KR200409268Y1 - Electronic starter for single phase induction motor - Google Patents
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Abstract
본 고안은 단상전원으로부터 전류를 인가받아 유도전동기를 구동하기 위한 주권선, 상기 주권선과의 위상차에 의해 유도전동기의 시동(始動)토크를 발생시키기 위한 보조권선, 상기 보조권선과 직렬로 연결되어 보조권선의 전류 통과개시를 스위칭 하기 위한 트라이액(Triac), 상기 주권선과 병렬로 연결되어 주권선에 걸리는 전압을 인가받아 일정한 직류전압으로 출력하는 전압 공급부, 상기 전압 공급부에서 출력된 직류전압을 이용하여 소정의 펄스 폭을 갖는 트리거 신호를 발생하는 기동 회로부, 상기 기동 회로부에서 출력된 트리거 신호의 펄스 구간동안만 도통되어 상기 트라이액의 스위칭 동작을 제어하는 포토 커플러, 상기 보조권선과 병렬로 연결되어 유도전동기의 회전시 역기전력의 발생으로 인해 보조권선의 양단에 걸리는 전압을 검출하기 위한 전압 검출부, 상기 전압 검출부에서 검출된 보조권선의 양단 전압에 따라 상기 기동 회로부의 신호출력을 제어하는 출력 제어부로 구성되는 단상 유도전동기의 전자식 기동장치를 제공한다.The present invention is a main winding for driving an induction motor by receiving a current from a single-phase power supply, an auxiliary winding for generating a starting torque of the induction motor by the phase difference with the main winding, and is connected in series with the auxiliary winding Triac for switching the start of current passing through the winding, a voltage supply unit connected in parallel with the main winding to receive a voltage applied to the main winding and outputting a constant DC voltage, using a DC voltage output from the voltage supply A starter circuit unit generating a trigger signal having a predetermined pulse width, a photo coupler conducting only during a pulse period of the trigger signal output from the starter circuit unit to control the switching operation of the triac, and being connected in parallel with the auxiliary winding Detects the voltage applied to both ends of the auxiliary winding due to the generation of counter electromotive force during the rotation of the motor It provides a voltage detector, the electromagnetic actuators of the single-phase induction motor constructed in accordance with the voltage across the secondary winding detected by the voltage detection section to output control signals for controlling the output of said start-up circuit for group.
따라서, 본 고안은 타이머 회로를 이용한 전자식 기동방식을 구현함으로써 기계식 기동방식에 비해 신뢰성이 우수한 기동장치를 제공할 수 있으며, 전동기의 회전속도에 따라 보조권선의 전원인가 시간을 강제적으로 변경함으로써 유도전동기의 기동시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.Therefore, the present invention can provide a starting device having more reliability than a mechanical starting method by implementing an electronic starting method using a timer circuit, and induction motor by forcibly changing the power-on time of the auxiliary winding according to the rotational speed of the motor. There is an advantage that can shorten the startup time.
유도전동기/기동장치/보조권선/기동시간 Induction motor / starter / auxiliary winding / start time
Description
도 1 및 도 2는 원심력 스위치를 사용한 종래의 기계식 기동장치를 도시한 사시도1 and 2 are perspective views showing a conventional mechanical starting device using a centrifugal force switch
도 3은 본 고안에 따른 단상 유도전동기의 전자식 기동장치를 나타낸 회로도3 is a circuit diagram showing an electronic starting device of a single-phase induction motor according to the present invention
도 4는 타이머 회로의 세부 구성을 도시한 도면4 shows a detailed configuration of a timer circuit;
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10: 전압 공급부10: voltage supply
C1, C2, C3, C4, C5, C6, C11: 캐패시터C1, C2, C3, C4, C5, C6, C11: Capacitor
D1, D2, D11: 다이오드D1, D2, D11: Diode
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R23: 저항R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R23: Resistor
R11, R12, R21, R22: 분압저항R11, R12, R21, R22: voltage divider
ZD1, ZD2: 제너 다이오드ZD1, ZD2: Zener Diode
20: 기동 회로부 21: 제 2 비교기20: starting circuit 21: second comparator
22: 제 1 비교기 23: 플립플롭22: first comparator 23: flip-flop
30: 포토커플러 40: 트라이액30: photocoupler 40: triac
50: 전압 검출부50: voltage detector
60: 출력 제어부 61: 전압 비교기60: output control unit 61: voltage comparator
본 고안은 단상 유도전동기의 기동장치에 관한 것으로서, 특히 기계식 기동방식에 비해 보다 안정적이고 신뢰성 있는 기동방식을 제공하는 전자식 기동장치에 관한 것이다.The present invention relates to a starting device of a single-phase induction motor, and more particularly to an electronic starting device that provides a more stable and reliable starting method than a mechanical starting method.
일반적으로, 단상 유도전동기는 정상토크와 역상토크가 조화되므로 즉, 교번 자계가 형성되기 때문에 결국 시동토크는 0이 되어버린다.In general, since the single-phase induction motor has a normal torque and a reverse phase torque, that is, an alternating magnetic field is formed, the starting torque eventually becomes zero.
