KR101228546B1 - 3상입력전원에 따른 전원 스위칭 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 3상입력전원에 따른 전원 스위칭 제어장치에 따르면, 모터(300)로 입력되는 3상입력전원의 3개의 전원신호라인(1,2,3) 중 임의 2개의 전원신호라인인 제1전원신호라인(1) 및 제2전원신호라인(2)에 접속되어, 각각의 전원신호라인(1,2)에 인가되는 제1입력전원 및 제2입력전원의 위상을 검출하여 각각의 전원신호라인(1,2)에 대한 오결선 여부를 판별하는 상검출부(100); 및 상기 제1전원신호라인(1) 및 제2전원신호라인(2) 상에 각각 배치되어 접속되며 상기 제1전원신호라인(1) 및 제2전원신호라인(2)을 선택적으로 접점 또는 단락시키는 제1릴레이(211) 및 제2릴레이(212)를 포함하는 제1스위칭부(210)와, 전단은 상기 제1전원신호라인(1)에 접속되며 후단은 제2전원신호라인(2)에 접속되어 상기 제1전원신호라인(1)과 제2전원신호라인(2)을 선택적으로 연결 또는 단락시키는 제3릴레이(221) 및 전단은 상기 제2전원신호라인(2)에 접속되며 후단은 제1전원신호라인(1)에 접속되어 상기 제2전원신호라인(2)과 제1전원신호라인(1)을 선택적으로 연결 또는 단락시키는 제4릴레이(222)를 포함하는 제2스위칭부(220)를 포함하는 릴레이 드라이브부(200)를 포함한다.

Description

3상입력전원에 따른 전원 스위칭 제어장치{Three-Phase Input Switching Contol Apparatus Inaccordance With Input Power}
본 발명은 3상입력전원에 따른 전원 스위칭 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 3상모터를 구동시키기 위한 3상입력전원이 R,T,S 각 상의 순서에 관계없이 결선되어도 상기 3상모터가 정방향으로 회전할 수 있도록 상기 3상입력전원의 상순을 자동적으로 스위칭 제어하는 3상입력전원에 따른 전원 스위칭 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 3상모터는 상용교류전원인 3상입력전원이 인가되어 구동되는데, 이때, 상기 3상입력전원을 3상모터에 인가시키기 위해서는 상기 3상모터의 전원입력 단자에 상기 3상입력전원의 3개의 전원공급 신호라인이 갖는 R,S,T 각 상의 순서가 설계된 대로 결선되어야만 원하는 방향대로 회전 구동시킬 수가 있었다.
여기서, 상기 3상모터를 설치하거나 보수하는 과정에서 작업자 또는 사용자의 실수에 의해 상기 전원공급 신호라인의 각 위상의 순서가 설계된 대로 결선되지 않고 오결선 될 경우, 상기 3상모터가 역방향으로 회전하거나 과전류가 발생하여 3상모터는 물론 상기 3상모터에 연결된 회로부품의 수명이 단축되거나 훼손되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 3상모터를 구동시키기 위한 3상입력전원이 R,T,S 각 상의 순서에 관계없이 결선되어도 상기 3상모터가 정방향으로 회전할 수 있도록 상기 3상입력전원의 상순을 자동적으로 스위칭 제어하는 3상입력전원에 따른 전원 스위칭 제어장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 3상입력전원에 따른 전원 스위칭 제어장치에 따르면, 모터(300)를 구동시키기 위한 3상입력전원을 입력받아 상기 모터(300)가 항상 정회전하도록 상기 3상입력전원을 스위칭 제어하는 전원 스위칭 제어장치에 있어서, 상기 모터(300)로 입력되는 3상입력전원의 3개의 전원신호라인(1,2,3) 중 임의 2개의 전원신호라인인 제1전원신호라인(1) 및 제2전원신호라인(2)에 접속되어, 각각의 전원신호라인(1,2)에 인가되는 제1입력전원 및 제2입력전원의 위상을 검출하여 각각의 전원신호라인(1,2)에 대한 오결선 여부를 판별하는 상검출부(100); 및 상기 제1전원신호라인(1) 및 제2전원신호라인(2) 상에 각각 배치되어 접속되며 상기 제1전원신호라인(1) 및 제2전원신호라인(2)을 선택적으로 접점 또는 단락시키는 제1릴레이(211) 및 제2릴레이(212)를 포함하는 제1스위칭부(210)와, 전단은 상기 제1전원신호라인(1)에 접속되며 후단은 제2전원신호라인(2)에 접속되어 상기 제1전원신호라인(1)과 제2전원신호라인(2)을 선택적으로 연결 또는 단락시키는 제3릴레이(221) 및 전단은 상기 제2전원신호라인(2)에 접속되며 후단은 제1전원신호라인(1)에 접속되어 상기 제2전원신호라인(2)과 제1전원신호라인(1)을 선택적으로 연결 또는 단락시키는 제4릴레이(222)를 포함하는 제2스위칭부(220)를 포함하는 릴레이 드라이브부(200)를 포함한다.
