KR100722256B1 - 복합식 전원절환 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복합식 전원절환장치에 관한 것으로서, 외부 인입 상용전원 또는 비상전원을 공급받아서 부하에 전원을 공급하도록 개폐수단을 작동시키는 무정전 전원절환 장치에 관한 것으로서, 외부 인입 제1전원과 제2전원을 공급받아서 전동기에 항시 전원을 공급하도록 작동되는, 제1항에 따른 개폐수단을 구비하는 전원절환장치에 있어서, 상기 개폐수단을 상기 전동기에 기동전원을 투입하는 제1전자개폐부와 플렉시블케이블로 연결되어 일체구성되는 제1 개폐수단으로 하고, 상기 제1개폐수단과 공통의 구성을 가지고 상호 대면하여 일체화되는 제2개폐수단을 추가로 구비하고, 상기 제2개폐수단은 상기 전동기에 스타-델타결선 전원을 투입하는 제2전자개폐부와 플렉시블케이블로 연결되어 일체구성되고, 상기 양측 제1 및 제2 개폐수단이 슬라이딩 결착되는 결착부를 갖는 케이스가 포함되는 것을 특징으로 한다.

전자개폐기, , 전원절환

Description

복합식 전원절환 장치{Complex ATS and Electromagnetic switch}

도 1은 본 발명에 따른 복합식전원절환장치의 평면도,

도 2는 도 1의 A-A 방향에서 나타낸 단면도,

도 3은 도 1의 B-B 방향에서 나타낸 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 개폐수단을 나타낸 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 개폐수단을 도시한 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 전자개폐부의 사시도,

도 7은 도 6에 있어서, 고정철심, 고정접촉단, 이동철심, 이동접촉단간의 작동 관계를 도시한 도면,

도 8은 도 6에 있어서, 이동철심고정부와 이송부재 간의 작동 관계를 도시한 도면.

도 9는 본 발명에 따른 복합식전원절환장치의 회로도.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

제1,2 전자개폐부...1a,1b 이동철심위치고정부...80

제1,2개폐수단...100a,100b 가동접촉자...101

조작레버...102 조작축...110

연결부쉬...112 이동핀...116

가동철심...120 트립코일...122

가동철심홀...124 압축스프링... 128

플렉시블케이블...130 제1,2외부전원...132a, 132b

제1,2전원단자...134a, 134b 제1,2가동접촉단...150a,150b

기동전원단자...152a 스타-델타결선전원단자...152b

제1,2부하단자...154a,154b 암수결착부...160

분리판...190

탈착형 콘트롤러수단 ...400 마이컴...410

구동전원공급부... 420 급전상태감시부...430

모드변경부...440 키입력부...450

본 발명은 외부에서 인입되는 상용전원, 비상전원의 서로 다른 두 전원을 무정전상태로 유지하면서 3상전원을수용하는 전동기 및 일반적인 부하에 공급하도록 하는 전원절환 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 2개의 전원을 절환하는 기능을 가진 것으로서 서로 다른 두 전원이 부하에 접속한 후 일측 전원과 부하의 접속을 끊어 일측 전원에서 타측 전원으로의 절환을 가능케 하여 항시 무정전 상태를 유지할 수 있는 전원절환 장치에 관한 것이다.

일반적으로 상용전원과 비상전원 또는 스타결선전원과 델타 결선전원 같은 2개의 서로 다른 전원을 택일적으로 부하에 인가하기 위한 전원절환장치는 그 용량이나 용도에 따라 다양한 형태가 개발되어 사용되고 있다.

종래의 상용전원과 비상전원을 절환하는 무정전 전원절환 개폐기는 상용전원에서 비상전원으로 절환시 상용전원이 부하단자에 접속된 상태에서 상용전원과 부하단자의 접속을 끊은 후 다시 비상전원을 부하단자에 접속하는 방식이고, 비상전원에서 상용전원으로 절환하는 경우에는 상기와 같은 방식의 역순으로 진행되는 방식으로 부하에 항시 무정전 상태를 유지하기위해 사용되고 있다.

또한, 상기 스타결선전원과 델타결선전원의 전원을 부하에 인가하는 스타(Y)-델타(△) 시동전자개폐기는 전동기의 시동시에 전동기의 결선을 스타 결선하여 시동전류 및 토오크를 1/3수준으로 줄여 시동하고 시동 완료 후 델타결선으로 절환 하여 운전하는 장치로서, 주변기기 및 전동기를 과부하로부터 보호하기 위해 각종 산업현장에서 널리 유용되고 있다.

상술한 바와 같이 전원절환역할을 수행하는 무정전 전원절환 장치와 스타결선전원과 델타결선전원의 전원을 부하에 인가하는 스타(Y)-델타(△) 시동전자개폐기는 필요에 따라 각각 구비하여 사용되고 있는 실정이다.

