KR101251476B1 - Motor starter circuit including sparkless switches and average current detection circuits for three phase induction motors and the method using it - Google Patents

Motor starter circuit including sparkless switches and average current detection circuits for three phase induction motors and the method using it Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A motor starter circuit including sparkless switches and average current detection circuits for three phase induction motors and a method using the same are provided to simplify the configuration of a switch box and to improve space utilization. CONSTITUTION: A first relay(RLY1) is connected to a first phase(L1) for controlling a three phase electric motor. A second relay(RLY2) is connected to a second phase(L2) for controlling the three phase electric motor. A third relay(RLY3) is connected to a first wire(W1) for a change to a normal direction. A fourth relay(RLY4) is connected to a second wire(W2) for a change to a reverse direction. A second triac semiconductor(TR2) is connected to a first input terminal(IN1) for checking the contact point movement state of the relays and to the second phase. A third triac semiconductor(TR3) is connected to a third phase(L3). A MOC(Metal Oxide Semiconductor) produces control signals for the third triac semiconductor and the second triac semiconductor.

Description

아크 없는 개폐 및 전류감지 기능을 포함한 삼상 전동기용 정역 회로 장치 및 이를 이용한 아크 없는 개폐 방법{Motor starter circuit including sparkless switches and average current detection circuits for three phase induction motors and the method using it}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a three-phase rectifier circuit including an arc-free switching and current sensing function, and a method of using the same,

본 발명은 아크 없는 개폐 및 전류감지 기능을 포함한 삼상 전동기용 정역 회로 장치에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 삼상 전동기 정/역 기동을 위한 개폐회로의 신뢰성을 높이기 위하여 트라이악반도체 접점 및 접점 상태확인 회로를 이용하여 릴레이 개폐접점의 전기적 아크를 제한하고 동시에 전동기 과부하 보호기능을 위한 전류 검출을 포함하는 기동장치에 관한 것이다. The present invention relates to a rectifier circuit for a three-phase motor having an arc-free opening and closing and current sensing function, and more particularly, to a rectifier circuit for a triac motor, To a starter which limits the electric arc of the relay open / close contact and at the same time includes current detection for the motor overload protection function.

종래발명인 한국등록특허 제1053759호는 유기전압으로 기동토크 곡선을 모델링하여 프로그래밍 방식으로 제어함으로써 기동실패를 최소화하고 다양한 규격의 전동기에 사용할 수 있는 호환성이 큰 단상 유도전동기용 전자식 계전기에 관한 것으로, 기동권선의 전류 흐름을 단속하는 트라이악반도체들과, 전동기의 회전속도에 비례하는 기동권선의 유기전압을 검출하기 위한 유기전압 검출회로, 트라이악반도체들의 양단전압을 검출하여 기동전에는 전동기 선로전압의 0점 전압을 검출하고, 기동중에는 기동권선 전류의 0점 전류를 검출하는 윈도우 비교 회로, 및 윈도우 비교 회로의 신호에 따라 전동기 선로전압의 0점 전압 시점에 트라이악반도체들을 온시켜 기동을 개시하고, 기동중에는 윈도우 비교 회로의 신호에 따라 기동권선 전류의 0점 전류 시점마다 일정 지연시간 동안 트라이악반도체들의 게이트를 트리거시켜 트라이악반도체들의 온상태를 유지하며, 기동중에 유기전압 검출회로로부터 기동권선의 유기전압을 입력받아 전동기의 가속토크에 비례하는 유기전압의 변동비를 연산하여 가속토크가 최대치인 것으로 기동토크가 최대인 것을 확인한 후, 가속토크가 감소하기 시작하면 트라이악을 오프시키는 마이컴으로 구성된다.Korean Patent No. 1053759, which is a conventional invention, relates to an electronic relay for a single-phase induction motor having a high compatibility with a motor which can minimize start-up failures by modeling the start-up torque curve with an induced voltage, An induced voltage detection circuit for detecting the induced voltage of the starting winding proportional to the rotation speed of the motor, and a voltage detection circuit for detecting the voltage across the two terminals of the triac semiconductors, A window comparing circuit for detecting a point voltage, detecting a zero point current of a starting winding current during starting, and starting the triac semiconductors by turning on the zero point voltage of the motor line voltage according to the signal of the window comparing circuit, During start-up, according to the signal of the window comparator circuit, The starting voltage of the starting winding is inputted from the induced voltage detecting circuit during the starting, and the variable ratio of the induced voltage proportional to the acceleration torque of the electric motor And the microcomputer turns off the triac when the acceleration torque begins to decrease after confirming that the starting torque is the maximum with the acceleration torque being the maximum value.

또한 한국등록특허 제1036387호는 삼상모터에서 회전방향을 전환할 때 아크가 발생되지 않도록 하는 삼상모터의 정역회전 제어장치에 관한 것이다. 본 발명의 장치는 삼상모터와, 제1 및 제2 트라이악과, 제1 및 제2 트라이악 포토드라이버와, 제1트라이악과 제2 트라이악의 출력단과 삼상모터의 2상 입력단(V,W) 사이에 연결되어 정역제어신호에 따라 인입선로의 결선방향을 전환하여 상기 삼상모터를 정회전 혹은 역회전시키는 계전기와, 정역조작 스위치의 온/오프에 따라 삼상모터가 정회전 혹은 역회전되도록 계전기와 트라이악 포토 드라이버를 제어하는 정역제어회로부를 포함하고, 정역제어회로부는 정역조작 스위치와, 정역조작 스위치의 온이나 오프시에 T1시간만큼 제 1 트라이악 포토드라이버와 제 2 트라이악 포토 드라이버를 오프시켜 계전기 접점으로 흐르는 전류를 차단하는 트라이악 제어부와, 정역조작 스위치가 오프되면 T2 지연시간 후 계전기의 코일을 소자시켜 삼상모터를 역회전시키도록 계전기의 접점을 연결하고, 정역조작 스위치가 온되면 T2 지연시간후 계전기의 코일을 여자시켜 삼상모터를 정회전시키도록 계전기의 접점을 연결하는 계전기 제어부로 구성된다.Korean Patent No. 1036387 discloses a normal / reverse rotation control device for a three-phase motor in which an arc is not generated when a rotational direction is switched in a three-phase motor. The apparatus of the present invention comprises a three-phase motor, first and second triacs, first and second triac photodrivers, and between the output of the first triac and the second triac and the two-phase input (V, W) Phase motor to be forwardly or reversely rotated in accordance with the on / off operation of the forward / reverse operation switch, a relay for switching the direction of connection to the lead-in line in accordance with the forward / reverse control signal, And a normal / reverse control circuit part for controlling the erroneous photodiode, wherein the normal / reverse control circuit part comprises a normal / reverse operation switch and a first triad photo driver and a second triad photo driver which are turned off A triac control unit for interrupting a current flowing to the relay contact; and a control unit for controlling the three-phase motor in the reverse direction And a relay control section for connecting the contacts of the relay so that the three-phase motor is rotated forward by exciting the coil of the relay after the T2 delay time when the forward / reverse operation switch is turned on.

그러나 상술한 종래발명들은 개폐접점의 전기적 아크에 의하여 제어신호와 접점이동 간의 동작 편차로 인한 단락 및 기타 사고가 발생할 위험성이 있었다.However, in the above-mentioned prior arts, there is a risk of short circuit and other accidents due to an operation deviation between the control signal and the contact movement due to the electric arc of the open / close contact.

또한 상술한 종래발명들은 과부하 보호 시, 전자식 과전류 계전기는 잦은 기동으로 인해 인가 전류의 연속성이 없을 경우, 전동기의 열축적 상태에 고려하기 어렵고 열동형 (Bimetal) 보호 계전기는 주변온도에 따라 동작특성이 불안정하고, 동작시간이 완만하다는 단점이 있었다.
Also, in the above-mentioned conventional inventions, it is difficult to consider the thermal accumulation state of the motor when there is no continuity of the applied current due to frequent start of the electronic overcurrent relay at the time of overload protection, and the thermal relay (bimetal) Unstable, and slow operation time.

상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 반도체(TRIAC) 접점 및 전동기 기동용 릴레이 접점을 직렬 연결하고 전동기의 기동 시, 상기 릴레이 접점 이동 시에는 상기 반도체 접점이 OPEN 상태로 유지하도록 하고 전압 감지 입력신호를 통해 내부 MCU가 상기 릴레이 접점의 이동이 완료된 것을 확인하여 반도체 접점을 CLOSE 상태로 전환함으로써 전기적 아크에 의한 개폐기 주된 불량 원인인 접점의 누적 마모, 소손을 제한하고, 제어신호와 접점이동 간의 동작 편차로 인한 단락 및 기타 사고를 예방하며 동시에 배전함 구성을 간소화할 수 있는 아크 없는 개폐 및 전류감지 기능을 포함한 삼상 전동기용 정역 회로 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a semiconductor TRIAC contact and a relay contact for starting an electric motor in series, the semiconductor contact being kept in an OPEN state when the motor starts, The internal MCU confirms that the movement of the relay contact is completed through the input signal, and by switching the semiconductor contact to the CLOSE state, it is possible to limit the cumulative wear and tear of the contact, which is the main cause of the breakage caused by the electric arc, It is an object of the present invention to provide a normal and reverse circuit device for a three-phase motor including an arc-free switching and current sensing function that can prevent a short circuit and other accidents due to an operation deviation and simplify a configuration of a distribution box.

본 발명은 2개의 온도감지 센서를 이용하여, 하나는 전동기의 운전 중 전동기의 전류의 평균치에 비례하여 증가하는 트라이악에 부착된 방열판의 온도를 감지하고, 나머지 하나는 외부(주변) 온도를 감지하되 상기 두 온도 차를 디지털 회로를 통해 비교하여 전동기의 과부하 및 열축적 상태를 확인하고 전동기 전류의 평균치를 연산하여 전동기를 보호할 수 있는 아크 없는 개폐 및 전류감지 기능을 포함한 삼상 전동기용 정역 회로 장치를 제공하는 데 목적이 있다.In the present invention, two temperature sensors are used to detect the temperature of the heat sink attached to the triac, which is increased in proportion to the average value of the electric current of the motor during the operation of the motor, This circuit is a three-phase rectifier circuit for three-phase motors including an arc-free switching and current sensing function, which can protect the motor by calculating the average value of the motor current by checking the overload and heat accumulation state of the motor by comparing the two temperature differences through digital circuits In order to solve the problem.

본 발명은 전동기의 정/역 제어 회로 및 과부하 보호 회로를 일체형 기동장치로 설계하여 배전함 구성을 간소하고 공간 활용도를 높이는 데 목적이 있다.An object of the present invention is to simplify the structure of the power distribution box and to improve the space utilization by designing the forward / reverse control circuit and the overload protection circuit of the motor as an integrated starter.

