KR100382458B1 - Ｄｃ 조작용 전자접촉기의 코일 구동장치 - Google Patents

Abstract

전자접촉기의 석방 시에 발생하는 역기전력을 빨리 흡수하고 전자접촉기의 석방시간을 단축할 수 있도록 한 DC 조작용 전자접촉기의 코일 구동장치에 관한 것으로, DC 조작용 전자접촉기에 있어서, 상기 DC 조작용 전자접촉기를 흡인하는 코일; 상기 코일에 전원을 인가하는 전원 입력부; 그리고, 상기 전원 입력부의 일측에 서로 직렬 연결되어 상기 전원 입력부를 통해 전원이 인가되면 전압을 강하시키는 제 1 및 제 2 다이오드와, 상기 제 1 다이오드의 애노드에 일측이 연결되고 상기 제 2 다이오드의 캐소드에 타측이 연결되어 상기 제 1 및 제 2 다이오드를 통해 강하된 전압 강하분 만큼 전류를 충전하는 캐패시터와, 상기 제 2 다이오드의 캐소드에 연결된 캐패시터 일측에 에미터가 연결되어 상기 전원 입력부로부터 전원 입력이 오프되면 온되어 상기 캐패시터에 축적된 전류를 소모하고, 상기 캐패시터에 축적된 전류가 모두 소모되면 오프되는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터의 콜렉터에 일측이 연결되고 상기 트랜지스터의 에미터에 타측이 연결되어 상기 트랜지스터가 오프되면 상기 코일에 남아있는 잔여 역기전력을 흡수하는 바리스터를 구비한 코일 구동부를 포함하여 구성됨으로써 코일 석방 시 코일에서 발생하는 역기전력을 흡수하여 코일 인가전압과 같은 선로의 다른 기기를 역기전압으로부터 보호하고 또한 사용자는 전자접촉기를 이용하여 시퀀스를 구성할 때 종래 보다 빠른 시퀀스를 구성할 수 있는 효과가 있다.

Description

ＤＣ 조작용 전자접촉기의 코일 구동장치{DC Operating Apparatus for Driving Coil of Electric Contactor}

본 발명은 전자접촉기에 관한 것으로, 특히 DC 조작용 전자접촉기의 코일 구동장치에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 전자접촉기 코일 구동장치를 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 전자접촉기는 전자석에 의해 제어되는 기계적 스위칭 부품으로서, 전자석의 코일이 여가되었을 때 전자접촉기의 주극(Main Pole)이 동작하여 전원과 제어되는 부하 사이의 회로를 연결해 주는 장치를 말한다.

도 1은 일반적인 전자접촉기의 구성을 나타낸 분해 사시도이고, 도 2a는 종래기술에 따른 전자 접촉기 코일 구동장치의 제 1 실시예를 나타낸 회로도이며, 도 2b는 제 1 실시예에 따른 전자접촉기 코일 구동장치의 역기전력과 석방시간을 나타낸 파형도이고, 도 3a는 종래 기술에 따른 전자접촉기 코일 구동장치의 제 2 실시예를 나타낸 회로도이며, 도 3b는 제 2 실시예에 따른 전자접촉기 코일 구동장치의 역기전력과 석방시간을 나타낸 파형도이다.

일반적인 전자 접촉기는 과부하 보호를 위한 열동형 과부하 계전기와 조합되어 전자개폐기를 구성하는 것으로 전기회로를 직접 차단 또는 접속시키는 접점부(도시부호 생략)와, 상기 접점부의 작동제어를 위한 전자석부(도시부호 생략)와 상기 접점부 및 상기 전자석부가 설치된 절연재질의 프레임(10, 12)으로 구성된다.

먼저, 상기 전자석부(도시부호 생략)는 도 1에 도시한 바와 같이 하부프레임(10)에 장착된 고정코어(20)와, 상기 고정코어(20)를 자화시키기 위해 그 주위를 감싸는 형태로 장착된 보빈코일(30) 및 자화된 상기 고정코어(20)에 의해 끌어 당겨지는 가동코어(22)를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 고정코어(20)와 상기 가동코어(22) 사이에는 끌어 당겨진 상기 가동코어(22)를 원위치로 복귀시키기 위한 리턴스프링(50)이 장착된다.

