KR101096920B1 - Solenoid coil monitoring apparatus using constant current circuit - Google Patents

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Abstract

본 발명은 솔레노이드 코일의 저항변화를 측정하여 솔레노이드 코일의 이상 여부를 감시하는 정전류 회로를 이용한 솔레노이드 코일 감시장치에 관한 것이다.
본 발명은, 솔레노이드 코일에 병렬로 연결되어 상기 솔레노이드 코일을 감시하는 정전류 회로를 이용한 솔레노이드 코일 감시장치에 있어서, 상기 솔레노이드 코일에 병렬로 연결되며 상기 솔레노이드 코일에 전원을 공급하는 제어전원과 무관하게 일정한 감시전류가 흐르도록 구성된 정전류 회로; 상기 정전류 회로에 직렬로 연결되도록 구성된 저항; 및 상기 저항을 통해 흐르는 상기 감시전류에 의해 상기 저항의 양단에 걸리는 감시전압을 측정하고, 상기 솔레노이드 코일의 이상 여부에 따라 측정되는 감시전압과 미리 설정된 기준전압을 비교하여 상기 솔레노이드 코일의 이상 여부를 판단하는 제어부; 를 포함하는 정전류 회로를 이용한 솔레노이드 코일 감지장치를 제공한다.
The present invention relates to a solenoid coil monitoring apparatus using a constant current circuit for measuring the resistance change of the solenoid coil to monitor the abnormality of the solenoid coil.
The present invention relates to a solenoid coil monitoring apparatus using a constant current circuit connected in parallel to a solenoid coil to monitor the solenoid coil, the parallel connection to the solenoid coil and constant regardless of the control power supply for supplying power to the solenoid coil. A constant current circuit configured to flow a monitoring current; A resistor configured to be connected in series with the constant current circuit; And a monitoring voltage applied to both ends of the resistance by the monitoring current flowing through the resistance, and comparing the monitoring voltage measured according to whether the solenoid coil is abnormal with a preset reference voltage to determine whether the solenoid coil is abnormal. A controller for determining; It provides a solenoid coil detection device using a constant current circuit comprising a.

Description

정전류 회로를 이용한 솔레노이드 코일 감시장치{SOLENOID COIL MONITORING APPARATUS USING CONSTANT CURRENT CIRCUIT}Solenoid coil monitoring device using constant current circuit {SOLENOID COIL MONITORING APPARATUS USING CONSTANT CURRENT CIRCUIT}

본 발명은 솔레노이드 코일(solenoid coil) 감시장치에 관한 것으로서, 특히 솔레노이드 코일에 병렬로 연결된 정전류 회로 및 저항을 이용하여 솔레노이드 코일의 저항변화에 따른 전압을 측정하고, 이를 이용하여 솔레노이드 코일의 이상 여부를 감시하는 정전류 회로를 이용한 솔레노이드 코일의 감시장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solenoid coil monitoring device. In particular, a constant current circuit and a resistor connected to a solenoid coil in parallel measure a voltage according to a resistance change of a solenoid coil, and use the same to determine whether a solenoid coil is abnormal. The present invention relates to a monitoring device for a solenoid coil using a constant current circuit for monitoring.

일반적으로 솔레노이드는 도전성 코일을 촘촘하고 균일하게 원통형으로 길게 감아 만들어진 장치이다. 코일에 전류를 흘리면 원통의 외부는 자기장이 거의 0이고 내부는 비교적 균일한 크기의 자기장이 형성된다. 이때 내부 자기장의 크기는 코일에 흐르는 전류의 크기에 비례하고 단위 길이당 감은 수에 비례한다. In general, the solenoid is a device made by winding a conductive coil in a dense and uniform cylindrical shape. When a current flows through the coil, the outside of the cylinder has a magnetic field of almost zero and the inside has a relatively uniform magnetic field. At this time, the magnitude of the internal magnetic field is proportional to the magnitude of the current flowing through the coil and is proportional to the number of turns per unit length.

이러한 솔레노이드는 전력계통에서 차단기 개폐용으로 이용되고 있다. 예를 들어 기중차단기(ACB: Air Circuit Breaker) 또는 진공차단기(VCB: Vacuum Circuit Breaker)는 전력계통에서 발생되는 다양한 사고에 대하여 전원을 차단하여 회로나 설비 등을 보호하는 장치로서 솔레노이드 코일에 의해 개폐 동작이 수행된다. 만약 솔레노이드 코일에 이상이 발생한다면 이러한 개폐용 차단기가 오작동을 일으키고 이는 전력계통에 심각한 문제를 야기하게 된다. 따라서, 솔레노이드 코일의 이상 여부를 실시간으로 감시하는 것은 매우 중요한 사안이다.These solenoids are used for opening and closing the breaker in the power system. For example, an air circuit breaker (ACB) or a vacuum circuit breaker (VCB) is a device that protects circuits and facilities by shutting off power to various accidents occurring in the power system, and is opened and closed by solenoid coils. The operation is performed. If the solenoid coil fails, this breaker will malfunction and cause serious problems in the power system. Therefore, it is very important to monitor the solenoid coil abnormally in real time.

