KR200254256Y1

KR200254256Y1 - 무접점회로를 이용한 과부하 보호 자동 릴레이 세트.

Info

Publication number: KR200254256Y1
Application number: KR2020010018075U
Authority: KR
Inventors: 이상도
Original assignee: 이상도.
Priority date: 2001-06-16
Filing date: 2001-06-16
Publication date: 2001-11-26

Abstract

본 고안은 부하설비(전동기, 전열부하)를 제어하는 제어반 제작에 사용되는 것으로, 종래에는 제2도 (b)의 회로와 같은 제어반을 제작할 경우 제1도(b)와 같이 제3도의 전선을 사용한 유접점 회로와 제1도 (c)와 같이 무접점 전력소자를 사용하는 것으로, 제1도 (b)는 숙련된 제작기술이 요구되며, 제1도 (c)는 가격이 고가이고, 부하의 고장 및 써어지(Surge)가 발생하면 무접점 전력소자는 손상의 위험이 크고, 보수비용이 증가하는 문제점을 해소하기 위한 것이다.

본 고안의 과부하 보호 자동 릴레이 세트는 제9도의 회로를 구성하기 위하여 제11도의 블록도와 같이 과부하보호 회로(19), 자동 릴레이 회로(18)를 과부하 보호 자동 릴레이 본체(제5도, 제6도)의 내부에 설치하고, 본체의 외부에 설치되는 전력단자(3, 4), 출력단자(1), 보조회로 입·출력 단자부(2)가 있다. 과부하 보호 자동 릴레이를 온(ON)·오프(OFF)하는 스위치부분과 과부하 보호 자동 릴레이의 동작을 표시하는 표시등 및 자동·수동절환 레버(스위치)가 부착된 자동 스위치로 기계적인 동작부분은 제7도와 같고, 전기적인 동작부분은 제11도의 (17), (20)으로 구성된다. 과부하 보호 자동 릴레이 세트의 동작은 제10도의 순서도와 같이 동작한다.

본 고안은 종래의 제어반 제작에 따른 문제점을 줄여 비용의 절감과 보수 및 고장으로 인한 정지시간을 단축시켜 생산성이 증대되는 효과가 있다.

Description

무접점회로를 이용한 과부하 보호 자동 릴레이 세트.{The Over load Protection Auto Relay Set use the Circuit no Point of Contact.}

종래에는 전동기 보호 및 제어회로에 제1도 (b)와 같이 전자개폐기, 과부하 보호장치, 푸시버튼 스위치(자동회로를 설치하면 셀렉트스위치 1개 추가)등을 보조회로(제3도와 같이 제작한 전선)를 사용하여 제어반 회로를 제작하거나, 또는 제1도 (c)와 같이 전자개폐기 대용으로 무접점 전력소자{예: 실리콘 제어정류소자(SCR), 실리콘 심머트리컬 스위치(SSS), 트라이액(TRIAC)등}와 고기능(예:중앙제어 장치와 통신 및 주파수·전압제어 그리고 과부하 보호 등의 기능)의 마이크로 콘트롤 유닛(Micro Controller Uint)이 일체형으로 만들어진 제품을 구입하여 조립한다.

제1도 (b)와 같이 전자개폐기, 과부하 보호장치, 푸시버튼 스위치(자동회로를 추가하면 셀렉트스위치 1개 추가)등을 제3도와 같이 전선의 끝(단자) 부분은 압착단자를 사용하여 접속하고, 이 압착단자를 보호 및 표시하기 위하여 단자번호를 기록한 절연튜브를 사용하여 제2도 (b)의 회로를 구성하면 제2도 (c)와 같이 외부에는 보조회로(제3도)의 전선수가 16회로(자동회로 추가하면:20∼22회로)로 연결 접속된다. 이와 같은 방법으로 제어반을 제작하면 다음과 같은 문제점이 있다. 첫째 보조회로(제3도)의 수가 많아지며, 이에 따른 보조회로의 제작 및 접속에 따른 비용(인건비)의 증가와 숙련된 기술이 요구되고, 고장이 발생하면 고장 진단의 어려움이 있다.

