KR101224036B1 - 3 phase motor control panel with monitoring - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 모니터링 기능을 갖춘 3상 전동기 제어반에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3상 전동기의 절연상태 및 전자접촉기의 접점불량을 모니터링하는 기능을 갖춘 3상 전동기 제어반에 관한 것이다.The present invention relates to a three-phase motor control panel with a monitoring function, and more particularly to a three-phase motor control panel having a function of monitoring the insulation state of the three-phase motor and the contact failure of the magnetic contactor.
전기 절연은 전기 기기가 동작하는 데에 있어서 가장 필수적인 구성요소의 하나로, 전기 기기의 신뢰도를 결정짓는 데에 중요한 역할을 한다. 최근 20년 동안 IEEE, EPRI, Allianz 등에서 발표한 전기 기기 신뢰도 조사에 따르면, 기기의 연 고장률은 평균 3%이며, 가동률이나 부하가 높거나 제지업과 광업과 같은 악조건 속에서 운전되는 경우에는 연 고장률이 12%에 이른다.Electrical isolation is one of the most essential components for the operation of electrical equipment and plays an important role in determining the reliability of electrical equipment. According to the survey of reliability of electrical equipment published by IEEE, EPRI, Allianz, etc. in the last 20 years, the average annual failure rate of the equipment is 3%, and the annual failure rate is high when the operation rate or load is high, or when operating under adverse conditions such as paper industry and mining. Up to 12%.
3상 전동기는 물리적인 과부하로 인해 정상적으로 회전하지 못하는 고장이 발생할 수도 있으나, 절연불량으로 인한 섬락현상(flash over) 또는 전자접촉기의 접촉 불량에 의한 결상이 주 원인이다. 그런데, 이러한 문제들은 예방점검만으로도 사고를 미연에 방지할 수 있지만, 수시로 점검한다는 것은 현실적으로 불가능하다. The three-phase electric motor may fail to rotate normally due to physical overload, but is mainly caused by a flash over due to a poor insulation or an image due to a poor contact of a magnetic contactor. However, these problems can be prevented by a preventive check alone, but it is practically impossible to check them from time to time.
또한 3상 전동기의 운전 중 사소한 문제점이 있다고 하더라도 정지시켜서는 안 되는 설비들도 많다.In addition, there are many facilities that should not be stopped even if there are minor problems during operation of the three-phase electric motor.
따라서 3상 전동기의 절연 상태와 전자접촉기의 접촉 불량 상태를 실시간으로 점검하고 경보하는 장치가 필요하다. Therefore, there is a need for a device that checks and alarms the insulation state of a three-phase motor and a poor contact state of a magnetic contactor in real time.
그런데, 종래의 3상 전동기 보호 장치는 대개 전류형으로서, 부하로 흐르는 전류가 과전류인 경우 차단하도록 하여, 사고의 직전 또는 사고 후 화재 등의 대형 사고를 예방하기 위한 차단장치이므로, 운전 중 정지되어서는 아니되는 설비에 적용하기는 곤란하다.By the way, the conventional three-phase motor protection device is usually a current type, so that when the current flowing to the load is an overcurrent, it is cut off to prevent a large accident such as a fire immediately before or after the accident, so that it is stopped during operation It is difficult to apply to equipment that is not.
또한, 절연상태의 진단방법으로 영상변류기에 의한 누전경보도 적용되나 전력이 투입되는 활선상태에서나 가능하며 대지간 용량성분이 있거나, 노이즈가 많은 경우, 또는 50kΩ이상의 고저항에 미세하게 흐르는 전류는 사고가 발생할 수 있는 징후이지만 절연측정기를 통한 안전점검 외에는 판단이 불가능하다.In addition, the earth leakage alarm by the image current transformer is applied as a diagnostic method of the insulation state, but it is possible only in the live state in which power is applied, and there is a capacity component between grounds, or there is a lot of noise, or a minute current flowing through high resistance of 50kΩ or more Is a symptom that can occur, but it is impossible to judge other than safety check through insulation measuring instrument.
본 발명에 따르면, 전원 차단시 3상 전동기의 절연 상태를 모니터링 할 수 있는 3상 전동기 제어반을 제공한다.According to the present invention, it provides a three-phase motor control panel that can monitor the insulation state of the three-phase motor when the power is cut off.
또한, 본 발명에 따르면, 전원 연결시 3상 전동기의 전단에 구비된 전자접촉기의 접점 상태를 모니터링 할 수 있는 3상 전동기 제어반을 제공한다.In addition, according to the present invention, it provides a three-phase motor control panel that can monitor the contact state of the magnetic contactor provided at the front end of the three-phase motor when the power supply is connected.