따라서, 단상 유도전동기의 초기 기동을 위해 보조권선을 사용하여 시동시에 2상 유도전동기로서 시동을 시키고, 시동이 종료되면 보조권선을 주권선으로부터 분리시키는 장치를 필요로 한다.Therefore, a device for starting the two-phase induction motor at the start using the auxiliary winding for the initial start of the single-phase induction motor, and separating the auxiliary winding from the main winding when the start is completed.
종래 기술에 따른 단상 유도전동기의 기동장치는, 도 1에 도시한 바와 같이 주권선의 중간탭(주권선-1과 주권선-2의 사이)에 보조권선이 결선되고, 상기 주권선-2와 보조권선 사이에 원심력 스위치와 기동용 콘덴서를 이용한 기계식 기동장치가 연결되어 구성된다.In the starter of the single-phase induction motor according to the prior art, an auxiliary winding is connected to an intermediate tap (between the winding-1 and the winding-2) of the winding as shown in FIG. 1, and the auxiliary winding-2 and the auxiliary winding. Between the windings, a mechanical starting device using a centrifugal force switch and a starting capacitor is connected.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이 주권선 전체에 즉, 단상전원에 보조권선이 바로 결선되고, 상기 주권선과 보조권선 사이에 원심력 스위치와 기동용 콘덴서를 이용한 기계식 기동장치가 연결되어 있다.As shown in Fig. 2, the auxiliary winding is directly connected to the entire main winding, i.e., the single-phase power source, and a mechanical starting device using a centrifugal force switch and a starting capacitor is connected between the main winding and the auxiliary winding.
예를 들어, 상기 주권선에 단상전원 220V의 전압이 연결되면, 도 1의 경우 보조권선에 110V의 전압이 인가되고 도 2의 경우 보조권선에 220V의 전압이 인가되게 된다.For example, when the voltage of the single phase power supply 220V is connected to the main winding, a voltage of 110V is applied to the auxiliary winding in FIG. 1, and a voltage of 220V is applied to the auxiliary winding in FIG. 2.
이러한 기계식 기동장치에서, 상기 보조권선은 기동시 단상 유도전동기를 2상 유도모터로 동작시키기 위하여 주권선과의 위상차를 갖도록 설계되어야 한다.In such a mechanical starting device, the auxiliary winding should be designed to have a phase difference from the main winding in order to operate the single phase induction motor as a two phase induction motor at startup.
종래의 기계식 기동장치에 의하면, 유도 전동기의 초기 기동시 원심력 스위치가 온 되면 보조권선에 전류가 흐르게 되어 주권선과 보조권선의 위상차에 의해 모터가 기동하게 된다.According to the conventional mechanical starting device, when the centrifugal force switch is turned on at the initial start of the induction motor, current flows in the auxiliary winding, and the motor is started by the phase difference between the main winding and the auxiliary winding.
이후, 상기 모터가 정상속도에 이르러 원심력 스위치가 열리면 보조권선에 인가되는 전원 공급이 차단되면 주권선에 전류가 전체적으로 흘러서 모터가 단상으로 정상 회전하게 된다.Thereafter, when the motor reaches the normal speed and the centrifugal force switch is opened, when the power supply applied to the auxiliary winding is cut off, current flows to the main winding as a whole so that the motor rotates normally in a single phase.
그러나, 이와 같이 구성된 종래의 기계식 기동장치는 기동시 원심력 스위치가 높은 고전압에서 온/오프 되기 때문에 스위치에서 불꽃이 발생하고 이러한 동작이 반복됨에 따라 마모 등으로 인해 전동기의 신뢰성이 저하되는 요인이 되었다.However, in the conventional mechanical starter configured as described above, since the centrifugal force switch is turned on / off at a high voltage during start-up, sparks are generated in the switch, and as the operation is repeated, the reliability of the electric motor is deteriorated due to wear.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 단상 유도전동기의 초기 기동을 위해 보다 안정적이고 신뢰성 있는 기동장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to solve the above problems, the object of the present invention is to provide a more stable and reliable starting device for the initial start of the single-phase induction motor.
본 고안의 다른 목적은 새로운 개념의 전자식 기동방식을 적용한 기동장치를 제공하기 위한 것입니다.Another object of the present invention is to provide a starting device using a new concept of electronic starting.
본 고안의 또 다른 목적은 종래의 기계식 기동장치에 비해 실용화가 보다 용 이하고 수명이 긴 전자식 기동장치를 제공하기 위한 것입니다.Another object of the present invention is to provide an electronic starter that is easier to use and has a longer life than conventional mechanical starters.
