KR101769063B1 - 절연저항 측정기능을 갖는 3상유도전동기의 소프트스타터 및 그 제어방법 - Google Patents

절연저항 측정기능을 갖는 3상유도전동기의 소프트스타터 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 미리 설정된 스케줄러에 의해서 3상유도전동기가 운전되지 않을 때, 절연저항 측정을 위해 인가전압을 낮은 전압에서 500V까지 서서히 증가 시켜면서 누설전류를 측정하고, 절연저항값을 계산하여 설정치 이상이면 정상상태로 판단하고, 추후, 전동기 기동신호가 입력되면 전동기를 유연기동 시키며, 특히, 누설전류를 발생시키기 위한 인가전압을 낮은 값에서 500V까지 서서히 증가시킴으로서 전동기 권선 및 절연저항 측정용 전원장치를 보호하는 기능을 갖는 절연저항 측정기능을 보유한 3상유도전동기의 소프트스타터 및 그 제어방법에 관한 것으로, 3상유도전동기를 소프트스타터를 이용해 기동하기 전에, 미리 설정된 스케줄러의 일정에 따라, 자동으로 절연저항 측정작업을 실행함으로써 3상유도전동기의 절연파괴에 기인한 지락사고를 미연에 방지할 수 있는 절연저항 측정기능을 갖는 3상유도전동기의 소프트스타터 및 그 제어방법을 제공한다.

Description

절연저항 측정기능을 갖는 3상유도전동기의 소프트스타터 및 그 제어방법{Soft starter of 3-phase induction motor having function for measuring insulation resistance and control method thereof}
본 발명은 전동기의 절연저항 측정 및 이를 이용한 전동기 보호방법에 관한 것으로서, 특히 3상유도전동기 권선과 전원입력선의 절연저항을 측정하여 전동기의 권선과 전원입력선을 지락사고로부터 보호할 수 있는 절연저항 측정기능을 갖는 3상유도전동기의 소프트스타터 및 그 제어방법에 관한 것이다.
유도전동기는 구조가 간단하고 견고하며 가격이 저렴하여 일반 동력원으로 가장 많이 사용되고 있다. 유도전동기의 회전원리는 아라고의 원판실험(Arago's disk)을 통해 알 수 있는데, 이것은 구리 또는 알루미늄으로 만든 원판을 축을 중심으로 회전할 수 있도록 한 다음, 이 원판의 둘레를 따라 자석을 회전시키면 원판은 자석보다 늦게 같은 방향으로 회전한다.
3상 유도전동기는 자석을 움직이는 대신, 고정자에 전기각 120도의 간격을 두고 3상의 코일을 설치하여 3상 교류전압을 인가하고 회전자계를 발생시켜서 회전자가 회전력을 얻어내는 구조로 되어 있다.
이러한 3상 유도전동기는 큰 기동전류를 유발하게 되고, 이러한 큰 기동전류를 감소시키기 위해, 스타-델타(Y-△) 기동, 리액터(Reactor) 기동, 기동 보상기(Starting compensator) 기동 등 유접점 스위치를 이용한 기동법, 소프트 스타터(Soft starter), 인버터(Inverter) 등 무접점 반도체 스위치 소자를 이용한 방법이 이용된다.
한편, 유도전동기는 고정자의 권선이 고속회전에 의한 진동이나 고열로 열화현상을 일으키게 되어 이로 인해 절연상태가 점점 나빠지게 되며, 이러한 상태가 장시간 지속되면 권선의 절연이 파괴되어 큰 누설전류가 흐르게 된다. 즉, 절연이 파괴된 상태에서 전동기를 기동하면 전동기의 코일이 소손되거나 안전사고가 발생할 수 있다.
이를 방지하기 위해 정기적으로 전동기 권선의 절연저항 값을 측정하여 기록하고 그 변화추이를 통해서 전동기의 수리 또는 교체 계획을 세우게 된다.
