모터 고정자 및 변압기 철심 스택에서 적층 단락을 감지하는 방법

라미네이션 단락이란 인접한 부품 사이에 발생하는 의도하지 않은 전기적 경로를 말합니다. 전기강판 라미네이션. 이로 인해 와전류가 각 시트 내에 국한되지 않고 시트 전체로 확산되는데, 이는 코어 손실을 증가시키고 국부적인 과열 현상을 유발하며, 모터 고정자, 변압기 코어 및 기타 실리콘강 적층체의 효율을 저하시킬 수 있습니다.

이것이 바로 깔끔한 정의입니다.

문제는 바로 이 점입니다. 단락이 항상 뚜렷하게 드러나는 것은 아닙니다. 슬롯 가장자리의 거친 돌기부터 시작될 수도 있고, 적층 압력으로 인해 코팅이 눌려 변형된 것일 수도 있으며, 두 시트 사이에 끼인 작은 전도성 입자 때문일 수도 있습니다. 적층체는 한 번의 검사에서는 합격했을지라도, 용접, 접합, 가공 또는 최종 압축 공정 후에 불합격 판정을 받을 수 있습니다.

따라서 검사는 단순히 완성된 부품만을 대상으로 할 것이 아니라, 그 제작 과정을 따라야 합니다.

실리콘강 스택에서 ‘라미네이션 단락’이란 무엇인가?

적층 코어는 얇은 전기강판으로 만들어집니다. 각 강판에는 층 사이의 전류 흐름을 제한하기 위해 절연 코팅이 되어 있습니다. 코어는 하나의 단단한 전도체 블록이 아니라 자기 경로 역할을 해야 합니다.

그 절연체가 우회될 때 라미네이션 단락이 발생합니다.

단 두 장의 시트만 연결할 수도 있습니다. 버, 용접부, 리벳, 클램프, 맞물림, 가공 잔여물, 또는 부식된 가장자리를 통해 더 넓은 구간을 연결할 수도 있습니다. 특히 심각한 경우는 순환 전류 경로를 형성하는 경우입니다. 이 경로는 열을 발생시킵니다. 때로는 한 개의 치아에서 발생하기도 하고, 때로는 백아이언 근처에서 발생하기도 하며, 때로는 권선 절연체가 이미 응력을 받고 있는 슬롯 모서리에서 발생하기도 합니다.

저저항 지점이 모두 코어를 손상시키는 것은 아닙니다. 일부는 규모가 작고 고립되어 있습니다. 하지만 반복적으로 나타나는 핫스팟은 사정이 다릅니다. 반증이 나올 때까지는 이를 결함으로 간주하십시오.

라미네이션 결함이 발생하는 이유

대부분의 라미네이션 단락은 공정 과정에서 발생합니다. 부품 이력을 추적해 보면 그 원인이 별다른 수수께끼가 아닌 경우가 대부분입니다.

최종 검사에서 발견된 단락은 훨씬 더 일찍 발생했을 수도 있습니다. 그렇기 때문에 철저한 근본 원인 분석에서는 다음과 같은 질문을 던집니다. ‘이 단락은 절단 후, 적층 후, 접합 후, 아니면 가공 후에 나타난 것인가?’

라미네이션 단락의 초기 징후

단락이 발생한 라미네이션 스택은 코어 고장이 발생하기 전에 대개 징후를 남기곤 합니다.

다음 항목을 확인하세요:

• 예상보다 높은 무부하 전류
• 자력 검사 중 발생한 비정상적인 코어 손실
• 여진 발생 시 국부적 온도 상승
• 반복적으로 나타나는 그을음 자국이나 변색
• 층간 저항 측정값이 낮음
• 적층 방향으로 정렬된 버
• 라미네이션 라인을 가로지르는 금속성 얼룩
• 압축 후 저항값이 감소하는 경우
• 동일한 각도 위치에서 반복되는 결함

단서 하나만으로는 부족하다. 두세 개가 모여 있다면 주목할 만하다.

