KR102339733B1 - 무선 트랙 연장 타입의 메인티넌스 리프트 장치 - Google Patents

무선 트랙 연장 타입의 메인티넌스 리프트 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선전원공급용 트랙케이블로부터 연장되는 연장트랙 케이블을 승하강하는 리프트 장치에 설치하되 그 연장트랙 케이블을 위한 별도의 전력변환 유닛의 구비없이 리프트 장치에 설치 가능하도록 하는 기술로서, 무선전원공급용 트랙케이블을 1차측으로 하고 리프트 장치에 설치되는 연장트랙 케이블을 2차측으로 하는 유도커플러를 구비하고 그 유도커플러가 리프트 장치의 승하강 동작과 연동하여 승하강하면서 트랙케이블의 1차측 전류로부터 2차측 전류를 유도하여 연장트랙 케이블에 제공하도록 하는 기술에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 메인트랙 케이블에 대해 기구적으로 독립된 이동 패턴을 갖는 연장트랙 케이블을 메인트랙 케이블에 비접촉으로 연결함에도 불구하고 연장트랙 케이블에 흐르는 고주파 전류와 메인트랙 케이블에 흐르는 고주파 전류의 동기화 케이블이나 이를 위한 통신 케이블 등을 배제할 수 있다는 장점이 있다.

Description

무선 트랙 연장 타입의 메인티넌스 리프트 장치 {maintenance lift device for wireless track extension type}
본 발명은 무선전원공급용 트랙케이블로부터 연장되는 연장트랙 케이블을 승하강하는 리프트 장치에 설치하되 그 연장트랙 케이블을 위한 별도의 전력변환 유닛의 구비없이 리프트 장치에 설치 가능하도록 하는 기술에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 본 발명은 무선전원공급용 트랙케이블을 1차측으로 하고 리프트 장치에 설치되는 연장트랙 케이블을 2차측으로 하는 유도커플러를 구비하고 그 유도커플러가 리프트 장치의 승하강 동작과 연동하여 승하강하면서 트랙케이블의 1차측 전류로부터 2차측 전류를 유도하여 연장트랙 케이블에 제공하도록 하는 기술에 관한 것이다.
건물 내의 상부에 설치된 상태로 복수의 대차(Vehicle)를 이송시키는 소위 OHT(overhead hoist transfer)는 대략 3m 내지 5m 정도의 높이에 설치되기 때문에 해당 대차들을 정기적으로 유지 보수하기 위해서는 OHT로부터 해당 대차들을 작업자가 컨트롤할 수 있는 정도의 높이(예: 0m 내지 1.5m)까지 일시적으로 하강시켜야 한다.
이처럼, OHT(overhead hoist transfer)에서 정기보수를 위한 대차들을 순차적으로 하강시키기 위해서는 그 OHT와 연동하여 동작할 수 있는 별도의 리프트 장치가 필요하다.
[도 1]은 종래기술에 따른 메인티넌스 리프트 장치를 도시한 예시도이다. [도 1]을 참조하면, 종래에는 메인트랙 케이블(10)에서 하나이상의 OHT 대차(1)가 움직이다가 예방정비가 필요한 경우 그 예방정비를 위한 OHT 대차(1')는 리프트 유닛(40) 쪽으로 이동한 후 리프트 유닛(40)의 하강 동작에 따라 [도 1]에서와 같이 하강한 후 예방정비를 마치면 다시 리프트 유닛(40)의 상승 동작에 따라 상방향으로 이동한 후 메인트랙 케이블(10)을 따라 이동할 수 있다.
여기서, 메인트랙 케이블(10) 상을 움직이는 OHT 대차(1)는 메인트랙 케이블(10)로부터 비접촉으로 전원을 공급받아 동작하는데, 이를 위해 고주파 인버터(20)가 메인트랙 케이블(10)에 연결된 상태로 그 메인트랙 케이블(10)에 고주파 전류를 흘리도록 구성된다.
이때, 리프트 유닛(40)에 OHT 대차(1')가 올라탄 경우에도 그 OHT 대차(1')에는 전원이 공급되어야 하기 때문에 리프트 유닛(40)에는 메인트랙 케이블(10)과 동일한 패턴의 메인티넌스 리프트 트랙 케이블(30)이 설치되어 있다.
그런데, 리프트 유닛(40)은 메인트랙 케이블(10)과는 기구적으로 독립된 상태에서 상하방향으로 동작하여야 하기 때문에 그 리프트 유닛(40)에 설치되는 메인티넌스 리프트 트랙 케이블(30)도 메인트랙 케이블(10)과 독립된 형태로 배치된다.
그 결과, 메인티넌스 리프트 트랙 케이블(30)이 메인트랙 케이블(10)과 별개로 고주파 전류를 공급받기 위해서는 메인트랙 케이블(10) 상의 고주파 인버터(20)와 별도로 메인티넌스 리프트 트랙 케이블(30) 상에도 고주파 전류 공급을 위한 메인티넌스 리프트 인버터(50)를 구비하여야 하는 문제점이 있다.
