KR20040023318A - 유도모터의 기동전류제한장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유도모터의 기동전류제한장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유도모터의 초기 기동 전류를 제한하여 순간 과전압에 의한 유도 모터의 동작 에러를 방지할 수 있는 유도모터의 기동전류제한장치에 관한 것이다. 본 발명에서는 압축기의 초기 기동시에 초기기동전류 자체가 높고, 또한 과전류 등에 의해서 초기기동전류가 더 높아질 가능성이 있기 때문에, 초기 일정시간동안 초기기동전류를 강제적으로 낮추어주는 제어를 수행한다. 상기 제어는 부저항온도계수인 NTC를 이용한다. 따라서 본 발명은, 초기 일정시간동안은 부저항온도계수에 의해서 초기기동전류가 감소되어 유도모터에 공급되도록 제어하고, 상기 설정된 시간이 경과한 후에는 정상적으로 공급전류가 유도모터에 공급되도록 구성하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 제어로 본 발명은 유도모터의 초기 에러 방지로 제품의 안전한 구동을 제어 가능하고, 더불어 제품에 대한 소비자의 만족도 및 신뢰도를 향상시키는 효과를 얻게 된다.

Description

유도모터의 기동전류제한장치{Current limiting device for induction motor}

본 발명은 유도모터의 기동전류제한장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유도모터의 초기 기동 전류를 제한하여 순간 과전압에 의한 유도 모터의 동작 에러를 방지할 수 있는 유도모터의 기동전류제한장치에 관한 것이다.

직류전기를 사용하는 모터는, 정류자가 있는 모터로 정류자 모터 또는 직류모터라고 한다. 상기 정류자 모터를 사용하고 있는 제품으로는 믹서 또는 청소기와 같이 고속회전을 필요로 하는 것이 있다.

그러나 교류전기에서는 교류의 특성을 살려서 만든 유도모터를 사용하는 것이 보통이다. 상기 유도모터는, 고정자 권선에 흐르는 교류(교번)전류에 의해 발생하는 회전 자기장과 회전자에 발생하는 유도 전류와의 상호 작용에 의해 생기는 회전력에 의한 모터이다. 상기 유도모터를 사용하고 있는 제품으로 냉장고, 전기세탁기, 선풍기, 에어컨 등이 있다.

에어컨 또는 냉장고에서는 상기 유도모터가 제품의 성능과 직접적으로 연관이 되는 압축기, 팬 등에 사용되어진다. 따라서 제품에 사용된 유도모터가 정상적인 동작을 하지 못하는 경우에서는 제품의 동작에 치명적인 오류를 발생시키고, 이것은 곧 제품의 성능저하 및 제품의 신뢰도 저하와 연결되어진다.

한편, 종래의 압축기용 유도모터는 도 1에 도시되고 있는 바와 같은 제어를 통해서 동작이 제어되었다.

도 1은 종래 압축기용 유도모터의 결선도를 도시하고 있다.

도시되고 있는 바와 같이, 종래 에어컨용 압축기에 이용되는 유도모터(10)는, 3상(R,S,T)용으로, 단자부(20)를 통해서 3개의 신호라인에 연결되고 있다. 그리고 상기 3개의 신호라인에는 상기 유도모터(10)의 각 상에 전류의 공급을 개폐하는 스위치(30,33,36)가 각각 연결되고 있다.

따라서 도시되지 않은 제어부의 제어하에 각 스위치가 온/오프 동작되면서유도모터(10)의 3상 라인으로 전류가 공급되면, 상기 유도모터(10)의 회전동작이 시작되어진다.

그러나 종래 유도모터의 제어장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

일반적으로 유도모터의 초기기동전류는 정상동작시의 전류와 비교해서 상대적으로 매우 높다. 이것은 정지상태에 있던 유도모터가 회전을 하기 위해서는 많은 힘을 필요로 하기 때문이며, 이를 위해서 높은 초기기동전류를 필요로 한다.

더군다나 어떤 제품에 있어서도 초기 동작이 수행될 때는, 정지상태에서 갑자기 동작상태로 전환되면서 전류가 공급되기 때문에, 제품의 정상동작시보다는 높은 전류가 인가되기 쉽다.

때문에 높은 초기기동전류를 필요로 하는 유도모터를 초기 기동하기 위해서 도시되지 않은 제어부에서도 유도모터에서 필요로 하는 초기기동전류가 형성되기를 기다렸다가 상기 유도모터의 동작 온/오프 스위치(30,33,36)를 동작시키게 될 것이다. 거기에 제품이 정지상태에서 동작상태로 전환되면서 제품 내부로 갑자기 높은 전류가 인가되고, 이러한 조건으로 인하여 초기 기동시에 유도모터(10)에 불필요하게 높은 초기기동전류가 인가될 수 있는 문제가 발생되어버린다.

