KR101041574B1 - 3상 유도전동기용 구동 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유도전동기에서 볼 수 있는 불량 발생 시의 보수 점검을 간편하게 할 수 있도록 불량의 원인경로를 표시하는 3상 유도전동기용 구동 제어장치를 제공하기 위하여, R, S, T상의 전류 변화를 검출하는 3개의 변류기, 상기 R, S, T상에 공통으로 설치되어 각 상 사이의 전류 누설을 검출하는 제로 변류기의 신호 입력상태를 마이크로프로세서가 사전에 입력 설정된 유도전동기의 정격전류, 누전전류, 기동 지연시간, 동작시간 등과 비교하여 유도전동기의 정상 가동과 불량 발생여부를 판정하고, 불량 발생 시에는 전원을 차단함과 동시에 불량 발생의 원인 경로를 FND 표시창에서 코드 문자로 표시하여, 전동기 관리자가 불량 발생 부위와 원인을 쉽게 파악하여 조치할 수 있도록 한 것이다.

3상 유도전동기, 3상 제어, 모터 구동, 3상 모터,

Description

3상 유도전동기용 구동 제어장치{Drive controller for three-phase induction motors}

본 발명은 3상 유도전동기용 구동 제어장치에 관한 것으로서, 특히 유도전동기의 구동 개시 또는 구동 중에 전기적 불량요인이 검출되면 즉시 가동을 중단함과 동시에 불량요인의 원인경로를 시각적으로 표시하게 되어 있는 3상 모터용 구동 제어장치에 관한 것이다.

고정자에 3상전류를 인가하여 형성되는 회전자계에 의해 회전자가 자극과 같은 방향으로 회전하게 되는 3상 유도전동기는 수십~수백마력의 대용량 모터를 구현할 수 있어서 주로 산업용 모터로 사용되고 있으며, 주지된 바와 같이 15 마력 이상의 대용량의 것은 초기 기동 전류 소모를 최소화하기 위하여 Y 결선으로 기동되고 일정 시간 지나면 △ 결선으로 운전되게 하는 Y-△ 기동 방식이 채용되고 있다.

3상 유도전동기를 Y-△ 기동하려면 본 출원인이 제안한 한국 실용신안등록 제249341호에서와 같이, 전동기의 R, S, T 단자와 전원 사이를 개폐하는 3개의 마그네틱 스위치, 그리고 3개의 마그네틱 스위치의 온 오프를 지연 제어하는 타이머, 외부 관리자에 의해 조작되고 3개의 마그네틱 스위치와 타이머의 작동을 지시하게 되는 자동/수동 선택 스위치, 파워 온 스위치, 파워 오프 스위치, 리셋 스위치로 구성된 전동기 제어 스위치 모듈을 이용하는 것이 편리하다.

그런데, 3상 유도전동기의 가동 중에 나타나는 통상적 불량 요인은 운전 초기 혹은 도중의 과부하에 의한 과전류 발생, 지락, 결상, 각 상의 전류 불평형, 스톨(stall, jam이라고도 함), 구속(lock), 전류 부족, 역상 등으로 나타나고 있고, 종래부터 상술한 문제 발생에 기인하는 유도전동기의 손상을 방지하기 위하여 과부하 계전기, 개폐기, 배선용 차단기, 변류기, 제로 변류기를 회로망에 설치하여 놓음으로써 불량요인이 발생할 때 마다 전원을 차단하여 유도전동기의 손상을 예방하고 있다.

그렇지만 상기 과부하 계전기, 개폐기, 배선용 차단기, 변류기, 제로 변류기 등을 이용한 유도전동기의 제어는 전류 값에 이상이 생기면 전원을 차단하는 단순 제어방식으로써 불량이 발생한 원인경로를 표시할 수 없으므로 유도전동기의 유지보수 및 관리에는 전혀 도움이 되지 못하는 제어방식이다.

한국 특허등록 제430409호는 과부하 보호 계전기를 통해 부하에 인가되는 전류 값을 읽고, 그 값에서 부하의 기동 전류 및 정격전류, 그리고 안정된 운전상태로 될 때까지의 기동시간을 계산하고 메모리 하여 제어에 필요한 기준 값을 설정하고, 이 기준 값에 따라 부하의 가동상태를 체크하고 제어하는 장치를 제안하고 있다.