본 발명은 정/역 기동회로와 직입 기동회로를 포함하는 기동회로부와, 과부하 전류 검출회로부와, MCU로 이루어진 삼상 전동기용 정역회로장치에 있어서, 상기 기동회로부는, 상기 삼상전동기 제어용 제1상(L1)에 따른 릴레이 출력접점인 제1계전기(RLY1); 상기 삼상전동기 제어용 제2상(L2)에 따른 릴레이 출력접점인 제2계전기(RLY2); 정방향 전환용 제1권선(W1)으로 연결하는 출력접점인 제3계전기(RLY3); 역방향 전환용 제2권선(W2)으로 연결하는 출력접점인 제4계전기(RLY4); 일정 회전 방향별 자기 유지 출력접점인 제5계전기(RLY5); 상기 일정 방향의 역 회전 방향별 자기 유지 출력접점인 제6계전기(RLY6); 상기 계전기들의 접점 이동 상태 확인을 위한 제1입력단자(IN1); 상기 제2상(L2)에 연결되고, 상기 삼상전동기 제어용 트라이악 반도체 소자인 제2트라이악반도체(TR2); 제3상(L3)에 연결되고,상기 삼상전동기 제어용 트라이악 반도체 소자인 제3트라이악반도체(TR3); 상기 제2트라이악반도체(TR2)와 제3트라이악반도체(TR3)의 제어 신호를 생성하는 MOC(metal oxide semiconductor); 상기 제2트라이악반도체(TR2)의 접점 이동 상태 확인을 위한 제2입력단자(IN2); 상기 제3트라이악반도체(TR3)의 접점 이동 상태 확인을 위한 제3입력단자(IN3); STOP 제어회로의 개폐 상태 확인을 위한 입력신호인 제4입력단자(IN4); UP 제어회로의 개폐 상태 확인을 위한 입력신호인 제5입력단자(IN5); DOWN 제어회로의 개폐 상태 확인을 위한 입력신호인 제6입력단자(IN6); 상기 RLY1, RLY2 제어 신호 회로인 제1출력단자(OUT1); 상기 RLY3, RLY4 제어 신호 회로인 제2출력단자(OUT2); 및 상기 제2트라이악반도체(TR2)와 제3트라이악반도체(TR3)의 제어 신호 회로인 제3출력단자(OUT3);로 구성되되,The present invention relates to a normal circuit device for a three-phase motor comprising a starter circuit, a starter starter circuit, a starter starter circuit, an overload current detector circuit portion, and an MCU, wherein the starter circuit portion includes: A first relay RLY1 that is a relay output contact according to the first relay L1; A second relay RLY2 which is a relay output contact point along the second phase L2 for controlling the three-phase motor; A third relay RLY3 as an output contact connected to the first winding W1 for forward switching; A fourth relay RLY4 that is an output contact connected to the second switching winding W2 for reverse switching; A fifth relay (RLY5) which is a self-maintaining output contact for each rotation direction; A sixth relay RLY6 which is a self-maintaining output contact for the reverse direction in the predetermined direction; A first input terminal (IN1) for checking the contact movement state of the relays; A second triac semiconductor TR2 which is connected to the second phase L2 and is a triac semiconductor element for controlling the three-phase motor; A third triac semiconductor TR3 which is connected to the third phase L3 and is a triac semiconductor element for controlling the three-phase motor; A metal oxide semiconductor (MOC) for generating control signals of the second triac semiconductor TR2 and the third triac semiconductor TR3; A second input terminal IN2 for confirming a contact movement state of the second triac semiconductor TR2; A third input terminal IN3 for confirming a contact moving state of the third triac semiconductor TR3; A fourth input terminal IN4 as an input signal for confirming the open / close state of the STOP control circuit; A fifth input terminal IN5 which is an input signal for confirming the open / close state of the UP control circuit; A sixth input terminal IN6 as an input signal for confirming the open / close state of the DOWN control circuit; A first output terminal OUT1 which is a control signal circuit of the RLY1 and RLY2; A second output terminal OUT2 which is the RLY3, RLY4 control signal circuit; And a third output terminal OUT3 which is a control signal circuit of the second triac semiconductor TR2 and the third triac semiconductor TR3,

상기 삼상 전동기의 기동을 위한 상기 제1계전기(RLY1)와 제2계전기(RLY2) 또는 상기 정/역 전환을 위한 제3계전기(RLY3)와 제4계전기(RLY4)의 출력접점이동 시 상기 계전기들(RLY1, RLY2, RLY3, RLY4)과 직렬로 연결된 반도체 접점이 항상 OPEN 상태를 유지하도록 하고, 상기 MCU 입력신호인 제1입력단자(IN1), 제2입력단자(IN2) 및 제3입력단자(IN3)로 접점상태를 실시간으로 입력받아, 먼저 접점 이동이 완료된 것을 확인하여 상기 트라이악반도체 접점을 제어(ON)하며, 상기 트라이악반도체들(TR2, TR3)의 단락 고장으로 인한 전동기의 이상 운전을 제한하기 위해 제2입력단자(IN2) 및 제3입력단자(IN3)의 입력신호를 통해 상기 트라이악반도체들(TR2, TR3)의 손상 여부를 확인하고, 손상 발생시 기동용 제1계전기(RLY1)와 제2계전기(RLY2) 접점을 OPEN 한다.When the output contacts of the first relay RLY1 and the second relay RLY2 or the third relay RLY3 and the fourth relay RLY4 for switching the forward / reverse switching for starting the three-phase motor are moved, The semiconductor contact connected in series with the first input terminal IN1, the second input terminal IN2, and the third input terminal IN1, which are the MCU input signals, (TR3), and the tripod semiconductor contacts (TR3, TR3) are connected to the first and second transistors (TR1, IN3) It is checked whether the triac semiconductors TR2 and TR3 are damaged through the input signals of the second input terminal IN2 and the third input terminal IN3 in order to limit the operation of the first relay RLY1 ) And the second relay (RLY2).

본 발명에 있어서, 상기 과부하 전류 검출회로부는, 온도 감지 센서인 제1 써미스터(TH1); 방열판 (Heat Sink) 온도 센서 (Liner Active Thermistor)인 제2 써미스터(TH2); 및 온도감지 센서 출력 전압의 아날로그-디지털 컨버터(Analog-digital converter);로 구성되되, 상기 MCU가 상기 써미스터들(TH1, TH2)을 이용해 상기 트라이악 반도체의 방열판 또는 케이스 온도와 주변온도 간의 온도편차를 비교하고, 상기 트라이악 반도체의 소모전력을 아래 수학식1을 통해 연산하여, 트라이악반도체 소모전력을 검출하고, 입력된 정격 전류 설정 치(Is)에 따른 △Ts를 연산하고, 전동기의 운전 중 감지된 온도 편차 △T와 비교하여, △T > k△Ts 이면 입력된 동작지연 시간 (O_time x Trip class) 이후에 동작하여 과부하 보호를 구현한다.In the present invention, the overload current detection circuit unit includes: a first thermistor TH1 as a temperature sensor; A second thermistor TH2 which is a heat sink temperature sensor (Liner Active Thermistor); And an analog-digital converter of an output voltage of the temperature sensing sensor, wherein the MCU uses the thermistors TH1 and TH2 to measure a temperature difference between a heat sink of the triac semiconductor or a case temperature and an ambient temperature Calculates consumed electric power of the triac semiconductor through the following expression (1), detects the triac semiconductor consumed electric power, calculates? Ts according to the inputted rated current set value Is, (O_time x Trip class), and overload protection is implemented when ΔT> kΔTs is compared with the sensed temperature deviation ΔT.

[수학식1][Equation 1]

P ≒ △T (j-a) / Rth (j-a) ≒ △T (h-a) / Rth (h-a)P?? T (j-a) / Rth (j-a)? T (h-a) / Rth

△T (h-a) = Th - Ta = ADC2 - ADC1? T (h-a) = Th-Ta = ADC2 - ADC1

P ≒ (ADC2 - ADC1) / Rth (h-a) P? (ADC2 - ADC1) / Rth (h - a)

(여기에서 P : 트라이악반도체 소모전력, △T(j-a) : 정션과 주변온도 간의 차이, Rth (j-a) : 정션과 주변 간의 열 저항 지수, △T(h-a) : 방열판 온도와 주변온도 간의 차이, Rth (h-a) : 방열판과 주변 간의 열 저항 지수, k : 과부하 상태 지수, △T: 온도 편차, O_Time : 버퍼 적산 시간, Trip class : 과부하 동작지연시간 설정치, ADC1, ADC2 : 온도감지 센서 출력 전압의 아날로그-디지털 컨버터(Analog-digital converter) 회로)Rth (ja): Heat resistance index between junction and periphery, ΔT (ha): Difference between heat sink temperature and ambient temperature, where P is the heat dissipated by the triac, ΔT , Rth (ha) is the thermal resistance index between the heat sink and the surrounding area, k is the overload state index, ΔT is the temperature deviation, O_Time is the buffer integration time, Trip class is the overload delay time setting value, An analog-to-digital converter circuit)