즉, 도 2에 도시되고 있는 바와 같이, 스위치(30,33,36)의 온 동작과 동시에 유도모터의 초기기동을 가능하게 하는 전류치보다 상대적으로 높은 전류가 유도모터(10)에 공급되어진다.

한편, 도 1에는 도시되지 않고 있지만, 상기 압축기용 유도모터의 부근에는 과부하보호장치가 설치되어진다.

상기 과부하보호장치는, 압축기 모터의 코일에 부착되거나 또는 전원입력과 직렬로 연결되어져서 모터에 과부하가 걸리게 되면, 그로 인해 발생되는 모터의 권선 온도상승 또는 부하 전류의 증가에 따라 바이메탈로 전달되는 발열량의 상승에 의해 모터의 전원입력과 직렬로 연결된 과부하보호장치의 바이메탈(또는 접점)을 작동시켜 모터로 유입되는 전원을 차단하므로써 모터 권선의 소손을 방지하게 된다. 일반적으로 에어컨 또는 냉장고에 사용되는 압축기에는 모터의 소손 방지를 위한 장치로서 OLP(Over Load Protector)를 설치하고 있다.

따라서 상기 유도모터(10)에 갑자기 높은 전류가 인가되면, 상기 유도모터의 보호를 위해서 상기 과부하보호장치가 동작되어버리는 경우가 발생되고, 이러한 점은 제품의 빠른 구동을 방지하면서 제품에 대한 성능 불만족으로 이어지는 문제점을 발생시켰다.

따라서 본 발명의 목적은, 압축기용 유도모터의 초기 기동전류를 제한하여, 순간 높은 전압에 의한 유도모터의 손상, 오동작 야기를 방지할 수 있는 유도모터의 기동전류제한장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 유도모터의 제어 구성도,

도 2는 종래 기술에 따른 유도모터의 초기기동 전류 특성도,

도 3은 본 발명에 따른 유도모터의 기동전류 제한을 위한 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 유도모터의 초기기동 전류 특성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10,110 : 유도모터30,33,36,130,133,136 : 스위치

20,120 : 단자부140,143,146 : 스위치

150,153,156 : NTC

상기 목적을 달성하기 위한 유도모터의 기동전류제한장치는, 유도모터와; 상기 유도모터로 공급되는 전원을 개폐하는 유도모터구동소자와; 상기 유도모터와 상기 유도모터구동소자 사이에 연결된 부저항온도계수와; 상기 부저항온도계수와 병렬로 연결되고, 상기 유도모터의 초기 기동시에 소정시간을 경과한 후부터 온 동작되어 상기 유도모터에 전류 공급을 위한 전류통로를 형성하는 스위치부를 포함하여 구성된다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유도모터의 기동전류제한장치에 대해서 상세하게 설명한다.

도 3은, 본 발명에 따른 유도모터의 기동전류제한장치의 구성도이다.

도시되고 있는 바와 같이, 유도모터(110)는, 3상(R,S,T)용으로, 단자부(120)를 통해서 3개의 신호라인에 연결되고 있다. 그리고 상기 3개의 신호라인에는 상기 유도모터(110)의 각 상에 전류의 공급을 개폐하는 제 1 스위치부(130,133,136)가 각각 연결되고 있다. 상기 제 1 스위치부(130,133,136)는, 도시하지 않은 제어부의 제어를 받아서 온/오프 동작된다. 따라서 도시되지 않은 제어부의 제어하에 각 스위치가 온/오프 동작되면서 유도모터(110)의 3상 라인으로 전류가 공급되면, 상기 유도모터(110)의 회전동작이 시작되어진다.

그리고 상기 제 1 스위치부(130,133,136)와 유도모터(110)의 사이에는 초기 기동전류를 제한하기 위한 구성이 연결되고 있다. 즉, 상기 단자부(120)와 상기 유도모터(110)의 3라인 상에 각각 NTC(150,153,156)가 연결되고, 상기 각각의 NTC(150,153,156)에 병렬로 제 2 스위치부(140,143,146)가 연결되고 있다.

상기 NTC(Negative Temperature Coefficient thermistor)는, 온도가 높아지면 저항값이 감소하는 부저항온도계수이다. 상기 제 2 스위치부(140,143,146)도도시되지 않은 제어부의 제어하에 동작되어진다.

