KR100961535B1 - 인버터 테스트 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동화 라인에 설치되는 인버터의 정상작동 유무를 검사하는 인버터 테스트 장치에 관한 것이다. 본 인버터 테스트 장치는, 입력단자부, 제 1 차단기, 변압기, 제 2 차단기, 파워서플라이 및 구동부를 포함한다. 또한, 본 인버터 테스트 장치에 의하면, 이동식 패널상에 각각의 구성이 일체로 형성되어 이동이 편리하다. 특히 이동식 패널 상에 인버터와 구동부가 일체형으로 이루어져 인버터 단독운전이 가능하다. 또한 인버터의 작동상태 여부를 현장에 설치하기 전에 확인할 수 있어 현장설치 후의 에러 발생률을 현저히 줄일 수 있다.

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Description

인버터 테스트 장치{Apparatus for testing inverter}

본 발명은 인버터 테스트 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동화 라인에 설치되어 구동부 등을 제어하는 인버터의 정상작동 유무를 테스트하는 인버터 테스트 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동화 라인에는, 하드웨어적인 구동설비나 작동설비 등을 배치하고 이를 제어하기 위한 인버터를 설치하여, 구동설비나 작동설비 등을 인버터에 의해 제어하고 있었다.

통상의 인버터(inverter)는 상용 교류 전원을 직류 전압으로 변환하여 이를 다시 원하는 주파수나 전압으로 바꾸어 자동화 라인의 구동부에 인가해 주는 장치로서 구동부의 속도를 가변시켜 자동화 설비의 성능 향상이나 에너지 절약을 수행할 수 있는 장치이다.

이러한 인버터는 그 정상작동 유무가 테스트 장치에 의해 테스트 된다. 일반적으로 인버터 테스트 장치에는 인버터의 정상작동 유무를 판단하기 위해 인버터의 즉각적인 테스트가 가능하도록 각종 제어기기 및 접속단자, 전원공급부 등이 구비 되어 있다.

특히, 자동화 라인에 구비되는 인버터를 테스트하기 위해서는, 자동화 라인에 우선 구동설비나 작동설비 등을 설치하고 이를 제어하기 위한 인버터를 설치한 후, 상기 인버터를 설정하여 이의 작동에 의해 구동설비나 작동설비가 정상적으로 동작되는지 여부를 확인하는 방식 즉, 현장 설치 후의 인버터 테스트에만 의존하는 문제가 있었다.

또한, 종래의 인버터 테스트장치는, 고정식 패널에 인버터 자체의 동작만을 테스트할 수 있는 구성으로 이루어져 상기 인버터에 설정값을 입력하는 방식이었다. 이러한 종래의 구성에서는 인버터를 설치하고자 하는 자동화 라인에 구동부의 취부 완료 후 인버터를 설정하여야 비로소 정상 작동 여부를 확인할 수 있는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 인버터 테스트 장치는 자동화 라인에 인버터를 설치한 경우에만 테스트가 가능하므로 인버터의 제어도 자동화 라인에서 수동으로 제어해야 하는 불편이 있었다.

또한, 이러한 종래의 인버터 테스트 장치는 고정식 패널에 설치되므로, 설치 및 해체를 용이하게 할 수 없고, 이동성이 저하되는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 이동이 편리하고 인버터 단독운전이 가능하며, 인버터의 작동을 현장설치 전에 확인할 수 있어 현장에서의 에러 발생률을 현저히 줄일 수 있고, 외부 PLC의 I/O를 통한 제어도 가능하며, 설치 및 해체를 용이하게 할 수 있는 인버터 테스트 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인버터의 테스트 장치는, 전원이 입력되는 입력단자부; 상기 입력단자부에 접속되어 인버터로의 전원공급을 제어하는 제 1 차단기; 상기 제 1 차단기에 접속되어 전원을 변압시키는 변압기; 상기 변압기에 접속되어 제어반으로의 전원공급을 제어하는 제 2 차단기; 상기 제 2 차단기에 접속되어 제어반으로 공급되는 전원을 변환시키는 파워서플라이; 및 상기 인버터에 접속되어 상기 인버터에 의해 구동이 제어되는 구동부;를 포함한다. 이에 따르면, 인버터와 구동부가 일체형으로 이루어져 인버터 단독운전이 가능하며, 인버터의 작동을 바로 확인할 수 있어 현장에서의 에러 발생률을 현저히 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 인버터의 테스트 장치는, 상기 제어반을 제어하는 제어부를 구비한다. 이에 의하면, 외부에서 인버터의 원격제어가 가능하게 된다.

