KR100824051B1

KR100824051B1 - 무정전 전원공급 장치가 구비된 엠씨씨

Info

Publication number: KR100824051B1
Application number: KR1020060092081A
Authority: KR
Inventors: 이상우; 혁 이; 임장혁; 김완상; 김문기; 이강준; 박남성; 신형권; 배재평; 김경수; 정연호; 장윤남; 주우현; 양광섭; 권형섭; 김정원
Original assignee: 금호미쓰이화학 주식회사
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2008-04-21
Also published as: KR20080026902A

Abstract

본 발명은 상용전원에 의해 전동기를 구동제어 하는 MCC에서 순간적인 순간전압강하를 포함하는 정전 시 인위적인 조작 없이도 전동기가 정상적으로 구동될 수 있게 하여 주는 무정전 전원공급장치가 구비된 MCC에 관한 것으로, 변압기(3), 온/오프 스위치(1,2), 구동/정지 램프(4,5), NFB(6)와, 전자접촉기(7)로 이루어진 MCC에 연결된 무정전 전원공급 장치(A)는 3상에서 공급되는 상용전원을 강압하는 입력변압부(10)와, 상기 입력변압부(10)로부터 강압된 상용전원인 교류전원을 입력받아 직류전원으로 변환하는 순변환부(20)와, 상기 순변환부(20)로부터 직류전원으로 변환된 상용전원이 축전되는 배터리(30)와, 상기 배터리(30)로부터 축전된 직류전원으로 변환된 상용전원을 다시 교류전원으로 변환하는 역변환부(40)와, 상기 역변환부(40)로부터 교류전원으로 변환된 상용전원을 MCC 제어전원으로 사용 가능한 전압으로 승압하여 출력하는 출력변압부(50)와, 제어부(60)로 이루어진다.

Description

무정전 전원공급 장치가 구비된 엠씨씨{MCC provided in uninterruptible power supply}

도 1은 일반적인 상용전원에 의해 구동되는 MCC를 나타낸 개략적인 회로구성도

도 2는 제어전원용 무정전 전원공급 장치가 구비된 MCC를 나타낸 개략적인 회로구성도

도 3은 도 2의 'A'부분인 무정전 전원공급 장치를 세세하게 나타낸 상세회로도,

도 4는 기중차단기의 트립 시 해당 기중차단기에서 분기된 복수개의 MCC의 제어전원을 안전하게 차단하기 위한 도면,

도 5는 도 4의 'B'부분의 연결을 상세하게 나타낸 상세회로도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

1,2 온/오프 스위치 3 : 변압기

4,5 : 구동/정지 램프 6 : NFB

7 : 전자접촉기 10 : 입력변압부

20 : 순변환부 30 : 배터리

40 : 역변환부 50 : 출력변압부

60 : 제어부 70 : AUX 접점

80 : TRIP 접점 A : 무정전 전원공급장치

M : 전동기

본 발명은 상용전원에 의해 전동기를 구동제어 하는 MCC에서 순간적인 순간전압강하를 포함하는 정전 시 인위적인 조작 없이도 전동기가 정상적으로 구동될 수 있게 하여 주는 무정전 전원공급장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전동기 제어센터(Motor Control Center, 이하 MCC라 칭함)란 다양한 산업시설에 설치되는 전동기와 관련 부하장치를 안전하게 보호하기 위해 허용전류 범위 즉, 과전류가 흐르게 되면 자동으로 계전기가 동작하여 전동기에 공급되는 전력을 차단하는 장치로서, 일반적인 상용전원에 의해 구동된다.

도 1은 일반적인 상용전원에 의해 구동되는 MCC를 나타낸 개략적인 회로구성도이다.

도시된 바와 같이, 일반적인 상용전원에 의해 모터(M)를 구동제어 하는 MCC는 전동기(M) 작동을 위해 상용전원 공급 여부를 조작하는 온/오프 스위치(1,2), 공급되는 440V의 상용전원을 제어전원인 220V로 강압하는 변압기(3), 전동기(M)의 작동여부를 인지할 수 있게 점등 표시하여 주는 구동/정지 램프(4,5), MCC로 공급되는 상용전원을 차단하여 주는 배선용 차단기(No Fuse Breaker, 이하 NFB라 칭함)(6)와, 전자접촉기(7)로 이루어져 있다.