따라서 2개의 서로 다른 전원을 택일적으로 부하에 인가하기 위한 방식은 유사하지만 용도에 따라 구성상의 차이를 갖는 다양한 형태의 전원절환 장치를 각각 구비하여야 하기 때문에 설치비가 과도하게 소요되었을 뿐만 아니라 복잡한 결선을 구성하기위해 장치가 넓은 용적을 차지하는 문제점이 있었다.

또한, 전원절환 장치와 부하 사이를 다소 복잡한 배선을 통해 연결하여야하므로 오결선의 우려가 있었으며, 이러한 배선이 외력에 의해 손상될 가능성이 매우 높아 장치가 오작동되는 경우, 부하가 파손될 수 있는 문제점이 있었다.

또, 종래의 전자개폐기는 작동시 전원개폐기의 개폐를 유지하기 위하여 가동 전원을 계속적으로 인가하여하기 때문에 전력소모가 지속적으로 발생하는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명은 상용전원과 비상전원의 서로 다른 두 전원을 무정전상태로 유지하면서 3상전원을 수용하는 전동기를 구동하기위한 스타(Y)-델타(△) 시동 전자개폐기, 및 일반적인 전원수용부하에 전원 투입이 가능하도록 일체구성된 복합식 전원절환 장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 전자개폐기의 개폐를 별도의 전력소모 없이 지속적으로 유지가 가능한 복합식 전원절환장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 개폐수단은, 외부전원단자에 외부 전원을 공급하고 부하단자에 전원을 공급하도록 가동접촉자를 작동시키는 개폐수단에 있어서,

트립코일의 여자에 의하여 코일내부로 이동하는 가동철심 및 상기 가동철심을 복귀시키기 위한 압축스프링;

상기 가동철심과 연동되어 조작축을 중심으로 회전운동하는 가동 접촉자;

상기 가동접촉자의 단부에 연결되어 가동철심의 홀을 따라 움직이며 가동접촉자의 움직임을 제어하는 이동핀;

상기 가동접촉자에 연결되고 조작축에 일체로 형성되어 조작축을 중심으로 가동철심의 이동거리만큼 회전운동하는 조작레버;

상기 조작레버의 조작축에 연장되어 타측 가동접촉자를 연동하는 연결부쉬; 및 상기 부하단자에 연결되어 전원을 공급하는 플렉시블 케이블을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 외부 인입 제1전원과 제2전원을 공급받아서 부하에 항시 전원을 공급하도록 개폐수단을 작동시키는 상기 개폐수단을 구비하는 전원절환장치에 있어서,

상기 개폐수단을 상기 전동기에 기동전원을 투입하는 제1전자개폐부와 플렉시블케이블로 연결되어 일체구성되는 제1개폐수단으로 하고,

상기 제1개폐수단과 공통의 구성을 가지고 상호 대면하여 일체화되는 제2개폐수단을 추가로 구비하고,
상기 제2개폐수단은 상기 전동기에 스타텔타결선 전원을 투입하는 제2전자개폐부와 플렉시블케이블로 연결되어 일체구성되고,

상기 제1, 2개폐수단을 슬라이딩 결합하는 결착부가 형성된 케이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 복합식전원절환장치에 있어서,

상기 제1 및 제2 전자개폐부는,

케이스;

상기 케이스에 고정되는 것으로서 코일(21)이 권회되는 적어도 하나 이상의 고정철심;

상기 케이스 내부에서 상기 고정철심의 상부에 이동 가능하게 설치되는 이동철심;

상기 이동철심을 상방으로 탄성바이어스시키는 복귀스프링;

상기 케이스의 소정부에 고정되는 고정접촉단;

상기 이동철심에 연동되어 상기 고정접촉단과 선택적으로 접촉되는 이동접촉단;

상기 이동철심의 하방으로 연장되는 것으로서 단부에 제1후크가 형성된 바아;

상기 케이스에 설치되는 것으로서 하방으로 출몰되는 이송바아를 가지는 이송부재;

상기 제1후크에 걸어지는 제2후크를 가지며 상기 제2후크가 상기 제1후크에 걸어지도록 상기 이송바아와 유기적으로 연결되는 이동철심위치고정부;를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 복합식 전원절환장치에 있어서,

상기 이동철심위치고정부는, 상기 케이스에 힌지축을 중심으로 결합되는 제2후크와, 상기 제2후크가 초기 위치로 복원될 수 있도록 탄성바이어스를 가하는 탄성부재와, 상기 제2후크와 축결합된 상태에서 상기 이송바아와 연결되는 연동바아를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 복합식전원절환장치에 있어서,