전동기 권선의 절연저항 값을 측정하는 방법으로는, 측정하고자 하는 전동기가 정지해 있을 때, 전동기의 전원입력단자를 분리하고 전동기의 고정자 권선에 연결된 전선과 케이스 사이를 절연저항계를 이용하여 측정하는 방법이 있다. 이 방법은 근무자가 공구를 이용하여 직접 전동기와 전원라인을 분리하여 측정하여야 하고, 이에 따라 작업간 많은 시간이 소요되며, 원상태로 복귀 시 오결선할 위험이 있어 안전사고 발생의 위험이 크다.
이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 대한민국등록특허 제10-1001138호(2010.12.08. 등록)인 “절연저항측정을 겸한 모터보호 장치 및 그 방법”에는, 측정용 전원공급부를 통해서 외부에 있는 별도의 전원을 전동기에 공급하여 이때 발생하는 누설전류를 측정하고, 측정된 누설전류가 미리 설정된 한계전류 값을 초과하면 개폐기의 동작을 차단하는 절연저항 측정 방법이 개시되어 있다.
그러나 상기 등록특허와 같이 외부에 별도의 전원공급장치를 구비하게 되면, 전동기의 권선이나 전원공급라인에 고장이 발생하여 절연이 매우 나쁘거나 접지상태가 발생한 경우에 전원공급장치에서 공급되는 전압이 낮아지게 되어 정확한 절연저항측정을 할 수 없는 문제점이 있다. 또한, 이를 방지하기 위해 외부 전원공급장치의 용량을 증대시키면, 큰 누설전류로 인해 외부 전원공급장치에 충격을 발생시키고 고장을 유발하며, 전동기 권선에도 나쁜 영향을 미치게 되는 문제점이 있다.
KR 10-0403964 B1 (2003.10.20) KR 10-1001138 B1 (2010.12.08) KR 10-1376582 B1 (2014.03.14) KR 10-1228386 B1 (2013.01.25) KR 10-0669951 B1 (2007.01.10)
상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 미리 설정된 스케줄러의 일정에 따라서 유도전동기의 절연저항을 유도전동기 권선 및 전원 입력단의 절연상태에 관계없이 항상 정밀하게 측정하여 전동기의 지락사고를 예방할 수 있는 절연저항 측정기능을 갖는 3상유도전동기의 소프트스타터 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 절연저항 측정기능을 갖는 3상유도전동기의 소프트스타터는, 유도전동기 운전 시퀀스에 의해 제어되는 전자접촉기에 연결되어 상기 전자접촉기를 통해 전원을 공급받고, 후단에 연결된 3상유도전동기를 유연기동 시키며, 상기 3상유도전동기의 절연저항을 측정하는 소프트스타터에 있어서, 상기 전자접촉기를 통해서 인가되는 상용전원의 전압값과 위상제어를 위한 위상각을 검출하는 전압검출부; 제어신호에 따라 상용전원의 턴온각을 제어하여 상기 3상유도전동기를 유연기동시키는 전력스위칭부; 제어신호에 따라 절연저항 측정용 전압을 출력하고 출력전압의 크기를 조절하는 고전압발생부; 상기 고전압발생부에서 출력된 전압에 따라 절연저항을 측정하고, 상기 3상유도전동기의 상별 인입선로 및 권선에 연결되어 누설전류를 측정하는 절연저항측정부; 및 상기 전압검출부의 출력전압파형과 위상각을 분석하여 상기 전력스위칭부에 제어신호를 인가하여 상기 3상유도전동기를 유연기동시키고, 설정된 스케줄러에 의해서 상기 3상유도전동기가 운전되지 않을 때, 절연저항 측정을 위한 인가전압을 설정전압값까지 서서히 증가시키도록 상기 고전압발생부에 제어신호를 인가하며, 상기 절연저항측정부로부터 측정된 누설전류값을 수신하여 누설전류값이 기 제한값을 초과하면 전압출력을 중지하고 경보를 발령하고, 누설전류값과 출력전압값을 이용하여 절연저항값을 계산하여 상기 절연저항값이 기 설정값보다 작으면 전압출력을 중지하고 경보를 발령하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명에 따른 절연저항 측정기능을 갖는 3상유도전동기의 소프트스타터에 있어서, 상기 제어부는 상기 전자접촉기가 