KR102277233B1 - 드라이 진공 펌프의 정전대응 배터리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 드라이 진공 펌프의 순간 정전이나 전압 강하 발생시에도 캐패시터와 배터리에서 일정시간 연속적인 작동이 가능하게 전원을 공급함으로써 드라이 진공 펌프의 재기동이 용이하고 파우더의 미배출로 인한 고장을 방지하는 드라이 진공 펌프의 정전대응 배터리 장치에 관한 것이다.
본 발명은 상용전원이 AC/DC 컨버터에서 24V로 변환된 후 DC 24V 운전 유닛에서 드라이 진공 펌프를 작동시키게 하는 한편 DC/DC 컨버터에서 5V로 변환되어 메인 콘트롤 보드로 공급됨에 있어서, 상용전원은 AC/DC 컨버터에서 27V로 변환된 후 메인 콘트롤 유닛에 공급되는 한편 리튬-이온 배터리 유닛에 공급되어 충전되는 한편 DC/DC 컨버터에서 24V로 변환된 후 캐패시터 모듈에 공급되는 한편 DC 24V 운전 유닛에 공급되게 하고, 상기 메인 콘트롤 유닛은 메인 콘트롤 보드로 전원 공급 확인신호를 인가하여 표시되게 함으로써 이루어진다.

Description

드라이 진공 펌프의 정전대응 배터리 장치{Power Stop Response battery device for dry vacuum pump}
본 발명은 드라이 진공 펌프의 순간 정전, 전압 강하 또는 일반 정전 발생 시에도 캐패시터와 배터리에서 일정시간 연속적인 작동이 가능하게 전원을 공급함으로써 드라이 진공 펌프의 재기동이 용이하고 파우더의 미배출로 인한 재기동 불량 고장을 방지하는 드라이 진공 펌프의 정전대응 배터리 장치에 관한 것이다.
진공 산업은 초기 열처리 기술에서 시작하여 현재 반도체 디스플레이, 2차전지 산업, 항공 우주 산업으로의 확장과 함께 대형 건물의 청소와 환기 등의 장치에 폭넓게 적용중이다. 이런 진공 펌프는 초기에는 주로 오일 방식의 로타리 진공 펌프가 사용 되었으나, 상기 로타리 진공 펌프를 파우더 및 수분 발생 공정에 사용할 때 작동 불량 빈도수가 증가하기 때문에 점차 드라이 방식의 진공 펌프로의 사용이 전환되고 있다.
드라이 진공 펌프는 오일 방식의 로터리 진공 펌프와 비교할 때, 오일 교환이 필요치 않고 파우더 및 수분 발생 공정에 적절한 대응이 가능한 이점이 있으나, 단점으로는 기존 로터리 진공 펌프에 비하여 구입 가격과 수리비용이 고가이고, 특히, 순간 정전 등의 비정상 구동 조건에서는 도 1의 드라이 진공 펌프(10)의 단면으로 제시된 스크류(11)의 채용으로 내부에 잔존하는 파우더를 배출시키지 못한 채로 작동이 정지되는 경우가 발생하게 되고, 이 상태에서는 전원공급이 이루어지더라도 파우더에 의한 로터 끼임 증상으로 인하여 재기동이 이루어지지 않는 문제가 발생하게 된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 통상 2가지 방법을 채용하고 있는데, 첫 번째는 공장의 전원 도입부에 정전 방지 혹은 순간 정전 방지 장치를 설치하는 것이다. 하지만 공장 내부적 정전, 순간 정전 원인 발생 및 드라이 펌프 사용 공정 장비의 내부적인 문제로 인한 전원 문제는 드라이 펌프의 보호 대응이 여전히 불가능하다.
두 번째 방법으로는 드라이 펌프 내부 SMPS(Switching Mode Power Supply) 전단에 설치된 캐패시터 모듈에서 제한된 용량만큼 SMPS에 전원을 공급하여 순간정전 정도(100ms 이하)에서만 SMPS의 정상적인 작동을 지원하는 방식이다. 그러나 이 기간을 지나는 정전에서는 드라이 진공 펌프의 재기동에 상당한 어려움을 겪게 된다.
