KR200262061Y1 - 단상 유도전동기의 디지털 기동장치 - Google Patents
단상 유도전동기의 디지털 기동장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 고안은 단상 유도전동기의 디지털 기동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주 권선측에 릴레이를 설치하고, 보조 권선에 트라이악을 설치하여, 또한 주 권선과 보조 권선에 이들로 흐르는 각각의 전류를 센싱하는 홀센서를 각각 설치하여 홀센서를 통해 주 권선과 보조 권선으로 인가되는 전류의 크기를 통해 기동 종료 시점을 찾아 기동 종료 시점에서 트라이악을 오프시킴으로써 부하의 변동에 따라 안정적으로 단상 유도전동기를 기동시킬 수 있고, 단상 유도전동기의 구동시 홀센서를 통해 입력되는 전류의 크기를 센싱하여 단상 유도전동기에 과부하가 걸리면 릴레이를 오프시킴으로써 과부하로부터 단상 유도전동기를 보호할 수 있다.
Description
본 고안은 단상 유도전동기의 기동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단상 유도전동기의 기동시 보조 권선측으로 인가되는 전류의 크기를 센싱하여 보조 권선으로 인가되는 전원을 차단하고, 단상 유도전동기의 구동시 주 권선으로 과부하가 인가되면 주 권선으로 인가되는 전원을 차단시키도록 하는 단상 유도전동기의 디지털 기동장치에 관한 것이다.
일반적으로 단상 유도전동기는 정상 토크와 역상 토크가 조화되므로 기동 토크는 '0'이 되기 때문에, 보조 권선을 사용하여 기동 시에는 2상 유도전동기로서 기동을 시키고, 기동이 종료되면 보조 권선을 주 권선으로부터 분리시켜 단상 유도전동기로 동작한다.
이러한 종래의 단상 유도전동기의 기동방식을 도 1과 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 단상 유도전동기의 기동장치의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 회로도이다.
도 1을 참조하면, 먼저 상용 전원에 직렬 연결된 주 권선(1)에 병렬로 보조 권선(2)이 연결되고, 주 권선(1)과 보조 권선(2) 사이에 스위치(3)가 연결된다. 이러한 방식의 기동장치의 동작을 살펴보면, 처음 기동시에는 스위치(3)가 온된 상태를 유지하고 있어 보조 권선(2)에 전류가 흐르게 되어 2상 유도전동기로 동작을 하여 기동 토크를 생성하고, 단상 유도전동기(도시 생략)가 정상속도에 이르게 되면스위치(3)가 오프 상태로 절환되어 보조 권선(2)으로 인가되는 전류는 차단되고, 주 권선(1)으로 전류가 인가되어 단상 유도전동기가 회전하게 된다.
도 2는 종래의 단상 유도전동기의 기동장치의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 회로도이다.
도 2를 참조하면, 상용 전원에 직렬 연결된 주 권선(10)에 병렬로 보조 권선(20)이 연결되고, 주 권선(10)과 보조 권선(20) 사이에 PTC 소자(30)가 연결된다. 이러한 방식의 기동장치의 동작을 살펴보면, 처음 기동시에는 PTC 소자(30)가 낮은 저항값을 가지므로 보조 권선(20)에 흐르는 전류가 많아 단상 유도전동기(도시 생략)를 기동시키고, 단상 유도전동기가 정상속도에 달하게 되면 PTC 소자(30)의 저항값이 높아져 주 권선(10)으로 대부분의 전류가 흐르게 된다.
그러나 이러한 종래의 단상 유도전동기 기동장치는 원심력에 의한 기계적인 스위치를 사용함으로써 기계적인 수명이나 전기적인 접점으로 인한 스파크 등으로 인한 고장을 내포하고 있고, 또한 PTC 소자를 사용함으로써 단상 유도전동기의 정상동작 시에 불필요한 누설전류가 흐르게 되는 문제점이 있다.
또한 종래의 기동장치는 단순히 단상 유도전동기만을 기동시킬 뿐 단상 유도전동기에 과부하가 인가될 시 이에 대한 대비가 전혀 없어 과부하시 단상 유도전동기가 손상되는 다른 문제점이 있다.
따라서 본 고안의 목적은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 주 권선측에 릴레이를 설치하고, 보조 권선에 트라이악을 설치하여, 또한 주 권선과보조 권선에 이들로 흐르는 각각의 전류를 센싱하는 홀센서를 각각 설치하여 홀센서를 통해 주 권선과 보조 권선으로 인가되는 전류의 크기를 통해 기동 종료 시점을 찾아 기동 종료 시점에서 트라이악을 오프시킴으로써 부하의 변동에 따라 안정적으로 단상 유도전동기를 기동시키도록 하는데 있다.