접속해제(Open)된 상태에서, 현재 시각과 이미 정해진 스케줄러의 측정개시 시간을 비교하여 동일하거나 경과하였을 경우, 상기 3상유도전동기와 선로의 절연저항을 측정하고, 그 값이 설정된 값을 초과하면 전동기의 점검 및 교체시점을 알려주도록 프로그램되며, 절연저항 측정 명령 시, 상기 고전압발생부로 하여금 출력전압 지령치를 하달하여 작은 전압에서 점차 높은 전압을 인가하도록 하여 상기 3상유도전동기의 권선을 보호할 수 있도록 프로그램 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 절연저항 측정기능을 갖는 3상유도전동기의 소프트스타터에 있어서, 상기 제어부는 상기 전압검출부에서 검출한 전압값이 미리 설정된 전압보호범위 이내일 경우, 외부로부터 상기 3상유도전동기의 기동신호 입력이 발생하면 게이팅 신호를 발생하여 상기 전력스위칭부로 하여금 상기 3상유도전동기를 유연기동하게 하며, 상기 3상유도전동기 정지신호 입력시 게이팅 신호를 제거하여 상기 3상유도전동기가 정지할 수 있도록 제어하며, 상기 절연저항측정부는 제어부의 명령에 따라 상기 고전압발생부로부터 인가된 시험전압을 상기 3상유도전동기의 입력단에 U, V, W상 순으로 순차적으로 시험전압이 인가될 수 있도록 제어하며, 절연저항을 측정하지 않을 시에는 상기 3상유도전동기 전원입력라인과 상기 고전압발생부사이의 절연을 유지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 절연저항 측정기능을 갖는 3상유도전동기의 소프트스타터의 제어방법은, 전원입력단이 유도전동기 운전 시퀀스에 의해 제어되는 전자접촉기에 연결되며, 출력단에 연결된 3상유도전동기의 절연저항을 측정하는 3상유도전동기 소프트스타터의 제어방법에 있어서, 상기 전자접촉기로부터 출력되는 전압이 있는지 판단하는 단계; 상기 전자접촉기로부터 출력되는 전압이 있으면, 상기 3상유도전동기의 기동신호가 발생되는지 판단하는 단계; 상기 3상유도전동기의 기동신호가 있으면, 상기 3상유도전동기를 유연기동 시키는 스위칭 신호를 출력하는 단계; 상기 3상유도전동기의 정지신호가 있는지 판단하는 단계; 상기 3상유도전동기의 정지신호가 있으면 전동기를 정지시키는 단계; 상기 전자접촉기로부터 출력되는 전압이 없으면, 상기 3상유도전동기의 절연저항 측정을 위해 프로그램된 스케줄러의 설정시간과 현재시간이 일치하는지 판단하는 단계; 상기 스케줄러의 설정시간과 현재시간이 일치하면 고전압발생부로 절연저항 측정용 최소 전압을 출력하도록 명령하는 단계; 상기 절연저항측정부로부터 인가되는 누설전류값이 제한값 이내인지 판단하는 단계; 상기 누설전류값이 제한값을 초과하면, 절연저항 측정용 전압을 출력중지하고 경보를 발령하는 단계; 상기 누설전류가 제한값을 초과하지 않으면, 절연저항 측정용 전압을 제한값까지 서서히 증가시키는 단계; 상기 증가된 절연저항 측정용 전압이 제한전압값을 초과하면 절연저항값을 계산하는 단계; 및 상기 계산된 절연저항값이 설정값 이하이면 절연저항 측정용 전압을 출력중지하고 경보를 발령하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 평상시에는 유도전동기의 유연기동과 유연정지를 담당하며, 유도전동기가 운전되지 않을 때에는 절연저항을 측정하고 지락사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 절연저항을 측정할 때, 누설전류 검출용 전압을 낮은 전압에서 500V까지 누설전류를 확인하면서 서서히 증가시키므로, 측정용 전원과 전동기 권선에 가해지는 충격을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 절연저항 측정기능을 갖는 3상유도전동기 소프트스타터가 적용되는 구동시스템을 간략히 도시한 도면,
도 2는 도 1의 소프트스타터의 내부 블록구성도,
도 3은 본 발명에 따른 절연저항 측정기능을 갖는 3상유도전동기 소프트스타터의 제어흐름도.
