KR100458704B1 - 전동기용 시동시스템 - Google Patents

Abstract

밀폐형 냉동 압축기를 구동시키는 전동기용 시동 시스템으로서, 압축기 동체 외부에 설치된 밀폐 단자(40)를 통해 전원(3)으로부터 전류를 공급받는 주 권선(1) 및 보조 권선(2)을 포함하고, 보조 권선(2)은 그의 한쪽 단자에서, 압축기 동체 내부에 가융(可融) 요소(20)와 직렬로 설치된 시동장치(10)를 통해 전원(3)에 접속되어 있고, 상기 가융 요소(20)는 시동장치(10)에 의한 보조 권선(2)에의 전류공급을 명확히 차단하기 위해, 전류가 공급될 때 개방되고, 상기 밀폐 단자(40)는 가융 요소(20) 및 시동장치(10)에 의해 형성된 회로가 명확히 개방된 때 보조 권선(2)의 다른 단자와 전원(3) 사이의 선택적 접속을 조장하기 위해 외부 시동장치(50)를 수용하도록 설계되어 있다.

Description

전동기용 시동시스템{An improvement in a starting system for an electric motor}

통상의 구조에서, 상기한 유형의 전동기는 주(主) 권선과 보조 권선을 가지고 있고, 이들 권선은, 안에 전동기를 구비한 압축기 동체의 외벽에 전기적으로 접속되도록 케이싱(casing)에 설치되는 시동 계전기(relay) 또는 서미스터(thermistor)(PTC)를 포함하는 전동기 시동회로를 통해 전원으로부터 전류를 공급받는다.

이러한 구조에서, 전동기의 주 권선 및 보조 권선 각각의 단자가 상기 시동회로의 스위칭 요소를 통해 전원에 직접 접속되어 있는 한편, 보조 권선의 다른 쪽 단자가 시동 계전기 또는 PTC를 통해 전원에 전기적으로 접속되어 있다.

시동 계전기를 사용하는 구조는, 단점으로서, 바람직하지 않은 경우에 계전기 접점이 폐쇄되거나 또는 많은 간섭 전류 방출 상황 및 스파크 발생의 경우에 계전기 접점이 용융될 가능성이 있다.

시동 PTC를 사용하는 구조는, 실제로, PTC의 저항이 보조 권선에의 전류공급을 효과적으로 차단할 수 없어, 보조 권선을 통해 잔류 전류가 남아 있게 함으로써, 전동기의 전력 소비가 발생한다는 단점을 가지고 있다. 또한, PTC를 통해 흐르는 전류가 존재하여 PTC를 가열시킴으로써, 전동기를 새로이 시동하는 것을 어렵게 하는데, 그 이유는, PTC가 전류 통과에 대한 중대한 저항이 없게 하는 정해진 온도를 가질 때만 새로운 시동이 일어나기 때문이다.

전동기의 시동을 달성하기 위한 시동 계전기 또는 PTC의 설치로부터 발생하는 상기한 단점 외에도, 그러한 요소들을 갖는 시동회로를 압축기의 외부에 설치하는 이러한 종래 구조는, 상기 케이싱을 압축기에 장착하는 것이 어렵고 불편하다는 것과, 상기 케이싱이 압축기의 이동, 예를 들어, 운반 시에 충격에 노출됨으로써, 시동회로를 수용하는 케이싱이 압축기 동체로부터 부주의하게 분리될 수 있다는 단점도 가지고 있다.

시동 계전기 또는 시동 PTC의 사용으로 인하여 발생하는 단점들을 피하기 위해, 전동기의 시동회로에서의 상기 구성요소들의 사용을 배제할 목적으로, 브라질 특허출원 PI 9801913.9호를 우선권 주장하여 1998년 10월 2일 출원한 본 출원인의 브라질 특허출원에 그 해결책이 제안되었고, 이 해결책에 따른 시동 시스템은, 전원과 보조 권선 사이에 제공된 스위칭 수단, 및 전동기 내부에 제공되고, 전동기의 작동을 위해 주 권선에 전류가 공급된 때 그 주 권선에 의해 발생되는 자기장을 받는 작동수단을 포함하고, 그 작동수단은, 주 권선을 통과하는 시동 전류가 소정 세기의 자기장을 발생시킬 때는 보조 권선에 전류를 공급하기 위해 상기 스위칭 수단을 폐쇄하고, 주 권선을 통과하는 정규 작동 전류가 작은 세기의 자기장을 발생시킬 때는 보조 권선에의 전류 공급을 차단하기 위해 상기 스위칭 수단을 개방하도록 되어 있다.

압축기 동체의 내부에 설치된 이러한 시동 시스템은 시동 계전기 및 PTC의 사용과 관련된 상기한 단점들을 제거하기 때문에 매우 유리하다. 그러나, 스위칭 수단이 압축기 동체의 내부에 위치하기 때문에, 압축기가 냉동기 내에 설치된 후에 상기 스위칭 요소가 고장날 경우에, 수리를 위해서는 압축기의 완전한 교체가 요구되고, 이것은 긴 시간과 많은 비용이 드는 절차이다.