또한 본 고안의 다른 목적은 단상 유도전동기의 구동시 홀센서를 통해 입력되는 전류의 크기를 센싱하여 단상 유도전동기에 과부하가 걸리면 릴레이를 오프시킴으로써 과부하로부터 단상 유도전동기를 보호하도록 하는데 있다.
도 1은 종래의 단상 유도전동기의 기동장치의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 회로도
도 2는 종래의 단상 유도전동기의 기동장치의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 회로도
도 3은 본 고안에 따른 단상 유도전동기의 디지털 기동장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록 회로도
도 4는 본 고안에 따라 단상 유도전동기의 보조 권선으로 인가되는 전류량으로 부하에 따라 보조 권선을 분리할 시기를 나타낸 그래프
<도면중 주요부분에 대한 부호의 설명>
101 : 주 권선 102 : 보조 권선
110 : 릴레이 120 : 릴레이 드라이버
130 : 트라이악 140 : 트라이악 드라이버
150. 160 : 제 1, 2홀센서 170 : 센서 입력기
180 : 마이크로 프로세서 190 : 전원 공급기
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 고안의 특징은,
상용 전원으로부터 인가되는 전류를 단상 유도전동기에 인가하는 주 권선과, 상기 주 권선과 병렬 연결되어 상기 단상 유도전동기를 기동시키는 보조 권선으로 이루어진 단상 유도전동기의 기동장치에 있어서,
상기 상용 전원과 상기 주 권선사이에 설치되어 외부의 제어에 따라 스위칭되어 상기 주 권선으로 전류를 공급 및 차단하는 제 1스위칭 수단과,
외부의 제어 신호에 따라 상기 제 1스위칭 수단을 구동시키는 제 1스위칭 구동 수단과,
상기 주 권선과 상기 보조 권선사이에 설치되어 외부의 제어에 따라 스위칭되어 상기 보조 권선으로 전류를 공급 및 차단하는 제 2스위칭 수단과,
외부의 제어 신호에 따라 상기 제 2스위칭 수단을 구동시키는 제 2스위칭 구동 수단과,
상기 제 1스위칭 수단과 상기 주 권선사이에 설치되어 상기 주 권선으로 인가되는 전류의 크기를 센싱하는 제 1전류 센싱 수단과,
상기 주 권선과 상기 제 2스위칭 수단사이에 설치되어 상기 보조 권선으로 인가되는 전류의 크기를 센싱하는 제 2전류 센싱 수단과,
상기 제 1전류 센싱 수단 및 제 2전류 센싱 수단으로부터 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시켜 출력하는 센서 입력 수단과,
상기 센서 입력 수단으로부터 입력되는 전류의 크기에 따라 상기 제 1스위칭 구동 수단 및 제 2스위칭 구동 수단을 제어하여 상기 주 권선 및 보조 권선으로 인가되는 전류를 제어하는 제어 수단과,
상기 상용 전원을 인가받아 시스템에 필요한 전원으로 변환하여 각 구성부에 인가하는 전원 공급 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서 상기 제 1스위칭 수단은,
릴레이임을 특징으로 하고,
상기 제 2스위칭 수단은,
트라이악이다.
여기에서 또한 상기 제 1전류 센싱 수단 및 제 2전류 센싱 수단은,
상기 주 권선 및 보조 권선으로 인가되는 전원선의 근접 위치에 설치되는 홀 센서이다.
이하, 본 고안에 의한 단상 유도전동기의 디지털 기동장치의 구성을 도 3을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 고안에 따른 단상 유도전동기의 디지털 기동장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록 회로도이다.
도 3을 참조하면, 본 고안에 따른 단상 유도전동기의 디지털 기동장치(100)는, 릴레이(110)와, 릴레이 드라이버(120)와, 트라이악(130)과, 트라이악 드라이버(140)와, 제 1홀센서(150)와, 제 2홀센서(160)와, 센서 입력기(170)와, 마이크로 프로세서(180)와, 전원 공급기(190)로 구성된다. 도면중 미설명 부호인 101은 주 권선이고, 102는 보조 권선이다.
릴레이(110)는 상용 전원과 주 권선(101)사이에 설치되어 릴레이 드라이버(120)의 제어에 따라 스위칭되어 주 권선(101)으로 전류를 공급 및 차단한다. 릴레이 드라이버(120)는 마이크로 프로세서(180)의 제어 신호에 따라 릴레이(110)를 구동시킨다.
