KR102457719B1 - 멀티모터구동시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 멀티모터구동시스템에 관한 것으로서, 다수의 모터와, 전력계통과 상기 모터 사이에 배치되어 상기 전력계통의 전원을 이용하여 상기 모터의 구동전압을 출력하는 모터구동부와, 상기 모터구동부의 구동전압출력동작을 제어하는 제어부를 갖는 멀티모터구동시스템에 있어서, 상기 모터구동부의 출력단에 연결된 공통급전선과 상기 공통급전선과 상기 모터 각각을 병렬로 연결하는 분기급전선을 구비한 모터급전선과, 상기 공통급전선과 상기 모터구동부에 전기적으로 연결되도록 설치되어 상기 공통급전선과 상기 모터구동부 사이의 전기적 연결을 개폐하는 주차단기와, 상기 분기급전선과 상기 모터에 전기적으로 연결되도록 하나씩 설치되어 상기 분기급전선과 상기 모터 사이의 전기적 연결을 개폐하는 분기차단기와, 상기 제어부로부터 상기 분기차단기의 개폐정보가 입력된 후 테스트전압을 상기 공통급전선에 인가하고 상기 공통급전선에 테스트전압이 인가된 상태에서 상기 공통급전선에 흐르는 전류를 검출하고 상기 검출된 전류의 크기, 상기 테스트전압의 크기 및 상기 제어부로부터 입력되는 상기 분기차단기의 개폐정보에 기초하여 상기 모터의 절연상태양부를 판단하고 그 판단결과를 상기 제어부에 제공하는 절연상태판단부를 포함하고; 상기 제어부는 상기 공통급전선과 상기 모터구동부 사이의 전기적 연결이 개방(Open)되도록 상기 주차단기를 제어하고, 상기 주차단기가 개방된 상태에서 상기 모터 중 적어도 하나가 상기 분기급전선에 전기적으로 연결되도록 상기 분기차단기를 제어하는 분기차단기제어단계와 상기 분기차단기의 개폐정보를 상기 절연상태판단부에 제공하는 차단기개폐정보제공단계를 상기 모터 전체에 대한 절연상태양부 판단 결과가 확보될 때까지 반복 실시하고, 상기 모터 전체에 대한 절연상태양부의 판단결과에 기초하여 상기 모터 중 절연상태가 양호한 모터에 연결된 분기차단기는 클로즈(Close)되고 절연상태가 불량한 모터에 연결된 분기차단기는 개방(Open)되도록 상기 분기차단기를 제어하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 하나의 모터구동부를 사용하여 복수의 모터를 구동시킬 수 있고, 하나의 모터구동부에 의해 복수의 모터가 구동될 때 발생할 수 있는 문제를 해결할 수 있다..

Description

멀티모터구동시스템{Multi-Motor Driving System}
본 발명은 멀티모터구동시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 팬 등과 같이 회전력이 필요한 장치를 회전시키는 다수의 모터와, 모터에 동작전압을 인가하는 모터구동부와, 모터구동부의 동작을 제어하는 제어부를 구비한 멀티모터구동시스템에 관한 것이다.
선박의 엔진실과 같이 밀폐된 공간은 온도 유지, 작업환경 개선, 산소공급 등을 위해 환기설비가 설치된다.
환기설비 중에는 팬의 날개를 회전시킬 때 발생하는 공기의 흐름을 이용하여 밀폐공간 내부와 외부 사이에 공기를 순환시키는 방식을 채용한 것이 있다. 환기설비의 팬을 다수개 설치하면 환기량을 증가시킬 수 있다.
다수개의 팬을 갖는 환기설비에는 각 팬을 하나씩 회전시키는 모터와, 모터에 구동전압을 출력하는 모터구동부(Motor Driver)와, 모터구동부의 구동전압출력동작을 제어하는 제어부를 구비한 멀티모터구동시스템이 안출되어 사용되고 있다.
멀티모터구동시스템은 환기설비이외 배수설비 등과 같이 다수개의 모터를 이용하는 다른 분야에서도 사용된다.
도11은 종래 멀티모터구동시스템의 전체구성도이다.
종래의 멀티모터구동시스템은, 도11에 도시된 바와 같이, 다수의 모터(111)와, 전력계통(203)과 모터(111) 사이에 배치된 다수의 모터구동부(112, Motor Driver)와, 각 모터구동부(112)와 모터(111) 사이를 전기적으로 연결하는 모터급전선(113)과, 엔진(202)의 엔진축에 설치된 엔진회전속도검출센서(121)와, 엔진회전속도검출센서(121)의 검출값에 기초하여 모터구동부(112)의 구동전압출력동작을 제어하는 제어부(118)를 갖고 있다.
