KR101242981B1 - 진공 접촉기 스위치 제어 회로 - Google Patents

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KR101242981B1 KR1020110016464A KR20110016464A KR101242981B1 KR 101242981 B1 KR101242981 B1 KR 101242981B1 KR 1020110016464 A KR1020110016464 A KR 1020110016464A KR 20110016464 A KR20110016464 A KR 20110016464A KR 101242981 B1 KR101242981 B1 KR 101242981B1
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Abstract

안티 펌핑(Anti-pumping) 기능을 가지는 진공 접촉기 스위치 제어 회로가 개시된다. 본 발명에 따른 진공 접촉기 스위치 제어회로는 전원을 인가하는 입력단,투입 코일로 전원의 전달 여부를 결정하는 온 스위치, 트립 코일로 전원의 전달 여부를 결정하는 오프 스위치 및 상기 투입 코일로 상기 전원이 투입되면 반복하여 상기 전원이 투입되는 것을 차단하는 릴레이를 포함한다. 이에 의하여, 투입 전원과 트립 전원이 동시에 공급되는 경우에도, 1회의 투입과 트립 동작만을 수행하여 안정적인 시스템을 유지할 수 있게 된다.

Description

진공 접촉기 스위치 제어 회로{VACUUM CONTACTOR SWITCH CONTROL CIRCUIT}
본 발명은 진공 접촉기 스위치 제어 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 안티 펌핑(Anti-pumping) 기능을 가지는 진공 접촉기 스위치 제어 회로에 관한 것이다.
일반적으로 진공 접촉기 스위치(Vacuum Contactor Switch)는 고압 관련 전기 기기인 모터, 변압기, 콘덴서 등 시스템의 개폐 목적으로 사용된다. 진공 접촉기 스위치는 조작 방식에 따라 상시여자방식과 순시여자방식으로 구분된다.
상시여자방식의 진공 접촉기 스위치는 상시전원의 지속적 공급을 통해 투입 상태를 유지하는 것으로, 외부에서 별도의 트립 전원 없이 제어 전원을 오프하여 접촉기 상태를 트립 상태로 유지한다. 반면, 순시여자방식의 진공 접촉기 스위치는 전기적 투입 이후 기계적 래치(latch)에 의하여 투입 상태를 유지하는 것으로, 기계적으로 홀딩(holding)하는 기구부의 동작에 의하여 별도의 트립 신호를 필요로 한다.
도 1은 종래 기술에 있어서 순시여자방식을 이용하는 진공 접촉기 스위치 회로를 나타낸다.
도 1에 도시된 종래 기술에 따르면, 온 스위치(10)가 연결되면 투입 전원은 인터록(interlock) 기능을 가지는 스위치 M(15)을 통과하여, VZb 스위치(20)를 거쳐 투입 코일(Closing Coil)(25)에 공급된다. 투입 코일에 공급된 전원에 의하여 진공 접촉기 스위치는 투입 명령을 수행하게 된다.
한편, 오프 스위치(30)가 연결되면, 트립 전원은 VZa 스위치(35)를 통과하여 트립 코일(Trip Coil)(40)에 공급되어 트립 명령을 수행하게 된다.
이와 같이 온 스위치(10)와 오프 스위치(30)가 정상적으로 동작 중일 때에는 크게 문제가 없지만, 온 스위치(10)와 오프 스위치(30)가 동시에 연결되는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우에 진공 접촉기 스위치는 투입 명령과 트립 명령을 반복하여 수행하게 되므로, 시스템에 치명적인 손상을 초래할 우려가 있다.
다시 정리하면, 투입 동작과 트립 동작이 별개로 구성되어 있는 순시여자방식의 진공 접촉기 스위치에 있어서는, 투입 전원과 트립 전원을 동시에 공급하는 경우가 발생하는 경우, 진공 접촉기 스위치가 투입 동작과 트립 동작을 반복하여 수행함으로써, 진공 접촉기 스위치 내부의 메커니즘을 손상시키며, 운전중인 부하인 변압기나 콘덴서 등에 치명적인 손상을 초래하게 된다.
