KR200156755Y1 - 교류형 서보전동기의 구동장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 교류형 서보전동기의 구동장치에 관한 것으로, 종래의 회로는 사용되는 직류전압이 높아질 수록 평활용 콘덴서의 전압도 높아지게 되는데, 이와같은 경우 그 평활용 콘덴서의 전압을 일정하게 방전시키는 방전저항의 발열량이 커지게 되어 전동기의 안정도가 낮아지는 문제점이 있었다. 본 고안의 목적은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 기존에 설치되어 있는 전압제한부를 평활용 콘덴서의 방전용으로 이용함과 아울러 입력전원을 검출하는 전압검출부의 출력에 따라 과전류 발생 등 이상발생시에도 이용함으로써 방전저항을 삭제할 수 있어 소자수를 간단히 할 수 있고, 안정도를 높일 수 있는 교류형 서보전동기의 구동장치를 안출한 것이다.

Description

교류형 서보전동기의 구동장치
제1도는 일반적인 교류형 서보전동기의 구동장치의 회로도.
제2도는 종래 교류형 서보전동기의 구동장치의 회로도.
제3도는 본 고안 교류형 서보전동기의 구동장치의 회로도.
제4도는 본 고안에 있어서, 전압검출부의 상세 회로도.
제5도는 본 고안에 있어서, 제어부의 제어신호 출력을 위한 논리 회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 정류부 200 : 인버터
300 : 전압검출부 400 : 제어부
500 : 전압제한부 Q1 : 트랜지스터
M : 전동기 R1 : 저항
Q1 : 트랜지스터 C1 : 콘덴서
본 고안은 교류(AC)형 서보전동기의 구동장치에 관한 것으로, 특히 기존에 장착되어 있는 전압제한부를 평활용 콘덴서의 전압상승시 및 과전압 발생시 이를 방전 시키기 위한 용도로 사용함으로써 소자수를 줄일 수 있고, 안정도를 높일 수 있는 교류형 서보전동기의 구동장치에 관한 것이다.
일반적으로 교류형 서보전동기의 구동장치는 제1도에 도시된 바와같이, 입력교류전원(상용교류전원)을 직류로 변환시켜주는 정류부(1)와, 상기 정류부(1)에 의해 변환된 직류전압을 평활하는 평활용 콘덴서(C1)와, 상기 평활용 콘덴서(C1)를 통해 평활된 직류전압을 다시 교류로 변환시켜 전동기(M)에 공급하는 인버터(2)와, 과전류 등 이상발생시 상기 인버터(2)를 제어하여 소자를 보호하는 제어부(3)로 구성된다.
이와같이 구성된 일반적인 교류형 서보전동기의 구동장치는 정류부(1)에서 정류된 직류전압을 사용하기 때문에, 전동기(M) 운전중 감속할 시 부하의 기계적 에너지가 인버터(2)를 통하여 평활용 콘덴서(C1)로 유입되어 평활용 콘덴서(C1)의 전압을 상승시킨다.
한편, 전동기의 운전을 중지하게 되면 평활용 콘덴서(C1)의 전압이 방전되지 않고 그대로 남는다. 따라서 안정도가 낮아지는데, 이와같이 평활용 콘덴서(C1)의 잔류전압을 방전 시켜주기 위해 그리고 평활용 콘덴서(C1)의 전압이 상승되는 것을 방지하기 위해 콘덴서(C1)의 전압을 제한하는 전압제한부와 콘덴서(C1)의 전압을 방전시키는 방전저항을 첨가하는것이 일반적이다.
제2도는 상기와 같은 전압제한 부와 방전저항이 설치되어 있는 종래 교류형 서보전동기의 구동장치의 회로도로서, 이에 도시된 바와같이 입력교류전원(상용 교류전원: 3상 220V)을 직류로 변환하여 출력하는 정류부(1)와, 상기 정류부(1)에 의해 변환된 직류전압을 평활하는 평활용 콘덴서(C1)와, 상기 평활용 콘덴서(C1)를 통해 평활된 직류전압을 다시 교류로 변환시켜 전동기(M)에 공급하는 인버터(2)와, 전동기(M)의 운전정지시 발생하는 역전압으로 인해 상기 평활용 콘덴서(C1)에 과전압이 걸리면 이를 일정하게 유지하기 위한 제어신호를 출력함과 아울러 과전류 등 이상발생시 상기 인버터(2)를 제어하여 소자를 보호하는 제어부(3)와, 상기 평활용 콘덴서(C1)의 전압을 일정하게 방전 시키는 방전저항(R2)과, 저항(R1)과 트랜지스터(Q1)로 이루어져 상기 제어부(3)의 제어신호에 의해 상기 평활용 콘덴서(C1)의 과전압을 방전시킴으로써 그 평활용 콘덴서(C1)의 전압을 일정하게 유지시켜 주는 전압제한부(4)로 구성된다.