정전에 의한 문제를 방지하기 위하여 리튬-이온 배터리나 납축전지와 같은 2차전지를 사용할 수 있으나, 드라이 진공 펌프의 특성상 소형 및 높은 전력 및 전환 기동성능 요구하기 때문에 2차전지만으로는 그 특성을 만족할 수 없다.
기존의 드라이 진공 펌프를 사용하는 장치는 대부분 전공정 장비이기 때문에 장비의 정지가 발생하면 재기동을 위한 시간이 긴 문제가 있고, 이는 전공정 장비의 생산손실과 함께 전체 생산량(CAPA.)이 축소되는 문제가 따르게 된다.
본 발명은 드라이 진공 펌프에 순간정전 및 일반정전에 의한 전압 강하 현상이 발생하였을 때 SMPS에서 공급되는 전원이 짧은 시간만 공급되기 때문에 드라이 진공 펌프의 재기동이 어려운 문제와 파우더 미배출로 인한 재기동 불량 문제를 해결하기 위한 것으로, 드라이 진공 펌프에 리튬-이온 배터리와 캐패시터를 연결하여 정전시 캐패시터에서의 전원 공급이 이루어지면서 배터리에서 전원 공급이 이루어지게 함으로써 배터리의 충전 전하량에 따라 10분 정도 정상적인 작동이 이루어지게 하는 것이다.
본 발명에 따른 드라이 진공 펌프의 정전대응 배터리 장치는 상용전원이 AC/DC 컨버터(30)에서 DC로 변환된 후 드라이 진공 펌프 구동용 DC 24V 운전 유닛(40)에 공급되는 한편 DC/DC 컨버터(50)에서 일정 전압으로 변환되어 메인 콘트롤 보드(60)로 공급됨에 있어서, 입력측이 상용전원과 연결되어, 상용전원을 입력받아 DC로 변환하여 출력하는 AC/DC 컨버터(110); 일측이 상기 AC/DC 컨버터(110)의 출력측에 연결되고, 타측이 상기 메인 콘트롤 보드(60)에 연결된 메인 콘트롤 유닛(120); 상기 메인 콘트롤 유닛(120)에 연결된 리튬-이온 배터리 유닛(130), 입력측이 상기 메인 콘트롤 유닛(120)에 연결되고, 출력측이 상기 DC 24V 운전 유닛(40)에 연결된 DC/DC 컨버터(150); 및 상기 DC/DC 컨버터(150)의 출력 측 일측 라인에 일측이 연결되고 타측 라인에 타측이 연결된 캐패시터 모듈(160);을 포함하며, 상용전원이 AC/DC 컨버터(110)에서 29.4V의 DC로 변환된 후 메인 콘트롤 유닛(120)에 공급되는 한편 7S 타입 리튬-이온 배터리 유닛(130)에서 충전되게 하고, 상기 AC/DC 컨버터(110)에서 변환된 DC는 DC/DC 컨버터(150)에서 일정 전압으로 변환된 후 캐패시터 모듈(160)에 공급되는 한편 DC 24V 운전 유닛(40)에 공급되게 하고, 상기 메인 콘트롤 유닛(120)은 메인 콘트롤 보드(60)로 전원상태 확인신호를 통신으로 인가하게 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 드라이 진공 펌프의 정전대응 배터리 장치는 드라이 진공 펌프의 운전과정에서 순간정전이나 전압강하 발생 시 순간적으로 전원 공급이 이루어지는 캐패시터 모듈(160)은 100W 내외의 부하조건을 갖는 드라이 진공 펌프의 경우 정전 시 100ms 동안 운전이 이루어지는 용량을 갖고, 캐패시터 모듈(160)의 전원 공급이 이루어지는 상태에서 100W 내외의 부하조건을 갖는 드라이 진공 펌프의 경우 정전시 10분 이하 동안 운전이 이루어지는 용량을 갖는 리튬-이온 배터리 유닛(130)에서 전원 공급이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 드라이 진공 