KR101749333B1

KR101749333B1 - 조타 장치의 부하 감응형 구동부 제어 방법

Info

Publication number: KR101749333B1
Application number: KR1020150128395A
Authority: KR
Inventors: 박성하; 강남식; 윤영호
Original assignee: 훌루테크 주식회사
Priority date: 2015-09-10
Filing date: 2015-09-10
Publication date: 2017-07-03
Also published as: WO2017043758A1; KR20170030899A

Abstract

본 발명은 조타 장치의 구동부를 제어하는 방법에 대한 것으로서 특히 전동 모터를 최대 부하를 기준으로 한 모터 용량보다 작은 용량을 가진 모터를 선정하되, 전동 모터에 작용되는 부하가 설정된 범위 이상인 경우 상기 전동 모터를 정격속도로 작동시키고, 상기 전동 모터에 작용되는 부하가 설정된 범위 미만인 경우 상기 전동 모터를 정격속도보다 빠른 속도로 작동시키는 것이다.
이러한 본 발명에 의해 종래 보다 적은 용량의 모터로도 필요한 조타를 수행하여 사용상의 효율을 향상시키는 한편 원가도 절감할 수 있다.

Description

조타 장치의 부하 감응형 구동부 제어 방법{CONTROL METHOD FOR LOAD SENSING DRIVING UNIT OF STEERING APPARATUS}

본 발명은 조타 장치의 구동부를 제어하는 방법에 대한 것으로서 특히 전동 모터를 최대 부하를 기준으로 한 모터 용량보다 작은 용량을 가진 모터를 선정하되, 전동 모터에 작용되는 부하가 설정된 범위 이상인 경우 상기 전동 모터를 정격속도로 작동시키고, 상기 전동 모터에 작용되는 부하가 설정된 범위 미만인 경우 상기 전동 모터를 정격속도보다 빠른 속도로 작동시키는 것이다.

이러한 본 발명에 의해 종래 보다 적은 용량의 모터로도 필요한 조타를 수행하여 사용상의 효율을 향상시키는 한편 원가도 절감할 수 있다.

일반적으로 선박 등에 사용되는 조타 장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 러더(도시되지 않음)와 상기 러더가 장치되는 러더 스톡(RS)을 포함한다.

이때, 상기 러더 스톡(RS)은 틸러(T)에 삽입되어 고정되어 있으며 조타각 변경 시 상기 틸러(T)를 작동시켜 러더 스톡(RS)을 회전시키고 이에 의해 러더의 각도를 변경하여 상기 조타각을 변경하게 된다.

한편, 상기 틸러(T)를 작동시키기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 상기 틸러(T) 일 측에 배치되는 치차부(200)를 구비하며, 상기 치차부(200)는 구동부(100)에 의해 구동된다.

즉, 상기 구동부(100)가 상기 치차부(200)를 동작시키고 상기 치차부(200)에 연동되는 틸러(T)가 이에 의해 회전되어 최종적으로 상기 러더 스톡(RS)을 회전시키게 된다.

이러한 구동부(100)는 널리 알려진 전동 모터(110)를 이용하게 되며 상기 전동 모터(110)에서 발생한 토크는 감속부(120)에 의해 증폭되어 샤프트(130)와 출력 피니언(140)을 거쳐 상기 치차부(200)로 전달된다.

이러한 구성을 가지는 조타 장치는 선급 규정에 의하여 조타각 -35도에서 30도 구간을 28초 이내에 조타 완료해야 한다.

이를 위한 조타 장치 설계 시 러더에 작용되는 최대 하중과 상기 조타각 그리고 조타 시간을 기준으로 모터를 선정한 후 상기 모터를 일정한 속도로 운전하게 된다.

그런데, 상술한 종래 기술의 경우 다음과 같은 문제점이 있었다.

즉, 일반적으로 러더에 작용되는 토크는 러더의 각도에 따라 커지기도 하고 작아지기도 한다. 다시 말해서, 상기 러더를 구동하기 위한 토크가 일정하지 않아 각도에 따라 작아지기도 하고 마이너스 토크가 작용되는 경우도 있다.

그런데, 종래 기술의 경우 러더에 작용되는 최대 하중을 기준으로 모터를 선정하므로 선정된 모터 용량이 과도하여 사용상의 효율이 저하되고 모터 비용 또한 증가되는 문제점이 있었다.

