KR101342525B1 - Permanent magnetic actuator being able to control precision motion velocity - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 정밀 동작 속도 제어가 가능한 영구자석 작동기에 관한 것이다.
The present invention relates to a permanent magnet actuator capable of precise operation speed control.
전력계통에서 1선 지락 사고 즉 전력을 공급하는 선로중 중성선이 아닌 선로가 사고로 인하여 지락이 발생한 경우 전력계통에 보호 장치로 설치된 차단기가 차단하게 된다.
If a ground fault occurs due to an accident on the one-line ground fault in the power system, that is, the non-neutral line of the power supplying line, the breaker installed as a protection device in the power system is cut off.
하나 이러한 지락사고발생시 순간적인 지락의 경우에 차단기가 동작되어 전력 공급중단을 하게 되면 정전사고가 발생하게 되고, 순간지락임으로 지락의 원인이 순간적으로 발생하였다가도 해소 된 경우에는 지락원인이 제거 된 즉시 차단기가 재투입 되어야 하기에 전력을 공급하는 선로에 선로의 차단기는 고속도 재폐로 차단기를 이용해서 차단(Open) (이를 O1 상태라 한다)한 후 0.3초 이내에 투입(Close) 즉 차단기가 온(on)상태(이를 C1 상태라 한다)로 하여 전력이 공급되는 상태로 하고, 이 경우 지락사고의 원인이 해소되지 아니하여 지락상태가 계속 유지되는 투입된 상태를 다시 차단(Open) 한다(이를 O2상태라 한다)
However, in the event of a ground fault, the breaker operates in the case of an instantaneous ground fault, causing a power outage, and an outage occurs. If the cause of the ground fault occurs instantaneously, the ground cause is removed immediately. Since the breaker must be re-entered, the breaker of the line to the power supplying line is closed within 0.3 seconds after the opening (it is called O1 state) by using the high-speed re-closure breaker. In this case, the power is supplied to the state (this is called C1 state) .In this case, the cause of the ground fault is not solved. do)
상기 O2 상태 이후 송배전 선로의 설계에 따라 달리 할 수 있으나, 통상15초에서 3분 정도의 시간이 경과 된 후, 차단상태에 있는 차단기를 투입상태로 동작시키게 된다. 이 상태에서 지락원인이 해소 된 경우에는 투입상태를 유지하나, 지락사고 원인이 해소되지 아니하여 지락전류가 계속 흐른다면 다시 차단기가 동작하여 차단상태로 된다.(이를 C2O2 상태라 한다.After the O2 state, it may be different depending on the design of the transmission and distribution line, but after about 3 seconds have elapsed from 15 seconds, the breaker in the blocking state is operated in the input state. In this state, if the ground fault is eliminated, the input state is maintained, but if the ground fault current is not solved, the circuit breaker is operated again and the state is cut off (this is called C2O2 state).
이러한 동작을 차단기의 동작책무라 하며, 이는 각국의 송배전설계기준에 따라 여러 형태로 나누어진다.
This operation is called the operation of the breaker, which is divided into various types according to the transmission and distribution design standards of each country.
상기와 같은 동작채무를 수행하기 위하여 차단기를 동작시키는 동작 장치로 PMA (PerManent Magnetic Actuator, 영구자석 작동기, 이하 PMA라 한다)를 사용하게 된다.
PMA (PerManent Magnetic Actuator, Permanent Magnet Actuator, hereinafter referred to as PMA) is used as an operation device for operating the breaker to perform the operation debt as described above.
본 발명에서 PMA를 이용 차단기 기본적 동작원리 및 동작 구조 등은 본 분야에서 공지된 등록특허 10-1109741 ,공개특허공보 10-2004-0035176호, 공개특허공보 2012-0000230호 등에 공지되거나 관용 기술이어서 구체적 설명을 생략한다.
In the present invention, the basic operation principle and operation structure of the circuit breaker using PMA are known or tolerated in the art, such as Patent Publication No. 10-1109741, Patent Publication No. 10-2004-0035176, Publication No. 2012-0000230, and the like. Omit the description.
상기와 같은 공지된 PMA(10) 구조 및 이를 동작시키는 기본 회로구성을 간략화 하여 도1 및 2에 도시 하였다.
The known
도1 및 2에 나타난 바를 보면 차단기(90)의 점점(미도시)을 이동시켜 송배전선로를 차단 및 연결하는 것으로 점점을 이동시키는 것은 전자석과 영구 자석(30)의 결합된 구조에 의하여 투입 및 차단을 하고 있으며, 전자석에 자력을 발생시키는 코일(40)의 전류 방향을 전환하여 영구자석과 상호작용으로 차단기를 동작시키는 구조 이다.
1 and 2 as shown in Figures 1 and 2 to move the increasingly (not shown) of the
전자석을 자화시키기 위한 코일(40)에 전류를 공급함에 있어서, 통상적으로 투입 또는 차단 시 투입 및 차단시간을 최소화하기 위하여 콘덴서(50)에 저장된 전력을 이용하여 코일(40)에 공급함으로서 PMA(10)를 동작시키고, 이 전자력과 영구자석(30)의 상호작용에 의하여 기계적으로 움직이는 가동자(60)을 동작시켜 차단기(90)의 접점을 개폐시키는 구조이다.
In supplying current to the
이때 일반적으로 송배전 선로 및 공급 관리하는 수배전반 등에서 센싱 된 동작 신호 예를 들면 지락사고 시 지락 전류를 변류기 등의 센서를 통하여 지락상태를 감지하거나 지락상태가 해소 되었을 경우 정상 상태 임을 의미하는 신호를 입력 받은 제어부(100)는 코일(40)에 전력을 공급 및 차단하는 스위칭 제어부(110)로 신호를 송출하게 되고, 이를 입력 받은 스위칭부(120)는 해당신호에 적합한 조작이 이루어 질수 있도록 한다.