종래에는 차단기에 설치된 솔레노이드 코일의 이상 여부를 감시하는 장치가 제공되지 않아 솔레노이드 코일의 단선 또는 단락 상태에 의해 차단기가 정상적으로 동작하지 않을 경우에만 비로소 작업자가 솔레노이드 코일의 고장발생을 확인할 수 있었다. 이로 인해 사고 발생에 의해 보호해야 할 설비가 과전력에 의해 파손된 후에야 솔레노이드 코일을 점검하여 교체하게 되어 대형사고를 예방하지 못하는 문제점이 있었다Conventionally, since a device for monitoring an abnormality of a solenoid coil installed in a circuit breaker is not provided, an operator can confirm the failure of the solenoid coil only when the circuit breaker does not operate normally due to disconnection or short circuit of the solenoid coil. As a result, the solenoid coil is inspected and replaced only after the equipment to be protected by an accident has been damaged by overpower, which prevents a large accident.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 차단기 개폐용 솔레노이드 코일 감시회로가 제시되었다. 도 1은 종래의 차단기 개폐용 솔레노이드 코일 감시회로를 보인 회로도이다. 도 1을 참조하면, 스위치(1)가 오프된 상태에서 제어전원(Va)이 제1,2,3저항(R1,R2,R3)을 통해 솔레노이드 코일(2)로 공급되어 감시전류(Ib)가 흐르게 된다. 이 감시전류(Ib)는 저항(R1~R3)에 의해 솔레노이드 조작전류(Ia)에 비하여 매우 작은 값이므로 이 감시전류(Ib)로는 솔레노이드 코일(2)을 동작시킬 수 없다. 솔레노이드 코일(2)이 정상 상태일 경우는 감시전류(Ib)와 제2저항(R2)의 양단에 걸리는 감시전압(Vb)이 일정한 레벨을 유지하지만, 솔레노이드 코일(2)이 단선되면 솔레노이드 코일(2)의 저항이 변하게 되어 감시전류(Ib)와 감시전압(Vb)이 변하게 된다. 비교기(3)는 이러한 감시전압(Vb)과 기준전압(Vref)을 비교하고, 판단부(4)에서 그 비교결과를 이용하여 솔레노이드 코일(2)의 정상 또는 이상 여부를 판단한다.In order to solve this problem, a solenoid coil monitoring circuit for opening and closing a circuit breaker has been proposed as shown in FIG. 1. 1 is a circuit diagram showing a conventional circuit breaker opening and closing solenoid coil monitoring circuit. Referring to FIG. 1, when the switch 1 is turned off, the control power supply Va is supplied to the solenoid coil 2 through the first, second and third resistors R1, R2, and R3 to monitor the current Ib. Will flow. Since the monitoring current Ib is a very small value compared to the solenoid operating current Ia by the resistors R1 to R3, the solenoid coil 2 cannot be operated by the monitoring current Ib. When the solenoid coil 2 is in a normal state, the monitoring voltage Vb applied to both ends of the monitoring current Ib and the second resistor R2 maintains a constant level. However, when the solenoid coil 2 is disconnected, the solenoid coil ( The resistance of 2) changes so that the monitoring current Ib and the monitoring voltage Vb change. The comparator 3 compares the monitoring voltage Vb and the reference voltage Vref, and determines whether the solenoid coil 2 is normal or abnormal using the comparison result in the determination unit 4.

그런데, 상기한 종래의 솔레노이드 코일 감시회로에서는 솔레노이드 코일(2)의 내부 저항이 제1~3저항(R1~R3)에 비해 매우 작아서 감시전류(Ib)는 제어전원과 제1~3저항(R1~R3)에 의해 결정된다. 즉 제어전원이 일정하면 제1~3저항(R1~R3)에 의해 감시전류(Ib)가 제어되는 것이다. 따라서, 만약 다른 제어전원(Va)을 사용하는 솔레노이드 코일의 경우 감시전류(Ib)는 제어전원(Va)에 비례하여 변하게 된다. 이에 대응하기 위해서는 제1~3저항(R1~R3)을 변경하여 감시전류(Ib)가 일정하게 유지되도록 하거나, 비교기(4)의 기준전압을 변경해야 하는 번거로움이 있다. 다시 말해, 제어전원이 다른 솔레노이드 코일(3)의 종류에 따라 전용의 감시회로를 사용해야 하는 문제점이 있다.
However, in the above-described conventional solenoid coil monitoring circuit, the internal resistance of the solenoid coil 2 is very small compared to the first to third resistors R1 to R3, so that the monitoring current Ib is the control power supply and the first to third resistors R1. Is determined by R3). That is, when the control power supply is constant, the monitoring current Ib is controlled by the first to third resistors R1 to R3. Therefore, in the case of a solenoid coil using another control power supply Va, the monitoring current Ib changes in proportion to the control power supply Va. In order to cope with this, it is troublesome to change the first to third resistors R1 to R3 so that the monitoring current Ib is kept constant or to change the reference voltage of the comparator 4. In other words, there is a problem that a dedicated supervisory circuit must be used depending on the type of solenoid coil 3 with different control power sources.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 솔레노이드 코일의 이상 여부를 측정하기 위한 감시전류를 정전류 회로를 이용하여 측정하고, 이를 이용하여 솔레노이드 코일의 이상 여부를 감시하도록 하는 정전류 회로를 이용한 솔레노이드 코일 감시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the problems of the prior art, a constant current to measure the monitoring current for measuring the abnormality of the solenoid coil using a constant current circuit, by using this constant current to monitor the abnormality of the solenoid coil It is an object of the present invention to provide a solenoid coil monitoring device using a circuit.