한편, 상술한 조타 장치 자체는 널리 알려진 기술로서 아래의 선행기술문헌에 자세히 기재되어 있으므로 중복되는 설명과 도시는 생략한다.

일본 공개 특허 제2002-211490호 일본 공개 특허 제2001-018893호 일본 공개 특허 제2001-055196호 일본 공개 특허 제1996-034396호 일본 공개 특허 제1996-207894호 한국 등록 특허 제10-1433835호 한국 등록 특허 제10-1431931호 한국 등록 특허 제10-1422499호 한국 등록 특허 제10-1313162호 한국 등록 특허 제10-0700057호 한국 등록 특허 제10-0429067호

따라서 본 발명에 의하면 상술한 문제점을 해결하는 것으로서 전동 모터를 최대 부하를 기준으로 한 모터 용량보다 작은 용량을 가진 모터를 선정하되, 전동 모터에 작용되는 부하가 설정된 범위 이상인 경우 상기 전동 모터를 정격속도로 작동시키고, 상기 전동 모터에 작용되는 부하가 설정된 범위 미만인 경우 상기 전동 모터를 정격속도보다 빠른 속도로 작동시키게 된다.

이러한 구성에 의해 종래 보다 적은 용량의 모터로도 필요한 조타를 수행하여 사용상의 효율을 향상시키는 한편 원가도 절감할 수 있는 조타 장치의 부하 감응형 구동부 제어 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전동 모터(110)를 구비하는 구동부(100)와, 상기 구동부(100)에 의해 구동되는 치차부(200)와 상기 치차부(200)에 의해 구동되는 것으로서 러더 스톡(RS)이 설치되는 틸러(T)를 포함하는 조타 장치에서 상기 구동부(100)를 제어하는 방법으로서, 상기 전동 모터(110)는 러더에 작용되는 최대 부하를 기준으로 한 모터 용량보다 작은 모터 용량을 가진 모터로 선정하되, 상기 전동 모터(110)에 작용되는 부하가 설정된 범위 이상인 경우 상기 전동 모터(110)를 정격속도로 작동시키고, 상기 전동 모터(110)에 작용되는 부하가 설정된 범위 미만인 경우 상기 전동 모터(110)를 정격속도보다 빠른 속도로 작동시키는 조타 장치의 부하 감응형 구동부 제어 방법에 일 특징이 있다.

이때, 상기 전동 모터(110)에 작용되는 부하는 상기 전동 모터(110)에 인가되는 전류를 측정하여 산출하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명은 전동 모터(110)를 구비하는 한 쌍의 구동부(100)와, 상기 구동부(100)에 의해 구동되는 치차부(200)와 상기 치차부(200)에 의해 구동되는 것으로서 러더 스톡(RS)이 설치되는 틸러(T)를 포함하는 조타 장치에서 상기 한 쌍의 구동부(100)를 제어하되 특정 시간 간격을 두고 반복하는 방법(S100)으로서, 한 쌍의 구동부(100)를 가동하되, 상기 구동부(100)의 전동 모터(110)를 정격 속도로 구동하는 제1단계(S110), 상기 제1단계(S110)에 의해 목표 조타각에 도달하였는지 여부를 확인하는 제2단계(S120), 상기 제2단계(S120)에 의해 목표 조타각에 도달한 경우 제어를 종료하는 제3단계(S130), 상기 제2단계(S120)에 의해 목표 조타각에 도달하지 않은 경우 상기 한 쌍의 구동부(100)의 각 전동 모터(110)에 대한 모터 전류값(i1,i2)을 각각 확인하여 어느 전동 모터에 부하가 많이 작용하는지 확인하는 제4단계(S140), 상기 제4단계(S140)에 의해 확인된 모터 전류값 중 큰 값의 모터 전류값(imax)과 제1임계값(ithr1)을 비교하는 제5단계(S150), 상기 제5단계(S150)에 의해 상기 확인된 모터 전류값(imax)이 상기 제1임계값(ithr1)보다 작은 경우 상기 부하가 많이 작용되는 구동부(100)의 모터 속도를 증속하되 제1특정 속도를 상한 한계로 하는 제6단계(S160), 상기 제5단계(S150)에 의해 상기 확인된 모터 전류값(imax)이 상기 제1임계값(ithr1)보다 크거나 동일한 경우 제2특정 속도를 하한 한계로 하여 모터 속도를 감속하는 제7단계(S170), 상기 제6단계(S160) 또는 제7단계(S170) 수행 후, 상기 확인된 모터 전류값(imax)과 제2임계값(ithr1)을 비교하되, 상기 모터 전류값(imax)이 제2임계값(ithr2)보다 큰 경우 과부하 알람을 발령하고, 상기 모터 전류값(imax)이 제2임계값(ithr2)보다 작거나 동일한 경우 상기 제2단계(S120)를 다시 수행하는 제8단계(S180)를 포함하는 조타 장치의 부하 감응형 구동부 제어 방법에 또 다른 특징이 있다.

