KR100951050B1 - 인출형 전동기 제어반, 인출형 저압 폐쇄 배전반 및 제어유닛 - Google Patents

Abstract

제어유닛들의 수용 집적도가 높은 전동기 제어반이 개시된다. 전동기 제어반은 전동기에 전기적으로 연결되며, 상기 전동기의 동작을 제어하는 제어유닛;내부에 종방향 및 횡방향으로 배치되는 복수의 수용칸이 형성되어 복수의 상기 수용칸에 상기 제어유닛이 수용되는 함체;상기 함체의 횡방향으로 배치되어 외부로부터 전원이 인가되는 제1 부스라인;및 선단부가 상기 제1 부스라인에 연결되고, 말단부가 복수의 상기 수용칸으로 각각 연장되어 상기 수용칸에 수용되는 상기 제어유닛으로 상기 전원을 각각 인가하는 복수의 제2 부스라인;을 포함한다.

Description

인출형 전동기 제어반, 인출형 저압 폐쇄 배전반 및 제어유닛{MOTOR CONTROL CENTER, LOW VOLTAGE SWITCHGEAR AND CONTROL UNIT }

본 발명은 인출형 전동기 제어반, 인출형 저압 폐쇄 배전반 및 제어유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수용가에 전기를 공급하기 위한 인출형 전동기 제어반, 인출형 저압 폐쇄 배전반 및 제어유닛에 관한 것이다.

건축물이나 시설물에 마련되는 전기실에는 외부로부터 공급되는 전기를 수용가로 공급하기 위한 수전반, 배전반, 제어반 등이 설치된다.

수전반은 전력회사로부터 공급되는 고전압 상용 전력을 수전하여 송전 제어하는 고압 수전반 및 저전압의 상용 전력(110V 또는 220V)을 수전하여 송전 제어하는 저압 수전반으로 분류된다.

이 중 고압 수전반의 하류에는 저압 패쇄 배전반이 배치되며, 저압 패쇄 배전반의 하류에는 전동기 제어반이 배치된다.

저압 패쇄 배전반은 고압 수전반으로부터 공급되는 전기를 감압 제어하여 전 동기 제어반으로 공급하기 위한 제어유닛 및 전력기기들(릴레이, 스위치, 계기 등)을 포함하여 이루어진다.

전동기 제어반은 건물 내부에 배치되는 전동기, 예를 들어 건물 내부의 급기 빛 배기를 위한 전동기, 건물 내부의 급수 및 배수를 위한 전동기 등을 제어하기 위한 제어유닛 및 전력기기들(릴레이, 스위치, 계기 등)을 포함하여 이루어진다.

그리고 저압 폐쇄배전반, 또는 전동기 제어반은 내부에 제어유닛을 수용하는 함체, 외부로부터 공급되는 전원을 함체에 수용된 제어유닛으로 인가하기 위한 모선부스바를 포함하여 이루어진다.

이러한 저압 폐쇄 배전반 및 전동기 제어반은 제어유닛으로 전원을 인가하기 위해 모선부스바를 함체 내부에 설치하여 함체 내부에 수용되는 제어유닛과 모선부스바가 서로 전기적으로 연결되도록 하는 것에서 서로 유사하게 구성된다.

이와 같이 저압 폐쇄 배전반과 전동기 제어반은 각각 제어유닛을 포함하고 있다. 저압 폐쇄 배전반에 포함되는 제어유닛에 의해 제어되는 제어대상물은 전동기 제어반이며, 전동기 제어반의 제어유닛에 의해 제어되는 제어대상물은 전동기인 것에서 다소 차이점을 가지며, 그 외 대부분의 구성은 대동소이하다고 볼 수 있다.

한편, 전동기 제어반에 대해서는 "대한민국 등록특허 10-0759526" 에 의해 이 이미 공지된 바 있다.

