JP7334887B2 - コンタクタコイル電流を用いたコンタクタ寿命診断システムおよび方法 - Google Patents

Description

本出願は２０１７年１０月１２日付の韓国特許出願第１０－２０１７－０１３２６３１号に基づいた優先権の利益を主張し、該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。

本発明は、コンタクタコイル電流を用いたコンタクタ寿命診断システムおよび方法に関し、より具体的には、コンタクタコイルのリアルタイム温度に応じた抵抗値および電圧値に基づいて現在コンタクタコイルの電流値を確定した後、該コンタクタが設定された回数以上動作する場合に対する電流平均値が臨界値を超過するか否かに基づいてコンタクタの寿命が終わって誤動作が起こっているか否かを事前に診断および予測できるようにする、コンタクタコイル電流を用いたコンタクタ寿命診断システムおよび方法に関する。

一般に、回路に実装された各種素子の中でも特にコンタクタ（ＣＯＮＴＡＣＴＯＲ）の診断方法としてはコンタクタのオンオフ動作（あるいは、開閉動作）時に発生する電流とコンタクタの損傷関係を算出する方法を利用するが、従来にはコンタクタが保証できる寿命を予測する方式を利用したため、コンタクタの種類に応じて多くの誤差が発生するという問題があり、これは、コンタクタの正確な寿命予測を期待し難いという短所として作用するようになった。

特に、コンタクタコイルに流れる電流はコンタクタコイルのリアルタイム電圧およびリアルタイム温度に応じて可変しうるため、コンタクタコイルに流れるリアルタイム電流を正確に確認できないということから、コンタクタ寿命を診断するにおいて誤診断する可能性が高い実情である。

そこで、本発明者は、上述した従来のコンタクタを診断する過程で発生する様々な問題および限界点を解決するために、コンタクタコイルのリアルタイム温度に応じた抵抗値および電圧値に基づいて現在コンタクタコイルの電流値を確定した後、該コンタクタが設定された回数以上動作する場合に対する電流平均値が臨界値を超過するか否かに基づいてコンタクタの寿命が終わって誤動作が起こっているか否かを事前に診断および予測できるようにする、コンタクタコイル電流を用いたコンタクタ寿命診断システムおよび方法を開発するに至った。

本発明は、上述した問題を解決するために導き出されたものであり、コンタクタコイルのリアルタイム温度に応じた抵抗値および電圧値に基づいて現在コンタクタコイルの電流値を確定した後、該コンタクタが設定された回数以上動作する場合に対する電流平均値が臨界値を超過するか否かに基づいてコンタクタの寿命が終わって誤動作が起こっているか否かを事前に診断および予測できるようにする、コンタクタコイル電流を用いたコンタクタ寿命診断システムおよび方法を提供する。

本発明の一実施形態によるコンタクタコイル電流を用いたコンタクタ寿命診断システムは、コンタクタに対するコンタクタコイルの電圧を測定する電圧測定部、前記コンタクタコイルの電流を測定する電流測定部、前記コンタクタコイルの温度を測定する温度測定部、前記温度測定部を介して測定された温度測定値に基づいて、前記コンタクタコイルに対するリアルタイム抵抗値、リアルタイム電圧値およびリアルタイム電流値を確定する確定部、前記コンタクタが既に設定された回数に相応するように動作時に測定される電流の平均値を格納する格納部、および前記格納部に格納された平均値が既に設定された臨界電流値を超過するか否かに基づいて、前記コンタクタの寿命の低下有無を判断する判断部を含む。

一つの実施形態において、前記電流測定部は、前記コンタクタがオン（ＯＮ）からオフ（ＯＦＦ）に動作する場合に前記コンタクタコイルの電流を測定してもよい。

一つの実施形態において、前記確定部は、温度値別にコンタクタコイルの抵抗値がマッチングおよび既に格納された抵抗値テーブルに基づいて、前記測定された温度測定値に応じた前記リアルタイム抵抗値およびリアルタイム電圧値を確定してもよい。

