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2026-08-14설비 진단과 에너지 절감한국디지탈콘트롤(주) 기술연구소

한눈에 보기

  • 회전 쪽에 생긴 문제는 전기 쪽에 흔적을 남기므로 전압·전류만으로 진단이 됩니다.
  • 제어반에 이미 있는 CT·PT 를 쓰므로 모터에 센서를 붙이지 않고 운전 중에 진단합니다.
  • 결과는 있고 없고가 아니라 A~D 등급과 잔존 기간(24·12·6·3개월)으로 나와, 정비 시점을 미리 잡을 수 있습니다.

모터 고장, 전류만으로 미리 안다

모터가 멈추면 그 설비 전체가 섭니다. 그런데 언제 멈출지는 알기 어렵습니다. 진동 센서를 붙이자니 모터마다 달아야 하고, 지하 기계실이나 옥상에 있는 것은 접근조차 번거롭습니다. 모터에 아무것도 붙이지 않고, 제어반에서 이미 재고 있는 전압·전류만으로 상태를 알아내는 방법이 있습니다.

이 글의 적용 범위 — 3상 유도전동기를 전기적 신호로 진단하는 원리를 다룹니다. 무엇을 알아낼 수 있고 결과가 어떻게 나오는지까지 설명하며, 판정 알고리즘과 기준값 산정 방법은 다루지 않습니다. 진동·온도를 직접 재는 방식이나 발전기·직류기는 대상이 아닙니다.

왜 전류만으로 알 수 있나

모터는 전기를 넣으면 회전하는 장치입니다. 거꾸로 말하면, 회전하는 쪽에 문제가 생기면 전기 쪽에도 흔적이 남습니다.

베어링이 닳으면 회전이 미세하게 흔들리고, 그 흔들림은 전류 파형에 특정 주파수 성분으로 나타납니다. 회전자 도체가 끊어져도, 축이 어긋나도 마찬가지입니다. 고장의 종류마다 다른 자리에 다른 모양으로 흔적이 남기 때문에, 파형을 분석하면 무엇이 나빠졌는지 갈립니다.

제어반 (MCC) 이미 설치돼 있는 것 CT PT 전류 · 전압 신호 파형 분석 전원 특성 · 스펙트럼 토크 · 회전속도 속도계 없이 회전속도 산출 진단 결과 어느 부위가 나빠졌는가 얼마나 더 쓸 수 있는가 M 모터에는 아무것도 붙이지 않는다 진동 센서 · 온도 센서 불필요
제어반에 이미 설치된 CT·PT 신호만 씁니다. 모터가 지하 기계실이나 옥상에 있어도 접근할 필요가 없습니다.
이 방식의 장점 — 모터마다 센서를 달지 않아도 되고, 운전 중에 진단할 수 있으며, 제어반 한 곳에서 여러 모터를 볼 수 있습니다. 설비를 세우거나 분해하지 않습니다.

무엇을 알아내나

모터 고장은 크게 네 곳에서 시작됩니다. 각각 전류 파형에 남기는 흔적이 다릅니다.

고정자 Stator 권선 결함 절연 열화 회전자 Rotor 회전자봉 균열 편심 축 정렬 Alignment 정렬 불량 축 휨 베어링 Bearing 마모 윤활 불량 네 부위는 각각 다른 주파수 자리에 다른 모양으로 흔적을 남깁니다. 그래서 「모터가 이상하다」가 아니라 「어디가 나빠졌다」까지 갈립니다.
전류 파형 하나에서 네 부위의 상태가 각각 읽힙니다. 부위마다 대처가 다르므로 이 구분이 중요합니다.

부하 쪽 문제도 함께 보인다

모터 자체는 멀쩡한데 모터가 돌리고 있는 것에 문제가 생기는 경우가 있습니다. 펌프에 이물이 끼거나, 팬의 날개가 손상되거나, 벨트가 헐거워지는 식입니다.