펌프의 정전대응 배터리 장치는 드라이 진공 펌프의 운전과정에서 정전이 발생하는 순간 캐패시터 모듈(160)에서 전원이 공급되는 상태에서 메인 콘트롤 유닛(120)에서 전원 상태를 판단하여 정전으로 판단될 때 리튬-이온 배터리 모듈(130)에서 전원 공급이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 드라이 진공 펌프의 정전대응 배터리 장치는 정전이 발생하여 리튬-이온 배터리 유닛(130)이 활성화 될 때 메인 콘트롤 유닛(120)은 전원 상태신호를 메인 콘트롤 보드(60)로 전달하여 재기동 지원과 함께 충전-비충전 상태 및 정상전원-비정상전원을 표시하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 드라이 진공 펌프의 정전대응 배터리 장치는 리튬-이온 배터리 유닛(130)에는 리튬-이온 배터리의 충전과 방전을 제어하는 BMS(140)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 드라이 진공 펌프의 정전대응 배터리 장치는 AC/DC 컨버터(30)에서 변환된 24V의 DC는 PWM 전류 제한기(111)에서 전류 제한 된 후 메인 콘트롤 유닛(120)에 공급도는 한편 6S 타입 리튬-이온 배터리 유닛(130)에서 충전되게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 순간정전이나 일반적인 정전 발생 시 드라이 진공 펌프를 배터리나 캐패시터의 전원에 의해 일정시간 정상적인 작동이 이루어지게 함으로써 재기동이 용이함은 물론 파우더 미배출로 인한 문제가 발생하지 않도록 하는 것이다.
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본 발명은 드라이 진공 펌프가 순간 정전 및 3~10분 사이의 정전에는 다시 기동할 수 있는 상태를 유지할 수 있으며, 로터가 정지되는 긴 시간의 정전이면 잔류 파우더 배출의 최대치를 기대할 수 있으며, 로터 냉각 문제로 인한 고장율을 줄이는 효과가 있다.
본 발명은 드라이 진공 펌프가 순간정전 및 일반 정전시에도 재기동이 용이하게 유지하여 운영비용을 절감시키는 한편 공정 장비의 셧다운 시간을 감소시켜 생산량 증가로 인한 생산 비용을 절감하고, 드라이 진공 펌프의 제조기술에 대한 경쟁력을 확보하는 효과가 있다.
본 발명은 기존의 대형 공장의 정전 방지 장치에서 해결하지 못했던 국부적인 전압 불균형 증상에 의한 드라이 진공 펌프 유닛의 운전 정지 및 고장 발생에 대한 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 드라이 진공 펌프의 평단면 사시도
도 2는 기존 드라이 진공 펌프의 전원 회로도
도 3은 본 발명에서 7S 타입 리튬-이온 배터리 적용시 전원 회로도
도 4는 본 발명에서 6S 타입 리튬-이온 배터리 적용시 전원 회로도
본 발명은 드라이 진공 펌프의 운전과정에서 순간정전이나 일반정전이 발생할 때 우선적으로 캐패시터 모듈의 전원 공급이 이루어지게 하면서 리튬-이온 배터리 유닛의 전원이 공급되게 함으로써, 리튬-이온 배터리 유닛의 충전 용량만큼 드라이 진공 펌프의 연속적인 작동을 보장하는 한편 메인 콘트롤 유닛에서 기본적인 전원 상태의 유지와 함께 전원 상태를 통신으로 메인 콘트롤 보드로 전달하여 정상작동을 보장하는 것이다.
