KR100238770B1

KR100238770B1 - 바이패스 콘택터를 갖는 전기모우터제어기

Info

Publication number: KR100238770B1
Application number: KR1019910002729A
Authority: KR
Inventors: 로버트제이.드랭지; 존씨이.메리슨
Original assignee: 에스. 에스, 맥켄니; 알렌브레들리 캄파니 인코포레이티드
Priority date: 1990-03-16
Filing date: 1991-02-20
Publication date: 2000-01-15
Also published as: EP0446936A2; MX171596B; BR9100973A; EP0446936B1; CA2036026C; JP3107230B2; US4996469A; DE69115311D1; KR910017722A; CA2036026A1; DE69115311T2; JPH04222496A; EP0446936A3

Abstract

3상 모우터가 트리거시에 각 상의 전원으로부터 모우터에 전기를 전환시키는 일련의 다이리스터를 갖는 제어기에 의하여 작동된다. 이 모우터는 AC전원의 각 싸이클에서 연속하여 증가하는 부분에서 전도상태가 되도록 다이리스터를 트리거시키므로서 기동된다. 제어기에 대한 냉각필요기구의 이용을 줄이기 위하여 콘택터가 다이리스터에 병렬로 연결되어 모우터가 최고속도에 이르렀을 때에 모우터에 전원을 인가한다. 제어기가 모우터정지신호를 수신할 때에 콘택터의 작동이 중지되고 제어기는 AC전원의 위상에 다이리스터 트리거링 과정을 동기화시키는 시퀀스에 들어간다. 동기화과정은 콘택터제어로부터 모우터에 대한 전원의 다이리스터 제어로 원활한 변환이 이루어지도록 한다. 다이리스터 제어가 재개되었을 때에 제어기는 모우터에 인가되는 전압을 감소시키는 트리거링 루우틴을 실행한다.

Description

바이패스 콘택트를 갖는 전기모우터제어기

제1도는 본 발명을 실시하기 위한 모우터제어회로의 회로도.

제2도는 모우터를 정지시키기 위하여 콘택터제어로부터 마이크로컴퓨터 제어

로 변환하는 모우터제어회로작동의 흐름도.

〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 〉

10 : 교류전기모우터 14 : 스위치 모우듈

15 : 3상 콘택터 16, 17, 18 : SCR쌍

20 : 모우터제어기 21 : 마이크로컴퓨터

본 발명은 교류전기모우터에 대한 전력인가를 제어하기 위한 시스템에 관한 것으로, 특히 모우터의 기동과 정지를 제어하는 장치에 관한 것이다.

통상의 모우터 제어기는 모우터 권선을 교류전원라인에 연결하는 다이리스터로 구성된다. 예를들어 3상 모우터의 경우, 통상적으로 각 AC위상라인은 트라이악 또는 역으로 연결된 한쌍의 실리콘제어정류기(SCR)에 의하여 모우터내의 각 권선에 결합된다. 제어기내의 회로는 전원라인전압의 각 반싸이클 동안에 다이리스터를 트리거하는 적정시간을 결정한다. 다이리스터는 각 전원라인에서 인가되는 전압의 위상관계에 의하여 결정되는 시퀀스로 트리거된다.

이러한 시퀀스는 모든 다이리스터의 각 반복트리거링후에 동일한 순서로 SCR쌍을 재트리거링하여 과정이 반복하여 순환형이다. 다이리스터가 트리거되었을때에 이 다이리스터는 이를 통하여 흐르는 교류전류가 영교차(zero crossing)할때까지 전도상태를 유지하며 이러한 영교차시에 다이리스터가 재트리거되어 전도상태가 유지되어야 한다. 영전류 교차에 대한 다이리스터의 트리거시간을 조절하므로서 이들이 전도상태에 있는 동안의 시간간격이 모우터에 인가된 전압량을 제어토록 변화될 수 있다.

모우터를 기동시키기 위하여, 통상의 모우터 제어기는 전압의 점진적인 증가가 이루어지도록 다이리스터 트리거시간을 변화시킨다. 따라서 이들 다이리스터는 초기에는 각 전압반싸이클에서 비교적 늦게 트리거되므로 이들은 짧은 시간동안에만 전도상태가 된다. 그리고 트리거시간이 각 싸이클에서 점진적으로 빨라져 다이리스터의 전도시간이 보다 길어지도록 하므로서 보다 많은 양의 전압이 모우터에 인가되도록 한다.