이처럼, 일반적인 상용전원에 의해 전동기(M)를 구동제어 하는 MCC는 온 스위치(1)가 조작되면 전자접촉기(7)가 여자되어, 전동기로 전원을 공급하여 전동기(M)가 구동됨과 동시에 구동 램프(4)가 점등되어 작업자가 현재 전동기(M)가 작동 중임을 인식할 수 있게 제공한다.

또한, 전동기(M)의 작동을 중지하기 위해 오프 스위치(2)가 조작되면 전자접촉기(7)의 전원이 차단되면서 전자접촉기(7)의 자성이 제거되어 전동기는 정지되며, 구동 램프(4)가 소등되고, 정지 램프(5)가 점등표시된다. 변압기(3)는 전자접촉기(7), 구동/정지 램프(4,5) 등이 구동될 수 있는 전압으로 상용전원을 강압하는 기능을 수행한다.

앞에서 언급한 바와 같이 일반적인 상용전원에 의해 전동기(M)를 구동제어 하는 MCC는 순간정전이 발생할 경우에는 다음과 같은 문제점이 발생한다.

정상적으로 작동중인 전동기(M)로 공급되는 상용전원이 순간정전에 의한 순간전압강하 발생으로 제어전압이 전자접촉기(7)의 여자상태를 유지할 수 있는 전압 이하가 될 경우 전자접촉기(7)의 자기유지가 해제됨으로써 전자접촉기(7)는 자성이 제거되어 전동기(M)는 정지하는데 이때, 정전이 장기간 정전이 아니고, 2초 미만의 순간적인 정전인 경우 바로 전기가 재공급되어 제어전압이 회복된다 할지라도 온 스위치(1)를 인위적으로 조작하지 않는 이상 전동기(M)는 기동되지 않기 때문에 제조공정작업에 차질이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 상용전원에 의해 전동기를 구동제어 하는 MCC에서 순간정전이 발생할 경우에도 축전된 전원을 공급하여 전동기가 안정적으로 작동할 수 있게 하여 주는 무정전 전원공급 장치가 구비된 MCC를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 정전이 순간정전이 아닌 2초 이상의 장기적인 정전인 경우 무정전 전원공급장치에서 MCC로 전원을 공급하는 최대 시간인 출력 지속 시간을 사전에 설정하여 그 설정된 출력 지속 시간이 경과되었을 경우 무정전 전원공급장치에서 MCC로 공급되는 전원을 차단하여 전동기가 안정적으로 정지될 수 있게 하여 주는 무정전전원장치가 구비된 MCC를 제공하는데 있다.

본 발명을 달성하기 위한 기술적 사상으로 본 발명의 무정전 전원공급 장치가 구비된 MCC는, 변압기, 전동기 작동을 위해 3상으로 공급되는 상용전원의 공급 여부를 조작하는 온/오프 스위치, 전동기의 작동여부를 인지할 수 있게 점등 표시하여 주는 구동/정지 램프, MCC로 공급되는 상용전원을 차단하여 주는 NFB와, 전자접촉기로 이루어진 MCC에 무정전 전원공급 장치를 구성함에 있어서, 상기 무정전 전원공급장치는 MCC에 병렬접속되고, 3상으로 공급되는 상용전원을 강압하는 입력변압부와, 상기 입력변압부로부터 강압된 상용전원인 교류전원을 입력받아 직류전원으로 변환하는 순변환부와, 상기 순변환부로부터 직류전원으로 변환된 상용전원 이 축전되는 배터리와, 상기 배터리로부터 축전된 직류전원으로 변환된 상용전원을 다시 교류전원으로 변환하는 역변환부와, 상기 역변환부로부터 교류전원으로 변환된 전원을 MCC 제어전원으로 공급하는 교류전원의 전압으로 변압하여 출력하는 출력변압부와, 상기 3상에서 공급되는 상용전원이 정상적인 상용전원인 경우 상기 입력변압부 및 상기 순변환부를 통해 상기 배터리에 직류전원인 상용전원이 축전되도록 제어하고, 상기 배터리에 축전이 완료된 경우 상기 3상에서 공급되는 상용전원이 바이패스되도록 제어하며, 상기 3상으로부터 공급되는 상용전원의 정전여부를 모니터링 하여 정전인 경우 상기 배터리에 축전된 직류전원으로 변환된 상용전원을 상기 역변환부를 통해 교류전원으로 변환되어 상기 전동기의 제어전원으로 공급되도록 제어하는 제어부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 작용에 대하여 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 무정전 전원공급 장치가 구비된 MCC를 나타낸 개략적인 회로구성도이고, 도 3은 도 2의 'A'부분인 무정전 전원공급 장치를 세세하게 나타낸 상세회로도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 무정전 전원공급 장치(A)는 전동기(M) 작동을 위해 3상으로 공급되는 상용전원의 공급 여부를 조작하는 온/오프 스위치(1,2), 전동기(M)의 작동여부를 인지할 수 있게 점등 표시하여 주는 구동/정지 램프(4,5), MCC로 공급되는 상용전원을 차단하여 주는 NFB(6)와, 전자접촉기(7)로 이루어진 MCC에 병렬로 연결된 상태이다.

