KR100502038B1 - 고청정을 위한 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛제어시스템과 네트워크를 이용하여 그 비엘디씨 모터구동형 팬필터 유닛 제어시스템을 관리하는 관리시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고청정을 위한 비엘디씨(BLDC) 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템과 네트워크를 이용하여 그 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템을 관리하는 관리시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 고청정에 사용되는 3상 비엘디씨 모터의 수명을 예측하여 경년변화의 발생을 예방하고, 3상 비엘디씨 모터 사용 시에 발생하는 소음 및 진동을 최소화하며, 네트워크를 통한 각 시스템간의 데이터 전송 시 통신 오동작의 발생을 방지할 수 있게 하는 고청정을 위한 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템과 네트워크를 이용하여 그 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템을 관리하는 관리시스템에 관한 것이다.
본 발명은 3상 비엘디씨용 드라이버의 구동전압, 3상 비엘디씨 모터의 구동전압 및 제어단(104)의 구동전압을 출력하는 전압공급단(101); 6개의 스위치가 연결된 3상 인버터로 구성되고, 상기 전압공급단(101)에서 비엘디씨용 드라이버의 구동전압 및 3상 비엘디씨 모터의 구동전압을 각각 입력받아 입력된 비엘디씨용 드라이버의 구동전압에 의해 3상 비엘디씨 모터의 구동전압을 일정하게 출력하는 비엘디씨용 드라이버단(102); 상기 비엘디씨용 드라이버단(102)에서 일정하게 출력되는 3상 비엘디씨 모터의 구동전압을 입력받아, 3상 비엘디씨 모터를 구동하며, 홀센서에 의해 실제 회전하는 3상 비엘디씨 모터의 회전수인 3상 비엘디씨 모터의 실제속도신호를 검출하고, 홀센서의 단락, 단선과 비엘디씨 모터의 상의 단락, 단선 및 누전검출, 정전검출 등과 같은 이상이 발생할 경우, 경보신호를 생성하여 출력하는 비엘디씨 모터단(103); 상기 전압공급단(101)에서 제어단(104)의 구동전압을 입력받아 구동되며, 상기 비엘디씨 모터단(103)에서 3상 비엘디씨 모터의 실제속도신호 및 경보신호가 있을 경우, 각각 입력받고, 입력된 3상 비엘디씨 모터의 실제속도신호와 비엘디씨 모터의 기준속도신호를 비교분석하여 일정부하에서 일정속도로 구동되지 않을 경우, 구형파로 이루어진 3상 PWM 스위칭 패턴신호를 생성하여 상기 비엘디씨 모터단(103)에 입력되는 3상 비엘디씨 모터(103)의 구동전압이 조정되도록 제어하고, 상기 비엘디씨 모터단(103)으로부터 경보신호가 입력될 경우 전압공급단(101)을 제어하여 비엘디씨 모터단(103)에 공급되는 3상 비엘디씨 모터의 구동전압이 차단되도록 제어하는 제어단(104)과, 상기 전압공급단(101)으로부터 전압을 공급받아 구동되고 상기 제어단(104)으로부터 입력되는 비엘디씨 모터의 실제속도신호 및 경보신호를 네트워크를 통하여 관리시스템(200)으로 전송하는 직렬통신포트부(105)로 구성된 제어시스템(100)으로 이루어진 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템 및 상기 제어시스템(100)의 직렬통신포트부(105)로부터 네트워크를 통하여 전송되는 비엘디씨 모터의 실제속도신호 및 경보신호를 입력받는 직렬통신포트부와 데이터 입력부, 메모리부, 디스플레이부 및 CPU부로 이루어져 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템을 관리하는 적어도 하나 이상의 관리시스템(200)으로 이루어진 고청정을 위한 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템을 관리하는 관리시스템에 있어서, 상기 제어시스템(100)의 비엘디씨 모터단(103)의 구동여부를 인지하여 비엘디씨 모터단(103)의 구동이 시작될 때 구동시작신호를 생성하고, 비엘디씨 모터단(103)의 구동이 종료될 때 구동종료신호를 생성하고, 생성된 구동시작신호 및 구동종료신호를 분석하여 비엘디씨 모터단(103)의 사용시간을 계산하여 계산된 비엘디씨 모터사용 시간정보신호를 생성하고, 생성된 비엘디씨 모터사용 시간정보신호를 직렬통신포트부(105)를 통하여 전송이 되도록 제어하고, 상기 전압공급단(101)의 누설커패시티의 파손으로 인한 불안정한 전압공급을 감지하여 직렬통신포트부(105)로 공급되는 전압이 차단되도록 제어하는 직렬통신포트 전압제어신호를 생성하는 기능을 포함하는 제어단(104); 상기 제어단(104)으로부터 전송되는 직렬통신포트 전압제어신호에 의해 직렬통신포트부(105)로 공급되는 전압을 차단하는 통신보호회로부(106)를 더 포함하는 구성이다.