다이리스터가 기동중에 각 반싸이클에서 조기에 트리거되기 시작할 때에 모우터 속도는 최고속도에 이를 때까지 증가한다. 종래의 여러 모우터 제어기는 최고 속도작동중에 전류를 인가하기 위하여 SCR을 이용하고 있으며 이때에 이들 SCR은 언제나 전도상태에 있게된다. 모우터가 최고속도에 이르렀을때에 SCR은 많은 열을 발생하는데 이 열은 방열되어야한다. 따라서 연속작동중에 상당히 큰 히트씽크가 요구되며 강제방열을 필요로하므로서 과잉의 열이 제어기내에서 생성되지 않도록 하는 것이 요구된다.

히트씽크와 냉각에 필요한 구성물의 크기를 최소화하기 위하여 하이브리드 솔리드 스테이트 제어기와 콘택터 시스템이 고안되었다. 이러한 시스템의 하나가 미국특허제4,100,469호에 기술되어 있다. 이 특허문헌에 기술된 시스템은 이미 언급된 바와 같은 방법으로 SCR의 트리거링을 조절하므로서 모우터를 기동시키는 가속회로를 갖는다. 그러나, 모우터가 최고동기속도에 이르렀을 때에, SCR과 평행한일련의 콘택터가 폐쇄되고 SCR트리거링이 중단된다. 따라서 최고속도의 모우터전류가 아닌 SCR이 아닌 콘택터를 통하여 흐르고 SCR은 열을 발생치 않으므로 방열될 필요가 없다.

보다 최근에는 솔리드 스테이트 모우터제어기가 모우터를 정지시킬 수 있도록 사용되었다. 예를들어, 모우터를 기동시키는데 이용된 것과 반대인 SCR트리거링 방법이 모우터를 정지시키기 위하여 이용될 수 있다. 즉, SCR이 각 전압반싸이클중에 연속적으로 느리게 트리거되므로서 모우터에 인가되는 전력양을 점진적으로 줄일 수 있다. 또한 싸이클-스키핑기술을 이용하여 모우터속도를 줄일 수 있다. 그러나 종래의 이러한 감속기술은 최고속도작동중 SCR을 연속트리거시키는 제어기에만 이용될 수 있을 뿐이다. 하이브리드 시스템에 있어서, 콘택터가 폐쇄되고 SCR의 트리거링이 중단되었을 때에 제어회로는 AC전원라인 전압과 동기화되지 아니한다. 따라서 제어회로는 이것이 감속시작시에 SCR트리거링의 패턴이 시작되는 것을 알지 못하므로 모우터를 원만하게 제동시키는데 이용될 수 없다. 제어기가 SCR을 트리거링 시키기 시작하는 스퀀스의 싯점을 알지 못하는 한 SCR제어에 대한 원만한 전환이 일어날 수 없으며 모우터는 이 모우터에 의하여 구동되는 시설을 급격히 정지시킬 것이다.

제어기는 모우터가 점진적으로 정지될 수 있도록 최고속도로부터 모우터를 제동시키기 위하여 인가되는 전류를 제어한다. 다이리스터 스위치 조립체는 전원의 각 상에 모우터를 결합시킨다. 다이리스터는 모우터에 전류를 인가하는 제어회로에 의하여 전도상태로 트리거된다. 다이리스터가 트리거되는 전원전압의 각 반싸이클 중에 상대시간을 변경시키므로서 이들의 전도시간은 모우터속도가 제어되어 증감될 수 있도록 변경된다. 또한 콘택트조립체는 다이리스터 스위치조립체와 병렬로 모우터를 전원의 각 상에 연결한다.

모우터 제어기는 모우터에 인가된 전압을 점진적으로 증가시키기 위하여 다이리스터를 트리거링시키므로서 모우터를 기동시킬 수 있다. 모우터가 최고속도에 이르렀을 때를 제어회로는 콘택터조립체를 작동시키고 다이리스터 스위치조립체를 트리거링시키는 것을 중단시킨다. 이때 콘택터조립체를 통하여 모우터에 전류가 공급되므로서 다이리스터 스위치 조립체에 의하여 열이 발생하지 않아 방열을 필요로 하지 아니한다.

모우터 제어기가 모우터정지신호를 수신할때에 콘택터 조립체의 작동이 중지되어 전원으로부터 모우터의 연결을 차단한다. 콘택터조립체가 실제로 모우터의 연결을 차단하였을 때에 검출하는 기구가 각 전기 위상에서 다이리스터 스위치조립체의 양단전압을 테스트한다. 차단사실이 검출되었을 때에 제어회로는 스위치조립체의 모든 다이리스터를 간단없이 트리거시킨다.