그리고, 메인트랙 케이블(10)이 고주파 인버터(20)로부터 고주파 전류를 제공받고 메인티넌스 리프트 트랙 케이블(30)이 메인티넌스 리프트 인버터(50)로부터 고주파 전류를 제공받도록 독립된 구조를 갖기 때문에 메인트랙 케이블(10)과 메인티넌스 리프트 트랙 케이블(30)에 흐르는 고주파 전류간의 동기화 및 그 동기화를 위한 통신도 필요하다.
그 결과, 그 동기화 및 통신을 위한 별도의 케이블들이 고주파 인버터(20)와 메인티넌스 리프트 인버터(50) 간에 연결되어야 하는 문제점도 있다.
이처럼, 메인트랙 케이블(10)에 고주파 전류를 공급하는 구성과 메인티넌스 리프트 트랙 케이블(30)에 고주파 전류를 공급하는 구성이 독립된 별개의 구성으로 이루어지기 때문에 리프트 유닛(40) 주변에 예컨대, 전원공급 케이블(61)이나 통신 케이블(62)과 같은 많은 수의 케이블이 구비되어야 한다.
이때, 리프트 유닛(40)이 [도 1]에서와 같이 승하강 운동을 하기 때문에 그 많은 수의 케이블이 접혔다 풀렸다 하면서 케이블의 내구성이 떨어지는 문제점도 발생한다.
그에 따라, 리프트 유닛에 탑재되는 메인티넌스 리프트 트랙 케이블이 별도의 메인티넌스 리프트 인버터를 통해 고주파 전류를 공급받는 패턴을 배제하고 메인트랙 케이블과 같이 고주파 인버터로부터 고주파 전류를 공급받도록 구성함으로써 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결할 수 있는 기술 구현이 요구된다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 별도의 전력변환 유닛(예: 고주파 인버터)의 구비없이 메인트랙 케이블의 1차측 전류로부터 유도되는 2차측 전류를 리프트 유닛 내의 연장트랙 케이블에 제공할 수 있는 무선 트랙 연장 타입의 메인티넌스 리프트 장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 리프트 유닛 내의 연장트랙 케이블에 고주파 전류를 공급하기 위해 소요될 수 있는 케이블의 양을 대폭 줄일 수 있는 무선 트랙 연장 타입의 메인티넌스 리프트 장치를 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 무선 트랙 연장 타입의 메인티넌스 리프트 장치는 외부로부터 공급되는 전류를 흘려 자신에 비접촉으로 탑재된 OHT 대차에 대해 무선으로 전력을 공급함에 따라 자신의 길이방향으로 상기 OHT 대차가 이동 가능하게 인터페이스하는 연장트랙 케이블(110); 연장트랙 케이블(110)과 OHT 대차를 공중에 부양 가능하게 지지한 상태로 연직 상하방향으로 움직이는 리프트 유닛(120); 리프트 유닛(120)의 측부에 연결된 상태로 자신의 내부를 비접촉으로 관통하는 메인트랙 케이블의 1차측 전류로부터 2차측 전류의 유도를 담당하며 리프트 유닛(120)의 연직 상하방향 이동에 연동하여 리프트 유닛(120)과 함께 연직 상하방향으로 움직이면서 정지 상태인 메인트랙 케이블의 길이 방향을 따라 메인트랙 케이블에 대해 비접촉으로 움직이는 유도 커플러(130); 유도 커플러(130)에 감긴 상태로 자신의 양단이 연장트랙 케이블(110)의 양단에 각각 연결되어 유도 커플러(130)에 의해 유도되는 2차측 전류를 연장트랙 케이블(110)에 전달하는 연장 유도선(140);을 포함하여 구성된다.
여기서, 유도 커플러(130)는, 제 1 코어블록(131); 제 1 코어블록(131)과 대향하여 배치되는 제 2 코어블록(132); 제 1 코어블록(131)의 일단부와 제 2 코어블록(132)의 일단부를 잇는 제 1 외곽브릿지(133); 제 1 외곽브릿지(133)와 대향하여 배치되며 제 1 코어블록(131)의 타단부와 제 2 코어블록(132)의 타단부를 잇는 제 2 외곽브릿지(134); 제 1 외곽브릿지(133)와 제 2 외곽브릿지(134)의 사이에서 제 1 코어블록(131)과 제 2 코어블록(132)을 잇는 미들브릿지(135);를 구비할 수 있다.
