KR200350428Y1 - 모터 축수베어링 이상온도 진단장치 - Google Patents

모터 축수베어링 이상온도 진단장치 Download PDF

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Abstract

본 고안의 목적은, 모터의 축수상에 설치되어 구름작용을 하는 베어링부의 이상에 의한 온도 상승을 진단하는 데에 있어서, 계절에 따라 사용자가 별도의 조치를 취하지 않더라도 항상 정확한 온도 상태에 따른 이상 진단을 할 수 있는 모터 축수베어링 이상온도 진단장치를 제공하는 데에 있다.
본 고안의 구성은, 모터 부하측과 반부하측의 온도를 감지하여 일정한 크기의 전기신호로 증폭하여 출력하는 온도감지부(100); 상기 온도감지부(100)로부터 출력되는 신호를 입력받아 부하측을 기준으로 한 두 신호의 차이값과 반부하측을 기준으로 한 두 신호의 차이값을 각각 검출하여 출력하는 비교부(200); 상기 비교부(200)로부터 출력되는 각각의 차이값을 입력받아 미리 설정되어 있는 기준값과 각각 비교하여 이상 여부를 판단하여 그에 따른 이상진단신호를 각각 생성하여 출력하는 이상진단부(300); 상기 이상진단부(300)로부터 출력되는 각각의 이상진단신호를 입력받아, 두 신호중의 하나라도 이상이 발생한 것으로 판단되면 그에 따라 해당하는 진단알림신호를 생성하여 출력하는 온도이상 출력부(400)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

모터 축수베어링 이상온도 진단장치{Temperature Diagnosing Apparatus for Motor Bearing}
본 고안은 모터(motor) 축수베어링(bearing) 이상온도 진단장치에 관한 것으로서, 더 상세하게 말하자면, 코크스 생산에 사용되는 회전기기인 모터에 있어서,축수상에 설치되어 구름작용을 하는 베어링부의 이상에 의한 온도 상승시, 부하측과 반부하측에서의 온도를 측정하여, 그 값을 이용하여 이상상태를 진단하는 모터 축수베어링 이상온도 진단장치에 관한 것이다.
코크스 생산에 있어서, 일정한 속도의 회전력이 필요하며, 그에 따라 모터를 이용하는데, 상기 모터를 운용하는 데에 있어서, 정상적인 시설 유지를 위하여 성능의 이상 여부를 수시로 점검하여야 하며, 일반적으로 축수상에 설치된 베어링의 온도에 따라 모터의 이상이 있는지의 여부를 판단한다.
종래에는 모터 베어링의 온도를 측정하는 데에 있어서, 도 1에 도시되어 있듯이, 모터(1)의 부하측과 반부하측에 각각 온도센서(TH1, TH2)를 설치하고, 온도 컨트롤러(controller)를 각각 설치하여, 상기 각각의 온도센서(TH1, TH2)에서 감지된 온도신호를 각각 개별처리하여, 그 값이 설정된 이상 온도에 도달하는 경우, 이상 온도에 도달하였음을 개별적으로 알려주는 방법을 이용하고 있다.
따라서, 상기와 같은 종래 기술에서는 상기 모터(1)의 부하측과 반부하측에 각각 온도센서와 컨트롤러가 두쌍이 설치되어 운용되고 있다.
그런데, 상기와 같은 종래 기술의 모터 온도 검출방법은 계절별로 이상온도의 설정값을 적절하게 변경시켜주어야 정상적인 이상진단이 이루어지는데, 사용자가 운용중 그러한 변경시키지 못하여, 동작설정 온도를 조절하지 않은 경우에는 설정온도가 실제 온도보다 월등히 높게 조정되어, 실제적으로 이상이 발생하여도 이상을 검출하지 못하는 문제점이 있다.
따라서, 본 고안의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 모터의 축수상에 설치되어 구름작용을 하는 베어링부의 이상에 의한 온도 상승을 진단하는 데에 있어서, 계절에 따라 사용자가 별도의 조치를 취하지 않더라도 항상 정확한 온도 상태에 따른 이상 진단을 할 수 있는 모터 축수베어링 이상온도 진단장치를 제공하는 데에 있다.