각 전원위상의 다이리스터 양단전압은 제 1 상의 스위치조립체가 비전도상태가 되는 것을 검출하므로서 감지된다. 그리고 제어회로가 이러한 상의 스위치 조립체의 다이리스터를 트리거시킨다. 비전도상태가 되는 제 1 상의 검출을 콘택터조립체 제어로부터 모우터에 대한 전원인가의 다이리스터 스위치수단 제어로 원활한 전환을 위한 다이리스터 트리거링 스퀀스에 들어가는 싯점을 결정하는데 이용된다.

본 발명의 목적은 모우터에 전기를 인가하기 위하여 콘택터와 다이리스터 스위치조립체를 갖는 하이브리드 모우터제어기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 모우터의 부드러운 정지가 이루어질 수 있도록 하는 기구를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 모우터에 대한 전류인가가 콘택터로부터 다이리스터 스위치조립체에 의한 인가로 전환될 수 있는 수단을 제공하는데 있다. 이러한 전환은 모우터에 의하여 구동되는 시설이 모우터 토오크의 급격한 변화에 영향을 받지 않게 되어 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 콘택터가 모우터에 전원을 인가하는 것을 중단할 때에 전환싯점에서 전원라인위상전압에 대하여 다이리스터의 트리거링을 동기화하는 가능성을 모우터 제어기에 결합시키는 것에 있다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 제 1 도에서 보인 모우터 제어기(20)로써 설명될 것이다. 교류전기 모우터(10)는 3개의 모우터 고정자권선(11-13)을 가지며, 이들은 다이리스터 스위치모듈(14)과 3개의 전원라인(A)(B)(C)에 의하여 3상 전원에 연결된다. 스위치모듈(14)은 역으로 평행하게 연결된 3개의 SCR쌍(16)(17)(18)을 갖는다. 각 쌍의 SCR은 각 전원라인(A)(B)(C)을 각 고정자산권(11)(12)(13)에 연결한다. 제어될 전류의 레벨에 따라서 각 SCR쌍 대신에 트라이악이 사용될 수 있다.

SCR쌍(16-18)은 마이크로컴퓨터(21), 전압비교기(22)(23)(24)(25), 영전압교차검출기(60)와 차동증폭기(50)를 포함하는 제어회로에 의하여 작동된다. 마이크로컴퓨터(21)는 동일집적회로패키지에 타이머회로, 판독전용메모리와, 램덤엑세스 메모리가 내장된 상업적으로 입수가능한 것중의 하나이다. 모우터제어기(20)의 작동을 제어하기 위한 프로그램은 판독전용메모리에 저장되며 모우터제어기의 작동에 관련하여 이후 상세히 설명될 것이다.

마이크로컴퓨터(21)는 병렬출력포트의 3개 라인(26)(27)(28)에 적시의 다이리스터 트리거펄스를 발생한다. 각 트리거펄스는 해당 SCR이 충분히 전도상태가 될 수 있을 정도인 비교적 짧은 지속시간을 가지며, 이러한 전도상태는 SCR를 통하여 흐르는 교류의 크기가 제로가 될 때까지 유지된다. 제 1 출력라인(26)은 제 1 펄스 변성기(31)에 의하여 전원라인(A)에서 제 1 SCR쌍(16)의 게이트단자에 결합된다. 다른 트리거 출력라인(27)(28)은 유사한 펄스변성기(32)(33)에 의하여 전원라인(B)(C)에서 제 2 및 제 3 SCR쌍(17)(18)의 게이트단자에 결합된다.

3개의 단자(41)(42)(43)는 각 고정자권선(11-13)을 모우터 제어기(20)에 결합시킨다. 3개의 등가저항(34-36)가 Y연결부의 단자(41-43)에 결합되고 Y연결부의 공통접속부(37)는 제어회로의 접지부에 연결된다. 각 저항(34)(35)(36)의 양단전압은 3개의 고정자권선(11)(12)(13)의 각 양단전압과 동일하다. Y저항연결부의 공통접속부(37)에서 전위는 실제로 접지전위와 동일한 모우터 권선의 중립점(15)의 전위와 동일하다.

3개의 비교기(22)(23)(24)가 고정자권선(11-13)의 양단전압을 감지한다. 각 전압비교기(22)(23)(24)의 비반전입력이 각 분압기(44)(45)(46)에 의하여 각 고정자권선의 단자(41)(42)(43)에 결합된다. 분압기(44-46)는 고정자권선전압을 비교기(22)(23)(24)의 전압레벨로 강하시킨다. 3개 전압비 교기의 반전입력은 직접회로 접지부에 연결된다. 비교기(22)(23)(24)의 출력은 마이크로컴퓨터(21)의 병렬입력 포트의 각 라인에 연결된다.

