KR200389688Y1 - 권선형 유도 전동기 제어 장치 - Google Patents

권선형 유도 전동기 제어 장치 Download PDF

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KR200389688Y1 KR20-2005-0009404U KR20050009404U KR200389688Y1 KR 200389688 Y1 KR200389688 Y1 KR 200389688Y1 KR 20050009404 U KR20050009404 U KR 20050009404U KR 200389688 Y1 KR200389688 Y1 KR 200389688Y1
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Abstract

본 고안은, 교류 권선형 유도 전동기 제어 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 키 패드부 입력을 통하여 제어 가능하고, 표시부를 통해 운영 상태와 장애 상태를 표시하는 권선형 유도 전동기 제어 장치에 관한 것이다.
본 고안은, 외부 전원 공급부로부터 권선형 전동기로 공급되는 전압, 전류를 제어하는 사이리스터, 사이리스터의 게이트 전압을 제어하는 사이리스터 제어부, 운영 상태 메시지, 장애 상태 메시지 및 메뉴 메시지를 디스플레이하는 표시부, 파라미터 입력키와 데이터 입력키를 포함하는 키 패드부 및 키 패드부를 통하여 입력되는 파라미터와 파라미터 값에 따라 사이리스터 제어부를 제어하며, 사이리스터 제어부의 제어에 따라 발생되는 운영 상태 메시지와 설정된 파라미터 값을 기준으로 발생되는 장애 상태 메시지를 표시부를 통하여 출력하는 주제어부를 포함한다.
본 고안은, 키 패드부 입력을 통하여 제어가 가능하고, 표시부를 통해 운영 상태와 장애 상태를 표시할 수 있게 되어, 사용자는 외장 케이스를 개방하지 않고서도 데이터를 정확하게 입력할 수 있으며, 운영 상태와 장애 상태를 쉽게 확인할 수 있는 효과가 있다.