또한 본 발명은 전동 모터(110)를 구비하는 1개의 구동부(100)와, 상기 구동부(100)에 의해 구동되는 치차부(200)와 상기 치차부(200)에 의해 구동되는 것으로서 러더 스톡(RS)이 설치되는 틸러(T)를 포함하는 조타 장치에서 상기 1개의 구동부(100)를 제어하되 특정 시간 간격을 두고 반복하는 방법(S200)으로서, 한 개의 구동부(100)를 가동하되, 상기 구동부(100)의 전동 모터(110)를 정격 속도로 구동하는 제1단계(S210), 상기 제1단계(S210)에 의해 목표 조타각에 도달하였는지 여부를 확인하는 제2단계(S220), 상기 제2단계(S220)에 의해 목표 조타각에 도달한 경우 제어를 종료하는 제3단계(S230), 상기 제2단계(S220)에 의해 목표 조타각에 도달하지 않은 경우 상기 전동 모터(110)의 모터 전류값(i)과 제1임계값(ithr1)을 비교하는 제5단계(S250), 상기 제5단계(S250)에 의해 상기 확인된 모터 전류값(i)이 상기 제1임계값(ithr1)보다 작은 경우 상기 전동 모터(110)의 모터 속도를 증속하되 제1특정 속도를 상한 한계로 하는 제6단계(S260), 상기 제5단계(S250)에 의해 상기 확인된 모터 전류값(i)이 상기 제1임계값(ithr1)보다 크거나 동일한 경우 제2특정 속도를 하한 한계로 하여 모터 속도를 감속하는 제7단계(S270), 상기 제6단계(S260) 또는 제7단계(S270) 수행 후, 상기 확인된 모터 전류값(i)과 제2임계값(ithr1)을 비교하되, 상기 모터 전류값(i)이 제2임계값(ithr2)보다 큰 경우 과부하 알람을 발령하고, 상기 모터 전류값(i)이 제2임계값(ithr2)보다 작거나 동일한 경우 상기 제2단계(S220)를 다시 수행하는 제8단계(S280)를 포함하는 조타 장치의 부하 감응형 구동부 제어 방법에 또 다른 특징이 있다.

이때, 상기 제1임계값(ithr1)은 모터 정격 전류(ir)의 1.8배인 것도 가능하고, 상기 제2임계값(ithr2)은 모터 정격 전류(ir)의 2배인 것도 가능하다.

또한, 상기 제6단계(S160,260)에서 모터 속도는 현재 모터 속도의 5%를 증속하고, 상기 제7단계(S170,270)에서 모터 속도는 현재 모터 속도의 5%를 감속하는 것도 가능하다.

또한, 상기 제1특정 속도는 정격 속도의 2배로 하고, 상기 제2특정 속도는 정격 속도로 하는 것도 가능하다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

이상 설명한 본 발명에 의해 종래보다 작은 용량의 모터를 이용할 수 있어 사용상의 효율을 향상시키고 원가 또한 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 조타 장치를 설명하는 개념도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 방법을 나타내는 순서도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어 방법을 나타내는 순서도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

첨부된 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 방법을 나타내는 순서도, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어 방법을 나타내는 순서도이다.

실시예

본 발명의 구동부 제어 방법이 적용되는 조타 장치(10)는 이미 설명된 바와 같이 전동 모터(110)를 구비하는 구동부(100)와, 상기 구동부(100)에 의해 구동되는 치차부(200)와 상기 치차부(200)에 의해 구동되는 것으로서 러더 스톡(RS)이 설치되는 틸러(T)를 포함할 수 있다(도 1참조)

이러한 조타 장치(10)는 본 발명의 방법이 적용되기 위한 일 예에 불과하며 후술되는 바와 같은 본 발명의 방법이 적용될 수 있는 한 상기 조타 장치의 범위는 제한이 없음을 우선 밝혀둔다.

