KR101114980B1 - 기동 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기동 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 소프트 스타터(Soft Starter) 1대로 다수의 기기 제어 시 발생되는 SCR 스택(STACK)의 과열(OVER Temp.) 현상과 DI/DT(토크) 과도 현상을 제거함으로써, 다수의 기기를 순차적으로 기동 및 정지시키기 위한 기동 제어 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은, 기동 제어 장치에 있어서, 다수 기기가 각 기기의 기동 및 정지 조건에 따라 순차적으로 기동 또는 정지되도록 제어하기 위한 기동 및 정지 제어부; 상기 기동 및 정지 제어부로부터의 기동 제어 신호에 따라 해당 기기에 전원을 인가하여 상기 해당 기기를 기동시키기 위한 기동부; 상기 다수 기기의 기동 시 상기 기동부에서 발생되는 열로 인한 과열 현상을 방지하기 위한 냉각 수단; 상기 기동부에 의해 상기 해당 기기가 기동 완료됨에 따라 상기 기동부를 통하여 인가되는 전원을 차단하고 상기 해당 기기로 전원을 인가하며, 상기 기동 및 정지 제어부로부터의 정지 제어 신호에 따라 상기 해당 기기로 인가되는 전원을 차단하여 상기 해당 기기를 정지시키기 위한 전원 인가 및 차단부; 상기 기동부에 의해 상기 해당 기기의 기동이 완료된 후 상기 해당 기기를 과전압 또는 과전류 또는 전류 불평형 또는 전압 상방향으로부터 보호하기 위한 보호부; 및 상기 다수 기기의 역률을 각각 조정하기 위한 역률 조정부를 포함한다.

Description

기동 제어 장치 및 그 방법{STARTING CONTROL METHOD AND APPARATUS}
본 발명은 다수의 기기(예 : 다수의 모터)의 기동을 순차적으로 제어하기 위한 기동 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 1대의 소프트 스타터(Soft Starter)를 이용하여 다수의 기기(예 : 2대 내지 4대의 다수 모터)를 순차적으로 기동하기 위한 기동 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
이하의 일실시예에서는 다수의 기기의 일예로 4대의 모터를 예로 들어 설명하나, 본 발명은 기동 시 토크(TORQUE)가 크게 요구되는 설비 등에 이용될 수 있으므로, 본 발명이 모터 4대의 기동 제어에 한정되는 것이 아님을 미리 밝혀둔다.
일반적으로, 고압 모터 기동 시 문제가 되는 모선 전압 강하, 과도한 기동 전류, 및 기동 시 과도한 기계적 충격 등의 문제를 소프트 스타터(Soft Starter, 기동 제어 장치) 기술을 기반으로 하여 해결하고 있다. 이때, 소프트 스타터(Soft Starter)는 SCR(Silicon Controlled Rectifier, 실리콘 제어 정류소자라고 하며, 사이리스터(Thyristor)라고도 함) 소자를 이용하여 구현되어 있다.
그러나 현재의 소프트 스타터(Soft Starter) 기술은 1대의 소프트 스타터(Soft Starter)를 이용하여 1대의 모터만을 기동할 수 있는 수준으로, 1대의 소프트 스타터(Soft Starter)를 이용하여 다수의 모터를 연속적으로 기동할 수 없는 상황이다.
즉, 1대의 소프트 스타터(Soft Starter)로 다수(2대 내지 4대)의 모터를 연속으로 기동하고자 하면, SCR 스택(STACK)의 과열(OVER Temp.)과 DI/DT(토크, Torque) 과도 현상이 발생되는 문제점이 있다.
따라서 1대의 소프트 스타터(Soft Starter)를 이용하여 다수(2대 내지 4대)의 모터를 연속 기동 시 문제가 되는 SCR 스택(STACK)의 과열(OVER Temp.)과 DI/DT 과도 현상을 제거함으로써, 안정적으로 다수의 삼상 유도 전동기(모터)를 1대의 소프트 스타터(Soft Starter)로 순차적으로 기동 및 정지가 가능하도록 하는 기술이 요구되고 있다.
따라서 본 발명에서는 SCR 스택(STACK)의 연속적인 기동 및 정지 시 발생되는 과열(OVER Temp.) 현상을 냉각 장치를 구비하여 제거하고, SCR 턴-오프(TURN-OFF) 시 발생되는 DI/DT(Torque) 과도 현상을 라인 인덕턴스(line inductor)를 구비하여 제거하며, 다수 모터의 운전자의 요구 사항에 맞게 충분한 순차 기동 프로그램(Program)을 제공하고자 한다.
