KR100728535B1

KR100728535B1 - 단상 유도 전동기의 기동용 릴레이

Info

Publication number: KR100728535B1
Application number: KR1020050024450A
Authority: KR
Inventors: 김영준
Original assignee: 김영준
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2007-06-14
Also published as: KR20050042099A

Abstract

본 발명은 단상 유도전동기의 기동용 전압식 전자 릴레이에 관한 것으로 구성에 있어서, 유도 전동기의 기동코일(W3)과 접지 사이에 분배저항(R2, R3)과 다이오드(D1, D5) 및 콘덴서(C2)와 저항(R4, R5)으로 신호입력부(322)가 구성되고, 상기 신호입력부(322)의 출력은 NAND게이트(G1, G2)와 저항(R6)으로 히스테리 발생 및 궤환 신호발생부(324)를 구성하고, 상기 히스테리시스 발생 및 궤환 신호발생부(324)의 출력중 일부는 다이오드(D2)를 통해 NAND게이트(G4)와 저항(R8)으로 연결 구성되는 출력신호 변환부(322) 및 저항(R7)과 다이오드(D3)를 통해 트라이악 보호용 타이머회로부(350)을 구성하는 NAND게이트(G3)에 입력되고 그 출력은 다이오드(D4)를 통해 상기한 출력 신호변환부(332)에 입력측에 연결된다. 상기한 출력 신호변환부(332)의 출력은 제로 크로스 턴 온 기능이 있는 포토 트라이악 드라이버(ZC)를 On하도록 발광다이오드(LED)를 점등하도록하여 트라이악(Q2)과 트라이악(Q1)의 게이트를 트리거하여 기동코일(W3)에 기동전류를 On 또는 Off하도록하여 트라이악(306)에 돌입전류의 흐름을 방지하여 소손을 방지하도록한다.

신호입력부, 히스테리시스, 출력신호변환부, 타이머회로, 트라이악, 트리거, 기동전류,

Description

단상 유도 전동기의 기동용 릴레이{omitted}

첨부된 도면은 본 발명을 설명키 위한 실시예의 회로도이다

****도면중 부호의 설명*****

301은 단상전원, 302는 유도 전동기, 306은 기동코일 단속용 트라이악, 310은 제어전원부, 322는 신호입력부, 324는 히스테이시스 발생 및 궤환신호 발생부, 332는 출력신호 변환부, 334는 트리거부,350은 트라이악 보호용 타이머회로부, Q1, Q2는 트라이악, C1∼C4는 콘덴서, R1∼R11은 저항, G1∼G4는 NAND게이트, D1∼D4는 다이오드, BD1은 브리지다이오드, SC는 기동콘덴서, RC는 운전콘덴서, LED는 발광다이오드를 의미한다..

본 발명은 단상 유도전동기의 기동용 전압식 전자릴레이에 관한 것으로 특히 대한민국 선특허출원 2005-2774호(2004.12.15출원 이하 "선특허출원"이라함)의 개량발명에 관한 것이다.

이미 본 출원인의 대한민국 특허 제422,329호(2004.2.27등록)에서 기동 릴레이의 회로소자에 필요한 전원을 공급하기 위한 브리지 다이오드로되는 전원부와, 기동코일(W3)에 교류전원을 인가 혹은 차단하기 위한 트라이악으로 되는 스위칭소자, 그리고 상기 기동코일에 유기된 전압을 감지하기 위한 감지수단과, 초기 기동시 On제어신호를 출력하고, 상기 스위칭소자를 통해 감지된 유기전압이 소정의 Off기준전압에 도달하면, 상기 스위칭소자를 Off하기 위한 Off제어신호를 발생시켜 주며, 정상 운전기간에 상기 유기전압이 소정의 기준전압 이상으로 상승하면, 상기 스위칭소자를 다시 On시키기 위한 On제어신호를 발생하는 히스테리시스부 및 상기 히스테리시스부의 On신호에 따라 상기 스위칭소자는 0ff시켜주는 트리거부로 구성하는 것이었다.

따라서 상기 선등록특허에 있어서는 교류전원이 On되면, 기동코일에 유기되는 유기전압이 상승하고 이와 같이 상승하는 초기 기간동안에 NAND게이트에 의해 궤환되고, 발진부의 발진동작으로 트라이악의 게이트를 트리거하여 트라이악을 On시켜 이에 따라 기동코일에 교류전원이 인가되도록되어 있다. 이와 같은 상태에서 유기전압이 상승하여 OFF기준전압에 도달하면, 트라이악이 Off되고 트라이악이 OFF되면, 기동코일에 인가되던 교류전원은 차단되고 이때부터는 운전코일에 의해서만 전동기가 정상 운전되도록되어 있다. 만약 이와 같은 운전상태에서 중부하와 같은 장애가 발생되어 유기전압이 On기준전압 이하로 떨어지면, 재기동이 이루어지도록되어 있다.

