KR100425171B1 - 3상 전류계 기능을 갖춘 디지털 모터 콘트롤러 - Google Patents

3상 전류계 기능을 갖춘 디지털 모터 콘트롤러 Download PDF

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Abstract

본 발명의 디지털 모터 콘트롤러는 내장된 변압기 및 변류기를 구비한 조작 전원부와, 모터의 부하 전류로부터 노이즈를 감소시키고 제어부에 정확한 전류값을 입력하는 부하전류 검출용 변류기 및 전류 입력부와, 감시반에서 통신으로 조작 가능하도록 하는 통신부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

3상 전류계 기능을 갖춘 디지털 모터 콘트롤러{Digital motor controller equiped ammeter of three phase}
본 발명은 다양한 모터 고장 요소를 보호할 뿐 아니라 모터를 제어할 수 있는 디지털 모터 콘트롤러에 관한 것이다.
모터는 전기적인 에너지를 기계적인 에너지로 변환시키는 것으로, 모터 내의 코일이 권취된 고정자에 전기 에너지가 인가되면 고정자의 내측에 구성된 회전자가 코일의 자기장에 의하여 회전력을 발생하는 것이다. 이러한 상기 모터의 회전을 제어하기 위해 모터 콘트롤러가 제안되고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 모터 콘트롤러의 개략도 이다.
종래의 모터 콘트롤러(2)는 구동 전원을 공급하기 위해 별도의 변압기 또는 변류기를 구비한 콘트롤러 전원부(1)와 함께 구성된다. 또한, 상기 모터 콘트롤러(2)는 모터를 구동시키기 위한 AC 입력부(3)와, 정전 및 복전을 감시하기 위한 정전 검출부(4)와, 모터의 회전에 따른 부하 전류를 감지하기 위한 CT(변류기) 입력부(5)와, 외부의 영상 변류기(ZCT)를 통하여 지락 전류를 검출하기 위한 지락 검출부(6)와, 외부 접점상태를 인식하기 위한 외부 입력 전압부(7)와, 필요한 정보를 메모리에 저장하기 위한 KEY 입력부(8)와, 각종 입력부에서 입력된 신호 및 데이터를 기본으로 하여 연산 및 판단하여 제어 신호를 관련 출력부에 출력하는 제어부(9)와, 상기 모터를 제어하기 위한 데이터를 저장하는 메모리부(10), 모터 기동 방식에 따른 출력 및 트립(TRIP) 접점 그리고 조작 우선 순위에 따른 출력 접점으로 이루어진 접점 출력부(11), 모터의 제어에 관한 설정이나 작동 상태를 표시하는 상태 표시부(12)로 구성된다.
상기 모터 콘트롤러(2)는 모터에 인가된 전력을 정해진 방법에 의하여 제어하는 것으로써, 모터의 제어를 위한 다양한 기능이 포함되어 있다. 하지만, 상기모터 콘트롤러(2)를 구동하기 위해 콘트롤러 전원부(1)로 부터 전압이 AC 24V로 공급되어야 때문에 외부에 별도의 변압기를 사용하여 전압을 강하시켜 전원을 공급해야하고, 또한 변류기를 외부에 연결하여 전류를 인식하도록 구성되어 진다. 더우기, 상기 모터 콘트롤러(2)는 기동방식에 따라 별도의 제품을 선택해야 한다.
따라서, 상기 모터 콘트롤러(2)에 따른 외장형 변류기 및 변압기를 사용할 경우 중간 케이블(CABLE)이 노이즈(NOISE)에 대한 내성이 떨어지고, 배전반 패널 구성 시 공간이 부족하여 결선이 어려워진다. 또한, 각종 모터 기동방식에 따라 별도의 제품을 사용해야만 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 상기 모터 콘트롤러를 구동하기 위해 내장형 변류기 및 변압기를 구비하고, 모터의 기동방식에 유동적인 디지털 모터 콘트롤러를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 종래 기술에 따른 모터 콘트롤러 개략도.
도 2 본 발명에 따른 디지털 모터 콘트롤러 개략도.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 전원부 2 : 모터 콘트롤러
3 : AC 입력부 4 : 정전 검출부
5 : CT(변류기) 입력부 6 : 지락 검출부
7 : 외부 입력 전압부 8 : KEY 입력부
9 : 제어부 10 : 메모리부(EEPROM)
11 : 접점 출력부 12 : 상태 표시부
13 : 조작 전원부14 : 부하전류 검출용 변류기 및 전류 입력부
15 : 통신부
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 디지털 모터 콘트롤러는 교류전원으로부터의 교류전류를 강압 및 정류하여 직류전원전압을 공급하는 동시에 상기 교류전류의 전류 값을 나타내는 신호를 제공하는 조작 전원부, 상기 조작 전원부에서 제공하는 상기 교류전원의 교류 전류 값을 근거하여 정전을 감지하는 정전 검출부, 모터에 흐르는 부하전류를 검출하여 부하 전류 값에 상응하는 신호를 출력하는 부하전류 검출용 변류기 및 전류 입력부, 영상 변류기를 이용하여 지락 전류를 검출하는 지락 검출부, 외부 마그네틱 콘텍터의 접점 개폐 상태를 나타내는 전압신호를 입력하는 외부 입력 전압부, 모터의 각종 기동방식 및 보호 방식을 입력하는 KEY 입력부, 상기 각 검출부 또는 입력부에서 입력된 신호에 따라 상기 모터를 제어하기 위한 제어신호를 관련 출력부에 출력하는 제어부, 상기 모터의 제어에 관한 설정이나 작동 상태를 표시하는 상태표시부, 상기 제어부에서 출력된 제어신호에 따라 모터를 제어하는 접점 출력부, 상기 모터의 제어에 관한 데이터가 설정되어 있고 필요에 따라 입력된 데이터를 저장하는 메모리부, 상기 모터를 감시 제어하기 위해 감시반에서 통신으로 조작하는 통신부를 포함하여 이루어진다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 3상 전류계 기능을 갖춘 디지털 모터 콘트롤러에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 3상 전류계 기능을 갖춘 디지털 모터 콘트롤러의 개략도 이다.
