현장 전기 기초 교육 자료
전기 공급 계통도 1 여러 종류의 발전소에서 만들
어진 전기는 손실을 줄이기 위해 발전소 안에 있는 변압기에서 알 맞은 수준의 전압 (66kv, 154kv, 345kv, 765kv) 으로 높여져 인 근의 송전용 변전소로 모여진다 . 이곳에서는 높은 전압을 사용하 는 대규모 공장이나 전기 철도 등에 직접 전기를 보내주고 남은 전기를 철탑으로 연결된 송전선 로를 통해 일반 가정 가까이에 있는 배전용 변전소로 보내진다 . 배전용 변전소에서는 다시 변압 기를 통하여 배전용 전압 ( 주로 229kv) 으로 낮추어 빌딩이나 공 장 등으로 전기를 보내 주거나 , 배전선로를통해 주상변압기로 전 기를 보내게 된다 . 길가나 집 근 처의 전주위에 놓인 주상 변압기 에서는 다시 전압을 220-380V 로 낮추어 가정이나 학교 , 정미 소 , 주유소 , 소규모 공장으로 전기를 보내 준다 .
전기 공급 계통도 2 수전탑 2 층 변압기 실
한전에서 22,9kv 공급 을 받아 당사 변압기에 서 3,300V 로 전환하 는곳
수전에서 3,300V 을 공급 받아 220V 로 전 환하는곳
전동기
설비를 구동하는 장 치
전기실 배전 반
MAIN 전원 및 현장 동력 전원을 제어하는 곳
현장 동력반
전동기 제어반
전기의 기초 1. 전기란 1) 모든 물질은 원자가 모여서 된 집합체로 , 보통상 태 에서는 원자핵과 전자가 갖고 있는 전기량이 동일하므로 전기적 으로 중성을 띤다 . 전자
2) 물질은 제각기 전자를 끌어 당기려고 하는 힘을 지니고 있는데 그힘을 “전위”라고 한 다. 3) 전자는 전위가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 흘러가는데 이 전자의 흐름을 “전류”라고 한 다. 4) 전류를 계속 흐르게 하려면 일정한 전압을 유지해야 하는데 이를 “기전력”이라 하며 , 기전력을 발생시키는 전류의 근원을 “전원” 이라 한다 .
중성자
양자 원자핵 : 양자 , 중성 자
전기회로 건전지와 꼬마 전구 사이에 스위치를 연결하고 스위치를 닫게 되면 꼬마 전구 에 불이 들어오게 된다 . 이는 건전지의 양극 (+) 으로부터 흘러나온 전류가 전구 를 거쳐 음극으로 흘러 들어가기 때문이다 . 그림과 같이 전류가 흐를 수 있도록 통로가 끊어지지 않고 연결되어 있는 것을 전기회로 ( 電氣回路 ) 라 하며 , 건전지 와 같이 전류를 공급해주는 역할을 하는 것을 전원 , 그리고 전구와 같이 전류를 소모하는 것을 부하라 한다
전압이란 전류를 흐르게 하는 힘을 말하며 단위는 볼트를 사용하고 기호는 V 를 사용한다 .
전류와 전압 물은 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하게 된다 . 이 때 아래 그림과 같이 물의 높이가 높을수록 물의 흐름도 세어지게 되는데 , 바로 이 물의 흐름이 전류가 되고 , 물의 높이가 전압에 해당되는 것이다 . 따라서 전압이 높을수록 전류가 많이 흐르게 된다 .
전류란 전기의 흐름을 나타내는 크기로서 1 초 동안에 흐르는 전기의 양을 나타내며 , 기호는 I 로 표시하고 단위는 암페어 (Ampere, [A]) 를 사용한다 . 전압이란 전류가 흐르기 위해 필요한 전기적인 압력을 말하는 것으로 기호 는 V 를 사용하며 , 단위는 볼트 (Voltage, [V]) 를 사용한다 .