Description
본 발명은 고청정을 위한 비엘디씨(BLDC) 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템과 네트워크를 이용하여 그 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템을 관리하는 관리시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 고청정에 사용되는 3상 비엘디씨 모터의 수명을 예측하여 경년변화의 발생을 예방하고, 3상 비엘디씨 모터 사용 시에 발생하는 소음 및 진동을 최소화하며, 네트워크를 통한 각 시스템간의 데이터 전송 시 통신 오동작의 발생을 방지할 수 있게 하는 고청정을 위한 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템과 네트워크를 이용하여 그 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템을 관리하는 관리시스템에 관한 것이다.
일반적으로 팬필터 유닛 제어시스템(Fan Filter Unit Control System)은 크린룸 내의 청정상태를 유지하기 위한 팬필터 유닛의 전용제어시스템으로 효과적인 팬필터 유닛의 제어, 감시, 스탠드-얼론(Stand-alone) 및 각종 보호회로기능에 의한 시스템의 안정성 확보 등이 필요한 장치이기 때문에 종래 팬필터 유닛 제어시스템의 주요구성요소인 단상 교류(AC) 유도전동기의 사용에 의해 발생되는 낮은 역률(Power Factor), 전류THD의 증가 및 속도 응답성과 제어성능이 현저하게 저하되어서 오동작이 자주 발생되는 문제점을 본 출원인이 출원한 "비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템 및 제어방법과 네트워크를 이용하여 그 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템을 관리하는 관리시스템(출원번호; 10-2002-0010418)"에 의해 해소되었다.
도 1은 종래의 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템의 개략적인 블록구성도이다.
도시한 바와 같이, 교류전원을 직류전원으로 정류하고, 정류된 직류전원의 역률 보정 및 일정한 전압으로 승압이 되도록 제어되어 승압된 고전압에 의해 3상 비엘디씨용 드라이버의 구동전압, 3상 비엘디씨 모터의 구동전압 및 제어단(104)의 구동전압을 출력하는 전압공급단(101)과, 6개의 스위치가 연결된 3상 인버터로 구성되고, 상기 전압공급단(101)에서 비엘디씨용 드라이버의 구동전압, 3상 비엘디씨 모터의 구동전압을 각각 입력받아, 입력된 비엘디씨용 드라이버의 구동전압에 의해 상기 입력된 3상 비엘디씨 모터의 구동전압을 일정하게 출력하는 비엘디씨용 드라이버단(102)과, 상기 비엘디씨용 드라이버단(102)에서 일정하게 출력되는 3상 비엘디씨 모터의 구동전압을 입력받아, 3상 비엘디씨 모터를 구동하며, 홀센서에 의해 실제 회전하는 3상 비엘디씨 모터의 회전수인 3상 비엘디씨 모터의 실제속도신호를 검출하고, 홀센서의 단락, 단선과 비엘디씨 모터의 상의 단락, 단선 및 누전검출, 정전검출 등과 같은 이상이 발생할 경우, 경보신호를 생성하여 출력하는 비엘디씨 모터단(103)과, 상기 전압공급단(101)에서 제어단(104)의 구동전압을 입력받고, 입력된 구동전압에 의해 구동되며, 상기 비엘디씨 모터단(103)에서 3상 비엘디씨 모터의 실제속도신호및 경보신호가 있을 경우, 각각 입력받고, 입력된 3상 비엘디씨 모터의 실제속도신호와 비엘디씨 모터의 기준속도신호를 비교분석하여 일정부하에서 일정속도로 구동되지 않을 경우, 3상 PWM 스위칭 패턴신호를 생성하여 상기 비엘디씨 모터단(103)에 입력되는 3상 비엘디씨 모터(103)의 구동전압이 조정되도록 제어하고, 상기 비엘디씨 모터단(103)으로부터 경보신호가 입력될 경우 전압공급단(101)을 제어하여 비엘디씨 모터단(103)에 공급되는 3상 비엘디씨 모터의 구동전압이 차단되도록 제어하는 제어단(104)과, 상기 전압공급단(101)으로부터 전압을 공급받아 구동되고 상기 제어단(104)으로부터 입력되는 비엘디씨 모터의 실제속도신호 및 경보신호를 네트워크를 통하여 관리시스템(200)으로 전송하는 직렬통신포트부(105)로 구성된 제어시스템(100)이다.