상기 등록특허는 제어유닛들로 전원을 인가하기 위한 수단으로 모선부스바를 포함하고 있다. 모선부스바는 동(銅) 재질로 이루어지며, 외주면에 제어유닛이 전기적으로 원활하게 접속시키기 위해 외주면이 노출된 상태로 설치된다. 그리고 모 선부스바는 하우징의 일측벽과 인접하게 배치되고 하우징의 상하 종방향으로 배열된다.

이와 같이 모선부스바가 하우징의 제어반에 인접하고 하우징의 종방향으로 배치되면, 복수의 전동기 제어반을 구성하는 데 있어서 서로 인접한 전동기 제어반은 모선부스바를 통해 흐르는 전류 및 전압이 간섭되어 각 제어유닛의 오작동 및 수명단축으로 이어지는 문제점이 발생된다.

이러한 전류 및 전압의 간섭 문제를 해결하기 위해서는 전동기 제어반들 사이에 별도의 이격공간을 확보하거나 별도의 차폐수단이 요구되므로, 초기 설비투자비용 및 설비유지비용이 증가하는 문제점으로 이어진다.

본 발명의 제1 목적은 제어유닛들의 수용 집적도가 높은 전동기 제어반 및 저압 폐쇄 배전반을 제공하는 데 있다.

본 발명의 제2 목적은 제어대상물 및 제어유닛의 유지, 관리, 보수가 용이한 제어유닛을 제공는 데 있다.

전동기에 전기적으로 연결되어 상기 전동기의 동작을 제어하며, 상기 전동기와의 접속 횟수를 감지하는 제1 수명감지기와 상기 전동기와의 통전 시간을 감지하는 제2 수명감지기가 본체에 설치되고, 상기 본체의 온도를 감지하는 온도감지기가 설치되는 제어유닛;상기 전동기와 상기 제어유닛의 접속 횟수, 상기 전동기와 상기 제어유닛의 통전 시간, 상기 제어유닛의 본체의 온도를 각각 표시하는 디스플레이부;횡방향으로 배치되는 복수의 수용칸 및 종방향으로 배치되는 복수의 수용칸이 내부에 형성되어 복수의 상기 수용칸에 상기 제어유닛이 수용되는 함체;상기 함체의 횡방향으로 배치되어 상기 함체의 상단부를 지나며, 외부로부터 전원을 인가받는 바(bar) 형태의 제1 부스라인;및 선단부가 상기 제1 부스라인에 연결되어 상기 함체의 종방향으로 연장되고, 상기 함체의 횡방향으로 연장되어 말단부가 복수의 상기 수용칸으로 연장되어 복수의 상기 수용칸에 수용되는 상기 제어유닛으로 상기 전원을 전달하는 피복 케이블 형태의 복수의 제2 부스라인;을 포함한다.

상기 전동기 제어반은 상기 제어유닛이 상기 수용칸으로 인입됨에 따라 상기 제어유닛과 상기 제2 부스라인을 접속시키는 커넥터를 더 포함할 수 있다.

상기 수용칸에는 상기 제어유닛의 인출입 경로를 형성하는 가이드 홈이 형성되며, 상기 전동기 제어반은 상기 제어유닛의 일측면에 배치되어 상기 제어유닛이 상기 수용칸에 인출입됨에 따라 상기 가이드 홈에 삽입되어 상기 제어유닛의 인출입을 안내하는 가이드 돌기;를 더 포함할 수 있다.

상기 가이드 돌기에는 지지홈이 형성되며, 상기 전동기 제어반은 상기 가이드 홈에 배치되어 상기 제어유닛이 상기 제2 부스라인과 접속되는 정위치로 상기 제어유닛이 인입됨에 따라 상기 지지홈에 삽입되는 지지돌기;및 상기 지지돌기를 상기 지지홈 측으로 탄성지지하는 탄성체;를 더 포함할 수 있다.

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본 발명에 따른 전동기 제어반 및 저압 폐쇄 배전반은 제어유닛들의 수용 집적도를 높여 초기 설비투자비용 및 설비유지비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명에 따른 제어유닛은 제어대상물 및 제어유닛의 유지, 관리, 보수가 용이한 효과가 있다.

