KR0117241Y1 - 유도전동기 및 그 제어장치의 보호 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 유도전동기 및 그 제어장치를 보호하기 위한 보호 시스템에 관한 것으로, 특히 제철소 열연공장의 권취공정에 사용되는 다운코일러설비에 채용되는 유도전동기 및 이를 제어하는 제어장치를 보호하기 위한 3상불평형 전류검출방식의 보호시스템에 관한 것이다.

본 고안의 유도전동기 및 그 제어장치의 보호시스템은 유도전동기(12)의 2차측 중성점에 설치되어 3상불평형전류를 검출하기 위한 불평형 전류검출수단(31)과, 상기 불평형전류에 비례한 직류신호를 발생하는 정류기(32)와, 상기 직류검출신호를 기준전압(Vref)과 비교하기 위한 비교기(33)와, 상기 비교기 출력에 응답하여 유도전동기(12) 및 전동기 제어장치(11)에 대한 경보신호를 발생하는 플립플롭(34)으로 구성된다.

Description

유도전동기 및 그 제어장치의 보호 시스템

제1도는 종래의 1차 전안제어방식의 유도전동기 제어회로에 대한 블록도.

제2도는 종래의 1차 전압제어 다이리스터 구동장치의 시퀀스도.

제3도는 유도전동기 제어용 1차전압제어 다이리스터 구동장치에 본 고안을 적용한 예.

제4도는 모터제어센터에 본 고안을 적용한 예이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11:다이리스터12:유도전동기

22;게이트펄스 트랜스포머23:다이리스터 구동제어부

25:2차저항기31:ZCT

32:정류부33:비교기

34:RS플립플롭

본 고안은 유도전동기 및 그 제어장치를 보호하기 위한 보호 시스템에 관한 것으로, 특히 제철소 열연공장의 권취공정에 사용되는 다운코일러설비에 채용되는 유도전동기 및 이를 제어하는 제어장치를 보호하기 위한 3상불평형 전류검출방식의 보호시스템에 관한 것이다.

종래에 있어서는 제2도에 도시된 바와 같이 권선형유도전동기(IM)(12)에 대한 1차전압을 다이리스터(11)에 의해 제어하여 속도를 변화시키는 방식으로서, 제1도에 도시된 바와 같이 속도지령신호(r)와 속도검출부(14)의 속도귀환신호(f)를 비교하여 이 비교결과, 즉 오차신호(e)에 따라 다이리스터(11)의 점호위상을 제어하여 전동기의 1차권선에 속도지령신호에 상당하는 전압을 인가한다.

따라서 속도지령치를 변화시킴에 의해 임의 속도로 전동기의 회전을 제어할 수 있다.

이러한 종래 기술에서는 부하의 이상시 전동기(12)의 1차 전류에 비례하여 검출전압이 증가(1차측 전류검출기에서 검출한 전류에 비례하여 전압이 증가함)하므로 다이리스터 정격전류치의 160% 이상이 되었을 때 다이리스터 점호각을 210도에서 제한하여 다이리스터(11)를 과전류로부터 보호하고 있다.

제1도 및 제2도에서 13은 자속발전기, 15는 감산기, 16은 오차증폭기, 21은 AC 메인전원차단기(NFB), 22는 게이트펄스 트랜스포머(GPT), 23은 다이리스터 구동제어부, 24는 전자식과 전류검출릴레이, 25는 2차저항기를 각각 나타낸다.

상기한 바와 같은 종래 기술에 있어서는 다음과 같은 요인으로 인해 발생하는 불합리성에 의해 3상전력의 불평형에 의한 전압과 전류가 상승하여 전동기(12) 및 그 제어장치(다이리스터 및 퓨우즈)등이 손상되고 있다.

1. 전동기 1차측 및 2차측 접지발생

2. 전동기 1차측 단선 및 콘택터 접촉불량

3. 전동기 2차측 슬립링브러시(Slip ring brush) 접촉불량발생 및 단선

4. 2차저항기 단선 및 2차측 콘택터 접촉불량

5. 제어장치내 다이리스터 도통실패 등

본 고안은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하 안출된 것으로, 그 목적은 유도전동기에 인가되는 3상전류의 불평형상태에 기초하여 유도전동기 및 그 제어장치를 보호하기 위한 보호시스템을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 유도전동기의 2차측 중성점에 설치되어 3상평형전류를 검출하기 위한 불평형 전류검출수단과, 상기 불평형전류에 비례한 직류신호를 발생하는 정류기와, 상기 직류검출신호를 기준전압(Vref)과 비교하기 위한 비교기와, 상기 비교기 출력에 응답하여 유도전동기 및 전동기 제어장치에 대한 경보신호를 발생하는 플립플롭으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유도전동기 및 그 제어장치의 보호시스템을 제공한다.