상기 인버터는, PLC와 접속되어 상기 PLC로부터 제어신호를 수신하여, PLC에 의해 인버터를 제어할 수 있게 된다. 상기 PLC에는, PLC 시스템 시험기기가 접속되어 PLC에 전기적 신호를 입력하고 PLC로부터 출력되는 신호를 표시하여, PLC를 제어할 수 있게 된다.

본 발명의 인버터의 테스트 장치는, 상기 인버터 및 상기 구동부를 구동하기 위한 플러그 형태의 전원투입부를 구비한다. 이에 의하면, 인버터 테스트 장치의 설치 해체가 용이하며, 외형상 이동을 용이하게 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 입력단자부, 상기 제 1 차단기, 변압기, 상기 제 2 차단기, 상기 파워서플라이 및 상기 구동부는, 하부에 이동부가 설치된 패널 상에 설치되어, 이동이 편리한 이동식 패널에 의해 현장에서의 이동이 용이하게 된다.

또한, 상기 구동부는 모터로 이루어져, 인버터에 의해 모터의 회전속도 등을 정밀하게 제어할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 인버터 테스트 장치에 의하면, 이동이 편리한 이동식 패널에 인버터와 구동부가 일체형으로 이루어져 인버터 단독운전이 가능하며, 인버터의 작동을 바로 확인할 수 있어 현장에서의 에러 발생률을 현저히 줄일 수 있는 효과가 제공된다.

또한, 본 발명에 따른 인버터 테스트 장치에 의하면, 인버터의 단독기동 및 통신을 통한 제어가 가능하도록 하는 통신카드가 상기 인버터 내에 구성되었으며, 외부의 PLC와 유선으로 연동하여 상기 PLC의 I/O를 통한 제어도 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 인버터 테스트 장치에 의하면, 전원투입부가 플러그 형태로 이루어져 설치 해체가 용이하며, 외형상 이동을 용이하게 할 수 있는 효과가 제공된다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 인버터 테스트 장치를 나타내는 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 인버터 테스트 장치를 나타내는 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 인버터 테스트 장치의 샘플사진이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 인버터 테스트 장치(200)는 입력단자부(10), 제 1 차단기(20), 변압기(30), 제 2 차단기(40), 파워서플라이(50; power supply) 및 구동부(80)로 이루어져 자동화 라인에 설치되는 각종 인버터를 테스트하는 인버터의 테스트 장치이다.

입력단자부(10)는 외부에서 전원 등이 입력되는 각종 전력선(POWER LINE) 및 제어선(CONTROL LINE)이 접속되며, 전원과 설비 사이에 구비되어 전원에서 발생되는 전기 신호를 설비에 전달하기 위한 단자대에 해당하는 터미널 블록(terminal block)이다.

일반적으로 단자대는 차단기 등이 부착된 분전반 및 콘트롤 박스 내 하부에 설치되어 전기회로의 일부 또는 전기기기를 도선으로 연결하기 위한 것이다. 통상의 단자대의 전선 연결 상태는 전선의 피복을 벗긴 상태에서 노출된 구리선을 볼트에 감아 동판 등에 고정하는 구조가 보편적이다. 또한, 구리선을 볼트에 감는 대신에 사용되는 것은 구리선과 볼트 체결을 용이하게 구리선에 압착단자를 이용하여 체결하는 것 등이 있다.

예를 들면, 이러한 단자대에는 전력, 전기신호나 제어신호 등의 입출력을 위한 플러그가 결합되는 복수의 소켓이 배열되어 있는 것이 바람직하다.

특히, 구동설비 등 각종 설비들은 전기 신호가 인가됨에 따라 구동되며, 이러한 설비는 설비를 구성하는 각 부위에 전기 신호를 전달하거나 입·출력하는 동작을 수행하기 위한 복잡한 전기 배선을 구비하고 있다.

상기 전기 배선들은 전원으로부터 전기 신호를 인가받아 상기 전기 신호를 상기 각각의 배선들에 연결하기 위한 전원 공급 단자대에 접속되는 것이 일반적이다.

