KR0121544B1

KR0121544B1 - 결상 및 역상 검출 과전류 릴레이 장치

Info

Publication number: KR0121544B1
Application number: KR1019890009600A
Authority: KR
Inventors: 김종환
Original assignee: 김인석; 삼화기연 주식회사
Priority date: 1989-07-06
Filing date: 1989-07-06
Publication date: 1997-11-22
Also published as: KR910003886A

Abstract

본 발명은 결상 및 역상 검출과 과전류 릴레이에 관한 것으로서, 특히 결상 및 과전류 뿐만 아니라 부족 전압까지도 검출하여 제어하도록 된 것과 전류릴레이에 관한 것이다.

본 발명은 각 전원선에서 감지된 신호를 각 상에 따른 전압분배를 역상 및 결상 검출용 NAND 게이트에 입력시키도록 되고 다이오드를 통해서는 결상, 과전류 그리고 부족전압 기능 등을 갖는 계전기를 제공함으로써 복합계전기로의 동작원까지도 확인할 수 있도록 되는 것을 제공한다.

Description

결상 및 역상 검출 과전류 릴레이 장치

제1도는 본 발명을 설명키 위한 실시예의 회로도.

제2도는 본 발명의 작용을 설명키 위한 파형도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

R.S.T : 삼상전원단자 G₁-G₄: NAND 게이트

A₁-A₆: 비교기 N₁-N₃: 노아게이트

BD : 브리지정류회로 PT : 전원트랜스

LE₁- LE₃: 발광다이오드 VR₁- VR₄: 가변저항

C₁- C₅및 C₂₁- C₂₃및 C₄₁- C₄₃, C₆₁- C₆₄: 콘덴서

R₁- R₅및 R₂₁- R₃₇, R₄₁-R₅₁, R₆₂- R₆₈: 저항

D₁및 D₂₁- D₂₅및 D₄₁-D₄₈, D₆₁-D₆₅: 다이오드

Q₁: 트랜지스터 Ry : 릴레이

Z₁- Z₃: 제너다이오드 S₁- S₃: 푸쉬스위치

D LATCH : 랫치 IC.

숫자 7815는 정전압회로를 의미한다.

본 발명은 결상 및 역상 검출과 과전류 릴레이에 관한 것으로 특히, 결상이나 역상 및 과전류 뿐 아니라 부족전압까지도 검출하여 제어하도록 된 것과 전류릴레이에 관한 것이다.

종래의 3상 전동기에 있어서는 열동형 계전기에 의해 과전류를 방지하도록 된 것이므로 오래 사용하는데 따라 그 특성이 변하여 사용할 수 없게 되며 이로 인하여 전동기의 소손을 초래하여 막대한 지장을 초래해 왔다.

이를 시정하기 위하여 본 발명자는 정지형으로 되는 수많은 특허와 실용신안을 제안하고 또 등록되고 출원중에 있다.

또 실용공보 공고번호 제89-2158호 및 제89-2159호에 의하면 3상 전원을 변류기로 정류하고, 정상전압과 결상에 의한 불평형 삼상전압을 2차화하여 이를 비교 검출함으로서 결상검출하도록 되고 또 실용공보 제89-2160호에 의하면 역시 별도의 기준전압을 비교기로서 비교검출하는 과전류 계전기가 공고되어 있다.

그러나 상기한 회로에 있어서는 멀티바이브레타회로 또는 단안정 멀티바이브레타회로에 의해 릴레이 통전용 트랜지스터를 ON-OFF 되도록 된 것이며 모두가 별도의 변류기를 사용하여 전파정류하고 또 필터 및 평활회로를 통해 비교기 회로에 연결해야 하도록 되어 있다.

본 발명은 각 전원선(R.S.T)에서 감지된 신호를 각 상에 따른 전압분배를 역상 및 결상 검출용 NAND 게이트에 입력시키도록 되고 다이오드를 통해서는 결상 및 과전류는 물론 부족전압기능 등을 갖는 계전기를 제공함으로서 복합계전기로의 동작원까지도 확인할 수 있도록 되는 것을 제공하기 위한 것이다.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 따라 상술한다.

제1도는 본 발명의 실시예를 보인 회로도로 각 전원선(R.S.T)에서 감지된 신호는 전압분배저항(R₂₁,R₂₂,R₂₃) 및 저항(R₂₄,R₂₅,R₂₆)을 통해 NAND 게이트(G₁-G₃)의 일측 입력단에 연결되어 있으며, 또 제너다이오드(Z₁-Z₃)에 의해 상기한 입력측에 전압을 일정하게(예 : 12V) 유지 공급하도록 되었으며, 또 저전압 계전기인 비교기(A₁-A₃)의 비교반전단자(+)에는 입력보호용 다이오드(D₄₁,D₄₂,D₄₃)과 저항(R_41,R_42,R₄₃)과 저전압용 정류기인 다이오드(D₄₄,D_45,D₄₆)이 연결되었으며, 또 상기한 저항(R₄₁,R₄₂,R₄₃) 및 다이오드(D₄₁,D₄₂,D₄₃)이 연결점에는 과전압 정류용 다이오드(D₆₁,D₆₂,D₆₃)가 저항(R₆₁)을 통해 비교기(A₄)의 비반전단자(-)에 연결되어 과전류를 검지하도록 되어 있다.