또한, 본 발명에 따르면, 전원 차단시 3상 전동기의 절연 상태와 전원 연결시 3상 전동기의 전단에 구비된 전자접촉기의 접점 상태를 동시에 모니터링 할 수 있는 3상 전동기 제어반을 제공한다.In addition, according to the present invention, there is provided a three-phase electric motor control panel that can simultaneously monitor the insulation state of the three-phase motor when the power is cut off and the contact state of the magnetic contactor provided at the front end of the three-phase motor when the power supply is connected.
본 발명에 따른 3상 전동기 제어반은, 전자접촉기와 3상 전동기 사이에서 인출되는 3상 라인 및, 중성선을 입력으로 하는 3상 전동기 제어반에 있어서, 모니터링용 전원전압을 공급하는 전원공급부(210); 전원 차단시 상기 3상 전동기의 절연 불량 또는 전원 연결시 전자접촉기의 접촉 불량을 검출하는 검출부(220); 상기 3상 전동기와 전기적으로 접속되는 인터페이스부(230); 및 절연 불량 정보 또는 접촉 불량 정보를 출력하는 출력단부(240)를 포함한다.The three-phase electric motor control panel according to the present invention includes a three-phase line drawn out between a magnetic contactor and a three-phase electric motor, and a three-phase electric motor control panel having a neutral wire as an input, the
또한, 상기 검출부는, 상기 3상 전동기의 절연이 양호하면, 제1 레벨의 신호를 출력하고, 상기 3상 전동기의 절연이 불량하면, 상기 제1 레벨의 신호와 상이한 레벨을 가진 제2 레벨의 신호를 출력하고, 상기 전자 접촉기의 접촉이 불량하면, 상기 제1 레벨과 상기 제2 레벨을 번갈아 이동하는 펄스 모양의 신호를 출력하여, 절연양호, 절연불량 그리고 접촉불량을 구분하여 모니터링할 수 있다.The detection unit outputs a signal of a first level if the insulation of the three-phase motor is good, and of a second level having a different level from the signal of the first level if the insulation of the three-phase motor is poor. When the signal is output and the contact of the magnetic contactor is poor, a pulse-shaped signal which alternately moves between the first level and the second level may be output, and the insulation good, the insulation bad and the contact bad may be monitored separately. .
또한, 상기 검출부(220)는, 상기 전원공급부(210)와 상기 인터페이스부(230) 사이에 연결된 제1 저항(R1); 상기 제1 저항(R1)과 상기 출력단부(240) 사이에 연결된 제2 저항(R2); 및 상기 중성선으로부터 제2 저항(R2)측으로 순방향 결합된 일방향 도통소자를 포함한다.In addition, the
또한, 상기 인터페이스부(230)는, 상기 검출부(220)로부터 상기 3상 전동기측으로 순방향 결합된 일방향 도통소자(D1 ~ D3)를 포함한다.In addition, the
또한, 상기 검출부(220)는, 상기 전원공급부(210)와 상기 인터페이스부(230) 사이의 제1 노드에 연결된 제1 저항(R1); 상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결된 제2 저항(R2); 상기 중성선으로부터 제2 노드 측으로 순방향 결합된 포토 다이오드; 상기 모니터링 전원전압과 제3 노드 사이에 연결되고, 상기 포토 다이오드에 연동하는 포토 트랜지스터; 상기 포토 트랜지스터와 병렬연결된 커패시터; 및 상기 제2 노드와 제3 노드의 전위를 비교하는 비교회로부를 포함한다.In addition, the
또한, 상기 검출부(220)는, 상기 전원공급부(210)와 상기 인터페이스부(230) 사이의 제1 노드에 연결된 제1 저항(R1); 상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결된 제2 저항(R2); 상기 제1 노드와 제3 노드 사이에 연결된 제3 저항(R41); 상기 중성선으로부터 상기 제2 노드 측으로 순방향 결합된 다이오드(D4); 상기 중성선으로부터 상기 제3 노드 측으로 순방향 결합된 다이오드(D5); 상기 다이오드(D5)와 병렬결합되는 커패시터(C); 상기 모니터링 전원전압과 상기 제3 노드 사이에 연결된 제4 저항(R40); 및 상기 제2 노드와 제3 노드의 전위를 비교하는 비교회로부를 포함한다.In addition, the
또한, 상기 비교회로부는 배타적 노아 게이트이다.In addition, the comparison circuit portion is an exclusive NOR gate.