본 발명의 구동부 제어 방법은 러더에 작용되는 최대 부하를 기준으로 한 모터 용량보다 작은 모터 용량을 가진 모터를 선정하되 부하에 따라 속도를 제어하는 이른바 부하 감응형 구동부 제어 방법이다.

선급 규정에 의하여 조타각이 -35도 내지 30도 구간을 가지고 28초 이내에 조타를 완료해야 하는 경우 종래와 같이 최대 하중을 기준으로 전동 모터를 선정하는 것이 아니고 그것보다 작은 용량을 가지는 전동 모터를 선정하는 것이다.

다만, 본 발명의 경우 상기 전동 모터(110)에 작용되는 부하가 설정된 범위 이상인 경우 상기 전동 모터(110)를 정격속도로 작동시키고, 상기 전동 모터(110)에 작용되는 부하가 설정된 범위 미만인 경우 상기 전동 모터(110)를 정격속도보다 빠른 속도로 작동시키게 된다.

이러한 본 발명의 방법에 의해 보다 작은 용량의 전동 모터로도 특정 조타각과 조타 완료 시간을 준수할 수 있게 되는 것이다.

이는 조타기가 조타를 짧게 수행하고 멈추는 특성을 이용하는 것으로서, 부하가 설정된 범위 미만으로서 작은 부하가 작용하는 단시간 동안은 전동 모터의 정격속도 보다 빠른 속도로 모터를 구동하고, 부하가 설정된 범위 이상으로서 큰 부하가 작용되는 동안에는 전동 모터의 정격 속도로 구동하여 상술된 바와 같이 작은 용량의 전동 모터로도 정해진 조타각과 조타 완료 시간을 준수할 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 선급 규정에 의하여 조타각이 -35도에서 30도까지이고 정격 속도가 1800rpm인 경우를 대상으로 설명한다.

만일 러더에 작용되는 부하 즉 러더 토크가 역 부하로부터 정격 토크의 1/2이 될 때까지는 정격 속도의 2배인 3600rpm으로 전동 모터를 구동한다.

만일 상기 러더 토크가 정격 토크의 1/2을 초과하는 지점부터 모터 회전 속도를 낮추어 러더 토크가 정격 토크에 이른 경우 상기 모터의 회전 속도는 정격 속도로 하는 것이다.

다시 말해서 종래에는 전동 모터를 일정한 속도로 구동하여 효율이 떨어지고 상대적으로 큰 용량의 모터를 사용하므로 원가 또한 상승하는 문제점이 있었으나, 본 발명에 의하여, 종래보다 작은 용량의 전동 모터를 사용하되 부하에 따라 속도를 조절하여 요구되는 조타각과 조타 완료 시간을 준수하면서도 상술한 문제점을 해결할 수 있게 된다.

한편, 상술된 바와 같이 전동 모터(110)에 작용되는 부하에 따라 전동 모터(110)의 속도를 조절하게 되는데, 상기 부하는 상기 전동 모터(110)에 인가되는 전류를 측정하여 산출할 수 있다.

이하 도 2와 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하며 상기 도 2와 도 3에서는 도시되어 있지 않으나 특정 시간 간격을 두고 상기 도 2 및 도 3에 나타난 방법으로 반복 수행하는 것임을 밝혀 둔다.

도 2에 나타난 구동 방법(S100)은 상술한 조타 장치와 유사하나 구동부(100)가 2개인 경우를 대상으로 하며 본 방법(S100)은 특정 시간 간격을 두고 반복하는 것이다.

우선, 특정 조타각의 지령을 내려 한 쌍의 구동부(100) 즉, 구동부(100) 2대를 가동하되, 상기 구동부(100)의 전동 모터(110)를 정격 속도로 구동하는 제1단계(S110)를 수행한다.

이때, 상기 전동 모터(110)를 정격 속도로 구동하는 것은 최초 구동부(100) 구동 시 부하가 어느 크기인지 알 수 없으므로 안정적인 조타를 위해 정격 속도로 구동하는 것이다.

이후, 상기 제1단계(S110)에 의해 목표 조타각에 도달하였는지 여부를 확인하는 제2단계(S120)를 수행한다.