전원라인(A)(B)는 저항(51)(52)에 의하여 각각 차동증폭기(50)의 비반적 및 반전입력에 결합된다. 또한 비반전입력은 저항(53)을 통하여 회로접지부에 결합된다. 피이드백 저항(54)은 차동증폭기(50)의 출력과 그 반전입력사이에 연결된다. 차동증폭기(50)의 출력은 반전입력이 저항(56)을 통하여 접지된 전압비교기(55)의 비반전입력에 연결된다. 전압비교기(55)의 출력은 다른 라인의 마이크로컴퓨터 병렬입력포트에 연결된다. 이 입력의 레벨은 접지레벨에 대하여 전원라인(A)(B)사이의 전압(Vab)의 극성을 나타낸다. 차동증폭기(50)의 출력은 영교차검출기(60)에 연결되고 이 영교차검출기는 차동증폭기의 전압출력과 전원라인(A)(B)사이의 전압(Vab)이 제로 전압이 될때를 감지한다. 영교차검출기(60)로부터의 출력신호는 마이크로컴퓨터(21) 인터럽트 입력(IRQ)에 연결된다. 전원라인(B-C) 및 전원라인(A-C)사이의 교류전압은 전원라인(A-B)사이의 전압에 관련된 고정위상을 가지며, 다른 전압이 영교차되는 시간이 인터럽트 입력에서의 신호로부터 마이크로컴퓨터에 의하여 유도될 수 있다.

또한 모우터(10)는 평상시 개방되어 있는 3개의 접점(RC2)(RC3)(RC4)을 갖는 3상 콘택터(15)에 의하여 전원라인(A)(B)(C)에 결합된다. 이들 3개의 접점은 역시 다른 접점(RC1)을 작동시키는 제 1 릴레이코일(RC)에 의하여 작동된다. 이 제 1 릴레이 코일(RC)은 평상시 개방되어 있는 접점(RC1)과, 회로접지부와 정제어전압(V+)의 전압원(30)사이에 있는 역시 평상시 개방되어 있는 다른 셋트의 접점(RC2)과 직렬로 연결되어 있다. 제 2 릴레이 코일(RR)은 평상시 폐쇄되어 있는 푸쉬버트 스위치(57)과, 회로접지부와 전압원(30)사이의 평상시 개방되어 있는 푸쉬버튼 스위치(58)에 직렬로 연결되어 있다. 평상시 개방되어 있는 릴레이접점(RR1)은 평상시 개방되어 있는 스위치(58)와 병렬로 연결되어 있다. 접점(RR1)(RR2)는 제 2 릴레이 코일(RR)에 의하여 작동된다.

또한 제 2 릴레이 코일(RR)은 회로접지부와 마이크로컴퓨터(21)의 입력(61)사이에 연결된 평상시 개방되어 있는 제 3 의 접점(RR3)을 작동시킨다. 또한 입력(61)은 풀-업 저항(62)에 의하여 정전압원(30)에 결합된다. 마이크로컴퓨터(21)는 평상시 개방된 접점(RC1)에 병렬로 연결된 접점(RM1)을 작동 시키는 제 3 릴레이 코일(RM)에 결합된 출력라인(19)을 갖는다.

사용자가 모우터(10)를 기동시키고자할 때에, 푸쉬버튼 스위치(58)를 폐쇄하여 릴레이 코일(RR)에 전류를 인가한다. 릴레이코일(RR)이 여기될 때에 기동스위치(58)를 폐쇄하여 코일이 여기상태로 고정되게 한다. 이러한 상태에서 릴레이 코일(RR)이 접점(RR2)을 폐쇄하나 이때에 접점(RC1)과 직접(RM1)은 평상시 개방된 상태를 그대로 유지한다.

여기된 릴레이 코일(RR)은 또한 접점(RR3)을 폐쇄하고 이는 마이크로컴퓨터(21)에 신호를 보내어 통상의 모우터기동소프트웨어 루우틴이 시작되도록한다. 모우터 기동중에 SCR쌍은 3개 전원라인에서 전압의 위상관계에 따라 정하여진 원형시퀀스로 트리거된다. 소프트웨어 루우틴은 SCR쌍이 결합된 전원라인(A)(B)(C)에서 전압의 각 반싸이클중 연속하여 조기에 각 SCR쌍(16-17)을 점진적으로 트리거시킨다. 결국 각 SCR쌍의 트리거되어 이들이 정바이어스되어 있는 동안 전원라인전압의 모든 반싸이클동안에 전도된 상태가 된다. 이때에 모우터는 최고운전속도에 도달한다.