또한, 상기 비교회로부는 상기 제2 노드의 전위 레벨을 반전시키는 인버터; 및 상기 인버터의 출력과 상기 제3 노드의 전위를 비교하는 낸드게이트를 포함한다.The comparison circuit unit may include an inverter for inverting the potential level of the second node; And a NAND gate comparing the output of the inverter with the potential of the third node.
또한, 상기 검출부로부터 출력되는 절연불량신호의 레벨을 반전시켜 출력하는 인버터를 포함하는 절연불량신호출력부; 및 상기 검출부로부터 출력되는 펄스모양의 접촉불량신호를 소정 레벨로 유지시켜 출력하는 접촉불량신호출력부를 더 포함한다.In addition, the insulation failure signal output unit including an inverter for inverting and outputting the level of the insulation failure signal output from the detection unit; And a contact failure signal output unit which maintains and outputs a pulse-shaped contact failure signal output from the detection unit at a predetermined level.
또한, 상기 제1 저항(R1)은 대지간으로 허용되는 절연저항값의 ±20% 범위이다.In addition, the first resistor R1 is in a range of ± 20% of the insulation resistance value allowed between the grounds.
본 발명에 따르면, 전원 차단시 3상 전동기의 절연 상태를 모니터링 할 수 있고, 전원 연결시 3상 전동기의 전단에 구비된 전자접촉기의 접점 상태를 모니터링 할 수 있으며, 전원 차단시와 3상 전동기의 절연 상태와 전원 연결시 3상 전동기의 전단에 구비된 전자접촉기의 접점 상태를 동시에 모니터링 할 수 있다.According to the present invention, it is possible to monitor the insulation state of the three-phase motor when the power is cut off, and to monitor the contact state of the magnetic contactor provided at the front end of the three-phase motor when the power is connected, The insulation state and the contact state of the magnetic contactor provided at the front of the three-phase motor can be monitored at the same time.
도 1은 본 발명에 따른 3상 전동기 제어반 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 모니터링 장치의 주요 회로도,
도 3A는 본 발명에 따른 모니터링 장치의 제1 실시예 회로도,
도 3B는 본 발명에 따른 모니터링 장치의 제1 실시예 출력 파형도,
도 4는 본 발명에 따른 모니터링 장치의 제2 실시예 회로도,
도 5는 본 발명에 따른 모니터링 장치의 제3 실시예 회로도,
도 6A는 본 발명에 따른 모니터링 장치의 제4 실시예 회로도, 및
도 6B는 본 발명에 따른 모니터링 장치의 제4 실시예 출력 파형도이다. 1 is a conceptual diagram of a three-phase electric motor control panel according to the present invention;
2 is a main circuit diagram of a monitoring apparatus according to the present invention,
3A is a circuit diagram of a first embodiment of a monitoring apparatus according to the present invention;
3B is an output waveform diagram of a first embodiment of a monitoring apparatus according to the present invention;
4 is a circuit diagram of a second embodiment of a monitoring apparatus according to the present invention;
5 is a circuit diagram of a third embodiment of a monitoring apparatus according to the present invention;
6A is a circuit diagram of a fourth embodiment of a monitoring apparatus according to the present invention; and
6B is an output waveform diagram of a fourth embodiment of a monitoring apparatus according to the present invention.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다. Further objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Before describing the present invention in detail, it is to be understood that the present invention is capable of various modifications and various embodiments, and the examples described below and illustrated in the drawings are intended to limit the invention to specific embodiments It is to be understood that the invention includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, the terms "... unit", "... unit", "... module", and the like described in the specification mean a unit for processing at least one function or operation, which means hardware or software or hardware and It can be implemented in a combination of software.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
In the following description of the present invention with reference to the accompanying drawings, the same components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant explanations thereof will be omitted. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
도 1은 본 발명에 따른 3상 전동기 제어반 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a three-phase motor control panel according to the present invention.
본 발명에 따른 3상 전동기 제어반은 3상 전원(100)과 연결되는 전자접촉기(110), 전자접촉기(110)의 후단에 전기적으로 연결되는 3상 전동기(120), 및 전자접촉기(110)와 3상 전동기(120) 사이에서 인출되는 3상 라인 및, 중성선(접지)을 입력으로 하는 3상 전동기 제어반(130)을 포함한다. 여기서, 3상 전동기 제어반(130)은 모니터링 장치(131)를 포함한다.
