KR101288978B1 - 무접점 마그네틱 리프터 - Google Patents

무접점 마그네틱 리프터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마그네틱 리프터에 관한 것으로, 전자석을 이용하여 리프팅하는 마그네틱 리프터에 있어서, 입력 교류 전원을 정류 및 평활하여 직류 전원으로 변환하는 직류 변환부, 상기 전자석의 착자 또는 탈자를 위하여 상기 전자석에 직류 전원을 인가 또는 차단되도록 스위칭하는 풀 브릿지 인버터부, 상기 풀 브릿지 인버터부의 스위칭을 제어하며, 정전 시 상기 풀 브릿지 인버터부에 비상전원이 공급되도록 제어하는 마이컴을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 4개의 IGBT로 풀 브릿지 인버터부를 구성하여 전자석에 전류가 흐르거나 차단되도록 스위칭 함으로써, 기계적인 스위칭으로 인하여 발생되는 전자석으로부터의 역기전력 발생이 최소화되어 마그네트 리프터의 내구성을 향상 시킬 수 있는 효과가 있으며, 착자 중에 있는 전자석을 탈자 시킬 경우에 전자석에 흐르는 전류를 서서히 감소시키는 소프트 스위칭을 함으로써 전자석으로 인하여 발생되는 역기전력을 최소화하여 반도체소자 및 기타 부품들이 손상되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있을 뿐만 아니라, 입전상태에서 정전상태로 전환 하거나 정전상태에서 입전상태로 전환 시, 전자석에 신속하게 비상전원을 공급하거나 차단할 수 있는 효과가 있다.

Description

무접점 마그네틱 리프터{Non-Contacting Magnetic Lifter}
본 발명은 마그네틱 리프터에 관한 것으로, 구체적으로 반도체 전력용 스위칭 소자를 이용한 무접점 마그네틱 리프터에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 3상 마그네틱 리프터의 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이 3상 교류전원(1000)을 입력 받아 적절한 전압으로 승압 또는 강합하는 변압기(2000), 상기 전력변환기(2000)의 출력 전원을 정류 및 평활하여 직류화 시키는 정류회로(3000), 정전시 비상 전원으로 사용되는 배터리(4000), 입전시 배터리(4000)을 충전하는 배터리 충전회로(5000), 정전시 배터리(4000)로부터 비상전원이 공급되도록 스위칭되는 정전스위치(S3), 전자석의 착자 동작을 수행하도록 정방향의 전원을 공급하도록 스위칭되는 직류 컨택터(Contactor, S1A-1, S1A-2, S1B), 전자석의 탈자 동작을 수행하도록 역방향의 전원을 공급하도록 스위칭되는 직류 컨택터(S2-1, S2-2, S1B)와 탈자동작 시 과전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 전류제어용저항(R1, R2), 탈자동작 시 전자석의 역전압으로 인한 서지 전압을 흡수하기 위한 서지 흡수 저항(RD) 및 전자석(6000)으로 구성되어 있다.
종래 기술에 따른 3상 마그네틱 리프터는 전자석(6000)의 리프팅 용량을 제어하기 위하여 전력변환기(2000)의 2차측 탭을 기계적으로 절환하는 방식을 사용하므로 대용량의 절환스위치가 요구된다. 즉, 전술한 바와 같이 착자 또는 탈자를 위하여 대용량 직류 컨택터가 필요하게 된다.
상기와 같이 직류 컨택터를 사용함으로써, 직류 컨택터의 스위칭 동작 시 순간적으로 발생되는 강한 서지 전압으로 인하여 직류 컨택터의 수리 및 교체비용이 증가하였을 뿐만 아니라 탈자 시의 전자석으로부터 발생되는 역기전력을 흡수하기 위한 서지 흡수 저항(RD)을 채택함으로써 전력 손실이 증가하는 문제점이 있었다.
또한, 상기한 종래 기술에 따른 3상 마그네틱 리프터에 있어서 전자석의 스위칭 시 발생되는 서지 전압이 발생되는 현상 및 전자석의 절연불량 등으로 인한 이상현상을 방지할 수 있는 완전한 보호회로 구성이 어려운 문제점이 있었을 뿐만 아니라, 기계적으로 동작하는 교류차단기에 의존하여 이상현상이 발생되는 것을 방지하는 방법을 채택함으로써 마그네틱 리프터의 안정적인 동작을 기대할 수 없는 문제점이 있었다.
