KR102465311B1 - 지능형 에너지 회수시스템을 이용한 소프트 스타터 - Google Patents

Abstract

지능형 에너지 회수시스템을 이용한 소프트 스타터에 관한 발명이다. 본 발명의 지능형 에너지 회수시스템을 이용한 소프트 스타터는 유도전동기와 전자접촉기 사이에 배치되어 이들과 전기적으로 연결되는 것으로서, 전력 소비를 필요한 부하에 맞추는 컨트롤을 진행하는 컨트롤러; 상기 컨트롤러로부터 게이팅신호를 받아서 상용전원의 턴온각을 컨트롤를 통해 상기 유도전동기가 유연기동 하도록 컨트롤하는 전력 스위칭부; 상기 컨트롤러로부터 컨트롤신호를 받아서 누설전류 측정용 출력전압의 크기를 조절하는 고전압 발생부; 상기 고전압 발생부에서 출력된 시험전압을 상기 유도전동기의 상별 인입선로 및 권선과 연결하고 누설전류 측정회로를 구비하여 상기 컨트롤러가 누설전류값과 절연저항값을 계산할 수 있도록 하는 절연저항 측정부; 및 상기 전자접촉기에서 출력되는 상용전원의 실효전압값과 위상정보를 상기 컨트롤러에 전송하되 상기 컨트롤러에서 상기 유도전동기 유연기동 시, 위상컨트롤를 위한 기본 자료로 활용하게 하는 전압 검출부를 포함한다.

Description

지능형 에너지 회수시스템을 이용한 소프트 스타터{Soft Starter With High Performance Energy Saver}

본 발명은, 지능형 에너지 회수시스템을 이용한 소프트 스타터에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 전력 소비를 필요한 부하에 맞추는 컨트롤이 가능해서 여기 손실을 종래보다 월등히 줄일 수 있는, 지능형 에너지 회수시스템을 이용한 소프트 스타터에 관한 것이다.

유도전동기는 일반 동력원으로써 각종 공장, 사업장에서의 동력뿐만 아니라 농업용, 가정용 등 작은 동력에 이르기까지 다양하게 보급되고 있다.

현재 국내 산업계에서 소비되는 전기에너지의 약 70%를 각종 전동기가 소모하며, 그중 90%를 유도전동기가 차지할 정도로 현재 산업현장에서 널리 사용되고 있다.

그러나 유도전동기는 직입 기동시 정격전류의 약 4~8배 정도의 큰 기동전류를 필요로 한다. 이러한 큰 기동전류는 한전 전원계통에 전압강하를 유발시켜 타 부하설비에 악영향을 미칠 수 있고, 수전 설비 용량을 증대시키는 원인이 되어 왔다.

또한, 직입기동으로 발생하는 충격 토크는 설비의 기어나 다른 부분에 손상을 입히고 높은 기동전류는 Magnetic Contactor의 주 접점에 아크(Arc)를 발생시켜 접점손상에 의한 결상 등의 원인이 되기도 한다.

산업현장에서는 이러한 유도전동기의 직입 기동 시 발생하는 큰 기동전류를 감소시키기 위해 Y-Δ기동방식, 리액터 기동방식, 기동보상기(콘돌퍼)기동방식, 인버터기동방식, 소프트 스타터(SOFT-START) 방식 등을 사용하여 기동전류를 제한하는 방식을 사용하고 있다.

이 중에서 소프트 스타터 방식은 SCR 이나 사이리스터 혹은 트라이액, 혹은 대전력트랜지스터와 같은 전력용 반도체를 사용하는 방식으로 트랜지스터와 동일한 무접점장치를 사용하여 기동전류를 거의 ZERO에서부터 시작할 수 있고, 기동/정지뿐만 아니라 속도컨트롤까지 폭넓게 할 수가 있어 널리 사용되고 있다. 즉, 기동전류의 크기를 제한할 수 있고, 부하의 조건에 따라 다양한 기동 패턴을 제공하고 운전상태 감시가 용이하고 조작이 간편하다는 장점이 있다.

그러나 이러한 기존의 소프트 스타터 방식을 이용한 유도전동기의 기동 방식은 그 컨트롤 방식의 부재 또는 한계로 인해 에너지가 과도하게 낭비되는 여기 손실이 크다는 점에서 이를 보완하기 위한 기술 개발이 필요한 실정이다.

