KR200190328Y1 - 크레인·호이스트의 동력전원 과부하방지 및 전자접촉기 고장검출장치(device for preventing the electric power overload of a cranehoist and detecting the breakdown of a electronic contactor) - Google Patents

크레인·호이스트의 동력전원 과부하방지 및 전자접촉기 고장검출장치(device for preventing the electric power overload of a cranehoist and detecting the breakdown of a electronic contactor) Download PDF

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Abstract

본 고안은 동력전원공급수단과, 주간스위칭수단과, 제한위치제어수단, 및 그장검출/리셋수단을 포함하는 크레인·호이스트의 운전장치에 있어서, 각 기기별 동작상태 검출기를 통해 동작전류를 검출하여 크레인·호이스트의 정격외 과부하운전, 전자접촉기의 접촉자 용착사고 및 케이블 절연불량을 검출하기 위한 과부하방지 및 전자접촉기 고장검출장치를 설치하여 고장운전이 발생합면 동력전원을 자동으로 차단하기 위한 크레인·호이스트의 동력전원 과부하방지 및 전자접촉기 고장검출장치에 관한 것으로, 상기 동력전원공급수단의 부하전류와, 상기 주간스위칭수단을 구성하는 전자접촉기 여자전류와, 상기 제한위치제어수단의 전자접촉기 여자 전류를 각각 검출하여 각 검출전류의 비교/판단결과에 따른 제어출력을 상기 각 수단과 고장검출/리셋수단의 제어스위치(릴레이)에 출력하기 위한 과부하방지/고장검출수단을 더 구비하여 이루어진다.

Description

크레인·호이스트의 동력전원 과부하방지 및 전자접촉기 고장검출장치
본 고안은 크레인·호이스트의 동력전원 과부하방지 및 전자접촉기 고장검출 장치에 관한 것으로, 특히 주간전자접촉기를 설치하고 각각의 기기별 동작상태 검출기를 통해 동작전류를 검출하여 크레인·호이스트의 정격외 과부하운전, 전자접촉기의 접촉자 용착사고 및 케이블 절연불량을 검출하기 위한 과부하방지 및 전자접촉기 고장검출장치를 설치하여 고장운전이 발생하면 동력전원을 자동으로 차단하기 위한 크레인·호이스트의 동력전원 과부하방지 및 전자접촉기 고장검출장치에 관한 것이다.
종래 크레인·호이스트의 동력전원공급수단은 제1도에 도시된 바와 같이, 전동기(150)와, 교류전원용 배선을 차단하기 위한 배선용 차단기(110)와, 상기 배선용 차단기(110)에 연결된 주간전자접촉기(120)와, 전동기(150)의 과부하시 계전을 위한 과부하 계전기(140)와, 상기 주간전자접촉기(120)와 과부하 계전기(140) 사이에 병렬접속된 권상/권하용 전자접촉기(132/131)가 연결구성되어 있다. 또, 상기 권상/권하용 전자접촉기(132/131)와 과부하 계전기(140) 사이에서 과부하에 따른 전류변동을 검출하는 과부하 검출기(160)가 구비되어 크레인·호이스트의 과부하 상태를 외부에 표시하게 된다.
또한, 종래 크레인·호이스트의 전자접촉기 고장검출 및 표시수단은 제2도에 도시된 바와 같으며, 교류 및 직류전원을 공급하기 위한 교류 및 직류를 전원공급부(700)와, 비상정지스위치(260)와 복수의 비상제한스위치(241, 242) 및 권상/권하용 전자접촉기(222/221) 등으로 구성된 주간스위칭수단(200)과, 과부하 계전기(370)와 리세스위치(330) 등을 구비하여 상기 주간스위칭수단(200)의 전자접촉기의 고장 여부를 검출하고 고장수리로 인해 상기 주간스위칭수단(200)의 전자접촉기 여자전류가 정상출력시 리세트시키기 위한 고장검출/리셋수단(300)과, 상기 주간스위칭수단(200)의 전자접촉기 고장으로 인해 과부하 계전기(370)의 차단시 경보를 울리기 위한 경보기(410)와 고장검출용 계전기(440) 및 주간스위칭수단의 전자위치 여자전류가 정상출력되기 전까지 온스위칭하여 경보를 울리기 위한 제어스위치(450)로 구성된 경보발생수단(400)과, 복수의 권상/권하 제한스위치(542/541)를 통해 크레인·호이스트의 도달위치를 제어하기 위한 콘트롤러(510)와 복수의 권상/권하용 전자접촉기(522/521)로 구성된 제한위치제어수단(500)과, 권상/권하용 전자접촉기(842-1/841-1, 842-2/841-2)와 계전기(840)를 각각 구비하여 고장 및 정지상태를 외부에 알리기 위한 고장/정지표시수단(800)으로 크게 구분될 수 있다.