도 1은 모터에 장착되어 있는 온도센서를 나타낸 도면,
도 2는 본 고안의 실시예에 따른 모터 축수베어링 이상온도 진단장치를 적용한 회로도,
도 3은 도 2에서 제1온도감지부를 적용한 상세회로도,
도 4는 도 2에서 제1이상진단부를 적용한 상세회로도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 온도감지부 200 : 비교부
300 : 이상진단부 400 : 온도이상 출력부
320 ; 이상검출부 330 : 기준값 설정부
340 : 기준값 표시부 345 : 이상표시부
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성은 다음과 같이 이루어진다.
모터 부하측과 반부하측의 베어링의 기능에 이상이 발생함에 따라 온도가 상승하는 것을 진단하는 장치에 있어서,
모터 부하측과 반부하측의 온도를 감지하여 일정한 크기의 전기신호로 증폭하여 출력하는 온도감지수단;
상기 온도감지수단으로부터 출력되는 신호를 입력받아 부하측을 기준으로 한 두 신호의 차이값과 반부하측을 기준으로 한 두 신호의 차이값을 각각 검출하여 출력하는 비교수단;
상기 비교수단으로부터 출력되는 각각의 차이값을 입력받아 미리 설정되어 있는 기준값과 각각 비교하여 이상 여부를 판단하여 그에 따른 이상진단신호를 각각 생성하여 출력하는 이상진단수단;
상기 이상진단수단으로부터 출력되는 각각의 이상진단신호를 입력받아, 두 신호중의 하나라도 이상이 발생한 것으로 판단되면 그에 따라 해당하는 진단알림신호를 생성하여 출력하는 온도이상 출력수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 2내지 도 4에 도시되어 있듯이, 본 고안의 실시예에 의한 모터 축수베어링 이상온도 진단장치의 구성은 다음과 같이 이루어진다.
모터 부하측과 반부하측의 온도를 감지하여 일정한 크기의 전기신호로 증폭하여 출력하는 온도감지부(100);
상기 온도감지부(100)로부터 출력되는 신호를 입력받아 부하측을 기준으로 한 두 신호의 차이값과 반부하측을 기준으로 한 두 신호의 차이값을 각각 검출하여 출력하는 비교부(200);
상기 비교부(200)로부터 출력되는 각각의 차이값을 입력받아 미리 설정되어 있는 기준값과 각각 비교하여 이상 여부를 판단하여 그에 따른 이상진단신호를 각각 생성하여 출력하는 이상진단부(300);
상기 이상진단부(300)로부터 출력되는 각각의 이상진단신호를 입력받아, 두 신호중의 하나라도 이상이 발생한 것으로 판단되면 그에 따라 해당하는 이상알림신호를 생성하여 출력하는 온도이상 출력부(400)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 온도감지부(100)의 구성은, 모터 부하측 온도를 감지하여 일정한 크기의 전기신호로 증폭하여 출력하는 제1온도감지부(110)와, 모터 부하측 온도를 감지하여 일정한 크기의 전기신호로 증폭하여 출력하는 제2온도감지부(150)로 이루어진다.
도 3에 도시되어 있듯이, 상기 제1온도감지부(110)의 구성은, 모터 부하측의 온도를 감지하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하며 일측단자가 접지되는 제1온도센서(TH1)와, 구동전원(VCC)이 일측단자로 입력되고 상기 제1온도센서(TH1)의 타측단자가 타측단자로 연결되는 제1저항(R111)과, 구동전원(VCC)이 일측단자로 연결되는 제2저항(R112)과, 상기 제2저항(R112)의 타측단자가 일측단자로 연결되고 타측단자가 접지되는 제3저항(R113)과, 상기 제2저항(R112)의 타측단자가 일측단자로 연결되는 제4저항(R114)과, 상기 제4저항(R114)의 타측단자가 반전입력단자로 연결되고 상기 제1온도센서(TH1)의 타측단자가 비반전 입력단자로 연결되며 출력단자가 상기 비교부(200)로 연결되는 연산증폭기(OP120)와, 상기 연산증폭기(OP120)의 반전 입력단자가 일측단자로 연결되고 상기 연산증폭기(OP120)의 출력단자가 타측단자로 연결되는 제5저항(R115)으로 이루어진다.