또한, 본 발명은 제어전원이 다른 솔레노이드 코일의 종류와는 무관하게 솔레노이드 코일의 이상 여부를 감시할 수 있는 정전류 회로를 이용한 솔레노이드 코일 감시장치를 제공하는데 추가적인 목적이 있다.
In addition, an object of the present invention is to provide a solenoid coil monitoring apparatus using a constant current circuit that can monitor whether the solenoid coil is abnormal regardless of the type of the solenoid coil having a different control power source.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,

솔레노이드 코일에 병렬로 연결되어 상기 솔레노이드 코일을 감시하는 정전류 회로를 이용한 솔레노이드 코일 감시장치에 있어서, 상기 솔레노이드 코일에 병렬로 연결되며 상기 솔레노이드 코일에 전원을 공급하는 제어전원과 무관하게 일정한 감시전류가 흐르도록 구성된 정전류 회로; 상기 정전류 회로에 직렬로 연결되도록 구성된 저항; 및 상기 저항을 통해 흐르는 상기 감시전류에 의해 상기 저항의 양단에 걸리는 감시전압을 측정하고, 상기 솔레노이드 코일의 이상 여부에 따라 측정되는 감시전압과 미리 설정된 기준전압을 비교하여 상기 솔레노이드 코일의 이상 여부를 판단하는 제어부; 를 포함하는 정전류 회로를 이용한 솔레노이드 코일 감지장치를 제공한다.A solenoid coil monitoring apparatus using a constant current circuit connected in parallel with a solenoid coil to monitor the solenoid coil, wherein a constant monitoring current flows independently of a control power supply connected to the solenoid coil in parallel and supplying power to the solenoid coil. A constant current circuit configured to; A resistor configured to be connected in series with the constant current circuit; And a monitoring voltage applied to both ends of the resistance by the monitoring current flowing through the resistance, and comparing the monitoring voltage measured according to whether the solenoid coil is abnormal with a preset reference voltage to determine whether the solenoid coil is abnormal. A controller for determining; It provides a solenoid coil detection device using a constant current circuit comprising a.

본 발명의 실시 예에서, 상기 정전류 회로 및 저항은 상기 감시전류가 상기 솔레노이드 코일을 구동시키지 못할 만큼 작게 흐르도록 설정된 것이 바람직하다.In an embodiment of the present invention, the constant current circuit and the resistor are preferably set so that the supervisory current flows small enough to not drive the solenoid coil.

본 발명의 실시 예에서, 상기 제어부는 상기 감시전압의 변동범위와 상기 미리 설정된 기준전압의 변동범위를 비교하고 상기 감시전압의 변동범위가 상기 기준전압의 변동범위를 벗어나는 경우에 상기 솔레노이드 코일이 비정상인 것으로 판단하는 것이 바람직하다.
In an embodiment of the present disclosure, the control unit compares the fluctuation range of the monitoring voltage with the preset fluctuation range of the reference voltage and the solenoid coil is abnormal when the fluctuation range of the monitoring voltage is out of the fluctuation range of the reference voltage. It is preferable to judge that to be.

본 발명에 따른 정전류 회로를 이용한 솔레노이드 코일의 감지장치를 이용하면, 솔레노이드 코일에 병렬로 정전류 회로를 연결하여 정전류 회로에 의해 항상 일정한 전류가 흐르도록 함으로써 다른 소자의 영향 없이 솔레노이드 코일의 상태만을 감시할 수 있도록 할 수 있다.By using the solenoid coil sensing device using the constant current circuit according to the present invention, by connecting a constant current circuit in parallel with the solenoid coil so that a constant current flows by the constant current circuit at all times, only the state of the solenoid coil can be monitored without the influence of other elements. You can do that.

또한, 본 발명에 따른 정전류 회로를 이용한 솔레노이드 코일의 감시장치를 이용하면, 입력되는 제어전원이 서로 다른 솔레노이드 코일의 경우에도 회로의 변경이나 추가 없이 솔레노이드 코일의 이상 여부를 감시할 수 있다.
In addition, when the solenoid coil monitoring apparatus using the constant current circuit according to the present invention is used, even if the input control power is different from the solenoid coil, it is possible to monitor whether the solenoid coil abnormality without changing or adding the circuit.