이와같이 구성된 종래 회로의 작용에 관하여 설명하면 다음과 같다.
교류전원(상용 교류전원: 3상 220V)이 입력되면 정류부(1)는 이를 직류로 정류하여 출력한다. 상기 정류부(1)를 통해 직류로 정류된 전압은 평활용 콘덴서(C1)를 통해 평활된다.
상기 평활용 콘덴서(C1)에서 평활된 직류전압을 입력받은 인버터(2)는 이를 다시 교류로 변환하여 전동기(M)에 전달한다. 이로인해 전동기(M)가 구동된다.
이때, 전동기(M) 운전중 속도를 감속하게 되면 부하의 기계적 에너지가 인버터(2)를 통해 평활용 콘덴서(C1)에 유입되어 그 평활용 콘덴서(C1)의 전압을 상승 시킨다.
이와같이 평활용 콘덴서(C1)의 전압이 과전압이 되면 제어부(3)는 제어신호를 출력하여 트랜지스터(Q1)를 턴온 시킨다.
이에따라 상기 평활용 콘덴서(C1)의 전압이 저항(R1)을 통해 열에너지의 형태로 소비되어 평활용 콘덴서(C1)의 전압은 일정하게 유지된다. 이때, 방전저항(R2)은 상기 평활용 콘덴서(C1)의 전압을 전동기의 운전여부에 관계없이 항상 일정하게 방전한다.
이와같이 종래의 회로는 사용되는 직류전압이 높아질 수록 평활용 콘덴서의 전압도 높아지게 되는데, 이와같은 경우 그 평활용 콘덴서의 전압을 일정하게 방전시키는 방전저항의 발열량이 커지게 되어 전동기의 안정도가 낮아지는 문제점이 있었다.
본 고안의 목적은 이러한 종래의 문제점을 해결해기 위해, 기존에 설치되어 있는 전압제한부를 평활용 콘덴서의 방전용으로 이용함과 아울러 입력전원을 검출하는 전압검출부의 출력에 따라 과전류발생 등 이상 발생시에도 이용함으로써 방전저항을 삭제할 수 있어 소자수를 간단히 할 수 있고, 안정도를 높일 수 있고, 안전도를 높일 수 있는 교류형 서보전동기의 구동장치를 제공하는데 있다.
상기 본 고안의 목적을 달성하기위한 교류형 서보전동기의 구동회로는 교류전원을 입력받아 이를 기준전압레벨 및 과전압레벨과 비교하여 그에따른 상전압 검출신호 및 과전압 검출 신호를 출력하는 전압검출부와, 교류입력전원이 정류부를 통해 정류되고 평활용 콘덴서를 통해 평활되면 이를 다시 교류로 변환하여 전동기에 공급하는 인버터의 평활용 콘덴서 과전압검출신호와 상기 전압검출부의 출력신호에 따라 평활용 콘덴서의 전압을 일정한 전압으로 유지하거나 인버터에 전압이 인가되지 않도록 하기위한 제어신호를 전압제한부를 출력하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.
이하, 본 고안의 작용 및 효과에 관하여 일실시예를 도시한 제3도 내지 제5도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제3도는 본 고안을 적용한 일실시예시도로서, 이에 도시한 바와같이 3상교류전원이 입력되면 이를 직류로 정류하여 출력하는 정류부(100)와, 상기 정류부(100)에 의해 정류된 전압을 평활하는 평활용 콘덴서(C1)와, 상기 평활용 콘덴서(C1)에 의해 평활된 직류전압을 전동기(M)를 구동하기 위한 3상전원으로 변환하여 출력하는 인버터(200)와, 비교기(CP1)와 포토커플러(PC1)로 이루어져 3상입력전압을 기준전압(Vref)레벨 및 과전압(Oref)레벨과 비교하여 그에따른 신호를 출력하는 전압검출부(300)와, 상기 전압검출부(300)의 출력에 따라 과전압발생시 인버터(200)를 보호하기 위한 제어신호와 인버터의 출력신호에 따라 평활용 콘덴서(C1)의 전압을 방전시키기 위한 제어신호를 출력하는 제어부(400)와, 저항(R1)과 트랜지스터(Q1)로 이루어져 상기 제어부(400)의 제어신호에 따라 구동하여 상기 평활용 콘덴서(C1)의 전압을 방전 시키거나 또는 입력과 전압을 방전시키는 전압제한부(500)로 구성한다.
이와같이 구성한 본 고안을 적용한 일실시예의 작용에 관하여 설명하면 다음과 같다.
교류전원(3상 220V)이 입력되면 정류부(100)는 이를 직류로 정류하여 출력하여, 평활용 콘덴서(C1)는 상기 정류부(100)에 의해 정류된 전압을 평활하여 출력한다.
