전동기 이상소음으로 어떤 고장을 찾을 수 있을까?

전동기를 오래 다뤄본 사람은 계측기를 보기 전에 소리부터 이상하다고 느끼는 경우가 있다.

평소에는 일정한 웅 소리만 나던 모터에서 갑자기 거친 소리가 난다.

회전할 때마다 딱딱거리는 소리가 반복된다.

팬 쪽에서 긁히는 듯한 소리가 난다.

인버터 주파수를 바꾸자 높은 음의 소리가 달라진다.

이런 이상소음은 전동기 내부의 상태가 변하고 있다는 중요한 신호가 될 수 있다.

하지만 소리만 듣고

“베어링이다.”

“권선이 나갔다.”

라고 바로 결론내리는 것은 위험하다.

같은 종류의 소음도 여러 원인에서 발생할 수 있기 때문이다.

전동기 이상소음은

소리의 성격

뿐 아니라

발생 위치, 회전속도, 진동, 온도, 전압, 전류, 부하상태

를 함께 봐야 제대로 해석할 수 있다.

정상적인 전동기에도 소리는 존재한다

정상적인 3상 유도전동기도 완전히 무음으로 운전되는 것은 아니다.

회전자가 회전한다.

베어링이 움직인다.

냉각팬이 공기를 이동시킨다.

고정자와 회전자에서는 교번하는 자기력이 발생한다.

커플링과 부하기계도 함께 돌아간다.

따라서 정상적인 전동기에서도

공기흐름 소리,

베어링 회전음,

전자기적인 웅 소리

등이 존재한다.

중요한 것은 소리가 있다는 사실이 아니라 평소의 소리에서 어떻게 변했는가다.

이상소음은 절대음보다 변화가 중요하다

같은 모델의 모터라도 설치장소와 부하, 기초, 커플링, 팬 구조에 따라 평소 소리가 다를 수 있다.

따라서

“이 소리는 원래 큰 모터니까 정상이다.”

또는

“몇 dB 이상이면 무조건 고장이다.”

처럼 단순하게 판단하기 어렵다.

오히려 같은 모터의 과거상태와 비교하는 것이 매우 유용하다.

평소 일정했던 음색이 갑자기 거칠어졌는지,

특정 속도에서만 소리가 커지는지,

부하가 증가할 때 소리가 변하는지

를 보는 것이 중요하다.

이상소음은 크게 네 가지 계통으로 나눠볼 수 있다

전동기 이상소음을 진단할 때는 원인을 크게 나누어 생각하면 이해하기 쉽다.

첫째는 기계적인 소음이다.

베어링과 축정렬, 커플링, 기계적 풀림, 회전체 접촉 등이 여기에 들어간다.

둘째는 팬과 공기흐름에 의한 소음이다.

냉각팬과 팬커버, 이물질, 통풍로 등이 관련될 수 있다.

셋째는 전자기적인 소음이다.

자기력과 전압불평형, 공극편심, 인버터 PWM 등이 영향을 줄 수 있다.

넷째는 부하기계에서 전달되는 소음이다.

펌프와 감속기, 팬, 압축기에서 발생한 소리가 모터를 통해 들릴 수 있다.

따라서 모터에서 소리가 난다는 이유만으로 원인이 반드시 모터 내부에 있다고 단정해서는 안 된다.

베어링 이상에서는 어떤 소리가 날까?

베어링 상태가 나빠지면 거칠고 마찰하는 듯한 소리가 증가할 수 있다.

윤활이 부족하면 정상적인 회전음보다 건조하고 거친 느낌의 소리가 날 수 있다.

궤도면에 피팅이나 박리가 생기면 전동체가 손상부위를 지날 때마다 작은 충격이 발생할 수 있다.

손상이 진행되면 반복적인 딱딱 소리나 고주파성 거친 소음으로 느껴질 수도 있다.

하지만 베어링 소음은 손상단계와 회전속도, 하중에 따라 달라진다.

소리만으로 내륜인지 외륜인지까지 정확하게 판단하기는 어렵다.

베어링 소음이 있으면 온도도 항상 올라갈까?

항상 그런 것은 아니다.

초기 손상에서는 고주파 진동이나 소음이 먼저 나타나고 온도변화는 거의 없을 수도 있다.

반대로 윤활부족이나 과다윤활처럼 마찰손실이 증가하는 문제에서는 온도가 함께 올라갈 수 있다.

