KR101662909B1 - 모터의 정지를 방지하는 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모터 보호반의 순간 저전압 상황 발생시 모터의 정지를 방지하는 장치에 관한 것으로서, 본 발명은 3상 전압에 의해 구동되는 터빈을 가동시키는 모터에 연결되는 모터 제어반 제어 전원에 모선으로 연결되어, 제어 전원의 저전압 현상으로 인한 모터 정지를 방지하는 장치에 있어서, 모선과 그라운드(ground) 사이에 병렬로 연결되고, 제어 전원에 미리 정해진 양의 전원을 공급하는 모터 정지 보호 회로를 포함하되 모터 정지 보호 회로는 콘덴서로 구성될 수 있다.

Description

모터의 정지를 방지하는 장치{APPARATUS FOR PREVENTING OF STOPPING MOTOR}
본 발명은 모터 정지 보호 회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터 보호반 순간 저전압 시 모터의 정지를 방지하는 보호 회로에 관한 것이다.
일반적으로 전자식 모터 보호 계전기(Electric motor protection relay)는 모터의 시동 및 운전 중에 발생하는 과전류, 결상, 불평형, 역상, 지락 등과 같은 이상 및 사고를 검출하여 이상 및 사고의 발생 시 모터를 보호하는 수단으로서, 이상 및 사고가 발생하면 계전기의 접점을 개방하여 모터로 인가되는 전원을 차단함으로써 모터 및 그의 부하를 고장으로 인한 손상으로부터 보호한다.
종래의 모터의 정지를 방지하는 구성은 제어회로 전원을 모선으로부터 분리하는 방식을 사용하였으며, 이는 직류 전원 또는 UPS전원으로 별도로 구성되었다.
또한, 마그네틱 컨택터의 구성에 기계식 래치(latch)를 부착하여 컨택터가 닫힌 후에는 정지 명령에 의하여서만 다시 개방될 수 있도록 구성함으로써 모터의 정지를 방지하도록 하였다.
도 1은 종래의 실시예로서 모터 제어반 제어 전원을 이용하여 모터의 기동/정지를 제어하는 회로를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 모터 제어반 제어전원은 모터(10)로부터 분기한 제어 전원을 이용하여 모터의 기동 및 정지를 제어하도록 하였다.
종래의 실시예에서는 터빈 모터의 정지를 방지하기 위하여 릴레이(20) 및 전자 개폐기(15)를 병렬로 모터 제어반 회로에 연결하여 제어 전원의 강하시 모터가 정지하는 것을 방지하도록 하였다.
그러나 이러한 터빈 모터의 정지를 방지하는 구성은 제어 상실이 순간적인 것이 아닌 지속적인 제어 전원 상실의 상황에서 모터를 정지를 방지할 수 있는 대안이 마련되지 않았으며, 나아가, 터번 정지로 인해 발생하는 연료비 및 운전에 따른 전기 생산비용에 영향을 미쳐 문제점을 야기하였다. 또한, 이로 인해 모터를 신뢰성 있게 구동할 수 없는 문제점이 발생하였다.
또한, 종래의 모터 정지 방지 장치는 주 전원의 이상 여부만을 판단하여 모터의 정지를 방지하기 위하여 가동되었으나, 이러한 판단만으로는 다양한 원인에 기한 모터의 정지를 방지하는 것이 힘들다는 문제점이 발생하였다.
한국 공개특허공보 특2000-0026535(2000년 05월 15일 공개)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 모터 제어반 제어 전원에 콘덴서를 부착하여 임의시간 동안 제어 전원을 충전시킴으로써 모선의 전원이 강하되더라도 임의 시간동안 전원을 유지시켜 줌으로써 모터의 정지를 방지하는 모터의 보호 회로를 제공하는데 있다.
본 발명은 모터 보호반의 순간 저전압 시 모터의 정지를 보호하는 장치를 제공하며, 본 장치는 3상 전압에 의해 구동되는 터빈을 가동시키는 모터에 연결되는 모터 제어반 제어 전원에 모선으로 연결되어, 제어 전원의 저전압 현상으로 인한 모터 정지를 방지하는 장치에 있어서, 모선과 그라운드(ground) 사이에 병렬로 연결되고, 제어 전원에 미리 정해진 양의 전원을 공급하는 모터 정지 보호 회로를 포함하되, 모터 정지 보호 회로는 콘덴서로 구성될 수 있다.
또한, 제어 전원의 전압을 감지하여 미리 결정된 이상의 전압이 출력되면 감지 신호를 출력하는 전압 감지부, 전압 감지부의 감지 신호에 의해 인에이블되어 충전 구동신호를 출력하는 충전 구동부, 충전 구동신호에 의해 제어 전원을 충전하기 위한 충전 신호를 출력하는 콘덴서, 콘덴서에서 출력되는 충전 신호에 따라 릴레이 구동신호를 출력하는 릴레이 구동부 및 릴레이 구동부에서 출력되는 릴레이 구동신호에 의해 온/오프(On/Off)되는 릴레이부를 더 포함할 수 있다.