둘째 제1도 (c)와 같이 전자개폐기 대용으로 무접점 전력소자{예: 실리콘 제어정류소자(SCR), 실리콘 심머트리컬 스위치(SSS), 트라이액(TRIAC)등}와 고기능(예: 중앙제어 장치와 통신 및 주파수 전압제어)의 마이크로 콘트롤 유닛(Micro Controller Uint) 및 과부하 보호장치가 일체형(전자식 또는 열동 계전기를 사용할 때 설치하던 보조회로가 없도록 제작)으로 된 인버터, 디지털 모터 제어장치(또는 모터 자동 제어장치)가 생산 판매되고 있으나, 가격이 고가이고 부하설비(예: 전동기부하에 주로 사용)를 제어하는 제어반 제작에 이용할 경우 또는 고장 발생시 현장에서 보수가 불가능(전문적인 기술 요구)하고, 이에 따른 보수비용과 고장에 대비한 예비 부품을 구입하는 비용 부담이 크며, 전압 또는 주파수 제어를 하는 경우 고조파가 발생되어 전압의 왜곡현상과 콘덴서 및 다른 기기의 고장 원인이 되고, 전동기에 과부하(고장), 또는 전원에서 써어지(Surge)가 발생하면 무접점 전력소자는 손상 위험이 큰 문제점이 있다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제1도 (a) 또는 (제9도)와 같이 전동기 과부하 보호회로(19)와 자동 스위치의 신호에 의해 전자개폐기를 온(ON).오프(OFF) 할 수 있는 자동 릴레이(18) 기능을 갖는 과부하 보호 자동 릴레이(제9도)와 이와 같은 동작을 표시하는 표시램프{(황색·적색·녹색의 발광다이오드),(20)} 및 자동·수동절환 기능과 온(ON)·오프(OFF) 기능(17)을 갖는 자동 스위치로 이루어지며 사용회로에 따라 성형(Y)-델타(△)기동회로(21)를 사용한다. 종래에 사용하는 전자개폐기, 과부하 보호장치, 푸시버튼스위치와 보조회로를 사용하여 제1도 (b)의 방법으로 제2도 (b)의 회로를 구성하면 제2도 (c)와 같이 보조회로(제3도)의 전선수가 16회로(자동회로 추가하면 20회로)이나, 본 고안에서는 제4도와 같이 외부에 연결 접속되는 보조회로가 2회로(자동:4회로)로 되어 회로가 간단하고, 또 제1도 (c)와 같이 무접점 전력소자{예: 실리콘 제어정류소자(SCR), 실리콘 심머트리컬 스위치(SSS), 트라이액(TRIAC)등}와 과부하 보호장치·고기능의 마이크로 콘트롤 유닛(Micro Controller Uint)이 일체형으로 된 인버터, 디지털 모터 제어장치(또는 모터 자동 제어장치)등의 문제점을 줄이기 위해서 무접점 전력소자와 고기능의 마이크로 콘트롤 유닛(Micro Controller Uint) 대용으로 전자개폐기와 과부하 보호 자동 릴레이를 사용하면 전동기에 과부하(고장), 또는 전원에서 써어지(Surge)가 발생하여도 안전하다.

본 고안은 위의 두 방법에 따른 문제점을 줄이고, 생산성을 증가시키는데 목적이 있다.

제1도는 전동기 보호 및 제어 방법에 따른 블록도{(a)는 본 고안의 무접점 회로를 이용한 과부하 보호 자동 릴레이 세트, (b)는 과부하 보호 장치와 보조회로(제3도)를 사용한 예, (c)는 무접점 전력소자와 고기능의 마이크로 콘트롤 유닛을 사용한 예}.

제2도는 종래의 과부하 보호장치와 보조회로(제3도)를 사용한 회로도{(a)는 주회로, (b)는 주 회로 (a)를 동작하기 위한 보조회로, (c)는 (b)의 실제 배선도}.