이 장치는 미숙련자라도 간결하게 기기를 배치할 수 있게 하는 이점을 제공할 수 있으나, 이 역시도 불량요인의 발생경로를 표시할 수 없는 구성이므로 유도 전동기의 보수 관리에는 별 도움이 되지 않는다.

본 발명의 목적은 3상 유도전동기의 가동 초기 또는 가동 중에 불량요인이 발생하면 전원을 차단하여 전동기를 보호하고, 동시에 불량요인의 발생경로를 표시하여 차후의 보수 점검을 간편하게 할 수 있는 3상 유도전동기용 구동 제어장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 R, S, T상의 전류 변화를 검출하는 3개의 변류기와 상기 R, S, T상에 공통으로 설치되어 각 상 사이의 전류 누설을 검출하는 제로 변류기를 마이크로프로세서의 입력 단에 접속하여 정상 가동시의 전류 값 변화와, 과전류, 결상, 불평형, 스톨, 구속, 전류 부족, 역상, 지락 등의 불량 발생을 인식 판정하도록 하는 한편, 불량 발생 시에는 마그네틱 스위치를 통해 유도전동기를 정지시키게 하고, 상기 유도전동기의 동작전류를 설정하는 제1 가변저항, Y-△ 기동시간을 설정하는 제2 가변저항을 갖춘 가변저항군과, 운전 선택 스위치, 온 스위치, 오프 스위치, 리셋 스위치를 갖춘 운전 스위치군과, 모드 설정 스위치, 업 스위치, 다운 스위치, 및 세트 스위치를 갖춘 설정 스위치군을 상기 마이크로프로세서의 입력 단으로 접속 연결함과 아울러 상기 유도전동기가 정상 가동상태인 때는 R, S, T상의 전류 값을 FND 표시창에서 순차 표시하고 불량이 발생되면 불량 원인과 경로를 고유의 코드 문자로 나타내는 FND 표시창과, 상기 운전 선택 스위치에 연동하여 통합제어/개별제어 상태를 외부로 나타내는 4개의 LED, 유 도전동기의 수동 가동과 정지 상태를 표시하는 2개의 LED, FND 표시창으로 표시되는 전류 값이 과전류인가 누설전류인가를 나타내는 2개의 LED를 갖춘 표시 LED군을, 상기 마이크로프로세서의 출력 단에 접속 연결하여, 유도전동기의 가동에 필요한 정격전류, 누설전류, 지연시간, 동작시간, 교번 가동시간의 설정과 통신 ID 및 통신 BPS의 선택 설정을 가능케 한 구성으로 구현될 수 있다.

상술한 구성의 본 발명은 다음과 같은 작용효과를 나타낸다.

첫째, 변류기와 제로 변류기의 출력 단을 터미널보드를 거쳐 마이크로프로세서의 입력 단으로 결선하는 간단한 배선작업으로 장치 설비가 완료되는 이점이 있으므로 비숙련자라도 쉽게 할 수 있다.

둘째, 유도전동기의 스타트 또는 가동 중에 불량이 발생하면 전원을 차단하여 유도전동기의 손상을 방지함과 동시에, 불량 발생경로를 나타내는 코드문자가 FND 표시창에 표시됨으로써 작업자는 불량 복구조치를 신속하고 정확하게 할 수 있어서 유도전동기의 유지 관리보수를 간편하고 용이하게 할 수 있다.

이하 본 발명을 첨부 도면에 따라 바람직한 실시 예로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 구동 제어장치에 의한 3상 유도전동기의 직입기동 예를 나타내는 개략 회로도로서, 3상을 구성하는 R, S, T상은 계전기(2)와 수동제어박스(4), 변류기(6r)(6s)(6t), 그리고 R, S, T상에 공통하는 제로 변류기(8), 및 마그네틱 스위치(10)를 경유하여 유도전동기(M)로 결선되고, 상기 수동제어박스(4)는 구비된 수동/자동 선택스위치(40)와 파워-온 스위치(42) 및 파워 오프 스위치(44)를 통하여 수동제어 또는 자동제어로 선택할 수 있게 되어 있다.

