KR101039435B1 - 전동기의 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동기의 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 상세하게는 전동기로 유입되는 전류의 변화를 감지하여 그 변화에 따라 외부 전원의 전압을 조정함으로써 전동기의 운전 효율을 향상시킬 수 있는 전동기의 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 전동기의 제어장치는 상기 전동기로 유입되는 전류 값을 감지하는 전류 감지수단과, 외부 전원을 상기 전동기에 연결하거나 차단하는 제1 스위치를 구비한 제어모드 전원 공급수단과, 상기 전류 값과 이전 전류 값을 비교하여 상기 제1 스위치의 오프 시간을 조정하고 상기 조정된 제1 스위치의 오프 시간에 따라 상기 제1 스위치를 오프 하여 상기 외부 전원으로부터 상기 전동기로 공급되는 전압이 상기 제1 스위치의 오프 시간 동안 차단되도록 하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 본 발명은 교류 유도전동기의 운전 상태를 전류의 변화로 감지하여 그 감지된 전류 변화에 따라 외부 전원의 전압을 조정함으로써 불필요하게 낭비되는 전동기의 소비전력을 감소시켜 전동기의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

전동기, 효율, 소비전력, 전압

Description

전동기의 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING MOTOR}

본 발명은 전동기의 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 상세하게는 전동기로 유입되는 전류의 변화를 감지하여 그 변화에 따라 외부 전원의 전압을 조정함으로써 전동기의 운전 효율을 향상시킬 수 있는 전동기의 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

전동기란 자기장 속에 전류가 흐르는 도체가 있을 때 도체에 발생하는 힘을 이용하여 전기에너지를 회전에너지로 바꾸는 장치를 말한다. 전동기는 크게 직류 전동기와 교류 전동기로 분류할 수 있으나, 기본적인 동작 원리는 동일하다. 산업적으로 많이 사용되고 있는 전동기는 교류 유도전동기(induction motor)로서 사용되는 교류 전원에 따라 단상 교류 유도전동기와 3상 교류 유도전동기로 구분된다. 교류 유도전동기는 다른 전동기와 마찬가지로 고정자(stator)와 회전자(rotor)로 구성되어 있다.

교류 유도전동기의 동작 원리는, 교류 전원의 입력 전류가 고정자의 코일에 유입되어 고정자에 시계 방향으로 회전 자기장이 생기면 회전자가 반대 방향으로 회전하는 것과 같은 효과가 발생하고, 이 회전 자기장의 자속(磁束)에 의해 플레밍 의 오른손 법칙에 따라 회전자에 기전력이 발생하며, 이 기전력은 다시 플레밍의 왼손 법칙에 따라 회전자를 시계방향으로 회전시키는 것이다. 이러한 회전자의 회전에 의해 동축(同軸)에 연결된 부하에 회전력이 전달된다.

이론적으로 전동기에 인가되는 전력은 100% 모두 전동기의 회전 에너지로 변환되어야 하는데, 실제는 그렇지 못한 것이 사실이다. 전동기의 효율은 실효 출력을 전체 입력 전력으로 나눈 값으로, 교류 유도전동기가 최대의 효율로 동작하는 경우는 일반적으로 정격 부하의 약 75% 정도이고, 부하의 사용이 25%~50%이면 효율이 차츰 떨어지게 되며, 25% 이하이면 효율이 현저하게 떨어진다.

