KR101182480B1 - Power module in case of power outage - Google Patents
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Abstract
[과제] 동일 구성의 전동액츄에이터를 통상의 전동액츄에이터로서도 긴급차단기능을 가지는 전동액츄에이터로서도 사용할 수 있도록 한다.
[해결수단] 정전시 전원모듈(300)에 정전검출회로(16), 정전시 전원부(17), 모터전원 전환회로(18), 정전시 제어신호 생성회로(19), 제어신호 전환회로(20)를 마련하고, 전동액츄에이터(100)로의 교류전원(AC)의 정전을 검출하고 있지 않은 경우에는 모터전원 전환회로(18) 및 제어신호 전환회로(20)에 의해 교류전원(AC) 및 설정개도(θsp)를 전동액츄에이터(100)에 보내며, 전동액츄에이터(100)로의 교류전원(AC)의 정전을 검출한 경우에는 모터전원 전환회로(18) 및 제어신호 전환회로(20)에 의해 정전시 전원(EC) 및 정전시 개도(θSH)를 전동액츄에이터(100)에 보낸다.[Problem] The electric actuator of the same structure can be used as a normal electric actuator as an electric actuator which has an emergency interruption function.
[Measures] The power supply module 300 at the time of power failure, the power failure detection circuit 16, the power supply unit 17 at the time of power failure, the motor power switching circuit 18, the control signal generation circuit 19 at the power failure, the control signal switching circuit 20 ) And the AC power source AC and the setting opening by the motor power source switching circuit 18 and the control signal switching circuit 20 when the power failure of the AC power source AC to the electric actuator 100 is not detected. (θsp) is sent to the electric actuator 100, and in the case of detecting a power failure of the AC power supply AC to the electric actuator 100, the power supply at the time of power failure by the motor power switching circuit 18 and the control signal switching circuit 20 EC and the opening degree θSH at the power failure are sent to the electric actuator 100.
Description
본 발명은, 밸브나 댐퍼 등의 제어대상의 개도를 조정함으로써 유량제어를 행하는 전동액츄에이터에 접속하여 이용하는 정전시 전원모듈에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
종래부터, 공조설비에서는 그 냉온수배관에 설치되는 밸브, 덕트 내를 통과하여 공조에어리어에 공급되는 조화공기의 풍량을 가감하는 댐퍼 등을 제어대상으로 하고, 이 제어대상의 개도조정을 행하게 하기 위해서 전동액츄에이터가 이용되고 있다.Background Art Conventionally, in air conditioning facilities, valves installed in the cold and hot water pipes, dampers, etc., which reduce or decrease the amount of airflow of air to be supplied to the air conditioning area through the duct, are controlled. Actuators are used.
이런 종류의 통상의 전동액츄에이터는 동작전원으로서 교류전원이 공급되기 때문에, 전동액츄에이터의 내부에 구동모터로서 교류모터를 구비하고, 공조용 콘트롤러로부터의 제어지령에 따라 제어대상의 실(實)개도를 설정개도에 일치시키는 제어동작을 행한다. 이와 같은 교류전원으로 동작하는 전동액츄에이터에서는 공급되고 있는 교류전원에 정전(停電)이 발생하면, 개도제어되고 있는 제어대상은 정전 직전의 동작개도인 채로 있게 되어, 적절한 개도제어를 행할 수 없게 된다.In this type of normal electric actuator, since AC power is supplied as an operating power source, an AC motor is provided as a driving motor inside the electric actuator, and the actual opening degree of the control object is adjusted in accordance with a control command from the air conditioning controller. A control operation is performed in accordance with the set opening degree. In the electric actuator operated by such an AC power supply, when a power failure occurs in the supplied AC power supply, the controlled object to be controlled for the opening degree remains in the operation opening just before the power failure, so that appropriate opening degree control cannot be performed.
그래서, 전동액츄에이터에 공급되고 있는 교류전원이 정전이 되었을 경우에, 소정의 개도(예를 들면, 전폐(全閉))로 강제적으로 동작시키고, 교류전원이 다시 통전상태로 복귀할 때까지 그 소정의 개도를 유지하는 타입의 전동액츄에이터도 제안되어 이미 존재한다. 이하, 이 타입의 전동액츄에이터를 긴급차단기능부(付) 전동액츄에이터라고 부른다.Therefore, when the AC power supplied to the electric actuator becomes a power failure, the AC power is forcibly operated at a predetermined opening degree (for example, totally closed), until the AC power returns to the energized state again. An electric actuator of the type which maintains the opening degree of is also proposed and already exists. Hereinafter, this type of electric actuator is called an emergency shut-off function part electric actuator.
현재, 긴급차단기능부 전동액츄에이터로서는 구체적으로 2타입 제안되고 있으며, 하나의 타입은 스프링리턴형, 다른 하나의 타입은 2차전원구동형으로 불리고 있다.At present, two types of electric actuators with emergency interrupting function have been specifically proposed. One type is called a spring return type and the other type is a secondary power source driving type.