본 발명은 정/역 기동회로와 직입 기동회로를 포함하는 기동회로부와 과부하 전류 검출회로부와 MCU로 이루어진 삼상 전동기용 정역회로장치를 이용한 아크 없는 개폐 방법에 있어서, STOP 스위치가 Close 상태가 되면 제어회로에 전원이 공급되고 MCU 전원에 전원이 공급되며, 제4입력단자(IN4)를 통해 ‘1’이 입력되면 계전기들의 전원이 정상 공급된 것으로 판단하고 제5입력단자(IN5)와 제6입력단자(IN6)를 통해 전동기의 정/역 기동 제어신호인 외부 UP, DOWN 스위치의 개폐 상태와, 제1입력단자(IN1), 제2입력단자(IN2) 및 제3입력단자(IN3)를 통해 제1계전기(RLY1), 제2계전기(RLY2), 제2트라이악반도체(TR2) 및 제3트라이악반도체(TR3)의 접점의 이상유무를 반복 확인한 후, IN1 = 0, IN2 = 0, IN3 = 0 신호가 입력되면 정상적으로 판단하고, IN1, IN2, IN3 중 하나이상에서 '1' 신호가 감지되면 동작하지 않는 제1단계; 상기 제5입력단자(IN5) 또는 제6입력단자(IN6)에서 ‘1’이 감지되면 제1출력단자(OUT1) 에 ‘1’신호를 인가하여 전동기 기동용 제1계전기(RLY1)와 제2계전기(RLY2)의 접점을 CLOSE 하며, 일정 시간 후 접점 이동이 완료되어 IN1 = 1, IN2 = 0, IN3 = 0 신호가 입력되며, 정상으로 판단하고, 제2입력단자(IN2)와 제3입력단자(IN3) 중 하나 이상에서 ‘1’ 신호 감지되면 반도체의 부품의 이상이 발생한 것으로 판단하여 상기 제1출력단자(OUT1)에 ‘0’신호를 인가해 제1계전기(RLY1)와 제2계전기(RLY2)의 접점을 OPEN 하여 동작하지 않는 제2단계; 상기 제5입력단자(IN5)에서 ‘1’이 감지되면, 제2출력단자(OUT2)에 ‘0’신호를 인가하고, 반대로 제6입력단자(IN6)에서 ‘1’이 감지되면 상기 제2출력단자(OUT2)에 ‘1’신호를 인가하고 정/역 전환용 제3계전기(RLY3)와 제4계전기(RLY4)의 접점이 일정 시간 후, 이동 완료되면 IN1 = 1, IN2 = 0, IN3 = 0 신호가 입력되고, 상기 접점이 이동 중 이거나 문제가 있을 경우, 제2입력단자(IN2)와 제3입력단자(IN3) 중 하나 이상에서 ‘1’ 신호가 감지되며, 일정 시간 이상 접점 이동이 완료되지 않으면 제1출력단자(OUT1)에 ‘0’신호를 인가하고, 상기 제1계전기(RLY1)와 제2계전기(RLY2)는 OPEN 상태가 되어 동작하지 않는 제3단계; 상기 제3출력단자(OUT3)에 ‘1’ 신호를 주어 제2트라이악반도체(TR2)와 제3트라이악반도체(TR3)를 제어하고, 일정 시간 후, 모두 ON 상태가 되면 IN1 = 1, IN2 = 1, IN3 = 1 신호가 입력되고, 전동기는 정상 운전 상태가 되는데, 접점이 이동 중이거나 결상이 발생하면, 제2입력단자(IN2)와 제3입력단자(IN3) 중 하나 이상에서 ‘0’ 신호가 감지되고, 일정 시간 후, 접점 이동이 완료되지 않으면 상기 제3출력단자(OUT3)에 ‘0’ 신호를 주어 제2트라이악반도체(TR2)와 제3트라이악반도체(TR3)를 OFF 제어하고, 일정 시간 후, 제2트라이악반도체(TR2)와 제3트라이악반도체(TR3)가 모두 OFF 상태가 되어 IN1 = 1, IN2 = 0, IN3 = 0 신호가 입력되면, OUT1에 ‘0’신호를 인가하고 제1계전기(RLY1)와 제2계전기(RLY2)를 OPEN 하여 동작하지 않는 제4단계; 상기 전동기의 정상 운전 중, 순간 정/역을 위해 상기 MCU에 기억된 회전방향과 다른 회전방향 신호가 제5입력단자(IN5) 또는 제6입력단자(IN6)를 통해 입력되면 먼저 제3출력단자(OUT3)에 ‘0’ 신호를 주어 제2트라이악반도체(TR2)와 제3트라이악반도체(TR3)를 OFF 하고, 일정 시간 후, 상기 제2트라이악반도체(TR2)와 제3트라이악반도체(TR3)가 모두 OFF 상태가 되어 IN1 = 1, IN2 = 0, IN3 = 0 신호가 입력되면 상기 제3단계와 제4단계를 반복하는 제5단계; 상기 전동기의 정상 운전 중, 제4입력단자(IN4)를 통해 STOP 스위치가 OPEN 상태인 것이 확인되면 제3출력단자(OUT3)에 ‘0’ 신호를 주어 제2트라이악반도체(TR2)와 제3트라이악반도체(TR3)를 제어하고, 일정 시간 후, 상기 제2트라이악반도체(TR2)와 제3트라이악반도체(TR3)가 모두 OFF 상태가 되어 IN1 = 1, IN2 = 0, IN3 = 0 신호가 입력되면, OUT1에 ‘0’신호를 인가하고 제1계전기(RLY1)와 제2계전기(RLY2)를 OPEN 하는 제6단계;를 포함하여 구성된다.The present invention relates to an arc-free opening / closing method using a normal circuit device for a three-phase motor including a starter starting circuit, a starter starting circuit, an overload current detecting circuit portion and an MCU, When a '1' is input through the fourth input terminal IN4, it is determined that the power of the relays is normally supplied, and the fifth input terminal IN5 and the sixth input terminal IN5 are turned on, The open / close state of the external UP and DOWN switches as the forward / reverse start control signals of the motor via the first input terminal IN1, the second input terminal IN2 and the third input terminal IN3, IN1 = 0, IN2 = 0, IN3 = 0, and IN2 = 0 after repeating the abnormality of the contacts of the first relay RLY1, the second relay RLY2, the second triac semiconductor TR2 and the third triac semiconductor TR3, 1 signal from one or more of IN1, IN2, and IN3, The first step does not operate when the detected; When '1' is sensed at the fifth input terminal IN5 or the sixth input terminal IN6, a '1' signal is applied to the first output terminal OUT1 to output the first relay RLY1 for starting the motor and the second relay RLY1 for starting the motor The contacts of the relay RLY2 are closed and after the contact movement has been completed after a predetermined time, signals IN1 = 1, IN2 = 0 and IN3 = 0 are inputted and it is judged as normal, and the second input terminal IN2 and the third input A signal '0' is applied to the first output terminal OUT1 and the first relay RLY1 and the second relay RLY1 are connected to the first output terminal OUT1, (RLY2), and does not operate; When '1' is sensed at the fifth input terminal IN5, a '0' signal is applied to the second output terminal OUT2. On the other hand, if '1' is sensed at the sixth input terminal IN6, IN1 = 1, IN2 = 0, IN3 = 0, and IN2 = 0 when the contact of the third relay RLY3 and the fourth relay RLY4 is moved after a predetermined time by applying a "1" signal to the output terminal OUT2. 1 signal is detected at one or more of the second input terminal IN2 and the third input terminal IN3 when the contact point is moving or there is a problem, The first relay RLY1 and the second relay RLY2 are in an OPEN state and do not operate; and a third step of applying a '0' signal to the first output terminal OUT1 when the first relay RLY1 and the second relay RLY2 are not completed. The second triac semiconductor TR2 and the third triac semiconductor TR3 are controlled by giving a '1' signal to the third output terminal OUT3. When all of them are turned on after a predetermined time, IN1 = 1 and IN2 1 and IN3 = 1 are inputted and the motor is in the normal operation state. If the contact is moving or image forming occurs, at least one of the second input terminal IN2 and the third input terminal IN3 becomes' 0 0 'signal to the third output terminal OUT3 to turn OFF the second triac semiconductor TR2 and the third triac semiconductor TR3 when the contact movement is not completed after a predetermined time When the second triac semiconductor TR2 and the third triac semiconductor TR3 are both turned off and a signal IN1 = 1, IN2 = 0 and IN3 = 0 is inputted after a predetermined time, (RLY1) and the second relay (RLY2) to operate; When a rotation direction signal different from the rotation direction stored in the MCU for instantaneous forward / reverse rotation is input through the fifth input terminal IN5 or the sixth input terminal IN6 during normal operation of the motor, The second triac semiconductor TR2 and the third triac semiconductor TR3 are turned OFF by giving a '0' signal to the second triac semiconductor transistor OUT2 and the second triac semiconductor TR2 is turned off after a predetermined time, The third step and the fourth step are repeated when the signals IN1 = 1, IN2 = 0, and IN3 = 0 are input in the fifth step; When it is confirmed that the STOP switch is in the OPEN state through the fourth input terminal IN4 during the normal operation of the motor, a '0' signal is applied to the third output terminal OUT3 to turn on the second triac semiconductor TR2 and the third The second triac semiconductors TR2 and the third triac semiconductors TR3 are both in the OFF state and the IN1 = 1, IN2 = 0, IN3 = 0 signal And a sixth step of applying a '0' signal to the OUT1 and opening the first relay RLY1 and the second relay RLY2.