일반적으로 크레인·호이스트는 제1도 및 제2도에서와 같이 콘트롤러(510)의 권상조작을 하게 되면, 권상용 전자접촉기(552)의 코일이 여자되어 동력전원이 연결되어 전동기(150)와 연결된 와이어 드럼(도면에 도시되지 않음)이 회전하여 훅크(도면에 도시되지 않음) 또는 훅크에 하물(도면에 도시되지 않음)을 달아 상하로 이동하여 임의의 위치에서 정지시키게 된다. 훅크가 제한위치에 도달하여 권상 제한스위치(542)가 작동되면, 권상용 전자접촉기(552)의 동력전원을 차단하여 권상동작은 정지된다.
콘트롤러(510)에서 권하조작을 하게 되면, 권하용 전자접촉기(521)의 코일이 여자되어 동력전원이 연결되고, 전동기(150)와 연결된 와이어 드럼이 역회전을 하여 훅크 또는 훅크에 달린 하물이 하강되어 임의의 위치에서 정지시키거나 제한위치에 도달하여 권하제한스위치(541)가 작동되면 권하용 전자접촉기(521)는 동력전원을 차단하여 권하동작이 정지된다.
제1도 및 제2도에는 권상/권하용 전자접촉기(132/131, 222/221, 522/521, 552/551) 또는 배선차단기(110)에 고장이 발생되거나 권상/권하 제한스위치(542/541)의 고장으로 정지하지 않을 때, 권상/권하 비상제한스위치(242/241)에 의해서 전자접촉기(120, 220, 223)가 동력전원을 차단하여 장치를 정지시키는 회로도를 도시하고 있다.
권상/권하 비상제한 스위치(242/241)가 작동되어 전자접촉기(120, 220, 223)가 차단된 후 주간스위칭수단인 마스터 스위치(232)를 재차 온(on)하여 콘트롤러(510)를 동일한 방향으로 운전하면, 전자접촉기(120, 220, 223)는 즉시 차단되어 운전이 중단되고, 반대 방향으로 운전하면 제한위치까지 운전하는 회로이다.
상기한 바와 종래기술은 제1도 및 제2도에 도시된 것과 같이 정격외 과부하방지를 위한 과부하 방지 장치(160)만이 있으며, 그 과부하 방지장치의 종류로서는 전자식, 전기식, 기계식으로 구분하여 제작되고 있으며, 그 성능을 한국산업안전공단에서 검사하여 사용되고 있으나, 크레인·호이스트의 전자접촉기의 접촉자가 용착되거나 케이블의 절연저하로 고장운전이 발생되면 운전자가 당황함으로서 빠르고 적절한 조치를 취하지 못하게 되므로 크레인·호이스트가 폭주하여 충돌과 이탈을 하게 된다. 이에 따라 2차적으로 와이어 로프를 절단하여 훅크 및 하물이 추락하는 사고가 빈번히 유발되어 주변의 작업자들이 사망하는 등 대형사고를 야기하는 문제가 있다.