[스프링리턴형 전동액츄에이터][Spring Return Type Electric Actuator]
스프링리턴형 전동액츄에이터는 전동액츄에이터의 구동축에 대해서 전폐상태를 유지하도록 가압되는 리턴스프링을 탑재하고, 교류전원이 공급되고 있는 경우는 이 리턴스프링의 가압력에 저항하여 구동모터를 구동시켜 제어대상의 개도를 조정하며, 정전이 발생한 경우는 리턴스프링의 가압력에 의해서 제어대상의 개도를 강제적으로 소정의 개도로 한다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).The spring return type electric actuator is equipped with a return spring pressurized to maintain the closed state with respect to the drive shaft of the electric actuator. When AC power is supplied, the spring return type electric actuator resists the pressing force of the return spring and drives the driving motor to open the control object. When the power failure occurs, the opening degree of the control object is forcibly set to a predetermined opening degree by the pressing force of the return spring (see
[2차전원구동형 전동액츄에이터][Secondary Power Drive Type Electric Actuator]
한편, 2차전원구동형 전동액츄에이터는 전동액츄에이터의 구동모터를 직류모터로 함과 아울러, 별도로, 2차전지나 전기 이중층 콘덴서 등으로 구성되는 2차전원(직류전원)을 탑재하고, 교류전원이 공급되고 있을 때는 이 교류전원을 직류로 변환하여 직류모터를 구동시켜 제어대상의 개도를 조정하며, 정전이 발생한 경우에는 2차전원을 동작전원으로 하고, 2차전원(직류전원)에 의해서 직류모터를 구동시켜 제어대상의 개도를 강제적으로 소정의 개도로 한다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).On the other hand, the secondary power drive type electric actuator uses a drive motor of the electric actuator as a direct current motor, and is equipped with a secondary power source (direct current power source) composed of a secondary battery or an electric double layer capacitor, and supplied with an AC power source. If it is, the AC power is converted into DC and the DC motor is driven to adjust the opening degree of the control object.In case of power failure, the secondary power is used as the operating power, and the DC motor is operated by the secondary power (DC power). By driving, the opening degree of a control object is forcibly made into a predetermined opening degree (for example, refer patent document 2).
그런데, 이와 같은 2개의 타입의 긴급차단기능부 전동액츄에이터끼리를 비교하면, 스프링리턴형 전동액츄에이터는 리턴스프링의 가압력이 통상시의 모터 구동에 대해서 저항으로서 작용하기 때문에, 그 저항에 이기기 위해서 구동모터로서 토크가 큰 모터를 사용해야 하므로, 전동액츄에이터의 대형화·중량화·비용상승을 가져온다고 하는 단점을 가진다.By the way, when comparing these two types of emergency shutoff electric actuators, the spring return type electric actuator acts as a resistance against the normal driving of the return spring. Since a large torque motor must be used, it has the disadvantage of increasing the size, weight, and cost of the electric actuator.
이것에 대해서, 2차전원구동형 전동액츄에이터는 스프링리턴형과 같은 단점을 가지지 않고, 또 최근, 2차전원인 2차전지나 전기 이중층 콘덴서의 용량의 개선 등도 있어 계속 유리하게 되고 있다.On the other hand, the secondary power supply type electric actuator does not have the same disadvantages as the spring return type, and in recent years, there is also an improvement in the capacity of a secondary battery or an electric double layer capacitor, which is a secondary power source, and continues to be advantageous.
그렇지만, 종래의 전동액츄에이터에서는 긴급차단기능을 가지는 전동액츄에이터와 긴급차단기능을 가지지 않는 전동액츄에이터(통상의 전동액츄에이터)는 그 구조가 크게 차이가 나기 때문에, 2종류의 전동액츄에이터를 제조할 필요가 있었다.However, in the conventional electric actuator, the electric actuator having the emergency shutoff function and the electric actuator (normal electric actuator) without the emergency shutoff function had a large difference in structure, and therefore, it was necessary to manufacture two types of electric actuators. .
또, 통상의 전동액츄에이터를 사용하고 있던 유저가, 나중에 그 전동액츄에이터에 긴급차단기능을 갖게 하고자 하는 경우, 기존의 전동액츄에이터를 큰 폭으로 개조하거나, 혹은 긴급차단기능부 전동액츄에이터를 별도로 구입하여 기존의 전동액츄에이터와 교환해야 하므로, 비용이나 개조·교환의 시간과 노력이 들고 있었다.If a user who is using a normal electric actuator wants to provide an emergency shut-off function to the electric actuator later on, the existing electric actuator can be greatly modified or a separate electric actuator with an emergency shut-off function can be purchased separately. In order to replace the electric actuator, the cost and the time and effort of retrofitting and replacing were incurred.
예를 들면, 통상의 전동액츄에이터를 2차전원구동형의 전동액츄에이터로 개조하는 경우, 통상의 전동액츄에이터의 구동모터에는 교류모터가 이용되고 있기 때문에, 이 교류모터의 직류모터로의 교환, 제어기판의 변경, 긴급차단기능을 가지는 모듈의 추가 등이 필요하다. 또, 교환한 부품은 폐기할 필요가 있다. 이와 같이, 통상의 전동액츄에이터를 2차전원구동형의 전동액츄에이터로 개조하는 경우, 개조에 필요로 하는 비용이나 시간과 노력이 과대하게 된다.For example, when converting a normal electric actuator into a secondary power drive type electric actuator, since an AC motor is used for the drive motor of a normal electric actuator, this AC motor is replaced with the DC motor, a control board Needs to be changed, the addition of a module with the emergency shutdown function, etc. In addition, the replaced parts need to be discarded. As described above, when the ordinary electric actuator is converted into a secondary power drive type electric actuator, the cost, time, and effort required for the conversion are excessive.
본 발명은 이와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는 동일 구성의 전동액츄에이터를 통상의 전동액츄에이터로서도 긴급차단기능을 가지는 전동액츄에이터로서도 사용할 수 있도록 하는 것이 가능한 정전시 전원모듈을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a power supply module in case of a power failure, which makes it possible to use an electric actuator of the same configuration as an electric actuator having an emergency interruption function as a normal electric actuator. It is.
