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학위논문 상세정보

회전기 고장진단을 위한 회전기 속도추정 알고리즘 원문보기

  • 저자

    이승렬

  • 학위수여기관

    울산대학교

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    메카트로닉스/IT전공

  • 지도교수

    오훈

  • 발행년도

    2014

  • 총페이지

  • 키워드

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T13540505&outLink=K  

  • 초록

    설비 혹은 장비의 특정부분에 대한 진동데이터를 샘플링하고 진동 데이터로부터 추출한 주파수의 변화 특징을 분석하여 고장을 진단하는 방식이 많이 사용되고 있다. 특히, 회전기 고장진단에 있어서는 회전기의 속도 값 (RPM)을 기준으로 진동이 발생하는 것이 일반적이기 때문에, 주파수 분석을 통한 고장진단의 정확성을 높이기 위해서는 정확한 속도 값을 알아내는 것이 중요하다. 회전기의 고유속도는 회전기의 표면에 표시되어 있지만 회전기의 노후화 혹은 회전기에 걸린 부하에 따라 회전속도가 약간씩 변하기 때문에 기재된 고유 회전속도를 기준으로 주파수를 분석하는 경우에 고장진단의 오류가 증가하는 문제점이 있다. 따라서, 정확한 고장진단을 하기 위해서는 회전기의 진동데이터를 획득하는 시점에서 매번 현재의 회전기 속도를 측정하여 그 속도를 파라미터로 사용하여야 하는 불편함이 있다. 또한, 최근에는 실시간으로 회전기의 진동데이터를 획득하여 고장을 분석하는 방식이 도입되고 있다. 이 경우에는 회전기 현재 속도 값을 지속적으로 갱신해 주어야 고장진단의 정확성을 높일 수 있다. 본 논문에서는 회전기의 진동데이터에 포함된 진동 주파수의 하모닉스 현상을 이용하여 회전기의 현재 속도를 자동으로 추정하는 알고리즘을 제안하고자 한다. 하모닉스 현상은 특정 주파수에서 주파수의 진동이 발생할 시에 해당 주파수의 정수배가 되는 주파수에서도 진동이 발생하는 현상이다. 이러한 진동의 세기는 1배수에서 가장 높게 나타나고 배수가 증가함에 따라서 일정비율로 낮아지는 특징을 가지고 있다. 회전기의 진동 데이터를 분석하여 역으로 하모닉스의 1배수가 되는 지점을 찾아내는 방법을 사용하였다. 하지만, 회전기의 열화 상태에 따라서 하모닉스가 일관성을 나타내지 않는 경우가 발생하기 때문에 정확한 회전기의 속도 혹은 주파수를 찾아내는데 문제점이 있다. 이러한 문제점을 최소화하고 회전속도 추정의 정확도를 높이기 위하여 가중평균법을 적용하였다. 제시한 회전기 속도추정 알고리즘의 정확성을 검증하기 위하여 네 가지의 오류 상태의 회전기 즉, 정상상태인 회전기, 언밸런스 상태인 회전기, 앵글 미스얼라이먼트 상태인 회전기, 오프셋 미스얼라이먼트 상태인 회전기를 사용하여 알고리즘을 적용하여 실험 하였다. 각 회전기에 대하여 10회씩 알고리즘을 수행하여 회전기의 속도를 추정하고 실제 측정데이터와 비교하였으며, 약 90%의 정확도를 보인다는 것을 확인하였다.


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