KR200350363Y1 - 디지털 모터제어장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 디지털 모터제어장치에 관한 것으로서, 전면에 도어를 갖는 본체케이싱과; 상기 본체케이싱 내에 안착는 모터구동을 위한 다수개의 모듈소자와; 상기 전면도어에 형성된 수납구에 디스플레이부 및 사용자선택부가 노출되도록 수납되며, 모듈소자들과 결선되어 모터의 각종 전기량을 계측하여 표시하거나 기동상태를 제어하고 모터계전기능을 수행하는 디지털제어유니트를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 순간 정전을 보상하거나 계전요소를 자동설정 하는 등 모터제어장치의 자동제어기능을 향상시킴으로써 안전성 및 신뢰성을 보장할 수 있다.

Description

디지털 모터제어장치{Digital Motor Control Center}

본 고안은 디지털 모터제어장치에 관한 것으로서, 특히, 종래의 아날로그 전동기 배전반(MCC반)의 각종 하드웨어장치(변성기, 계전기, 계측기, 각종 스위치, Pilot Lamp, 타이머, 보조릴레이, PLC 로직구현)를 디지털방식으로 집적하여 마이크로프로세서로 제어하도록 함으로써, 순간 정전을 보상하거나 계전요소를 자동설정 하는 등 자동제어기능을 향상시킴으로써 안전성 및 신뢰성이 보장되는 디지털 모터제어장치에 관한 것이다.

통상 사용되고 있는 모터보호장치는 단순한 열동형 릴레이(Thermal Relay)나 전자식 과전류 계전기(Electronic Over Current Relay, EOCR)를 사용하여 아날로그방식으로 제어하고 있다. 이러한 아날로그방식의 모터 보호장치는 모터 보호, 계측 및 제어 필요한 구성품이 변성기, 계전기, 계측기, 각종 스위치, 파일럿램프, 타이머, 보조릴레이 등 많은 부품들로 구성된다.

이에 따라, 아날로그식 모터보호장치는 많은 공간을 필요로 하고 각 부품들 간의 배선을 위한 회로가 복잡해지는 문제점이 있다.

또한, 아날로그식 모터보호장치는 고장/사고기록, 운전시간 누적 등, 구동 관련 데이터가 축적되지 아니하여 고장원인 분석하거나 관리 및 진단하는 것이 용이하지 아니하며, 사실상 자체적인 제어기능을 가지고 있지 아니하여 구동 안정성이 떨어진다는 문제점이 있다.

본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 순간 정전을 보상하거나 계전요소를 자동설정 하는 등의 자동제어기능을 구비하여 안전성 및 신뢰성을 보장하는 디지털 모터제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 디지털 모터제어장치의 제어블럭도,

도 2는 본 고안에 따른 디지털 모터제어장치의 마이크로프로세서의 회로도,

도 3은 본 고안에 따른 디지털 모터제어장치의 분해 사시도,

도 4는 도 3의 디지털제어유니트의 사시도 이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1 : 모터 3 : 계측부

5 : 운전제어부 7 : 모터보호부

10 : 마이크로프로세서 12 : 사용자선택부

14 : 디스플레이부 16 : 구동정보저장부

18 : 통신부 20 : 본체케이싱

22 : 도어 24 : 수납구

26 : 모듈소자 30 : 디지털제어유니트

전술한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 디지털 모터제어장치는, 전면에 도어를 갖는 본체케이싱과; 상기 본체케이싱 내에 안착는 모터구동을 위한 다수개의 모듈소자와; 상기 전면도어에 형성된 수납구에 디스플레이부 및 사용자선택부가 노출되도록 수납되며, 모듈소자들과 결선되어 모터의 각종 전기량을 계측하여 표시하거나 기동상태를 제어하고 모터계전기능을 수행하는 디지털제어유니트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 디지털제어유니트는, 상기 모터의 각종 전기량을 계측하는 계측부와; 상기 모터의 보호를 위한 모터보호부와; 상기 모터의 기동상태 제어를 위한 운전제어부와; 외부와의 통신을 위한 통신부와; 사용자의 선택을 위한 사용자선택부와; 상기 모터의 전반적인 상태 및 상기 사용자의 선택에 따른 정보가 표시되는 디스플레이부와; 상기 사용자선택부 및 상기 통신부 중 어느 하나를 통해 입력되는 모터제어선택신호에 따라 상기 계측부, 모터보호부, 운전제어부를 제어하는 마이크로프로세서를 포함하는 것이 가장 바람직하다.