본 고안은 상기한 종래기술의 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 주간전자 접촉기를 설치하고 각각의 기기별 동작상태 검출기를 통해 동작전류를 검출하여 크레인·호이스트의 정격 과부하운전, 전자접촉기의 접촉자 용착사고 및 케이블 절연 불량을 검출하기 위한 과부하방지 및 전자접촉기 고장검출장치를 설치하여 고장운전이 발생하면 동력전원을 자동으로 차단하기 위한 크레인·호이스트의 동력전원 과부하방지 및 전자접촉기 고장검출장치를 제공하는데 그 목적 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 크레인·호이스트의 동력전원 과부하방지 및 전자접촉기 고장검출장치는, 교류 및 직류전원을 공급하기 위한 교류 및 직류 전원공급부와, 권상/권하용 전자접촉기와 배선용 차단기와 과부하차단기 및 전동기를 구비한 동력전원공급수단과, 비상정지스위치와 복수의 비상제한스위치 및 권상/권하용 전자접촉기 등으로 구성되고 각각의 전자접촉기의 스위칭전류에 따른 제어출력신호에 의해 출력라인을 온/오프 스위칭하기 위한 제1 제어스위치를 구비한 주간스위칭수단과, 과부하 계전기와 리셋스위치 등을 구비하여 주간스위칭수단의 전자접촉기 고장여부를 검출하고 고장수리로 주간스위칭수단의 전자위치 여자전류가 정상출력시 리세트시키기 위한 제2 제어스위치를 구비한 고장검출/리셋 수단과, 상기 주간스위칭수단의 전자접촉기 고장으로 과부하 계전기의 차단시 경보를 울리기 위한 경보기와 고장검출용 계전기 및 주간스위칭수단의 전자위치 여자전류가 정상출력되기 전까지 온스위칭하여 경보를 울리기 위한 제3 제어스위치로 구성된 경보발생수단과, 제한스위치를 통해 크레인·호이스트의 도달위치를 제어하기 위한 콘트롤러와 복수의 권상/권하용 전자접촉기로 구성되고 위치제한운전시 상기 권상/권하용 전자접촉기의 여자전류에 다른 제어출력신호에 의해 권상/권하용 전자접촉기를 온/오프 스위칭하기 위한 제4 제어스위치를 구비한 제한위치제어수단과, 상기 동력전원공급수단의 부하전류를 검출하기 위한 동력전원 부하전류검출부와 상기 주간스위치수단의 전자접촉기들 여자전류를 검출하기 위한 주간스위치의 여자전류검출기와 상기 제한위치제어수단의 권상/권하용 전자접촉기의 여자전류를 검출하기 위한 권상/권하용 전자접촉기 여자전류 검출부와 상기 각 수단에서 검출된 전류를 비교/판단하기 위한 검출전류 비교/판단부와 비교결과를 상기 각 제어스위치로 출력시키기 위한 제어출력부를 구비한 과부하방지/고장검출수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
제1도는 종래 크레인·호이스트의 동력전원공급수단의 구성도이고,
제2도는 종래 크레인·호이스트의 전자접촉기 고장검출 및 표시수단의 구성도,
제3도는 본 고안에 따른 크레인·호이스트의 동력전원 과부하방지 및 전자접촉기 고장검출장치의 구성을 나타낸 블록회로도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 동력전원공급수단 200 : 주간스위칭수단
300 : 고장검출/리세수단 400 : 경보발생수단
500 : 제한위치제어수단 600 : 과부하방지/고장검출수단
700 : 교류/직류 전원공급부 800 : 고장/정지 표시수단
610 : 부하전류검출부 630 : 주간전자접촉기 여자전류검출부
620 : 권상/권하 전자접촉기 여자전류검출부
640 : 비교/판단부 650 : 제어출력부
510 : 콘트롤러 410 : 경보기
160 : 과부하 검출기 140 : 경보기
881, 882 : 고장표시램프 131, 222, 522 : 권상 전자접촉기
132, 221, 551 : 권하 전자접촉기 541, 542 : 제한스위치
241, 242 : 비상제한스위치 260 : 비상정지스위치
S1, S2, S3 : 전류검출기
이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안에 따른 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.
제3도는 본 고안에 따른 크레인·호이스트의 동력전원 과부하방지 및 전자접촉기 고장검출장치의 구성을 나타낸 블록회로도이다.