이때, 러더가 상기 목표 조타각에 도달하였는지 여부는 상기 러더의 현재 각도를 체크하는 센서 등을 이용할 수 있으며 이는 널리 알려진 기술이므로 자세한 설명과 도시는 생략한다.

한편, 상기 제2단계(S120)에 의해 러더가 목표 조타각에 도달한 경우 더 이상 구동부(100)를 구동 및 제어할 필요가 없으므로 상기 구동부(100)의 제어를 종료하는 제3단계(S130)를 수행한다.

만일 상기 제2단계(S120)에 의해 목표 조타각에 도달하지 않은 경우 상기 한 쌍의 구동부(100)의 각 전동 모터(110)에 대한 모터 전류값(i1,i2)을 각각 확인하여 어느 전동 모터에 부하가 많이 작용하는지 확인하는 제4단계(S140)를 수행한다.

이는 2대의 구동부(100)가 가동 중이라도 전류값이 상호 동일하지 않고 차이가 발생할 수 있다. 이때, 부하가 크게 작용하여 전류값이 크게 나오는 전동 모터를 확인하여 이를 기준으로 한다. 즉, 후술되는 바와 같이 상기 전류값을 이용하여 제1임계값(ithr1) 또는 제2임계값(ithr2)과 비교하게 되는데, 이때 상기 전류값이 크게 나오는 전동 모터를 비교 기준으로 설정하는 것이 안전하기 때문이다.

이후, 상기 제4단계(S140)에 의해 확인된 모터 전류값 중 큰 값의 모터 전류값(imax)과 제1임계값(ithr1)을 비교하는 제5단계(S150)를 수행한다.

이때, 상기 제5단계(S150)에 의해 상기 확인된 모터 전류값(imax)이 상기 제1임계값(ithr1)보다 작은 경우 상기 부하가 많이 작용되는 구동부(100)의 모터 속도를 증속하되 제1특정 속도를 상한 한계로 하는 제6단계(S160)를 수행한다.

상기 모터 전류값(imax)이 제1임계값(ithr1)보다 작다는 것은 추가로 모터 속도를 증속시킬 여유가 있다는 것을 의미한다. 예를 들어 제1임계값(ithr1)이 모터의 정격 전류의 1.8배이고, 상기 모터 전류값(imax)이 이보다 작은 경우 상기 러더에 부하가 작게 작용하는 것으로 판단할 수 있으므로 상술한 바와 같이 모터 속도를 증속시키는 제6단계(S160)를 수행하는 것이다.

다만 상기 제6단계(S160)에 의해 속도를 증속하되 그 한계가 필요하므로 상술한 바와 같이 제1특정 속도 예를 들어 상기 전동 모터(110)의 정격속도의 2배를 상한 한계로 하는 것도 가능하다.

그러나 만일 상기 제5단계(S150)에 의해 상기 확인된 모터 전류값(imax)이 상기 제1임계값(ithr1)보다 크거나 동일한 경우 제2특정 속도를 하한 한계로 하여 모터 속도를 감속하는 제7단계(S170)를 수행하게 된다.

즉, 상기 제5단계(S150)에 의해 모터 전류값(imax)이 제1임계값(ithr1)-상술한 바와 같이 정격 전류의 1.8배-보다 크거나 동일한 경우 전동 모터(110)에 부하가 많이 작용하는 것으로 볼 수 있으므로 상술된 바와 같이 상기 모터 속도를 감속하게 되는 것이다. 다만 일정 시간 내에 조타를 완료해야 하므로 상기 모터 속도의 감속은 제2특정 속도를 하한 한계치로 하는 것도 가능하다.

이때, 상기 제2특정 속도는 정격 속도로 하는 것도 가능하다.

한편, 상기 제7단계(S170) 또는 제6단계(S160) 수행 후, 상기 확인된 모터 전류값(imax)과 제2임계값(ithr1)을 비교하는 제8단계(S180)를 수행하는 것도 가능하다.

이는 상기 제6단계(S160)에 의해 모터 속도가 증속된 경우 모터의 전류값이 변동되며, 이러한 변동된 전류값이 특정 한계값을 벗어나면 안되므로 상술한 제8단계(S180)에서 제2임계값(ithr2)에 의해 상기 변동된 전류값을 제한하기 위한 것이다.

또한, 상기 제7단계(S170)를 수행한 후 상기 제8단계(S180)를 수행하는데 이는 상기 제5단계(S150)에서 모터 전류값(imax)가 제1임계값(ithr1)보다 크거나 동일한 경우 제7단계(S170)를 수행하므로 상기 모터 전류값(imax)이 과도할 우려가 있다.