도 2에서와 같이, 본 발명의 3상 전류계 기능을 갖춘 디지털 모터 콘트롤러(2)는 조작 전원부(13)와, 제어부(9)와, 상기 제어부를 중심으로 정전 검출부(3), 부하전류 검출용 변류기 및 전류 입력부(14), 지락 검출부(6), 외부 입력 전압부(7), KEY 입력부(8)로 이루어진 입력부(도시되지 않음)와, 접점 출력부(11), 상태 표시부(12)로 이루어진 출력부(도시되지 않음)와, 상기 제어부의 상호 입출력 관계를 가진 메모리부(10), 통신부(15)로 구성된다.
상기 조작 전원부(13)는 상기 모터 콘트롤러(2)에 변류계 및 변압기가 내장되어 있어 인가된 고전압 AC 220V 전압을 저전압의 DC 5V 또는 DC 12V로 출력되도록 하고, 외부 노이즈에 대한 대책 회로를 갖추고 있어서 노이즈 내량을 강하게 한다.
상기 제어부(9)는 각종 입력부에서 입력된 신호 및 데이터를 기본으로 하여 연산 및 판단하여 모터를 제어하기 위한 제어신호를 관련 상기 출력부에 출력하고, 상기 메모리부(10)와 상기 통신부(15)에 필요한 중요 데이터를 입출력한다.
상기 제어부(9)의 입력부는 외부 정전이 발생한 경우를 대비하여 정전을 감지하고 이후 복전이 되었을 때 메모리부에서 필요한 데이터를 다시 읽어 와서 정전 이전의 상태로 복귀시키는 상기 정전 검출부(4)와, 모터의 회전에 따른 전류를 감지하고 상기 전류에 포함되어 있는 노이즈 부분을 제거하여 정확한 전류를 인식하도록 구성되기 때문에 모터의 각종 고장 원인을 사전에 검출하여 보호하는 상기 부하전류 검출용 변류기 및 전류 입력부(14), 외부의 영상 변류기(ZCT)를 통하여 지락 전류가 검출되면 이 지락을 검출하는 상기 지락 검출부(6)와, 외부 접점 상태를 인식하는 상기 외부 입력 전압부(7)와, 모터의 각종 기동방식(직입 기동, Y-DELTA 기동, 리액터 기동, 정역 기동)을 선택할 수 있고, 모터의 각종 보호요소를 적절하게 선택할 수 있는 제어뿐만 아니라 각종 필요 정보를 상기 메모리에 저장시키는 상기 KEY 입력부(8)로 이루어진다.
상기 제어부(9)의 출력부는 3상 전류계 역할을 하는 7-세그먼트(SEGMENT)와 엘이디(LED)로 구성되어 모터의 제어에 관한 설정이나 작동 상태를 표시하는 상태 표시부(12)와, 상기 제어부(9)에서 출력된 출력 신호에 따라 모터를 제어하는 곳으로 모터 기동 방식에 따른 출력 접점 3점, TRIP 접점 1점, 그리고 조작 우선 순위(현장, 감시반, 원방제어, 패널)에 따른 출력 접점 3점으로 이루어진 상기 접점 출력부(11)로 이루어진다.
또한, 상기 제어부(9)의 입출력에 관련한 곳으로 각종 저장된 데이터로부터 모터의 제어에 관한 데이터를 설정 또는 필요에 따라 입력된 데이터를 저장하는 상기 메모리부(10)와, 모터를 감시 및 제어하기 위해 감시반에서 통신으로 조작 가능하도록 하는 상기 통신부(15)로 이루어진다.
이와 같이 구성된 디지털 모터 콘트롤러(2)의 작동을 살펴보면, 상기 조작 전원부(13)에서 전원 전압을 받아 외부 노이즈를 감소시키고, 필요한 만큼의 저전압의 직류 전원으로 만든다. 상기 KEY 입력부(8)에서 모터의 각종 기동 방식 및 보호 요소를 적절하게 선택하여 상기 메모리부(10)에 저장하고, 외부 정전이 발생할 경우 상기 정전 검출부(4)에 의하여 감시되고, 정전 시 필요한 중요 데이터를 상기 메모리부(10)에 저장시킨다. 이후, 다시 복전이 될 때 정전 이전 상태로 복귀시킨다. 상기 부하전류 검출용 변류기 및 전류 입력부(14)는 교류 전동기의 전류에 포함되어 있는 노이즈 부분을 제거하여 보다 정확한 전류를 인식할 수 있도록 하며, 상기 교류 전동기의 시동 및 운전 중 발생하는 과전류, 저전류, 역상, 결상, 상 불평형, LOCK, STAll을 설정된 동작 시간에 의해 정확하게 검출하여 교류 전동기를 더욱 확실하게 보호한다. 또한 외부 영상 변류기를 통하여 지락 전류가 검출되면 이 지락을 상기 지락 검출부(6)에서 검출하고, 외부 입력 전압부(7)는 외부 접점의 상태를 인식한다.
상기 KEY 입력부(8)에서 받은 데이터를 상기 메모리부(10)의 메모리는 비전압 메모리를 사용하여 구동에 필요한 전압이 차단되더라도 저장된 데이터를 계속 유지시킬 수 있도록 하고, 제어부(9)는 상기 입력부와 상기 메모리부(10)와통신부(15)로부터 입력된 신호와 데이터를 마이크로 프로세서나 논리소자를 이용하여 각종 정보를 출력한다. 상기 제어부(9)로부터 출력된 출력신호를 받은 접점 출력부(11)는 모터를 제어하고, 상태 표시부(12)는 모터의 작동 상태를 표시한다.
여기서, 상기 디지털 모터 콘트롤러(2)는 내부에 변류기 및 변압기를 포함하고 있어서 외부의 외란 신호에 강하고 각종 기동 방식에 적용가능하고 별도의 3상 전류계가 필요 없다. 또한, 다양한 기동 방식 중 원하는 기동 방식을 선택하고, 입력 접점회로 및 출력 접점회로를 구성하면 제어부(9)는 기동방식을 판정 후 출력회로에 접점 신호를 출력하여 각종 기동 방식에 대응한다. 더욱이, 부하전류 검출용 변류기 및 전류 입력부(14)에서 이상전류가 감지되면 교류 전자 접촉기의 조작 코일부(도시되지 않음)에 전원 공급이 중단되어 교류 전동기에 공급되는 전력 공급원을 차단하여 전동기의 소손 방지 및 보호가 가능하다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 디지털 콘트롤러는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에서 제안된 디지털 모터 콘트롤러는 내부에 변류기 및 변압기를 포함하고 있고, 외부 노이즈를 없애기 위한 대책회로를 갖추고 있어서 외부의 외란 신호에 강하고 각종 기동 방식에 적용가능하고, 그러므로 별도의 3상 전류계가 필요 없다.
또한, 상기 디지털 모터 콘트롤러는 교류 전동기의 시동 및 운전 중 발생하는 과전류, 저전류, 결상, 상 불평형, 지락, 구속 및 역상을 설정된 동작 시간에의해 정확하게 검출하여 교류 전동기를 더욱 확실하게 보호하는 기능을 내장하고 있어서 안정적으로 모터를 제어할 수 있다.