At this time, the operation signal sensed by the transmission and distribution line and the distribution panel that manages the supply, for example, a ground fault current is sensed through a sensor such as a current transformer in case of a ground fault or a signal indicating that the ground state is normal when the ground fault is resolved. The
상기 스위칭 제어부(110)는 코일(40)에 전류를 공급 차단하는 기능을 하는 스위치들인 마그네트 스위치( 통상 전자 개폐기라 하며, 여자코일의 자력에 의하여 점점을 가동시키는 구조로서 릴레이 등도 여기에 포함 된다)의 여자코일에 전류를 공급하거나 차단하게 되며,
The
만약 코일에 전류를 공급 차단하는 기능을 하는 스위치가 IGBT, SCR 등과 같은 반도체 스위칭 소자라면 이들 반도체 스위칭소자를 구동하는 신호를 발생하여 반도체 스위칭 소자를 구동하여 코일에 전류를 공급 한다.
If the switch that functions to cut off the supply of current to the coil is a semiconductor switching device such as IGBT, SCR, etc., a signal for driving the semiconductor switching device is generated to drive the semiconductor switching device to supply current to the coil.
제어부(100)는 지락사고가 발생한 경우 차단기(90)를 의 접점을 가동 할 수 있도록 코일(40)에 정방향 전류( 아니면 역방향 전류로 할수 있음, 이는 차단기의 구조에 따라 선택 되는 것임)가 공급 될 수 있도록 스위칭 제어부(110)를 통하여 스위치(120)들을 구동시키게 되고, 이 스위치(120)들을 통하여 전원 공급 장치(130) 및 콘덴서(50)에 충전 되어 있든 전류와 함께 스위치의 연결된 점점을 경유하여 코일(40)에 공급되게 된다. 이로 인하여 차단기는 OPEN상태인 차단상태로 되게 되며 이로 인하여 콘덴서에 충전 된 전하의 일부분이 소진 되게 된다.(O1 동작)
The
코일(40)이 정상 작동되어 코일(40)과 영구자석(30)의 상호작용에 의하여 차단기(90)는 차단상태를 유지 하게 됨으로, 제어부(100)는 스위칭동작에 필용한 전원을 차단하게 하여 더 이상의 스위칭 제어부(110)에서 전력 소모가 발생 하지 아니하도록 한다.
The
여기서 차단기(90)는 상기와 같은 동작책무 조건에 의하여 0.3초 와 같은 정하여진 시간 내에 투입(CLOSE) 동작을 하여야 함으로, 다시 스위칭 제어부(110)를 통하여 코일(40)에 역방향 전류가 공급 될 수 있도록 신호를 송출하고, 이에 따른 스위칭 제어부(110)는 코일(40)에 전원 공급부(130)와 콘덴서(50)에 충전된 전하(일부는 소진 된 상태 이지만)를 방전하여 역방향전류가 공급 될 수 있도록 스위치(120)를 조작하여 역방향 전류를 공급한다.(C1 동작) Here, the
이 경우 콘덴서(50)는 전원 공급 장치(130)에 의하여 상기한 동작책무 의한 휴지시간동안 충전 한다 하여도, 최초 상태 만큼 충전 되어 있지 아니한다, 하나 전원공급 장치(130)가 있고 잔여 콘덴서 충전전하가 있음으로 투입 동작은 이루어지게 되나, 투입시간이 항시 일정 하지 아니한 문제점을 내포 하고 있다.
In this case, even when the
여기서 투입된 상태에서 지락원인이 해소되지 아니하였다면, 제어부(100)는 상기와 같은 O1동작을 하게 하도록 하게 된다(이를 O2 동작 이라 한다). 이 과정에서도 차단되는 차단동작 시간은 상기한 콘덴서의 충전량 부족으로 인하여 차단 동작시간이 불균일하게 되고 이로 인하여 전력 계통운용 등에 문제요인으로 작용하게 된다.
If the cause of the ground fault is not solved in the input state, the
더나가 코일(40)에 전류를 차단하거나 공급하는 스위치부(120)를 반도체 소자를 활용할 경우 콘덴서(50)의 순간 방전 등과 전력 계통에서 유입되는 불요불급한 노이즈에 의하여 오동작 원인 되고 있다.
In addition, when using the semiconductor device in the
상기와 같이 투입 및 차단시간의 불균일을 해소 하고자 본 분야에서는 (50)콘덴서의 용량을 대용량으로 구비하여 해결 하고자 하고 있다.
In order to solve the nonuniformity of the closing and closing time as described above, in this field, it is intended to solve by providing a large capacity of the (50) capacitor.
즉 O1 과 C1 동작 후 소모 되고 남은 충전 전하량으로 O2 동작 시 코일(40)의 소모량에 적합하고 설계용량을 갖도록 하는 콘덴서를 채용 하고 있다.
That is, a capacitor that is suitable for the consumption of the
하지만 이러하다 하여도 이로 인하여 O1 과 C1 동작 시에 PMA 코일(50)에 과전류가 유입 될 수 있는 가능성이 있고, 이로 인하여 코일(40)에서의 발열과 O1 동작과 O2동작이 불균일함은 여전히 해결 되지 아니하고 있다.
However, even in this case, there is a possibility that an overcurrent may flow into the
실제 사용의 예를 보면 코일(40)의 설계에 따라 차이가 있고, 차단기(90) 용량 등에 따라 차이가 있지만. 가령O1 과 C1 및 O2 각각 동작 시 필요한 콘데서 용량은 20,000uF 면 충분하나, 하나의 콘덴서를 사용하여 3번에 걸 처 사용하다 보니 O2 동작에 적합하게 하기 위하여 100,000uF 콘덴서를 사용하게 됨으로, 불필요한 대용량 콘데서 사용으로 생산원가 상승 요인으로 작용하는 문제점이 있다.
