KR100885475B1 - 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압장치 및 유압장치의 제어방법 - Google Patents

모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압장치 및 유압장치의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압시스템에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 시스템 압력이 일정 값을 초과하면 압력 스위치가 이를 감지하여 언로드밸브를 열어 주는 것과 동시에 모터를 정지시키며, 시스템 압력이 일정 값 이하가 되면 언로드밸브가 동작하기 전에 정지된 모터를 선기동 시키는 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압시스템에 관한 것이다.
본 발명의 밸브와 액추에이터로 구성되는 구동시스템에 유량을 공급하는 유압공급장치에 있어서, 상기 구동시스템에 유량을 공급하기 위한 리드펌프와 복수의 래그펌프;각각의 상기 펌프를 구동하는 모터; 각각의 상기 펌프 송출 유량을 오일탱크로 귀환시키는 언로드밸브; 상기 구동시스템의 압력이 일정 상한치를 초과하면 상기 언로드밸브를 열어주는 동작 신호를 발생시키는 압력스위치; 상기 구동시스템의 압력을 측정하는 압력센서; 및 상기 압력스위치 및 상기 구동시스템의 밸브작동신호를 입력받아 상기 래그펌프를 구동시키는 상기 모터의 기동 및 정지명령을 내리는 메인제어부를 포함함에 기술적 특징이 있다.
압력부하해석, 메인제어부, 소비전력절감, 선기동, 유압시스템, 압력센서

Description

모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압시스템{Hydraulic system for saving electric power consumption of a motor}
본 발명은 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압시스템에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 시스템 압력이 일정 값을 초과하면 압력 스위치가 이를 감지하여 언로드밸브를 열어 주는 것과 동시에 모터를 정지시키며, 시스템 압력이 일정 값 이하가 되면 언로드밸브가 동작하기 전에 정지된 모터를 선기동 시키는 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압시스템에 관한 것이다.
종래에는 일반적으로 유압 펌프 구동 모터의 소비전력을 줄여주기 위한 유압시스템은 도 1에서 보는 바와 같이 오일 탱크(250a, 250b, 250c), 축압기(270), 리드펌프(210a)와 래그펌프(210b, 210c), 그리고 리드펌프(210a)와 래그펌프(210b, 210c) 각각에 대하여 제1 내지 제3펌프(210a, 210b, 210c)를 구동하는 제1 내지 제3모터(220a, 220b, 220c)와 제1 내지 제3펌프(210a, 210b, 210c)의 송출 유량을 제1 내지 제3오일탱크(250a, 250b, 250c)로 귀환시켜 무부하 상태로 만드는 제1 내지 제3언로드(unload)밸브(230a, 230b, 230c), 제1 내지 제3언로드밸브(230a, 230b, 230c)를 동작시키기 위한 제1 내지 제3압력스위치(240a, 240b, 240c)로 구성된 유체공급장치와 제어밸브(120)와 액추에이터(110)로 구성되어 펌프의 공급유량을 소비하는 구동시스템(100)과, 이를 제어하는 보조제어부(280)로 구성된다.
리드펌프(210a)와 래그펌프(210b, 210c)를 구동하는 제1내지 제3모터(220a, 220b, 220c)는 항상 일정한 속도로 회전하면서 오일을 구동시스템(100)으로 공급하며, 이 유량이 구동시스템(100)에서 소비하는 유량보다 크면 시스템 압력은 상승하고, 반대로 부족하면 시스템 압력은 하강한다.
축압기(270)는 펌프의 공급 유량을 일시 저장하였다가 구동시스템(100)의 소비 유량이 급격히 증가하면 저장한 유체를 펌프와 함께 공급함으로써 시스템 압력의 급격한 하강을 방지해 주며, 반대로 구동시스템(100)의 소비 유량이 급격히 감소하면 펌프의 유량이 축압기(270)로 공급됨으로써 시스템 압력의 급격한 상승을 방지한다.
