KR100638080B1 - 저전압 교류모터를 이용하여 밸브를 개폐하는 실내온도조절시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 감전 위험이 높은 220V의 고전압 구동기를 국제 전기용품 안전규격 전압 AC50V이하로 사용하기 위해 저전압모타를 사용함에 있어서, 종래의 전압강하 트랜스방식을 사용하는 대신 기기 자체에서 다수의 구동밸브를 구동하는데 적합한 구형파 AC전원을 만들어 공급함으로써, 별도의 전압강하 트랜스를 구비할 필요 없이 전기 안전도를 높이고, 무소음의 반도체소자를 사용하여 기계적 릴레이에서 나는 소음을 제거한 저전압 교류모터를 이용하여 밸브를 개폐하는 실내온도조절 시스템에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 온도조절기로부터 출력된 온도조절 명령에 따라 밸브구동기들의 밸브 개폐신호를 출력하는 CPU 및 AC전원을 DC전원으로 변환하는 전원공급부를 갖는 실내온도조절 시스템에 있어서, 상기 CPU의 밸브 개폐신호에 따라 선택적으로 온/오프 되면서 상기 전원공급부의 DC전원을 AC 50V 이하 구형파로 변환시키는 다수의 트랜지스터군 및 이에 대응 연결되어 AC 50V 이하 구형파를 해당 밸브구동기로 직접 출력하는 다수의 출력단자들을 갖는 구형파변환회로부 그리고 상기 구형파변환회로부에서 발생되는 전류값을 검출하여 상기 CPU로 인가하면 상기 CPU는 과전류가 발생되지 않도록 상기 트랜지스터군을 순차적으로 온/오프 시키는 전류검출기로 구성되고, 상기 밸브구동기는 상기 구형파변환회로부로부터 출력되는 구형파에 따라 저전압 AC모터를 구동시켜 선택적으로 밸브를 개폐시키도록 한 특징이 있다.
온도조절, 저전압 모터, 전압강하, 트랜스, 밸브, 구형파, 반도체
Description
도 1은 본 발명에 따른 저전압 교류모터를 이용하여 밸브를 개폐하는 실내온도조절 시스템을 나타낸 제어 블록도.
도 2는 도 1의 입출력 전압을 나타낸 파형도.
도 3은 본 발명에 따른 구형파 변환 회로부와 밸브 구동기를 더욱 상세히 나타낸 회로 구성도.
도 4는 도 3의 구형파 변환 회로부의 출력전압과 이에 따른 밸브의 여닫힘상태를 나타낸 파형도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
31 : AC전원
32 : 전원공급부
33 : 구형파변환회로부
34 : 밸브구동기
35 : CPU
36 : 온도조절기
37 : 전류검출기
1,2,1-1a,1-1b,2-1a,2-1b...1-8a,1-8b,2-8a,2-8b : 트랜지스터
R : 저항
V1...V8 : 출력단자(구동기 입력)
MS1, MS2 : 마이크로 스위치
M : AC 모터
본 발명은 실내온도조절 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 감전 위험이 높은 220V의 고전압 구동기를 국제 전기용품 안전규격 전압 AC50V이하로 사용하기 위한 저전압 교류모터를 이용하여 밸브를 개폐하는 실내온도조절 시스템에 관한 것이다.
본 발명과 관련하여 국내특허등록 제198098호에는 모터를 이용한 밸브가 개시된 바 있다. 이는 모터와 연결된 다수개의 기어들을 통해 밸브판이 회전되도록 구성된 것이나, 기어들이 밸브 내부에 내장되기 때문에 밸브를 제작하기 어려우며 또한 기어들이 고장났을 때 이를 수리하기 위해 모터와 기어들을 분리하기 어려운 등의 단점이 있었다.
본 출원인은 이러한 문제점을 감안하여 볼밸브의 상부에 기어들이 조합된 기어모터를 설치하고 이 기어모터의 모터축과 볼밸브의 볼회전축을 캠으로 연결한 뒤 캠에 의해 제어되는 리미트스위치로 모터의 회전이 콘트롤되도록 함으로써, 구성이 간소화되고 또한 기어모터를 볼밸브에서 분리하기 편리함으로 고장수리를 신속하게 할 수 있는 전동 볼밸브를 출원하였으며 이는 실용신안등록 제196289호로 등록되어 있다.