본 발명에 있어서, 상기 직입 기동회로를 포함하는 삼상 전동기용 정역회로장치를 이용한 아크 없는 개폐 방법은, STOP 스위치가 Close 상태가 되면 제어회로에 전원이 공급되고 MCU 전원에 전원이 공급되며, 제4입력단자(IN4)를 통해 ‘1’ 입력되면 계전기들의 전원이 정상 공급된 것으로 판단하고 제5입력단자(IN5)와 제6입력단자(IN6)를 통해 전동기의 정/역 기동 제어신호인 외부 UP, DOWN 스위치의 개폐 상태와, 제1입력단자(IN1), 제2입력단자(IN2) 및 제3입력단자(IN3)를 통해 제1계전기(RLY1), 제2계전기(RLY2), 제2트라이악반도체(TR2) 및 제3트라이악반도체(TR3)의 접점의 이상유무를 반복 확인한 후, IN1 = 0, IN2 = 0, IN3 = 0 신호가 입력되면 정상적으로 판단하고, IN1, IN2, IN3 중 하나이상에서 '1' 신호가 감지되면 동작하지 않는 제1단계; 상기 제3출력단자(OUT3)에 ‘1’ 신호를 주어 제2트라이악반도체(TR2)와 제3트라이악반도체(TR3)를 제어하고, 일정 시간 후, 모두 ON 상태가 되면 IN1 = 1, IN2 = 1, IN3 = 1 신호가 입력되고, 전동기는 정상 운전 상태가 되는데, 접점이 이동 중이거나 결상이 발생하면, 제2입력단자(IN2)와 제3입력단자(IN3) 중 하나 이상에서 ‘0’ 신호가 감지되고, 일정 시간 후, 접점 이동이 완료되지 않으면 상기 제3출력단자(OUT3)에 ‘0’ 신호를 주어 제2트라이악반도체(TR2)와 제3트라이악반도체(TR3)를 OFF 제어하고, 일정 시간 후, 제2트라이악반도체(TR2)와 제3트라이악반도체(TR3)가 모두 OFF 상태가 되어 IN1 = 1, IN2 = 0, IN3 = 0 신호가 입력되면, OUT1에 ‘0’신호를 인가하고 제1계전기(RLY1)와 제2계전기(RLY2)를 OPEN 하여 동작하지 않는 제2단계; 상기 전동기의 정상 운전 중, 제4입력단자(IN4)를 통해 STOP 스위치가 OPEN 상태인 것이 확인되면 제3출력단자(OUT3)에 ‘0’ 신호를 주어 제2트라이악반도체(TR2)와 제3트라이악반도체(TR3)를 제어하고, 일정 시간 후, 상기 제2트라이악반도체(TR2)와 제3트라이악반도체(TR3)가 모두 OFF 상태가 되어 IN1 = 1, IN2 = 0, IN3 = 0 신호가 입력되면, OUT1에 ‘0’신호를 인가하고 제1계전기(RLY1)와 제2계전기(RLY2)를 OPEN 하는 제3단계;를 포함하여 구성된다.In the present invention, when the STOP switch is in the closed state, power is supplied to the control circuit and power is supplied to the MCU power supply, and the fourth 1 'through the input terminal IN4, it is judged that the power of the relays is normally supplied. Then, it is determined through the fifth input terminal IN5 and the sixth input terminal IN6 of the external UP The first relay RLY1, the second relay RLY2, the second triangle RLY1, the second relay RLY2 and the second relay RLY2 are connected to each other through the first input terminal IN1, the second input terminal IN2 and the third input terminal IN3, It is judged normally when the signals IN1 = 0, IN2 = 0 and IN3 = 0 are input after repeating the abnormality of the contact point between the bad semiconductor TR2 and the third triac semiconductor TR3 and one of IN1, IN2 and IN3 If the '1' signal is detected, it is not operated. The second triac semiconductor TR2 and the third triac semiconductor TR3 are controlled by giving a '1' signal to the third output terminal OUT3. When all of them are turned on after a predetermined time, IN1 = 1 and IN2 1 and IN3 = 1 are inputted and the motor is in the normal operation state. If the contact is moving or image forming occurs, at least one of the second input terminal IN2 and the third input terminal IN3 becomes' 0 0 'signal to the third output terminal OUT3 to turn OFF the second triac semiconductor TR2 and the third triac semiconductor TR3 when the contact movement is not completed after a predetermined time When the second triac semiconductor TR2 and the third triac semiconductor TR3 are both turned off and a signal IN1 = 1, IN2 = 0 and IN3 = 0 is inputted after a predetermined time, A second step of operating the first relay RLY1 and the second relay RLY2 by operating the first relay RLY1 and the second relay RLY2; When it is confirmed that the STOP switch is in the OPEN state through the fourth input terminal IN4 during the normal operation of the motor, a '0' signal is applied to the third output terminal OUT3 to turn on the second triac semiconductor TR2 and the third The second triac semiconductors TR2 and the third triac semiconductors TR3 are both in the OFF state and the IN1 = 1, IN2 = 0, IN3 = 0 signal And a third step of applying a '0' signal to the OUT1 and opening the first relay RLY1 and the second relay RLY2.

본 발명에 따르면 전기적 아크에 의한 개폐기 주된 불량 원인인 접점의 누적 마모, 소손을 제한하고, 제어신호와 접점이동 간의 동작 편차로 인한 단락 및 기타 사고를 예방하며 동시에 배전함 구성을 간소화할 수 있다.According to the present invention, it is possible to limit the cumulative wear and tear of the contact, which is the main cause of the failure due to the electric arc, to prevent a short circuit and other accidents due to the motion deviation between the control signal and the contact movement, and at the same time to simplify the structure of the power distribution box.

본 발명에 따르면 온도 차를 디지털 회로를 통해 비교하여 전동기의 과부하 및 열축적 상태를 확인하고 전동기 전류의 평균치를 연산하여 전동기를 보호할 수 있다.According to the present invention, it is possible to compare the temperature difference through a digital circuit, to check the overload and heat accumulation state of the motor, and to calculate the average value of the motor current to protect the motor.

본 발명에 따르면 전동기의 정/역 제어 회로 및 과부하 보호 회로를 일체형 기동장치로 설계하여 배전함 구성을 간소하고 공간 활용도를 높일 수 있다.According to the present invention, the forward / reverse control circuit and the overload protection circuit of the motor can be designed as an integrated starting device, thereby simplifying the configuration of the power distribution box and improving the space utilization.

도1은 본 발명의 일실시예에 따라 정/역 기동회로로 이루어진 삼상 전동기용 회로장치를 보여주는 도면.
도2는 본 발명의 일실시예에 따라 직입 기동회로를 포함하는 삼상 전동기용 회로장치를 보여주는 도면.
도3은 본 발명의 일실시예에 따라 전류감지 기능을 포함한 삼상 전동기용 정역 회로 장치를 보여주는 도면.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit diagram of a three-phase motor circuit device having a forward / reverse startup circuit according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 shows a circuit device for a three-phase motor including a direct-start circuit according to one embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram of a normal circuit device for a three-phase motor including a current sensing function according to an embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 바람직한 실시예들에 의해 명확해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 살펴보기로 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.For the embodiments of the invention disclosed herein, specific structural and functional descriptions are set forth for the purpose of describing an embodiment of the invention only, and it is to be understood that the embodiments of the invention may be practiced in various forms, And should not be construed as limited to the embodiments described in the foregoing description.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention.

예를 들어 이하에서 설명하는 트라이악반도체는 교류전압을 제어할 수 있는 반도체 소자이면 가능하고, SCR(silicon controlled rectifier)로 교체될 수도 있다.For example, the triac semiconductors described below may be a semiconductor device capable of controlling an AC voltage, and may be replaced with a silicon controlled rectifier (SCR).

또한 MCU는 적어도 하나의 마이크로프로세서, 마이크로 컨트롤러, 그리고 이들과 유사한 기능을 수행할 수 있는 지능 논리 소자들 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
The MCU may also include at least one of at least one microprocessor, microcontroller, and intelligent logic elements capable of performing similar functions.

본 발명에 따른 아크 없는 개폐 및 전류감지 기능을 포함한 삼상 전동기용 정역 회로 장치는 정/역 기동회로(도1 참조)와 직입 기동회로(도2 참조)를 포함하는 기동회로부와 과부하 전류 검출회로부(도3 참조)와 MCU(미도시)로 이루어진 삼상 전동기용 정역장치회로부로 크게 나누어 구성된다.The rectifying circuit device for a three-phase motor including an arc-free opening and closing and current sensing function according to the present invention includes a starting circuit portion including a forward / backward starting circuit (see FIG. 1) and a direct starting circuit (see FIG. 2) 3) and an MCU (not shown).

상기 기동회로부는 상기 삼상전동기 제어용 제1상(L1)에 따른 릴레이 출력접점인 제1계전기(RLY1), 상기 삼상전동기 제어용 제2상(L2)에 따른 릴레이 출력접점인 제2계전기(RLY2), 정방향 전환용 제1권선(W1)으로 연결하는 출력접점인 제3계전기(RLY3), 역방향 전환용 제2권선(W2)으로 연결하는 출력접점인 제4계전기(RLY4), 일정 회전 방향별 자기 유지 출력접점인 제5계전기(RLY5), 상기 일정 방향의 역 회전 방향별 자기 유지 출력접점인 제6계전기(RLY6), 상기 계전기들의 접점 이동 상태 확인을 위한 제1입력단자(IN1), 상기 제2상(L2)에 연결되고, 상기 삼상전동기 제어용 트라이악 반도체 소자인 제2트라이악반도체(TR2), 제3상(L3)에 연결되고,상기 삼상전동기 제어용 트라이악 반도체 소자인 제3트라이악반도체(TR3), 상기 제2트라이악반도체(TR2)와 제3트라이악반도체(TR3)의 제어 신호를 생성하는 MOC(metal oxide semiconductor), 상기 제2트라이악반도체(TR2)의 접점 이동 상태 확인을 위한 제2입력단자(IN2), 상기 제3트라이악반도체(TR3)의 접점 이동 상태 확인을 위한 제3입력단자(IN3), STOP 제어회로의 개폐 상태 확인을 위한 입력신호인 제4입력단자(IN4), UP 제어회로의 개폐 상태 확인을 위한 입력신호인 제5입력단자(IN5), DOWN 제어회로의 개폐 상태 확인을 위한 입력신호인 제6입력단자(IN6), 상기 RLY1, RLY2 제어 신호 회로인 제1출력단자(OUT1), 상기 RLY3, RLY4 제어 신호 회로인 제2출력단자(OUT2)로 구성된다.The starting circuit includes a first relay RLY1 as a relay output contact according to the first phase L1 for controlling the three-phase motor, a second relay RLY2 as a relay output contact according to the second phase L2 for controlling the three- A third relay RLY3 which is an output contact connected to the first winding W1 for forward switching, a fourth relay RLY4 which is an output contact connected to the second winding W2 for reverse switching, A fifth relay (RLY5) serving as an output contact, a sixth relay (RLY6) serving as a self-maintaining output contact for the reverse direction in the predetermined direction, a first input terminal (IN1) for checking the contact movement state of the relays, A second triac semiconductor TR2 which is a triac semiconductor element for controlling the three-phase motor, a second triac semiconductor TR2 which is connected to a third phase L3 and which is connected to a third triac semiconductor element (TR3), the second triac semiconductor (TR2) and the third triac semiconductor (TR3) A second input terminal IN2 for confirming the moving state of the contact of the second triac semiconductor TR2, a state of contact movement of the third triac semiconductor TR3, A fourth input terminal IN4 as an input signal for confirming the open / close state of the STOP control circuit, a fifth input terminal IN5 as an input signal for checking the open / close state of the UP control circuit, A first output terminal OUT1 which is the control signal circuit of the RLY1 and RLY2, a second output terminal OUT2 which is the control signal circuit of the RLY3 and RLY4, and a sixth input terminal IN6 which is an input signal for checking the open / ).

상기 각 입력단자 등의 신호는 접점 이동전을 "0", 접점 이동 완료를 "1"의 신호가 입력되는 것으로 설계되며, 예를 들어 제4입력단자(IN4)에 "1"의 신호가 입력되는 것은 계전기의 전원이 정상 공급된 것으로 인식하도록 설계된다.The signal of each of the input terminals is designed to input a signal of "0" before contact movement and a signal of "1" of contact movement completion. For example, when a signal of "1" is input to the fourth input terminal IN4 Is designed to recognize that the power supply of the relay is normally supplied.