스택에서 적층 단락을 감지하는 방법

1. 외관 및 모서리 검사부터 시작하세요

육안 검사는 기본적인 방법이지만, 여전히 실제 문제를 발견해 냅니다.

비스듬한 각도의 조명과 확대경을 활용하세요. 정면에서 검사하면 거친 부분이 잘 보이지 않습니다. 측면 조명을 사용하면 돌출된 금속 부분, 흠집, 얼룩, 녹, 코팅 손상 등을 더 선명하게 확인할 수 있습니다.

다음 사항에 각별히 유의하십시오:

• 슬롯 개장
• 치아 관리 팁
• 내경 가장자리
• 외경 용접 부위
• 연동 지점
• 리벳 또는 클램프 구역
• 가공면

겉보기에는 깨끗해 보이는 스택을 지나치게 신뢰해서는 안 됩니다. 많은 쇼트 현상은 압력에 따라 발생합니다. 부품은 압축되지 않은 상태에서는 정상으로 보일 수 있지만, 압축을 가하면 고장이 날 수 있습니다.

2. 버의 높이와 방향 측정

버는 모터 고정자 라미네이션 단락 및 변압기 코어 가장자리 단락의 가장 흔한 원인 중 하나입니다.

버의 높이는 중요합니다. 방향도 중요합니다.

다음 시트를 향해 돌출된 버는 적층 과정에서 코팅층을 뚫을 수 있습니다. 모든 적층 시트의 배향이 동일할 경우, 버는 적층 구조를 통해 반복되는 전도 경로를 형성할 수 있습니다. 따라서 버 검사는 다이 유지보수, 연마 주기, 재료 두께 및 적층 방향과 연계하여 수행되어야 합니다.

유용한 생산 습관: 버 데이터를 단순히 배치별로만 기록하지 말고, 공구 스테이션별로 기록하세요. 결함은 종종 공구 변경에 따라 발생하기 때문입니다.

3. 표면 절연 및 층간 저항 측정

이와 관련된 두 가지 확인 사항이 있으며, 이 둘을 혼동해서는 안 됩니다.

표면 절연 저항률 측정, 흔히 프랭클린 시험법과 연관되는 이 시험법은 정해진 전압 및 압력 조건 하에서 단일 스트립이나 펀칭 부품의 표면 코팅을 평가합니다. 이 시험법은 입고 자재 검사 및 코팅 품질 관리에 유용합니다.

층간 저항 시험 인접한 코팅 표면 간의 저항을 측정합니다. 이는 실제 질문, 즉 전류가 한 적층에서 다음 적층으로 흐를 수 있는지 여부와 더 밀접한 관련이 있습니다.

생산 관리를 위해, 재현 가능한 조건에서 시험을 실시하십시오:

• 동일한 접촉 압력
• 동일한 프로브 형상
• 동일 전압 또는 전류법
• 동일한 표면 상태
• 동일한 온도 범위
• 동일한 시료 채취 지점

난수 자체의 가치는 제한적입니다. 추세에야말로 가치가 있습니다. 압력을 가한 후 측정값이 떨어지는 경우, 단열 시스템은 조립된 상태에서만 문제가 발생할 수 있습니다.

4. 메고옴미터는 적절한 용도로만 사용하십시오

메가옴미터는 유용하지만, 라미네이션 간 단락을 감지하는 주된 수단으로는 적합하지 않습니다.

이 장비는 코어-프레임 간, 권선-접지 간, 또는 절연 부품 점검과 같은 대략적인 절연 점검에 더 적합합니다. 이 장비는 대규모 누설 경로를 감지할 수 있습니다. 다만, 스택 전체에 걸쳐 층간 절연이 정상적인지 확인하는 데는 사용할 수 없습니다.

이 점은 중요합니다. 스택은 메가옴미터 검사에서는 정상으로 나타날 수 있지만, 자화 상태에서 열을 발생시키는 국부적인 단락 현상이 발생할 수 있습니다.