따라서 베어링 이상을 확인할 때는

소음,

진동,

온도,

윤활상태

를 함께 보는 것이 좋다.

그리스를 넣었더니 소리가 사라졌다면 해결된 것일까?

반드시 그렇지는 않다.

윤활부족이 원인이었다면 적절한 재급유 후 소음이 줄어들 수 있다.

하지만 이미 궤도면이나 전동체에 손상이 생겼다면 일시적으로 소음이 감소했을 뿐 손상 자체가 사라진 것은 아니다.

또 원인을 확인하지 않고 무조건 그리스를 계속 추가하면 과다윤활로 온도가 올라갈 수 있다.

따라서 소음이 줄었다는 사실만으로 정비가 끝났다고 판단해서는 안 된다.

팬에서 발생하는 소음은 어떤 특징이 있을까?

냉각팬은 모터축과 함께 회전하는 경우가 많다.

팬날개가 정상이고 팬커버와 충분한 간격을 유지한다면 비교적 일정한 공기흐름 소리가 난다.

그런데 팬날개가 깨지거나 변형되면 풍절음이 달라질 수 있다.

팬커버가 찌그러져 팬과 닿으면 긁히는 소리나 반복적인 접촉음이 발생할 수 있다.

이물질이 팬 내부로 들어가면 회전할 때마다 딱딱거리는 소리가 날 수도 있다.

팬 소음이 회전속도와 함께 변하는 이유

팬은 축과 함께 회전한다.

따라서 모터속도가 증가하면 팬속도도 증가한다.

공기흐름과 날개통과 주파수도 달라진다.

인버터로 모터속도를 올렸다 내렸을 때 소리의 높이나 크기가 속도와 함께 변한다면 팬이나 회전체와 관련된 소음일 가능성을 생각해볼 수 있다.

다만 베어링과 커플링 소음 역시 속도에 따라 달라질 수 있으므로 팬으로 바로 확정해서는 안 된다.

팬날개 하나가 깨지면 소리만 문제가 될까?

아니다.

팬날개 일부가 파손되면 냉각풍량이 줄어들 수 있다.

동시에 회전체의 질량균형도 깨질 수 있다.

그러면

냉각성능 저하,

진동 증가,

새로운 소음

이 동시에 나타날 수 있다.

따라서 팬 파손은 단순한 소음문제로만 보면 안 된다.

팬커버 접촉음은 왜 위험할까?

처음에는 팬 끝이 커버에 조금 닿아 가벼운 긁힘 소리만 날 수 있다.

하지만 계속 회전하면 팬날개가 마모되거나 파손될 수 있다.

팬 조각이 떨어져 다른 부품을 손상시킬 수도 있다.

팬커버가 왜 변형되었는지도 확인해야 한다.

외부충격 때문일 수도 있지만 모터의 진동이나 축 흔들림 때문에 접촉이 시작됐을 수도 있다.

커플링에서는 어떤 소리가 날 수 있을까?

유연한 커플링의 엘라스토머가 마모되거나 볼트가 느슨해지면 토크가 걸리고 풀릴 때 충격음이 발생할 수 있다.

백래시가 커진 기어커플링에서는 반복적인 소음이 날 수도 있다.

축정렬이 심하게 나쁘면 커플링이 회전하면서 반복적인 하중을 받아 진동과 소음이 증가할 수 있다.

따라서 커플링 주변에서 규칙적인 딱딱 소리가 난다면 커플링 상태와 축정렬을 확인해볼 필요가 있다.

기계적인 풀림은 어떤 소리를 만들까?

기초볼트나 베이스, 팬커버, 단자함 커버 등이 느슨하면 진동에 의해 반복적으로 움직일 수 있다.

그 결과

달그락거리는 소리,

금속성 충격음,

특정 속도에서만 나타나는 공진성 소음

등이 생길 수 있다.

특히 손으로 누르면 소리가 줄어드는 커버가 있다면 체결부 풀림을 의심할 수 있다.

다만 운전 중 회전체나 전기설비에 직접 손을 대면서 확인해서는 안 된다.

안전하게 정지한 뒤 체결상태를 확인해야 한다.

회전자와 고정자가 닿으면 어떤 소리가 날까?

회전자와 고정자 사이에는 작은 공극이 있다.

베어링이 심하게 손상되거나 축이 휘고 공극편심이 심해지면 회전자와 고정자가 접촉할 가능성이 있다.

