모터 스테이터란? Stator 진단장비(Motor Diagnostic Tester, Monitoring)

 

목차

 

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모터 스테이터란?

참조:https://en.wikipedia.org/, Rotor(lower left) and stator(upper right) of an electric motor

 

스테이터(Stator)는 전기 모터에서 중요한 역할을 하는 고정된 구성 요소입니다. 기본적으로 전기 모터는 두 가지 주요 부분, 즉 스테이터와 로터(Rotor)로 구성되는데, 스테이터는 고정된 상태로 로터와 상호작용하여 모터의 회전 운동을 만들어냅니다.

 

스테이터는 주로 자기장을 생성하는 역할을 하며, 전기 모터에서 전기를 기계적 에너지로 변환하는 데 중요한 역할을 합니다. 스테이터는 로터와 달리 회전하지 않지만, 그 주위에 위치한 코일에 전류가 흐르면서 자기장을 형성하고, 이 자기장이 로터와 상호작용하여 로터를 회전시킵니다. 이 과정은 다양한 전기 장치에서 전기 에너지를 운동 에너지로 변환하는 중요한 원리입니다.

 

스테이터의 작동 원리

전기 모터에서 스테이터는 전류가 흐를 때 고정된 자기장을 생성합니다. 로터가 이 자기장 안에 위치하게 되면, 자기장의 변화에 따라 로터가 회전하게 됩니다. 이를 통해 전기 에너지가 기계적 운동으로 변환됩니다. 예를 들어, 우리가 사용하는 가전제품, 공장 기계, 전기차 등에 모두 이 원리가 적용되어 있습니다.

 

 

스테이터의 역사적 발전

스테이터의 개념은 19세기 초 마이클 패러데이의 전자기 유도 실험에서 비롯되었습니다. 패러데이는 변화하는 자기장이 근처의 도체에 전류를 유도할 수 있다는 원리를 발견했으며, 이 발견이 스테이터 기술의 기초가 되었습니다. 이후 19세기 중반에 여러 발명가들이 전기 모터를 개발하면서, 스테이터가 전기 모터의 필수 구성 요소로 자리 잡았습니다.

 

20세기에는 스테이터 기술이 더욱 발전하여, 더 높은 효율성과 내구성을 가진 스테이터가 개발되었습니다. 전기 모터는 이제 공장 기계부터 가전제품까지 다양한 분야에서 필수적인 요소로 자리 잡게 되었습니다.

 

 

 

Stator 진단장비

 

 

팜테크에서 제공하는 스테이터 진단 시험기는 전기 모터의 핵심 구성 요소인 스테이터의 상태를 정확하게 분석하고, 잠재적인 문제를 조기에 감지하여 모터의 성능을 최적화하는 데 중요한 도구입니다. 스테이터는 모터의 회전 자기장을 생성하여 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 중요한 역할을 하므로, 그 상태가 모터 전체의 효율성과 수명을 결정짓는 요소입니다.

 

 

1. 저항 불균형(Resistive Imbalance)

저항 불균형은 스테이터 권선에서 발생할 수 있는 턴 간 단락이나 절연 손상을 탐지하는 데 유용합니다. 저항이 불균형하면 전기 흐름에 문제가 발생하여 모터의 효율이 저하되고, 과열이나 더 큰 손상으로 이어질 수 있습니다.

 

2. 유도 불균형(Inductive Imbalance)

유도 불균형은 권선 내부의 자기장 생성 과정에서 불균형이 생기는 것을 의미합니다. 이는 자기적 결함이나 구조적 손상으로 인해 발생할 수 있으며, 이러한 불균형이 커지면 모터가 비효율적으로 작동하고 추가적인 열 손실이 발생합니다.

 

3. 전류 불균형(Current Imbalance)

전류 불균형은 세 개의 상 전류가 고르게 분포되지 않았을 때 발생합니다. 이는 스테이터 권선 내부의 결함이나 전원 공급 문제를 나타낼 수 있으며, 이러한 불균형은 모터의 비정상적인 작동을 유발하고 스테이터 과열로 이어질 수 있습니다.

 

4. 부분 방전(Partial Discharge)

부분 방전은 고전압 모터에서 자주 발생하는 문제로, 절연체에서 소량의 전기가 누출되어 절연 품질 저하를 일으킵니다. 이를 통해 절연 손상이 시작되는지 여부를 확인할 수 있으며, 조기 검출을 통해 모터 수명을 연장할 수 있습니다.

 

5. 진동 분석(Vibration Analysis)

스테이터가 올바르게 고정되지 않았거나 권선의 배치에 문제가 있을 경우 진동이 발생할 수 있습니다. 이는 모터 성능에 부정적인 영향을 미치며, 장기적으로 모터 수명을 단축시킬 수 있습니다. 진동 분석은 기계적 문제나 불균형을 탐지하는 데 유용합니다.

 

6. 절연 저항(Insulation Resistance)

절연 저항 측정은 스테이터 권선과 접지 간의 절연 상태를 평가하는 중요한 항목입니다. 절연이 약해지면 모터가 쉽게 고장 날 수 있으며, 이를 조기에 발견하여 모터를 보호할 수 있습니다. 일반적인 절연 저항 시험으로는 메가옴미터(megohmmeter)가 사용됩니다.

 

7. 온도 분석(Thermal Analysis)

모터의 온도는 스테이터의 상태를 간접적으로 평가할 수 있는 중요한 지표입니다. 과도한 온도 상승은 권선의 절연 손상, 내부 결함 또는 과부하 상태를 나타낼 수 있습니다. 적외선 온도 분석은 비접촉 방식으로 온도를 측정하여 모터의 문제를 확인할 수 있는 방법입니다.

 

8. 상간 전압 불균형(Voltage Imbalance)

상간 전압 불균형은 전기 모터에 공급되는 세 가지 상 전압이 동일하지 않을 때 발생합니다. 이는 스테이터 권선이나 외부 전원 공급 장치에 결함이 있을 가능성을 나타내며, 전압 불균형은 모터 과열, 진동 증가 등의 문제로 이어질 수 있습니다.

 

9. EMAX 기술을 통한 전압-전류 위상 관계 분석

스테이터의 성능을 분석할 때, 전압과 전류 간의 위상 관계를 측정하는 EMAX 기술을 사용할 수 있습니다. 이 방법은 스테이터 권선의 상태를 평가하고, 각 상에서 발생하는 결함을 조기에 탐지하는 데 매우 유용합니다

 

 

해당 내용과 관련해서 팜테크에서 교육 프로그램, 측정/분석 용역, 장비를 제공하고 있습니다.  관심 있으시면 아래 홈페이지 또는 연락처를 통해 문의 주시면 됩니다. :)

 

https://famtech.co.kr/sub04/01_01.php

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