구동시스템(100)의 소비 유량이 없는 상태에서 펌프의 유량을 계속 공급하면 시스템 압력이 과도하게 상승하게 되므로 이것을 방지하기 위하여 시스템 압력이 일정 값에 도달하면 각 제1 내지 제3압력스위치(240a, 240b, 240c)가 동작하여 해당 제1 내지 제3언로드밸브(230a, 230b, 230c)를 열어 주게 되는데, 다시 말해, 리드펌프(210a)의 제1언로드밸브(230a)를 제어하는 제1압력스위치(240a)는 제1래그펌프(210b)의 제2언로드밸브(230b)를 제어하는 제2압력스위치(240b)보다 높은 압력 상한치에서 제1언로드밸브(230a)를 열어주어 리드펌프(210a)를 무부하 상태로 언로 드시키고, 또한 제2압력스위치(240b)보다 높은 압력 하한치에서 다시 제1언로드밸브(230a)를 닫아주어 리드펌프(210a)를 무부하 상태로 로드시킨다.
다시 말해, 시스템의 압력이 래그펌의 제2 및 제3압력스위치(240b, 240c)에 설정된 상한치보다 높게 유지되면 래그펌프(210b, 210c)는 항상 언로드되고, 시스템 압력이 리드펌프(210a)의 제1압력스위치(240a)에 설정된 하한치보다 낮아지는 순간에는 리드펌프(210a)가 먼저 로드되므로 시스템 압력이 래그펌프(210b, 210c)의 제2 및 제3압력스위치(240b, 240c)에 설정된 하한치까지 하강하였다가 다시 상승하기까지의 짧은 기간 동안만 래그펌프(210b, 210c)가 로드된다.
따라서, 래그펌프(210b, 210c)는 리드펌프(210a)에 비해 언로드되어 있는 시간이 길며, 유압회로를 설계할 때에 구동시스템이 소비하는 평균 유량이 리드펌프(210a)의 공급유량과 같도록 선정하면 래그펌프(210b, 210c)는 간헐적으로만 구동시스템으로 유량을 공급하게 된다.
도 2는 래그펌프에 대하여 압력스위치와 언로드밸브, 펌프 유량, 모터의 회전속도 간의 관계를 나타내는 타이밍 차트이다.
구동시스템의 제어 밸브가 작동하여 시스템 압력이 압력 스위치에 설정된 하한치에 도달하면 압력스위치가 오프(off)에서 온(on) 상태로 바뀌고, 이 신호에 의해 솔레노이드로 작동되는 언로드밸브도 펌프 유량을 오일 탱크로 바이패스 하는 오픈(open) 상태에서 클로즈드(closed) 상태로 바뀌어 펌프 유량을 구동시스템으로 공급하게 된다.
펌프 유량이 구동시스템으로 공급되면 시스템 압력이 다시 상승하게 되고, 구동시스템의 소비 유량이 공급 유량보다 작은 경우에는 시스템 압력이 압력스위치의 상한치까지 도달하여 압력스위치가 다시 오프된다. 이로 인해 언로드밸브가 오픈되면 펌프 유량은 다시 오일 탱크로 바이패스된다. 이 모든 과정에서 펌프를 구동하는 모터는 펌프가 언로드된 상태에서도 정격속도의 100%에 달하는 속도로 정속 회전을 한다.
이와 같은 구성과 작동 방법으로 종래에는 래그펌프가 언로드 된 무부하 상태에서도 모터가 정격속도로 회전하기 때문에 펌프 구동 전기 모터의 소비 전력이 펌프에 시스템 압력이 작용할 때 소비되는 전력의 약 30% 에 달하고 있으며, 이것은 단순히 펌프를 공회전시키는데 소비되는 전력이므로 장시간 연속 가동되는 설비의 경우에는 래그펌프를 구동하는 펌프 구동 전기 모터가 불필요하게 전력 비용을 낭비하는 문제점이 있었다.