Description

권선형 유도 전동기 제어 장치{Apparatus for controlling AC wound-rotor induction motor}
본 고안은 권선형 유도 전동기 제어 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 키 패드부 입력을 통하여 제어가 가능하고, 표시부를 통해 운영 상태와 장애 상태를 표시하는 권선형 유도 전동기 제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 권선형 유도 전동기(Wound-rotor Induction Motor)란 회전자의 권선이 농형 권선과는 달리 고정자와 동극, 동상의 분포권선을 하고, 단말은 슬립링을 통해 외부에 꺼내도록 한 유도 전동기를 말한다.
한편 사이리스터(thyristor)란 양극, 음극, 게이트의 3단자로 구성되어 게이트에 신호가 인가되면, 양극과 음극사이에 전류가 흐르고 게이트 신호가 없으면 양극과 음극사이에 전류가 흐르지 않도록 하는 전력 반도체 소자로서, 실리콘 제어 정류기(SCR: silicon controlled rectifier)이라고도 한다.
시동 토크, 시동 전류 등 시동 특성이 뛰어나며, 농형 유도 전동기보다 대 용량에 적합한 권선형 유동 전동기는 크레인, 주차설비, 승강기 등에 많이 사용되된다. 또한 권선형 유도 전동기 제어 장치는 권선형 유도 전동기의 속도 및 토크를 제어하기 위하여 사이리스터를 이용한다.
그러나 종래의 권선형 유도 전동기 제어 장치는 사용자에 의한 데이터의 입력이 전위차계(potentiometer) 등을 통하여 아날로그 값으로 이루어져 미세 조정이 어렵고, LED의 점등을 통하여 장치의 단순한 상태만 표시되므로 전동기의 제어를 위해 필요한 데이터들은 별도의 측정기에 의해 확인하여야 하는 문제점이 있다.
본 고안은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 키 패드부 입력을 통하여 제어가 가능하고, 표시부를 통해 운영 상태와 장애 상태를 표시하는 권선형 유도 전동기 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 고안의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 고안의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 고안의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 외부 전원 공급부로부터 권선형 전동기로 공급되는 전류를 제어하는 사이리스터, 상기 사이리스터의 게이트 전압을 제어하는 사이리스터 제어부, 운영 상태 메시지, 장애 상태 메시지 및 파라미터와 파라미터 값의 입력을 위한 메뉴 메시지를 디스플레이하는 표시부, 상기 파라미터 입력을 위한 파라미터 입력키와 파라미터 값의 입력을 위한 데이터 입력키를 포함하는 키 패드부 및 상기 키 패드부를 통하여 입력되는 파라미터와 파라미터 값에 따라 사이리스터 제어부를 제어하며, 사이리스터 제어부의 제어에 따라 발생되는 운영 상태 메시지와 설정된 파라미터 값을 기준으로 발생되는 장애 상태 메시지를 상기 표시부를 통하여 출력하는 주제어부를 포함하며, 상기 운영 상태 메시지 및 장애 상태 메시지는 파라미터와 파라미터 값 중 적어도 하나를 포함한다.
여기에서 상기 운영 상태 메시지는 준비(ready), 운전(run), 정회전운전(forward run), 역회전운전(reverse run), 전류 루프 출력(current loop output), 속도 루프 출력(speed loop output), 속도 피드백(speed feedback), 전동기 회전 속도(speed), 전동기에 공급되는 전류 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 상기 장애 상태 메시지는 초과 속도(over speed), 저전압(under voltage), 위상 장애(phase faults), 장애 이력(faults history) 중 적어도 하나를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 고안자는 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도1은 본 고안의 일실시예에 따른 권선형 전동기 제어 장치의 블록 구성도이다. 도시된 바와 같이 본 고안의 일실시예에 따른 권선형 전동기 제어 장치(100)는 사이리스터(thyristor)(110), 사이리스터 제어부(120), 주제어부(130), 표시부(140) 및 키 패드부(150)를 포함한다.
상기 사이리스터(110)는 외부 전원(10)로부터 권선형 전동기(20)로 공급되는 전류를 제어한다. 사이리스터(110)는 전류의 흐름을 제어함으로써, 권선형 전동기(20)의 회전속도 및 회전 방향을 제어할 수 있다. 외부 전원(10)은 220V, 440V, 500V 또는 660V 전압을 가지고, 50 Hz 또는 60Hz의 주파수를 가지는 3상 교류 전원일 수 있다.
상기 사이리스터 제어부(120)는 사이리스터(110)의 게이트 전압을 제어하여, 사이리스터(110)의 양극(외부 전원)과 음극(권선형 전동기)사이에 흐르는 전류를 제어한다. 사이리스터 제어부(120)는 사이리스터(110)에 흐르는 전류를 제어하기 위한 비교값으로 외부 전원(10)으로부터 브리지 정류회로(도시되지 않음) 등을 통하여 전원을 공급받을 수 있다.
상기 표시부(140)는 권선형 전동기 제어 장치(100)의 운영 상태 메시지와 장애 상태 메시지를 사용자에게 제공하고, 데이터 또는 파라미터 입력을 위한 메뉴 메시지와 키 패드부를 통하여 입력된 데이터 값을 디스플레이 한다.
여기에서, 권선형 전동기 제어 장치(100)의 운영 상태 메시지는 준비(ready), 운전(run), 정회전운전(forward run), 역회전운전(reverse run), 전류 루프 출력(current loop output), 속도 루프 출력(speed loop output), 속도 피드백(speed feedback), 전동기 회전 속도(speed), 전동기에 공급되는 전류 등의 정보를 포함한다.
또한 권선형 전동기 제어 장치(100)의 장애 상태 메시지는 초과 속도(over speed), 저전압(under voltage), 위상 장애(phase faults), 장애 이력(faults history) 등의 정보를 포함하는 것이 바람직하다.
표시부(140)는 장애 또는 운영 상태 타입과 데이터 값이 동시에 디스플레이 될 수 있도록 16자 이상의 문자가 디스플레이 되는 2라인 이상의 LCD(liquid crystal display)인 것이 바람직하다. 표시부(140)는 권선형 전동기 제어 장치(100)의 장애 발생을 사용자에게 효과적으로 알릴 수 있는 알람 램프 및 음향 출력수단을 더 포함할 수 있다.