一つの実施形態において、前記確定部は、下記数式によって演算される演算値を前記リアルタイム電流値に確定してもよい。
［数式］
Ｉ＝Ｖ／Ｒ
ここで、Ｖは前記リアルタイム電圧値であり、Ｒは前記リアルタイム抵抗値である。

一つの実施形態において、前記格納部は、前記コンタクタが５０回の動作時に測定される電流の平均値を第１平均値として格納し、５０回の動作後、前記コンタクタが１０回の追加動作時に測定される電流の平均値を第２平均値として格納してもよい。

一つの実施形態において、前記判断部は、前記第１平均値および前記第２平均値のいずれか一つ以上が前記臨界電流値を超過する場合、前記コンタクタに誤動作が発生したと判断して警告信号（ｓｉｇｎａｌ）を発生し、前記第１平均値および前記第２平均値が前記臨界電流値を超過しない場合、前記コンタクタに誤動作が発生していないと判断することによって、前記格納部に前記第２平均値を追加格納するようにする第２平均値追加格納信号を伝達してもよい。

一つの実施形態において、前記臨界電流値は５０ｍＡであってもよい。

本発明の他の実施形態に係るコンタクタコイル電流を用いたコンタクタ寿命診断方法は、電圧測定部を介して、コンタクタに対するコンタクタコイルの電圧を測定するステップ、電流測定部を介して、前記コンタクタコイルの電流を測定するステップ、温度測定部を介して、前記コンタクタコイルの温度を測定するステップ、確定部を介して、前記温度測定部を介して測定された温度測定値に基づいて前記コンタクタコイルに対するリアルタイム抵抗値、リアルタイム電圧値およびリアルタイム電流値を確定するステップ、格納部を介して、前記コンタクタが既に設定された回数に相応するように動作時に測定される電流の平均値を格納するステップ、および判断部を介して、前記格納部に格納された平均値が既に設定された臨界電流値を超過するか否かに基づいて前記コンタクタの寿命の低下有無を判断するステップを含む。

一つの実施形態において、前記コンタクタコイルの電流を測定するステップは、前記電流測定部を介して、前記コンタクタがオン（ＯＮ）からオフ（ＯＦＦ）に動作する場合に前記コンタクタコイルの電流を測定するステップを含んでもよい。

一つの実施形態において、前記リアルタイム抵抗値、リアルタイム電圧値およびリアルタイム電流値を確定するステップは、前記確定部を介して、温度値別にコンタクタコイルの抵抗値がマッチングおよび既に格納された抵抗値テーブルに基づいて、前記測定された温度測定値に応じた前記リアルタイム抵抗値およびリアルタイム電圧値を確定するステップを含んでもよい。

一つの実施形態において、前記コンタクタが既に設定された回数に相応するように動作時に測定される電流の平均値を格納するステップは、前記格納部を介して、前記コンタクタが５０回の動作時に測定される電流の平均値を第１平均値として格納するステップ、および５０回の動作後、前記格納部を介して、前記コンタクタが１０回の追加動作時に測定される電流の平均値を第２平均値として格納するステップを含んでもよい。

一つの実施形態において、前記コンタクタの誤動作の発生有無を判断するステップは、前記第１平均値および前記第２平均値のいずれか一つ以上が前記臨界電流値を超過する場合、前記判断部を介して、前記コンタクタに誤動作が発生したと判断して警告信号（ｓｉｇｎａｌ）を発生するステップ、および前記第１平均値および前記第２平均値が前記臨界電流値を超過しない場合、前記判断部を介して、前記コンタクタに誤動作が発生していないと判断することによって、前記格納部に前記第２平均値を追加格納するようにする第２平均値追加格納信号を伝達するステップを含んでもよい。

本発明の一側面によれば、コンタクタコイルのリアルタイム温度に応じた抵抗値および電圧値に基づいて現在コンタクタコイルの電流値を確定した後、該コンタクタが設定された回数以上動作する場合に対する電流平均値が臨界値を超過するか否かに基づいてコンタクタの寿命が終わって誤動作が起こっているか否かを事前に診断および予測できるという利点を有する。