The three-phase electric motor control panel according to the present invention includes a
도 2는 본 발명에 따른 모니터링 장치의 주요 회로도로서, 모니터링 전압(Vdd)을 공급하는 전원공급부(210), 전원 차단시 3상 전동기의 절연 불량 또는 전원 연결시 전자접촉기의 접촉 불량을 검출하는 검출부(220), 3상 전동기와 전기적으로 접속되는 인터페이스부(230), 및 절연불량 또는 접촉불량 정보를 출력하는 출력단부(240, Sout)를 포함한다.2 is a main circuit diagram of a monitoring apparatus according to the present invention, a
검출부(220)는 전원공급부(210)와 인터페이스부(230) 사이에 연결된 제1 저항(R1), 제1 저항(R1)과 출력단부(240) 사이에 연결된 제2 저항(R2), 및 중성선으로부터 제2 저항측으로 순방향 결합된 일방향 도통소자(D4)를 포함한다.The
여기서, 3상 380볼트 상용전원의 경우, 접지와의 선전압은 220볼트이고, 내선규정상 대지간으로 허용되는 절연저항값은 0.2메가오옴() 이상을 요구하므로, 제1 저항(R1)은 대지간으로 허용되는 절연저항값의 ±20% 범위인 것이 바람직하다.Here, in the case of a three-phase 380 volt commercial power supply, the line voltage to ground is 220 volts, and the insulation resistance value allowed between grounds is 0.2 megohm ( ), The first resistor R1 is preferably in the range of ± 20% of the insulation resistance value allowed between the grounds.
인터페이스부(230)는 검출부(220)로부터 3상 전동기측으로 순방향 결합된 일방향 도통소자(D1 ~ D3)를 포함한다.The
본 발명에 따른 모니터링 장치의 주요 동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the main operation of the monitoring device according to the present invention.
즉, 상용 전원(100)이 차단된 상태에서, 절연 불량으로 대지 저항이 제1 저항(R1)의 저항값보다 작아지면, 출력단부에는 1/2 Vdd보다 낮은 레벨의 전압이 검출되는 한편, 절연이 양호하여 대지 저항이 제1 저항의 저항값보다 크면, 출력단부에는 1/2 Vdd보다 높은 레벨의 전압이 검출된다. 이때, 출력단부에 적절한 CMOS 형 게이트를 사용하여, "H", 또는 "L"신호를 출력하게 함으로써 절연 불량을 모니터링 할 수 있다.That is, when the earth resistance becomes smaller than the resistance value of the first resistor R1 due to poor insulation in the state where the
도 3A는 본 발명에 따른 모니터링 장치의 제1 실시예 회로도이고, 도 3B는 본 발명에 따른 모니터링 장치의 제1 실시예 출력 파형도이다. 도 3A는 도 2와 검출부를 제외한 나머지 구성은 동일하므로, 검출부(320)에 대해서만 설명하기로 한다.3A is a circuit diagram of a first embodiment of a monitoring apparatus according to the present invention, and FIG. 3B is an output waveform diagram of a first embodiment of the monitoring apparatus according to the present invention. Since FIG. 3A has the same configuration as that of FIG. 2 except for the detector, only the
상용 전원(100)이 차단된 상태에서의 검출부(320)의 동작은 도 2에서의 그것과 동일하다.The operation of the
1) 절연 양호한 경우1) Insulation is good
상용 전원(100)이 차단된 상태에서 절연이 양호하면, 전원전압(Vdd)측에서 전동기측으로 제1 저항(R1)을 통해 흐르는 누설전류가 없고, 대지 저항이 제1 저항(R1)보다 적어도 같거나 크므로 노드1(N1)은 "H"레벨을 가지며, 노드1(N1)과 노드2(N2)는 등전위이므로 노드2(N2)도 마찬가지로 "H"레벨을 가진다. 이때, 포토다이오드(PD)는 동작하지 않으므로, 포토트랜지스터(PT) 또한 동작하지 않아 노드3(N3)도 "L"레벨을 가진다. 이에 따라, 오아게이트(321)는 "H"레벨을 출력한다.
If the insulation is good in a state where the
2) 절연 불량인 경우2) Insufficient insulation
상용 전원(100)이 차단된 상태에서 절연 불량이면, 전원전압(Vdd)측에서 전동기측으로 제1 저항(R1)을 통해 누설전류가 흐르고, 대지 저항이 제1 저항(R1)보다 작으므로 노드1(N1)은 "L"레벨을 가지며, 노드1(N1)과 노드2(N2)는 등전위이므로 노드2도 마찬가지로 "L"레벨을 가진다. 이때, 포토다이오드(PD)는 동작하지 않으므로, 포토트랜지스터(PT) 또한 동작하지 않아 노드3(N3)도 "L"레벨을 가진다. 이에 따라, 오아게이트(321)는 "L"레벨을 출력한다.