이런 경우 금속끼리 마찰하는 매우 위험한 소리가 날 수 있다.

소음과 함께

진동 급증,

전류 변화,

금속분진,

국부적인 발열

이 나타날 수도 있다.

이런 접촉이 의심된다면 계속 운전해서 확인하려 하지 말고 설비를 안전하게 정지한 뒤 점검하는 것이 좋다.

브레이크가 있는 모터에서는 마찰음이 날 수도 있다

전자브레이크가 달린 모터에서 브레이크가 완전히 해제되지 않으면 회전부가 브레이크와 마찰할 수 있다.

마찰음이나 끌리는 소리가 날 수 있다.

모터전류도 증가할 수 있다.

브레이크가 과열되거나 타는 냄새가 발생할 수도 있다.

이 경우 베어링 고장처럼 들릴 수도 있기 때문에 브레이크 해제상태를 확인해야 한다.

전자기음은 왜 발생할까?

전동기는 회전자계와 자기력을 이용해 토크를 만든다.

고정자와 회전자 사이에는 시간에 따라 변하는 자속이 존재한다.

이 자속은 철심과 프레임에 전자기적인 힘을 가한다.

철심의 자왜현상과 공극의 전자기력도 진동과 소음의 원인이 될 수 있다.

그래서 정상적인 전동기에서도 일정한 웅 소리가 들릴 수 있다.

문제는 그 소리가 평소보다 커지거나 새로운 주파수성분이 나타나는 경우다.

왜 50Hz 계통에서는 100Hz, 60Hz에서는 120Hz 소리가 나타날 수 있을까?

자기흡인력과 철심의 자왜에 의한 일부 힘은 자속밀도의 제곱과 관련될 수 있다.

자속이 양방향으로 변하더라도 힘은 한 방향의 크기성분으로 나타날 수 있기 때문에 전원주파수의 2배 성분이 발생할 수 있다.

따라서 50Hz 계통에서는 100Hz,

60Hz 계통에서는 120Hz

부근의 전자기 진동과 소음이 나타날 수 있다.

하지만 120Hz 소리가 들린다고 무조건 권선고장이라고 판단해서는 안 된다.

정상적인 전자기음에도 이런 성분이 존재할 수 있다.

전자기음이 갑자기 커졌다면 무엇을 볼까?

먼저 전압과 전류를 확인한다.

전압이 지나치게 높거나 불평형하면 자속과 전류상태가 달라질 수 있다.

한 상의 전압이나 전류가 크게 다르면 자기력도 대칭적이지 않을 수 있다.

공극편심이나 회전자 이상이 있어도 전자기적인 힘이 변할 수 있다.

즉 전자기음이 커졌다면 단순히 귀로 듣는 것보다 3상 전압과 전류를 같이 측정하는 것이 중요하다.

전압불평형은 소리도 바꿀 수 있을까?

가능하다.

불평형 전압은 정상분뿐 아니라 역상분을 만든다.

모터 내부에는 정상방향의 회전자계와 반대방향의 자계성분이 동시에 존재할 수 있다.

토크맥동과 전류불평형이 증가하고 전자기 진동도 커질 수 있다.

그 결과 평소보다 웅 소리가 강해지거나 진동이 증가할 수 있다.

하지만 소리만으로 전압불평형을 판단하지 말고 반드시 실제 선간전압을 측정해야 한다.

결상이 발생하면 소리가 달라질 수 있을까?

그럴 수 있다.

한 상이 끊어진 상태에서는 정상적인 3상 회전자계를 만들 수 없다.

정지상태에서 기동하면 모터가 제대로 가속하지 못하고 큰 전류와 함께 강한 웅 소리가 날 수 있다.

운전 중 결상이 발생하면 관성 때문에 계속 돌 수도 있지만 토크와 전류상태가 크게 변한다.

따라서 모터가 평소보다 강하게 웅거리면서 속도가 떨어진다면 결상과 전압불평형도 확인해야 한다.

소리가 크다고 전기적인 힘도 반드시 큰 것일까?

그렇지는 않다.

구조물의 공진이 영향을 줄 수 있다.

전자기 가진력 자체는 크게 변하지 않았는데 그 주파수가 모터프레임이나 베이스의 고유진동수와 가까워지면 소음이 크게 증폭될 수 있다.

그래서 특정 운전속도나 특정 인버터 주파수에서만 소리가 유난히 커지는 경우 공진도 검토해야 한다.

