KR100189293B1 - Electronic contactor control apparatus for an induction motor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 싸이리스터점호신호를 발생하기 위해 아날로그회로방식을 사용하지 않는 유도전동기용 전자접점기의 제어장치이다.The present invention is a control apparatus of an electronic contactor for an induction motor which does not use an analog circuit method for generating a thyristor turn signal.
이러한 전 기능이 디지탈화 된 전자접점기의 제어장치는 최소회로로 구현되며 따라서 그 크기가 대폭 줄어들며 제작원가의 절감되며 기존의 전자접점기의 제어장치가 실행하기 어려운 접점기의 고기능인 과전류보호, 과부하보호, 부하권선 이상검출등을 수행할 수 있다. 또한 아날로그회로방식은 전원전압의 주파수변동에 민감하나 제시된 방식은 전원전압의 주파수변동에도 소프트웨어의 융통성으로 쉽게 대치된다.The control device of the full-function digital contactor is realized with the minimum circuit, so its size is greatly reduced, manufacturing cost is reduced, and the overcurrent protection, which is a high function of the contactor which is difficult to execute the control device of the conventional electronic contactor, Protection, load winding abnormality detection, and the like. In addition, the analog circuit method is sensitive to the frequency fluctuation of the power supply voltage, but the presented method is easily replaced by the flexibility of the software even in the frequency fluctuation of the power supply voltage.
Description
제1도는 본 발명에 의한 전자접점기의 전력회로도이다.FIG. 1 is a power circuit diagram of an electronic contactor according to the present invention.
제2도는 본 발명에 의한 유도전동기용 전자접점기의 제어장치의 구성을 보이는 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control apparatus of an electronic contactor for an induction motor according to the present invention.
제3도는 본 발명에 의한 전 기능이 디지탈화된 전자접점기의 제어장치회로도이다.FIG. 3 is a circuit diagram of a control device of an electronic contactor in which all functions are digitized according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS
10 : 전원신호검출부 11 : 입력전압상태검출기10: Power supply signal detector 11: Input voltage detector
12 : 소프트 스타팅시간결정기 13 : 기능선택기12: Soft start time decider 13: Function selector
14 : 온/오프 선택기 15 : 진단기능기14: On / off selector 15: Diagnostic function
16 : 싸이리스터점호신호발생기 17 : 싸이리스터점호기16: Thyristor signal generator 17: Thyristor generator
30 : 입력기능선택부 40 : 출력전류신호검출부30: input function selection unit 40: output current signal detection unit
50 : 싸이리스터구동부50: thyristor driving part
본 발명은 유도전동기용 전자접점기의 제어장치에 관한 것으로, 특히 크레인을 비롯한 산업전반에서 사용되고 있는 유도전동기의 전압 및 위상의 정회전, 역회전을 제어하기 위한 유도전동기용 전자접점기의 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a control device for an electronic contactor for an induction motor, and more particularly to a control device of an electronic contactor for an induction motor for controlling forward and reverse rotations of a voltage and a phase of an induction motor, .
종래의 전자접점기의 제어장치는 싸이리스터 점호신호를 발생시키기위해 아날로그 회로를 전부 혹은 일부분 이용하여 구현하였다. 이러한 종래의 전자접점기는 싸이리스터 점호신호를 발생하기위해 전 기능을 소프트웨어로 제어할 수는 없었다.Conventional electronic contactor control devices implement all or part of an analog circuit to generate a thyristor turn signal. Such a conventional electronic contactor could not control the entire function by software to generate a thyristor turn signal.
이와같은 종래의 전자접점기의 제어장치회로는 상대적으로 훨씬 복잡하며 접점기의 고기능인 과전류보호, 과부하보호, 부하권선이상 검출등을 수행하기 어려우며 응용에 따른 기능변화의 융통성이 없다는 문제점이 있었던 것이다.The control circuit of the conventional electronic contactor is relatively complicated, and it is difficult to perform overcurrent protection, overload protection, load winding abnormality detection and the like, which are high functions of the contactor, .
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems.