상기 가동코어(22)는 그 상단을 관통하는 고정핀(24)이 크로스바(40)의 하단에 끼워져 장착되면, 고정코어(20)는 그 하단에 지지핀(도시부호 생략)이 끼워지고 상기 지지핀의 양단에 고무 등의 탄성재질로 이루어진 완충커버(25)가 끼워진 상태에서 하부프레임(10)에 안착되며 상기 고정코어(20)와 상기 하부프레임(10) 사이에는 역시 고무 등의 재질로 이루어진 완충 플레이트(26)가 구비되어 있다.

또한, 상기 접점부(도시부호 생략)는 상부프레임(12)의 양측단에 분리 설치되어 전기회로의 전원투입측 단자와 부하측 단자가 각각 연결되는 다수개의 좌/우 고정접촉자(60)와, 크로스바(40)에 설치되어 상기 좌/우 고정접촉자(60)를 전기적으로 연결 또는 분리시키는 다수개의 가동접촉자(62)로 이루어져 있다.

이와 같이 구성된 전자접촉기의 동작을 살펴보면, 보빈코일(30)에 전류가 인가되어 고정코어(20)가 자화될 경우, 상기 고정코어(20)의 자력에 의해 가동코어(22)가 끌어당겨지고 이에 따라 상기 가동코어(22)가 설치된 크로스바(40)가 이동하면서 상기 크로스바(40)에 설치된 가동접촉자(62)와 상부프레임(12)에 고정된 고정접촉자가 접속되어 전기회로가 통전된다.

즉, 입력단자에 DC 전원이 인가되어 전자접촉기의 조작코일에 전원전압이 인가되면 코일에 발생하는 흡인력으로 전자석과 같이 되므로 고정코어(20)가 가동코어(22)를 흡인하고 상기 가동코어(22)에 연결된 크로스바(40)가 상기 고정코어(20)쪽으로 내려온다. 이어서, 상기 크로스바(40)에 연결된 가동접점이 고정접점까지 내려오면서 주선로를 도통시키고, 전원이 오프 되면 상기 코일에 발생하는 흡인력이 상기 가동코어(22)에 연결된 스프링의 힘보다 작아지면 상기 가동코어(22)는 위로 올라가고, 상기 가동코어(22)에 연결된 상기 크로스바(40) 또한 위로 올라간다. 그러면, 상기 크로스바(40)에 연결된 가동접점이 올라가서 고정접점과 떨어짐으로서 주선로를 차단한다.

이러한 전자접촉기의 종래 코일 구동장치의 제 1 실시예를 살펴보면, 도 2a에서 도시한 바와 같이 코일 구동장치는 DC 전원과 조작코일로 구성되어 입력단자를 통하여 입력되는 DC 전원전압으로부터 DC 조작용 전자접촉기에 조작전원을 연결하여 사용한다.

제 1 실시예의 경우, 도 2b에 도시한 바와 같이 전자접촉기 석방시 조작전원이 DC 100V일 때 약 -175V의 역기전력 발생을 초래한다.

한편, 전자접촉기의 종래 코일 구동장치의 제 2 실시예를 살펴보면, 도 3a에서 도시한 바와 같이 DC 전원과 조작코일과 병렬로 연결된 다이오드로 구성되어 있으며 입력단자에 석방 시의 역기전력을 흡수하기 위하여 다이오드를 연결하여 사용한다.

그러나 제 2 실시예의 경우, 도 3b에 도시한 바와 같이 다이오드의 연결로 하여금 석방 시의 역기전력은 흡수되는 반면 제 1 실시예에 비해 전자접촉기의 상당한 석방시간 지연을 보인다.

이상에서 설명한 종래기술에 따른 전자접촉기의 코일 구동장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 역기전력의 발생으로 회로소자의 파손 또는 같은 선로의 기기의 파괴 및 오동작을 초래한다.

