KR200219342Y1 - 결상 보호형 열동형 과부하 계전기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 모터의 과부하시 소손보호 및 모터의 결상시 소손 보호의 목적으로 사용되는 결상 보호형 열동형 과부하 계전기의 시프터에 관한 것으로, 과전류에 의한 주 바이메탈의 변위를 전달하는 시프터 및 레버와, 상기 시프터 및 레버에 의해 변위를 전달받은 온도 보상 바이메탈과, 상기 온도 보상 바이메탈과 결합되고 조정 링크에 의해 회전 운동하고 미세 조정 스크류와 조정 다이얼로 위치를 조절하는 석방 레버와, 상기 석방 레버에 의해 반전되는 반전 기구 및 압축 코일 스프링과, 상기 반전 기구와 결합한 보조 홀더와, 반전기구에 의해 분리하는 서로 절연된 통상 개방, 통상 폐쇄의 접점장치를 구비하고 반전기구를 원래의 위치로 되돌리는 리셋 버튼과, 반전 기구의 동작이 원할이 되는지 시험하는 테스트 버튼을 포함하여 구성함이 특징이다.

Description

결상 보호형 열동형 과부하 계전기

본 고안은 모터의 과부하시 소손보호 및 모터의 결상시 소손 보호의 목적으로 사용되는 결상 보호형 열동형 과부하 계전기의 시프터에 관한 것이다.

여기서 결상이란 모터는 통상 3상(R상, S상, T상) 전류가 흐르고 있는데, 3상중에서 어느 한상 혹은 두상이 어떤 원인으로 끊어져 전류가 흐르지 않으면 나머지 두상 혹은 한상으로 전류가 집중되는 과전류가 흘러 모터가 소손을 일으키게 된다.

이것을 보호하기 위해 통상의 과부하시 소손 보호기능에다 결상시 소손 보호기능을 갖춘 열동형 과부하 계전기를 결상 보호형 열동형 과부하 계전기라 한다.

표준 규격에 의하면 결상 보호형의 열동형 과부하 계전기는 표준의 열동형 과부하 계전기 보다 시간적으로 빨리 전류를 차단시키는 기능을 갖어야 한다.

그러므로 이러한 특성을 감안하여 표준의 메커니즘 보다 기구적으로 더 빨리 전류를 차단시키기 위한 메커니즘에 관한 구조를 갖도록 고안되고 있다.

종래의 결상 보호형 과부하 계전기는 도 1 및 도 2로 도시되어 있다.

이 열동형 과부하 계전기는 과전류에 의한 가열체(21)의 발열로 주 바이메탈(22)의 변위를 발생시킴에 따라 반전동작하는 반전 스프링(95a)과,

상기 반전 스프링(95a)의 반전 동작에 의해 접점을 동작시키는 장치로서 케이스(1) 내에 가열체(21)가 감겨져 있는 주 바이메탈(22)과,

상기 주 바이메탈(22)의 자유단(22a)에 각각 결합되어 케이스(1)의 안내홈(1a)에 주 바이메탈(22)의 만곡에 의해 P 화살표 방향이동이 가능하게 받쳐지고 결상시 시프트(2)와,

레버(18)와 접촉하는 시프터(3)에 의해 시프터(3)의 일단에 결합가능하게 케이스(1) 내에 배치되어 있는 개폐기구(4)와,

상기 개폐기구(4)에 의해 접촉 및 분리 조작되는 접점장치(5)와,

상기 접점장치(5)가 자동복귀의 경우에는 고정되고 수동복귀일 경우에는 조작이 자유롭게 되는 복귀장치(6)가 주된 구성요소로 되어 있고 케이스(1)내에 모든 구성요소를 다 포함하고 있다.

상기 개폐기구(4)부는 케이스(1)의 내벽에 조정 링크 장치(7)를 거쳐서 W 점에서 회전하고 후기의 반전 스프링(95a)과 접촉하는 석방 레버(8)에 일체화 되고 자유단이 시프터(3)의 선단과 결합 가능한 온도 보상 바이메탈(9)과 조종 링크장치(7)를 구성하는 일단이 석방 레버에 X점에서 핀으로 결합되고, 상기한 W점에서 축지된 조정 링크(10)와 조정링크(10)의 타단이 결합하는 조정 다이얼(11)의 캠(11a)과 조정링크(10)의 타단을 캠에 접촉하게 하는 판 스프링(12)을 구비하고 있다.