그리고, 상기 모터의 기동에 따른 상태를 나타내는 구동정보가 저장되는 구동정보저장부를 더 포함하는 것이 가능하다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 디지털 모터제어장치에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 디지털 모터제어장치의 제어블럭도이다. 도 1에 도시 된 바와 같이, 본 디지털 모터제어장치는 모터(1)의 각종 전기량을 계측하는 계측부(3)와, 과전류, 등에 대한 모터(1)보호를 위한 모터보호부(7)와, 모터(1)의 기동상태 제어를 위한 운전제어부(5)와, 외부와의 통신을 위한 통신부(18)와, 사용자의 선택을 위한 사용자선택부(12)와, 모터(1)의 전반적인 상태 및 사용자의 선택에 따른 정보가 표시되는 디스플레이부(14)와, 사용자선택부(12) 내지는 통신부(18)를 통한 모터제어선택신호에 따라 계측부(3), 모터보호부(7), 운전제어부(5)를 제어하고 모터(1)의 기동에 따른 상태를 나타내는 구동정보를 구동정보저장부(16)에 저장하는 마이크로프로세서(10)를 포함한다.

계측부(3)는 모터(1)의 3상 전류, 전압, 전력, 역률, 주파수, 영상전류 등의 각종 전기량과, 부하율, 사고값, 모터(1)의 운전시간 등을 계측한다.

모터보호부(7)는 과전류, 부족전류, 결상, 불평형, 역상, 구속, 단락, 지락 등에 대해 보호계전기능을 수행한다.

운전제어부(5)는 모터(1)의 온/오프 뿐 아니라, 직입기동, 정역기동, Y-D기동, 리액터기동 등의 기동상태를 제어하며, 사용자선택부(12)를 통한 사용자의 선택에 다라 모터(1)의 운전상태를 모터제어장치에 의한 제어상태(MCC), 자동운전상태(AUTO), 통신모드에 의한 원격제어상태(통신), 현장반 제어상태 등으로 유지한다.

디스플레이부(14)는 파일럿램프, 계측값의 표시를 위한 LED 등을 구비하여 사용자에게 각종 계측값이나 운전상태를 표시한다.

마이크로프로세서(10)는 사용자의 기동선택에 따라 운전제어부(5)를 제어하여 계통의 상수와 PT비, CT비 등의 설정을 임의로 조정하고, 각종 입.출력 접점을 제공하며, MCC, 현장반, 자동운전, 원격제어 상태 등의 운전상태를 유지한다. 또한, 마이크로프로세서(10)는 운전제어부(5)를 제어함으로써 모터(1)의 구동을 온/오프 할 뿐 아니라, 직입기동, 정역기동, Y-D기동, 리액터기동 등의 기동상태를 유지한다

그리고, 마이크로프로세서(10)는 계측부(3)를 통해 감지되는, 3상 전류, 전압, 전력, 역율, 주파수, 영상전류 등의 각종 전기량을 계측하여 디스플레이부(14)에 표시하고, 계측결과 과전류 상태 등의 위험 상태일 경우 디스플레이부(14)를 통해 이를 경고한다.

또한, 마이크로프로세서(10)는 과전류, 결상, 불평형, 단락, 구속(Stall/Locked Rotor), 역상, 지락, 부족전류 등의 이상 상태인 것으로 판단된 경우 모터보호부(7)를 통해 전류값을 조절하는 등의 제어를 수행하여 이상상태를 해소 시키는 한편 이상원인 및 발생시간 등의 펄트레코드를 구동정보저장부(16)에 저장하여 이 후 사용자에게 제공한다.

이러한 마이크로프로세서(10)는 소정 통신인터페이스를 통해 입력되는 원격명령을 수행하거나, 운전시간 누적 등의 일반적인 구동 관련정보 또한 구동정보저장부(16)에 수집한다.

그리고, 마이크로프로세서(10)는 모터보호부(7)를 통해 계전요소를 자동으로 설정하거나, 순간적으로 정전 된 후 복귀하는 경우 자동으로 재기동이 가능하며 이 때, 순간정전 시간과 자동 재기동 지연시간은 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 고안은 모터(1)의 보호를 위한 모터보호부(7)와, 운전기능의 제어를 위한 운전제어부(5)와, 각종 계측을 위한 계측부(3)를 디지털방식으로 집적하여 마이크로프로세서(10)로 제어하도록 함으로써, 순간 정전을 보상하거나 계전요소를 자동설정 하는 등 자동제어기능을 향상시키고 있다.