한국등록특허번호 10-1758189

본 발명의 목적은, 전력 소비를 필요한 부하에 맞추는 컨트롤이 가능해서 여기 손실을 종래보다 월등히 줄일 수 있는, 지능형 에너지 회수시스템을 이용한 소프트 스타터를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 유도전동기와 전자접촉기 사이에 배치되어 이들과 전기적으로 연결되는 것으로서, 전력 소비를 필요한 부하에 맞추는 컨트롤을 진행하는 컨트롤러; 상기 컨트롤러로부터 게이팅신호를 받아서 상용전원의 턴온각을 컨트롤를 통해 상기 유도전동기가 유연기동 하도록 컨트롤하는 전력 스위칭부; 상기 컨트롤러로부터 컨트롤신호를 받아서 누설전류 측정용 출력전압의 크기를 조절하는 고전압 발생부; 상기 고전압 발생부에서 출력된 시험전압을 상기 유도전동기의 상별 인입선로 및 권선과 연결하고 누설전류 측정회로를 구비하여 상기 컨트롤러가 누설전류값과 절연저항값을 계산할 수 있도록 하는 절연저항 측정부; 및 상기 전자접촉기에서 출력되는 상용전원의 실효전압값과 위상정보를 상기 컨트롤러에 전송하되 상기 컨트롤러에서 상기 유도전동기 유연기동 시, 위상컨트롤를 위한 기본 자료로 활용하게 하는 전압 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 에너지 회수시스템을 이용한 소프트 스타터에 의해 달성된다.

상기 컨트롤러는 소프트 스타터의 동작 모드와 바이패스 모드가 스위칭하게 컨트롤할 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 유도전동기가 동작하는 동안 계속 전압, 전류 및 역률을 모니터링하여 전체 부하 수치를 계산하여 모니터링할 수 있다.

본 발명에 따르면, 전력 소비를 필요한 부하에 맞추는 컨트롤이 가능해서 여기 손실을 종래보다 월등히 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 에너지 회수시스템을 이용한 소프트 스타터가 유도전동기에 적용되는 구동시스템에 대한 구성도이다.
도 2는 도 1의 소프트 스타터에 대한 내부 블록도이다.
도 3은 컨트롤러의 블록도이다.
도 4는 전압(voltage)와 토크(toque)의 밸런스를 나타낸 그래프이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적이나 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

예컨대, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있어서 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

본 명세서에서, 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하여지도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

따라서 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하려고 구체적으로 설명되지 않는다.

한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 사전적 의미에 제한되지 않으며, 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 같은 의미가 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 실시예의 설명 중 같은 구성에 대해서는 같은 참조부호를 부여하도록 하며, 때에 따라 같은 참조부호에 대한 설명은 생략하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 에너지 회수시스템을 이용한 소프트 스타터가 유도전동기에 적용되는 구동시스템에 대한 구성도, 도 2는 도 1의 소프트 스타터에 대한 내부 블록도, 도 3은 컨트롤러의 블록도, 도 4는 전압(voltage)와 토크(toque)의 밸런스를 나타낸 그래프이다.

이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 지능형 에너지 회수시스템을 이용한 소프트 스타터(100)가 적용될 경우, 전력 소비를 필요한 부하에 맞추는 컨트롤이 가능해서 여기 손실을 종래보다 월등히 줄일 수 있다.

도 1을 먼저 참조하면, 본 발명에 따른 지능형 에너지 회수시스템을 이용한 소프트 스타터(100)는 유도전동기(110)와 전자접촉기(120) 사이에 배치되어 이들과 전기적으로 연결될 수 있다.

유도전동기(110)는 3상일 수 있다. 예컨대, 유도전동기(110)는 3상전원(R상, S상, T상)을 동력원으로 하여 구동하는 시스템으로서, 전동기가 정지해 있을 경우 전원과 구동시스템의 전기적 절연을 위해 선로 중간에 전자접촉기(120)가 삽입되지만, 전동기의 용량이나 현장의 설치환경에 따라 과전류 차단기(미도시함)를 더 포함하여 구성할 수도 있다. 따라서, 도면에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 지능형 에너지 회수시스템을 이용한 소프트 스타터(100)는 전력 스위칭부(130), 전압 검출부(160), 컨트롤러(180)를 포함할 수 있다.