또한, 본 출원인은 선 등록된 전동 볼밸브의 개선에 관한 것으로서, 볼밸브가 기어모터에 의해 회전되면서 자동으로 개폐되도록 하고 또한 수동레버로 볼밸브를 수동으로 회전시킬 수 있도록 함으로써, 기어모터의 고장시 볼밸브를 수동으로 간단하게 조작할수 있는 전동 볼밸브를 출원하여 실용신안등록 제216868호로 등록된 바 있다.
한편, 일반적으로 주택의 각방 온도를 조절하는 실내온도조절 시스템에서는 상기와 같은 모터 특히, 소형 AC 마그넷 모터 구동방식의 볼밸브가 많이 사용되는데, 그 구동전원으로는 통상의 AC220V의 상용 교류전원이 사용되고 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 실내온도조절 시스템은, 상기한 AC220V의 높은 전압으로 인하여 물이 흐르고 있는 밸브에 누수가 발생하거나, 온수분배기에서 공기빼기 작업시 밸브에 부착된 구동기에 물이 침투되어 감전 등 안전사고의 위험성이 있고, 다수의 구동기를 개폐하는 회로에 릴레이를 사용하므로서 이들이 작동할 때 소음이 심하게 발생되었으며, 특히 공동주택의 실내에 온수분배기가 설치된 경우 야간에 릴레이 작동 소음으로 많은 민원이 야기되고 있는 문제점이 있었다.
또한, 안전을 위하여 AC 50V이하의 마그넷 모터를 적용하는 경우에는 220V의 일반상용교류전원을 50V이하로 다운시킬 별도의 전압강하 트랜스를 구비하여야 하는 문제점도 있었다.
본 발명과 관련하여 국내특허등록 제198098호에는 모터를 이용한 밸브가 개시된 바 있다. 이는 모터와 연결된 다수개의 기어들을 통해 밸브판이 회전되도록 구성된 것이나, 기어들이 밸브 내부에 내장되기 때문에 밸브를 제작하기 어려우며 또한 기어들이 고장났을 때 이를 수리하기 위해 모터와 기어들을 분리하기 어려운 등의 단점이 있었다.
본 출원인은 이러한 문제점을 감안하여 볼밸브의 상부에 기어들이 조합된 기어모터를 설치하고 이 기어모터의 모터축과 볼밸브의 볼회전축을 캠으로 연결한 뒤 캠에 의해 제어되는 리미트스위치로 모터의 회전이 콘트롤되도록 함으로써, 구성이 간소화되고 또한 기어모터를 볼밸브에서 분리하기 편리함으로 고장수리를 신속하게 할 수 있는 전동 볼밸브를 출원하였으며 이는 실용신안등록 제196289호로 등록되어 있다.
또한, 본 출원인은 선 등록된 전동 볼밸브의 개선에 관한 것으로서, 볼밸브가 기어모터에 의해 회전되면서 자동으로 개폐되도록 하고 또한 수동레버로 볼밸브를 수동으로 회전시킬 수 있도록 함으로써, 기어모터의 고장시 볼밸브를 수동으로 간단하게 조작할수 있는 전동 볼밸브를 출원하여 실용신안등록 제216868호로 등록된 바 있다.
한편, 일반적으로 주택의 각방 온도를 조절하는 실내온도조절 시스템에서는 상기와 같은 모터 특히, 소형 AC 마그넷 모터 구동방식의 볼밸브가 많이 사용되는데, 그 구동전원으로는 통상의 AC220V의 상용 교류전원이 사용되고 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 실내온도조절 시스템은, 상기한 AC220V의 높은 전압으로 인하여 물이 흐르고 있는 밸브에 누수가 발생하거나, 온수분배기에서 공기빼기 작업시 밸브에 부착된 구동기에 물이 침투되어 감전 등 안전사고의 위험성이 있고, 다수의 구동기를 개폐하는 회로에 릴레이를 사용하므로서 이들이 작동할 때 소음이 심하게 발생되었으며, 특히 공동주택의 실내에 온수분배기가 설치된 경우 야간에 릴레이 작동 소음으로 많은 민원이 야기되고 있는 문제점이 있었다.