이와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 교류모터와, 이 교류모터에 의해서 구동되는 제어대상의 실개도를 검출하는 실개도 검출수단과, 이 실개도 검출수단에 의해서 검출되는 실개도를 설정개도에 일치시키는 제어출력을 생성하는 제어수단과, 이 제어수단이 생성하는 제어출력을 받아 교류모터로의 구동출력을 생성하는 구동출력 생성수단과, 이 구동출력 생성수단이 생성하는 구동출력의 에너지원이 되는 교류전원의 입력부와, 설정개도의 입력부를 구비한 전동액츄에이터에 케이블을 통하여 착탈 가능하게 접속되는 정전시 전원모듈에 전동액츄에이터로의 교류전원을 중계하는 교류전원 중계수단과, 전동액츄에이터로의 교류전원의 정전을 검출하는 정전검출수단과, 교류전원에 대신하는 정전시의 에너지원이 되는 정전시 전원수단과, 전동액츄에이터로의 설정개도를 중계하는 설정개도 중계수단과, 제어대상이 정전시에 유지해야 할 소정의 개도를 정전시 개도로서 출력하는 정전시 개도출력수단과, 교류전원 중계수단이 중계하는 교류전원 및 정전시 전원수단으로부터의 정전시 전원을 입력으로 하고, 정전검출수단이 교류전원의 정전을 검출하고 있지 않은 경우에는 전동액츄에이터에 입력하는 교류전원으로서 교류전원 중계수단이 중계하는 교류전원을 선택하며, 정전검출수단이 교류전원의 정전을 검출한 경우에는 전동액츄에이터에 입력하는 교류전원으로서 정전시 전원수단으로부터의 정전시 전원을 선택하는 전원선택 공급수단과, 정전검출수단이 교류전원의 정전을 검출하고 있지 않은 경우에는 전동액츄에이터에 입력하는 설정개도로서 설정개도 중계수단이 중계하는 설정개도를 선택하고, 정전검출수단이 교류전원의 정전을 검출한 경우에는 전동액츄에이터에 입력하는 설정개도로서 정전시 개도출력수단이 출력하는 정전시 개도를 선택하는 설정개도 선택송신수단을 마련하도록 한 것이다.In order to achieve the above object, the present invention relates to an alternating-current detection means for detecting an alternating current of an AC motor, a controlled object driven by the alternating-current motor, and a set-up opening degree detected by the actual degree of detection. Control means for generating a control output to match the control output; drive output generation means for receiving the control output generated by the control means and generating a drive output to the AC motor; and an energy source of the drive output generated by the drive output generation means. AC power relay means for relaying AC power to the electric actuator to the power supply module in case of power failure, which is detachably connected via a cable to an electric actuator having an input portion of an AC power supply and an input portion of a set opening degree, and to the electric actuator. A power failure detection means for detecting a power failure of the AC power supply, a power supply means at the time of power failure, which is an energy source at the time of power failure in place of the AC power supply, A set opening relay means for relaying a set opening degree to the same actuator, a blackout opening output means for outputting a predetermined opening degree to be controlled at the time of blackout as a blackout, and an AC power relay relayed by the AC power relay means. And when the power failure means from the power supply means at the time of power failure, and the power failure detection means does not detect the power failure of the AC power source, selects the AC power relayed by the AC power relay means as the AC power input to the electric actuator. When the power failure detection means detects a power failure of the AC power supply, the power supply selection means selects the power supply when the power failure occurs from the power supply means when the power failure is inputted to the electric actuator, and the power failure detection means detects the power failure of the AC power supply. If not, the set opening degree is inputted to the electric actuator. When a static opening degree is selected and a power failure detection means detects a power failure of an AC power source, a set opening degree selection means for selecting a set opening degree for selecting the opening degree at the time of power failure outputted by the opening degree output means at a power failure is provided. will be.
본 발명의 정전시 전원모듈을 전동액츄에이터에 접속하고 있지 않은 경우, 그 전동액츄에이터는 입력부로부터의 교류전원 및 설정개도의 공급을 받아 동작하고, 제어대상의 실개도를 설정개도에 일치시키는 제어가 행해진다. 이것에 의해, 그 전동액츄에이터는 통상의 전동액츄에이터로서 기능한다.When the power supply module at the time of power failure of the present invention is not connected to the electric actuator, the electric actuator operates under the supply of AC power from the input unit and the set opening degree, and control is performed to match the actual degree of control to the set opening degree. All. As a result, the electric actuator functions as a normal electric actuator.
본 발명의 정전시 전원모듈을 전동액츄에이터에 접속한 경우, 정전시 전원모듈 내에서 전동액츄에이터로의 교류전원의 정전의 유무가 검출되고, 정전이 검출되어 있지 않은 경우에는 교류전원 중계수단이 중계하는 교류전원 및 설정개도 중계수단이 중계하는 설정개도가 전동액츄에이터에 공급되며, 정전이 검출된 경우에는 정전시 전원수단으로부터의 정전시 전원 및 정전시 개도출력수단으로부터의 정전시 개도가 전동액츄에이터에 공급된다.When the power supply module at the time of power failure of the present invention is connected to the electric actuator, the presence or absence of a power failure of the AC power supply to the electric actuator within the power supply module during the power failure is detected, and when the power failure is not detected, the AC power relay means relays. The AC power supply and the set opening degree relayed by the relay means are supplied to the electric actuator, and in the case where a power failure is detected, the power supply from the power supply means at the time of power failure and the opening degree at the time of power failure from the opening output means at the power failure are supplied to the electric actuator. do.
이것에 의해서, 정전이 발생하지 않은 경우, 정전시 전원모듈로부터의 교류전원 및 설정개도의 공급을 받아 전동액츄에이터가 동작하고, 제어대상의 실개도를 설정개도에 일치시키는 제어가 행해진다. 정전이 발생한 경우, 정전시 전원모듈로부터의 정전시 전원 및 정전시 개도의 공급을 받아 전동액츄에이터가 동작하고, 제어대상의 실개도를 정전시 개도(예를 들면, 전폐)에 일치시키는 제어가 행해진다. 이것에 의해, 그 전동액츄에이터는 긴급차단기능을 가지는 전동액츄에이터로서 기능한다.As a result, when a power failure does not occur, the electric actuator is operated by supplying the AC power supply and the set opening degree from the power supply module at the time of power failure, and control is performed to match the actual opening degree of the control object to the set opening degree. In the event of a power failure, the electric actuator is operated by supplying the power supply at the time of power failure and the opening degree at the time of power failure, and the control is performed to match the opening degree of the control object to the opening degree (for example, total closing) at the time of power failure. All. As a result, the electric actuator functions as an electric actuator having an emergency interruption function.