여기서, 상기 상검출부(100)는, 상기 제1전원신호라인(1) 및 제2전원신호라인(2)에 대한 오결선 여부를 판별하여, 정상결선으로 판단된 경우에는 정상결선 제어신호를 출력하고 오결선으로 판단된 경우에는 오결선 제어신호를 출력하되, 상기 릴레이 드라이브부(200)는, 상기 정상결선 제어신호가 전달되면, 제1스위칭부(210)의 제1릴레이(211)와 제2릴레이(212)는 온 동작시키고 제2스위칭부(220)의 제3릴레이(221)와 제4릴레이(222)는 오프 동작시켜, 상기 제1전원신호라인(1) 및 제2전원신호라인(2)이 개별적으로 접점되도록 제어하며, 상기 오결선 제어신호가 전달되면, 상기 제1스위칭부(210)의 제1릴레이(211)와 제2릴레이(212)는 Off 동작시키고 제2스위칭부(220)의 제3릴레이(221)와 제4릴레이(222)는 온 동작시켜, 상기 제1전원신호라인(1)과 제2전원신호라인(2)이 상호 교차되어 접점되도록 제어할 수 있다.
한편, 상기 상검출부(100)는, 상기 제1입력전원이 인가되는 제1포토커플러(110)와, 상기 제2입력전원이 인가되는 제2포토커플러(120) 및, 상기 제1입력전원에 대응하는 제1포토커플러(110)의 출력신호와, 상기 제2입력전원에 대응하는 제2포토커플러(120)의 출력신호를 전달받아 상기 제1전원신호라인(1) 및 제2전원신호라인(2)의 결선상태를 판별하며, 판별된 데이터를 기초로 하여 상기 정상결전 제어신호 및 오결선 제어신호를 출력하여 상기 릴레이 드라이브부(200)로 전달하는 제어부(130)를 포함하여 구비될 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면,
첫째, 3상모터에 인가되는 3상입력전원이 R,T,S 각 상의 순서에 관계없이 결선되어도 상기 3상입력전원의 상순이 자동적으로 스위칭 제어되므로, 상기 3상모터를 정방향으로 회전시킬 수 있다.
둘째, 상기 3상입력전원의 3개의 전원공급 신호라인 중 2개의 전원공급 신호라인의 출력신호를 기초로 오결선 여부를 판별할 수 있으므로, 상기 3상입력전원의 위상을 판별하기 위한 회로구성이 복잡하지 않을 뿐만 아니라 오결선 여부를 판별하기 위해 소용되는 시간을 절감할 수 있다.
셋째, 고압의 3상입력전원이 인가되어도, 상기 3상입력전원의 전원공급 신호라인에 접속되는 위상 판별소자로서 포토커플러가 이용되며 상기 포토커플러에 의해 상기 고압의 3상입력전원과 위상을 판별하기 위한 회로구성이 전기적으로 이격되어 절연되므로 3상입력전원의 위상을 판별하기 위한 회로구성이 고압의 3상입력전원으로 보호되는 효과가 있다.
넷째, 3상모터에 3상입력전원을 상순에 상관없이 결선하여도 별도의 수동작업이나 차단없이 상기 3상모터를 정방향으로 구동시킬 수 있으므로, 상기 3상모터의 설치 및 보수 작업이 용이해짐은 물론, 역회전이나 과전류에 의한 모터의 훼손을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3상입력전원에 따른 전원 스위칭 제어장치의 회로구성을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상검출부의 회로구성을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상검출부에서 전원공급 입력단에 입력된 3상입력전원이 정상결선된 상태에서 상검출부의 제어부에 입력되는 제1포토커플러 및 제2포토커플러의 출력신호를 나타낸 그래프이며,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상검출부에서 전원공급 입력단에 입력된 3상입력전원이 오결선된 상태에서 상검출부의 제어부에 입력되는 제1포토커플러 및 제2포토커플러의 출력신호를 나타낸 그래프이다.