상기 제2온도감지부(150)의 구성은 상기 제1온도감지부(110)와 같으며, 다만 제2온도센서(TH2)에 의하여 모터의 반부하측의 온도를 감지하는 것만 다르며, 중복을 피하기 위하여 설명을 생략한다.
상기 비교부(200)의 구성은, 상기 온도감지부(100)로부터 출력되는 모터 부하측의 온도신호를 입력받아 반부하측의 온도신호와의 차이값을 검출하여 그에 따른 신호를 상기 이상진단부(300)로 출력하는 제1비교부(210)와, 상기 온도감지부(100)로부터 출력되는 모터 반부하측의 온도신호를 입력받아 부하측의 온도신호와의 차이값을 검출하여 그에 따른 신호를 상기 이상진단부(300)로 출력하는 제2비교부(250)로 이루어진다.
상기 제1비교부(210)의 구성은, 상기 온도감지부(100)로부터 출력되는 부하측 기준 차이값 신호가 일측단자로 입력되는 제1저항(R211)과, 상기 제1저항(R211)의 타측단자가 반전 입력단자로 연결되고 상기 온도감지부(100)로부터 출력되는 반부하측 차이값 신호가 비반전 입력단자로 입력되고 출력단자가 상기 이상진단부(300)로 연결되는 제1비교기(OP213)와, 상기 제1비교기(OP213)의 반전 입력단자가 일측단자로 연결되고 상기 제1비교기(OP213)의 출력단자가 타측단자로 연결되는 제2저항(R212)으로 이루어진다.
상기 제2비교부(250)의 구성은, 상기 온도감지부(100)로부터 출력되는 반부하측 기준 차이값 신호가 일측단자로 입력되는 제3저항(R251)과, 상기 제3저항(R251)의 타측단자가 반전 입력단자로 연결되고 상기 온도감지부(100)로부터 출력되는 부하측 차이값 신호가 비반전 입력단자로 입력되고 출력단자가 상기 이상진단부(300)로 연결되는 제2비교기(OP253)와, 상기 제5비교기(OP253)의 반전 입력단자가 일측단자로 연결되고 상기 제2비교기(OP253)의 출력단자가 타측단자로 연결되는 제4저항(R252)으로 이루어진다.
상기 이상진단부(300)의 구성은, 상기 비교부(200)로부터 출력되는 부하측 기준 차이값을 입력받아 미리 설정되어 있는 기준값과 비교함으로써 이상 여부를 판단하여 그에 따른 이상진단신호를 생성하여 출력하는 제1이상진단부(310)와, 상기 비교부(200)로부터 출력되는 반부하측 기준 차이값을 입력받아 미리 설정되어 있는 기준값과 비교함으로써 이상 여부를 판단하여 그에 따른 이상진단신호를 생성하여 출력하는 제2이상진단부(350)로 이루어진다.
상기 제1이상진단부(310)의 구성은, 상기 비교부(200)로부터 출력되는 부하측 기준 차이값을 입력받아 설정되어 입력되는 기준값과 비교하여 그에 따른 이상신호를 생성하여 출력하는 이상검출부(320)와, 반부하측 기준 차이값의 기준값을 생성하여 상기 이상검출부(320)로 출력하는 기준값 설정부(330)와, 상기 기준값 설정부(330)로부터 출력되는 기준값을 사용자가 볼 수 있도록 표시하는 기준값 표시부(340)와, 상기 이상검출부(320)로부터 출력되는 이상신호가 일정한 크기의 전압 이상으로 출력되면 그에 따른 이상진단을 하여 출력하고, 그 사실을 사용자에게 알려주는 이상표시부(345)로 이루어진다.