본 고안의 또 다른 목적은 단상 유도전동기의 기동시간을 더욱 단축시킬 수 있는 전자식 기동장치를 제공하기 위한 것입니다.Another object of the present invention is to provide an electronic starting device that can further shorten the starting time of a single-phase induction motor.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 단상전원으로부터 전류를 인가받아 유도전동기를 구동하기 위한 주권선, 상기 주권선과의 위상차에 의해 유도전동기의 시동(始動)토크를 발생시키기 위한 보조권선, 상기 보조권선과 직렬로 연결되어 보조권선의 전류 통과개시를 스위칭 하기 위한 트라이액(Triac), 상기 주권선과 병렬로 연결되어 주권선에 걸리는 전압을 인가받아 일정한 직류전압으로 출력하는 전압 공급부, 상기 전압 공급부에서 출력된 직류전압을 이용하여 소정의 펄스 폭을 갖는 트리거 신호를 발생하는 기동 회로부, 상기 기동 회로부에서 출력된 트리거 신호의 펄스 구간동안만 도통되어 상기 트라이액의 스위칭 동작을 제어하는 포토 커플러, 상기 보조권선과 병렬로 연결되어 유도전동기의 회전시 역기전력의 발생으로 인해 보조권선의 양단에 걸리는 전압을 검출하기 위한 전압 검출부, 상기 전압 검출부에서 검출된 보조권선의 양단 전압에 따라 상기 기동 회로부의 신호출력을 제어하는 출력 제어부로 구성되는 단상 유도전동기의 전자식 기동장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a main winding for driving an induction motor by receiving a current from a single-phase power supply, an auxiliary winding for generating a starting torque of the induction motor by the phase difference with the main winding, the auxiliary Triac (Triac) for switching the start of the current passing through the auxiliary winding is connected in series with the winding, the voltage supply unit is connected in parallel with the main winding to receive a voltage applied to the main winding to output a constant DC voltage, the voltage supply A starter circuit part generating a trigger signal having a predetermined pulse width by using the output DC voltage, a photo coupler conducting only during a pulse period of the trigger signal output from the start circuit part, and controlling a switching operation of the triac, the auxiliary The auxiliary winding is connected in parallel with the windings due to the generation of counter electromotive force during the rotation of the induction motor. Provides an electronic starting device of the single-phase induction motor that is configured to output control signals for controlling the output of said start-up circuit according to the both-end voltage of the voltage detector, the secondary winding detected by the voltage detection section for detecting the voltage across the.
여기서, 상기 전압 공급부는; 일단이 상기 주권선의 전원단자에 연결되어 주권선에 걸리는 전압에 대해 저항 역할을 하는 제 1 캐패시터(C1), 일단이 상기 제 1 캐패시터(C1)의 타단에 연결되고 타단이 접지단자에 연결되어 상기 제 1 캐패시터(C1)의 전류경로를 제공하는 제 1 다이오드(D1), 상기 제 1 캐패시터(C1)의 타단 에 구성되어 제 1 캐패시터(C1)의 교류전원을 일정 레벨로 정류하기 위한 제 2 다이오드(D2) 및 제 2 캐패시터(C2)로 구성되는 것이 바람직하다.Here, the voltage supply unit; One end is connected to the power terminal of the main winding and the first capacitor (C1) that acts as a resistance to the voltage applied to the main winding, one end is connected to the other end of the first capacitor (C1) and the other end is connected to the ground terminal A first diode D1 providing a current path of the first capacitor C1, and a second diode configured at the other end of the first capacitor C1 to rectify the AC power of the first capacitor C1 to a predetermined level. It is preferable to consist of (D2) and the 2nd capacitor C2.
그리고, 상기 기동 회로부는; 상기 전압 공급부에서 출력되는 직류전압을 충전하는 제 3 및 제 4 캐패시터(C3)(C4)와, 상기 제 3 및 제 4 캐패시터(C3)(C4)의 충전전압에 따라 소정의 펄스 폭을 갖는 트리거 신호를 출력하고, 상기 출력 제어부의 제어에 따라 트리거 신호의 출력을 초기화하기 위한 타이머 회로로 구성되는 것을 특징으로 한다.And, the starting circuit unit; Trigger having a predetermined pulse width according to the charging voltage of the third and fourth capacitors C3 and C4 and the third and fourth capacitors C3 and C4 outputting the DC voltage output from the voltage supply unit. And a timer circuit for outputting a signal and initializing the output of the trigger signal under the control of the output controller.
이때, 상기 타이머 회로는; 상기 3 캐패시터(C3)의 충전전압과 기 설정된 제 1 기준전압을 비교하기 위한 제 1 비교기와, 상기 제 4 캐패시터(C4)의 충전전압과 기 설정된 제 2 기준전압을 비교하기 위한 제 2 비교기와, 상기 제 1 비교기의 출력을 세트(Set) 신호로 입력받고 상기 제 2 비교기의 출력을 리세트(reset) 신호로 입력받아 상기 입력된 세트 신호 및 리세트 신호에 따라 소정의 펄스 폭을 갖는 트리거 신호를 출력하기 위한 플립플롭(Flip-Flop)으로 구성되는 것이 바람직하다.At this time, the timer circuit; A first comparator for comparing the charging voltage of the third capacitor C3 with a preset first reference voltage, a second comparator for comparing the charging voltage of the fourth capacitor C4 with a preset second reference voltage; And a trigger having a predetermined pulse width according to the set signal and the reset signal by receiving the output of the first comparator as a set signal and the output of the second comparator as a reset signal. It is preferably configured as a flip-flop for outputting a signal.