그리고, 제 1 외곽브릿지(133)와 미들브릿지(135) 사이에 대응하는 제 1 구획공간과 제 2 외곽브릿지(134)와 미들브릿지(135) 사이에 대응하는 제 2 구획공간에 대해 무한궤도 타입으로 이루어진 메인트랙 케이블이 비접촉으로 각각 끼워진 상태를 유지하도록 유도 커플러(130)가 동작함에 따라 메인트랙 케이블에 흐르는 1차측 전류로부터 유도 커플러(130)가 2차측 전류를 유도하도록 구성될 수 있다.
한편, 고주파 전류가 흐르는 1차측 고주파 케이블의 양단에 연결됨에 따라 1차측 고주파 케이블에 흐르는 전류가 흐르며 연직 하방으로 제 1 구획공간을 통해 유도 커플러(130)에 끼워진 후 미들브릿지(135)를 기준으로 터닝하여 연직 상방으로 제 2 구획공간을 통해 유도 커플러(130)에 재차 끼워짐에 따라 연직 상하방향으로 무한궤도 형태를 이루는 메인트랙 연장 케이블(210); 유도 커플러(130)의 연직 상하방향 이동 범위에서 유도 커플러(130)의 상한선보다 윗쪽에 대응하는 부분의 메인트랙 연장 케이블을 외부에 고정시키는 상부 고정홀더(220); 상부 고정홀더(220)와 협동으로 메인트랙 연장 케이블이 길이방향으로 텐션을 갖도록 유도 커플러(130)의 연직 상하방향 이동 범위에서 유도 커플러(130)의 하한선보다 아래쪽에 대응하는 부분의 메인트랙 연장 케이블을 외부에 고정시키는 하부 고정홀더(230);를 더 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 연장트랙 케이블(110)은 하나의 도선 라인에서 자신의 일단(이하, '타겟 일단부재'라 함)과 자신의 타단(이하, '타겟 타단부재'라 함)이 고정된 상태로 타겟 일단부재와 타겟 타단부재를 각 단부로 하는 도선이 자체적으로 n회 권선된 멀티 코어 패턴으로 이루어질 수 있다.
그리고, 타겟 일단부재와 타겟 타단부재가 연장 유도선(140)의 양단에 각각 연결됨에 따라 연장트랙 케이블(110)은 메인트랙 케이블의 1차측 전류로부터 유도 커플러(130)에 의해 유도되는 2차측 전류를 n배 증가시키도록 구성될 수 있다.
다른 한편, 연장트랙 케이블(110)에 흐르는 2차측 전류에 대응하는 1차측 전류가 흐르며 자신에 비접촉으로 탑재된 대차 부하에 대해 무선으로 전력을 공급함에 따라 대차 부하가 자신의 길이방향으로 이동 가능하게 인터페이스하는 메인트랙 케이블(240); 메인트랙 케이블(240)에 연결된 상태로 메인트랙 케이블(240)에 소정 대역폭의 고주파 전류를 공급하는 고주파 인버터(250); 메인트랙 케이블(240)에 대해 연장트랙 케이블(110)과 연장 유도선(140)이 연결됨에 따라 메인트랙 케이블(240)의 인덕턴스로부터 증가된 인덕턴스(이하, '인덕턴스 증가값'이라 함)에 대응하여 공진함으로써 인덕턴스 증가값을 보상하도록 연장 유도선(140)에 연결되는 보상 커패시터(260);를 더 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명은 고주파 전류를 흘리는 메인트랙 케이블에 비접촉으로 연장되는 연장트랙 케이블을 승하강하는 리프트 유닛에 장착하고 그 리프트 유닛의 승하강에 연동하여 승하강하면서 메인트랙 케이블의 1차측 전류로부터 2차측 전류를 유도하여 연장트랙 케이블에 전달하는 유도커플러를 구비함에 따라 별도의 전력변환 유닛(예: 고주파 인버터)을 구비하지 않고도 리프트 유닛에 탑재 가능한 연장트랙 케이블을 구현할 수 있다는 장점을 나타낸다.
또한, 본 발명은 메인트랙 케이블에 대해 기구적으로 독립된 이동 패턴을 갖는 연장트랙 케이블을 메인트랙 케이블에 비접촉으로 연결함에도 불구하고 연장트랙 케이블에 흐르는 고주파 전류와 메인트랙 케이블에 흐르는 고주파 전류의 동기화 케이블이나 이를 위한 통신 케이블 등을 배제할 수 있다는 장점도 나타낸다.
또한, 이처럼 동기화 케이블이나 통신 케이블을 채용하지 않음에 따라 리프트 유닛의 승하강에 따라 케이블이 접혔다 풀렸다 하면서 각종 케이블이 손상되는 문제점들을 해소하였다는 장점도 나타낸다.
