KR100745020B1 - 모터 이중 보호 장치 및 그 방법 - Google Patents

모터 이중 보호 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모터 이중 보호 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 해결하고자 하는 기술적 과제는 모터의 고장을 경고장과 중고장으로 구분하고, 경고장시에는 모터의 접점 트립으로 설비를 보호하는 동시에 원인 해제시 재기동하도록 하고, 중고장시에는 모터의 접점과 차단 용량이 큰 배선용 차단기를 모두 트립하여 이중으로 설비를 보호하는데 있다.
이를 위해 본 발명에 의한 해결 방법의 요지는 모터의 배선에 설치되어 전력을 공급하거나 차단하는 배선용 차단기와, 상기 모터와 배선용 차단기 사이의 배선에 설치되어 모터의 고장 여부를 감지하는 고장 감지부와, 상기 고장 감지부와 모터 사이의 배선에 설치되어 상기 모터가 기동하거나 정지되도록 하는 접점부와, 상기 고장 감지부로부터의 감지 신호를 처리하여 상기 모터의 경고장시 상기 접점부를 트립시키고, 상기 모터의 중고장시 상기 배선용 차단기를 트립시키는 모터 제어부로 이루어진 모터 이중 보호 장치가 개시된다.
모터 제어, 트립, 배선용 차단기, 접점, 경고장, 중고장

Description

모터 이중 보호 장치 및 그 방법{Motor double protection device and method thereof}
도 1은 본 발명에 따른 모터 이중 보호 장치를 도시한 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 모터 이중 보호 장치를 도시한 회로도이다.
도 3은 본 발명에 따른 모터 이중 보호 방법을 도시한 순서도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100; 본 발명에 의한 모터 이중 보호 장치
110; 배선용 차단기 120; 고장 감지부
130; 접점부 140; 모터 제어부
150; 경고부 160; 모터
본 발명은 모터 이중 보호 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세히는 모터의 고장을 경고장과 중고장으로 구분하고, 경고장시에는 전자접촉기의 접점 트립으로 설비를 보호하는 동시에 원인 해제시 재기동하도록 하고, 중고장시에는 전 자접촉기의 트립과 차단용량이 큰 배선용 차단기를 모두 트립하여 이중으로 설비를 보호할 수 있는 모터 이중 보호 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 모터 보호 장치는 모터의 수명과 안정성을 최적의 상태로 운전할 수 있도록 한 것을 말한다. 이러한 종래의 모터 보호 장치는 과부하, 순시 과전류, 단락 전류, 지락, 결상, 상 불평형, 부족 전류 등을 감시하여 모터의 이상 발생시 이를 판단하여 운전을 정지시키며, 또한 정지된 요소를 표시하도록 되어 있고, 결선이 잘못되었더라도 이를 판단하여 운전을 정지하도록 되어 있다.
그런데 이러한 종래의 모터 보호 장치는 보호 방법이 모터의 접점을 투입/개방하는 방법으로서 중고장 발생시에도 전자접촉기의 개방으로 인한 접점의 손상이 발생되어 모터 보호가 안 될 수 있으며 그로 인한 2차적인 화재 사고가 발생하는 문제가 있다.
즉, 전자접촉기 접점의 기본 수명은 있으나 사용 환경에 따른 마모가 빠르게 지속될 수 있으며, 모터는 기동시 정격 전류의 6배 전류가 발생되어 모터의 접점 용량보다 많은 전류가 발생되어 평상시 정상적으로 사용을 하다가 중고장 및 경고장 발생시 접점이 개폐를 못하고 눌러 붙어 있을 경우 모터 측에 결상이 되어 코일이 손상되는 문제가 있다.
실제로 대부분의 모터 사고 발생시 모터는 소손이 되어 있고, 전자접촉기의 접점이 눌러 붙어 있을 경우 확실한 고장 원인 분석이 안 되고 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적 은 모터의 고장을 경고장과 중고장으로 구분하고, 경고장시에는 전자접촉기의 접점 트립으로 설비를 보호하는 동시에 원인 해제시 재기동하도록 하고, 중고장시에는 전자접촉기의 접점과 차단용량이 큰 배선용 차단기를 모두 트립하여 이중으로 설비를 보호할 수 있는 모터 이중 보호 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 모터 이중 보호 장치는 모터의 배선에 설치되어 전력을 공급하거나 차단하는 배선용 차단기와, 상기 모터와 배선용 차단기 사이의 배선에 설치되어 모터의 고장 여부를 감지하는 고장 감지부와, 상기 고장 감지부와 모터 사이의 배선에 설치되어 상기 모터가 기동하거나 정지되도록 하는 접점부와, 상기 고장 감지부로부터의 감지 신호를 처리하여 상기 모터의 경고장시 상기 접점부를 트립시키고, 상기 모터의 중고장시 상기 배선용 차단기를 트립시키는 모터 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 모터 제어부에는 모터의 경고장 또는 모터의 중고장시 이를 경고하는 경고부가 더 설치될 수 있다.