인버터 모터에서 높은 음의 소리가 나는 이유

인버터는 전력반도체를 고속으로 스위칭해서 모터에 PWM 전압을 공급한다.

이 과정에서 기본파뿐 아니라 스위칭과 관련된 고주파 전압·전류성분이 발생한다.

이 성분이 모터의 자기력과 철심, 프레임을 자극하면 사람이 들을 수 있는 높은 음의 소리가 발생할 수 있다.

그래서 상용전원 직입운전에서는 없던

삐,

윙,

찌잉

같은 높은 음이 인버터 운전에서 들릴 수 있다.

PWM 소리는 고장이라는 뜻일까?

반드시 그렇지는 않다.

인버터 운전모터에서 일정한 고주파음이 발생하는 것은 정상적인 PWM 운전특성의 일부일 수 있다.

소리의 크기와 주파수는

스위칭 주파수,

모터 구조,

회전속도,

부하,

인버터 제어방식

에 따라 달라질 수 있다.

중요한 것은 평소의 인버터음이 갑자기 크게 변했는지, 진동과 전류이상 또는 과열이 함께 발생했는지다.

캐리어 주파수를 바꾸면 소리가 달라질 수 있을까?

가능하다.

인버터의 스위칭 주파수와 관련된 전자기 가진주파수가 변하면 들리는 음의 높이도 바뀔 수 있다.

다만 캐리어 주파수를 올리면 무조건 좋은 것은 아니다.

스위칭손실과 인버터 발열이 증가할 수 있고 허용범위도 장비마다 다르다.

소리를 줄이기 위해 임의로 설정을 바꾸기보다 인버터 제조사의 기준을 따라야 한다.

회전자 바가 손상되어도 소리가 날 수 있을까?

가능하다.

농형 유도전동기의 회전자 바 일부가 손상되면 회전자전류의 대칭성이 무너질 수 있다.

토크맥동이 발생하고 전류와 진동에 변조성분이 나타날 수 있다.

소리에서도 주기적인 맥동이나 비트처럼 느껴질 수 있다.

하지만 이런 증상만으로 회전자 바 고장을 확정하기는 어렵다.

모터전류 시그니처 분석과 진동분석 등 추가진단이 필요하다.

부하측 소리가 모터고장처럼 들릴 수 있다

모터와 부하기계는 커플링과 베이스로 기계적으로 연결되어 있다.

그래서 펌프와 감속기, 압축기에서 발생한 진동과 소음이 모터까지 전달될 수 있다.

사람이 모터 옆에 서 있으면 마치 모터에서 소리가 나는 것처럼 느낄 수 있다.

따라서 발생위치를 찾는 과정이 중요하다.

펌프 캐비테이션은 어떤 소리를 만들까?

펌프 흡입조건이 좋지 않아 캐비테이션이 발생하면 기포가 생성되고 붕괴하면서 특징적인 거친 소리와 진동이 발생할 수 있다.

자갈이 지나가는 듯한 소리로 표현하기도 한다.

이 소리는 펌프에서 발생하지만 베이스를 통해 모터까지 전달될 수 있다.

펌프구동 모터에서 이상소음이 나면 모터만 확인하지 말고 흡입압력과 유량, 밸브상태까지 봐야 하는 이유다.

감속기 소음도 모터로 전달될 수 있다

기어마모와 기어맞물림 이상, 베어링 손상은 특정 기어맞물림 주파수와 관련된 소음을 만들 수 있다.

커플링을 통해 이 진동이 모터까지 전달될 수 있다.

그래서 모터 베어링을 교체했는데도 소리가 그대로라면 실제 발생원이 감속기였을 가능성도 생각해야 한다.

소리의 반복주기는 중요한 단서다

축이 한 바퀴 돌 때마다 한 번씩 소리가 난다면 회전주파수와 관련된 원인을 생각해볼 수 있다.

예를 들어 1800rpm 모터라면

fr = 1800 / 60 = 30Hz

다.

회전체 불평형이나 축의 특정 부분이 닿는 문제는 회전주기와 관련될 수 있다.

두 번씩 반복된다면 2× 성분과 연결될 수도 있다.

하지만 귀로 반복횟수를 정확히 구분하는 데는 한계가 있으므로 진동 FFT나 음향분석이 더 정확하다.

소음과 진동을 같이 보면 왜 좋은가?

기계적인 접촉과 베어링 손상은 소리뿐 아니라 진동도 만든다.