도 1은 종래의 솔레노이드 코일 감시회로를 나타낸 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 정전류 회로를 이용한 솔레노이드 코일 감시장치를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 정전류 회로를 예시적으로 나타낸 회로도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 정전류 회로 120 : 저항
130 : 제어부
1 is a circuit diagram showing a conventional solenoid coil monitoring circuit.
2 is a block diagram showing a solenoid coil monitoring apparatus using a constant current circuit according to an embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram exemplarily illustrating a constant current circuit according to an exemplary embodiment of the present invention.
Explanation of symbols on the main parts of the drawings
110: constant current circuit 120: resistance
130: control unit

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of the present invention, detailed descriptions of well-known functions or configurations will be omitted when it is determined that the detailed descriptions may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.

본 발명에 따른 정전류 회로를 이용한 솔레노이드 코일 감시장치는 바람직하게는 전력계통에 사용되는 차단기 개폐용 솔레노이드 코일을 실시간으로 감시하는데 적용될 수 있다. 이러한 차단기는 비정상적인 전류 흐름을 감지하여 이를 차단하는 역할을 수행한다. 비정상적인 전류 흐름에는 대표적으로 두 가지가 있다. 하나는 회로 내 과부하, 단락(short circuit) 등으로 인해 전류 흐름이 증가하는 것으로서, 이를 차단하기 위해 배선용 차단기(MCCB:Molded case circuit breaker)가 사용될 수 있다. 배선용 차단기는 예전의 두꺼비집의 나이프 스위치와 퓨즈 대신에 사용되며 퓨즈를 교체해야 하는 단점을 보완한다. 다른 하나는 누전으로서 이는 절연이 잘되지 않아 안전상 만들어 놓은 접지와 전류 공급단자 사이에 전류가 흐르는 것이다. The solenoid coil monitoring apparatus using the constant current circuit according to the present invention is preferably applied to monitor the circuit breaker opening and closing solenoid coil used in the power system in real time. This breaker detects abnormal current flow and blocks it. There are two typical abnormal current flows. One is an increase in current flow due to an overload, short circuit, etc. in a circuit, and a wired circuit breaker (MCCB) may be used to block the current flow. Wiring breakers are used in place of the knife switches and fuses of the old toad house and compensate for the need to replace the fuses. The other is a short circuit, in which current flows between the ground and the current supply terminals, which are made for safety because of poor insulation.

본 발명에 따른 정전류 회로를 이용한 솔레노이드 코일 감시장치는 예컨대, 기중차단기(ACB) 또는 진공차단기(VCB)의 솔레노이드 코일에 적용될 수 있다. 하기에서는 본 발명에 대한 설명의 편의상 차단기 개폐용에 대한 솔레노이드 코일의 감시장치에 대하여 설명한다. 그러나, 이는 본 발명의 일 실시 예에 불과하며 본 발명의 솔레노이드 코일 감시장치는 솔레노이드 코일을 적용한 장치에 적용이 가능할 것임은 하기의 설명에 의해 명백해질 것이다. The solenoid coil monitoring apparatus using the constant current circuit according to the present invention may be applied to, for example, a solenoid coil of an air circuit breaker (ACB) or a vacuum circuit breaker (VCB). Hereinafter, a monitoring device of a solenoid coil for opening and closing a circuit breaker will be described for convenience of description of the present invention. However, this is only one embodiment of the present invention and it will be apparent from the following description that the solenoid coil monitoring device of the present invention can be applied to a device to which the solenoid coil is applied.

이하에서, 본 발명에 따른 정전류 회로를 이용한 솔레노이드 코일 감시장치에 대하여 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the solenoid coil monitoring apparatus using the constant current circuit according to the present invention will be described in more detail.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 정전류 회로를 이용한 솔레노이드 코일 감시장치를 나타낸 구성도이다.2 is a block diagram showing a solenoid coil monitoring apparatus using a constant current circuit according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 정전류 회로를 이용한 솔레노이드 코일 감시장치(100)는 스위치(101)와 직렬로 연결된 솔레노이드 코일(102)에 병렬로 연결된다. 보다 구체적으로는, 이러한 솔레노이드 코일 감시장치(100)는 솔레노이드 코일(102)에 병렬로 연결되며 일정한 전류가 흐르도록 구성된 정전류 회로(110), 이러한 정전류 회로(110)에 직렬 연결된 저항(120) 및 이 저항(120)의 양단에 걸리는 감시전압(Vb)과 미리 설정된 기준전압(Vr)을 비교하여 솔레노이드 코일(102)의 이상 여부를 판단하는 제어부(130)를 포함하여 구성된다. 2, the solenoid coil monitoring device 100 using a constant current circuit according to an embodiment of the present invention is connected in parallel to the solenoid coil 102 connected in series with the switch 101. More specifically, the solenoid coil monitoring device 100 is connected to the solenoid coil 102 in parallel and a constant current circuit 110 configured to flow a constant current, a resistor 120 connected in series to the constant current circuit 110 and The controller 130 includes a controller 130 that determines whether the solenoid coil 102 is abnormal by comparing the monitoring voltage Vb applied to both ends of the resistor 120 with the preset reference voltage Vr.