전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 반도체 전력용 스위치인 IGBT를 이용하여 풀 브릿지 인버터를 이용하여 무접점 방식으로 스위칭이 가능하고, 착자 이후 이송 시 스위칭되는 신호의 듀티비를 감소시켜 소모 전력을 최소화하여 에너지 효율을 증가 시킬 수 있고, 정전 시에도 입전 시와 동일하게 무접점 방식으로 착자 또는 탈자를 수행할 수 있는 마그네트 리프터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 무접점 마그네틱 리프터는, 전자석을 이용하여 리프팅하는 마그네틱 리프터에 있어서, 입력 교류 전원을 정류 및 평활하여 직류 전원으로 변환하는 직류 변환부, 상기 전자석의 착자 또는 탈자를 위하여 상기 전자석에 직류 전원을 인가 또는 차단되도록 스위칭하는 풀 브릿지 인버터부, 상기 풀 브릿지 인버터부의 스위칭을 제어하며, 정전 시 상기 풀 브릿지 인버터부에 비상전원이 공급되도록 제어하는 마이컴을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 풀 브릿지 인버터부는, 4개의 IGBT가 브릿지를 구성하여 이루어지되, 상기 4개의 IGBT를 온/오프하는 게이트 신호는 마이컴의 제어신호에 따라 제어되며, 상기 게이트 신호 중 하나 이상은 듀티(duty)비가 가변될 수 있는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 PWM 신호는 상기 마그네틱 리프터의 리프팅 시에는 듀티비가 증가하고, 상기 마그네틱 리프터의 이송 중 일때는 듀티비가 감소하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 풀 브릿지 인버터부는, 상기 전자석에 흐르는 전류가 점차 감소하도록 1개의 IGBT의 게이트 신호 g(top1)의 PWM 듀티비를 일정 시간(TSS) 동안 점차 감소시키는 제1단계 및 상기 전자석에 전류가 흐르지 않으면, 상기 전자석에 상기 제1단계의 전류방향과 반대방향의 전류가 흐르도록 다른 1개의 IGBT의 게이트 신호 g(top2)에 PWM 신호를 인가하는 제2단계로 상기 전자석이 탈자되도록 스위칭하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마그네틱 리프터는 정전 시 상기 풀 브릿지 인버터부에 전원을 공급하는 배터리, 상기 배터리와 상기 전자석 사이에 구비되어, 정전 시 상기 배터리에서 상기 마그네틱 리프터로 비상전원이 공급되도록 스위칭되는 순간정전보상부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 순간정전 보상부는, 정전 시 상기 배터리와 상기 풀 브릿지 인버터부가 도통되도록 스위칭하고, 입전 시 상기 배터리와 상기 풀 브릿지 인버터부가 차단되도록 스위칭하는 제1다이리스터 및 상기 제1다이리스터와 병렬 연결되되, 정전 시에 상기 제1다이리스터에 흐르는 전류를 차단하는 강제전류회로를 포함하여 구성되되, 상기 강제전류회로는, 일단이 상기 제1다이리스터의 일단에 연결된 제2다이리스터, 상기 제1다이리스터의 타단 및 상기 제2다이리스터의 타단 사이에 구비된 콘덴서, 상기 제2다이리스터의 타단에 연결되며 접지된 저항을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 무접점 마그네트는, 다수의 마그네트로 이루어진 전자석을 이용하여 리프팅하는 마그네틱 리프터에 있어서, 입력 교류 전원을 정류 및 평활하여 직류 전원으로 변환하는 직류 변환부, 상기 전자석의 착자 또는 탈자를 위하여 상기 전자석에 직류 전원을 인가 또는 차단되도록 스위칭하는 풀 브릿지 인버터부, 상기 풀 브릿지 인버터부의 스위칭을 제어하며, 정전 시 상기 풀 브릿지 인버터부에 비상전원이 공급되도록 제어하는 마이컴을 포함하여 구성되되, 상기 다수의 마그네트 각각의 전단에는 다이리스터가 구비되며, 상기 마이컴의 제어신호에 따라 상기 다수의 마그네트 중 하나 이상의 마그네트에 전류가 흐르도록 스위칭 되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 4개의 IGBT로 풀 브릿지 인버터부를 구성하여 전자석에 전류가 흐르거나 차단되도록 스위칭 함으로써, 기계적인 스위칭으로 인하여 발생되는 전자석으로부터의 역기전력 발생이 최소화되어 마그네트 리프터의 내구성을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 착자 중에 있는 전자석을 탈자 시킬 경우에 전자석에 흐르는 전류를 서서히 감소시키는 소프트 스위칭을 함으로써 전자석으로 인하여 발생되는 역기전력을 최소화하여 반도체소자 및 기타 부품들이 손상되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 입전상태에서 정전상태로 전환 하거나 정전상태에서 입전상태로 전환 시, 전자석에 신속하게 비상전원을 공급하거나 차단할 수 있는 효과가 있다.