트라이악(130)은 주 권선(101)과 보조 권선(102)사이에 설치되어 트라이악 드라이버(140)의 제어에 따라 스위칭되어 보조 권선(102)으로 전류를 공급 및 차단한다. 트라이악 드라이버(140)는 마이크로 프로세서(180)의 제어 신호에 따라 트라이악(130)을 구동시킨다.
제 1홀센서(150)는 릴레이(110)와 주 권선(101)사이의 전원선에 근접 설치되어 주 권선(101)으로 인가되는 전류의 크기를 센싱한다. 제 2홀센서(160)는 주 권선(101)과 트라이악(130)사이의 전원선에 근접 설치되어 보조 권선(102)으로 인가되는 전류의 크기를 센싱한다.
센서 입력기(170)는 제 1홀센서(150) 및 제 2홀센서(160)로부터 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시켜 마이크로 프로세서(180)로 출력한다.
마이크로 프로세서(180)는 단상 유도전동기(도시 생략)의 초기 기동시 센서 입력기(170)로부터 입력되는 센싱 신호를 통해 주 권선(101) 및 보조 권선(102)으로 인가되는 전류의 량에 따라 트라이악 드라이버(140)를 제어하여 트라이악(130)을 오프시켜 보조 권선(102)으로 인가되는 전류를 차단하고, 단상 유도전동기의 운전시 주 권선(101)으로 인가되는 전류의 량을 통해 단상 유도전동기의 과부하 상태를 판단하여 과부하시 릴레이 드라이버(120)를 제어하여 릴레이(110)를 오프시켜 주 권선(101)으로 인가되는 전류를 차단시킨다.
전원 공급기(190)는 상용 전원을 인가받아 시스템에 필요한 전원으로 변환하여 각 구성부에 인가한다.
이하 본 고안에 따른 단상 유도전동기의 디지털 기동장치의 동작을 도 3 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 고안에 따라 단상 유도전동기의 보조 권선으로 인가되는 전류량으로 부하에 따라 보조 권선을 분리할 시기를 나타낸 그래프이다.
먼저 단상 유도전동기의 기동시 시스템에 전원이 인가되면 전원 공급기(190)에서 시스템에 필요한 전원을 생성하여 각 구성부에 전원을 공급한다.
이러한 상태에서 마이크로 프로세서(180)는 단상 유도전동기의 기동을 위한 초기화 과정으로 릴레이 드라이버(120)와 트라이악 드라이버(140)를 각각 구동시켜 릴레이(110) 및 트라이악(130)을 각각 온시킨다.
그러면 릴레이(110)를 통해 주 권선(101)으로 상용 전원이 인가되고, 이와동시에 트라이악(130)을 통해 보조 권선(102)으로도 상용 전원이 인가된다. 즉, 처음 기동시 상용 전원이 유입되면 릴레이(110)와 트라이악(130)이 각각 온상태가 되므로 상용 전원으로부터 유입되는 전류는 주 권선(101)과 보조 권선(102)으로 분리된다.
한편 주 권선(101)과 보조 권선(102)으로 인가되는 전류는 제 1홀센서(150) 및 제 2홀센서(160)에서 센싱된다. 이 센싱된 신호는 센서 입력기(170)를 통해 디지털 신호로 변환되어 마이크로 프로세서(180)로 입력된다. 그러면 마이크로 프로세서(180)는 입력된 신호를 통해 부하를 판별하고, 전류의 량에 따라 단상 유도전동기의 정상 동작 상태를 인식하여 정상 속도에 다다르게 되면, 즉 도 4의 구간에서 트라이악 드라이버(140)를 제어하여 트라이악(130)을 오프시켜 보조 권선(102)으로 인가되는 전류를 차단시킨다. 이렇게 주 권선(101) 및 보조 권선(102)에 흐르는 전류를 파악함으로서 부하의 변화를 알 수 있고, 또한 마이크로 프로세서(180)가 정상 동작 상태를 파악하여 보조 권선(102)으로 인가되는 전류를 차단할 적절한 시점을 알 수 있어 효율적인 기동이 가능하다.