本発明の一実施形態によるコンタクタコイル電流を用いたコンタクタ寿命診断システム１００の構成を概略的に示す図である。

図１に示されたコンタクタコイル電流を用いたコンタクタ寿命診断システム１００を用いてコンタクタの寿命を診断するための一連の過程を順に示す図である。

以下、本発明の理解を助けるために好ましい実施形態を提示する。但し、下記の実施形態は本発明をより容易に理解するために提供されるものに過ぎず、下記の実施形態によって本発明の内容が限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態によるコンタクタコイル電流を用いたコンタクタ寿命診断システム１００の構成を概略的に示す図である。

図１を参照すれば、本発明の一実施形態によるコンタクタコイル電流を用いたコンタクタ寿命診断システム１００は、大きく、電圧測定部１１０、電流測定部１２０、温度測定部１３０、確定部１４０、格納部１５０および判断部１６０を含んで構成されることができる。

電圧測定部１１０は、コンタクタ（ＣＯＮＴＡＣＴＯＲ）に対するコンタクタコイル（ＣＯＮＴＡＣＴＯＲ ＣＯＩＬ）の電圧値を測定する役割ができ、この時、電圧値を測定できる如何なる手段でも適用できるが、その種類は特に制限されない。

電流測定部１２０は、前記コンタクタコイルの電流値を測定する役割ができ、この時、電流測定部１２０は、コンタクタがオン（ＯＮ）からオフ（ＯＦＦ）に動作する場合（状態が遷移する場合）、コンタクタコイルの電流値を測定することができる。

同様に、電流測定部１２０も、電流値を測定できる如何なる手段でも適用できるが、その種類は特に制限されない。

温度測定部１３０は、コンタクタコイルの温度値を測定する役割をする。

一般に、コンタクタコイルの抵抗値はコンタクタコイルの温度値に応じて異なるが、本発明は、このようなコンタクタコイルの抵抗値を用いてコンタクタの寿命を予測することができる。それについては後述することにし、同様に、温度測定部１３０は、温度値を測定できる如何なる手段でも適用できるが、その種類は特に制限されない。

確定部１４０は、温度測定部１３０を介して測定された温度測定値に基づいて、コンタクタコイルに対するリアルタイム抵抗値、リアルタイム電圧値およびリアルタイム電流値を確定する役割をする。

より具体的には、確定部１４０は温度値別にコンタクタコイルの抵抗値がマッチングおよび既に格納された抵抗値テーブルを用いることができ、一般にコンタクタコイルはダメージ（ｄａｍａｇｅ）が積もるほど抵抗成分が増加し、この時、抵抗成分が増加するほどコンタクタコイルからの発熱が増加する。

したがって、確定部１４０は、このようなコンタクタコイルから放出される熱とコンタクタコイルの抵抗値を用いて、現在のリアルタイム抵抗値、リアルタイム電圧値を確定する。

一方、確定部１４０は、下記数式により演算される演算値を用いてリアルタイム電流値を確定することができる。
［数式］
Ｉ＝Ｖ／Ｒ
ここで、Ｉはコンタクタコイルに導通する電流のリアルタイム電流値を意味し、Ｖはコンタクタコイルに導通するリアルタイム電圧値を意味し、Ｒはコンタクタコイルのリアルタイム抵抗値を意味する。

すなわち、リアルタイム電流値はリアルタイム電圧値およびリアルタイム抵抗値の反比例の関係式によって確定することができ、確定部１４０によって確定されたリアルタイム電流値は後述する格納部１５０に伝達される。

格納部１５０は、コンタクタが既に設定された回数に相応するように動作時に測定される電流の平均値を格納する役割をする。

より具体的には、格納部１５０は、コンタクタが５０回に該当するように動作する場合に測定される電流値（確定部１４０によって確定されたリアルタイム電流値）の平均を求めて第１平均値として格納し、５０回の動作後に１０回の追加動作する場合に測定される電流値（確定部１４０によって確定されたリアルタイム電流値）の平均を求めて第２平均値として格納する。