불평형과 정렬불량 역시 진동스펙트럼에서 특징을 찾을 수 있다.

전자기음도 구조물을 진동시키므로 특정 주파수성분이 진동에서 나타날 수 있다.

따라서 소음의 주파수와 진동스펙트럼의 피크가 서로 연결되는지 확인하면 진단의 신뢰도가 높아진다.

소리만 녹음해도 도움이 될까?

같은 위치와 같은 운전조건에서 정기적으로 녹음한다면 변화추세를 비교하는 데 도움이 될 수 있다.

특히 사람의 기억으로

“지난번보다 큰 것 같은데?”

라고 판단하는 것보다 기록을 남기는 편이 낫다.

하지만 일반 스마트폰 마이크는 주파수응답과 자동레벨 조정이 있기 때문에 정밀한 진동·음향진단 장비를 대신할 수는 없다.

참고자료 정도로 활용하는 것이 좋다.

초음파 장비는 어떤 경우에 사용할까?

베어링 초기마찰과 윤활상태, 전기적인 방전 등은 사람이 듣기 어려운 높은 주파수의 신호를 만들 수 있다.

초음파 장비는 이런 신호를 감지해서 사람이 분석할 수 있도록 변환한다.

특히 회전속도가 낮거나 초기 베어링 문제를 찾을 때 보조적인 진단수단으로 사용할 수 있다.

다만 해석에는 기준값과 추세가 필요하다.

드라이버를 귀에 대고 들으면 더 잘 들리지 않을까?

현장에서 오래전부터 이런 방법을 사용하는 경우가 있지만 회전체 근처에서는 위험할 수 있다.

드라이버나 금속봉이 회전부에 말려 들어갈 수 있다.

작업자의 얼굴과 손이 위험한 위치에 가까워질 수도 있다.

따라서 승인되지 않은 임시도구를 회전체에 대는 방식은 피하고 진동센서나 전용 청진기, 초음파장비 같은 안전한 계측방법을 사용하는 것이 좋다.

소리가 어느 쪽 베어링에서 나는지 어떻게 찾을까?

DE와 NDE의 진동과 온도를 각각 측정한다.

같은 방식으로 소음신호를 비교할 수도 있다.

한쪽 베어링에서만 고주파 충격성분과 온도가 증가했다면 해당 베어링을 우선 확인할 수 있다.

하지만 프레임을 통해 소리가 전달되기 때문에 귀로 듣는 위치와 실제 발생원이 정확히 일치하지 않을 수도 있다.

전원을 끈 순간 소리가 사라진다면 무엇을 생각할까?

안전하고 정상적으로 정지시킬 수 있는 설비에서 코스트다운 상태를 관찰하면 진단에 도움이 될 수 있다.

전원을 차단했는데 회전자는 관성으로 계속 돌고 있는데도 특정 웅 소리가 즉시 사라진다면 전자기적인 가진과 관련될 가능성을 생각해볼 수 있다.

전원이 끊기면 고정자의 전자기력이 빠르게 감소하기 때문이다.

반대로 회전자가 감속하는 동안에도 긁힘이나 베어링 소리가 계속된다면 기계적인 원인 가능성이 더 높다.

하지만 이것도 절대적인 판별법은 아니다.

팬 소리는 전원을 꺼도 계속 날 수 있다

전원이 차단되어도 회전자와 축이 관성으로 계속 돌면 축에 연결된 팬도 함께 회전한다.

따라서 풍절음이나 팬 접촉음은 코스트다운 중에도 남아 있을 수 있다.

회전속도가 떨어지면서 소리의 높이와 크기가 함께 낮아진다면 회전기계나 팬과 관련된 가능성을 생각할 수 있다.

특정 속도에서만 큰 소리가 나면 무엇을 의심할까?

공진을 생각해볼 수 있다.

회전주파수나 팬통과주파수, 전자기 가진주파수가 구조물의 고유진동수와 가까워지면 소리가 크게 증폭될 수 있다.

인버터 모터에서

30Hz에서는 조용하고,

38Hz에서 매우 시끄럽고,

45Hz에서는 다시 조용해지는

식의 현상이 있다면 특정 속도영역의 공진 가능성을 검토할 수 있다.

부하가 걸렸을 때만 소리가 난다면?

부하와 관련된 문제를 생각해볼 수 있다.

축정렬 불량과 커플링은 부하토크가 증가할 때 힘이 더 커질 수 있다.