한편 단상 유도전동기의 운전시 마이크로 프로세서(180)는 제 1홀센서(150)로부터 센싱된 신호에 따라 단상 유도전동기의 과부하 상태인지를 판단하여 과부하 상태이면 릴레이 드라이버(120)를 제어하여 릴레이(110)를 오프시키고, 운전자가 시스템의 재가동을 할 때까지 대기하여 과부하시 단상 유도전동기의 손상을 방지한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 단상 유도전동기의 디지털 기동장치에 의하면, 주 권선측에 릴레이를 설치하고, 보조 권선에 트라이악을 설치하여, 또한 주 권선과 보조 권선에 이들로 흐르는 각각의 전류를 센싱하는 홀센서를 각각 설치하여 홀센서를 통해 주 권선과 보조 권선으로 인가되는 전류의 크기를 통해 기동 종료 시점을 찾아 기동 종료 시점에서 트라이악을 오프시킴으로써 부하의 변동에 따라 안정적으로 단상 유도전동기를 기동시킬 수 있고, 단상 유도전동기의 구동시 홀센서를 통해 입력되는 전류의 크기를 센싱하여 단상 유도전동기에 과부하가 걸리면 릴레이를 오프시킴으로써 과부하로부터 단상 유도전동기를 보호할 수 있다.
아울러 본 고안의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 고안의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 실용신안등록청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
Claims (3)
- 상용 전원으로부터 인가되는 전류를 단상 유도전동기에 인가하는 주 권선과, 상기 주 권선과 병렬 연결되어 상기 단상 유도전동기를 기동시키는 보조 권선으로 이루어진 단상 유도전동기의 기동장치에 있어서,상기 상용 전원과 상기 주 권선사이에 설치되어 외부의 제어에 따라 스위칭되어 상기 주 권선으로 전류를 공급 및 차단하는 제 1스위칭 수단과,외부의 제어 신호에 따라 상기 제 1스위칭 수단을 구동시키는 제 1스위칭 구동 수단과,상기 주 권선과 상기 보조 권선사이에 설치되어 외부의 제어에 따라 스위칭되어 상기 보조 권선으로 전류를 공급 및 차단하는 제 2스위칭 수단과,외부의 제어 신호에 따라 상기 제 2스위칭 수단을 구동시키는 제 2스위칭 구동 수단과,상기 제 1스위칭 수단과 상기 주 권선사이에 설치되어 상기 주 권선으로 인가되는 전류의 크기를 센싱하는 제 1전류 센싱 수단과,상기 주 권선과 상기 제 2스위칭 수단사이에 설치되어 상기 보조 권선으로 인가되는 전류의 크기를 센싱하는 제 2전류 센싱 수단과,상기 제 1전류 센싱 수단 및 제 2전류 센싱 수단으로부터 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시켜 출력하는 센서 입력 수단과,상기 센서 입력 수단으로부터 입력되는 전류의 크기에 따라 상기 제 1스위칭구동 수단 및 제 2스위칭 구동 수단을 제어하여 상기 주 권선 및 보조 권선으로 인가되는 전류를 제어하는 제어 수단과,상기 상용 전원을 인가받아 시스템에 필요한 전원으로 변환하여 각 구성부에 인가하는 전원 공급 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 단상 유도전동기의 디지털 기동장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1스위칭 수단은,릴레이임을 특징으로 하고,상기 제 2스위칭 수단은,트라이악임을 특징으로 하는 단상 유도전동기의 디지털 기동장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1전류 센싱 수단 및 제 2전류 센싱 수단은,상기 주 권선 및 보조 권선으로 인가되는 전원선의 근접 위치에 설치되는 홀 센서임을 특징으로 하는 단상 유도전동기의 디지털 기동장치.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR2020010032166U KR200262061Y1 (ko) | 2001-10-22 | 2001-10-22 | 단상 유도전동기의 디지털 기동장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR2020010032166U KR200262061Y1 (ko) | 2001-10-22 | 2001-10-22 | 단상 유도전동기의 디지털 기동장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR200262061Y1 true KR200262061Y1 (ko) | 2002-02-06 |
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ID=73054910
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| KR2020010032166U KR200262061Y1 (ko) | 2001-10-22 | 2001-10-22 | 단상 유도전동기의 디지털 기동장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR200262061Y1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100422329B1 (ko) * | 2001-11-27 | 2004-03-11 | 김인석 | 단상유도 전동기 기동용 전압식 전자 릴레이 |
| KR100433830B1 (ko) * | 2002-03-11 | 2004-05-31 | 주식회사 삼코 | 단상 브러시리스 모우터의 구속시 보호회로 |
-
2001
- 2001-10-22 KR KR2020010032166U patent/KR200262061Y1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100422329B1 (ko) * | 2001-11-27 | 2004-03-11 | 김인석 | 단상유도 전동기 기동용 전압식 전자 릴레이 |
| KR100433830B1 (ko) * | 2002-03-11 | 2004-05-31 | 주식회사 삼코 | 단상 브러시리스 모우터의 구속시 보호회로 |
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