KR19980034663A - Induction motor overcurrent protection device - Google Patents
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Abstract
본 발명의 유도모타의 과전류 보호장치는, 상용 교류 전원을 정류하여 직류로 변환하고, 변환된 직류값을 다시 원하는 주파수와 전압으로 변환하는 변환장치를 구비하는 유도모타의 과전류 보호장치에 있어서, 상기 직류의 포지티브 측에 연결되어 전류를 검출하는 전류검출기와, 상기 전류검출기의 출력과 함께 신호조합을 통해 과전류 발생의 원인을 판단하도록 상기 변환장치의 출력측에 연결되어 전류를 검출하기 위한 전류센서를 포함하여 구성되며, 과전류를 억제하여 인버터와 모타를 동시에 보호하고, 과전류의 원인을 파악하여 적절한 조치를 취할 수 있는 효과가 있다.In the over-current protection device of the induction motor of the present invention, the over-current protection device of the induction motor comprising a converter for rectifying and converting commercial AC power to direct current, and converts the converted direct current value to a desired frequency and voltage, wherein A current sensor connected to the positive side of the direct current to detect the current, and a current sensor connected to the output side of the converter to detect the current through the signal combination with the output of the current detector to determine the cause of the occurrence of the overcurrent. It is configured to protect the inverter and the motor at the same time by suppressing the overcurrent, and it is effective to identify the cause of the overcurrent and take appropriate measures.
Description
본 발명은 유도모타에 관한 것으로 특히 유도모타의 과전류 보호장치에 관한 것이다.The present invention relates to an induction motor, and more particularly to an overcurrent protection device of the induction motor.
도 1은 종래의 기술에 의한 유도모타 제어장치를 도시한 것으로, 3상전원(1)과, 상기 3상 전원을 정류하기 위한 정류기(2)와, 상기 정류된 전원의 맥동을 제거하기 위한 필터(3)와, 상기 필터(3) 측에 연결되어 전류를 검출하는 전류검출기(4)와, 온, 또는 오프되어 모타(11)가 구동되도록 하기 위한 인버터를 구성하는 스위칭 소자(5~10)들과, 상기 스위칭 소자들의 온,오프를 제어하여 상기 필터로부터 정류된 직류값을 교류전압과 주파수로 변환시켜 상기 모타를 원하는 주파수로 구동하기 위한 제어부(12)로 구성되어 있다.1 shows a conventional induction motor control apparatus, comprising: a three-phase power source 1, a rectifier 2 for rectifying the three-phase power source, and a filter for removing pulsation of the rectified power source. (3), a current detector (4) connected to the filter (3) side for detecting a current, and switching elements (5 to 10) constituting an inverter for driving the motor 11 on or off And a control unit 12 for controlling the on / off of the switching elements to convert the DC value rectified from the filter into an AC voltage and a frequency to drive the motor at a desired frequency.
상기와 같은 유도모타는 상기 인버터나 모타에 과전류가 흘러 파손될 수 있는데, 그 종류 및 원인은 다음과 같이 세가지로 분류할 수 있다.The induction motor as described above may be damaged due to an overcurrent flowing into the inverter or the motor. The induction motor may be classified into three types as follows.
첫째는 암 쇼트(arm short)로서, 상기 1단락 스위칭 소자가 동시에 켜져 고압의 직류전압이 상,하 두 스위칭 소자에 걸리고 쇼트되어 엄청난 과전류가 흐르게 되는 것이며, 둘째는 지락전류로서 위쪽의 한쪽 스위칭 소자로부터 접지로 흐르는 과전류로서, 이또한 인버터의 파손을 가져오며, 마지막으로 셋째는 출력단락전류로서, 인버터와 모타에 흐르는 전류에 의해 인버터와 모타가 치명적으로 파손되는 것이다.The first is an arm short, in which the first short switching element is simultaneously turned on, and the high voltage DC voltage is applied to the upper and lower switching elements, and the short circuit causes a tremendous overcurrent to flow. The second is a ground fault current. As an overcurrent flowing from the ground to the ground, this also causes damage to the inverter, and finally, an output short-circuit current, in which the inverter and the motor are fatally damaged by the current flowing through the inverter and the motor.