또한, 상기 타이머 회로는; 상기 제 3 캐패시터(C3)의 충전전압이 제 1 기준전압보다 작음과 동시에 상기 제 4 캐패시터(C4)의 충전전압이 제 2 기준전압보다 작은 조건에서 소정의 펄스 폭을 갖는 트리거 신호를 출력하고, 상기 트리거 신호의 펄스 구간에 상기 출력 제어부로부터 리셋 신호가 인가되면 트리거 신호의 출력을 강제 리셋시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the timer circuit; Outputting a trigger signal having a predetermined pulse width under the condition that the charging voltage of the third capacitor C3 is smaller than the first reference voltage and the charging voltage of the fourth capacitor C4 is smaller than the second reference voltage, When the reset signal is applied from the output control unit in the pulse period of the trigger signal, the output of the trigger signal is forcibly reset.
그리고, 상기 전압 검출부는; 상기 보조권선에 대해 병렬 연결되어 상기 보조권선의 양단전압을 분압하여 출력하는 제 1 및 제 2 분압저항(R11)(R12)과, 다이 오드(D11)와 캐패시터(C11)로 이루어져 상기 제 1 및 제 2 분압저항(R11)(R12)으로부터 분압된 전압을 인가받아 일정 레벨로 정류하는 정류회로로 구성되는 것이 바람직하다.And, the voltage detector; The first and second voltage divider resistors R11 and R12 connected to the auxiliary windings in parallel to divide and output the voltages of both ends of the auxiliary windings, and a diode D11 and a capacitor C11 are formed. The rectifier circuit may be configured to receive a voltage divided by the second voltage dividing resistors R11 and R12 to rectify the voltage to a predetermined level.
그리고, 상기 출력 제어부는; 상기 전원 공급부와 병렬로 연결되어 전압 공급부에서 출력된 직류전압을 분압하여 출력하는 제 3 및 제 4 분압저항(R21)(R22)과, 상기 제 3 및 제 4 분압저항(R21)(R22)으로부터 출력된 분압전압을 기준전압으로 하고 상기 전압 검출부에서 출력된 보조권선 양단전압을 입력전압으로 하여 상기 보조권선 양단전압이 기준전압보다 크면 상기 기동 회로부로 리셋 신호를 출력하는 전압 비교기로 구성되는 것이 바람직하다.And, the output control unit; Third and fourth voltage divider resistors R21 and R22 connected in parallel with the power supply unit to divide and output a DC voltage output from a voltage supply unit, and from the third and fourth voltage divider resistors R21 and R22. It is preferable that the voltage divider output is a reference voltage, and the voltage across the auxiliary winding output from the voltage detector is an input voltage. The voltage comparator outputs a reset signal to the starting circuit unit when the voltage between the auxiliary winding is greater than the reference voltage. Do.
따라서, 본 고안에 의하면 보다 안정적으로 단상 유도전동기의 초기 기동을 수행함과 아울러 유도전동기의 회전속도에 의해 기동시간을 단축시킬 수 있는 전자식 기동방식을 제공할 수 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an electronic starting method which can stably start the start-up of the single-phase induction motor and shorten the starting time by the rotational speed of the induction motor.
이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention that can specifically realize the above object.
본 고안에 따른 유도전동기의 전자식 기동장치에 있어서, 도 3은 보조권선을 주권선의 중간탭에 연결한 경우를 도시한 것이다.In the electronic starting device of the induction motor according to the present invention, Figure 3 shows a case of connecting the auxiliary winding to the middle tap of the main winding.
보조권선을 연결하는데 있어, 유도전동기의 사용용도에 따라 보조권선에 최대 기자력이 발생하도록 권선의 결선방식을 선택적으로 설계할 수 있다.In connecting auxiliary windings, the winding method can be selectively designed to produce the maximum magnetic force in the auxiliary windings depending on the intended use of the induction motor.
그리고, 권선의 턴수 및 굵기를 고려하여 적정 보조권선을 설계함으로써 전동기의 시동에 필요한 적정 크기의 기동토크를 조절할 수 있다.In addition, by designing an appropriate auxiliary winding in consideration of the number of turns and the thickness of the winding, it is possible to adjust the starting torque of an appropriate size necessary for starting the motor.
도 3을 참조하여, 본 고안에 따른 단상 유도전동기의 전자식 기동장치를 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 3, when described the electronic starting device of a single-phase induction motor according to the present invention.
통상, 단상 유도전동기의 기동장치는 단상전원으로부터 인가되는 전류를 통해 유도전동기를 구동하기 위한 주권선, 상기 주권선과 병렬로 연결되어 주권선과의 위상차에 의해 유도전동기의 시동(始動)토크를 발생시키기 위한 보조권선으로 이루어진다.In general, a starting device of a single phase induction motor is a main winding for driving an induction motor through a current applied from a single phase power source, and is connected in parallel with the main winding to generate starting torque of the induction motor by a phase difference from the main winding. It consists of auxiliary windings for
본 고안은 보조권선에 대한 전원의 공급과 차단을 자동 제어하기 위해 트라이액(triac)을 이용한 전자식 기동장치를 제공한다.The present invention provides an electronic starting device using a triac to automatically control the supply and interruption of power for auxiliary windings.