제 1 차단기(20)는 전기적으로 과부하 상태 시 또는 단락 시 자동으로 회로를 차단하여 회로 및 부하를 보호하는 저압 배선용 차단기로서, 입력단자부(10)에 접속되어 인버터(60)와 변압기(30)로의 전원공급을 제어하게 된다.

이러한 배선용 차단기의 구조는, 크게 전원측과 부하측을 연결하는 단자부와, 배선용 차단기 내의 고정자와 가동자의 접촉이 이루어지도록 개폐시키는 기구부와, 전원측에서 과전류나 순시전류 및 단락전류 발생 시 이를 감지하여 개폐 기 구부에 전원을 차단할 수 있도록 트립을 유도하는 트립부로 이루어진다. 그리고, 전원과 부하 사이에서 이상전류 즉 과전류나 순시전류 및 단락전류가 발생 시 이를 차단하여 부하 및 회로를 보호하여 주는 기능을 하게 된다.

변압기(30)는 전자기 유도현상을 이용하여 교류의 전압이나 전류의 값을 변화시키는 장치로서, 제 1 차단기(20)에 접속되어 제 1 차단기(20)로부터 공급되는 전원을 변압시키게 된다.

제 2 차단기(40)는 전기적으로 과부하 상태 시 또는 단락 시 자동으로 회로를 차단하여 회로 및 부하를 보호하는 배선용 차단기이다. 그래서, 제 2 차단기(40)는 변압기(30)에 접속되어 파워서플라이(50)를 개재해서 인버터(60)의 제어반(61)으로 공급되는 전원공급을 제어하게 된다.

또한, 제 2 차단기(40)는 제 1 차단기(20)와 동일한 구조로 이루어지며, 단지 전원의 허용용량만 다른 구성으로 이루어지게 된다.

파워서플라이(50)는 제 2 차단기(40)에서 접속되어 제 2 차단기(40)로부터 공급되어 인버터(60)의 제어반(61)으로 공급되는 전원을 변환시키며, 예를 들면 변압기(30)에서 변압된 교류를 직류로 변환하는 DC 컨버터(converter)를 사용하는 것이 바람직하다.

전자 기기를 작동시키기 위해서는, IC나 트랜지스터(TRANSISTOR) 등을 동작시키기 위한 안정된 직류 전원이 필요하다. 이러한 직류 전원을 만드는 방식으로서는 우선 상용의 교류 전원으로 만드는 AC-DC방법과 배터리(BATTERY) 등의 직류 전원으로 만드는 DC-DC방법 등이 있으며, DC 컨버터는 상용 교류에서 직류으로 변환 하는 장치이다.

인버터(60)에는 파워서플라이(50)에 접속되어 파워서플라이(50)에서 전원을 공급받는 제어반(61)이 구비되어 있다. 또한, 인버터(60)는 제 1 차단기(20)에 접속되어 제 1 차단기(20)로부터 전원이 공급된다.

예를 들면, 이러한 인버터(60)로는 유도전동기의 회전속도를 제어하는 장치로서, 특히 저속운전시 토크를 높이고, 저속에서 고속까지 넓은 가변속 제어를 행하며, 순시 토오크제어도 가능하게 하여 직류기와 동등 이상의 제어 특성을 발휘할 수 있도록 하는 벡터제어형 인버터를 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 벡터제어형 인버터는 저속운전시에도 높은 토오크를 발생할 수 있을 뿐만 아니라 속도응답이 양호하고 급가감속 운전, 스톨 토오크제어 등이 가능하여 직류기와 동등 이상의 제어특성을 발휘할 수 있고, 유도전동기가 비정상적인 상태로 운전되는 것을 검출하여 보호동작을 취하도록 함으로써 편리함을 제공하고 전동기의 수명을 연장시킬 수 있다.

벡터제어형 인버터는 일반적으로 자속 성분 및 2차 회로(secondary circuit)(유도 모터 로터측 회로)의 전류 성분이 비간섭 모드에 관하여 제어되어서 유도 모터 내에서 발생된 토크 및 자속을 정확하게 제어하는 유도 모터용의 가변 속도 및 구동 장치로 주로 사용되며, 모터를 보호하고 정밀 제어하기 위한 제어기기이다.