여기서 3상 비엘디씨 모터의 기준속도신호는 시스템 관리자가 입력하는 것으로서, 관리시스템으로부터 통신망을 통하여 주기적으로 제어시스템(100)에 다운로드되어지고, 제어단(104)에서 생성되는 3상 PWM 스위칭 패턴신호는 제어단(104)에 구비된 PI제어기(미도시)에서 비엘디씨 모터단(103)로부터 피드백된 실제속도치를 나타내는 PLDC 모터의 실제속도신호와 비엘디씨 모터의 기준속도신호의 속도차이를 보상하여 펄스폭변조(PWM; Pulse Width Modulus)신호의 듀티(duty)를 결정함으로써, 구동되는 3상 비엘디씨 모터의 모터회전수가 소망하는 속도로 회전이 되도록 제어한다.
도 2는 종래의 다수개의 제어시스템을 그룹별로 구성하여 관리하는 관리시스템을 나타낸 블록도이다.
도시된 바와 같이, 교류전원을 직류전원으로 정류하며, 펄스폭변조신호에 의해 정류된 직류전원의 역률 보정 및 일정한 전압으로 승압이 되도록 제어하여 3상 비엘디씨 모터를 구동하고, 3상 비엘디씨 모터 구동 시, 생성되는 3상 비엘디씨 모터의 실제속도신호 및 이상징후가 발생할 경우 경보신호를 생성하고, 상기 3상 비엘디씨 모터의 실제속도신호와 비엘디씨 모터의 기준속도신호를 비교분석하여 일정부하에서 일정속도로 구동되지 않을 경우 구형파로 이루어진 3상 PWM 스위칭 패턴신호를 생성하여 비엘디씨 모터의 속도를 제어하고, 또한 상기 경보신호에 의해 상기 비엘디씨 모터단에 공급되는 3상 비엘디씨 모터의 구동전압을 차단하도록 제어하는 하나 이상의 제어시스템(100)이 그룹으로 구성되는 그룹별 제어시스템(A)과, 상기 그룹별 제어시스템(A)으로부터 네트워크를 통하여 전송되는 3상 비엘디씨 모터의 실제속도신호 및 경보신호를 입력받아 개개의 제어시스템(100)의 구동 및 정지를 제어하고, 모니터링 명령을 요청한 경우, 열람이 가능하도록 상기 3상 비엘디씨 모터의 실제속도신호 및 경보신호를 텍스트, 그래픽 또는 이들의 조합으로 출력하며, 상기 제어시스템(100)의 3상 비엘디씨 모터의 속도제어 명령을 요청한 경우, 속도조정을 제어하는 3상 비엘디씨 모터의 기준속도신호를 생성하여 해당 제어시스템(100)으로 전송하여 제어가 가능하게 하고, 일정주기로 별로 구분하여 제어시스템의 속도제어가 가능하게 하는 스케쥴제어 명령을 요청한 경우, 해당 제어시스템으로 스케쥴제어 요청신호를 전송하여 제어가 가능하도록 직렬통신포트부(미도시), 데이터 입력부(미도시), 메모리부(미도시), 디스플레이부(미도시) 및 CPU부(미도시)로 이루어진 하나 이상의 관리시스템(200)과, 상기 관리시스템(200)과 무선통신망으로 접속되어 해당 제어시스템(100)의 모니터링 명령 요청, 또는 속도제어 명령을 요청하여 구동되는 3상 비엘디씨 모터의 모니터링 및 속도조정 등이 제어가능하도록 인터넷 서비스가 가능한 노트북, 셀룰러폰, PCS폰, 또는 PDA로 구성되는 무선단말기(300)를 포함하여 구성된다.
이와 같은 구성에 의해 팬필터유닛의 제어시스템의 리니어 파워 서플라이에서 발생되는 낮은 역률, 전류 THD의 증가, 속도응답성저하, 및 제어성능 저하 등이 개선되었으며, 또한 다수개의 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템을 그룹별로 구분하고 네트워크를 통하여 제어를 가능하게 함으로써, 원격지에서도 다수개의 제어시스템을 한번의 명령요청으로 그 그룹들에 속하는 다수개의 제어시스템의 구동/정지 제어, 3상 비엘디씨 모터속도 제어 일정주기별 스케쥴 제어 및 감시를 가능하게 하였다.