따라서 본 발명에 따른 아크 없는 개폐 및 전류감지 기능을 포함한 삼상 전동기용 정역 회로 장치는 삼상 전동기(또는 모터)의 기동을 위한 상기 제1계전기(RLY1)와 제2계전기(RLY2) 또는 상기 정/역 전환을 위한 제3계전기(RLY3)와 제4계전기(RLY4)의 출력접점이동 시 상기 계전기들(RLY1, RLY2, RLY3, RLY4)과 직렬로 연결된 트라이악반도체 접점이 항상 OPEN 상태를 유지하도록 하고, 상기 MCU 입력신호인 제1입력단자(IN1), 제2입력단자(IN2) 및 제3입력단자(IN3)로 접점상태를 실시간으로 입력받아, 먼저 접점 이동이 완료된 것을 확인하여 상기 트라이악반도체 접점을 제어(ON)하며, 상기 트라이악반도체들(TR2, TR3)의 단락 고장으로 인한 전동기의 이상 운전을 제한하기 위해 제2입력단자(IN2) 및 제3입력단자(IN3)의 입력신호를 통해 상기 트라이악반도체들(TR2, TR3)의 손상 여부를 확인하고, 손상 발생시 기동용 제1계전기(RLY1)와 제2계전기(RLY2) 접점을 OPEN하여, 제어신호와 접점이동 간의 동작 편차로 인한 단락 및 기타 사고를 예방할 수 있고, 정/역 제어 회로 및 과부하 보호 회로를 일체형 기동장치로 설계하여 배전함 구성을 간소하고 공간 활용도를 높일 수 있다.Accordingly, the rectifying circuit device for a three-phase motor including an arc-free opening / closing and current sensing function according to the present invention is characterized in that the first relay RLY1 and the second relay RLY2 for starting the three-phase motor (or motor) The triac semiconductor contacts connected in series with the relays RLY1, RLY2, RLY3, and RLY4 are always kept in the OPEN state when the output contacts of the third relay RLY3 and the fourth relay RLY4 are switched, The contact state is received in real time by the first input terminal IN1, the second input terminal IN2, and the third input terminal IN3, which are the MCU input signals, to confirm that the contact movement is completed first, (IN2) and the third input terminal (IN3) in order to limit abnormal operation of the motor due to short-circuit failure of the triac semiconductors (TR2, TR3). If the triac semiconductors TR2 and TR3 are damaged The first relay RLY1 and the second relay RLY2 are opened to thereby prevent a short circuit and other accidents due to an operation deviation between the control signal and the contact movement. And the overload protection circuit can be designed as an integrated starter to simplify the configuration of the distribution box and to increase the space utilization.

따라서 본 발명은 상기 제2트라이악반도체(TR2)의 접점 이동 상태 확인을 위한 제2입력단자(IN2)와 상기 제3트라이악반도체(TR3)의 접점 이동 상태 확인을 위한 제3입력단자(IN3) 등을 통하여 트라이악반도체들의 접점 및 접점 상태확인 회로를 이용하여 릴레이 개폐접점의 전기적 아크를 제한할 수 있다.
Therefore, the present invention is characterized in that the second input terminal IN2 for confirming the contact movement state of the second triac semiconductor TR2 and the third input terminal IN3 for confirming the contact movement state of the third triac semiconductor TR3 ), It is possible to limit the electric arc of the relay open / close contact by using the contact point of the triac semiconductors and the contact state check circuit.

이하 본 발명의 일실시예에 따른 각 실시 단계를 자세히 설명한다.Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described in detail.

제1단계Step 1

도1에서 보는 바와 같이, STOP 스위치가 Close 상태가 되면 제어회로에 24VDC 전원이 공급되고 정전압 IC를 거쳐 MCU 전원에 5VDC이하의 전원이 공급되며, IN4 (Comparator)을 통해 ‘1’ 입력되면 계전기의 전원이 정상 공급된 것으로 판단하고 IN5, IN6를 통해 전동기의 정/역 기동 제어신호인 외부 UP, DOWN 스위치의 개폐 상태와 IN1, IN2, IN3를 통해 계전기 내부 RLY1, RLY2, TR2, TR3의 접점의 이상유무를 반복 확인한다. 정상적일 경우, IN1 = 0, IN2 = 0, IN3 = 0 신호가 입력되며, 그렇지 않은 경우 (IN1, IN2, IN3 중 하나이상에서 ‘1’ 신호 감지되면) 계전기는 문제가 해결될 때까지 더 이상 동작하지 않는다. 이 때, 필요 시 추가적인 출력접점 또는 LED등을 통해 계전기의 이상유무를 외부에 표시할 수 있으나, 내용의 간소화를 위해 자세한 설명은 생략한다. As shown in FIG. 1, when the STOP switch is in the close state, 24 VDC power is supplied to the control circuit, and power of 5 VDC or less is supplied to the MCU power through the constant voltage IC. When '1' is inputted through IN4 (comparator) It is judged that the power supply is normal and the open / close state of the external UP and DOWN switch of the forward / reverse start control signal of the motor via IN5 and IN6 and the open / close state of contacts of RLY1, RLY2, TR2 and TR3 inside the relay via IN1, IN2 and IN3 Repeat checking for abnormalities. If normal, the IN1 = 0, IN2 = 0, and IN3 = 0 signals are input; otherwise, the relay will no longer operate until the problem is resolved (if a '1' signal is detected in one or more of IN1, IN2, it does not work. At this time, it is possible to display the external abnormality of the relay through additional output contact or LED, if necessary, but the detailed explanation will be omitted in order to simplify the contents.

제2단계Step 2

IN5 또는 IN6에서 ‘1’이 감지되면 OUT1 에 ‘1’신호를 인가하여 전동기 기동용 RLY1, RLY2 접점을 CLOSE 한다. 일정 시간 후 접점 이동이 완료되어 정상일 경우, IN1 = 1, IN2 = 0, IN3 = 0 신호가 입력된다. 그렇지 않은 경우 (IN2, IN3 중 하나 이상에서 ‘1’ 신호 감지되면) 트라이악 반도체의 이상이 발생한 것으로 판단하여 OUT1 에 ‘0’신호를 인가해 RLY1, RLY2 접점을 OPEN 하고, 문제가 해결될 때까지 더 이상 동작하지 않는다. If '1' is detected in IN5 or IN6, '1' signal is applied to OUT1 to CLOSE RLY1 and RLY2 contacts for starting the motor. When the contact movement is completed after a certain time and it is normal, signals IN1 = 1, IN2 = 0, IN3 = 0 are input. Otherwise, it is judged that a triac semiconductor abnormality has occurred (at least one of IN2 and IN3 is detected), and a '0' signal is applied to OUT1 to open RLY1 and RLY2 contacts, and when the problem is solved No more.

제3단계Step 3

상기 IN5 에서 ‘1’이 감지되면, OUT2에 ‘0’신호를 인가하고, 반대로 IN6 에서 ‘1’이 감지되면 OUT2에 ‘1’신호를 인가하고 정/역 전환용 RLY3, RLY4 접점을 제어한다. (이 때, 필요 시 내부 MCU가 회전방향 (OUT2 상태)을 기억하면 자기유지 접점 (RLY5, RLY6)을 기타 과부하 상태 출력 등의 기타 일반적인 출력 접점 기능으로 응용 적용할 수 있다.) 일정 시간이 (수 ms) 지나, 접점 이동이 완료되면 IN1 = 1, IN2 = 0, IN3 = 0 신호가 입력된다. 접점이 이동 중 이거나 문제가 있을 경우, IN2, IN3 중 하나 이상에서 ‘1’ 신호가 감지된다. 일정 시간 (수십 ms) 이상, 접점 이동이 완료되지 않으면 OUT1 에 ‘0’신호를 인가하고, RLY1, RLY2는 OPEN 상태가 되며 계전기는 문제가 해결될 때까지 동작하지 않는다. When '1' is detected in IN5, a '0' signal is applied to OUT2, and when '1' is detected in IN6, a '1' signal is applied to OUT2 and RLY3 and RLY4 contacts for forward / reverse switching are controlled . (At this time, if the internal MCU memorizes the rotation direction (OUT2 state), it can apply the self-holding contact (RLY5, RLY6) as other general output contact function such as other overload state output) After the contact movement is completed, IN1 = 1, IN2 = 0, IN3 = 0 signal is input. If the contact is moving or there is a problem, a '1' signal is detected at one or more of IN2 and IN3. If the contact movement is not completed for more than a certain time (several tens of ms), a '0' signal is applied to OUT1, RLY1 and RLY2 are in the OPEN state and the relay does not operate until the problem is solved.

제4단계Step 4

OUT3에 ‘1’ 신호를 주어 TR2, TR3 (트라이악반도체들)을 제어한다. 일정 시간이 (수 ms) 지나, 모두 ON 상태가 되면 IN1 = 1, IN2 = 1, IN3 = 1 신호가 입력되고, 전동기는 정상 운전 상태가 된다. 이 때, 접점이 이동 중이거나 결상이 발생하면, IN2, IN3 중 하나 이상에서 ‘0’ 신호가 감지된다. 일정 시간 (수십 ms) 이상, 접점 이동이 완료되지 않으면 먼저 OUT3에 ‘0’ 신호를 주어 TR2, TR3 (트라이악반도체들)을 OFF 제어한다. 일정 시간이 (수 ms) 지나, TR2, TR3가 모두 OFF 상태가 되어 IN1 = 1, IN2 = 0, IN3 = 0 신호가 입력되면, OUT1에 ‘0’신호를 인가하고 RLY1, RLY2 를 OPEN 하고 계전기는 문제가 해결될 때까지 동작하지 않는다.A signal '1' is applied to OUT3 to control TR2 and TR3 (triac semiconductors). After a certain period of time (several milliseconds), when all of them are ON, IN1 = 1, IN2 = 1, IN3 = 1 signal is input and the motor is in the normal operation state. At this time, if a contact is moving or an image is formed, '0' signal is detected at one or more of IN2 and IN3. If the contact movement is not completed for more than a certain time (several tens of ms), a signal "0" is applied to OUT3 to turn off TR2 and TR3 (triac semiconductors). After a certain time (several ms), if both TR2 and TR3 are turned OFF and IN1 = 1, IN2 = 0 and IN3 = 0 are input, '0' signal is applied to OUT1, RLY1 and RLY2 are opened, Does not work until the problem is solved.

제5단계Step 5

전동기의 정상 운전 중, 순간 정/역을 위해 내부 MCU에 기억된 회전방향과 다른 회전방향 신호가 IN5 또는 IN6을 통해 입력되면 먼저 OUT3에 ‘0’ 신호를 주어 TR2, TR3 (트라이악반도체들)을 OFF 한다. 일정 시간이 (수 ms) 지나, TR2, TR3가 모두 OFF 상태가 되어 IN1 = 1, IN2 = 0, IN3 = 0 신호가 입력되면 상기 3번, 4번 과정을 반복한다. If TR2 and TR3 (triac semiconductors) are given by giving a '0' signal to OUT3 first, when a rotation direction signal different from the rotation direction memorized in the internal MCU is input through IN5 or IN6 during normal operation of the motor, . If TR2 and TR3 are all OFF after a certain period of time (several ms) and IN1 = 1, IN2 = 0, and IN3 = 0 are input, the above steps 3 and 4 are repeated.