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3상입력전원에 따른 전원 스위칭 제어장치의 회로구성을 나타낸 도면, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상검출부의 회로구성을 나타낸 도면, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상검출부에서 전원공급 입력단에 입력된 3상입력전원이 정상결선된 상태에서 상검출부의 제어부에 입력되는 제1포토커플러 및 제2포토커플러의 출력신호를 나타낸 그래프이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상검출부에서 전원공급 입력단에 입력된 3상입력전원이 오결선된 상태에서 상검출부의 제어부에 입력되는 제1포토커플러 및 제2포토커플러의 출력신호를 나타낸 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3상입력전원에 따른 전원 스위칭 제어장치는, 상검출부(100) 및 릴레이 드라이브부(200)를 포함한다.
먼저, 상기 상검출부(100)는, 상기 모터(300)로 입력되는 3상입력전원의 3개의 전원신호라인(1,2,3) 중 임의 2개의 전원신호라인인 제1전원신호라인(1) 및 제2전원신호라인(2)에 접속되어, 각각의 전원신호라인(1,2)에 인가되는 제1입력전원 및 제2입력전원의 위상을 검출하여 각각의 전원신호라인(1,2)에 대한 오결선 여부를 판별하는 구성요소이다.
여기서, 상기 3상입력전원의 3개의 전원신호라인(1,2,3)은, 본 발명에 따른 3상입력전원에 따른 전원 스위칭 제어장치에 전원을 공급하는 전원부(미도시)의 3상입력전원이 인가되는 입력단자 INPUT 1, 입력단자 INPUT 2 및, 입력단자 INPUT 3과 각각 접속되어 서로 다른 위상을 갖는 3개의 입력전원이 독립적으로 인가되어 소통하는 신호라인을 의미한다. 즉, 제1전원신호라인(1)은 입력단자 INPUT 2에 접속되어 제1입력전원이 소통하는 신호라인이고, 제2전원신호라인(2)은 입력단자 INPUT 3에 접속되어 제2입력전원이 소통하는 신호라인이며, 제3전원신호라인(3)은 입력단자 INPUT 1에 접속되어 제3입력전원이 소통하는 신호라인을 의미하는 것이다.
또한, 상기 임의 2개의 전원신호라인은, 상기 3상입력전원의 3개의 전원신호라인(1,2,3) 중 2개의 전원신호라인에 대한 위상을 판별하기 위해 작업자 또는 사용자에 의해 임의로 선택하여 결선된 신호라인으로서, 본 실시예에서는 상기 임의 2개의 전원신호라인이 제1전원신호라인(1)과 제2전원신호라인(2)인 것을 예를 들어 설명하나 이에 국한되는 것은 아니며, 제1전원신호라인(1)과 제3전원신호라인(3), 제2전원신호라인(2)과 제3전원신호라인(3)일 수 있는 것은 물론이다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 상검출부(100)는, 상기 제1전원신호라인(1)에 접속되어 상기 제1입력전원이 인가되는 제1포토커플러(110)와, 상기 제2전원신호라인(2)에 접속되어 상기 제2입력전원이 인가되는 제2포토커플러(120) 및, 상기 제1입력전원에 대응하는 제1포토커플러(110)의 출력신호와 상기 제2입력전원에 대응하는 제2포토커플러(120)의 출력신호를 각각 전달받아 상기 제1전원신호라인(1) 및 제2전원신호라인(2)의 결선상태를 판별하며, 판별된 데이터를 기초로 하여 상기 정상결선 제어신호 및 오결선 제어신호를 출력하여 상기 릴레이 드라이브부(200)로 전달하는 제어부(130)를 포함하여 구비된다.
여기서, 상기 제1포토커플러(110)는, 상기 입력단자 INPUT 2와 입력단이 접속되어 저항 R1에 의해 조정된 제1입력전원을 제1전원신호라인(1)을 통해 입력받으며 상기 제1입력전원이 일정 크기이상일 경우 동작하여 빛을 발산하는 발광다이오드 및, 베이스단은 센서부분으로서 상기 발광다이오드에서 발산하는 빛을 수광하며 컬렉터단은 Vcc(1)에 접속되며 이미터단은 접지되도록 회로구성되는 포토트랜지스터를 포함하여 구비된다. 상기 포토트랜지스터의 베이스단에 상기 발광다이오드의 빛이 수광되면 상기 빛에 대응하는 소정의 전류가 발생하게 되며, 상기 베이스단의 전류에 의해 상기 컬렉터단과 이미터단에는 상기 빛의 강도에 거의 비례하는 출력전압이 발생하게 된다.