すなわち、格納部１５０は、コンタクタの電流値の平均値を格納し、２回のステップにかけて格納することによって、時間経過に応じたコンタクタの寿命変化を格納することになる。

判断部１６０は、前記格納部１５０に既に格納された第１平均値および第２平均値が既に設定された臨界電流値を超過するか否かに基づいてコンタクタの誤動作有無を判断することができる。

ここで、既に設定された臨界電流値とは、例えば５０ｍＡを意味することができ、判断部１６０は、第１平均値および第２平均値のいずれか一つ以上が５０ｍＡを超過する場合、該コンタクタの寿命が低下したと判断し、該コンタクタの誤動作が発生する恐れがあると判断することによって警告信号（ｓｉｇｎａｌ）を発生する。

その逆に、第１平均値および第２平均値が該臨界電流値を超過しない場合には、該コンタクタの寿命が低下していないと判断し、該コンタクタの誤動作が発生する恐れがないと判断することによって、格納部１５０に第２平均値を追加格納するようにする第２平均値追加格納信号を伝達する。

それにより、格納部１５０は、さらにコンタクタの１０回の追加動作に応じた電流値の平均を求めて格納し、判断部１６０は、新たに追加された第２平均値が臨界電流値を超過するか否かの判断を繰り返す。

次に、上述したコンタクタコイル電流を用いたコンタクタ寿命診断システム１００を用いてコンタクタの寿命を診断する一連の過程を順に説明する。

図２は、図１に示されたコンタクタコイル電流を用いたコンタクタ寿命診断システム１００を用いてコンタクタの寿命を診断するための一連の過程を順に示す図である。

図２を参照すれば、先ず、電圧測定部１１０がコンタクタに対するコンタクタコイルの電圧値を測定し（Ｓ２０１）、電流測定部１２０がコンタクタコイルの電流値を測定し（Ｓ２０２）、温度測定部１３０がコンタクタコイルの温度値を測定する（Ｓ２０３）。

その次、確定部１４０は、温度測定部を介して測定された温度測定値に基づいてコンタクタコイルに対するリアルタイム抵抗値、リアルタイム電圧値およびリアルタイム電流値を確定する（Ｓ２０４）。この時、リアルタイム電流値は、確定されたリアルタイム抵抗値およびリアルタイム電圧値の間の相関関係を通じて算出される。

その次、格納部１５０は、コンタクタが５０回動作する場合に応じた電流の平均値を第１平均値として格納し、さらに１０回の追加動作する場合に応じた電流の平均値を第２平均値として格納する（Ｓ２０５）。

その次、判断部１６０は、格納部１５０に格納された第１平均値および第２平均値が既に設定された臨界電流値（５０ｍＡ）を超過するか否かに基づいてコンタクタの寿命の低下有無を判断する（Ｓ２０６）。

以上では本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、該技術分野の熟練した当業者であれば、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正および変更できることを理解することができるであろう。

Claims (10)