따라서, 상기 제7단계(S170) 수행 후, 제8단계(S180)에서 상기 확인된 모터 전류값(imax)과 제2임계값(ithr1)을 비교하게 된다.

이때, 상기 모터 전류값(imax)이 제2임계값(ithr2)보다 큰 경우 부하가 많이 걸리는 상태이므로 과부하 알람을 발령하여 작업자가 조치하도록 하는 것이 바람직하다. 필요한 경우 상기 과부하 알람을 발령한 후 제어를 중단하는 것도 가능하다.

만일, 상기 모터 전류값(imax)이 제2임계값(ithr2)보다 작거나 동일한 경우 상기 제2단계(S120)를 다시 수행하게 된다. 이는 상기 모터 전류값(imax)이 제2임계값(ithr2)보다 작은 관계로 작용되는 부하가 상대적으로 적다고 볼 수 있기 때문이다.

한편, 상기 제1임계값(ithr1)은 상황에 따라 적절히 조절할 수 있으며 상기 제1임계값(ithr1)은 모터 정격 전류(ir)의 1.8배로 하는 것도 가능하다.

또한, 상기 제2임계값(ithr2) 역시 제1임계값(ithr1)과 유사하게 상황에 맞게 조절할 수 있으며 본 실시예의 경우 모터 정격 전류(ir)의 2배로 하는 것도 가능하다.

또한, 상기 제6단계(S160)에서 모터 속도는 기존 속도 대비 5%의 변화율만큼 증속하고 제7단계(S170)에서 모터 속도를 기존 속도 대비 5%의 변화율만큼 감속할 수 있으며, 이 때, 상기 모터 속도는 모터의 전류값 변화가 크면 상기 속도 변화율을 낮게 하고 반대로 모터의 전류값 변화가 작으면 상기 속도 변화율을 높일 수 있다.

한편, 상술된 바와 같이 모터 속도는 모터의 전류값 변화에 따라 증속 또는 감속하게 되는데, 이 때, 상기 모터 속도의 하한 한계는 정격속도로 하고 상한 한계는 정격 속도의 2배로 하는 것도 가능하다.

이상 설명된 바와 같이, 본 발명의 경우 상술된 바와 같이 부하에 따라 구동부(100)의 전동 모터(110) 속도를 변경시키는 것으로서 상기 전동 모터(110)에 작용되는 부하가 설정된 범위 이상인 경우 상기 전동 모터(110)를 정격속도로 작동시키고, 상기 전동 모터(110)에 작용되는 부하가 설정된 범위 미만인 경우 상기 전동 모터(110)를 정격속도보다 빠른 속도로 작동시키는 것이다.

본 실시예의 경우 상술된 바와 같이 부하와 관련된 모터 전류가 특정 범위, 즉, 제1임계값과 제2임계값에 대한 크기에 따른 범위에 따라 속도를 증속시키거나 혹은 감속하게 되는 것이며, 이러한 본 발명에 의해 상술된 바와 같이 종래보다 작은 용량의 모터를 이용할 수 있어 사용상의 효율을 향상시키고 원가 또한 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이하 도 3을 참조하여 1개의 구동부(100)를 가지는 경우에 대해 설명하며, 상기 1개의 구동부(100)를 가지는 점 외에 상기 구동부(100)에 의해 구동되는 치차부(200)와 상기 치차부(200)에 의해 구동되는 것으로서 러더 스톡(RS)이 설치되는 틸러(T)를 포함하는 조타 장치에서 상기 1개의 구동부(100)를 제어하되 특정 시간 간격을 두고 반복하는 점은 이미 설명한 바와 같다.

우선, 본 방법(S200)의 경우 한 개의 구동부(100)를 가동하되, 상기 구동부(100)의 전동 모터(110)를 정격 속도로 구동하는 제1단계(S210)를 수행한다. 이후, 상기 제1단계(S210)에 의해 목표 조타각에 도달하였는지 여부를 확인하는 제2단계(S220)와, 상기 제2단계(S220)에 의해 목표 조타각에 도달한 경우 제어를 종료하는 제3단계(S230)를 수행하는 점은 도 2에 도시된 경우와 동일하다.