또 전원 Vcc는 저항(R₅₀)과 가변저항(VR₁) 및 저항(R₅₁)이 직렬연결로 접지되고 가변저항(VR₁)의 가동단자가 상기 비교기(A₁-A₃)의 비반전입력단에 연결됨과 동시 콘덴서(C₄₃)로 접지되어 있고, 또 전원 Vcc은 저항(R₆₇,R₆₈)과 직렬연결된 가변저항(VR₂)를 통해 비교기(A₄)의 반전입력단자(+)에 그리고 콘덴서(C₆₄)가 접지되고 또 비반전입력단자(-)에도 저항(R₆₂)과 콘덴서(C₆₁)가 병렬로 되어 접지되어 있다.

한편 상기한 NAND 게이트(G₁,G₂,G₃)의 출력단은 다이오드(D₂₁,D₂₂,D₂₃)와 저항(R₂₇,R₂₈,R₂₉)를 통해 비교기(A₅)의 반전단자(+)에 연결됨과 동시 저항(R₃₀)으로는 전원(Vcc)에 연결되고 또 그 출력은 콘덴서(C₂₁)와 다이오드(D₂₄) 및 저항(R₃₄)으로 되는 미분회로와 저항(R₃₃)을 통해 비교기(A₆)의 반전단자에 그리고 비반전입력단자에는 저항(R₃₁)과 콘덴서(C₂₂)가 병렬로 전원(Vcc)에 연결되었으며, 비교기(A₆)의 출력은 다이오드(D₂₅)와 저항(R₃₅) 및 랫치 IC(D LATCH)를 통해 NOR 게이트의 상측 입력단자에 연결됨과 동시 접지사이에 발광다이오드(LE₁)와 저항(R₃₇)으로 연결하여 결상신호회로가 구성되었으며, 또한 상기한 비교기(A₁,A₂,A₃)의 출력은 각기 NOR 게이트(N₁)의 입력측에 연결되고 NOR 게이트(N₁)의 출력은 다이오드(D₄₇) 및 저항(R₄₈)과 랫치 IC(D LATCH)를 통해 NOR 게이트(N₂)의 2번 입력단자에 다이오드(D₄₈)와가변저항(VR₃)을 병렬로 하여 연결됨과 동시 저항(R₄₇)으로 접지되도록 된 발광다이오드(LE₂)가 연결되어 역상감지회로가 구성되었으며, 또 상기한 비교기(A₄)의 출력측은 저항(R₆₃)과 NAND 게이트(G₄) 및 다이오드(D₆₄), 저항(R₆₄)에서 랫치 IC(D LATC H)를 거쳐 다이오드(D₆₅)과 가변저항(VR₄)과 병렬로 하여 상기한 NOR 게이트의 3번째 입력단에 연결됨과 동시 저항(R₆₆)으로 트랜지스터(Q₂)로 접지되도록 된 발광다이오드(LE₃)가 연결되어 과전압 감지 회로가 구성되어 있다.

또 상기한 NOR 게이트(N₂)의 출력은 저항(R₃)을 통해서는 에미터 접지되고 콜렉터는 릴레이(Ry)를 통해 브리지다이오드(BD)의 정류전압에 연결된 트랜지스터(Q₁)의 베이스에 연결됨과 동시 그 출력의 일부는 NOR 게이트(N₃)를 통해 랫치 IC(D LATCH)에 연결되고, 또 브리지다이오드(BD)의 입력측의 콘덴서(C₁)가 접지된 단자는 트랜지스터(Q₂)의 베이스에 연결되어서 된 것이다.

도면중 콘덴서 C₂, C₃, C₄및 숫자 7815는 정전압 회로를 구성하여 전원(Vcc)으로 공급키 위한 것이며, S₁, S₂, S₃은 푸쉬보우턴스위치, R₁, R₂는 저항이며, PT는 전원트랜스를 의미하는 것이다.

상기와 같은 실시예의 본 발명 회로에 있어서 역상회로 및 결상회로의 동작을 설명한다.