솔레노이드 코일(102)은 스위치(101)와 직렬로 연결되어 스위치(101)의 동작에 따라 제어전원(Va)이 인가되어 솔레노이드 코일(102) 상에 흐르는 전류가 결정된다. 즉, 도 2에서 알 수 있듯이 스위치(101)가 온(ON)되면 제어전원(Va)이 솔레노이드 코일(102)에 인가되어 솔레노이드 코일(102)에는 조작전류(Ia)가 흐르게 된다. 이때, 정전류 회로(110) 및 저항(120)의 양단에도 동일한 제어전압(Va)이 걸리게 된다. The solenoid coil 102 is connected in series with the switch 101 so that a control power supply Va is applied according to the operation of the switch 101 to determine the current flowing on the solenoid coil 102. That is, as shown in FIG. 2, when the switch 101 is turned on, the control power supply Va is applied to the solenoid coil 102 so that the operation current Ia flows through the solenoid coil 102. At this time, the same control voltage Va is applied to both ends of the constant current circuit 110 and the resistor 120.

반면, 스위치(110)가 오프되면 정전류 회로(110) 및 저항(120)을 통하여 제어전원(Va)이 솔레노이드 코일(102)에 인가되어 솔레노이드 코일(102)에는 감시전류(Ib)가 흐르게 된다. 이때, 이러한 감시전류(Ib)가 조작전류(Ia)에 비해 매우 작은 값을 갖도록 정전류 회로(110)와 저항(120)을 설정한다. 따라서 감시전류(Ib)는 정전류 회로(110)와 저항(120)에 의하여 조작전류(Ia)에 비해 매우 작은 값을 가지며, 이 감시전류(Ib)로는 솔레노이드 코일(102)을 동작시킬 수 없다. On the other hand, when the switch 110 is off, the control power supply Va is applied to the solenoid coil 102 through the constant current circuit 110 and the resistor 120 so that the monitoring current Ib flows through the solenoid coil 102. At this time, the constant current circuit 110 and the resistor 120 are set such that the monitoring current Ib has a value very small compared to the operation current Ia. Therefore, the monitoring current Ib has a very small value compared to the operating current Ia by the constant current circuit 110 and the resistor 120, and the solenoid coil 102 cannot be operated by the monitoring current Ib.

솔레노이드 코일(102)이 정상 상태일 경우에는 감시전류(Ib)와 저항(120)의 양단에 걸리는 감시전압(Vb)이 일정한 레벨을 유지하지만, 솔레노이드 코일(102)이 단선 또는 단락 등으로 인하여 비정상 상태일 경우에는 솔레노이드 코일(102)의 내부 저항값에 변화가 발생하게 되어 감시전류(Ib)와 감시전압(Vb)이 변하게 된다. 다시 말하면, 정상적인 솔레노이드 코일(102)은 일정한 저항값을 유지하게 되고 감시전류(Ib)와 감시전압(Vb)은 일정한 범위의 값을 유지하게 된다. 그러나, 솔레노이드 코일(102)이 단선된 경우에는 감시전류(Ib)가 흐르지 않고 감시전압(Vb)은 거의 0에 가까운 값을 가지게 된다. 또한, 솔레노이드 코일(102)이 단락된 경우에는 감시전류(Ib)가 매우 증가하고 감시전압(Vb)도 매우 커지는 결과를 초래한다.When the solenoid coil 102 is in a normal state, the monitoring current Ib and the monitoring voltage Vb across the resistor 120 maintain a constant level, but the solenoid coil 102 is abnormal due to disconnection or short circuit. In the state, a change occurs in the internal resistance value of the solenoid coil 102, so that the monitoring current Ib and the monitoring voltage Vb change. In other words, the normal solenoid coil 102 maintains a constant resistance value and the monitoring current Ib and the monitoring voltage Vb maintain a constant range of values. However, when the solenoid coil 102 is disconnected, the monitoring current Ib does not flow and the monitoring voltage Vb has a value close to zero. In addition, when the solenoid coil 102 is short-circuited, the monitoring current Ib is greatly increased and the monitoring voltage Vb is also very large.

제어부(130)는 이러한 감시전류(Ib)에 의해 저항(120)의 양단에 걸리는 감시전압(Vb)을 측정하고, 그 측정된 감시전압(Vb)과 미리 설정된 기준전압(Vr)과 비교한다. 나아가, 제어부(130)는 이러한 비교결과를 이용하여 감시전압(Vb)이 기준전압(Vr)보다 크거나 작은지에 따라 솔레노이드 코일(102)의 정상 또는 비정상 상태를 감시하게 된다. 여기서, 제어부(130)에서 감시전압(Vb)을 측정하는 경우 여러 원인에 의해 노이즈 신호가 포함될 수 있다. 이러한 노이즈 신호에 의해 측정되는 감시전압(Vb)은 일정한 편차를 가지고 그 측정범위가 변동될 수도 있다. 따라서, 본 발명에서는 필요한 경우 미리 설정된 기준전압(Vr)을 일정한 편차를 허용하는 변동범위를 갖도록 하고, 측정되는 감시전압(Vb)의 변동범위와 미리 설정된 기준전압(Vr)의 변동범위를 비교하여 감시전압(Vb)의 변동범위가 기준전압(Vr)의 변동범위를 벗어나는 경우에 솔레노이드 코일(102)이 비정상인 것으로 판단하도록 하는 것이 바람직하다. The controller 130 measures the monitoring voltage Vb applied to both ends of the resistor 120 by the monitoring current Ib, and compares the measured monitoring voltage Vb with the preset reference voltage Vr. Furthermore, the controller 130 monitors the normal or abnormal state of the solenoid coil 102 according to whether the monitoring voltage Vb is larger or smaller than the reference voltage Vr using the comparison result. Here, when the monitoring voltage Vb is measured by the controller 130, a noise signal may be included for various reasons. The monitoring voltage Vb measured by such a noise signal may have a certain deviation and its measurement range may vary. Therefore, in the present invention, if necessary, the preset reference voltage Vr has a fluctuation range that allows a constant deviation, and compares the fluctuation range of the monitored monitoring voltage Vb with the fluctuation range of the preset reference voltage Vr. When the fluctuation range of the monitoring voltage Vb is out of the fluctuation range of the reference voltage Vr, it is preferable to determine that the solenoid coil 102 is abnormal.