수동/자동 선택스위치(40)로 수동제어를 선택하면, 상기 마그네틱 스위치(10)는 도시한 상태와 같이 스위칭수단(46)이 수동제어박스(4)에 접속됨으로써 상기 파워-온 스위치(22)와 파워 오프 스위치(24)에 의해서만 온 오프 통제될 수 있고, 이 상태에서는 유도전동기(M)를 수동 조작으로 강제 운전 또는 강제 정지시킬 수 있다.

또, 자동을 선택하면 스위칭수단(46)은 상기 마그네틱 스위치(10)를 제어기(12)의 출력 단에 접속하여 자동 제어되게 한다.

변류기(6r)(6s)(6t)의 출력 단은 터미널 보드(14)의 입력 단에 접속되어서 각 상을 흐르는 전류 값의 신호를 입력하게 되어 있다. 또, 제로 변류기(6)의 출력 단도 터미널 보드(14)의 입력 단으로 결선되어서 R, S, T상을 흐르는 입력전류 값과 유도전동기(M)를 거쳐 흘러 나가는 회귀전류 값의 차이를 나타내는 신호를 입력하게 된다.

제어기(12)의 입력 단(120)과 터미널 보드(14)의 출력 단(140) 사이는 전용 케이블로 결선되어서 상기 변류기(6r)(6s)(6t)의 신호와 제로 변류기(8)의 신호는 상기 제어기(12)의 마이크로프로세서(122)로 입력된다. 또, 상기 입력 단(120)은 양측으로 복수 배치하여 두는 것이 좋다.

마이크로프로세서(122)는 변류기(4r)(4s)(4t)의 출력신호를 통해 과전류, 결상, 불평형, 스톨, 락, 전류 부족, 역상 여부를 판단하고, 또한 제로 변류기(8)의 출력신호가 제로를 벗어나 있는 경우에는 R, S, T상 사이에 지락이 발생한 것으로 판단한다.

또한, 제어기(12)는 설정용 가변저항군(16)과 운전 스위치군(18), 그리고 설정 스위치군(20)과, FND 표시창(22) 및 표시 LED군(24)을 구비하고 있고, 특히 설정용 가변저항군(16)과 설정 스위치군(20)의 출력 단은 각각 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하여 주는 제1 A/D 변환기(160)와 제2 A/D 변환기(200)를 경유하여 마이크로프로세서(122)의 입력 단에 접속 연결되는 한편, 상기 FND 표시창(22) 및 표시 LED군(24)은 구동회로(23)를 개재하여 마이크로프로세서(122)의 출력 단에 접속되어 있다.

상술한 회로 구성에 있어서, 설정용 가변저항군(16)은 제1 가변저항(162)과 제2 가변저항(164)으로 복수 배치되어서 각각 유도전동기(M)의 동작전류와 Y-△ 기동시간을 설정하는 것이고, 또 운전 스위치군(18)은 운전 선택 스위치(180), 온 스위치(182), 오프 스위치(184), 리셋 스위치(186)로 구성되고, 설정 스위치군(20)은 모드 설정 스위치(202), 업 스위치(204), 다운 스위치(206), 및 세트 스위치(208)로 구성되어 있다.

상기 운전 스위치군(18)에서 운전 선택 스위치(180)는 유도전동기(M)의 운전 상태를 외부제어, 개별제어, 중앙제어, 수동제어 중에서 선택하는 스위치 이고, 온 스위치(182)와 오프 스위치(184)는 수동 제어로 선택하였을 때 가동 개시와 종료를 명령하는 스위치이며, 리셋 스위치(186)는 이상이 발생되어 유도전동기(M)를 정지 조치한 경우에 불량 원인을 제거한 다음, 재가동시키기 전에 마이크로프로세 서(122)에 수록된 프로그램을 초기화시키기 위한 스위치이다.

또, 설정 스위치군(20)에서 모드 설정 스위치(202)로 설정할 수 있는 모드는, 정격전류 설정모드, 누전전류 설정모드, 기동시의 지연시간 설정모드, 이상신호시의 동작시간 설정모드, Y-△ 기동에서의 지연시간 설정모드, 통신을 위한 ID 설정모드, 통신을 위한 BPS 설정모드, 교번 구동시간 설정모드 등이다.

더 구체적으로 모드 설정 스위치(202)를 1회 누르면 모드 선택이 개시되고, 이어서 업 스위치(204) 또는 다운 스위치(206)를 누를 때 마다 모드 종목이 변환되면서 FND 표시창(22)에 코드문자로 표시되며, 작업자는 표시되는 코드문자가 원하는 모드를 나타내는 것일 때는 세트 스위치(208)를 1회 눌러 해당 모드로 들어갈 수 있다.

