[ 베어링 지식 191 ] 3 상 유도 전동기에서의 전식 메커니즘 [3]

[ 축 전압 발생 ]  

축전압이란 축과 축 주위의 프레임과의 사이에 생기는 전위차임.

이것은 그림의  등가회로 중, 콘덴서 Cb 양단의 전위차로서 이해할 수 있음.

Cb는 베어링의 외륜-내륜 사이에 형성되는 CAPACITY 값임.

 

[ 축전압 발생 위치 ]

 

[ 축 전압 해석값과 실측 치 ]

등가회로를 이용하여 시뮬레이션을 통한, 축전압을 해석함.

  
- 시뮬레이션 조건 
각 재질 부품간에 형성되는 CAPACITY

  

 

[ 고정자 첨심과 회전자 철심사이의 정전기 용량]

 

고정자 철심과 회전자 철심 사이에는 공극이 있어 공기가 유도체가 되어, 정전용량이 존재함.
2개의 철심 사이의 면적을 S[m2]
공극의 두께를 d[m]

진공의 유전율을 ε0[F/m]

공기의 비유전율 ε[F/m]로 함/

공극의 정전기용량Cg[nF]는 다음 식과 같음.

 

 

또 베어링에서는 헤르츠의 탄성접촉이론에 의해 베어링 내의 볼과 내외륜 궤도면에서 점 접촉이 아닌 면접촉을 하는 것으로 알려져 있음.

 

이 내외륜 궤도면에서는 볼과 궤도면과 직접 접촉하는 것이 아니라, 윤활에 의한 수십에서 수백 나노미터의 유막 두께가 존재함.

[ 베어링 내외륜 정전기 용량]

베어링 내의 내륜 궤도면과 볼 사이의 유막이 유전체가 됨.

 

볼과 내외륜 궤도면의 접촉면적을 S[m2],

 

유막 두께를 d[m]

윤활유의 유전율을 εg[F/m]로 함.

내외륜의 베어링의 정전기 용량은  Cb[nF]는 아래식과 같이 됨.

 

  

 

[ 베어링의 내외륜간의 정전기 용량]

 
[ 고정자 철심사이의 정전기 용량]                    

코일은 표면에 절연체가 피막되어 있음.
때문에 이 절연체가 유전체로서 작용하여 고정자 철심 사이에서 정전기용량을 가짐.

 

케이블 면적 (케이블 길이)을 S[m2]

절연체의 두께를 d[m]

절연체 유전율을 εi[F/m]로 함.
정전기 용량 Cs[nF]는 다음식과 같음.  

 

 

[ 코일 정전기 용량 ]

 

위에서 정리한 식을 이용한 계산 값은 다음과 같음.

 

 

[ 현업에서의 경험 ]

 

논문이나, 참고할 만한 자료를 기준으로, 자료를 정리하고 , 전식 메커니즘에 대한 기본적인 이해를 할 필요가 있음.

그러고 나서, 자료를 기준으로하여, 시험기와 베어링을 선정하여, 논문과 유사하게, 측정 및 시험을 진행함.

그리고, 위의 CAPACITY값을 가지고, 등가회로를 작성하고, 해석하여 측정과 해석에 대한 적확도를 확보함.

위의 과정들이 순탄하게 끝나지는 않겠지만. 가장 기본중에 기본이니, 이 모든 것을 가장 우선시해서 측정방법과 등가회로 작성법, 해석 방법을 익히는 것이 중요함.