상기 접점장치(5)는 서로 절연되어 다른 전위에서 사용이 가능한 통상 개방 접점(13) 및 통상 폐쇄 접점(14)과 반전 스프링(95a)에 의해 구성되어 있다.

상기 통상 개방 접점(13)은 전원을 외부로 연결하는 단자(98)와, 단자(98)에 고정된 가동판(98a) 및 통상 개방 가동 접점(98b)으로 구성되고, 통상 개방 가동접점(98b)과 접촉하는 통상 개방 고정 접점(97b) 및 단자(97)에 의해 고정된 가동판(97a)을 구비하고 있다.

상기 통상 폐쇄 접점(14)은 단자(95)와 단자(95)에 고정되어 석방 레버(8)와 접촉하여 반전하는 반전 스프링(95a)과, 반전 스프링(95a)의 타단에 부착하여 통상 폐쇄 고정접점(96b)과 접촉하는 통상 폐쇄 가동접점(95b)으로 구성되고, 통상 폐쇄 고정접점(96b)과 단자(96), 단자에 결합된 가동판(96a)으로 구성되어 진다.

상기 접점장치(5)는 케이스(1) 내에서 자유롭게 움직이고 반전 스프링(95a)과 결합하여 케이스(1) 내에서 자유롭게 요동하는 구동판(17)이 통상 개방 접점(13)을 구동하는 돌출부(17a) 및 통상 개방 접점(13)과 통상 폐쇄 접점(14)의 상태를 표시하는 동작 표시편(17b)을 구비하고 있다.

이상의 구성에 있어서 동작에 대한 설명은 다음과 같다.

주 바이메탈(22)에 감긴 가열체(21)에 과전류가 통하면 가열체(21)의 발열에 의해 주 바이메탈(22)이 만곡하여 시프터(3)를 P 화살표 방향으로 이동시킨다.

또한 결상 전류가 흐를 때 주 바이메탈(22) 3개중 2개 혹은 1개만 만곡한다.

따라서 주 바이메탈(22)은 2개 혹은 1개만 만곡하고 나머지는 만곡하지 않고 전류가 식으면서 시프터(2)를 좌측으로 밀고 만곡된 주 바이메탈은 시프터(3)를 우측으로 밀면서 그 거리 차에 의해 레버(18)가 회전운동 하여 시프터(3)가 주 바이메탈(22) 만곡 변위보다 더 크게 증폭되어 시프터(3)가 이동하여 그 선단부가 온도 보상 바이메탈(9)의 자유단을 눌러서 온도 보상 바이메탈(9)과 일체화된 석방레버(8)를 지점 X를 축심으로 하여 반시계 방향으로 회전함으로써, 석방레버(8)의 회전에 의해 그 선단부(8a)가 반전 스프링(95a)의 상단부(95d)가 시계방향으로 회동하게 되어 통상 폐쇄 가동 접점(95b)은 개방으로 하게 되고, 구동판(17)에 의해 평상 개방 가동접점(98b)이 개방상태에 위치한 통상 개방 가동접점(98b)이 폐쇄상태로 전환하게 된다.

즉, 표준형보다 더 빨리 접점이 전환되게 된다.

동작 전류를 바꾸고 싶을때는, 동작 전류의 변화에 수반하는 가열체(21)의 발열과 주 바이메탈(22)의 만곡량이 변하게 되므로 반전위치를 바꿀필요가 있다.

그래서, 그 경우에는 조정 다이얼(11)을 돌려 캠(11a)과 조정링크(10)의 타단과 맞닿는 부분을 지점 W를 축심으로 회동시키므로 석방 레버(8)의 지점 X를 이동시키므로 가능하다.

그러나 상기와 같은 구성 및 동작으로 이루어지는 종래기술은 열동형 과부하 계전기가 열동형 측면에 기구부가 설치되어 있어서 시프터가 이것에 맞는 구조로 되어 있기 때문에 본 고안의 열동형 과부하 계전기와 같이 열동부 위로 기구부가 배치되어 있는 구조에서는 사용할 수 없는 문제점이 있었고, 결상 보호형 열동형 과부하 계전기가 진동을 받을시 구조가 평탄하므로 상하, 측면 유동이 발생하여 반전 기구의 반전 위치에 영향을 주어 동작 특성이 불완전할 수 있는 단점이 있다.