둘째, 전자접촉기의 석방시간이 지연된다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, DC 조작용 전자접촉기 석방 시에 발생하는 역기전력을 빨리 흡수하고 전자접촉기의 석방시간을 단축함으로써 회로소자의 파손, 같은 선로의 기기 오동작을 방지하도록 한 DC 조작용 전자접촉기의 코일 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 전자접촉기의 구성을 나타낸 분해사시도

도 2a는 종래기술에 따른 전자접촉기 코일 구동장치의 제 1 실시예를 나타낸 회로도

도 2b는 제 1 실시예에 따른 전자접촉기 코일 구동장치의 역기전력과 석방시간을 나타낸 파형도

도 3a는 종래기술에 따른 전자접촉기 코일 구동장치의 제 2 실시예를 나타낸 회로도

도 3b는 제 2 실시예에 따른 전자접촉기 코일 구동장치의 역기전력과 석방시간을 나타낸 파형도

도 4는 본 발명에 따른 DC 조작용 전자접촉기 코일 구동장치의 회로도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100: DC 조작용 전자접촉기 200: 코일 구동부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 DC 조작용 전자접촉기의 코일 구동장치는 DC 조작용 전자접촉기에 있어서, 상기 DC 조작용 전자접촉기를 흡인하는 코일; 상기 코일에 전원을 인가하는 전원 입력부; 그리고, 상기 전원 입력부의 일측에 서로 직렬 연결되어 상기 전원 입력부를 통해 전원이 인가되면 전압을 강하시키는 제 1 및 제 2 다이오드와, 상기 제 1 다이오드의 애노드에 일측이 연결되고 상기 제 2 다이오드의 캐소드에 타측이 연결되어 상기 제 1 및 제 2 다이오드를 통해 강하된 전압 강하분 만큼 전류를 충전하는 캐패시터와, 상기 제 2 다이오드의 캐소드에 연결된 캐패시터 일측에 에미터가 연결되어 상기 전원 입력부로부터 전원 입력이 오프되면 온되어 상기 캐패시터에 축적된 전류를 소모하고, 상기 캐패시터에 축적된 전류가 모두 소모되면 오프되는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터의 콜렉터에 일측이 연결되고 상기 트랜지스터의 에미터에 타측이 연결되어 상기 트랜지스터가 오프되면 상기 코일에 남아있는 잔여 역기전력을 흡수하는 바리스터를 구비한 코일 구동부를 포함하여 구성되는데 그 특징이 있다.

이하, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 DC 조작용 전자접촉기의 코일 구동장치를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 DC 조작용 전자접촉기의 코일 구동장치는 DC 조작용 전자접촉기(100)를 흡인하는 코일(도시부호 생략)과, 전원을 인가하는 전원 입력부(V1)와, 전자접촉기의 석방시 상기 코일에서 발생되는 역기전력을 흡수하고 석방시간을 단축시키는 코일 구동부(200)로 구성된다.

이때, 상기 코일 구동부(200)는 상기 전원 입력부(V1)의 일단에 서로 직렬 연결되어 상기 전원 입력부(V1)룰 통해 전원이 인가되면 전압을 강하시키는 제 1 다이오드(D11) 및 제 2 다이오드(D12)와, 상기 제 1 다이오드(D11)의 애노드(Anode)에 일측이 연결되고 상기 제 2 다이오드(D12)의 캐소드(Cathode)에 타측이 연결되어 상기 제 1 및 제 2 다이오드(D11, D12)를 통해 강하된 전압 강하분 만큼 전류를 충전하는 캐패시터(C11)와, 상기 제 2 다이오드(D12)의 캐소드에 연결된 캐패시터(C11) 일측에 에미터(Emitter)가 연결되어 상기 전원 입력부(V1)로부터 전원 입력이 오프되면 온(On)되어 상기 캐패시터(C11)에 축적된 전류를 소모하고 상기 캐패시터(C11)에 축적된 전류가 모두 소모되면 오프(Off)되는 트랜지스터(Q11)와, 상기 트랜지스터(Q11)의 콜렉터(Collector)에 일측이 연결되고 상기 트랜지스터(Q11)의 에미터에 타측이 연결되어 상기 트랜지스터(Q11)가 오프되면 상기 코일에 남아있는 잔여 역기전력을 흡수하는 바리스터(TNR11)로 구성된다.또한, 상기 코일 구동부(200)는 상기 제 1 다이오드(D11)의 애노드에 일측이 연결되고 상기 트랜지스터(Q11)의 베이스(Base)에 타측이 연결되는 전류 제한용 저항(R11)를 더 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 DC 조작용 전자접촉기의 코일 구동장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

상기 캐패시터(C11)는 상기 제 1 다이오드(D11) 및 제 2 다이오드(D12)를 통해서 전원전압(V1)이 인가되면 전압 강하분 만큼 전하를 충전하고, 상기 트랜지스터(Q11)는 상기 캐패시터(C11)에 전하를 충전한 후 상기 전원(V1)이 오프 되었을 경우 상기 저항(R11)을 통해 도통되어 역기 전력을 흡수한다.