한편, 리드펌프의 경우에도 축압기의 용량이 충분히 크다면, 일단 펌프가 언로드되었다가 시스템 압력이 하강하여 다시 언로드밸브가 닫히기까지 수십초에서 수분이 걸릴 수 있는데, 이 경우에도 펌프 구동 전기 모터는 무부하 상태에서 정격회전속도로 공회전을 하므로 불필요한 전력 낭비가 있게 되며, 따라서 펌프의 무부하시 소비전력이 낭비되고 있는 문제점은 리드펌프와 래그 펌프에 대해 공통적으로 나타나고 있다. 또한, 하나의 유압시스템에서 리드펌프로 장기간 운전할 경우 펌프의 마모에 의해 성능저하가 래그펌프에 비해 빨리 와 리드펌프를 자주 교체해야 하는 경우가 발생한다.
따라서, 본 발명은 펌프가 동력을 받지않는 상태에서 모터를 완전히 정지시키는 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압시스템을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 시스템 압력의 부하를 해석하여 모터를 선기동하는 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 모터가 기동된 상태에서 일정 시간 이상은 정상 기동상태를 유지시키는 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 리드펌프와 래그펌프의 상호교대가 가능한 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
밸브와 액추에이터로 구성되는 구동시스템에 유량을 공급하는 유압공급장치에 있어서, 상기 구동시스템에 유량을 공급하기 위한 리드펌프와 복수의 래그펌프;각각의 상기 펌프를 구동하는 모터; 각각의 상기 펌프 송출 유량을 오일탱크로 귀환시키는 언로드밸브; 상기 구동시스템의 압력이 일정 상한치를 초과하면 상기 언로드밸브를 열어주는 동작 신호를 발생시키는 압력스위치; 상기 구동시스템의 압력을 측정하는 압력센서; 및 상기 압력스위치 및 상기 구동시스템의 밸브작동신호를 입력받아 상기 래그펌프를 구동시키는 상기 모터의 기동 및 정지명령을 내리는 메 인제어부를 포함하는 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압시스템를 포함하는 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압시스템에 의해 달성된다.
따라서, 본 발명의 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압시스템은 펌프가 동력을 받지 않는 상태에서 모터를 정지시킴으로써 소비전력을 30% 이상 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압시스템은 시스템 압력이 하강하여 펌프가 다시 동력을 받아 언로드밸브가 동작하기 전에 압력부하해석을 통해 정지되었던 모터를 선기동 시킴으로써 모터의 가속이 지연되는 것에 따른 순간적인 공급유량 부족을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압시스템은 모터의 빈번한 정지 및 기동 동작을 방지하여 펌프의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압시스템은 리드펌프와 래그펌프를 상호교대하여 사용함으로써 리드펌프의 빠른 성능저하를 방지할 수 있다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법 으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압시스템의 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 메인제어부의 구성도이다. 본 발명의 일실시예에 따른 유압시스템은 제어밸브와 액추에이터를 포함하는 구동시스템과 구동시스템에 유량을 공급하기 위한 유압공급장치와 메인제어부로 구성된다.
본 발명의 일실시예에 따른 액추에이터는 실린더, 모터 또는 실린더와 모터로 구성되고, 액추에이터는 단수 또는 복수가 될 수 있다. 제어밸브는 액추에이터와 대응되도록 구성된다.
본 발명의 일실시예에 따른 유압공급장치는 구동시스템에 유량을 공급하기 위한 리드펌프(210a) 및 하나 이상의 래그펌프(210b, 210c), 각각의 펌프를 구동하는 모터(220a, 220b, 220c), 펌프의 송출유량을 오일탱크(250a, 250b, 250c)로 귀환시키는 언로드밸브(230a, 230b, 230c), 언로드밸브(230a, 230b, 230c)를 열어주 는 신호를 발생시키는 압력스위치(240a, 240b, 240c), 시스템의 압력을 측정하는 압력센서(260), 측정된 압력을 입력받아 모터의 기동 및 정지명령을 내리는 메인제어부(300), 메인제어부(300)의 명령을 받아 모터의 작동을 제어하는 보조제어부(280) 및 축압기(270)를 포함한다.
