유한요소법을 이용한 3상 유도전동기의 고장해석

Abstract

본 논문에서는 3상 농형 유도전동기의 회전자 봉 결함시의 특성해석에 대하여 고찰하였으며 연구결론을 요약하면 다음과 같다. 1. 3상 유도전동기의 기본구조와 회전자계 그리고 3상 농형 유도전동기의 이론적인 특성을 고찰하고, 고장 발생의 원인과 증상을 살피고, 회전자 봉 결함에 대해 고찰하였다. 2. 3상 농형 유도전동기 특성해석을 위한 유한요소법에 대한 기본적인 이론을 고찰한 뒤 상용 유한요소해석 툴인 JMAG-studio를 이용하여 고장 특성을 해석하였고, 고정자 전류의 특성곡선 결과를 얻었다. 3. 고장 특성 해석으로 구한 고정자 전류의 주파수 특성을 고찰하기 위하여 고속 푸리에 변환하였고, 정상 상태와 회전자 봉 결함 상태 사이의 특징주파수 변화를 확인하였다. 이러한 결과로 부터 유한요소법에 의한 전동기 결함 상태 해석이 가능함을 알 수 있고, 회전자 봉 결함 상태에서 특징 주파수가 나타나는 것을 알 수 있었다. 4. 회전자 봉 결함 상태 해석 결과를 바탕으로 다른 유형(편심, 고정자)의 결함 상태의 모델 설계와 3차원 유한요소 특성해석도 가능할 것이라고 생각된다.

The induction machine is the most widely used machine in industry and consume much power because its structure and manufacture are very simple and maintenance fee is low. Three-phase induction motors are the most important ones and are most widely used in industry. This paper describes on the constructional features, rotating magnetic field, and running operation of the 3-phase induction motor. This paper present rotor faults and characteristics analysis of the 3-phase induction motor by using the finite element method. The characteristics analysis involves two steps. We first simulate the 3-phase cage induction motor by using the commercial software. Then we use motor current signature analysis to diagnose faults in three-phase cage induction machine. The simulation results indicated that the twice slip frequency sideband due to broken rotor bars. We are going to analyze another fault, such as, rotor eccentricity which could be generated in 3-phase cage induction motor.