[도 1]은 종래기술에 따른 메인티넌스 리프트 장치를 도시한 예시도,
[도 2]는 본 발명에 따른 무선 트랙 연장 타입의 메인티넌스 리프트 장치를 도시한 예시도,
[도 3]은 본 발명의 구성인 유도 커플러를 발췌하여 그 개략적인 단면을 확대 도시한 도면,
[도 4]는 본 발명의 구성인 연장트랙 케이블을 발췌하여 개략적으로 확대 도시한 도면,
[도 5]는 본 발명에 따른 메인티넌스 리프트 장치를 개략적으로 나타내고 구간별로 전류의 흐름을 표시한 예시도,
[도 6]은 [도 5]에서 연장 유도선에 보상 커패시터가 설치된 상태를 나타낸 도면,
[도 7]은 [도 6]에서 보상 커패시터 부분을 발췌하여 개략적인 회로도로 모델링한 예시도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
[도 2]는 본 발명에 따른 무선 트랙 연장 타입의 메인티넌스 리프트 장치를 도시한 예시도이고, [도 3]은 본 발명의 구성인 유도 커플러를 발췌하여 그 개략적인 단면을 확대 도시한 도면이고, [도 4]는 본 발명의 구성인 연장트랙 케이블을 발췌하여 개략적으로 확대 도시한 도면이다.
[도 2] 내지 [도 4]를 참조하면, 본 발명에 따른 무선 트랙 연장 타입의 메인티넌스 리프트 장치는 연장트랙 케이블(110), 리프트 유닛(120), 유도 커플러(130), 연장 유도선(140)을 포함하여 구성될 수 있다.
연장트랙 케이블(110)은 [도 2]를 참조하면 유도 커플러(130)에 의해 유도되는 2차측 전류를 흘려 자신에 비접촉으로 탑재된 OHT 대차(2')에 대해 무선으로 전력을 공급함에 따라 자신의 길이방향으로 OHT 대차(2')가 이동 가능하게 인터페이스한다.
리프트 유닛(120)은 [도 2]에서와 같이 자신의 내측에 탑재되는 연장트랙 케이블(110)과 함께 상하방향으로 승하강 동작을 한다.
이때, 리프트 유닛(120)은 연장트랙 케이블(110)의 길이방향을 따라 비접촉으로 이동하면서 그 연장트랙 케이블(110)로부터 전원을 공급받는 OHT 부하(2')를 하강시킴에 따라 [도 2] 상의 플로워에 위치한 작업자가 그 OHT 부하(2')를 예방정비할 수 있도록 한다.
이를 위해, 리프트 유닛(120)은 연장트랙 케이블(110)과 OHT 대차(2')를 공중에 부양 가능하게 지지한 상태로 연직 상하방향으로 움직일 수 있도록 구성되어야 한다. 이를 위한 리프트 유닛(120)의 구성과 동작 원리에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
여기서, 리프트 유닛(120)은 상하방향으로 움직여야만 하는데, 이와같이 리프트 유닛(120)이 상하방향으로 움직이는 경우 리프트 유닛(120)의 내측에 탑재된 연장트랙 케이블(110)도 함께 상하방향으로 움직여야 하는 상황에서 어떻게 메인트랙 케이블(240)에 흐르는 트랙전류와 동일한 수준의 트랙전류를 연장트랙 케이블(110)에 인가시킬 것인가의 해결과제가 있다.
이를 위해, 연장트랙 케이블(110)에 유도 커플러(130)를 연결시키고 이 유도 커플러(130)가 [도 2]에서와 같이 리프트 유닛(120)의 움직임에 연동하여 움직이면서 메인트랙 케이블(240)의 1차측 전류로부터 2차측 전류를 유도하여 연장트랙 케이블(110)에 전달하도록 구성하였다.
구체적으로, 유도 커플러(130)는 [도 2]에서와 같이 리프트 유닛(120)의 측부에 연결된 상태로 자신의 내부를 비접촉으로 관통하는 메인트랙 케이블(240)의 1차측 전류로부터 2차측 전류의 유도를 담당하며 리프트 유닛(120)의 연직 상하방향 이동에 연동하여 리프트 유닛(120)과 함께 연직 상하방향으로 움직이도록 구성될 수 있다.
이처럼, 유도 커플러(130)가 연직 상하방향으로 움직일 때 정지 상태인 메인트랙 케이블(240)의 길이 방향으로 메인트랙 케이블(240)에 대해 비접촉으로 움직임에 따라 자연적으로 메인트랙 케이블(240)의 1차측 전류가 유도 커플러(130)에 유도될 수 있다.
이를 위해, 유도 커플러(130)는 [도 3]에서와 같이 제 1 코어블록(131), 제 2 코어블록(132), 제 1 외곽브릿지(133), 제 2 외곽브릿지(134), 미들브릿지(135)를 구비함에 따라 무한궤도 형태의 메인트랙 연장 케이블(210)이 [도 2]에서와 같이 통과할 수 있도록 예컨대, [도 3]에서와 같이 제 1 구획공간(S1)과 제 2 구획공간(S2)을 구비하였다.