상기 제1 및 제2 전원개폐부 및/또는 제1 및 제2 개폐수단들의 가동을 제어하기 위한 마이컴을 갖는 탈착형 콘트롤러수단을 구비하고,

상기 탈착형 콘트롤러수단은,

상기 제1 및 제2 전원개폐부 또는 제1 및 제2 개폐수단들간의 결선상태를 인지하여

무정전 전원절환 및/또는 전동기의 스타-델타 결선용 전원절환이 가능하도록 마이컴의 제어상태를 변경하는 모드변경부를 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 전자개폐부를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명에 따른 전자개폐부의 사시도이고, 도 7은 도 6에 있어서, 고정철심, 고정접촉단, 이동철심, 이동접촉단간의 작동 관계를 도시한 도면이며, 도 8은 도 6에 있어서, 이동철심고정부와 이송부재 간의 작동 관계를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자개폐부는, 제1 케이스(10a)와, 이 제1 케이스(10a)에 고정되는 것으로서 제1 코일(21a)이 권회되는 제1 고정철심(20a)과, 상기 제1 케이스(10a) 내부에서 상기 제1 고정철심(20a)의 상부에 이동 가능하게 설치되는 제1 이동철심(30a)과, 상기 제1 이동철심(30a)을 상방으로 탄성바이어스시키는 제1 복귀스프링(35a)과, 상기 제1 케이스(10a)에 고정되는 제1 고정접촉단(40a)과, 상기 제1 이동철심(30a)에 연동되어 상기 제1 고정접촉단(40a)과 선택적으로 접촉되는 제1 이동접촉단(50a)과, 상기 제1 이동철심(30a)의 하방으로 연장되는 것으로서 단부에 제1후크(61a)가 형성된 제1 바아(60a)와, 상기 제1 케이스(10a)에 설치되는 것으로서 하방으로 출몰되는 제1 이송바아(71a)를 가지는 제1 이송부재(70a)와, 상기 제1후크(61a)에 걸어지는 제2후크(81a)를 가지며 상기 제2후크(81a)가 상기 제1후크(61a)에 걸어지도록 상기 이송바아(71a)와 유기적으로 연결되는 제1 이동철심위치고정부(80a)를 포함한다.

상기 제1 케이스(10a)는 상기한 구성들이 모두 수납되는 것으로서, 고정접촉단과 이동접촉단을 연결하는 단자(미도시)가 설치되어 있으며, 이들 단자는 자동화기기나 산업기기, 전기제품등을 전기적으로 통전시키는 스위치단자 역할을 한다.

제1 고정철심(20a)과 제1 이동철심(30a)은 일반적인 형태를 가지며, 제1 코일(21a)은 제2 고정철심(20a)에 권회되어 있다. 상기 제1 고정철심(20a)은 상기 제1 코일(21a)에 전류를 인가할 때 전자석이 되어, 상기 제1 이동철심(30a)을 흡인한다.

상기 제1 복귀스프링(35a)의 일단은 제1 이동철심(30a)의 소정부를 지지하고, 타단을 제1 케이스(10a)의 소정부에 지지된다. 이러한 제1 복귀스프링(35a)은 제1 이동철심(30a)에 상방 탄성바이어스를 가한다.

상기 고정접촉단(40a)은 상기 제1 케이스(10a)의 소정부에 고정되어 있으며, 그 단부에 제1 접점(40a1)이 형성되어 있다.

상기 제1 이동접촉단(50a)은 상기 제1 이동철심(30a)에 의하여 이동되면서 상기 제1 고정접촉단(40a)과 선택적으로 접촉된다. 이를 위한 제1 이동접촉단(50a)과 제1 이동철심(30a)과의 결합 구조를 다양하게 구현할 수 있는데, 본 실시예에서는 상기 제1 이동철심(30a) 상부에 형성된 제1 관통공(31a)에 제1 이동접촉단(50a)이 관통되도록 설치되게 하고, 제1 관통공(31a)에 제1 이동접촉단(50a)을 하방으로 탄성바이어스시키는 제1 스프링(32a)이 개재되도록 한 구조를 채택하고 있다. 이러한 구조에 의하여, 제1 이동철심(30a)이 하방으로 이동하면 제1 관통공(31a)에 개재된 제1 스프링(32a)도 하방으로 이동하고, 이 제1 스프링(32a)은 제1 이동접촉단(50a)을 하방으로 이동시키면서 제1 이동접촉단(50a)의 제1 접점(50a)이 상기 제1 고정접촉단(40a)의 제1 접점(40a1)에 접촉되게 한다.

상기 제1 바아(60a)는 상기 제1 이동접촉단(50a)의 하방에 설치됨으로써 제1 이동접촉단(50a)과 함께 움직이며, 그 단부에는 제1후크(61a)가 형성되어 있다.