본 발명의 정전시 전원모듈에 의하면, 전동액츄에이터에 접속하고 있지 않은 경우에는 그 전동액츄에이터를 통상의 전동액츄에이터로서 기능시키고, 전동액츄에이터에 접속한 경우에는 그 전동액츄에이터를 긴급차단기능을 가지는 전동액츄에이터로서 기능시키도록 하는 것이 가능하게 되며, 정전시 전원모듈을 접속하는지 여부에 의해 동일 구성의 전동액츄에이터를 통상의 전동액츄에이터로서도 긴급차단기능을 가지는 전동액츄에이터로서도 사용할 수 있도록 하는 것이 가능하게 된다.According to the power supply module at the time of power failure of the present invention, when the electric actuator is not connected to the electric actuator, the electric actuator functions as a normal electric actuator, and when it is connected to the electric actuator, the electric actuator as an electric actuator having an emergency shut-off function. It becomes possible to make it function, and it becomes possible to use the electric actuator of the same structure as an electric actuator which has an emergency interruption function as a normal electric actuator by connecting a power supply module at the time of a power failure.
도 1은 본 발명에 관한 정전시 전원모듈이 접속되기 전의 전동액츄에이터의 주요부를 나타내는 블럭도이다.
도 2는 이 전동액츄에이터의 외관도이다.
도 3은 이 전동액츄에이터에 본 발명에 관한 정전시 전원모듈의 일실시형태(실시형태 1)를 접속한 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 이 전동액츄에이터에 정전시 전원모듈을 접속한 경우의 주요부의 블럭도이다.
도 5는 정전시 전원모듈의 내부의 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 실시형태 1에서 정전시 전원부에서의 DC/AC전원 변환부를 D급 앰프와 전원필터에 의해서 구성하도록 한 예(실시형태 2)를 나타내는 도면이다.1 is a block diagram showing the main part of the electric actuator before the power supply module is connected at the time of power failure according to the present invention.
2 is an external view of the electric actuator.
Fig. 3 is a diagram showing a state in which an embodiment (Embodiment 1) of the power supply module during power failure according to the present invention is connected to this electric actuator.
4 is a block diagram of an essential part in the case where the power supply module is connected to the electric actuator at the time of power failure.
5 is a view showing the internal structure of the power supply module during a power failure.
FIG. 6 is a diagram showing an example (Embodiment 2) in which the DC / AC power conversion unit in the power supply unit at the time of power failure is configured by the class-D amplifier and power supply filter in the first embodiment.
이하, 본 발명에 관한 정전시 모듈의 실시형태를 도면에 근거하여 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of the power failure module which concerns on this invention is described in detail based on drawing.
[전동액츄에이터][Electric Actuator]
도 1은 본 발명에 관한 정전시 전원모듈을 접속하기 전의 전동액츄에이터의 주요부를 나타내는 블럭도이다. 도 1에서 100은 전동액츄에이터, 200은 이 전동액츄에이터(100)에 의해서 개도가 제어되는 밸브(제어대상)이다.1 is a block diagram showing the main part of the electric actuator before connecting the power supply module at the time of power failure according to the present invention. In FIG. 1, 100 is an electric actuator, 200 is a valve (control object) by which the opening degree is controlled by this
전동액츄에이터(100)는, 단자대(1)와, 전원회로(2)와, 제어기판(3)과, 모터구동회로(4)와, 교류모터(AC모터)(5)와, AC모터(5)의 구동력을 전달하는 기어열(6)과, 이 기어열(6)의 출력단으로서 밸브(200)의 개도를 조정하는 출력축(7)과, 이 출력축(7)의 회전각도위치를 밸브(200)의 실개도(θpv)로서 검출하는 포텐셔미터(potentiometer)(8)와, 출력축(7)의 소정의 회전각도위치로의 도달을 검출하는 리미트 스위치(9)를 구비하고 있다.The
