KR100202599B1 - Overcurrent protection of inductive motor - Google Patents
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Abstract
본 발명의 유도모타의 과전류 보호장치는, 상용 교류 전원을 정류하여 직류로 변환하고, 변환된 직류값을 다시 원하는 주파수와 전압으로 변환하는 변환장치를 구비하는 유도모타의 과전류 보호장치에 있어서, 상기 직류의 포지티브 측에 연결되어 전류를 검출하는 전류 검출기와, 상기 전류검출기의 출력과 함께 신호조합을 통해 과전류 발생의 원인을 판단하도록 상기 변환장치의 출력측에 연결되어 전류를 검출하기 위한 전류센서를 포함하여 구성되며, 과전류를 억제하여 인버터와 모타를 동시에 보호하고, 과전류의 원인을 파악하여 적절한 조치를 취할 수 있는 효과가 있다.In the over-current protection device of the induction motor of the present invention, the over-current protection device of the induction motor comprising a converter for rectifying and converting commercial AC power to direct current, and converts the converted direct current value to a desired frequency and voltage, wherein A current detector connected to the positive side of the direct current to detect current, and a current sensor connected to the output side of the converter to detect the current through the signal combination with the output of the current detector to determine the cause of the occurrence of overcurrent; It is configured to protect the inverter and the motor at the same time by suppressing the overcurrent, and it is effective to identify the cause of the overcurrent and take appropriate measures.
Description
본 발명은 유도모타에 관한 것으로 특히 유도모타의 과전류 보호장치에 관한 것이다.The present invention relates to an induction motor, and more particularly to an overcurrent protection device of the induction motor.
제1도는 종래의 기술에 의한 유도모타 제어장치를 도시한 것으로, 3상전원(1)과, 상기 3상 전원을 정류하기 위한 정류기(2)와, 상기 정류된 전원의 맥동을 제거하기 위한 필터(3)와, 상기 필터(3)측에 연결되어 전류를 검출하는 전류검출기(4)와, 온, 또는 오프되어 모타(11)가 구동되도록 하기위한 인버터를 구성하는 스위칭 소자(510)들과, 상기 스위칭소자들의 온, 오프를 제어하여 상기 필터로부터 정류된 직류값을 교류전압과 주파구로 변화시켜 상기 모타를 원하는 주파수로 구동하기 위한 제어부(12)로 구성되어 있다.1 shows a conventional induction motor control apparatus, comprising a three-phase power source 1, a rectifier 2 for rectifying the three-phase power source, and a filter for removing pulsation of the rectified power source. (3), a current detector (4) connected to the filter (3) side for detecting a current, and a switching element (5) constituting an inverter for turning on or off to drive the motor (11). 10) and a control unit 12 for controlling the on / off of the switching elements to change the DC value rectified from the filter into an AC voltage and a frequency port to drive the motor at a desired frequency.
상기와 같은 유도모타는 상기 인버터나 모타에 과전류가 흘러 파손될 수 있는데, 그 종류 및 원인은 다음과 같이 세 가지로 분류할 수 있다.The induction motor as described above may be damaged due to an overcurrent flowing into the inverter or the motor. The induction motor may be classified into three types as follows.
첫째는 암 쇼트(arm short)로서, 상하 1단락 스위칭 소자가 동시에 켜져 고압의 직류전압이 상,하 두 스위칭 소자에 걸리고 쇼트되어 엄청난 과전류가 흐르게 되는 것이며, 둘째는 지락전류로서의 위쪽의 한쪽 스위칭소자로부터 접지로 흐는 과전류로서, 이또한 인버터의 파손을 가져오며, 마지막으로 셋재는 출력단락전류로서 인버터와 모타에 흐르는 전류에 의해 언버터와 모타가 치명적으로 파손되는 것이다.The first is an arm short, the upper and lower one-stage switching elements are turned on at the same time, the high-voltage DC voltage is applied to the upper and lower two switching elements, and the short circuit causes a tremendous overcurrent to flow. As an overcurrent flowing from the ground to the ground, this also causes damage to the inverter, and finally, the set material is an output short-circuit current, in which the unbutter and the motor are fatally damaged by the current flowing through the inverter and the motor.