In the example of actual use, there is a difference depending on the design of the
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 차단기의 동작책무인 O1 과 C1 및 O2 동작을 위하여, 코일에 전류를 공급하는 콘덴서를 각각 구비하고 이를 선택 제어하는 제어부의 제어신호에 의하여 선택적으로 각각의 콘덴서에 충전된 전하를 O1 과 C1 및 O2 동작 시 분리하여 공급함으로서 O1 및 O2 동작의 동작 시간을 일치시켜 차단기제어의 신뢰성을 확보 하고, 아울러 코일에 정격전류만을 공급함으로 불필요한 과전류 공급에 의한 코일손상을 최소화하고자 하는 정밀 동작 속도 제어가 가능한 영구자석 작동기를 제공하는 것이다.
Therefore, the present invention is to solve the conventional problems as described above, an object of the present invention is to provide a capacitor for supplying a current to the coil for the O1 and C1 and O2 operation of the circuit breaker, respectively, and to selectively control the By selectively supplying the charges charged to the respective capacitors during the operation of O1, C1 and O2 according to the control signal of the controller, the operation time of the O1 and O2 operation is matched to ensure the reliability of the circuit breaker control and the rated current to the coil. By supplying only the permanent magnet actuator capable of precise operation speed control to minimize the coil damage caused by unnecessary overcurrent supply.
상기 목적 달성을 위한 본 발명은, 자력 또는 전자력 의하여 이동되는 가동자(60,6000) 과, 상기 가동자(60,6000)이 인접하여 배치되어 자력을 발생하는 영구자석(30,3000) 및, 전류공급 시 상기 영구자석(30,3000)의 자화방향과 동일한 방향의 자속을 발생시켜 상기 영구자석(30,3000)의 자력에 의해 상기 가동자(60,6000)를 이동 유지시키며, 상기 영구자석(30,3000)의 자화방향과 반대되는 자속을 발생시켜 상기 가동자(60,6000)를 이격 위치로 복위시키는 코일(40,4000)을 포함하는 영구자석형 작동기에 있어서,The present invention for achieving the above object is a movable magnet (60,6000) which is moved by a magnetic force or an electromagnetic force, the permanent magnet (30,3000) is disposed adjacent to the mover (60,6000) and generates a magnetic force, When the current is supplied, the magnetic flux is generated in the same direction as the magnetization direction of the
제 2위치에 위치한 가동자(60,6000)를 제1방향으로 이동시켜 제1위치에 위치시키는 제1동작(이하 에서는 "O1 동작"이라 하며 이는 차단기가 지락 등에 의하여 차단 된 상태임이 OPEN 동작 임)을 위한 영구자석 작동기(10, 1000)의 코일(40,4000)에 전류를 공급 하는 제1 전원공급부(5200,이하에서는 제1 콘덴서이라 한다)와, The first operation of moving the
상기 O1 동작에 의하여 제1위치에 위치한 가동자(6000)를 제1방향과 반대 방향인 제2 방향으로 이동시켜 제2위치에 위치하게 하는 제2 동작 (이하 에서는 "C1 동작"이라 하며 이는 차단기가 지락 등에 의하여 차단 된 후 소정시간 후 통상 0.3초 이내에 투입 된 상태로 close 동작 임)을 위한 PMA의 작동 코일에 전류를 공급 하는 제2전원공급부(5100, 이하에서는 제2 콘덴서이라 한다)와,A second operation (hereinafter referred to as "C1 operation") to move the
상기한 C1 동작에 의하여 제2위치에 위치한 가동자를 제1위치로 이동시키기 위하여 가동자(6000)를 상기한 제1방향으로 이동시켜 유지되는 위치에서 제1방향의 이동방향과 반대 방향인 제2방향으로 이동 시키는 제3동작(이하에서는 "O2 동작"이라 하며 이는 차단기에서 순간 지락에 의하여 차단기가 동작 되었으나 정전을 최소화하기 위하여 상기 C1 동작에서 차단기를투입 하였으나 여전히 지락이 해소 되지 아니하여 차단기가 차단되는 상태를 의미하며, 이는 재OPEN 동작 임 )을 위한 영구자석 작동기( 1000)의 코일(4000)에 전류를 공급 하는 제3 전원 공급부(5300,이하에서는 제3 콘덴서이라 한다)와,The second direction opposite to the moving direction of the first direction at a position held by moving the
상기 코일(4000)에 전원을 공급하는 충전전류공급부(5000) 또는 전원공급부(1300)와 전기적 연결을 온.오프 하는 PMA작동코일전원공급차단기(1200,이는 일반적으로 릴레이 또는 마그네트 스위치로 이루어 점점을 개폐함으로서 전원을 공급 차단되는 것이며, 반도체 스위칭 소자를 활용 할 수 있으며, 전력계통을 관리하는 센서로 부터 입력되는 신호, 타이머 접점 등을 통하여 공급 되는 전원에 의하여 코일을 여자 시켜 점점을 개폐하는 릴레이 또는 마그네트 스위치로 이루어지거나, 반도체 스위칭 소자인 경우 클럭 발생기와 이에 따른 게이트 신호 트리거 신호에 의하여 동작 되는 반도체 회로로 이루어진다)와,PMA operating coil power
상기한 O1/O2 동작 시 제1전원 공급부(5200) 및 제3전원공급부(5300)의 전원을 선택적으로 코일(4000)에 공급 할 수 있도록 하는 제1및제3전원공급부선택제어부(9000, 이는 타이머와 타이머 작동에 의하여 접점이 개폐되고 이 접점을 통하여 공급되는 전원에 의하여 코일을 여자시켜 점점을 개폐하는 릴레이 또는 마그네트 스위치로 이루어지거나, 반도체 스위칭 소자인 경우 클럭 발생기 와 이에따른 게이트 신호 트리거 신호에 의하여 동작 되는 반도체 회로로 이루어진다.)와,The first and third power supply
상기 충전전류공급부(5000) 또는 PMA작동코일전원공급차단기(1200) 또는 제1및제3전원 공급부선택제어부(9000) 그리고 제어부 (1400)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(1300)와,A
전력계통(미도시)에서 입력되는 신호인 차단기의 투입(Close) 또는 차단(open)신호에 의하여PMA작동코일전원공급차단기(1200)를 가동시키는 PMA작동코일전원공급차단제어기(1250) 또는 제1및제3전원공급부선택제어부(9000) 등을 제어하는 제어부(1400) 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
PMA operating coil power supply cut-off
상기 충전전류공급부(5000)는 충.방전이 용이한 콘덴서인 것이 바람직하나 반듯이 이에 한정 되는 것은 아니며, 충.방전이 용이한 축전지, 2차 전지, 연료전지 등이 활용 될 수 있다.