전력 스위칭부(130)는 컨트롤러(180)로부터 게이팅신호를 받아서 상용전원의 턴온각을 컨트롤를 통하여 예컨대, 도 1의 유도전동기(110)가 유연기동 하도록 컨트롤할 수 있다.

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전압 검출부(160)는 전자접촉기(120)에서 출력되는 상용전원의 실효전압값(RMS)과 위상정보를 컨트롤러(180)에 전송하되 컨트롤러(180)에서 유도전동기(110) 유연기동 시, 위상컨트롤를 위한 기본 자료로 활용하게 한다.

한편, 컨트롤러(180)는 전력 소비를 필요한 부하에 맞추는 컨트롤을 진행한다. 즉 컨트롤러(180)는 소프트 스타터(100)의 동작 모드와 바이패스 모드가 스위칭하게 컨트롤한다.

이러한 컨트롤러(180)는 중앙처리장치(181, CPU), 메모리(182, MEMORY), 그리고 서포트 회로(183, SUPPORT CIRCUIT)를 포함할 수 있다.

중앙처리장치(181)는 본 실시예에서 전력 소비를 필요한 부하에 맞추는 컨트롤하기 위해서 산업적으로 적용될 수 있는 다양한 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다.

메모리(182, MEMORY)는 중앙처리장치(181)와 연결된다. 메모리(182)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서 로컬 또는 원격지에 설치될 수 있으며, 예를 들면 랜덤 액세스 메모리(RAM), ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 임의의 디지털 저장 형태와 같이 쉽게 이용가능한 적어도 하나 이상의 메모리일 수 있다.

서포트 회로(183, SUPPORT CIRCUIT)는 중앙처리장치(181)와 결합되어 프로세서의 전형적인 동작을 지원한다. 이러한 서포트 회로(183)는 캐시, 파워 서플라이, 클록 회로, 입/출력 회로, 서브시스템 등을 포함할 수 있다.

본 실시예에서 컨트롤러(180)는 전력 소비를 필요한 부하에 맞추는 컨트롤하는데, 이러한 일련의 컨트롤 프로세스 등은 메모리(182)에 저장될 수 있다. 전형적으로는 소프트웨어 루틴이 메모리(182)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한 다른 중앙처리장치(미도시)에 의해서 저장되거나 실행될 수 있다.

본 발명에 따른 프로세스는 소프트웨어 루틴에 의해 실행되는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 프로세스들 중 적어도 일부는 하드웨어에 의해 수행되는 것도 가능하다. 이처럼, 본 발명의 프로세스들은 컴퓨터 시스템 상에서 수행되는 소프트웨어로 구현되거나 또는 집적 회로와 같은 하드웨어로 구현되거나 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있다.

한편, 도 1에 도시된 유도전동기(110)와 그에 연결되어 사용되는 본 발명의 소프트 스타터(100), 그리고 이의 컨트롤에 대해 설명한다.

앞서 언급한 것처럼 교류전원을 통해 구동되는 유도전동기(110)는 직류전동기에 비해 그 구조의 단순함과 가격 상의 이점으로 인해 산업계에서 폭넓게 사용되고 있다.

또한, 이제는 전력 컨트롤 방법의 발달로 인해 강판 압출, 엘리베이터 등과 같이 토크가 빈번하게 바뀌거나 속도지령이 다양하게 바뀌는 경우에도 인버터/컨버터 지령에 의한 유도전동기(110)를 사용하여 시스템 효율과 가격 경쟁력을 높이고 있다.

다만, 이러한 유도전동기(110)는 구동 시 본 발명과 같은 별도의 스타터(100)를 구비하지 않고 직적 기동하면 유도전동기(110)에 과전류가 흐르기 때문에, 이를 컨트롤해줄 수 있는 장치가 필요한데, 이 역할을 본 발명의 소프트 스타터(100)가 담당한다.

종래에는 이러한 소프트 스타터(100)가 없어서 스위치 소자로 SCR(Silicon Controlled Rectifier)을 사용하였으나 SCR은 소자를 오프시키는데 난점이 있어 스위칭 손실이 발생하는 단점이 있다. 특히, 앞서 기술한 것처럼 종전에는 컨트롤 방식의 부재 또는 한계로 인해 에너지가 과도하게 낭비되는 여기 손실이 있어 왔다.