If the insulation is poor in the state in which the
3) 절연 양호, 접촉 불량인 경우3) Good insulation and poor contact
전동기의 절연은 양호하지만, 전자접촉기의 접촉이 불량인 경우이면, RST 3상 중 적어도 어느 1상이 상용 전원(100)과 반복적으로 단속되는 것을 의미한다. 여기서, 적어도 어느 1상이 반복적으로 단속되는 것을 구간별로 나누면, 3상의 360도 중 240도 동안 상용 전원(100)과 연결되는 연결 구간과, 360도 중 120도 동안 상용 전원(100)과 차단되는 차단 구간으로 나뉜다.If the insulation of the motor is good, but the contact of the magnetic contactor is poor, it means that at least one of the three RST phases is repeatedly interrupted with the
먼저, 상용 전원(100)과 연결되는 연결 구간에 관하여 설명한다. 이때에는, 노드1(N1)의 전위가 접지 전위보다 충분히 낮은 (-)전위를 가져서 포토 다이오드(PD)가 도통하고, "L"레벨을 가진다. 포토 다이오드(PD)가 도통하면 포토 트랜지스터(PT)가 도통하고, 노드3(N3)은 전원 전압(Vdd)과 가까워져 "H"레벨로 천이한다. 이때, 노드3(N3)은 포트 트랜지스터(PT)의 내부저항(r)과 병렬연결된 커패시터(C)로 인해 소정의 시정수를 가지고 "L"레벨에서 "H"레벨로 천이한다. 이에 따라, 오아게이트(321)는 "L"레벨에서 "H"레벨로 천이한다.First, a connection section connected to the
한편, 상용 전원(100)과 차단되는 차단 구간에 관하여 설명한다. 이때에는, 노드1(N1)의 전위가 접지 전위와 비슷하여, 포토 다이오드(PD)가 도통하지 않은 채 "L"레벨을 가진다. 포토 다이오드(PD)가 도통하지 않으므로 포토 트랜지스터(PT)가 도통하지 않고, 노드3(N3)의 전위는 소정의 시정수를 가지고 "H"레벨에서 "L"레벨로 천이한다. 이에 따라, 오아게이트(321)는 "H"레벨에서 "L"레벨로 천이한다.On the other hand, it will be described with respect to the blocking section cut off with the commercial power supply (100). At this time, the potential of the node 1 N1 is similar to the ground potential, so that the photodiode PD has a "L" level without conduction. Since the photodiode PD does not conduct, the phototransistor PT does not conduct, and the potential of the node 3 N3 transitions from the "H" level to the "L" level with a predetermined time constant. Accordingly, the
즉, 전동기의 절연은 양호하지만, 전자접촉기의 접촉이 불량인 경우에 오아게이트(OR)는 도 3B에 도시된 바와 같이, 출력신호(Sout)로 펄스파를 반복적으로 출력한다.
That is, when the insulation of the motor is good, but the contact of the magnetic contactor is poor, the oragate OR repeatedly outputs a pulse wave as an output signal Sout, as shown in FIG. 3B.
한편, 상용전원(100)이 인가된 상태에서는 절연 측정이 불가능하고, 접촉불량 여부를 확인할 수 있다.
On the other hand, when the
도 4는 본 발명에 따른 모니터링 장치의 제2 실시예 회로도이다. 도 4는 도 3A와 같이, 검출부(420)에 대해서만 설명하기로 한다.
4 is a circuit diagram of a second embodiment of a monitoring apparatus according to the present invention. 4, only the
1) 절연 양호한 경우1) Insulation is good
상용 전원(100)이 차단된 상태에서 절연이 양호하면, 전원전압(Vdd)측에서 전동기측으로 제1 저항(R1)을 통해 흐르는 누설전류가 없고, 대지 저항이 제1 저항(R1)보다 적어도 같거나 크므로 노드1(N1)은 "H"레벨을 가지며, 노드1(N1)과 노드2(N2)는 등전위이므로 노드2(N2)도 마찬가지로 "H"레벨을 가진다. 이때, 노드3(N3)과 중성선(N) 사이의 커패시터(C)는 직류전압의 인가로 실질적으로 개방상태이므로 노드3(N3)은 "H"레벨을 가진다. 이에 따라, 배타적NOR게이트(XNOR, 421)는 "H"레벨을 출력한다.