종래 표시부가 단순한 LED로 구성된 권선형 전동기 제어 장치에서는 간단한 운영 상태 및 장애의 발생만 감지될 뿐 구체적인 상황을 판단하기 위하여는 별도의 측정기를 통하여 데이터 값을 확인하여야 하는 문제점이 있는데, 본 실시예에 따르면 이러한 문제점이 해소되게 된다.
상기 키 패드부(150)는 권선형 전동기(20)를 제어하기 위한 데이터를 입력받아 주제어부(130)로 전송한다. 키 패드부(150)는 스크롤 키, 파라미터 입력키 또는 데이터 입력키 등을 포함하는 것이 바람직하다. 여기에서 스크롤 키는 데이터 입력 키 또는 파라미터 입력키가 선택되어 표시부를 통하여 메뉴가 제공되었을 때 메뉴 스크롤 또는 입력값 스크롤을 위한 것이다.
종래 전위차계(potentiometer)등의 조정으로 데이터 값을 입력하는 권선형 전동기 제어 장치에서는 미세조정이 힘들었지만, 본 실시예에 따르면 스크롤 키, 파라미터 입력키 및 데이터 입력키 등을 이용하여 정확한 값을 입력할 수 있게 된다.
상기 주제어부(130)는 사이리스터 제어부(120), 표시부(140) 및 키 패드부(150)를 제어한다. 즉, 주제어부(130)는 키 패드부(150)를 통해 입력되는 데이터에 따라서 사이리스터 제어부(120)를 제어하고, 키 패드부(150)를 통해 입력되는 데이터와 데이터에 따른 수행결과 데이터를 표시부(140)에 전송하여 디스플레이하게 한다. 데이터에 따른 수행결과 데이터는 권선형 전동기(20)의 운영 및 장애 상태를 포함한다.
주제어부(130)는 사이리스터 제어부(120), 표시부(140) 및 키 패드부(150)를 제어하는 마이콤(도시되지 않음)과, 입력 데이터, 수행결과 데이터, 메뉴 메시지 데이터 및 장애 메시지 데이터를 저장하는 메모리(도시되지 않음)를 포함하는 제어보드로 구성될 수 있다.
메뉴 메시지 데이터는 사용자의 데이터 입력을 용이하게 하기 위해 미리 작성되어 메모리에 저장된 데이터를 말한다. 메뉴 메시지 데이터는 권선형 전동기(20) 제어 및 운영을 위해 사용되는 파라미터의 종류 및 해당 파라미터가 가질 수 있는 데이터 값일 수 있다.
주제어부(130)는 권선형 전동기(20)의 속도를 제어하기 위하여 권선형 전동기(20)에 연결된 타코 제너레이터(tacho-generator)(30) 등으로부터 전동기의 회전 속도를 피드백 받는 것이 바람직하다.
이하 본 실시예의 권선형 유도 전동기 제어 장치의 동작 과정을 설명한다. 사용자는 키 패드부를 통하여 전동기 제어를 위해 필요한 데이터를 입력할 수 있다. 여기에서 필요한 데이터는 권선형 유도 전동기 제어 장치의 운영 및 장애 관리를 위해 설정되는 파라미터 및 데이터 값일 수 있다.
주제어부는 사용자의 데이터 입력을 용이하게 하기 위하여 특정 키, 예를 들면, 파라미터 키 또는 데이터 키의 눌림이 감지되면, 메모리에 저장된 메뉴 데이터를 표시부를 통하여 출력한다.
파라미터는 권선형 전동기 제어 장치의 운영 상태 및 장애 상태에 관련된 것일 수 있으며, 이하 파라미터는 초과속도(over speed)이고 데이터 값은 3000 rpm으로 입력되는 경우를 예시하여 설명한다.
주제어부는 키 패드부를 통해 입력되는 초과 속도 파라미터에 3000 rpm 값으로 저장한다. 주제어부는 저장과 동시에 사용자에게 설정되는 파라미터와 데이터 값을 표시부를 통하여 디스플레이할 수 있다.
주제어부는 기 설정되어 메모리에 저장된 다른 파라미터 및 각 파라미터의 데이터 값을 참고로 사이리스터 제어부를 제어하면, 사이리스터 제어부는 이에 따라 사이리스터를 제어하여 전동기로 공급되는 전류를 제어한다. 전동기로 공급되는 전류의 제어로 전동기의 회전 속도와 회전 방향을 제어할 수 있게 된다.
권선형 유도 전동기 제어 장치의 운행 중 외부 또는 내부의 예기치 않은 상황의 발생으로 전동기에 과도한 전류가 공급되면 전동기의 회전 속도가 빨라지게 된다.
주제어부는 타코 제너레이터를 통하여 전동기의 회전 속도를 실시간으로 감지하며, 감지된 전동기의 회전 속도가 설정된 초과 속도인 3000 rpm을 초과하면 메모리에 저장된 장애 메시지 데이터 중 해당 장애 메시지를 선택하여 표시부로 출력한다.
해당 장애 메시지는 문자 또는 숫자의 형태로 표시부로 출력되는 것이 바람직하다. 본 실시예의 경우 "over speed"의 메시지가 표시부를 통해 출력될 수 있다. 사용자는 표시부를 통해 출력되는 메시지를 통하여 전동기가 과중한 속도로 회전하고 있음을 인지하고 즉각적인 조치를 취할 수 있게 된다.
제어부는 장애 메시지 출력시 파라미터와 함께 해당 파라미터 데이터 값을 표시할 수 있다. 예를들면, 표시부의 1라인에는 "over speed"가 출력되고, 2라인에는 "3400 rpm"을 표시할 수 있다. 이때, 알람 램프 및 음향 출력 수단을 함께 제어하여 장애의 발생을 알릴 수 있다.
도2는 도1의 본 고안의 일 실시예에 따른 권선형 전동기 제어 장치의 표시부와 키 패드부를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이 권선형 전동기 제어 장치의 표시부(140)는 LCD(142)와, 3개의 알람 램프(144)를 구비하며, 키 패드부(150)는 상(up) 하(down) 스크롤키(152), 파라미터 입력키(154) 및 데이터 입력키(156)를 구비한다. 표시부(140)와 키 패드부(150)는 도시된 바와 같이 사용자의 편이성을 고려하여 외부로 노출된 형태로 제작되는 것이 바람직하다.
본 실시예의 권선형 전동기 제어 장치의 경우 사용자는 외장 케이스를 열지 않고 파라미터 선택 및 데이터 값을 정확하게 입력할 수 있고, 운영 및 장애 상태를 정확하게 확인할 수 있게 된다.
따라서 종래의 권선형 전동기 제어 장치에서와 같이 외장 케이스를 열어 파라미터 선택 및 데이터값을 입력하여야 하는 불편함 및 운영 및 장애 상태를 정확히 알 수 없는 문제점을 해소할 수 있다.
이상과 같이, 본 고안은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 고안은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 고안의 기술 사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같은 본 고안의 권선형 유도 전동기 제어 장치는, 키 패드부 입력을 통하여 제어가 가능하고, 표시부를 통해 운영 상태와 장애 상태를 표시할 수 있게 되어, 사용자는 외장 케이스를 개방하지 않고서도 데이터를 정확하게 입력할 수 있으며, 운영 상태와 장애 상태를 쉽게 확인할 수 있는 효과가 있다.
도1은 본 고안의 일실시예에 따른 권선형 유도 전동기 제어 장치의 블록 구성도,
도2는 도1의 본 고안의 일 실시예에 따른 권선형 유도 전동기 제어 장치의 표시부와 키 패드부를 도시한 도면이다.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 권선형 유도 전동기 제어 장치 110 : 사이리스터
120 : 사이리스터 제어부 130 : 주제어부
140 : 표시부 150 : 키 패드부