따라서, 상기 제1포토커플러(110)는, 발광다이오드가 발광하지 않거나 일정 크기 이하의 빛이 발산하는 상태에서는 상기 포토트렌지스터가 동작하지 않기 때문에 상기 Vcc(1)에서 출력되는 전원은 저항 R3 및 저항 R4에 의해 조정되어 제어부(130)의 입력단자 1에 인가되며, 상기 발광다이오드로부터 발산되는 일정 크기 이상의 빛이 상기 베이스단이 수광되면 상기 빛의 강도에 대응하는 전압이 상기 컬렉트단과 이미터단에서 발생하기 때문에 상기 Vcc(1)의 전원은 상기 전압에 의해 제어되어 접지로 소통하게 되어 상기 제어부(130)의 입력단자 1에 인가되는 전원의 소통은 차단되는 것이다. 이때, 상기 제어부(130)는, 상기 입력단자 1에 인가되는 Vcc(1) 전원의 유무에 따라 Vcc(1) 전원이 인가될 경우에는 High값으로 인지하며 Vcc(1) 전원이 인가되지 않을 경우에는 Low값으로 인지하여, 상기 발광다이오드에서 발산하는 빛에 따라 High값과 Low값이 순차적으로 변동하는 형태의 출력신호를 감지하게 된다.
상기 제2포토커플러(120)는, 상기 입력단자 INPUT 3과 입력단이 접속되어 저항 R2에 의해 조정된 제1입력전원을 제2전원신호라인(2)을 통해 입력받으며 상기 제2입력전원이 일정 크기이상일 경우 동작하여 빛을 발산하는 발광다이오드 및, 베이스단은 센서부분으로서 상기 발광다이오드에서 발산하는 빛을 수광하며 컬렉터단은 Vcc(2)에 접속되며 이미터단은 접지되도록 회로구성되는 포토트랜지스터를 포함하여 구비된다. 상기 포토트랜지스터의 베이스단에 상기 발광다이오드의 빛이 수광되면 상기 빛에 대응하는 소정의 전류가 발생하게 되며, 상기 베이스단의 전류에 의해 상기 컬렉터단과 이미터단에는 상기 빛의 강도에 거의 비례하는 출력전압이 발생하게 된다.
따라서, 상기 제2포토커플러(120)는, 발광다이오드가 발광하지 않거나 일정 크기 이하의 빛이 발산하는 상태에서는 상기 포토트렌지스터가 동작하지 않기 때문에 상기 Vcc(2)에서 출력되는 전원은 저항 R5 및 저항 R6에 의해 조정되어 제어부(130)의 입력단자 7에 인가되며, 상기 발광다이오드로부터 발산되는 일정 크기 이상의 빛이 상기 베이스단이 수광되면 상기 빛의 강도에 대응하는 전압이 상기 컬렉트단과 이미터단에서 발생하기 때문에 상기 Vcc(2)의 전원은 발생한 전압에 의해 조정되어 접지로 소통하게 되어 상기 제어부(130)의 입력단자 7에 인가되는 전원의 소통은 차단되는 것이다. 이때, 상기 제어부(130)는, 상기 입력단자 7에 인가되는 Vcc(2) 전원의 유무에 따라 Vcc(2) 전원이 인가될 경우에는 High값으로 인지하며 Vcc(2) 전원이 인가되지 않을 경우에는 Low값으로 인지하여, 상기 발광다이오드에서 발산하는 빛에 따라 High값과 Low값이 순차적으로 변동하는 형태의 출력신호를 감지하게 된다.
도 3에는 상기 상검출부(100)에서 입력단자 INPUT 1과 입력단자 INPUT 2에 인가된 3상입력전원(제1입력전원, 제2입력전원)의 위상이 정상결선된 상태에서 상기 제어부(130)에 입력되는 제1포토커플러(110) 및 제2포토커플러(120)의 출력신호를 나타낸 그래프가 도시되어 있으며, 도 4에는 상기 상검출부(100)에서 입력단자 INPUT 1과 입력단자 INPUT 2에 인가된 3상입력전원(제1입력전원, 제2입력전원)이 오결선된 상태에서 상기 제어부(130)에 입력되는 제1포토커플러(110) 및 제2포토커플러(120)의 출력신호를 나타낸 그래프가 도시되어 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 OUP1은 제1포토커플러(110)의 출력신호를 나타내며 OUP2는 제2포토커플러(120)의 출력신호를 나타낸다.
