KR200263521Y1 - 전자 접촉기 - Google Patents

Abstract

채터링 현상을 완벽하게 차단하고 전력소모를 최소화할 수 있도록 한 전자 접촉기에 관한 것으로, 전자 접촉기에 있어서, 가동코어가 장착된 상부프레임과, 60Hz 상용교류전원을 입력받고 이 전원주파수를 100Hz 내지 15KHz 범위내의 주파수로 변환하는 주파수 변환부와, 고정코어와, 주파수 변환부에서 출력된 고주파를 인가받아 고정코어가 가동코어를 끌어당기는 자력을 일정수준이상으로 유지시켜 채터링 현상이 발생하지 않도록 하는 보빈코일과, 보빈코일 및 고정코어가 장착되고 상부프레임과 그 하방에서 결합되는 하부프레임을 포함하여 구성되므로 회로의 안정성을 향상시킬 수 있고 소비전력을 최소화할 수 있다.

Description

전자 접촉기{Magnetic Contactor}

본 고안은 전자 접촉기에 관한 것으로서, 특히 셰이딩 코일을 사용하지 않고채터링현상을 방지함과 동시에 전력소모를 절감시킬 수 있도록 한 전자 접촉기에 관한 것이다.

전기회로의 개폐를 행하는 전자 접촉기는 과부하 보호를 위한 열동형 과부하 계전기와 조합되어 전자 개폐기를 구성하는 것으로, 전기회로를 직접 차단 또는 접속시키는 접점부와, 상기 접점부의 작동제어를 위한 전자석부와 상기 접접부 및 전자석부가 설치된 절연재질의 프레임으로 이루어진다.

그 세부구성은 도 1에 도시된 바와 같이, 먼저 전자석부는 하부프레임(10)에 장착된 고정코어(20)와, 상기 고정코어(20)를 자화시키기 위해 그 주위를 감싸는 형태로 장착된 보빈코일(30) 및 자화된 고정코어(20)에 의해 끌어 당겨지는 가동코어(22)를 포함하여 이루어지는데, 고정코어(20)과 가동코어(22) 사이에는 끌어당겨진 가동코어(22)를 원위치로 복귀시키기 위한 리턴스프링(50)이 장착된다.

이때 가동코어(22)는 그 상단을 관통하는 고정핀(24)이 크로스바(40)의 하단에 끼워짐으로서 장착되며, 고정코어(20)는 그 하단에 지지핀(도시 생략)이 끼워지고 상기 지지핀의 양단에 고무 등의 탄성재질로 이루어진 완충커버(25)가 끼워진 상태에서 하부프레임(10)에 안착되며, 고정코어(20)와 하부프레임(10) 사이에는 역시 고무 등의 재질로 이루어진 완충 플레이트(26)가 구비되어 있다.

접점부는 상부프레임(12)의 양측단에 분리 설치되어 전기회로의 전원투입측 단자와 부하측 단자가 각각 연결되는 다수개의 좌/우 고정접촉자(60)와, 크로스바(40)에 설치되어 상기 좌/우 고정접촉자(60)를 전기적으로 연결 또는 분리시키는 다수개의 가동접촉자(62)로 이루어져 있다.

따라서 상술한 바와 같이 구성된 전자접촉기의 동작을 살펴보면, 보빈코일(30)에 전류가 인가되어 고정코어(20)가 자화될 경우, 상기 고정코어(20)의 자력에 의해 가동코어(22)가 끌어당겨지고 이에 따라 가동코어(22)가 설치된 크로스바(40)가 이동하면서 상기 크로스바(40)에 설치된 가동접촉자(62)와 상부프레임(12)에 고정된 고정접촉자(60)가 접속되어 전기회로가 통전된다.

이때 완충커버(25)와 완충플레이트(26)는 고정코어(20)와 가동코어(22)의 접속시에 발생하는 충격을 흡수하게 된다.

한편, 고정코어(20)가 가동코어(22)에 가하는 자력 즉, 흡인력(F)은 보빈코일(30)에 공급되는 전류의 주파수(상용교류전원: 220V/60Hz)에 의해 불규칙하게 되고 그에 따라 고정코어(20)와 가동코어(22)의 진동을 유발하는 채터링(Chattering)현상을 유발하여 소음발생의 원인이 되고 회로의 연결상태 또한 불안정하게 된다.

따라서 이러한 채터링 현상을 방지할 목적으로 고정코어(20)에 타원형의 금속편으로 구성된 셰이딩코일(70)이 장착되어 결국, 도 2와 같이, 상용교류전원의 60Hz주파수 성분과 셰이딩코일(70)에 의한 자력성분이 보강되어 흡인력(F)이 흡인유지점 이상을 유지할 수 있게 된다.

이때 셰이딩코일(70)이 동작하더라도 입력전압의 83% 이상레벨에서 가동코일(22)의 흡인이 가능하다.

종래의 기술에 따른 전자접촉기는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 채터링현상을 방지할 목적으로 셰이딩코일을 사용하는데, 셰이딩코일의 특성상 단선되는 경우가 자주 발생하고 그에 따라 채터링현상이 발생하여 소음이 발생한다.