한편, 본 발명의 지능형 에너지 회수시스템을 이용한 소프트 스타터(100)는 내부 바이패스 회로가 결합한 것으로서, 경부하 모터, 예컨대 유도전동기(110)의 에너지를 절감, 예컨대 최대 32%까지 절감할 수 있도록 한다. 다시 말해, 본 발명은 전력 소비를 필요한 부하에 맞추는 기술로서, 고정 속도 모터의 에너지 소비를 지능적으로 모니터링하고 조절한다.

또한, 유도전동기(110)가 동작하는 동안 계속 전압, 전류 및 역률을 모니터링하여 전체 부하 수치를 계산한다. 실행 단계 동안 역률은 계속 모니터링된다. 역률이 떨어지면 유도전동기(110)의 모터 부하가 약해지고 모터 설계에 내재된 손실이 발생하여 에너지가 과도하게 낭비될 수 있는데, 이를 여기 손실이라고 한다.

본 발명의 지속적인 모니터링은 이러한 값비싼 손실을 자동으로 인식하고 전압과 전류를 줄여 부분 부하 역률을 증가시킬뿐더러 에너지 소비를 kW 단위로 줄일 수 있도록 한다. 역률이 증가하면 모터의 부하가 증가한다.

그런 다음, 본 발명은 자동으로 바이패스를 활성화하여 장비 내의 손실을 제거한다.

본 발명에 따른 지능형 에너지 회수시스템의 활성화에 대해 알아본다. 이는 컨트롤러(180)의 컨트롤로 수행될 수 있다.

본 발명은 적절한 응용 분야에서 에너지를 절약, 절감할 수 있다. 모터 토크의 빈번한 변화를 나타내는 부하는 모터 토크 변화에 따라 VMX 장치가 본 발명의 동작 모드와 바이패스 모드 사이에서 빠르게 전환하도록 할 수 있다.

만약, 모드를 확인하지 않은 상태로 두면 모드 전환으로 인해 내부 바이패스 구성 요소가 조기에 마모되고 보증이 무효화될 수도 있다.

로드/언로드(load/unload) 상태가 분당 4회 이상 변경되면 본 발명을 활성화하지 않는다.

일반적으로 본 발명 기능에 잘 맞는 응용 프로그램은, 예컨대 인공 리프트 펌프 잭, 사출 성형기, 믹서, 톱, 압연기, 그라인더, 유압 펌프, 크러셔, 컨베이어, 압축기 및 수직 운송 애플리케이션에 적용될 수 있다.

한편, 모든 권선형 전기 모터는 작동할 수 있는 자기장을 제공하기 위해 최소한의 에너지를 소비해야 한다.

DC 모터의 경우, 필드가 별도로 컨트롤되므로 손실을 극복하고 부하에 적절한 전기자 반응을 제공하기에 충분하도록 자화 에너지의 양이 조정될 수 있다.

다만, 농형 AC 유도전동기(110)에는 그러한 규정이 없으므로 정격 전체 부하(최대 속도에서)보다 작은 부하에서는 에너지가 낭비된다. 농형 모터가 어떤 종류의 컨트롤러 없이 전원에 직접 연결될 때와 같이 일정한 단자 전압으로 공급될 때 계자 자속의 강도는 공급 전압에 의해 고정된다. 정상 작동 속도에서 필드는 기계적 부하에 의해 요구되는 토크에 관계없이 고정된 양의 에너지를 사용한다.

부하 토크를 지원하는 데 필요한 에너지는 토크 요구량에 의해 결정될 수 있다. 부하 토크가 증가함에 따라 로터가 약간 느려진다. 즉 '슬립'이 증가한다. 유도 회전자 전류도 증가하여 토크가 증가한다. 회전자의 이러한 추가 전류는 고정자 코일의 추가 전류와 균형을 이룰 수 있다.

반대로, 부하 토크 요구량이 떨어지면 슬립이 감소하고 회전자 전류가 감소하며, 이에 따라 고정자의 전류가 감소한다. 그러나, 일정한 단자 전압에서 고정자 계자 자속을 제공하는 전류 및 에너지는 부하 토크 요구 수준에 관계없이 변경되지 않은 상태로 유지된다. 결과적으로 유도전동기(110)의 효율은 부하가 감소함에 따라 떨어지게 되는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 지능형 에너지 회수시스템을 이용한 소프트 스타터(100)는 모터 작동을 변경한다. 즉 본 발명은 모터에 인가되는 단자 전압을 줄여 필드에 공급하는 데 필요한 에너지가 토크 요구량에 더 가깝게 비례하도록 한다.

