 측 문제

  • 모터 단자 연결부를 점검하고 청소하세요
  • 케이블 연결이 단단하고 깨끗한지 확인하세요
  • 권선 결함 테스트(절연 저항, 전류 시그니처 분석)
  • 내부 오류가 확인되면 모터를 되감거나 교체하십시오.

디레이팅

  • 불균형을 교정할 수 없는 경우 모터 부하를 줄이십시오.
  • NEMA는 1% 전압 불균형이 1%를 초과할 경우 1%의 정격 감소를 권장합니다.
  • 온도를 면밀히 모니터링하세요

예방 및 모니터링

설치

  • 전원을 공급하기 전에 모터 단자의 전압 균형을 확인하십시오.
  • 적절한 크기의 도체를 사용하세요(전압 강하 최소화)
  • 모든 연결 부분이 깨끗하고 단단히 고정되어 있는지 확인하세요.
  • 올바른 모터 연결(와이 대 델타)을 확인하세요

작업

  • 주기적 전압 및 전류 측정
  • 개발 중인 문제를 감지하는 추세
  • 퓨즈가 끊어졌거나 차단기가 끊어졌는지 모니터링하세요.
  • 반복적인 모터 문제가 있는 시설의 전력 품질 조사

전기 불평형은 흔하지만 간과되기 쉬운 모터 문제로, 모터의 성능, 효율, 그리고 수명에 중대한 영향을 미칩니다. 전압 불평형과 전류 불평형의 관계를 이해하고, 2배 주파수 진동 특성을 파악하며, 적절한 설치 및 모니터링을 통해 균형 잡힌 전기 공급을 유지하는 것은 최적의 모터 성능과 신뢰성을 위해 필수적입니다.

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