그러나 상기 종래의 고청정을 위한 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템에 사용되는 비엘디씨 모터는 지속적으로 사용할 경우 비엘디씨 모터 자체에 경년변화가 유발되기 때문에 팬 필터 유닛 제어시스템의 제어가 어려우며, 비엘디씨 모터단을 구동시키기 위해 사용되는 구형파로 이루어진 3상 PWM 스위칭 패턴신호는 초기 구동시에 소음과 진동을 심하게 야기시키고, 또한 전압공급단을 구성하는 누설커패시티가 파손될 경우, 직렬통신포트부로 불안정한 전압이 공급되어 제어시스템 및 관리시스템 간에 통신 오동작을 유발하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 고청정에 사용되는 3상 비엘디씨 모터의 수명을 예측하여 경년변화의 발생을 예방하고, 3상 비엘디씨 모터 사용 시에 발생하는 소음 및 진동을 최소화하며, 네트워크를 통한 각 시스템간의 데이터 전송 시 통신 오동작의 발생을 방지하는 고청정을 위한 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템과 네트워크를 이용하여 그 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템을 관리하는 관리시스템을 제공하는데 있다.
본 발명을 달성하기 위한 기술적 사상으로, 본 발명의 고청정을 위한 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템과 네트워크를 이용하여 그 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템을 관리하는 관리시스템은 3상 비엘디씨용 드라이버의 구동전압, 3상 비엘디씨 모터의 구동전압 및 제어단의 구동전압을 출력하는 전압공급단; 6개의 스위치가 연결된 3상 인버터로 구성되고, 상기 전압공급단에서 비엘디씨용 드라이버의 구동전압 및 3상 비엘디씨 모터의 구동전압을 각각 입력받아 입력된 비엘디씨용 드라이버의 구동전압에 의해 3상 비엘디씨 모터의 구동전압을 일정하게 출력하는 비엘디씨용 드라이버단; 상기 비엘디씨용 드라이버단에서 일정하게 출력되는 3상 비엘디씨 모터의 구동전압을 입력받아, 3상 비엘디씨 모터를 구동하며, 홀센서에 의해 실제 회전하는 3상 비엘디씨 모터의 회전수인 3상 비엘디씨 모터의 실제속도신호를 검출하고, 홀센서의 단락, 단선과 비엘디씨 모터의 상의 단락, 단선 및 누전검출, 정전검출 등과 같은 이상이 발생할 경우, 경보신호를 생성하여 출력하는 비엘디씨 모터단; 상기 전압공급단에서 제어단의 구동전압을 입력받아 구동되며, 상기 비엘디씨 모터단에서 3상 비엘디씨 모터의 실제속도신호 및 경보신호가 있을 경우, 각각 입력받고, 입력된 3상 비엘디씨 모터의 실제속도신호와 비엘디씨 모터의 기준속도신호를 비교분석하여 일정부하에서 일정속도로 구동되지 않을 경우, 구형파로 이루어진 3상 PWM 스위칭 패턴신호를 생성하여 상기 비엘디씨 모터단에 입력되는 3상 비엘디씨 모터의 구동전압이 조정되도록 제어하고, 상기 비엘디씨 모터단으로부터 경보신호가 입력될 경우 전압공급단을 제어하여 비엘디씨 모터단에 공급되는 3상 비엘디씨 모터의 구동전압이 차단되도록 제어하는 제어단과, 상기 전압공급단으로부터 전압을 공급받아 구동되고 상기 제어단으로부터 입력되는 비엘디씨 모터의 실제속도신호 및 경보신호를 네트워크를 통하여 관리시스템으로 전송하는 직렬통신포트부로 구성된 제어시스템으로 이루어진 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템 및 상기 제어시스템의 직렬통신포트부로부터 네트워크를 통하여 전송되는 비엘디씨 모터의 실제속도신호 및 경보신호를 입력받는 직렬통신포트부와 데이터 입력부, 메모리부, 디스플레이부 및 CPU부로 이루어져 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템을 관리하는 적어도 하나 이상의 관리시스템으로 이루어진 고청정을 위한 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템을 관리하는 관리시스템에 있어서, 상기 제어시스템의 비엘디씨 모터단의 구동여부를 인지하여 비엘디씨 모터단의 구동이 시작될 때 구동시작신호를 생성하고, 비엘디씨 모터단의 구동이 종료될 때 구동종료신호를 생성하고, 생성된 구동시작신호 및 구동종료신호를 분석하여 비엘디씨 모터단의 사용시간을 계산하여 계산된 비엘디씨 모터사용 시간정보신호를 생성하고, 생성된 비엘디씨 모터사용 시간정보신호를 직렬통신포트부를 통하여 전송이 되도록 제어하고, 상기 전압공급단의 누설커패시티의 파손으로 인한 불안정한 전압공급을 감지하여 직렬통신포트부로 공급되는 전압이 차단되도록 제어하는 직렬통신포트 전압제어신호를 생성하는 기능을 포함하는 제어단; 상기 제어단으로부터 전송되는 직렬통신포트 전압제어신호에 의해 직렬통신포트부로 공급되는 전압을 차단하는 통신보호회로부를 더 포함하는 구성이다.