전동기 기본 조작회로 R S
T
) ) )NFB
ON
MC
OF F
MC
EOCR
MC
x EOCR Motor
계전기 용도 설명 배선용 차단기
배선용차단기는 손잡이를 ON, OFF 시킴으로써 단자 부에 배선 된 전기회로를 개폐할 수 있으며 , 단락보호와 과부하 보호의 목적으 로 사용된다 . 단락이나 과부하시 자동적으로 트립 (trip) 되어 회로 를 자동으로 차단하며 트립의 원인 을 제거한 후 다시 손잡이를 올리 면 정상동작을 한다 . 트립되는 것 은 바이메탈의 원리를 이용한 것으 로 과전류에 의해 발생된 열에 의 해 동작한다 . 단락이란 배선된 회 로에 어떠한 도체가 접촉하여 정상 적인 전류보다 수십 배 이상의 많 은 전류가 흐르게 되는 상태를 말 하고 , 과부하란 회로에 정격을 초 과하여 전류가 지속적으로 흘러 전 선 등이 과열될 수 있는 상황으로 화재의 원인이 된다
누전차단기 1. 정의 : 누전 검출장치 , 트립장치 , 개폐기구 등을 내장하고 누전이 생겼을때 이를 검출하여 자동적으로 트립할수 있는 차단기이다 . - 배선용 차단기와 마찬가지로 자유 트립기구이다 . - 테스트용 버튼에 의해 동작의 양부 확인이 가능하다 .
TEST 버튼
* 차단기란 정상시의 전류는 물론이고 이상상태 , 특히 단락시의 대전류도 안전하 게 개폐할수 있는 성능를 지닌 개폐장치이다 . 각 차단기에는 각기 정해진 성 능 ( 정격전압 , 정격전류 , 정격 차단 용량등 ) 이 있어 그성능을 무시하고 사용하면 사 고의 원인이 된다 .
EOCR 의 용도및 결선 방 법
전동기 동력선로 관통 ( 부하전류 체크 )
<EOCR 의 용도 > 과전류 , 결상 , 구속으로 인한 전동기의 소손을 보호하기 위해 전류가 미리 지정한 전류치 이상이 되면 지정한 시간 이후 전동기를 제동해 주는 장치로 전동기 조작회로에 쓰임 .
전원 투입 (AC 220V)
COM 단 자
A 접점 단 자 B 접점 단 자
EOCR 의 명칭 및 용도 설명 D-TIME
O-TIME
전동기의 기동시에는 정격전류의 약 5-8 배의 기동전류가 흐르며 지속시간 ( 기동시간 ) 은 전동기 ( 부하 ) 의 종류에 따라 다르다 . D-TIME 은 기동시간 동안 흐르는 기동전류를 과전류로 인식해 EOCR 이 동작하지 않도록 동작모드로의 진행을 지연시켜 주는 시간으로 D-TIME 노브로 설정하며 전동기의 기동시만 적용된다
전동기 ( 부하 ) 의 운전중 EOCR 의 설정전류 를 초과하는 과전류가 지속적으로 흐르는 경우 , 과전류가 감지된 때부터 EOCR 이 동작할 때 까지의 시간으로 O-TIME 노브로 설정한다 .
RESET 계전기의 동작후 계전기를 동작전의 상태로 회복시켜주는 기능 . D-TIME, O-TIME, TEST 등에 의한 EOCR 동작시 RESET 버튼을 누르면 즉시 초기화 한다 .
TEST EOCR 의 동작상태를 주기적으로 점검 및 확인할 수 있도록 EOCR 전면에 TEST 버튼 이 설치되어 있으며 , 조작전원이 정상적으로 투입된 상태에서 TEST 버튼을 누르면 D-TIME+O-TIME 후 내부의 출력릴레이가 트립된다 . RESET 버튼을 눌러 EOCR 를 초기화 시켜 TEST 를 종료한다
LOAD 전동기의 정격전류값을 설정한다 EOCR 전류 전동기 EOCR 설정범위 용량 (kw) Type (A) 0.2 – 1.5 05 0.5 – 6.5 2.2 – 7.5
30
3 – 35
11 - 15
60
5 - 60
스 위 치류 푸시버튼 스위치는 손으로 누르는 동안만 동작을 하고 , 손을 놓으면 동작이 복귀되는 접점으로 a 접점과 b 접점이 있다 . a 접점 (a contact, 또는 메이크 접점 make contact) 은 누르고 있는 동 안만 접점이 닫히는 것이고 , b 접점 (b contact, 또는 브레이크 접점 break contact) 은 누르고 있 는 동안은 접점이 열리는 것이다 . 접점의 구성은 1a1b, 2a2b 로 표현하며 , 단일 접점과 여러 개 인 경우는 4 개의 접점까지 사용한다 . • 푸시버튼 스위치 ( 복귀형 수동 스위 치)
•유지형 수동 스위치 유지형 수동 스위치는 사람이 일단 수동 조작을 하면 반대로 조작할 때까지 접점의 개폐상태가 유지된다 . 종류에는 토글 스위치 , 셀렉터 스위치 , 캠 스위치 등이 있으며 우측의 그림은 기 호를 나타낸 것이다 .