따라서 본 발명은 소프트 스타터(Soft Starter) 1대로 다수의 기기 제어 시 발생되는 SCR 스택(STACK)의 과열(OVER Temp.) 현상과 DI/DT(토크) 과도 현상을 제거함으로써, 다수의 기기를 순차적으로 기동 및 정지시키기 위한 기동 제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 기동 제어 장치에 있어서, 다수 기기가 각 기기의 기동 및 정지 조건에 따라 순차적으로 기동 또는 정지되도록 제어하기 위한 기동 및 정지 제어부; 상기 기동 및 정지 제어부로부터의 기동 제어 신호에 따라 해당 기기에 전원을 인가하여 상기 해당 기기를 기동시키기 위한 기동부; 상기 다수 기기의 기동 시 상기 기동부에서 발생되는 열로 인한 과열 현상을 방지하기 위한 냉각 수단; 상기 기동부에 의해 상기 해당 기기가 기동 완료됨에 따라 상기 기동부를 통하여 인가되는 전원을 차단하고 상기 해당 기기로 전원을 인가하며, 상기 기동 및 정지 제어부로부터의 정지 제어 신호에 따라 상기 해당 기기로 인가되는 전원을 차단하여 상기 해당 기기를 정지시키기 위한 전원 인가 및 차단부; 상기 기동부에 의해 상기 해당 기기의 기동이 완료된 후 상기 해당 기기를 과전압 또는 과전류 또는 전류 불평형 또는 전압 상방향으로부터 보호하기 위한 보호부; 및 상기 다수 기기의 역률을 각각 조정하기 위한 역률 조정부를 포함한다.
삭제
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 기동 제어 방법에 있어서, 기동 조건 또는 정지 조건을 만족하는지를 확인하는 확인 단계; 상기 확인 결과, 기동 조건을 만족하면 기동 조건에 따라 다수 기기 중 기동 조건에 해당하는 기기가 기동되도록 기동 제어 신호를 발생하는 단계; 상기 발생된 기동 제어 신호에 따라 기동부가 상기 해당 기기에 전원을 인가하여 상기 해당 기기를 기동시키는 기동 단계; 상기 다수 기기의 기동에 따른 상기 기동부의 과열을 냉각시키는 단계; 상기 해당 기기가 기동 완료됨에 따라 상기 기동 단계에서 인가되는 전원을 차단하고 상기 해당 기기로 전원을 인가하는 단계; 상기 기동된 해당 기기의 역률을 조정하는 단계; 상기 해당 기기의 기동이 완료된 후 상기 해당 기기를 과전압 또는 과전류 또는 전류 불평형 또는 전압 상방향으로부터 보호하는 단계; 상기 해당 기기가 정상적으로 동작함에 따라 상기 확인 단계로 진행하는 단계; 및 상기 확인 결과, 정지 조건을 만족하면 정지 제어 신호에 따라 상기 해당 기기로 인가되는 전원을 차단하여 상기 해당 기기를 정지시킨 후 상기 확인 단계로 진행하는 단계를 포함한다.
삭제
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은, 기동 제어 방법에 있어서, 다수 기기 중 제 1 기기의 기동 조건을 만족한 상태에서 상기 제 1 기기의 동작 시작 신호를 입력받는 단계; 입력 접촉 소자가 온(ON)되고, 제 1 접촉 소자가 온(ON)되는 단계; 소프트 스타터(Soft Starter) 및 냉각 수단의 기동으로 상기 제 1 기기에 초기 토크 퍼센트만큼의 전압을 인가하기 시작하여 램프 타임(RAMP TIME) 후에 상기 제 1 기기에 정상 전압을 인가하여 상기 제 1 기기를 기동시키는 단계; 상기 제 1 기기가 정상 스피드에 도달함에 따라 제어 수단에 의해 제 1 바이패스용 접촉 소자가 온(ON)되고 제 1 효율용 접촉 소자가 온(ON)되는 단계; 및 상기 제어 수단에 의해 상기 입력 접촉 소자와 상기 제 1 접촉 소자가 오프(OFF)되는 단계를 포함한다.
또한, 상기 본 발명의 다른 방법은, 상기 제 1 기기의 정지 조건을 만족하면 상기 제어 수단에 의해 상기 제 1 바이패스용 접촉 소자와 상기 제 1 효율용 접촉 소자가 오프(OFF)되어 상기 제 1 기기의 동작이 정지되는 단계를 더 포함한다.
상기와 같은 본 발명은, 소프트 스타터(Soft Starter) 1대로 다수의 삼상 고압 모터(motor)를 기동 및 정지시킴으로써, 경제적인 효과와 모터의 수명 연장, 모선의 저압 강하 방지, 모선의 역률 적정선 유지 등의 효과가 있다.