둘째, 일정레벨 이상의 전압에서 가동코일 흡인이 가능하므로 전력소모가 큰 문제점이 있다.

따라서 본 고안은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 채터링 현상을 완벽하게 차단하고 전력소모를 최소화할 수 있도록 한 전자 접촉기를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 전자 접촉기의 구성을 나타낸 분해사시도

도 2는 도 1의 전원주파수와 셰이딩코일 및 흡인력의 관계를 나타낸 파형도

도 3은 본 고안에 따른 전자 접촉기의 구성을 나타낸 분해사시도

도 4는 도 3의 전원주파수와 흡인력의 관계를 나타낸 파형도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 하부프레임 12: 상부프레임

20: 고정코어 22: 가동코어

24: 고정핀 25: 완충커버

26: 완충플레이트 30: 보빈코일

40: 크로스바 50: 리턴스프링

60: 고정접촉자 62: 가동접촉자

70: 셰이딩코일 80: 주파수 변환부

본 고안은 전자 접촉기에 있어서, 가동코어가 장착된 상부프레임과, 60Hz 상용교류전원을 입력받고 이 전원주파수를 100Hz 내지 15KHz 범위내의 주파수로 변환하는 주파수 변환부와, 고정코어와, 주파수 변환부에서 출력된 고주파를 인가받아 고정코어가 가동코어를 끌어당기는 자력을 일정수준이상으로 유지시켜 채터링 현상이 발생하지 않도록 하는 보빈코일과, 보빈코일 및 고정코어가 장착되고 상부프레임과 그 하방에서 결합되는 하부프레임을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안에 따른 전자 접촉기의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안에 따른 전자 접촉기의 구성을 나타낸 분해사시도이고, 도 4는 도 3의 전원주파수와 흡인력의 관계를 나타낸 파형도이다.

본 고안에 따른 전자 접촉기는 도 3에 도시된 바와 같이, 구성중 셰이딩 코일이 삭제되고 60Hz의 전원주파수를 100Hz 내지 15KHz 범위내의 주파수중 예를 들어, 1KHz로 변환시켜 보빈코일(30)에 공급하는 주파수 변환부(80)가 추가된 것을 제외하고는 종래기술의 구성과 동일하므로 구성설명을 생략하고 종래기술과 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.

이와 같이 구성된 본 고안에 따른 전자 접촉기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

60Hz의 상용교류전원이 입력되면 주파수 변환부(80)에 의해 1KHz의 상용교류전원으로 변환되어 보빈코일(30)에 인가된다.

그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 전원주파수가 1KHz로 변환되면 그에 따른 자기력 즉, 흡인력(F)은 셰이딩코일의 동작없이도 종래기술에 비해 흡인유지점을 월등히 초과하는 수준을 유지하므로 흡인력의 변화로 인한 채터링 현상을 완벽하게 방지하여 소음문제를 확실하게 해결할 수 있다.

이때 전원주파수를 증가함에 따라 더욱 높은 흡인력(F)을 발생시킬 수 있지만 1KHz의 주파수로도 충분한 흡인력(F)를 얻을 수 있고 고주파 발생에 필요한 비용증가문제를 고려하면 가장 적당한 수준의 주파수이다.

이어서 상술한 바와 같이, 100Hz 내지 15KHz 범위내의 고주파 전원을 사용하므로 종래기술에 비해 낮은 전압레벨에서 가동코일(22)의 흡인이 가능하여 결국, 보빈코일(30)의 권선수를 감소시킬 수 있고 그에 따라 여자전류를 현저하게 낮출 수 있으므로 소비전력을 감소시킬 수 있다.

또한 본 발명의 주파수 변환부(80)는 보빈코일(30)과의 간단한 전원라인 연결만으로 설치가능하므로 내장하거나 별도로 설치가능하여 설치위치의 구애를 받지않고 별도의 단품으로 사용할 경우 기존의 제품에도 간단하게 적용할 수 있다.

본 고안에 따른 전자 접촉기는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 셰이딩코일을 사용하지 않고 전원주파수를 고주파로 변환하여 채터링 현상을 완벽하게 방지하여 회로의 연결상태를 안정하게 유지시키므로 안정성을 향상시킬 수 있다.

둘째, 저전압 레벨에서 동작 가능하므로 소비전력을 최소화할 수 있다.

Claims (1)

1. 전자 접촉기에 있어서,

   가동코어가 장착된 상부프레임;

   60Hz 상용교류전원을 입력받고 이 전원주파수를 100Hz 내지 15KHz 범위내의 주파수로 변환하는 주파수 변환부;

   고정코어;

   상기 주파수 변환부에서 출력된 고주파를 인가받아 상기 고정코어가 가동코어를 끌어당기는 자력을 일정수준이상으로 유지시켜 채터링 현상이 발생하지 않도록 하는 보빈코일;

   상기 보빈코일 및 고정코어가 장착되고 상기 상부프레임과 그 하방에서 결합되는 하부프레임을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전자 접촉기.