이 전동액츄에이터(100)에서 단자대(1)에는 외부로부터의 동작전원으로서 교류전원(AC)이 입력되고, 이 교류전원(AC)은 전원회로(2)에서 소요의 내부 전원이 된 후, 제어기판(3)에 주어진다. 또, 단자대(1)에는 공조용 콘트롤러(도시생략)로부터의 제어지령으로서 설정개도(θsp)가 입력되고, 이 입력된 설정개도(θsp)가 설정개도신호(S1)로서 제어기판(3)에 보내진다. 또, 제어기판(3)에는 포텐셔미터(8)로부터의 밸브(200)의 실개도(θpv)가 실개도 검출신호(S2)로서 주어지며, 리미트 스위치(9)로부터의 출력축(7)의 소정의 회전각도위치로의 도달을 나타내는 신호가 소정의 회전각도위치 도달신호(S3)로서 주어진다.In the
제어기판(3)은 공조용 콘트롤러로부터의 설정개도신호(S1) 및 포텐셔미터(8)로부터의 실개도 검출신호(S2)를 받아, 밸브(200)의 실개도(θpv)를 설정개도(θsp)에 일치시키는 제어출력(S4)을 생성하고, 이 생성한 제어출력(S4)을 모터구동회로(4)로 보낸다. 모터구동회로(4)는 제어기판(3)으로부터의 제어출력(S4)을 받아, AC모터(5)로의 구동출력(M1)을 생성한다.The
도 2에 이 전동액츄에이터(100)의 외관도를 나타낸다. 도 2에서 10은 교류전원(AC) 및 설정개도(θsp)를 전동액츄에이터(100)의 내부로 끌여들이는 전력 & 신호선이다.The external view of this
이 전동액츄에이터(100)에서는 모터구동회로(4)가 생성하는 구동출력(M1)이 AC모터(5)로 보내져 밸브(200)의 실개도(θpv)를 설정개도(θsp)에 일치시키는 제어가 행해진다. 이것에 의해, 이 전동액츄에이터(100)는 통상의 전동액츄에이터로서 기능한다.In this
[긴급차단기능을 가지는 전동액츄에이터로서 사용하는 경우][When used as an electric actuator with an emergency interruption function]
이 전동액츄에이터(100)를 긴급차단기능을 가지는 전동액츄에이터로서 사용하고자 하는 경우, 도 3에 나타내는 바와 같이, 전동액츄에이터(100)와 전력선(12) 및 신호선(13)과의 사이에 케이블(11)을 통하여 정전시 전원모듈(300)을 접속한다.In the case where the
즉, 전동액츄에이터(100)로부터 전류 & 신호선(10)을 떼어내고, 전력선(12) 및 신호선(13)을 정전시 전원모듈(300)의 입력 측에 접속함과 아울러, 정전시 전원모듈(300)의 출력 측과 전동액츄에이터(100)의 입력 측과의 사이를 케이블(11)로 접속한다.That is, the current &
도 4에 전동액츄에이터(100)에 정전시 전원모듈(300)을 접속한 경우의 주요부의 블럭도를 나타낸다. 정전시 전원모듈(300)은 본 발명에 관한 정전시 모듈의 일실시형태(실시형태 1)이며, 단자대(15)와, 정전검출회로(16)와, 정전시 전원부(17)와, 모터전원 전환회로(18)와, 정전시 제어신호 생성회로(19)와, 제어신호 전환회로(20)를 구비하고 있다.4 shows a block diagram of the main part in the case where the
이 정전시 전원모듈(300)을 전동액츄에이터(100)에 접속하는 경우, 정전시 전원모듈(300)에서는 단자대(15)에 전력선(12) 및 신호선(13)을 접속하고, 이 단자대(15)에 의해서 중계되는 교류전원(AC)을 모터전원 전환회로(18)에 보내도록 하며, 이 단자대(15)에 의해서 중계되는 설정개도(θsp)를 제어신호 전환회로(20)에 보내도록 한다.When the
정전시 전원모듈(300)에서 정전검출회로(16)는 단자대(15)에 의해서 중계되는 교류전원(AC)을 감시하고, 그 교류전원(AC)에 정전이 발생하는지 여부를 알리는 정전검출 유무신호(S5)를 출력한다.The power
정전시 전원부(17)는 단자대(15)가 중계하는 교류전원(AC)을 분기입력으로 하고, 당해 분기입력을 직류전원으로 변환하는 AC/DC전원 변환부(17-1)와, AC/DC전원 변환부(17-1)에 의해서 변환된 직류전원을 받아 동작하는 충전회로(17-2)와, 이 충전회로(17-2)에 의해서 충전되는 캐패시터(전기 이중층 콘덴서나 리튬 이온 캐패시터)(17-3)와, 캐패시터(17-3)에 축적된 전하에 의해 교류전원을 생성하여 정전시 전원(EC)으로서 출력하는 DC/AC전원 변환부(17-4)로 구성되어 있다. 또한, DC/AC전원 변환부(17-4)로서는 인버터가 이용되고 있다.In case of power failure, the
모터전원 전환회로(18)는 단자대(15)로부터 보내져 오는 교류전원(AC)과, 정전시 전원부(17)로부터 보내져 오는 정전시 전원(EC)을 입력으로 하고, 정전검출회로(16)로부터의 정전검출 유무신호(S5)에 근거하여 정전검출회로(16)가 교류전원(AC)의 정전을 검출하고 있지 않은 경우에는 전동액츄에이터(100)에 공급하는 교류전원으로서 단자대(15)로부터 보내져 오는 교류전원(AC)을 선택하며, 정전검출회로(16)가 교류전원(AC)의 정전을 검출한 경우에는 전동액츄에이터(100)에 공급하는 교류전원으로서 정전시 전원부(17)로부터 보내져 오는 정전시 전원(EC)을 선택한다. 이 선택된 모터전원 전환회로(18)로부터의 교류전원은 전동액츄에이터(100)의 단자대(1)로 보내진다.The motor
정전시 제어신호 생성회로(19)는 정전검출회로(16)로부터의 정전검출 유무신호(S5)에 근거하여, 정전검출회로(16)가 교류전원(AC)의 정전을 검출한 경우, 밸브(200)가 정전시에 유지해야 할 소정의 개도를 정전시 개도(θSH)(정전시 제어신호)로서 출력한다.The control
