KR200409525Y1 - 유도전동기의 기동용 계전기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 단상 유도전동기의 기동용 계전기에 관한 것으로 유도전동기의 기동코일(W3) 과 접지 사이에는 분배용 가변저항(R3, R4)과 저항(R5)과 다이오드(D1, D2) 및 고정저항(R6, R7)과 콘덴서(C4)에 의해 신호 입력부를 구성하고, 상기 신호 입력부의 출력은 NAND게이트(G1, G2) 및 저항과 콘덴서(C5)로 구성된 히스테리 발생 및 귀환 신호발생부에 입력하도록되고, 또한 상기 귀환신호 발생부의 출력은 NAND게이트(G3, G4)와 저항을 통해 에미터 접지되고 코렉터는 릴레이코일(RL)을 통해 전원부에 연결된 트랜지스터(Tr)의 베이스에 입력토록되어 있다. 한편, 상기 전동기의 기동코일(W3)과 전원 입력부(L2)사이에는 트라이악(Q1, Q2)과 리액터(RA) 및 기동콘덴서(CS)가 직열로하여 연결되고 상기 트라이악의 게이트와 게이트 사이에는 스위치소자(RY)를 연결하여 구성된 것이다. 따라서 전동기에 교류 전원이 입력되면, 기동코일(W3)에 유기되는 유기전압이 상승하는 초기에는 NAND게이트(G2)에 의해 귀환되고 유기전압이 상승하면, NAND게이트(G1)의 출력이 "L"가되어 NAND게이트(G4)의 출력도 "L"가 되어 트랜지스터(Tr)를 OFF시켜 릴레이코일에 흐르는 전류를 차단함으로서 스위치소자(RY)를 Off위치로 변환되고 운전콘덴서(RC)와 기동콘덴서(SC)의 얀단에 형성되는 파괴전압을 리액터(RA)에 의해 감쇄시켜 트라이악의 파괴를 방지한다.

리액터, 신호입력부, 귀환신호발생부, 리레이코일, 스위칭소자,

Description

유도전동기의 기동용 계전기{omitted}

첨부도면 1은 본 고안을 설명키 위한 회로도이다.

도면중 부호의 설명 C1∼C5는 콘덴서, R1∼R11은 저항, G1∼G4는 NAND게이트, Tr는 트랜지스터, RL는 릴레이코일, RY는 스위치소자. Q1,Q2는 트라이악, RA는 리액터, BD는 브리지다이오드, Z1, Z2는 제너다이오드, SC는 기동콘덴서, RC는 운전콘덴서, ZD1, ZD2는 제너다이오드를 의미한다.

본 고안은 단상 유도 전동기의 기동용 계전기에 관한 것으로 더욱 상세하게는 종래의 기동용 릴레이에 있어서의 단점을 보완하고자하는 것이다.

본 출원인은 이미 상기와 같은 부류의 특허 등록 제422,329호를 비롯하여 특허출원 제2004-0106698호와 특허출원 제2005-0024450호로 출원된바 있다.

즉 선등록 특허에 있어서는 전원부와 기동코일에 교류전원을 인가 혹은 차단하기 위한 트라이악으로되는 스위칭소자, 그리고 상기 기동코일에 유기된 전압을 감지하기 위한 감지수단과, 초기 기동시 On제어신호를 출력하고, 상기 스위칭소자를 통해 감지된 유기전압이 소정 Off기준전압에 도달하면,, 상기 스위칭소자를 OFF 하기 위한 OFF제어신호를 발생시켜주며, 정상 운전기간에 상기 유기 전압이 소정의 기준전압 이상으로 상승하면, 상기 스위칭 소자를 다시 On시켜 주기 위한 On 제어신호를 발생하는 히스테리시스부 및 상기 히스테리시스부의 On신호에 따라 상기 스위칭소자를 Off시켜주는 트리거부로 구성되는 것이었다.

또한 선출원 2004-106698호에 있어서는 NAND게이트 대신 NOT게이트가 사용되고 출력신호 발생부의 신호에 의해 변압기의 2차측에 유기되는 전압으로 트라이악의 게이트를 트리거하여 기동코일에 교류전원을 On-Off하도록되는 것이고, 또한 선특허출원 제2005-0024450호는 출력신호 발생부의 출력신호에 의해 발광다이오드를 발광시켜 제로 크로스 옵티칼 트라이악의 게이트를 트리거시켜 줌으로서 전원부와 기동코일 사이의 전원 공급을 On-Off 시켜주도록 되는 것이다. 그러나 상기와 같은 구성에 있어 문제점은 트라이악의 양단 사이에 연결되는 기동콘덴서와 운전콘덴서에 극성이 같은 고압의 전압이 형성되는 고압의 파괴전압에 의해 트라이악이 파괴되고 기동코일이 소손되는 점이다.

본 고안은 상기와 같은 점을 감안하여 기동코일도 보호하고 트라이악도 보호할 수 있는 장치를 제공하고자 제안하는 것이다.