따라서, 본 발명의 목적은 전 기능을 디지탈화한 최소회로를 구현함으로써, 종래의 전자접점기의 단점인 아날로그회로를 이용한 구현으로 소프트웨어를 간단하게 제어할 수 없었던 점과 기능변화의 융통성이 없었던 점을 보완하는 유도전동기용 전자접점기의 제어장치를 제공하는데 있다.Therefore, it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for implementing a minimum circuit in which all functions are digitized, thereby making it impossible to simply control software by implementing an analog circuit, which is a disadvantage of a conventional electronic contactor, And to provide an apparatus for controlling an electronic contactor for an induction motor.
본 발명의 다른 목적은 소형화가 가능하고 제작원가를 절감할 수 있는 유도전동기용 전자접점기의 제어장치를 제어하는 것이다.Another object of the present invention is to control a control device of an electronic contactor for an induction motor capable of downsizing and reducing manufacturing cost.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명은 유도전동기용 전자접점기의 제어장치에 있어서, 입력전원의 전압신호에서 포토커플러(photo couple)와 인버터회로를 이용하여 전원의 위상정보를 검출하는 전원신호검출부와, 상기 정전, 역전의 운전신호입력(FWD 또는 REV)으로부터 시스템의 운전-정지, 정전, 역전의 방향을 결정하고, 가변저항값(전류 리미터단자)으로부터 전류제한치를 결정하고, 가변저항값(소프트 스타팅단자)으로부터 소프트 스타트시간을 결정하여 마이크로콘트롤러에 입력되는 입력기능선택부와, 상기 과전류, 과부하전류를 검출하여 이 검출신호를 이용하여 과전류를 검출하여 시스템 오프하여 시스템을 보호하고, 기동시에는 전류제한에 사용하는 출력전류신호검출부와, 상기 마이크로콘트롤러로부터 싸이리스터점호신호를 받아 싸이리스터를 점호하는 싸이리스터구동부와, 상기 마이크로콘트롤러가 수행하기 위한 기본회로와 래치와 롬으로 구성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling an electronic contactor for an induction motor, comprising: a phase comparator for calculating a phase of a power source using a photo couple and an inverter circuit in a voltage signal of an input power source, (FWD or REV), and determines the current limit value from the variable resistance value (current limiter terminal), and determines the current limit value from the variable resistance value A soft start time is determined from a variable resistance value (soft starting terminal) and input to a microcontroller; and an overcurrent detection circuit for detecting overcurrent and overload current, detecting an overcurrent using the detection signal, An output current signal detection unit for protecting the output current signal and for limiting the current at startup, Emitter and thyristor drive unit which receives the firing signal for firing thyristor is made up of a primary circuit and a latch and a ROM for the microcontroller is carried out.
상기 입력기능선택부(30)는 정전, 역전의 운전신호입력을 받아 정방향운전 또는 역방향운전 방향을 결정하고, 운전시에는 시스템을 도통하게 되며 운전외에는 소거하고, 과도시 엄청난 과전류가 흐르기때문에 전류제한기능을 결정하는 기능선택기(13)와, 외부에서 주어진 지정된 최대기동시간에 따라 점호각을 결정하는 소프트스타팅시간결정기(12)로 이루어지며, 상기 출력전류신호검출부(40)는 기능선택기(13)의 소거결정, b상 또는 c상의 과전류, 시스템을 온/오프 시키는 온/오프 선택기(14)와, 싸이리스터 방열판에 부착된 온도센서로부터 신호를 이용 싸이리스터의 과열로 인한 파손을 방지하고, 3상중 b, c 두상의 전류를 입력받아 부하의 과전류보호, 과부하보호를 하며 부하권선의 이상유무를 판단하는 진단기능기(15)로 이루어지며, 상기 싸이리스터구동부(50)는 소프트 스타팅시간결정부(12)에서 싸이리스터점호신호를 받아 싸이리스터점호기(17)에 신호를 보내는 싸이리스터 점호신호발생부(16)와, 싸이리스터점호신호를 받는 싸이리스터점호부(50)로 이루어진다.The input function selection unit 30 determines a forward operation or a reverse operation direction by receiving an operation signal of an electrostatic reversal and a reverse operation. When the operation is selected, the input function selection unit 30 conducts the system, And a soft start time determiner 12 for determining a focal point angle according to a designated maximum start time given from the outside. The output current signal detector 40 includes a function selector 13, An on / off selector 14 for turning on / off the system, a temperature sensor attached to the thyristor heatsink to prevent damage due to overheating of the thyristor, and 3 And a diagnosis function unit (15) for receiving the currents of the phases b and c, protecting the overcurrent of the load, protecting the overload and judging the abnormality of the load winding, The eighth section 50 includes a thyristor turn signal generator 16 for receiving a thyristor turn signal from the soft start time determiner 12 and sending a signal to the thyristor arithmetic circuit 17 and a thyristor turn signal generator 16 for receiving a thyristor turn signal, And an ignition part 50.
