KR102001567B1 - 리미트 스위치 및 이를 이용한 전력설비 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 리미트 스위치는, 제1 포트, 제2 포트 및 제3 포트를 제공하는 바디와, 바디에서 고정적이도록 구성되어 자기장을 출사하는 자성 고정자와, 바디를 따라 이동하도록 구성되어 자기장을 출사하는 자성 가동자와, 자성 가동자에 배치되는 복수의 제1 접점과, 바디에 배치되고 자성 가동자의 위치에 따라 복수의 제1 접점 중 하나에 전기적으로 연결되는 제2 접점과, 자성 고정자에 배치되고 자성 가동자의 위치에 따라 복수의 제1 접점 중 다른 하나에 전기적으로 연결되는 제3 접점과, 복수의 제1 접점과 제1 포트를 전기적으로 연결하는 제1 도체와, 제2 접점과 제2 포트를 전기적으로 연결하는 제2 도체와, 제3 접점과 제3 포트를 전기적으로 연결하는 제3 도체를 포함할 수 있다.

Description

리미트 스위치 및 이를 이용한 전력설비 제어 장치 {Limit switch and Apparatus for controlling electric power equipment using thereof}

본 발명은 리미트 스위치 및 이를 이용한 전력설비 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 리미트 스위치는 기계장치 등에서 동작이 한계 위치에 달하면 접점이 전환되는 스위치를 의미하며, 자동화라인에서 작업의 진행 및 완료를 전기적으로 검출하는 용도로 사용되거나, 작업진행 상황에 따라 전원전류를 자동으로 액츄에이터로 스위칭하는 용도로 사용될 수 있다.

공개실용신안공보 실1998-040206

리미트 스위치는 기계장치나 자동화라인에 의해 기계식 입력을 누적하여 받을 경우에 서서히 내구성이 저하되는 특성을 가진다.

본 발명은 자성에 따라 동작함으로써 내구성이 향상된 리미트 스위치 및 이를 이용한 전력설비 제어 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 리미트 스위치는, 제1 포트, 제2 포트 및 제3 포트를 제공하는 바디; 상기 바디에서 고정적이도록 구성되어 자기장을 출사하는 자성 고정자; 상기 바디를 따라 이동하도록 구성되어 자기장을 출사하는 자성 가동자; 상기 자성 가동자에 배치되는 복수의 제1 접점; 상기 바디에 배치되고 상기 자성 가동자의 위치에 따라 상기 복수의 제1 접점 중 하나에 전기적으로 연결되는 제2 접점; 상기 자성 고정자에 배치되고 상기 자성 가동자의 위치에 따라 상기 복수의 제1 접점 중 다른 하나에 전기적으로 연결되는 제3 접점; 상기 복수의 제1 접점과 상기 제1 포트를 전기적으로 연결하는 제1 도체; 상기 제2 접점과 상기 제2 포트를 전기적으로 연결하는 제2 도체; 및 상기 제3 접점과 상기 제3 포트를 전기적으로 연결하는 제3 도체; 를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 자성 고정자와 상기 자성 가동자는 각각 영구자석을 포함하고, 상기 자성 가동자는 상기 바디의 외부로부터 받는 자기장의 크기 변화에 따라 상기 바디를 따라 이동하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전력설비 제어 장치는, 리미트 스위치; 상기 리미트 스위치로부터 이격되어 회전하도록 구성된 회전판; 전력설비 제어신호를 전달받아 상기 회전판의 회전을 위한 동력을 제공하는 동력 전달부; 및 상기 회전판의 회전에 따라 상기 리미트 스위치에 대한 거리가 달라지도록 상기 회전판에 배치되어 자기장을 출사하는 자성체; 를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 리미트 스위치는 상기 회전판 또는 상기 자성체에 접촉하지 않고 전기적 연결 관계를 스위칭하도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 상기 동력 전달부는 송변전설비 원격 제어 시스템으로부터 상기 전력설비 제어신호를 원격 수신하고 상기 전력설비 제어신호에 대응되는 구동전류 또는 구동전압을 생성하고 상기 구동전류 또는 구동전압에 대응되는 동력을 출력하도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 상기 리미트 스위치는, 상기 바디에 배치되되, 상기 제2 또는 제3 접점이 상기 복수의 제1 접점 중 하나에 전기적으로 연결될 때 상기 자성 가동자에 접하도록 배치된 스토퍼를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 리미트 스위치 및 이를 이용한 전력설비 제어 장치는, 자성에 따라 동작함으로써 내구성이 향상될 수 있으며 전기적 연결 상태 스위칭 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 리미트 스위치 및 이를 이용한 전력설비 제어 장치는, 기계적 접촉을 위한 구성(예: 레버, 버튼 등)이나 기계적 접촉 과정에서의 안정성을 향상시키기 위한 설계를 구비할 필요가 없어져서 제작비용을 감소시키고 소형화될 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리미트 스위치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리미트 스위치의 전기적 연결을 나타낸 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력설비 제어 장치를 나타낸 도면이다.
도4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리미트 스위치의 동작 과정을 나타낸 순서도이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리미트 스위치의 내부를 나타낸 도면이고, 도 1a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리미트 스위치의 외부를 나타낸 도면이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 리미트 스위치(100)는, 자성 가동자(110), 제1 도체(111), 복수의 제1 접점(112, 113), 스토퍼(114), 바디(120), 제2 도체(121), 제2 접점(122), 자성 고정자(130), 제3 도체(131), 제3 접점(132) 및 결합부재(134) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.