상기 이상검출부(320)의 구성은, 상기 제1비교부(210)의 출력신호가 일측단자로 입력되는 제1저항(R321)과, 상기 제1저항(R321)의 타측단자가 반전 입력단자로 연결되고 상기 기준값 설정부(330)로부터 출력되는 기준값이 비반전 입력단자로 입력되는 제3비교기(OP323)와, 상기 제3비교기(OP323)의 반전 입력단자가 일측단자로 연결되고 상기 제3비교기(OP323)의 출력단자가 타측단자로 연결되는 제2저항(R322)과 상기 제3비교기(OP323)의 출력단자가 일측단자로 연결되고 타측단자가 상기 이상표시부(345)로 연결되는 제3저항(R324)으로 이루어진다.
상기 기준값 설정부(330)의 구성은, 구동전원(VCC)이 일측단자로 연결되는 제4저항(R331)과, 상기 제4저항(R331)의 타측단자가 일측단자로 연결되고 타측단자가 접지되는 가변저항(VR332)과, 상기 가변저항(VR332)의 가변단자가 일측단자로 연결되는 제5저항(R333)과, 상기 제5저항(R333)의 타측단자가 비반전 입력단자로 연결되는 제1증폭기(OP335)와, 상기 제1증폭기(OP335)의 반전 입력단자가 일측단자로 연결되고 상기 제1증폭기(OP335)의 출력단자가 타측단자로 연결되는 제6저항(R334)과, 상기 제1증폭기(OP335)의 출력단자가 일측단자로 연결되는 제7저항(R336)과, 상기 제7저항(R336)의 타측단자가 반전 입력단자로 연결되고 비반전 입력단자가 접지되고 출력단자가 상기 이상검출부(320)로 출력되는 제2증폭기(OP338)와, 상기 제2증폭기(OP338)의 반전 입력단자가 일측단자로 연결되고 상기 제2증폭기(OP338)의 출력단자가 타측단자로 연결되는 제8저항(R337)으로 이루어진다.
상기 기준값 표시부(340)의 구성은, 상기 기준값 설정부(330)로부터 출력되는 기준값 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하여 출력하는 아날로그-디지털 변환기(341)와, 상기 아날로그-디지털 변환기(341)로부터 출력되는 신호를 입력받아 디코딩(decoding)하여 출력하는 디코더(decoder, 342)와, 상기 디코더(342)로부터 출력되는 신호를 사용자가 볼 수 있도록 표시하는 액정표시장치(343)로 이루어진다.
상기 이상표시부(345)의 구성은, 상기 이상검출부(320)로부터 출력되는 이상신호가 애노드(anode)로 입력되는 발광다이오드(LED346)와, 상기 발광다이오드(LED346)의 캐소드(cathode)가 일측단자로 연결되고 타측단자가 접지되어 있는 제9저항(R347)과, 상기 이상검출부(320)로부터 출력되는 이상신호가 애노드로 연결되고 캐소드가 상기 온도이상 출력부(400)로 연결되는 다이오드(D348)로 이루어진다.
상기 제2이상진단부(350)의 구성은 상기 제1이상진단부(310)와 같으며, 중복을 피하기 위하여 설명을 생략하기로 한다.
상기 온도이상 출력부(400)의 구성은, 상기 이상진단부(300)로부터 출력되는 제1이상진단신호와 제2이상진단신호가 입력단자로 입력되는 오어게이트(or gate, OR401)와, 상기 오어게이트(OR401)의 출력단자가 애노드로 연결되는 제1다이오드(D402)와, 상기 제1다이오드(D402)의 캐소드가 베이스(base)로 연결되고 에미터(emitter)가 접지되어 있는 트랜지스터(transistor, Q403)와, 상기 트랜지스터(Q403)의 컬렉터(collector)가 애노드로 연결되고 구동전원(VCC)이 캐소드로 연결되는 제2다이오드(D404)와, 상기 트랜지스터(Q403)의 컬렉터가 일측단자로 연결되고 구동전원(VCC)이 타측단자로 연결되는 릴레이(AR405)로 이루어진다.