이때에 마이크로컴퓨터(21)는 출력라인(19)에 하이의 논리레벨을 인가하여 릴레이코일(RM)을 여기시켜 접점(RM1)을 폐쇄한다. 접점(RM2)이 이미 폐쇄상태에 있으므로 폐쇄된 접점(RM1)은 전류를 인가하여 릴레이코일(RC)을 여기시킨다. 릴레이 코일(RC)이 여기될 때에 접점(RC1)이 폐쇄되어 마이크로컴퓨터 출력라인(19)의 신호와 이러한 신호에 의하여 제어되는 접점(RM1)의 상태에 관련없이 전류가 코일을 통하여 계속흐르게 될 것이다. 또한 릴레이코일(RC)의 작동으로 콘택터 접점(RC2)(RC3)(RC4)가 폐쇄된다. 콘택터(15)의 접점들은 전원라인(A)(B)(C)로부터 다이리스터 스위치 모듈(14)을 바이패스하여 모우터(10)에 이르는 전로를 형성한다.

이후에, SCR쌍(16)(17)(18)에 트리거신호를 보내기 직전에, 마이크로컴퓨터 (21)는 SCR쌍에 결합된 광-커플러(64)(65)(66)에 의하여 발생된 신호를 검색한다. 관련된 SCR쌍(16-18)과 콘택터 접점(RC2-RC4)가 전도되지 않은 상태(즉, SCR쌍을 통하여 고압이 나타날때)일 때에 각 광-커플러는 출력신호를 발생한다. SCR쌍을 통하여 고압을 감지하는 광-커플러(64-66)는 콘택터(15)의 접점(RC2)(RC3)(RC4)중에서 적어도 하나가 아직 폐쇄되지 않아 바이패스의 전로를 제공하고 있음을 나타낸다. 따라서, 마이크로컴퓨터(21)는 다이리스터 스위치모듈(14)에 라인(26-28)을 통하여 계속하여 트리거신호를 보낸다. 모든 광-커플링(46-66)가 모든 SCR쌍을 통한 영전압을 나타낼때에 마이크로컴퓨터는 SCR의 트리거링을 중단하고 라인(19)에 로우 논리레벨을 인가하여 접점(RM1)을 개방한다. 이제 접점(RC1)이 폐쇄되므로 릴레이 코일(RC)는 여기되어 콘택터(15)가 폐쇄된 상태를 유지하도록 한다. 또한 마이크로컴퓨터(21)는 라인(19)에 하이 레벨을 계속인가하여 접점(RM1)이 폐쇄된 상태가 유지되도록 한다. 이 경우에 있어서 접점(RC1)은 요구되지 아니한다. 이때에 모우터(10)가 일련의 접점(RC2)(RC3)(RC4)을 통하여 각 전원라인(A)(B)(C)에 직접 결합된다.

그리고, 마이크로컴퓨터(21)는 모우터기동소프트웨어 루우틴을 실행하는 것으로부터 제 2 도의 흐름도로 보인 루우틴의 실행으로 전진한다. 후자의 루우틴 실행은 모우터제어기(20)가 SCR 바이패스모우드에 있어 콘택터(15)가 모우터를 전원라인에 연결하고 있는 동안에 실행되는 프로그램 루우프로 개시된다. 비록 이러한 작동모우드에 있어서, 마이크로컴퓨터가 SCR을 트리거시키지 않으나 이는 계속하여 영교차검출기(60)로부터의 출력으로 나타내는 바와같이 전원 라인전압(Vab)의 영교차점을 감지하고 비교기(55)의 출력으로 나타내는 바와같이 전원라인 전압의 극성을 감지한다. 전원라인전압의 극성과 함께 영교차점의 감지내용은 SCR 트리거링 서브루우틴에 사용된 단계(100)에서의 변수를 갱신하는데 사용된다. 따라서 SCR이 트리거 되지 않는다하여도 라인전압타이밍과 위상표시변수는 계속 갱신되어 시스템이 전원라인 전압에 동기화된 상태로 유지된다. 그러나, 이때에 각 위상에서 영전류교차와 같은 다른 전기적인 파라메타가 감지되지 아니한다.

SCR바이패스 모우드에서, 마이크로컴퓨터(21)는 사용자가 모우터(10)를 정지시키기 위하여 스위치(57)을 작동시켰는가하는 것을 단계(102)에서 결정하도록 렐레이 접점(RR3)이 연결된 입력(61)을 주기적으로 검색한다. 스위치(57)가 작동되지 않는 한 모우터제어기(20)는 SCR 바이패스 모우드상태에 있으며 프로그램실행은 단계(100)로 복귀하여 다시 변수를 갱신한다.