이를 위하여, 본 고안은 상기 보조권선과 직렬로 연결되어 보조권선의 전류 통과개시를 스위칭하기 위한 트라이액(40)과, 일단이 주권선의 전원단자에 연결되고 타단이 접지단자에 연결되어 주권선에 걸리는 전압을 인가받아 기동 회로부(20)가 필요로 하는 직류전압(Vcc)을 출력하는 전압 공급부(10)와, 시동(始動)시에만 보조권선에 전원을 연결시켜 단상 유도전동기의 시동토크를 발생시키고 일정시간 후 상기 보조권선을 전원으로부터 자동 분리시키기 위한 기동 회로부(20)와, 상기 기동 회로부(20)에서 출력된 트리거 신호의 펄스 구간동안만 도통되어 상기 트라이액의 스위칭 동작을 제어하는 포토 커플러(30)와, 상기 보조권선과 병렬로 연결되어 유도전동기의 회전시 역기전력의 발생으로 인해 보조권선의 양단에 걸리는 전압을 검출하기 위한 전압 검출부(50)와, 상기 전압 검출부(50)에서 검출된 보조권선의 양단 전압에 따라 상기 기동 회로부(20)의 신호출력을 제어하는 출력 제어부(60)로 구성된 전자식 기동장치를 제공하는데 특징이 있다.To this end, the present invention is connected in series with the auxiliary winding and the
통상, 상기 트라이액(40)은 내부적 구조에 의한 소자 특성에 의해 순간적으로 턴 온시 전류가 급격히 증가하거나 게이트에 외부 신호가 인가되지 않아도 저절로 턴 온되는 오작동 현상이 일어나게 된다.In general, the
이를 방지하기 위하여, 상기 트라이액(40)에 대하여 스위칭 소자 보호용 저항(R7)과 캐패시터(C5)를 병렬로 연결 구성하는 것이 바람직하다.In order to prevent this, it is preferable to connect the resistor R7 for protecting the switching element and the capacitor C5 to the
또한, 상기한 트라이액(40)의 오작동 현상을 방지함과 동시에 유도성이 강한 부하로부터 보다 안정된 회로를 보장하기 위해 도시한 바와 같이 상기 포토커플러(30)와 트라이액(40) 사이에 저항 (R6)(R8)을 연결 구성하는 것이 바람직하다.In addition, the resistance between the
그리고, 상기 전압 공급부(10)는 다이오드(D1, D2), 저항(R1), 캐패시터(C1, C2) 및 제너 다이오드(ZD1)를 적용한 회로로 구성된다.The
상세히 설명하면, 상기 제 1 캐패시터(C1)는 교류(AC)용 콘덴서로서 입력전압에 대해 저항 역할을 수행하고 상기 제 1 다이오드(D1)는 순방향 전류만을 도통하여 제 1 캐패시터(C1)의 교류전원 경로를 제공한다.In detail, the first capacitor C1 acts as a resistor for an input voltage as an AC capacitor, and the first diode D1 conducts only a forward current so that an AC power source of the first capacitor C1 can be used. Provide the path.
또한, 제 2 다이오드(D2) 및 제 2 캐패시터(C2)는 입력전압을 정류시키는데, 단상전원(110V)에 대해 일정레벨(예를 들어, 5V 내지 10V)의 직류전원을 만들기 위해 사용된다.In addition, the second diode D2 and the second capacitor C2 rectify the input voltage, and are used to make a DC power supply having a predetermined level (for example, 5V to 10V) with respect to the single-phase power supply 110V.
여기서, 상기 제 1 캐패시터(C1)가 출력단으로 흐르는 전류를 제한하기 때문에 제 2 캐패시터(C2)에는 보다 낮은 전압이 충전된다.Here, the second capacitor C2 is charged with a lower voltage because the first capacitor C1 limits the current flowing to the output terminal.
이어, 상기 제 2 다이오드(D2)와 제 2 캐패시터(C2)를 통해 정류된 일정전압(Vcc)은 제 1 저항(R1)과 제너 다이오드(ZD1)를 통해 기동 회로부(20)에 입력된다.Subsequently, the constant voltage Vcc rectified through the second diode D2 and the second capacitor C2 is input to the starting
한편, 상기 기동 회로부(20)는 상기 전압 공급부(10)에서 출력되는 직류전압(Vcc)을 충전하는 제 3 및 제 4 캐패시터(C3)(C4)와, 상기 제 3 및 제 4 캐패시터(C3)(C4)의 충전전압에 따라 트리거 신호를 발생하는 타이머 회로로 구성된다.On the other hand, the
이러한 구성에 의해, 상기 기동 회로부(20)는 초기 기동시 일정시간(예를 들어, 2㎳~5㎳)만 트라이액(40)의 전류 통과개시를 제어하여 보조권선에 전원을 연결시키는 것을 목적으로 한다.By such a configuration, the starting
먼저, 상기 전압 공급부(10)에서 출력된 직류전압(Vcc)은 기동 회로부(20)의 입력단에 연결된 제 3 및 제 4 캐패시터(C3)(C4)를 통해 충전된다.First, the DC voltage Vcc output from the
이때, 상기 제 4 캐패시터(C4)의 정전용량 크기를 제 3 캐패시터(C3)보다 10배 이상 크게 설정하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 상기 제 3 캐패시터(C3)에 비해 제 4 캐패시터(C4)의 충전시간이 길게 된다.In this case, it is preferable to set the capacitance of the fourth capacitor C4 to be 10 times or more larger than that of the third capacitor C3. As a result, the charging time of the fourth capacitor C4 is longer than that of the third capacitor C3.