또한, 전자석에 전류가 흐르도록 하거나 차단시키는 스위칭 작용이 모두 반도체 소자에 의하여 이루어지므로 전자석의 역기전력 흡수 저항 등의 부품들이 제거되어 소형 중량으로 제작가능하며 마그네트 리프터의 생산원가를 절감할 수 있는 효과가 있을 뿐만 아니라, 기계적인 부품 사용을 최소화 함으로써 부품 고장으로 인한 유지보수 비용이 감소하는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 3상 마그네틱 리프터의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 마그네틱 리프터를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 풀 브릿지 인버터부의 회로도를 도시한 도면이다.
도 4는 착자 개시시의 리프팅 상태 및 이송 상태에서의 게이트신호 g(top1), g(top2), g(bot1), g(bot2)의 변화를 도시한 도면이다.
도 5는 탈자 시 전자석부에 흐르는 전류를 차단하고, 전자석부에 역방향의 전류가 흐르도록 게이트신호 g(top1), g(top2), g(bot1), g(bot2)의 변화를 도시한 도면이다.
도 6은 순간정전보상부의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 마그네틱 리프터의 전자석부의 일실시예에 따른 회로도를 도시한 도면이다.
이하 본 발명에 따른 마그네트 리프터에 대하여 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 마그네틱 리프터(10)를 도시한 도면이다. 도 2에 따르면, 본 발명에 따른 마그네틱 리프터(10)는 직류 변환부(100), 풀 브릿지 인버터부(200), 마이컴(300), 보호회로부(400), 전자석부(500), 순간정전보상부(600) 및 배터리(700)를 포함하여 구성된다.
직류 변환부(100)는 입력 교류 전원을 정류 및 평활하여 직류 전원으로 변환하는 것으로, 공지의 정류 및 평활회로를 사용하여 구성할 수 있다.
풀 브릿지 인버터부(200)는 직류 변환부(100)에서 출력되는 직류 전원을 받아 전자석부(500)를 착자 또는 탈자하기 위하여 전자석부(500)에 정방향 또는 역방향으로 전류가 흐르도록 스위칭한다. 본 발명의 일실시예에 따른 풀 브릿지 인버터부(200)는 도 3에 도시하였다.
도 3에 도시한 바와 같이 풀 브릿지 인버터부(200)는 4개의 IGBT(A, B, C, D)로 이루어져 게이트 구동부로부터의 제어신호{g(top1), g(top2), g(bot1), g(bot2)}에 따라 스위칭 작용에 의하여 전자석부(500)에 인가되는 전압을 제어한다. 구체적인 풀 브릿지 인버터부(200)의 작용에 대하여는 후술한다.
마이컴(300)은 상기 풀 브릿지 인버터부(200)의 스위칭 작용을 제어하여 전자석부(500)의 착자 또는 탈자를 제어한다.
보호회로부(400)는 풀 브릿지 인버터부(200)의 스위칭 시 전자석부(500)에서 발생되는 일정 수준 이상의 전류가 풀 브릿지 인버터부(200)을 통하여 마그네틱 리프터(10)의 내부 반도체 소자들로 유입되지 못하도록 풀 브릿지 인버터부(200)를 제어한다. 또한, 풀 브릿지 인버터부(200)를 구성하는 IGBT 소자에 부착된 방열판의 온도가 일정 수준 이상 상승하면 마그네틱 리프터(10)의 가동을 중지하여 마그네틱 리프터(10)가 과열로 오작동 또는 파손되는 것을 방지할 수 있다.