모우터(10)가 정지되어야 할때에, 스위치(57)가 순간적으로 개방되어 릴레이코일(RR)로 인가되는 전류를 차단한다. 이러한 작동으로 접점(RR1)(RR3)이 개방되고 릴레이 코일(RR)이 래칭되어 마이크로컴퓨터(21)에 모우터(10)가 정지되어야하는 신호를 보낸다. 마이크로컴퓨터는 단계(104)에서 작동상태가 유지되는 경우 릴레이코일(RM)이 작동되지 않는 것에 의하여 응답한다. 또한 이때에 접점(RR2)이 개방되어 릴레이 코일(RC)에 인가되는 전류를 차단하고 이로써 콘택터(15)의 접점(RC2)(RC3)(RC4)이 개방된다. 이러한 후자의 작동은 모우터(10)에 인가되는 전원을 차단한다.

그러나, 콘택터(15)의 개방은 순간적이 아니므로 추가 전진전에 단계(106)(108)에서 탐지되어야 한다. 이들 단계(106)의 초기에 마이크로컴퓨터(21)는 3개 광-커플러(64-66)으로부터 각 입력을 검색한다. 만약 이들 입력이 광-커플러 SCR쌍(16)(17)(18)을 통하여 비교적 높은 전압강하를 감지하지 않은 것으로 보이면 콘택터(15)의 접점은 개방되지 아니한다. 따라서 단계(108)에서, 모든 SCR쌍의 콘택터에 의하여 단락된 상태가 유지되는 경우에 프로그램실행은 단계(106)로 돌아가서 계속하여 광-커플로부터의 입력을 체크한다. 결국 콘택터(15)내의 하나 이상의 접점이 개방되어 해당 SCR쌍을 통하여 비교적 높은 전원라인 접압을 발행한다. 관련된 광-커플러가 이러한 상태를 감지할 때에 프로그램실행은 단계(108)로부터 단계(110)로 전진하므로서 루우프를 떠난다.

비록 SCR 트리거링 서브루우틴에 사용된 일부 변수가 주기적으로 갱신된다하여도 아미크로컴퓨터(21)는 라인(A)(B)(C)에 의하여 공급된 3상 전류에 대하여 SCR 트리거링 루우틴의 실행을 재동기화시켜야 한다. 이와같이 하므로서 모든 3개 쌍의 SCR (16)(17)(18)은 동시에 출력라인(26)(27)(28)에 트리거신호를 보내므로서 단계(110)에서 동시에 트리거된다. 이후에 비전도상태가 되는 제 1 쌍의 SCR은 바이패스모우드와 정지모우드 사이에 원활한 전환이 이루어지도록 하는 트리거링 시퀀스로 진입하는 것을 결정하는데 사용될 수 있는 동기화표시를 제공한다. 원활한 전환이 이루어지지 않는 한 모우터 토오크가 급격히 변화하여 구동시설을 급격히 작동시킬 것이다.

모든 SCR쌍이 트리거되었을 때에 제 2 도 소프트웨어의 실행은 판정단계(112)(114)(116)로 구성된 다른 루우프로 진행한다. 이들 각 단계에 있어서, 여러 광-커플러(64)(65)(66)로부터의 출력은 마이크로컴퓨터(21)에 의하여 검색되어 관련된 SCR쌍이 비전도상태인가하는 것을 결정한다. 프로그램은 광-커플러의 하나가 전원위상에 대한 한쌍의 SCR이 전도상태가 아님을 나타낼 때까지 이들 3개의 판정단계(112-116)을 통하여 연속순환한다. 이때에 프로그램 실행은 관련된 각 판정단계(112)(114)(116)로부터 단계(118)(120)(122)로 분기된다. 후자의 이들 단계중 선택된 한단계에서, SCR트리거링 시퀀스의 변수가 설정되어 비전도상태인 SCR쌍은 마이크로컴퓨터(21)에 의하여 트리거되는 다음 쌍이 될 것이다. 단계(118)(120)(122)의 한 단계에서 SCR트리거링 변수가 정하여진 후에, 마이크로컴퓨터는 단계(124)에서 SCR트리거링 서브루우틴을 호출하여 현재에 비전도상태인 SCR쌍이 트리거될 것이다. 이로써 비록 콘택터(15)가 폐쇄상태를 유지하여도 모우터에 전기를 공급하게 된다. 또한 단계(110)에서 원형 SCR트리거링 시퀀스가 전원라인위상과 어떻게 동기화되는가하는 것을 지시한 후에 제 1 쌍의 SCR이 턴-오프된다. 단계(126)에서, 마이크로컴퓨터는 트리거링 서브루우틴의 변수를 설정한다. 이와같이 하므로서 서브 루우틴은 한정된 트리거링 시퀀스의 단계(124)에서 트리거되는 쌍에 의하여 다음의 SCR쌍을 트리거시킬 수 있도록 구성된다. 다음의 SCR쌍은 그 위상전류가 영이 될때에 트리거될 것이다. SCR이 트리거되어 모우터에 충분한 전원전압을 인가하는 짧은 시간동안에 프로그램실행에 단계(126)에서 유지될 것이다. 이로써 모우터는 짧은 시간동안 최고등기속도모우드를 유지하여 트리거링 시퀀스가 3상 전원라인 전압에 정확히 동기화되도록 한다.