Claims (3)

  1. 외부 전원 공급부로부터 권선형 전동기로 공급되는 전류를 제어하는 사이리스터;
    상기 사이리스터의 게이트 전압을 제어하는 사이리스터 제어부;
    운영 상태 메시지, 장애 상태 메시지 및 파라미터와 파라미터 값의 입력을 위한 메뉴 메시지를 디스플레이하는 표시부;
    상기 파라미터 입력을 위한 파라미터 입력키와 파라미터 값의 입력을 위한 데이터 입력키를 포함하는 키 패드부; 및
    상기 키 패드부를 통하여 입력되는 파라미터와 파라미터 값에 따라 사이리스터 제어부를 제어하며, 사이리스터 제어부의 제어에 따라 발생되는 운영 상태 메시지와 설정된 파라미터 값을 기준으로 발생되는 장애 상태 메시지를 상기 표시부를 통하여 출력하는 주제어부
    를 포함하며,
    상기 운영 상태 메시지 및 장애 상태 메시지는 파라미터와 파라미터 값 중 적어도 하나를 포함하는
    권선형 유도 전동기 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 운영 상태 메시지는 준비(ready), 운전(run), 정회전운전(forward run), 역회전운전(reverse run), 전류 루프 출력(current loop output), 속도 루프 출력(speed loop output), 속도 피드백(speed feedback), 전동기 회전 속도(speed), 전동기에 공급되는 전류 중 적어도 하나를 포함하는
    권선형 유도 전동기 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 장애 상태 메시지는 초과 속도(over speed), 저전압(under voltage), 위상 장애(phase faults), 장애 이력(faults history) 중 적어도 하나를 포함하는 권선형 유도 전동기 제어 장치.
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