이와 같이 교류 유도전동기의 효율이 떨어지는 경우 교류 전원으로부터 공급되는 전압이 전동기의 회전동작에 완전히 사용되지 못하는 상황에서도 교류 전원의 전압은 계속해서 전동기에 일정한 레벨로 공급된다. 이것은 교류 유도전동기의 소비전력을 쓸데없이 낭비하는 결과를 초래한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 교류 유도전동기의 운전 상태를 계속해서 감지하여 전동기에 불필요하게 공급되는 전압을 감소시킴으로써 교류 유도전동기의 소비전력을 감소시켜 교류 유도전동기의 운전 효율을 증가시킬 수 있는 전동기의 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명에 의한 전동기의 제어장치는, 상기 전동기로 유입되는 전류 값을 감지하는 전류 감지수단과, 외부 전원을 상기 전동기에 연결하거나 차단하는 제1 스위치를 구비한 제어모드 전원 공급수단과, 상기 전류 값과 이전 전류 값을 비교하여 상기 제1 스위치의 오프 시간을 조정하고 상기 조정된 제1 스위치의 오프 시간에 따라 상기 제1 스위치를 오프 하여 상기 외부 전원으로부터 상기 전동기로 공급되는 전압이 상기 제1 스위치의 오프 시간 동안 차단되도록 하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 전동기의 제어방법은, 상기 전동기로 유입되는 제1 전류 값을 감지하는 단계와, 상기 전동기로 유입되는 제2 전류 값을 감지하는 단계와, 상기 제1 전류 값과 제2 전류 값을 비교하는 단계와, 상기 제2 전류 값이 제1 전류 값과 비교하여 증가 상태에 있는 경우 외부 전원을 상기 전동기에 차단하는 시간을 감소시키고, 상기 제2 전류 값이 상기 제1 전류 값과 비교하여 감소 상태에 있는 경우 외부 전원을 상기 전동기에 차단하는 시간을 증가시키는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명에 의한 전동기의 제어방법은, 상기 전동기로 유입되는 제1 전류 값을 감지하는 단계와, 상기 전동기로 유입되는 제2 전류 값을 감지하는 단계와, 상기 제1 전류 값과 제2 전류 값을 비교하는 단계와, 상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류 값의 비교 결과에 따라 외부 전원을 상기 전동기와 연결하거나 차단하는 제1 스위치의 오프 시간을 조정하는 단계를 포함한다.

상기와 같이, 본 발명은 교류 유도전동기의 운전 상태를 전류의 변화로 감지하여 그 감지된 전류 변화에 따라 외부 전원의 전압을 조정함으로써 불필요하게 낭비되는 전동기의 소비전력을 감소시켜 전동기의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 전동기의 제어장치가 사용된 예를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 전동기의 제어장치(100)는 외부 전원(200)에 연결되고, 전동기(300)는 전동기의 제어장치(100)에 연결되고, 부하(400)는 전동기(300)에 연결된다. 본 발명의 실시예에서, 외부 전원(200)은 교류 전원이고 전동기(300)는 교류 유도전동기이다. 전동기의 제어장치(100)가 교류 전원(200)으로부터 전압을 공급받아 교류 유도전동기(300)에 출력하면, 교류 유도전동기(300)가 회전하고 교류 유도전동기(300)의 회전력이 부하(400)에 전달된다. 전동기의 제어장치(100)는 교류 유도전동기(300)의 운전 상태를 주기적으로 감지하여 교류 유도전동기(300)에 공급되는 교류 전원(200)의 전압을 조정한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 전동기의 제어장치(100)의 내부 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 전동기의 제어장치(100)는 전류 감지부(101), 내부 전원부(102), 전류 위상 감지부(103), 일반모드 전원 공급부(104), 제어모드 전 원 공급부(105), 전압 위상 감지부(106), 제어부(107), 출력 단자부(108), 전압 변화 감지부(109), 동작 입력부(110) 및 동작 표시부(111)를 포함한다.

전류 감지부(101)는 교류 전원(200)으로부터 전동기(300)로 공급되는 전류 값을 감지한다. 전동기(300)로 공급되는 전류 값은 전동기(300)의 운전 상태에 따라 변경되며, 전류 감지부(101)는 주기적으로 전동기(300)의 전류 값을 감지하여 제어부(107)에 전달한다.

내부 전원부(102)는 교류 전원(200)으로부터 공급된 교류 전압을 정류하여 직류 전압으로 변환한다. 내부 전원부(102)에서 변환된 직류 전압은 전동기의 제어장치(100)의 각 부품에 공급되어, 전동기의 제어장치(100)를 동작시키는 전원으로 사용된다.

