KR0125647Y1 - 비상 전원 절체 개폐기 제어회로 - Google Patents

비상 전원 절체 개폐기 제어회로 Download PDF

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Abstract

비상전원 절체개폐기 제어회로에 관한 것으로, 상용전원 및 비상발전기에서 출력되는 전압이 정격전압에 미달하는 경우, 개폐기는 오동작하여 결상, 접점의 융착등으로 인한 비상전원 절체 개폐기 손상을 받지 않도록, 본 고안에 의한 제어회로는 상용전원(1)을 정류하여 직류전압(Vcc)을 출력하는 직류전원부(10)와, 상기 상용전원(1)을 분압 및 정류하여 직류리플 전압을 출력하는 전압 설정부(30)와, 상기 직류 리플 전압을 기준 전압과 비교하여 개폐기 절체 신호를 출력하는 상용 전압 확립부(40)와, 상기 전압확립부(40)에서 입력되는 개폐기 절체신호를 받아 개폐기의 클로징 코일에 상용전원(1)을 인가하는 클로징 코일 전원 절체부(20)와, 상기 직류 전원부(10)로 부터 직류 전압(Vcc)을 바ㄷ아 기준전압과 비교하여 트립 전원절체 신호를 출력하는 절체신호 발생부(50)와, 상기 직류 전원부(10)로 부터 직류전압(Vcc)을 받아 발진기 전압확립부(40')의 출력을 차단하는 상용전원 선택부(60)와, 상기 절체 신호 발생부(50)로 부터 트립 전원 절체신호를 받아 개폐기의 트립단자에 상용전원을 인가하는 트립전원 절체부(25)와, 정전기 비상 발전기 전원(2)을 정류하여 비상 직류전압(Vcc)을 출력하는 비상 직류전원부(10')와, 상기 비상 발전기 전원(2)을 분압 및 정류하여 비상 직류 리플전압을 출력하는 비상 전압 설정부(30')와, 상기 비상 직류 리플 전압을 기준전압과 비교하여 개폐기 절체 신호를 출력하는 비상 전압 확립부(40')와, 상기 비상 전압 확립부(40')에서 입력되는 개폐기 절체 신호를 받아 개폐기의 클로징 코일에 비상 발전기 전원(21)을 인가하는 클로징 코일 전원절체부(20')와, 상기 비상 직류 전원부(10')로 부터 비상직류 전압(Vcc)을 받아 기준전압과 비교하여 비상 트립전원 절체신호를 출력하는 비상 절체 신호 발생부(50')와 상기 비상 절체신호 발생부(50')로 부터 비상 트립전원 절체 신호를 받아 개폐기의 비상 트립단자에 상기 비상 발전기 전원을 인가하는 비상 트립전원 절체부(25')로 구성된다.

Description

비상 전원 절체 개폐기 제어회로
제1도는 본 고안에 의한 개폐기 제어회로의 상용전원측 제어회로이다.
제2도는 본 고안에 의한 개폐기 제어회로의 비상발전측 제어회로이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 직류전원부 10' : 비상 직류 전원부
20 : 클로징 코일 전원 절체부 20' : 비상 클로징 코일 전원절체부
25 : 트립 전원절체부 25' : 비상 스트립 전원 절체부
30 : 전압 설정부 30' : 비상 전압 설정부
40 : 상용 전원확립부 40' : 비상 전압 확립부
50 : 절체신호 발생부 50' : 비상 절체 신호 발생부
60 : 상용전원 선택부
본 고안은 비상전원 절체 개폐기의 제어회로에 관한 것으로, 특히 사용전원과 비상용전원의 상이한 두개의 전원을 선택적으로 부하측에 정확히 접속하는 비상 전원 절체개폐기의 제어장치에 관한 것이다.
종래의 릴레이 제어 방식은 비상 발전기에서 출력되는 전압의 확립을 측정할 수가 없으므로, 비상 발전기에서 정격 전압에 미달하는 전압이 출력되어 절체 개폐기는 오동작하게 된다.
최근에 전원계통이 복잡화되고 있으며, 부하 역시 컴퓨터를 이용한 OA(Office Automation)화, FA(Factory Automation)화 되고, NC(Numerical Control) 제어기구 등이 대량으로 보급되어 이러한 복잡한 전원계통에서 정전시에 상용 전원과 비상 전원사이에 절체를 행한다.