또한, 본 발명은 1대의 소프트 스타터(Soft Starter)로 다수의 모터(2대 내지 4대)를 순차적 기동함으로써, 각 모터가 소프트 스타터(Soft Starter)의 효과인 부드러운 기동과 전류 제한, 기계적 충격 최소화 등의 효과를 100% 이용 가능하도록 할 수 있다.
다시 말하면, 본 발명은 과도한 기동(돌입) 전류를 제한하고, 모터의 발열을 제한하며, 모터 및 기계 장치의 수명을 연장하고, 부드러운(Smooth) 기동이 가능하며, 기존의 수 배전 설비의 효율을 극대화하고, 빈번한 모터 기동 효과를 극대화할 수 있으며, 워터 해머를 제거하고, 기계 쇼크를 제거하며, 모선 전압 강하를 최소화(6-9%)할 수 있고, 적극적으로 모터를 보호(MPR Function)하며, 에너지를 절약(Energy Saving 3-9%)할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다수의 모터의 기동을 제어하는 장치의 일실시예 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 다수의 모터의 기동을 제어하는 장치의 일실시예 회로도,
도 3은 본 발명에 따른 다수의 모터의 기동을 제어하는 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명에 따른 다수의 모터의 기동을 제어하는 장치의 일실시예 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다수의 모터의 기동을 제어하는 장치는, 다수의 모터(50, 예 : 2대 내지 4대의 다수 모터)가 각 모터의 기동 및 정지 조건에 따라 순차적으로 기동 또는 정지되도록 제어하기 위한 모터 기동 및 정지 제어부(10), 상기 모터 기동 및 정지 제어부(10)로부터의 기동 제어 신호에 따라 해당 모터(MOTOR)에 전원을 인가하여 해당 모터(MOTOR)를 기동시키기 위한 모터 기동부(20), 다수의 모터의 기동 시 상기 모터 기동부(20)에서 발생되는 열로 인한 과열 현상을 방지하기 위한 냉각 장치(30), 상기 모터 기동부(20)에 의해 해당 모터가 기동 완료됨에 따라 상기 모터 기동부(20)를 통하여 인가되는 전원을 차단하고 상기 해당 모터로 전원을 인가하며, 상기 모터 기동 및 정지 제어부(10)로부터의 정지 제어 신호에 따라 해당 모터로 인가되는 전원을 차단하여 해당 모터를 정지시키기 위한 전원 인가 및 차단부(40), 및 상기 모터 기동부(20)에 의해 해당 모터의 기동이 완료된 후 상기 해당 모터를 과전압, 과전류, 전류 불평형, 및 전압 상방향 등으로부터 보호하기 위한 모터 보호부(70)를 포함한다.
이처럼, 본 발명은 1대의 소프트 스타터(Soft Starter, 기동 제어 장치)를 이용하여 다수의 모터(예 : 2대 내지 4대의 다수 모터)가 순차적으로 기동 및 정지되도록 제어한다.
여기서, 상기 본 발명에 따른 다수의 모터의 기동을 제어하는 장치는, 상기 각 모터의 역률을 조정하기 위한 역률 조정부(60)를 더 포함한다.
이때, 상기 역률 조정부(60)는 북 실드 타입 커패시터(Book Shield type Capacitor)를 이용하여 구현한다.
한편, 상기 모터 기동부(20)는 상기 모터 기동 및 정지 제어부(10)로부터의 기동 제어 신호에 따라 초기 토크 퍼센트(예 : 30%)만큼의 전압을 해당 모터(MOTOR)에 인가하기 시작하여 램프 타임(RAMP TIME, 예를 들어 10초) 후에 정상 전압이 해당 모터(MOTOR)에 인가되도록 전원을 조절하여 해당 모터(MOTOR)를 기동시킨다.
또한, 상기 모터 기동부(20)는 SCR(Silicon Controlled Rectifier) 소자를 구비하며, 상기 SCR 소자의 턴-오프(TURN-OFF) 시 발생되는 토크(DI/DT) 과도 현상을 제거하기 위한 라인 인덕턴스(line inductor)를 구비한다.
도 2는 본 발명에 따른 다수의 모터의 기동을 제어하는 장치의 일실시예 회로도이다.
본 발명에서는 1대의 소프트 스타터(Soft Starter)로 다수의 모터(2대 내지 4대)를 순차적 기동함으로써, 각 모터가 소프트 스타터(Soft Starter)의 효과인 부드러운 기동과 전류 제한, 기계적 충격 최소화 등의 효과를 100% 이용 가능하도록 할 수 있다.
이를 위하여, 본 발명에서는 기존의 소프트 스타터(Soft Starter)의 기능에 SCR 스택(STACK) 냉각장치(쿨링 팬, Cooling Fan), 라인 인덕턴스(line inductor), 프로그램 가능 로직 제어 시스템(Programmable Logic Control System), 모터 보호 장치(MPR), 및 북 실드 타입 커패시터(Book Shield type Capacitor, S.C) 등을 부가한다.