본 고안에 따른 동력전원 과부하방지 및 전자접촉기 고장검출장치에는 주간 전자접촉기가 설치되어 있으며, 각각의 기기별 동작상태를 검출하여 정격외 과부하 운전을 초기에 제한하고, 또한 전자접촉기의 접촉자 용착사고 및 케이블 절연불량으로 고장운전이 발생하는 것에 대한 논리적 조건판단을 수행하여, 그 조건이 성립되면 즉시 동력전원을 차단하여 크레인·호이스트의 이탈, 파손 및 추락을 방지하고, 작업자를 위험으로부터 보호하며, 기기의 수명과 부품의 교환주기 판단을 위한 점검수단의 생략은 물론, 운전효율과 생산성 향상을 최적화하는 안전장치이다.
본 고안에 따른 크레인·호이스트의 동력전원 과부하방지 및 전자접촉기 고장검출장치의 블록구성을 제3도를 참조하여 살펴보면, 교류 및 직류전원을 공급하기 위한 교류 및 직류 전원공급부(700)와, 권상/권하용 전자접촉기(131/132)와 배선용 차단기(110)와 과부하차단기(140) 및 전동기(150)를 구비한 동력전원공급수단과, 비상정지스위치(260)와 복수의 비상제한스위치(241, 242) 및 권상/권하용 전자접촉기(222/221) 등으로 구성된 주간스위칭수단(200)과, 과부하 계전기(370)와 리셋스위치(330) 등을 구비하여 상기 주간스위칭수단(200)의 전자접촉기들의 고장여부를 검출하고 고장수리로 인해 상기 주간스위칭수단(200)의 전자접촉기 여자전류가 정상출력시 리세트시키기 위한 고장검출/리셋수단(300)과, 상기 주간스위칭수단(200)의 전자접촉기 고장으로 인해 과부하 계전기(370)의 차단시 경보를 울리기 위한 경보기(410)와 고장검출용 계전기(440) 및 주간스위칭수단의 전자위치 여자전류가 정상출력되기 전까지 온스위칭하여 경보를 울리기 위한 제어스위칭(450)로 구성된 경보발생수단(400)과, 복수의 권상/권하 제한스위치(542/541)를 통해 크레인·호이스트의 도달위치를 제어하기 위한 콘트롤러(510)와 복수의 권상/권하용 전자접촉기(522/521, 552/551)로 구성된 제한위치제어수단(500)과, 상기 동력전원공급수단의 부하전류를 검출하기 위한 동력전원 부하전류검출부(610)와 상기 주간스위칭수단의 전자접촉기들의 여자전류를 검출하기 위한 주간스위치에서 여자전류검출기(630)와 상기 제한위치제어수단의 권상/권하용 전자접촉기의 여자전류를 검출하기 위한 권상/권하용 전자접촉기 여자전류 검출부(620)와 상기 각 수단에서 검출된 전류를 비교/판단하기 위한 검출전류 비교/판단부(640)와 비교결과를 각 제어스위치로 출력시키기 위한 제어출력부(650)를 구비한 과부하방지/고장검출수단(600)으로 구성되어 있다.
상기한 구성의 본 고안에 따른 크레인·호이스트 동력전원 과부하방지 및 전자접촉기 고장검출장치의 작동과정을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 전동기(150)의 운전전류를 과부하방지/고장검출수단(600)의 부하전류검출부(610)에서 검출하여 정격외 과부하운전시, 과부하방지/고장검출수단(600)의 제어출력부(650)에서 릴레이 출력(OUT2)의 접점신호를 출력하여 권상용 전자접촉기(스위치; 131)의 회로를 개로하고, 동력전원을 차단하여 권상운전을 즉시 중단시키고, 경보기(410)에서 경보를 발한다. 권하조작 운전만 가능하다.