종래의 비상 전원 절체 개폐기 제어회로는 일반적으로 릴레이와 타이머를 이용하여 행하고 있으나, 이러한 릴레이 방식은 비상 발전기에서 출력되는 전압의 확립을 측정할 수가 없으므로, 비상 발전기에서 출력되는 전압이 정격전압에 미달하는 경우 개폐기는 오동직을 하며 개폐기의 오동작으로 인한 단락사고, 결상, 접점의 융착등으로 비상전원 절체 개폐기가 손상을 입게 된다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 고안의 목적은 상용전원이 정전되어 비상전원으로 절체시에 안정전압을 확립하는 비상전원 절체 개폐기 제어회로를 제공하는 것이다.
본 고안의 다른 목적은 비상전원의 안정전압을 선택하여 설정할 수 있는 비상전원 절체 개폐기 제어회로를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 의한 장치는 상용전원(1)을 정류하여 직류전압(Vcc)을 출력하는 직류전원부(10)와, 상기 상용전원(1)을 분압 및 정류하여 직류리플 전압을 출력하는 전압설정부(30)와, 상기 직류 리플전압을 기준 전압과 비교하여 개폐기 절체 신호를 출력하는 상용전압 확립부(40)와, 상기 전압 확립부(40)에서 입력되는 개폐기 절체 신호를 받아 개폐기의 클로징 코일에 상용전원(1)을 인가하는 클로징 코일 전원 절체부(20)와, 상기 직류 전원부(10)로 부터 직류 전압(Vcc)을 받아 기준전압과 비교하여 트립 전원절체 신호를 출력하는 절체 신호 발생부(50)와, 상기 직류 전원부(10)로 부터 직류전압(Vcc)을 받아 발전기 전압 확립부(40')의 출력을 차단하는 상용 전원선택부(60)와, 상기 절체 신호 발생부(50)로 부터 트립전원 절체 신호를 받아 개폐기의 트립단자에 상용전원을 인가하는 트립전원 절체부(25)와, 정전시 비상 발전기 전원(2)을 정류하여 비상 직류전압(Vcc)을 출력하는 비상 직류 전원부(10')와, 상기 비상 발전기 전원(2)을 분압 및 정류하여 비상직류 리플전압을 출력하는 비상 전압 설정부(30')와, 상기 비상 직류 리플 전압을 기준 전압과 비교하여 개폐기 절체 신호를 출력하는 비상 전압확립부(40')와, 상기 비상 전압확립부(40')에서 입력되는 개폐기 절체 신호를 받아 개폐기의 클로징 코일에 비상발전기 전원(21)을 인가하는 클로징 코일 전원 절체부(20')와, 상기 비상 직류 전원부(10')로 부터, 비상 직류 전압(Vcc)을 받아 기준전압과 비교하여 비상 트립 전원 절체 신호를 출력하는 비상 절체 신호 발생부(50')와, 상기 비상 절체신호 발생부(50')로 부터 비상트립 전원 절체 신호를 받아 개폐기의 비상 트립단자에 상기 비상 발전기 전원을 인가하는 비상 트립 전원 절체부(25')로 구성된다.
이하, 본 고안을 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.