전류 위상 감지부(103)는 전동기(300)로 공급되는 전류의 위상을 감지하고 전압 위상 감지부(106)는 교류 전원(200)으로부터 공급되는 전압의 위상을 감지한다. 감지된 전압의 위상 및 전류의 위상은 제어부(107)에 전달되고, 제어부(107)는 전압의 위상 및 전류의 위상을 파악하여 특정 시점에서 교류 전원(200)의 전압 공급을 중단시킨다.

일반모드 전원 공급부(104)는 전동기의 제어장치(100)가 일반모드로 동작할 때 교류 전원(200)의 전압을 전동기(300)로 바이패스(by-pass)시키는 기능을 담당한다. 즉, 전동기(300)에 계속해서 일정한 전압을 공급하고자 할 때 일반모드 전원 공급부(104)를 동작시켜서 교류 전원(200)의 전압이 그대로 전동기(300)에 공급될 수 있도록 한다. 일반모드 전원 공급부(104)는 일반모드에서 교류 전원(200)의 전 압 공급이 계속되고 제어모드에서 교류 전원(200)의 전압 공급이 중단될 수 있도록 교류 전원(200)과 전동기(300)를 계속해서 연결하거나 차단할 수 있는 릴레이(relay) 또는 마그네틱 스위치와 같은 기계적 스위치를 구비한다. 릴레이 등의 스위치가 온 되면 전동기(300)에 전압이 계속 공급되고, 릴레이 등의 스위치가 오프 되면 전동기(300)에 전압 공급이 중단된다.

제어모드 전원 공급부(105)는 전동기의 제어장치(100)가 제어모드로 동작할 때 교류 전원(200)의 전압을 전동기(300)에 공급하다가 일정 시간 동안 공급을 중단하고 다시 공급하는 동작을 반복한다. 즉, 전동기(300)의 소비전력을 감소시키고자 할 때 제어모드 전원 공급부(105)를 동작시켜서 교류 전원(200)의 전압이 일정 시간 전동기(300)로 공급되지 않게 한다. 제어모드 전원 공급부(105)는 제어모드에서 교류 전원(200)의 전압이 일정 시간 동안 중단되었다가 다시 공급되는 동작이 반복될 수 있도록 교류 전원(200)과 전동기(300)를 짧은 시간 연결하거나 차단할 수 있는 전기적 스위치를 구비한다. 전기적 스위치로는 SCR(Silicon Control Rectifier), 트라이악(TRIAC), 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT) 등이 있다. 제어모드에서 전동기(300)의 운전 상태에 따라 전기적 스위치의 오프 시간이 조정되어, 스위치의 오프 시간 동안 전동기(300)에 전압이 공급되지 않는다. 제어모드 전원 공급부(105)의 구체적인 내부 회로 구성은 도 7을 참조하여 후술하기로 한다.

출력 단자부(108)는 교류 전원(200)의 전압을 전동기(300)에 전달하는 기능을 담당하고, 동작 표시부(111)는 전동기의 제어장치(100)가 일반모드인지 제어모드인지를 표시하는 동작과 같이 전동기의 제어장치(100)의 동작 상태를 표시한다.

전압 변화 감지부(109)는 출력 단자부(108)로부터 전동기(300)로 입력되는 전압 값을 측정하고 그 측정 전압 값과 교류 전원(200)으로부터 공급되는 전압 값 간의 차이를 감지한다. 출력 단자부(108)의 출력 전압과 교류 전원(200)의 입력 전압 간의 차이는 제어부(107)에 전달되고, 제어부(107)는 전압 변화에 근거하여 제어모드 전원 공급부(105)의 스위치 오프 시간을 조정하여 전압 변화량만큼 보정을 수행한다.