축압기(270)는 펌프의 공급 유량을 일시 저장하였다가 구동시스템(100)의 소비 유량이 급격히 증가하면 저장한 유체를 펌프와 함께 공급함으로써 시스템 압력의 급격한 하강을 방지하는데 사용한다.
메인제어부(300)는 컴퓨터에 의한 연산기능을 갖는 것으로, 구동시스템의 제어밸브 작동신호와 압력스위치의 신호를 입력받기 위한 디지털 입력포트(310), 압력센서의 신호를 입력받기 위한 아날로그 입력포트(320), 모터의 정지 및 기동명령을 출력하기 위한 아날로그 출력포트(330), 입출력포트와 컴퓨터 간에 신호를 교환하는 통신포트(340a, 340b), 무부하시 모터의 정지를 결정하는 압력부하해석 알고리즘을 수행하는 컴퓨터(350)로 구성된다.
메인제어부(300)는 압력스위치(240a, 240b, 240c)가 오프(off)되면 모터를 정지시키는 명령을 내리되, 압력센서(260)로부터 시스템 압력값을 입력받아 압력부하해석을 통해 시스템 압력이 하강하여 압력스위치(240a, 240b, 240c)가 다시 온(on)되기 전에 모터를 미리 기동시킬 수 있도록 한다. 압력스위치에는 리드펌프와 래그펌프에 대해 각각 설정된 상한치 압력값과 하한치 압력값이 입력되어 있고, 상한치와 하한치 압력값 사이에 기준 압력이 설정되어 있어 이를 선기동 조건으로 사용한다. 각 펌프들의 상한치와 하한치 압력값은 구동시스템의 상한치와 하한치 압력값에 의해 결정된다.
도 5에서 보는 바와 같이 시스템 공급압력이 상한치상태에서 압력스위치 신호는 온상태이며 모터는 정지상태이다. 이때, 시스템 공급압력이 하한치로 떨어지는 구간에서 모터의 선기동 조건으로 설정된 압력값이 획득되었을 경우 모터는 기동되기 시작하며, 시스템 공급압력이 하한치 압력값으로 떨어지면 압력스위치의 신호는 오프상태로 되며, 이때 모터는 100%로 가동되고 있어 시스템에 유량을 공급하는데 아무런 지장이 없도록 할 수 있다.
이와 같은 구성으로 본 발명의 작동원리를 살펴보면 압력스위치에 의해 펌프가 언로드(unload)되고 모터가 정지된 상태에서 시스템 압력이 하강하여 펌프가 다시 로드될 때 모터를 미리 기동시키기 위한 제동신호로써 구동시스템에서 시스템 압력과 제어밸브들의 작동신호를 이용하는 것이다.
구동시스템에서 유량공급이 필요 없을 때에는 언로드 운전을 하다가 유량공급이 필요하면 언로드밸브가 열려 로드(load)운전으로 전환하게 된다. 도 6에서 보는 바와 같이 구동시스템의 제어밸브가 작동하면 액추에이터가 움직이기 시작하여 시스템압력이 실제로 하강하기까지는 ΔT1의 시간이 걸리므로, 메인제어부가 구동시스템의 액추에이터를 작동시키는 제어밸브들의 작동신호를 감지할 수 있도록 한다.
제어밸브 중 하나라도 오프에서 온으로 바뀌면 압력스위치가 오프상태에서 온상태로 바뀌어 언로드밸브를 닫기 전에 모터를 미리 기동시켜 실제 시스템 압력이 하한치에 다다랐을 때 모터가 정상운전 상태를 유지할 수 있도록 한다. 그리고 시스템 압력이 상승하여 압력스위치가 다시 오프되면 모터를 정지시킴으로써 소비전력을 절감할 수 있다.