상기 제1 이동철심위치고정부(80a)는, 상기 제1 케이스(10a)에 힌지축(h)을 중심으로 결합되는 제2후크(81a)와, 제2후크(81a)가 초기 위치로 복원될 수 있도록 탄성바이어스를 가하는 제1 탄성부재(82a)와, 제2후크(81a)와 축결합된 상태에서 제1 이송바아(71a)와 연결되는 제1 연동바아(83a)를 포함한다.

한편, 본원의 전자개폐부를 수동으로 동작시키기 위하여, 상기 제1 이동철심(30a)의 단부에 형성된 제1 누름부(33a)가 제1 케이스(10a)의 상부로 돌출될 수 있다. 이 경우, 사용자가 제1 누름부(33a)를 누르게 되면 제1 이동접촉단(50a)이 함께 움직이고, 제1 이동접촉단(50)의 제1 단자(50a)는 제1 고정접촉단(40a)의 단자(40a1)에 접촉되면서 통전 상태가 된다. 이러한 구조는, 정전이 되었거나 전기적으로 문제가 발생하였을 때 유용하다.

다음, 상기와 같은 구조의 전자개폐부의 동작을 설명한다.

사용자가 상기 제1 고정철심(20a)의 제1 코일(21a)에 전류를 인가하면 제1 고정철심(20a)은 전자석이 되고, 이에 따라 제1 이동철심(30a)을 흡인한다. 그러면, 제1 이동철심(30a)은 하방으로 이동하면서 제1 관통공(31a)에 개재된 제1 스프링(32a)도 하방으로 이동시키고, 이 제1 스프링(32a)은 제1 이동접촉단(50a)을 하방으로 이동시키면서 제1 이동접촉단(50a)의 제1 접점(50a)을 제1 고정접촉단(40a)의 제1 접점(40a1)에 접촉시킨다. 이에 따라 제1 고정접촉단(40a)과 제1 이동접촉단(50a)은 통전된다. 그리고, 제1 이동철심(30a)에 의하여 제1 복귀스프링(35a)은 압착된 상태를 유지하게 된다.

한편, 제1 철심(30a)이 하방으로 이동하면서 제1후크(61a)가 형성된 제1 바아(60a)를 하방으로 이동시키고, 이에 따라 제1후크(61a)는 제2후크(81a)에 걸어지게 된다. 그러면, 제1 이동철심(30a)은 다시 상승되지 못하고 그 위치를 유지하게 되며, 제1 고정철심(20a)에 권회된 제1 코일(21a)에 전류를 공급하지 않아도 제1 이동접촉단(50a)과 제1 고정접촉단(40a)은 상호 접촉된 상태를 유지한다. 즉, 제1 이동접촉단(50a)과 제1 고정접촉단(40a)을 접촉시킨 상태로 유지하는데 전류가 소모되지 않는 것이다.

상기 제1 이동철심(30a)이 하방으로 완전히 내려왔을 때 제1 복귀스프링(35a)은 압착된 상태이므로, 이 제1 복귀스프링(35a)은 제1 이동철심(30a)을 상방으로 탄성바이어스시킨다. 이 상태에서, 사용자가 제1 이송부재(70a)로서 일예로 채용된 솔레노이드에 전원을 해제하면 유기기전력에 의해 형성되는 자기장의 해제에 의해 내부 탄성부재의 탄성력에 의해 철재의 제1 이송바아(71a)가 하방으로 탄력적으로 내려오면서 제1 연동바아(83a)의 단부를 하강시키고, 이에 따라 제1 연동바아(83a)는 제2후크(81a)가 제1후크(61a)에서 벗어나도록 힌지축(h1)을 중심으로 회동된다.

그렇게 되면, 상기 제1후크(61a)는 제2후크(81a)에서 분리되고, 제1 복귀스프링(35a)은 제1 이동철심(30a)을 상부측으로 움직이도록 탄성바이어스를 가하게 되고, 이에 따라 제1 이동철심(30a)은 초기 상태로 귀환하게 된다.

이하, 상기 전원개폐수단을 채용한 복합식전원절환장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 복합식전원절환장치의 평면도이고, 도 2는 도 1의 A-A 방향에서 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 1의 B-B 방향에서 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 전자개폐부을 도시한 단면도이고, 도 9는 본 발명에 따른 복합식전원절환장치의 회로도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와같이, 상기 전원개폐수단을 채용한 본 발명의 복합식 전원절환장치는 전동기에 기동전원을 투입하는 제1 전자개폐부(1a)와 제1플렉시블케이블(130a)로 연결되어 일체구성된 제1개폐수단(100a)과, 전동기에 스타-델타결선 전원을 투입하는 제2 전자개폐부(1b)와 제2 플렉시블케이블(130b)로 연결되어 일체구성되는 제2개폐수단(100b)과, 상기 제1, 2개폐수단(100a,100b)을 슬라이딩 결합하는 암수결착부(160a, 160b)가 각각 형성된 제1 및 제2 케이스(10a, 10b)로 구성된다.

