Motor VPI 공정 절차와 효과, 고압모터에 왜 필요한가

Motor VPI 공정 절차와 효과, 고압모터에 왜 필요한가

 

 

 

1. Motor VPI의 정의
1) Motor VPI (Vacuum Pressure Impregnation)는 전동기나 발전기의 코일 및 권선 절연 성능을 향상시키기 위한

  절연 강화 공정임
2) 이는 코일 내부의 공기와 수분을 진공으로 제거한 뒤, 절연용 수지를 압력을 가해 깊숙이 침투시켜 공극 없는 

  절연층을 형성하는 기술임
3) 특히 고압모터와 같이 고전압·고온·고습 환경에서 운전되는 전기기기에서 매우 중요한 절연 공정임

 

 

2. Motor VPI 공정의 목적
1) 권선 사이의 절연 파괴를 방지하고, 기계적 강도와 내환경성을 향상시키는 것이 VPI의 핵심 목적임
2) VPI 처리를 통해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있음
  - 코일 내부의 공기 제거 → 부분방전(PD) 감소
  - 절연 수지의 깊은 침투 → 절연 수명 연장
  - 고온·고습 환경에서도 절연 유지 → 내열·내수성 향상
  - 구조물 전체의 기계적 결속 → 진동 저항성 증가

 

 

3. Motor VPI 공정 절차
1) 코일 건조 및 진공처리
  - Coil 또는 Stator를 고온에서 예열하여 수분과 기체를 제거
  - 이후 진공 챔버에 투입하여 **진공 상태(-760 mmHg 근처)**로 유지해 내부 공기 제거

2) 절연 수지 주입
  - 진공 상태에서 절연용 수지를 하부에서 챔버로 천천히 주입
  - 수지는 에폭시, 폴리에스터, 폴리아미드이미드 등 고내열·고절연 특성의 수지를 사용함

3) 압력 가압
  - 수지를 충분히 침투시킨 후, 약 4~8 bar의 압력을 가해 절연 수지를 코일 내부의 미세한 틈까지 강제로 침투시킴
  - 이로써 기포 없이 균일한 절연막 형성이 가능함

4) 경화 및 건조
  - 침투가 완료되면 수지를 고온에서 경화시킴(약 130~160℃에서 수 시간 이상 유지)
  - 이 과정에서 수지는 고체화되며, 코일과 일체화된 강한 절연막을 형성함

 

 

4. Motor VPI의 장점
1) 절연 성능 향상
  - 전기적 절연 내력이 기존보다 훨씬 높아짐
  - 부분방전 발생 가능성이 크게 낮아짐

2) 내환경성 개선
  - 수분, 먼지, 화학물질 침투 방지
  - 열, 습도 변화에 대한 안정성 확보

3) 기계적 강도 증대
  - 권선 구조 전체가 수지에 의해 고정되어 진동이나 전자기력에 대한 저항력이 높아짐

4) 수명 연장 및 정비 주기 증가
  - 절연 파괴 위험 감소 → 고장 빈도 감소
  - 결과적으로 모터의 신뢰성 향상 및 유지보수 비용 절감 가능

 

 

5. 일반 침윤공정(Dip & Bake)과의 차이점

 

 

 

6. 적용 대상
1) 고압 전동기 및 발전기
2) 터빈 구동 모터
3) 대형 펌프 모터
4) 발전소, 철강소, 석유화학 공정용 유도전동기
5) 고속 회전 모터 또는 고온 환경에서 사용하는 특수 모터

 

 

7. 유의사항
1) 절연 수지의 종류 및 점도는 적용 전동기의 사양에 맞춰 설계되어야 함
2) 침투가 불완전하거나, 수지가 과도하게 경화될 경우 내부 열응력 및 절연 파괴 가능성 있음
3) 건조 및 경화 단계의 온도·시간·압력 조건은 공정 품질에 직접 영향을 미침
4) 경년 열화된 모터에 적용 시, 기존 절연물을 완전히 제거하고 신뢰성 있는 재권선 작업 후 VPI를 적용해야 함

 

 

8. 결론
1) VPI(Vacuum Pressure Impregnation)는 고압모터 및 발전기 Coil의 절연 성능을 비약적으로 향상시키는 정교한 공정임. 2) 전통적인 침윤 방식으로는 달성하기 어려운 고절연, 고내열, 고기계강도 특성을 부여할 수 있으며, 고장 예방 및

  설비 수명 연장의 핵심 수단으로 자리잡고 있음.

3) 특히 고압, 고온, 고습, 고진동 환경에서 운전되는 전기기기의 안정성을 확보하기 위한 필수적인 절연 보강 기술로

  널리 활용되고 있음.