종래에는 도 2에 도시된 바와 같이 상용전원이 캐패시터 모듈(20)에 저장되는 한편 AC/DC 컨버터(30)에서 24V DC로 변환된 후 DC 24V 운전 유닛(40)에 인가되어 드라이 진공 펌프를 작동시키거나, DC/DC 컨버터(50)에서 5V DC로 변환된 후 메인 콘트롤 보드(60)를 구동시키게 구성되기 때문에 드라이 진공 펌프를 DC 24V 운전 유닛(30)에서 구동시킬 때 순간 정전 및 일반 정전이 발생하게 되면, SMPS 기능 대체 24V용 AC/DC 컨버터(30)의 앞단에 설치된 캐패스터 모듈(20)에서 제한된 용량만큼 SMPS 기능 대체 AC/DC 컨버터(30)에 짧은 시간(100ms) 전원을 공급함으로써 순간 정전 및 전압 강하로 인하여 발생하는 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이 대용량(혹은 소용량) 캐패시터 모듈(160) 및 리튬-이온 배터리 유닛(130)에서 DC 24V 운전 유닛(40)으로 전원이 공급되게 하되 순간정전 및 일반정전(전압강하 포함)시 우선적으로 캐패시터 모듈(160)에서 100ms 이상 전원 공급이 이루어지게 하고, 순간정전이나 일반정전(전압강하 포함) 상태는 메인 콘트롤 유닛(120)에서 인식하여 리튬-이온 배터리 유닛(130)에서 전원 공급이 이루어지게 하되 캐패시터 모듈(160)의 지속시간 안에서 배터리 용량만큼 전원공급이 이루어지도록 하는 것이다.
본 발명은 드라이 진공 펌프의 운전 과정에서 순간정전 및 일반정전(전압강하 포함)가 발생할 때 캐패시터 모듈 및 리튬-이온 배터리 유닛에서 연속적으로 전원 공급이 이루어지게 하는 것이어서, 순간 정전 및 짧은 시간의 정전에는 재기동 할 수 있는 한편 로터의 관성 회전이 정지될 정도의 긴 시간 정전일 경우는 질소 퍼지 밸브의 구동을 이용한 잔류 파우더를 최대한 배출시킴으로써 재기동시 고장이 발생하지 않도록 한다.
본 발명은 완충 29.4V의 7S 타입 리튬-이온 배터리를 적용한 도 3에 도시된 바와 같이 상용전원이 SMPS 기능 대용인 AC/DC 컨버터(30)에서 24V로 변환된 후 드라이 펌프 구동용 DC 24V 운전 유닛(40)에 공급되는 한편 DC/DC 컨버터(50)에서 5V로 변환되어 메인 콘트롤 보드(60)로 공급되게 하는 한편 7S 타입 리튬-이온 배터리()에는 SMPS를 이용한 충전이 불가하기 때문에 별도로 상용전원을 AC/DC 컨버터(110)에서 29.4V로 변환된 후 메인 콘트롤 유닛(120)에 공급되는 한편 드라이 진공 펌프를 독립적으로 구동시키면서 정전시 전원을 공급하는 메인 콘트롤 유닛(120)에 공급되고, 메인 콘트롤 유닛(120)은 29.4V의 전원을 리튬-이온 배터리 유닛(130)에 공급하여 충전이 이루어지게 하는 한편 DC/DC 컨버터(150)에서 24V로 변환된 후 캐패시터 모듈(160)에 공급되는 한편 DC 24V 운전 유닛(40)에 공급되게 구성하고, 상기 메인 콘트롤 유닛(120)은 기본적인 전원 상태의 유지 및 메인 콘트롤 보드(60)로 전원상태를 통신으로 알려주게 구성된다.
본 발명의 7S 타입 리튬-이온 배터리 유닛(130)은 완충 29.4~18.9V의 충전을 유지하여 배터리 용량을 최대로 활용할 수 있으나, 기존 SMPS에서는 충전이 불가하기 때문에 별도의 AC/DC 컨버터(110)를 사용하여 29.4V의 충전이 이루어지게 한다.