The charging
PMA작동코일전원공급차단기(1200)는 본 분야에서 공지된 릴레이 또는 마그네트 스위치로 이루어 점점을 개폐함으로서 전원을 공급 차단하는 것이며, 반도체 스위칭 소자를 활용 할 수 있으며, 전력계통을 관리하는 센서로 부터 입력되는 신호, 타이머 접점 등을 통하여 공급되는 전원에 의하여 코일을 여자 시켜 점점을 개폐하는 릴레이 또는 마그네트 스위치로 이루어지거나, 반도체 스위칭 소자인 경우 클럭 발생기 와 이에 따른 게이트 신호 트리거 신호에 의하여 동작 되는 반도체 회로로 이루어진다.PMA operation coil power
상기한 제1및제3전원공급부선택제어부(9000)는 타이머와 타이머 작동에 의하여 접점이 개폐되고 이 접점을 통하여 공급되는 전원에 의하여 코일을 여자 시켜 점점을 개폐하는 릴레이 또는 마그네트 스위치로 이루어지거나, 반도체 스위칭 소자인 경우 클럭 발생기 와 이에 따른 게이트 신호 트리거 신호에 의하여 동작 되는 반도체 회로로 이루어진다.
The first and third power supply
상기한 전원공급부(1300)는 본 분야에서 공지된 직류 전원 공급 장치가 바름직 하며, 이에는 정전압 제어부가 부가된 것이 바람직 하나, 이에 한정 되지 아니하면 본 발명의 시스템이 운용 될 수 있는 전원공급 장치이면 어떠한 방식이나 형태에 제한 없이 사용 될 수 있다.
The
상기한 제어부(1400) 및 PMA작동코일전원공급차단제어기(1250)는 본 분야에서 관용적으로 활용되거나 공지된 시퀀스 제어에 활용되는 마이크로프로세서 등을 이용하거나, 릴레이 또는 마그네트 스위치, 타이머 등으로 구성되어 시퀀스 제어에 활용되는 전자계를 이용한 스위치의 온오프 제어기능을 활용 할 수 있다.
The
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 기존 영구 자석형 조작기에 비해 대용량 콘덴서 대신 기존 콘덴서의 약 1/5용량의 콘덴서 3개를 이용함으로서 생산단가 저감 및 부품의 예비기를 확보하는 측면에서도 기존의 영구자석형 조작기는 대용량 콘덴서 1개를 더 구비 하여야 하나 본 발명에서 의한 영구자석형 조작기는 1/5 정도 용량의 콘덴서 하나 만을 예비 부품으로 확보 하여도 됨으로 영구자석형 조작기의 소형 경량화 및 유지 운용에 있어서 효율적이다.As described above, the present invention, by using three capacitors of about 1/5 capacity of the existing capacitor instead of the large-capacity capacitor compared to the existing permanent magnet actuator, in terms of reducing the production cost and securing spare parts of the existing permanent magnet The type manipulator should be provided with one large capacity condenser, but the permanent magnet type manipulator according to the present invention may secure only one capacitor having a capacity of about 1/5 as a spare part. to be.
또한 차단기의 동작책무에서 특히 제1동작 과 제3동작 시 동일한 용량으로 충전된 전력을 활용함으로서 동작시간 편차가 발생하지 아니하여 전력 계통 관리 의 신뢰성 향상 및 전력 품질 향상에 기여 할 수 있고, 코일에 공급되는 용량을 최적화시킴으로서 코일의 손상을 방지하고, 수명향상에도 기여 할 수 있고 소비 전력절감의 장점이 있다.
In addition, in the operation duty of the circuit breaker, in particular, by using the power charged with the same capacity during the first operation and the third operation, the deviation of operation time does not occur, which contributes to the improvement of the reliability of the power system and the improvement of the power quality. By optimizing the capacity to be supplied, it is possible to prevent damage to the coil, to improve the life and to reduce the power consumption.
도 1은 종래의 전자접촉기용 영구 자석형 조작기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 전자접촉기용 영구 자석형 조작기 조작 회로를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 전자접촉기용 영구 자석형 조작기 구조도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전자접촉기용 영구 자석형 조작기 조작회로이다. .1 is a view schematically showing a permanent magnet actuator for a conventional magnetic contactor.
2 is a view schematically showing a conventional permanent magnet actuator operating circuit for a magnetic contactor.
3 is a structural diagram of a permanent magnet actuator for a magnetic contactor according to an embodiment of the present invention.
4 is a permanent magnet actuator operating circuit for a magnetic contactor according to an embodiment of the present invention. .