이처럼 접속된 무정전 전원공급장치(A)는 입력변압부(10)와, 순변환부(20)와, 배터리(30)와, 역변환부(40)와, 출력변압부(50) 및 제어부(60)로 이루어지는데 여기서, 제어부(60)는 배터리(30)가 방전된 경우 이를 충전하기 위해 입력변압부(10)를 제어하여 병렬접속된 3상에서 공급되는 440V의 상용전원을 240V로 강압된다.

이후, 240V로 강압된 상용전원은 순변환부(20)에서 270V의 직류전원으로 변환되어 12V용 배터리(30)에 13.5V로 축전되는데 이때, 배터리(30)의 개수는 20개 정도를 사용할 수 있다.

제어부(60)는 배터리(30)에 축전이 완료된 경우 3상에서 공급되는 상용전원이 전동기(M)로 바이패스되도록 제어한다.

또한, 제어부(60)는 3상으로부터 공급되는 상용전원이 정전인지 아닌지를 모니터링 하여 정전이 발생한 경우, 배터리(30)에 축전된 직류전원이 역변환부(40)로 입력되도록 제어한다.

역변환부(40)에 입력된 직류전원은 교류전원으로 변환되고 출력변압부(50)를 거쳐 220V로 변압되어 MCC 제어전원으로 공급되며 전자접촉기(7)의 여자상태를 유지해 줌으로써 전기의 재공급으로 인해 전동기(M)가 재기동할 수 있게 제공한다.

또한, 제어부(60)에는 최초 설정 시에 배터리(30)에 축전된 전원으로 해당 MCC로 전원을 공급하는데 최대 시간인 출력 지속 시간 정보(2초)가 저장되어 있기 때문에 제어부(60)는 이를 이용하여 정전이 2초 미만의 정도로 짧은 순간정전인지를 판단한다. 이를 위해, 제어부(60)에는 타이머가 포함된다.

먼저, 2초 미만의 순간정전인 경우 바로 전기가 재공급 되면서, 3상으로부터 상용전원이 공급되기 때문에 이를 인지한 제어부(60)는 배터리(30)에 소진된 양 만큼의 상용전원이 축전되도록 상술한 축전과정과 동일한 과정을 통해 배터리(30)가 축적되도록 제어한다

그리고 순간정전의 지속시간이 2초 이상 길어지는 경우는 일반 정전으로 간주하고 MCC 제어전원을 차단하여 전동기를 정지시킴으로써 공정 인터락 로직(INTERLOCK LOGIC)에 의해 셧다운(SHUTDOWN)이 될 수 있도록 한다.

또한, 정상운전 중인 전동기의 MCC 배선용 차단기를 차단시키면 실제 전동기는 정지되지만 MCC 제어전원이 무정전 전원공급장치에서 공급되므로 구동 램프(4)는 점등 상태가 되므로 전동기(M)가 운전되고 있음으로 표시하고, 정지된 전동기(M)의 MCC의 NFB(6)를 차단시켜도 무정전 전원공급장치에서 공급되는 제어전원에 의해 MCC의 정지 램프(5)가 점등상태로 표시되기 때문에 근무자로 하여금 혼란을 초래할 수 있다.