상기 SCR 스택(STACK) 냉각장치(Cooling Fan)는 모터 기동 시 SCR 스택(STACK) 내의 열을 냉각시킨다.
그리고 상기 라인 인덕턴스(line inductor)는 SCR 소자의 턴-오프(TURN-OFF) 시 발생되는 토크(DI/DT) 과도 현상을 제거한다. 즉, 라인 인덕턴스(line inductor)는 소프트 스타터(Soft Starter)와 모터(motor)의 케이블(CABLE) 거리가 150m 이상 시 과도 현상에 의하여 발생되는 SCR 쇼트(SHORT)를 방지한다.
또한, 다수 모터의 순차적 기동을 위해서는 각 모터의 기동 및 정지 준비 조건 등을 판단하기 위한 프로그램 가능 로직 제어 시스템(Programmable Logic Control System)이 추가되며, 각 모터의 기동 완료 후 모터 보호를 위해서 모터 보호 장치인 모터 보호용 릴레이(MPR)가 추가되며, 각 모터의 역률 조정을 위해서 북 실드 타입 커패시터(Book Shield type Capacitor)를 구비한다.
그 외에 소자들을 도 2를 참조하여 간략하게 살펴보면, 소프트 스타터(Soft Starter)를 전반적으로 제어하기 위한 제어 장치(LV Control Comportment), 입력 전원이 정상 상태인지를 체크하기 위한 소자(PT), 고전압 입력을 위한 입력 접촉 단자(IC, 예 : 전기식 접촉 스위치), 전류 측정을 위한 소자(CT), 각 모터의 앞단에 위치하는 각 접촉 단자(VC1 내지 VC4, 예 : 전기식 접촉 스위치), 각 모터로의 전원 바이패스를 위한 각 바이패스 접촉 소자(BP1 내지 BP4, 예 : 바이패스용 접촉 스위치), 각 모터에 인가되는 전원의 지락 전류를 체크하기 위한 지락 전류 체크 소자(ZCT), 및 각 모터의 효율을 위하여 북 실드 타입 커패시터(Book Shield type Capacitor)의 앞단에 위치하는 각 접촉 소자(CP1 내지 CP4, 예 : 접촉 스위치) 등이 있다.
전술한 도 2에 도시된 각 구성 요소의 동작 및 각 모터의 기동 조건과 정지 조건에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 제 1 모터(M1)의 기동 동작을 살펴보면, 제 1 모터(M1)의 기동을 위하여 주 전원(Main power)을 인가함으로써 입력 접촉 소자인 IC와 제 1 접촉 소자인 VC1이 온(ON)되며, 소프트 스타터(Soft Starter)가 온(ON)되어 제 1 모터(M1)가 기동된다. 이때, 소프트 스타터(Soft Starter) 기동 시 냉각 팬(COOLING FAN)이 동작하여 소프트 스타터(Soft Starter)의 온도 상승을 막아준다. 이후, 제 1 모터(M1)가 안정적으로 기동이 완료되면, 제 1 바이패스용 접촉 소자인 BP1이 온(ON)되면서, 제 1 효율용 접촉 소자인 CP1이 온(ON)되며, 제 1 모터 기동을 위해 온(ON)되었던 냉각 팬(COOLING FAN)을 포함한 소프트 스타터(Soft Starter)와, 입력 접촉 소자인 IC와 제 1 접촉 소자인 VC1이 오프(OFF)로 전환되어 제 1 모터 기동을 위한 소프트 스타터(Soft Starter)의 작업이 완료된다.
여기서, 제 1 모터의 기동 조건과 정지 조건 및 그에 따른 동작에 대하여 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.
1. 제 1 모터(M1 Motor)의 기동 조건은 다음과 같다.
1) 주(MAIN) 전원 정상
2) 소프트 스타터(Soft Starter)가 정지 상태
3) 소프트 스타터(Soft Starter)가 폴트(FAULT)가 아니고
4) 제 1 바이패스용 접촉 소자인 BP1과 제 1 접촉 소자인 VC1이 정지 상태
5) 제 1 모터(M1 MOTOR)가 폴트(FAULT)가 아니며
6) 제 2 접촉 소자인 VC2가 오픈(OPEN) 상태
7) 제 3 접촉 소자인 VC3가 오픈(OPEN) 상태
8) 제 4 접촉 소자인 VC4가 오픈(OPEN) 상태
2. 상기 제 1 모터(M1 Motor)의 기동 조건을 만족하고, 운용자로부터 모터 기동 및 정지 제어부(10)로 제 1 모터의 동작 시작 신호가 입력되면 하기와 같이 제 1 모터의 기동을 시작한다.