모터(111)는 유도 모터 등과 같이 모터구동전압의 주파수에 따라 회전수가 달라지는 것을 사용한다.
각 모터구동부(112)는 계통급전선을 통해 전력계통(203)에 전기적으로 연결된다.
모터구동부(112)는 인버터를 사용하여 구현된다.
모터급전선(113)은 각 모터구동부(112)를 모터(111)에 전기적으로 연결한다.
엔진회전속도검출센서(121)는 메인엔진(202) 또는 발전기엔진(203)의 엔진축의 회전속도를 검출하여 제어부(118)에 제공한다.
제어부(118)는 엔진회전속도검출센서(121)로부터 입력되는 엔진축회전속도검출값이 크면 클수록 높은 주파수의 모터구동전압이 출력되도록 각 모터구동부(112)를 제어한다.
제어부(118)는 각 모터구동부(112)로부터 각각 다른 크기의 주파수를 갖는 모터구동전압이 출력되도록 각 모터구동부(112)를 제어할 수 있다.
그런데 종래의 멀티모터구동시스템에 따르면, 모터구동부(112)가 각 모터(111)에 일 대 일로 마련되기 때문에 시스템이 복잡하고 설치비용이 증가한다는 문제점이 있었다.
관련 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1536193호(등록일자: 2015년 07월 07일, 발명의 명칭: 선박의 엔진 부하를 이용한 엔진룸 팬주기 자동 제어 시스템 및 그 방법)가 있으며, 상기 선행 문헌에는 위에서 설명한 종래의 멀티모터구동시스템에 관한 기술이 개시되어 있다.
따라서 본 발명의 목적은, 하나의 모터구동부를 사용하여 복수의 모터를 구동시킬 수 있고, 하나의 모터구동부에 의해 복수의 모터가 구동될 때 발생할 수 있는 문제를 해결할 수 있도록 한 멀티모터구동시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 다수의 모터와, 전력계통과 상기 모터 사이에 배치되어 상기 전력계통의 전원을 이용하여 상기 모터의 구동전압을 출력하는 모터구동부와, 상기 모터구동부의 구동전압출력동작을 제어하는 제어부를 갖는 멀티모터구동시스템에 있어서, 상기 모터구동부의 출력단에 연결된 공통급전선과 상기 공통급전선과 상기 모터 각각을 병렬로 연결하는 분기급전선을 구비한 모터급전선과, 상기 공통급전선과 상기 모터구동부에 전기적으로 연결되도록 설치되어 상기 공통급전선과 상기 모터구동부 사이의 전기적 연결을 개폐하는 주차단기와, 상기 분기급전선과 상기 모터에 전기적으로 연결되도록 하나씩 설치되어 상기 분기급전선과 상기 모터 사이의 전기적 연결을 개폐하는 분기차단기와, 상기 제어부로부터 상기 분기차단기의 개폐정보가 입력된 후 테스트전압을 상기 공통급전선에 인가하고 상기 공통급전선에 테스트전압이 인가된 상태에서 상기 공통급전선에 흐르는 전류를 검출하고 상기 검출된 전류의 크기, 상기 테스트전압의 크기 및 상기 제어부로부터 입력되는 상기 분기차단기의 개폐정보에 기초하여 상기 모터의 절연상태양부를 판단하고 그 판단결과를 상기 제어부에 제공하는 절연상태판단부를 포함하고; 상기 제어부는 상기 공통급전선과 상기 모터구동부 사이의 전기적 연결이 개방(Open)되도록 상기 주차단기를 제어하고, 상기 주차단기가 개방된 상태에서 상기 모터 중 적어도 하나가 상기 분기급전선에 전기적으로 연결되도록 상기 분기차단기를 제어하는 분기차단기제어단계와 상기 분기차단기의 개폐정보를 상기 절연상태판단부에 제공하는 차단기개폐정보제공단계를 상기 모터 전체에 대한 절연상태양부 판단 결과가 확보될 때까지 반복 실시하고, 상기 모터 전체에 대한 절연상태양부의 판단결과에 기초하여 상기 모터 중 절연상태가 양호한 모터에 연결된 분기차단기는 클로즈(Close)되고 절연상태가 불량한 모터에 연결된 분기차단기는 개방(Open)되도록 상기 분기차단기를 제어하는 것을 특징으로 하는 멀티모터구동시스템 또는 상기 모터구동부의 출력단에 연결된 공통급전선과 상기 공통급전선과 상기 모터 각각을 병렬로 연결하는 분기급전선을 구비한 모터급전선과, 상기 공통급전선과 상기 모터구동부에 전기적으로 연결되도록 설치되어 상기 공통급전선과 상기 모터구동부 사이의 전기적 연결을 개폐하는 주차단기와, 