이하, 첨부된 도 3 및 도4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 PMA(1000)는, 내부에 이동공간을 형성한 몸체부(1100)와, 상기 몸체부(1100)의 내부 공간에 설치되는 영구자석(3000)과, 상기 몸체부(1100)의 내부 공간 에서 이동하는 가동자(60,6000)와, 상기 몸체부(1100)의 내부 공간에 설치되며, 전류 통전과 더불어 상기 영구자석(3000)과 상호 작용하여 상기 가동자(60,6000)를 이동시키는 코일(4000)로 구성된다.As shown, PMA (1000) according to the present invention, the body portion 1100 formed a moving space therein, the
여기서 코일(4000)은 전류를 통전 시키면 자력을 발생하는 부분으로서 전류 방향을 전환하여 자력의 방향이 전환되는 것으로, 하나의 코일을 이용하여 전류가 인가되는 방향을 전환하는 하나의 코일로 된 형태로 하거나, 필요에 정방향 전류에 의하여 자력을 발생하는 코일과 역방향 전류에 따라 자력을 발생 시키는 코일을 분리 설치 될 수 있음은 자명하다 할 것이다.
In this case, the
이하에서는 하나의 코일에 전류를 통전시키는 코일이 한 개인 것을 중심으로 설명하나 이에 한정 되지 아니하며, 차단기용 PMA(1000)의 구조에 따라 정방향 전류만을 통전시키는 코일과 역방향 전류만 통전되는 코일로 구성된 경우는 코일 접속 구조만의 차이일 뿐임으로 설명을 생략한다. Hereinafter, a description will be given of a single coil that conducts current to one coil, but is not limited thereto. In the case of a coil that conducts only a forward current and a coil that conducts only a reverse current according to the structure of the
상기한 PMA(1000)을 작동시키기 위하여, In order to operate the
전력 계통에 설치되어 지락사고 시 선로를 차단기를 동작 시키는 PMA(1000)는 PMA (1000) installed in the power system to operate the circuit breaker in case of ground fault
전력계통에서 지락사고가 발생 시 이를 감지하는 도시하지 아니하는 센서들 즉 각종 계전기에서 지락에 따른 전압 또는 전류를 감지하여 지락 사고가 발생하였음 나타내는 신호가 제어부(1400)에 입력 되게 된다.
When a ground fault occurs in the power system, a signal indicating that a ground fault has occurred is detected by sensors (not shown), that is, various relays, which are not shown, and are input to the
이를 입력받은 제어부(1400)는 지락이 발생하였음으로 차단기(90)를 차단(open) 하여야 함으로 , 가동자(60,6000)가 제2위치에서 제1위치로 이동 할 수 있는 자력을 공급하는 코일(4000)에 전류를 공급하도록 PMA작동코일전원공급차단기(1200)의 차단동작스위치인(1230)와 다른 차단동작스위치(1240)가 연결 될 수 있도록 PMA작동코일전원공급차단제어기(1250)에 동작 신호를 송출하고, 이를 입력 받은 PMA작동코일전원공급차단제어기(1250)가 가동되어 PMA작동코일전원공급차단기(1200)의 차단동작 스위치인(1230)와 다른차단동작스위치(1240)는 온 상태로 되게 된다.
The
이로 인하여 제1전원공급부(5200)에 충전된 전하에 의한 전류와 전원공급부(1300)의 전류가 제1및제3전원공급부선택제어부(9000)의 상시연결된접점(9100)과 차단동작스위치인(1230)과 코일(4000)과 다른차단동작스위치(1240)을 통하여 폐회로를 구성하게 되어 제1전원공급부(5200)에 충전된 전하에 의한 전류와 전원공급부(1300)의 전류가 흐르게 되고 이로 인하여 코일(4000)에서는 자력이 발생 하게 되고, 이 발생된 자력과 영구자석(3000)의 자력이 상호 작용하여 가동자(6000)는 제2위치에서 제1위치로 이동 하게 되고 가동자(6000)와 기계적으로 결합된 차단기의 접점이 개방되면서 차단기의 OPEN 동작인(O1 동작) 이루어진다.
As a result, the current caused by the charge charged in the
이때 제어부(1400)는 상기한 O1 동작이 완료되면 제1및제3전원공급부선택제어부(9000)의 타이머(T)를 동작시켜 상시연결된접점(9100)은 개방시키고 상시개방된접점(9200)은 연결된다. At this time, when the operation O1 is completed, the
, ,
아울러 PMA작동코일전원공급차단제어기(1250)에 신호를 송출하며 이에 의하여 차단동작스위치인(1230)와 다른차단동작스위치(1240)을 개방하여 코일(4000)에 흐르는 전류 공급을 차단한다.
In addition, a signal is transmitted to the PMA operation coil power
이때 1및제3전원공급부선택제어부(9000)의 타이머(T)를 동작시켜 상시 연결된 접점(9100)과 연동되어 동작되는 1및제3전원공급부선택제어부(9000)의 상시개방된점점(9200)은 연결되며, 제1전원공급부(5200)는 전원공급부에 의하여 충전된다.
At this time, the normally
여기서 도면번호를 부여 하지 아니한 제1전원공급부(5200)에 연결된 다이오드는 제1전원공급부(5200)가 방전될 시 방전되는 전류가 전원공급부(1300)로 역류하지 아니하도록 하는 위한 소자 이다. 이하에서 제1,2,3전원 공급부 각각에 연결 된 다이오드는 동일한 기능을 하는 것이다.
Here, the diode connected to the first
차단기는 상술한 바와 같이 동작 책무을 하게 됨으로 제어부(1400)는 일반적으로 0.3초 이내에 차단기가 다시 투입되는 동작 신호를 발생시킨다. 여기서 0.3초는 필요시 조정 할 수 있음은 자명하다.
As the circuit breaker is responsible for the operation as described above, the
상기한 O1 동작 완료 후 0.3초 이내에 투입신호를 제어부(1400)으로부터 입력 받은 PMA작동코일전원공급차단제어기(1250)는
The PMA operation coil power supply cut-
가동자(6000)를 제1위치에서 제2위치로 이동 할 수 있는 자력을 공급하는 코일(4000)에 전류를 공급하도록 PMA작동코일전원공급차단기(1200)의 투입동작스위치인(1210)와 다른투입동작스위치(1220)가 연결 될 수 있도록 가동되어, PMA작동코일전원공급차단기(1200)의 투입동작스위치(1210)와 다른 차단동작스위치(1220)는 온 상태로 되게 된다.