이상에서 설명한 바와 같이, 솔레노이드 코일(102)의 내부 저항값의 변화에 따른 정전류 회로(110)와 직렬로 연결된 저항(120)에 흐르는 감시전류(Ib)의 변화를 측정하고, 이 감시전류(Ib)의 변화분을 전압값으로 변환시켜서 기준전압과 비교함으로써 솔레노이드 코일(102)의 이상 여부를 판단하도록 한다. As described above, the change in the monitoring current Ib flowing through the resistor 120 connected in series with the constant current circuit 110 according to the change in the internal resistance value of the solenoid coil 102 is measured, and the monitoring current Ib is measured. ) Is converted into a voltage value and compared with the reference voltage to determine whether the solenoid coil 102 is abnormal.

여기서, 본 발명에 따른 정전류 회로(110)는 감시전류(Ib)를 제어하는 능동 부하로 동작한다. 따라서, 제어전원(Va)이 커지는 경우에는 내부 저항값이 커지고, 반대로 제어전원(Va)이 작아지는 경우에는 내부 저항값이 작아져 항상 일정한 감시전류(Ib)가 흐르도록 한다. 이는 종래기술에 제시된 솔레노이드 감시회로와 비교할 때 결정적으로 차이가 나는 본 발명의 핵심적 특징이다. 이를 정리하자면, 종래기술의 솔레노이드 감시회로의 경우 3개의 저항(도 1에서 R1,R2,R3 저항)으로 구성하기 때문에 제어전원(Va)이 달라지는 경우 감시전류(Ib)가 변하게 된다. 따라서, 감시전류(Ib)의 변화가 솔레노이드 코일의 비정상 상태에 따른 것인지 제어전원(Va)의 변화에 따른 것인지 알 수 없게 된다. 따라서, 종래기술의 솔레노이드 감시회로는 제어전원(Va)이 서로 다른 경우마다 감시전류(Ib)가 일정하게 유지되도록 제1 저항(R1)과 제3 저항(R3)의 저항값을 변경해줘야만 한다. 그렇지 않고서는 솔레노이드 코일마다 전용의 감시회로를 적용할 수밖에 없어 활용상의 제약이 따른다. 그러나, 본 발명의 솔레노이드 감시장치는 정전류 회로(110)를 사용하므로 상기한 바와 같이 제어전원(Va)이 다른 경우에도 항상 일정한 감시전류(Ib)가 흐르도록 하여 감시전류(Ib)의 변화가 제어전원(Va)의 변화가 아닌 솔레노이드 코일(102)의 내부 저항값의 변화에만 의존하도록 한다. 따라서, 종래기술의 문제점을 해결하여 제어전원이 서로 다른 솔레노이드 코일을 감시할 수 있게 된다.Here, the constant current circuit 110 according to the present invention operates as an active load for controlling the monitoring current Ib. Therefore, when the control power supply Va becomes large, the internal resistance value increases. On the contrary, when the control power supply Va decreases, the internal resistance value decreases, so that a constant monitoring current Ib always flows. This is a key feature of the present invention which is critically different compared to the solenoid supervisory circuits presented in the prior art. In summary, since the solenoid monitoring circuit of the prior art is composed of three resistors (R1, R2, and R3 resistors in FIG. 1), the monitoring current Ib changes when the control power supply Va is changed. Therefore, it is unknown whether the change of the monitoring current Ib is due to the abnormal state of the solenoid coil or the change of the control power supply Va. Therefore, the solenoid monitoring circuit of the prior art must change the resistance of the first resistor R1 and the third resistor R3 so that the monitoring current Ib is kept constant whenever the control power supply Va is different. Otherwise, there is no choice but to apply a dedicated monitoring circuit for each solenoid coil. However, since the solenoid monitoring device of the present invention uses the constant current circuit 110, even when the control power supply Va is different as described above, the constant monitoring current Ib always flows so that the change in the monitoring current Ib is controlled. Only the change in the internal resistance value of the solenoid coil 102 is made, not the change in the power supply Va. Therefore, the problem of the prior art is solved so that the control power source can monitor different solenoid coils.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 정전류 회로의 예시도이다.3 is an exemplary diagram of a constant current circuit according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 정전류 회로는 제너 다이오드(ZD) 및 NPN 트랜지스터(Q)를 포함하여 구성된다. 보다 상세하게는 입력전원(V)과 접지 사이에 제1저항(R1), 다이오드(D), 제어 다이오드(ZD)가 직렬로 연결되고, 제1저항(R1)과 다이오드(D)의 연결 점에 NPN 트랜지스터(Q)를 연결하되, 그 연결 점이 NPN 트랜지스터(Q)의 베이스에 연결되고, NPN 트랜지스터(Q)의 콜렉터에는 입력전류(In), 에미터에는 제2저항(R2)을 통해 접지가 각각 연결된다. 이러한 구성을 통해 출력전류는 제너 다이오드(ZD)에 걸리는 전압(Vzd)과 제2저항(R2)에 의해 결정되며, 그 출력전류의 값은 Vzd/R2로 일정한 값을 갖게 된다.Referring to FIG. 3, a constant current circuit according to an embodiment of the present invention includes a zener diode (ZD) and an NPN transistor (Q). More specifically, the first resistor (R1), diode (D), the control diode (ZD) is connected in series between the input power supply (V) and the ground, the connection point of the first resistor (R1) and diode (D) The NPN transistor Q is connected to the connection point, and the connection point is connected to the base of the NPN transistor Q, and the ground of the NPN transistor Q is connected through the input current In to the collector and the second resistor R2 to the emitter. Are respectively connected. Through this configuration, the output current is determined by the voltage Vzd applied to the zener diode ZD and the second resistor R2, and the output current has a constant value of Vzd / R2.