제3도는 보조회로에 사용되는 전선의 예.

제4도는 본 고안에서 무접점회로를 이응한 과부하 보호 자동릴레이 세트의 사용 예.

제5도는 본 고안의 과부하 보호 자동 릴레이{(a)는 평면도, (b)는 측면도, (c)는 정면도}.

제6도는 본 고안의 과부하 보호 자동 릴레이의 입체도.

제7도는 본 고안의 자동 스위치{(a)는 평면도, (b)는 측면도, (c)는 정면도, (d)는 우측면도}.

제8도는 제7도의 부품도.

제9도는 본 고안에서 무접점회로를 이용한 과부하 보호 자동 릴레이 세트의 입·출력 관계도.

제10도는 본 고안에서 무접점회로를 이용한 과부하 보호 자동 릴레이 세트의 순서도.

제11도는 본 고안에서 무접점회로를 이용한 과부하 보호 자동 릴레이 세트의 블록도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명.

[제1도], [제2도]의 부호.

:보조회로용 전선번호(제3도와 같이 제작된 것).

MCCB:배선용 차단기. OL:과부하 보호장치(전자식, THR).

M:전동기. OFF:푸시버튼 스위치(b접점).

ON:푸시버튼 스위치(a접점). MC:전자 개폐기.

MC-a:전자 개폐기 보조접점. MC-b:전자 개폐기 보조접점.

RL:운전표시램프(적색). GL:정지표시램프(녹색).

YL:경보표시램프(황색). a, b:보조접점

[제6도], [제9도]의 부호.

Y:성형결선(전동기의 기동회로 결선방법).

△:델타결선(전동기의 운전회로 결선방법). Y-△:전동기 기동방법의 예.

CT:변류기 R1, R2:출력 릴레이.

ON/OFF:스위치의 동작상태.

[제10도], [제11도]의 부호.

t2, t3, t4:지연시간. P1, P2, P3:회로의 내부 출력기호.

D-F/F: D-플립플롭. Vcc:직류전원.

R1:전자개폐기 동작 릴레이. R2:Y-△기동 릴레이.

1:과부하 보호 자동 릴레이 출력단자(전자개폐기 동작용).

2:입·출력보조단자. 3:동력단자(입력).

4:동력단자(출력). 5:설정부.

6:보조회로 고정용 걸림부.

7:표시램프(발광다이오드 부착)가 설치된 자동스위치 누름부.

8:스프링. 9:자동·수동절환 레버.

10:자동·수동 레버 고정대. 11:고정체.

12:자동·수동위치고정용 볼. 13:자동·수동 스위치 누름 회전체.

14:자동 스위치 본체. 15:표시램프 겸 스위치 고정용 핀.

16:자동 스위치 본체 고정용 핀.

17:자동 스위치{수동·자동 및 온(ON)·오프(OFF)스위치}의 순서도.

18:자동 릴레이의 순서도. 19:과부하 보호회로의 순서도.

20:자동 스위치(표시램프}의 순서도. 21:Y-△ 기동회로의 순서도.

22:D-F/F(D-플립플롭). 23, 26, 27:AND 게이트(Gate).

24:OR 게이트(Gate)-자기유지. 25:릴레이(R1) 동작용 D-플립플롭.

28: NOT 게이트.

본 고안의 무접점회로를 이용한 과부하 보호 자동 릴레이 세트는 제5도 및 제6도와 같이 외부에는 현장에서 회로의 제작 공정을 줄이기 위하여 과부하 보호 자동 릴레이의 본체 외부에 전자개폐기 반대쪽{입력단자(3)} 및 전자개폐기 방향{출력단자(4)}에는 부하에 동력을 전달하는 전력단자가 설치된다. 전자개폐기 방향(제4도)에는 전자개폐기를 온(ON).오프(OFF)하기 위한 출력단자(1)가 설치되고, 윗면에는 보조회로의 접속이 쉽도록 위에서 접속구가 보이도록 경사지게 설치된 보조입·출력단자(제6도의 2)에는 자동 스위치 연결 단자(2개), 인터록 연결단자(2개), 외부 기기에서 신호를 받는 자동 입력 단자(2개), 성형(Y)-델타(△) 기동의 경우 사용되는 성형(Y)단자 및 델타(△)단자 그리고 공통단자가 설치되어 회로의 구성이 쉽다.