모드 선택 후에 작업자는 다시 업 스위치(204) 또는 다운 스위치(206)를 눌러서 시간 조정, ID 번호, BPS 등을 조정하고 세트 스위치(208)를 눌러 조정 값으로 설정 고정시킨 다음, 마지막으로 모드 설정 스위치(202)를 누르면 조정 값이 마이크로프로세서(122)에 입력되고 설정모드로부터 빠져 나오게 된다.

마이크로프로세서(122)는 상술한 변류기(6r)(6s)(6t)를 통해 입력되고 있는 신호 변화를 FND 표시창(22)에서 디스플레이 되게 한다.

유도전동기(M)가 정상 가동 중인 경우에 FND 표시창(22)은 R, S, T 각 상의 전류 변화를 주기적으로 반복 표시하게 되고, 예로서 도 2에 도시한 FND 표시창(22)의 한쪽에는 바 표식(220)이 나타나 있고, 이 바 표식(220)은 위 아래로 기입된 R, S, T 문자에 점선의 표시와 같이 차례로 일치하도록 순환 표시되면서 현재 표시한 전류 값이 R, S, T상의 어느 전류 값인지를 알 수 있게 하고 있다.

또, 바 표식(220)의 순환 주기는 예를 들면 5초 간격마다 R, S, T상의 전류 값을 번갈아 표시한다. 또 제로 변류기(8)에서의 입력신호는 제로를 벗어난 신호일 경우에만 FND 표시창(22)으로 숫자 표시된다.

한편, 표시 LED군(24)은 운전 선택 스위치(180)로 선택되는 외부제어, 개별제어, 중앙제어, 수동제어 상태를 각각 나타내는 4개의 LED(240)(242)(244)(246), 그리고 온 스위치(182)에 의한 수동 운전 상태와 오프 스위치(184)에 의한 정지 상태를 표시하는 온 LED(248)와 오프 LED(250), 그리고 변류기(6r)(6s)(6t) 또는 제로 변류기(8)의 입력 신호가 에러범위일 때, FND 표시창(22)에 표시되는 전류 값이 과전류를 나타내는 것인가 또는 누설전류를 나타내는 것인가를 표시하는 에러표시 LED(252) 및 지락표시 LED(254)로 이루어져 있다.

제어기(12)에는 2개의 RS 485 통신용 시리얼포트(26)(28)가 마련되어 있고, 그중 하나의 시리얼포트(26)는 중앙통제실의 PC(30)와 통신할 수 있도록 접속되고, 또 하나의 시리얼포트(28)는 수동제어박스(4)에 접속됨으로써 원격 제어하거나 받을 수 있도록 네트워크를 형성할 수도 있다.

RS 485 통신에는 상술한 시리얼포트 외에도 통신 칩을 구비해야 하고, 이 장치는 카드 형태로 다양하게 제공되고 있어서 어렵지 않게 본 발명에 도입할 수 있다.

상술한 구성으로 된 본 발명의 3상 유도전동기용 구동 제어장치의 동작 예를 설명하면 다음과 같다.

작업자 또는 운전 종사자는 운전 스위치군(18) 또는 설정 스위치군(20)을 선택 조작한다.

작업자가 운전 선택 스위치(180)를 1회씩 누르면 외부제어, 개별제어, 중앙제어, 수동제어 순으로 변환되고, 이에 대응하여 외부제어 LED(240), 개별제어 LED(242), 중앙제어 LED(244), 수동제어 LED(246)가 순서대로 점등되면서 현재 선택된 제어상태를 나타내게 된다.

여기서 외부제어는 유도전동기(M)에 외부 계측기 등을 연결하고 시험하는 경우이거나, 유도전동기(M)를 다른 기기와 함께 제어해야 하는 경우에 선택하고, 또 개별제어는 유도전동기(M)를 마이크로프로세서(122)의 프로그램으로 제어하는 경우에 선택하는 것이며, 중앙제어는 중앙통제실에서 PC(30)를 통해 제어기(12)를 원격 조정하는 경우에 선택하는 것이다.