순간정전보상부(600)는 정전 시 배터리(700)로부터 마그네틱 리프터(10)에 비상전원을 공급하는 것이며, 도 6에 도시한 바와 같이 다이리스터(SCR1)와 상기 다이리스터(SCR1)에 병렬연결된 강제전류회로(610, Forced Commutation Circuit)로 구성된다. 강제전류회로(610)는 다이리스터(SCR2), 저항(R) 및 콘덴서(C)로 구성되며, 자세한 작용에 대하여는 후술한다.
다음은 본 발명에 따른 마그네틱 리프터(10)의 동작원리를 설명한다. 도 3은 4개의 4개의 IGBT(A, B, C, D)가 브릿지 형태로 구성된 풀 브릿지 인버터부(200)의 구체적인 회로도를 도시하였다. 도 3에서 g(top1), g(top2), g(bot1), g(bot2)는 게이트 구동부(210)으로부터의 스위칭 제어 신호이고, 도 3의 IGBT는 상기 스위칭 신호에 따라 스위칭 된다. 또한, 도 3에서 GDa, GDb, GDc, GDd는 각각 IGBT A, B, C, D의 게이트 구동회로이고, Da, Db, Dc, Dd는 각각 IGBT A, B, C, D와 병렬로 연결된 역방향 다이오드를 나타낸다.
우선 마그네틱 리프터(10)가 착자되는 과정을 설명한다. 도 3에서 게이트신호 g(top1)와 g(bot1)가 동시에 ON되어 IGBT A와 IGBT B가 도통되면 전자석부(500)에 전류가 흘러서 전자석부(500)가 착자상태가 된다.
상기 전자석부(500)가 착자되는 동안 리프팅 용량을 증가시키거나, 이송시 소모되는 전류량을 최소로 하기 위해서는 전자석부(500)에 흐르는 전류를 제어하여야 한다.
상기와 같이 제어하기 위하여 게이트신호 g(top2)와 게이트신호 g(bot2)는 OFF 상태를 유지하고, 게이트신호 g(bot1)를 ON으로 전환하며, 게이트신호 g(top1)로 가변 듀티(duty)비를 갖는 PWM(Pulse Width Modulation)를 인가한다. 상기 듀티비는 전자석부(500)의 착자 또는 탈자 시 마이컴(300)에 의하여 크기 및 방향이 제어될 수 있다.
마이컴(300)에 의해 상기 게이트신호 g(top1)의 듀티비가 증가 또는 감소하면 전자석부(500)의 전류도 비례적으로 증가 또는 감소하게 된다. 즉, 리프팅 용량이 큰 경우에는 전자석부(500)에 흐르는 전류를 증가시키고, 그 반대의 경우에는 감소시킨다. 이때 전자석부(500)는 유도성부하의 특징을 가지므로 게이트신호 g(top1)의 듀티비를 변화시키면 연속적인 직류 전류가 흐르게 된다.
한편, 마이컴(300)은 전자석부(500)의 리프팅 시간(TL)도 제어할 수 있다. 도 4는 착자 개시시의 리프팅 상태 및 이송 상태에서의 4개의 IGBT의 게이트신호 g(top1), g(top2), g(bot1), g(bot2)의 변화를 도시한 도면이다. 도 4에 의하면, 리프팅 시간(TL)에는 게이트신호 g(top1)의 듀티비를 크게하여 전자석부(500)가 안정적으로 착자되도록하며, 이송 시에는 리프팅 시간(TL)에서의 듀티비보다 듀티비를 감소시켜 전자석부(500)에 흐르는 전류를 최소화하여 전력을 절감할 수 있다. 상기에서 이송이라 함은 마그네틱 리프터(10)에 이송 시킬 목표물이 안정적으로 부착되어 마그네틱 리프터(10)가 목표물을 한 곳에서 다른 곳으로 이동시키는 과정을 의미한다.