종래의 경우 이러한 과전류에 의한 인버터와 모타의 파손을 방지하기 위해, 도 1에 도시한 바와 같이 네가티브 사이트(negative site)(ⓐ)에 전류검출기(4)를 연결하여 네가티브 쪽에 흐르는 전류를 검출하도록 하였으며, 상기 전류검출기(4)의 검출결과는 도 2에 도시한 바와 같이 제어부의 판단기(21)에서 기준값과 비교하여 이상여부를 판단하도록 하였다.In the conventional case, in order to prevent damage to the inverter and the motor due to such an overcurrent, the current detector 4 is connected to the negative site ⓐ to detect current flowing in the negative side as shown in FIG. 1. As shown in FIG. 2, the detection result of the current detector 4 is determined in the controller 21 of the control unit by comparing with the reference value.
그리고 상기 판단기(21)의 판단결과에 따라 이상이 발생하면 상기 펄스폭 변조 제어부(15)의 동작을 정지시키고, 입출력부(24)를 통해 이상발생을 표시하고, 또한 인버터와 모타에 흐르는 전류를 차단하여 인버터를 보호하도록 하였다.If an abnormality occurs according to the determination result of the determiner 21, the operation of the pulse width modulation controller 15 is stopped, the abnormality is displayed through the input / output unit 24, and the current flowing through the inverter and the motor. To protect the inverter.
그러나 상기와 같은 종래의 네가티브 사이트에 전류검출기를 연결하는 유도모타의 과전류 보호방법은, 상기와 같이 네가티브쪽에 흐르는 과전류만 검출하므로 포지티브(positive)쪽은 판단이 불가능하며, 단지 과전류만 표시할뿐 어떠한 원인으로 과전류가 흐르는지 알수 없기 때문에 적절한 조치가 불가능한 문제점이 있었다.However, the overcurrent protection method of the induction motor which connects the current detector to the conventional negative site as described above detects only the overcurrent flowing to the negative side as described above. There was a problem that the proper action is impossible because it is not known whether the overcurrent flows.
따라서 본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 스위칭 소자에서 직접 전류를 검출함으로써 과전류를 억제하여 인버터와 모타를 동시에 보호하고 과전류의 원인을 파악하여 적절한 조치를 취할 수 있는 유도전동기의 과전류 보호장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention, in order to solve the above problems by detecting the current directly in the switching element to suppress the overcurrent to protect the inverter and the motor at the same time and to determine the cause of the overcurrent overcurrent of the induction motor that can take appropriate measures To provide protection.
도 1은 종래의 기술에 의한 유도모타의 과전류 보호장치의 회로도.1 is a circuit diagram of an overcurrent protection device for an induction motor according to the related art.
도 2는 도 1의 전류검출기와 제어부의 상세 연결도.2 is a detailed connection diagram of the current detector and the control unit of FIG.
도 3은 본 발명에 의한 유도모타의 과전류 보호장치의 회로도.3 is a circuit diagram of an overcurrent protection device for an induction motor according to the present invention.
도 4는 본 발명에 의한 유도모타의 과전류 보호장치의 과전류 검출 및 보호 개념도.4 is a conceptual diagram of overcurrent detection and protection of an overcurrent protection device for an induction motor according to the present invention.
도 5는 도 3의 전류센서와 제어부의 상세 연결도.5 is a detailed connection diagram of the current sensor and the control unit of FIG.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
104~109:전류검출기 110:전류센서104 ~ 109: current detector 110: current sensor
120:제어부120: control unit
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 좀 더 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 의한 유도모타의 과전류 보호장치는, 도 3에 도시한 바와 같이 각 스위칭 소자에 직접 전류검출기(104~109)를 연결하고, 모타 연결점, 즉 한쌍의 전원에 대해 연결된 스위칭 소자 쌍의 각 연결점(a,b,c)과 모타(111) 사이에 출력단락을 검출하기 위한 전류센서(110)를 연결한 것으로, 도 4에 도시한 바와 같이 A경로(일점쇄선)를 흐르는 전류와, B경로(굵은 실선)를 흐르는 전류 및 C경로(굵은 점선)을 흐르는 전류를 감지하여 과전류를 종류별로 인지할 수 있도록 한다.In the overcurrent protection device of the induction motor according to the present invention, as shown in FIG. 3, the current detectors 104 to 109 are directly connected to each switching element, and each of the pairs of switching elements connected to a motor connection point, that is, a pair of power sources. A current sensor 110 for detecting an output short circuit is connected between the connection points a, b and c and the motor 111. As shown in FIG. The current flowing through the path (thick solid line) and the current flowing through the C path (thick dashed line) are sensed so that the overcurrent can be recognized by type.