베어링 하중도 달라진다.

기어박스와 펌프 역시 부하에 따라 소음이 변할 수 있다.

무부하에서는 조용하지만 부하가 걸리면 소음이 커진다면 토크 전달계통을 함께 확인하는 것이 좋다.

기동할 때만 소리가 크게 나면?

기동 중에는 전류와 전자기력이 크다.

커플링과 부하에는 가속토크가 전달된다.

그래서 정상운전과 다른 소리가 일시적으로 발생할 수 있다.

하지만 평소보다 기동시간이 길어지고 강한 웅 소리가 지속되면서 속도가 올라가지 않는다면

저전압,

결상,

기계구속,

브레이크 미해제

등을 확인해야 한다.

금속을 치는 듯한 충격음은 어떻게 볼까?

반복적인 금속 충격음이 있다면 기계적 풀림이나 커플링, 팬 접촉, 심한 베어링 손상 등을 확인해야 한다.

기초볼트와 커버가 느슨해져도 충격음이 날 수 있다.

소리만으로 내부를 특정하기보다 회전주파수와 반복주기를 비교하고 진동신호에 충격성분이 있는지 확인하는 것이 좋다.

긁히는 소리가 나면 계속 운전해도 될까?

금속접촉이 의심되는 긁힘음은 가볍게 봐서는 안 된다.

팬과 커버가 닿는 비교적 단순한 문제일 수도 있지만

회전자와 고정자,

브레이크,

베어링

등 중요한 부품의 접촉일 수도 있다.

특히 진동이나 전류가 동시에 급격히 증가했다면 추가손상을 막기 위해 안전하게 정지하고 점검하는 것이 좋다.

타는 냄새와 이상소음이 같이 나면 더 주의해야 한다

마찰이 심하거나 권선이 과열되면 냄새가 발생할 수 있다.

베어링과 브레이크가 과열되어도 특이한 냄새가 날 수 있다.

이상소음과 함께

연기,

타는 냄새,

급격한 온도상승

이 나타난다면 운전을 계속하면서 원인을 찾기보다 설비보호와 안전을 우선해야 한다.

현장에서는 어떤 순서로 소음을 점검할까?

먼저 안전한 거리에서 소리가 어디에서 강하게 들리는지 확인한다.

DE,

NDE,

팬,

커플링,

부하측

위치를 비교한다.

다음으로 소리가 회전속도와 함께 변하는지 본다.

1× 또는 2× 회전주파수와 관련된 반복이라면 팬과 커플링, 불평형, 정렬 등을 확인한다.

고주파의 거친 충격음이라면 베어링온도와 윤활, 진동을 확인한다.

전압이나 인버터 운전조건에 따라 웅 소리와 높은 음이 변한다면 전자기음과 PWM을 검토한다.

그리고 3상 전압과 전류, 회전속도, 부하를 함께 기록한다.

필요하면 진동 FFT와 엔벨로프, 초음파, 전력데이터를 이용해 원인을 교차확인한다.

안전하게 정지한 뒤 무엇을 확인할까?

전원을 차단하고 재투입을 방지한 뒤 팬과 팬커버를 점검한다.

팬날개가 파손되거나 이물질이 끼어 있지 않은지 본다.

커플링과 볼트의 풀림을 확인한다.

베어링과 축의 흔들림을 확인한다.

브레이크가 있다면 마찰흔적과 해제상태를 본다.

기초볼트와 모터발도 확인한다.

회전부에 마찰흔적이나 금속분진이 있는지도 중요한 단서다.

고장을 수리한 뒤에는 소리를 다시 기록하는 것이 좋다

베어링이나 팬을 교체한 뒤 소리가 줄었다면 정비 전후 데이터를 비교할 수 있다.

진동과 온도도 함께 비교한다.

그래야 실제 원인이 해결되었는지 판단할 수 있다.

소리만 없어졌지만 진동이 여전히 높다면 다른 문제가 남아 있을 수 있다.

같은 소음이 반복해서 발생한다면 원인을 더 깊게 봐야 한다

베어링을 바꿀 때마다 몇 달 후 같은 소리가 다시 난다고 하자.

단순히 베어링 품질문제라고 보기 전에

축정렬,

하중,

윤활,

베어링 전류

등을 확인해야 한다.

팬이 반복해서 커버와 닿는다면 팬만 교환할 것이 아니라 축진동과 커버 변형원인을 확인해야 한다.