즉, 상기 코일 구동부(200)에 전원전압이 오프 되면 캐피스터(C11)에 축적되어 있던 전하가 상기 저항(R11)을 통해서 트랜지스터(Q11)의 베이스(Baes)에 인가되고, 베이스에 전하가 인가되면 상기 트랜지스터(Q11)는 도통되어 코일의 역기전력을 흡수한다.

그리고 상기 캐피스터(C11)의 축적된 전하가 소모되어 상기 트랜지스터(Q11)의 베이스(Base)에 전류가 인가되지 않으면, 상기 트랜지스터(Q11)는 오프 된다.

이어서, 상기 코일에 남아있는 잔여 역기전력은 바리스터(TNR11)를 통해서 전류가 소모되므로 DC 조작용 전자접촉기(100)의 흡인 유지력 이하로 전류가 내려가면 DC 조작용 전자접촉기(100)가 석방한다.

또한, 상기 바리스터(TNR11)는 상기 충전된 전류가 소모되어 상기 트랜지스터(Q11)에 전류가 인가되지 않으면 상기 트랜지스터(Q11)는 오프 되고, 상기 코일에 남아있는 잔여 역기전력을 흡수하여 석방시간을 단축시킨다.

따라서, 상기 DC 조작용 전자접촉기(100)가 석방 시에는 코일 구동장치의 상기 캐피스터(C11)에 충전된 전하가 저항(R11)을 통해서 상기 트랜지스터(Q11)를 턴 온 시켜 역기전력을 흡수하며, 상기 캐피스터(C11)에 충전된 전하가 소멸된 후 잔여 역기전력을 상기 바리스터(TNR11)가 흡수함으로써 석방시간을 단축시킨다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 DC 조작용 전자접촉기의 코일 구동장치는 전자접촉기 석방 시 코일에서 발생하는 역기전력을 흡수함으로써 코일 인가전압과 같은 선로의 다른 기기를 역기전력으로부터 보호함과 동시에 석방시간을단축시킬 수 있는 효과가 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (4)

1. DC 조작용 전자접촉기에 있어서,

   상기 DC 조작용 전자접촉기를 흡인하는 코일;

   상기 코일에 전원을 인가하는 전원 입력부; 그리고,

   상기 전원 입력부의 일측에 서로 직렬 연결되어 상기 전원 입력부를 통해 전원이 인가되면 전압을 강하시키는 제 1 및 제 2 다이오드와, 상기 제 1 다이오드의 애노드에 일측이 연결되고 상기 제 2 다이오드의 캐소드에 타측이 연결되어 상기 제 1 및 제 2 다이오드를 통해 강하된 전압 강하분 만큼 전류를 충전하는 캐패시터와, 상기 제 2 다이오드의 캐소드에 연결된 캐패시터 일측에 에미터가 연결되어 상기 전원 입력부로부터 전원 입력이 오프되면 온되어 상기 캐패시터에 축적된 전류를 소모하고, 상기 캐패시터에 축적된 전류가 모두 소모되면 오프되는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터의 콜렉터에 일측이 연결되고 상기 트랜지스터의 에미터에 타측이 연결되어 상기 트랜지스터가 오프되면 상기 코일에 남아있는 잔여 역기전력을 흡수하는 바리스터를 구비한 코일 구동부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 DC 조작용 전자접촉기의 코일구동장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 트랜지스터는 엔형 트랜지스터(N -type transistor)임을 특징으로 하는 DC 조작용 전자접촉기의 코일 구동장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 코일 구동부는

   상기 제 1 다이오드의 애노드에 일측이 연결되고 상기 트랜지스터의 베이스에 타측이 연결되는 전류 제한용 저항을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 DC 조작용 전자접촉기의 코일구동장치.