만일, 도 6에서처럼 구동시스템의 동작이 빈번하여 모터를 정지하고 기동시키는 것이 짧은 시간에 주기적으로 반복되면 펌프의 수명이 단축될 수 있는데 이를 방지하기 모터를 정지상태에서 일단 정상으로 가동시키면 압력스위치가 오프된 후에도 일정 시간동안 유지시켜 정지 및 기동의 주기를 연장시킬 수 있다.
도 7에서 보는 바와 같이 압력스위치가 오프된 후 다시 압력스위치가 온되기까지의 시간 ΔT2가 Td보다 짧은 경우에는 모터의 정지 명령은 압력스위치의 첫번째 신호에 의해 기동된 후 두번째 신호에 의해 정지될 때까지 그 상태를 유지된다. 따라서 모터가 Td보다 짧은 시간 동안 모터가 정지되었다가 다시 기동되는 작동은 생략된다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압시스템의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 밸브의 작동신호를 체크(S405)하여 제어밸브 작동신호의 온과 오프상태를 판단(S410)하여, 제어밸브 작동신호 중 어느 하라나도 오프상태에서 온상태로 바뀌면 모터를 기동(S415)시킨다. 모터의 기동과 함께 타이머가 구동(S420)되며, 타이머의 구동 후에 압력스위치의 신호를 감지(S420)하여 압력스위치가 온상태인지 오프상태인지를 판단(S425)한다.
압력스위치가 오프상태이면 타이머를 리셋하여 재구동(S430)시킨 후 타이머 값이 Td보다 큰지의 여부를 판단(S435)하고, Td보다 큰 경우, 주기 T동안 압력스위치가 온상태가 된 누적시간의 비율이 50%를 넘는지를 판단(S445)한다. 타이머 값이 Td 보다 작은 경우에는 밸브작동신호가 온상태인지 다시 판단(S440)하여 밸브 작동신호가 온상태이면 압력스위치를 체크하는 단계(S420)로 리턴하고, 온상태가 아니면 타이머 값이 Td보다 큰지 여부를 판단하는 단계(S445)로 리턴한다.
주기 T동안 압력스위치가 온상태인 누적시간의 비율이 50%를 넘으면 모터를 정지시키지 않고 정속회전을 유지(S450)시킨 후 압력스위치를 체크하는 단계(S420)로 리턴한다. 주기 T동안 압력스위치가 온상태인 누적시간의 비율이 50%를 넘지 않으면 모터를 정지(S460)시킨 후, 제어밸브 작동신호를 체크(S405)하는 단계로 리턴한다.
이때, 만일 밸브의 작동신호가 오프(off) 에서 온(on)으로 바뀐 후 압력스위치 신호가 Ts 시간 내에 오프 상태에서 온 상태로 바뀌지 않으면 모터는 정지된다. 여기에서 Ts 는 도 6에서 설명한 ΔT1보다 긴 시간으로 설정된다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 메인제어부에서의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
각각의 압력스위치에는 리드펌프 및 래그펌프의 모터를 로드 및 언로드를 제어할 수 있도록 설정압력값이 설정되어 있다. 이는 상한치, 하한치로 설정되며, 리드펌프의 언로드밸브를 제어하는 압력스위치의 상한치 압력값은 래그펌프의 언로드밸브를 제어하는 압력스위치의 상한치 압력값보다 높은 상한치 압력값으로 설정된 다.
메인제어부의 제어방법은 메인제어부에 각 펌프의 작동압력범위를 입력하고, 각 펌프의 상한치와 하한치 압력값 사이에 기준압력을 설정하여 선기동 조건을 입력함으로써 압력범위를 설정하는 제1단계를 수행한다(S510). 이후, 압력센서로부터 시스템 공급압력 및 제어밸브로부터 작업신호와 압력스위치의 신호를 획득하는 데이터획득의 제2단계이다(S520).