본 고안은 종래기술의 단점을 개선하여 기구부가 열동부 위로 배치되어 있는 결상 보호형 열동형 과부하 계전기에서 주 바이메탈의 만곡 변위를 기구부에 가장 안정적으로 전달할 수 있는 구조를 가지는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 고안은 기구부가 열동부 위로 구성되어 있는 결상 보호형 열동형 과부하 계전기에서 바이메탈의 만곡 변위를 기구부로 가장 효과적으로 전달할 수 있고 구조상 평면 구조가 아니기 때문에 열동형 과부하 계전기가 진동을 받을 때 시프터의 상하, 좌우 유동을 방지하여 가장 안정적으로 전달할 수 있는 효과를 얻을 수 있도록 하는데 그 목적이 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 고안은 과전류에 의한 주 바이메탈(2)의 변위를 전달하는 시프터(3, 23) 및 레버(24)와,

상기 시프터(3, 24) 및 레버(24)에 의해 변위를 전달받은 온도 보상 바이메탈(5)과,

상기 온도 보상 바이메탈(5)과 결합되고 조정 링크(11)에 의해 회전 운동하고 미세 조정 스크류(12)와 조정 다이얼(6)로 위치를 조절하는 석방 레버(7)와,

상기 석방 레버(7)에 의해 반전되는 반전 기구(13) 및 압축 코일 스프링(18)과,

상기 반전 기구(13)와 결합한 보조 홀더(16)와,

반전기구(13)에 의해 분리하는 서로 절연된 통상 개방(19), 통상 폐쇄(17, 18)의 접점장치를 구비하고 반전기구(13)를 원래의 위치로 되돌리는 리셋 버튼(10)과,

반전 기구(13)의 동작이 원할이 되는지 시험하는 테스트 버튼(20)으로 구성함이 특징이다.

도 1은 일반적인 결상 보호형 열동형 과부하 계전기 구성도.

도 2는 일반적인 결상 보호형 열동형 과부하 계전기에서 시스터부분 확대도.

도 3은 본 고안의 결상 보호형 열동형 과부하 계전기 구성도.

도 4a,b는 본 고안 결상 보호형 열동형 과부하 계전기의 요부확대 구성도 및 동작상태도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1: 케이스 2, 3, 23: 시프터

4: 개폐기구 5: 접점장치

6: 복귀장치 7: 조정링크장치

11: 조정 다이얼 13: 개방접점

14: 폐쇄접점 21: 가열체

22: 주 바이메탈

이하에서 도면을 참조로 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 도 3 및 도 4a,b에 도시한 바와같이, 가열체(1)의 발열로 주 바이메탈(2)의 변위를 발생시킴에 따라 시프터(3, 23)와 결합된 레버(24)의 돌출부(24a)가 보조 케이스(4)의 내부의 온도 보상 바이메탈(5)의 자유단에 접촉하여 온도 보상 바이메탈(5)을 우측으로 밀어 온도 보상 바이메탈(5)과 결합된 석방 레버(7)가 반시계 방향으로 회전하게 된다.

이때 석방 레버(7)의 선단부가 반전 기구(13)를 동작시키는 장치로서, 케이스(9) 내에 가열체(1)가 감겨져 있는 주 바이메탈(2)과, 주 바이메탈(2)의 자유단에 각각 결합되어 케이스(9)의 상부의 안내홈(9a)에 주 바이메탈(2)의 만곡에 의해 오른쪽 방향으로 이동이 가능하게 받쳐진 시프터(3)와 시프터(3)의 일단의 결합이 가능하게 보조 케이스(4)내에 배치되어 있는 개폐기구와 개폐기구에 의해 접촉 및 분리 조작되는 접점 장치와 접점장치가 자동 복귀일 경우에는 리셋 버튼(10)의 선단에 의해 자동 복귀 위치까지 지지되고, 수동 복귀일 경우에는 일정한 위치까지 지지되는 복귀 장치가 주된 구성요소로 되어 있다.

케이스(9) 내에 주단자(22)와, 주단자(22)와 가열체(1)가 감겨져 있는 주 바이메탈(2)이 단자 연결자(23)로 상호 결합되어 있으며, 주 바이메탈(2)과 주 바이메탈(2)의 자유단에 각각 결합되어 있고, 케이스(9)의 안내홈(9a)에 주 바이메탈(2)의 만곡에 의해 이동이 가능하게 받쳐진 시프터(3, 23), 레버(24)가 있다.

