KR100906189B1

KR100906189B1 - 전동차 냉각팬 모터 제어장치

Info

Publication number: KR100906189B1
Application number: KR1020070126369A
Authority: KR
Inventors: 이용범
Original assignee: (주)이건산전
Priority date: 2007-12-06
Filing date: 2007-12-06
Publication date: 2009-07-03
Also published as: KR20070121626A

Abstract

본 발명은 배전반으로부터 전력을 공급받는 전동차의 3상 전원단(R, S, T)에 접속되는 AC 분배차단기 및 냉각팬 모터차단기를 통해 냉각팬 모터를 제어하는 전동차 냉각팬 모터 제어장치에 관한 것으로서, 이는 상시 기동되어 불필요한 전력을 소모하는 종래의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 상기 전동차에 전원을 공급하는 배전반의 1선에 접속되어 상기 전동차의 전진 및 후진을 제어할 수 있는 역전(逆轉)수단과; 상기 역전수단과 접속되어 발생 가능한 과부하 및 단락전류를 차단하는 제1 차단수단과; 상기 제1 차단수단에 접속되어 상기 역전수단을 통해서 들어오는 전류의 역방향으로 전류가 흐르지 않도록 방지하는 역전류방지수단과; 상기 역전류방지수단을 거쳐 들어온 전류로 ON 접점되는 릴레이부와; 상기 역전수단이 스위치 ON되어 상기 릴레이부가 ON 접점될 때 상기 냉각팬 모터차단기 및 AC 분배차단기와 냉각팬 모터에 접속되고, 상기 역전수단이 스위치 OFF되어 상기 릴레이부가 OFF 접점될 때 상기 냉각팬 모터차단기 및 AC 분배차단기와 냉각팬 모터로부터 접속해제되는 3상접점부;를 포함하는 것을 특징으로 하며, 이러한 제어장치를 통해 전동차 냉각팬 모터를 ON/OFF 시킬 수 있다.

팬토그래프, MCB, 주간제어기, 냉각팬, 모터, 릴레이부

Description

전동차 냉각팬 모터 제어장치{ELECTRIC RAIL CAR COOLING FAN MOTOR CONTROLLING APPARATUS}

본 발명은 전동차 냉각팬 모터 제어장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전동차의 정차시에 상시 기동되는 냉각팬 모터를 정지시켜 불필요한 전력소비를 줄일 수 있도록 하는데 주안점을 둔 전동차 냉각팬 모터 제어장치에 관한 것이다.

기존의 지하철에서 사용되는 전동차는 도1에 도시된 바와 같이 팬토그래프(Pantograph)의 상승을 통해 주회로 차단기인 MCB(Main Circuit Breaker)가 작동하여 전동차에 전원이 공급되고, 그에 따라 운행가능하도록 구성되어 있다. 이러한 전동차의 운전실 내에 있는 주간제어기는 운행 준비 완료된 전동차의 전진 및 후진을 역전기 스위치를 통해 제어하며, 제동기를 통해 운행중인 전동차의 제동을 제어한다.

상기된 바와 같이 전동차의 전후진 및 제동을 제어하여 전동차의 역간 운행이 이루어지고, 최종 목적지에 도착했을 때 전동차가 완전히 정차한 상태에서 주간제어기의 역전기(逆轉機) 스위치를 취거(取去)한 후, 전동차 운전실에 설치된 스위 치를 조작하여 팬토그래프를 하강시켜야만 MCB로부터의 전원 공급이 차단되어, 그에 따라 전동차는 완전히 운행중단된다.