또한, 벡터제어형 인버터는 정상 토크(steady torque) 뿐만 아니라 전이 토크 변량을 정확하게 제어할 수 있기 때문에 알맞은 응답 특성이 요구되는 서보 시 스템(servo system)같은 제어 시스템에서도 널리 사용된다.

인버터(60)의 제어반(61)에는 제어반(61)을 개재해서 인버터(60)를 원격제어하기 위한 제어부(70)가 접속되어, 인버터(60)를 원격제어하게 된다.

또한, 인버터(60)에는 통신카드가 설치되어, 인버터(60)는 통신카드를 개재해서 PLC(90; Programmable Logic Controller)와 접속되어 PLC(90)로부터 제어신호를 수신하여, 본 실시예의 인버터 테스트 장치(200)가 PLC(90)에 의해 제어할 수 있게 된다.

이러한 PLC(90)에는 PLC(90)에 아날로그 신호, 고속 카운터 신호 및 디지털 신호를 입력하고 PLC(90)으로부터 출력되는 신호를 표시하는 PLC 시스템 시험기기(100)가 접속되어, PLC 시스템 시험기기(100)는 PLC(90)에 전기적 신호를 입력하고 PLC(90)로부터 출력되는 신호를 표시하게 된다.

구동부(80)는 인버터(60)에 의해 구동이 제어되는 구동수단으로서, 예를 들면, 구동부(80)로는 각종 유도 모터, 벡터제어용 모터 등 다양한 모터를 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 본 실시예에서는 벡터제어형 인버터에 의해 구동의 정밀제어가 가능한 벡터제어용 모터를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 실시예의 인버터 테스트 장치에는 인버터(60) 및 구동부(80)를 구동하기 위한 플러그 형태의 전원투입부를 추가로 형성하여, 전원투입을 용이하게 하는 것이 바람직하다.

도 2 및 도 3에 표시된 바와 같이, 본 실시예의 입력단자부(10), 제 1 차단기(20), 변압기(30), 제 2 차단기(40), 파워서플라이(50), 인버터(60) 및 구동 부(80)는, 하부에 캐스터 등의 이동부(103)가 설치된 패널 상에 일체로 설치되는 것이 바람직하다.

이러한 패널은 수평패널(102)과, 이 수평패널(102)에 입설된 수직패널(101)로 이루어지며, 수평패널(102)에는 구동부(80)로서 모터가 설치되고, 수직패널(101) 상에는 입력단자부(10), 제 1 차단기(20), 변압기(30), 제 2 차단기(40), 파워서플라이(50) 및 인버터(60)가 설치되어 있다.

다음에는 본 실시예의 인버터 테스트 장치의 작동에 대해서 구체적으로 설명한다.

먼저, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 입력단자부(10)에 전원플러그를 통해 380V의 전원이 투입된다. 그리고, 배선용 제 1 차단기(20)를 ON시키면, 인버터(60)와 변압기(30)로 380V의 전원이 투입된다.

변압기(30)에 투입된 380V의 전원은 변압기(30)를 개재해서 220V로 변압되어 제 2 차단기(40)의 1차 측에 통전된다. 제 2 차단기(40)를 ON시키면 파워서플라이(50)로 220V의 전원이 입력되며, 파워서플라이(50)는 AC 220V를 DC 24V로 변압하여 인버터(60)의 제어반(61)에 전원을 투입시켜 준다.

인버터(60)의 중앙부에 컨트롤 장치로서 제어반(61)이 설치되어 있으며, 제어반(61)의 제어에 의해 구동부(80)의 용량 및 기타 설정을 하여 구동부(80)를 구동시키게 된다.

인버터(60)의 제어반(61)에 접속된 제어부(70)에 의해서 인버터(60)가 원격제어되며, 제어부(61)에는 제어반(61)의 설정에 의해 전원이 인가되며, 제어반(61) 의 설정이 없이는 작동을 할 수 없게 된다.

이러한 본 실시예의 인버터 테스트 장치는, 이동이 편리한 패널에 구동부(80)를 컨트롤할 수 있는 인버터 시스템(INVERTER SYSTEM)을 구성한 테스트 장치로서, 또한 인버터(60)의 내부에 부착된 컨트롤 패드(CONTROL PAD, 도면 미도시)를 통해 인버터(60)에 값을 주어 구동부(80)의 회전을 제어할 수 있게 된다.