토글 스위치 ( 스냅 스위치 ) 는 상하 또는 좌우로 움직여 ON/OFF 할 수 있는 것이고 , 셀렉터 스위치는 손잡이를 좌우 회전하여 ON/OFF 하는 것이며 , 캠 스위치 ( 로터리 스위치 ) 는 손잡 이를 회전하여 접점을 접속하는 것으로 10 단 이상의 접점을 가질 수 있다 .
•광전 스위치 (photo electric switch)
빛을 발생하는 광원과 빛을 받아들이는 포토 다이 오드나 포토트랜지스터를 1 개조로 하여 물체가 광로 ( 光路 ) 를 지나갈 때 광로의 변화나 광량의 변 화를 이용하여 접점을 개폐하여 물체를 검출하는 접점으로 , 물체의 접촉에 의한 것이 아니고 움직 이 는 물품의 계수나 기계적 동작의 제한 등에 사용한 다 . 빛의 전달속도가 빠르므로 무접점 회로의 경 우 분당 수만 회의 검출도 가능하다 . 이에는 투과 형, 반사형 , 복사형이 있다 . 투과형은 빛을 내는 투광기와 빛을 받아들이는 수광기 사이에 물체가 지나가는 것을 감지하는 것 이고 , 반사형은 투광기에서 발사된 빛이 물체에 반사되어 수광기에 들어오는 방식이며 , 복사형은 투광기 없이 물체의 자연 복사광에 의해 수광기
투과형
반사형
•근접 스위치 (proximity switch) 근접스위치는 물리적인 접촉으로 대상물의 유무 상태를 검출하는 무접촉형 스위치이다 . 1 차 , 2 차의 코일 을 그림과 같이 배치하고 , 1 차 코일에 고주파 전류를 가하면 평상시는 평형을 유지하므로 2 차측 코일에 전 압이 발생하지 않는다 . 그러나 검출헤드에 금속체를 접근시키면 맴돌이전류가 발생되어 평형상태가 무너지며 2 차 코일에 전압이 발생한다 . 이 전압을 증폭하여 출력릴레이를 구동한다 .
근접스위치 실물 사진
마이크로스위치 및 한계스위치 (LIMIT SWITCH)
시퀀스 제어의 촉각 작용을 하는 것으로 , 제어대상의 위치 검출 , 기계의 구동 거리제한 및 공정의 변환 등을 위한 검출용 스위치의 대표적인 것으로 기계적인 신호를 전기적 신 호로 변환한다 . 동작은 검출될 부분에 스위치의 접촉부가 닿으면 접촉자가 움직여 접점 이 개폐된다 . 역시 a 접점과 b 접점이 있다 . 캠은 정해진 위치의 진행상황을 검출하며 , 도그는 정해진 위치에 있는지의 여부를 검출한다 .
릴레
계전기는 푸시버튼과는 달리 사람의 손으로 동작되는 것이 아니라 계전기 내의 전자석에 의해 동작되며 , 전자 이코일에 전류가 흐르는 동안에만 접점이 동작하는 스위치의 일종으로 코일부와 접점부로 나누어지고 기호로 석 나타낼 경우에도 코일부와 접점부로 나누어 표시한다 . 접점은 a 접점과 b 접점이 공유하고 있는 접점을 주로 사용하며 이를 c 접점이라 한다 . c 접점은 a 접점 , b 접 점을 동시에 사용할 수도 있고 별도로 한 접점만 사용할 수도 있다 . 특히 c 접점에서 a 접점 , b 접점을 동시에 사용할 경우에 c 접점 ( 공통접점 ) 으로 인하여 회로가 단락되는 경우가 있으니 반드시 공통접점부가 회로에서 공통으로 사용되고 있는지 확인하고 사용하여야 한다 . 제어용 릴레이의 사용 시는 조작 전원의 정격 , 필요한 접점의 수 , 제어 전원의 용량 등을 고려하여 특성에 맞 게 선택하여야한 다 .