본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 진공 접촉기 스위치 제어에 있어서 안티 펌핑(Anti-Pumping) 기능을 추가하여 외부 전원 오조작에 의한 손실을 미연에 방지할 수 있는 진공 접촉기 스위치 제어 회로를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 투입 전원과 트립 전원이 동시에 공급되는 경우에도, 1회의 트립 동작만 수행될 수 있는 진공 접촉기 스위치 제어 회로를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 접촉기 스위치 제어 회로는, 전원을 인가하는 입력단; 투입 코일로 상기 전원을 전달할지 여부를 결정하는 온 스위치; 트립 코일로 상기 전원을 전달할지 여부를 결정하는 오프 스위치; 및 상기 투입 코일로 상기 전원이 투입되면 반복하여 상기 전원이 투입되는 것을 차단하는 릴레이;를 포함한다.
또한, 상기 온 스위치와 상기 투입 코일 사이에 상기 전원의 인가 여부를 결정하기 위하여 직렬 연결된 제1 스위치;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 온 스위치가 연결되는 경우 상기 제1 스위치도 연결되며, 상기 온 스위치가 오픈되는 경우 상기 제1 스위치도 오픈될 수 있다.
또한, 상기 오프 스위치와 상기 트립 코일 사이에 상기 전원의 인가 여부를 결정하기 위하여 직렬 연결된 제2 스위치;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 오프 스위치가 연결되는 경우 상기 제2 스위치도 연결되며, 상기 오프 스위치가 오픈되는 경우 상기 제2 스위치도 오픈될 수 있다.
또한, 상기 릴레이는, 상기 전원이 인가되는 경우, 상기 투입 코일로 상기 전원이 인가되지 않도록 회선을 오픈할 수 있다.
그리고, 상기 온 스위치와 상기 제1 스위치 사이에 인입/인출용 인터록 기능을 가지는 마이크로 스위치;를 더 포함할 수 있다.
또한, 제 1항에 있어서, 상기 릴레이에 전원 공급 여부를 결정하기 위하여, 상기 온 스위치와 상기 릴레이 사이에 직렬로 연결된 제3 스위치를 더 포함하며, 상기 제3 스위치는 상기 제2 스위치와 연동하여 동작할 수 있다.
상기 본 발명의 일 구성에 따른 진공 접촉기 스위치 제어 회로에 의하면, 진공 접촉기 스위치 제어에 있어서 안티 펌핑(Anti-Pumping) 기능을 추가하여 외부 전원 오조작에 의한 손실을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 상기 본 발명의 일 구성에 따른 진공 접촉기 스위치 제어 회로에 의하면, 투입 전원과 트립 전원이 동시에 공급되는 경우에도, 1회의 투입과 트립 동작만을 수행하여 안정적인 시스템을 유지할 수 있게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 문제점을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 접촉기 스위치 제어 회로의 구성을 나타내는 회로도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 접촉기 스위치 제어 회로에 있어서, 온 스위치가 연결된 경우의 회로 동작을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 접촉기 스위치 제어 회로에 있어서, 오프 스위치가 연결된 경우의 회로 동작을 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 접촉기 스위치 제어 회로에 있어서, 온 스위치와 오프 스위치가 동시에 연결된 경우의 회로 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 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.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
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. 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 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.
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.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 접촉기 스위치 제어 회로의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 접촉기 스위치 제어 회로는 입력단(100), 온 스위치(110), 마이크로 스위치(120), 제1 스위치(140), 제3 스위치(150), 투입 코일(170), 오프 스위치(190), 제2 스위치(200), 트립 코일(210), 릴레이(180)와 접점 a(160),접점 b(130)로 구성되어 있다.