또한, 안전을 위하여 AC 50V이하의 마그넷 모터를 적용하는 경우에는 220V의 일반상용교류전원을 50V이하로 다운시킬 별도의 전압강하 트랜스를 구비하여야 하는 문제점도 있었다.
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따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 감전 위험이 높은 220V의 고전압 구동기를 국제 전기용품 안전규격 전압 AC50V이하로 사용하기 위해 저전압모타(AC50V이하)를 사용함에 있어서, 종래의 전압강하 트랜스방식을 사용하는 대신 기기 자체에서 다수의 구동밸브를 구동하는데 적합한 구형파 AC전원을 만들어 공급함으로써, 별도의 전압강하 트랜스를 구비할 필요 없이 전기 안전도를 높이고, 무소음의 반도체소자를 사용하여 기계적 릴레이에서 나는 소음을 제거한 저전압 교류모터를 이용하여 밸브를 개폐하는 실내온도조절 시스템을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 저전압 교류모터를 이용하여 밸브를 개폐하는 실내온도조절 시스템은, 온도조절기로부터 출력된 온도조절 명령에 따라 밸브구동기들의 밸브 개폐신호를 출력하는 CPU 및 AC전원을 DC전원으로 변환하는 전원공급부를 갖는 실내온도조절 시스템에 있어서, 상기 CPU의 밸브 개폐신호에 따라 선택적으로 온/오프 되면서 상기 전원공급부의 DC전원을 AC 50V 이하 구형파로 변환시키는 다수의 트랜지스터군 및 이에 대응 연결되어 AC 50V 이하 구형파를 해당 밸브구동기로 직접 출력하는 다수의 출력단자들을 갖는 구형파변환회로부 그리고 상기 구형파변환회로부에서 발생되는 전류값을 검출하여 상기 CPU로 인가하면 상기 CPU는 과전류가 발생되지 않도록 상기 트랜지스터군을 순차적으로 온/오프 시키는 전류검출기로 구성되고, 상기 밸브구동기는 상기 구형파변환회로부로부터 출력되는 구형파에 따라 저전압 AC모터를 구동시켜 선택적으로 밸브를 개폐시키도록 한 특징이 있다.
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따라서, 다수의 구동밸브를 구동하는데 적합한 구형파 AC전원을 만들어 공급함으로써 전기 안전도를 높일 수 있으며, 고전압에서는 고가로 사용이 어려웠던 반도체소자 사용으로 기계적 릴레이에서 나는 소음을 제거할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 저전압 교류모터를 이용하여 밸브를 개폐하는 실내온도조절 시스템을 나타낸 제어 블록도이고, 도 2는 도 1의 입출력 전압을 나타낸 파형도이다.
도시된 바와 같이 본 발명은, 전원공급부(32), 구형파변환회로부(33), 밸브구동기(34), CPU(35), 온도조절기(36) 및 전류검출기(37)로 구성된다.
온도조절기(36)는 사용자의 조작에 의하여 온도조절명령을 출력한다.
CPU(35)는 상기 온도조절기(36)로부터 출력된 온도조절명령에 따라 밸브개폐신호를 출력한다.
전원공급부(SMPS)(32)는 AC전원(31)을 입력받아 DC전원으로 변환한다.
구형파변환회로부(33)는 상기 전원공급부(32)에서 변환된 DC전원을 입력받으며, 상기 CPU(35)로부터 출력되는 밸브개폐신호에 따라 상기 DC전원을 소정의 주파수를 갖는 구형파로 변환하여 출력한다.
밸브구동기(34)는 상기 구형파변환회로부(33)로부터 출력되는 소정 주파수의 구형파에 따라 저전압 AC모터를 구동시켜 선택적으로 밸브를 개폐시킨다.