상기 제1개폐수단(100a)은 일측에 제1외부전원과 연결되는 제1전원단자(132a)와, 상기 제1 전자개폐부(1a)의 제1 기동전원단자(152a)에 제1 플렉시블 케이블(130a)로 연결되고 후술하는 제2개폐수단(100b)의 제2부하단자(154b)가 제1전원공급단자(134a)에 접지되어 구성된다.

상기 제1 전자개폐부(1a)는 상기 제1전원공급단자(134a)에 제1 플렉시블 케이블(130a)로 연결되는 제1 기동전원단자(152a)와, 전동기의 주기동단자에 연결되는 제1부하단자(154a)와, 상기 제1 기동전원단자(152a)와 제1부하단자(154a) 사이에서 전류도통경로를 구성하도록 하부의 솔레노이드식 제1 이동철심(30a)에 연결되는 제1가동접촉단(150a), 상기 전원을 상기 전동기에 전원 투입시, 상기 전원 인가 상태를 유지토록하는 제1 이동철심위치고정부(80a)로 구성된다.

상기 제2개폐수단(100b)은 일측에 제2외부전원(220b)과 연결되고 제2 전자개폐부(1b)의 스타-델타결선전원단자(152b)에 플렉시블 케이블(130)로 연결되는 제2전원단자(132b)와, 상기 제1개폐수단(100a)의 제1부하단자(154a)가 제2부하단자(154b)와 접지되어 구성된다.

상기 제2 전자개폐부(1b)는, 상기 제2전원단자(132b)에 플렉시블 케이블(130)로 연결되는 스타-델타결선전원단자(152b)와, 전동기의 보조단자(200b)에 연결되는 제2부하단자(154b)와, 상기 스타-델타결선전원단자(152b)와 제2부하단자(154b) 사이에서 전류도통경로를 구성하도록 하부의 솔레노이드식 이동철심(30)에 연결되는 제2가동접촉단(150b)과, 상기 외부인입 전원을 상기 전동기(200)에 전원 투입시, 상기 전원 인가 상태를 유지토록하는 이동철심위치고정부(80)과 상기 제1 전자개폐부 작동후 기 설정된 시간이 경과하면 상기 제1 전자개폐부(10b)를 가동시키는 타이머로 구성된다.

상기 타이머는 3상 전동기를 구동하기 위하여 상기 제1 전자개폐부(1a) 작동후 기 설정된 시간이 경과하면 상기 제2 전자개폐부(1b)를 구동시키는 역할을 수행한다.

상술한 바와같이 상기 제1, 2가동접촉단(150a,150b)은 이동철심(30)과 연결되어 고정철심(20)에 감겨져있는 코일(21)에 전원을 인가하면 자기유도현상에 의해서 가동첨심(30)이 전자기력에 이끌려 이동하여 상기 제1, 2가동접촉단(150a,150b)을 각각의 고정된 단자와 접촉하도록 하며, 하기 마이컴(410)에 의해서 입력되는 저전압의 전기로 상기 제1, 2가동접촉단(150a,150b)의 가동이 이루어지며, 저전압의 전기를 통해 고전압 전력을 통전시킬 수 있으므로, 사용자가 고전압의 전기에 의하여 발생될 수 있는 감전과 같은 각종 안전사고를 예방할 수 있다.

이동철심위치고정부(80)는 상기 이동철심(30)이 하강시 제1,2 전자개폐부(1a,1b)의 전력접접이 접촉되었을때, 그 접촉상태를 유지시키기위해 상기 전력접점의 이동접점을 고정하는 후크 또는 걸림부재이며 하기 마이컴(410)에 의해서 동작이 수행된다.

즉, 제1,2 전자개폐부(1a,1b)의 이동철심(30)이 하강할때 상태를 유지하기 위해 지속적으로 요구되는 전기를 절약하기위해 일시적인 상기 이동철심위치고정부의 구동으로절 제1,2 전자개폐부(1a,1b)의 가동상태를 유지하도록 한다.

한편, 본원의 전자개폐부(1a, 1b)를 수동으로 동작시키기 위하여, 이동철심(30)의 단부에 형성된 누름부(33)가 케이스(162)의 상부로 돌출될 수 있다. 이 경우, 사용자가 누름부(33)를 누르게 되면 이동접점이 함께 움직이고, 이동접점은 고정접점에 접촉되면서 통전 상태가 된다. 이러한 구조는, 정전이 되었거나 전기적으로 문제가 발생하였을 때 유용하다.

또한, 1 내지 3상의 전원단자들 사이에는 인접한 단자들을 분리히키기위한 분리판(190)이 부설된다.