이하에 첨부도면을 참고하여 본 고안을 더욱 상세하게 설명한다.

제3도는 본 고안의 보호시스템을 유도전동기 및 그 제어장치를 보호하도록 적용한 예를 나타낸다.

제3도를 참고하면, 제2도와 동일한 소자에 대해서는 동일한 부재번호를 부여하였다.

일반적으로 AC전력의 특성은 3상 평형특성을 가지고 있기 때문에 어느 순간에도 3상(R,S,T)의 순시전류치의 합은 제로가 된다.

즉, Ir+Is+It=0

그러나 제어장치내 다이리스터(11)을 도통실패, 1차측 단선과 접촉불량 및 2차측 단선과 접촉불량등의 여러요인으로 인해 불합리성 문제가 발생하면, 3상불평형(unbalance)에 의해 전압,전류가 상승하게 된다.

이 원리를 이용하여 전동기(12)의 2차측 중심점에서 ZCT(zero phase transformer)(31)에 의해 불평형 전류를 검출한 후 이를 정류부(32)에서 정류시켜 직류신호로 변환한다.

이 직류검출신소는 비교기(COMP)(33)의 비반전 입력단자로 공급되어 반전단자로 공급되는 기준전압(Vref)과 비교된다.

비교결과 직류검출신호가 기준전압(Vref)보다 더 클 경우 비교기(33)의 출력은 하이(H)레벨신호가 되고 이 H레벨신호는 RS플립플롭(34)의 세트 입력단자로 인가된다.

그 결과 RS플립플롭(34)의 출력(Q)도 H레벨로 된다. 그 후 RS플립플롭(34)의 H레벨출력은 인버터(36)를 거쳐 i차측 전압제어장치의 외부 인터록(interlock)신호로서 다이리스터 구동제어부(23)의 3입력 NAND게이트(35)의 일입력단자에 공급된다.

따라서 구동제어부(23)의 스위칭트랜지스터(37) 베이스 단자에 H레벨신호가 인가되어 스위칭트랜지스터가 턴온상태가 되므로 게이트펄스트랜스포머(22)로부터 펄스신호가 발생되지 않는다.

결국 다이리스터(11)의 게이트에 트리거펄스공급이 중지되며 이에 따라 전동기(12)의 동작이 정지된다.

한편 RS플립플롭(34)이 H레벨출력이 구동트랜지스터(39)의 베이스에 인가되면 트랜지스터가 도통되어 콜렉터측에 삽입된 LED(41)가 점등되므로 이를 1차전압제어반의 고장표시용으로 이용할 수 있고, 또한 릴레이(42)를 작동시켜 이를 외부경보신호로서 사용할 수 있다. 한편 상기한 RS플립플롭은 그 대신에 다른 타입의 플립플롭, 예를 들어 D플립플롭을 사용하여 구성하는 것도 당업자가 용이하게 구현할 수 있다.

상기한 릴레이(42)의 외부 경보신호를 이용한 모터제어센서(MCC)응용예가 제4도에 도시되어 있다.

제4도를 참고하면 릴레이의 외부경보신호는 MCC의 오일릴레이(OLX)를 동작시켜 그 결과 전동기(12)에 대한 메인파워스위치(88)가 오픈상태로 전환되어 전동기(12)의 동작이 정지된다.

한편 전동기 및 제어장치의 이상유무를 체크하고 제어장치가 정상으로 복귀되었을 경우 리세트 스위치(45)를 조작하여 RS플립플롭(34)의 리세트단자(R)로 H레벨신호를 인가하면 다이리스터 구동제어부(23)에 대한 인터록이 해소되고 외부경보신호 발생릴레이(42)가 오프상태로 되어 정상적으로 운전을 개시할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 고안에 따르면 유도전동기 및 제어장치를 보호할 수 있어 설비의 안정화로 오동작발생을 방지하여 제품의 품질 및 생산성이 향상되며, 유도전동기 및 제어장치의 수명을 연장시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 유도전동기(12)의 2차측 중성점에 설치되어 3상불평형전류를 검출하기 위한 불평형 전류검출수단(31)과, 상기 불평형전류에 비례한 직류신호를 발생하는 정류기(32)와, 상기 직류검출신호를 기준전압(Vref)과 비교하기 위한 비교기(33)와, 상기 비교기 출력에 응답하여 유도전동기(12) 및 전동기 제어장치(11)에 대한 경보신호를 발생하는 플립플롭(34)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유도전동기 및 그 제어장치의 보호시스템.