그것을 활용하세요. 다만, 그것에 최종 결정을 맡기지만은 마세요.

5. 코어 손실 시험 실시

코어 손실 시험은 제어된 자기 조건 하에서 코어가 소비하는 전력을 측정하는 것입니다. 라미네이션 스택에 단락 경로가 존재할 경우, 와전류가 순환할 수 있는 공간이 넓어지기 때문에 코어 손실이 증가할 수 있습니다.

이 검사는 다음과 같은 경우에 유용합니다:

• 완성된 모터 고정자 스택
• 변압기 코어 조립체
• 일괄 비교
• 시제품 검증
• 업무 변경 승인
• 재작업 검증

코어 손실 측정을 통해 스택에서 에너지 손실이 발생하고 있음을 알 수 있습니다. 다만, 단락이 정확히 어디에서 발생하는지는 파악하기 어려울 수 있습니다. 이를 확인하려면 열 검사나 국소 자기 스캐닝을 병행해야 합니다.

6. 제어된 여기 과정에서 열화상 촬영 활용

열화상 촬영은 라미네이션 단락이 종종 국부적인 고온 영역으로 나타나는 경향이 있기 때문에 실용적입니다.

심부를 제어된 조건 하에서 자극한 다음, 비정상적인 온도 상승 여부를 검사합니다. 결함 부위는 대개 주변 강재보다 더 빠르게 가열되며, 시험을 반복할 때 동일한 위치에서 나타납니다.

잘못된 측정값에 주의하십시오. 기름, 페인트, 기류, 반짝이는 금속, 테이프, 카메라 각도 등은 열화상 측정 결과를 왜곡할 수 있습니다. 실제 결함은 반복적으로 나타나야 합니다. 자극을 가하면 결함의 크기가 커져야 하며, 카메라가 움직였다고 해서 사라져서는 안 됩니다.

7. 대형 고정자 코어에는 ELCID 테스트를 사용하십시오

대형 모터 및 발전기 고정자 코어의 경우, 저자속 수준에서 층간 절연 결함을 찾아내기 위해 전자기 코어 결함 검출(ELCID)이 사용됩니다.

이 방법의 장점은 간단합니다. 코어를 전체 가열 시험까지 진행하지 않고도 의심스러운 부위를 탐지할 수 있다는 점입니다. 전체 자속 시험을 실시하기 어렵거나 비용이 많이 들거나 위험할 때 유용합니다.

그럼에도 해석에는 신중을 기해야 합니다. 슬롯의 형상, 시험 설정, 코어 상태, 작업자의 기술 등이 측정값에 영향을 미칩니다. ELCID는 위치 파악 도구로서 뛰어난 성능을 발휘합니다. 따라서 이를 단순히 자동적인 ‘합격/불합격’ 판단 기준으로 삼아서는 안 되며, 반드시 검사자의 판단과 함께 활용해야 합니다.

8. 전체 플럭스 검증이 필요한 경우 코어 루프 테스트를 실행합니다.

코어 루프 시험(루프 시험 또는 풀플럭스 코어 시험이라고도 함)은 코어를 실제 작동 조건에 가깝게 자화시킨 후, 비정상적인 발열이나 손실이 있는지 확인하는 시험입니다.

이 방법은 대형 고정자 코어, 재권선된 기계, 수리 검증 또는 중대한 영향을 미치는 장비에 자주 사용됩니다. 저자속 방식에 비해 더 많은 전력, 설정 시간 및 안전 제어 장치가 필요합니다.

단순히 “결함이 있는가?”가 아니라 “실제 자기 하중이 가해졌을 때 이 코어가 과열될 것인가?”라는 질문이 제기될 때 이 방법을 사용하십시오.”

검출 방법 비교

진정한 단기 신호를 테스트 노이즈와 구분하는 방법

오경보는 종종 발생합니다. 프로브 접촉 불량은 고장처럼 보일 수 있습니다. 먼지는 왔다 갔다 합니다. 습도에 따라 측정값이 달라집니다. 조명 기구가 오해를 불러일으킬 수도 있습니다.