입력단(100)은 투입 신호와 트립 신호를 생성하기 위하여, 투입 코일(170)과 트립 코일(210)에 전원을 입력하는 기능을 갖는다. 한편, 투입 코일(170)에의 전원 공급을 차단하기 위하여, 릴레이(180)에 전원을 입력하는 기능도 갖는다. 입력단(100)에 공급되는 전원은 도 2에 도시된 바와 같이 직류 전원일 수도 있지만, 교류 전원이어도 무방하다.
온 스위치(110)는 투입 코일(170)로의 전원 공급 여부를 결정한다. 즉, 온 스위치(110)가 연결되는 경우, 입력단(100)으로부터 입력된 전원은 투입 코일(170)로 인가될 수 있게 되며, 온 스위치(110)가 오픈되는 경우, 입력단(100)으로부터 입력된 전원은 투입 코일(170)로 인가되지 않는다.
마이크로 스위치(120)는 인입/인출용 인터록(interlock) 기능을 가지며, 상기 온 스위치(110)가 연결되어 입력단(100)으로부터 투입 코일(170)로 전원이 인가될 수 있도록 한다.
제1 스위치(140)는 온 스위치(110)와 동작을 같이 한다. 즉, 온 스위치(110)가 연결되는 경우에, 제1 스위치(140)도 연결되어 입력단(100)으로부터 공급된 전원이 투입 코일(170)로 인가될 수 있도록 하며, 온 스위치(110)가 오픈되는 경우에는 제1 스위치(140) 역시 오픈되어, 투입 코일(170)로 전원이 인가되는 것을 차단한다.
투입 코일(170)은 입력단(100)으로부터 인가된 전압을 이용하여 투입 신호를 생성한다. 투입 코일(170)에 전원이 인가되는 경우, 진공 접촉기 스위치는 투입 동작을 수행하여 부하(모터, 변압기, 콘덴서 등)에 전원을 투입하게 된다.
한편, 오프 스위치(190)는 트립 코일(210)로의 전원 공급을 결정한다. 즉, 오프 스위치(190)가 연결되는 경우에는 입력단(100)으로부터 공급된 전원이 트립 코일(210)로 연결되게 하며, 오프 스위치(190)가 오픈되는 경우에는 트립 코일(210)로의 전원 공급을 차단한다.
제2 스위치(200)는 오프 스위치(190)와 동작을 같이 하며, 오프 스위치(190)가 연결되는 경우에는 제2 스위치(200) 역시 연결되어 트립 코일(210)로 전원이 공급되며, 오프 스위치(190)가 오픈되는 경우에는 제2 스위치(200) 역시 오픈되어 트립 코일(210)로의 전원 공급이 차단된다.
트립 코일(210)은 입력단(100)로부터의 전원이 인가되는 경우에는 트립 동작을 수행하기 위한 신호를 생성하는 기능을 갖는다.
또한, 릴레이(180)는 입력단(100)으로부터 전원이 공급된 경우에는 접점 a(160)에 연결되어, 투입 코일(170)로 전원이 공급되는 것을 차단하며, 입력단(100)으로부터 전원이 공급되지 않는 경우에는 접점 b(130)에 연결되어 투입 코일(170)로 전원이 공급될 수 있는 상태를 조성한다.
한편, 릴레이(180)와 직렬 연결된 제3 스위치(150)는 오프 스위치(190)와 직렬 연결된 제2 스위치(200)와 동일하게 동작하여, 릴레이(180)로의 전원 공급 여부를 결정한다.
도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 접촉기 스위치 제어 회로의 구성은 바람직한 실시예를 도시하였으나, 이와 달리 마이크로 스위치(120) 등이 생략될 수 있을 뿐만 아니라, 각각의 스위치들(120,140,150,200)은 특정한 스위치에 한정되는 것이 아니고, 도선의 개폐를 결정할 수 있는 것이라면 어떠한 스위치이어도 무방할 것이다.
이하에서는 온 스위치(110)만이 연결되는 경우, 오프 스위치(190)만이 연결되는 경우, 그리고, 온 스위치(110)와 오프 스위치(190)가 동시에 연결되는 경우에 있어서, 진공 접촉기 스위치 제어 회로의 동작과 관련하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 접촉기 스위치 제어 회로에 있어서, 온 스위치(110)만이 연결된 경우를 나타낸다.