본 발명은 유도 전동기용 시동 시스템, 특히, 밀폐형 냉동 압축기의 동체(胴體) 내부에 설치되는 유형의 전동기용 시동 시스템의 개량에 관한 것이다.

도 1은, 종래 기술에 따라, 압축기 동체 내부에 설치된 시동장치에 접속된 전동기의 주 권선 및 보조 권선을 개략적으로 나타낸다.

도 2는 본 발명에 따라, 시동장치에 직렬로 가융 요소가 설치되고, 주 권선 및 보조 권선이 압축기 동체 외부의 밀폐 단자에 접속되어 있는 것을 나타낸다.

따라서, 본 발명의 목적은 밀폐형 압축기의 동체 내부에 설치되는 유형의 전동기용 시동 시스템으로서, 압축기 동체의 내부에 설치된 시동장치가 고장난 때 그 시동장치에의 전류공급을 용이하고 신속하게 차단할 수 있고, 압축기를 교체할 필요 없이, 압축기 동체의 외부에 부착될 수 있는 다른 시동장치로 대체될 수 있는 전동기용 시동 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명에 의한 개선은, 밀폐형 냉동 압축기를 구동시키는 전동기용 시동 시스템으로서, 전원으로부터 전류를 공급받는 주 권선과, 한쪽 단자가 전원에 직접 접속되어 있고, 반대 쪽 단자는 압축기 동체 내에서 압축기에 장착된 시동장치를 통해 전원에 접속되어 있는 보조 권선을 포함하고, 상기 주 권선 및 상기 보조 권선이 압축기 동체의 외부에 설치된 밀폐 단자(hermetic terminal)의 접촉 단자들에 의해 전원에 접속되어 있는 전동기용 시동 시스템에 적용된다.

본 발명은, 소정 세기의 정해진 차단 값(break value)을 갖는 전류가 흐를 때 개방되어 시동장치에 의한 보조 권선에의 전류 공급을 차단하는 가융(可融) 요소(fusible element)가 시동장치와 직렬로 설치되어 있고, 밀폐 단자는, 가융 요소와 시동장치에 의해 형성된 회로가 개방된 때 보조 권선의 반대 쪽 단자와 전원 사이를 접속하기 위해 외부 시동장치를 수용하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

압축기 동체 내부에서 시동장치와 직렬로 가융 요소가 설치됨으로써, 시동장치가 고장난 경우에, 압축기의 작동 및 시동 레벨의 세기보다 높고 가융 요소를 명확히 개방시켜 그 가융 요소와 직렬로 설치된 시동장치가 작동할 수 없게 하기에 충분한 세기를 갖는 전류가 가융 요소 및 시동장치를 통해 흐를 수 있게 된다. 압축기 동체 내부의 시동장치가 작동할 수 없게 된 때, 적절한 구조의 다른 시동장치가 압축기 동체의 외부에 설치된 밀폐 단자에 신속하고 용이하게 장착되어, 보조 권선과 전원 사이의 전기적 접속을 복구할 수 있다. 따라서, 시동장치를 교체 또는 해체할 필요 없이 압축기의 작동능력이 복구될 수 있다.

이하, 첨부 도면에 의거하여 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명은 냉동 압축기에 사용되는 유형의 전동기와 관련하여 설명된다. 이 전동기는, 예를 들어, 교류 전력선과 같은 전원(3)으로부터 전류를 공급받는 주(主) 권선(1)과 보조 권선(2)을 포함한다.

전동기의 시동 중에는, 전동기의 정규 작동 전류의 세기보다 대개 더 높은 세기를 갖는 시동전류가 전동기의 주 권선(1)으로 보내져, 강한 자기장을 발생한다. 공지 기술에 따르면, 전동기의 시동 중에, 시동전류가 시동회로(도시되지 않음)를 작동시키고, 그 시동회로는 소정 시간(이 시간은 시동회로의 전도 특성에 따라 변한다)동안 보조 권선(2)으로 전류가 통과하게 하며, 보조 권선(2)으로의 전류 통과는 일반적으로, 주 권선(1)을 통과하는 전류가 전동기의 정규 작동 전류에 실질적으로 대응하는 정해진 값에 도달한 때 차단된다.

본 발명에 의하면, 첨부 도면에 도시된 바와 같이, 전동기의 보조 권선(2)에의 전류 공급은 전동기의 시동 중에 시동장치(10)를 통해 일어난다. 이 시동장치(10)는 보조 권선(2) 및 전원(3)에 접속되어 있고, 압축기 동체(胴體) 내부에 설치되어 있다.

시동장치의 한가지 구조는 전술한 브라질 특허출원 명세서에 기재된 것일 수 있고, 이 명세서에 기재된 시동장치는, 전동기의 주 권선(1)을 통과하는 전류에 따라 보조 권선(2)에의 공급회로를 개폐하도록 보조 권선(2)과 전원(3) 사이에 제공된 스위치를 작동시키기 위해, 주 권선을 통한 전류의 통과에 의해 발생되는 자기장의 세기에 영향을 받는 작동 요소를 가지고 있다.