이하, 본 실시예에 따른 전동기 제어반에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 실시예에 따른 전동기 제어반을 나타낸 정면도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 전동기 제어반를 도 1에 표기된 I-I'선을 기준으로 절단한 단면도이며, 도 3은 본 실시예에 따른 전동기 제어반의 배선도다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 전동기 제어반(100)은 제어유닛(110), 함체(130), 제1 부스라인(150), 제2 부스라인(170), 커넥터(180) 및 부하라인(190)을 포함한다.

제어유닛(110)은 적어도 하나 이상의 전동기(미도시)의 동작을 제어한다. 제어유닛(110)은 전동기(미도시)와 전기적으로 연결되어 제어신호를 발생한다.

제어유닛(110)은 외관을 형성하는 본체(110a)에 설치되는 제1 수명감지기(111), 제2 수명감지기(113) 및 온도감지기(115)를 포함한다. 제1 수명감지기(111)는 전동기(미도시) 및 제어유닛(110)의 기계적 사용량을 감지한다. 제2 수명감지기(113)는 전동기(미도시) 및 제어유닛(110)의 전기적 사용량을 감지한다. 온도감지기는 제어유닛(110)의 온도를 감지한다.

그리고 제어유닛(110)은 전동기(미도시)의 기계적 사용량, 전기적 사용량 및 온도를 표시하는 디스플레이부(117)를 포함한다.

제1 수명감지기(111)는 전동기(미도시)와 제어유닛(110)의 접속 횟수를 카운 트하며, 제2 수명감지기(113)는 전동기(미도시)와 제어유닛(110)의 통전 시간을 카운트한다. 그리고 온도감지기(115)는 제어유닛(110)에 부착된 온도센서(미도시)를 통해 제어유닛(110)의 온도를 바탕으로 전동기(미도시)의 온도를 추정할 수 있도록 한다.

이러한 제1 수명감지기(111), 제2 수명감지기(113), 온도감지기(115) 및 디스플레이부(117)는 제어유닛(110)에 연결된 전동기(미도시)의 누적사용량 및 현 상태를 용이하게 점검할 수 있도록 하여 각 전동기(미도시)의 유지, 관리, 보수의 편의를 제공한다.

제어유닛(110)은 제어유닛(110)으로 인가되는 전원을 선택적으로 차단하는 전원차단기(118)를 포함하며, 도시되지 않았지만, 전동기(미도시)의 동작 제어를 위한 하위 구성요소, 예를 들어 전압강하 트랜스포머, 전류 트랜스포머, 릴레이, 타이머, 퓨즈, 자동차단기 등을 포함하여 이루어질 수 있다.

함체(130)는 내부에 복수의 제어유닛(110)이 수용 가능하다. 함체(130)는 내부에 복수의 수용칸(131)이 형성된다. 복수의 수용칸(131)은 함체(130)의 종방향 및 횡방향으로 배치된다.

제1 부스라인(150)은 외부로부터 공급되는 전원이 인가된다. 제1 부스라인(150)은 바(bar) 형태로 마련되어 함체(130)의 상부 또는, 하부에 배치되며, 함체(130)의 횡방향으로 배치된다. 이와 같이 함체(130)의 횡방향으로 배치되는 제1 부스라인(150)은 복수의 전동기 제어반(100)이 서로 인접하여 배치되더라도 각 제어유닛(110)으로 전류 및 전압이 간섭되는 것을 방지하며, 서로 인접한 복수의 전 동기 제어반(100)으로 전원을 효율적으로 공급할 수 있도록 한다.

제2 부스라인(170)은 제1 부스라인(150)으로 인가되는 전원을 수용칸(131)에 수용된 제어유닛(110)으로 전달한다. 제2 부스라인(170)은 피복이 외주면을 감싸는 케이블(cable)의 형태로 마련되어 선단부가 제1 부스라인(150)에 접속되며, 말단부가 수용칸(131)으로 연장된다. 제2 부스라인(170)은 피복에 의해 제2 부스라인(170)을 타고 흐르는 전류를 차폐시켜 인접한 제2 부스라인(170)과의 전류 및 전압이 간섭되는 것을 방지한다.