상기 분기급전선과 상기 모터에 전기적으로 연결되도록 하나씩 설치되어 상기 분기급전선과 상기 모터 사이의 전기적 연결을 개폐하는 분기차단기와, 상기 제어부로부터 상기 분기차단기의 개폐정보가 입력된 후 테스트전류를 상기 공통급전선에 인가하고 상기 공통급전선에 테스트전류가 인가된 상태에서 상기 분기급전선의 전압을 검출하고 상기 검출된 전압의 크기, 상기 테스트전류의 크기 및 상기 제어부로부터 입력되는 상기 분기차단기의 개폐정보에 기초하여 상기 모터의 절연상태양부를 판단하고 그 판단결과를 상기 제어부에 제공하는 절연상태판단부를 포함하고; 상기 제어부는 상기 공통급전선과 상기 모터구동부 사이의 전기적 연결이 개방(Open)되도록 상기 주차단기를 제어하고, 상기 주차단기가 개방된 상태에서 상기 모터 중 적어도 하나가 상기 분기급전선에 전기적으로 연결되도록 상기 분기차단기를 제어하는 분기차단기제어단계와 상기 분기차단기의 개폐정보를 상기 절연상태판단부에 제공하는 차단기개폐정보제공단계를 상기 모터 전체에 대한 절연상태양부 판단 결과가 확보될 때까지 반복 실시하고, 상기 모터 전체에 대한 절연상태양부의 판단결과에 기초하여 상기 모터 중 절연상태가 양호한 모터에 연결된 분기차단기는 클로즈(Close)되고 절연상태가 불량한 모터에 연결된 분기차단기는 개방(Open)되도록 상기 분기차단기를 제어하는 것을 특징으로 하는 멀티모터구동시스템에 의해 달성된다.
여기서 모터 전체에 대한 절연상태양부를 판단시간을 감소시킬 수 있도록, 상기 모터는 복수개의 모터연결그룹으로 그룹핑되고; 상기 분기차단기제어단계는 상기 모터연결그룹에 속하는 모든 모터가 상기 분기급전선에 전기적으로 연결되도록 상기 분기차단기를 제어하는 그룹전체분기차단기제어단계와 상기 모터연결그룹에 속하는 모터 중 적어도 하나의 모터가 상기 분기급전선에 전기적으로 연결되도록 상기 분기차단기를 제어하는 그룹일부분기차단기제어단계를 포함하고, 상기 차단기개폐정보제공단계는 상기 그룹전체분기차단기제어단계와 상기 그룹일부분기차단기제어단계에 각각 대응하여 이루어지고; 상기 그룹전체분기차단기제어단계와 상기 그룹일부분기차단기제어단계는 상기 모터그룹 각각에 대해 이루어지고; 상기 그룹일부분기차단기제어단계는 각 모터그룹에 속하는 모터 전체에 대한 절연상태양부 판단 결과가 확보될 때까지 반복 실시하는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명에 따르면, 모터구동부에서 모터로 구동전압이 출력되기 전 모터 전체에 대한 절연상태양부를 판단하고 그 판단결과에 기초하여 모터 중 절연상태가 양호한 모터에 연결된 분기차단기는 클로즈(Close)되고 절연상태가 불량한 모터에 연결된 분기차단기는 개방(Open)되도록 분기차단기를 제어함으로써, 하나의 모터구동부를 사용하여 복수의 모터를 구동시킬 수 있고, 하나의 모터구동부에 의해 복수의 모터가 구동될 때 발생할 수 있는 문제점 즉, 절연상태가 불량한 모터에는 과전류가 흐르고 절연상태가 양호한 모터에는 정격전류에 훨씬 못미치는 전류가 흐르고 절연상태가 불량한 모터의 하우징을 통해 많은 누설전류가 흐른다는 문제점을 해결할 수 있게 된다. 이러한 문제점이 해결되면 절연상태가 양호한 모터의 구동중단, 모터의 손상, 안전사고발생, 화재발생 등을 방지할 수 있게 된다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티모터구동시스템의 전체구성도,
도2는 도1에 도시된 전체구성도 중 모터급전선 일부영역의 상세도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티모터구동시스템의 제어 흐름도,
도4 내지 도9는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티모터구동시스템의 동작을 설명하기 위한 도면,
도10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티모터구동시스템의 전체구성도 및 그 동작을 설명하기 위한 도면,
도11은 종래 멀티모터구동시스템의 전체구성도이다.