본 발명에서, 상용전원이 AC/DC 컨버터(30)에서 24V로 변환된 후 드라이 펌프 구동용 DC 24V 운전 유닛(40)에 공급되는 한편 DC/DC 컨버터(50)에서 5V로 변환되어 메인 콘트롤 보드(60)로 공급되게 구성함으로써 드라이 진공 펌프의 작동이 이루어지게 함은 기존 방식과 동일하기 때문에 이에 대한 상세 설명은 생략하고, 순간정전 및 일반정전(전압강하 포함)이 발생하는 순간 캐패시터 모듈(160)에서 우선적으로 전원이 공급되게 하는 동시에 메인 콘트롤 유닛(120)에서 정전을 판단하여 리튬-이온 배터리 유닛(130)의 전원이 연속적으로 공급되게 하는 과정에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명의 드라이 진공 펌프에 장착되는 유닛은 DC 24V의 부하 조건과, 전압 강하 및 전원 차단시 50ms 이하의 전환 속도를 가져야 하는 조건을 만족해야 한다.
본 발명은 상용전원이 AC/DC 컨버터(110)에서 29.4V로 변환된 후 완충 29.4V의 7S 타입 리튬-이온 배터리 모듈(130)로 공급되어 충전이 이루어지는 것으로, 리튬-이온 배터리의 기본 특성이 완충 시 4.2V, 사용가능한 방전전압은 2.7V이기 때문에(일반 납 충전지의 경우 CELL당 1.5V의 배수로 결정) 직렬로 7개의 셀을 연결할 때 최대 전압 29.4V, 최저 전압 18.9V의 특성을 가지게 되며, 이러한 특성으로 인해 기존에 사용하는 24V DC로 충전을 할 경우 50% 전후의 충전만 진행되기 때문에 AC/DC 컨버터(110)에서 29.4V의 DC를 공급하여 완충전이 되게 한다.
한편, 완충 25.2V의 6S 타입 리튬-이온 배터리 모듈(130)을 사용하는 경우에는 24V용 SMPS를 이용하고도 90% 이상의 충전이 이루어지기 때문에 도 4에 도시된 바와 같이 AC/DC 컨버터(30)의 출력을 이용하여 충전이 가능하기 때문에 AC/DC 컨버터(30)의 24V DC를 25.2V의 6S 타입 리튬-이온 배터리 모듈(130)에 직접 인가시킬 수 있으나, 초기 충전 과정 중 드라이 펌프와 동시에 전류 소비가 진행될 경우에 대한 문제 발생 가능성이 존재한다. 이를 해결하기 위해 전류를 제한하여 인가시키기 위하여 PWM 전류 제한기(111)를 거쳐 공급될 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명은 리튬-이온 배터리 모듈(130)을 29.4V의 7S 타입을 사용하거나, 25.2V의 6S 타입을 사용하느냐에 따라서 충전전류가 AC/DC 컨버터(110)에서 공급되게 하거나, AC/DC 컨버터(30)에서 PWM 전류 제한기(111)를 거쳐서 공급되게 하는 차이는 있으나, 기본적인 동작은 동일하다.
본 발명의 메인 콘트롤 유닛(120)은 순간정전 및 전압강하를 인식하는 기능과, 기본적인 전원 유지기능과, 전원상태를 통신으로 메인 콘트롤 보드(60)로 전달하여 드라이 진공 펌프의 구동 및 구동에 관련된 여러 가지 제어 활동이 이루어지게 하는 것으로, 본 발명의 가장 기본적인 특징은 순간정전 이나 일반적인 정전이 발생하였을 때 전원을 유지하면서 순간적으로 캐패시터 모듈(160)의 전원이 공급되는 상태에서 리튬-이온 배터리 유닛(130)의 전원이 공급되게 함으로써, 결과적으로 정전이 발생하는 순간부터 리튬-이온 배터리 모듈(130)의 용량에 따라 10분의 전원 공급이 이루어지게 된다.