If the insulation is good in a state where the
2) 절연 불량인 경우2) Insufficient insulation
상용 전원(100)이 차단된 상태에서 절연 불량이면, 전원전압(Vdd)측에서 전동기측으로 제1 저항(R1)을 통해 누설전류가 흐르고, 대지 저항이 제1 저항(R1)보다 작으므로 노드1(N1)은 "L"레벨을 가지며, 노드1(N1)과 노드2(N2)는 등전위이므로 노드2도 마찬가지로 "L"레벨을 가진다. 이때, 노드3(N3)과 중성선(N) 사이의 커패시터(C)는 직류전압의 인가로 실질적으로 개방상태이므로 노드3(N3)은 "H"레벨을 가진다. 이에 따라, 배타적NOR게이트(421)는 "L"레벨을 출력한다.
If the insulation is poor in the state in which the
3) 절연 양호, 접촉 불량인 경우3) Good insulation and poor contact
전동기의 절연은 양호하지만, 전자접촉기의 접촉이 불량인 경우이면, RST 3상 중 적어도 어느 1상이 상용 전원(100)과 반복적으로 단속되는 것을 의미한다. 여기서, 적어도 어느 1상이 반복적으로 단속되는 것을 구간별로 나누면, 3상의 360도 중 240도 동안 상용 전원(100)과 연결되는 연결 구간과, 360도 중 120도 동안 상용 전원(100)과 차단되는 차단 구간으로 나뉜다.If the insulation of the motor is good, but the contact of the magnetic contactor is poor, it means that at least one of the three RST phases is repeatedly interrupted with the
먼저, 상용 전원(100)과 연결되는 연결 구간에 관하여 설명한다. 이때에는, 노드1(N1)의 전위가 접지 전위보다 충분히 낮은 (-)전위를 가져서 다이오드4(D4)가 도통하고, 노드1(N1) 및 노드2(N2)는 "L"레벨을 가진다. 이때, 다이오드5(D5)도 도통하여, 노드3(N3)은 다이오드5(D5)의 내부저항(r)과 병렬연결된 커패시터(C)로 인해 소정의 시정수를 가지고 "H"레벨에서 "L"레벨로 천이한다. 이에 따라, 배타적NOR게이트(421)는 "L"레벨에서 "H"레벨로 천이한다.First, a connection section connected to the
한편, 상용 전원(100)과 차단되는 차단 구간에 관하여 설명한다. 이때에는, 노드1(N1)의 전위가 접지 전위와 비슷하여, 다이오드4(D4)가 도통하지 않은 채 노드1(N1) 및 노드2(N2)는 "L"레벨을 가진다. 이때, 다이오드4(D4)도 도통하지 않으므로 노드3(N3)과 중성선(N) 사이의 커패시터(C)는 직류전압의 인가로 실질적으로 개방상태이므로 노드3(N3)은 소정의 시정수를 가지고 "L"레벨에서 "H"레벨로 천이한다. 이에 따라, 배타적NOR게이트(421)는 "H"레벨에서 "L"레벨로 천이한다.On the other hand, it will be described with respect to the blocking section cut off with the commercial power supply (100). At this time, the potential of the node 1 (N1) is similar to the ground potential, so that the node 1 (N1) and the node 2 (N2) have the "L" level without the diode 4 (D4) conducting. At this time, since the diode 4 (D4) does not conduct, the capacitor C between the node 3 (N3) and the neutral line (N) is substantially open by the application of a DC voltage, so that the node 3 (N3) has a predetermined time constant. Transition from the "L" level to the "H" level. Accordingly, the exclusive NOR
즉, 전동기의 절연은 양호하지만, 전자접촉기의 접촉이 불량인 경우에 배타적NOR게이트(421)는 도 3B에 도시된 바와 같이, 출력신호(Sout)로 펄스파를 반복적으로 출력한다.
That is, when the insulation of the motor is good, but the contact of the magnetic contactor is poor, the exclusive NOR
도 5는 본 발명에 따른 모니터링 장치의 제3 실시예 회로도로서, 도 4의 배타적NOR게이트(421)를 인버터(521)와 낸드게이트(522)로 대체한 것이고, 나머지 구성은 동일하다.
FIG. 5 is a circuit diagram of a third embodiment of a monitoring apparatus according to the present invention, in which the exclusive NOR
도 6A는 본 발명에 따른 모니터링 장치의 제4 실시예 회로도, 및 도 6B는 본 발명에 따른 모니터링 장치의 제4 실시예 출력 파형도이다. 6A is a circuit diagram of a fourth embodiment of a monitoring apparatus according to the present invention, and FIG. 6B is an output waveform diagram of a fourth embodiment of the monitoring apparatus according to the present invention.