그러나 NAND게이트를 이용하여 궤환신호부와 발진부를 구성하고 있음으로서 동작시간을 제어할 수 없는 문제점이 있었다.

이를 시정하기 위하여 선특허출원에서는 NAND게이트를 대신하여 NOT게이트를 이용하여 궤환신호부와 전압비교부 및 펄스발생부를 구성함으로서 불편을 해소하고 있다. 그러함에도 불구하고 선특허출원에서 사용되는 트라이악을 보호하기 위한 리액터와 트라이악 보호용 스나버회로(스파크킬러)가 필요하여 공간의 점유율이 크고 또 릴레이의 수명이 짧은 문제점이 있는바 이를 시정코자 하는 것이 본 발명의 목적이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 선출원에 있어서의 문제점을 해결하기 위하여 종래 유도전동기의 기동방식에 있어서, 대부분 기동콘덴서(SC)와 운전콘덴서(RC)를 동시에 사용하게 되는바 이때 릴레이가 동작하는 순간 기동콘덴서와 운전콘덴서의 위상이 일치하는 경우, 트라이악에 돌입전류가 흘러 트라이악이 소손되는것이었다. 본 발명은 이를 방지하기 위하여 종전에 운전콘덴서에 직열로 리액터를 설치해야만 되는 불편을 해소하는 방법으로 제로 크로스 턴 온(ZERO CROSS TURN ON)기능이 있는 포토트라이악 드라이버(Photo Triac Driver)를 이용하여 트라이악의 게이트를 트리거하도록 함으로서 해소할 수 있음을 실험에 의해 알게된 것이다. 따라서 본 발명에의하면, 리액터를 생략할 수 있고, 트라이악 스나버회로와 변류기가 불필요하여 콤팩트가 가능하며, 트라이악의 수명을 장기간 보장할 수 있는 특징이 있다.

삭제

이하 본 발명을 첨부된 실시예의 회로도에 의해 상술한다.

도면에서 부호 310은 제어전원부로 상용전원 입력단자(L1, L2)사이에 콘덴서(C1)와 저항(R1)을 통해 브리지 다이오드(BD1)가 연결되어 그 출력측에 제너다이오드(ZD)와 콘덴서(C5) 및 저항(R9)으로 정전압회로가 구성되어 이하 설명하는 각 회로에 동작전압을 공급하도록 되어 있다.

또한 유도전동기(302)의 운전코일(W1, W2)이 병열 연결되어 있고, 기동코일(W3)은 기동콘덴서(SC)와 트라이악(Q1)이 직열로 상기한 전원 입력단자(L1, L2)사이에 연결됨은 공지와 같은 것이다.

상기한 기동코일(W3)과 접지 사이에는 분배저항(R2, R3)과 다이오드(D1, D5) 및 콘덴서(C2)와 저항(R4, R5)으로 신호입력부(322)가 구성되고, 상기 신호입력부(322)의 출력이 NAND게이트(G1, G2)와 저항(R6)으로 구성되는 히스테리발생 및 궤환신호 발생부(324)에 입력되고, 상기 히스테리발생 및 궤환신호발생부(324)의 출력중 일부는 다이오드(D2)를 통해 NAND게이트(G4)와 저항(R8)으로 구성되는 출력신호 변환부(332)와 저항(R7)과 다이오드(D3)를 통해서는 트라이악 보호용 타이머회로부(350)를 구성하는 NAND게이트(G3)에 입력되고 그 출력은 다이오드(D4)를 통해 상기한 출력신호 변환부(332)의 입력측에 연결되어 있다.

한편, 상기 출력신호 변환부(332)의 출력은 저항(R10)과 트라이악과 제로크로스 옵티칼 드라이버(ZC)에 발광다이오드(LED)로되는 포토트라이악 드라이버로 트리거부(334)를 구성하여 상기 트리거부(334)내에 구성된 트라이악(Q2)의 게이트를 트리거하고 또 그 출력으로 트라이악(Q1)의 게이트를 트리거하여 기동코일(W3)에 교류전원을 공급 또는 단전하도록 되어 있다.

상기와 같은 구성으로되는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

즉 유도전동기(302)에 단상전원(301)이 인가되면, 기동코일(W3)에 유기되는 낮은 전압(기동전)이 전압신호입력부(322)의 분배저항(R2, R3) 및 다이오드(D1, D5)에 의해 정류되어 저항(R5)을 통해히스테리시스 및 궤환신호발생부(324)에 입력되면, NAND게이트(G1, G2)와 저항(R6)에 의해 휘드백되고, 상기 NAND게이트(G1)의 출력은 "H"신호가 출력된다. 상기한 "H"신호의 일부는 NAND게이트(G4)와 저항(R8)으로 구성된 출력신호 변환부(332)에 입력되고 그 출력은 반전되어 "L"상태가 됨으로서 트리거회로부(334)의 발광다이오드를 점등시켜 포토트라이악 드라이버(ZC)에 의해 트라이악(Q2)의 게이트를 트리거하여 도통시킴으로서 트라이악(Q1)이 On되어 기동콘덴서(SC)를 통해 기동코일(W3)에 기동전류가 흘러 기동 토르크가 발생되어 유도전동기(302)는 기동된다.