다만, 본 방법(S200)의 경우 상기 제2단계(S220)에 의해 목표 조타각에 도달하지 않은 경우 상기 전동 모터(110)의 모터 전류값(i)과 제1임계값(ithr1)을 비교하는 제5단계(S250)를 수행하는 점이 상이하다.

이는 도 2에 도시된 경우는 2대의 구동부(100)를 구비하므로 어느 구동부(100)를 기준할지 판단하는 단계가 필요함에 비해 도 3에 도시된 경우는 1개의 구동부(100)를 가지므로 상술한 단계는 필요 없기 때문이다.

한편, 상기 제5단계(S250)에 의해 상기 모터 전류값(i)이 상기 제1임계값(ithr1) 보다 작은 경우 부하가 작게 작용되는 것으로 볼 수 있어, 상기 구동부(100)의 모터 속도를 제1특정 속도를 상한 한계로 하여 증속하는 제6단계(S260)를 수행한다.

다만 도 2의 경우와 동일하게 상기 제6단계(S260)에 의해 속도를 증속하되 그 한계가 필요하므로 상술한 바와 같이 제1특정 속도 예를 들어 상기 전동 모터(110)의 정격속도의 2배를 상한 한계로 하는 것도 가능하다.

만일 상기 제5단계(S250)에 의해 상기 확인된 모터 전류값(i)이 상기 제1임계값(ithr1)보다 크거나 동일한 경우에는 제2특정 속도를 하한 한계로 하여 모터 속도를 감속하는 제7단계(S270)를 수행한다.

이때, 도 2의 경우와 동일하게 상기 제2특정 속도는 정격 속도로 설정하여 상기 정격 속도가 하한 한계로 할 수 있다.

한편, 상기 제6단계(S260) 또는 제7단계(S270) 수행 후, 상기 확인된 모터 전류값(i)과 제2임계값(ithr1)을 비교하는 제8단계(S280)를 수행하게 된다.

이러한 제8단계(S280)는 도 2에 도시된 경우와 동일하게 상기 모터 전류값(i)이 제2임계값(ithr2)보다 큰 경우 과부하 알람을 발령하고, 상기 모터 전류값(i)이 제2임계값(ithr2)보다 작거나 동일한 경우 상기 제2단계(S220)를 다시 수행하게 된다.

또한, 도 3에 도시된 경우도 상기 제1임계값(ithr1)은 모터 정격 전류(ir)의 1.8배로 할 수 있고, 상기 제2임계값(ithr2)은 모터 정격 전류(ir)의 2배로 할 수 있다.

또한, 상술된 바와 같이 상기 제6단계(S260)에서 모터 속도는 기존 속도 대비 5%의 변화율만큼 증속하고 제7단계(S270)에서 모터 속도를 기존 속도 대비 5%의 변화율만큼 감속할 수 있으며, 이 때, 상기 모터 속도는 모터의 전류값 변화가 크면 상기 속도 변화율을 낮게 하고 반대로 모터의 전류값 변화가 작으면 상기 속도 변화율을 높일 수 있다.

또한, 상술된 바와 같이 모터 속도는 모터의 전류값 변화에 따라 증속 또는 감속하게 되는데, 이 때, 상기 모터 속도의 하한 한계는 정격속도로 하고 상한 한계는 정격 속도의 2배로 하는 것도 가능하다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.

