다양한 모터 유형의 차이점

1. DC 모터와 AC 모터의 차이점

DC 모터 구조도

AC 모터 구조도

DC 모터는 직류를 전원으로 사용하는 반면, AC 모터는 교류를 전원으로 사용합니다.

구조적으로 DC 모터의 원리는 비교적 간단하지만, 구조가 복잡하고 유지 보수가 쉽지 않습니다. AC 모터의 원리는 복잡하지만 구조가 비교적 간단하고 DC 모터보다 유지 보수가 용이합니다.

가격 측면에서 보면, 같은 출력의 DC 모터는 AC 모터보다 높습니다. 속도 제어 장치를 포함하면 DC 모터의 가격이 AC 모터보다 높습니다. 물론 구조와 유지 보수 측면에서도 큰 차이가 있습니다.
성능 측면에서 DC 모터는 속도가 안정적이고 속도 제어가 정밀한데, 이는 AC 모터에서는 달성할 수 없는 수준입니다. 따라서 엄격한 속도 요구 사항을 충족하려면 AC 모터 대신 DC 모터를 사용해야 합니다.
교류 모터의 속도 조절은 비교적 복잡하지만, 화학 공장에서 교류 전원을 사용하기 때문에 널리 사용됩니다.

2. 동기 모터와 비동기 모터의 차이점

회전자와 고정자가 같은 속도로 회전하면 동기 전동기라고 하고, 그렇지 않으면 비동기 전동기라고 합니다.

3. 일반 모터와 가변 주파수 모터의 차이점

우선, 일반 모터는 가변 주파수 모터로 사용할 수 없습니다. 일반 모터는 정주파수, 정전압을 기준으로 설계되므로 주파수 변환기 속도 조절 요건을 완벽하게 충족할 수 없으므로 가변 주파수 모터로 사용할 수 없습니다.
주파수 변환기가 모터에 미치는 영향은 주로 모터의 효율과 온도 상승에 있습니다.
주파수 변환기는 작동 중에 다양한 차수의 고조파 전압 및 전류를 생성하여 모터가 비정현파 전압 및 전류로 작동하도록 할 수 있습니다. 고차 고조파는 모터 고정자 구리 손실, 회전자 구리 손실, 철손 및 추가 손실을 증가시킵니다.
가장 중요한 것은 회전자 구리 손실입니다. 이러한 손실은 모터의 추가 열 발생, 효율 저하, 출력 전력 감소를 초래하며, 일반 모터의 온도 상승은 일반적으로 10~20% 증가합니다.
주파수 변환기의 반송 주파수 범위는 수 킬로헤르츠에서 10 킬로헤르츠 이상에 이르며, 이로 인해 모터의 고정자 권선은 매우 높은 전압 상승률을 견뎌내야 합니다. 이는 모터에 매우 가파른 임펄스 전압을 인가하는 것과 같으며, 모터의 권선 간 절연이 훨씬 더 엄격한 테스트를 견뎌내야 합니다.
일반 모터에 주파수 변환기를 사용하여 전원을 공급하면 전자기적, 기계적, 환기 및 기타 요소로 인해 발생하는 진동과 소음이 더욱 복잡해집니다.
가변 주파수 전원 공급 장치에 포함된 고조파는 모터의 전자기 부분의 내재적 공간 고조파와 간섭하여 다양한 전자기적 여기력을 형성하고, 이로 인해 소음이 증가합니다.
모터의 동작 주파수 범위가 넓고 속도 변화 범위가 크기 때문에, 다양한 전자기력파의 주파수를 피하기 어렵고, 모터의 다양한 구조 부품의 고유한 진동 주파수를 피하기 어렵습니다.
전원 주파수가 낮을 경우 전원의 고차 고조파로 인한 손실이 크다. 둘째, 가변 모터의 회전 속도가 낮아지면 냉각 공기량이 회전 속도의 세제곱에 정비례하여 감소하기 때문에 모터의 열이 방출되지 않아 온도 상승이 급격히 증가하고 일정한 토크 출력을 얻기 어렵다.