전류검출기(37)는 상기 구형파변환회로부(33)의 전류를 검출하여 상기 CPU(35)에 인가한다. 따라서, 상기 CPU(35)는 상기 전류검출기(37)로부터 인가된 전류값에 따라 과전류를 판단하여 밸브구동기들이 동시 작동에 따른 과전류가 발생되지 않도록 상기 구형파변환회로부(33)의 밸브구동기 출력개수를 조절하여 후술할 트랜지스터군을 순차적으로 온/오프 시킨다.
또한, 도 3은 본 발명에 따른 구형파 변환 회로부와 밸브 구동기를 더욱 상세히 나타낸 회로 구성도이고, 도 4는 도 3의 구형파 변환 회로부의 출력개수와 이에 따른 밸브의 여닫힘상태를 나타낸 파형도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 구형파변환회로부(33)는; 다수의 트랜지스터군(1,2,1-1a,1-1b,2-1a,2-1b...1-8a,1-8b,2-8a,2-8b)과 이에 대응되어 연결된 다수의 출력단자(V1...V8)로 구성되고, 상기 CPU(35)로부터 출력되는 밸브개폐신호에 따라 상기 일련의 트랜지스터(1, 2, 1-1a, 1-1b, 2-1a, 2-1b ...1-8a, 1-8b, 2-8a, 2-8b)들을 선택적으로 온/오프시켜 상기 출력단자(V1...V8)를 통하여 밸브구동기(34)에 소정의 구형파를 출력한다.
여기서, 상기 출력단자(V1...V8)는 상기 일련의 트랜지스터(1,2,1-1a,1-1b,2-1a,2-1b...1-8a,1-8b,2-8a,2-8b)들과 각각 연결된 공통단(c), 열림신호출력단(a) 및 닫힘신호출력단(b)으로 구성된다.
또한, 밸브구동기(34)는 상기 구형파변환회로부(33)로부터 출력되는 소정 주파수의 구형파에 따라 선택적으로 밸브를 개폐시키기 위해, AC50V이하(60Hz)의 저전압 AC 모터(M)를 구비하고, 또한 열림상태 및 닫힘상태의 제어를 위한 각각의 마이크로 스위치(MS1)(MS2)를 구비한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, AC220V/60Hz 전원(31)이 본 발명의 시스템에 공급되면, 전원공급부(SMPS : 스위칭모드 파워 서플라이)(32)에서 DC50V이하로 변환된다.
이렇게 변환된 DC전원을 전자회로로 구성된 역변환회로(H-Bridge) 즉, 구형파변환회로부(33)에서 소정의 주파수, 바람직하기로는 AC 50V/60Hz이하의 구형파로 변환시킨다.
여기서, CPU(5)는 구형파 AC를 만드는 신호, 각방온도조절기(6)들의 신호를 받아 해당 구동기(4)의 열림 또는 닫힘단자에 구형파 AC전류가 흐르도록 하는 신호, 밸브구동기들이 동시에 작동해서 과전류가 흐르지 않도록 구형파변환회로부(33)의 전압과 전류를 전류검출기(37)로 검출하여 밸브구동기들이 순차적으로 동작하게 트랜지스터군을 순차적으로 온/오프 시키는 신호를 만드는 기능을 수행한다.
따라서, CPU(35)는 상기 온도조절기(36)로부터 출력된 온도조절명령에 따라 밸브개폐신호를 출력하고, 구형파변환회로부(33)는 상기 전원공급부(32)에서 변환된 DC전원을 입력받으며, 상기 CPU(35)로부터 출력되는 밸브개폐신호에 따라 상기 DC전원을 소정의 주파수를 갖는 구형파로 변환하여 출력한다.
이후, 밸브구동기(34)는 상기 구형파변환회로부(33)로부터 출력되는 소정 주파수의 구형파에 따라 저전압 AC모터를 구동시켜 선택적으로 밸브를 개폐시킴으로써, 각방의 온도를 조절할 수 있다.