그리고, 시프터(3)의 가운데 원형 형상(3b)에 레버(24)의 홈(24b)이 안착하여 레버(24)가 회전운동을 하도록 하였으며, 시프터(3)의 4개의 돌기 형상(3a)위에 시프터(23)가 안착하여 시프터(23)와 접촉하는 면적을 최소화 함으로써, 마찰을 최소화 하여 시프터(23)가 원할이 움직이도록 하였다.

여기서, 온도 보상 바이메탈(5)은 석방 레버(7)의 원형 돌기(7a)와 홈(7b)에 의해 지지되고 있다.

그리고 석방 레버(7)는 조정 링크(11)의 좌측 상부의 원형 돌기(11a)에 연결되어 이 원형 돌기(11a)의 중심점을 중심으로 회전운동하며, 조정 링크(11)는 보조 케이스(4)의 원형돌기(4a)에 끼워져 있고, 원형돌기(4a)의 중심점을 중심으로 회전운동한다.

또한, 보조 케이스(4)의 내벽 우측에 판 스프링(23)으로 지지되어 있고 미세 조정 스크류(12)에 의해 조정 다이얼(6)과 접촉하여 미세 조정 스크류(12)와 조정 다이얼(6)을 조절함으로써 회전운동한다.

여기서, 조정 다이얼(6)은 보조 케이스(4)의 상부 홈에 끼워 맞춤으로 조립되어 있고, 온도 보상 바이메탈(5)이 우측으로 밀리면 조정 링크(11)의 좌측 상부의 원형 돌기(11a)의 중심점을 중심으로 석방 레버(7)와 온도 보상 바이메탈(5)은 동시에 반시계 방향으로 회전하여 반전기구(13)의 중앙부분(13a)과 접촉하여 반전기구(13)가 반전하게 된다.

이때 반전기구(13)는 단자(14a)에 결합되어 있고, 압축 스프링(15)은 반전 기구(13)의 중앙의 돌기형상(13b)에 끼워져 있으며, 압축력에 의해 반전기구(13)가 임의의 방향으로 휘어져 있고, 보조 홀더(16)의 우측 홈 부분(16a)이 반전기구(13)의 좌측과 연결되어 있다.

통상 폐쇄 가동접점(17)은 단자(14b)와 결합되어 있고, 보조 홀더(16)의 하부(16b)가 통상 폐쇄 가동 접점(17)의 좌측을 내리 누르고 있으며, 보조 홀더(16)가 통전 상태일때는 보조 케이스(4) 위로 돌출되어 있지 않고 개방 상태일때는 보조 케이스(4) 위로 돌출되어 있으므로 동작 상태를 알 수 있다.

통상 폐쇄 고정 접점(18)은 단자 (14c)와 결합되어 있고, 통상 폐쇄 가동접점(17)은 통상 폐쇄 고정접점(18)과 접촉하여 단자(14b)와 다자(14c)는 통전상태를 이룬다.

통상 개방 고정접점(19)은 단자(14d)에 결합되어 있고, 리셋 버튼(10)은 보조 케이스(4) 내부의 우측 상부 내부(4b)에 결합되어 있고, 리셋 버튼(10)의 하부 끝부분(10a)은 통상 개방 고정접점(19)을 위에서 지지하고 있다.

테스트 버튼(20)은 보조 케이스(4)의 상부 중앙에 압축 스프링(8)이 내부에 안착되어 테스트 버튼(20)을 탄성 지지하는 역할을 한다.

이상의 구성에 있어서 동작에 대한 설명은 다음과 같다.

주 바이메탈(2)에 감긴 가열체(1)에 과전류가 통하면 가열체(1)의 발열에 의해 주 바이메탈(2)이 만곡하여 시프터(3, 23)를 밀어 이것과 결합될 레버(24)의 선단부(24a)가 온도 보상 바이메탈(5)의 자유단을 밀어낸다.

또한 모터의 전류가 결상될 때 3개의 주 바이메탈(2) 중에서 2개 혹은 1개만 만곡되고 나머지 결상된 주 바이메탈(2)은 주 바이메탈이 식으면서 제자리로 돌아오게 되며, 이때 만곡되는 주 바이메탈의 변위와 제자리로 돌아오는 주 바이메탈의 변위차에 의해 레버는 회전운동을 하면서 과전류시 보다 온도 보상 바이메탈을 더 많이 밀게 됨으로써, 전류를 더 빨리 차단시키게 된다.

즉, 과전류시 이동하는 d2 거리보다 결상시 이동하는 d1 거리가 더 크게 된다.