바디(120)는 제1 포트, 제2 포트 및 제3 포트를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 바디(120)는 외부의 물리적 충격으로부터 보호하기 위한 내구성 높은 소재로 구현될 수 있으며, 제1 포트, 제2 포트 및 제3 포트간의 전기적 절연을 위해 절연소재로 구현될 수 있으며, 일부 금속소재로 구현될 수 있다.

자성 가동자(110)는 바디(120)를 따라 이동하도록 구성되어 자기장을 출사할 수 있다. 예를 들어, 상기 자성 가동자(110)는 바디(120)의 내부 표면이나 내부 기둥을 통해 표류하도록 구성될 수 있다.

자성 고정자(130)는 바디(120)에서 고정적이도록 구성되어 자기장을 출사할 수 있다. 예를 들어, 상기 자성 고정자(130)는 결합부재(134)를 통해 바디(120)에 고정될 수 있다. 상기 결합부재(134)는 볼트결합, 요철결합, 접착제결합 등으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

예를 들어, 자성 가동자(110) 및 자성 고정자(130)는 각각 자체적으로 자기장을 출사하는 영구자석을 포함할 수 있으며, 설계에 따라 전류를 제공받아서 자기장을 출사하는 코일을 포함할 수도 있다. 상기 자성 가동자(110)가 코일을 포함할 경우, 리미트 스위치(100)는 전류 제공 여부 또는 크기를 결정하고 결정결과에 따른 전류를 코일에 제공하는 제어회로(미도시)를 포함할 수 있으며, 상기 제어회로에 전원을 공급하는 전원공급회로(미도시)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

복수의 제1 접점(112, 113)은 자성 가동자(110)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 제1 접점 중 하나(112)는 자성 가동자(110)의 상면상에 배치될 수 있으며, 상기 복수의 제1 접점 중 다른 하나(113)는 자성 가동자(110)의 하면상에 배치될 수 있다.

제1 도체(111)는 상기 복수의 제1 접점(112, 113)과 제1 포트를 전기적으로 연결할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도체(111)의 일부는 자성 가동자(110)에 배치되고, 상기 제1 도체(111)의 다른 일부는 바디(120)에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 제1 도체(111)의 일부의 일단은 상기 제1 도체(111)의 다른 일부의 측면을 따라 표류하도록 구성될 수 있다.

제2 접점(122)은 바디(120)에 배치되고 자성 가동자(110)의 위치에 따라 복수의 제1 접점 중 하나(112)에 전기적으로 연결될 수 있다.

제2 도체(121)는 상기 제2 접점(122)과 제2 포트를 전기적으로 연결할 수 있다. 제2 접점(122)과 복수의 제1 접점 중 하나(112)가 서로 전기적으로 연결된 경우, 제1 포트와 제2 포트는 서로 전기적으로 연결될 수 있다.