Different from the
이로 인하여 제2전원 공급부(5100)에 충전된 전하에 의한 전류와 전원공급부(1300)의 전류가 투입동작스위치(1210)와 코일(4000)과 다른투입동작스위치(1220)을 통하여 폐회로를 구성하게 되어 제2전원공급부(5100)에 충전된 전하에 의한 전류와 전원공급부(1300)의 전류가 흐르게 되고, 이로 인하여 코일(4000)에서는 자력이 발생하게 되고, 이 발생된 자력과 영구자석(3000)의 자력이 상호작용하여 가동자(6000)는 제1위치에서 제2위치로 이동하게 되고, 가동자(6000)와 기계적으로 결합된 차단기의 접점이 연결되면서 차단기의 Close 동작(C1동작)이 이루어진다.
As a result, the current by the charge charged in the
이때 제어부(1400)은 상기한 C1동작이 완료되면 PMA작동코일전원공급차단제어기(1250)에 신호를 송출하여 투입동작 스위치(1210)와 다른 투입동작 스위치(1220)을 개방하여 코일(4000)에 흐르는 전류 공급을 차단한다.(C1 동작)
At this time, when the C1 operation is completed, the
아울러 제2전원 공급부(5100)는 전원공급부(1300)에 의하여 충전된다.
In addition, the
상기한 C1 동작 후 제어부(1400)는 제어부(1400)로 입력되는 지락 등의 사고에 의한 차단신호가 지속되고 있는지를 확인 하게 된다. 일시적 원인에 의하여 지락 등의 사고가 발생한 경우라면 차단신호가 입력되지 아니하나 지락사고의 원인이 해소되지 아니하였다면 차단신호기 계속되고 있을 것임으로 차단기를 차단하여야 한다.After the operation C1, the
상기에서 지락 원인이 해소되어 차단신호가 입력되지 아니하면 상기한 C1 상태가 계속되고 If the cause of the ground fault is eliminated and the cutoff signal is not input, the above C1 state continues.
상기 01 동작 시 제1및 3전원공급부선택 제어부(9000)의 타이머(T)가 동작 되었음으로 설정된 타임머(T)의 설정된 동작시간후 상시연결된접점(9100)과 연동되어 동작되는 1및제3전원공급부선택제어부(9000)의 상시개방된점점(9200)은 열려지게 되고, 열려져 있든 상시연결된접점(9100)은 다시 연결된다. 여기서 타이머(T)의 동작시간은 본 발명의 운영자가 임으로 설정 할 수 있으나 일반적으로 15초에서 15분 범위 이내이다.
The first and third power sources operated in conjunction with the normally-connected
만약 상기 C1 상기한 C1 동작 후 제어부(1400)은 제어부(1400)으로 입력되는 지락 등의 사고에 의한 차단신호가 지속되고 있는지를 확인 하게 된다. 일시적 원인에 의하여 지락 등의 사고가 발생한 경우라면 차단신호가 입력되지 아니하나 지락사고의 원인이 해소 되지 아니하였다면 차단신호기 계속 되고 있는 것임으로 차단기를 차단하여야 한다.
If the C1 operation after the C1 operation, the
이때의 동작을 보면 상기한 C1 상태임으로 가동자(6000)는 제2위치에 있는 상태이다. In this case, the
따라서 제어부(1400)는 가동자(6000)가 제2위치에서 제1위치로 이동 할 수 있는 자력을 공급하는 코일(4000)에 전류를 공급하도록 PMA작동코일전원공급차단기(1200)의 차단동작 스위치(1230)와 다른 차단동작 스위치(1240)가 연결 될 수 있도록 PMA작동코일전원공급차단제어기(1250)에 동작 신호를 송출하고, 이에 의하여 PMA작동코일전원공급차단기(1200)의 차단동작 스위치인(1230) 과 또 다른 차단동작 스위치(1240)가 온 상태로 되게 된다.
Accordingly, the
이때에 1및제3전원공급부선택제어부(9000)의 상시 개방된 점점(9200)은 At this time, the normally open (9200) of the first and third power supply
상기한 O1동작 시 에 제어부(1400)에 의하여 1및제3전원공급부선택제어부(9000)의 타이머(T)가 동작 중인 상태임으로 상시연결된 접점(9100)과 연동되어 동작되는 상시개방된점점(9200)은 연결된 상태이고 상시연결된접점(9100)은 개방된 상태이다.
Normally opened
이로 인하여 제3전원공급부(5200)에 충전된 전하에 의한 전류와 전원공급부(1300)의 전류가 제1및제3전원공급부선택제어부(9000)의 상시개방된 접점(9200)과 차단동작스위치(1230)와 코일(4000) 과 다른차단동작스위치(1240)을 통하여 폐회로를 구성하게 되어, 제3전원공급부(5200)에 충전된 전하에 의한 전류와 전원공급부(1300)의 전류가 코일(4000)흐르게 되고, 이로 인하여 코일(4000)에서는 자력이 발생 하게 되며, 이 발생된 자력과 영구자석(3000)의 자력이 상호작용하여 가동자(6000)는 제2위치에서 제1위치로 이동하게 되고 가동자(6000)와 기계적으로 결합된 차단기의 접점이 개방되면서 차단기의 OPEN 동작인(O2 동작)이이루어 진다.
As a result, the current due to the charge charged in the
이때 제어부(1400)는 상기한 O2 동작이 완료되면 제1및제3전원공급부선택제어부(9000)의 타이머(T)를 리셋하여 동작대기 상태로 되게 하고, 상시연결된접점(9100)은 연결시키고, 이와 연동되는 상시개방접점(9200)은 개방되며, 아울러 PMA작동코일전원공급차단제어기(1250)에 신호를 송출하여 차단동작스위치인(1230)와 다른차단동작 스위치(1240)을 개방하여 코일(4000)에 흐르는 전류 공급을 차단한다.