상기와 같이 이루어진 본 고안의 실시예의 동작은 다음과 같다.
본 고안에서, 상기 모터(1)는 반부하측에 냉각을 위한 팬(fan)이 설치되어 있으며, 상기 팬의 회전시에 냉각 공기를 반부하측에서 부하측으로 불어내는데, 이때 부하측과 반부하측과의 정상상태에서의 온도차이는 대략 10도 정도를 유지한다.
즉, 베어링이 정상상태인 경우, 반부하측은 팬의 영향을 직접 받기 때문에 부하측보다 10도 정도가 낮게 운용되는 것이 일반적이며, 이러한 차이는 계절에 상관없이 거의 일정하게 유지된다.
따라서, 본 고안은 상기와 같은 특성을 이용하여 적용한 것으로서, 온도감지부(100)는 제1온도센서(TH1)와 제2온도센서(TH2)를 이용하여, 각각 모터의 부하측의 온도와 반부하측의 온도를 감지하여 그에 따른 신호를 일정한 크기의 신호로 증폭하여 출력한다.
그리고, 비교부(200)의 제1비교부(210)는 상기 온도감지부(100)로부터 출력되는 부하측 온도신호와 반부하측 온도신호를 입력받아, 제1온도감지부(110)는 부하측 온도를 기준으로 반부하측 온도의 차이값을 생성하여 출력하고, 제2온도감지부(150)는 반부하측 온도를 기준으로 부하측 온도의 차이값을 생성하여 출력한다.
이상진단부(300)는 상기 비교부(200)로부터 출력되는 온도 차이값신호를 입력받아 미리 설정되어 있는 기준값과 비교함으로써 모터의 이상이 있는지의 여부를 진단한다.
즉, 제1이상진단부(310)의 이상검출부(320)는 상기 제1비교부(210)로부터 출력되는 부하측 온도를 기준으로 한 차이값을 입력받아 기준값 설정부(330)로부터 출력되는 기준값과 비교하여 그 차이에 따른 신호를 출력하고, 이상표시부(345)는 상기 이상검출부(320)로부터 출력되는 이상신호가 일정한 전압 이상인 경우, 그에 따른 신호를 다이오드(D348)를 통해 정형화하여 온도이상 출력부(400)로 출력하고, 발광다이오드(LED346)를 통하여 사용자에게 모터에 이상이 있음을 알린다.
한편, 기준값 표시부(340)는 상기 기준값 설정부(330)로부터 출력되는 기준값을 입력받아 사용자가 지금 현재의 기준값을 알 수 있도록 액정표시장치(343)로 표시하여준다.
마찬가지로, 제2이상진단부(350) 역시, 상기 제2비교부(250)로부터 출력되는 반부하측 기준의 차이값을 입력받아, 상기 제1이상진단부(310)와 같은 동작으로 모터의 이상 여부를 진단한다.
온도이상 출력부(400)는 상기 이상진단부(300)로부터 출력되는 제1이상진단신호를 입력받아 제1이상진단부(310)나 제2이상진단부(350) 중 어느 하나로부터 이상진단신호가 출력되면 그에 따라 해당하는 신호를 외부로 출력시키며, 외부 구동을 위하여 트랜지스터(Q403)와 릴레이(AR405)를 이용하여 신호를 강화시켜 출력한다.
상기와 같이 함으로써, 외부에서 그 신호를 이용하여 자동 제어를 수행하거나 또는 다른 제어에 활용할 수 있도록 한다.
일반적으로 정상적인 경우에, 팬의 위치 때문에, 모터(1)의 반부하측의 온도는 부하측의 온도보다 10도 정도 낮으며, 따라서, 부하측 베어링의 기능에 이상이 발생하는 경우, 반부하측과의 온도 차이가 10도 이상 벌어지게 되며, 그에 따라 상기 제1비교부(210)에서 차이값이 많이 검출되어 출력되며, 제1이상진단부(310)에서 해당 차이값이 설정된 기준값 이상이므로, 모터에 이상이 발생한 것으로 판단하여, 그에 따른 이상진단신호를 출력한다.