이후에, 마이크로컴퓨터(21)는 모우터를 정지시키는 여러가지 공지된 제어 단계중의 하나를 수행하기 시작한다. 예를들어 이러한 제어단계는 교류전원 라인전압의 각 반싸이클중에 SCR쌍을 연속하여 지연되게 트리거링시키므로서 모우터(10)에 인가되은 전압의 크기를 점진적으로 감소시킬 것이다. 이러한 제어단계는 모우터에 인가된 유효전압을 감소시킨다. 또한 미국특허출원제07/380,050호"전기모우터 속도제어장치와방법"에 기술된 바와 같은 싸이클 스키핑형 모우터제동방법이 이용 될 수 있다.

이와같은 본 발명은 콘택터기구에 의하여 모우터에 전기를 인가하는 것으로 부터 전류를 인가하도록 다이리스터를 트리거시키는 솔리드 스테이트 모우터제어기로의 원활한 변화가 이루어질 수 있도록 한다. 이러한 매카니즘은 콘택터와 모우터 제어기작동사이의 원활한 변화가 이루어질 수 있도록하므로서 모우터에 의하여 구동되는 부하가 변화시기에 이에 가하여지는 급격한 토오크변화를 보이지 아니한다. 따라서, 제어기(20)는 최고속도작동중에 콘택터기구를 이용하는 모우터용 제어시스템을 제하므로서 이러한 모우드중에 비교적 많은 양의 열을 분산시키고 솔리드 스테이트 모우터제어기의 제어정지능력을 제공하기 위하여 제어회로와 이를 둘러싸고 있는 구성을 새로이 설계할 필요성을 배제한다.