At this time, when the above O2 operation is completed, the
이때 제3전원공급부(5200)는 전원공급부(1300)에 의하여 충전된다.
At this time, the
상기와 같은 동작으로 전력계통에서 입력되는 지락사고 등에 의한 차단기의 "투입 또는 차단 신호" 또는 인위적 조작에 의하여 "투입 또는 차단 요구 신호"가 있을 경우 차단기가 상기와 같은 "O1 동작" 과 "C1 동작" 그리고 "O2 동작", 다시 투입되는 "C2 동작", 다시 투입된 상태에서 다시 차단되는"O2 동작"이 이루어지게 된다.
In the above operation, when there is an "input or interruption signal" of the breaker caused by a ground fault, etc. inputted from the power system, or an "injection or interruption request signal" by artificial manipulation, the breaker is operated as described above "O1 operation" and "C1 operation". &Quot; O2 operation "," C2 operation " which is re-inserted, " O2 operation "
상기한 O1 동작과 C1 동작 그리고 O2 동작 그리고 다시 투입되는 C2 동작 그리고 다시 오픈되는 O1 또는 O2 동작은 전원공급부(1300)의 로부터 전원 공급이 일시 적으로 중단 된 상태에서도 최소한 차단기의 한번의 동작책무는 충전전류공급부(5000) 에 의하여 동작 될 수 있음은 자명하다 할 것이다. The O1 operation, the C1 operation, the O2 operation, the C2 operation to be re-inserted, and the O1 or O2 operation to be opened again are at least one operation duty of the circuit breaker even when the power supply from the
본 발명에서 구체적 설명을 하지 아니한 본 발명에 활용되는 마이크로 프로세서, 타이머, 릴레이, 마그네트 스위치, 직류를 공급하는 전원 공급부 등은 본 분야에서 공지되고 관용적으로 활용되는 부품이고, PMA와 차단기의 기계적 결합에 의한 기계적 연결 및 기계적 동작 메커니즘은 상기한 종래기술에 제시된 바와 같이 본 분야에서 공지된 구조를 활용하는 것이어서 구체적 설명을 생략하였다. Microprocessors, timers, relays, magnet switches, power supply units for supplying direct current, etc., which are used in the present invention, which are not specifically described in the present invention, are well known and conventionally utilized components in the art, and are used for mechanical coupling of a PMA and a circuit breaker. The mechanical connection and mechanical operation mechanism by means of the structure known in the art as shown in the prior art described above, so a detailed description thereof has been omitted.
또한 제어부(1400)로 활용되는 마이크로프로세서는 본 분야에서 공지된 반도체 직접회로로 구성된 시퀀스 제어에 활용되는 것을 활용하거나 동일하게 시퀀스 제어에 활용되는 타이머와 릴레이 그리고 점점으로 구성되어 제어대상을 순차적으로 제어하는 공지된 것이어서 구체적 설명을 생략 한다.
In addition, the microprocessor utilized as the
상기 와 같이 차단(01 동작)과 투입(C1 동작) 그리고 제재차단(O2 동작)을 하는 차단기를 조작 하는 차단기용 영구자석형 조작기에서 O1 동작과 C1 동작 그리고 O2 동작을 할 수 있도록 하는 충전전류공급부(5000)를 각 동작 전용 전원 공급부로 구성함으로서, Charging current supply unit to enable O1 operation, C1 operation, and O2 operation in the permanent magnet actuator for the circuit breaker that operates the circuit breaker for blocking (01 operation), input (C1 operation) and sanction blocking (O2 operation) as described above. By configuring the 5000 as the power supply for each operation,
특히 충전전류공급부(5000)가 콘덴서인 경우 순차적으로 발생하는 차단 투입 차단동작에서 잔여 충전용량과 관계없이 항시 일정한 공급전류에 의하여 각 동작을 제어 할 수 있는 것임으로, 정밀 동작 속도 제어가 가능한 PMA를 구현 할 수 있다.
In particular, when the charging
또한 부품의 예비기를 확보하는 측면에서도 기존의 영구자석형 조작기는 대용량 콘덴서 1개를 더 구비 하여야 하나, 본 발명에서 의한 영구자석형 조작기는 1/5 정도 용량의 콘덴서 하나 만을 예비 부품으로 확보 하여도 됨으로 영구자석형 조작기의 소형 경량화 및 유지 운용에 있어서 효율적이다.In addition, in terms of securing spare parts of the existing permanent magnet actuators should be provided with one more large-capacity condenser, the permanent magnet actuator according to the present invention even if only one capacitor of about 1/5 of the capacity as a spare part Therefore, it is efficient in small size, light weight and maintenance operation of permanent magnet actuator.
또한 차단기의 책무 동작에서 특히 제1동작 과 제3 동작 시 동일한 용량으로 충전된 전력을 활용함으로서 동작시간을 편차가 발생하지 아니하여 전력 계통 관리 신뢰성 확보 및 고품질의 전력을 공급 할수 있고, In addition, it is possible to secure the power system management and supply high quality power by using the power charged with the same capacity during the first operation and the third operation, especially in the operation of the breaker.
코일에 공급되는 용량을 최적화함으로서 코일의 손상을 방지하고 수명향상에도 기여 할 수 있고 소비 전력절감의 장점이 있다.
By optimizing the capacity supplied to the coil, it can prevent damage to the coil, contribute to the improvement of life, and has the advantage of reducing power consumption.