본 발명의 메인 콘트롤 유닛(120)은 드라이 진공 펌프의 정상적인 재기동 지원하는 것으로, 드라이 진공 펌프는 정전으로 전원이 오프 되더라도 회전 로터의 자중(100~500kg)에 의해 회전하는 시간이 최소 3~10분 가량 되기 때문에, 이 시간 안에 메인 컨트롤 보드(60)가 메인 콘트롤 유닛(120)에서 정상적인 전원 공급 및 전원 문제로 인한 상황을 인지한 상태에서는 전원이 공급되는 재 기동 시 정상적인 재기동이 가능하다.
즉, 드라이 펌프의 운전을 제어하는 메인 콘트롤 유닛(120)은 기본적으로 로터의 회전 제어 및 이와 연동된 기타 기능을 수행하게 되어 있으며, 주요 기능으로는 로터 내부의 파우더 배출 및 냉각을 위한 질소 밸브의 구동이 있으나, 전원 오프시에는 이러한 기능을 상실하는 한편 파우더 배출 및 냉각기능을 상실하게 되나, 본 발명에서는 캐패시터 모듈(160)과 리튬-이온 배터리 유닛(130)으로 순간정전이나 전압 강하시 일정 시간(10분 동안) 전원 공급이 이루어지기 때문에 기존에는 상실될 수밖에 없는 기능이 활성화 되며, 이로 인하여 순간정전 및 3~10분 사이의 정전에는 다시 기동할 수 있는 상태를 있음은 물론 그보다 더 긴 시간의 정전(로터 정지 상황)이면 잔류 파우더 배출의 최대치를 기대와 함께 로터 냉각 문제로 인한 고장율을 줄일 수 있다.
본 발명의 7S 타입 리튬-이온 배터리 유닛(130)은 AC/DC 컨버터(110)의 출력을 이용하여 충전이 이루어지는 것으로, 리튬-이온 배터리의 기본 특성이 완충 시 4.2V, 사용가능한 방전전압은 2.7V이기 때문에 7개의 셀을 직렬로 연결할 때 최대 전압 29.4V, 최저 전압 18.9V의 특성을 갖기 때문에 24V DC를 사용하여 리튬-이온 배터리를 충전시키기 않고, 별도의 29.4V의 AC/DC 컨버터(110)를 이용하여 완충전이 될 수 있도록 한다.
리튬-이온 배터리 유닛(130)의 충전 전압과 정격전압 등은 상황에 따라 변경될 수 있으나, 상용전원을 AC/DC 컨버터(110)로 변환시켜 완충전에 필요한 전압으로 공급될 수 있도록 함으로써, 최대한 완충전 상태를 유지하여 순간정전이나 전압강하가 발생한 순간부터 미리 설정된 10분 동안 충전 전압의 연속적인 공급이 이루어지면서 연속 운전이 이루어지게 된다.
본 발명에서 도 4와 같이 25.2V의 6S 타입의 리튬-이온 배터리 모듈(130)을 사용하는 경우에는 AC/DC 컨버터(30)에서 충전전류가 공급되게 하되 PWM 전류 제한기(111)를 거쳐서 공급되게 하여도 충전이 이루어진다.
본 발명의 BMS(140)는 리튬-이온 배터리의 충전과 방전을 제어하는 것으로 과방전 및 과충전에 의한 리튬-이온 배터리의 손상 방지 및 화재 폭발 방지 기능을 기본으로 하며, 셀(cell) 간의 전압 차이와 온도 그리고 충전 전압 전류, 방전 전압 전류를 제어하게 된다.