따라서, 본 실시예의 인버터 테스트 장치에 의하면, 인버터(60)와 구동부(80)가 일체형으로 이루어져 인버터 테스트 장치만으로 인버터(60)의 실제동작 여부를 확인할 수 있게 된다.

또한, 인버터(60)는 외부 PLC(90)와의 연동이 가능하여 통신으로 인버터(60)를 제어, 원격조종이 가능하게 된다.

즉, 본 실시예의 인버터 테스트 장치는, 인버터(60)의 설정으로 구동부(80)의 실제 동작을 확인할 수 있으며, 외부 PLC(90)와 연동할 수 있도록 인버터용 통신카드를 탑재함으로써 인버터(60)의 원격조종도 가능하게 된다.

이러한 통신 카드로는 모터 콘트롤러, I/O 유닛 및 다른 산업설비 등의 데이터를 전송하기 위해 자동화설비 등에 사용되는 호환성을 가진 프로피버스(Profibus-DP) 통신카드를 사용하는 것이 바람직하다.

이 통신카드의 버스(bus)는 보드 상의 DC/DC 컨버터를 가진 다른 전자설비로부터 직류 전기적으로 분리되고, 이러한 버스신호는 포토커플러(photocouplers)를 개재해서 분리된다. 이 통신카드의 전송속도는 9.6 kbit/s ∼ 12 Mbit/s을 유지하므로, 다량의 전송 데이터를 일시에 전송할 수 있게 된다.

또한, 본 실시예의 인버터 테스트 장치는 전원투입부가 플러그 형태로 이루어져 설치 해체가 용이하며 이동이 편리하게 된다.

이상에서와 같이, 설치와 이동이 간편한 인버터 테스트 장치를 구성함으로써, 인버터(60)의 단독기동 및 연동기동이 가능하다. 이는 외부 PLC(90)의 INPUT/OUTPUT 신호를 이용하여 인버터(60)를 원격으로 조종하여 고장 발생에 대한 DATA 또한 상기 PLC로 전달되도록 하여 PLC를 모니터링 할 수 있는 PLC 시험기기(100)로 전달이 가능하게 된다.

이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 인버터 테스트 장치를 나타내는 블럭도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 인버터 테스트 장치를 나타내는 구성도.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 인버터 테스트 장치의 샘플사진.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 입력단자부 20: 제 1 차단기

30: 변압기 40: 제 2 차단기

50: 파워서플라이 60: 인버터

70: 제어부 80: 구동부

90: PLC 100: PLC 시스템 시험기기

200: 인버터 테스트 장치

Claims (7)

1. 제어반을 구비한 인버터의 정상작동 유무를 테스트하는 인버터 테스트 장치에 있어서,

   전원이 입력되는 입력단자부;

   상기 입력단자부에 접속되어 상기 인버터로의 전원공급을 제어하는 제 1 차단기;

   상기 제 1 차단기에 접속되어 전원을 변압시키는 변압기;

   상기 변압기에 접속되어 상기 제어반으로의 전원공급을 제어하는 제 2 차단기;

   상기 제 2 차단기에 접속되어 상기 제어반으로 공급되는 전원을 변환시키는 파워서플라이; 및

   상기 인버터에 접속되어 상기 인버터에 의해 구동이 제어되는 구동부;를 포함하고,

   상기 입력단자부, 상기 제 1 차단기, 상기 변압기, 상기 제 2 차단기, 상기 파워서플라이, 상기 인버터 및 상기 구동부는, 하부에 이동부가 설치된 패널 상에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 인버터 테스트 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어반을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터 테스트 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 인버터는, PLC와 접속되어 상기 PLC로부터 제어신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 인버터 테스트 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 PLC에는, PLC 시스템 시험기기가 접속되어 상기 PLC에 전기적 신호를 입력하고 상기 PLC로부터 출력되는 신호를 표시하는 것을 특징으로 하는 인버터 테스트 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 인버터 및 상기 구동부를 구동하기 위한 플러그 형태의 전원투입부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터 테스트 장치.
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 구동부는 모터인 것을 특징으로 하는 인버터 테스트 장치.

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