상세하게, 제 1 코어블록(131)은 [도 3]에서와 같이 하나의 블록 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 제 2 코어블록(132)도 [도 2]와 [도 3]에서와 같이 제 1 코어블록(131)과 유사한 형태로 형성되어 제 1 코어블록(131)과 대향하여 배치될 수 있다.
이어서, 제 1 외곽브릿지(133)는 [도 2]와 [도 3]에서와 같이 제 1 코어블록(131)의 일단부와 제 2 코어블록(132)의 일단부를 연결하는 형태로 구성될 수 있다.
이때, 제 2 외곽브릿지(134)는 [도 2]와 [도 3]에서와 같이 제 1 외곽브릿지(133)와 유사한 형태로 형성되어 제 1 외곽브릿지(133)와 대향하여 배치될 수 있으며 제 1 코어블록(131)의 타단부와 제 2 코어블록(132)의 타단부를 잇는 형태로 구성될 수 있다.
또한, 미들브릿지(135)는 [도 2]와 [도 3]에서와 같이 제 2 외곽브릿지(134)와 유사한 형태로 형성되어 제 1 외곽브릿지(133)와 제 2 외곽브릿지(134)의 사이에서 제 1 코어블록(131)과 제 2 코어블록(132)을 연결하는 형태로 구성될 수 있다.
여기서, 유도 커플러(130)의 구체적인 구조를 설명하기 위하여 제 1 코어블록(131), 제 2 코어블록(132), 제 1 외곽브릿지(133), 제 2 외곽브릿지(134), 미들브릿지(135)를 구분하여 설명하고 도시하였지만 유도 커플러(130) 전체를 원바디로 구성할 수도 있고 제 1 코어블록(131), 제 1 외곽브릿지(133), 제 2 외곽브릿지(134), 미들브릿지(135)를 원바디로 구성한 후 제 2 코어블록(132)을 접합하는 형태로 구현할 수도 있다.
이때, 제 1 외곽브릿지(133)와 미들브릿지(135) 사이에 대응하는 제 1 구획공간(S1)과 제 2 외곽브릿지(134)와 미들브릿지(135) 사이에 대응하는 제 2 구획공간(S2)에 대해 무한궤도 타입으로 이루어진 메인트랙 케이블(240) 또는 메인트랙 케이블(240)에 연결된 메인트랙 연장 케이블(210)이 [도 2]에서와 같이 비접촉으로 각각 끼워진 상태를 유지하면서 유도 커플러(130)가 상하방향으로 동작하도록 구성될 수 있다.
그 결과, 메인트랙 케이블(240)과 메인트랙 연장 케이블(210)에 흐르는 1차측 전류로부터 유도 커플러(130)가 비접촉된 상태로 2차측 전류를 유도할 수 있게 된다.
한편, 연장 유도선(140)은 [도 2]에서와 같이 유도 커플러(130)의 미들브릿지(135)에 복수 회 감긴 상태로 자신의 양단이 연장트랙 케이블(110)의 양단에 각각 연결될 수 있다.
그 결과, 연장 유도선(140)은 유도 커플러(130)에 의해 유도되는 2차측 전류를 연장트랙 케이블(110)에 전달할 수 있게 된다.
[도 4]는 본 발명의 구성인 연장트랙 케이블을 발췌하여 개략적으로 확대 도시한 도면이고, [도 5]는 본 발명에 따른 메인티넌스 리프트 장치를 개략적으로 나타내고 구간별로 전류의 흐름을 표시한 예시도이다.
[도 2]와 [도 4]를 참조하면, 연장트랙 케이블(110)은 하나의 도선 라인에서 자신의 일단(이하, '타겟 일단부재 : 111a'라 함)과 자신의 타단(이하, '타겟 타단부재 : 111b'라 함)이 고정된 상태로 타겟 일단부재(111a)와 타겟 타단부재(111b)를 각 단부로 하는 도선이 [도 4]에서와 같이 자체적으로 n회 권선된 멀티 코어 패턴으로 구성될 수 있다.
여기서, n은 자연수에 한정되지 않고 1.5와 같이 자연수와 소수의 합으로 이루어질 수도 있다.
이때, [도 2]와 [도 4]에서와 같이 연장트랙 케이블(110)의 타겟 일단부재(111a)와 타겟 타단부재(111b)가 연장 유도선(140)의 양단에 각각 연결됨에 따라 연장트랙 케이블(110)은 메인트랙 케이블(240)의 1차측 전류로부터 유도 커플러(130)에 의해 유도되는 2차측 전류를 n배 증가시킬 수 있다.
한편, 연장 유도선(140)이 유도 커플러(130)에 [도 2]에서와 같이 m회 권선되면 [도 5]에서와 같이 유도 커플러(130)에 의해 유도되는 2차측 전류는 메인트랙 케이블(240)에 흐르는 전류보다 1/m로 감소된다.