인버터(200)는 상기 평활용 콘덴서(C1)에 의해 평활된 전압을 인가받아 이를 전동기(M)를 구동하기에 적합한 3상교류전원으로 변환하여 전동기(M)에 공급함과 아울러 평활용 콘덴서(C1)에 과전압이 발생하면 이를 알리기 위한 신호를 출력한다.
한편, 제4도에 도시한 바와같이 구성된 전압검출부(300)는 입력교류전원(3상 220V)의 전압으 비교기(CP1)에서 기준전압레벨(Vref) 및 과전압레벨(Oref)과 비교하여 그에 따른 신호를 출력하고, 이 출력신호에 따라 포토커플러(PC1)를 통해 상전압 검출신호 또는 과전압 검출신호를 출력한다.
제어부(400)는 상기 인버터(200)로부터의 평활용 콘덴서(C1) 과전압 검출신호와 상기 전압검출부(300)로부터의 입력과전압 검출신호를 입력받아 그에따라 트랜지스터(Q1)를 온/오프 시킨다.
예를들어 입력전압이 기준전압레벨(Vref)보다 낮으면 전압검출부(300)는 그에따른 신호를 포토커플러(PC1)를 통해 출력하고, 이를 입력받은 제어부(400)는 전동기(M) 구동이 정지한 것으로 판단한다.
또한, 입력전압이 과전압레벨(Oref)보다 높으면 전압검출부(300)는 그에따른 신호를 출력하고, 이를 입력받은 제어부(400)는 제어신호를 통해 트랜지스터(Q1)를 턴온시켜 입력전압이 방전되도록 하여, 인버터(200)로의 전압공급을 중단 시킨다.
한편, 전동기(M)의 속도를 감속시키거나 중지할려고 하면 부하의 기계적 에너지가 인버터(200)를 통해 평활용 콘덴서(C1)에 역류되어 평활용 콘덴서(C1)의 전압이 상승한다.
상기 평활용 콘덴서(C1)의 전압이 상승하면 인버터(200)는 이에따른 신호를 상기 제어부(400)에 전달하고, 이를 입력받은 제어부(400)는 상기 트랜지스터(Q1)에 펄스형태의 제어신호를 출력하여 트랜지스터(Q1)를 온/오프시킨다.
이와같이 평활용 콘덴서(C1)의 전압을 한번에 방전 시키지 않고 트랜지스터(Q1)를 온/오프 시켜가며 방전 시키는 이유는 저항(R1)에 너무 많은 열이 발생하지 않도록 하기 위한 것이다.
상기 제어부(400)의 제어신호 출력원리는 제5도에 도시한 바와같이 전압검출부(300)를 통해 상전압 검출신호가 출력되는 상태에서 상기 평활용 콘덴서(C1)의 전압상승에 따른 인버터(200)의 검출신호에 따라 앤드게이트(AND1) 및 오아게이트(OR1)를 통해 펄스열의 신호를 출력하여 상기 트랜지스터(Q1)를 온/오프시키고, 상기 전압검출부(300)를 통해 과전압 검출신호가 출력되는 상태에서는 상기 오아게이트(OR1)를 통해 상기 트랜지스터(Q1)를 온시키게 된다.
이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 고안은 기존에 설치되어 있는 전압제한부를 평활용 콘덴서 전압의 방전용으로 구동시키과 아울러 입력전원을 검출하는 전압검출부의 출력에 따라 과전류발생 등 이상발생시에도 구동 시킴으로서 종래의 방전저항을 삭제할 수 있어 소자수를 간단히 할 수 있고, 안정도를 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 교류전원을 정류부를 통해 정유하고 평활용 콘덴서를 통해 평활한후 인버터를 통해 교류전원으로 다시 변환하여 전도이에 공급하고, 상기 평활용 콘덴서의 전압을 저항 및 트랜지스터의 전압제한부를 통해 방전하는 교류형 서보전동기의 구동장치에 있어서, 상기 정류부에 입력되는 교류전압의 전압을 기준전압레벨 및 과전압레벨과 비교기를 통해 비교하고 비교결과신호에 따라 포토커플러를 통해 상전압 검출신호 및 과전압 검출 신호를 출력하는 전압검출부와, 상기 전압검출부에서 과전압 검출신호가 출력되는 상태에서는 상기 전압제한부의 트랜지스터를 온시키게 제어하고, 상기 전압 검출부에서 상전압 검출신호가 출력되는 상태에서는 상기 평활용 콘덴서의 전압상승에 따른 상기 인버터의 출력신호에 따라 펄스열의 신호로 상기 전압제한부의 트랜지스터를 온/오프제어 하는 제어부를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 교류형 서보전동기의 구동장치.
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KR101222407B1 (ko) * 2011-06-29 2013-01-14 현대건설주식회사 쇼크리트용 급결제의 공급 방법 및 장치, 이 장치가 설치된 쇼크리트 타설기

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