이와 같은 상태에서 예를들어 모터의 사정에 따라 구속되거나 기동전압이 릴레이 Off전압과 불일치한 경우 구속전류가 트라이악(Q1)→기동콘덴서(SC)→기동코일(W3)로 계속하여 흐르게되는바 이로 인하여 트라이악과 기동콘덴서 및 기동코일이 소손되는 원인이된다.

따라서 본 발명에서는 이를 보호하기 위하여 설치된 트라이악 보호용 타이머회로부(350)의 저항(R7)과 콘덴서(C4)로 구성된 시정수에 따라 일정시간 후 즉 콘덴서(C4)가 충전완료되면, NAND게이트(G3)의 입력이 "H"가되어 그 출력이 반전되어 "L"가 됨으로 이에따라 출력신호부(332)를 이루고 있는 NAND게이트(G4)의 출력이 "H"가되어 트리거회로부(334)의 발광다이오드가 소등됨으로서 Off되어 트라이악(306)도 역시 Off되어 트라이악(Q1)과 기동콘덴서(SC) 및 기동코일(W3)을 보호하게 되는 것이다.

한편, 전동기가 기동되어 기동코일(W3)의 유기전압이 단상 유도전동기의 속도에 비례하여 상승하는데, 정상 속도의 80％지점에서 트라이악(306)이Off되도록 입력신호부(322)dml 전압을 설정하는 경우, 전동기가 기동됨과 동시에 히스테리시스 발생 및 궤환신호 발생부(324)의 NAND게이트(G1)의 출력은 "L"가 된다. 상기와 같은 상태가 되면, NAND게이트(G4)의 출력은 "H"가됨으로 트리거회로부(334)는 Off되고, 동시에 트라이악(306)도 Off되어 기동이 완료되는 것이다. 이와 동시 트라이악 보호용 타이머회로부(350)의 콘덴서(C4)의 충전전압도 다이오드(D3)를 통해 즉시 방전되므로 NAND게이트(G3)의 출력이 "H"가되어 정상으로 복귀하게 되는 것이다.

상기와 같이 전동기가 정상으로 가동되다가 어떤 치명적인 과부하에 의해 속도가 감소되어 기동코일(W3)의 유기전압이 릴레이 턴온(Turn On)전압까지 떨어지면, 히스테리시스발생 및 궤환신호 발생부(324)의 출력이 다시 "H"상태로 변환되고 역시 NAND게이트(G4)의 출력이 "L"가되어 트리거회로부(334)가 On되어 재 기동이 이루어지는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 종래와 같은 리액터가 불필요하고 트라이악 스나버회로는 물론 종래의 변류기가 불필요하여 기기의 콤팩트화가 가능하며, 경제적이면서도 트라이악을 장기간 보장할 수 있다. 즉 종래 전동기의 기동방식에 있어서 대부분 기동콘덴서(SC)와 운전콘덴서(RC)를 동시에 사용하게 되는데 이 때 릴레이가 동작하는 순간 기동콘덴서와 운전콘덴서의 위상이 일치한 경우 트라이악(306)에 돌입전류가 흘러 트라이악이 소손되는 것을 본 발명에 의해 이를 방지할 수 있고, 또 종래 이를 방지하기 위해 운전콘덴서에 직열 리액터를 설치해야 하는 불편을 해소하는등의 잇점이 있어 산업적으로 대단히 유용한 발명인 것이다.

Claims

단상 유도 전동기에 교류전원이 On되면 릴레이회로 소자에 동작 전원을 공급하는 제어전원부(310)와,

기동코일(W3)과 접지사이에 분배저항(R2, R3)과 다이오드(D1, D5)및 콘덴서(C2)와 저항(R4, R5)로 신호입력부(322)가 구성되고,

상기 신호입력부(322)의 출력이 NAND게이트(G1, G2)와 저항(R6)으로 구성되는 히스테리시스발생 및 궤환신호 발생부(324)에 입력되며, 상기 히스테리시스발생 및 궤환신호 발생부(324)의 출력중 일부는 다이오드(D2)를 통해 NAND게이트(G4)와 저항(R8)으로 구성되는 출력신호 변환부(332)와 저항(R7)과 다이오드(D3)를 통해 NAND게이트(G3)로 구성되는 트라이악 타이머회로부(350)에 공급되도록되고,

상기 출력신호 변환부(332)의 출력신호에 의해 트라이악(306)을 On-Off함에 있어서,

상기 출력신호 변환부(332)의 출력으로 제로크로스 옵티칼 트라이악 드라이버(Zc)로 되는 트리거회로부(334)의 발광다이오드(LED)를 점등하여 트라이악의 게이트를 트리거하도록 하는것을 특징으로하는 단상 유도 전동기의 기동용 릴레이.