즉, [도 5]에서와 같이 메인트랙 케이블(240)에 흐르는 1차측 전류(i1)가 80A이고 유도 커플러(130)에 대한 연장 유도선(140)의 권선수(Ncore)가 8 turns이면 유도 커플러(130)에 의해 유도되는 2차측 전류(i2)는 80A의 1/8인 10A가 되는 것이다.
여기서도, m은 자연수에 한정되지 않고 1.5와 같이 자연수와 소수의 합으로 이루어질 수도 있다. 이는 1.5 turn과 같이 연장 유도선(140)이 유도 커플러(130)에 1.5회 권선된 경우를 들 수 있다.
이어서, 앞서 살펴 본 바와 같이 연장트랙 케이블(110)의 타겟 일단부재(111a)와 타겟 타단부재(111b)를 각 단부로 하는 도선이 [도 4]에서와 같이 자체적으로 감긴 권선수(Ncable)가 8 turns이면 10A인 2차측 전류(i2)는 연장트랙 케이블(110) 상에서는 8배 증가하게 되어 결과적으로 다시 메인트랙 케이블(240) 상의 1차측 전류(i1)와 동일한 80A의 전류(i3)를 흘리게 된다.
이처럼, 유도 커플러(130)에 권선되는 권선수(Ncore)와 연장트랙 케이블(110) 상에서 자체적으로 권선되는 권선수(Ncable)를 조정함으로써 메인트랙 케이블(240) 상의 1차측 전류(i1)를 그대로 연장트랙 케이블(110) 상에 흐르는 전류(i3)로 유도시킬 수 있으면서도 유도 커플러(130)와 연장 유도선(140)을 경유하는 과정에서는 상대적으로 낮은 전류(i2)를 흘림에 따라 유도 커플러(130)에서의 저항으로 인한 열발생을 억제할 수 있게 된다.
다른 한편, 본 발명에 따른 무선 트랙 연장 타입의 메인티넌스 리프트 장치는 메인트랙 연장 케이블(210), 상부 고정홀더(220), 하부 고정홀더(230), 메인트랙 케이블(240), 고주파 인버터(250)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
메인트랙 연장 케이블(210)은 [도 2]와 [도 3]에서와 같이 고주파 전류가 흐르는 1차측 고주파 케이블로서의 메인트랙 케이블(240) 양단에 연결됨에 따라 메인트랙 케이블(240)에 흐르는 전류가 흐르며 [도 2]에서와 같이 연직 하방으로 제 1 구획공간(S1)을 통해 유도 커플러(130)에 끼워진 후 [도 3] 상의 미들브릿지(135)를 기준으로 [도 2]에서와 같이 터닝하여 연직 상방으로 제 2 구획공간(S2)을 통해 유도 커플러(130)에 재차 끼워짐에 따라 메인트랙 연장 케이블(210)은 연직 상하방향으로 무한궤도 형태를 이룬다.
상부 고정홀더(220)는 유도 커플러(130)의 연직 상하방향 이동 범위에서 [도 2]에서와 같이 유도 커플러(130)의 상한선보다 윗쪽에 대응하는 부분의 메인트랙 연장 케이블(210)을 외부에 고정시킨다.
하부 고정홀더(230)는 상부 고정홀더(220)와 협동으로 메인트랙 연장 케이블(210)이 길이방향으로 텐션을 갖도록 유도 커플러(130)의 연직 상하방향 이동 범위에서 [도 2]에서와 같이 유도 커플러(130)의 하한선보다 아래쪽에 대응하는 부분의 메인트랙 연장 케이블(210)을 외부에 고정시킨다.
이처럼, [도 2]에서와 같이 상부 고정홀더(220)와 하부 고정홀더(230)가 메인트랙 연장 케이블(210)을 상하방향으로 팽팽하게 고정시킴에 따라 유도 커플러(130)가 상하방향으로 팽팽한 상태의 메인트랙 연장 케이블(210)에 비접촉으로 끼워진 후에는 그 유도 커플러(130)가 연직 상하방향으로 움직이기만 하면 유도 커플러(130)는 메인트랙 연장 케이블(210)에 비접촉된 상태를 유지하면서 그 메인트랙 연장 케이블(210)에 흐르는 1차측 전류로부터 2차측 전류를 유도할 수 있게 된다.
이때, 메인트랙 케이블(240)은 연장트랙 케이블(110)에 흐르는 2차측 전류에 대응하는 [도 5] 상의 1차측 전류(i1)가 흐르며 자신에 비접촉으로 탑재된 대차 부하인 [도 2] 상의 OHT 대차(2)에 대해 무선으로 전력을 공급함에 따라 그 OHT 대차(2)가 자신의 길이방향으로 이동 가능하게 인터페이스한다.
그리고, 고주파 인버터(250)는 [도 2]와 [도 5]에서와 같이 메인트랙 케이블(240)에 연결된 상태로 메인트랙 케이블(240)에 소정 대역폭의 고주파 전류를 공급하도록 구성된다.