도 2는 본 고안에 따른 디지털 모터제어장치의 마이크로프로세서(10)의 회로도를 예시한 것이다. 도 2에 도시 된 마이크로프로세서(10)는 ASIC기술을 이용한 단일의 칩으로 마련될 수 있다. 마이크로프로세서(10)는 디스플레이부(14)의 제어를 위한 디스플레이신호 출력단과, 운전모드를 명령하는 운전모드선택신호 출력단과, 기동 및 재기동 등의 운전상태를 명령하는 운전상태신호 출력단 등을 구비하여, 사용자의 선택에 따라 해당 출력단으로 제어신호를 인가한다. 또한 마이크로프로세서(10)는 소정의 내부 프로그램을 수행하여 각종 구동데이터를 자동으로 수집하고, 유사 시 순간정전을 보상하고 운전상태에 따라 보호계전을 자동으로 조절하거나 자체적인 상태를 진단함으로써 모터(1)의 상태를 정상상태로 유지 및 관리한다.

이러한 마이크로프로세서(10)를 이용하여 모터제어장치를 구현하는 경우 도3 및 도4와 같은 형태로 구현될 수 있다. 도 3은 본 고안에 따른 디지털 모터제어장치의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 디지털제어유니트(30)의 사시도 이다.

도 3에 도시 된 바와 같이, 모터제어장치는, 전면에 도어(22)를 갖는 본체케이싱(20)과 본체케이싱(20) 내에 안착 되는 다수개의 모듈소자(26)와, 전면도어(22)에 형성된 수납구(24)에 디스플레이부(14) 및 사용자선택부(12)가 노출되도록 수납되며, 각 모듈소자(26)와 결선되어 모터(1)의 각종 전기량을 계측하여 표시하거나 기동상태를 제어하고 모터계전기능을 수행하는 디지털제어유니트(30)를 포함한다.

본체케이싱(20)에는 지락보호계전기용 영상변류기(ZCT), 전류차단장치(current protector), 배선용 차단기(MCCB) 등의 모듈소자(26)들이 안착된다.

디지털제어유니트(30)는 모듈소자(26)들과 결선되어 사용자의 선택에 따라 각 소자에 제어신호를 인가하여 모터(1)를 기동시키거나, 보호하고 계측값을 디스플레이부(14)에 표시하여 모터(1)의 동작상태를 확인하고 제어할 수 있도록 한다.

이러한 디지털제어유니트(30)를 이용하여 모터 계전기능, 운전제어기능, 계측기능 등을 수행하는 한편, 통신부(18)를 통해 모터를 원격 제어할 수 있으며, 모터의 구동상태정보를 수집하여 사용자에게 제공할 수 있다.

또한, 이러한 디지털제어유니트가 적용된 디지털모터제어장치는 계전요소를 자동으로 설정하거나, 순간적으로 정전 된 경우 자동으로 재기동 기능을 수행하는 등의 자체 제어기능을 구비하여 모터 운전의 안전성을 향상시킬 수 있다.

이상, 본 고안에 따른 실시예는 상술한 것에 한정되지 아니하고, 본 고안과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안의 디지털 모터제어장치에 따르면, 아날로그 전동기 모터제어장치의 각종 하드웨어장치를 디지털방식으로 집적하여 마이크로프로세서로 제어하도록 함으로써, 순간 정전을 보상하거나 계전요소를 자동설정 하는 등 자동제어기능을 향상시켜 안전성 및 신뢰성을 보장할 수 있다.

Claims (3)

1. 전면에 도어를 갖는 본체케이싱과;

   상기 본체케이싱 내에 안착는 모터구동을 위한 다수개의 모듈소자와;

   상기 전면도어에 형성된 수납구에 디스플레이부 및 사용자선택부가 노출되도록 수납되며, 모듈소자들과 결선되어 모터의 각종 전기량을 계측하여 표시하거나 기동상태를 제어하고 모터계전기능을 수행하는 디지털제어유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 모터제어장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 디지털제어유니트는,

   상기 모터의 각종 전기량을 계측하는 계측부와;

   상기 모터의 보호를 위한 모터보호부와;

   상기 모터의 기동상태 제어를 위한 운전제어부와;

   외부와의 통신을 위한 통신부와;

   사용자의 선택을 위한 사용자선택부와;

   상기 모터의 전반적인 상태 및 상기 사용자의 선택에 따른 정보가 표시되는 디스플레이부와;

   상기 사용자선택부 및 상기 통신부 중 어느 하나를 통해 입력되는 모터제어선택신호에 따라 상기 계측부, 모터보호부, 운전제어부를 제어하는 마이크로프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 모터제어장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 모터의 기동에 따른 상태를 나타내는 구동정보가 저장되는 구동정보저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 모터제어장치.