상기 제어단은 생성되는 구형파로 이루어진 3상 PWM 스위칭 패턴신호를 삼각파와 선형파를 비교하여 PWM 파형을 생성하고 입력된 홀신호의 파형에 따라서 스위칭 패턴을 결정하여 비엘디씨용 드라이버단의 인버터부를 스위칭함으로써 정현파로 변환된 3상 PWM 스위칭 패턴신호를 비엘디씨 모터단으로 출력되도록 제어하는 기능을 더 포함한다.
상기 관리시스템의 메모리부는 비엘디씨 모터단의 평균수명을 시간정보로 저장되어 있는 것을 더 포함하고, 상기 제어단의 직렬통신포트부를 통하여 전송되는 비엘디씨 모터사용 시간정보신호를 직렬통신포트부를 통하여 입력받으며, 입력된 비엘디씨 모터사용 시간정보신호를 메모리부에 저장하고, 사용자의 요청에 의해 상기 CPU부에서 메모리부에 저장된 비엘디씨 모터사용 시간정보를 합산하여 텍스트, 그래픽 또는 이들의 조합으로 디스플레이부에 출력이 되도록 제어한다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 대한 구성을 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템의 개략적인 블록구성도이다.
도시된 바와 같이, 3상 비엘디씨용 드라이버의 구동전압, 3상 비엘디씨 모터의 구동전압 및 제어단(104)의 구동전압을 출력하는 전압공급단(101); 6개의 스위치가 연결된 3상 인버터로 구성되고, 상기 전압공급단(101)에서 비엘디씨용 드라이버의 구동전압 및 3상 비엘디씨 모터의 구동전압을 각각 입력받아 입력된 비엘디씨용 드라이버의 구동전압에 의해 3상 비엘디씨 모터의 구동전압을 일정하게 출력하는 비엘디씨용 드라이버단(102); 상기 비엘디씨용 드라이버단(102)에서 일정하게 출력되는 3상 비엘디씨 모터의 구동전압을 입력받아, 3상 비엘디씨 모터를 구동하며, 홀센서에 의해 실제 회전하는 3상 비엘디씨 모터의 회전수인 3상 비엘디씨 모터의 실제속도신호를 검출하고, 홀센서의 단락, 단선과 비엘디씨 모터의 상의 단락, 단선 및 누전검출, 정전검출 등과 같은 이상이 발생할 경우, 경보신호를 생성하여 출력하는 비엘디씨 모터단(103); 상기 전압공급단(101)에서 제어단(104)의 구동전압을 입력받아 구동되며, 상기 비엘디씨 모터단(103)에서 3상 비엘디씨 모터의 실제속도신호 및 경보신호가 있을 경우, 각각 입력받고, 입력된 3상 비엘디씨 모터의 실제속도신호와 비엘디씨 모터의 기준속도신호를 비교분석하여 일정부하에서 일정속도로 구동되지 않을 경우, 구형파로 이루어진 3상 PWM 스위칭 패턴신호를 생성하여 상기 비엘디씨 모터단(103)에 입력되는 3상 비엘디씨 모터(103)의 구동전압이 조정되도록 제어하고, 상기 비엘디씨 모터단(103)으로부터 경보신호가 입력될 경우 전압공급단(101)을 제어하여 비엘디씨 모터단(103)에 공급되는 3상 비엘디씨 모터의 구동전압이 차단되도록 제어하는 제어단(104)과, 상기 전압공급단(101)으로부터 전압을 공급받아 구동되고 상기 제어단(104)으로부터 입력되는 비엘디씨 모터의 실제속도신호 및 경보신호를 네트워크를 통하여 관리시스템(200)으로 전송하는 직렬통신포트부(105)로 구성된 제어시스템(100)으로 이루어진 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템 및 상기 제어시스템(100)의 직렬통신포트부(105)로부터 네트워크를 통하여 전송되는 비엘디씨 모터의 실제속도신호 및 경보신호를 입력받는 직렬통신포트부와 데이터 입력부, 메모리부, 디스플레이부 및 CPU부로 이루어져 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템을 관리하는 적어도 하나 이상의 관리시스템(200)으로 이루어진 고청정을 위한 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템을 관리하는 관리시스템에 있어서, 상기 제어시스템(100)의 비엘디씨 모터단(103)의 구동여부를 인지하여 비엘디씨 모터단(103)의 구동이 시작될 때 구동시작신호를 생성하고, 비엘디씨 모터단(103)의 구동이 종료될 때 구동종료신호를 생성하고, 생성된 구동시작신호 및 구동종료신호를 분석하여 비엘디씨 모터단(103)의 사용시간을 계산하여 계산된 비엘디씨 모터사용 시간정보신호를 생성하고, 생성된 비엘디씨 모터사용 시간정보신호를 직렬통신포트부(105)를 통하여 전송이 되도록 제어하고, 상기 전압공급단(101)의 누설커패시티의 파손으로 인한 불안정한 전압공급을 감지하여 직렬통신포트부(105)로 공급되는 전압이 차단되도록 제어하는 직렬통신포트 전압제어신호를 생성하는 기능을 포함하는 제어단(104); 상기 제어단(104)으로부터 전송되는 직렬통신포트 전압제어신호에 의해 직렬통신포트부(105)로 공급되는 전압을 차단하는 통신보호회로부(106)를 더 포함하는 구성이다.