또한, 제어 전원에 보조적으로 미리 정해진 양의 전원을 공급하는 보조 콘덴서 및 접점의 개방 또는 폐쇄를 통해 상기 모터를 기동/정지시키는 전자 접촉기를 더 포함할 수 있으며, 보조 콘덴서는 전자 접촉기의 폐쇄 상태에서 제어 전원의 전압이 미리 결정된 전압 이하로 강하되는 경우, 전자 접촉기에 미리 결정된 양의 전원을 충전함으로써 상기 접점의 폐쇄를 유지시켜줄 수 있다.
여기서, 콘덴서의 일측면에 구비되고, 모선에 연결되는 제 1단자 및 콘덴서의 타측면에 구비되고, 그라운드에 연결되는 제 2단자를 더 포함하되, 제 1단자는 릴레이와 연결되고, 제 2단자는 릴레이 및 전자접촉기와 연결될 수 있다.
또한, 제어 전원의 전압이 미리 결정된 전압 이하로 감지되면, 제어 전원의 저전압 발생 사실을 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
또한, 전압 감지부가 작동하기 위한 제어 전원의 전압 조건을 입력받는 입력부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 모터 정지 방지 장치는 모터 제어반 제어 전원이 미리 결정된 전압 이하로 하강하는 경우, 모터 정지 보호 회로로부터 미리 결정된 양의 전원을 제공함으로써 모터의 정지를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 주 제어 전원 외에 모터에 미리 설치된 보조 전원의 충전 전원의 상실 여부를 추가적으로 고려하여 모터 정지 보호 회로를 작동시킴으로써 터빈 모터의 정지를 방지할 수 있다. 이로 인하여, 터빈 정지시 발생하는 연료비 및 전기 생산 비용의 낭비를 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 실시예로서 모터 제어반 제어 전원을 이용하여 모터의 기동/정지를 제어하는 회로를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예로서 모터 정지 방지 장치가 구비된 모터 보호반 회로를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예로서 모터 정지 방지 회로의 구성을 기능적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의해 본 회로에서 구비되는 구성들의 예시적인 사양을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 다양한 양상들이 아래에서 설명된다. 여기에서 제시되는 발명들은 폭넓은 다양한 형태들로 구현될 수 있으며 여기에서 제시되는 임의의 특정한 구조, 기능 또는 이들 모두는 단지 예시적이라는 것을 이해하도록 한다. 여기에서 제시되는 발명들에 기반하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 여기에서 제시되는 하나의 양상이 임의의 다른 양상들과 독립적으로 구현될 수 있으며 둘 이상의 이러한 양상들이 다양한 방식들로 결합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 여기에서 설명되는 임의의 수의 양상들을 이용하여 장치가 구현될 수 있거나 또는 방법이 실시될 수 있다. 또한, 여기에서 설명되는 하나 이상의 양상들에 더하여 또는 이들 양상들이 아닌 다른 구조, 기능 또는 구조 및 기능을 이용하여 이러한 장치가 구현될 수 있거나 또는 이러한 방법이 실시될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예로서 모터 정지 방지 장치가 구비된 모터 보호반 회로를 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 모터 정지 방지 장치는 콘덴서가 포함되어 있는 모터 정지 보호 회로를 구비할 수 있다.
즉, 발명은 3상 전압에 의해 구동되는 터빈을 가동시키는 모터에 연결되는 모터 제어반 제어 전원에 모선으로 연결되어, 제어 전원의 저전압 현상으로 인한 모터 정지를 방지하는 장치에 있어서, 모선과 그라운드(ground) 사이에 병렬로 연결되고, 제어 전원에 미리 정해진 양의 전원을 공급하는 모터 정지 보호 회로를 포함하되, 모터 정지 보호 회로는 콘덴서(130)로 구성될 수 있다.
모터제어반이란 빌딩 및 일반 산업용 설비에 광범위하게 적용 가능한 고성능, 고신뢰성, 다기능의 저압 전동기 제어반으로 다기능, 고신뢰성이 요구되는 화력발전소, 원자력발전소, 석유화학공장, 수처리설비, 제철설비 등 일반산업 및 특수 산업설비에도 적용 가능할 수 있다.