또, 운전조작시 권상/권하 전자접촉기(552/551) 코일에 여자전류가 흐르는 상태에서 부하로 흐르는 전류를 과부하방지/고장검출수단(600)의 권상/권하용 부하전류검출부(610)에서 부하전류(최소운전전류이하)가 없는 상태가 검출되면, 상기 과부하방지/고장검출수단(600)의 제어출력부(650)에서 릴레이 출력(OUT1)의 접점신호가 출력(500ms 이내)하여, 릴레이(360) 코일을 여자시켜 전자접촉기(223) 코일을 개로하여 동력전원(120)을 차단하고, 운전을 즉시 중단시키며 경보기(410)를 통해 경보를 발한다.
또한, 정지조작시 전자접촉기(552/551) 코일에 전류가 흐르지 않는 상태에서 부하로 흐르는 전류가 상기 과부하방지/고장검출수단(600)의 권상/권하용 부하검출부(610)에서 검출(접촉자 용착으로 판단)되면, 과부하방지/고장검출수단의 제어출력부(620)의 릴레이 출력(OUT1)의 접전신호를 출력(500ms 이내)하여 릴레이(360)코일을 여자시켜 전자접촉기(223) 코일을 개로하여 동력전원을 차단하고, 운전을 즉시 중단시키며 경보를 발하게 된다.
또한, 전자접촉기(552/551, 223)의 제어회로 절연저하 및 혼촉에 의한 누설전류를 검출하여 과부하방지 및 전자접촉기 고장검출수단의 제어출력부(650)에서 릴레이 출력(OUT1)의 접점신호를 출력(500ms 이내)하여 릴레이(360)의 코일을 여자시켜 전자접촉기(223) 코일을 개로하여 동력전원을 차단하고, 운전을 즉시 중단시키며 경보를 발한다.
또, 주간접촉기(223) 및 권상/권하 전자접촉기(552/551)의 코일에 규정전류가 흐르지 않으면 본 고안의 장치내에 있는 접점의 출력으로 주간접촉자(223) 코일을 자동적으로 개로하여 동력을 차단하여 즉시 운전을 중단시킨다.
이와 같이 본 고안에 따른 크레인·호이스트 동력전원 과부하방지 및 전자접촉기 고장검출장치를 사용하게 되면, 크레인·호이스트 작업중 정격외 과부하 달기 작업을 제한하여 과부하에 의한 기계/전자적 과도운전을 방지하여 안전운전을 수행시킬 수 있으며, 전자접촉기의 접점용착과 제어케이블의 선간 혼촉을 전기적으로 검지/판단하여 릴레이 접점의 출력으로 전원을 차단하여 크레인·호이스트의 폭주에 의한 사고를 방지하게 된다.
또, 운전/제어계통에서 가동빈도가 과도하게 많은 기계장치에 대하여 수명을 최적화하고, 부품의 교환, 또는 교환주기의 수단인 점검을 생략할 수 있으므로 운전효율을 향상시키고, 검출부/제어부 모두가 기계적 동작이 아닌 전기/전자회로로 내진/내습/온도특성이 우수하고, 전력소비가 적은 안전구조로서 높은 신뢰성을 가지며, 설비/보수비용이 저렴하여 시스템 전체의 효율적인 운용에 경제적이다.
이러한 본 고안은 크레인 호이스트 동력전원 과부하 방지 및 전자접촉기 고장을 검출하는 장치로서, 크레인 호이스트의 정격의 과부하 운전, 전자접촉기의 용착 사고 및 케이블의 절연불량을 검출하기 위한 과부하 장치로서, 본 고안에 의한 기능을 정리하면 다음과 같다.
크레인 호이스트 운용시 정격 이상의 과부하 검출 및 차단 기능, 전자 접촉기의 동작에 따른 주전동기의 이상여부 검출 및 차단 기능, 주전동기의 권선 이상에 의한 전류 밸런스 이상 여부 검출 기능, 전자 접촉기의 접점 용착 및 케이블 이상여부 검출 및 경고 기능, 입력 전압의 이상 유무 검사 및 전압변동에 따른 전류 보상 기능, 표준 부하에 의한 부하전류 자동 및 수동 설정 기능, 오류 및 운용 상태의 표시기능(에러 메시지 출력 및 상승/하강/높이표시 기능), 마이크로프로세서에 의한 제어 기능 등이 그것이다.