도 3에서 도시한 정전류 회로는 본 발명의 일 실시 예에 불과하며, 해당 기술분야에 속하는 당업자라면 본 발명의 다른 실시 예에서 정전류 회로를 다르게 구현할 수 있을 것임은 명백하다. 따라서, 본 발명에서는 어떠한 제어전원에 대해서도 일정한 전류가 흐르도록 하는 능동 소자의 역할을 할 수 있는 정전류 회로이면 족할 것이며, 이를 구성하는 소자나 회로 등의 제약은 없을 것이다. 예컨대, 당업자라면 다른 실시 예에서 레귤레이터(regulator)를 이용하거나 OP 앰프와 트랜지스터를 사용하여 정전류 회로를 구현할 수도 있을 것이다.The constant current circuit shown in FIG. 3 is only one embodiment of the present invention, and it will be apparent to those skilled in the art that the constant current circuit may be implemented differently in other embodiments of the present invention. Therefore, in the present invention, a constant current circuit that can serve as an active element that allows a constant current to flow to any control power supply will be sufficient, and there will be no limitations on the element or circuit constituting the control power. For example, those skilled in the art may implement a constant current circuit using a regulator or using an OP amplifier and a transistor in another embodiment.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 정전류 회로를 이용한 솔레노이드 코일 감시장치는 솔레노이드 코일에 병렬로 정전류 회로 및 저항을 연결하고 정전류 회로를 이용하여 제어전압의 크기와 무관하게 항상 일정한 전류가 흐르도록 한다는 특징이 있다. 이러한 특징으로 인해 저항의 양단에 걸리는 전압은 오직 솔레노이드 코일의 내부저항의 변화에 따른 것이 되도록 함으로써 상기 저항 양단의 전압의 변화에 따라 솔레노이드 코일의 이상 여부를 판단하도록 한다. 이로써 회로의 변경이나 추가 없이도 제어전압이 서로 다른 솔레노이드 코일의 종류와 무관하게 적용가능하다는 이점이 있다. As described above, the solenoid coil monitoring apparatus using the constant current circuit according to the present invention is to connect a constant current circuit and a resistor in parallel to the solenoid coil and to use a constant current circuit so that a constant current always flows regardless of the magnitude of the control voltage. There is a characteristic. Due to this feature, the voltage across the resistor is caused only by the change in the internal resistance of the solenoid coil, thereby determining whether the solenoid coil is abnormal according to the change in the voltage across the resistor. This has the advantage that the control voltage can be applied irrespective of the type of the solenoid coils different from each other without changing or adding circuits.

최근 산업설비가 대형화됨에 따라 요구되는 전력이 증가하고 있고, 가정이나 기업에서도 전력소모가 해마다 증가하고 있다. 이러한 전력계통에서 안전한 전기사용을 위해 꼭 필요한 것 중 하나가 차단기(circuit breaker)이다. 차단기는 전기회로에 과전류, 즉 정격전류 이상의 전류가 흐를 때 이로 인해 사고를 예방하기 위해 전류의 흐름을 끊는 기계이다. 퓨즈와 같은 용도로 사용되나 퓨즈는 한번 동작하면 새로운 것으로 대체해야 하지만, 차단기는 계속 사용할 수 있는 장점이 있다. Recently, as industrial facilities are enlarged, required power is increasing, and power consumption is increasing every year in homes and businesses. One of the essentials for the safe use of electricity in these power systems is the circuit breaker. A breaker is a machine that cuts off the current to prevent accidents when an overcurrent, ie, a current above the rated current flows in an electrical circuit. Used for the same purpose as a fuse, but once a fuse is replaced it must be replaced with a new one, but the breaker has the advantage that it can be used continuously.