제1도는 본 고안에 의한 개폐기 제어회로의 상용전원측 제어회로이다. 제2도는 본 고안에 의한 개폐기 제어회로의 비상발전측 제어회로이다. 본 고안에 의한 제어회로는 상용전원(1)을 정류하여 직류전압(Vcc)을 출력하는 직류전원부(10)와, 상기 상용전원(1)을 분압 및 정류하여 직류리플 전압을 출력하는 전압설정부(30)와, 상기 직류리플 전압을 기준전압과 비교하여 개폐기 절체 신호를 출력하는 상용전압 확립부(40)와, 상기 전압확립부(40)에서 입력되는 개폐기 절체신호를 받아 개폐기의 클로징코일에 상용전원(1)을 인가하는 클로징 코일 전원 절체부(20)와, 상기 직류전원부(10)로 부터 직류전압(Vcc)을 받아 기준전압과 비교하여 트립 전원 절체신호를 출력하는 절체신호 발생부(50)와, 상기 직류전원부(10)로 부터 직류전압(Vcc)을 받아 발전기 전압 확립부(40')의 출력을 차단하는 상용전원 선택부(60)와, 상기 절체신호 발생부(50)로 부터 트립전원 절체신호를 받아 개폐기의 트립단자에 상용전원을 인가하는 트립전원 절체부(25)와, 정전시 비상 발전기 전원(2)을 정류하여 비상 직류전압(VGG)을 출력하는 비상 직류전원부(10')와, 상기 비상 발전기 전원(2)을 분압 및 정류하여 비상 직류 리플전압을 출력하는 비상 전압 설정부(30')와, 상기 비상 직류리플 전압을 기준전압과 비교하여 개폐기 절체 신호를 출력하는 비상 전압 확립부(40')와, 상기 비상 전압 확립부(40')에서 입력되는 개폐기 절체신호를 받아 개폐기의 클로징 코일에 비상 발전기 전원(21)을 인가하는 클로징 코일 전원 절체부(20')와, 상기 비상 직류 전원부(10')로 부터 비상 직류 전압(VGG)을 받아 기준전압과 비교하여 비상 트립전원 절체신호를 출력하는 비상 절체 신호발생부(50')와, 상기 비상 절체신호 발생부(50')로 부터 비상 트립 전원절체 신호를 받아 개폐기의 비상 트립단자에 상기 비상 발전기 전원을 인가하는 비상 트립전원 절체부(25')로 구성된다.
이하, 본 고안의 작용, 효과를 설명한다.
상용전원이 단전(斷電)되면 단전감지 릴레이(도시생략)가 작동하여 비상발전기(2)에 동력을 제공하는 원동기(도시생략) 또는 다른 동력 발생부(도시생략)가 구동되어 비상 발전기(2)에 회전동력을 제공한다.
비상 발전기(2)의 교류전압은 비상직류 전원부(10')에 입력되어 브릿지 다이오드(DB1)에서 전파 정류되고, 평활콘덴서(C7) 및 저항(R51)에 의해 평활되고, 제너다이오드(ZD1)에 의해 일정전압(Vcc)으로 정류된다.
동시에 비상 발전기(2)의 교류전압은 비상 전압 설정부(30')에 입력되어 220V/110V 전압선택스위치(SW1)에 의해 비상 발전기(2)의 교류전압에 맞는 분압경로(예: R10→220V, R9→110V)가 선택되어 가변저항(VR1) 및 저항(R20)에 의해 분압된 전압이 다이오드(D4) 및 콘덴서(C10)으로 정류 및 평활되어 비교기(A4)의 비반전단자(+)에 입력된다. 비교기(A4)의 반전단자(-)는 접지되어 있으므로, 비반전단자(+)에 전압이 인가되는 한 비교기(A4)는 전압 VGG(예 : 5V)을 출력한다. 비교기(A4)에서 출력되는 VGG전압은 비교기(B4)의 비반전 단자(+)에 입력되고, 비교기(B4)의 반전단자는 VGG전압이 저항(R23)(R22)에 의해 분압되어 인가되므로, 비반전 단자(+)에 입력되는 전압이 크게 되어 비교기(B4)의 출력신호는 VGG전압의 신호가 된다.
이 비교기(B4)의 출력신호(VGG)는 비교기(B3)의 반전단자(-)에 입력되는데, 이 반전단자(-)에는 상용전원 선택부(60)의 포토커플러(PC3)의 4번 단자가 연결되어 있지만, 상용전원(1)이 단전된 상태이므로, 상용전원 선택부(60)에 직류전압(Vcc)이 인가되지 않아 포토커플러(PC3)의 4번 단자는 고임피던스 상태(개방상태)가 된다.
따라서, 비교기(B3)는 반전단자(-)에 입력되는 VGG전압과 비반전 단자(+)에 입력되는 저항(R18)(R19)에 의한 VGG전압의 분압전압()을 비교하여 OV신호를 출력하게 된다.
비교기(B3)에서 출력되는 OV신호는 다이오드(D2)를 도통시킴으로써, VGG전압이 발광다이오드(LED1)을 발광시켜 비상발전기 전원(2)이 인가됨을 표시하고 저항(R13)을 거쳐 포토커플러(PC2)를 온상태로 스위칭한다.