효과를 좀 더 설명한다. 도 4는 전압(voltage)와 토크(toque)의 밸런스를 나타낸 그래프이다. 이 도면에 표시된 곡선은 기존 토크/전류 곡선의 '최대 속도' 종단이다. 현재 고려 사항은 소프트 스타터 옵션이나 전략에 영향을 미치지 않는다. 모터 단자 전압이 '공칭' 또는 정격값에 있고 부하가 모터 정격의 최대값일 때 전류 곡선에서 모터의 동작지점은 'A'이다.

부하가 떨어지면 고정 전압으로 공급되는 모터의 속도가 약간 빨라지고 전류 요구량이 감소하며 동작점이 곡선을 따라 'B, 지점으로 이동한다. 모터에서 발생하는 토크는 적용된 토크의 제곱에 비례하기 때문이다.

전압, 단자 전압을 낮추면 토크가 감소한다. 감소된 전압이 올바르게 선택되면 감소된 토크 요구에서의 작동 지점이 지점 'A'가 된다.

단자 전압을 줄임으로써 모터는 사실상 정격 출력이 더 낮은 모터로 변경되었다. 감소한 단자 전압은 또한 감소된 필드 에너지 요구 사항을 의미하며, 이 간단한 관계는 본 발명 기능이 '무부하'에서 위쪽으로 거의 전체 부하 범위에서 모터의 효율성을 유지할 수 있도록 한다.

실질적으로, '무부하'는 외부 부하가 없음을 의미한다. 극복해야 할 내부 기계적 및 전기적 손실이 있다. 속도에서 로터의 마찰 및 바람, 전기 가열 및 히스테리시스 손실이다. '무부하' 조건에 대한 이상적인 응답은 손실의 균형을 맞추기 위해 전기자 반응을 제공하는 데 필요한 자화 전류의 양을 정확하게 공급하는 것이다. 이것이 소프트 스타터의 본 발명 기능이 지속적으로 자동으로 수행하고자 하는 것이다.

실제 추가 혜택을 살펴본다. 구동 부하의 최대 요구량보다 다소 높은 정격의 표준 모터를 선택하는 것이 일반적이다. 주어진 애플리케이션에 대해 선택된 모터는 이러한 이유만으로도 거의 확실하게 과대 평가되므로 정격 전압으로 공급되면 최대 부하에서도 에너지를 절약할 수 있다.

또한, 다른 시간에는 부하 요구량이 훨씬 적지만 간헐적으로만 발생하는 높은 부하를 제공하기 위해 모터 크기를 선택해야 하는 애플리케이션이 있다.

시작하는 동안 VMX-synergyTM 소프트웨어는 특허받은 방법을 사용하여 역률에 대한 기준값을 계산하고 저장한다. 모터가 최대 속도에 도달하고 요구된 토크로 부하를 구동할 때 VMX-synergyTM는 '모터 동작' 단계에 들어간다. 이 단계에서 필요한 경우 모터가 본 발명의 모드로 작동할 수도 있다. 이 모드로 들어가는 것은 VMX-synergyTM 터치스크린에서 사전 설정하고 자동 작동을 위해 저장할 수 있으며, 이는 필요한 대부분의 애플리케이션에 적합하다. 이것은 VMX-synergyTM의 기본 작동 모드이다. 또한, 터치스크린의 고급 설정에서 본 발명 버튼을 사용하거나 프로그래밍 가능한 입력 중 하나에 연결되고 구동 프로세스에 의해 컨트롤되는 외부 회로를 통해 실행 중 N/Ad를 켜고 끌 수 있다.

본 발명에 따른 지능형 에너지 회수시스템은 에너지 절약의 이점을 얻을 수 없는 수준에서 VMX가 바이패스 릴레이에 전력을 공급하고 모터 컨트롤러의 손실이 최소화되는 시점을 감지한다.

에너지 절약은 항상 활성화를 시도하며 완전 자동이다. 바이패스 릴레이는 측정된 장치의 열 성능, 모터 부하 백분율 및 역률 등에 따라 활성화된다.