동작 입력부(110)는 전동기의 제어장치(100)를 일반모드로 동작시킬지 제어모드로 동작시킬지를 결정하기 위한 것이다. 전동기의 제어장치(100)가 제어모드로 동작하고 있을 때 사용자가 동작 입력부(110)를 통해 일반모드로 변경하면 전동기의 제어장치(100)의 전동기 제어 동작은 중단되고 일반모드로 전환된다. 동작 입력부(110)는 일반모드/제어모드 기능 외에 전동기(300)의 소프트 스타트(soft start) 기능을 설정할 수 있다. 소프트 스타트 설정은 동작 입력부(110)를 통해 할 수 있으나, 전동기의 제어장치(100)가 별도의 소프트 스타트 설정부를 구비할 수도 있다. 전동기(300)가 최초 구동될 때 순간적으로 5배 이상의 전류를 소모하게 되므로, 이를 방지하기 위해 전류가 서서히 증가하도록 하는 것이 소프트 스타트이다. 따라서, 소프트 스타트가 설정된 제어모드에서 초기에는 전압을 많이 깎고 시간 경과에 따라 전압이 조금씩 깎이도록 제어모드 전원 공급부(105)의 스위치 오프 시간을 점차 감소시킨다.

제어부(107)는 전동기의 제어장치(100)의 각 부품으로부터 데이터를 받아 처리하고 각 부품에 제어신호를 출력함으로써 전동기의 제어장치(100)의 전체 동작을 통제하는 부분으로서, 특히 전동기의 제어장치(100)의 제어모드에서, 전류 감지부(101)로부터 감지된 전류 값과 이전에 감지되어 저장된 전류 값을 비교하여 제어모드 전원 공급부(105)의 스위치 오프 시간을 조정하고 그 조정된 스위치 오프 시간에 따라 스위치를 온/오프 하는 동작을 수행한다. 제어부(107)의 동작에 대해서는 도 3을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 전동기의 제어방법의 순서도를 나타낸다.

도 3에 도시된 바와 같이, 먼저 전류 감지부(101)가 전동기(300)로 유입되는 전류 값을 감지하여 이를 제어부(107)에 전달한다(S10). 다음, 전류 위상 감지부(103)가 전동기(300)로 공급되는 전류의 위상을 감지하고, 전압 위상 감지부(106)가 교류 전원(200)으로부터 공급되는 전압의 위상을 감지하여, 감지된 전류 위상 및 전압 위상이 제어부(107)에 전달된다(S20). 여기서 전압의 위상을 감지하는 것은 전압의 양 전위 및 음 전위를 파악하기 위함이고, 또한 전류의 위상을 알 수 없는 경우에 전압의 위상으로부터 전류의 기준 위상을 파악하기 위함이다. 즉, 전압이 양 전위에서 음 전위로 전환되는 시점부터 제1 스위치가 오프되었다가 온 되는 시점까지 일시적으로 전류가 흐르지 않아 전류의 위상을 감지할 수 없기 때문에 그때는 전압의 위상으로부터 전류의 위상을 파악한다.

도 3의 순서도에서는 전류 값이 감지된 후 전류 및 전압의 위상이 감지되는 것으로 도시되어 있으나, 이것은 설명의 편의를 위한 것으로 전류 값 감지 단계(S10)와 전류 및 전압 위상 감지 단계(S20)는 병렬적으로 수행된다.

다음, 제어부(107)는 전동기의 제어장치(100)의 동작모드가 일반모드인지 제 어모드인지를 판단한다(S30). 전동기의 제어장치(100)의 동작모드가 일반모드인 경우 제어모드 전원 공급부(105)의 스위치(이하, 제1 스위치라고 함)는 오프 되는 한편 일반모드 전원 공급부(104)의 스위치(이하, 제2 스위치라고 함)는 온 되어 전동기(300)로 교류 전원(200)의 전압을 바이패스시킨다(S40). 전동기의 제어장치(100)의 동작모드가 제어모드인 경우 제2 스위치가 오프 된 후(S50), 제어부(107)는 현재 감지된 전류 값이 이전 감지되어 저장된 전류 값과 비교하여 어떤 변화가 있는지를 확인한다(S60).