그러나, 이와 같은 종래의 전동차 시스템은 일반적으로 직류 1500V 또는 교류 25000V의 고압을 사용하여 구동되기 때문에, 주요 시스템 구성요소간에 발열되는 열량 및 온도가 높아 이를 냉각시키기 위한 냉각 시스템을 구비하고 있을지라도, 전동차의 정차상태 및 장시간 정지상태에서도 팬토그래프와 MCB를 분리하지 않는 한, 냉각팬이 계속적으로 동작하기 때문에 불필요한 전력의 손실을 야기하고, 그러한 연속동작으로 인해 냉각팬 시스템 구성요소들의 고장 및 소음을 추가적으로 발생시킬 수 있는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 전동차가 완전히 정차한 상태에서는 냉각팬 모터를 오프하고 전동차가 운행중일 때에는 냉각팬 시스템이 기동되도록 함으로써 전력손실을 줄이고, 냉각팬의 수명 연장을 도모하며, 냉각팬 시스템의 고장 및 소음등의 발생률을 감소시킬 수 있는 전동차 냉각팬 모터 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 배전반으로부터 전력을 공급받는 전동차의 3상 전원단(R, S, T)에 접속되는 AC 분배차단기 및 냉각팬 모터차단기를 통해 냉각팬 모터를 제어하는 전동차 냉각팬 모터 제어장치에 있어서, 상기 전동차에 전원을 공급하는 배전반의 1선에 접속되어 상기 전동차의 전진 및 후진을 제어할 수 있는 역전수단과; 상기 역전수단과 접속되어 발생 가능한 과부하 및 단락전류를 차단하는 제1 차단수단과; 상기 과부하 및 단락전류 차단수단에 접속되어 상기 역전수단을 통해서 들어오는 전류의 역방향으로 전류가 흐르지 않도록 방지하는 역전류방지수단과; 상기 역전류방지수단을 거쳐 들어온 전류로 ON 접점되는 릴레이부와; 상기 역전수단이 스위치 ON되어 상기 릴레이부가 ON 접점될 때 상기 냉각팬 모터차단기 및 AC 분배차단기와 냉각팬 모터에 접속되고, 상기 역전수단이 스위치 OFF되어 상기 릴레이부가 OFF 접점될 때 상기 냉각팬 모터차단기 및 AC 분배차단기와 냉각팬 모터로부터 접속해제됨에 따라 냉각팬 모터를 ON/OFF 시키는 3상접점부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 전동차 냉각팬 모터 제어장치는 MCB로부터 팬토그래프를 접속차단하지 않은 상태에서도 주간제어기의 역전기 스위치를 조작하여 냉각팬 모터를 온/오프시킬 수 있기 때문에, 전력이 불필요하게 손실되는 것을 방지할 수 있고, 냉각팬 모터가 가동되는 시간을 감소시킴에 따라 냉각팬의 수명 연장을 도모할 수 있으며, 모터가 고장날 확률과 소음 또한 줄일 수 있다.

이하, 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 전동차 냉각팬 모터 제어장치를 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따라 냉각팬 모터를 제어하는 회로도이고, 도 3은 전동차의 작동시에 본 발명에 따른 냉각팬 모터의 동작을 도시한 흐름도이다.

일반적으로, 냉각 팬 모터(30)는 전동차 전원장치(Static Inverter)로부터 전력을 공급받아 상시 기동된다.

상기 전원장치는 냉난방장치에서부터, 조명 기기, 제어장치 등에 안전한 전력을 공급하고, 3-LEVEL 방식으로 캐리어 주파수를 2.4KHz로 한 PWM 제어를 하며, 고주파 스위칭에 의해 응답 속도가 우수한 저왜곡률의 3상 교류 파형(R, S, T)을 출력한다.

상기 냉각팬 모터(30)와 전원장치 사이에는 전동차의 전등이나 전열등을 과부하 또는 단락전류로부터 보호하기 위한 AC분배차단기(AC distribution NFB)(10)와, 냉각팬 모터(30)를 보호하기 위한 냉각팬 모터차단기(Fan Motor NFB)(20)가 각각 설치되어 있다.

본 발명의 냉각팬 제어장치는 이러한 냉각팬 모터(30)와 전원장치 사이에 도 2에 점선으로 표시된 회로부분을 추가하여 냉각팬 모터(30)의 ON/OFF를 제어한다.

즉, 도 2에 도시된 상기 추가회로부분은 배전반의 1선을 활용하여 인가되는 전압으로부터의 과부하 및 단락전류를 차단하여 역전(逆轉)수단(40)을 보호하기 위한 제2 차단수단(90)과, 상기 제2 차단수단(90)에 접속되어 전동차의 전후진을 제어하는 주간제어기 내 역전수단(40)과, 상기 역전수단(40)과 접속되어 과부하 및 단락전류를 차단함으로써 3상접점부(80) 및 릴레이부(70)를 보호하는 제1 차단수단(50)과, 상기 제1 차단수단(50)에 접속되어 역전수단(40)을 통해서 들어오는 전류의 역방향으로 전류가 흐르지 않도록 방지하는 역전류방지수단(60)과, 상기 역전류방지수단(60)을 거쳐 들어온 전류로 ON 접점되는 릴레이부(70)와, 상기 릴레이부(70)가 ON 접점될 때 냉각팬 모터차단기(20) 및 AC 분배차단기(10)와 냉각팬 모터(30)에 전기적으로 접속되고, 릴레이부(70)가 OFF 접점될 때 냉각팬 모터차단기(20) 및 AC 분배차단기(10)와 냉각팬 모터(30)로부터 전기적으로 접속해제되는 3상접점부(80)로 구성된다.

상기 추가회로부분의 동작원리를 살펴보면, 역전수단(40)을 스위치 ON 시킨 경우, 과부하나 단락전류가 발생되지 않는 한, 전류는 역전류방지수단(60)을 통해 릴레이부(70)로 흐르고, 이 때 릴레이부(70)가 ON 접점되어 3상접점부(80) 모두가 냉각팬 모터차단기(20) 및 AC 분배차단기(10)와 냉각팬 모터(30)에 전기적으로 접속되어 냉각팬 모터(30)가 작동된다.