그리고, 상기 타이머 회로는 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 3 캐패시터(C3)의 충전전압과 기 설정된 제 1 기준전압을 비교하기 위한 제 1 비교기(22)와, 상기 제 4 캐패시터(C4)의 충전전압과 기 설정된 제 2 기준전압을 비교하기 위한 제 2 비교기(21)와, 상기 제 1 비교기(22)의 출력을 세트(Set) 신호로 입력받고 상기 제 2 비교기(21)의 출력을 리세트(reset) 신호로 입력받아 상기 입력된 세트 신호 및 리세트 신호에 따라 소정의 펄스 폭을 갖는 트리거 신호를 출력하기 위한 플립플롭(Flip-Flop)으로 구성된다.As shown in FIG. 4, the timer circuit includes a
여기서, 상기 제 1 기준전압은 제 1 비교기(22)의 비반전 단자(+)로 연결되고, 상기 제 2 기준전압은 제 2 비교기(21)의 반전 단자(-)로 연결된다.Here, the first reference voltage is connected to the non-inverting terminal (+) of the
이때, 상기 타이머 회로는 제 1 기준전압이 전압 공급부(10)에서 출력된 직류전압(Vcc)의 1/3 크기로 설정되고(1/3*Vcc), 제 2 기준전압이 직류전압(Vcc)의 2/3 크기로 설정되도록(2/3*Vcc) 설계된다.At this time, the timer circuit has a first reference voltage is set to 1/3 of the DC voltage (Vcc) output from the voltage supply unit 10 (1/3 * Vcc), the second reference voltage is a DC voltage (Vcc) It is designed to be set to the size of 2/3 of (2/3 * Vcc).
상기 타이머 회로의 구성에 의하면, 초기 기동시 상기 제 3 및 제 4 캐패시터(C3)(C4)에 전압이 미처 충전되지 않은 상태에서는 상기 제 3 캐패시터(C3)의 충전전압이 제 1 기준전압(1/3*Vcc) 보다 작고 상기 제 4 캐패시터(C3)(C4)의 충전전압이 제 2 기준전압(2/3*Vcc) 보다 작기 때문에 제 1 비교기(22)가 하이 신호(1)를 출력하고 제 2 비교기(21)가 로우 신호(0)를 출력하므로 플립플롭(23)의 출력이 하이 레벨(set)이 되어 세트된다.According to the configuration of the timer circuit, the charging voltage of the third capacitor (C3) is the first reference voltage (1) in the state that the voltage is not charged to the third and fourth capacitor (C3) (C4) at the initial start-up Less than / 3 * Vcc) and the
이어서, 상기 제 3 캐패시터(C3)가 제 1 기준전압(1/3*Vcc) 이상으로 충전되고 제 4 캐패시터(C4)가 아직 제 2 기준전압(2/3*Vcc)까지 충전이 이루어지지 않은 경우에는 제 2 비교기(21)가 계속 로우 신호(0)를 유지한 상태에서 상기 제 1 비교기(22)의 출력이 로우 신호(0)로 바뀌게 된다.Subsequently, the third capacitor C3 is charged above the first reference voltage (1/3 * Vcc) and the fourth capacitor C4 is not yet charged to the second reference voltage (2/3 * Vcc). In this case, while the
즉, 상기 플립플롭(23)의 세트단자와 리세트단자에 모두 로우 신호(0)가 입력되어 플립플롭(23)의 출력은 이전상태(set)를 계속 유지하게 된다.That is, the low signal 0 is input to both the set terminal and the reset terminal of the flip-
한편, 상기 제 3 캐패시터(C3)의 충전전압이 제 1 기준전압(1/3*Vcc) 이상으로 계속 충전되고 있는 상태에서 제 4 캐패시터(C4)가 제 2 기준전압(2/3*Vcc) 이상의 전압이 충전되면 제 2 비교기(21)의 출력이 하이 레벨(1)로 바뀌고 제 1 비교기(22)의 출력은 계속 로우 레벨(0)을 유지하게 되므로 상기 플립플롭(23)의 출력이 리셋(reset)된다.Meanwhile, while the charging voltage of the third capacitor C3 is continuously charged above the first reference voltage (1/3 * Vcc), the fourth capacitor C4 is the second reference voltage (2/3 * Vcc). When the above voltage is charged, the output of the
상기 플립플롭(23)이 리셋된 후에는 제 3 및 제 4 캐패시터(C3)(C4)의 충전전압이 각 기준전압보다 크기 때문에 플립플롭(23)의 출력은 계속 리셋 상태를 유지하게 된다.After the flip-
따라서, 상기 플립플롭(23)에서 하이 레벨의 출력이 나오기 위한 조건은 제 3 캐패시터(C3)의 충전전압이 (1/3*Vcc)보다 작아야 함과 동시에 제 4 캐패시터(C4)의 충전전압이 (2/3*Vcc)보다 작아야 한다.Therefore, the condition for outputting the high level from the flip-
상기 타이머 회로의 동작에 의하면, 초기 기동시 (3)번 출력 핀을 통해 소정의 펄스 폭을 갖는 트리거 신호가 출력되고 충전된 이후에는 출력이 나오지 않게 된다.According to the operation of the timer circuit, the trigger signal having a predetermined pulse width is output through the output pin (3) at the initial startup, and the output does not come out after being charged.