상기 제어단(104)은 생성되는 구형파로 이루어진 3상 PWM 스위칭 패턴신호를 삼각파와 선형파를 비교하여 PWM 파형을 생성하고 입력된 홀신호의 파형에 따라서 스위칭 패턴을 결정하여 비엘디씨용 드라이버단(102)의 인버터부를 스위칭함으로써 정현파로 변환된 3상 PWM 스위칭 패턴신호를 비엘디씨 모터단(103)으로 출력되도록 제어하는 기능을 더 포함한다.
상기 관리시스템(200)의 메모리부는 비엘디씨 모터단의 평균수명을 시간정보로 저장되어 있는 것을 더 포함하고, 상기 제어단(104)의 직렬통신포트부(105)를 통하여 전송되는 비엘디씨 모터사용 시간정보신호를 직렬통신포트부를 통하여 입력받으며, 입력된 비엘디씨 모터사용 시간정보신호를 메모리부에 저장하고, 사용자의 요청에 의해 상기 CPU부에서 메모리부에 저장된 비엘디씨 모터사용 시간정보를 합산하여 텍스트, 그래픽 또는 이들의 조합으로 디스플레이부에 출력이 되도록 제어한다.
이하에서는 본 발명의 작용을 설명하기로 한다.
본 발명의 고청정을 위한 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템은 장기간 사용 시, 비엘디씨 모터단(103)에 구비된 비엘디씨 모터에서 유발될 수 있는 경년변화를 예측하여 비엘디씨 모터를 교체할 수 있도록 비엘디씨 모터단(103)은 구동이 시작될 때 구동시작신호를 생성하여 제어단(104)으로 출력하고, 구동이 종료될 때 구동종료신호를 생성하여 제어단(104)으로 출력한다.
제어단(104)은 각각 입력되는 구동시작신호 및 구동종료신호를 분석하여 비엘디씨 모터단(103)의 사용시간을 나타내는 비엘디씨 모터사용 시간정보신호를 생성한 후, 직렬통신포트부(105)를 통하여 생성된 비엘디씨 모터사용 시간정보신호를 관리시스템(200)의로 전송한다.
관리시스템(200)은 전송되는 비엘디씨 모터사용 시간정보신호를 입력받아 메모리부에 저장한다. 이때 메모리부에는 이전에 저장된 비엘디씨 모터사용 시간정보가 저장되어 있어 최종에 저장되는 비엘디씨 모터사용 시간정보와 합산하여 저장되며, 관리시스템(200)을 운영하는 사용자의 요청이 있을 경우, 관리시스템(200)의 CPU부에서 메모리부에 저장된 비엘디씨 모터단의 평균수명 및 비엘디씨 모터사용 시간정보를 각각 텍스트, 그래픽 또는 이들의 조합으로 디스플레이부에 출력함으로써 비엘디씨 모터의 평균수명과 현재까지의 사용시간을 비교분석할 수 있도록 제공하여 사용자가 경년변화가 발생하기 이전에 비엘디씨 모터를 교체할 수 있게 한다.
또한 도 5를 참조하여, 제어단(104)은 전압공급단(101)을 구성하는 누설커패시티가 파손되어 불안정한 전압공급에 의한 제어시스템(100) 및 관리시스템(200) 간의 통신 오동작의 발생을 예방하도록, 전압공급단(101)의 누설커패시티의 파손에 의해 직결통신포트부로 불안정한 전압이 공급될 경우, 이를 감지하여 직렬통신포트부(105)로 공급되는 전압이 차단되도록 제어하는 직렬통신포트 전압제어신호를 생성하여 통신보호회로부(106)로 전송하면 통신보호회로부(106)는 전송된 직렬통신포트 전압제어신호에 의해 통신활성화 신호의 상태가 비활성화 신호의 상태로 바뀌어 포토커플러(109)가 동작되지 않으며, 포토커플러(109)가 동작하지 않으면 트랜지스터(110)도 도통되지 않아 Ⅰ_+5V와 Ⅱ_+5V로 이루어진 전원 이원화 회로 중, Ⅰ_+5V전원이 Ⅱ_+5V로 공급되지 않게 제어됨으로써, Ⅱ_+5V에서 전압을 공급받는 직렬통신포트부(105)의 통신전용 칩의 전원을 차단하여 통신전용 칩을 동작시키지 않음으로써 그룹별 제어시스템과 관리시스템간의 오동작을 방지할 수 있다.