이하에서, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티모터구동시스템의 전체구성도이고, 도2는 도1에 도시된 전체구성도 중 모터급전선 일부영역의 상세도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티모터구동시스템은, 이들 도면에 도시된 바와 같이, 다수의 모터(11)와, 전력계통(203)과 모터(11) 사이에 배치된 모터구동부(12)와, 모터구동부(12, Motor Driver)와 모터(11) 사이를 전기적으로 연결하는 모터급전선(13)과, 모터급전선(13)과 모터구동부(12)에 전기적으로 연결되도록 설치된 주차단기(14)와, 모터급전선(13)과 모터(11)에 전기적으로 연결되도록 하나씩 설치된 분기차단기(15)와, 모터(11)의 절연상태를 판단하는 절연상태판단부(17)와, 모터구동부(12)의 구동전압출력동작, 주차단기(14)의 개폐동작, 분기차단기(15)의 개폐동작, 절연상태판단부(17)의 절연상태판단동작을 제어하는 제어부(18)를 갖고 있다.
각 모터(11)는 유도 모터 등과 같이 모터구동전압의 크기, 주파수에 따라 회전수가 달라지는 것을 사용할 수 있다.
각 모터(11)는 함체 등을 통해 접지된다.
모터(11)는 복수개의 모터연결그룹으로 그룹핑된다.
모터구동부(12)는 계통급전선을 통해 전력계통(203)에 전기적으로 연결된다.
전력계통(203)은 3상 전력계통이 될 수 있고, 선박에 마련될 수 있다.
모터구동부(12)는 VFD, VVVF, 인버터 등 전력계통(203)의 전원을 이용하여 주파수 또는 크기를 달리하는 모터구동전압을 생성하여 모터(11)에 공급한다.
모터급전선(13)은 모터구동부(12)의 출력단에 연결된 공통급전선(13a)과, 공통급전선(13a)과 모터(11) 각각을 병렬로 연결하는 분기급전선(13b)을 갖고 있다.
주차단기(14)는 공통급전선(13a)과 모터구동부(12) 사이를 전기적으로 연결하도록 설치되어 공통급전선(13a)과 모터구동부(12) 사이의 전기적 연결을 개폐한다. 주차단기(14)는 3상 차단기(상선 3개가 함께 개폐되는 구조) 등을 사용할 수 있다.
각 분기차단기(15)는 분기급전선(13b)과 모터(11) 사이를 전기적으로 연결하도록 설치되어 분기급전선(13b)과 모터(11) 사이의 전기적 연결을 개폐한다. 분기차단기(15)는 3상 차단기 등을 사용할 수 있다.
각 분기차단기(15)는 분기급전선(13b)을 통해 과전류가 유입될 때 모터(11)와 분기급전선(13b) 사이의 전기적 연결을 차단할 수 있도록 트립(TRIP) 기능을 갖는 것이 바람직하다.
절연상태판단부(17)는 공통급전선(13a) 중 한 상에 전기적으로 연결된다(도2 참조).
절연상태판단부(17)는 제어부(18)로부터 분기차단기(15)의 개폐정보가 입력된 후 테스트전압을 공통급전선(13a)에 인가하고, 공통급전선(13a)에 테스트전압이 인가된 상태에서 공통급전선(13a)에 흐르는 전류를 검출한다.
그리고 절연상태판단부(17)는 검출된 전류의 크기, 테스트전압의 크기 및 제어부(18)로부터 입력되는 분기차단기(15)의 개폐정보에 기초하여 모터(11)의 절연상태양부를 판단하고, 그 판단결과를 제어부(18)에 제공한다.
제어부(18)에는 주차단기(14), 분기차단기(15), 모터구동부(12) 및 절연상태판단부(17)가 전기적으로 연결된다.
본 발명의 일 실시예에 따라 각 모터(11)에 대한 절연상태양부를 판단하는 과정을 도3 내지 도9를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 설명의 편의를 위해 모터(11)는 모터연결그룹 "A"를 포함하는 복수개의 모터연결그룹으로 그룹핑되고, 모터연결그룹 "A"에는 모터 a1, a2, a3가 포함되어 있는 것으로 한다.
먼저 제어부(18)는 공통급전선(13a)과 모터구동부(12) 사이의 전기적 연결이 개방(Open)되도록 주차단기(14)를 제어한다(S11, 도4 참조).
다음에 제어부(18)는 주차단기(14)가 개방된 상태에서 모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 전체(a1, a2, a3)가 분기급전선(13b)에 전기적으로 연결되도록 분기차단기(15)를 제어한다(그룹전체분기차단기제어단계, S12, 도4 참조).
다음에 제어부(18)는 분기차단기(15)의 개폐정보(a1, a2, a3 클로즈)를 절연상태판단부(17)에 제공한다(차단기개폐정보제공단계, S13).