상기 구형파변환회로부(33)의 작용을 더욱 상세히 설명하면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, AC전압을 DC로 변환하는 전원공급부(32), 즉 통상의 SMPS에서 만들어진 50V이하 DC전압은 반도체소자인 트랜지스터군(1,2,1-1a,1-1b,2-1a,2-1b...1-8a,1-8b,2-8a,2-8b)으로 구성된 구형파변환회로부(33)에 공급된다.
이들 반도체 소자에 도시된 바와 같이, CPU(35)에서 온도조절명령에 따른 밸브개폐 신호가 전달되어, 해당 트랜지스터들을 동작(전류흐름상태)시켜서 구형파 50V이하 AC전압을 만든다.
즉, 상기 CPU(35)로부터 출력되는 밸브개폐신호에 따라 상기 일련의 트랜지스터(1, 2, 1-1a, 1-1b, 2-1a, 2-1b ...1-8a, 1-8b, 2-8a, 2-8b)들을 선택적으로 온/오프시켜 상기 출력단자(V1...V8)를 통하여 밸브구동기(34)에 소정의 구형파를 출력한다.
또한, 상기트랜지스터(1,2,1-1a,1-1b,2-1a,2-1b...1-8a,1-8b,2-8a,2-8b)들은 각각 연결된 공통단(c)과, 열림신호출력단(a) 또는 닫힘신호출력단(b)으로 각각의 동작 전원을 각각의 출력단자(V1...V8)별로 선택적으로 공급한다(도 4 참조).
예로서, 출력단자 V1에 연결된 밸브를 열고자 할 경우에는, 트랜지스터 1과 2, 및 1-1a와 2-1a를 온시켜 각각의 공통단(c)과 열림신호출력단(a)을 거쳐 구형파를 공급함으로써, 저전압 AC 모터(M)를 회전시켜 해당 밸브를 개방상태로 만든다.
한편, 출력단자 V1에 연결된 밸브를 닫고자 할 경우에는, 트랜지스터 1과 2, 및 1-1b와 2-1b를 온시켜 각각의 공통단(c)과 닫힘신호출력단(b)을 거쳐 구형파를 공급함으로써, 저전압 AC 모터(M)를 회전시켜 해당 밸브를 폐쇄상태로 만든다.
이와 같은 작용에 따라 AC50V이하(60Hz)의 저전압 AC 모터(M)가 회전하여 각방의 밸브를 선택적으로 개폐시키게 된다.
한편, 마이크로 스위치(MS1)(MS2)는 모터(M)의 회전에 따라 밸브의 열림상태 및 닫힘상태를 제어한다.
여기서, 상기 모터(M)의 회전에 따른 마이크로 스위치(MS1)(MS2)의 온/오프와 이에 따른 동작상태는 전술한 실용신안등록 제216868호에 상세히 개시된 바와 같으므로 여기서 그 세세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 전류검출기(37)는 상기 구형파변환회로부(33)의 전류를 검출하여 상기 CPU(35)에 인가하고, 상기 CPU(35)는 상기 전류검출기(37)로부터 인가된 전류값에 따라 과전류를 판단하여 상기 구형파변환회로부(33)의 출력전류를 안정되게 조절한다. 즉, 저항(R)에 흐르는 전류를 검출해서 밸브구동기(34)들의 작동이 순차적으로 되도록 하여 과전류 운전을 방지하는 역할도 CPU(3)에서 행해지는 것이다.
따라서, 본 발명은 감전 위험이 높은 220V의 고전압 구동기를 국제 전기용품 안전규격 전압 AC50V이하로 사용하기 위해 저전압모타(AC50V이하)를 사용함에 있어서, 종래의 전압강하 트랜스방식을 사용하는 대신 다수(8개)의 구동밸브를 구동하는데 적합한 구형파 AC전원을 만들어 공급함으로써 전기 안전도를 높일 수 있다. 즉, 별도의 전압강하 트랜스를 사용하지 않고 시스템내에서 220V AC전원을 DC50V이하로 다운시킨후, AC 50V이하의 구형파로 변환시켜 다수의 밸브구동기에 저전압 전원을 공급함으로써 저전압에 의하여 전기안전사고의 위험성을 감소시킨다.