이하에서는 본 발명에 따른 절연저항 측정기능을 갖는 3상유도전동기의 소프트스타터 및 그 제어방법에 대한 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시 예는 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것으로, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않고 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타낸다. 하기의 설명에서 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것일 뿐, 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
아울러 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, "부"의 용어에 대한 의미는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위 또는 모듈 형태를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 혹은 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수도 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
본 발명은 3상유도전동기의 입력전압이 인가되지 않은 상태에서 미리 설정된 스케줄러와 현재시간을 비교하여 동일하면 절연저항 측정을 위한 인가전압을 0(zero)V에서 500V까지 서서히 증가시키면서 누설전류를 측정하고 절연저항값을 계산하여, 계산된 절연저항값이 설정치 이하이면 전동기가 운전되지 못하게 하여 권선 및 선로를 지락사고로부터 보호할 수 있는 절연저항 측정기능을 갖는 3상유도전동기의 소프트스타터 및 그 제어방법을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 절연저항 측정기능을 갖는 3상유도전동기 소프트스타터가 적용되는 구동시스템을 간략히 도시한 도면으로서, 도 1에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 절연저항 측정기능을 갖는 3상유도전동기 소프트스타터(100)는 전자접촉기(10)와 3상유도전동기(20) 사이에 삽입, 구성된다.
3상유도전동기(20)는 3상전원(R상, S상, T상)을 동력원으로 하여 구동하는 시스템으로서, 전동기가 정지해 있을 경우 전원과 구동 시스템의 전기적 절연을 위해 선로 중간에 전자접촉기(10)가 삽입되지만, 전동기의 용량이나 현장의 설치환경에 따라 과전류 차단기(미도시함)를 더 포함하여 구성할 수도 있다.
한편, 본 발명에 있어서, 상기 전자접촉기(10)의 ON(Close)/OFF(Open) 제어를 유도전동기의 기동신호를 받아서 소프트스타터(100)가 하도록 구성할 수 있다. 절연저항을 측정 중일 경우, 유도전동기의 기동신호가 입력되어도 상기 전자접촉기(10)를 ON(Close)시키지 않고 절연저항의 측정이 완료된 후, 상기 전자접촉기(10)를 ON(Close)시켜서 절연저항 측정의 높은 정밀도를 유지할 수 있다. 이와 같이 본 발명이 구성될 경우, 스케줄러가 없이도 전동기를 구동하기 직전에, 먼저 절연저항값을 확인하고 난 후, 전동기를 안전하게 구동시킬 수 있다.
도 2는 도 1의 소프트스타터의 내부 블록구성도로서, 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 절연저항 측정기능을 갖는 소프트스타터(100)는 전력스위칭부(110), 전압검출부(120), 제어부(130), 고전압발생부(150), 절연 저항측정부(140)를 포함하여 구성된다.
전력스위칭부(110)는 상기 제어부(130)로부터 게이팅신호를 받아서 상용전원의 턴온각을 제어를 통하여 상기 3상유도전동기(20)가 유연기동 하도록 제어한다.