온 스위치(110)가 연결된 경우, 상술한 바와 같이 제1 스위치(140)는 온 스위치(110)와 동작을 같이 하므로, 제1 스위치(140) 역시 연결된다.
한편, 제3 스위치(150)는 오프 스위치(190)와 연동하여 동작하는 제2 스위치(200)와 동작을 같이 하기 때문에, 여전히 오픈된 상태이다. 따라서, 릴레이(180)는 입력단(100)으로부터 전원을 공급받지 못하여, 접점 b(130)와 연결되게 된다.
결국, 온 스위치(110), 마이크로 스위치(120), 제1 스위치(140)가 모두 연결되어 있고, 접점 b가 연결된 상태이기 때문에, 투입 코일(170)은 입력단(100)으로부터 전원을 인가받을 수 있게 된다. 전원이 투입 코일(170)에 인가되면, 투입 신호가 생성되어 부하(모터, 변압기, 콘덴서 등)에 전원을 투입하게 된다.
반면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 접촉기 스위치 제어 회로에 있어서, 오프 스위치(190)만이 연결된 경우를 나타낸다.
이 경우, 도 3과는 반대로 온 스위치(110)와 이와 연동하는 제1 스위치(140)는 오픈되어 있기 때문에, 투입 코일(170)은 입력단(100)으로부터의 전원 공급이 차단된 상태이다.
한편, 제2 스위치(200)는 오프 스위치(190)와 동작을 같이 하므로, 오프 스위치(190)가 연결된 경우 제2 스위치(200) 역시 연결되어 트립 코일(210)은 입력단(100)으로부터 전원을 공급받게 된다.
그리고, 제3 스위치(150) 역시 제2 스위치(200)와 동작을 같이 하므로, 제2 스위치(200)가 연결되면 제3 스위치(150)도 연결되지만, 온 스위치(110)가 이미 오픈되어 있기 때문에 릴레이(180)는 전원을 인가받지 못하여, 접점 b(130)에 연결된 상태이다. 하지만, 투입 코일(170) 역시 온 스위치(110)가 오픈되어 있기 때문에, 입력단(100)으로부터 전원을 인가받지는 못한다.
결국 도 4와 같이 오프 스위치(190)만 연결된 경우에는 트립 코일(210)만이 입력단(100)으로부터 전원을 인가받아 트립 동작을 수행케 된다.
도 5a 내지 도 5c는 온 스위치(110)와 오프 스위치(190)가 동시에 연결된 경우의 동작을 순서대로 나열한 도면이다.
도 5a에 도시된 바와 같이 온 스위치(110)가 연결되면, 제1 스위치(140) 역시 연결되며, 릴레이(180)는 접점 b(130)에 연결되어 있었으므로, 투입 코일(170)에 우선적으로 전원이 공급되어, 진공 접촉기 스위치는 투입 동작을 수행하게 된다.
하지만, 도 5b에 도시된 바와 같이 투입 코일(170)에 투입이 완료됨과 동시에 릴레이(180)에도 전원이 인가된다. 이는 오프 스위치(190)의 연결로 인해서 제2 스위치(200)가 연결되며, 이와 동작을 같이 하는 제3 스위치(150) 역시 연결되기 때문이다.
릴레이(180)는 입력단(100)으로부터 인가된 전원에 의하여 접점 a(160)에 연결되기 때문에, 투입 코일(170)의 전원 공급은 차단된다. 구체적으로, 릴레이(180)가 접점 a(160)와 연결됨에 따라, 접점 b(130)와의 연결이 끊어져, 온 스위치(110)와 제1 스위치(140)가 연결되어 있음에도 불구하고 입력단(100)으로부터 공급된 전원이 투입 코일(170)에 인가되지는 않는다.
한편, 도 5c에 도시된 바와 같이 오프 스위치(190) 및 제2 스위치(200)의 연결로 인하여 트립 코일(210)에는 전원이 인가되어 트립 동작이 수행된다.