또한, 상기 모터 제어부는 상기 고장 감지부로부터의 감지 신호가 순시 과전류, 과전류, 단락, 지락 또는 결상 위험 수준 이상이면 이를 경고장으로 판단하고, 이어서 상기 접점부를 트립할 수 있다.
또한, 상기 모터 제어부는 상기 고장 감지부로부터의 감지 신호가 단락 또는 결상 위험 수준 이상 부하 조건이면 이를 중고장으로 판단하고, 이어서 상기 접점부와 배선용 차단기를 모두 트립할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 모터 이중 보호 방법은 전원이 인가되면 모터를 기동하는 모터 기동 단계와, 모터의 고장 여부를 감지하는 모터 고장 감지 단계와, 상기 모터의 고장이 감지되면, 모터의 고장이 경고장인지 판단하는 경고장 판단 단계와, 상기 경고장 판단 단계에서 모터의 경고장으로 판단되면 접점을 트립하여 모터를 정지시키는 접점 트립 단계와, 상기 경고장 판단 단계에서 경고장이 아닌 경우 모터의 고장이 중고장인지 판단하는 중고장 판단 단계와, 상기 중고장 판단 단계에서 모터의 중고장으로 판단되면 접점을 트립하는 동시에 배선용 차단기를 트립하여 모터를 정지시키는 접점 및 배선용 차단기 트립 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 접점 트립 단계에서는 모터의 경고장 상태를 알리는 경고장 경고 단계가 더 포함될 수 있다.
또한, 상기 접점 및 배선용 차단기 트립 단계에서는 모터의 중고장 상태를 알리는 중고장 경고 단계가 더 포함될 수 있다.
상기와 같이 하여 본 발명에 의한 모터 이중 보호 장치 및 그 방법은 모터의 경고장 및 중고장 상태를 모터 제어부가 인식하여 간단한 경고장(과전류, 누전, 불평형)의 경우에는 모터의 접점부를 트립하여 설비를 보호하고, 원인 해제시 원격으로 모터를 재기동하게 된다.
또한, 본 발명은 모터에 중고장(결상, 단락, 지락)이 발생할 경우 모터의 접점부뿐만 아니라 차단 용량이 큰 배선용 차단기를 트립함으로써, 기존 설비의 불안 한 보호를 이중적으로 보호하여 안정적인 설비의 유지가 가능하다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 모터 이중 보호 장치를 도시한 블록도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 모터 이중 보호 장치를 도시한 회로도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 모터 이중 보호 장치(100)는 배선용 차단기(110), 고장 감지부(120), 접점부(130), 모터 제어부(140), 경고부(150) 및 모터(160)를 포함한다.
상기 배선용 차단기(110)(MCCB; Molded Case Circuit Breaker)는 모터(160)를 향하는 배선에 설치되어, 상기 모터(160)로 공급되는 전력을 원천적으로 차단하거나 또는 공급할 수 있도록 되어 있다. 이러한 배선용 차단기(110)는 수동 또는 외부(모터 제어부)의 전기적 신호에 의해 트립될 수 있다.
상기 고장 감지부(120)는 상기 배선용 차단기(110)와 모터(160) 사이의 배선에 설치되어 모터(160)의 고장 여부를 감지한다. 즉, 상기 고장 감지부(120)는 순시과전류, 과전류, 단락, 지락, 결상의 경고장, 단락, 결상 등의 중고장을 감지하고, 이를 모터 제어부(140)에 출력하는 역할을 한다.
상기 접점부(130)는 상기 고장 감지부(120)와 모터(160) 사이의 배선에 설치되어, 상기 모터(160)가 기동하거나 또는 정지되도록 하는 역할을 한다. 이러한 접 점부(130) 역시 수동 또는 외부(모터 제어부)의 전기적 신호에 의해 트립될 수 있도록 되어 있다.
