KR100260022B1 - 하모닉트랜스의 발열방지 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하모닉트랜스의 발열방지 장치에 관한 것으로, 전원공급부로부터 공급되는 교류전원의 위상제어시에 발생되는 고조파전류를 감쇄시키기 위해 하모닉 트랜스를 통해 모터로 전원을 공급하여 모터를 구동하는 장치에 있어서, 상기 전원 공급부로부터 공급되는 전원의 제로크로싱신호를 발생하는 제로크로싱 신호발생부와, 상기 제로크로싱 신호발생부로부터의 제로크로싱신호로부터 소정시간을 경과하여 상기 모터로 전원을 공급하기 위한 제어신호 및 상기 고조파전류가 발생되는 구간에서만 상기 하모닉트랜스로 전원을 공급하기 위한 제어신호를 발생하는 제어부와, 상기 제어부로부터의 제어신호에 의해 상기 전원공급부로부터 상기 모터로 공급되는 전원을 스위칭하기 위한 제1스위칭수단과, 상기 제어부로부터의 제어신호에 의해 상기 제1스위칭수단을 통해 공급되는 전원을 상기 하모닉트랜스를 통해 상기 모터로 공급하거나 직접 모터로 공급하기 위한 제2스위칭수단으로 구성되어, 고조파전류가 발생되는 구간에서만 하모닉트랜스를 통해 모터로 전원을 공급하여 하모닉트랜스로부터 발생되는 열을 감소시킬 수 있으므로, 하모닉트랜스를 냉각시키기 위한 구조를 단순화할 수 있고, 하모닉트랜스의 오동작 및 화재발생을 미연에 방지할 수 있도록 한 것이다.
Description
본 발명은 고조파전류를 감쇄시키기 위해 하모닉트랜스가 구비된 모터에 관한 것으로, 특히 하모닉트랜스로부터 발생되는 열을 감소시킬 수 있도록 한 하모닉 트랜스의 발열방지 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 청소기 등과 같은 제품에서 전원을 위상을 제어함으로써, 속도를 제어하는 제품의 보급이 증가됨에 따라 전력계통으로 인입되는 고조파전류가 증가되는데, 이러한 고조파전류는 전력용 콘덴서, 브레이커 등에 동작장애를 발생시킬 뿐만 아니라 변압기의 파괴 등을 유발하게 된다.
상기한 바와 같은 고조파전류로 인한 장애를 방지하기 위한 일환으로 IEC(International Electrotechnical Commission : 국제전기표준회의)에서는 각 시험기관들이 연합하여 고조파전류를 제한하는 규격을 제정하였는데, 이러한 규정에 의하면 청소기 등과 같이 모터의 위상을 90°±10°부근에서 위상조절하는 경우, 여러 고조파전류가 발생되는데, 그 중에 문제가 되는 고조파전류는 3고조파전류(3rd Hamornic Current)이다.
따라서, 이러한 3고조파전류를 규격에 맞도록 3고조파전류를 감쇄시키기 위한 과제가 시급하며, 청소기와 관련된 여러 기술분야에서 3고조파전류의 감쇄기술에 대해 다양하게 연구되고 있다.
상기한 3고조파전류를 감쇄시키는 기술로는, 1997년 8월 25일 동일출원인에 의해 대한민국 특허청에 출원된 "모터의 고조파전류 감쇄장치"가 있으며, 이 장치에 의하면, 전원공급부로부터 공급되는 상용주파수를 갖는 교류전원이 트라이악에 의해 스위칭되어 비정현파의 전압으로 위상제어된 다음 모터로 공급되는데, 이때 90±10°부근에서 모터로 공급되는 교류전원의 위상제어에 의해 발생되는 고조파전류가 일종의 저항성분으로 작용하는 리액터("하모닉트랜스"라고도 하며, 이하 "하모닉트랜스"라 칭함)에 의해 감쇄됨으로써, 3고조파전류를 효과적으로 감쇄시킬 수 있다.