도 5a 내지 도 5c에 도시된 동작들은 온 스위치(110)와 오프 스위치(190)가 동시에 연결된 경우 거의 동시에 일어나며, 릴레이(180)의 동작에 의하여 투입 코일(170)로 단 한번 전원이 인가될 뿐, 그 이상 전원이 반복하여 인가되지는 않는다.
상기 동작에 의하여 시스템의 오동작으로 인하여 온 스위치(110)와 오프 스위치(190)가 동시에 연결된 경우에도, 단 한번의 투입 동작과 트립 동작만이 발생하게 되어 안정적인 시스템을 유지할 수 있게 된다.
즉, 투입 동작과 트립 동작이 반복적으로 지속하여 수행되는 펌핑(pumping) 동작에 의한 시스템의 손실을 미연에 방지할 수 있는 안티 펌핑(Anti-Pumping) 기능을 갖는 진공 접촉기 스위치를 제공할 수 있게 된다.
상기한 바에서, 다양한 실시예에서 설명한 각 구성요소 및/또는 기능은 서로 복합적으로 결합하여 구현될 수 있으며, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100.................................입력단
110.................................온 스위치
120.................................마이크로 스위치
130.................................접점 b
140.................................제1 스위치
150.................................제3 스위치
160.................................접점 a
170.................................투입 코일
180.................................릴레이
190.................................오프 스위치
200.................................제2 스위치
210.................................트립 코일

Claims (8)

  1. 전원을 인가하는 입력단;
    투입 코일로 상기 전원을 전달할지 여부를 결정하는 온 스위치;
    트립 코일로 상기 전원을 전달할지 여부를 결정하는 오프 스위치; 및
    상기 투입 코일로 상기 전원이 투입되면 반복하여 상기 전원이 투입되는 것을 차단하는 릴레이;
    상기 온 스위치와 상기 투입 코일 사이에 상기 전원의 인가 여부를 결정하기 위하여 직렬 연결된 제1 스위치;
    상기 오프 스위치와 상기 트립 코일 사이에 상기 전원의 인가 여부를 결정하기 위하여 직렬 연결된 제2 스위치;
    상기 온 스위치와 상기 제1스위치 사이에 직렬 연결된 접점 b;
    상기 온 스위치와 상기 릴레이 사이에 직렬 연결된 접점 a; 및
    상기 릴레이에 전원 공급 여부를 결정하기 위하여 상기 온 스위치와 상기 릴레이 사이에 직렬로 연결되며, 상기 제2 스위치와 연동하여 동작하는 제3 스위치;를 포함하며,
    상기 접점 b, 상기 제1 스위치 및 상기 투입코일의 직렬 연결이, 상기 접점 a와 상기 제3스위치의 병렬 연결 및 상기 릴레이의 직렬연결과, 서로 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 진공 접촉기 스위치 제어 회로.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 온 스위치가 연결되는 경우 상기 제1 스위치도 연결되며, 상기 온 스위치가 오픈되는 경우 상기 제1 스위치도 오픈되는 것을 특징으로 하는 진공 접촉기 스위치 제어 회로.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 오프 스위치가 연결되는 경우 상기 제2 스위치도 연결되며, 상기 오프 스위치가 오픈되는 경우 상기 제2 스위치도 오픈되는 것을 특징으로 하는 진공 접촉기 스위치 제어 회로.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 릴레이는,
    상기 전원이 인가되는 경우, 상기 투입 코일로 상기 전원이 인가되지 않도록 회선을 오픈하는 것을 특징으로 하는 진공 접촉기 스위치 제어 회로.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 온 스위치와 상기 제1 스위치 사이에 인입/인출용 인터록 기능을 가지는 마이크로 스위치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 접촉기 스위치 제어 회로.
  8. 삭제
KR1020110016464A 2011-02-24 2011-02-24 진공 접촉기 스위치 제어 회로 KR101242981B1 (ko)

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