부하의 조건에 따라 제어 할 수 있는 설정부(5)가 설치되며 동작상태를 확인 할 수 있도록 동작 표시부에는 발광다이오드가 설치되어 과부하 보호 자동 릴레이의 본체가 구성된다. 또 전력단자(4)는 연선을 사용하여 전자개폐기의 크기에 따라 신축적으로 사용할 수도 있다. 과부하 보호 자동 릴레이 본체와 연결되는 제7도의 자동 스위치는 발광다이오드를 사용하여 과부하 보호 자동 릴레이의 동작상태에 따라서 운전중 적색, 정지중 녹색, 과부하(고장)가 검출되어 정지하면 황색 표시램프가 점등되며, 발광다이오드를 내장한 스위치 누름부(7), 자동·수동 절환 레버(9)와 이를 지지하는 고정체(10)가 레버 반대쪽에 설치되어 스위치를 동작하는 회전판(13)과, 자동·수동 절환 스위치의 위치를 유지하는 고정용 볼(12)이 자동 스위치 본체(14)에 결합을 유지하는 스프링 핀(15)으로 결합되어 구성된 본체를 제어함에 고정 및 설치하고, 풀림 방지와 제어함에 견고하게 결합하기 위한 핀 나사(16)가 설치되며 과부하보호 자동 릴레이와의 연결단자를 설치하였다.

본 고안의 과부하 보호 자동 릴레이(제5도)와 자동 스위치(제7도)를 구성하는 회로(제9도의 제어회로)에 전원을 공급하기 위한 전원단자는 주 회로(동력단자:3)에서 직접 연결 접속하므로 외부에는 별도의 전원단자(제1도(b)의 방법과 비교)가 없다. 제9도의 회로에 전원이 투입되면 초기의 상태는 과부하 보호자동 릴레이의 출력(1)은 오프(OFF)상태, 자동 스위치의 표시램프{(7)의 발광다이오드}는 녹색램프가 점등된다. 제11도의 블록도가 제10도의 순서도와 같이 동작(또는 작용)하는 것으로, 수동·자동절환 스위치 모드가 수동상태에서 수동 온(ON)·오프(OFF) 스위치를 1회 누르면(온:ON) 과부하 보호 자동 릴레이에 신호가 전달된다. 자동신호가 없으므로 온(ON)·오프(OFF) 스위치의 동작 검출회로에서 검출 출력된 신호와 기준신호 발생회로에서 입력된 정지 기준신호를 비교하여 온(ON)·오프(OFF) 스위치 동작신호가 기준신호(정지·운전)보다 작을 때 출력되고, 이 신호는 출력 판별회로에 의해서 외부로 출력{제11도의 릴레이(R1)를 거처 출력(교류)}되면 전자개폐기 출력단자(1)에 연결된 전자개폐기가 여자되어 투입되고, 부하설비가 기동 및 운전된다. 이 때에 운전신호가 출력되면 운전기준신호의 출력과 동시에 자동 스위치의 신호 판별회로(20)에서 운전신호가 출력되어 적색램프가 점등되고, 운전 기준신호의 출력은 다음의 정지신호 입력에 비교신호로 대기한다. 자동 스위치를 또 한번 1회(기동 또는 운전 후 1회) 누르면(온:ON) 과부하 보호 자동 릴레이의 온(ON)·오프(OFF) 스위치신호 동작 검출회로에서 오프(OFF)신호가 검출 출력된다. 이 신호가 비교회로에 입력되면 비교회로에서 대기중인 운전신호와 스위치신호를 비교하여 운전 기준신호보다 작을 때 정지신호가 외부로 출력 즉, 전원이 릴레이(제11도의 R1)에 의해 차단되면 전자개폐기가 소자되고 부하는 정지한다. 이와 동시에 출력된 정지신호는 자동 스위치의 신호 판별회로(20)에서 정지신호가 출력되어 녹색 표시램프를 점등한다. 위의 동작은 자동 스위치를 1회 반복하여 누를 때마다 과부하 보호 자동 릴레이는 부하를 온(ON)·오프(OFF)동작하고, 동작상태에따른 기준신호를 발생하여 자동 스위치표시등을 부하의 동작상태에 따라 적색과 녹색으로 반복 점등하고, 동작신호 비교회로에 비교신호로 대기한다.