제6단계Step 6

전동기의 정상 운전 중, IN4를 통해 STOP 스위치가 OPEN 상태인 것이 확인되면 먼저 OUT3에 ‘0’ 신호를 주어 TR2, TR3 (트라이악반도체들)을 제어한다 일정 시간이 (수 ms) 지나, TR2, TR3가 모두 OFF 상태가 되어 IN1 = 1, IN2 = 0, IN3 = 0 신호가 입력되면, OUT1에 ‘0’신호를 인가하고 RLY1, RLY2 를 OPEN 한다.
If it is confirmed that the STOP switch is in the OPEN state through IN4 during the normal operation of the motor, TR2 and TR3 (triac semiconductors) are controlled by giving '0' signal to OUT3 first. When TR3 is all OFF and IN1 = 1, IN2 = 0, IN3 = 0 signal is input, '0' signal is applied to OUT1 and RLY1 and RLY2 are opened.

도2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 직입기동회로는 정/역 제어를 위한 RLY3, RLY4와 상관없이 상기 제1단계, 제4단계 및 제6단계를 수행하여 작동될 수 있다. As shown in FIG. 2, the rectifying circuit according to the present invention can be operated by performing the first, fourth, and sixth steps regardless of RLY3 and RLY4 for forward / reverse control.

도3에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 전류감지 기능을 포함한 삼상 전동기용 정역 회로 장치(도1의 (가) 부분)는 정션(junction; 10)과 케이스(case; 20)와 히트싱크(heat sink; 30)와 외부 공기부(ambient air; 40) 등으로 구성된다.As shown in FIG. 3, the rectifying circuit device for a three-phase motor including the current sensing function according to the present invention has a junction 10, a case 20, a heat sink 30, an ambient air 40, and the like.

구체적으로 본 발명은 2개의 썸이스터 (Thermistor) 온도센서를 이용해 트라이악반도체들의 방열판 온도와 주변온도를 감지해 비교해, 그 온도편차를 통해 트라이악반도체들의 소모전력을 연산하여, 고장 전류의 평균치를 검출하고 이를 이용하여 전동기 보호를 구현한다.Specifically, the present invention detects two or more thermistor temperature sensors and compares the heat sink temperature and the ambient temperature of the triac semiconductors, calculates the consumed power of the triac semiconductors based on the temperature deviation, Detect and use them to implement motor protection.

즉 본 발명에 따른 아크 없는 개폐 및 전류감지 기능을 포함한 삼상 전동기용 정역 회로 장치는 온도 감지 센서인 제1 써미스터(TH1(Thermistor), 방열판 (Heat Sink) 온도 센서 (Liner Active Thermistor)인 TH2, 온도감지 센서 출력 전압의 아날로그-디지털 컨버터(Analog-digital converter) 회로인 ADC1, ADC2로 크게 나누어 구성된다.That is, the normal circuit device for a three-phase motor including an arc-free opening and closing and current sensing function according to the present invention includes a first thermistor (TH1), a heat sink temperature sensor (Liner Active Thermistor) And ADC1 and ADC2 which are analog-digital converter circuits of the sensor output voltage.

구체적으로 살펴보면, 트라이악반도체들의 소모전력은 아래 수학식1과 같이 연산된다.Specifically, the consumed power of the triac semiconductors is calculated as shown in Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112012074536765-pat00001
Figure 112012074536765-pat00001

(여기에서 P : 트라이악반도체 소모전력, Rth: 열 저항 지수 (Thermal Resistance; 제품설계 사양으로 고정적임), △T: 온도 편차)(Here, P: triac semiconductor power consumption, Rth: thermal resistance (fixed by product design specification), ΔT: temperature variation)

도3에서 보는 바와 같이 트라이악반도체들의 소모전력은 아래 수학식2와 같이 연산할 수 있다.As shown in FIG. 3, the consumed power of the triac semiconductors can be calculated by Equation (2) below.

[수학식 2]&Quot; (2) "

P ≒ △T (j-a) / Rth (j-a) ≒ △T (h-a) / Rth (h-a)P?? T (j-a) / Rth (j-a)? T (h-a) / Rth

(여기에서 △T(h-a) : 방열판 온도와 주변온도 간의 차이, Rth (h-a) : 방열판과 주변 간의 열 저항 지수)(H-a): difference between heat sink temperature and ambient temperature, Rth (h-a): thermal resistance index between heat sink and surroundings)

또한 편의상 본 발명은 △T (h-a) 을 이용하나, 방열판 부착이 필요 없을 경우에는 썸이스터, TH2를 트라이악 케이스 부착하고 Tc 를 감지하여 아래 수학식3과 같이 트라이악반도체의 소모전력을 연산 할 수도 있다.For convenience, the present invention uses ΔT (ha), but in the case where it is not necessary to attach a heat sink, a thimble and TH2 are attached to a triac case, and Tc is sensed to calculate the consumed power of the triac semiconductor It is possible.

[수학식 3]&Quot; (3) "

P ≒ △T (c-a) / Rth (c-a) P?? T (c-a) / Rth (c-a)

(여기에서 △T(c-a) : 트라이악 케이스 온도와 주변온도 간의 차이, Rth (c-a) : 트라이악 케이스와 주변 간의 열 저항 지수)(C-a): difference between the triac case temperature and the ambient temperature, Rth (c-a): thermal resistance index between the triac case and the periphery)

상기 Rth (h-a)는 제품 설계 시 고정적이므로 △T(h-a) 를 온도 센서를 통해 감지하면 트라이악반도체들의 소모전력인 P를 연산할 수 있다. 이를 위해 썸이스터 (Liner Active Thermistor) TH2은 트라이악반도체의 방열판 (Heat sink)에 설치하여 그 출력 값인 Tch를 ADC2를 통해 디지털 신호로 입력 받고 썸이스터 (Thermistor) TH1은 제품의 주변(온도) 감지가 용이한 곳에 설치하여 그 출력 값인 Ta로 ADC1을 입력 받으면 △T(h-a)는 아래 수학식4와 같이 ADC2 와 ADC1의 차이 값에 비례한다. Since Rth (h-a) is fixed at the time of designing the product, the consumption power P of the triac semiconductors can be calculated by detecting ΔT (h-a) through the temperature sensor. For this purpose, the THER2 is installed in the heat sink of the triac semiconductor, and its output value Tch is input as a digital signal through the ADC2, and the THERMER TH1 detects the ambient temperature of the product And T 1 (ha) is proportional to the difference between ADC 2 and ADC 1 as shown in Equation (4) below.

[수학식 4]&Quot; (4) "

△T (h-a) = Th - Ta = ADC2 - ADC1? T (h-a) = Th-Ta = ADC2 - ADC1

P ≒ (ADC2 - ADC1) / Rth (h-a) P? (ADC2 - ADC1) / Rth (h - a)

이 때, 일반적으로 아래 수학식5와 같이 트라이악반도체의 소모전력은 Vt (Threshold voltage)와 전류 I의 곱에 비례하고, Vt 는 트라이악반도체 설계사양으로 사용 전류범위 내에서 그 변동이 일정함으로, 전류 I를 산출 할 수 있다.At this time, generally, the consumption power of the triac semiconductor is proportional to the product of the threshold voltage (Vt) and the current I as shown in Equation (5) below, and Vt is the design specification of the triac semiconductor, , The current I can be calculated.

[수학식 5]&Quot; (5) "

P = Vt · I P = Vt I

I = P / Vt I = P / Vt

상기 설명된 전류의 평균치를 이용하여 일반적으로 주로 사용되는 전동기보호 ( I2T )기능을 구현하기 위해 정격 전류 설정치 (Rated current, Is)와 과부하 동작지연시간 설정치 (Trip class)을 외부 입력 신호 회로를 통해 입력 받는다. (Rated current, Is) and overload operation delay time set value (Trip class) to the external input signal circuit (I 2 T) in order to realize the motor protection (I 2 T) function which is generally used generally by using the above- Lt; / RTI >

본 발명의 MCU는 입력된 정격 전류 설정 치(Is)에 따른 △Ts(h-a)를 미리 연산하고, 전동기의 운전 중 감지된 온도 편차인 △T(h-a) 와 반복적으로 비교하여, △T(h-a)가 설정치 △Ts(h-a)를 초과하면 MCU에 내장된 Timer와 연동되는 O_Time 버퍼의 적산을 시작하고, 다시 △T(h-a)가 k△Ts(h-a) 를 초과하면 적산된 O_Time 을 기억한 후, 상기 입력된 Trip class 곱한 것에 비례하는 과부하 동작시간 (O_Time x Trip class) 동안, 상기 온도상태가 유지하는지 확인하여 △T(h-a) > k△Ts(h-a) 일 경우, 상기 설명된 제6단계에 따라 RLY1, RLY2, TR2, TR3을 OPEN 하여 과부하 보호를 실행한다. The MCU of the present invention calculates ΔTs (ha) according to the input rated current set value Is in advance and repeatedly compares ΔT (ha), which is a temperature deviation detected during operation of the electric motor, ) Exceeds the set value DELTA Ts (ha), the accumulation of the O_Time buffer interlocked with the timer built in the MCU is started, and when the DELTA T (ha) exceeds k DELTA Ts (ha), the accumulated O_Time is stored , It is checked whether the temperature state is maintained during the overload operation time (O_Time x Trip class) proportional to the Trip class multiplied by the input Trip class, and if ΔT (ha)> kΔTs (ha) , RLY1, RLY2, TR2, and TR3 are opened to implement overload protection.

상기 과부하 상태 지수(k)는 정격전류 대비 과부하 보호 동작 전류 및 기동장치 회로의 내부 계측오차 등을 고려하여 약 1.15 +/- 10%으로 한다. 운전 중 결상 부하 또는 구속부하로 인하여 과부하 상태지수 ( k=△T(h-a)/△Ts(h-a) )가 1.7 이상을 초과하면, 과부하 동작지연시간에 상관없이 즉시 과부하 보호를 실행한다.The overload state index (k) is set to about 1.15 +/- 10% considering the overload protection operating current vs. the rated current and the internal measurement error of the starter circuit. If the overload state index (k = ΔT (h-a) / ΔTs (h-a)) exceeds 1.7 or more due to an imaging load or constraint load during operation, immediately overload protection is executed irrespective of the overload operation delay time.

여기에서 설정 전류 (Is) 및 동작지연 시간 (Trip class) 외부 입력신호 회로 및 릴레이 또는 LED 등을 이용한 과부하 동작 상태 표시방법 등은 일반적인 것이므로 자세한 설명을 생략한다.Here, the setting current (Is) and the operation delay time (Trip class) of the external input signal circuit and the method of displaying the overload operation state using the relay or the LED are general, and a detailed description will be omitted.