Claims (4)

  1. 교류전원으로부터의 교류전류를 강압 및 정류하여 직류전원전압을 공급하는 동시에 상기 교류전류의 전류 값을 나타내는 신호를 제공하는 조작 전원부,
    상기 조작 전원부에서 제공하는 상기 교류전원의 교류 전류 값을 근거하여 정전을 감지하는 정전 검출부,
    모터에 흐르는 부하전류를 검출하여 부하 전류 값에 상응하는 신호를 출력하는 부하전류 검출용 변류기 및 전류 입력부,
    영상 변류기를 이용하여 지락 전류를 검출하는 지락 검출부,
    외부 마그네틱 콘텍터의 접점 개폐 상태를 나타내는 전압신호를 입력하는 외부 입력 전압부,
    모터의 각종 기동방식 및 보호 방식을 입력하는 KEY 입력부,
    상기 각 검출부 또는 입력부에서 입력된 신호에 따라 상기 모터를 제어하기 위한 제어신호를 관련 출력부에 출력하는 제어부,
    상기 모터의 제어에 관한 설정이나 작동 상태를 표시하는 상태표시부,
    상기 제어부에서 출력된 제어신호에 따라 모터를 제어하는 접점 출력부,
    상기 모터의 제어에 관한 데이터가 설정되어 있고 필요에 따라 입력된 데이터를 저장하는 메모리부,
    상기 모터를 감시 제어하기 위해 감시반에서 통신으로 조작하는 통신부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 디지털 모터 콘트롤러.
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