자동 스위치에 부착된 수동·자동 절환 스위치를 자동모드로 절환하면 자동신호가 발생되고, 자동 스위치의 온(ON)·오프(OFF) 동작에 관계없이 외부 기기{센서, 스위치의 온(ON)·오프(OFF) 동작신호}에서 신호가 입력되면 외부 기기의 온(ON)·오프(OFF) 신호를 검출 출력한다. 이 출력된 신호에 의해서 대기중인 기준신호와 비교하여 출력하고, 부하를 온(ON)·오프(OFF) 제어한다. 또 자동 스위치에서는 과부하 보호 자동 릴레이의 신호에 따라 적색 또는 녹색 표시램프를 점등한다.

부하에서 과부하 발생시 과부하 보호회로(19)는 기동상태에서 동력회로에 설치된 변류기에서 전류가 검출되면, 전압 변환회로에서 전압으로 변환되며, 정격전류로 설정된 감도전류(전압) 조절회로를 거처 비교회로에 입력이 되어 기준전압과 비교한다. 비교회로에서 기준전압을 초과하면 출력(P1출력)이 되고, 이 출력신호는 부하에 과전류가 흐르면 계속 출력이 지속되는 상태에서 기동과 동시에 설정시간(t2초) 지연 후 출력된 신호(P2)가 입력되면 회로는 자기유지 되고, 고장표시가 점등되며 경보신호가 출력되어 부하의 기동 또는 운전상태는 정지되고, 자동 스위치에 설치된 고장표시램프(황색)가 점등된다. 운전상태에서는 기동과 동시에 설정시간(t2초) 지연 후 출력된 신호(P2)가 먼저 입력되어 지속되고, 기준전압을 초과하여 출력(P1)신호의 입력이 지속되면 설정시간(t3초) 지연 후 출력(P3)되어 자기유지되고, 고장표시램프는 점등되며, 경보신호가 출력되어 부하의 운전이정지되고, 자동 스위치에 부착된 황색표시램프가 점등된다. 위의 두 경우 부하에서 과부하(고장)가 발생하여 자기유지된 회로는 과부하의 원인을 제거한 후 리셋트 버튼을 눌러 자기유지를 해지하면 된다. 경보신호가 점등되면 자동 스위치의 온(ON)·오프(OFF)신호와 외부 기기(센서, 스위치의 온(ON)·오프(OFF) 동작신호)의 신호에 관계없이 과부하 보호 자동 릴레이의 출력(부하의 기동·운전)은 정지한다. 제10도와 제11도의 (21)과 같이 전동기를 성형(Y)-델타(△)기동 또는 리액터(Reactor)기동을 할 경우에는 자동 스위치에서 온(ON)하면 전자개폐기에 전원을 공급하는 릴레이(제11도의 R1)에 전원이 공급됨과 동시에 성형(Y)단자(R2-Y), 공통단자(R1-COM)에 전원이 공급되어 성형(Y) 기동과 시간(t4)이 지연된다. 성형(Y) 기동과 시간지연(t4)이 완료된 후 출력되어 델타(△)결선용 릴레이(제11도의 R2)가 여자되면, 성형(Y)단자(R2-Y)는 전원 차단, 델타(△)단자(R2-△)에는 전원이 공급되어 성형(Y)기동에서 델타(△)운전으로 전환된다.