다음에 절연상태판단부(17)는 공통급전선(13a)에 테스트전압을 인가하고, 공통급전선(13a)에 흐르는 전류를 검출한다.
여기서 절연상태판단부(17)는 미리 저장된 모터(11)의 정격전압 및 정격전류, 테스트대상 모터의 개수(클로즈된 분기차단기에 연결된 모터의 개수)을 고려하여 모터(11)의 동작을 손상시키지 않는 범위내에서 크기를 달리하여 공통급전선(13a)에 테스트전압을 인가할 수 있다.
테스트전압은 외부전원을 테스트전압으로 변환하는 전압변환부(미도시)와 전압변환부(미도시)와 공통급전선(13a) 사이에 스위칭수단(미도시)을 마련하는 방법등으로 공통급전선(13a)에 인가할 수 있다.
그리고 전류검출은 종래 널리 사용되고 있는 전류센서(17a) 등을 사용할 수 있다.
다음에 절연상태판단부(17)는 검출된 전류의 크기, 테스트전압의 크기 및 제어부(18)로부터 입력되는 분기차단기(15)의 개폐정보에 기초하여 모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 전체(a1, a2, a3)의 절연상태양부를 판단하고 그 판단결과를 제어부(18)에 제공한다(S14).
절연상태판단부(17)에서 절연상태양부를 판단하는 방법 중 하나를 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 설명의 편의를 위해 모터(11) 하나당 요구되는 최저절연저항값이 절연상태판단부(17)에 저장되어 있는 것으로 가정한다.
먼저 검출전류의 크기와 테스트전압의 크기를 이용하여 모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 전체(a1, a2, a3)에 대한 절연저항값을 산출한다.
다음에 모터(11) 하나당 요구되는 최저절연저항값을 이용하여 모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 전체(a1, a2, a3)에 대해 요구되는 최저절연저항값을 산출한다.
다음에 모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 전체(a1, a2, a3)에 대하여 산출한 절연저항값과 모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 전체(a1, a2, a3)에 대하여 산출한 최저절연저항값을 비교하여 모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 전체(a1, a2, a3)에 대한 절연상태양부를 판단한다.
모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 전체(a1, a2, a3)의 절연상태양부 판단 결과가 양호한 경우 다른 모터연결그룹에 속하는 모터 전체가 분기급전선(13b)에 전기적으로 연결되도록 분기차단기(15)를 제어한다(S31).
제어부(18)는 모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 전체(a1, a2, a3)의 절연상태양부 판단 결과가 양호하지 않은 경우 주차단기(14)가 개방된 상태에서 모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 일부 a1, a2가 분기급전선(13b)에 전기적으로 연결되도록 분기차단기(15)를 제어한다(그룹일부분기차단기제어단계, S15, 도5 참조).
다음에 제어부(18)는 분기차단기(15)의 개폐정보(a1, a2 클로즈)를 절연상태판단부(17)에 제공한다(S16).
다음에 절연상태판단부(17)는 공통급전선(13a)에 테스트전압을 인가하고, 테스트전압이 인가된 상태에서 공통급전선(13a)에 흐르는 전류를 검출한다.
다음에 절연상태판단부(17)는 검출된 전류의 크기, 테스트전압의 크기 및 제어부(18)로부터 입력되는 분기차단기(15)의 개폐정보에 기초하여 모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 a1, a2의 절연상태양부를 판단하고 그 판단결과를 제어부(18)에 제공한다.
제어부(18)는 모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 a1, a2의 절연상태양부 판단 결과가 양호한 경우 주차단기(14)가 개방된 상태에서 모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 a3가 분기급전선(13b)에 전기적으로 연결되도록 분기차단기(15)를 제어한다(S31, 도8 참조). 모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 a3가 분기급전선(13b)에 전기적으로 연결된 다음에는 후술하는 S32와 S33단계가 진행된다.
제어부(18)는 모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 a1, a2의 절연상태양부 판단 결과가 양호하지 않은 경우 제어부(18)는 주차단기(14)가 개방된 상태에서 모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 a1가 분기급전선(13b)에 전기적으로 연결되도록 분기차단기(15)를 제어한다(S17, 도6 참조).
다음에 제어부(18)는 분기차단기(15)의 개폐정보(a1 클로즈)를 절연상태판단부(17)에 제공한다(S18).
다음에 절연상태판단부(17)는 공통급전선(13a)에 테스트전압을 인가하고, 테스트전압이 인가된 상태에서 공통급전선(13a)에 흐르는 전류를 검출한다.