상기 모터 제어부(140)는 상기 고장 감지부(120)로부터의 감지 신호를 처리하여 상기 모터(160)의 경고장시에는 상기 접점부(130)를 트립하고, 상기 모터(160)의 중고장시에는 상기 접점부(130) 및 배선용 차단기(110)를 트립하는 역할을 한다. 즉, 상기 모터 제어부(140)는 상기 고장 감지부(120)로부터 모터(160)의 고장 감지 신호를 입력받고, 이와 같이 입력된 신호를 처리한 결과 경고장으로 판단될 경우에는 상기 접점부(130)만을 트립하도록 하고, 중고장으로 판단 경우에는 상기 접점부(130)뿐만 아니라 차단 용량이 큰 배선용 차단기(110)도 트립되도록 한다.
여기서, 상기 모터 제어부(140)는 상기 고장 감지부(120)로부터의 감지 신호가 순시 과전류, 과전류, 단락, 지락 또는 결상 위험 수준 이상이면 이를 경고장으로 판단하고, 이어서 상기 접점부(130)를 트립하도록 한다. 더불어, 상기 모터 제어부(140)는 상기 고장 감지부(120)로부터의 감지 신호가 단락 또는 결상 위험 수준 이상 부하 조건이면 이를 중고장으로 판단하고, 이어서 상기 접점부(130)와 배선용 차단기(110)를 모두 트립하도록 한다.
이러한 모터 제어부(140)는 통상의 마이크로 프로세서, 프로그램어블 로직 컨트롤러 또는 그 등가물이 가능하나 여기서 그 종류를 한정하는 것은 아니다.
상기 경고부(150)는 상기 모터 제어부(140)에 의한 제어 신호에 의해 동작한다. 즉, 상기 경고부(150)는 상기 모터 제어부(140)에 의해 모터(160)가 경고장인 상태 또는 모터(160)가 중고장인 상태를 청각적 또는 시각적으로 표시하는 역할을 한다.
상기 모터(160)는 2상 또는 3상 모터일 수 있으며, 여기서 그 종류를 한정하는 것은 아니다.
도 3은 본 발명에 따른 모터 이중 보호 방법을 도시한 순서도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 모터 이중 보호 방법은 모터 기동 단계(S1)와, 고장 감지 단계(S2)와, 경고장 판단 단계(S3)와, 경고장 경고 단계(S4)와, 접점 트립 단계(S5)와, 모터 정지 단계(S6)와, 중고장 판단 단계(S7)와, 중고장 경고 단계(S8)와, 접점 트립 및 배선용 차단기 트립 단계(S9)와, 모터 정지 단계(S10)를 포함한다.
이러한 구성을 하는 본 발명에 의한 모터 이중 보호 장치 및 그 방법의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저 상기 모터 기동 단계(S1)에서는 전원이 배선용 차단기(110), 고장 감지부(120) 및 접점부(130)를 통하여 모터(160)에 인가됨으로써, 상기 모터(160)가 소정 회전수로 회전하게 된다.
이어서 상기 고장 감지 단계(S2)에서는 배선용 차단기(110)와 접점부(130) 사이에 설치된 고장 감지부(120)에 의해 고장이 감지된다. 즉, 상기 고장 감지부(120)에 의해 경고장인 순시과전류, 과전류, 단락, 지락, 결상 위험 수준 이상인지 또는 중고장인 단락, 결상 위험 수준 이상 부하 조건인지 감지된다.
이어서, 상기 경고장 판단 단계(S3)에서는 모터 제어부(140)가 상기 고장 감지부(120)로부터 입력된 신호를 처리하여 모터(160)의 고장이 경고장인지 중고장인지 판단하게 된다.
이어서, 상기 경고장 경고 단계(S4)에서는 상기 모터 제어부(140)가 상기 판단 결과 모터(160)가 경고장으로 판단되면, 경고부(150)를 동작시켜 청각적 또는 시각적으로 상기 모터(160)의 경고장 상태를 경고한다.
이어서, 상기 접점 트립 단계(S5)에서는 상기 모터 제어부(140)가 접점부(130)에 소정 제어 신호를 출력함으로써, 상기 접점부(130)가 트립되도록 한다.
이어서, 상기 모터 정지 단계(S6)에서는 상기 모터 제어부(140)에 의한 접점부(130)의 트립에 의해 모터(160)가 정지된다. 물론, 이러한 모터(160)의 정지 단계후에는 원격 신호에 의해 상기 모터(160)가 재 기동될 수 있다.