도 4는 본 실시예에 따른 전동기 제어반 중 제어유닛과 수용칸을 나타낸 사시도이다. 도 3을 참조하면, 커넥터(180)는 제2 부스라인(170)과 제어유닛(110)을 전기적으로 접속시킨다. 제1 커넥터(180)는 제어유닛(110)에 배치되는 제1 클립(181) 및 제2 부스라인(170)의 말단부에 배치되는 제2 클립(183)을 포함한다. 이러한 커넥터(180)는 제어유닛(110)이 수용칸(131)으로 인출입됨에 따라 제1 클립(181)과 제2 클립(183)이 서로 단락될 수 있도록 배치된다.

한편, 제어유닛(110)과 부하라인(190)을 연결하는 커넥터는 제어유닛(110)과 제2 부스라인(170)을 연결하는 커넥터와 유사한 형태로 마련된다. 이에 따라 부하라인(190)은 전원차단기(118)의 단락에 따라 제1 클립(181)에 단락되도록 설치된다. 부하라인(190)은 제어유닛(110)과 전동기(미도시)를 연결하며, 전동기(미도시)의 전원공급용으로 사용된다.

제어유닛(110)은 일측면에 가이드 돌기(119)가 형성된다. 수용칸(131)의 내부에는 가이드 돌기(119)가 삽입되어 제어유닛(110)의 인출입을 안내하는 가이드 홈(133)이 형성된다.

수용칸(131)에는 가이드 홈(133) 상에 배치되는 지지돌기(135), 지지돌기(135)를 구속하고 탄성지지하는 탄성체(137)가 배치된다. 탄성체(137)는 지지돌기(135)를 가이드 홈(133)의 외측으로 가압하는 인장스프링으로 마련되는 것이 바람직하다. 가이드 돌기(119)에는 제어유닛(110)이 수용칸(131)에 인입되어 제1 클립(181)과 제2 클립(183)이 접속됨에 따라 지지돌기(135)가 삽입되어 제어유닛(110)의 위치를 지지하는 지지홈(119a)(도 5 참조)이 형성된다.

지지돌기(135), 탄성체(137) 및 지지홈(119a)은 수용칸(131)으로 인입되는 제어유닛(110)이 제1 클립(181)과 제2 클립(183)이 접속되는 정위치에 자리잡을 수 있도록 한다. 이는 수용칸(131)으로 인입되는 제어유닛(110)을 무리하게 가압하여 제1 클립(181) 및 제2 클립(183)이 손상되는 것을 방지하며, 외부로부터의 충격에도 제1 클립(181)과 제2 클립(183)의 접속상태를 유지할 수 있다.

도시되지 않았지만, 제어유닛(110) 및 수용칸(131)에는 제어유닛(110)과 수용칸(131)을 견고하게 결속시키기 위한 잠금장치가 마련될 수 있다.

이하, 본 실시예에 따른 전동기 제어반의 작동에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 5는 본 실시예에 따른 전동기 제어반의 제어유닛 인입동작을 나타낸 작동도이다. 도 5를 참조하면, 제어유닛(110)은 수용칸(131)으로 인입된다. 이때 가이드 돌기(119)는 가이드 홈(133)에 삽입되며, 제어유닛(110)의 인입을 안내한다.

가이드 홈(133)을 따라 제어유닛(110)이 수용칸(131)에 인입됨에 따라 제1 클립(181)은 제2 클립(183)에 접속되며, 제어유닛(110)은 제2 부스라인(170)에 전기적으로 접속된다. 이때 제1 클립(181)과 제2 클립(183)이 접속되는 위치로 제어유닛(110)이 인입되면, 지지돌기(135)는 탄성체(137)에 의해 가압되어 지지홈(119a)의 내부로 삽입된다. 작업자는 지지돌기(135)가 지지홈(119a)에 삽입되어 제어유닛(110)의 인입이 중지되는 것을 감지하여 제어유닛(110)의 인입을 중단할 수 있다.