그리고, 그에 따라 발광표시장치(LED346)구동되고, 온도이상 출력부(400)에서 그에 따른 신호를 외부로 출력한다.
한편, 반부하측 베어링에 이상이 발생하는 경우에는, 반대로 반부하측 온도가 부하측 온도보다 더 높게 나타나는데, 이때에는 그러한 차이값을 제2비교부(250)에서 감지하여 출력하고, 그에 따라 제2이상진단부(350)에서 이상진단을 하여 내부의 발광표시장치를 이용하여 사용자에게 알려주고, 이상진단신호를 출력하며, 그러한 경우에도 상기 온도이상 출력부(400)에서 그에 따른 신호를 외부로 출력한다.
상기와 같이, 부하측과 반부하측의 온도차에 의하여 모터 내의 베어링의 기능이 정상적인지의 여부를 진단하므로, 겨울이나 여름이나 대기 온도의 변화에 따라 별도의 설정을 하지 않더라도 베어링에 이상이 발생하면 그에 따른 진단을 정확하게 할 수 있다.
따라서, 상기와 같이 동작하는 본 고안은 모터의 축수상에 설치되어 구름작용을 하는 베어링부의 이상에 의한 온도 상승을 진단하는 데에 있어서, 계절에 따라 사용자가 별도의 조치를 취하지 않더라도 항상 정확한 온도 상태에 따른 이상 진단을 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 모터 부하측과 반부하측의 베어링의 기능에 이상이 발생함에 따라 온도가 상승하는 것을 진단하는 장치에 있어서,
    모터 부하측과 반부하측의 온도를 감지하여 일정한 크기의 전기신호로 증폭하여 출력하는 온도감지부(100)와, 상기 온도감지부(100)로부터 출력되는 신호를 입력받아 부하측을 기준으로 한 두 신호의 차이값과 반부하측을 기준으로 한 두 신호의 차이값을 각각 검출하여 출력하는 비교부(200)와, 상기 비교부(200)로부터 출력되는 각각의 차이값을 입력받아 미리 설정되어 있는 기준값과 각각 비교하여 이상 여부를 판단하여 그에 따른 이상진단신호를 각각 생성하여 출력하는 이상진단부(300)와, 상기 이상진단부(300)로부터 출력되는 각각의 이상진단신호를 입력받아 두 신호중의 하나라도 이상이 발생한 것으로 판단되면 그에 따라 해당하는 진단알림신호를 생성하여 출력하는 온도이상 출력부(400)를 포함하여 구성되고,
    상기 비교부(200)가 상기 온도감지부(100)로부터 출력되는 부하측 온도신호를 기준으로 반부하측 온도의 차이값을 생성하여 상기 이상진단부(300)로 출력하는 제1비교부(210)와, 상기 온도감지부(100)로부터 출력되는 반부하측 온도신호를 기준으로 반부하측 온도의 차이값을 생성하여 상기 이상진단부(300)로 출력하는 제2비교부(250)를 포함하여 구성되어 있고,
    상기 이상진단부(300)는 상기 비교부(200)로부터 출력되는 부하측 기준 차이값을 입력받아 미리 설정되어 있는 기준값과 비교하여 그에 따른 이상진단신호를 생성하여 출력하는 제1이상진단부(310)와, 상기 비교부(200)로부터 출력되는 반부하측 기준 차이값을 입력받아 미리 설정되어 있는 기준값과 비교함으로써 이상 여부를 판단하여 그에 따른 이상진단신호를 생성하여 출력하는 제2이상진단부(350)와, 반부하측 기준 차이값의 기준값을 생성하여 상기 이상검출수단으로 출력하는 기준값 설정부(330)와 상기 이상검출부(300)로부터 출력되는 이상신호가 일정한 크기의 전압 이상으로 출력되면 그에 따른 이상진단을 하여 출력하고, 그 사실을 사용자에게 알려주는 이상표시부(345)를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 모터 축수베어링 이상온도 진단장치.
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