결착부(160)는 제1개폐수단(100a)과 제2개폐수단(100b)의 케이스 외부에는 상기 제1개폐수단(100a)과 제2개폐수단(100b)을 슬라이딩 결합가능하게 구성되어 있다.

이는, 제1개폐수단(100a)과 제2개폐수단(100b)사이에서 분리가능하도록 탈착 수단을 통해 용이하게 분리하여 제1개폐수단(100a) 또는 제2개폐수단(100b) 단독으로 차단기로써 이용하거나 본 발명의 복합식 전원절체장치의 배열을 수평 또는 수직으로 구성하게 된다.

탈착형콘트롤러수단(400)은, 마이컴(410), 구동전원공급부(420), 급전상태감지부(430), 모드변경부(440), 키입력부(450)로 구성된다.

상기 마이컴(410)은 제어신호를 출력하여 복합식 전원절환장치의 작동에 필요한 제어 역할을 수행한다.

상기 급전상태감지부(430)는 상기 전원개폐수단의 전원단자상에 도통되는 급전상태를 감시하여 마이컴(410)에 상태정보를 제공하는 역할을 수행한다.

상기 구동전원공급부(420)는 마이컴(410)의 제어신호에 따라 상기 전원개폐수단의 전력접점들을 온/오프(on/off)하기위한 가동전원을 공급하는 역할을 수행한다.

상기 키입력부(450)는 상태정보, 추가제어신호, 작동에 요구되는 제어정보를 입력받는 역할을 수행한다.

모드변경부(440)는 상기 전원개폐수단들간의 결선상태 또는 급전상태감시부(430)에서 이력되는 급전상태정보, 키입력부(450)의 제어입력신호를 인지하여 무정전 전원절환 및/또는 전동기의 스타-델타 결선용 전원절환이 가능하도록 마이컴(410)의 제어상태를 변경하는 역할을 수행한다.

상기한 구조의 복합식 전원절환장치에서 부하에 전원을 공급하는 작동을 설명하면 다음과 같다.

우선, 상기 제1개폐수단(100a)의 제1전원단자(132a)에는 제1전원(220a)이 급전되고, 제1전원공급단자(134a)에는 부하의 주전원단(200a)이 연결되고, 상기 제2개폐수단(100b)의 제2전원단자(132b)에는 제2전원(220a)이 급전되고, 제2전원공급단자(134b)에도 상기 부하의 주전원단(200a)이 공통연결되며, 상기 제1전원단자(132a), 제2전원단자(132b), 제1, 제2전원공급단자(134b)에 급전상태를 탈착형콘트롤러수단(400)의 급전상태감지부(430)에서 감지하여 마이컴(410)에 감지정보를 제공한다.

다음, 상기 부하에 전원을 공급할때, 상기 급전상태감지부(430)의 감지정보에 따라 현재 제1개폐수단(100a) 및 제2개폐수단(100b)의 개폐상태를 판단하여 마이컴(410)은 구동전원공급부(420)를 통해 구동전원을 상기 제1개폐수단(100a) 또는 제2개폐수단(100b)에 공급하여 온/오프를 제어한다.

이때, 제1전원단자(132a)에 제1전원(220a)이 급전될때, 제2전원단자(132b)에 제2전원이 급전 또는 비급전에 상관없이 상기 제1개폐수단(100a)을 온(on)시켜 제1전원을 부하에 공급하고, 상기 제2개폐수단(100b)을 오프(off)시켜 제2전원(220b)은 통전되지 않도록한다.

또한, 제1전원단자(132a)에 제1전원(220a)이 급전되지 않을때, 제2전원단자(132b)에 제2전원(220b)이 급전시 상기 제1개폐수단(100a)을 오프(off)시켜 제1개폐수단(100a)의 통전을 막고, 상기 제2개폐수단(100b)을 온(on)시켜 제2전원 (220b)을 통전시켜 상기 부하에 전원이 공급되도록한다.

상기 과정을 통하여 부하에 지속적으로 전원을 공급하여 정전시에도 부하에 공급되는 전원을 안정적으로 공급하는 것이 가능하다.

상기한 구조의 복합식 전원절환장치에서 3상 전동기에 전원을 공급하는 작동을 설명하면 다음과 같다.

우선, 상기 제1개폐수단(100a)의 제1전원단자(132a)에는 제1전원(220a)이 급전되고, 제1전원공급단자(134a)에는 제1 전자개폐부(1a)의 기동전원단자(152a)가 플렉시블 케이블(130)로 연결되어 있고, 본 발명의 제2개폐수단(100b)의 제2전원단자(132b)에는 제2전원(220b)이 급전되고, 제2전원공급단자(134b)에도 상기 제1 전자개폐부(1a)의 기동전원단자(152a)가 공통 연결되어 있고, 제2 전자개폐부(1b)의 스타결선단자 및 델타결선단자에는 전동기의 부기동단자가 연결되고, 제2 전자개폐부(1b)의 스타-델타결선전원단자(152b)와 상기 제1 전자개폐부(1a)의 부하단자에는 전동기의 주기동단자가 공통연결되게 된다.