또한, 별도의 전기적인 릴레이가 필요 없게 되고, 고전압에서는 고가로 사용이 어려웠던 반도체소자 사용으로 기계적 릴레이에서 나는 소음을 제거할 수 있다. 여기에는 전자회로를 제어하는 기술이 포함되어 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.
도시된 바와 같이 본 발명은, 전원공급부(32), 구형파변환회로부(33), 밸브구동기(34), CPU(35), 온도조절기(36) 및 전류검출기(37)로 구성된다.
온도조절기(36)는 사용자의 조작에 의하여 온도조절명령을 출력한다.
CPU(35)는 상기 온도조절기(36)로부터 출력된 온도조절명령에 따라 밸브개폐신호를 출력한다.
전원공급부(SMPS)(32)는 AC전원(31)을 입력받아 DC전원으로 변환한다.
구형파변환회로부(33)는 상기 전원공급부(32)에서 변환된 DC전원을 입력받으며, 상기 CPU(35)로부터 출력되는 밸브개폐신호에 따라 상기 DC전원을 소정의 주파수를 갖는 구형파로 변환하여 출력한다.
밸브구동기(34)는 상기 구형파변환회로부(33)로부터 출력되는 소정 주파수의 구형파에 따라 저전압 AC모터를 구동시켜 선택적으로 밸브를 개폐시킨다.
전류검출기(37)는 상기 구형파변환회로부(33)의 전류를 검출하여 상기 CPU(35)에 인가한다. 따라서, 상기 CPU(35)는 상기 전류검출기(37)로부터 인가된 전류값에 따라 과전류를 판단하여 밸브구동기들이 동시 작동에 따른 과전류가 발생되지 않도록 상기 구형파변환회로부(33)의 밸브구동기 출력개수를 조절하여 후술할 트랜지스터군을 순차적으로 온/오프 시킨다.
또한, 도 3은 본 발명에 따른 구형파 변환 회로부와 밸브 구동기를 더욱 상세히 나타낸 회로 구성도이고, 도 4는 도 3의 구형파 변환 회로부의 출력개수와 이에 따른 밸브의 여닫힘상태를 나타낸 파형도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 구형파변환회로부(33)는; 다수의 트랜지스터군(1,2,1-1a,1-1b,2-1a,2-1b...1-8a,1-8b,2-8a,2-8b)과 이에 대응되어 연결된 다수의 출력단자(V1...V8)로 구성되고, 상기 CPU(35)로부터 출력되는 밸브개폐신호에 따라 상기 일련의 트랜지스터(1, 2, 1-1a, 1-1b, 2-1a, 2-1b ...1-8a, 1-8b, 2-8a, 2-8b)들을 선택적으로 온/오프시켜 상기 출력단자(V1...V8)를 통하여 밸브구동기(34)에 소정의 구형파를 출력한다.
여기서, 상기 출력단자(V1...V8)는 상기 일련의 트랜지스터(1,2,1-1a,1-1b,2-1a,2-1b...1-8a,1-8b,2-8a,2-8b)들과 각각 연결된 공통단(c), 열림신호출력단(a) 및 닫힘신호출력단(b)으로 구성된다.
또한, 밸브구동기(34)는 상기 구형파변환회로부(33)로부터 출력되는 소정 주파수의 구형파에 따라 선택적으로 밸브를 개폐시키기 위해, AC50V이하(60Hz)의 저전압 AC 모터(M)를 구비하고, 또한 열림상태 및 닫힘상태의 제어를 위한 각각의 마이크로 스위치(MS1)(MS2)를 구비한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, AC220V/60Hz 전원(31)이 본 발명의 시스템에 공급되면, 전원공급부(SMPS : 스위칭모드 파워 서플라이)(32)에서 DC50V이하로 변환된다.
이렇게 변환된 DC전원을 전자회로로 구성된 역변환회로(H-Bridge) 즉, 구형파변환회로부(33)에서 소정의 주파수, 바람직하기로는 AC 50V/60Hz이하의 구형파로 변환시킨다.