따라서, MCC 제작 시, 도 2와 같이 무정전전원장치에서 MCC인 제어전원 회로로 가는 2선 중 1선에 NFB(6)의 AUX 접점(70)을 삽입하여 전동기가 정상 운전 중 이거나 정지 상태에서 NFB(6)가 차단되면 AUX 접점(70)이 동작함으로써 무정전 전원공급장치에서 MCC로 공급되는 제어전원을 차단하여 구동 램프(4)와 정지 램프(5)를 소등함으로써 전동기 구동용 전원과 MCC 제어전원이 모두 차단되었음을 근무자 가 인지할 수 있게 제공한다.

도 4는 본 발명의 다양한 적용예 중 하나로서 기중차단기의 트립 시 해당 기중차단기에서 분기된 복수개의 MCC의 제어전원을 안전하게 차단하기 위한 도면이고, 도 5는 도 4의 'B'부분의 연결을 상세하게 나타낸 상세회로도이다.

도시된 바와 같이, 하나의 기중차단기(ACB)에서 여러 개의 MCC를 분기하여 사용할 때 본 발명의 무정전 전원공급장치가 구비된 MCC를 채용할 경우 기중차단기(ACB) 트립 시 모든 전원이 차단되어 분기된 모든 전동기는 실제 정지를 하지만 MCC 제어전원이 무정전 전원공급장치에서 공급되므로

전자접촉기가 여자 상태가 되고 구동램프도 점등되어 있어 근무자는 전동기가 정상 운전 중인 것으로 판단을 할 수 있으며 또한 ACB 투입 시 투입과 동시에 모든 회전기가 동시다발적으로 기동되어 기동에 의한 과대 운전전류에 의해 전기설비의 사고를 가져올 수 있기 때문에 무정전전원장치에서 MCC로 공급되는 제어전원 공급용 배선에 병렬로 도5와 같이 회로를 구성한 후 기중차단기1이 투입되면 기중차단기1의 접점이 온(ON)되고 그로 인해 릴레이1이 여자되어 릴레이1 접점이 온(ON) 되며, 전자접촉기1(MC1)이 여자되어 무정전 전원공급장치에서 MCC로 가는 제어전원 공급용 배선상의 전자접촉기1(MC1) 접점이 온(ON)되어 MCC로 제어전원이 공급된다.

이때, 도시하지는 않았지만, 스퀘어 램프(SQUARE LAMP)가 점등되어 무정전 전원공급장치에서 각 MCC로 제어전원이 정상 공급 중임을 알려 준다. 만약, 기중차단기1이 트립되면 기중차단기1 접점이 오프(OFF) 되며, 그로 인해 릴레이1(R1)의 자성이 제거되고, 릴레이1(R1) 접점이 오프(OFF) 되어 전자접촉기1(MC1)의 자성이 제거됨으로써 무정전 전원공급장치에서 MCC로 공급되는 제어전원 공급용 배선상의 전자접촉기1(MC1) 접점이 오프(OFF)되어 MCC 제어전원을 차단하도록 하고 스퀘어 램프(SQUARE LAMP)를 소등하여 MCC로의 제어전원이 차단되었음을 알려 준다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 상용전원에 의해 전동기를 구동제어 하는 MCC에서 순간정전이 발생할 경우에도 무정전원장치에서 MCC 제어전원을 공급해 줌으로써 전동기가 안정적으로 작동할 수 있게 하고, 순간적인 정전 후에 전기가 재공급되어도 전동기의 멈춤 없이 지속적으로 동작할 뿐만 아니라 상용전원의 정전이 2초가 경과되어도 전기가 재공급되지 않는 경우에는 일반정전으로 간주하여 MCC 제어전원을 차단해 줌으로써 전동기를 안정적으로 정지시켜 주어 순간정전에 따른 피해를 예방하여 주는 효과가 있다.