그러나, 이와 같은 모터의 고조파전류 감쇄장치는, 모터의 위상제어시에 발생되는 고조파전류를 감쇄시키기 위해 도 2의 (d)에 도시된 바와 같이, 고조파전류가 발생되는 구간부터 제로크로싱까지 하모닉트랜스를 통해 모터로 교류전원을 공급하기 때문에 하모닉트랜스로부터 고온(130~180℃)의 열이 발생되고, 이를 냉각시키기 위해 그 구조가 복잡해지고, 고온으로 인해 하모닉트랜스의 오동작 발생 가능성은 물론, 화재가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 고조파전류가 발생되는 구간 내에서만 하모닉트랜스를 거쳐 모터로 전원을 공급하도록 함으로써, 고조파전류의 발생을 방지하는 것은 물론, 하모닉트랜스의 구동으로 인해 열이 발생되는 것을 방지할 수 있는 하모닉트랜스의 발열방지 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 하모닉트랜스의 발열방지 장치는, 전원공급부로부터 공급되는 교류전원의 위상제어시에 발생되는 고조파전류를 감쇄시키기 위해 하모닉트랜스를 통해 모터로 전원을 공급하여 모터를 구동하는 장치에 있어서, 상기 전원공급부로부터 공급되는 전원의 제로크로싱신호를 발생하는 제로크로싱 신호발생부와, 상기 제로크로싱 신호발생부로부터의 제로크로싱신호로부터 소정시간을 경과하여 상기 모터로 전원을 공급하기 위한 제어신호 및 상기 고조파전류가 발생되는 구간에서만 상기 하모닉트랜스로 전원을 공급하기 위한 제어신호를 발생하는 제어부와, 상기 제어부로부터의 제어신호에 의해 상기 전원공급부로부터 상기 모터로 공급되는 전원을 스위칭하기 위한 제1스위칭수단과, 상기 제어부로부터의 제어신호에 의해 상기 제1스위칭수단을 통해 공급되는 전원을 상기 하모닉트랜스를 통해 상기 모터로 공급하거나 직접 모터로 공급하기 위한 제2스위칭 수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하모닉트랜스의 발열방지 장치의 회로도.
제2도는 본 발명에 따라 하모닉트랜스로부터 발생되는 열을 감소시키기 위한 동작과정을 설명하기 위한 도면.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
110 : 제로크로싱 신호발생부 120 : 제어부
130, 140 : 포토트라이악 150 : 전원공급부
160 : 모터
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하모닉트랜스의 발열방지 장치의 회로도이고, 도 2는 본 발명에 따라 하모닉트랜스로부터 발생되는 열을 방지하는 동작과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 하모닉트랜스의 발열방지 장치는, 제로크로싱 신호발생부(110), 제어부(120), 제1포토트라이악(130), 제2포토트라이악(140), 제1트라이악(TRIAC1), 제2트라이악(TRIAC2), 하모닉트랜스(HT), 전원공급부(150) 및 모터(160)로 구성된다.
도 1에 있어서, 제로크로싱 신호발생부(110)는 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 제로크로싱신호를 발생하고, 제어부(120)는 상기 제로크로싱 신호발생부(110)로부터 발생되는 제로크로싱신호로부터 소정시간이 경과된 다음 고조파전류가 발생되는 구간에서 모터(160)로 전원을 공급하기 위한 제어신호를 발생하는 한편, 전원 공급부(150)로부터 공급되는 전원을 하모닉트랜스(HT)를 거치거나 또는 직접 모터(160)로 공급하기 위한 제어신호를 발생한다.
그리고, 제1포토트라이악(130)은 제어부(120)로부터의 제어신호에 의해 스위칭되고, 제1트라이악(TRIAC1)은 상기 제1포토트라이악(130)의 스위칭에 따라 전원공급부(150)로부터 발생되는 전원을 모터(160) 측으로 선택적으로 공급한다.
또한, 제2포토트라이악(140)은 제어부(120)로부터의 제어신호에 의해 스위칭되고, 제2트라이악(TRIAC2)은 상기 제2포토트라이악(140)의 스위칭에 따라 온오프되어 제1트라이악(TRIAC1)을 통해 공급되는 전원을 하모닉트랜스(HT)를 통해 모터(160)로 공급하거나 직접 모터(160)로 공급한다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 하모닉트랜스의 발열방지 장치의 동작과정에 대하여 도 1과 도 2를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 전원공급부(150)로부터 발생되는 전원은 도 2의 (a)에 도시된 바와 같고, 여기에서 빗금친 부분은 고조파전류가 발생되는 구간이다.