[도 6]은 [도 5]에서 연장 유도선에 보상 커패시터가 설치된 상태를 나타낸 도면이고, [도 7]은 [도 6]에서 보상 커패시터 부분을 발췌하여 개략적인 회로도로 모델링한 예시도이다.
[도 6]과 [도 7]을 참조하면, 본 발명에 따른 무선 트랙 연장 타입의 메인티넌스 리프트 장치는 보상 커패시터(260)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
보상 커패시터(260)는 [도 6]과 [도 7]에서와 같이 연장 유도선(140)에 장착될 수 있다.
즉, 메인트랙 케이블(240)에 대해 연장트랙 케이블(110)과 연장 유도선(140)이 연결됨으로 인해 메인트랙 케이블(240)의 인덕턴스로부터 증가된 인덕턴스(이하, '인덕턴스 증가값'이라 함)를 보상 커패시터(260)가 보상한다.
예컨대, [도 5] 상의 고주파 인버터(250)는 메인트랙 케이블(240)의 인덕턴스값을 감안하여 메인트랙 케이블(240) 상에서 최적의 공진이 발생할 수 있도록 고주파 전류를 그 메인트랙 케이블(240)에 흘린다.
그런데, 메인트랙 케이블(240)에는 유도 커플러(130)를 매개로 하여 연장 유도선(140)과 연장트랙 케이블(110)이 연결되어 있지만, 고주파 인버터(250)는 애초에 설정된 패턴으로 고주파 전류를 메인트랙 케이블(240)에 흘린다.
결과적으로, 메인트랙 케이블(240) 상의 인덕턴스에 더하여 연장 유도선(140)과 연장트랙 케이블(110)에 대응하는 케이블 상의 자체 인덕턴스값이 증가하게 되므로 고주파 인버터(250)로부터 공급되는 고주파 전류가 연장 유도선(140)이나 연장트랙 케이블(110)에서도 제대로 공진하기 위해서는 그 '인덕턴스 증가값'에 대응하는 커패시턴스를 보상해 주어야 한다.
이를 위해, [도 6]과 [도 7]에서와 같이 보상 커패시터(260)가 연장 유도선(140)에 장착되었다.
한편, [도 7]에서와 같이 보상 커패시터(260)의 크기(C)는 아래의 수학식으로 나타낼 수 있다.
Figure 112020049688113-pat00001
(여기서, C는 '보상 커패시터(260)'를 나타내고, f는 주파수를 나타내며 L110은 연장 유도선(140)과 연장트랙 케이블(110)에 대응하는 '인덕턴스 증가값'을 나타낸다.)
1, 1', 2, 2' : OHT 대차
10 : 메인트랙 케이블
20 : 고주파 인버터
30 : 메인티넌스 리프트 트랙 케이블
40 : 리프트 유닛
50 : 메인티넌스 리프트 인버터
61 : 전원공급 케이블
62 : 통신 케이블
110 : 연장트랙 케이블
111a : 소선 일단부재
111b : 소선 타단부재
112 : 피복
120 : 리프트 유닛
130 : 유도 커플러
131 : 제 1 코어블록
132 : 제 2 코어블록
133 : 제 1 외곽브릿지
134 : 제 2 외곽브릿지
135 : 미들브릿지
140 : 연장 유도선
210 : 메인트랙 연장 케이블
220 : 상부 고정홀더
230 : 하부 고정홀더
240 : 메인트랙 케이블
250 : 고주파 인버터
260 : 보상 커패시터
S1 : 제 1 구획공간
S2 : 제 2 구획공간
T : 터미널박스

Claims (5)

  1. 외부로부터 공급되는 전류를 흘려 자신에 비접촉으로 탑재된 OHT 대차에 대해 무선으로 전력을 공급함에 따라 자신의 길이방향으로 상기 OHT 대차가 이동 가능하게 인터페이스하는 연장트랙 케이블(110);
    상기 연장트랙 케이블(110)과 상기 OHT 대차를 공중에 부양 가능하게 지지한 상태로 연직 상하방향으로 움직이는 리프트 유닛(120);
    상기 리프트 유닛(120)의 측부에 연결된 상태로 자신의 내부를 비접촉으로 관통하는 메인트랙 케이블의 1차측 전류로부터 2차측 전류의 유도를 담당하며 상기 리프트 유닛(120)의 연직 상하방향 이동에 연동하여 상기 리프트 유닛(120)과 함께 연직 상하방향으로 움직이면서 정지 상태인 메인트랙 케이블의 길이 방향을 따라 메인트랙 케이블에 대해 비접촉으로 움직이는 유도 커플러(130);
    상기 유도 커플러(130)에 감긴 상태로 자신의 양단이 상기 연장트랙 케이블(110)의 양단에 각각 연결되어 상기 유도 커플러(130)에 의해 유도되는 2차측 전류를 상기 연장트랙 케이블(110)에 전달하는 연장 유도선(140);
    을 포함하여 구성되고,
    상기 유도 커플러(130)는,
    제 1 코어블록(131);
    상기 제 1 코어블록(131)과 대향하여 배치되는 제 2 코어블록(132);