현재 전류 값이 이전 전류 값보다 증가한 경우, 제어부(107)는 전동기(300)에 이전보다 많은 전력이 필요한 것으로 판단하고 제1 스위치의 오프 시간을 감소시킨다(S70). 제1 스위치의 오프 시간을 감소시키면 평균적인 전압 값이 증가한다. 현재 전류 값이 이전 전류 값과 동일한 경우, 제어부(107)는 전동기(300)의 운전 상태가 일정한 것으로 판단하고 제1 스위치의 오프 시간을 유지한다(S80). 현재 전류 값이 이전 전류 값보다 감소한 경우, 제어부(107)는 전동기(300)에 이전보다 적은 전력이 필요한 것으로 판단하고 제1 스위치의 오프 시간을 증가시킨다(S90). 제1 스위치의 오프 시간을 증가시키면 평균적인 전압 값이 감소한다.

제1 스위치의 오프 시간이 결정되면, 제어부(107)는 전류 위상 감지부(103) 및 전압 위상 감지부(106)로부터 입력받은 전류 위상 및 전압 위상을 확인하여 제1 스위치가 오프되는 시점을 결정한다(S100). 제1 스위치가 오프되는 시점은 전류의 위상이 기준 위상이 되는 시점에서 결정된다. 제1 스위치가 오프되는 시점이 결정되면, 그 시점에서 제1 스위치가 오프되고 전류 변화에 따른 오프 시간 동안 오프 를 유지하다가 제1 스위치를 다시 온한다(S110).

도 4는 전동기의 제어장치(100)에서 감지되는 전압 및 전류의 파형을 나타낸다.

도 4에서 도시된 바와 같이, 도면 부호 10은 전압 파형을 나타내고 도면 부호 20 및 21은 전류 파형을 나타낸다.

교류 전원(200)에서 전동기의 제어장치(100)를 통해 전동기(300)로 일정한 교류 전압(10)이 공급되는 한편, 전동기(300)에 연결된 부하에 따라 전동기(300)로 유입되는 전류의 크기와 위상이 변하게 된다. 그리고 동일한 부하에서도 계속하여 전동기(300)의 운전 상태(운전 효율)가 변하면서 소비되는 전류가 증가하거나 감소한다.

전동기(300) 마다 정격 부하가 존재하며, 전동기(300)에 연결되는 부하(400)가 정격 부하보다 작으면 정격 전류보다 적은 전류를 소비하지만 전동기(300)의 운전 효율은 떨어진다. 전동기(300)의 운전 효율이 떨어진다는 것은 전동기(300)에서 부하(400)를 움직이는데 필요한 전력보다 더 많은 전력이 소비되고 있다는 것을 의미한다. 즉, 전동기(300)에 연결되는 부하의 크기가 작아질수록 전동기(300)에서는 필요 이상으로 더 많은 전류가 낭비된다.

도 4에서, 전류 파형(20)은 전류 파형(21)보다 전동기(300)에 연결된 부하(400)가 더 큰 경우이다. 전류 파형(20)의 경우 부하의 크기가 더 크므로 소비되는 전류가 전류 파형(21)보다 크지만, 전동기(300)의 운전효율은 전류 파형(21)보다는 좋다. 이에 반하여, 전류 파형(21)은 소비되는 전류는 적지만 운전효율이 떨 어진다. 운전 효율이 떨어지면 낭비되는 전류가 증가하는 것이므로 그만큼 감소시킬 수 있는 전압이 증가한다.

도 5 및 도 6은 전동기의 제어장치(100)에 의해 전동기(300)로 공급되는 전압 파형을 나타낸다. 도 5는 상대적으로 부하가 큰 경우의 전압 파형이고, 도 6은 상대적으로 부하가 작은 경우의 전압 파형이다.