이하 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
제1도는 본 발명에 의한 전자접점기의 전력회로도이다.FIG. 1 is a power circuit diagram of an electronic contactor according to the present invention.
입력전원 VaVbVc로 부터 최소의 전력스위치인 8개의 싸이리스터 반도체스위치를 제어하여 부하의 전압 및 위상의 정전, 역전을 제어하게 된다. 부하의 전압은 각 스위치를 점호각을 150도 에서 0도 까지 변화시켜 제어하고 위상의 정역은 정방향 운전시에는 싸이리스터 S2, S3, S5, S6을 이용하여 입력전원 VaVbVc가 각각 Va' Vb' Vc'에 연결되게 하여 전동기에 공급되는 전압의 위상순서를 유지하여 전동기의 회전방향을 정방향으로 돌게하고, 역방향 운전시에는 싸이리스터 S2', S3', S5', S6'를 이용하여 입력전원 VaVbVc가 각각 Va'Vb'Vc'에 연결되게 하여 유도전동기에 공급되는 전압의 위상순서를 바꾸어 전동기의 회전방향을 바꾸어 준다.The control of the voltage and phase of the load voltage and phase is controlled by controlling the eight syristor semiconductor switches which are the minimum power switches from the input power source V a V b V c . Voltage of the load is for each switch firing angle a is changed from 150 degrees to 0 degrees to control and reverse the phase at the time of forward operation respectively, the thyristor S2, S3, S5, input using the S6 power V a V b V c V a 'V b ' V c 'to keep the phase sequence of the voltage supplied to the motor to rotate in the forward direction of the motor, while in the reverse operation, the thyristors S 2', S 3 ', S 5', S 6 'To change the phase order of the voltage supplied to the induction motor by changing the input power source V a V b V c to V a' V b ' V c' to change the direction of rotation of the motor.
제2도는 본 발명에 의한 유도전동기용 전자접점기의 제어구성도이다.2 is a control block diagram of an electronic contactor for an induction motor according to the present invention.
전원신호검출부(10)는 제3도에 도시된 일실시예와 같이 구성될 수 있으며 입력전원의 전압신호(VbVc)를 입력받아 제3도에 도시된 포토커플러와 인버터회로를 이용하여 검출하고, 전원의 위상정보를 검출한다. 입력기능선택부(30)의 기능선택기(13)는 입력을 받아 정방향운전 또는 역방향운전 방향을 결정하고, 운전시에는 시스템을 도통하게 되며, 운전시외에는 시스템을 소거한다. 또한 과도시 많은 과전류가 흘러 반드시 필요한 전류제한기능(전류가 제한된 범위를 넘어설 경우 이를 체크하여 점호각을 조정하여 전압을 떨어뜨림으로써 전류를 제안한다.)을 결정해 준다.The power signal detector 10 may be constructed as shown in the embodiment of FIG. 3 and receives the voltage signal V b V c of the input power source, using the photocoupler and the inverter circuit shown in FIG. 3 And detects the phase information of the power source. The function selector (13) of the input function selection unit (30) receives the input to determine the forward operation direction or the reverse operation direction, and conducts the system at the time of operation and erases the system at the time of operation. It also determines the current limit function (current is suggested by dropping the voltage by checking the current when it goes over the limited range by adjusting the dotted angle).