    상기 제 1 코어블록(131)의 일단부와 상기 제 2 코어블록(132)의 일단부를 잇는 제 1 외곽브릿지(133);
    상기 제 1 외곽브릿지(133)와 대향하여 배치되며 상기 제 1 코어블록(131)의 타단부와 상기 제 2 코어블록(132)의 타단부를 잇는 제 2 외곽브릿지(134);
    상기 제 1 외곽브릿지(133)와 상기 제 2 외곽브릿지(134)의 사이에서 상기 제 1 코어블록(131)과 상기 제 2 코어블록(132)을 잇는 미들브릿지(135);
    를 구비하고,
    상기 제 1 외곽브릿지(133)와 상기 미들브릿지(135) 사이에 대응하는 제 1 구획공간과 상기 제 2 외곽브릿지(134)와 상기 미들브릿지(135) 사이에 대응하는 제 2 구획공간에 대해 무한궤도 타입으로 이루어진 메인트랙 케이블이 비접촉으로 각각 끼워진 상태를 유지하도록 상기 유도 커플러(130)가 동작함에 따라 메인트랙 케이블에 흐르는 1차측 전류로부터 상기 유도 커플러(130)가 2차측 전류를 유도하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 트랙 연장 타입의 메인티넌스 리프트 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    고주파 전류가 흐르는 1차측 고주파 케이블의 양단에 연결됨에 따라 상기 1차측 고주파 케이블에 흐르는 전류가 흐르며 연직 하방으로 상기 제 1 구획공간을 통해 상기 유도 커플러(130)에 끼워진 후 상기 미들브릿지(135)를 기준으로 터닝하여 연직 상방으로 상기 제 2 구획공간을 통해 상기 유도 커플러(130)에 재차 끼워짐에 따라 연직 상하방향으로 무한궤도 형태를 이루는 메인트랙 연장 케이블(210);
    상기 유도 커플러(130)의 연직 상하방향 이동 범위에서 상기 유도 커플러(130)의 상한선보다 윗쪽에 대응하는 부분의 상기 메인트랙 연장 케이블을 외부에 고정시키는 상부 고정홀더(220);
    상기 상부 고정홀더(220)와 협동으로 상기 메인트랙 연장 케이블이 길이방향으로 텐션을 갖도록 상기 유도 커플러(130)의 연직 상하방향 이동 범위에서 상기 유도 커플러(130)의 하한선보다 아래쪽에 대응하는 부분의 상기 메인트랙 연장 케이블을 외부에 고정시키는 하부 고정홀더(230);
    를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 트랙 연장 타입의 메인티넌스 리프트 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 연장트랙 케이블(110)은 하나의 도선 라인에서 자신의 일단(이하, '타겟 일단부재'라 함)과 자신의 타단(이하, '타겟 타단부재'라 함)이 고정된 상태로 상기 타겟 일단부재와 상기 타겟 타단부재를 각 단부로 하는 도선이 자체적으로 n회 권선된 멀티 코어 패턴으로 이루어지고,
    상기 타겟 일단부재와 상기 타겟 타단부재가 상기 연장 유도선(140)의 양단에 각각 연결됨에 따라 상기 연장트랙 케이블(110)은 메인트랙 케이블의 1차측 전류로부터 상기 유도 커플러(130)에 의해 유도되는 2차측 전류를 n배 증가시키는 것을 특징으로 하는 무선 트랙 연장 타입의 메인티넌스 리프트 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 연장트랙 케이블(110)에 흐르는 2차측 전류에 대응하는 1차측 전류가 흐르며 자신에 비접촉으로 탑재된 대차 부하에 대해 무선으로 전력을 공급함에 따라 상기 대차 부하가 자신의 길이방향으로 이동 가능하게 인터페이스하는 메인트랙 케이블(240);
    상기 메인트랙 케이블(240)에 연결된 상태로 상기 메인트랙 케이블(240)에 소정 대역폭의 고주파 전류를 공급하는 고주파 인버터(250);
    상기 메인트랙 케이블(240)에 대해 상기 연장트랙 케이블(110)과 상기 연장 유도선(140)이 연결됨에 따라 상기 메인트랙 케이블(240)의 인덕턴스로부터 증가된 인덕턴스(이하, '인덕턴스 증가값'이라 함)에 대응하여 공진함으로써 상기 인덕턴스 증가값을 보상하도록 상기 연장 유도선(140)에 연결되는 보상 커패시터(260);
    를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 트랙 연장 타입의 메인티넌스 리프트 장치.
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