포토커플러(PC2)가 온상태로 되면 트라이악(TAC2)의 게이트에 비상발전기(2)의 교류전압이 캐피시터(C2), 저항(R4) 및 저항(R3)를 통해 인가되어 트라이악(TAC2)가 도통상태가 되어 비상발전기(2)의 교류전압이 개폐기의 비상 클로징 코일 단자에 인가되어 비상발전기(2)의 교류전압이 부하에 인가되게 하는 1차 릴레이를 동작시킨다.
또한, 비상 직류 전원부(10')에서 출력된 비상 직류 전압(VGG)은 비상 절체 신호 발생부(50')에 인가되어 트린지스터(TR1)에서 증폭되고 비교기(A3)에서 저항(R12A, R12B) 및 가변저항(VR12)에 의해 분압된 전압과 비교되어, 그 결과가 비상 절체신호 발생부(25')에 입력되어 포토커플러(PC1) 및 트라이악(TAC4)이 동작하여 비상전원이 부하에 인가된다.
이와같은 비상전원 절체개폐기에 절체전원이 인가되어 개폐기는 상용전원과 분리되어 비상 발전기(2)의 전원을 부하에 인가하게 된다.
상용전원(1)이 복전(復電)되면 단전 감지 릴레이는 동작을 멈추고 비상 발전기(2)에 동력을 제공하는 원동기 또는 다른 동력 발생부가 구동을 멈춘다.
동시에 상용전원(1)의 교류 전압은 직류전원부(10)에 입력되어 브릿지 다이오드(DB2)에서 전파 정류되고 평활콘덴서(C17), 저항(R52) 및 제너다이오드(ZD2)에 의해 일정전압(Vcc)되어 출력된다.
또한, 상용전원(1)의 교류전압은 전압설정부(30)에서 입력되어 220V/110V 선택스위치(SW2)에서 전압이 선택되고, 저항(R25, R26, R28, R29) 및 가변저항(VR4)에 의해 일정전압으로 분압되어 다이오드(D5)와 콘덴서(C15)에서 리플전압으로 되어 비교기(A1)의 비반전 단자(+)에 입력된다. 비교기(A1)의 반전단자(-)에 직류전압(Vcc)이 저항(R31)(R32)에 의해 분압되어 인가되므로, 그 분압전압 보다 높은 전압이 전압 설정부(30)로 부터 인가되는 경우, 비교기(A1)는 직류전압(Vcc)(예 : +5V)을 출력한다.
비교기(A1)의 출력신호는 비교기(B1)의 비반전단자(+)에 인가되고 반전단자(-)에 인가된 분압전압과 비교되어, 비교기(B1)는 직류전압(Vcc)을 출력한다. 비교기(B1)의 출력신호(Vcc)는 비교기(A2)의 비반전 단자(+)에 입력되고, 비교기(A2)의 반전단자(-)에는 직류전압(Vcc)이 저항(R34A, R38B) 및 가변저항(VR34)에 의해 분압되어 입력되므로, 비교기(A2)는 OV를 출력한다.
따라서 다이오드(D9)가 도통되고, 그 도통된 다이오드(D9)를 통해 직류전압(Vcc)에 의해 발광 다이오드(LED2), 저항(R44) 및 포토커플러(PC4)의 발광다이오드에 전압이 인가된다. 이때 포토커플러(PC4)는 온상태로 되어 트라이악(TAC3)의 게이트 단자에 상용교류 전원(1)이 인가됨으로써 트라이악(TAC3)이 도통상태로 되고, 상용교류 전원(1)이 트라이악(TAC3)을 통해 개폐기의 클로징 코일에 인가된다.
또한 직류전압(Vcc)가 절체 신호 발생부(50)에 인가되어 비교기(B2)의 바반전 단자(+)에 인가된 전압과 비교기(B2)의 반전단자(-)에 인가된 전압이 비교되어, 비교기(B2)에는 OV 신호를 출력한다.
따라서, 직류전압(Vcc)이 발광다이오드(LED2) 및 저항(R45)를 통해 포토커플러(PC5)의 발광다이오드에 인가된다.
이때, 포토커플러(PC5)는 온상태로 되어 트라이악(TAC1)의 게이트 단자에 상용교류전원(1)이 인가됨으로써, 트라이악(TAC1)이 도통상태로 되고, 상용교류 전원(1)이 트라이악(TAC1)을 통해 개폐기의 트립 전원단자에 인가된다.