한편, 상기 경고장 판단 단계(S3)에서 경고장이 아닌 것으로 판단되면 중고장 판단 단계(S7)가 수행된다. 즉, 상기 모터 제어부(140)는 상기 고장 감지부(120)로부터 입력 받은 신호를 처리하여 모터(160)가 중고장인지 판단하게 된다.
이어서, 상기 중고장 경고 단계(S8)에서는 상기 모터 제어부(140)가 상기 판단 결과 모터(160)가 중고장으로 판단되면, 경고부(150)를 동작시켜 청각적 또는 시각적으로 상기 모터(160)의 중고장 상태를 경고한다.
이어서, 상기 접점 트립 및 배선용 차단기 트립 단계(S9)에서는 상기 모터 제어부(140)가 접점부(130)에 소정 제어 신호를 출력함으로써, 상기 접점부(130)가 트립되도록 함은 물론, 차단 용량이 큰 배선용 차단기(110)에 소정 제어 신호를 출력함으로써, 상기 배선용 차단기(110) 자체가 트립되도록 한다.
이어서, 상기 모터 정지 단계(S10)에서는 상기 모터 제어부(140)에 의한 접점부(130) 및 배선용 차단기(110)의 트립에 의해 모터(160)가 완전하게 정지된다. 물론, 이러한 모터(160)의 정지 단계 후에는 원격 신호에 의해서도 상기 모터(160)는 재기동될 수 없으며, 작업자가 상기 모터(160) 계통을 점검하여야 한다.
상기와 같이 하여 본 발명에 의한 모터 이중 보호 장치 및 그 방법은 모터의 경고장 및 중고장 상태를 모터 제어부가 인식하여 간단한 경고장(과전류, 누전, 불평형)의 경우에는 모터의 접점부를 트립하여 설비를 보호하고, 원인 해제시 원격으로 모터를 재기동하게 된다.
또한, 본 발명은 모터에 중고장(결상, 단락, 지락)이 발생할 경우 전자접촉기의 접점부뿐만 아니라 차단 용량이 큰 배선용 차단기를 트립함으로써, 기존 설비의 불안한 보호를 이중적으로 보호하여 안정적인 설비의 유지가 가능하다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 모터 이중 보호 장치 및 그 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (7)

  1. 모터의 배선에 설치되어 전력을 공급하거나 차단하는 배선용 차단기와,
    상기 모터와 배선용 차단기 사이의 배선에 설치되어 모터의 고장 여부를 감지하는 고장 감지부와,
    상기 고장 감지부와 모터 사이의 배선에 설치되어 상기 모터가 기동하거나 정지되도록 하는 접점부와,
    상기 고장 감지부로부터의 감지 신호를 처리하여 감지 신호가 순시 과전류, 과전류, 단락, 지락 또는 결상 위험 수준 이상이면 이를 경고장으로 판단하고 이어서 상기 접점부를 트립시키고, 감지 신호가 단락 또는 결상 위험 수준 이상 부하 조건이면 이를 중고장으로 판단하고 이어서 상기 접점부와 배선용 차단기를 모두 트립시키는 모터 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 모터 이중 보호 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 모터 제어부에는 모터의 경고장 또는 모터의 중고장시 이를 경고하는 경고부가 더 설치된 것을 특징으로 하는 모터 이중 보호 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 전원이 인가되면 모터를 기동하는 모터 기동 단계와,
    모터의 고장 여부를 감지하는 모터 고장 감지 단계와,
    상기 모터의 고장이 감지되면, 모터의 고장이 경고장인지 판단하는 경고장 판단 단계와,
    상기 경고장 판단 단계에서 모터의 경고장으로 판단되면 접점을 트립하여 모터를 정지시키는 접점 트립 단계와,
    상기 경고장 판단 단계에서 경고장이 아닌 경우 모터의 고장이 중고장인지 판단하는 중고장 판단 단계와,
    상기 중고장 판단 단계에서 모터의 중고장으로 판단되면 접점을 트립하는 동시에 배선용 차단기를 트립하여 모터를 정지시키는 접점 및 배선용 차단기 트립 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 모터 이중 보호 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 접점 트립 단계에서는 모터의 경고장 상태를 알리는 경고장 경고 단계가 더 포함된 것을 특징으로 하는 모터 이중 보호 방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 접점 및 배선용 차단기 트립 단계에서는 모터의 중고장 상태를 알리는 중고장 경고 단계가 더 포함된 것을 특징으로 하는 모터 이중 보호 방법.
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