이때, 상기 스타결선단자(172)는 제2 전자개폐부(1b)의 제2가동접촉단(150b)이 오프(off)시 접지상태에 놓여져 있어서 상기 전동기(200)의 부기동단자(200b)에는 전원이 공급되지 않게 된다.

이어, 상기 제1전원단자(132a), 제2전원단자(132b), 제1, 제2전원공급단자(134a,134cb), 기동전원단자(152a), 스타델타전원단자(152b), 제1,2부하단자상(154a, 154b)에 통전되는 급전상태를 탈착형콘트롤러수단(400)의 급전상태감지부(430)에서 감지하여 마이컴(410)에 감지정보를 제공한다.

다음, 상기 급전상태감지부(430)의 감지정보에 따라 현재 제1개폐수단(100a) 및 제2개폐수단(100b)의 개폐상태를 판단하여 마이컴(410)은 구동전원공급부(420) 를 통해 구동전원을 상기 제1개폐수단(100a) 또는 제2개폐수단(100b)에 공급하여 온/오프를 제어한다.

이때, 제1전원단자(132a)에 제1전원(220a이 급전될때, 제2전원단자(132b)에 제2전원(220b)이 급전 또는 비급전에 상관없이 상기 제1개폐수단(100a)을 온(on)시켜 제1전원(220a)을 제1 전자개폐부(1a)의 기동전원단자(152a)에 공급하고, 상기 제2개폐수단(100b)은 오프(off)시켜 제2전원(220b)은 통전되지 않도록한다.

또한, 제1전원단자(132a)에 제1전원(220a)이 급전되지 않을때, 제2전원공급단자(134b)에 제2전원(220b)이 급전시 상기 제1개폐수단(100a)을 오프(off)시켜 제1개폐수단(100a)의 통전을 막고, 상기 제2개폐수단(100b)을 온(on)시켜 제2전원(220b)을 통전시켜 상기 제1 전자개폐부(1a)의 기동단자에 전원이 공급되도록한다.

이어, 상기 전동기(200)에 전원을 공급할때, 상기 제1 전자개폐부(1a)의 제1부하단자(154a) 및 제2 전자개폐부(1b)의 제2부하단자(154b)의 급전상태를 감지하는 급전상태감지부(430)의 감지정보에 따라 현재 제1 전자개폐부(1a) 또는 제2 전자개폐부(1b)의 개폐상태를 판단하여 마이컴(410)은 구동전원공급부(420)를 통해 구동전원을 상기 제1 전자개폐부(1a) 또는 제2 전자개폐부(1b)에 공급하여 온/오프를 제어한다.

이때, 상기 전동기에 기동전원(3상전동기를 최초 가동할 때 인가되는 전원)을 공급할 때, 마이컴(410)은 구동전원공급부(420)를 통해 구동전원을 상기 제1개폐수단(100a)에 인가하여 온(on)시켜 상기 제1 전자개폐부(1a)를 통해 기동전원이 전동기에 공급되도록한다.

이후, 상기 제1 전자개폐부(1a)가 통전상태가 된 이후 제2 전자개폐부(1b)의 타이머는 가동시간을 측정하여 일정시간이 경과후 제2 전자개폐부(1b)를 온(on)시켜 전동기의 부전원단자에 전원을 공급하여 델타결선전원이 공급되도록하여 전동기의 가동속도를 높이도록 하게된다.

또한, 상기 제1 전자개폐부(1a) 및 제2 전자개폐부(1b)가 온(on)상태에 있을때 상기 제1,2 전자개폐부(1a, 1b)에 지속적으로 가동전원을 공급하지않아도 상태가 유지되도록 이동철심위치고정부(80)가 가동하고 상태해제시 마이컴(410)에서 상기 이동철심위치고정부(80)를 제어나다.

또한, 제1개폐수단(100a)과 제2개폐수단(100b)의 케이스 외부에는 상기 제1개폐수단(100a)과 제2개폐수단(100b)을 슬라이딩 결합가능한 결착부(160)가 형성되어 있어 필요시 분리가능하도록 탈착수단을 통해 용이하게 분리하여 제1개폐수단(100a) 또는 제2개폐수단(100b) 단독으로 차단기로써 이용하거나 본 발명의 복합식 전원절체장치의 배열을 수평 또는 수직으로 구성하여 사용하는 것이 가능하다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 복합식 전원절환 장치에 따르면, 상용전원과 비상전원의 서로 다른 두 전원을 무정전상태로하면서 3상전원을수용하는 전동기를 구동하기위한 전원컨택트 및/또는 일반적인 전원수용부하에 전원 투입이 가능하도록 일체구성하여, 종래와같이 상기 전원컨택트와 전원절환장치가 각각 구비되어 설치비가 과도하게 소요되었을 뿐만 아니라 복잡한 결선을 구성하기위해 장치가 넓은 용적을 차지하지 않는 다는 효과가 있다.