1) 입력 접촉 소자인 IC가 온(ON)된다.
2) 그리고 제 1 접촉 소자인 VC1이 온(ON)된다.
3) 상기 제 1 접촉 소자인 VC1이 온(ON)되고 1초 후에
4) 소프트 스타터(Soft Starter) 기동 및 쿨링 팬(COOLING FAN) 기동으로 제 1 모터에 초기 토크 퍼센트(예 : 30%)만큼의 전압이 인가되기 시작하여 램프 타임(RAMP TIME, 예를 들어 10초) 후에 제 1 모터에 정상 전압이 인가되어 제 1 모터가 기동된다.
이때, 소프트 스타터(Soft Starter)의 설정은 다음과 같다.
- 초기 토크
- 전류 제한
- 램프 타임(RAMP TIME)
- 보호(PROTECTION) 설정 : 과전압, 과전류, 전류 불평형, 및 전압 상방향 등으로부터 제 1 모터를 보호한다.
5) 제 1 모터가 정상 스피드에 도달하면, 프로그램 가능 로직 제어 시스템(Programmable Logic Control System)에 의해 1초 후에 제 1 바이패스용 접촉 소자인 BP1이 온(ON)된다. 이때, 제 1 모터의 정상 스피드 도달 여부는 제어 장치(LV Control Comportment)가 전류 측정 소자인 CT에서 측정된 전류 값을 이용하여 판단한다.
6) 상기 제 1 바이패스용 접촉 소자인 BP1이 온(ON)되고 1초 후에 프로그램 가능 로직 제어 시스템에 의해 제 1 효율용 접촉 소자인 CP1이 온(ON)된다.
7) 상기 제 1 효율용 접촉 소자인 CP1이 온(ON)되고 1초 후에 프로그램 가능 로직 제어 시스템에 의해 입력 접촉 소자인 IC와 제 1 접촉 소자인 VC1이 동시에 오프(OFF)된다.
3. 제 1 모터(M1 Motor)의 정지 조건은 다음과 같다.
1) 운용자로부터 모터 기동 및 정지 제어부(10)로 제 1 모터의 동작 정지 신호가 입력되거나,
2) 또는 기동 중에 과전류 또는 과전압 또는 지략전류 등에 의해 제 1 모터에 이상이 생기면,
3) 프로그램 가능 로직 제어 시스템에 의해 제 1 바이패스용 접촉 소자인 BP1과 제 1 효율용 접촉 소자인 CP1이 오프(OFF)되어 제 1 모터가 정지된다.
다음으로, 제 2 모터(M2)의 기동 동작을 살펴보면, 제 2 모터(M2)의 기동을 위하여 주 전원(Main power)을 인가함으로써 입력 접촉 소자인 IC와 제 2 접촉 소자인 VC2가 온(ON)되며, 소프트 스타터(Soft Starter)가 온(ON)되어 제 2 모터(M2)가 기동된다. 이때, 소프트 스타터(Soft Starter) 기동 시 냉각 팬(COOLING FAN)이 동작하여 소프트 스타터(Soft Starter)의 온도 상승을 막아준다. 이후, 제 2 모터(M2)가 안정적으로 기동이 완료되면, 제 2 바이패스용 접촉 소자인 BP2가 온(ON)되면서, 제 2 효율용 접촉 소자인 CP2가 온(ON)되며, 제 2 모터 기동을 위해 온(ON)되었던 냉각 팬(COOLING FAN)을 포함한 소프트 스타터(Soft Starter)와, 입력 접촉 소자인 IC와 제 2 접촉 소자인 VC2가 오프(OFF)로 전환되어 제 2 모터 기동을 위한 소프트 스타터(Soft Starter)의 작업이 완료된다.
여기서, 제 2 모터의 기동 조건과 정지 조건 및 그에 따른 동작에 대하여 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.
1. 제 2 모터(M2 Motor)의 기동 조건은 다음과 같다.
1) 주(MAIN) 전원 정상
2) 소프트 스타터(Soft Starter)가 정지 상태
3) 소프트 스타터(Soft Starter)가 폴트(FAULT)가 아니고
4) 제 2 바이패스용 접촉 소자인 BP2와 제 2 접촉 소자인 VC2가 정지 상태
5) 제 2 모터(M2 MOTOR)가 폴트(FAULT)가 아니며
6) 제 1 접촉 소자인 VC1이 오픈(OPEN) 상태
7) 제 3 접촉 소자인 VC3가 오픈(OPEN) 상태
8) 제 4 접촉 소자인 VC2가 오픈(OPEN) 상태
2. 상기 제 2 모터(M2 Motor)의 기동 조건을 만족하고, 운용자로부터 모터 기동 및 정지 제어부(10)로 제 2 모터의 동작 시작 신호가 입력되면 하기와 같이 제 1 모터의 기동을 시작한다.