종래의 경우 이러한 과전류에 의한 인버터와 모타의 파손을 방지하기 위해, 제1도에 도시된 바와 간이 네가티브 사이트(negative site)(ⓐ)에 전류검출기(4)를 연결하여 네가티브 쪽에 흐르는 전류를 검출하도록 하였으며, 상기 전류검출기(4)의 검출결과는 제2도에 도시한 바와 같이 제어부의 판단기(21)에서 기준값과 비교하여 이상여부를 판단하도록 하였다.In the conventional case, in order to prevent damage of the inverter and the motor due to such overcurrent, the current detector 4 is connected to the negative site ⓐ as shown in FIG. 1 to detect the current flowing to the negative side. As illustrated in FIG. 2, the detection result of the current detector 4 was determined by the controller 21 of the controller in comparison with the reference value.
그리고 상기 판단기(21)의 판단결과에 따라 이상이 발생하면 상기 펄스폭 변오 제어부(15)의 동작을 정지시키고, 입출력부(24)를 통해 이상발생을 표시하고, 또한 인버터와 모타에 흐르는 전류를 차단하여 인버터를 보호하도록 하였다.If an abnormality occurs according to the determination result of the determiner 21, the operation of the pulse width variation controller 15 is stopped, an abnormality is displayed through the input / output unit 24, and the current flowing through the inverter and the motor. To protect the inverter.
그러나 상기와 같은 종래의 네가티브 사이트에 전류검출기를 연결하는 유도모타의 과전류 보호방법은, 상기와 같이 네가티브쪽에 흐르는 과전류만 검출하므로 포지티브(positive)쪽은 판단이 불가능하며, 단시 고전류만 표시할뿐 어떠한 원인으로 과전류가 흐르는지 알 수 없기 때문에 적절한 조치가 불가능한 문제점이 있었다.However, since the overcurrent protection method of the induction motor connecting the current detector to the conventional negative site as described above detects only the overcurrent flowing to the negative side as described above, the positive side cannot be judged, and only the high current is displayed. There was a problem that the proper action is impossible because it is not known whether the overcurrent flows as a cause.
따라서 본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 스위칭 소자에서 직접 전류를 검출함으로써 과전류를 억제하여 인버터와 모타를 동시에 보호하고 과전류의 원인을 파악하여 적절한 조치를 취할 수 있는 유도전동기의 과전류 보호장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention, in order to solve the above problems by detecting the current directly in the switching element to suppress the overcurrent to protect the inverter and the motor at the same time and to determine the cause of the overcurrent overcurrent of the induction motor that can take appropriate measures To provide protection.
제1도는 종래의 기술에 의한 유도모타의 과전류 보호장치의 회로도.1 is a circuit diagram of an overcurrent protection device of an induction motor according to the prior art.
제2도는 제1도의 전류검출기와 제어부의 상세 연결도.2 is a detailed connection diagram of the current detector and the control unit of FIG.
제3도는 본 발명에 의한 유도모타의 과전류 보호장치의 회로도.3 is a circuit diagram of an overcurrent protection device for an induction motor according to the present invention.
제4도는 본 발명에 의한 유도모타의 과전류 보호장치의 과전류 검출 및 보호 개념도.4 is a conceptual diagram of overcurrent detection and protection of an overcurrent protection device for an induction motor according to the present invention.
제5도는 제3도의 전류센서와 제어부의 상세 연결도.5 is a detailed connection diagram of the current sensor and the controller of FIG.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
104109 : 전류검출기 110 : 전류센서104 109: current detector 110: current sensor
120 : 제어부120: control unit
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 좀 더 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 의한 유도모타의 과전류 보호장치는, 도 3에 도시한 바와 같이 각 스위칭 소자에 직접 전류검출기(104109)를 연결하고, 모타 연결점, 즉 한상의 전원에 대해 연결된 스위칭 소장 쌍의 각 연결점(a,b,c)과 모타(111)사이에 출력단락을 검출하기 위한 전류센서(110)를 연결한 것으로, 도 4에 도시한 바와 같이 A경로(일점쇄선)를 흐르는 전류와, B경로(굵은 실선)를 흐르는 전류 및 C경로(굵은 점선)을 흐르는 전류를 감지하여 과전류를 종류별로 인지할 수 있도록 한다.The overcurrent protection device of the induction motor according to the present invention includes a current detector 104 directly at each switching element as shown in FIG. 109) and a current sensor 110 for detecting an output short circuit between the motor connection point, that is, each connection point (a, b, c) of the switching small pair connected to the power supply of the single phase and the motor 111. As shown in FIG. 4, the current flowing through the path A (one dashed line), the current flowing through the B path (the thick solid line), and the current flowing through the C path (the thick dotted line) are detected so that the overcurrent can be recognized by type. do.