제어신호 전환회로(20)는 단자대(15)로부터 보내져 오는 설정개도(θsp)와, 정전시 제어신호 생성회로(19)로부터 보내져 오는 정전시 개도(θSH)를 입력으로 하고, 정전검출회로(16)로부터의 정전검출 유무신호(S5)에 근거하여, 정전검출회로(16)가 교류전원(AC)의 정전을 검출하고 있지 않은 경우에는 전동액츄에이터(100)에 입력하는 설정개도로서 단자대(15)로부터 보내져 오는 설정개도(θsp)를 선택하며, 정전검출회로(16)가 교류전원(AC)의 정전을 검출한 경우에는 전동액츄에이터(100)에 입력하는 설정개도로서 정전시 제어신호 생성회로(19)로부터 보내져 오는 정전시 개도(θSH)를 선택한다. 이 선택된 제어신호 전환회로(20)로부터의 설정개도는 설정개도신호(제어신호)(S1)로서 전동액츄에이터(100)의 단자대(1)에 보내진다.The control
이 경우, 정전시 전원모듈(300)과 전동액츄에이터(100)를 접속하는 케이블(11)은 모터전원 전환회로(18)로부터 선택적으로 보내지는 교류전원(AC) 및 정전시 전원(EC)의 중계라인과, 제어신호 전환회로(20)로부터 선택적으로 보내지는 설정개도(θsp) 및 정전시 개도(θSH)의 중계라인으로 구성되는 것이 된다.In this case, the
도 5에 정전시 전원모듈(300)의 내부의 구조를 나타낸다. 도 5의 (b)는 정전시 전원모듈(300)의 커버를 열어 내부를 본 도면이며, 도 5의 (a)는 도 5의 (b)에서의 단자대(15) 측을 A방향에서 본 도면, 도 5의 (c)는 도 5의 (b)에서의 캐패시터(17-3) 측을 B방향에서 본 도면이다. 정전시 전원모듈(300)의 내부에는 대용량의 정전시 전원을 확보하기 위해서, 다수의 캐패시터(전기 이중층 콘덴서나 리튬 이온 캐패시터)(17-3)가 마련되어 있다.5 shows the internal structure of the
[정전이 발생하지 않은 경우][When power failure does not occur]
정전시 전원모듈(300)에서의 모터전원 전환회로(18)는 전동액츄에이터(100)로의 교류전원(AC)에 정전이 발생하지 않은 경우, 정전검출회로(16)로부터의 정전검출 유무신호(S5)에 근거하여, 단자대(15)로부터 보내져 오는 교류전원(AC)을 전동액츄에이터(100)에 공급하는 교류전원으로서 선택한다. 이 선택된 모터전원 전환회로(18)로부터의 교류전원(AC)은 전동액츄에이터(100)의 단자대(1)에 보내진다.The motor
또, 정전시 모듈(300)에서의 제어신호 전환회로(20)는 전동액츄에이터(100)로의 교류전원(AC)에 정전이 발생하지 않은 경우, 정전검출회로(16)로부터의 정전검출 유무신호(S5)에 근거하여, 단자대(15)로부터 보내져 오는 설정개도(θsp)를 전동액츄에이터(100)에 입력하는 설정개도로서 선택한다. 이 선택된 제어신호 전환회로(20)로부터의 설정개도(θsp)는 전동액츄에이터(100)의 단자대(1)에 보내진다.The control
이것에 의해, 전동액츄에이터(100)로의 교류전원(AC)에 정전이 발생하지 않은 경우, 전동액츄에이터(100)에서 교류전원(AC)을 에너지원으로 하여 모터구동회로(4)로부터의 구동출력(M1)이 생성되어, 밸브(200)의 실개도(θpv)를 설정개도(θsp)에 일치시키는 제어가 행해진다.As a result, when no power failure occurs in the AC power source AC to the
[정전이 발생한 경우][In case of power failure]
정전시 전원모듈(300)에서의 모터전원 전환회로(18)는 전동액츄에이터(100)로의 교류전원(AC)에 정전이 발생한 경우, 정전검출회로(16)로부터의 정전검출 유무신호(S5)에 근거하여, 정전시 전원부(17)로부터의 정전시 전원(EC)을 전동액츄에이터(100)에 공급하는 교류전원으로서 선택한다. 이 선택된 모터전원 전환회로(18)로부터의 정전시 전원(EC)은 전동액츄에이터(100)의 단자대(1)로 보내진다.When a power failure occurs, the motor
또, 정전시 모듈(300)에서의 제어신호 전환회로(20)는 전동액츄에이터(100)로의 교류전원(AC)에 정전이 발생한 경우, 정전검출회로(16)로부터의 정전검출 유무신호(S5)에 근거하여, 정전시 제어신호 생성회로(19)로부터의 정전시 개도(θSH)를 전동액츄에이터(100)에 입력하는 설정개도로서 선택한다. 이 선택된 제어신호 전환회로(20)로부터의 정전시 개도(θSH)는 전동액츄에이터(100)의 단자대(1)에 보내진다.In addition, when a power failure occurs in the AC power supply AC to the
이것에 의해, 교류전원(AC)에 정전이 발생한 경우, 전동액츄에이터(100)에서 정전시 전원(EC)을 에너지원으로 하여 모터구동회로(4)로부터의 구동출력(M1)이 생성되어, 밸브(200)의 실개도(θpv)를 정전시 개도(θSH)에 일치시키는 제어가 행해진다.As a result, when a power failure occurs in the AC power source AC, the drive output M1 from the
또한, 이 예에서는 정전시 검출회로(15)가 교류전원(AC)의 정전을 검출한 경우에 정전시 제어신호 생성회로(19)가 정전시 개도(θSH)를 출력하는 것으로 했지만, 정전의 검출의 유무에 관계없이 정전시 개도(θSH)를 제어신호 전환회로(20)에 상시 주어지도록 해 두어도 된다.In this example, when the power
[정전이 복구된 경우][When power failure is restored]
정전시 전원모듈(300)에서는 교류전원(AC)에 정전이 발생해 있는 경우에도 정전시 전원부(17)가 생성하는 정전시 전원(EC)을 이용하여, 정전검출회로(16)에서의 교류전원(AC)의 감시를 계속한다. 정전검출회로(16)는 교류전원(AC)의 정전이 복구되면, 그 취지를 정전검출 유무신호(S5)에 의해서 모터전원 전환회로(18), 정전시 제어신호 생성회로(19) 및 제어신호 전환회로(20)에 알린다.The
모터전원 전환회로(18)는 정전검출회로(16)로부터 교류전원(AC)의 정전이 복구된 것이 알려지면, 단자대(15)로부터 보내져 오는 교류전원(AC)을 전동액츄에이터(100)에 공급하는 교류전원으로서 선택한다. 이 선택된 모터전원 전환회로(18)로부터 교류전원(AC)은 전동액츄에이터(100)의 단자대(1)에 보내진다.The motor