1) 입력 접촉 소자인 IC가 온(ON)된다.
2) 그리고 제 2 접촉 소자인 VC2가 온(ON)된다.
3) 상기 제 2 접촉 소자인 VC2가 온(ON)되고 1초 후에
4) 소프트 스타터(Soft Starter) 기동 및 쿨링 팬(COOLING FAN) 기동으로 제 2 모터에 초기 토크 퍼센트(예 : 30%)만큼의 전압이 인가되기 시작하여 램프 타임(RAMP TIME, 예를 들어 10초) 후에 제 2 모터에 정상 전압이 인가되어 제 2 모터가 기동된다.
이때, 소프트 스타터(Soft Starter)의 설정은 다음과 같다.
- 초기 토크
- 전류 제한
- 램프 타임(RAMP TIME)
- 보호(PROTECTION) 설정 : 과전압, 과전류, 전류 불평형, 및 전압 상방향 등으로부터 제 2 모터를 보호한다.
5) 제 2 모터가 정상 스피드에 도달하면, 프로그램 가능 로직 제어 시스템(Programmable Logic Control System)에 의해 1초 후에 제 2 바이패스용 접촉 소자인 BP2가 온(ON)된다. 이때, 제 2 모터의 정상 스피드 도달 여부는 제어 장치(LV Control Comportment)가 전류 측정 소자인 CT에서 측정된 전류 값을 이용하여 판단한다.
6) 상기 제 2 바이패스용 접촉 소자인 BP2가 온(ON)되고 1초 후에 프로그램 가능 로직 제어 시스템에 의해 제 2 효율용 접촉 소자인 CP2가 온(ON)된다.
7) 상기 제 2 효율용 접촉 소자인 CP2가 온(ON)되고 1초 후에 프로그램 가능 로직 제어 시스템에 의해 입력 접촉 소자인 IC와 제 2 접촉 소자인 VC2가 동시에 오프(OFF)된다.
3. 제 2 모터(M2 Motor)의 정지 조건은 다음과 같다.
1) 운용자로부터 모터 기동 및 정지 제어부(10)로 제 2 모터의 동작 정지 신호가 입력되거나,
2) 또는 기동 중에 과전류 또는 과전압 또는 지략전류 등에 의해 제 2 모터에 이상이 생기면,
3) 프로그램 가능 로직 제어 시스템에 의해 제 2 바이패스용 접촉 소자인 BP2와 제 2 효율용 접촉 소자인 CP2가 오프(OFF)되어 제 2 모터가 정지된다.
전술한 바와 같은 방식으로 설정된 제 3 모터 및 제 4 모터의 기동 조건을 만족하면 제 3 모터 및 제 4 모터도 순차적으로 기동시키거나 정지시킬 수 있으므로, 여기에 대해서는 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
한편, 전술한 실시예에서는 제 1 모터, 제 2 모터, 제 3 모터, 및 제 4 모터 순으로 기동되는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 해당 모터의 기동 조건이 만족되는 순서대로 기동되므로 제 1 모터, 제 3 모터, 제 2 모터, 및 제 4 모터 순으로 기동될 수도 있는 등 운용자의 기동 요청 순서대로 해당 모터를 기동시킬 수 있다.
한편, 전술한 실시예에서는 운용자로부터의 기동 요청 순서에 따라 해당 모터를 기동시키는 것으로 설명하였으나, 운용자로부터 미리 모터 기동 순서를 입력받아 설정한 후에 시작 신호에 따라 해당 모터 기동 순서대로 모터를 기동시킬 수도 있다.
도 3은 본 발명에 따른 다수의 모터의 기동을 제어하는 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, 그 구체적인 실시예는 도 1 및 도 2를 참조하여 전술한 바와 같으므로 여기서는 기동 제어 방법의 동작 순서에 대해서만 간략하게 설명하기로 한다.
먼저, 모터 기동 및 정지 제어부(10)가 모터의 기동 조건 또는 정지 조건을 만족하는지를 확인한다(301).
상기 확인 결과(301), 모터의 기동 조건을 만족하면 모터 기동 및 정지 제어부(10)가 모터의 기동 조건에 따라 다수의 모터(50, 예 : 2대 내지 4대의 다수 모터) 중 기동 조건에 해당하는 모터가 기동되도록 기동 제어 신호를 발생한다(302).
이후, 모터 기동부(20)가 상기 모터 기동 및 정지 제어부(10)로부터의 기동 제어 신호에 따라 해당 모터(MOTOR)에 전원을 인가하여 해당 모터(MOTOR)를 기동시킨다(303).