본 고안은 종래의 전동기 보호 및 제어회로에 제1도 (b)와 같이 전자개폐기, 과부하 보호장치, 푸시버튼 스위치(자동회로를 추가하면 셀렉트 스위치 1개 추가)등을 보조회로(제3도)를 사용하여 제어반 회로를 제작하고, 제1도 (c)와 같이 전자개폐기 대용으로 무접점 전력소자와 고기능의 마이크로 콘트롤 유닛(Micro Controller Uint)이 일체형으로 만들어진 인버터 또는 디지털 모터제어 장치(또는 모터 자동 제어장치)를 사용하여 제어반을 제작하는 경우에 발생되는 문제점으로, 제1도 (b)의 방법에서는 보조회로의 연결에 따른 비용(인건비)의 증가와 숙련된 기술이 요구되며, 제1도 (c)의 방법에서는 가격이 고가이므로 부하설비(예: 전동기)를 제어하는 제어반 제작에 이용할 경우나 고장에 대비한 예비 부품 구입비용 부담이 크며, 무접점 전력소자는 전동기에 과부하(고장), 또는 전원에서 써어지(Surge)가 발생하면 손상 위험이 크다. 이러한 문제점을 해소시켜 제어반 제작에 있어서 비용의 감소와 보수 및 고장으로 인한 정지시간을 줄여 생산성이 증대되는 효과가 있다.

Claims

종래의 과부하 보호장치, 전자개폐기, 표시등이 부착된 온(ON)·오프(OFF) 푸시버튼 스위치를 사용하여 제2도 (b)와 같은 회로로 제어반을 제작할 경우, 제2도 (c)와 같이 외부에 연결 접속되는 보조 회로를 줄이기 위하여 제11도와 같은 회로를 구성하는 과부하 보호 회로(19)와 자동 릴레이 회로(18)를 결합하여 제10도의 순서도에 의해 동작하는 것으로 제9도의 과부하 보호 자동 릴레이.
1항의 과부하 보호 자동 릴레이에 성형(Y)-델타(△)기동 회로(21)를 설치하여 제11도 (21)부분의 블록도가 제10도 (21)의 순서도와 같이 동작하여 성형(Y)-델타(△)기동이 가능한 과부하 보호 자동 릴레이.
1항 또는 2항의 과부하 보호 자동 릴레이 회로를 사용하여 제5도 및 제6도와 같이 외부에는 가요성이 있도록 연선을 사용한 전력단자(4)와 전자개폐기를 온(ON)·오프(OFF)하기 위한 출력단자(1)가 설치되고, 보조회로 입·출력단자(2)는 전선의 연결이 쉽도록 하기 위하여 전선의 접속구가 위에서 보이도록 경사지게 설치한 단자와 보조회로의 전선을 고정하기 위한 제5도의 보조회로 고정용 걸림부(6)가 설치된 과부하 보호 자동 릴레이의 본체.
1항의 과부하 보호 자동 릴레이를 온(ON)·오프(OFF) 제어하기 위한 자동 스위치로 기계적인 동작부분은 제7도의 부품(7, 8, 16)과 제8도의 부품(7, 11, 14, 15, 16)으로 구성되고, 전기적인 동작부분은 제11도 (17)의 온(ON)·오프(OFF)스위치 및 (20)의 과부하 보호 자동 릴레이의 동작 상태를 검출하는 회로와 이 검출 출력에 의해 점등 및 소등되는 3색 표시램프{적색, 녹색, 황색의 표시램프(20)}가 누름부(7)에 설치되어 제10도의 순서도와 같이 동작하는 자동 스위치.
4항의 자동 스위치에 기계적인 동작부분은 제7도의 부품(9)과 제8도의 부품(9, 10, 12, 13)을 추가한 것으로 제11도 (17)의 자동신호 발생회로와 자동·수동절환 스위치가 설치되어 제10도의 순서도로 동작하는 수동·자동 겸용의 자동 스위치.