•회로시험기의 구성 회로시험기는 한 대의 계기로 전압과 전 류 , 저항을 측정하는데 주로 사용하며 , 단락 점검과 , 다이오드 , TR 및 기타 여러 가 지 전자 부품의 양 부 판별도 할 수 있다 . 그 림은 아날로그 회로시험기의 그림으로 선택스 위치를 조정해가면서 측정이 가능하다 . 회로시험기의 각부 명칭은 다음과 같다 . ① 은 트랜지스터의 극성을 알아보기 위한 소켓으로 ④를 TR 의 위치에 놓으면 , ② 가 교대로 점멸하는데 트랜지스터의 극성이 맞 으면 한 쪽에만 점등된다 . ③ 은 측정할 단자를 삽입하는 곳으로 적색 이 (+) 가 되게 극성에 주의하여 삽입한다 . ④ 는 전환 스위치로 측정하고자 하는 곳을 선택하여 돌려놓는다 . 측정 단자가 연결된 상태에서 돌리지 않도록 주의한다 . ⑤ 는 저항을 측정하기 전에 측정 단자를 단 락시켜 0[Ω] 이 되게 조정하는데 사용한다 . ⑥ 은 눈금이 0 의 상태에 오도록 조정하는 부분으로 평상시에는 거의 사용치 않아도 되 는 부분이나 , 충격 등의 요인으로 발생된 오 차를 보정할 수 있다 . ⑦ 의 아래 부분에 회로시험기의 중심부인 가동부가 있다 . 이 부분이 측정되는 값에 의 해 바늘이 움직이게 하는 부분이다 . ⑧ 은 눈금을 읽는 부분으로 반사거울의 바 늘과 실제 바늘을 일치시켜 읽도록 한다 .
후쿠온메타 명칭및 용도 설명 클램프 : 전선에 흐르는 전류 의
AC A : 전류 측정범위를 표시한 다.
양을 측정한다 .
( 최대 300A 측정가능 ) AC V
MODE 선택 스위치 : 전류 , 전압 , 저항등 측정
: 전압 측정범위를 표시한 다.
하고자하는 용도에 맞게
( 최대 AC 750V,DC 75V 측 정)
선택하여 사용한다 . Ω (옴 )
리드 단자
: 저항 측정범위를 표시한 다.
: 전압측정시 리드선을 꽂 아
리드 단자
사용한다 .(DC 전압 측정 을
: 저항측정시 리드선을 꽂 아
위해 극성이 표시되어 있 다.
사용한다 .
표시창 : 측정값을 나타낸다 .
전동기 명판 내역 설명
확 대
1 2 3 4 5
1
프레임 : 전동기 고정자의 크기를 표시 함 2 출력 : 전동기의 출력 용량을 표시함 . HP 또는 KW 로 표시함 (1HP=0.75KW) 4 앞베어링 : 부하측 베어링 규격을 표시 5 뒷베어링 : 반 부하측 베어링 규격을 표
시
3 회전수 : 전동기의 분당 정격회전수를 나타냄
( 회전수를 통해서 극수를 구할수 있다 . 공식 ) 회전수 = 120 f / P (rpm) f = 주파수 (Hz) P = 극수
모터의 고장과 대책 현
상
원
인
대
책
모터가 동작하지 않는다 .
1. 전원이 끊겨있다 . 2. 써멀 릴레이가 작동하고 있다 3. 모터의 배선이 끊겨 있다 . 4. 모터가 소손되어 있다 .
1. 주전원을 투입한다 . 2. 써멀 릴레이를 복귀한다 . 3. 보전담당자에게 점검의뢰한다 . 4. //
모터의 힘이 약하다 .
1.3 상 모터가 단상으로 되어있다 . 2. 전원 , 전압이 낮다 .
1. 보전담당자에게 점검 의뢰한다 . 2. //
모터가 과열한다 .
1. 과부하 되어있다 . 2. 냉각이 불완전한다 . 3.3 상 모터가 단상으로 되어 있다 . 4. 전원 전압이 너무 높거나 낮다 . 5. 주위 온도가 너무 높다 .
1. 부하관계를 조사한다 . 2. 모터의 더스트와 냉각팬의 필터를 청소한다 . 3~4. 보전담당자에게 점검의뢰 5. 주위온도를 조절한다 .
모터가 역회전한다 .
3 상모터의 3 배전중 2 가닥이 바뀌어 있다 .
보전담당자에게 배선의 교체를 의뢰 한다 .
이상음이나 진동이 크다 .