상기 제어부(130)는, 상기 제1입력전원에 대응하는 제1포토커플러(110)의 출력신호와, 상기 제2입력전원에 대응하는 제2포토커플러(120)의 출력신호를 전달받아 상기 제1전원신호라인(1) 및 제2전원신호라인(2)의 결선상태를 판별하게 되는데, 상기 제어부(130)에는 상기 3상입력전원(제1입력전원, 제2입력전원)의 위상이 정상결선된 상태의 도 3과 같은 상기 제1포토커플러(110) 및 제2포토커플러(120)의 각각의 출력신호에 대한 데이터가 미리 저장된다. 따라서, 모터(300)를 초기 구동시킬 경우(각 입력단자에 결선된 각 3상입력전에 대한 상순을 모를 경우) 상기 릴레이 드라이브부(200)의 각 릴레이(201,211,212,221,222)를 오프 동작시켜 접점을 단락시킨 상태에서, 상기 제1전원신호라인(1)과 제2전원신호라인(2)을 통해 인가되는 제1입력전원 및 제2입력전원에 의해 동작하는 상기 제1포토커플러(110) 및 제2포토커플러(120)의 각 출력신호와, 미리 저장된 정상결선될 경우의 상기 제1포토커플러(110) 및 제2포토커플러(120)의 출력신호 데이터를 비교하여, 일치할 경우에는 정상결선된 것으로 판단하여 제어부(130)의 출력단자 2를 통해 정상결선 제어신호를 출력하며, 도 4와 같은 출력신호가 입력되어 일치하지 않을 경우에는 오결선된 것으로 판단하여 제어부(130)의 출력단자 8을 통해 오결선 제어신호를 출력하게 되는 것이다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 릴레이 드라이브부(200)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 입력단자 INPUT 1을 통해 인가되는 제1입력전원이 소통하는 통로인 제3전원신호라인(3) 상에 접속되어 배치되며 상기 제3전원신호라인(3)을 선택적으로 접점 또는 단락시키는 제5릴레이(201)와, 상기 제1전원신호라인(1) 및 제2전원신호라인(2) 상에 각각 배치되어 접속되며 상기 제1전원신호라인(1) 및 제2전원신호라인(2)을 선택적으로 접점 또는 단락시키는 제1릴레이(211) 및 제2릴레이(212)를 포함하는 제1스위칭부(210) 및, 전단은 상기 제1전원신호라인(1)에 접속되며 후단은 제2전원신호라인(2)에 접속되어 상기 제1전원신호라인(1)과 제2전원신호라인(2)을 선택적으로 연결 또는 단락시키는 제3릴레이(221) 및 전단은 상기 제2전원신호라인(2)에 접속되며 후단은 제1전원신호라인(1)에 접속되어 상기 제2전원신호라인(2)과 제1전원신호라인(1)을 선택적으로 연결 또는 단락시키는 제4릴레이(222)를 포함하는 제2스위칭부(220)를 포함한다.
여기서, 상기 제5릴레이(201)을 포함하여 상기 제1스위칭부(210)와 제2스위칭부(220)의 각 릴레이들(211,212,221,222)은 상기 릴레이 드라이브부(200)의 제어에 의해 동작하여 선택적으로 접점(On)되거나 단락(Off)된다.