이러한 중요한 차단기는 통상적으로 차단기 개폐용 솔레노이드 코일에 의해 그 개폐 동작이 제어된다. 솔레노이드 코일에 이상이 발생한다면 전원 공급이 차단되거나 필요 이상의 과전류가 발생하게 되면 설비에 심각한 장애가 발생하게 되어 인적 및 물적 피해가 막대하다. 따라서, 솔레노이드 코일의 이상 여부를 실시간으로 감시하고 이를 빠르게 조치하는 것이 중요하다 할 것이다.This important breaker is typically controlled by the breaker opening and closing solenoid coil its opening and closing operation. If the solenoid coil malfunctions, if the power supply is cut off or excessive current is generated, serious damage to the equipment will occur, causing considerable human and physical damage. Therefore, it will be important to monitor whether the solenoid coil is abnormal in real time and take quick action.

이러한 측면에서 볼 때, 본 발명에 따른 정전류 회로를 이용한 솔레노이드 코일 감시장치는 입력되는 제어전압의 크기에 상관없이 정전류 회로에 의해 일정한 전류가 흐르도록 함으로써 다른 소자에 의한 전류 변화가 아니라 오직 솔레노이드 코일에서의 저항 변화에 따른 전압 변화분을 검출하므로 제어전원이 서로 다른 솔레노이드 코일의 감시에 활용할 수 있다는 점에서 실제 전력계통의 산업현장에 매우 유용하게 적용할 수 있다.In view of this aspect, the solenoid coil monitoring apparatus using the constant current circuit according to the present invention allows a constant current to flow by the constant current circuit irrespective of the magnitude of the input control voltage, so that only the solenoid coil is not changed in current. It detects the voltage change according to the resistance change of, so that the control power supply can be used to monitor different solenoid coils, which can be very useful for industrial field of power system.

이상에서 설명한 본 발명은 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시 예들의 내용에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 비록 실시 예에 제시되지 않았지만 첨부된 청구항의 기재 범위 내에서 다양한 본 발명에 대한 모조나 개량이 가능하며, 이들 모두 본 발명의 기술적 범위에 속함은 너무나 자명하다 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope of the appended claims, The genius will be so self-evident. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

Claims (3)

솔레노이드 코일을 감시하는 정전류 회로를 이용한 솔레노이드 코일 감시장치에 있어서,
상기 솔레노이드 코일에 전원을 공급하는 제어전원과 무관하게 일정한 감시전류가 흐르도록 구성된 정전류 회로;
상기 정전류 회로에 직렬로 연결되도록 구성된 저항; 및
상기 저항을 통해 흐르는 상기 감시전류에 의해 상기 저항의 양단에 걸리는 감시전압을 측정하고, 상기 솔레노이드 코일의 이상 여부에 따라 측정되는 감시전압과 미리 설정된 기준전압을 비교하여 상기 솔레노이드 코일의 이상 여부를 판단하는 제어부;를 포함하고,
상기 정전류 회로는 상기 감시전류의 크기를 일정하게 유지하기 위해 능동 부하로 동작하는 것을 특징으로 하는 정전류 회로를 이용한 솔레노이드 코일 감지장치.
In the solenoid coil monitoring device using a constant current circuit for monitoring the solenoid coil,
A constant current circuit configured to flow a constant monitoring current irrespective of a control power supply for supplying power to the solenoid coil;
A resistor configured to be connected in series with the constant current circuit; And
The monitoring voltage applied to both ends of the resistance is measured by the monitoring current flowing through the resistance, and the monitoring voltage measured according to the abnormality of the solenoid coil is compared with a preset reference voltage to determine whether the solenoid coil is abnormal. A control unit;
The constant current circuit is a solenoid coil sensing device using a constant current circuit, characterized in that to operate as an active load to maintain a constant magnitude of the monitoring current.
청구항 1에 있어서, 상기 정전류 회로 및 저항은,
상기 감시전류가 상기 솔레노이드 코일을 구동시키지 못할 만큼 작게 흐르도록 설정된 것을 특징으로 하는 정전류 회로를 이용한 솔레노이드 코일 감지장치.
The method according to claim 1, wherein the constant current circuit and the resistor,
Solenoid coil sensing device using a constant current circuit, characterized in that the monitoring current is set to flow so small that it does not drive the solenoid coil.
청구항 1에 있어서, 상기 제어부는,
상기 감시전압의 변동범위와 상기 미리 설정된 기준전압의 변동범위를 비교하고, 상기 감시전압의 변동범위가 상기 기준전압의 변동범위를 벗어나는 경우에 상기 솔레노이드 코일이 비정상인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 정전류 회로를 이용한 솔레노이드 코일 감지장치.

The method according to claim 1, wherein the control unit,
And comparing the fluctuation range of the monitoring voltage with the preset fluctuation range of the reference voltage, and determining that the solenoid coil is abnormal when the fluctuation range of the monitoring voltage is out of the fluctuation range of the reference voltage. Solenoid coil detection device using a circuit.

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