90 : 차단기
10,1000 : 영구자석 조작기
1100 : 몸체부
1200: PMA 작동 코일 전원 공급차단기
1210 : 투입동작 스위치인
1220 : 다른 투입동작 스위치
1230 : 차단동작 스위치인
1240 : 다른 차단동작 스위치
1250: PMA 작동 코일 전원 공급차단제어기
1300 : 전원공급부
1400 : 제어부
30,3000 : 영구자석
40,4000: 코일
5,000 : 충전전류공급부
5100 : 제2 전원 공급부
5200 : 제1전원 공급부
5300 : 제3 전원 공급부
60,6000 : 가동자
9000 : 제1 및 제3전원 공급부 선택 제어부
9100 : 상시 연결된 접점
9200 : 상시 개방된 점점90: breaker
10,1000: Permanent Magnet Manipulator
1100: body
1200: PMA operating coil power supply breaker
1210: closing operation switch
1220: other closing action switch
1230: cut-off switch
1240: other cut-off switch
1250: PMA operating coil power supply cutoff controller
1300: power supply
1400: control unit
30,3000: Permanent Magnet
40,4000: coil
5,000: Charging Current Supply Unit
5100: second power supply
5200: first power supply
5300: third power supply
60,6000: mover
9000: first and third power supply selection control unit
9100: Normally connected contacts
9200: Getting Always Open
Claims (4)
상기 몸체부의 이동공간 내에 설치되는 영구자석:
상기 몸체부의 이동공간 내에서 이동하는 가동자;
상기 몸체부의 이동공간 내에 설치되며, 전류 통전과 더불어 상기 영구자석과 상호 작용하여 상기 가동자를 이동시키는 코일;
코일에 전력을 공급하는 2개 이상으로 이루어진 충전전류공급부;
코일에 전원을 공급 및 차단하는 PMA작동코일전원공급차단기;
충전전류공급부의 전력을 선택하는 제1및제3전원공급부선택제어부;
PMA작동코일전원공급차단기를 가동시키는 PMA작동코일전원공급차단제어기 또는 제1및제3전원공급부선택제어부 등을 제어하는 제어부; 및,
상기 충전전류공급부 또는 PMA작동코일전원공급차단기 또는 제1및제3전원공급부선택제어부 또는 제어부에 전원을 공급하기 위한 전원공급장치로 구성되며,
상기 충전전류공급부는,
제 2위치에 위치한 가동자를 제1방향으로 이동시켜 제1위치에 위치시키는 제1동작을 위한 코일에 전류를 공급하는 제1전원공급부와,
제1위치에 위치한 가동자를 제1방향과 반대 방향인 제2방향으로 이동시켜 제2위치에 위치하게 하는 제2동작을 위한 코일에 전류를 공급하는 제2전원공급부와,
제 2위치에 위치한 가동자를 제1방향으로 이동시켜 제1위치에 위치시키는 제3동작을 위한 코일에 전류를 공급하는 제3전원공급부인 것을 특징으로 하는 정밀 동작 속도 제어가 가능한 영구자석 작동기.
A body part forming a moving space therein;
Permanent magnet installed in the moving space of the body portion:
A mover moving within the moving space of the body portion;
A coil installed in the moving space of the body part and moving the mover by interacting with the permanent magnet along with current flow;
Charge current supply unit consisting of two or more to supply power to the coil;
PMA operation coil power supply circuit breaker for supplying power to the coil;
First and third power supply selection controllers for selecting power of the charging current supply unit;
A control unit controlling a PMA operation coil power supply cut-off controller or a first and third power supply selection controllers for operating the PMA operation coil power supply breaker; And
And a power supply device for supplying power to the charging current supply unit or the PMA operating coil power supply circuit breaker or the first and third power supply selection controllers or the control unit.
The charging current supply unit,
A first power supply unit for supplying current to the coil for the first operation of moving the mover located in the second position in the first direction and positioning the mover in the first position;
A second power supply unit for supplying current to the coil for the second operation of moving the mover located at the first position in a second direction opposite to the first direction to position the mover at the second position;
And a third power supply unit for supplying current to the coil for the third operation of moving the mover located at the second position in the first direction and positioning the first position at the first position.
상기 제1및제3전원공급부선택제어부는 제1전원공급부 및 제3전원공급부의 전원을 선택적으로 코일에 공급할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 정밀 동작 속도 제어가 가능한 영구자석 작동기.
The method of claim 1,
The first and the third power supply selection control unit is a permanent magnet actuator capable of precise operation speed control, characterized in that to selectively supply the power of the first power supply and the third power supply to the coil.
제1전원공급부와 제2전원공급부와 제3전원공급부는 충방전 가능한 콘덴서이며 동일한 용량인 것을 특징으로 하는 정밀 동작 속도 제어가 가능한 영구자석 작동기.The method of claim 3,
A permanent magnet actuator capable of precise operation speed control, characterized in that the first power supply, the second power supply and the third power supply is a capacitor capable of charging and discharging.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130067107A KR101342525B1 (en) | 2013-06-12 | 2013-06-12 | Permanent magnetic actuator being able to control precision motion velocity |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130067107A KR101342525B1 (en) | 2013-06-12 | 2013-06-12 | Permanent magnetic actuator being able to control precision motion velocity |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101342525B1 true KR101342525B1 (en) | 2013-12-17 |
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ID=49988531
Family Applications (1)
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KR1020130067107A KR101342525B1 (en) | 2013-06-12 | 2013-06-12 | Permanent magnetic actuator being able to control precision motion velocity |
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KR (1) | KR101342525B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101570787B1 (en) * | 2015-02-25 | 2015-11-23 | 주식회사 비츠로테크 | Reduced main circuit breaker for high speed railwaye |
KR102505219B1 (en) * | 2022-07-21 | 2023-03-02 | 피에스텍주식회사 | Permanent Magnetic Actuator for Switchgear |
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JP2000299041A (en) | 1999-04-13 | 2000-10-24 | Toshiba Corp | Vacuum circuit-breaker |
JP2006236773A (en) | 2005-02-24 | 2006-09-07 | Toshiba Corp | Circuit breaker |
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2013
- 2013-06-12 KR KR1020130067107A patent/KR101342525B1/en active IP Right Grant
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