따라서, 상기 릴레이 드라이브부(200)는, 입력단자 INPUT 1을 통해 인가되는 제3입력전원은 상기 제5릴레이(201)를 제어하여 모터(300)의 전원입력단자 R과 선택적으로 소통시키거나 차단한다. 또한, 입력단자 INPUT 2 및 입력단자 INPUT 3을 통해 인가되는 제1입력전원 및 제2입력전원은 제1스위칭부(210)의 제1릴레이(211) 및 제2릴레이(212)를 제어하여 상기 제1입력전원은 모터(300)의 전원입력단자 S와 선택적으로 소통시키거나 차단하며, 상기 제2입력전원은 모터(300)의 전원입력단자 T와 선택적으로 소통시키거나 차단할 수 있으며, 제2스위칭부(220)의 제3릴레이(221) 및 제4릴레이(222)를 제어하여 상기 제1입력전원은 모터(300)의 전원입력단자 T와 선택적으로 소통시키거나 차단하며, 상기 제2입력전원은 모터(300)의 전원입력단자 S와 선택적으로 소통시키거나 차단할 수도 있다. 여기서, 상기 릴레이 드라이브부(200)는, 상기 제1스위칭부(211) 및 제2스위칭부(212)가 함께 동작하여 쇼트되지 않도록 제어부(130)의 제어신호에 따라 제1스위칭부(211) 및 제2스위칭부(212) 중 하나의 스위칭부만을 동작시키도록 제어하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 릴레이 드라이브부(200)는, 상기 제어부(130)의 출력단자 2로부터 정상결선 제어신호가 전달되면, 제5릴레이(201)와 제1스위칭부(210)는 구동시키며 제2스위칭부(220)는 구동하지 않도록 제어하는데, 보다 구체적으로는, 제5릴레이(201)과 상기 제1스위칭부(210)의 제1릴레이(211) 및 제2릴레이(212)는 온 동작시키고 상기 제2스위칭부(220)의 제3릴레이(221)와 제4릴레이(222)는 오프 동작시켜, 상기 제1전원신호라인(1) 및 제2전원신호라인(2)이 개별적으로 접점되도록 제어하여, 입력단자 INPUT 1을 통해 인가되는 제3입력전원이 모터(300)의 전원입력단자 R에 전달되도록 소통시키고, 입력단자 INPUT 2를 통해 인가되는 제1입력전원이 모터(300)의 전원입력단자 S에 전달되도록 소통시키며, 입력단자 INPUT 3를 통해 인가되는 제2입력전원이 모터(300)의 전원입력단자 T에 전달되도록 소통시킨다. 따라서, 상기 3상입력전원은 결선된 상태의 상순대로 상기 모터(300)의 입력단에 인가되는 것이다.
또한, 상기 릴레이 드라이브부(200)는, 상기 제어부(130)의 출력단자 8로부터 오결선 제어신호가 전달되면, 제5릴레이(201)과 제2스위칭부(220)는 구동시키며 제1스위칭부(210)는 구동하지 않도록 제어하는데, 보다 구체적으로는, 제5릴레이(201)과 상기 제2스위칭부(220)의 제3릴레이(221) 및 제4릴레이(222)은 온 동작시키고 상기 제1스위칭부(210)의 제1릴레이(211)과 제2릴레이(212)는 오프 동작시켜, 상기 제1전원신호라인(1)과 제2전원신호라인(2)이 상호 교차되어 접점되도록 제어하여, 입력단자 INPUT 1을 통해 인가되는 제3입력전원은 모터(300)의 전원입력단자 R에 전달되도록 소통시키고, 입력단자 INPUT 2를 통해 인가되는 제1입력전원은 제3릴레이(221)에 의해 모터(300)의 전원입력단자 T에 전달되도록 소통시키며, 입력단자 INPUT 3를 통해 인가되는 제2입력전원은 제4릴레이(222)에 의해 모터(300)의 전원입력단자 S에 전달되도록 소통시킨다. 따라서, 상기 3상입력전원은 결선된 상태의 상순에서 제1입력전원과 제2입력전원의 상순이 스위칭된 형태로 상기 모터(300)의 입력단에 인가되는 것이다.
다음으로는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3상입력전원에 따른 전원 스위칭 제어장치의 동작원리를 설명하기로 한다.
작업자 및 사용자에 의해 모터(300)를 설치거나 보수한 후, 입력단자 INPUT 1, 입력단자 INPUT 2 및 입력단자 INPUT 3에 3상입력전원의 3개의 R, T, S 각 상순에 관계없이 결선하였을 경우, 모터(300)를 구동시키기 위한 3상입력전원이 인가되면, 상기 제어부(130)는, 상기 모터(300)에 3상입력전원을 인가되도록 제어하기 이전에 현재 결선된 상태를 판별하게 된다.
먼저, 상기 제어부(130)는, 인가된 3상입력전원이 상기 모터(300)에 인가되지 않도록 각 릴레이(201,211,212,221,222)는 모두 오프 동작시켜 접점되지 않도록 릴레이 드라이브부(200)를 제어한다.