역전수단(40)을 스위치 OFF 시킨 경우, 릴레이부(70)에 전압이 공급되지 않게 되고, 릴레이부(70)가 OFF 접점되어 3상접점부(80) 모두가 냉각팬 모터차단기(20) 및 AC 분배차단기(10)와 냉각팬 모터(30)로부터 전기적으로 접속해제되어 냉각팬 모터(30)의 동작이 중지된다.

배전반으로부터 공급되는 전력으로 인해 발생될 수 있는 과부하 및 단락전류 로 인해 역전수단(40)이 고장나는 것을 방지하기 위해 그 공급 라인상에 제2 차단수단(90)이 설치될 수 있고, 다이오드와 같은 역전류방지수단(60)에 항복전압이 걸리는 경우로부터 3상접점부(80) 및 릴레이부(70)를 보호하기 위해 제1 차단수단(50)이 설치될 수 있다.

도 3을 참조로 하면, 본 발명에 따른 전동차는 기관사가 팬토그래프 스위치를 ON시켜 팬토그래프가 MCB에 연결되도록 하여, 전동차에 전원이 공급된 후에 운행가능한 상태가 된다.

참고로, MCB는 고압의 전원을 진공용기속에서 접촉편을 연결 또는 분리시킴으로써 특고압 회로를 개폐시키는 개폐기 역할과, 전동차 회로에 고장발생시 전차선과 전동차간의 회로를 신속, 정확히 차단하는 차단기 역할을 하는 주회로 차단기이다.

전동차가 운행가능하게 된 상태에서, 전동차의 전진, 후진, 및 제동기능을 제어하는 주간제어기를 통해 전후진을 선택하면 전동차가 운행된다. 보다 정확히 말해서, 주간제어기 내 설치된 역전기(40)를 스위칭시켜 전동차의 전후진을 선택함으로써 전동차를 운행시킬 수 있고, 제동기를 사용하여 전동차를 정지시킬 수 있다.

이와 같은 방식에 따라, 지하철의 역간 거리를 반복적으로 운행하게 되는 전동차가 기지에 입고되거나 장시간 정차하게 되었을 때, 주간제어기를 중립으로 선 택하였을 경우, 즉 역전기(40)를 취거하였을 경우, 본 발명에 따른 냉각팬 모터 제어장치는 냉각팬 모터(30)에 전원이 공급되는 것을 차단하도록 하기 때문에, 팬토그래프를 MCB로부터 분리시키지 않아도 냉각팬 모터(30)가 정지되도록 할 수 있다.

도 1은 전동차의 작동시에 종래 기술에 따라 냉각팬 모터가 동작하는 과정을 도시한 흐름도.

도 2는 본 발명에 따라 냉각팬 모터를 제어하는 회로도.

도 3은 전동차의 작동시에 본 발명에 따라 냉각팬 모터가 동작하는 과정을 도시한 흐름도.

Claims

배전반으로부터 전력을 공급받는 전동차의 3상 전원단(R, S, T)에 접속되는 AC 분배차단기(10) 및 냉각팬 모터차단기(20)를 통해 냉각팬 모터(30)를 제어하는 전동차 냉각팬 모터 제어장치에 있어서,

상기 전동차에 전원을 공급하는 배전반의 1선에 접속되어 상기 전동차의 전진 및 후진을 제어할 수 있는 역전(逆轉)수단(40)과;

상기 역전수단(40)과 접속되어 발생 가능한 과부하 및 단락전류를 차단하는 제1 차단수단(50)과;

상기 제1 차단수단(50)에 접속되어 상기 역전수단(40)을 통해서 들어오는 전류의 역방향으로 전류가 흐르지 않도록 방지하는 역전류방지수단(60)과;

상기 역전류방지수단(60)을 거쳐 들어온 전류로 ON 접점되는 릴레이부(70)와;

상기 역전수단(40)이 스위치 ON 되어 상기 릴레이부(70)가 ON 접점될 때 상기 냉각팬 모터차단기(20) 및 AC 분배차단기(10)와 냉각팬 모터(30)에 접속되고, 상기 역전수단(40)이 스위치 OFF되어 상기 릴레이부(70)가 OFF 접점될 때 상기 냉각팬 모터차단기(20) 및 AC 분배차단기(10)와 냉각팬 모터(30)로부터 접속해제되는 3상접점부(80);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동차 냉각팬 모터 제어장치.
청구항 1에 있어서,

상기 역전류방지수단(60)은 다이오드로 구성되는 것을 특징으로 하는 전동차 냉각팬 모터 제어장치.
청구항 1에 있어서,

상기 역전수단(40)과 배전반의 1선 사이에는 과부하 및 단락전류를 차단하는 제2 차단수단(90)이 설치되는 것을 특징으로 하는 전동차 냉각팬 모터 제어장치.