4. 일반 모터와 가변 주파수 모터의 구조적 차이점

01. 더 높은 단열 수준 요구 사항
일반적으로 가변 주파수 모터의 절연 수준은 F 이상입니다. 대지와의 절연 및 권선의 절연 강도를 강화해야 하며, 특히 절연의 임펄스 전압 내성을 고려해야 합니다.
02. 가변 주파수 모터에 대한 더 높은 진동 및 소음 요구 사항
가변 주파수 모터는 모터 구성 요소와 전체의 강성을 충분히 고려해야 하며, 각 힘파와의 공진을 피하기 위해 고유 주파수를 높이려고 노력해야 합니다.
03. 가변 주파수 모터의 다양한 냉각 방법
가변 주파수 모터는 일반적으로 강제 환기 냉각을 사용합니다. 즉, 주 모터 냉각 팬은 독립 모터로 구동됩니다.
04. 다양한 보호 대책이 필요합니다.
160kW 이상의 가변 주파수 모터에는 베어링 절연 조치를 취해야 합니다. 주로 자기 회로의 비대칭성과 축 전류가 발생하기 쉽습니다. 다른 고주파 부품에서 발생하는 전류가 결합되면 축 전류가 크게 증가하여 베어링 손상을 초래하므로 일반적으로 절연 조치를 취합니다. 정전력 가변 주파수 모터의 경우, 회전 속도가 3000rpm을 초과할 경우 베어링 온도 상승을 보상하기 위해 특수 고온 내열 그리스를 사용해야 합니다.
05. 다른 냉각 시스템
가변 주파수 모터 냉각 팬은 독립적인 전원 공급 장치를 사용하여 지속적인 냉각 용량을 보장합니다.

2. 모터에 대한 기본 지식

모터 선택
모터 선정에 필요한 기본적인 내용은 다음과 같습니다.
구동되는 부하의 유형, 정격 전력, 정격 전압, 정격 속도 및 기타 조건.
부하 유형·DC 모터·비동기 모터·동기 모터
부하가 안정적이고 시동 및 제동에 대한 특별한 요구 사항이 없는 연속 생산 기계의 경우, 기계, 수중 펌프, 팬 등에 널리 사용되는 영구 자석 동기 모터 또는 일반 농형 비동기 모터를 선호해야 합니다.
브리지 크레인, 광산 호이스트, 공기 압축기, 비가역 압연기 등과 같이 시동 및 제동이 빈번하고 큰 시동 및 제동 토크가 필요한 생산 기계의 경우 영구 자석 동기 모터 또는 권선 비동기 모터를 사용해야 합니다.
속도 조절이 필요하지 않고 일정한 속도가 필요하거나 역률을 개선해야 하는 경우에는 중·대용량 물 펌프, 공기 압축기, 호이스트, 밀 등과 같은 영구 자석 동기 모터를 사용해야 합니다.
1:3 이상의 속도 조절 범위를 요구하고 지속적이고 안정적이며 원활한 속도 조절이 필요한 생산 기계의 경우, 대형 정밀 공작 기계, 갠트리 플래너, 압연기, 호이스트 등과 같이 가변 주파수 속도 조절이 가능한 영구 자석 동기 모터 또는 별도로 여자되는 DC 모터 또는 농형 비동기 모터를 사용하는 것이 좋습니다.
일반적으로 모터는 구동되는 부하 유형, 정격 전력, 정격 전압, 모터의 정격 속도를 제공하여 대략적으로 결정될 수 있습니다.
그러나 부하 요구 사항을 최적으로 충족하려면 이러한 기본 매개변수만으로는 충분하지 않습니다.
제공되어야 하는 기타 매개변수는 다음과 같습니다: 주파수, 작업 시스템, 과부하 요구 사항, 절연 수준, 보호 수준, 관성 모멘트, 부하 저항 토크 곡선, 설치 방법, 주변 온도, 고도, 외부 요구 사항 등(특정 상황에 따라 제공됨)