본 발명의 메인 콘트롤 유닛(120)은 AC/DC 컨버터(110)에서 변환된 29.4V의 전압을 DC/DC 컨버터(150)에서 24V의 전압으로 변환시킨 후 캐패시터 모듈(160)로 공급되는 한편 DC 24V 운전 유닛(40)으로 드라이 진공 펌프의 운전 전원으로 공급되게 하는 것으로, 순간정전이나 일반정전(전압강하 포함)가 발생할 때 순간적으로 캐패시터 모듈(160)의 전원 공급이 이루어지게 하되 상기 캐패시터 모듈(160)의 캐패시터가 1mF ~ 500mF의 용량을 갖도록 하여, 100W 내외의 부하조건을 갖는 드라이 진공 펌프의 경우 정전시 100ms 이상의 운전이 이루어지도록 한다.
본 발명의 메인 콘트롤 유닛(120)에서 순간 정전 혹은 일반 정전(전압강하 포함) 상황 판단 및 리튬-이온 배터리 유닛(130)의 전원 변환이 진행 되는 상황에서 메인 콘트롤 유닛(120)의 처리속도와 처리 방식에 의해 지연시간이 발생할 수밖에 없으나, 본 발명에서는 이련 지연시간에 발생할 수 있는 전력 공급의 공백을 캐패시터 모듈(160)에서 댐퍼 역할과 같이 처리하게 된다.
즉, 본 발명은 순간정전이나 전압 강하시 캐패시터 모듈(160)에서 100ms이하 시간내의 구동이 이루어질 수 있도록 전원을 공급하고, 이 같이 캐패시터 전원이 공급되고 있는 동안에 메인 콘트롤 유닛(120)에서는 전압변화를 감지하여 리튬-이온 배터리 유닛(130)의 전원이 공급되게 함으로써, 결국 리튬-이온 배터리 모듈(130)의 용량인 10분 동안 정상적인 운전이 이루어지게 되며, 메인 콘트롤 유닛(120)에서 전압변화를 감지할 때 메인 콘트롤 보드(60)로 전원상태를 알림으로써 정전으로 인한 방전이 진행 중인지 정상적인 전원 공급으로 인한 비방전 중인지를 표시하는 한편 정상적인 재기동이 지원하는 동시에 드라이 진공 펌프의 파우더 배출 및 냉각기능을 유지할 수 있도록 한다.
본 발명의 캐패시터 모듈(160)과 리튬-이온 배터리 유닛(130)은 정전 시(순간정전 및 일반정전(전압강하 포함)(1~600Sec)에 기본 운영체계의 정상적 운영 전원 공급이 가능하여야 하고, 전원 전환 시 운영체계의 오프 조건보다 빠른 전원 스위칭 캐페시터 모듈(160)을 구성하여야 하고, 정전 방지 대응 리튬-이온 배터리 유닛(130)의 활성화시 상위 운영체계인 메인 콘트로 보드(60)로 전원 상태신호를 전달하여 표시가 이루어질 수 있도록 하여야 한다.
본 발명의 정전대응 배터리 장치를 적용한 진공 드라이 펌프는 균질화(Homogenisation), 응력 완화(Stress relieving), 정규화(Normalising), 경화(Hardening), 템퍼링(Tempering), 소결(Sintering), 어닐링(Annealing), 브레이징(Brazing), 침탄(Carburizing), 용융(Melting), 가스 배출(Out-gassing) 등의 용도에서 다양하게 사용될 수 있다.