여기서, CPU(5)는 구형파 AC를 만드는 신호, 각방온도조절기(6)들의 신호를 받아 해당 구동기(4)의 열림 또는 닫힘단자에 구형파 AC전류가 흐르도록 하는 신호, 밸브구동기들이 동시에 작동해서 과전류가 흐르지 않도록 구형파변환회로부(33)의 전압과 전류를 전류검출기(37)로 검출하여 밸브구동기들이 순차적으로 동작하게 트랜지스터군을 순차적으로 온/오프 시키는 신호를 만드는 기능을 수행한다.
따라서, CPU(35)는 상기 온도조절기(36)로부터 출력된 온도조절명령에 따라 밸브개폐신호를 출력하고, 구형파변환회로부(33)는 상기 전원공급부(32)에서 변환된 DC전원을 입력받으며, 상기 CPU(35)로부터 출력되는 밸브개폐신호에 따라 상기 DC전원을 소정의 주파수를 갖는 구형파로 변환하여 출력한다.
이후, 밸브구동기(34)는 상기 구형파변환회로부(33)로부터 출력되는 소정 주파수의 구형파에 따라 저전압 AC모터를 구동시켜 선택적으로 밸브를 개폐시킴으로써, 각방의 온도를 조절할 수 있다.
상기 구형파변환회로부(33)의 작용을 더욱 상세히 설명하면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, AC전압을 DC로 변환하는 전원공급부(32), 즉 통상의 SMPS에서 만들어진 50V이하 DC전압은 반도체소자인 트랜지스터군(1,2,1-1a,1-1b,2-1a,2-1b...1-8a,1-8b,2-8a,2-8b)으로 구성된 구형파변환회로부(33)에 공급된다.
이들 반도체 소자에 도시된 바와 같이, CPU(35)에서 온도조절명령에 따른 밸브개폐 신호가 전달되어, 해당 트랜지스터들을 동작(전류흐름상태)시켜서 구형파 50V이하 AC전압을 만든다.
즉, 상기 CPU(35)로부터 출력되는 밸브개폐신호에 따라 상기 일련의 트랜지스터(1, 2, 1-1a, 1-1b, 2-1a, 2-1b ...1-8a, 1-8b, 2-8a, 2-8b)들을 선택적으로 온/오프시켜 상기 출력단자(V1...V8)를 통하여 밸브구동기(34)에 소정의 구형파를 출력한다.
또한, 상기트랜지스터(1,2,1-1a,1-1b,2-1a,2-1b...1-8a,1-8b,2-8a,2-8b)들은 각각 연결된 공통단(c)과, 열림신호출력단(a) 또는 닫힘신호출력단(b)으로 각각의 동작 전원을 각각의 출력단자(V1...V8)별로 선택적으로 공급한다(도 4 참조).
예로서, 출력단자 V1에 연결된 밸브를 열고자 할 경우에는, 트랜지스터 1과 2, 및 1-1a와 2-1a를 온시켜 각각의 공통단(c)과 열림신호출력단(a)을 거쳐 구형파를 공급함으로써, 저전압 AC 모터(M)를 회전시켜 해당 밸브를 개방상태로 만든다.
한편, 출력단자 V1에 연결된 밸브를 닫고자 할 경우에는, 트랜지스터 1과 2, 및 1-1b와 2-1b를 온시켜 각각의 공통단(c)과 닫힘신호출력단(b)을 거쳐 구형파를 공급함으로써, 저전압 AC 모터(M)를 회전시켜 해당 밸브를 폐쇄상태로 만든다.
이와 같은 작용에 따라 AC50V이하(60Hz)의 저전압 AC 모터(M)가 회전하여 각방의 밸브를 선택적으로 개폐시키게 된다.
한편, 마이크로 스위치(MS1)(MS2)는 모터(M)의 회전에 따라 밸브의 열림상태 및 닫힘상태를 제어한다.