따라서 본 발명에 따른 전동기의 정/역 제어 회로 및 과부하 보호 회로를 일체형 기동장치로 설계하여 배전함 구성을 간소하고 공간 활용도를 높일 수 있다.
Therefore, by designing the forward / reverse control circuit and the overload protection circuit of the motor according to the present invention as an integrated starter, it is possible to simplify the structure of the power distribution box and to improve the space utilization.

이상에서 본 발명에 있어서 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

RLY1 : 제1계전기 RLY2 : 제2계전기
RLY3 : 제3계전기 RLY4 : 제4계전기
RLY5 : 제5계전기 RLY6 : 제6계전기
IN1 : 제1입력단자 IN2 : 제2입력단자
IN3 : 제3입력단자 IN4 : 제4입력단자
IN5 : 제5입력단자 IN6 : 제6입력단자
TR2 : 제2트라이악반도체 TR3 : 제3트라이악반도체
OUT1 : 제1출력단자 OUT2 : 제2출력단자
W1, W2, W3 : 삼상전동기의 델타결선
RLY1: first relay RLY2: second relay
RLY3: Third relay RLY4: Fourth relay
RLY5: relay 5 RLY6: relay 6
IN1: first input terminal IN2: second input terminal
IN3: Third input terminal IN4: Fourth input terminal
IN5: fifth input terminal IN6: sixth input terminal
TR2: second triac semiconductor TR3: third triac semiconductor
OUT1: first output terminal OUT2: second output terminal
W1, W2, W3: Delta connection of three-phase motor

Claims (4)