3. 모터에 대한 기본 지식

모터 선택을 위한 단계
모터가 작동 중이거나 고장 났을 때, 보고, 듣고, 냄새 맡고, 만지는 네 가지 방법을 사용하여 결함을 예방하고 제때 제거하여 모터의 안전한 작동을 보장할 수 있습니다.
1. 보세요
모터의 작동 중에 이상이 있는지 관찰하세요. 이상은 주로 다음과 같은 상황에서 나타납니다.
1. 고정자 권선이 단락되면 모터에서 연기가 나올 수 있습니다.
2. 모터에 심각한 과부하가 걸리거나 위상 손실이 발생하면 속도가 느려지고 더 큰 "윙윙" 소리가 납니다.
3. 모터가 정상적으로 작동하다가 갑자기 멈추는 경우 느슨한 연결부에서 불꽃이 나오는 것을 볼 수 있습니다. 퓨즈가 끊어졌거나 부품이 끼어 있는 것입니다.
4. 모터가 심하게 진동하는 경우 전달장치가 걸렸거나 모터가 제대로 고정되지 않았거나 풋볼트가 느슨해진 것 등이 원인일 수 있습니다.
5. 모터 내부의 접점 및 연결부에 변색, 탄 자국, 연기 자국 등이 있는 경우, 국부 과열, 도체 연결부의 접촉 불량, 권선의 소손 등이 있을 수 있음을 의미합니다.
2. 듣다
모터가 정상적으로 작동할 경우, 특별한 소음이나 소리가 나지 않고, 균일하고 가벼운 "윙윙거리는" 소리가 나야 합니다.
전자기 소음, 베어링 소음, 환기 소음, 기계적 마찰 소음 등 소음이 너무 크다면 선조 현상이나 결함 현상일 수 있습니다.
1. 전자파 소음의 경우 모터에서 높은 소리, 낮은 소리, 무거운 소리가 나는 경우 그 이유는 다음과 같습니다.
(1) 고정자와 회전자 사이의 공극이 불균일합니다. 이때 소리는 높고 낮으며, 고음과 저음의 간격은 변하지 않습니다. 이는 베어링 마모로 인해 고정자와 회전자가 동심원이 아니기 때문입니다.
(2) 3상 전류가 불균형합니다. 이는 3상 권선의 접지 불량, 단락 또는 접촉 불량으로 인해 발생합니다. 소리가 매우 둔탁하다면 모터가 심각하게 과부하 상태이거나 결상 상태로 작동하고 있음을 의미합니다.
(3) 철심이 느슨합니다. 모터 작동 중 진동으로 인해 철심 고정 볼트가 풀리고 철심 규소강판이 풀리면서 소음이 발생합니다.
2. 베어링 소음은 모터 작동 중 자주 확인해야 합니다. 모니터링 방법은 드라이버의 한쪽 끝을 베어링 설치 부위에 대고 다른 쪽 끝을 귀에 가까이 대어 베어링 회전 소리를 듣는 것입니다. 베어링이 정상적으로 작동하면 진동이나 금속 마찰음이 없이 연속적이고 미세한 "스르륵" 소리가 납니다.
다음과 같은 소리가 발생하는 경우, 비정상적인 현상입니다.
(1) 베어링 작동 시 "삐걱거리는" 소리가 납니다. 이는 금속 마찰음으로, 일반적으로 베어링 내 오일 부족으로 인해 발생합니다. 베어링을 분해하여 적정량의 그리스를 보충해야 합니다.
(2) "짹짹" 소리가 나는 경우, 이는 볼이 회전할 때 나는 소리입니다. 일반적으로 그리스가 마르거나 오일이 부족하여 발생합니다. 적정량의 그리스를 첨가할 수 있습니다.
(3) "딸깍" 또는 "삐걱거리는" 소리가 발생하는 경우 베어링 내 볼의 불규칙한 움직임으로 인해 발생하는 소리입니다. 이는 베어링 내 볼의 손상 또는 모터의 장기간 미사용으로 인해 그리스가 건조되어 발생합니다.
3. 전달기구와 구동기구에서 진동음이 아닌 연속음이 나는 경우, 다음과 같은 상황에 따라 처리가 가능합니다.
(1) 주기적인 '팝' 소리는 벨트 연결 부위의 불균일로 인해 발생합니다.
(2) 주기적으로 '동동' 하는 소리는 커플링이나 풀리와 샤프트 사이의 헐거움, 키나 키웨이의 마모 등에 의해 발생합니다.
(3) 팬커버와 날개가 충돌하면서 발생하는 불균일한 충돌음입니다.