다음으로, 마그네틱 리프터(10)가 탈자되는 과정을 설명한다. 이송 후에 전자석부(500)을 탈자하기 위해서는 전자석부(500)에 흐르는 전류를 점진적으로 차단해야 하고, 전류차단 직후에 적당한 시간 동안 전자석부(500)에 역방향의 전류를 흐르게 하여 전자석부(500)에 잔존하는 보자력을 상쇄시켜야만 한다. 전자석부(500)는 유도성 부하의 특징을 가지므로, 전자석부(500)에 흐르는 전류차단 시 전자석부(500)에서 발생하는 역기전력으로 인하여 전력용 반도체소자인 IGBT 및 정류다이오드 등 및 기타 부품들이 파괴되거나 고장날 수 있다.
도 5는 탈자 시 전자석부(500)에 흐르는 전류를 차단하고, 전자석부(500)에 역방향의 전류가 흐르도록 4개의 IGBT의 게이트신호 g(top1), g(top2), g(bot1), g(bot2)의 변화를 도시한 도면이다.
도 5에서 전자석부(500)에 흐르는 전류차단을 위해서 게이트신호 g(bot1)를 ON상태로 유지한 상태에서, 게이트신호 g(top1)의 PWM 신호의 듀티비를 점차적으로 감소시키는 소프트 차단(Soft Stop)함으로써 전류를 완만하게 차단시킨다. 상기 차단 시간(TSS)는 0.3 내지 1초 사이인 것이 바람직하며, 반복된 실험에 의하여 상기 전자석부(500)에서 발생되는 역기전력이 최소로 되도록 최적의 시간을 정할 수 있다. 전류가 차단된 후에, 게이트신호 g(bot1)를 ON상태로 유지하면, 전자석부(500)에서 발생하는 역기전력은 환류시간(TF)동안 IGBT D의 역방향 다이오드 Dd 및 IGBT B의 트랜지스터가 도통되어 전자석부(500), IGBT B의 트랜지스터, IGBT D의 역방향 다이오드 Dd의 순서로 폐루프가 형성되면서 역기전력이 감소된다. 상기 환류시간(TF)는 0.3 내지 1초 사이인 것이 바람직하며, 반복된 실험에 의하여 상기 전자석부(500)에서 발생된 역기전력의 크기 및 소모시간을 고려하여 최적의 시간을 정할 수 있다.
다음으로 전자석부(500)에 역방향의 전류를 흐르게 하여 전자석부(500)의 보자력을 상쇄시켜야 하는데, 이를 위하여 게이트신호 g(top1) 및 g(bot1)를 OFF상태로 하고, 게이트신호 g(bot2)를 ON상태로 유지한 상태에서 게이트신호 g(top2)에 듀티비를 가변할 수 있는 PWM신호를 인가한다. 상기와 같은 구성을 취함으로써, 착자 중에 전자석부(500)에 흐르는 전류와 반대 방향의 전류가 전자석부(500)에 흐르게 할 수 있다. 상기 전자석부(500)에 역방향으로 흐르는 전류시간(TR)은 2 내지 5초 사이인 것이 바람직하며, 반복된 실험에 의하여 상기 전자석부(500)에 잔존하는 보자력의 크기 및 상쇄시간을 고려하여 최적의 시간을 정할 수 있다.
다음은 순간적으로 정전되었을 경우 마그네틱 리프터(10)의 순간정전보상부(600)의 작동에 대하여 설명한다. 본 발명에서는 3상을 기준으로 설명하므로, 3상에서 정전이란 3상 중 하나 이상의 상에서 전원이 공급되지 않는 것을 의미한다. 순간정전보상부(600)는 입전 중에는 배터리(700)가 충전되도록 하며, 순간 정전 상태가 되면 상기 배터리(700)로부터 풀 브릿지 인버터부(200)로 비상 전원이 공급되도록 하여 전자석부(500)가 착자 상태를 유지하도록 한다.