그리고 냉각 장치(30)가 다수의 모터의 기동 시 상기 모터 기동부(20)에서 발생되는 열로 인한 과열 현상을 방지하기 위하여 냉각 동작을 시작한다(304). 이때, 상기 냉각 장치(30)의 동작 시작은 상기 "303" 과정 이후부터 하기의 "306" 과정 사이의 어느 과정에서 수행하여도 된다.
그리고 전원 인가 및 차단부(40)가 상기 모터 기동부(20)에 의해 해당 모터가 기동 완료됨에 따라 상기 모터 기동부(20)를 통하여 인가되는 전원을 차단하고 상기 해당 모터로 전원을 인가한다(305).
이후, 모터 보호부(70)가 상기 모터 기동부(20)에 의해 해당 모터의 기동이 완료된 후 상기 해당 모터를 과전압, 과전류, 전류 불평형, 및 전압 상방향 등으로부터 보호하기 위하여 동작을 시작한다(306).
상기와 같이 "301" 과정 내지 "306" 과정을 통하여 1대의 모터가 정상적으로 동작하면, 다른 모터의 기동 또는 정지를 위하여 상기 "301" 과정으로 진행한다.
한편, 상기 확인 결과(301), 모터의 정지 조건을 만족하면 전원 인가 및 차단부(40)가 상기 모터 기동 및 정지 제어부(10)로부터의 정지 제어 신호에 따라 해당 모터로 인가되는 전원을 차단하여 해당 모터를 정지시킨다(307).
상기와 같이 "307" 과정을 통하여 1대의 모터가 정상적으로 정지되었으면, 다른 모터의 기동 또는 정지를 위하여 상기 "301" 과정으로 진행한다.
한편, 본 발명에 따른 다수의 모터의 기동을 제어하는 방법은, 부가적으로 역률 조정부(60)가 상기 기동된 해당 모터의 역률을 조정하기 위하여 동작을 시작하는 과정을 더 포함한다.
이처럼, 본 발명에서는 다수의 모터(50, 예 : 2대 내지 4대의 다수 모터)를 각 모터의 기동 및 정지 조건에 따라 순차적으로 기동 또는 정지시킨다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명은 펌프(PUMP), 송풍기(Blower), 컴프레서(Compressor), 벨트/컨베이어(Belt/Conveyor) 이송기, 분쇄기(Crusher), 풍차, 이송장치(대차), 멀티 모터(Multi Motor), 기타 기동 시 토크(TORQUE)가 크게 요구되는 설비 등에 이용될 수 있다.
10 : 모터 기동 및 정지 제어부 20 : 모터 기동부
30 : 냉각 장치 40 : 전원 인가 및 차단부
50 : 다수 모터 60 : 역률 조정부
70 : 모터 보호부

Claims (15)

  1. 삭제
  2. 기동 제어 장치에 있어서,
    다수 기기가 각 기기의 기동 및 정지 조건에 따라 순차적으로 기동 또는 정지되도록 제어하기 위한 기동 및 정지 제어부;
    상기 기동 및 정지 제어부로부터의 기동 제어 신호에 따라 해당 기기에 전원을 인가하여 상기 해당 기기를 기동시키기 위한 기동부;
    상기 다수 기기의 기동 시 상기 기동부에서 발생되는 열로 인한 과열 현상을 방지하기 위한 냉각 수단;
    상기 기동부에 의해 상기 해당 기기가 기동 완료됨에 따라 상기 기동부를 통하여 인가되는 전원을 차단하고 상기 해당 기기로 전원을 인가하며, 상기 기동 및 정지 제어부로부터의 정지 제어 신호에 따라 상기 해당 기기로 인가되는 전원을 차단하여 상기 해당 기기를 정지시키기 위한 전원 인가 및 차단부;
    상기 기동부에 의해 상기 해당 기기의 기동이 완료된 후 상기 해당 기기를 과전압 또는 과전류 또는 전류 불평형 또는 전압 상방향으로부터 보호하기 위한 보호부; 및
    상기 다수 기기의 역률을 각각 조정하기 위한 역률 조정부
    를 포함하는 기동 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 역률 조정부는,
    북 실드 타입 커패시터(Book Shield type Capacitor)를 이용하여 구현한 것을 특징으로 하는 기동 제어 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 기동 제어 장치는,
    1대의 소프트 스타터(Soft Starter)를 이용하여 상기 다수 기기가 순차적으로 기동 및 정지되도록 제어하는 기동 제어 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 기동부는,
    SCR(Silicon Controlled Rectifier) 소자를 구비하며,
    상기 SCR 소자의 턴-오프(TURN-OFF) 시 발생되는 토크(DI/DT) 과도 현상을 제거하기 위한 라인 인덕턴스(line inductor)를 구비하는 기동 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기동부는,
    상기 기동 및 정지 제어부로부터의 기동 제어 신호에 따라 초기 토크 퍼센트만큼의 전압을 상기 해당 기기에 인가하기 시작하여 램프 타임(RAMP TIME) 후에 정상 전압이 상기 해당 기기에 인가되도록 전원을 조절하여 상기 해당 기기를 기동시키는 기동 제어 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 라인 인덕턴스(line inductor)는,
    상기 소프트 스타터(Soft Starter)와 상기 해당 기기 간의 케이블(CABLE) 거리가 소정 거리 이상 시 과도 현상에 의하여 발생되는 상기 SCR 소자의 쇼트(SHORT)를 방지하는 기동 제어 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 다수 기기는,
    멀티 모터(Multi Motor), 다수의 펌프(PUMP), 다수의 송풍기(Blower), 다수의 컴프레서(Compressor), 다수의 벨트/컨베이어(Belt/Conveyor) 이송기, 다수의 분쇄기(Crusher), 다수의 풍차 또는 다수의 이송장치(대차) 중 어느 한 종류의 기기인 것을 특징으로 하는 기동 제어 장치.