일반적인 라미네이션 반바지에는 대개 무늬가 들어 있습니다:

• 동일한 물리적 위치에서 반복됩니다.
• 탐침을 재배치한 후에도 여전히 남아 있습니다.
• 이는 거친 부분, 얼룩, 용접 부위, 녹 또는 찌그러진 부분과 관련이 있습니다.
• 자극을 받으면 국부적인 발열이 발생합니다.
• 이로 인해 측정된 코어 손실이 증가합니다.
• 특정 공정 단계가 끝난 후에 나타납니다.
• 이 부품은 고정 장치가 아니라 스택과 함께 회전합니다.

마지막 사항은 자칫 잊기 쉽습니다. 테스트를 시작하기 전에 스택의 방향을 표시해 두세요. 결함이 부품과 함께 이동한다면, 결함은 부품에 있는 것입니다. 결함이 테스트 스탠드에 남아 있다면, 테스트 스탠드를 수리하세요.

라미네이션 단락을 방지하는 방법

발견하는 것도 유용하지만, 예방하는 편이 비용이 덜 듭니다.

다음 공정 지점을 관리하십시오:

• 다이 간극과 펀치의 날카로움을 유지하십시오.
• 버의 높이 한계를 습관이 아닌 부품 형상에 따라 설정하십시오.
• 적층 시 버의 방향을 조절하십시오.
• 쌓기 전에 라미네이트를 깨끗이 닦으십시오.
• 압력을 검증된 범위 내로 유지하십시오.
• 조립 후 연마 자국이 생기지 않도록 주의하십시오.
• 용접 깊이와 열입력을 조절하십시오.
• 취급 시 코팅이 손상되지 않도록 주의하십시오.
• 라미네이션 제품은 건조하고 깨끗한 곳에 보관하십시오.
• 오류가 발생할 가능성이 가장 높은 공정 단계가 끝난 후에 테스트를 수행하십시오.

훌륭한 스택은 대개 꾸준한 관리의 결과입니다. 날카로운 공구. 깨끗한 부품. 정확한 압력. 검증된 절연. 그 어디에도 추측이 끼어들 여지가 없습니다.

단락 방지를 위한 라미네이션 스택 공급업체 감사 방법

구매 담당자들에게 있어 진짜 문제는 “이 공급업체가 강판에 스탬핑을 할 수 있는가?”가 아닙니다. 많은 업체가 할 수 있으니까요.

더 좋은 질문은: 절단, 적층, 접합 및 최종 검사 과정을 거친 후에도 적층체 사이에 층간 단열 효과가 유지된다는 사실을 입증할 수 있습니까?

다음과 같은 견적 요청(RFQ) 관련 질문을 해보세요:

이러한 질문에 명확하게 답변해 줄 수 있는 공급업체는 신뢰하기가 더 쉽습니다. 단지 “품질 관리(QC)를 하고 있다”고만 말하는 공급업체는 고객에게 위험을 감수하라고 요구하는 것이나 다름없습니다.

라미네이션 반바지는 수리할 수 있나요?

가끔씩.

경미한 가장자리 단락은 제어된 디버링, 세심한 세척, 국부적인 절연 수리, 또는 해당 부위를 분리하여 절연을 재시공함으로써 제거할 수 있습니다. 대형 고정자 코어의 경우, 국부 수리 과정에는 전도성 브리지 제거, 손상된 부위 세척, 적절한 절연재 삽입 및 재검사가 포함될 수 있습니다.

심각한 결함은 사정이 다릅니다. 코팅이 타버렸거나, 용접 손상이 깊거나, 부식이 심하거나, 여러 층에 걸쳐 가공 자국이 있는 경우에는 재적층이나 교체가 필요할 수 있습니다.