또, 제어신호 전환회로(20)는 정전검출회로(16)로부터 교류전원(AC)의 정전이 복구된 것이 알려지면, 단자대(15)로부터 보내져 오는 설정개도(θsp)를 전동액츄에이터(100)에 입력하는 설정개도로서 선택한다. 이 선택된 제어신호 전환회로(20)로부터의 설정개도(θsp)는 전동액츄에이터(100)의 단자대(1)에 보내진다.When the control
이것에 의해, 교류전원(AC)의 정전이 복구된 경우, 정전되기 전과 마찬가지로, 전동액츄에이터(100)에서 교류전원(AC)을 에너지원으로 하여 모터구동회로(4)로부터의 구동출력(M1)이 생성되어, 밸브(200)의 실개도(θpv)를 설정개도(θsp)에 일치시키는 제어가 행해진다.As a result, when the power failure of the AC power supply AC is restored, the drive output M1 from the
이와 같이 하여, 전동액츄에이터(100)에 정전시 전원모듈(300)을 접속하면, 그때까지 통상의 전동액츄에이터로서 기능하고 있던 전동액츄에이터(100)가 긴급차단기능을 가지는 전동액츄에이터로서 기능하기 시작한다.In this way, when the
이 전동액츄에이터(100)에서 단자대(1)가 본 발명에서 설명하는 교류전원 및 설정개도의 입력부에 상당하고, 제어기판(3)이 제어수단에 상당하며, 모터구동회로(4)가 구동출력 생성수단에 상당하고, AC모터(5)가 교류모터에 상당하며, 포텐셔미터(8)가 실개도 검출수단에 상당한다. 또, 정전시 전원모듈(300)에서 단자대(15)가 본 발명에서 설명하는 교류전원 중계수단 및 설정개도 중계수단에 상당하고, 정전검출회로(16)가 정전검출수단에 상당하며, 정전시 전원부(17)가 정전시 전원수단에 상당하고, 모터전원 전환회로(18)가 전원선택 공급수단에 상당하며, 정전시 제어신호 생성회로(19)가 정전시 개도출력수단에 상당하고, 제어신호 전환회로(20)가 설정개도 선택송신수단에 상당한다.In this
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 정전시 전원모듈(300)에 의하면, 전동액츄에이터(100)에 접속하고 있지 않은 경우에는 전동액츄에이터(100)를 통상의 전동액츄에이터로서 기능시키고, 전동액츄에이터(100)에 접속한 경우에는 전동액츄에이터(100)를 긴급차단기능을 가지는 전동액츄에이터로서 기능시킬 수 있게 된다.As described above, according to the
이 경우, 케이블(11)이나 전력선(12), 신호선(13)의 접속작업은 필요하지만, 전동액츄에이터(100)의 개조는 불필요하며, 정전시 전원모듈(300)을 접속하는지 여부에 의해 동일 구성의 전동액츄에이터(100)를 통상의 전동액츄에이터로서도 긴급차단기능을 가지는 전동액츄에이터로서도 사용할 수 있게 된다.In this case, although the work of connecting the
이것에 의해, 메이커 측에서는 2종류의 전동액츄에이터를 제조할 필요가 없어진다. 또, 현장에서 통상의 전동액츄에이터로부터 긴급차단기능을 가지는 전동액츄에이터로의 변경을 간단하게 행하는 것이 가능하게 된다.This eliminates the need for manufacturing two types of electric actuators on the manufacturer side. In addition, it is possible to easily change from a normal electric actuator to an electric actuator having an emergency interruption function in the field.
또, 이 예에서 전동액츄에이터(100)는 2차전원구동형이 되기 때문에, 스프링리턴형에 비해, 리턴스프링의 가압력이 없는 만큼 구동모터의 고용량화, 기어의 고강도화가 불필요하게 된다. 또, 정전시 전원모듈(300)은 임의의 위치에 설치 가능하기 때문에, 좁은 장소에서도 전동액츄에이터(100)를 긴급차단기능을 가지는 전동액츄에이터로 변경하는 것이 가능하게 된다.In this example, since the
[실시형태 2][Embodiment 2]
또한 상술한 실시형태 1에서는 정전시 전원부(17)에서 DC/AC전원 변환부(17-4)로서 인버터를 이용하도록 하고 있지만, 실시형태 2로서 도 6에 나타내는 바와 같이, D급 앰프(DC→AC)(17-41)와 전원필터(17-42)에 의해서 DC/AC전원 변환부(17-4)를 구성하도록 해도 되고, AC파워업으로 구성해도 된다.In the first embodiment described above, an inverter is used as the DC / AC power conversion unit 17-4 by the
또, 상술한 예에서는 정전시 전원모듈(300) 내의 정전시 전원부(17)를 캐패시터(전기 이중층 콘덴서나 리튬 이온 캐패시터)를 이용하여 구성하도록 했지만, 리튬전지 등이 같은 2차전지를 이용하도록 해도 되고, 1차전지를 이용하여도 상관없다. 이와 같이, 정전시 전원(EC)을 생성하는 수단으로서는 1차전원, 2차전지, 전기 이중층 콘덴서 등 여러 가지의 디바이스를 이용할 수 있고, 적절히 선택하여 이용할 수 있다.In the above-described example, the
본 발명의 정전시 전원모듈은 밸브나 댐퍼 등의 제어대상의 개도를 조정함으로써 유량제어를 행하는 전동액츄에이터에 접속되는 정전시 전원모듈로서, 공조설비 등 각종의 분야에서 이용하는 것이 가능하다.The power supply module at the time of power failure of the present invention is a power supply module at the time of power failure connected to an electric actuator that controls the flow rate by adjusting the opening degree of a control object such as a valve or a damper, and can be used in various fields such as air conditioning equipment.