다음에 절연상태판단부(17)는 검출된 전류의 크기, 테스트전압의 크기 및 제어부(18)로부터 입력되는 분기차단기(15)의 개폐정보에 기초하여 모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 a1과 대지 사이의 절연상태양부를 판단하고 그 판단결과를 제어부(18)에 제공한다(S19).
다음에 제어부(18)는 주차단기(14)가 개방된 상태에서 모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 a2가 분기급전선(13b)에 전기적으로 연결되도록 분기차단기(15)를 제어한다(S20, 도7 참조).
다음에 제어부(18)는 분기차단기(15)의 개폐정보(a2 클로즈)를 절연상태판단부(17)에 제공한다(S21).
다음에 절연상태판단부(17)는 공통급전선(13a)에 테스트전압을 인가하고, 테스트전압이 인가된 상태에서 공통급전선(13a)에 흐르는 전류를 검출한다.
다음에 절연상태판단부(17)는 검출된 전류의 크기, 테스트전압의 크기 및 제어부(18)로부터 입력되는 분기차단기(15)의 개폐정보에 기초하여 모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 a2의 절연상태양부를 판단하고 그 판단결과를 제어부(18)에 제공한다(S22).
다음에 제어부(18)는 주차단기(14)가 개방된 상태에서 모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 a3가 분기급전선(13b)에 전기적으로 연결되도록 분기차단기(15)를 제어한다(S31, 도8 참조).
다음에 제어부(18)는 분기차단기(15)의 개폐정보(a3 클로즈)를 절연상태판단부(17)에 제공한다(S32).
다음에 절연상태판단부(17)는 공통급전선(13a)에 테스트전압을 인가하고, 테스트전압이 인가된 상태에서 공통급전선(13a)에 흐르는 전류를 검출한다.
다음에 절연상태판단부(17)는 검출된 전류의 크기, 테스트전압의 크기 및 제어부(18)로부터 입력되는 분기차단기(15)의 개폐정보에 기초하여 모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 a3의 절연상태양부를 판단하고 그 판단결과를 제어부(18)에 제공한다(S33).
다음에 제어부(18)는 다른 모터연결그룹에 속하는 모터 전체가 분기급전선(13b)에 전기적으로 연결되도록 분기차단기(15)를 제어한다(S41).
다음에 제어부(18)는 위 S11 내지 S22 및 S31 내지 S33 과정을 다른 모터연결그룹 전체에 대하여 반복한다.
제어부(18)는 절연상태양부 판단 결과 불량인 모터가 존재하는 것을 확인한 경우 불량모터가 존재한다는 사실을 경보장치를 통해 표시할 수 있다. 여기서 경보장치를 통한 표시에는 불량모터의 위치 정보 등이 포함될 수 있다.
위와 같은 모터(11)에 대한 절연상태양부의 판단은 정기적으로 또는 필요한 시기에 실시할 수 있다.
한편 제어부(18)는 모터(11) 전체에 대한 절연상태양부를 확인한 후 다음과 같은 방법으로 모터구동부(12)를 통해 모터(11)에 구동전압을 인가한다.
먼저 제어부(18)는 모터(11) 중 절연상태양부 판단 결과가 불량인 모터에 전기적으로 연결된 분기차단기(15)는 개방(Open)되고, 나머지 모터에 연결된 분기차단기는 클로즈(Close)되도록 제어한다(도9 참조).
다음에 제어부(18)는 구동전압제어신호를 모터구동부(12)로 출력한다.
다음에 모터구동부(12)는 구동전압제어신호에 따라 모터구동전압을 출력한다.
모터구동부(12)에서 생성된 모터구동전압은 절연상태양부 판단 결과가 불량인 모터를 제외한 나머지 모터에 공급된다.
한편 전술한 실시예에서는 공통급전선(13a)에 테스트전압을 인가하도록 구성하고 있으나, 도10에 도시된 바와 같이, 공통급전선(13a)에 테스트전류를 인가하여 본 발명을 실시할 수 있다.
도10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티모터구동시스템의 전체구성도 및 그 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 절연상태판단부(17)는 제어부(18)로부터 분기차단기(15)의 개폐정보가 입력된 후 테스트전류를 공통급전선(13a)에 인가하고, 공통급전선(13a)에 테스트전류가 인가된 상태에서 분기급전선(13b)의 전압을 검출한다. 여기서 전압검출은 종래 널리 사용되고 있는 전압센서(17'a) 등을 사용할 수 있다.
절연상태판단부(17)는 미리 저장된 모터(11)의 정격전압 및 정격전류, 테스트대상 모터의 개수(클로즈된 분기차단기에 연결된 모터의 개수)을 고려하여 모터(11)의 동작을 손상시키지 않는 범위내에서 크기를 달리하여 공통급전선(13a)에 테스트전류를 인가할 수 있다.