전압검출부(120)는 상기 전자접촉기(10)에서 출력되는 상용전원의 실효전압값(RMS)과 위상정보를 제어부(130)에 전송하여, 제어부(130)에서 전동기 유연기동 시, 위상제어를 위한 기본 자료로 활용하게 한다.
제어부(130)는 상기 전압검출부(120)의 출력전압파형과 위상각을 분석하여 전력스위칭부(110)를 적절히 제어하여 상기 3상유도전동기(20)를 유연기동시킨다.
제어부(130)는 상기 3상유도전동기(20)가 운전되지 않을 때, 현재시간을 스케줄러와 비교하여 일치할 경우, 절연저항 측정을 위한 인가전압을 낮은 전압에서 설정전압까지(예로서, 0V에서 500V까지) 서서히 증가시키도록, 상기 고전압발생부(150)에 명령을 하달한다.
제어부(130)는 상기 누설전류 측정회로를 구비한 절연저항 측정부(140)로부터 누설전류값을 읽고 제한치 이내인지를 판단하고, 이상이면 고전압발생부(150)의 출력을 중지하고, 경보를 발령한다.
제어부(130)는 상기 누설전류 측정회로를 구비한 절연저항 측정부(140)로부터 누설전류값을 읽고 제한치 이내이면 고전압발생부(150)의 출력을 500V까지 증가시키면서 누설전류를 확인하고, 절연저항값을 계산한다.
절연저항측정부(140)는 상기 고전압발생부(150)에서 출력된 시험전압을 상기 3상유도전동기(20)의 상별 인입선로 및 권선과 연결하고 누설전류 측정회로를 구비하여 상기 제어부(130)가 누설전류값과 절연저항값을 계산할 수 있도록 한다.
절연저항측정부(140)는 유도전동기가 기동, 운전, 정지 중일 경우에는 전동기 권선 및 선로와 저항측정 회로간 전기적 절연상태를 유지한다.
고전압발생부(150)는 상기 제어부(130)로부터 제어신호를 받아서 누설전류 측정용 출력전압의 크기를 영(zero)에서 500V까지 출력을 조절할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 절연저항 측정기능을 갖는 3상유도전동기 소프트스타터의 제어흐름도로서, 전동기의 유연기동, 운전 및 정지를 실시하고 전동기가 운전되지 않을 때, 스케줄러에 따라서 전동기의 권선과 전원선로의 절연저항값을 획득하기 위한 제어흐름도이다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 본 발명에 따른 절연저항 측정기능을 갖는 3상유도전동기 소프트스타터의 제어방법을 상세히 설명한다.
먼저, 제어부(130)는 전자접촉기(10)로부터 출력되는 전압을 전압검출부(120)를 통해 확인하여 출력전압이 인가되고 있는지 판단하여(S101) 전자접촉기(10)로부터 출력전압이 있으면 전동기의 기동신호 발생이 있는지 판단한다(S103).
상기 S103단계의 판단에서 기동신호가 발생되면 전압검출부(120)를 통해 검출되는 위상각 정보를 이용하여 전동기를 유연기동시키도록 하는 스위칭 신호를 전력스위칭부(110)에 인가한다(S105).
상기 S105단계에 연이어 또는 이와 동시에 전동기의 정지신호가 있는지를 판단하고(S107), 정지신호가 발생되면 전동기를 정지시킨다(S109).
한편, 상기 S101단계에서 전자접촉기(10)로부터 출력되는 전압이 인가되지 않으면, 전동기의 절연저항 측정을 위해 제어부(130)에 기 프로그램된 스케줄러의 설정시간과 현재시간이 일치하는지를 판단하고(S102), 일치하지 않으면 상기 S101단계로 복귀하여 전자접촉기(10)로부터 출력되는 전압을 확인한다.
상기 S102단계의 판단에서 스케줄러의 설정시간과 현재시간이 일치하면, 고전압발생부(150)가 절연저항 측정용 최소 전압을 출력하도록 제어하여(S104), 절연저항측정부(140)를 통해서 누설전류를 확인하고 그 값이 제한값 이내인지를 판단한다(S106). 상기 S106의 판단에서 누설전류가 제한값을 초과하면, 절연저항 측정용 전압의 출력을 중지하고 경보를 발령한다(S116).