정/역 기동회로와 직입 기동회로를 포함하는 기동회로부와, 과부하 전류 검출회로부와, MCU로 이루어진 삼상 전동기용 정역회로장치에서, 상기 삼상전동기 제어용 제1상(L1)에 따른 릴레이 출력접점인 제1계전기(RLY1); 상기 삼상전동기 제어용 제2상(L2)에 따른 릴레이 출력접점인 제2계전기(RLY2); 정방향 전환용 제1권선(W1)으로 연결하여 삼상 전류의 위상을 변경시키는 출력접점인 제3계전기(RLY3); 역방향 전환용 제2권선(W2)으로 연결하여 삼상 전류의 위상을 변경시키는 출력접점인 제4계전기(RLY4); 일정 회전 방향별 자기 유지 출력접점인 제5계전기(RLY5); 상기 일정 방향의 역 회전 방향별 자기 유지 출력접점인 제6계전기(RLY6); 상기 계전기들의 접점 이동 상태 확인을 위한 제1입력단자(IN1); 상기 제2상(L2)에 연결되고, 상기 삼상전동기 제어용 트라이악 반도체 소자인 제2트라이악반도체(TR2); 제3상(L3)에 연결되고,상기 삼상전동기 제어용 트라이악 반도체 소자인 제3트라이악반도체(TR3); 상기 제2트라이악반도체(TR2)와 제3트라이악반도체(TR3)의 제어 신호를 생성하는 MOC(metal oxide semiconductor); 상기 제2트라이악반도체(TR2)의 접점 이동 상태 확인을 위한 제2입력단자(IN2); 상기 제3트라이악반도체(TR3)의 접점 이동 상태 확인을 위한 제3입력단자(IN3); STOP 제어회로의 개폐 상태 확인을 위한 입력신호인 제4입력단자(IN4); UP 제어회로의 개폐 상태 확인을 위한 입력신호인 제5입력단자(IN5); DOWN 제어회로의 개폐 상태 확인을 위한 입력신호인 제6입력단자(IN6); 상기 RLY1, RLY2 제어 신호 회로인 제1출력단자(OUT1); 상기 RLY3, RLY4 제어 신호 회로인 제2출력단자(OUT2); 및 상기 제2트라이악반도체(TR2)와 제3트라이악반도체(TR3)의 제어 신호 회로인 제3출력단자(OUT3);로 구성된 상기 기동회로부에 있어서,
상기 삼상 전동기의 기동을 위한 상기 제1계전기(RLY1)와 제2계전기(RLY2) 또는 상기 정/역 전환을 위한 제3계전기(RLY3)와 제4계전기(RLY4)의 출력접점이동 시 상기 계전기들(RLY1, RLY2, RLY3, RLY4)과 직렬로 연결된 트라이악반도체 접점이 항상 OPEN 상태를 유지하도록 하고,
상기 MCU 입력신호인 제1입력단자(IN1), 제2입력단자(IN2) 및 제3입력단자(IN3)로 접점상태를 실시간으로 입력받아, 먼저 접점 이동이 완료된 것을 확인하여 상기 트라이악반도체 접점을 제어(ON)하며,
상기 트라이악반도체들(TR2, TR3)의 단락 고장으로 인한 전동기의 이상 운전을 제한하기 위해 제2입력단자(IN2) 및 제3입력단자(IN3)의 입력신호를 통해 상기 트라이악반도체들(TR2, TR3)의 손상 여부를 확인하고, 손상 발생시 기동용 제1계전기(RLY1)와 제2계전기(RLY2) 접점을 OPEN 하는 것을 특징으로 하는 아크 없는 개폐 및 전류감지 기능을 포함한 삼상 전동기용 정역 회로 장치.
In a normal circuit device for a three-phase motor comprising a starter starting circuit and a starter starting circuit, an overload current detecting circuit section, and an MCU, a relay output contact 1 relay (RLY1); A second relay RLY2 which is a relay output contact point along the second phase L2 for controlling the three-phase motor; A third relay RLY3, which is an output contact connected to the forward switching first winding W1 to change the phase of the three-phase current; A fourth relay RLY4 which is an output contact connected to the second switching winding W2 for changing the phase of the three-phase current; A fifth relay (RLY5) which is a self-maintaining output contact for each rotation direction; A sixth relay RLY6 which is a self-maintaining output contact for the reverse direction in the predetermined direction; A first input terminal (IN1) for checking the contact movement state of the relays; A second triac semiconductor TR2 which is connected to the second phase L2 and is a triac semiconductor element for controlling the three-phase motor; A third triac semiconductor TR3 which is connected to the third phase L3 and is a triac semiconductor element for controlling the three-phase motor; A metal oxide semiconductor (MOC) for generating control signals of the second triac semiconductor TR2 and the third triac semiconductor TR3; A second input terminal IN2 for confirming a contact movement state of the second triac semiconductor TR2; A third input terminal IN3 for confirming a contact moving state of the third triac semiconductor TR3; A fourth input terminal IN4 as an input signal for confirming the open / close state of the STOP control circuit; A fifth input terminal IN5 which is an input signal for confirming the open / close state of the UP control circuit; A sixth input terminal IN6 as an input signal for confirming the open / close state of the DOWN control circuit; A first output terminal OUT1 which is a control signal circuit of the RLY1 and RLY2; A second output terminal OUT2 which is the RLY3, RLY4 control signal circuit; And a third output terminal (OUT3) which is a control signal circuit for the second triac semiconductor (TR2) and the third triac semiconductor (TR3)
When the output contacts of the first relay RLY1 and the second relay RLY2 or the third relay RLY3 and the fourth relay RLY4 for switching the forward / reverse switching for starting the three-phase motor are moved, (RLY1, RLY2, RLY3, RLY4) and the triac semiconductor contacts connected in series are always kept in the OPEN state,
The contact state is received in real time by the first input terminal IN1, the second input terminal IN2, and the third input terminal IN3, which are the MCU input signals, to confirm that the contact movement is completed first, (ON)
The triac semiconductors TR2 and TR3 are connected to the input terminals of the triac semiconductors TR2 and TR3 through the input terminals of the second input terminal IN2 and the third input terminal IN3 in order to limit the abnormal operation of the motor due to short- , And TR3), and opens the first relay (RLY1) and the second relay (RLY2) for starting in the event of a damage. The three-phase rectifier circuit .
제1항에 있어서,
상기 과부하 전류 검출회로부는,
온도 감지 센서인 제1 써미스터(TH1);
방열판 (Heat Sink) 온도 센서 (Liner Active Thermistor)인 제2 써미스터(TH2); 및
온도감지 센서 출력 전압의 아날로그-디지털 컨버터(Analog-digital converter);로 구성되되,
상기 MCU가 상기 써미스터들(TH1, TH2)을 이용해 상기 트라이악 반도체의 방열판 또는 케이스 온도와 주변온도 간의 온도편차를 비교하고, 상기 트라이악 반도체의 소모전력을 아래 수학식1을 통해 연산하여, 트라이악반도체 소모전력을 검출하고,
입력된 정격 전류 설정 치(Is)에 따른 △Ts를 연산하고, 전동기의 운전 중 감지된 온도 편차 △T와 비교하여, △T > k△Ts 이면 입력된 동작지연 시간 (O_time x Trip class) 이후에 동작하여 과부하 보호를 구현하는 것을 특징으로 하는 아크 없는 개폐 및 전류감지 기능을 포함한 삼상 전동기용 정역 회로 장치.
[수학식1]
P ≒ △T (j-a) / Rth (j-a) ≒ △T (h-a) / Rth (h-a)
△T (h-a) = Th - Ta = ADC2 - ADC1
P ≒ (ADC2 - ADC1) / Rth (h-a)
(여기에서 P : 트라이악반도체 소모전력, △T(j-a) : 정션과 주변온도 간의 차이, Rth (j-a) : 정션과 주변 간의 열 저항 지수, △T(h-a) : 방열판 온도와 주변온도 간의 차이, Rth (h-a) : 방열판과 주변 간의 열 저항 지수, k : 과부하 상태 지수, △T: 온도 편차, O_Time : 버퍼 적산 시간, Trip class : 과부하 동작지연시간 설정치, ADC1, ADC2 : 온도감지 센서 출력 전압의 아날로그-디지털 컨버터(Analog-digital converter) 회로)
The method according to claim 1,
The overload current detection circuit unit includes:
A first thermistor TH1 as a temperature sensing sensor;
A second thermistor TH2 which is a heat sink temperature sensor (Liner Active Thermistor); And
And an analog-digital converter of the temperature sensor output voltage,
The MCU compares the temperature deviation between the heat sink of the triac semiconductor or the case temperature and the ambient temperature using the thermistors TH1 and TH2 and calculates the consumed power of the triac semiconductor by the following equation A bad semiconductor power consumption is detected,
And calculates ΔTs according to the input rated current set value Is and compares it with the temperature deviation ΔT detected during the operation of the motor. If ΔT> kΔTs is satisfied, the input operation delay time (O_time x Trip class) And the overload protection is realized by the operation of the control circuit of the three-phase motor.
[Equation 1]
P?? T (ja) / Rth (ja)? T (ha) / Rth (ha)
? T (ha) = Th - Ta = ADC2 - ADC1
P? (ADC2 - ADC1) / Rth (ha)
Rth (ja): Heat resistance index between junction and periphery, ΔT (ha): Difference between heat sink temperature and ambient temperature, where P is the heat dissipated by the triac, ΔT , Rth (ha) is the thermal resistance index between the heat sink and the surrounding area, k is the overload state index, ΔT is the temperature deviation, O_Time is the buffer integration time, Trip class is the overload delay time setting value, An analog-to-digital converter circuit)
정/역 기동회로와 직입 기동회로를 포함하는 기동회로부와 과부하 전류 검출회로부와 MCU로 이루어진 삼상 전동기용 정역회로장치를 이용한 아크 없는 개폐 방법에 있어서,
STOP 스위치가 Close 상태가 되면 제어회로에 전원이 공급되고 MCU 전원에 전원이 공급되며, 제4입력단자(IN4)를 통해 ‘1’이 입력되면 계전기들의 전원이 정상 공급된 것으로 판단하고 제5입력단자(IN5)와 제6입력단자(IN6)를 통해 전동기의 정/역 기동 제어신호인 외부 UP, DOWN 스위치의 개폐 상태와, 제1입력단자(IN1), 제2입력단자(IN2) 및 제3입력단자(IN3)를 통해 제1계전기(RLY1), 제2계전기(RLY2), 제2트라이악반도체(TR2) 및 제3트라이악반도체(TR3)의 접점의 이상유무를 반복 확인한 후, IN1 = 0, IN2 = 0, IN3 = 0 신호가 입력되면 정상적으로 판단하고, IN1, IN2, IN3 중 하나 이상에서 '1' 신호가 감지되면 동작하지 않는 제1단계;
상기 제5입력단자(IN5) 또는 제6입력단자(IN6)에서 ‘1’이 감지되면 제1출력단자(OUT1) 에 ‘1’신호를 인가하여 전동기 기동용 제1계전기(RLY1)와 제2계전기(RLY2)의 접점을 CLOSE 하며, 일정 시간 후 접점 이동이 완료되어 IN1 = 1, IN2 = 0, IN3 = 0 신호가 입력되면, 정상으로 판단하고, 제2입력단자(IN2)와 제3입력단자(IN3) 중 하나 이상에서 ‘1’ 신호 감지되면 상기 트라이악반도체들에 이상이 발생한 것으로 판단하여 상기 제1출력단자(OUT1)에 ‘0’신호를 인가해 제1계전기(RLY1)와 제2계전기(RLY2)의 접점을 OPEN 하여 동작하지 않는 제2단계;
상기 제5입력단자(IN5)에서 ‘1’이 감지되면, 제2출력단자(OUT2)에 ‘0’신호를 인가하고, 반대로 제6입력단자(IN6)에서 ‘1’이 감지되면 상기 제2출력단자(OUT2)에 ‘1’신호를 인가하고 정/역 전환용 제3계전기(RLY3)와 제4계전기(RLY4)의 접점이 일정 시간 후, 이동 완료되면 IN1 = 1, IN2 = 0, IN3 = 0 신호가 입력되고, 상기 접점이 이동 중 이거나 문제가 있을 경우, 제2입력단자(IN2)와 제3입력단자(IN3) 중 하나 이상에서 ‘1’ 신호가 감지되며, 일정 시간 이상 접점 이동이 완료되지 않으면 제1출력단자(OUT1)에 ‘0’신호를 인가하고, 상기 제1계전기(RLY1)와 제2계전기(RLY2)는 OPEN 상태가 되어 동작하지 않는 제3단계;
상기 제3출력단자(OUT3)에 ‘1’ 신호를 주어 제2트라이악반도체(TR2)와 제3트라이악반도체(TR3)를 제어하고, 일정 시간 후, 모두 ON 상태가 되면 IN1 = 1, IN2 = 1, IN3 = 1 신호가 입력되고, 전동기는 정상 운전 상태가 되는데,
접점이 이동 중이거나 결상이 발생하면, 제2입력단자(IN2)와 제3입력단자(IN3) 중 하나 이상에서 ‘0’ 신호가 감지되고, 일정 시간 후, 접점 이동이 완료되지 않으면 상기 제3출력단자(OUT3)에 ‘0’ 신호를 주어 제2트라이악반도체(TR2)와 제3트라이악반도체(TR3)를 OFF 제어하고, 일정 시간 후, 제2트라이악반도체(TR2)와 제3트라이악반도체(TR3)가 모두 OFF 상태가 되어 IN1 = 1, IN2 = 0, IN3 = 0 신호가 입력되면, OUT1에 ‘0’신호를 인가하고 제1계전기(RLY1)와 제2계전기(RLY2)를 OPEN 하여 동작하지 않는 제4단계;
상기 전동기의 정상 운전 중, 순간 정/역을 위해 상기 MCU에 기억된 회전방향과 다른 회전방향 신호가 제5입력단자(IN5) 또는 제6입력단자(IN6)를 통해 입력되면 먼저 제3출력단자(OUT3)에 ‘0’ 신호를 주어 제2트라이악반도체(TR2)와 제3트라이악반도체(TR3)를 OFF 하고, 일정 시간 후, 상기 제2트라이악반도체(TR2)와 제3트라이악반도체(TR3)가 모두 OFF 상태가 되어 IN1 = 1, IN2 = 0, IN3 = 0 신호가 입력되면 상기 제3단계와 제4단계를 반복하는 제5단계;
상기 전동기의 정상 운전 중, 제4입력단자(IN4)를 통해 STOP 스위치가 OPEN 상태인 것이 확인되면 제3출력단자(OUT3)에 ‘0’ 신호를 주어 제2트라이악반도체(TR2)와 제3트라이악반도체(TR3)를 제어하고, 일정 시간 후, 상기 제2트라이악반도체(TR2)와 제3트라이악반도체(TR3)가 모두 OFF 상태가 되어 IN1 = 1, IN2 = 0, IN3 = 0 신호가 입력되면, OUT1에 ‘0’신호를 인가하고 제1계전기(RLY1)와 제2계전기(RLY2)를 OPEN 하는 제6단계;
를 포함하여 구성되는 삼상 전동기용 정역 회로 장치를 이용한 아크 없는 개폐 방법.
In an arc-free opening / closing method using a normal circuit device for a three-phase motor comprising a starting circuit portion including a forward / reverse start circuit and a direct starting circuit, an overload current detecting circuit portion and an MCU,
When the STOP switch is in the closed state, power is supplied to the control circuit and power is supplied to the MCU power. When '1' is inputted through the fourth input terminal IN4, it is determined that the power of the relays is normally supplied. The open / close state of the external UP and DOWN switches, which are the forward / reverse start control signals of the motor, via the terminal IN5 and the sixth input terminal IN6 and the open / close state of the first input terminal IN1, the second input terminal IN2, The first relay RLY1, the second relay RLY2, the second triac semiconductor TR2 and the third triac semiconductor TR3 are repeatedly checked through the third input terminal IN3 for IN1 IN1, IN2, IN3, IN1, IN2, IN3, IN3, IN3, and IN3.
When '1' is sensed at the fifth input terminal IN5 or the sixth input terminal IN6, a '1' signal is applied to the first output terminal OUT1 to output the first relay RLY1 for starting the motor and the second relay RLY1 for starting the motor The contact of the relay RLY2 is closed and when the contact movement is completed after a predetermined time and the IN1 = 1, IN2 = 0 and IN3 = 0 signals are inputted, it is determined as normal and the second input terminal IN2 and the third input 1 'at one or more of the terminals IN1 and IN3, it is determined that an abnormality has occurred in the triac semiconductors and a' 0 'signal is applied to the first output terminal OUT1, A second step of opening the contact of the second relay RLY2 and not operating;
When '1' is sensed at the fifth input terminal IN5, a '0' signal is applied to the second output terminal OUT2. On the other hand, if '1' is sensed at the sixth input terminal IN6, IN1 = 1, IN2 = 0, IN3 = 0, and IN2 = 0 when the contact of the third relay RLY3 and the fourth relay RLY4 is moved after a predetermined time by applying a "1" signal to the output terminal OUT2. 1 signal is detected at one or more of the second input terminal IN2 and the third input terminal IN3 when the contact point is moving or there is a problem, The first relay RLY1 and the second relay RLY2 are in an OPEN state and do not operate; and a third step of applying a '0' signal to the first output terminal OUT1 when the first relay RLY1 and the second relay RLY2 are not completed.
The second triac semiconductor TR2 and the third triac semiconductor TR3 are controlled by giving a '1' signal to the third output terminal OUT3. When all of them are turned on after a predetermined time, IN1 = 1 and IN2 = 1, IN3 = 1 signal is inputted and the motor is in the normal operation state,
When a contact is moving or an image is formed, a '0' signal is sensed in at least one of the second input terminal IN2 and the third input terminal IN3. If the contact movement is not completed after a predetermined time, The second triac semiconductor TR2 and the third triac semiconductor TR3 are turned OFF by giving a "0" signal to the output terminal OUT3, and after a predetermined time, the second triac semiconductor TR2 and the third triac 0 'is applied to OUT1 and the first relay RLY1 and the second relay RLY2 are connected to each other when a signal IN1 = 1, IN2 = 0 and IN3 = OPEN and does not operate;
When a rotation direction signal different from the rotation direction stored in the MCU for instantaneous forward / reverse rotation is input through the fifth input terminal IN5 or the sixth input terminal IN6 during normal operation of the motor, The second triac semiconductor TR2 and the third triac semiconductor TR3 are turned OFF by giving a '0' signal to the second triac semiconductor transistor OUT2 and the second triac semiconductor TR2 is turned off after a predetermined time, The third step and the fourth step are repeated when the signals IN1 = 1, IN2 = 0, and IN3 = 0 are input in the fifth step;
When it is confirmed that the STOP switch is in the OPEN state through the fourth input terminal IN4 during the normal operation of the motor, a '0' signal is applied to the third output terminal OUT3 to turn on the second triac semiconductor TR2 and the third The second triac semiconductors TR2 and the third triac semiconductors TR3 are both in the OFF state and the IN1 = 1, IN2 = 0, IN3 = 0 signal A sixth step of applying a '0' signal to OUT1 and opening the first relay RLY1 and the second relay RLY2 when the first relay RLY1 and the second relay RLY2 are inputted;
And a control unit for controlling the three-phase motor.
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