또한, 전원절환 장치와 부하 사이를 다소 복잡한 배선을 통해 연결하여야하므로 오결선의 우려가 있었으며, 이러한 배선이 외력에 의해 손상될 우려가 매우 높아 장치가 오 작동되는 경우, 부하가 파손될 수 있는 문제점이 있었다.

종래와는 달리 전자개폐부의 개폐동작시 작동전원을 지속적으로 공급하지 않아도 되므로, 전류의 소모량을 획기적으로 줄임과 동시에 전력인가에 따른 진동 소음 및 상시 전류의 도통에 의한 과열을 대폭 절감할 수 있는 등의 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것으로서, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해해야만 한다.

Claims (5)

1. 외부전원단자에 외부 전원을 공급하고 부하단자에 전원을 공급하도록 가동접촉자를 작동시키는 개폐수단에 있어서,

   트립코일의 여자에 의하여 코일내부로 이동하는 가동철심 및 상기 가동철심을 복귀시키기 위한 압축스프링;

   상기 가동철심과 연동되어 조작축을 중심으로 회전운동하는 가동 접촉자;

   상기 가동접촉자의 단부에 연결되어 가동철심의 홀을 따라 움직이며 가동접촉자의 움직임을 제어하는 이동핀;

   상기 가동접촉자에 연결되고 조작축에 일체로 형성되어 조작축을 중심으로 가동철심의 이동거리만큼 회전운동하는 조작레버;

   상기 조작레버의 조작축에 연장되어 타측 가동접촉자를 연동하는 연결부쉬; 및 상기 부하단자에 연결되어 전원을 공급하는 플렉시블 케이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 개폐수단.
2. 외부 인입 제1전원과 제2전원을 공급받아서 전동기에 항시 전원을 공급하도록 작동되는, 제1항에 따른 개폐수단을 구비하는 전원절환장치에 있어서,

   상기 개폐수단을 상기 전동기에 기동전원을 투입하는 제1전자개폐부와 플렉시블케이블로 연결되어 일체구성되는 제1 개폐수단으로 하고,

   상기 제1개폐수단과 공통의 구성을 가지고 상호 대면하여 일체화되는 제2개폐수단을 추가로 구비하고,

   상기 제2개폐수단은 상기 전동기에 스타-델타결선 전원을 투입하는 제2전자개폐부와 플렉시블케이블로 연결되어 일체구성되고,

   상기 양측 제1 및 제2 개폐수단이 슬라이딩 결착되는 결착부를 갖는 케이스가 포함되는 것을 특징으로 하는 복합식 전원절환장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 전자개폐부는,

   케이스;

   상기 케이스에 고정되는 것으로서 코일이 권회되는 적어도 하나 이상의 고정철심;

   상기 케이스 내부에서 상기 고정철심의 상부에 이동 가능하게 설치되는 이동철심;

   상기 이동철심을 상방으로 탄성바이어스시키는 복귀스프링;

   상기 케이스의 소정부에 고정되는 고정접촉단;

   상기 이동철심에 연동되어 상기 고정접촉단과 선택적으로 접촉되는 이동접촉단;

   상기 이동철심의 하방으로 연장되는 것으로서 단부에 제1후크가 형성된 바아;

   상기 케이스에 설치되는 것으로서 하방으로 출몰되는 이송바아를 가지는 이송부재;

   상기 제1후크에 걸어지는 제2후크를 가지며 상기 제2후크가 상기 제1후크에 걸어지도록 상기 이송바아와 유기적으로 연결되는 이동철심위치고정부;를 가각 포함하는 것을 특징으로 하는 복합식전원절환장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 이동철심위치고정부는,

   상기 케이스에 힌지축을 중심으로 결합되는 제2후크와, 상기 제2후크가 초기 위치로 복원될 수 있도록 탄성바이어스를 가하는 탄성부재와, 상기 제2후크와 축결합된 상태에서 상기 이송바아와 연결되는 연동바아를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합식 전원절환장치.
5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 전원개폐부 또는 제1 및 제2 개폐수단들의 가동을 제어하기 위한 마이컴을 갖는 탈착형 콘트롤러수단을 구비하고;

   상기 탈착형 콘트롤러수단은,

   상기 제1, 2 전원개폐부 또는 제1,2 개폐수단들간의 결선상태를 인지하여 무정전 전원절환 또는 전동기의 스타-델타 결선용 전원절환이 가능하도록 마이컴의 제어상태를 변경하는 모드변경부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합식 전원절환 장치.

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