또 수동제어는 가동불량을 일으킨 유도전동기(M)의 제어기(12)를 PC(30)와 차단하여 놓고 불량원인을 조치하기 위하여 선택되는 것이며, 이 상태에서 유도전동기(M)는 온 스위치(182)와 오프 스위치(184)에 의해 수동 조작된다.

유도전동기(M)의 수동조작은 상술한 바 있듯이 수동제어박스(4)를 조작하는 것으로도 구현 가능하다. 본 발명에서, 수동제어박스(4)는 반드시 필요한 것은 아니고 다만, 유도전동기(M)가 배치된 장소와 배전반(제어기)이 비치된 통제실 사이가 원거리인 경우에, 상기 수동제어박스(4)는 유도전동기(M)의 수리 점검을 위한 온 오프 조작을 현장에서 할 수 있어서 편리하게 된다.

한편 설정 스위치군(20)으로 선택 조작할 수 있는 모드는 다음과 같다.

정격전류 설정모드는 FND 표시창(22)에서 코드문자

로 표시되고, 0.1~10A, 0.3~30A, 5~60A 등으로 표시되는 그룹 중에서 선택 지정할 수 있다.

누전전류 설정모드는 FND 표시창(22)에서 코드문자

로 표시되고, 누설 전류 값은 100mA, 200mA, 500mA 등으로 표시되는 그룹 중에서 선택 지정할 수 있다.

또, 기동시의 지연시간 설정모드는 FND 표시창(22)에서 코드문자

로 표시되고, 1~60초 범위로 설정할 수 있다.

이상신호시의 동작시간 설정모드는 FND 표시창(22)에서 코드문자

로 표시되고, 0~30초 범위로 설정할 수 있다.

Y-△ 기동에서의 지연시간 설정모드는 FND 표시창(22)에서 코드문자

로 표시되고, 0.1~0.5초 범위로 설정할 수 있다.

통신 ID설정모드는 FND 표시창(22)에서 코드문자

로 표시되고, ID 설정은 1에서 247까지 할 수 있다.

통신 BPS 설정모드는 FND 표시창(22)에서 코드문자

로 표시되고, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600 중에서 선택 설정할 수 있다.

교번 가동시간 설정모드는 FND 표시창(22)에서 코드문자

로 표시되고, 10~300분 사이로 설정할 수 있다.

상술한 모드 별 설정을 종료한 후부터 마이크로프로세서(122)는 미리 입력하 여 둔 프로그램에 따라 R, S, T상의 변류기(6r)(6s)(6t)와 제로 변류기(8)로부터 입력되는 신호를 데이터 처리하여 정상 작동범위이면 유도전동기(M)를 입력된 명령에 따라 직입기동, Y-△ 기동 등으로 제어한다.

또한 제어 중에 마이크로프로세서(122)는 데이터 처리의 결과가 이상신호 범주에 속하는 경우에는 그 이상 발생의 원인경로를 나타내는 코드문자를 FND 표시창(22)에 표시한다.

본 발명에 있어서, 이상 발생 시의 제어 관계 및 FND 표시창(22)을 통한 코드문자 표시의 예를 설명하면 다음과 같다.

과전류 보호

과전류는 유도전동기(M)의 가동 중에 외적 요인에 의해 발생한다.

마이크로프로세서(122)는 변류기(6r)(6s)(6t)에서 입력되는 각각의 신호가 설정된 전류 값 이상의 과전류이고 그 입력 지속시간이 설정된 기동지연시간보다 길게 입력되면, 과전류상태로 판정하고 FND 표시창(22)으로 코드문자

를 표시함과 동시에 에러 LED(252)를 점등하여 과전류 입력에 의한 에러임을 나타내고, 마그네틱 스위치(10)를 차단하여 유도전동기(M)를 정지 시킨다.

지락 보호

지락은 유도전동기(M)의 내부에서 R, S, T상 사이에서 생기는 전류 누설현상을 말하는 것이며, 이것은 유도전동기(M)의 출력을 급속히 저하시키다가 궁극적으로는 소손을 일으키므로 즉시 정지시켜야 한다.

마이크로프로세서(122)는 입력되는 제로 변류기(8)의 전류 값 신호가 제로를 벗어나고 설정된 값보다 큰 값으로 1초간 입력되면, 지락 발생으로 판정하고 FND 표시창(22)에 코드문자

를 표시함과 동시에, 지락 LED(254)를 점등하고 마그네틱 스위치(10)를 차단하여 유도전동기(M)를 정지시킨다.