10 : 드라이 진공 펌프 20 : 캐패시터 모듈
30 : AC/DC 컨버터 40 : DC 24V 운전 유닛
50 : DC/DC 컨버터 60 : 메인 콘트롤 보드
110 : AC/DC 컨버터 111 : PWM 전류 제한기
120 : 메인 콘트롤 유닛
130 : 리튬-이온 배터리 유닛 140 : BMS
150 : DC/DC 컨버터 160 : 캐패시터 모듈

Claims (6)

  1. 상용전원이 AC/DC 컨버터(30)에서 DC로 변환된 후 드라이 진공 펌프 구동용 DC 24V 운전 유닛(40)에 공급되는 한편 DC/DC 컨버터(50)에서 일정 전압으로 변환되어 메인 콘트롤 보드(60)로 공급됨에 있어서,
    입력측이 상용전원과 연결되어, 상용전원을 입력받아 DC로 변환하여 출력하는 AC/DC 컨버터(110);
    일측이 상기 AC/DC 컨버터(110)의 출력측에 연결되고, 타측이 상기 메인 콘트롤 보드(60)에 연결된 메인 콘트롤 유닛(120);
    상기 메인 콘트롤 유닛(120)에 연결된 리튬-이온 배터리 유닛(130);
    입력측이 상기 메인 콘트롤 유닛(120)에 연결되고, 출력측이 상기 DC 24V 운전 유닛(40)에 연결된 DC/DC 컨버터(150); 및
    상기 DC/DC 컨버터(150)의 출력 측 일측 라인에 일측이 연결되고 타측 라인에 타측이 연결된 캐패시터 모듈(160);을 포함하며,
    상용전원이 AC/DC 컨버터(110)에서 29.4V의 DC로 변환된 후 메인 콘트롤 유닛(120)에 공급되는 한편 7S 타입 리튬-이온 배터리 유닛(130)에서 충전되게 하고,
    상기 AC/DC 컨버터(110)에서 변환된 DC는 DC/DC 컨버터(150)에서 일정 전압으로 변환된 후 캐패시터 모듈(160)에 공급되는 한편 DC 24V 운전 유닛(40)에 공급되게 하고,
    상기 메인 콘트롤 유닛(120)은 메인 콘트롤 보드(60)로 전원상태 확인신호를 통신으로 인가하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 드라이 진공 펌프의 정전대응 배터리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 드라이 진공 펌프의 운전과정에서 순간정전이나 전압강하 발생 시 순간적으로 전원 공급이 이루어지는 캐패시터 모듈(160)은 100W 내외의 부하조건을 갖는 드라이 진공 펌프의 경우 정전 시 100ms 동안 운전이 이루어지는 용량을 갖고, 캐패시터 모듈(160)의 전원 공급이 이루어지는 상태에서 100W 내외의 부하조건을 갖는 드라이 진공 펌프의 경우 정전시 10분 이하 동안 운전이 이루어지는 용량을 갖는 리튬-이온 배터리 유닛(130)에서 전원 공급이 이루어지는 것을 특징으로 하는 드라이 진공 펌프의 정전대응 배터리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 드라이 진공 펌프의 운전과정에서 정전이 발생하는 순간 캐패시터 모듈(160)에서 전원이 공급되는 상태에서 메인 콘트롤 유닛(120)에서 전원 상태를 판단하여 정전으로 판단될 때 리튬-이온 배터리 모듈(130)에서 전원 공급이 이루어지는 것을 특징으로 하는 드라이 진공 펌프의 정전대응 배터리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 정전이 발생하여 리튬-이온 배터리 유닛(130)이 활성화 될 때 메인 콘트롤 유닛(120)은 전원 상태신호를 메인 콘트롤 보드(60)로 전달하여 재기동 지원과 함께 충전-비충전 상태 및 정상전원-비정상전원을 표시하는 것을 특징으로 하는 드라이 진공 펌프의 정전대응 배터리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 리튬-이온 배터리 유닛(130)에는 리튬-이온 배터리의 충전과 방전을 제어하는 BMS(140)를 구비하는 것을 특징으로 하는 드라이 진공 펌프의 정전대응 배터리 장치.
  6. 제1항에 있어서, AC/DC 컨버터(30)에서 변환된 24V의 DC는 PWM 전류 제한기(111)에서 전류 제한 된 후 메인 콘트롤 유닛(120)에 공급도는 한편 6S 타입 리튬-이온 배터리 유닛(130)에서 충전되게 하는 것을 특징으로 하는 드라이 진공 펌프의 정전대응 배터리 장치.
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KR20130088829A (ko) * 2010-06-14 2013-08-08 지이 에너지 파워 컨버션 테크놀로지 엘티디 Ｄｃ 에너지 저장 시스템 및 이를 작동시키는 방법
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