도 5를 참조하여 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 포지티브 사이트에 연결된 전류 검출기(200)와 네가티브 사이트에 연결된 전류 검출기(200') 및 상기 전류센서(110)를 통해 출력되는 신호들의 조합, 즉 X,Y,Z를 조합하여 판단기(121)에서 정상인지, 지락인지, 단락인지 또는 암쇼트인지를 판단한다.In more detail with reference to FIG. 5, a combination of signals output through the current detector 200 connected to the positive site, the current detector 200 ′ connected to the negative site, and the current sensor 110, that is, X Combination of, Y, Z determines whether the determiner 121 is normal, ground fault, short circuit, or dark short.
즉, 과전류인 경우 이상신호 출력을 0이라 하면, 상기 X,Y,Z의 조합이 111이면 정상이고, 001이면 지락이며, 000이면 출력단락이고, 010이면 암쇼트이다.That is, in the case of overcurrent, if the abnormal signal output is 0, the combination of X, Y, and Z is normal, 111 is ground fault, 000 is output short circuit, and 010 is dark short.
상기 과전류 차단을 위한 과정은 검출에서부터 차단까지 6μsec 이내에 모든 동작이 행해져야 하므로 라인에서 검출하기 보다는 스위칭 소자에 검출하고 하드웨어적으로 모든 동작이 이루어져야 한다.Since the operation for blocking the overcurrent should be performed within 6μsec from detection to interruption, all operations should be performed in the switching element and hardware in place rather than detection in the line.
또한 전류센서를 제외하고 네가티브 사이트와 포지티브 사이트에 전류검출기를 연결하는 경우에는, X,Y의 조합으로 3종류의 과전류를 판단할 수 있는데, 이 경우 1이면 정상이고, 01이면 지락이며, 00이면 암쇼트 또는 출력단락이다.In addition, when the current detector is connected to the negative site and the positive site except for the current sensor, three types of overcurrent can be determined by the combination of X and Y. In this case, 1 is normal, 01 is ground fault, and 00 is Arm short or output short.
또한 포지티브 측의 스위칭 소자에만 직접 전류검출기를 연결하여도 되는데, 이는 네가티브에는 검출속도가 느려도 되며 3개의 스위칭소자에서 각각 검출할 필요없이 한곳에서 검출해도 되기 때문이다.In addition, the current detector may be directly connected only to the switching element on the positive side, since the detection speed may be slow at the negative and may be detected at one place without detecting each of the three switching elements.
한편, 상기 X,Y,Z 조합은 판단기(121)외에도 마이크로 컴퓨터에 입력되어 이상 검출시에는, 상기 펄스폭 변조 제어부(122)를 통해 인버터와 모타에 신호가 인가되지않도록 함과 동시에 입출력부(124)에서 사용자가 이상여부 및 과전류 종류를 알수 있도록 표시하여 적절한 조치가 수행되도록 한다.On the other hand, the combination of X, Y, Z is input to the microcomputer in addition to the determiner 121, when the abnormality is detected, the signal is not applied to the inverter and the motor through the pulse width modulation control unit 122 and the input / output unit In (124), the user can indicate whether there is an error and the kind of overcurrent so that appropriate measures can be performed.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 스위칭 소자에서 직접 전류를 검출함으로써 과전류를 억제하여 인버터와 모타를 동시에 보호하고, 과전류의 원인을 파악하여 적절한 조치를 취할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, by directly detecting the current in the switching element, the overcurrent is suppressed to protect the inverter and the motor at the same time, and it is possible to determine the cause of the overcurrent and take appropriate measures.
Claims (5)
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