결상 보호

결상은 배선 오 결선, 또는 유도전동기(M)의 노후화로 인한 소선(燒線)이 주원인으로 발생한다.

마이크로프로세서(122)는 각 변류기(6r)(6s)(6t)로부터 입력되는 전류 신호를 연산한 불평형률이 70% 이상임을 나타내는 신호가 1.5초 이상 지속적으로 입력되는 경우에 결상으로 판정하고, FND 표시창(22)에 코드문자

를 표시함과 동시에, 에러 LED(252)를 점등하여 결상 불량이 발생하였음을 나타내고 마그네틱 스위치(10)를 차단하여 유도전동기(M)를 정지시킨다.

불평형 보호

불평형은 3상 사이의 위상차가 현저해지는 것이 원인으로 발생한다.

마이크로프로세서(122)는 각 변류기(6r)(6s)(6t)로부터 입력되는 전류 신호를 연산한 상 불평형률이 50% 이상인 상태가 5초간 지속적으로 입력되는 경우에 불평형으로 판정하고, FND 표시창(22)에 코드문자

를 표시함과 동시에 에러 LED(252)를 점등하여 불평형 불량이 발생하였음을 나타내고, 마그네틱 스위치(10)를 차단하여 유도전동기(M)를 정지시킨다.

스톨/락 보호

스톨은 유도전동기(M)가 스타트 시에 초기 과부하를 극복하지 못하고 가동 정지 상태로 놓이는 것이고, 락은 가동 중에 갑작스런 과부하가 유도전동기(M)에 가해져 정지된 상태로서, 양쪽 모두 과전류에 의한 손상을 일으키게 되므로 정지시켜야 한다.

마이크로프로세서(122)는 R상의 변류기(6r)로부터 정격전류의 3배를 초과하는 전류신호가 5초간 지속적으로 입력되면 스톨로 판정하고, 또 정격전류의 5배를 초과하는 전류신호가 0.5초간 입력되면 락으로 판정하여, 공히 FND 표시창(22)에 코드문자

를 표시하고, 에러 LED(252)를 점등하여 스톨 불량 또는 락 불량이 발생하였음을 나타내고, 마그네틱 스위치(10)를 차단하여 유도전동기(M)를 정지시킨다.

부족전류 보호

부족전류 현상은 외적 요인에 의해 발생하는 것이고, 이것은 유도전동기(M)의 출력 저하를 유발함으로써 다른 부수적 기계요소 등의 손상으로 이어지게 된다.

마이크로프로세서(122)는 각 변류기(6r)(6s)(6t)로부터 설정전류의 0.5배에 상당하는 전류신호가 3초간 지속적으로 입력되면 부족전류로 판정하고, FND 표시창(22)에 코드문자

를 표시함과 동시에, 에러 LED(252)를 점등하여 부족전류 불량이 발생하였음을 나타내고, 마그네틱 스위치(10)를 차단하여 유도전동기(M)를 정지 시킨다.

역상 보호

역상은 유도전동기(M)의 신규 설치 또는 정비 후의 재조립 설치 시에 회로의 오결선이 원인으로 나타나는 것이다.

마이크로프로세서(122)는 각 변류기(6r)(6s)(6t)로부터 입력되는 전류신호의 위상이 거꾸로 입력되면 역상으로 판정하고, FND 표시창(22)에 코드문자

를 표시함과 동시에, 에러 LED(252)를 점등하여 역상 불량이 발생하였음을 나타내고, 마그네틱 스위치(10)를 차단하여 유도전동기(M)를 정지시킨다.

기타 불량보호

본 발명에서는 상술한 불량 원인 외에 부수적 기계장치, 제어기기의 결함 등이 원인으로 나타나는 불량을 포괄하여 기타 불량으로 구분한다.

마이크로프로세서(122)는 계전기(2)가 동작하여 각 변류기(6r)(6s)(6t)와 제로 변류기(8)로부터 무신호가 입력되면 기타 불량으로 판정하고, FND 표시창(22)에 코드문자

를 표시함과 동시에, 상기 에러 LED(252)를 점등하여 기타 불량이 발생하였음을 나타내는 한편, 마그네틱 스위치(10)를 차단한다.