도 5의 경우, 전동기의 제어장치(100)가 제어모드로 들어가면, 제어부(107)는 전류 감지부(101)를 통해 현재 부하(400)에 따른 전류 값을 확인하고, 전류의 위상이 기준 위상이 되는 시점(t1)을 파악하여, 전류의 기준 위상 시점(t1)에서 제1 스위치를 일정한 시간(ΔT1) 동안 오프한다. 이어서 제어부(107)는 전류 감지부(101)로부터 전류 값을 받아 전류의 변화를 확인하는데, 전류가 증가 상태에 있는 경우 오프 시간(ΔT1)을 전류의 증가분에 따라 감소시키고, 전류가 감소 상태에 있는 경우 오프 시간(ΔT1)을 전류의 감소분에 따라 증가시킨다. 이와 같이 제어부(107)는 전류의 기준 위상 시점마다 전류의 증감 변화를 파악하여 오프 시간을 조정한다. 여기서 전류의 기준 위상 시점은 최초 제1 스위치가 오프되는 시점의 전류 위상으로서, 이후 180도마다 전류의 기준 위상이 된다. 본 발명의 실시예에서는 0도가 전류의 기준 위상이 되고, 이후 180도, 360도와 같이 180도의 배수가 전류의 기준 위상이 된다. 만약 최초 제1 스위치가 오프되는 시점의 전류 위상이 0도보다 큰 경우 예를 들어 10도인 경우에는 이후 190도, 370도(10도), 550도(190도)와 같이 전류의 기준 위상이 결정된다.

도 5에서, 최초 오프 시간(ΔT1) 이후 전류의 기준 위상 시점(t3)에 전류가 감소 상태에 있어서 오프 시간이 늘어나고, 위상 시점(t5)에서는 전류가 증가 상태에 있어서 오프 시간이 줄어든 것을 나타내고 있다. 이처럼 전압의 반주기마다(양 전위 및 음 전위마다) 제1 스위치가 전류 증감에 따라 결정된 시간 동안 오프되었다 온 되는 동작이 반복됨에 따라서 전동기(300)의 동작에 영향을 주지 않으면서 평균적인 전압 값을 떨어뜨릴 수가 있다.

도 6은 부하의 크기가 상대적으로 작은 경우로서, 제어모드로 들어갈 때의 오프 시간(ΔT2)이 도 5의 오프 시간(ΔT1)보다 더 긴 것을 알 수 있다. 이것은 부하가 작을수록 전동기(300)의 운전 효율이 떨어져 그만큼 떨어뜨릴 전압이 크다는 것을 의미한다. 시점(t2)에서의 오프 시간(ΔT2) 이후, 제어부(107)는 전류의 변화를 감지하여 시점(t4)에서 전류의 감소에 따라 오프 시간을 늘리고, 시점(t6)에서는 전류의 증가에 따라 오프 시간을 줄인다. 이와 같이 전압의 반주기마다 제1 스위치가 오프 되었다가 온 되는 동작을 반복함으로써 평균적인 전압 값을 떨어뜨릴 수 있다.

도 5 및 도 6에서 전압 파형을 보면, 오프 시간 동안 전압이 0이 되지 않고 일정한 크기로 유지되고 있음을 알 수 있다. 이것은 전동기(300)의 커패시터 성분 때문이다. 편의상 오프 시간 동안 전압의 크기가 일정한 것으로 도시하고 있으나, 전압의 크기는 변할 수 있다.

도 7은 제어모드 전원 공급부(105)의 내부 회로 구성을 나타낸다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 제어모드 전원 공급부(105)의 제1 스위치는 두 개의 SCR(Silicon Control Rectifier) 소자(K1, K2)를 포함하고 있다. 제어모드 전원 공급부(105)는 교류 전원(200)과 출력 단자부(108) 사이에 연결되어, SCR 소자(K1, K2)가 제어부(107)의 제어신호에 따라 온/오프됨에 따라서 출력 단자부(108)로 나가는 전압 파형이 도 5 또는 도 6과 같이 변형된다.

SCR 소자는 극성이 있어서 교류에서 사용하면 한쪽 극만 제어되기 때문에, 도 7과 같이 플러스 제어용 소자(K1)와 마이너스 제어용 소자(K2) 두 개를 사용하게 되는데, 만약 트라이악(TRIAC) 소자를 사용하게 되면 SCR 소자를 서로 반대로 병렬 연결하는 것 같은 구조가 되므로 하나만을 사용할 수 있다.