상술한 바의 본 고안에 따르면, 크레인·호이스트 운용에 있엇 번번히 유발하는 정격외 과부하운전을 초기에 제한하고, 돌발적인 전자접촉기(스위치)의 접촉자가 용착과 케이블 절연저하에 의한 혼촉 및 오동작에 따른 사고를 빠른 시간내에 검출하여 동력전원을 자동으로 차단하므로서 안전재해를 방지하여 크레인·호이스트 작업자의 안정감을 주고, 부품의 수명을 최적화 하기 위한 점검수단을 생략하므로서 생산성을 크게 향상시키는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 동력전원공급수단과, 주간스위칭수단과, 제한위치제어수단, 및 고장검출/리셋수단을 포함한 크레인·호이스트의 운전장치에 있어서, 상기 동력전원공급수단의 부하전류와, 상기 주간스위칭수단을 구성하는 전자접촉기 여자전류와, 상기 제한위치제어수단의 전자접촉기 여자전류를 각각 검출하여 각 검출전류의 비교/판단결과에 따른 제어출력을 상기 각 수단과 고장검출/리셋수단의 제어스위칭(릴레이)에 출력하기 위한 과부하방지/고장검출수단을 더 구비하여 정격외 과부하운전 및 전자접촉기와 접촉자 용착사고 및 케이블 절연불량 등을 검출하여 경보발생수단을 통해 외부에 알림과 동시에 동력전원 자동으로 차단시키는 것을 특징으로 하는 크레인·호이스트의 동력전원 과부하방지 및 전자접촉기 고장검출장치.
  2. 교류 및 직류전원을 공급하기 위한 교류 및 직류 전원공급부와, 권상/권하용 전자접촉기의 배선용 차단기와 과부하차단기 및 전동기를 구비한 동력전원공급수단과, 비상정지스위치와 복수의 비상제한스위치 및 권상/권하용 전자접촉기 등으로 구성되고 각각의 전자접촉기의 스위칭전류에 따른 제어출력신호에 의해 출력라인을 온/오프 스위칭하기 위한 제1 제어스위치를 구비한 주간스위칭수단과, 과부하 계전기와 리세스위치 등을 구비하여 주간스위칭수단의 전자접촉기 고장여부를 검출하고 고장수리로 주간스위칭수단의 전자위치 여자전류가 정상출력시 리세트시키기 위한 제2 제어스위치를 구비한 고장검출/리셋수단과, 상기 주간스위칭수단의 전자접촉기 고장으로 인한 과부하 계전기의 차단시 경보를 울리기 위한 경보기와 고장검출용 계전기 및 주간스위칭수단의 전자위치 여자전류가 정상출력되기 전까지 온스위칭하여 경보를 울리기 위한 제3 제어스위치로 구성된 경보발생수단과, 제한스위치를 통해 크레인·호이스트의 도달위치를 제어하기 위한 콘트롤러와 복수의 권상/권하용 전자접촉기로 구성되고 위치제한운전시 상기 권상/권하용 전자접촉기의 여자전류에 따른 제어출력신호에 의해 권상/권하용 전자접촉기를 온/오프 스위칭하기 위한 제4 제어스위치를 구비한 제한위치제어수단과, 상기 동력전원공급수단의 부하전류를 검출하기 위한 동력전원 부하전류검출부와 상기 주간스위치의 전자접촉기들 여자전류를 검출하기 위한 주간스위치의 여자전류검출기와 상기 제한위치제어수단의 권상/권하용 전자접촉기의 여자전류를 검출하기 위한 권상/권하용 전자접촉기 여자전류 검출부와 상기 각 수단에서 검출된 전류를 비교/판단하기 위한 검출전류 비교/판단부와 비교결과를 상기 각 제어스위치로 출력시키기 위한 제어출력부를 구비한 과부하방지/고장검출수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 크레인·호이스트의 동력전원 과부하방지 및 전자접촉기 고장검출장치.
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