인버터 입력전류 분석을 이용한 유도전동기 고장진단

Abstract

운전 중인 유도전동기에 고장이 발생하면, 구동장치 등 전체 시스템에 2차적인 고장을 유발 시킬 수 있다. 이 경우 구동시스템의 신뢰도와 안전성이 저하되고, 경제적인 손실을 초래할 뿐만 아니라, 인명 피해의 위험 등 많은 문제가 발생할 수 있다. 따라서 유도전동기의 고장징후를 조기 감지하여 전체 시스템 고장을 방지할 수 있도록 하는 유도전동기 고장진단 방법이 필요하다. 본 논문은 유도전동기에서 고정자권선의 부분 단락과 회전자 바의 균열이 발생하는 경우, 인버터 입력전류를 분석하여 고장징후를 조기 감지하는 유도전동기 고장진단 방법을 제안한다. 제안한 고장진단 방법은 고정자 전류 3개를 모두 센싱해야 하는 기존 고장진단 방법과 달리, 인버터 입력전류 센서 한 개만으로 유도전동기 고장진단이 가능하다. 또한, 정상전류 주파수성분과 고장전류 주파수성분이 서로 분리되어 나타나는 인버터 입력전류 특성을 통해 기존 고장진단 방법보다 비교적 쉽고 확실한 고장진단이 가능하다. 시뮬레이션을 통하여 제안한 유도전동기 고장진단 방법의 우수성과 유효성을 확인한다. It is well known that since abrupt faults in induction motors tend to lead to subsequent faults and deterioration of the drive apparatus, motor faults may lead to several operating restrictions, such as security problems and economic loss. A lot of research has been done in the area of diagnosis to detect machine faults and to prevent catastrophic hazards in the motor drive system. This paper presents a new method of motor current signature analysis in which the DC-link current of the inverter-driven induction motor system, where a single current sensor is employed instead of three AC current sensors, is measured, and fast Fourier transform analysis is performed. This proposed method makes it possible to easily discern and clearly separate the motor fault current signature from the normal operation current flowing through the stator and rotor windings.