이후, 상기 상검출부(100)에 인가된 제1입력전원은 제1전원신호라인(1)을 통해 저항 R1에 의해 조정되어 제1포토커플러(110)의 발광다이오드의 입력단에 전달되어 상기 제1입력전원에 대응하는 빛이 발광하게 된다. 상기 빛을 수광한 포토트랜지스터의 컬렉터단과 이미터단 간에 상기 빛의 강도에 대응하는 전압이 발생하게 되어 제1포토커플러(110)의 Vcc(1) 전원에서 제어부(130)의 입력단자 1로 입력되는 전류는 선택적으로 차단되며, 상기 상검출부(100)에 인가된 제2입력전원은 제2전원신호라인(2)을 통해 저항 R2에 의해 조정되어 제2포토커플러(120)의 발광다이오드의 입력단에 전달되어 상기 제2입력전원에 대응하는 빛이 발광하게 된다. 상기 빛을 수광한 포토트랜지스터의 컬렉터단과 이미터 간에 상기 빛의 강도에 대응하는 전압이 발생하게 되어 제2포토커플러(120)의 Vcc(2)에서 제어부(130)의 입력단자 7로 입력되는 전류는 선택적으로 차단된다.
이에 상기 상검출부(100)의 제어부(130)는, 상기 입력단자 1 및 입력단자 7에 입력되는 Vcc(1) 및 Vcc(2) 전원의 유무에 따라 High 또는 Low값으로 순차적으로 변동하는 형태의 출력신호를 감지하게 되며, 감지된 출력신호의 형태와 미리 저장된 정상결선된 상태에서의 출력신호 데이터를 상호 비교한다.
또한, 두 데이터를 비교하여 상호 일치할 경우, 상기 제어부(130)는, 입력단자 INPUT 1, 입력단자 INPUT 2 및 입력단자 INPUT 3에 인가되는 3상입력전원의 각 상순은 정상결선된 것으로 판단하여, 상기 릴레이 드라이브부(200)로 정상결선 제어신호를 출력한다. 이에 상기 정상결선 제어신호를 전달받은 릴레이 드라이브부(200)는, 제5릴레이(201)와 제1스위칭부(210)의 제1릴레이(211) 및 제2릴레이(212)를 온 동작시키며 제2스위칭부(220)는 오프 동작시켜, 입력단자 INPUT 1, 입력단자 INPUT 2 및 입력단자 INPUT 3에 인가되는 제1입력전원, 제2입력전원 및 제3입력전원이 각각 제3전원신호라인(3), 제1전원신호라인(1) 및 제2전원신호라인(2)을 통해 순서에 변동없이 모터(300)의 입력단자 R,T,S에 각각 입력되어 인가되도록 제어한다.
또한, 두 데이터가 상호 일치하지 않을 경우, 상기 제어부(130)는, 입력단자 INPUT 1, 입력단자 INPUT 2 및 입력단자 INPUT 3에 인가되는 3상입력전원의 각 상순은 오결선된 것으로 판단하여, 상기 릴레이 드라이브부(200)로 오결선 제어신호를 출력한다. 이에 상기 오결선 제어신호를 전달받은 릴레이 드라이브부(200)는, 제5릴레이(201)와 제2스위칭부(220)의 제3릴레이(221) 및 제4릴레이(222)를 온 동작시키며 제1스위칭부(210)는 오프 동작시켜, 입력단자 1에 인가되는 제1입력전원은 모터(300)의 입력단자 R에 입력되어 인가되도록 제어하며, 입력단자 2에 인가되는 제2입력전원은 제3릴레이(221)에 의해 스위칭 제어되어 상기 모터(300)의 입력단자 T에 입력되며, 입력단자 3에 인가되는 제3입력전원은 제4릴레이(222)에 의해 스위칭 제어되어 상기 모터(300)의 입력단자 S에 입력되어 인가되도록 제어된다.
상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3상입력전원에 따른 전원 스위칭 제어장치의 각 구성에 의해, 3상모터(300)에 인가되는 3상입력전원이 R,T,S 각 상의 순서에 관계없이 결선되어도 상기 3상입력전원의 상순이 자동적으로 스위칭 제어되므로, 상기 3상모터(300)를 정방향으로 회전시킬 수 있다.
또한, 상기 3상입력전원의 3개의 전원공급 신호라인(1,2,3) 중 2개의 전원공급 신호라인의 출력신호를 기초로 오결선 여부를 판별할 수 있으므로, 상기 3상입력전원의 위상을 판별하기 위한 회로구성이 복잡하지 않을 뿐만 아니라 결선이상 여부를 판별하기 위해 소용되는 시간을 절감할 수 있음은 물론, 고압의 3상입력전원이 인가되어도, 상기 3상입력전원의 전원공급 신호라인에 접속되는 위상 판별소자로서 포토커플러(110,120)가 이용되며 상기 포토커플러(110,120)에 의해 상기 고압의 3상입력전원과 위상을 판별하기 위한 회로구성이 전기적으로 이격되어 절연되므로 3상입력전원의 위상을 판별하기 위한 회로구성이 고압의 3상입력전원으로 보호되는 효과가 있다.