도 6A는 도 4의 회로도에 절연불량신호출력부(650)와 접촉불량신호출력부(640)를 더 포함한다.6A further includes an insulation failure
절연불량신호출력부(650)는 검출부(620)로부터 출력되는 "L"레벨의 절연불량신호를 "H"레벨로 반전시켜 출력하는 인버터(651)를 포함한다.The insulation failure
접촉불량신호출력부(640)는 검출부(620)로부터 출력되는 펄스 모양의 접촉불량신호를 "H"레벨로 유지시켜 출력하는 커패시터3(C3) 및 버퍼(641)를 포함한다.
The contact failure
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments and the accompanying drawings described in the present specification are merely illustrative of some of the technical ideas included in the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed herein are for the purpose of describing rather than limiting the technical spirit of the present invention, and it is apparent that the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
100: 3상 상용 전원 110: 전자접촉기
120: 3상 전동기 130: 3상 전동기 제어반
210: 모니터링용 전원전압 220: 검출부
230: 인터페이스부 240: 출력단부100: three-phase commercial power supply 110: magnetic contactor
120: three-phase electric motor 130: three-phase electric motor control panel
210: monitoring power supply voltage 220: detector
230: interface unit 240: output end
Claims (10)
모니터링용 전원전압을 공급하는 전원공급부(210);
전원 차단시 상기 3상 전동기의 절연 불량 또는 전원 연결시 전자접촉기의 접촉 불량을 검출하는 검출부(220);
상기 3상 전동기와 전기적으로 접속되는 인터페이스부(230); 및
절연 불량 정보 또는 접촉 불량 정보를 출력하는 출력단부(240)
를 포함하는 모니터링 기능을 갖춘 3상 전동기 제어반.In the three-phase line drawn out between the magnetic contactor and the three-phase motor, and the three-phase motor control panel that takes a neutral wire as input,
A power supply unit 210 for supplying a monitoring power voltage;
A detection unit 220 for detecting an insulation failure of the three-phase electric motor when the power is cut off or a contact failure of the magnetic contactor when the power is connected;
An interface unit 230 electrically connected to the three-phase electric motor; And
Output terminal 240 for outputting insulation failure information or contact failure information
Three-phase motor control panel with a monitoring function including a.
상기 전원공급부(210)와 상기 인터페이스부(230) 사이에 연결된 제1 저항(R1);
상기 제1 저항(R1)과 상기 출력단부(240) 사이에 연결된 제2 저항(R2); 및
상기 중성선으로부터 제2 저항(R2)측으로 순방향 결합된 일방향 도통소자
를 포함하는 모니터링 기능을 갖춘 3상 전동기 제어반.The method of claim 1, wherein the detection unit 220,
A first resistor R1 connected between the power supply unit 210 and the interface unit 230;
A second resistor R2 connected between the first resistor R1 and the output terminal 240; And
One-way conducting element coupled forward from the neutral to the second resistor (R2) side
Three-phase motor control panel with a monitoring function including a.
상기 검출부(220)로부터 상기 3상 전동기측으로 순방향 결합된 일방향 도통소자(D1 ~ D3)를 포함하는 모니터링 기능을 갖춘 3상 전동기 제어반.The method of claim 1, wherein the interface unit 230,
Three-phase electric motor control panel with a monitoring function comprising a one-way conducting element (D1 ~ D3) coupled forward from the detection unit 220 to the three-phase motor side.
상기 전원공급부(210)와 상기 인터페이스부(230) 사이의 제1 노드에 연결된 제1 저항(R1);
상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결된 제2 저항(R2);
상기 중성선으로부터 제2 노드 측으로 순방향 결합된 포토 다이오드;
상기 모니터링 전원전압과 제3 노드 사이에 연결되고, 상기 포토 다이오드에 연동하는 포토 트랜지스터;
상기 포토 트랜지스터와 병렬연결된 커패시터; 및
상기 제2 노드와 제3 노드의 전위를 비교하는 비교회로부
를 포함하는 모니터링 기능을 갖춘 3상 전동기 제어반.The method of claim 1, wherein the detection unit 220,
A first resistor (R1) connected to a first node between the power supply unit 210 and the interface unit 230;
A second resistor (R2) connected between the first node and a second node;
A photodiode forward coupled from the neutral to the second node;
A photo transistor connected between the monitoring power supply voltage and a third node and interlocked with the photo diode;
A capacitor connected in parallel with the photo transistor; And
Comparison circuit unit for comparing the potential of the second node and the third node
Three-phase motor control panel with a monitoring function including a.