상기 타이머 회로의 트리거 신호 펄스 폭은 제 4 캐패시터(C4) 및 이에 연결된 저항(R4)의 시정수로 제어되기 때문에 상기 저항(R4)의 저항 값을 조정해서 가변할 수 있다.Since the trigger signal pulse width of the timer circuit is controlled by the time constant of the fourth capacitor C4 and the resistor R4 connected thereto, the trigger signal pulse width can be varied by adjusting the resistance value of the resistor R4.
그리고, 상기 타이머 회로의 (3)번 출력핀에 연결된 저항(R5)은 포토커플러(30)의 입력전류 크기를 조정하기 위해 사용한다The resistor R5 connected to the output pin (3) of the timer circuit is used to adjust the magnitude of the input current of the
여기서, 상기 포토커플러(30)는 트라이액 드라이버로서, 이는 상기 타이머 회로에서 출력된 트리거 신호의 펄스 구간동안만 도통되어 보조권선에 연결된 트라이액(40)을 온 시킨다.Here, the
따라서, 상기 타이머 회로에서 출력이 나오는 동안만 트라이액(40)이 온 되어 보조권선에 전류가 흐를 수 있게 되므로, 상기 주권선과 보조권선의 위상차를 가진 전류에 의해 유도전동기가 회전력을 발생하게 된다.Accordingly, since the
한편, 타이머 회로에서 출력된 트리거 신호에 따라 트라이액(40)의 온 주기를 결정하되, 상기 전압 검출부(50)와 출력 제어부(60)는 유도전동기의 회전속도가 정상범위로 상승하게 되면 트라이액(40)의 온 주기를 강제적으로 변경하여 유도전동기의 기동시간을 단축시키는 것을 목적으로 한다.On the other hand, the on period of the
먼저, 상기 전압 검출부(50)는 보조권선에 대해 병렬 연결되어 상기 보조권선의 양단전압을 분압하여 출력하는 제 1 및 제 2 분압저항(R11)(R12)과, 다이오드(D11)와 캐패시터(C11)로 이루어져 상기 제 1 및 제 2 분압저항(R11)(R12)을 통해 출력된 보조권선 양단 전압을 일정 레벨의 직류전압으로 정류하는 정류회로로 구성된다.First, the
그리고, 상기 출력 제어부(60)는 전압 공급부(10)에 대해 병렬 연결되어 상기 전압 공급부에서 출력된 직류전압을 분압하여 출력하는 제 3 및 제 4 분압저항(R21)(R22)과, 상기 제 3 및 제 4 분압저항(R21)(R22)으로부터 출력된 분압전압을 기준전압(V_ref)으로 하고 상기 전압 검출부(50)에서 출력된 보조권선 양단전압을 입력전압으로 하여 상기 보조권선 양단전압과 기준전압(V_ref)의 비교를 통해 상기 기동 회로부(20)의 리셋 신호를 출력하는 전압 비교기(61)로 구성된다.In addition, the
이러한 구성에 의하면, 상기 전압 검출부(50)의 제 1 및 제 2 분압저항 (R11)(R12)이 서로 직렬 연결되어 보조권선에 대하여 병렬 구성됨으로써 시동 이후 유도전동기의 속도에 따라 역기전력의 발생으로 인해 가변되는 보조권선의 양단전압을 검출할 수 있다.According to this configuration, since the first and second voltage divider resistors R11 and R12 of the
상기 제 1 및 제 2 분압저항(R11)(R12)을 통해 출력된 보조권선의 양단전압 은 다이오드(D11)와 캐패시터(C11)를 거쳐 직류전압으로 출력된 후 출력 제어부(60)의 입력전압으로 인가된다.The voltage between both ends of the auxiliary winding output through the first and second voltage divider resistors R11 and R12 is output as a DC voltage through the diode D11 and the capacitor C11 and then as an input voltage of the
한편, 상기 출력 제어부(60)의 제 3 및 제 4 분압저항(R21)(R22)이 서로 직렬 연결되어 상기 전압 공급부(10)에서 출력된 직류전압에 대한 분압 전압을 전압 비교기(61)의 기준전압(V_ref)으로 제공한다.Meanwhile, the third and fourth voltage divider resistors R21 and R22 of the
이때, 상기 전압 비교기(61)는 (3)번 핀(반전 단자)을 통해 전압 검출부(50)에서 출력된 보조권선 양단전압을 입력받고 (2)번 핀(비반전 단자)을 통해 제 3 및 제 4 분압저항(R21)(R22)으로부터 기준전압(V_ref)을 입력받는다.At this time, the
상기 전압 비교기(61)는 유도전동기의 기동 초기에 보조권선 양단전압이 기준전압보다 낮기 때문에 (7)번 핀(즉, 출력단자)을 통해 하이 레벨의 신호를 출력하고, 이후 유도전동기의 회전속도가 빨라지면서 보조권선 양단전압이 기준전압보다 높아지면 로우 레벨의 신호를 출력한다.The
여기서, 상기 전압 비교기(61)에서 하이 레벨의 신호가 출력되면 타이머 회로의 (4)번 핀(즉, 리셋 단자)에 하이 신호가 인가되어 트리거 신호의 출력을 그대로 유지하고, 로우 레벨의 신호가 출력되면 타이머 회로의 리셋 단자에 로우 신호가 인가되어 출력을 초기화함으로써 포토커플러(30)와 트라이액(40)을 강제 오프시키게 된다.In this case, when the high level signal is output from the
따라서, 본 고안은 타이머 회로에서 출력된 트리거 신호의 펄스 구간동안 트라이액(40)의 온 주기를 유지하되, 트리거 신호의 펄스 구간 이내에 유도전동기의 회전속도가 상승하여 보조권선 양단전압이 기준전압 이상으로 높아지면 타이머 회 로를 초기화시켜 트라이액(40)을 강제적으로 오프시킴으로써 유도전동기의 기동시간을 단축할 수 있다.Therefore, the present invention maintains the on period of the