Claims

변압기(3), 전동기(M) 작동을 위해 3상으로 공급되는 상용전원의 공급 여부를 조작하는 온/오프 스위치(1,2), 전동기(M)의 작동여부를 인지할 수 있게 점등 표시하여 주는 구동/정지 램프(4,5), MCC로 공급되는 상용전원을 차단하여 주는 NFB(6)와, 전자접촉기(7)로 이루어진 MCC에 무정전 전원공급 장치(A)를 구성함에 있어서,

상기 무정전 전원공급장치(A)는 MCC 제어회로 상에 병렬접속되고, 상기 3상에서 공급되는 상용전원을 강압하는 입력변압부(10)와,

상기 입력변압부(10)로부터 강압된 상용전원인 교류전원을 입력받아 직류전원으로 변환하는 순변환부(20)와,

상기 순변환부(20)로부터 직류전원으로 변환된 상용전원이 축전되는 배터리(30)와,

상기 배터리(30)로부터 축전된 직류전원으로 변환된 상용전원을 다시 교류전원으로 변환하는 역변환부(40)와,

상기 역변환부(40)로부터 교류전원으로 변환된 전원을 MCC 제어전원으로 공급하는 교류전원의 전압으로 변압하여 출력하는 출력변압부(50)와,

상기 3상에서 공급되는 상용전원이 정상적인 상용전원인 경우 상기 입력변압부(10) 및 상기 순변환부(20)를 통해 상기 배터리(30)에 직류전원인 상용전원이 축전되도록 제어하고, 상기 배터리(30)에 축전이 완료된 경우 상기 3상에서 공급되는 상용전원이 바이패스되도록 제어하며, 상기 3상으로부터 공급되는 상용전원의 정전여부를 모니터링 하여 정전인 경우 상기 배터리(30)에 축전된 직류전원으로 변환된 전원을 상기 역변환부(40)를 통해 교류전원으로 변환되어 상기 MCC의 제어전원으로 공급되도록 제어하는 제어부(60)로 이루어진 것을 특징으로 하는 무정전 전원공급 장치가 구비된 엠씨씨.
제 1항에 있어서,

상기 배터리(30)에 축전된 전원으로 해당 MCC로 전원을 공급하는 최대 시간인 출력 지속 시간 정보를 포함하고,

상기 제어부(60)는 3상으로부터 공급되는 상용전원의 순간정전 시 상기 배터리(30)에 축전된 전원으로 제어전원이 공급되도록 제어함과 동시에 상기 출력 지속 시간 정보에 기록된 시간이 경과해도 전기가 재공급되지 않은 경우 일반정전으로 간주하여 무정전 전원공급장치에서의 MCC 제어전원 공급이 차단되도록 하여 상기 전동기(M)가 정지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무정전 전원공급 장치가 구비된 엠씨씨.
제 1항에 있어서,

퓨즈(FUSE)와,

상기 퓨즈(FUSE)와 온 스위치 사이에 AUX접점(70)을 포함하고,

상기 NFB(6) 차단 시 상기 AUX(70) 접점이 오프되어 MCC 제어전원을 차단시켜 주는 것을 특징으로 하는 무정전 전원공급 장치가 구비된 엠씨씨.
제 1항에 있어서,

퓨즈(FUSE)와,

상기 퓨즈(FUSE)와 상기 전자접촉기(7) 사이에 상기 NFB(6)의 TRIP 접점(80)을 포함하고,

상기 NFB(6) 트립 시 상기 NFB(6)의 TRIP 접점(80)이 오프되어 MCC 제어전원을 차단하여 전자접촉기(7)의 자성이 제거됨으로써 구동램프(4)를 소등시키는 것을 특징으로 하는 무정전전원장치가 구비된 엠씨씨.
제 1항에 있어서,

상기 MCC가 복수개로 구비되는 경우 상기 MCC에 연결되는 것으로서 상기 복수개로 구비되는 MCC에 단락과 같은 이상징후 발생 시 회로를 차단시키는 기중차단기(ACB)를 포함하고,

상기 기중차단기(ACB) 트립 시 기중차단기(ACB) TRIP 접점이 오프되어 릴레이1(R1)의 자성이 제거되고 릴레이1(R1) 접점이 오프되면서 전자접촉기1(MC1)의 자성이 제거되어 무정전 전원공급장치에서 MCC로 가는 제어전원 공급용 배선 상의 전자접촉기1(MC1) 접점을 오프시키는 것을 특징으로 하는 무정전전원장치가 구비된 엠씨씨.