유도전동기의 기동시 급작스런 전압의 증가는 유도전동기의 고정자에 순간적으로 엄청난 과전류를 야기하여 이로인한 전동기의 권선과 접점기가 상하기 쉽다. 따라서 소프트기동이 필요하며 소프트기동은 싸이리스터의 점호각을 150도에서 0도까지 서서히 증가시킴으로 가능하다. 소프트스타팅시간결정기(12)는 정역, 역전의 운전상태 및 과도시 전류제한기능의 상태에 따라 외부에서 주어진 지정된 최대 기동시간에 따라 점호각을 결정해준다. 이때 기동시간은 제3도와 같이 외부에서 가변저항을 조정하여 변화시킨다. 싸이리스터구동부(50)의 싸이리스터 점호신호발생기(16)는 싸이리스터점호신호를 받아 싸이리스터점호기(17)에 신호를 내보낸다.The sudden increase in the voltage at the start of the induction motor causes an instantaneous great overcurrent in the stator of the induction motor, which may cause the motor winding and contact point to be damaged. Therefore, soft start is required, and soft start is possible by slowly increasing the thyristor firing angle from 150 ° C to 0 ° C. The soft start time determiner 12 determines the firing angle according to the specified maximum start time given externally according to the forward and reverse operation states and the state of the over current limit function. At this time, the starting time is changed by adjusting the variable resistor from the outside as in the third view. The thyristor turn signal generator 16 of the thyristor driver 50 receives the thyristor turn signal and outputs a signal to the thyristor exciter 17.
출력전류신호검출부(40)의 온/오프선택기(14)는 기능선택기(13)의 소거결정, b상 또는 c상의 과전류, 소자의 방열판에 부착된 온도센서로부터의 신호등을 받아 제3도의 마이크로콘트롤러의 출력신호(20번 핀)에 로우신호를 내보내어 시스템을 오프하고 그외에는 하이신호를 내보내어 시스템을 온시킨다. 진단기능기(15)는 싸이리스터의 과열로 인한 파손을 방지하고, 삼상중 b, c 두상의 전류를 입력받아 부하의 과전류보호, 과부하보호를 하며 부하권선의 이상유무를 판단한다.(a상의 전류는 b, c상의 전류로 검출된다.) 예를들면 일정 부하전류이상 공급시 부하의 어느 한권선의 전류가 영이면 이 권선은 이상상태이다.The on / off selector 14 of the output current signal detecting unit 40 receives an erase determination of the function selector 13, an overcurrent of the b-phase or c-phase, a signal from a temperature sensor attached to the heat sink of the element, The system turns off by sending a low signal to the output signal (pin 20). The diagnosis function (15) prevents breakdown due to overheating of the thyristor and protects the overcurrent and overload of the load by receiving the currents of the b and c phases of the three phases, and judges the abnormality of the load winding. The current is detected by the currents of b, c phase.) For example, if the current of one of the load lines is zero when the load is overloaded, this winding is abnormal.
제3도는 본 발명에 의한 유도전동기용 전자접점기의 제어장치회로도이다.3 is a circuit diagram of a control device of an electronic contactor for an induction motor according to the present invention.
입력기능선택부(30)는 정전, 역전의 운전신호입력(FWD 또는 REW)으로 부터 시스템의 운전-정지를 결정하고, 이로부터 정전, 역전의 방향을 결정하고, 가변저항값(전류 리미터단자)으로부터 전류제한치를 결정하고, 가변저항값(소프트 스타팅단자)으로 부터 소프트 스타트시간을 결정하여 마이크로콘트롤러에 입력된다. 전원신호검출부(10)는 입력전원 VbVc로 부터 강전과 전기력으로 분리하여 전원전압의 신호를 마이크로콘트롤러에 입력하여 3상 전원의 위상정보파악에 사용되도록 한다. 과전류 및 출력전류신호검출부(40)는 출력전류를 검출한다. 이 검출된 신호를 이용하여 과전류를 검출하여 시스템을 오프하여 시스템이 보호되게 하고 기동시에는 전류제한에 사용한다. 싸이리스터구동부(50)는 마이크로콘트롤러부터 싸이리스터점호신호를 받아 트랜지스터와 펄스변압기를 사용하여 점호신호를 증폭하여 싸이리스터를 점호한다. 래치, 롬을 포함한 나머지회로는 마이크로콘트롤러가 수행하기위한 기본 회로다.The input function selection unit 30 determines the operation and stop of the system from the operation signal input FWD or REW for the forward or reverse operation and determines the direction of the forward or reverse direction from the operation input signal FWD or REW. Determines the soft start time from the variable resistance value (soft starting terminal), and inputs it to the microcontroller. The power signal detector 10 separates the input power source V b V c into a strong and an electric power, inputs a power supply voltage signal to the microcontroller, and is used to grasp the phase information of the three-phase power source. The overcurrent and output current signal detection unit 40 detects the output current. The detected signal is used to detect the overcurrent and turn off the system to protect the system. The thyristor driving unit 50 receives a thyristor turn signal from the microcontroller, amplifies the turn signal by using a transistor and a pulse transformer, and displays the thyristor. The rest of the circuit, including the latch and ROM, is the basic circuit for the microcontroller to perform.