1. 베어링 불량 2. 커플링의 마모 3.3 상모터가 단상으로 되어있다 . 4. 냉각팬 커버와 팬의 접촉 5. 고정자와 로터 사이의 이물
보전담당자에게 점검 , 수리를 의뢰한다 .
베어링이 과열한다 .
1. 벨트를 걸때 너무 팽팽하게 했다 . 2. 구리스가 적거나 너무 많다 . 3. 베어링의 불량 4. 기름의 점도 부적합
1. 벨트 장력 조정 2. 구리스의 양을 점검 3. 보전에 의뢰 처리 4. 적정점도의 기름으로 교체
모터의 점검 포인트
운 전
1. 모터의 이상 발열은 없는가
- 손으로 만져 본다 .10 초 정도까지 견딜수 있으면 양호 .
2. 베어링의 발열은 없는가
- 손으로 만져본다 .
3.( 전류계가 있는 경우 ) 전류치는 정격 이내 인가
- 전류 값을 읽는다 ./ 정상치에 한계표시
4. 이상음은 없는가
- 귀로 듣는다 .
5. 진동은 없는가
- 눈으로 보거나 손으로 만져본다 .
6. 권선형 모터에서 슬립링과 브러쉬 사이에 불꽃이 없는가
- 목시 점검
7. 벨트를 걸때 느슨하지 않는가
- 목시 점검
1. 커플링의 마모는 없는가
- 안전커버를 벗겨 마모 , 변형을 조사한다 .
2. 벨트를 걸때 장력은 좋은가 .
- 풀리사이의 벨트를 손가락으로 눌러 2cm 정도 들어가면 정상
3. 권선형 모터에서 슬립링의 자국이나 브러쉬의 마모는 없는가 .
- 목시 점검 브러쉬에 대해서는 마모 정도를 보전요원과 상의 한다 .
중
정 지 중
전동기 분해 조립순서및 명칭
< 분해조립순서 > 품 명 1 프레임 2 앞 부라켓트 3 뒷 부라켓트 4 고정자 조립 5 회전자 조립 6 샤프트 7 앞 베어링 8 뒷 베어링 9 앞 베어링켑 10 뒷 베어링켑 11 팬 12 후드 13 단자박스 14 단자박스 카바 15 풀리 키 16 인양 볼트
PLC 의 기초 1. PLC 의 정의 ☞ PLC (Programmable Logic Controller) 종래에 사용하던 제어반 내의 릴레이 , 타이머 , 카운터 등의 기능을 LSI, 트랜스터등의 반도체 소자로 대체시 켜 , 기본적인 시퀀스 제어 기능에 수치 연산 기능을 추가하여 프로그램 제어가 가능하 도록한 자율성이 높은 제어 장치입니다 .
2. PLC 의 적용 분 야 분야 식료산업 제철 , 제강 산 업 섬유 , 화학공업 자동차 산업
제어 대상 컨베어 총괄 제어 , 생산 라인 자동 제어 작업장 하역 제어 , 원료 수송 제어 , 압연 라인 제어 , 하역 운 반 제어 원료 수입 출하 제어 , 직조 염색 라인 제어 전송 라인 제어 , 자동 조립 라인 제어 , 도장 라인 제어 , 용접 기 제어
기계 산업
산업용 로봇 제어 , 공작 기계 제어 , 송 . 배수 펌프 제어
상하수도
정수장 제어 , 하수 처리 제어 , 송 . 배수 펌프 제어
물류 산업
자동 창고 제어 , 하역 설비 제어 , 반송 라인 제어
공장 설비
압축기 제어
공해 방지 사업
쓰레기 소각로 자동 제어 , 공해 방지기 제어
3. PLC 의 구조 1.PLC 는 마이크로프로세서 및 메모리를 중심으로 구성 2. 인간의 두뇌 역할을 하는 중앙처리장치 (CPU), 외부 기기와의 신호를 연결시켜 주는 입 . 출력부 , 각 부에 전원을 공급하는 전원부 , PLC 내의 메모리에 프로그램을 기록하는 주변 장치 로 구성되어 있습니다 . 메모리 리미트 스위 치 근접 스위치
입
출
전자 개폐기
력
력
광전 스위치
부
솔레노이드 밸 브 램프
마이크로 프로세서
PLC
부
4. PLC 의 세부 구 조 입력 부
출력 부
CPU 부
전원 부
4. 시퀀스 회로 와 PLC 회로 차 이점 시퀀스 회로
PLC 회로