이렇게 획득한 데이터로부터 압력부하해석 및 압력스위치의 온과 오프작업시간 등을 분석하는 데이터 분석(S530)하고, 운전구간별로 압력패턴을 분석하여 패턴인식을 하는 제3단계이다(S540). 제3단계를 수행한 후, 공급압력을 모니터링 함으로써 공급압력 출력하는 제4단계를 수행한다(S550).
이어서 유량공급이 필요하여 모터를 선기동 시킬 조건이 되는지를 판단하는 제5단계이다(S560). 이때 선기동 조건으로는 펌프의 상한치와 하한치 압력값 사이에 존재하는 기준압력 값을 만족하는 지의 여부를 판단하게 된다. 모터의 선기동 조건을 만족한 경우 모터를 선기동을 수행(S570)하는 제6단계이며, 제5단계에서 선기동 조건을 만족하지 않은 경우 공급압력 출력하는 단계(S550)로 돌아간다.
모터의 기동 후 시스템 공급압력이 상한치인지를 판단(S580)하는 제7단계를 수행한 후, 공급압력이 상한치에 다다랐을 때 모터를 정지시키는 제8단계를 수행한다(S590). 여기서, 모터가 정지된 후에는 메인제어부의 시스템이 종료되었는지를 판단하여(S595) 시스템이 종료되지 않았을 경우에는 공급압력을 출력하는 단계로 리턴하여 무한 반복되도록 수행하며, 시스템 완전히 종료되었을 때, 종료된다.
또한, 제3단계의 패턴인식에 의해 운전 구간별 압력패턴을 분석함으로써, 액추에이터의 작동이 빈번하여 시스템 공급압력이 하강하여 압력스위치가 오프되고 다시 압력이 상승하여 압력스위치가 온되는 작업이 수초단위로 반복되는 구간 T시간 동안 압력스위치의 온과 오프시간을 누적하여 오프된 주기가 50% 이상일 경우 대유량 소요구간으로 판단하여 모터를 정지하지 않고 회전을 유지할 수 있도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압시스템리드펌프와 래그펌프를 상호교대사용이 가능하다. 이는 리그펌프의 장시간 운전으로 리그펌프의 마모에 의한 성능저하를 방지할 수 있으며, 리드펌프와 래그펌프의 교대는 운전자가 선택적으로 교대할 수 있으며, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 메인제어부를 통해 리드펌프의 운전시간을 계산하여 일정 시간이상 운전하였을 때 자동 변경이 가능하도록 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 본 발명의 적용하기 전과 후의 전력비를 비교하여 본 발명을 적용했을 때의 전력비 절감비용을 확인할 수 있도록 할 수 있다. 이는 압력스위치의 온상태의 누적시간을 카운팅하여 소비전력을 계산한 것을 본 발명의 적용전 전력비로 하고, 카운팅된 압력스위치의 온상태의 시간에 카운팅된 모터의 정지시간을 제외하여 소비전력을 계산한 것을 본 발명의 적용 후 전력비로 함으로써 이 두 소비전력을 비교하여 절감비용을 확인할 수 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 유압시스템의 구성도,
도 2는 종래기술에 따른 래그펌프에 대하여 압력스위치와 언로드밸브, 펌프 유량, 모터의 회전속도 간의 관계를 나타내는 타이밍 차트,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압시스템의 구성도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 메인제어부의 구성도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 모터의 선기동의 원리를 나타내기 위한 타이밍 차트,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 기본 작동원리를 나타내기 위한 타이밍 차트,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 모터의 기동 및 정지에 따른 시간지연 보상의 효과를 나타내기 위한 타이밍 차트,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압시스템의 제어방법을 나타내는 순서도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 메인제어부에서의 제어방법을 나타내는 순서도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 구동시스템 110: 액추에이터
120: 제어밸브 200: 유압공급장치
210a: 리드펌프 210b, 210c: 래그펌프
220a, 220b, 220c: 모터 230a, 230b, 230c: 언로드밸브