상기 전원공급부(210)와 상기 인터페이스부(230) 사이의 제1 노드에 연결된 제1 저항(R1);
상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결된 제2 저항(R2);
상기 제1 노드와 제3 노드 사이에 연결된 제3 저항(R41);
상기 중성선으로부터 상기 제2 노드 측으로 순방향 결합된 다이오드(D4);
상기 중성선으로부터 상기 제3 노드 측으로 순방향 결합된 다이오드(D5);
상기 다이오드(D5)와 병렬결합되는 커패시터(C);
상기 모니터링 전원전압과 상기 제3 노드 사이에 연결된 제4 저항(R40); 및
상기 제2 노드와 제3 노드의 전위를 비교하는 비교회로부
를 포함하는 모니터링 기능을 갖춘 3상 전동기 제어반.The method of claim 1, wherein the detection unit 220,
A first resistor (R1) connected to a first node between the power supply unit 210 and the interface unit 230;
A second resistor (R2) connected between the first node and a second node;
A third resistor (R41) connected between the first node and a third node;
A diode (D4) forward coupled from the neutral to the second node side;
A diode (D5) forward coupled from the neutral to the third node side;
A capacitor C coupled in parallel with the diode D5;
A fourth resistor (R40) connected between the monitoring power supply voltage and the third node; And
Comparison circuit unit for comparing the potential of the second node and the third node
Three-phase motor control panel with a monitoring function including a.
상기 비교회로부는 배타적 노아 게이트인 것을 특징으로 하는 모니터링 기능을 갖춘 3상 전동기 제어반.The method of claim 5,
The comparison circuit unit is a three-phase electric motor control panel with a monitoring function, characterized in that the exclusive Noah gate.
상기 비교회로부는 상기 제2 노드의 전위 레벨을 반전시키는 인버터; 및
상기 인버터의 출력과 상기 제3 노드의 전위를 비교하는 낸드게이트
를 포함하는 모니터링 기능을 갖춘 3상 전동기 제어반.The method of claim 5,
The comparison circuit unit includes an inverter for inverting the potential level of the second node; And
NAND gate for comparing the output of the inverter and the potential of the third node
Three-phase motor control panel with a monitoring function including a.
상기 검출부로부터 출력되는 절연불량신호의 레벨을 반전시켜 출력하는 인버터를 포함하는 절연불량신호출력부; 및
상기 검출부로부터 출력되는 펄스모양의 접촉불량신호를 소정 레벨로 유지시켜 출력하는 접촉불량신호출력부
를 더 포함하는 모니터링 기능을 갖춘 3상 전동기 제어반.The method according to claim 6,
An insulation failure signal output unit including an inverter for inverting and outputting a level of the insulation failure signal output from the detection unit; And
A contact failure signal output unit for maintaining and outputting a pulse-like contact failure signal output from the detection unit at a predetermined level;
Three-phase motor control panel with a monitoring function further comprising a.
상기 제1 저항(R1)은 대지간으로 허용되는 절연저항값의 ±20% 범위인 것을 특징으로 하는 모니터링 기능을 갖춘 3상 전동기 제어반.The method according to any one of claims 2 and 4 to 8,
The first resistor (R1) is a three-phase electric motor control panel with a monitoring function, characterized in that the range of ± 20% of the insulation resistance allowed between the ground.
상기 3상 전동기의 절연이 양호하면, 제1 레벨의 신호를 출력하고,
상기 3상 전동기의 절연이 불량하면, 상기 제1 레벨의 신호와 상이한 레벨을 가진 제2 레벨의 신호를 출력하고,
상기 전자 접촉기의 접촉이 불량하면, 상기 제1 레벨과 상기 제2 레벨을 번갈아 이동하는 펄스 모양의 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 모니터링 기능을 갖춘 3상 전동기 제어반.The apparatus according to claim 1,
If the insulation of the three-phase motor is good, output the signal of the first level,
If the insulation of the three-phase motor is poor, output a signal of the second level having a different level from the signal of the first level,
And a contact signal of the electromagnetic contactor is outputted, and outputs a pulse-shaped signal alternately moving between the first level and the second level.
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KR1020120082252A KR101224036B1 (en) | 2012-07-27 | 2012-07-27 | 3 phase motor control panel with monitoring |
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2012
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