온도 보상 바이메탈(5)과 연결된 석방레버(7)는 조정 링크(11)의 원형돌기(11a)의 중심점을 중심으로 반시계 방향으로 회전하며, 석방레버(8)의 회전에 의해 석방 레버(8)가 반전기구(13)의 중앙부분을 반전하는 위치까지 누르면 반전기구(13)의 좌측 부분이 시계방향으로 회동하게 되어 통상 폐쇄 고정 접점(18)과 통상 폐쇄 가동접점(17)은 개방으로 하고, 개방으로된 상태에서 위치한 통상 개방 가동접점(22)이 폐쇄상태로 전환하게 된다.

그리고, 동작 전류를 변환시키고자 할 때에는 동작 전류의 변화에 수반하는 가열체(1)의 발열과 주 바이메탈(2)의 만곡량이 변하게 되므로 반전위치를 바꿀 필요가 있다.

그래서 이때 조정 다이얼(6)을 돌려 조정 다이얼(6)의 캠곡선의 형상을 따라 이와 접촉하고 있는 미세 조정 스크류(12)로 고정되어 있는 조정 링크(11)는 보조 케이스(4)의 원형 돌기(4a)의 중심점을 중심으로 회전함으로써, 석방 레버(7)의 고정 위치를 변하게 함으로써 반전 기구(13)의 반전 위치를 변화시킨다.

이때 반전기구(13)의 위치를 원래의 위치로 복귀시키고자 할 때네는 리셋 버튼(10)을 사용한다.

한편, 리셋버튼(10)을 누르면 리셋 버튼(10)은 아래로 이동하여 리셋 버튼(10)이 통상 개방 고정접점(19)을 아래로 밀어내고 반전기구(13)의 좌측 부분이 아래로 힘을 받아 압축 스프링(15)과 반전기구(13)의 힘이 반전이 일어난 반전기구(13)는 다시 보조 홀더(16)와 함께 아래로 이동하여 보조 홀더(16)가 통상 폐쇄 고정 접점(18)과 접촉시켜 단자(14b)와 단자( 14c)를 통전시킨다.

동작이 기구적으로 원할이 일어나는지를 시험하고자 할 때에는 테스터 버튼(20)을 사용한다.

상기 테스트 버튼(20)을 누르면 테스트 버튼(20)이 석방 레버(7)의 좌측 레버(7d)를 아래로 밀어내어 반전 기구(13)를 반전시킨다.

상술한 바와같이 본 고안은 기구부가 열동부 위로 구성되어 있는 결상 보호형 열동형 과부하 계전기에서 바이메탈의 만곡 변위를 기구부로 가장 효과적으로 전달할 수 있고 구조상 평면 구조가 아니기 때문에 열동형 과부하 계전기가 진동을 받을 때 시프터의 상하, 좌우 유동을 방지하여 가장 안정적으로 전달할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (3)

1. 과전류에 의한 주 바이메탈(2)의 변위를 전달하는 시프터(3, 23) 및 레버(24)와,

   상기 시프터(3, 24) 및 레버(24)에 의해 변위를 전달받은 온도 보상 바이메탈(5)과,

   상기 온도 보상 바이메탈(5)과 결합되고 조정 링크(11)에 의해 회전 운동하고 미세 조정 스크류(12)와 조정 다이얼(6)로 위치를 조절하는 석방 레버(7)와,

   상기 석방 레버(7)에 의해 반전되는 반전 기구(13) 및 압축 코일 스프링(18)과,

   상기 반전 기구(13)와 결합한 보조 홀더(16)와,

   반전기구(13)에 의해 분리하는 서로 절연된 통상 개방(19), 통상 폐쇄(17, 18)의 접점장치를 구비하고 반전기구(13)를 원래의 위치로 되돌리는 리셋 버튼(10)과,

   반전 기구(13)의 동작이 원할이 되는지 시험하는 테스트 버튼(20)으로 이루어짐을 특징으로 하는 결상 보호형 열동형 과부하 계전기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 레버(24)의 하단에는 홈(24b)을 형성하며, 상기 홈(24b)을 안착하여 레버(24)를 회전운동시킬 수 있도록 시프터(3) 가운데 원형 형상(3b)을 형성한 것을 특징으로 하는 결상 보호형 열동형 과부하 계전기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 시프터(3) 위에 시프트(23)를 안착시 상호 접촉 면적을 최소화 시키기 위한 돌기(3a)를 시프터(3)위에 형성한 것을 특징으로 하는 결상 보호형 열동형 과부하 계전기.