제5도를 참조하여 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 포지티브 사이트에 연결된 전류검출기(200)와 네가티브 사이트에 연결된 전류 검출기(200') 및 상기 전류센서(110)를 통해 출력되는 신호들의 조합, 즉 X,Y,Z를 조합하여 판단기(121)에서 정상인지, 지락인지, 단락인지 또는 암쇼트인지를 판단한다.More specifically, referring to FIG. 5, a combination of signals output through the current detector 200 connected to the positive site, the current detector 200 ′ connected to the negative site, and the current sensor 110 is used. A combination of X, Y, and Z determines whether the determiner 121 is normal, ground fault, short circuit, or dark short.
즉, 과전류인 경우 이상신호 출력을 0이라 하면, 상기 X,Y,Z의 조합이 1 1 1이면 정상이고, 0 0 1이면 지락이며, 0 0 0이면 출력단자이고, 0 1 0이면 암쇼트다.That is, in case of over current, if the abnormal signal output is 0, the combination of X, Y, and Z is 1 1 1 is normal, 0 0 1 is ground fault, 0 0 0 is output terminal, and 0 1 0 is dark short. All.
상기 과전류 차단을 위한 과정은 검출에서부터 차단까지 6sec이내에 모든동작이 행해져야 하므로 라인에서 검출하기 보다는 스위칭 소자에서 검출하고 하드웨어적으로 모든 동작이 이루어져야 한다.The process for blocking the overcurrent is from detection to shutdown 6 All operations must be performed within sec, so all operations must be done by the switching element and by hardware rather than by the line.
또한 전류센서를 제외하고 네가티브 사이트와 포지티브 사이트에 전류검출기를 연결하는 경우에는, X, Y의 조합으로 3종류의 과전류를 판단할 수 있는데, 이 경우 1 1이면 정상이고, 0 1이면 자락이며, 0 0이면 암쇼트또는 출력단락이다.In addition, when the current detector is connected to the negative site and the positive site except the current sensor, three types of overcurrent can be determined by the combination of X and Y. In this case, 1 1 is normal and 0 1 is the hem, 0 0 means dark short or output short.
또한 포지티브 측의 스위칭소자에만 직접 전류검출기를 연결하여도 되는데, 이는 네가티브에는 검출속도가 느려도 되며 3개의 스위칭 소자에서 각각 검출할 필요없이 한곳에서 검출해도 되기 때문이다.In addition, the current detector may be directly connected only to the switching element on the positive side, since the detection speed may be slow at the negative and may be detected at one place without detecting each of the three switching elements.
한편, 상기 X,Y,Z조합은 판단기(121)외에도 마이크로 컴퓨터에 입력되어 이상 검출시에는, 상기 펄스폭 변조제어부(122)를 통해 인버터와 모타에 신호가 인가되지 않도록 함과 동시에 입출력부(124)에서 사용자가 이상여부 및 과전류 종류를 알 수 있도록 표시하여 적절한 조치가 수행되도록 한다.On the other hand, the combination of X, Y, Z is input to the microcomputer in addition to the determiner 121, when detecting the abnormality, the signal is not applied to the inverter and the motor through the pulse width modulation control unit 122 and at the same time input and output unit In 124, the user may indicate whether there is an abnormality and the type of overcurrent so that appropriate measures may be performed.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 스위칭 소자에서 직접전류를 검출함으로써 과전류를 억제하여 인버터와 모타를 동시에 보호하고, 과전류의 원인을 파악하여 적절한 조치를 취할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, by detecting the direct current in the switching element, the overcurrent is suppressed to protect the inverter and the motor at the same time, and it is possible to determine the cause of the overcurrent and take appropriate measures.
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