반면에, 상기 S106단계의 판단에서 누설전류가 제한값을 초과하지 않으면, 절연저항 측정용 출력전압을 계속 증가시키면서(S108) 누설전류를 확인하고, 그 값이 제한값 이내인지를 판단한다. 증가된 절연저항 측정용 출력전압이 제한값인 500V이상이 되면(S110), 누설전류값과 출력전압값을 이용하여 절연저항값을 계산한다(S112).
이어, S114단계에서 상기 S112단계에서 계산된 절연저항값이 설정값 이하인지 판단하여 절연저항값이 설정값 이하이면, 상기 S101단계로 복귀하여 전자접촉기(10)로부터 출력되는 전압이 있는지 판단한다. 한편, 상기 S114단계의 판단에서 계산된 절연저항값이 설정값을 초과하면, 절연저항 측정용 전압의 출력을 중지하고 경보를 발령(S116)하도록 구성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 절연저항 측정기능을 갖는 3상유도전동기의 소프트스타터 및 그 제어방법은 미리 설정된 스케줄러의 일정에 따라서 유도전동기의 절연저항을 유도전동기 권선 및 전원 입력단의 절연상태에 관계없이 항상 정밀하게 측정할 수 있으므로, 전동기의 지락사고를 예방할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 절연저항 측정기능을 갖는 3상유도전동기의 소프트스타터 및 그 제어방법은 평상시에는 유도전동기의 유연기동과 유연정지를 담당하며, 유도전동기가 운전되지 않을 때에는 절연저항을 측정할 수 있으며, 절연저항을 측정할 때, 누설전류 검출용 전압을 낮은 전압에서 500V까지 누설전류를 확인하면서 서서히 증가시키므로, 측정용 전원과 전동기 권선에 가해지는 충격을 최소화하면서도 유도전동기의 절연저항을 정확하게 측정할 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 첨부된 도면에 의해 참조되는 바람직한 실시 예를 중심으로 구체적으로 기술되었으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.
10: 전자접촉기 20: 유도전동기
100: 소프트스타터 110: 전력스위칭부
120: 전압검출부 130: 제어부
140: 절연저항측정부 150: 고전압발생부

Claims (4)

  1. 유도전동기 운전 시퀀스에 의해 제어되는 전자접촉기에 연결되어 상기 전자접촉기를 통해 전원을 공급받고, 후단에 연결된 3상유도전동기를 유연기동 시키며, 상기 3상유도전동기의 절연저항을 측정하는 소프트스타터에 있어서,
    상기 전자접촉기를 통해서 인가되는 상용전원의 전압값과 위상제어를 위한 위상각을 검출하는 전압검출부;
    제어신호에 따라 상용전원의 턴온각을 제어하여 상기 3상유도전동기를 유연기동시키는 전력스위칭부;
    제어신호에 따라 절연저항 측정용 전압을 출력하고 출력전압의 크기를 조절하는 고전압발생부;
    상기 3상유도전동기의 상별 인입선로 및 권선에 연결되어 상기 3상유도전동기의 전원입력라인과 상기 고전압발생부사이의 절연을 유지하며, 제어신호에 따라 상기 고전압발생부에서 출력된 시험전압을 상기 3상유도전동기의 입력단에 U, V, W상 순으로 순차적으로 인가될 수 있도록 하여 누설전류를 측정하는 절연저항측정부; 및