이런 이상은 토크의 변화로 나타납니다. 전압·전류에서 토크를 계산해 내면, 그 파형과 주파수를 보고 부하 쪽 상태까지 판단할 수 있습니다. 모터를 교체했는데 같은 증상이 반복되는 경우가 대개 여기에 해당합니다.

결과는 어떻게 나오나

진단은 「이상 있음 / 없음」의 두 갈래가 아닙니다. 정상 상태와 고장 상태 사이를 여러 단계로 나눠, 지금이 어디쯤인지와 얼마나 더 쓸 수 있는지를 함께 제시합니다.

판정 등급잔존 수명무엇을 하면 되나
A24개월당분간 여유가 있습니다. 정기 점검 주기를 유지합니다.
B12개월변화가 보이기 시작했습니다. 관찰 주기를 좁힙니다.
C6개월정비 계획을 세울 때입니다. 예비품을 준비합니다.
D3개월가까운 시일 안에 조치가 필요합니다.

「고장이 임박했다」가 아니라 「몇 개월쯤 남았다」로 나옵니다. 그래서 다음 정기 보수 때 함께 처리할지, 따로 일정을 잡을지를 판단할 수 있습니다.

이 구분이 실무에서 갖는 뜻 — 예산과 정비 시점을 미리 잡을 수 있습니다. 고장 난 뒤에 급하게 대응하면 부품 조달과 설비 정지가 겹쳐 비용이 커집니다.
위 개월 수는 판정 등급이 가리키는 기준값입니다. 실제 잔존 기간은 모터 형식·동력 전달 방식·부하 특성·운전 모드에 따라 달라집니다. 같은 B 등급이라도 하루 종일 도는 펌프와 간헐 운전하는 팬은 남은 기간이 같지 않습니다. 숫자만 보고 판단하지 말고 설비 조건과 함께 읽어야 합니다.

정리

  • 회전 쪽에 생긴 문제는 전기 쪽에 흔적을 남깁니다. 그래서 전압·전류만으로 진단이 됩니다.
  • 제어반에 이미 있는 CT·PT 를 쓰므로 모터에 센서를 붙이지 않고, 운전 중에 진단합니다.
  • 고정자·회전자·축 정렬·베어링 네 부위가 각각 구분되고, 부하 쪽 이상도 토크로 잡힙니다.
  • 결과는 있고 없고가 아니라 A~D 등급과 잔존 기간(24 · 12 · 6 · 3개월) 으로 나옵니다. 정비 시점과 예산을 미리 잡을 수 있습니다.
모터는 고장 나는 순간이 아니라 고장으로 가는 과정이 있습니다. 그 과정이 전류에 이미 나타나 있으므로, 언제부터 보기 시작하느냐가 대응 여유를 결정합니다.

이 글에 나온 용어

회전자Rotor모터에서 실제로 도는 부분입니다. 유도전동기에서는 도체 막대(회전자봉)가 들어 있습니다.
MCCMotor Control Center여러 모터의 기동·정지·보호 장치를 한데 모아 둔 제어반입니다.
CTCurrent Transformer변류기. 전선을 감싸기만 하면 그 안에 흐르는 전류를 잴 수 있게 해 주는 부품입니다. 전선을 끊지 않아도 됩니다.
PTPotential Transformer계기용변압기. 높은 전압을 계측기가 받을 수 있는 낮은 전압으로 낮춰 주는 부품입니다. CT 의 전압 판입니다.
토크Torque축을 돌리는 힘입니다. 부하가 무거워지면 커지고, 부하 쪽에 이상이 생기면 파형이 흔들립니다.
고정자Stator모터에서 돌지 않고 고정된 부분입니다. 권선이 감겨 있어 자기장을 만듭니다.

근거

  • 자사 시공·유지관리 경험 및 사내 기술자료
  • 판정 알고리즘과 기준값 산정 방법은 자사 기술이므로 이 글에서 다루지 않습니다.

이력

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