도 6은 순간정전보상부(600)의 회로도를 도시한 도면이다. 도면에 도시한 바와 같이 순간정전보상부(600)는 정전 시 상기 배터리와 상기 풀 브릿지 인버터부가 도통되도록 스위칭하고, 입전 시 상기 배터리와 상기 풀 브릿지 인버터부가 차단되도록 스위칭하는 제1다이리스터(SCR1)와 상기 제1다이리스터와 병렬 연결되되, 정전 시에 상기 제1다이리스터에 흐르는 전류를 차단하는 강제전류회로(610)을 를 포함하여 구성되되, 상기 강제전류회로는,
일단이 상기 제1다이리스터의 일단에 연결된 제2다이리스터(SCR2), 상기 제1다이리스터의 타단 및 상기 제2다이리스터의 타단 사이에 구비된 콘덴서(C) 및 상기 제2다이리스터의 타단에 연결되며 접지된 저항(R)을 포함하여 구성된다.
도 6의 회로도에서 입전 상태에서 정전상태로 되는 순간, 정전 감지회로(도면 미도시) 및 마이컴(300)의 동작에 의해 다이리스터 SCR1의 게이트신호 g1이 트리거 온(Trigger ON)된다. 여기서 상기 정전 감지회로는 도 6에 도시되어 있지 않으나, R, S, T 각각의 상에 구비되어 R, S, T 중 1개 이상에서 전원이 공급되지 않으면 정전으로 판단하는 회로를 의미한다. g1의 트리거 온으로 상기 다이리스터 SCR1이 토통되어 배터리(700)로부터의 전원은 SCR1과 D1을 통하여 풀 브릿지 인버터부(200)의 입력전원으로 공급된다. 여기서 다이오드 D1이 구비됨으로써, 입전 중에는 순간정전보상부(600)와 풀 브릿지 인버터부(200)가 개방 상태를 유지하도록 한다.
정전 상태에서 착자 상태인 전자석부(500)를 탈자하기 위한 풀 브릿지 인버터부(200)의 스위칭 동작은 입전 상태와 동일하며, 탈자 직후 SCR2와 콘덴서C와 저항R로 구성된 강제전류회로(610)에 포함된 다이리스터 SCR2의 게이트신호 g2를 트리거 온하면 충전된 콘덴서C의 전압이 다이리스터 SCR1의 역방향전압으로 가해져서 다이리스터 SCR1에 흐르는 전류가 차단되어 배터리(700)와 풀 브릿지 인버터부(200)은 개방 상태로 전환되어 풀 브릿지 인버터부(200)에 공급되던 전원이 차단된다.
다음은 정전 중 착자 상태에서 순간 입전 상태로 전환되는 경우를 설명한다. 정전 중 착자 상태에서 순간 입전 상태로 전환되면 정전 감지 회로 및 마이컴(300)은 입전 상태를 감지하여 다이리스터 SCR2의 게이트 신호 g2를 트리거 온하여 배터리(700)로부터 풀 브릿지 인버터부(200)로의 전원 공급을 차단한다. 풀 브릿지 인버터부(200)로의 전원 공급을 차단 이후의 동작은 입전 상태와 동일하므로 생략한다.
도 7은 본 발명에 따른 마그네틱 리프터(10)의 전자석부(500)의 일실시예의 회로도를 도시한 도면이다. 본 실시예에 따르면, 리프팅되는 철판의 무게에 따라 마그네트(501 내지 506)를 무접점 방식으로 선택할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 마그네트(501 내지 506)의 선택은 마그네트 당 구비된 1쌍의 다이리스터에 의하여 수행될 수 있다.
예컨데, 리모콘으로 마그네트 1(501)을 선택하면 상기 마그네트 1(501)의 전단에 구비된 다이리스터(SCR1-1, SCR1-2)의 게이트 신호(G1 및 G2)가 트리거 온된다. 이 경우 풀 브릿지 인버터부(200)에서 순방향으로 전류가 흐르는 경우 풀 브릿지 인버터부(200)의 출력1에서 차례로 SCR1-1, 마그네트 1, 풀 브릿지 인버터부(200)의 출력2로 전류경로가 형성되며, 역방향인 경우는 풀 브릿지 인버터부(200)의 출력2에서 차례로 마그네트 1, SCR1-2, 풀 브릿지 인버터부(200)의 출력1로 전류경로가 형성된다. 리모콘으로 마그네트 2 내지 마그네트 6을 선택한 경우에도 전술한 바와 동일하게 전류 경로가 형성된다.