전압분배용 저항(R₂₁,R₂₄와 R₂₂,R₂₅및 R₂₃,R₂₆)에 의해 각 상에 대한 분배전압이 되고, 제너다이오드(Z₁,Z₂,Z₃)에 의해 NAND 게이트(G₁,G₂,G₃)의 입력전압을 예를들어 12볼트로 일정하게 유지하도록 한 경우에 있어서 정상운전시는 NAND 게이트(G₁-G₃)의 삼상입력 파형은 제2a도의 (a)와 같은 파형으로 입력되나 상간의 겹쳐진 사선부분은 스프릿트되어 NAND 게이트(G₁-G₃)의 출력은 L신호가 나타나고, 비교기(A₅)의 입력은 각상의 분배저항(R₃₀)과 저항(R₂₇)에는 3V, 저항(R₃₀)에서 저항(R₂₈)에는 6V, 저항(R₃₀)에서 저항(R₂₉)에는 9V가 되도록 하므로서 제2a도의 (c)와 같은 계단파가 상기한 비교기(A₅)의 출력측에 나타나 콘덴서(C₂₁)과 다이오드(D₂₄) 및 저항(R₃₄)에 의한 미분회로에 의해 3V 피크값을 갖는 제2a도의 (d)와 같은 톱니파가 발생된다.

따라서 비교기(A₆)의 비교전압이 4.5V에 설정시키는 경우 비교기(A₆)의 출력 또한 L가 되어 정상을 유지하게 된다.

그러나 전원선(R.S.T)중 어느 하나에라도 역상 또는 결상이 감지되면, 제2b도의 (c)(역상) 및 2c도의 (c)(역상시)와 같은 6볼트의 변화폭을 갖는 구형파가 주기적으로 나타나 상기한 미분회로의 작용으로 비교기(A₆)의 반전입력단(+)에는 6V 톱니파 제2b도의 (d : 역상시) 및 2c도의 (d : 결상시)와 같은 파형이 입력되고 그 출력측에는 전원 Vcc 전압의 소폭인 구형파가 콘덴서(C₂₃)에 충전되고, 랫치 IC(D-LATCH)를 통해 발광다이오드(LE₁)를 발광시키게 되고 NOR 게이트(N₂)의 출력이 L이 되어 ON 상태의 트랜지스터(Q₁)를 OFF 시켜 릴레이(Ry)가 소자되며, 또한 NOR 게이트(N₃)에 의해 랫치 IC(D-LATCH)를 랫치시킴으로서 ON 상태의 에미터 접지된 트랜지스터(Q₂)의 콜렉터에 연결된 발광다이오드(LE₁)를 계속하여 점등시켜 역상 동작을 표시하게 되는 것이다.

이때 트랜지스터(Q₂)의 입력전압도 동시에 OFF되는 경우를 대비하여 콘덴서(C₅)에 충전된 전하가 저항(R₄)를 통해 랫치 IC(D-LATCH)와 NOR 게이트(N₁-N₃)의 전원으로 계속 공급되며, 만약 트랜지스터(Q₂)의 전원마저 OFF되면 OFF되어 전력소모가 많은 발광다이오드(LE₁)만이 소등되고, 랫치 IC(D-LATCH)에만 동작을 계속 유지되는 동작 상태가 일정기간 즉 콘덴서(C₅)의 충전전하가 완전방전되기까지 기억하게 된다.

한편 상기한 역상 및 결상 회로에 더하여 본 발명의 또다른 특징인 부족전압에 대한 설명을 한다.

즉 다이오드(D₄₄-D₄₆)으로 반파정류되고 분배저항(R₄₁과 R₄₄) 및 (R₄₂와 R₄₅)와 (R₄₃과 R₄₆)에 의해 각기 분배된 미세한 전원전압은 비교기(A₁-A₃)의 반전입력단자(+)에 인가되고 기준전압을 하한치, 상한치, 설정저항(R₅₀,R₅₁및 가변저항 VR₁)에 의해 비반전입력단자(-)에 필요한 전압이 설정인가된다.

이와 같은 상태에서 만약 전원선(R.S.T)에서 감지되는 신호전압이 설정전압 이하로 나타나면 비교기(A₁-A₃)의 출력은 L이 되어 NOR 게이트(N₁)의 출력은 H가 되어 다이오드(D₄₇) 및 콘덴서(C₄₁)와 저항(R₄₈,R₄₉)으로 되는 필터회로를 거쳐 랫치 IC의 버퍼다이오드(D₁)를 통해 시정수회로인 가변저항(VR₃)과 콘덴서(C₄₂)의 설정된 시간후에 NOR 게이트(N₂)의 일측이 H로 되므로 그 출력은 즉시 L로 변하여 NOR 게이트(N₃)를 통해 랫치 IC(D-LATCH)회로를 랫치시킴과 동시에 트랜지스터(Q)를 OFF하게 되어 릴레이(Ry)는 소자되고 본 발명 복합계전기는 동작상태가 되어 표시기인 발광다이오드(LE₂)가 점등되어 부족전압임을 알려주게 되는 것이다.