미설명 도시부호 SC는 보조권선과 직렬 연결된 기동용 콘덴서(starting condenser)이며, RC는 주권선의 전원단자 일측과 연결된 구동용 콘덴서(running condenser)이다.Not shown SC is a starting condenser connected in series with the auxiliary winding, RC is a running condenser connected to one side of the power terminal of the main winding.
그리고, 미설명 도시부호 R0는 상기 기동용 콘덴서(SC)의 일측과 연결되어 전동기의 기동 후 보조권선의 전원이 분리되면 기동용 콘덴서(SC)에 충전된 전압을 방전시키기 위한 방전저항이다.In addition, reference numeral R0, which is not described, is a discharge resistor for discharging the voltage charged in the starting capacitor SC when the power supply of the auxiliary winding is disconnected after the start of the motor is connected to one side of the starting capacitor SC.
마찬가지로, 보조권선의 전원이 분리되면 R14는 전압 검출부(50)의 캐패시터(C11)에 충전된 전압을 방전시키기 위한 방전저항이며, R9는 기동 회로부(20)의 제 3 캐패시터(C3)에 충전된 전압을 방전시키기 위한 방전저항이다.Similarly, when the power supply of the auxiliary winding is disconnected, R14 is a discharge resistor for discharging the voltage charged in the capacitor C11 of the
본 고안은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 고안이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 고안의 범위에 속한다. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified by those skilled in the art to which the present invention pertains as can be seen in the appended claims, and such modifications fall within the scope of the present invention.
상기에서 설명한 본 고안에 따른 단상 유도전동기의 전자식 기동장치의 효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the effect of the electronic starting device of a single-phase induction motor according to the present invention described above are as follows.
첫째, 저가의 타이머 회로를 이용한 전자식 기동장치를 제공함으로써 기존의 기계식 기동방식에 비해 신뢰성이 우수하므로 반영구적으로 사용이 가능하다.First, by providing an electronic starting device using a low-cost timer circuit it can be used semi-permanently because the reliability is superior to the conventional mechanical starting method.
둘째, 보조권선에 전원을 연결하기 위한 수단으로 트라이액과 포토커플러를 적용한 스위칭 수단을 구현함으로써 보다 안전하게 초기 기동을 수행할 수 있어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Second, by implementing a switching means using a triac and photocoupler as a means for connecting the power supply to the auxiliary winding, it is possible to safely perform the initial start-up can improve the reliability of the product.
셋째, 전동기의 회전속도에 따라 보조권선의 전원인가 시간을 강제적으로 변경함으로써 유도전동기의 기동시간을 단축시켜 제품의 소비전력을 절감할 수 있다.Third, it is possible to reduce the power consumption of the product by reducing the starting time of the induction motor by forcibly changing the power supply time of the auxiliary winding in accordance with the rotational speed of the motor.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR2020050034942U KR200409268Y1 (en) | 2005-12-12 | 2005-12-12 | Electronic starter for single phase induction motor |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR2020050034942U KR200409268Y1 (en) | 2005-12-12 | 2005-12-12 | Electronic starter for single phase induction motor |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101134515B1 (en) * | 2011-01-11 | 2012-04-13 | 주식회사 성신모텍 | Ac mortor starting by capacitor |
-
2005
- 2005-12-12 KR KR2020050034942U patent/KR200409268Y1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101134515B1 (en) * | 2011-01-11 | 2012-04-13 | 주식회사 성신모텍 | Ac mortor starting by capacitor |
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