그리고 본 발명의 다른 실시예에 따른 절연상태판단부(17)는 검출된 전압의 크기, 테스트전류의 크기 및 제어부(18)로부터 입력되는 분기차단기(15)의 개폐정보에 기초하여 모터(11)의 절연상태양부를 판단하고 그 판단결과를 제어부(18)에 제공하게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따라 절연상태판단부(17)에서 절연상태양부를 판단하는 방법 중 하나를 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 설명의 편의를 위해 모터(11) 하나당 요구되는 최저절연저항값이 절연상태판단부(17)에 저장되어 있는 것으로 가정한다. 그리고 모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 전체(a1, a2, a3)가 분기급전선(13b)에 전기적으로 연결되어 있는 것으로 가정한다.
먼저 검출전압의 크기와 테스트전류의 크기를 이용하여 모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 전체(a1, a2, a3)에 대한 절연저항값을 산출한다.
다음에 모터(11) 하나당 요구되는 최저절연저항값을 이용하여 모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 전체(a1, a2, a3)에 대해 요구되는 최저절연저항값을 산출한다.
다음에 모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 전체(a1, a2, a3)에 대하여 산출한 절연저항값과 모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 전체(a1, a2, a3)에 대하여 산출한 최저절연저항값을 비교하여 모터연결그룹 "A"에 속하는 모터 전체(a1, a2, a3)에 대한 절연상태양부를 판단한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 모터구동부(12)에서 모터(11)로 구동전압이 출력되기 전 모터(11) 전체에 대한 절연상태양부를 판단하고 그 판단결과에 기초하여 모터(11) 중 절연상태가 양호한 모터에 연결된 분기차단기는 클로즈(Close)되고 절연상태가 불량한 모터에 연결된 분기차단기는 개방(Open)되도록 분기차단기(15)를 제어함으로써, 하나의 모터구동부(12)를 사용하여 복수의 모터(11)를 구동시킬 수 있고, 하나의 모터구동부(12)에 의해 복수의 모터(11)가 구동될 때 발생할 수 있는 문제점 즉, 절연상태가 불량한 모터에는 과전류가 흐르고 절연상태가 양호한 모터에는 정격전류에 훨씬 못미치는 전류가 흐르고 절연상태가 불량한 모터의 하우징을 통해 많은 누설전류가 흐른다는 문제점을 해결할 수 있게 된다. 이러한 문제점이 해결되면 절연상태가 양호한 모터의 구동중단, 모터의 손상, 안전사고발생, 화재발생 등을 방지할 수 있게 된다.
그리고 모터(11)를 복수개의 모터연결그룹으로 그룹핑하는 한편, 모터연결그룹에 속하는 모터 전체에 대해 절연상태양부를 판단한 후 모터연결그룹에 속하는 모터 전체의 절연상태가 불량일 경우에 모터연결그룹에 속하는 모터 일부에 대하여 절연상태양부를 판단하도록 함으로써, 모터(11) 전체에 대한 절연상태양부를 판단시간을 감소시킬 수 있게 된다.
11, 111: 모터 12, 112: 모터구동부
13, 113: 모터급전선 14: 주차단기
15: 분기차단기 17: 절연상태판단부
18, 118: 제어부 121: 엔진회전속도검출센서

Claims (3)

  1. 다수의 모터와, 전력계통과 상기 모터 사이에 배치되어 상기 전력계통의 전원을 이용하여 상기 모터의 구동전압을 출력하는 모터구동부와, 상기 모터구동부의 구동전압출력동작을 제어하는 제어부를 갖는 멀티모터구동시스템에 있어서,
    상기 모터구동부의 출력단에 연결된 공통급전선과 상기 공통급전선과 상기 모터 각각을 병렬로 연결하는 분기급전선을 구비한 모터급전선과, 상기 공통급전선과 상기 모터구동부에 전기적으로 연결되도록 설치되어 상기 공통급전선과 상기 모터구동부 사이의 전기적 연결을 개폐하는 주차단기와, 상기 분기급전선과 상기 모터에 전기적으로 연결되도록 하나씩 설치되어 상기 분기급전선과 상기 모터 사이의 전기적 연결을 개폐하는 분기차단기와, 상기 제어부로부터 상기 분기차단기의 개폐정보가 입력된 후 테스트전압을 상기 공통급전선에 인가하고 상기 공통급전선에 테스트전압이 인가된 상태에서 상기 공통급전선에 흐르는 전류를 검출하고 상기 검출된 전류의 크기, 상기 테스트전압의 크기 및 상기 제어부로부터 입력되는 상기 분기차단기의 개폐정보에 기초하여 상기 모터의 절연상태양부를 판단하고 그 판단결과를 상기 제어부에 제공하는 절연상태판단부를 포함하고;
    상기 제어부는 상기 공통급전선과 상기 모터구동부 사이의 전기적 연결이 개방(Open)되도록 상기 주차단기를 제어하고, 상기 주차단기가 개방된 상태에서 상기 모터 중 적어도 하나가 상기 분기급전선에 전기적으로 연결되도록 상기 분기차단기를 제어하는 분기차단기제어단계와 상기 분기차단기의 개폐정보를 상기 절연상태판단부에 제공하는 차단기개폐정보제공단계를 상기 모터 전체에 대한 절연상태양부 판단 결과가 확보될 때까지 반복 실시하고, 상기 모터 전체에 대한 절연상태양부의 판단결과에 기초하여 상기 모터 중 절연상태가 양호한 모터에 연결된 분기차단기는 클로즈(Close)되고 절연상태가 불량한 모터에 연결된 분기차단기는 개방(Open)되도록 상기 분기차단기를 제어하는 것을 특징으로 하는 멀티모터구동시스템.
