시뮬레이터를 이용한 터보 블로워의 상태 감시 연구

Abstract

터보 블로워는 다양한 산업시설의 공기 조화용으로 이용되는 장비로써, 최근에는 인버터를 통해 제어 가능한 고속 모터를 사용하고, 윤활유를 쓰지 않는 공기 포일 베어링을 많이 채택하고 있다. 본 연구에서는 터보 블로워의 운동방정식을 회전속도에 대한 1차 미분방정식으로 유도하였다. 모터에 의해 공급되는 토크를 유체에 가해주는 토크와 각종 토크로 나타낼 수 있었고, 각각의 토크는 유량에 대한 함수로 표현할 수 있었다. 터보 블로워의 상태를 변화시키기 위하여 베어링에 단계별로 결함을 주어서 모터에 공급되는 토크의 변화를 관찰하였다. 실험을 통해 얻은 유량에 대한 토크의 곡선은 회귀분석을 통해 유량항의 계수를 각각 구하여 초기상태와 비교함으로써 상태 변화의 감시가 가능하였다. 터보 블로워의 상태 변수마다 어느 손실에 영향을 주는지 시뮬레이터를 통해서 확인하였다. 또한 상태가 변할 경우 계수의 증·감이 어떻게 되는지 확인함으로써 상태 변화에 의한 모터에 의해 공급되는 토크가 변하는 방향을 예측해 볼 수 있었다.