100 : 구동부 110 : 전동 모터
120 : 감속부 130 : 출력 샤프트
200 : 치차부

Claims

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전동 모터(110)를 구비하는 한 쌍의 구동부(100)와, 상기 구동부(100)에 의해 구동되는 치차부(200)와 상기 치차부(200)에 의해 구동되는 것으로서 러더 스톡(RS)이 설치되는 틸러(T)를 포함하는 조타 장치에서 상기 한 쌍의 구동부(100)를 제어하되 특정 시간 간격을 두고 반복하는 방법(S100)으로서,
한 쌍의 구동부(100)를 가동하되, 상기 구동부(100)의 전동 모터(110)를 정격 속도로 구동하는 제1단계(S110),
상기 제1단계(S110)에 의해 목표 조타각에 도달하였는지 여부를 확인하는 제2단계(S120),
상기 제2단계(S120)에 의해 목표 조타각에 도달한 경우 제어를 종료하는 제3단계(S130),
상기 제2단계(S120)에 의해 목표 조타각에 도달하지 않은 경우 상기 한 쌍의 구동부(100)의 각 전동 모터(110)에 대한 모터 전류값(i1,i2)을 각각 확인하여 어느 전동 모터에 부하가 많이 작용하는지 확인하는 제4단계(S140),
상기 제4단계(S140)에 의해 확인된 모터 전류값 중 큰 값의 모터 전류값(imax)과 제1임계값(ithr1)을 비교하는 제5단계(S150),
상기 제5단계(S150)에 의해 상기 확인된 모터 전류값(imax)이 상기 제1임계값(ithr1)보다 작은 경우 상기 부하가 많이 작용되는 구동부(100)의 모터 속도를 증속하되 제1특정 속도를 상한 한계로 하는 제6단계(S160),
상기 제5단계(S150)에 의해 상기 확인된 모터 전류값(imax)이 상기 제1임계값(ithr1)보다 크거나 동일한 경우 제2특정 속도를 하한 한계로 하여 모터 속도를 감속하는 제7단계(S170),
상기 제6단계(S160) 또는 제7단계(S170) 수행 후, 상기 확인된 모터 전류값(imax)과 제2임계값(ithr1)을 비교하되, 상기 모터 전류값(imax)이 제2임계값(ithr2)보다 큰 경우 과부하 알람을 발령하고, 상기 모터 전류값(imax)이 제2임계값(ithr2)보다 작거나 동일한 경우 상기 제2단계(S120)를 다시 수행하는 제8단계(S180)를 포함하는 조타 장치의 부하 감응형 구동부 제어 방법.
전동 모터(110)를 구비하는 1개의 구동부(100)와, 상기 구동부(100)에 의해 구동되는 치차부(200)와 상기 치차부(200)에 의해 구동되는 것으로서 러더 스톡(RS)이 설치되는 틸러(T)를 포함하는 조타 장치에서 상기 1개의 구동부(100)를 제어하되 특정 시간 간격을 두고 반복하는 방법(S200)으로서,
한 개의 구동부(100)를 가동하되, 상기 구동부(100)의 전동 모터(110)를 정격 속도로 구동하는 제1단계(S210),
상기 제1단계(S210)에 의해 목표 조타각에 도달하였는지 여부를 확인하는 제2단계(S220),
상기 제2단계(S220)에 의해 목표 조타각에 도달한 경우 제어를 종료하는 제3단계(S230),
상기 제2단계(S220)에 의해 목표 조타각에 도달하지 않은 경우 상기 전동 모터(110)의 모터 전류값(i)과 제1임계값(ithr1)을 비교하는 제5단계(S250),
상기 제5단계(S250)에 의해 상기 확인된 모터 전류값(i)이 상기 제1임계값(ithr1)보다 작은 경우 상기 전동 모터(110)의 모터 속도를 증속하되 제1특정 속도를 상한 한계로 하는 제6단계(S260),
상기 제5단계(S250)에 의해 상기 확인된 모터 전류값(i)이 상기 제1임계값(ithr1)보다 크거나 동일한 경우 제2특정 속도를 하한 한계로 하여 모터 속도를 감속하는 제7단계(S270),
상기 제6단계(S260) 또는 제7단계(S270) 수행 후, 상기 확인된 모터 전류값(i)과 제2임계값(ithr1)을 비교하되, 상기 모터 전류값(i)이 제2임계값(ithr2)보다 큰 경우 과부하 알람을 발령하고, 상기 모터 전류값(i)이 제2임계값(ithr2)보다 작거나 동일한 경우 상기 제2단계(S220)를 다시 수행하는 제8단계(S280)를 포함하는 조타 장치의 부하 감응형 구동부 제어 방법.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 제1임계값(ithr1)은 모터 정격 전류(ir)의 1.8배인 조타 장치의 부하 감응형 구동부 제어 방법.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 제2임계값(ithr2)은 모터 정격 전류(ir)의 2배인 조타 장치의 부하 감응형 구동부 제어 방법.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 제6단계(S160, S260)에서 모터 속도는 현재 모터 속도의 5%를 증속하고,
상기 제7단계(S170, S270)에서 모터 속도는 현재 모터 속도의 5%를 감속하는 조타 장치의 부하 감응형 구동부 제어 방법.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 제1특정 속도는 정격 속도의 2배로 하고,
상기 제2특정 속도는 정격 속도로 하는 조타 장치의 부하 감응형 구동부 제어 방법.