또한 종래의 제어단(104)에서 생성되는 구형파로 이루어진 3상 PWM 스위칭 패턴신호를 입력받아 초기구동되는 비엘디씨 모터단(103)에서 발생하는 소음과 진동을 최소화되도록 도 4를 참조하여, 비엘디씨용 드라이버단(102)으로부터 제어단(104)으로 입력되는 구형파로 이루어진 3상 PWM 스위칭 패턴신호(홀신호)는 각각에 따라 열두 가지의 경우로 스위칭 패턴에 의해 어느 한 경우의 스위칭 패턴으로 결정되면 연속적으로 다른 경우의 알고리즘을 수행하여 비엘디씨 모터단에 3상 정현파 PWM 신호를 공급한다. 즉, 각각의 홀수 번째 경우들(케이스1, 케이스3, 케이스5, 케이스7, 케이스9, 케이스11)의 알고리즘은 입력된 홀 신호에 따라서 삼각파의 하강부와 선형파를 비교하여 가변주파수를 "0"으로 만든 후, 다음 경우의 알고리즘으로 이동하게 하고, 각각의 짝수 번째 경우들(케이스2, 케이스4, 케이스6, 케이스8, 케이스10, 케이스12)의 알고리즘은 입력된 홀 신호에 따라서 삼각파의 하강부와 선형파를 비교하고, 다음 경우의 알고리즘으로 이동하게 한다.
이와 같이 홀수 번째 경우와 짝수 번째 경우의 알고리즘을 번갈아 가며 연속적으로 수행하여 홀 신호에 따라서 비엘디씨용 드라이버단의 인버터부의 3상 정현파 PWM 스위칭 패턴을 결정하는 신호를 비엘디씨용 드라이버단(102)으로 출력하면, 비엘디씨용 드라이버단(102)은 입력된 신호에 의해 비엘디씨 모터단(103)으로 3상 정현파 PWM 신호를 출력하여 구동되는 비엘디씨 모터의 구동에 의한 소음 및 진공이 최소화 되도록 제어한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 고청정에 사용되는 3상 비엘디씨 모터의 수명을 예측하여 경년변화의 발생을 예방하고, 3상 비엘디씨 모터 사용 시에 발생하는 소음 및 진동을 최소화하며, 네트워크를 통한 각 시스템간의 데이터 전송 시 통신 오동작의 발생을 방지하는 효과를 발휘한다.
본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부한 특허청구범위에 속한다 할 것이다.
도 1은 종래의 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템의 개략적인 블록구성도,
도 2는 종래의 다수개의 제어시스템을 그룹별로 구성하여 관리하는 관리시스템을 나타낸 블록구성도,
도 3은 본 발명의 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템의 개략적인 블록구성도,
도 4는 본 발명의 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템의 제어단에서 스위칭 패턴에 의해 제어되어 생성되는 3상 정현파 PWM신호의 생성과정을 나타낸 블록구성도,
도 5는 본 발명의 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템의 일구성요소인 통신보호회로부의 상세회로도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
A : 그룹별 제어시스템 100 : 제어시스템
101 : 전압공급단 102 : 비엘디씨용 드라이버단
103 : 비엘디씨 모터단 104 : 제어단
105 : 직렬통신포트부 106 : 통신보호회로부
109 : 포토커플러 110 : 트랜지스터
200 : 관리시스템 300 : 무선단말기
Claims (3)
- 3상 비엘디씨용 드라이버의 구동전압, 3상 비엘디씨 모터의 구동전압 및 제어단(104)의 구동전압을 출력하는 전압공급단(101); 6개의 스위치가 연결된 3상 인버터로 구성되고, 상기 전압공급단(101)에서 비엘디씨용 드라이버의 구동전압 및 3상 비엘디씨 모터의 구동전압을 각각 입력받아 입력된 비엘디씨용 드라이버의 구동전압에 의해 3상 비엘디씨 모터의 구동전압을 일정하게 출력하는 비엘디씨용 드라이버단(102); 상기 비엘디씨용 드라이버단(102)에서 일정하게 출력되는 3상 비엘디씨 모터의 구동전압을 입력받아, 3상 비엘디씨 모터를 구동하며, 홀센서에 의해 실제 회전하는 3상 비엘디씨 모터의 회전수인 