  9. 삭제
  10. 기동 제어 방법에 있어서,
    기동 조건 또는 정지 조건을 만족하는지를 확인하는 확인 단계;
    상기 확인 결과, 기동 조건을 만족하면 기동 조건에 따라 다수 기기 중 기동 조건에 해당하는 기기가 기동되도록 기동 제어 신호를 발생하는 단계;
    상기 발생된 기동 제어 신호에 따라 기동부가 상기 해당 기기에 전원을 인가하여 상기 해당 기기를 기동시키는 기동 단계;
    상기 다수 기기의 기동에 따른 상기 기동부의 과열을 냉각시키는 단계;
    상기 해당 기기가 기동 완료됨에 따라 상기 기동 단계에서 인가되는 전원을 차단하고 상기 해당 기기로 전원을 인가하는 단계;
    상기 기동된 해당 기기의 역률을 조정하는 단계;
    상기 해당 기기의 기동이 완료된 후 상기 해당 기기를 과전압 또는 과전류 또는 전류 불평형 또는 전압 상방향으로부터 보호하는 단계;
    상기 해당 기기가 정상적으로 동작함에 따라 상기 확인 단계로 진행하는 단계; 및
    상기 확인 결과, 정지 조건을 만족하면 정지 제어 신호에 따라 상기 해당 기기로 인가되는 전원을 차단하여 상기 해당 기기를 정지시킨 후 상기 확인 단계로 진행하는 단계
    를 포함하는 기동 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기동부가 SCR(Silicon Controlled Rectifier) 소자를 구비하며,
    상기 기동 단계는,
    라인 인덕턴스(line inductor)를 이용하여 상기 SCR 소자의 턴-오프(TURN-OFF) 시 발생되는 토크(DI/DT) 과도 현상을 제거하는 기동 제어 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 기동 단계는,
    상기 발생된 기동 제어 신호에 따라 초기 토크 퍼센트만큼의 전압을 상기 해당 기기에 인가하기 시작하여 램프 타임(RAMP TIME) 후에 정상 전압이 상기 해당 기기에 인가되도록 전원을 조절하여 상기 해당 기기를 기동시키는 기동 제어 방법.
  13. 기동 제어 방법에 있어서,
    다수 기기 중 제 1 기기의 기동 조건을 만족한 상태에서 상기 제 1 기기의 동작 시작 신호를 입력받는 단계;
    입력 접촉 소자가 온(ON)되고, 제 1 접촉 소자가 온(ON)되는 단계;
    소프트 스타터(Soft Starter) 및 냉각 수단의 기동으로 상기 제 1 기기에 초기 토크 퍼센트만큼의 전압을 인가하기 시작하여 램프 타임(RAMP TIME) 후에 상기 제 1 기기에 정상 전압을 인가하여 상기 제 1 기기를 기동시키는 단계;
    상기 제 1 기기가 정상 스피드에 도달함에 따라 제어 수단에 의해 제 1 바이패스용 접촉 소자가 온(ON)되고 제 1 효율용 접촉 소자가 온(ON)되는 단계; 및
    상기 제어 수단에 의해 상기 입력 접촉 소자와 상기 제 1 접촉 소자가 오프(OFF)되는 단계
    를 포함하는 기동 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 기기의 정지 조건을 만족하면 상기 제어 수단에 의해 상기 제 1 바이패스용 접촉 소자와 상기 제 1 효율용 접촉 소자가 오프(OFF)되어 상기 제 1 기기의 동작이 정지되는 단계
    를 더 포함하는 기동 제어 방법.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 기기는, 모터인 것을 특징으로 하는 기동 제어 방법.
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