상기 제 1 스위치부 또는 제 2 스위치부는, 릴레이와 같은 전원개폐소자를 이용한다.

다음은 상기 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 유도모터의 기동전류제한장치의 동작과정에 대해서 설명한다.

사용자 요구에 의해서 제품구동신호가 입력되면, 제어부(도시하지 않음)는, 유도모터(110)의 기동시작점에서 제 1 스위치부(130,133,136)를 온 상태로 제어한다. 이때, 제 2 스위치부(140,143,146)는 오프 상태를 유지한다.

이렇게 해서 3개의 신호라인을 통해서 입력되는 유도모터(110) 기동전원은 상기 온 동작된 제 1 스위치부(130,133,136)와 단자부(120)를 통과한다. 그리고 오프 상태인 제 2 스위치부(140,143,146)를 통과하지 못하고, 상기 제 2 스위치부와 병렬로 연결되고 있는 NTC(150,153,156)에 인가되어진다.

상기 NTC(150,153,156)는, 온도가 상승되면 저항값이 감소하는 부저항온도계수이므로, 상기 단자부(120)를 통과한 전류치를 일정값만큼 감소시킨다. 따라서 유도모터(110)의 초기 기동시에 상기 유도모터(110)에 인가될 우려가 있는 과전류가 상기 NTC(150,153,156)에 의해서 일정량만큼 감소되어 유도모터(110)에 제공되는 것이다. 이때의 동작상태를 도 4에 도시하고 있다.

한편, 제어부(도시하지 않음)는, 일정시간(T)이 경과하면, 상기 제 2 스위치부(140,143,146)를 온 상태로 제어한다. 상기 일정시간(T)는, 실험치에 근거한 값으로, 초기 기동시에 유도모터에 과전류가 인가될 수 있는 시간이다. 상기 제 2스위치부(140,143,146)가 온 상태로 제어되면, 상기 유도모터(110)에 제공되는 구동전원이 상기 제 2 스위치부(140,143,146)를 통과해서 유도모터(110)에 공급된다.

이때는 상기 단자부(120)를 통과한 전류가 상기 제 2 스위치부(140,143,146)를 통과해서 유도모터(110)에 공급되므로, 상기 NTC(150,153,156)를 통과할 때만큼의 전류 감소는 발생하지 않는다. 따라서 상기 유도모터(110)에 초기기동전류가 인가되어 정상적으로 구동이 된 후에는 상기 제 2 스위치부(140,143,146)를 통해서 구동전류가 공급되어진다.

상기 과정에서 제 2 스위치부(140,143,146)가 온 동작될 때, 상기 제 1 스위치부(130,133,136)를 통과한 전류가 상기 제 2 스위치부 측으로 흐르는 것은, 상기 제 2 스위치부가 NTC에 비교해서 저항값이 상대적으로 매우 작기 때문이다.

즉, 본 발명에서는 압축기의 초기 기동시에 초기기동전류 자체가 높고, 또한 과전류 등에 의해서 초기기동전류가 더 높아질 가능성이 있기 때문에, 초기 일정시간동안 초기기동전류를 강제적으로 낮추어주는 제어를 수행한다. 상기 제어는 부저항온도계수인 NTC를 이용한다. 따라서 본 발명은, 초기 일정시간동안은 부저항온도계수에 의해서 초기기동전류가 감소되어 유도모터에 공급되도록 제어하고, 상기 설정된 시간이 경과한 후에는 정상적으로 공급전류가 유도모터에 공급되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 설명된 본 발명에 따른 유도모터의 기동전류제한장치는, 상기 서술된 내용에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기초되어야 할 것이다.

위에서 설명한 본 발명은 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 유도모터를 사용하는 제품에 있어서, 초기 기동 전류를 제한하여 종래에 높은 초기 기동전류로 인하여 발생되었던 유도모터의 초기 에러동작을 방지할 수 있다. 이러한 유도모터의 초기 에러 방지로 제품의 안전한 구동을 제어 가능하고, 더불어 제품에 대한 소비자의 만족도 및 신뢰도를 향상시키는 효과를 얻게 된다.

Claims (1)

1. 유도모터와;

   상기 유도모터로 공급되는 전원을 개폐하는 유도모터구동소자와;

   상기 유도모터와 상기 유도모터구동소자 사이에 연결된 부저항온도계수와;

   상기 부저항온도계수와 병렬로 연결되고, 상기 유도모터의 초기 기동시에 소정시간을 경과한 후부터 온 동작되어 상기 유도모터에 전류 공급을 위한 전류통로를 형성하는 스위치부를 포함하여 구성되는 유도모터의 기동전류제한장치.