한편, 상용전원 선택부(60)는 직류전원부(10)로 부터 직류전압(Vcc)을 받아 트랜지스터(TR4)가 가변저항(VR3)와 저항(R42)에 의해 분압된 전압이 그 베이스에 인가됨으로써 도통상태가 되어 그 콜렉터에 인가된 직류전압(Vcc)이 에미터를 통해 다이오드(D7)을 거쳐 트랜지스터(TR3)의 게이트에 인가되고, 저항(R43)을 거쳐 트랜지스터(TR3)의 소오스에 인가된다.
트랜지스터(TR3)는 그 게이트에 직류전압(Vcc)이 입력되어 도통상태가 되며, 그 드레인 및 소오스를 통해 직류전압(Vcc)이 다이오드(D7)을 거쳐 포토커플러(PC3)에 입력된다. 이때 포토커플러(PCE)의 발광다이오드가 빛을 발함으로써 포토커플러(PC3)의 트라이악이 도통되어 비상전압 확립부(40')의 비교기(B3)의 반전단자(-)가 접지된다. 따라서 비교기(B3)는 직류전압(VGG)를 출력하여 포토커플러(PC2)가 오프상태가 되고 트라이악(TAC2)도 오프상태가 되어 개폐기의 비상 클로징 코일 단자로 비상 발전기 전원(2)이 인가되지 않아 비상 발전기 전원(2)은 부하와 분리된다.
이상과 같이 비상발전기 전원(2)은 부하와 분리되는 반면에 상용전원(1)은 부하에 인가된다.
이상 설명한 바와같이 본 고안에 의하면 비상발전기의 전압 확립유무를 자동으로 진단하여 비상전원을 절체할 수 있으며, 저전압으로 인한 비상 전원절체 개폐기의 오동작을 방지할 수 있다.

Claims (1)

  1. 비상전원 절체 개폐기 제어회로에 있어서, 상용전원(1)을 정류하여 직류전압(Vcc)을 출력하는 직류전원부(10)와, 상기 상용전원(1)을 분압 및 정류하여 직류리플 전압을 출력하는 전압 설정부(30)와, 상기 직류리플 전압을 기준전압과 비교하여 개폐기 절체 신호를 출력한느 상용전압 확립부(40)와, 상기 전압 확립부(40)에서 이벽되는 개폐기 절체 신호를 받아 개폐기의 클로징 코일에 상용전원(1)을 인가하는 클로징 코일 전원 절체부(20)와, 상기 직류 전원부(10)로 부터 직류 전압(Vcc)을 받아 기준전압과 비교하여 트립전원 절체신호를 출력하는 절체신호 발생부(50)와, 상기 직류 전원부(10)로 부터 직류전압(Vcc)을 받아 발전기 전압 확립부(40')의 출력을 차단하는 상용전원 선택부(60)와, 상기 절체 신호 발생부(50)로 부터 트립전원 절체 신호를 받아 개폐기의 트립단자에 상용전원을 인가하는 트립전원 절체부(25)와, 정전시 비상 발전기 전원(2)을 정류하여 비상직류전압(VGG)을 출력하는 비상 직류 전원부(10')와, 상기 비상 발전기 전원(2)을 분압 및 정류하여 비상직류 리플전압을 출력하는 비상 전압 설정부(30')와, 상기 비상 직류리플 전압을 기준 전압과 비교하여 개폐기 절체 신호를 출력하는 비상 전압 확립부(40')와, 상기 비상전압 확립부(40')에서 입력되는 개폐기 절체신호를 받아 개폐기의 클로징 코일에 비상 발전기 전원(21)을 인가하는 클로징 코일 전원 절체부(20')와, 상기 비상 직류 전원부(10')로 부터 비상직류 전압(VGG)을 받아 기준전압과 비교하여 비상 트립전원 절체신호를 출력하는 비상 절체 신호 발생부(50')와 상기 비상 절체 신호 발생부(50')로 부터 비상 트립전원절체 신호를 받아 개폐기의 비상 트립단자에 상기 비상 발전기 전원을 인가하는 비상 트립전원 절체부(25')를 구비하는 것을 특징으로 하는 비상전원 절체 개폐기 제어회로.
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