이에 따라 제어유닛(110)을 무리하게 가압하여 제1 클립(181) 및 제2 클립(183)이 손상되는 것이 방지되며, 외부로부터의 충격에도 제1 클립(181)과 제2 클립(183)의 접속상태가 유지된다.

이와 같이 제어유닛(110)이 정위치에 자리잡게 되면, 제1 부스라인(150)으로 인가되는 전원은 제2 부스라인(170)에 의해 제2 클립(183)으로 인가되고, 제2 클립(183)에 접속된 제1 클립(181)을 통해 전원차단기(118)로 공급된다. 작업자는 전원차단기(118)를 조작하여 해당 전동기(미도시)로 전기를 공급하며, 작동이 불필요한 전동기(미도시)로 공급되는 전기를 차단할 수 있다.

이때 제1 부스라인(150)은 함체(130)의 상부, 또는 하부에 함체(130)의 횡방향으로 배치되므로, 제2 부스라인(170) 및 인접하는 복수의 전동기 제어반(100)은 전류 및 전압이 간섭되지 않으며, 제2 부스라인(170)은 각각 피복에 의해 감싸져 있으므로 인접하는 제2 부스라인(170)에 전류 및 전압이 간섭되지 않는다.

도 6은 본 실시예에 따른 전동기 제어반을 복수로 설치한 상태을 나타낸 배 선도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 전동기 제어반(100)은 복수의 전동기 제어반을 운영할 경우, 하나의 제1 부스라인(150)을 함체(130)의 횡방향으로 연장하여 서로 인접한 전동기 제어반(100)을 연결하여 전원을 원활하게 인가할 수 있다.

이는 비교적 값이 비싼 동(銅) 재질로 이루어지는 제1 부스라인(150)의 원자재 값을 절감할 수 있으며, 복수의 전동기 제어반(100)의 이격거리를 좁힌다 하더라도 제1 부스라인(150)를 따라 흐르는 전류 및 전압의 간섭을 해소할 수 있어 제어유닛(110)의 오작동을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 실시예에 따른 전동기 제어반(100)은 복수의 제어유닛(110)의 수용 집적도를 높여 신설 전기실의 면적을 최소화 할 수 있으므로 초기 설비투자비용 및 설비유지비용을 절감할 수 있으며, 각 전동기(미도시)의 유지, 관리, 보수가 용이하다.

한편, 상술한 바와 같이 전동기 제어반(100)의 상류에 배치되는 저압 폐쇄 배전반(미도시)은 함체 내부에 수용되는 제어유닛이 전기의 감압 제어용으로 사용되며, 제어대상물이 전동기 제어반(100)인 것에서 상술된 전동기 제어반(100)과 다소 차이를 가질 뿐, 함체 내부에 수용되는 제어유닛으로 전원을 인가하기 위한 구성 및 작용은 상술된 전동기 제어반(100)과 매우 유사하다고 볼 수 있다.

따라서 상술된 전동기 제어반(100)의 구성요소들은 저압 폐쇄 배전반(미도시)에도 사용할 수 있으며, 제1 수명감지기(111), 제2 수명감지기(113) 및 온도감 지기(115)는 저압 폐쇄 배전반(미도시)에 사용되는 제어유닛에도 사용할 수 있을 것이다.

도 1은 본 실시예에 따른 전동기 제어반을 나타낸 정면도이다.

도 2는 본 실시예에 따른 전동기 제어반를 도 1에 표기된 I-I'선을 기준으로 절단한 단면도이다.

도 3은 본 실시예에 다른 전동기 제어반의 배선도다.

도 4는 본 실시예에 따른 전동기 제어반 중 제어유닛과 수용칸을 나타낸 사시도이다.

도 5는 본 실시예에 따른 전동기 제어반의 제어유닛 인입동작을 나타낸 작동도이다.