제어 전원의 저전압 현상은 낙뢰(lighting surge), 터빈 모터의 이상, 서지의 비이상적 현상 등에 의해 발생할 수 있으며, 모선 전원의 강하로 인하여 나타날 수 있다. 이러한 모선 전원의 강하로 인하여 송전선로 등에 순간적으로 전원이 급격히 강하되며,
콘덴서(130)(condenser)란 그림2와 같이 두 도체를 서로 가까이 한 것으로 전기를 저장해 둘 수 있는 장치로서, 콘덴서(130)에 충전할 수 있는 용량의 크기는 콘덴서(130)의 극판의 면적과 간격 및 유연체에 의하여 결정될 수 있다.
이러한 콘덴서(130)의 전기에너지 충전 성질을 이용하여 본 발명은 제어 전원을 임의적으로 충전시켜줌으로써 모선의 전원이 강하되더라고 미리 결정된 용량에 의한 충전으로서 임의 시간동안 전원을 유지시켜 모터의 정지를 방지할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
또한, 모터를 기동시키는 보조 릴레이(200) 및 접점의 개방 또는 폐쇄를 통해 상기 모터를 기동/정지시키는 전자 접촉기(300)(electromagnetic contactor)를 더 포함할 수 있으며, 콘덴서(130)는 전자 접촉기(300)의 폐쇄 상태에서 제어 전원의 전압이 미리 결정된 전압 이하로 강하되는 경우, 전자 접촉기(300)에 미리 결정된 양의 전원을 충전함으로써 상기 접점의 폐쇄를 유지시켜줄 수 있다.
즉, 제어 전원에 급격한 저전압 현상이 발생하는 경우 주제어 전원 및 충전 전원이 상실될 수 있는데 이로 인하여 보조 릴레이(200) 코일 인가 전압이 상실되어 전자 접촉기(300)가 개방될 수 있다. 전자 접촉기(300)가 오픈되면 모터는 정지할 수 있다.
이러한 경우 본 발명의 일 실시예에 의하면, 전자 접촉기(300)에 연결되어 있는 콘덴서(130)에서 전자 접촉기(300)에 미리 결정된 용량의 전원을 공급하도록 하여 전자 접촉기(300)가 개방되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 모터가 정지하지 않게 되어 모터의 정지로 인해 발생되는 손실들을 예방할 수 있다.
릴레이는 신호 라인의 연결과 단락을 제어하기 위하여 사용되는 전자기적으로 작동하는 전자 스위치로서, 전기회로에서 회로를 두 개로 나누어 한쪽에서 신호를 만들고 그 신호에 따라 다른 쪽 회로의 작동을 제어, 즉 회로를 열거나 닫을 필요가 있다. 이때 사용하는 전자부품이 계전기이며 일종의 전기 스위치이다.
전자 접촉기(300)는 전자석으로 제어되는 개폐기로서 대전류를 개폐하는 경우가 많기 때문에 소호 장치를 갖춘 것이 많으며, 개폐 빈도와 전기적, 기계적인 수명 따라 여러가지 종류가 있다. 전동기 회로의 개폐등에 사용될 수 있다. 제어회로의 원격 조작에 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 모터 정지 보호 회로를 포함하는 모터 정지 보호 장치는 릴레이들로 구성될 수 있다. 즉, 다수의 릴레이를 추가적으로 연결하여 다수의 모터 정지 보호 회로를 연결할 수 있다.
도 2에 도시된 RX, SX는 회로를 구성하는 릴레이를 의미하는 표시이며, 본 발명에 있어서 RX 및 SX는 도 4에 개시된 사양의 릴레이를 포함할 수 있다. 이는 본 발명의 일 실시예에 의해 모터의 사양에 의해 변경될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 보조 릴레이(200) 및 전자 접촉기(300)의 사양을 개시하고 있으며, 이는 터빈을 가동시키는 모터의 사양 및 기타 상황에 의하여 변경되어 실시될 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 일 실시예로서 모터 정지 방지 장치의 구성을 기능적으로 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 모터 정지 방지 장치는 추가적으로 전압 감지부(110), 충전 구동부(120), 콘덴서(130), 릴레이 구동부(140), 릴레이부(150)를 포함할 수 있다.
전압 감지부(110)는 전압을 감지하여 미리 결정된 이상의 전압이 출력되면 감지 신호를 출력할 수 있다. 다시 말하면, 앞서 설명하였던 모터 제어반 제어 전원의 이상적인 저전압이 발생하는 것을 감지할 수 있다. 즉, 제어 전원의 전압이 미리 결정된 전압 이하로 강하하는 것으로서, 이는 주 제어 전원 및/또는 충전 제어 전원에 설정될 수 있다.
충전 구동부(120)는 전압 감지부(110)의 감지 신호에 의해 인에이블되어 충전 구동신호를 출력할 수 있다. 즉, 감지 신호에 의해 콘덴서(130)에 충전된 전원을 모터 정지 보호에 사용될 수 있도록 충전 구동신호를 출력할 수 있다.