반복고장은 부품보다 시스템 전체의 문제일 가능성이 있다.

소음관리도 추세가 중요하다

오늘의 소음이 정상인지 판단하기 어려울 때 가장 좋은 비교대상은 같은 장비의 과거상태다.

진동과 온도처럼 소음도 일정한 운전조건에서 기록해두면 변화추세를 볼 수 있다.

특히 중요설비에서는

소음,

진동,

온도,

전류,

부하

를 함께 기록하면 한 가지 데이터만 보는 것보다 훨씬 강력한 상태진단 자료가 된다.

자주 헷갈리는 부분

첫째, 정상적인 모터도 완전히 무음은 아니다. 베어링과 팬, 전자기력에 의한 정상적인 소리가 존재한다.

둘째, 베어링 소리가 난다고 귀로 듣는 것만으로 내륜·외륜 고장까지 확정할 수는 없다. 진동분석을 함께 봐야 한다.

셋째, 팬의 이상은 소음뿐 아니라 냉각성능과 진동에도 영향을 줄 수 있다.

넷째, 100Hz 또는 120Hz 부근의 소리가 있다고 무조건 권선고장이라는 뜻은 아니다. 정상적인 전자기력에서도 2배 주파수성분이 나타날 수 있다.

다섯째, 인버터의 높은 음은 PWM 운전특성일 수 있다. 평소보다 갑자기 변했는지와 다른 이상증상이 있는지를 함께 본다.

여섯째, 모터에서 들리는 소리의 실제 발생원이 펌프나 감속기 같은 부하기계일 수도 있다.

일곱째, 전원을 차단했는데 회전 중 특정 소리가 즉시 사라지면 전자기적인 원인을 생각할 수 있지만 이것 하나로 확정할 수는 없다.

여덟째, 특정 속도에서만 소음이 커진다면 공진 가능성도 확인해야 한다.

아홉째, 회전체 근처에 드라이버나 금속봉을 대고 귀로 듣는 방식은 위험할 수 있다. 전용 계측장비와 안전한 방법을 사용해야 한다.

열째, 이상소음 진단의 핵심은 소리만 듣는 것이 아니라 소음 + 진동 + 온도 + 전압·전류 + 회전속도를 연결하는 것이다.

마무리

전동기의 이상소음은 고장을 알려주는 매우 유용한 신호다.

베어링이 손상되면 거친 마찰음과 충격성 소리가 나타날 수 있다.

팬이 파손되거나 커버와 접촉하면 풍절음과 긁힘, 반복적인 접촉음이 발생할 수 있다.

축정렬과 커플링에 문제가 생기면 회전주기와 관련된 진동과 충격음이 나타날 수 있다.

전압불평형과 공극편심 같은 전자기적인 문제는 웅 소리와 진동을 증가시킬 수 있다.

인버터에서는 PWM 스위칭과 관련된 높은 음이 발생할 수도 있다.

하지만 가장 중요한 것은

어떤 소리가 들린다 = 특정 부품이 고장났다

라고 바로 연결하지 않는 것이다.

소리는 결과다.

그 소리를 만든 원인을 찾으려면

어디에서 나는가,

회전속도와 함께 변하는가,

부하가 걸리면 변하는가,

전원을 차단했을 때 어떻게 변하는가,

온도와 진동은 어떤가,

3상 전압과 전류는 정상인가

를 함께 확인해야 한다.

필요하면 진동 FFT와 엔벨로프, 초음파와 전력데이터까지 사용해 서로 다른 신호가 같은 원인을 가리키는지 확인한다.

결국 경험이 많은 정비자가 소리를 중요하게 듣는 이유는 단순히 귀가 좋아서가 아니다.

정상적인 설비의 소리를 알고 있기 때문에 작은 변화가 생겼을 때 그 차이를 빠르게 발견할 수 있기 때문이다.

그리고 그 차이를 계측데이터와 연결했을 때 이상소음은 감각적인 정보가 아니라 훌륭한 상태진단 자료가 된다.

다음 글에서는 다시 전동기 내부의 전기·기계적인 고장으로 들어가 유도전동기 회전자 바가 끊어지면 어떤 현상이 나타날까?를 살펴본다.

농형 회전자 바의 일부가 단선되어도 모터가 계속 회전할 수 있는 이유와 토크맥동, 슬립 증가, 발열, 전류 시그니처에 어떤 변화가 나타나는지 자세히 알아본다.