240a, 240b, 240c: 압력스위치 250a, 250b, 250c: 오일탱크
260: 압력센서 270: 축압기
280: 보조제어부 300: 메인제어부

Claims (9)

  1. 밸브와 액추에이터로 구성되는 구동시스템에 유량을 공급하는 유압공급장치에 있어서,
    상기 구동시스템에 유량을 공급하기 위한 리드펌프와 복수의 래그펌프;
    각각의 상기 펌프를 구동하는 모터;
    각각의 상기 펌프 송출 유량을 오일탱크로 귀환시키는 언로드밸브;
    상기 구동시스템의 압력이 일정 상한치를 초과하면 상기 언로드밸브를 열어주는 동작 신호를 발생시키는 압력스위치;
    상기 구동시스템의 압력을 측정하는 압력센서; 및
    상기 압력스위치 및 상기 구동시스템의 밸브작동신호를 입력받아 상기 래그펌프를 구동시키는 상기 모터의 기동 또는 정지명령을 내리는 메인제어부
    를 포함하고,
    상기 리드펌프와 상기 래그펌프는 그 역할이 상호교대가능한 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 메인제어부는,
    상기 압력스위치의 동작신호, 상기 구동시스템의 밸브 작동신호를 입력받기 위한 디지털 입력 포트부;
    상기 압력센서의 신호를 입력받기 위한 아날로그 입력포트부;
    모터의 기동 및 정지명령을 출력하기 위한 출력포트부;
    상기 입력포트부 및 상기 출력포트부와 통신하고 무부하시 상기 모터의 기동 또는 정지를 결정하는 알고리즘을 수행하는 컴퓨터
    를 포함하는 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 메인제어부는 상기 리드펌프와 상기 래그펌프의 작동압력범위 및 선기동 조건이 입력되어 상기 압력센서로부터 받은 신호들을 이용하여 압력부하해석을 하며, 상기 압력스위치의 온, 오프작업시간을 분석하는 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유압공급장치는 펌프의 공급 유량을 일시 저장하였다가 구동시스템의 소비 유량이 급격히 증가하면 저장한 유체를 펌프와 함께 공급함으로써 시스템 압력의 급격한 하강을 방지하는 축압기를 더 포함하는 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압장치.
  6. 모터의 선기동을 위한 메인제어부의 제어방법에 있어서,
    상기 메인제어부에 각 펌프의 작동압력범위 및 선기동 조건을 입력하는 제1단계;
    액추에이터를 작동시키기 위한 제어밸브의 작업신호, 상기 액추에이터와 상기 제어밸브로 구성되는 구동시스템에서의 시스템압력, 및 압력스위치의 신호를 획득하는 제2단계;
    상기 제2단계에서 획득한 데이터를 분석하고 패턴 인식을 하는 제3단계;
    상기 시스템 압력의 공급압력을 모니터링하여 출력하는 제4단계;
    상기 모니터링 결과 선기동 조건에 만족하는지 판단하는 제5단계;
    상기 선기동 조건을 만족할 때, 모터를 기동하는 제6단계;
    상기 모터의 기동 후 상기 공급압력이 상한치 인지를 판단하는 제7단계; 및
    상기 공급압력이 상한치일 경우, 모터를 정지시키는 제8단계
    를 포함하는 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압장치의 제어방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제5단계에서 선기동 조건에 만족하지 않은 경우, 공급압력을 출력하는 제4단계를 수행하는 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압장치의 제어방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제7단계에서 공급압력이 상한치가 아닌 경우, 공급압력이 상한치가 되는지를 판단하는 단계를 수행하는 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압장치의 제어방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제3단계에서 상기 압력스위치의 온과 오프시간을 누적하여 오프된 주기가 50% 이상일 경우 대유량구간으로 판단하여 모터의 회전을 유지하는 모터의 소비전력을 절감하기 위한 유압장치의 제어방법.
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