여기서, 상기 모터(M)의 회전에 따른 마이크로 스위치(MS1)(MS2)의 온/오프와 이에 따른 동작상태는 전술한 실용신안등록 제216868호에 상세히 개시된 바와 같으므로 여기서 그 세세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 전류검출기(37)는 상기 구형파변환회로부(33)의 전류를 검출하여 상기 CPU(35)에 인가하고, 상기 CPU(35)는 상기 전류검출기(37)로부터 인가된 전류값에 따라 과전류를 판단하여 상기 구형파변환회로부(33)의 출력전류를 안정되게 조절한다. 즉, 저항(R)에 흐르는 전류를 검출해서 밸브구동기(34)들의 작동이 순차적으로 되도록 하여 과전류 운전을 방지하는 역할도 CPU(3)에서 행해지는 것이다.
따라서, 본 발명은 감전 위험이 높은 220V의 고전압 구동기를 국제 전기용품 안전규격 전압 AC50V이하로 사용하기 위해 저전압모타(AC50V이하)를 사용함에 있어서, 종래의 전압강하 트랜스방식을 사용하는 대신 다수(8개)의 구동밸브를 구동하는데 적합한 구형파 AC전원을 만들어 공급함으로써 전기 안전도를 높일 수 있다. 즉, 별도의 전압강하 트랜스를 사용하지 않고 시스템내에서 220V AC전원을 DC50V이하로 다운시킨후, AC 50V이하의 구형파로 변환시켜 다수의 밸브구동기에 저전압 전원을 공급함으로써 저전압에 의하여 전기안전사고의 위험성을 감소시킨다.
또한, 별도의 전기적인 릴레이가 필요 없게 되고, 고전압에서는 고가로 사용이 어려웠던 반도체소자 사용으로 기계적 릴레이에서 나는 소음을 제거할 수 있다. 여기에는 전자회로를 제어하는 기술이 포함되어 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.
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이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 저전압 교류모터를 이용하여 밸브를 개폐하는 실내온도조절 시스템에 의하면, 감전 위험이 높은 220V의 고전압 구동기를 국제 전기용품 안전규격 전압 AC50V이하로 사용하기 위해 저전압모타(AC50V이하)를 사용함에 있어서, 종래의 전압강하 트랜스방식을 사용하는 대신 다수(8개)의 구동밸브를 구동하는데 적합한 구형파 AC전원을 만들어 공급함으로써 전기 안전도를 높일 수 있으며, 고전압에서는 고가로 사용이 어려웠던 반도체소자 사용으로 기계적 릴레이에서 나는 소음을 제거할 수 있는 효과가 있다.
Claims (5)
- 온도조절기로부터 출력된 온도조절 명령에 따라 밸브구동기들의 밸브 개폐신호를 출력하는 CPU 및 AC전원을 DC전원으로 변환하는 전원공급부를 갖는 실내온도조절 시스템에 있어서,상기 CPU의 밸브 개폐신호에 따라 선택적으로 온/오프 되면서 상기 전원공급부의 DC전원을 AC 50V 이하 구형파로 변환시키는 다수의 트랜지스터군 및 이에 대응 연결되어 AC 50V 이하 구형파를 해당 밸브구동기로 직접 출력하는 다수의 출력단자들을 갖는 구형파변환회로부 그리고상기 구형파변환회로부에서 발생되는 전류값을 검출하여 상기 CPU로 인가하면 상기 CPU는 과전류가 발생되지 않도록 상기 트랜지스터군을 순차적으로 온/오프 시키는 전류검출기로 구성되고,상기 밸브구동기는 상기 구형파변환회로부로부터 출력되는 구형파에 따라 저전압 AC모터를 구동시켜 선택적으로 밸브를 개폐시키는 것을 특징으로 하는 저전압 교류모터를 이용하여 밸브를 개폐하는 실내온도조절 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 출력단자들은상기 해당 트랜지스터들과 각각 연결된 공통단, 열림신호출력단 및 닫힘신호출력단으로 구성되어 해당 밸브구동기들의 열림 또는 닫힘단자로 구형파를 출력함을 특징으로 하는 저전압 교류모터를 이용하여 밸브를 개폐하는 실내온도조절 시스템.
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