1 … 단자대, 2 … 전원회로,
3 … 제어기판, 4 … 모터구동회로,
5 … 교류모터(AC모터), 6 … 기어열,
7 … 출력축, 8 … 포텐셔미터,
9 … 리미트 스위치, 10 … 전류 & 신호선,
11 … 케이블, 12 … 전력선,
13 … 신호선, 15 … 단자대,
16 … 정전검출회로, 17 … 정전시 전원부,
17-1 … AC/DC전원 변환부, 17-2 … 충전회로,
17-3 … 캐패시터(전기 이중층 콘덴서나 리튬 이온 캐패시터),
17-4 … DC/AC전원 변환부, 17-41 … D급 앰프,
17-42 … 전원필터, 18 … 모터전원 전환회로,
19 … 정전시 제어신호 생성회로, 20 … 제어신호 전환회로,
100 … 전동액츄에이터, 200 … 밸브,
300 … 정전시 전원모듈.One … Terminal block; Power Supply Circuit,
3…. Control board; Motor drive circuit,
5 ... AC motor, 6.. Gear Row,
7 ... 8 output shaft; Potentiometer,
9 ... Limit switch, 10.. Impulse & signal line,
11 ... Cable, 12... Power Line,
13 ... Signal line, 15... Terminal Block,
16. 17, power failure detection circuit; Power supply unit in case of power failure
17-1. AC / DC power converter, 17-2. Charging Circuit,
17-3. Capacitors (electric double layer capacitors or lithium ion capacitors),
17-4. DC / AC power conversion unit, 17-41. Class D amplifier,
17-42. Power filter; Motor power switching circuit,
19. Control signal generation circuit in case of power failure; Control signal switching circuit,
100 ... Electric actuator, 200... valve,
300... Power module in case of power failure.
Claims (3)
상기 전동액츄에이터로의 교류전원을 중계하는 교류전원 중계수단과,
상기 전동액츄에이터로의 교류전원의 정전을 검출하는 정전검출수단과,
상기 교류전원에 대신하는 정전시의 에너지원이 되는 정전시 전원수단과,
상기 전동액츄에이터로의 설정개도를 중계하는 설정개도 중계수단과,
상기 제어대상이 정전시에 유지해야 할 소정의 개도를 정전시 개도로서 출력하는 정전시 개도출력수단과,
상기 교류전원 중계수단이 중계하는 교류전원 및 상기 정전시 전원수단으로부터의 정전시 전원을 입력으로 하고, 상기 정전검출수단이 상기 교류전원의 정전을 검출하고 있지 않은 경우에는 상기 전동액츄에이터에 입력하는 교류전원으로서 상기 교류전원 중계수단이 중계하는 교류전원을 선택하며, 상기 정전검출수단이 상기 교류전원의 정전을 검출한 경우에는 상기 전동액츄에이터에 입력하는 교류전원으로서 상기 정전시 전원수단으로부터의 정전시 전원을 선택하는 전원선택 공급수단과,
상기 정전검출수단이 상기 교류전원의 정전을 검출하고 있지 않은 경우에는 상기 전동액츄에이터에 입력하는 설정개도로서 상기 설정개도 중계수단이 중계하는 설정개도를 선택하고, 상기 정전검출수단이 상기 교류전원의 정전을 검출한 경우에는 상기 전동액츄에이터에 입력하는 설정개도로서 상기 정전시 개도출력수단이 출력하는 정전시 개도를 선택하는 설정개도 선택송신수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 정전시 전원모듈.AC motor, a seal degree detecting means for detecting a seal degree of a control target driven by the AC motor, and a control output for matching the seal degree detected by the seal degree detecting means with a set opening degree. Control means for generating, drive output generation means for receiving a control output generated by the control means for generating a drive output to the AC motor, and an AC power source serving as an energy source of drive output generated by the drive output generation means. A power supply module in case of power failure, which is detachably connected to the outside of the electric actuator via a cable to an electric actuator including an input part and the input part of the set opening degree,
AC power relay means for relaying AC power to the electric actuator;
An electrostatic detection means for detecting an electrostatic power of an AC power supply to the electric actuator;
Power supply means at the time of power failure, which is an energy source at the time of power failure instead of the AC power source;
A set opening degree relay means for relaying a set opening degree to the electric actuator;
Power failure opening degree output means for outputting, as the opening degree at the time of blackout, a predetermined opening degree that the control object should maintain at the time of power failure;
AC power relayed by the AC power relay means and AC power supplied from the power supply means at the time of power failure, and AC power input to the electric actuator when the power failure detection means is not detecting the power failure of the AC power supply. As the power source, an AC power source relayed by the AC power source relay means is selected. When the power failure detection unit detects a power failure of the AC power source, it is an AC power source input to the electric actuator. A power selection supply means for selecting a;
When the blackout detecting means does not detect the blackout of the AC power supply, the set opening degree relayed by the set opening degree relay means is selected as the set opening degree input to the electric actuator, and the blackout detecting means performs the blackout of the AC power supply. And a set opening degree selection transmitting means for selecting the opening degree at the time of power failure output by the opening degree output means at the outage as a set opening degree input to the electric actuator.
상기 정전시 전원수단은 직류전원을 교류화한 정전시 전원을 상기 전원선택 공급수단에 출력하는 것을 특징으로 하는 정전시 전원모듈.The method according to claim 1,
The power supply unit at the time of power failure, the power supply module at the time of power failure, characterized in that for outputting the power supply when the power failure of the alternating DC power.
상기 정전시 전원수단은,
상기 교류전원 중계수단이 중계하는 교류전원을 분기입력으로 하고, 당해 분기입력을 직류전원으로 변환하는 AC/DC전원 변환수단과,
상기 AC/DC전원 변환수단에 의해서 변환된 직류전원으로부터 얻어지는 전하를 축적하는 축전수단과,
상기 축전수단에 축적된 전하에 의해 교류화 된 전원을 생성하여 정전시 전원으로서 상기 전원선택 공급수단에 출력하는 DC/AC전원 변환수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 정전시 전원모듈.The method according to claim 1,
The power supply means at the time of power failure,
AC / DC power conversion means for converting the AC power relayed by the AC power relay means into a branch input and converting the branch input into a DC power source;
Power storage means for accumulating electric charges obtained from the direct current power source converted by said AC / DC power supply conversion means;
And a DC / AC power converting means for generating alternating power by charges stored in the power storage means and outputting the alternating power to the power supply selection supply means as power supply in case of power failure.
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