바이패스 릴레이는 설정된 모터 전류의 80% 부하에서 열리고 에너지 절약 모드로 들어간다. 장치가 모터 전류 세트의 최소 90% 수준을 측정하거나 장치의 측정된 열 기능을 초과하거나 역률이 최대 부하에 가까워질 때까지 릴레이가 다시 활성화되지 않는다.

모터가 완전히 부하되면 릴레이에 전원이 공급되고 사이리스터에 손실이 없기 때문에 훨씬 더 높은 수준의 에너지 절약이 있어야 한다. 따라서, 펌프 잭, 사출 성형기, 믹서, 톱 등과 같은 일반적인 순환 로딩 응용 분야에서 특히 유익한 최대의 절감 효과를 얻을 수 있다.

본 발명 모드에서 기준 역률은 실행 역률과 지속적으로 비교된다. 소프트웨어는 이 비교를 지속적으로 사용하여 최고의 역률을 유지하기 위해 사이리스터의 발화점을 계산하고 조정한다. 이 연속 컨트롤 방식은 모터의 과잉 유입으로 인한 에너지 낭비를 최소화한다. 또한, 모든 부하 요구 조건에 가장 적합한 값으로 역률을 유지한다. 이는 kVA 수요를 크게 감소시킬 수 있다.

이것은 경부하 또는 부분 부하 조건에서 에너지 절약의 이점을 제공할 수 있는 작동 조건이며, 선택되는 경우 정지 명령이 시작되거나 모드가 비활성화될 때까지 드웰 기간에서 계속된다. 모터에서 끌어오는 전류가 VMX-synergyTM 설정 전류의 80%를 초과하는 경우(모터가 본 발명 모드가 선택된 상태에서 작동 단계에 들어갈 때 최대 전압에서) 이 기능이 소프트웨어에 의해 억제된다는 점에 유의해야 한다.

설명된 역률 관리 방법은 모터 성능에 영향을 미치지 않으며, 부하 수요의 변화에 대응하는 모터의 능력을 저하시키지도 않는다. VMX Soft Starter의 이 기능은 모터가 항상 요구되는 토크를 전달하도록 하는 효과가 있지만, 해당 토크 출력을 지원하는 데 필요한 정확한 양의 자화 전류만 끌어올 수 있도록 하는 효과가 있는 순수한 전기 기능이다. 이 기능이 없으면 모터는 부하에 관계없이 최대 자화 전류를 끌어온다. 본 발명 기능은 일반적으로 전체 부하에서 역률을 개선할 수 없지만 모든 부분 부하에서 최적의 개선을 가능하게 한다.

이상 설명한 바와 같은 구조를 기반으로 작용을 하는 본 실시예에 따르면, 전력 소비를 필요한 부하에 맞추는 컨트롤이 가능해서 여기 손실을 종래보다 월등히 줄일 수 있게 된다.

이처럼 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다고 하여야 할 것이다.

100 : 소프트 스타터 110 : 유도전동기
120 : 전자접촉기 130 : 전력 스위칭부
140 : 고전압 발생부 150 : 절연저항 측정부
160 : 전압 검출부 180 : 컨트롤러

Claims (3)

1. 유도전동기와 전자접촉기 사이에 배치되어 이들과 전기적으로 연결되는 것으로서,
   전력 소비를 요구되는 부하에 맞추는 컨트롤을 진행하는 컨트롤러;
   상기 컨트롤러로부터 게이팅신호를 받아서 상용전원의 턴온각을 컨트롤을 통해 상기 유도전동기가 유연기동 하도록 컨트롤하는 전력 스위칭부;
   상기 전자접촉기에서 출력되는 상용전원의 실효전압값과 위상정보를 상기 컨트롤러에 전송하되 상기 컨트롤러에서 상기 유도전동기 유연기동 시, 위상컨트롤을 위한 기본 자료로 활용하게 하는 전압 검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 에너지 회수시스템을 이용한 소프트 스타터.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 컨트롤러는 소프트 스타터의 동작 모드와 바이패스 모드가 스위칭하게 컨트롤하는 것을 특징으로 하는 지능형 에너지 회수시스템을 이용한 소프트 스타터.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 컨트롤러는 상기 유도전동기가 동작하는 동안 계속 전압, 전류 및 역률을 모니터링하여 전체 부하 수치를 계산하여 모니터링하는 것을 특징으로 하는 지능형 에너지 회수시스템을 이용한 소프트 스타터.
   

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