그리고, 상기 전원공급부(150)로부터 발생되는 전원의 제로크로싱부분에 상응하여 제로크로싱신호 발생부(110)로부터 도 2의 (b)에 도시된 바와 같은 제로크로싱신호가 제어부(120)로 발생된다.
그 다음, 제어부(120)는 제로크로싱 신호발생부(110)로부터 발생되는 제로크로싱신호로부터 소정시간이 경과된 다음, 고조파전류가 발생되는 구간에서 모터(160)로 전원을 공급하기 위한 제어신호를 발생하고(도 2의 (c)), 제어부(120)로부터의 제어신호에 의해 제1포토트라이악(130)이 스위칭되어 제1트라이악(TRIAC1)을 통해 모터(160)측으로 전원이 공급된다.
그리고, 제어부(120)는 고조파전류가 발생되는 구간(도 2의 (d)에 도시된 T)에서만 하모닉트랜스(HT)를 통해 모터(160)로 전원을 공급하기 위한 제어신호를 발생하고(도 2의 (e)), 제어부(120)로부터의 제어신호에 의해 제2포토트라이악(140)이 스위칭되며, 이에 따라 고조파전류가 발생되는 구간(T)에서는 하모닉트랜스(HT)를 통해 모터(160)로 전원이 공급된 다음, 고조파전류가 발생되지 않는 구간에서는 제2트라이악(TRIAC2)를 통해 모터(160)로 전원이 공급된다.
결과적으로, 도 2의 (f)에 도시된 바와 같이, 고조파전류가 발생되는 구간에서만 하모닉트랜스(HT)를 통해 모터(160)로 전원이 공급되므로써, 하모닉트랜스(HT)로부터 발생되는 열을 방지할 수 있다.
따라서, 본 발명을 이용하면, 고조파전류가 발생되는 구간에서만 하모닉트랜스를 통해 모터로 전원을 공급하여 하모닉트랜스로부터 발생되는 열을 감소시킬 수 있으므로, 하모닉트랜스를 냉각시키기 위한 구조를 단순화할 수 있고, 하모닉트랜스의 오동작 및 화재발생을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
Claims (3)
- 전원공급부로부터 공급되는 교류전원의 위상제어시에 발생되는 고조파전류를 감쇄시키기 위해 하모닉트랜스를 통해 모터로 전원을 공급하여 모터를 구동하는 장치에 있어서, 상기 전원공급부로부터 공급되는 전원의 제로크로싱신호를 발생하는 제로크로싱 신호발생부와; 상기 제로크로싱 신호발생부로부터의 제로크로싱신호로부터 소정시간을 경과하여 상기 모터로 전원을 공급하기 위한 제어신호 및 상기 고조파전류가 발생되는 구간에서만 상기 하모닉트랜스로 전원을 공급하기 위한 제어신호를 발생하는 제어부와; 상기 제어부로부터의 제어신호에 의해 상기 전원공급부로부터 상기 모터로 공급되는 전원을 스위칭하기 위한 제1스위칭수단과; 상기 제어부로부터의 제어신호에 의해 상기 제1스위칭수단을 통해 공급되는 전원을 상기 하모닉트랜스를 통해 상기 모터로 공급하거나 직접 모터로 공급하기 위한 제2스위칭수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 하모닉트랜스의 발열방지 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제1스위칭수단은 상기 제어부로부터의 제어신호에 의해 스위칭되는 제1포토트라이악과, 상기 제1포토트라이악의 스위칭에 따라 상기 전원공급부로부터 상기 모터로 공급되는 전원을 스위칭하는 제1트라이악으로 구성되는 것을 특징으로 하는 하모닉트랜스의 발열방지 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2스위칭수단은 상기 제어부로부터의 제어신호에 의해 스위칭되는 제2포토트라이악과, 상기 제2포토트라이악의 스위칭에 따라 상기 제1스위칭수단을 통해 공급되는 전원을 상기 하모닉트랜스를 통해 상기 모터로 공급하거나 직접 모터로 공급하는 제2트라이악으로 구성되는 것을 특징으로 하는 하모닉트랜스의 발열방지 장치.
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| KR19990055539A KR19990055539A (ko) | 1999-07-15 |
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