릴레이 구동부(140)는 콘덴서(130)로부터 출력되는 충전 신호에 따라 릴레이 구동신호를 출력할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 릴레이 구동부(140)는 저전압 상태의 제어 전원이 감지되는 경우 모터의 구동이 정지되지 않도록 전원을 충전시키기 위하여 콘덴서(130)에 연결된 릴레이부(150)를 구동시킬 수 있다.
릴레이부(150)는 릴레이 구동신호에 의해 온/오프(On/Off)될 수 있으며, 릴레이부(150)는 콘덴서(130)와 모터 제어반 제어 전원을 연결시킬 수 있다. 릴레이부(150)가 연결되는 경우, 콘덴서(130)에 충전되어있는 전원이 제어 전원으로 이동하여 제어 전원을 충전시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면 콘덴서(130)는 일측면에 제 1단자, 타측면에 제 2단자를 포함할 수 있으며, 제 1단자는 보조 릴레이(200)와 연결되고, 제 2단자는 보조 릴레이(200) 및 전자 접촉기(300)와 연결될 수 있다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 콘덴서(130)는 보조릴레이와 병렬로, 전자 접촉기(300)가 구비된 회로와 병렬로 각각 연결될 수 있다.
또한, 제어 전원의 전압이 미리 결정된 전압 이하로 감지되면, 제어 전원의 저전압 발생 사실을 표시하는 표시부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 표시부는 본 발명의 모터 정지 보호 회로와 이격되어 위치할 수 있으며, 표시부는 디스플레이, 스피커, 진동발생부 등 제어 전원의 비이상적인 전압이 감지된 것을 알릴 수 있는 장치들을 포함할 수 있다.
또한, 전압 감지부(110)가 작동하기 위한 제어 전원의 전압 조건을 입력받는 입력부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 입력부는 터빈에 연결되는 모터의 경우 터빈의 사양 및 작업의 성질에 의해 변경될 수 있는 제어 전원의 전압에 대해 설정받을 수 있다. 이러한 사용자 인터페이스로서의 입력부는 제어 전원의 미리 결정된 전압 등의 사양을 입력하기 위한 다양한 장치를 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 기재된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 모터 정지 방지 회로 110 : 전압 감지부
120 : 충전 구동부 130 : 콘덴서
140 : 릴레이 구동부 150 : 릴레이부
200 : 보조 릴레이 300 : 전자 접촉기

Claims (6)

  1. 3상 전압에 의해 구동되는 터빈을 가동시키는 모터에 연결되는 모터 제어반 제어 전원에 모선으로 연결되어, 상기 제어 전원의 저전압 현상으로 인한 모터 정지를 방지하는 장치에 있어서,
    상기 모터에 연결되어 모터를 기동하기 위한 보조 릴레이;
    접점의 개방 또는 폐쇄를 통해 상기 모터를 기동/정지시키는 전자 접촉기; 및
    상기 모선과 그라운드(ground) 사이에 병렬로 연결되고, 상기 제어 전원에 미리 정해진 양의 전원을 공급하는 모터 정지 보호 회로를 포함하되,
    상기 모터 정지 보호 회로는 콘덴서를 포함하고, 상기 전자 접촉기의 폐쇄 상태에서 상기 제어 전원의 전압이 미리 결정된 전압 이하로 강하되는 경우, 상기 전자 접촉기에 미리 결정된 양의 전원을 충전함으로써 상기 접점의 폐쇄를 유지시켜주는, 모터의 정지를 방지하는 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 전원의 전압을 감지하여 미리 결정된 이상의 전압이 출력되면 감지 신호를 출력하는 전압 감지부;
    상기 전압 감지부의 감지 신호에 의해 인에이블되어 충전 구동신호를 출력하여 상기 콘덴서로 전송하는 충전 구동부;
    상기 충전 구동신호에 의해 상기 제어 전원을 충전하기 위한 충전 신호를 출력하는 충전부;
    상기 콘덴서로부터 출력되는 충전 신호에 따라 릴레이 구동신호를 출력하는 릴레이 구동부;및
    상기 릴레이 구동부에서 출력되는 릴레이 구동신호에 의해 온/오프(On/Off)되는 릴레이부;
    를 더 포함하는, 모터의 정지를 방지하는 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 전원의 전압이 미리 결정된 전압 이하로 감지되면, 상기 제어 전원의 저전압 발생 사실을 표시하는 표시부;
    를 더 포함하는, 모터의 정지를 방지하는 장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 전압 감지부가 작동하기 위한 상기 제어 전원의 전압 조건을 입력받는 입력부;
    를 더 포함하는, 모터의 정지를 방지하는 장치.




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