Claims

교류전압공급원에 의하여 전원이 공급되는 전기모우터를 제어하기 위한 장치에 있어서, 이 장치가 제어신호에 응답하여 모우터에 교류전압원을 선택적으로 연결하기 위한 콘택터조립체, 트리거신호에 응답하여 모우터에 교류전압을 선택적으로 결합시키기 위한 다이리스터 스위치수단과, 상기 콘택터조립체와 상기 다이어터 스위치수단을 작동시키기 위한 제어회로로 구성되고, 상기 제어회로는 상기 콘택터조립체에 대한 제어신호를 발생하고 상기 콘택터수단에 대한 제어신호의 발생을 중단하므로서 모우터를 정지시키기 위한 명령에 응답하는 제1수단, 모우터를 정지시키기 위한 명령에 응답하고 모우터의 속도를 줄이기 위하여 상기 다이리스터 스위치수단에 대한 트리거신호의 발생을 위한 제2수단과, 상기 정지수단에 의한 트리거신호의 발생을 교류전압에 동기화시키기 위한 수단을 포함함을 특징으로 하는 바이패스 콘택터를 갖는 전기모우터 제어기.
청구범위1항에 있어서, 상기 제2수단이 교류전압이 각 반싸이클 중에서 점진적으로 짧아지는 시간간격중에 상기 다이리스터 스위치수단이 전도상태에 있도록 하는 일련의 트리거신호를 발생함을 특징으로 하는 전기모우터 제어기.
청구범위1항에 있어서, 상기 제2수단이 모우터의 속도를 줄이기 위하여 전압싸이클 스키핑을 이용함을 특징으로 하는 전기모우터 제어기.
청구범위1항에 있어서, 상기 동기수단이 상기 다이리스터 스위치 수단에 트리거신호 펄스를 인가하므로서 정지명령에 응답하고, 상기 다이리스터 스위치수단이 비전도상태가 되는 시기를 검출함을 특징으로 하는 전기모우터 제어기.
청구범위4항에 있어서, 상기 제2수단이 상기 트리거스위치수단이 비전도 상태가 되는 것을 동기검출하는 상기 수단이 응답함을 특징으로 하는 전기모우터 제어기.
청구범위1항에 있어서, 상기 제1수단이 제어신호를 발생하여 모우터가 일정한 속도이상으로 작동될때에만 상기 콘택터조립체가 작동됨을 특징으로 하는 전기모우터 제어기.
교류전압의 3상 전원이 인가되는 전기모우터를 제어하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치가 제어신호에 응답하여 모우터에 교류전압을 선택적으로 연결하기 위한 콘택터, 각각 트리거신호에 응답하여 모우터에 교류전압원의 위상을 선택적으로 결합시키기 위한 3개의 다이리스터 스위치수단, 상기 콘택터와 상기 다이리스터 스위치수단을 작동시키기 위하여 교류전압의 반싸이클중에서 점진적으로 길어지는 시간간격중에 상기 다이리스터 스위치수단이 전도상태가 되게하는 일련의 트리거신호를 발생하므로서 상기 모우터를 기동시키는 제1작동모우드, 트리거신호가 발생되지 않으며 상기 콘택터가 교류전압원을 모우터에 연결토록하는 제어신호를 발생케하는 제2모우터와, 상기 콘택터가 작동되지 않고 상기 다이리스터 스위치수단이 모우터의 속도를 줄이기 위한 한정된 시퀀스에서 트리거되는 모우터를 정지시키기 위한 제3모우드를 갖는 제어회로와, 제어회로를 상기 모든 다이리스터 스위치 수단을 동시에 트리거시키므로서 제2모우드로부터 제3모우드로변화시키고 상기 다이리스터 스위치수단의 하나가 먼저 비전도상태가 되는 것을 검출하며 하나의 다이리스터 스위치수단이 트리거되는 한정시퀀스의 싯점에서 제어회로에 의하여 트리거링이 시작되도록 하는 모우터정지 초기화수단으로 구성됨을 특징으로 하는 전기모우터 제어기.
청구범위7항에 있어서, 상기 제어회로가 제3모우드에서 교류전압의 각 반싸이클중에서 점진적으로 짧아지는 시간간격중에 상기 다이리스터 스위치 수단이 전도상태가 되도록 트리거시킴을 특징으로 하는 전기모우터 제어기.
교류전기의 3상 전원이 공급되는 전기모우터를 제어하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치가 제어신호에 응답하여 각 상의 교류전원을 모우터에 연결하는 콘택터 조립체, 트리거 신호에 의하여 전도상태가 될때에 한상의 전원을 모우터에 각각결합시키는 3개의 다이리스터 스위치수단과, 상기 콘택터조립체와 상기 3개의 다이리스터 스위치수단을 작동시키기 위한 제어회로로 구성되고, 상기 제어회로는 모우터를 정지시키는 명령에 응답하여 콘택터조립체에 대한 제어신호의 인가를 차단하는 수단, 상기 콘택터조립체가 적어도 하나의 전원위상을 모우터에 연결하지 않을 때를 감지하기 위한 수단, 상기 감지수단에 응답하여 동시에 상기 3개의 트리거스위치수단을 트리거시키기 위한 수단, 하나의 다이리스터 스위치수단이 트리거후에 비전도상태가 될 때를 검출하기 위한 수단과, 모우터의 속도를 줄이기 위하여 주어진 스퀀스에서 상기 각 다이리스터 스위치수단을 트리거시키며 이러한 트리거링이 하나의 다이리스터 스위치수단이 먼저 트리거되는 스퀀스의 한 싯점에서 개시되도록하는 수단을 포함함을 특징으로 하는 전기모우터제어기.
콘택터와 3개의 다이리스터 스위치수단에 의하여 3상 교류전원에 선택적으로 결합되는 전기모우터의 속도를 제어하는 방법에 있어서, 상기 방법이 모우터를 전원에 결합시키도록 콘택터를 작동시키는 단계, 모우터를 정지시키기 위한 명령에 응답하여 콘택터의 작동을 중시키는 단계, 이후에 다이리스터 스위치수단을 트리거시키는 단계, 비전도상태가 되는 적어도 하나의 트리거된 다이리스터스위치 수단을 검출하는 단계, 적어도 하나의 다이리스터 스위치수단을 재트리거시키는 단계와, 이후에 모우터의 속도를 줄이는 모우드에서 각 다이리스터 스위치수단을 연속적으로 트리거시키는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 전기모우터 제어방법.
청구범위10항에 있어서, 상기 최종상태가 비전도상태가 되는 적어도 하나의 다이리스터 스위치수단에 의하여 결정된 싯점에서 시퀀스단계가 들어가는 원형시퀀스에서 다이리스터 스위치수단을 트리거시킴을 특징으로 하는 방법.