이하 본 발명의 작용과 효과를 첨구도면에 따라 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation and effect of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
제1도의 전류센서(ACCT)로부터 검출신호가 입력되면 진단기능기(15)는 과전류, 과부하 상태를 검출하고, 고장전류검출신호는 기능선택기(13)와 온/오프선택기(14)에 공급되고, 기능선택기(13)는 전류리미트단자로 부터 전류제한치를 조정하여 온/오프 선택기(14)의 제3도의 마이크로콘트롤러 출력신호에 로우신호를 내보내어 시스템 오프시키고, 그외에는 하이신호를 내보내어 시스템을 온시킨다.When the detection signal is inputted from the current sensor ACCT in FIG. 1, the diagnosis function unit 15 detects the overcurrent and the overload state, and the fault current detection signal is supplied to the function selector 13 and the on / off selector 14 , The function selector 13 adjusts the current limit value from the current limit terminal to send out a low signal to the microcontroller output signal of the third degree of the on / off selector 14 to turn off the system, Lt; / RTI >
또한, 입력전압상태검출기(11)에서 b상 전압, c상전압을 받아 두상의 크기를 구형파로 검출하여 3상의 +신호와 -신호를 3등분한 위상정보신호를 싸이리스터 점호신호발생기(16)에 보내고, 입력기능선택부(30)에 소프트스타팅신호(싸이리스터 점호각을 150도-0도까지 서서히 증가함으로서 150도에서는 싸이리스터출력이 0이고 점점 점호각을 낮추면 싸이리스터출력은 100%가 된다.)와 정전, 역전운전스위치 조정신호와 고장전류검출신호를 소프트스타팅시간발생기(12)에 보내어 소프트스타팅시간발생기(12)는 정전, 역전 운전상태 및 과도상태에 따라 점호각을 결정하고, 제3도의 싸이리스터구동부(50)는 마이크로롤로로부터 싸이리스터점호신호를 받아 트랜지스터와 펄스변압기를 사용하여 점호신호를 증폭하여 싸이리스터를 점호되면 유도 전동기는 자동제어된다.In addition, the input voltage state detector 11 receives the b-phase voltage and the c-phase voltage, detects the phase of the bipolar phase as a rectangular wave, and outputs a phase information signal obtained by dividing the + phase signal and the - And the soft-start signal (the systolic output is gradually increased from 150 degrees to 0 degrees to the input function selection unit 30 so that the systolic output is 0 at 150 degrees and the systolic output is 100 percent when the systolic output is gradually reduced The soft start time generator 12 determines the soft start time according to the power save, reverse run, and transient states, 3, the thyristor driving unit 50 receives a thyristor turn signal from the microroller, amplifies the turn signal by using a transistor and a pulse transformer, and when the thyristor is turned on, the induction motor is automatically controlled do.
본 발명은 싸이리스터점호신호를 발생하기위해 아날로그회로방식을 사용하지 않고 제2도와 같은 기법으로 전부 소프트웨어로 제어하는 것으로서, 이렇게 함으로서 전자접점기의 제어회로는 최소회로로 구현되며 따라서 그 크기가 대폭 줄어들며 제작원가의 절감과, 종래의 전자접점기의 제어장치회로는 실행하기 어려운 접점기의 고기능인 과전류보호, 과부하보호, 부하권선 이상검출등을 수행할 수 있다. 또한 아날로그회방식을 전원전압의 주파수변동에 민감하나 본 발명의 방식은 전원전압을 계속 체크하여 그 정보를 사용하므로 주파수변동에도 소프트웨어의 융통성으로 쉽게 대처되는 우수한 효과가 있는것이다.The present invention is entirely software controlled by a technique such as the second scheme without using an analog circuit scheme in order to generate a thyristor turn signal. By doing so, the control circuit of the electronic contactor is realized as a minimum circuit, Reduction of production cost and control device circuit of conventional electronic contactor can perform overcurrent protection, overload protection, load winding abnormality detection and so on, which are high performance of contactor which is difficult to execute. In addition, although the analog rotation method is sensitive to the frequency variation of the power supply voltage, the method of the present invention uses the information of the power supply voltage continuously.
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1996
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