제3 접점(132)은 자성 고정자(130)에 배치되고 자성 가동자(110)의 위치에 따라 복수의 제1 접점 중 다른 하나(113)에 전기적으로 연결될 수 있다.

제3 도체(131)는 상기 제3 접점(132)과 제3 포트를 전기적으로 연결할 수 있다. 제3 접점(132)과 복수의 제1 접점 중 다른 하나(113)가 서로 전기적으로 연결된 경우, 제1 포트와 제3 포트는 서로 전기적으로 연결될 수 있다.

한편 설계에 따라, 복수의 제1 접점(112, 113), 제2 접점(122) 및 제3 접점(132) 각각은 타 접점에 접촉하는 대신 제1 도체(111), 제2 도체(121) 또는 제3 도체(131)에 접촉함으로써 타 접점에 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제1 도체(111), 제2 도체(121) 및/또는 제3 도체(131)는 와이어 형태뿐만 아니라 도체판 형태를 가질 수도 있으며, 자성 가동자(110), 바디(120) 또는 자성 고정자(130)에 내장될 수도 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리미트 스위치의 전기적 연결을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 리미트 스위치의 상태는, 제1 포트와 제2 포트가 전기적으로 연결된 제1 상태(10)와 제1 포트와 제3 포트가 전기적으로 연결된 제2 상태(20) 중 하나일 수 있다.

리미트 스위치가 외부로부터 받는 자기장이 변화할 경우, 상기 리미트 스위치의 상태는 제1 상태(10)에서 제2 상태(20)로 변경되거나, 제2 상태(20)에서 제1 상태(10)로 변경될 수 있다.

즉, 자성 가동자(110)는 리미트 스위치가 외부로부터 받는 자기장에 따라 바디(120)에서 움직여서 복수의 제1 접점(112, 113)의 전기적 연결 상태를 변경할 수 있다. 이에 따라, 상기 리미트 스위치의 상태는 스위칭될 수 있다.

리미트 스위치가 외부로부터 받는 자기장은 리미트 스위치의 외부에 대한 기계적 접촉 없이도 자성 가동자(110)의 위치를 변경시킬 수 있으므로, 상기 리미트 스위치는 상태 스위칭의 누적에 따른 내구성 저하를 예방할 수 있으며, 전기적 연결 상태 스위칭 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 리미트 스위치는 기계적 접촉을 위한 구성(예: 레버, 버튼 등)이나 기계적 접촉 과정에서의 안정성을 향상시키기 위한 설계를 구비할 필요가 없어져서 제작비용을 감소시키고 소형화될 수 있다.

도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력설비 제어 장치의 제1 상태를 나타낸 도면이고, 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력설비 제어 장치의 제2 상태를 나타낸 도면이다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력설비 제어 장치는, 리미트 스위치(100), 회전판(210), 동력 전달부(220) 및 자성체(230) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.

회전판(210)은 리미트 스위치(100)로부터 이격되어 회전하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 회전판(210)은 리미트 스위치(100)에 접촉되지 않도록 이격될 수 있으며, 상기 리미트 스위치(100)는 상기 회전판(210) 또는 자성체(230)에 접촉하지 않고 전기적 연결 관계를 스위칭할 수 있다.

동력 전달부(220)는 전력설비(예: 가스절연개폐기(GIS) 등) 제어신호를 전달받아 회전판(210)의 회전을 위한 동력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 동력 전달부(220)는 송변전설비 원격 제어 시스템(예: SCADA 등)을 통해 전력설비 제어신호를 원격 수신하는 통신회로(미도시)와, 원격 수신된 전력설비 제어신호에 대응되는 구동전류 또는 구동전압을 출력하는 구동회로(미도시)와, 상기 구동전류 또는 구동전압에 따라 회전을 위한 동력을 출력하는 모터를 포함할 수 있다. 이에 따라, 리미트 스위치(100)의 전기적 연결 관계는 송변전설비 원격 제어 시스템에 연계될 수 있다.