이와 같이 본 발명의 3상 유도전동기용 구동 제어장치는 유도전동기(M)의 가동상태가 정해진 범위를 벗어난 불량을 일으키는 즉시로 마그네틱 스위치(10)를 차단하여 상기 유도전동기(M)의 손상을 방지함과 동시에, 현재 발생된 유도전동기(M)의 불량원인을 나타내는 코드문자를 FND 표시창(22)에 표시하는 것이므로 작업자는 불량발생시의 유지 보수를 간편히 할 수 있게 된다.

본 발명의 적용은 상술한 실시 예로 국한되는 것이 아니고 도 3으로 나타낸 바와 같이 Y-△ 결선 방식의 유도전동기(M)에도 적용된다.

도 3의 결선 예는 도 1의 결선 예와 동일하고, 다만 유도전동기(M)가 Y-△ 결선된 것임을 나타내는 것이며, 여기서 Y-△ 기동시간은 마이크로프로세서(122)로 제어되기 때문에, 수동제어박스(4)를 통한 강제 조작은 직입기동만 가능하게 된다.

또, Y-△ 기동도 종래와 마찬가지로 3개의 마그네틱 스위치(10s)(10y)(10d)를 통해 행해진다. 즉, Y 기동은 결선 순서로 제1 및 제3 마그네틱 스위치(10r)(10d)를 닫고, 제2 마그네틱 스위치(10y)를 열어 두면 Y 결선으로 구동하고, 다음에 제3 마그네틱 스위치(10d)를 열고, 제2 마그네틱 스위치(10y)를 닫으면 △결선으로 구동되는 것이다.

본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않고, 지하실의 배수설비와 같이 2대의 유도전동기를 쌍으로 배치하여 놓고, 주기적으로 번갈아 유도전동기를 가동시키도록 구성되는 시스템에도 적용될 수 있다.

도 4는 2개의 유도전동기(M)를 본 발명의 제어기(12) 하나로 번갈아 제어할 수 있게 한 예를 나타내고 있다.

도시한 예에서, 제어기(12)에 구비된 복수의 입력 단(120)은 2개의 터미널 보드(14)를 접속 배치할 수 있게 하며, 제어기(12)의 마이크로프로세서(122)는 교번 구동시간 설정모드에서 입력된 시간을 계수하는 동안 한쪽 유도전동기(M)만 가동되게 하고, 계수가 끝나면 현재 가동 중인 유도전동기(M)는 정지되고, 다른 유도전동기(M)가 교대하여 가동되도록 제어하게 되어 있다.

이 실시 예는 유도전동기(M)와 제어기(12)가 근거리에 배치되는 것이므로 상술한 실시 예에서의 수동제어박스(4)는 설치할 필요가 없게 된다.

다만, FND 표시창(22)은 전류 값의 표시를 2조의 R, S, T상 각각을 주기적으로 표시해야 하므로 상술한 바 표식(220)으로는 한계가 있고, 6 세그먼트(222)를 이용하여 표시되게 하고 있다.

6 세그먼트(222)는 도 5에 상세히 나타낸 바와 같이 6개 파트 주변으로 L1~L6을 표기하여 구분되게 하고 있어서 현재 표시된 전류 값이 어느 것에 해당하는지를 쉽게 알 수 있다.

또, 본 발명의 실시 예에서 터미널 보드(14)를 개재하여 R, S, T상에 배치되는 변류기(6r)(6s)(6t)와 제로 변류기(8)를 제어기(12)로 접속하는 양태로 설명하였으나, 이는 제어기(12)가 배전반의 도어 외측으로 설치되어서 FND 표시창(22)과 표시 LED군(24)을 외부로 드러나게 해야 하는 반면에, 입력라인과 출력라인은 배전반의 내부에 배선되는 것이므로 간결한 배선을 위하여 터미널 보드(14)를 채용하게 된 것이므로 상기 터미널 보드(14)를 생략하고 직결하여도 무방하다.

도 1은 본 발명에 관련된 3상 유도전동기용 구동 제어장치를 직입기동 결선 예로 나타낸 개략 회로구성도.

도 2는 도 1의 FND 표시창을 확대 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 관련된 3상 유도전동기용 구동 제어장치를 Y-△기동 결선 예로 나타낸 개략 회로 구성도.

도 4는 본 발명의 3상 유도전동기용 제어장치로 2개의 유도 전동기를 제어하는 예를 나타내는 개략 회로 구성도.