다음 과전압시의 동작 설명을 한다. 즉 각 전원선(R.S.T)중 어느 하나에라도 과전압이 감지되는 경우 다이오드(D₆₁,D₆₂,D₆₃)중 어느 하나에 의해 반파정류되어 저항(R₁)을 통해 비교기(A₄)의 입력단자(-)에 인가되기 전 저항(R₆₂)과 콘덴서(C₆₁)로 필터되어 인가되면 비교기(A₄)의 출력은 L이 되어 NAND 게이트(G₄)의 출력은 H가 되고 다이오드(D₆₄)와 저항(R₆₄) 및 콘덴서(C₆₂)와 저항(R₆₅)에 의해 필터되어 랫치 IC(D-LATCH) 및 가변저항(VR₄)와 콘덴서(C₆₃)의 시정수에 따른 시정시간뒤 NOR 게이트(N₂)의 아래 입력단에 입력되므로 NOR 게이트(N₂)의 출력은 L이 되어 역상 및 결상시와 같이 트랜지스터(Q₁)를 OFF시키고 NOR 게이트(N₃)로 랫치 IC를 랫치하게 되고 표시등인 발광다이오드(LE₃)가 점등되어 신호하게 되는 것이며, 과전압회로 테스트시 스위치(S₁)을 눌러 확인할 수 있는 것이다.

따라서 본 발명은 상기한 역상이나 결상 뿐 아니라 부족전압이나 과전압 감지기능을 갖는 복합계전기로 되는 것이므로 표시등이 발광다이오드(LE₁,LE₂,LE₃)이 각기 설치되어 혹은/또는 3가지 기능중 어느 하나의 비정상으로 인하여 릴레이가 동작하여 전체전원이 차단되는 경우에 있어서도 확인스위치(S₃)를 ON시켜 주므로서 발광다이오드(LE₁,LE₂,LE₃)가 점등되어 복합계전기중 어느것이 원인인가를 확인할 수 있다.

또한 전원전압이 다시 공급되지 않으며 리세트보턴(S₂)을 눌러도 트랜지스터(Q₂)가 OFF되고 있는 한은 콘덴서(C₅)의 방전회로가 구성되지 않아 결코 랫치 IC(D-LATCH)의 기억을 지울 수 없는 특징을 갖게 된다. 그러나 전원전압이 다시 정상으로 입력되면 리세트스위치(S₂)에 의해 즉시 복귀시킬 수가 있게 된다.

Claims

역상, 결상 및 부족전압과 과전류를 복합적으로 감지하도록 하는 것에 있어서, 저항(R₂₁-R₂₃) 및 저항(R₂₄-R₂₆)으로 전압분배되고, 제너다이오드(Z|₁-Z₃)으로 NAN D 게이트(G₁-G₃)의 입력전압을 일정케 하도록 되고, 그 출력을 비교기(A₅)에 인가하되 분배저항(R₃₀)과 저항(R₂₇,R₂₈,R₂₉)에 의해 전압 분배하며 콘덴서(C₂₁)과 다이오드(D₂₄) 및 저항(R₃₃,R₃₄)로 되는 미분회로와 비교기(A₆)와 랫치 IC를 거쳐 발광다이오드(LE₁)와 NOR 게이트(N₂)에 인가되도록 되는 역상과 결상검지호로가 구성되고 상기 NOR 게이트(N₂)의 출력이 트랜지스터(Q₁)를 ON, OFF 및 NOR 게이트(N₃)를 통해 랫치 IC를 랫치토록 되는 것과, 다이오드(D₄₄,D₄₅,D₄₆)으로 반파정류되는 미세한 전원전압이 인가되는 비교기(A₁-A₃)와 출력이 NOR 게이트(N₁)에 입력되고 출력은 다이오드(D₄₇), 저항(R₄₈,R₄₉) 및 콘덴서(C₄₁)로 되는 필터회로와 랫치 IC를 거쳐 발광다이오드(LE₂) 및 가변저항(VR₃)과 콘덴서(C₄₂)로 되는 시정수회로를 거쳐 상기상 NOR 게이트에 입력되는 부족전압감지회로와 비교기(A₄)의 입력측에 인가되는 과전압신호를 NAND 게이트와 필터회로 및 랫치 IC를 거쳐 발광다이오드(LE₃)와 시정수회로를 인가하여 NOR 게이트(N₂)에 입력측에 연결되는 과전류감지회로로 구성되는 것을 특징으로 하는 결상 및 역상 검출 과전류 릴레이 장치.
상기한 발광다이오드는 에미터 접지된 트랜지스터(Q₂)의 콜렉터에 저항(R₃₇, R₄₇,R₆₆)으로 접지되도록 된 결상 및 역상 검출 과전류 릴레이 장치.