그러한 구조가 도 1에 개략적으로 도시되어 있고, 도 1에서, 시동 장치(10)가 주 권선(1)의 한쪽 단자와 보조 권선(2)의 한쪽 단자 사이에 접속되어 있다. 이러한 유형의 구조에서는, 시동장치의 결함이 압축기를 해체 및 교체함으로써만 수리될 수 있다.

본 발명에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 적당한 구조의 가융(可融) 요소(20)가 보조 권선(2)의 한쪽 단자와 주 권선(1)의 한쪽 단자(이 단자는 전원(3)에도 전기적으로 접속되어 있다) 사이에서 시동장치(10)와 직렬로 설치되어 있다. 도시된 바와 같이 그리고 종래 기술에 잘 알려진 바와 같이, 주 권선(1)의 다른 쪽 단자와 보조 권선(2)의 다른 쪽 단자는 서로 직접 접속되어 있고, 전원(3)에도 접속되어 있다.

가융 요소(20)는 시동장치(10)를 통한 전원(3)에의 보조 권선(2)의 전기적 접속을 유지하도록 구성되어 있고, 이들 요소에 인가되는 전류는, 전동기의 시동전류 값을 포함한, 전동기의 상이한 작동 조건에서 도달할 수 있는 최대 전류 값보다 높은 정해진 차단 값(break value) 아래로 유지된다. 그러나, 가융 요소(20)를 통과하는 전류가 정해진 차단 값보다 높을 경우에는, 그 가융 요소가 개방되어, 보조 권선(2)의 단자와 전동기의 전원(3) 사이의 접속을 차단하고 시동장치(10)가 작동할 수 없게 하여, 전동기의 다른 부품 또는 전동기의 전원회로에 대한 손상이 일어나지 않게 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 주 권선(1) 및 보조 권선(2)의 단자들과 전원(3) 사이의 전기적 접속을 이루기 위해, 접촉 단자(41, 42, 43)들을 구비한 공지 구조의 밀폐 단자(40)가 압축기 동체의 외부에 제공되어 있다.

보조 권선(2)의 각 단자에의 전류공급이 차단된 상태에서 압축기 동체 내부의 시동장치(10)가 고장난 때는, 가융 요소(20)의 용융 또는 개방을 일으킬 필요가 없다.

그러나, 보조 권선(2)이 전원(3)에 접속되어 유지된 상태에서 시동장치(10)가 고장난 때는, 정해진 차단 값보다 높은 값의 전류가 가융 요소(20)를 통과하여, 그 가융 요소(20)를 파괴하고 시동장치(10)가 작동할 수 없게 한다.

가융 요소(20)의 개방 또는 파괴에 의해 시동장치(10)가 작동할 수 없게 된 때, 공지 구조의 외부 시동장치(50)를 밀폐 단자(40)에 결합할 수 있고, 이 외부 시동장치(50)는 보조 권선(2)과 전원(3)을 전기적으로 접속하여, 압축기를 해체 또는 교체할 필요 없이 전동기의 작동 능력을 복구할 수 있다.

Claims (2)

1. 밀폐형 냉동 압축기를 구동시키는 전동기용 시동 시스템으로서, 전원(3)으로부터 전류를 공급받는 주 권선(1)과, 한쪽 단자가 상기 전원(3)에 직접 접속되어 있고, 반대 쪽 단자는 압축기 동체(胴體) 내에서 압축기에 장착된 시동장치(10)를 통해 상기 전원(3)에 접속되어 있는 보조 권선(2)을 포함하고, 상기 주 권선(1) 및 상기 보조 권선(2)이 압축기 동체의 외부에 설치된 밀폐 단자(40)의 접촉 단자들에 의해 상기 전원(3)에 접속되어 있는 전동기용 시동 시스템에 있어서,

   소정 세기의 정해진 차단 값(break value)을 갖는 전류가 흐를 때 개방되어 상기 시동장치(10)에 의한 상기 보조 권선(2)에의 전류 공급을 차단하는 가융(可融) 요소(20)가 상기 시동장치(10)와 직렬로 설치되어 있고, 상기 밀폐 단자(40)는, 상기 가융 요소(20)와 상기 시동장치(10)에 의해 형성된 회로가 개방된 때 상기 보조 권선(2)의 상기 반대 쪽 단자와 상기 전원(3) 사이를 접속하기 위해 외부 시동장치(50)를 수용하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동기용 시동 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가융 요소(20)를 통과하는 전류의 상기 정해진 차단 값은 전동기의 시동 및 정규 작동을 포함한 여러 작동 조건에서 도달할 수 있는 최대 전류 값보다 높지만, 전원회로 뿐만 아니라 상기 전동기에의 손상을 일으킬 수 있는 값보다는 낮은 것을 특징으로 하는 전동기용 시동 시스템.