    상기 전압검출부의 출력전압파형과 위상각을 분석하여 상기 전력스위칭부에 제어신호를 인가하여 상기 3상유도전동기를 유연기동시키고, 상기 전자접촉기가 접속해제(Open)된 상태에서, 현재 시각과 이미 정해진 스케줄러의 측정개시 시간을 비교하여 동일하거나 경과하였을 경우, 절연저항 측정을 위한 인가전압을 설정전압값까지 서서히 증가시키도록 상기 고전압발생부를 제어하며, 상기 절연저항측정부로부터 측정된 누설전류값을 수신하여 측정된 누설전류값이 기 설정된 제한값을 초과하면 상기 인가전압의 출력을 중지하도록 상기 고전압발생부를 제어하고, 경보를 발령하며, 상기 인가전압이 설정전압값을 초과하면 상기 누설전류값과 상기 고전압발생부에서 출력한 인가전압을 이용하여 절연저항값을 계산하여, 계산된 상기 절연저항값이 설정값보다 작으면 상기 인가전압의 출력을 중지하고 경보를 발령하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연저항 측정기능을 갖는 3상유도전동기의 소프트스타터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 전원입력단이 유도전동기 운전 시퀀스에 의해 제어되는 전자접촉기에 연결되며, 출력단에 연결된 3상유도전동기의 절연저항을 측정하는 3상유도전동기 소프트스타터의 제어방법에 있어서,
    상기 전자접촉기로부터 출력되는 전압이 있는지 판단하는 단계;
    상기 전자접촉기로부터 출력되는 전압이 있으면, 상기 3상유도전동기의 기동신호가 발생되는지 판단하는 단계;
    상기 3상유도전동기의 기동신호가 있으면, 상기 3상유도전동기를 유연기동 시키는 스위칭 신호를 출력하는 단계;
    상기 3상유도전동기의 정지신호가 있는지 판단하는 단계;
    상기 3상유도전동기의 정지신호가 있으면 전동기를 정지시키는 단계;
    상기 전자접촉기로부터 출력되는 전압이 없으면, 상기 3상유도전동기의 절연저항 측정을 위해 프로그램된 스케줄러의 설정시간과 현재시간이 일치하는지 판단하는 단계;
    상기 스케줄러의 설정시간과 현재시간이 일치하면 고전압발생부로 절연저항 측정용 전압으로 기 설정된 최소전압을 출력하도록 명령하는 단계;
    상기 절연저항 측정용 전압 출력에 따라 절연저항측정부로부터 측정된 누설전류값을 수신하는 단계;
    상기 절연저항측정부로부터 인가되는 상기 누설전류값이 제한값 이내인지 판단하는 단계;
    상기 누설전류값이 상기 제한값 이내이면, 상기 절연저항 측정용 전압을 서서히 증가시켜 출력하도록 상기 고전압발생부를 제어하는 단계;
    상기 고전압발생부로부터 출력되는 증가된 절연저항 측정용 전압이 제한전압값을 초과하는지 판단하는 단계;
    상기 증가된 절연저항 측정용 전압이 상기 제한전압값을 초과하지 않으면 상기 절연저항측정부로부터 인가되는 누설전류값이 제한값 이내인지 판단하고, 누설전류값이 제한값 이내이면 상기 증가된 절연저항 측정용 전압을 더 증가시켜 출력하도록 상기 고전압발생부를 반복하여 제어하는 단계;
    상기 절연저항측정부로부터 인가되는 상기 누설전류값이 상기 제한값을 초과하면, 상기 고전압발생부를 제어하여 절연저항 측정용 전압의 출력을 중지하도록 하고 경보를 발령하는 단계;
    상기 고전압발생부로부터 출력되는 상기 증가된 절연저항 측정용 전압이 상기 제한전압값을 초과하면, 절연저항값을 계산하는 단계;
    상기 계산된 절연저항값이 설정값 이하이면 상기 고전압발생부를 제어하여 절연저항 측정용 전압의 출력을 중지하고 경보를 발령하는 단계; 및
    상기 계산된 절연저항값이 설정값보다 크거나 같으면, 절연저항 측정 스케줄러를 종료하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 절연저항 측정기능을 갖는 3상유도전동기의 소프트스타터의 제어방법.
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