1. コンタクタのコンタクタコイルの電圧を測定する電圧測定部、
   前記コンタクタコイルの温度を測定する温度測定部、
   前記温度測定部を介して測定された温度測定値および温度値別にコンタクタコイルの抵抗値がマッチングされた抵抗値テーブルに基づいて、前記コンタクタコイルに対するリアルタイム抵抗値を確定し、前記リアルタイム抵抗値及び前記電圧測定部を介して測定された電圧値に基づいて前記コンタクタコイルのリアルタイム電流値を確定する確定部、
   前記確定部によって確定された複数のリアルタイム電流値の平均値を格納する格納部、および
   前記格納部に格納された平均値が予め設定された臨界電流値を超過するか否かに基づいて、前記コンタクタの寿命の低下の有無を判断する判断部
   を含み、
   前記平均値は、前記コンタクタが予め設定された回数だけ動作している間に前記確定部によって確定された複数のリアルタイム電流値の平均値である、
   コンタクタ寿命診断システム。
2. 前記確定部は、
   下記数式によって演算される演算値を前記リアルタイム電流値に確定する、請求項１に記載のコンタクタ寿命診断システム。
   ［数式］
   Ｉ＝Ｖ／Ｒ
   ここで、Ｖは前記測定された電圧値であり、Ｒは前記リアルタイム抵抗値である。
3. 前記格納部は、
   前記コンタクタが５０回動作している間、前記確定部によって確定された複数のリアルタイム電流値の平均値を第１平均値として格納し、
   当該５０回の動作後、前記コンタクタが１０回追加動作している間、前記確定部によって確定された複数のリアルタイム電流値の平均値を第２平均値として格納する、請求項１または２に記載のコンタクタ寿命診断システム。
4. 前記判断部は、
   前記第１平均値および前記第２平均値のいずれか一つ以上が前記臨界電流値を超過する場合、前記コンタクタに誤動作が発生したと判断して警告信号（ｓｉｇｎａｌ）を発生し、
   前記第１平均値および前記第２平均値が前記臨界電流値を超過しない場合、前記コンタクタに誤動作が発生していないと判断することによって、前記格納部に前記第２平均値を追加格納するようにする第２平均値追加格納信号を伝達する、請求項３に記載のコンタクタ寿命診断システム。
5. 前記臨界電流値は５０ｍＡである、請求項４に記載のコンタクタ寿命診断システム。
6. システムによって実行されるコンタクタ寿命診断方法であって、
   コンタクタのコンタクタコイルの電圧を測定するステップ、
   前記コンタクタコイルの温度を測定するステップ、
   前記測定された温度測定値および温度値別にコンタクタコイルの抵抗値がマッチングされた抵抗値テーブルに基づいて前記コンタクタコイルに対するリアルタイム抵抗値を確定し、前記リアルタイム抵抗値及び前記測定されたコンタクタコイルの電圧値に基づいて、前記コンタクタコイルのリアルタイム電流値を確定するステップ、
   前記確定された複数のリアルタイム電流値の平均値を、前記システムの格納部に格納するステップ、および
   前記格納された平均値が予め設定された臨界電流値を超過するか否かに基づいて前記コンタクタの寿命の低下の有無を判断するステップ
   を含み、
   前記平均値は、前記コンタクタが予め設定された回数だけ動作している間に前記確定するステップで確定された複数のリアルタイム電流値の平均値である、
   コンタクタ寿命診断方法。
7. 前記確定するステップは、
   下記数式によって演算される演算値を前記リアルタイム電流値に確定するステップを含む、請求項６に記載のコンタクタ寿命診断方法。
   ［数式］
   Ｉ＝Ｖ／Ｒ
   ここで、Ｖは前記測定された電圧値であり、Ｒは前記リアルタイム抵抗値である。
8. 前記確定された複数のリアルタイム電流値の平均値を格納するステップは、
   前記コンタクタが５０回動作している間、前記リアルタイム電流値を確定するステップで確定された複数のリアルタイム電流値の平均値を第１平均値として前記格納部に格納するステップ、および
   当該５０回の動作後、前記コンタクタが１０回追加動作している間、前記リアルタイム電流値を確定するステップで確定された複数のリアルタイム電流値の平均値を第２平均値として前記格納部に格納するステップを含む、請求項６に記載のコンタクタ寿命診断方法。
9. 前記コンタクタの誤動作の発生有無を判断するステップは、
   前記第１平均値および前記第２平均値のいずれか一つ以上が前記臨界電流値を超過する場合、前記コンタクタに誤動作が発生したと判断して警告信号（ｓｉｇｎａｌ）を発生するステップ、および
   前記第１平均値および前記第２平均値が前記臨界電流値を超過しない場合、前記コンタクタに誤動作が発生していないと判断することによって、前記格納部に前記第２平均値を追加格納するようにする第２平均値追加格納信号を伝達するステップを含む、請求項８に記載のコンタクタ寿命診断方法。
10. 前記臨界電流値は５０ｍＡである、請求項９に記載のコンタクタ寿命診断方法。