또한, 3상모터(300)에 3상입력전원을 상순에 상관없이 결선하여도 별도의 수동작업이나 차단없이 상기 3상모터(300)를 정방향으로 구동시킬 수 있으므로, 상기 3상모터(300)의 설치 및 보수 작업이 용이해짐은 물론, 역회전이나 과전류에 의한 모터의 훼손을 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
100...상검출부 110...제1포토커플러
120...제2포토커플러 130...제어부
200...릴레이 드라이브부 201...제5릴레이
210...제1스위칭부 220...제2스위칭부
300...모터

Claims (3)

  1. 모터(300)를 구동시키기 위한 3상입력전원을 입력받아 상기 모터(300)가 항상 정회전하도록 상기 3상입력전원을 스위칭 제어하는 전원 스위칭 제어장치에 있어서,
    상기 모터(300)로 입력되는 3상입력전원의 3개의 전원신호라인(1,2,3) 중 임의 2개의 전원신호라인인 제1전원신호라인(1) 및 제2전원신호라인(2)에 접속되어, 각각의 전원신호라인(1,2)에 인가되는 제1입력전원 및 제2입력전원의 위상을 검출하여 각각의 전원신호라인(1,2)에 대한 오결선 여부를 판별하는 상검출부(100); 및
    상기 제1전원신호라인(1) 및 제2전원신호라인(2) 상에 각각 배치되어 접속되며 상기 제1전원신호라인(1) 및 제2전원신호라인(2)을 선택적으로 접점 또는 단락시키는 제1릴레이(211) 및 제2릴레이(212)를 포함하는 제1스위칭부(210)와, 전단은 상기 제1전원신호라인(1)에 접속되며 후단은 제2전원신호라인(2)에 접속되어 상기 제1전원신호라인(1)과 제2전원신호라인(2)을 선택적으로 연결 또는 단락시키는 제3릴레이(221) 및 전단은 상기 제2전원신호라인(2)에 접속되며 후단은 제1전원신호라인(1)에 접속되어 상기 제2전원신호라인(2)과 제1전원신호라인(1)을 선택적으로 연결 또는 단락시키는 제4릴레이(222)를 포함하는 제2스위칭부(220)를 포함하는 릴레이 드라이브부(200);를 포함하며,
    상기 상검출부(100)는, 상기 제1입력전원이 인가되는 제1포토커플러(110)와, 상기 제2입력전원이 인가되는 제2포토커플러(120) 및, 상기 제1입력전원에 대응하는 제1포토커플러(110)의 출력신호와 상기 제2입력전원에 대응하는 제2포토커플러(120)의 출력신호를 전달받아 상기 제1전원신호라인(1) 및 제2전원신호라인(2)의 결선상태를 판별하며, 판별된 데이터를 기초로 하여 정상결선 제어신호 및 오결선 제어신호를 출력하여 상기 릴레이 드라이브부(200)로 전달하는 제어부(130)를 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 3상입력전원에 따른 전원 스위칭 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 상검출부(100)는, 상기 제1전원신호라인(1) 및 제2전원신호라인(2)에 대한 오결선 여부를 판별하여, 정상결선으로 판단된 경우에는 정상결선 제어신호를 출력하고 오결선으로 판단된 경우에는 오결선 제어신호를 출력하되,
    상기 릴레이 드라이브부(200)는, 상기 정상결선 제어신호가 전달되면, 제1스위칭부(210)의 제1릴레이(211)와 제2릴레이(212)는 온 동작시키고 제2스위칭부(220)의 제3릴레이(221)와 제4릴레이(222)는 오프 동작시켜, 상기 제1전원신호라인(1) 및 제2전원신호라인(2)이 개별적으로 접점되도록 제어하며, 상기 오결선 제어신호가 전달되면, 상기 제1스위칭부(210)의 제1릴레이(211)와 제2릴레이(212)는 Off 동작시키고 제2스위칭부(220)의 제3릴레이(221)와 제4릴레이(222)는 온 동작시켜, 상기 제1전원신호라인(1)과 제2전원신호라인(2)이 상호 교차되어 접점되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 3상입력전원에 따른 전원 스위칭 제어장치.
  3. 삭제
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