SCR 소자(K1, K2)는 게이트 단자에 온 신호를 주면 전원이 차단되기 전까지 계속해서 온 상태를 유지하므로, 온 타이밍을 조정하여 전력을 제어할 수 있게 된다. 즉, 제어부(107)와 연결된 단자(A)로부터 SCR 소자(K1, K2)의 구동을 위한 전력이 공급되고, 단자(B)로부터 온/오프 제어신호가 입력된다. 제어부(107)는 단자(B)를 통해 온 신호를 출력하여 교류 전원(200)의 전압이 출력 단자부(108)로 나가도록 하는 한편, SCR 소자(K1, K2)의 오프 시점에서 오프 신호를 출력하여 출력 단자부(108)로 나가는 교류 전원(200)의 전압을 차단하고, 제1 스위치 오프 시간 후 다시 온 신호를 출력한다. 전동기의 제어장치(100)의 일반모드에서 제어부(107)는 단자(A)를 통해 입력되는 전원을 차단하여 SCR 소자(K1, K2)의 동작을 중단시킨다.

본 발명의 실시예에서는 운전 효율 향상을 위한 제어 대상으로서 교류 유도전동기를 예로 들어 설명하였으나, 유사한 기능을 하는 다른 전기기기에도 사용될 수 있다. 이와 같이 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량하거나 변경하는 것이 가능하다. 따라서 도면을 참조하여 설명한 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 되며, 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한된다는 것을 알아야 한다.

도 1은 전동기의 제어장치가 사용된 예를 나타낸 도면.

도 2는 전동기의 제어장치의 내부 구성도.

도 3은 전동기의 제어방법의 순서도.

도 4는 전동기의 제어장치 내에서의 교류 파형도.

도 5는 제어모드 시 전동기의 제어장치에서 출력되는 전압 파형도.

도 6은 제어모드 시 전동기의 제어장치에서 출력되는 다른 전압 파형도.

도 7은 제어모드 전원 공급부의 내부 회로도.

Claims (18)

1. 전동기의 제어장치로서,

   상기 전동기로 유입되는 전류 값을 감지하는 전류 감지수단과,

   외부 전원을 상기 전동기에 연결하거나 차단하는 제1 스위치를 구비한 제어모드 전원 공급수단과,

   상기 외부 전원을 상기 전동기에 계속하여 연결하거나 차단하는 제2 스위치를 구비한 일반모드 전원 공급수단과,

   상기 전동기의 제어장치가 일반모드인 경우 상기 제1 스위치를 오프 하고 상기 제2 스위치를 온 하며, 상기 전동기의 제어장치가 제어모드인 경우 상기 제2 스위치를 오프 하고 상기 전류 값과 이전에 감지된 전류 값을 비교하여 상기 제1 스위치의 오프 시간을 조정하고 상기 조정된 제1 스위치의 오프 시간에 따라 상기 제1 스위치를 오프 하여 상기 외부 전원으로부터 상기 전동기로 공급되는 전압이 상기 제1 스위치의 오프 시간 동안 차단되도록 하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기의 제어장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제2 스위치는 릴레이 또는 마그네틱 스위치인 것을 특징으로 하는 전동기의 제어장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 전동기의 제어장치의 일반모드 및 제어모드를 설정하기 위한 동작 입력수단을 더 포함하는 전동기의 제어장치.
4. 전동기의 제어방법으로서,

   상기 전동기로 유입되는 제1 전류 값을 감지하는 단계와,

   상기 전동기로 유입되는 제2 전류 값을 감지하는 단계와,

   상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류 값을 비교하는 단계와,

   상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류 값의 비교 결과에 따라 외부 전원을 상기 전동기와 연결하거나 차단하는 제1 스위치의 오프 시간을 조정하는 단계를 포함하는 전동기의 제어방법에 있어서,

   상기 전동기에 대하여 일반모드가 설정되어 있는지 제어모드가 설정되어 있는지를 판단하는 단계를 더 포함하고,

   상기 일반모드가 설정되어 있는 경우 상기 제1 스위치를 오프 하고 상기 외부 전원을 상기 전동기와 계속하여 연결하거나 차단하는 제2 스위치를 온 하며,

   상기 제어모드가 설정되어 있는 경우 상기 제2 스위치를 오프 하고 상기 조정된 제1 스위치의 오프 시간 동안 상기 제1 스위치를 오프 하는 것을 특징으로 하는 전동기의 제어방법.
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