도 5는 도 4에 도시한 실시 예에서의 FND 표시창을 확대하여 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

6r, 6s, 6t: 변류기 8: 제로 변류기

12: 제어기 122: 마이크로프로세서

14: 터미널 보드 16: 가변저항군

162: 제1 가변저항 164: 제2 가변저항

18: 운전 스위치군 180: 운전 선택 스위치

182: 온 스위치 184: 오프 스위치

186: 리셋 스위치 20: 설정 스위치군

200: 모드 설정 스위치 202: 업 스위치

204: 다운 스위치 206: 세트 스위치

22: FND 표시창 24: 표시 LED군

240: 프로그램제어 LED 242: 개별제어 LED

244: 중앙제어 LED 246: 수동제어 LED

248: 온 LED 250: 오프 LED

252: 에러 LED 254: 지락 LED

26, 28: 시리얼포트

Claims (5)

1. R, S, T상 각각에 설치되고 각 상의 전류 변화를 검출하여 신호를 전송하는 변류기(6r)(6s)(6t)와;

   상기 R, S, T상에 공통으로 설치되어 각 상 사이의 전류 누설을 검출하고 신호를 전송하는 제로 변류기(8)와;

   상기 변류기(6r)(6s)(6t)의 입력신호에 따른 전류 변화 및 입력시간에 따라 유도전동기의 가동 불량을 과전류, 결상, 불평형, 스톨, 구속, 전류 부족, 역상 중의 하나로 판정하고 상기 제로 변류기(6)의 입력신호 변화와 입력시간에 따라 R, S, T상 사이의 지락을 판정하는 마이크로프로세서(122)와;

   상기 유도전동기(M)의 동작 전류를 설정하는 제1 가변저항(162)과, Y-△ 기동시간을 설정하는 제2 가변저항(164)으로 이루어지고 마이크로프로세서(122)의 입력 단으로 접속되는 가변저항군(16)과;

   상기 유도전동기(M)를 외부제어, 개별제어, 중앙제어, 수동제어 중의 하나를 선택하는 운전 선택 스위치(180)와, 수동제어 선택에서 상기 유도전동기(M)를 수동으로 가동시키는 온 스위치(182), 및 수동제어 선택에서 상기 유도전동기(M)를 수동으로 오프 시키는 오프 스위치(184), 상기 마이크로프로세서(122)를 초기화하는 리셋 스위치(186)로 이루어지는 운전 스위치군(18)과;

   상기 마이크로프로세서(122)의 입력 단으로 접속되어서 정격전류, 누전전류, 기동시의 지연시간, 이상신호시의 동작시간, Y-△ 기동시의 지연시간, 통신 ID, 통신 BPS, 교번 가동시간을 설정 입력하는 복수의 스위치를 갖춘 설정 스위치군(20)과;

   상기 마이크로프로세서(122)의 출력 단에 접속되어서 상기 유도전동기(M)의 정상 가동상태에서 R, S, T상의 전류 값을 순차 표시하거나, 불량 발생 시에는 불량 원인과 경로를 고유의 코드 문자로 나타내는 FND 표시창(22)과;

   상기 운전 선택 스위치(180)에 연동하여 프로그램제어, 개별제어, 중앙제어, 수동제어 상태를 각각 표시하는 4개의 LED(240)(242)(244)(246)와, 유도전동기(M)의 수동 가동과 현재 정지 상태를 표시하는 온 LED(248) 및 오프 LED(250), 및 상기 FND 표시창(22)으로 표시되는 전류 값이 과전류인가 누설전류인가를 나타내는 에러 LED(252)와 지락 LED(254)로 이루어진 표시 LED군(24)과;

   적어도 2개의 RS 485 통신용 시리얼포트(26)(28)를 갖춘 구성으로 되어 있는 3상 유도전동기용 구동 제어장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 설정 스위치군(20)은 설정 개시 및 종료시에 조작되는 모드 설정 스위치(200)와, 모드 종류 또는 설정 값을 선택할 수 있도록 변경하여 주는 업 스위치(202) 및 다운 스위치(204)와, 선택된 모드 종류 혹은 설정 값을 입력 저장하는 세트 스위치(206)로 이루어짐을 특징으로 하는 3상 유도전동기용 구동 제어장치.
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