도 6은 본 실시예에 따른 전동기 제어반을 복수로 설치한 상태을 나타낸 배선도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

100 : 제어반 110 : 제어유닛

130 : 함체 150 : 제1 부스라인

170 : 제2 부스라인 180 : 커넥터

190 : 부하라인

Claims (9)

1. 전동기에 전기적으로 연결되어 상기 전동기의 동작을 각각 제어하며, 상기 전동기와의 접속횟수를 감지하는 제1 수명감지기와 상기 전동기와의 통전시간을 감지하는 제2 수명감지기가 본체에 설치되고, 상기 본체의 온도를 감지하는 온도감지기가 설치되는 제어유닛;

   상기 전동기와 상기 제어유닛 간의 누적 접속횟수, 상기 전동기와 상기 제어유닛 간의 통전시간, 상기 제어유닛의 본체의 온도를 각각 표시하는 디스플레이부;

   서로 수직인 횡방향과 종방향으로 배치되는 복수의 수용칸이 형성되며, 상기 복수의 수용칸 각각 마다 상기 제어유닛이 하나씩 수용되는 함체;

   동(銅) 재질의 바(bar) 형태로 이루어져 상기 함체의 상부 또는 하부에서 횡방향으로 배치되며, 외부로부터 전원을 인가받는 제1 부스라인;

   상기 함체의 일측면에 배치되어 선단부가 상기 제1 부스라인에 연결되어 상기 함체의 종방향으로 연장되고, 말단부가 복수의 상기 수용칸 각각에 수용된 상기 제어유닛에 연결되어 상기 제어유닛으로 상기 전원을 전달하되,횡방향으로 인접하는 상기 수용칸들로 2개 이상의 제2 부스라인이 동일한 횡방향으로 연장되더라도 서로 간의 전류 및 전압의 간섭이 방지되도록 피복이 외주면을 감싸는 케이블 형태로 마련되는 복수의 제2 부스라인;

   상기 제어유닛이 복수의 상기 수용칸 각각으로 인입됨에 따라 상기 제어유닛과 복수의 상기 제2 부스라인 각각의 말단부를 접속시키는 복수의 커넥터;

   복수의 상기 수용칸 각각에 형성되며, 상기 제어유닛의 인출입 경로를 형성하는 가이드 홈;및

   상기 제어유닛의 일측면에 배치되며, 상기 제어유닛이 상기 복수의 수용칸 각각에 인출입됨에 따라 상기 가이드 홈에 삽입되어 상기 제어유닛의 인출입을 안내하는 가이드 돌기를 포함하되,

   복수의 상기 커넥터 각각은 상기 제어유닛에 배치되는 제1 클립과 복수의 상기 복수의 제2 부스라인 각각의 말단부에 배치되는 제2 클립을 포함하고, 상기 제어유닛이 복수의 상기 수용칸 각각으로 인출입됨에 따라 상기 제1 클립과 상기 제2 클립은 서로 접속 또는 단락되고,

   상기 가이드 돌기에는 지지홈이 형성되며, 복수의 상기 수용칸 각각에는 상기 가이드 홈 상에 배치되는 지지돌기와 상기 지지돌기를 구속하고 탄성 지지하여 상기 지지돌기를 상기 가이드 홈의 외측으로 가압하는 인장스프링 형태의 탄성체가 배치되고,

   상기 가이드 돌기가 상기 가이드 홈에 삽입됨에 따라 상기 제1 클립과 상기 제2 클립은 접속되고, 상기 제어유닛의 지지홈에 상기 지지돌기가 삽입되어 상기 탄성체가 상기 지지돌기를 탄성 지지함으로써 상기 제1 클립과 상기 제2 클립의 접속 상태를 유지하도록 하고,

   상기 제어유닛은 복수의 상기 제2 부스라인으로부터 인가되는 전원을 차단할 수 있는 전원차단기를 포함하고, 복수의 상기 수용칸에 복수의 상기 제어유닛이 각각 인입되어 복수의 상기 제2 부스라인을 통해 전원을 함께 공급받아 작동함에 따라 인출 대상이 되는 상기 제어유닛의 상기 전원차단기를 통해 인출 대상이 되는 상기 제어유닛의 전원을 선택적으로 차단하고 나머지 상기 제어유닛들의 작동을 유지시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 전동기 제어반.
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