3상 비엘디씨 모터의 실제속도신호를 검출하고, 홀센서의 단락, 단선과 비엘디씨 모터의 상의 단락, 단선 및 누전검출, 정전검출 등과 같은 이상이 발생할 경우, 경보신호를 생성하여 출력하는 비엘디씨 모터단(103); 상기 전압공급단(101)에서 제어단(104)의 구동전압을 입력받아 구동되며, 상기 비엘디씨 모터단(103)에서 3상 비엘디씨 모터의 실제속도신호 및 경보신호가 있을 경우, 각각 입력받고, 입력된 3상 비엘디씨 모터의 실제속도신호와 비엘디씨 모터의 기준속도신호를 비교분석하여 일정부하에서 일정속도로 구동되지 않을 경우, 구형파로 이루어진 3상 PWM 스위칭 패턴신호를 생성하여 상기 비엘디씨 모터단(103)에 입력되는 3상 비엘디씨 모터(103)의 구동전압이 조정되도록 제어하고, 상기 비엘디씨 모터단(103)으로부터 경보신호가 입력될 경우 전압공급단(101)을 제어하여 비엘디씨 모터단(103)에 공급되는 3상 비엘디씨 모터의 구동전압이 차단되도록 제어하는 제어단(104)과, 상기 전압공급단(101)으로부터 전압을 공급받아 구동되고 상기 제어단(104)으로부터 입력되는 비엘디씨 모터의 실제속도신호 및 경보신호를 네트워크를 통하여 관리시스템(200)으로 전송하는 직렬통신포트부(105)로 구성된 제어시스템(100)으로 이루어진 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템 및 상기 제어시스템(100)의 직렬통신포트부(105)로부터 네트워크를 통하여 전송되는 비엘디씨 모터의 실제속도신호 및 경보신호를 입력받는 직렬통신포트부와 데이터 입력부, 메모리부, 디스플레이부 및 CPU부로 이루어져 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템을 관리하는 적어도 하나 이상의 관리시스템(200)으로 이루어진 고청정을 위한 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템을 관리하는 관리시스템에 있어서,상기 제어단(104)은 상기 제어시스템(100)의 비엘디씨 모터단(103)의 구동여부를 인지하여 비엘디씨 모터단(103)의 구동이 시작될 때 구동시작신호를 생성하고, 비엘디씨 모터단(103)의 구동이 종료될 때 구동종료신호를 생성하고, 생성된 구동시작신호 및 구동종료신호를 분석하여 비엘디씨 모터단(103)의 사용시간을 계산하여 계산된 비엘디씨 모터사용 시간정보신호를 생성하고, 생성된 비엘디씨 모터사용 시간정보신호를 직렬통신포트부(105)를 통하여 전송이 되도록 제어하고, 상기 전압공급단(101)의 누설커패시티의 파손으로 인한 불안정한 전압공급을 감지하여 직렬통신포트부(105)로 공급되는 전압이 차단되도록 제어하는 직렬통신포트 전압제어신호를 생성하는 기능과, 그리고 생성되는 구형파로 이루어진 3상 PWM 스위칭 패턴신호를 삼각파와 선형파를 비교하여 PWM 파형을 생성하고 입력된 홀신호의 파형에 따라서 스위칭 패턴을 결정하여 비엘디씨용 드라이버단(102)의 인버터부를 스위칭함으로써 정현파로 변환된 3상 PWM 스위칭 패턴신호를 비엘디씨 모터단(103)으로 출력되도록 제어하는 기능을 포함하며;상기 제어단(104)으로부터 전송되는 직렬통신포트 전압제어신호에 의해 직렬통신포트부(105)로 공급되는 전압을 차단하는 통신보호회로부(106)가 구성되어 있으며;상기 관리시스템(200)은 메모리부가 비엘디씨 모터단의 평균수명을 시간정보로 저장되어 있는 것을 포함하고, 상기 제어단(104)의 직렬통신포트부(105)를 통하여 전송되는 비엘디씨 모터사용 시간정보신호를 직렬통신포트부를 통하여 입력받으며, 입력된 비엘디씨 모터사용 시간정보신호를 메모리부에 저장하고, 사용자의 요청에 의해 상기 CPU부에서 메모리부에 저장된 비엘디씨 모터사용 시간정보를 합산하여 텍스트, 그래픽 또는 이들의 조합으로 디스플레이부에 출력이 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 고청정을 위한 비엘디씨 모터 구동형 팬필터 유닛 제어시스템.
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