  2. 다수의 모터와, 전력계통과 상기 모터 사이에 배치되어 상기 전력계통의 전원을 이용하여 상기 모터의 구동전압을 출력하는 모터구동부와, 상기 모터구동부의 동작을 제어하는 제어부를 갖는 멀티모터구동시스템에 있어서,
    상기 모터구동부의 출력단에 연결된 공통급전선과 상기 공통급전선과 상기 모터 각각을 병렬로 연결하는 분기급전선을 구비한 모터급전선과, 상기 공통급전선과 상기 모터구동부에 전기적으로 연결되도록 설치되어 상기 공통급전선과 상기 모터구동부 사이의 전기적 연결을 개폐하는 주차단기와, 상기 분기급전선과 상기 모터에 전기적으로 연결되도록 하나씩 설치되어 상기 분기급전선과 상기 모터 사이의 전기적 연결을 개폐하는 분기차단기와, 상기 제어부로부터 상기 분기차단기의 개폐정보가 입력된 후 테스트전류를 상기 공통급전선에 인가하고 상기 공통급전선에 테스트전류가 인가된 상태에서 상기 분기급전선의 전압을 검출하고 상기 검출된 전압의 크기, 상기 테스트전류의 크기 및 상기 제어부로부터 입력되는 상기 분기차단기의 개폐정보에 기초하여 상기 모터의 절연상태양부를 판단하고 그 판단결과를 상기 제어부에 제공하는 절연상태판단부를 포함하고;
    상기 제어부는 상기 공통급전선과 상기 모터구동부 사이의 전기적 연결이 개방(Open)되도록 상기 주차단기를 제어하고, 상기 주차단기가 개방된 상태에서 상기 모터 중 적어도 하나가 상기 분기급전선에 전기적으로 연결되도록 상기 분기차단기를 제어하는 분기차단기제어단계와 상기 분기차단기의 개폐정보를 상기 절연상태판단부에 제공하는 차단기개폐정보제공단계를 상기 모터 전체에 대한 절연상태양부 판단 결과가 확보될 때까지 반복 실시하고, 상기 모터 전체에 대한 절연상태양부의 판단결과에 기초하여 상기 모터 중 절연상태가 양호한 모터에 연결된 분기차단기는 클로즈(Close)되고 절연상태가 불량한 모터에 연결된 분기차단기는 개방(Open)되도록 상기 분기차단기를 제어하는 것을 특징으로 하는 멀티모터구동시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 모터는 복수개의 모터연결그룹으로 그룹핑되고;
    상기 분기차단기제어단계는 상기 모터연결그룹에 속하는 모든 모터가 상기 분기급전선에 전기적으로 연결되도록 상기 분기차단기를 제어하는 그룹전체분기차단기제어단계와 상기 모터연결그룹에 속하는 모터 중 적어도 하나의 모터가 상기 분기급전선에 전기적으로 연결되도록 상기 분기차단기를 제어하는 그룹일부분기차단기제어단계를 포함하고;
    상기 차단기개폐정보제공단계는 상기 그룹전체분기차단기제어단계와 상기 그룹일부분기차단기제어단계에 각각 대응하여 이루어지고;
    상기 그룹전체분기차단기제어단계와 상기 그룹일부분기차단기제어단계는 상기 모터그룹 각각에 대해 이루어지고;
    상기 그룹일부분기차단기제어단계는 각 모터그룹에 속하는 모터 전체에 대한 절연상태양부 판단 결과가 확보될 때까지 반복 실시하는 것을 특징으로 하는 멀티모터구동시스템.
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