한편, 리모콘(510)이 고장날 경우에 대비하여 상기 마그네트의 선택을 리모콘(510) 또는 수조작이 가능하도록 하도록 선택 스위치(520)를 마그네트 리프터(10)에 더 구비할 수 있다. 상기 선택 스위치(520)는 4가지 모드, 즉, 리모콘에 의하여 마그네트가 선택되는 리모콘 제어모드, 모든 마그네트를 선택하는 수조작 모드1, 모든 마그네트를 선택하지 않는 수조작 모드 2, 개별 마그네트를 수조작 할수 있는 수조작 모드3를 가질 수 있다. 개별 마그네트를 수조작 하는 수조작 모드 3의 경우, 전술한 바와 동일하게 선택된 마그네트(501 내지 506)의 전단에 구비된 1쌍의 다이리스터의 게이트 전압을 트리거 온 함으로써 선택된 마그네트만 착자 또는 탈자가 가능하게 할 수 있다.
10: 마그네틱 리프터 100: 직류 변환부(100)
200: 풀 브릿지 인버터부 300: 마이컴
400: 보호회로부 500: 전자석부
600: 순간정전보상부 700: 배터리

Claims (7)

  1. 전자석을 이용하여 리프팅하는 마그네틱 리프터에 있어서,
    입력 교류 전원을 정류 및 평활하여 직류 전원으로 변환하는 직류 변환부;
    상기 전자석의 착자 또는 탈자를 위하여 상기 전자석에 직류 전원을 인가 또는 차단되도록 스위칭하는 풀 브릿지 인버터부;
    상기 풀 브릿지 인버터부의 스위칭을 제어하며, 정전 시 상기 풀 브릿지 인버터부에 비상전원이 공급되도록 제어하는 마이컴;
    정전 시 상기 풀 브릿지 인버터부에 전원을 공급하는 배터리; 및,
    상기 배터리와 상기 전자석 사이에 구비되어, 정전 시 상기 배터리에서 상기 마그네틱 리프터로 비상전원이 공급되도록 스위칭되는 순간정전보상부를 포함하여 구성되되,
    상기 순간정전 보상부는,
    정전 시 상기 배터리와 상기 풀 브릿지 인버터부가 도통되도록 스위칭하고, 입전 시 상기 배터리와 상기 풀 브릿지 인버터부가 차단되도록 스위칭하는 제1다이리스터; 및,
    상기 제1다이리스터와 병렬 연결되되, 정전 시에 상기 제1다이리스터에 흐르는 전류를 차단하는 강제전류회로를 포함하여 구성되며,
    상기 강제전류회로는,
    일단이 상기 제1다이리스터의 일단에 연결된 제2다이리스터;
    상기 제1다이리스터의 타단 및 상기 제2다이리스터의 타단 사이에 구비된 콘덴서; 및,
    상기 제2다이리스터의 타단에 연결되며 접지된 저항을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무접점 마그네틱 리프터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 풀 브릿지 인버터부는,
    4개의 IGBT가 브릿지를 구성하여 이루어지되, 상기 4개의 IGBT를 온/오프하는 게이트 신호는 마이컴의 제어신호에 따라 제어되며, 상기 게이트 신호 중 하나 이상은 듀티(duty)비가 가변될 수 있는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호인 것을 특징으로 하는 무접점 마그네틱 리프터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 PWM 신호는 상기 마그네틱 리프터의 리프팅 시의 듀티비보다 상기 마그네틱 리프터의 이송 시의 듀티비가 더 적은 것을 특징으로 하는 무접점 마그네틱 리프터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 풀 브릿지 인버터부는,
    상기 전자석에 흐르는 전류가 점차 감소하도록 1개의 IGBT의 게이트 신호 g(top1)의 PWM 듀티비를 일정 시간(TSS) 동안 점차 감소시키는 제1단계;
    상기 전자석에 전류가 흐르지 않으면, 상기 전자석에 상기 제1단계의 전류방향과 반대방향의 전류가 흐르도록 다른 1개의 IGBT의 게이트 신호 g(top2)에 PWM 신호를 인가하는 제2단계;
    로 상기 전자석이 탈자되도록 스위칭하는 것을 특징으로 하는 무접점 마그네틱 리프터.
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