표식이 사라졌다고 해서 수리가 끝난 것은 아닙니다. 임피던스, 코어 손실, 열적 특성 또는 자기적 결함 테스트를 통해 결함이 사라졌음이 확인되었을 때 비로소 수리가 완료된 것입니다.

자주 묻는 질문

라미네이션 쇼트란 무엇인가요?

라미네이션 단락이란 자성 코어 내의 인접한 강판 층 사이에 의도치 않게 발생하는 전기적 연결을 말합니다. 이는 절연 코팅을 우회하여 와전류 손실을 증가시킬 수 있습니다.

모터 고정자에서 라미네이션 단락이 발생하는 원인은 무엇인가요?

일반적인 원인으로는 펀칭 버, 과도한 적재 압력, 용접 열, 가공 잔여물, 전도성 분진, 부식, 그리고 취급 과정에서 발생하는 코팅 손상 등이 있습니다.

라미네이션 단락은 권선 단락과 같은 것인가요?

아닙니다. 라미네이션 단락은 강철 코어에서 발생합니다. 권선 단락은 구리 또는 알루미늄 권선에서 발생합니다. 라미네이션 단락으로 인해 열이 발생하여 나중에 권선 절연체를 손상시킬 수는 있지만, 두 가지 결함은 서로 다른 것입니다.

모터 고정자가 메가옴계 검사에서 합격했더라도 라미네이션 단락이 발생할 수 있습니까?

네. 메가옴미터로 심각한 절연 결함을 찾아낼 수는 있지만, 층간 절연 상태를 확인하기에는 충분하지 않습니다. 코어 손실 측정, 열화상 촬영, ELCID 검사 또는 층간 저항 측정이 여전히 필요할 수 있습니다.

고정자 철심 단락을 확인하는 가장 좋은 검사 방법은 무엇인가요?

개별 시트의 경우, 코팅 및 층간 저항 검사를 실시합니다. 완성된 스택의 경우, 코어 손실 및 열 시험을 실시합니다. 대형 고정자 코어의 경우, ELCID 및 코어 루프 시험이 일반적으로 사용되는 방법입니다.

ELCID와 코어 루프 테스트의 차이점은 무엇인가요?

ELCID는 코어의 결함을 찾아내는 데 사용되는 저자속 측정법입니다. 코어 루프 시험은 더 높은 자기 여기 전류를 사용하여 실제 운전 조건에 가까운 상태에서 발열 및 손실을 확인합니다.

버가 정말 코어의 과열 부위를 유발할 수 있나요?

네. 버가 절연 코팅을 뚫고 인접한 라미네이션을 연결할 수 있습니다. 이로 인해 순환 전류 경로의 일부가 되면 국부적인 발열이 발생할 수 있습니다.

라미네이션 단락을 어떻게 방지해야 할까요?

버, 코팅 손상, 적층 압력, 접합 열, 오염, 부식 및 적층 후 가공을 관리하십시오. 최종 검사 단계뿐만 아니라 여러 공정 단계에서 테스트를 실시하십시오.

최종 요점

라미네이션 단락은 단순한 사소한 전기적 결함이 아닙니다. 이는 공정 신호입니다.

이것은 절단, 코팅, 적층, 압력, 접합, 가공, 세척 또는 보관에 관한 정보를 알려줍니다. 때로는 한 가지 이상의 정보를 포함하기도 합니다.

가장 철저한 검사 계획은 적층 전의 적층 상태, 압축 후의 적층 상태, 그리고 자기장을 가한 상태의 완성된 코어를 점검하는 것입니다. 이것이 바로 모터 고정자 및 변압기 코어 제조업체들이 핫스팟을 줄이고, 코어 손실을 낮추며, 너무 늦게 발견되는 고장을 방지하는 방법입니다.

버 발생을 제어하고, 절연 성능이 검증되었으며, 코어 손실 검사가 포함된 정밀 적층 스택이 필요하신가요? 도면, 재료 등급, 적층 높이, 접합 방식 및 시험 요건을 보내주시면 기술 검토를 진행해 드리겠습니다.