자성체(230)는 회전판(210)의 회전에 따라 리미트 스위치(100)에 대한 거리가 달라지도록 회전판(210)에 배치되어 자기장을 출사할 수 있다. 예를 들어, 상기 자성체(230)는 자체적으로 자기장을 출사하는 영구자석을 포함할 수 있으며, 설계에 따라 전류를 제공받아서 자기장을 출사하는 코일을 포함할 수도 있다.

도4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리미트 스위치의 동작 과정을 나타낸 순서도이다.

도4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 리미트 스위치는, 제1 포트와 제2 포트를 전기적으로 연결(S110)시키고, 회전판이 회전(S120)됨에 따른 자기장 변화(S130)에 따라 제1 포트와 제2 포트를 전기적으로 분리(S140)시키고, 제1 포트와 제3 포트를 전기적으로 연결(S150)시키고, 회전판이 회전(S160)됨에 따른 자기장 변화(S170)에 따라 제1 포트와 제3 포트를 전기적으로 분리(S180)시키고, 제1 포트와 제2 포트를 전기적으로 연결(S190)시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명을 실시 예로써 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

10: 제1 상태
20: 제2 상태
100: 리미트 스위치
110: 자성 가동자
111: 제1 도체
112, 113: 제1 접점
114: 스토퍼
120: 바디
121: 제2 도체
122: 제2 접점
130: 자성 고정자
131: 제3 도체
132: 제3 접점
134: 결합부재
210: 회전판
220: 동력 전달부
230: 자성체

Claims (6)

1. 리미트 스위치;
   상기 리미트 스위치로부터 이격되어 회전하도록 구성된 회전판;
   전력설비 제어신호를 전달받아 상기 회전판의 회전을 위한 동력을 제공하는 동력 전달부; 및
   상기 회전판의 회전에 따라 상기 리미트 스위치에 대한 거리가 달라지도록 상기 회전판에 배치되어 자기장을 출사하는 자성체; 를 포함하고,
   상기 리미트 스위치는,
   제1 포트, 제2 포트 및 제3 포트를 제공하는 바디;
   상기 바디에서 고정적이도록 구성되어 자기장을 출사하는 자성 고정자;
   상기 바디를 따라 이동하도록 구성되어 자기장을 출사하는 자성 가동자;
   상기 자성 가동자에 배치되는 복수의 제1 접점;
   상기 바디에 배치되고 상기 자성 가동자의 위치에 따라 상기 복수의 제1 접점 중 하나에 전기적으로 연결되는 제2 접점;
   상기 자성 고정자에 배치되고 상기 자성 가동자의 위치에 따라 상기 복수의 제1 접점 중 다른 하나에 전기적으로 연결되는 제3 접점;
   상기 복수의 제1 접점과 상기 제1 포트를 전기적으로 연결하는 제1 도체;
   상기 제2 접점과 상기 제2 포트를 전기적으로 연결하는 제2 도체; 및
   상기 제3 접점과 상기 제3 포트를 전기적으로 연결하는 제3 도체; 를 포함하는 전력설비 제어 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 자성 고정자와 상기 자성 가동자는 각각 영구자석을 포함하고,
   상기 자성 가동자는 상기 바디의 외부로부터 받는 자기장의 크기 변화에 따라 상기 바디를 따라 이동하도록 구성되는 전력설비 제어 장치.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 리미트 스위치는 상기 회전판 또는 상기 자성체에 접촉하지 않고 전기적 연결 관계를 스위칭하도록 구성된 전력설비 제어 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 동력 전달부는 송변전설비 원격 제어 시스템으로부터 상기 전력설비 제어신호를 원격 수신하고 상기 전력설비 제어신호에 대응되는 구동전류 또는 구동전압을 생성하고 상기 구동전류 또는 구동전압에 대응되는 동력을 출력하도록 구성된 전력설비 제어 장치.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 리미트 스위치는,
   상기 바디에 배치되되, 상기 제2 또는 제3 접점이 상기 복수의 제1 접점 중 하나에 전기적으로 연결될 때 상기 자성 가동자에 접하도록 배치된 스토퍼를 더 포함하는 전력설비 제어 장치.

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