3. 냄새
모터 냄새를 맡으면 고장을 판단하고 예방할 수도 있습니다.
정션 박스를 열고 탄 냄새가 나는지 확인하십시오. 특수 페인트 냄새가 난다면 모터 내부 온도가 너무 높다는 것을 의미하고, 강한 탄 냄새나 탄 냄새가 난다면 절연층 유지 망이 파손되었거나 권선이 타버린 것일 수 있습니다.
냄새가 나지 않으면 절연 저항계를 사용하여 권선과 케이싱 사이의 절연 저항을 측정해야 합니다. 0.5메가옴 미만이면 건조해야 합니다. 저항이 0이면 손상되었음을 의미합니다.
4. 터치
모터의 특정 부분의 온도를 측정하면 오류의 원인을 알아낼 수도 있습니다.
안전을 위해 손등을 사용하여 모터 케이스와 베어링 주변 부분을 만지세요.
온도가 비정상적이라면 그 이유는 다음과 같습니다.
1. 환기 불량. 팬이 떨어지거나, 환기 덕트가 막히는 등
2. 과부하. 전류가 너무 커서 고정자 권선이 과열되었습니다.
3. 고정자 권선이 단락되었거나 3상 전류가 불균형합니다.
4. 잦은 시동 또는 제동.
5. 베어링 주변 온도가 너무 높은 경우 베어링 손상이나 오일 부족으로 인해 발생할 수 있습니다.

모터 베어링 온도 조절, 이상 발생 시 원인 및 치료

규정에 따르면, 롤링 베어링의 최고 온도는 95℃를, 슬라이딩 베어링의 최고 온도는 80℃를 초과해서는 안 됩니다. 또한, 온도 상승은 55℃를 초과해서는 안 됩니다(온도 상승은 베어링 온도에서 시험 중 주변 온도를 뺀 값입니다).

과도한 베어링 온도 상승의 원인과 치료:

(1) 원인 : 샤프트가 휘어져 중심선이 정확하지 않음. 대책 : 중심을 다시 찾으세요.
(2) 원인 : 기초나사가 느슨함. 대책 : 기초나사를 조여준다.

(3) 원인 : 윤활유가 깨끗하지 않음. 조치 : 윤활유를 교체하세요.

(4) 원인 : 윤활유를 너무 오랫동안 사용하여 교체하지 않은 경우입니다. 조치 : 베어링을 청소하고 윤활유를 교체하십시오.
(5) 원인 : 베어링 내부의 볼 또는 롤러가 파손된 경우입니다. 조치 : 베어링을 새 것으로 교체합니다.

안후이 밍텅 영구자석 기계 및 전기 설비 유한회사(https://www.mingtengmotor.com/)는 17년간의 급속한 발전을 경험해 왔습니다. 당사는 일반형, 가변 주파수형, 방폭형, 가변 주파수 방폭형, 직접 구동형, 방폭형 직접 구동형 등 2,000개 이상의 영구 자석 모터를 개발 및 생산해 왔습니다. 이 모터는 팬, 워터 펌프, 벨트 컨베이어, 볼 밀, 믹서, 파쇄기, 스크레이퍼, 오일 펌프, 방적기 등 광산, 철강, 전기 등 다양한 분야의 부하에 성공적으로 적용되어 우수한 에너지 절감 효과를 달성하고 널리 호평을 받고 있습니다.

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