즉 본 고안은 상기와 같은 점을 감안하여 두 개의 트라이악과 리액터 및 기동콘덴서를 직열로 기동코일에 연결하고 상기 트라이악의 게이트와 게이트사이를 스위칭 회로소자를 구성하고 상기 스위칭소자를 제어하기 위해 릴레이코일과 에미터 접지된 트랜지스터를 직열로 하여 전원과 접지 사이에 연결하고 NAND게이트로 구성되는 히스테리비부의 출력으로 상기 트랜지스터의 베이스를 제어함으로서 릴레이코일을 여자하여 스위칭회로를 On-Off하도록함으로서 기동하는 순간 기동 및 운전콘덴서(SC, RC)의 위상이 일치하는 경우 양단에 발생되는 고압의 돌입 파괴전압으로부터 트라이악을 보호하면서도 기동코일의 소손을 미연에 방지할 수 있도록 하며 이로 인해 종래 트라이악을 냉각하는 냉각판도 최소화할 수 있어서 장치의 콤팩트화를 꾀할 수 있도록하는 것이다.

본 고안을 첨부된 도면에 따라 상술하면 다음과 같다.

전원 입력단자(L1, L2)사이에는 저항(R1)과 콘덴서(C1)를 거쳐 브리지 다이오드(BD)를 통해 출력되는 직류전원은 제너다이오드(Z1)를 통해서는 후술하는 릴레이코일을 여자하기 위한 정전압으로 공급하고 제너다이오드(Z2)로는 본 고안을 구성하고 있는 소자의 구동 정전압으로 공급하도록되는것과, 기동코일(W3)과 접지사이에는 전압 분배용 가변저항(R3, R4,) 및 저항(R5)와 다이오드(D1)이 직열연결되고 접지사이에는 다이오드(D2)와 저항(R6) 및 콘덴서(C4)가 연결되는 신호입력부가 구성되고, 상기 신호입력부부의 출력은 저항(R7)을 통해 NAND게이트(G1, G2)와 저항(R8) 및 콘덴서(C5)로 구성되는 히스테리시스부 및 귀환신호발생부에 입력되고 상기 히스테리시스부의 NAND게이트(G1)의 출력은 NAND게이트(G3, G4)가 직열 연결된 트리거부가 형성됨은 이미 공개된바와 같은 것이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

다만 본 고안에서는 상기 NAND게이트(G3, G4)로 구성된 트리거부의 출력이 저항(R9)를 통해 직류전원과 접지사이에 직열 연결된 릴레이코일(RL)과 에미터 접지된 트랜지스터(Tr)의 코랙터와 직열연결된 상기 트랜지스터(Tr)의 베이스를 트리거하도록 트리거부로 되는것과,

전원 입력단자(L2)와 전동기의 기동코일(W3)사이에 트라이악(Q1, Q2)와 리액터(RA) 및 기동콘덴서(SC)가 직열로 연결되고 상기 트라이악(Q1, Q2)의 게이트 사이에 스위칭소자(RY)로 연격되고 상기 트라이악(Q1, Q2)의 게이트와 전원단자(L2) 및 리액터(RC)사이에는 각기 저항(R10, R11)을 연결하여서 되는 것을 특징으로하는 것이다.

도면중 미설명부호 W1, W2는 운전코일, RC는 운전콘덴서, C2, C3는 평활용콘덴서, C6는 콘덴서를 의미한다.

상기와 같은 구성으로되는 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

즉 유도전동기에 단상의 전원이 인가되면, 기동코일(W3)에 유기되는 낮은 전압(기동전)이 상기한 전압신호 입력부의 분배저항 (R3, R4, R5) 및 다이오드(D1, D2)에 의해 정류되어 저항(R7)을 통해 히스테리시스 및 귀환신호 발생부에 입력되면 NAND게이트(G1, G2)와 저항(R8) 에 의해 휘드백되고 상기 NAND게이트(G1)의 출력은 "H"가됨으로 출력신호에 의해 트리거회로부로되는 NAND게이트((G4)의 출력신호도 "H"가되어 에미터 접지된 트랜지스터(Tr)의 베이스를 트리거하여 에미터-콜랙터가 도통되어 릴레이코일(RL)를 여자하여 스위칭소자(RY)를 On시켜 트라이악(Z1, Z2)를 도통시킴으로서 리액터(RA)와 기동콘덴서(SC)를 통해 기동코일(W3)에 기동전류가 흘러 기동도르크를 발생 시키도록 하는 것이다.

상기와 같은 상태에서 예를들어 전동기의 사정에 따라 구속되거나 기동전압이 릴레이 Off전압과 불일치하는 경우 종래에는 구속 전류가 트라이악(Q1, Q2)→기동콘덴서(SC)→기동코일(W3)으로 계속 흐르게되어 이로 인하여 트라이악과 기동콘덴서 및 기동코일이 소손되는 원인이 되었다.

본 고안에 있어서는 이와 같은 상태를 미연에 방지하기 위하여 유도 전동기의 속도에 비례하여 정상속도의 80%지점에서 트라이악(Q1, Q2)이 Off되도록 입력신호부의 가변저항(R3 또는 R4)로 입력전압을 설정하는 경우 전동기가 가동과 동시 히스테리시스 및 귀환신호부의 NAND게이트(G1)의 출력이 'H'에서 'L'가됨으로서 이에따라 트리거회로부의 NAND게이트(G4)의 출력도 "L"가되어 트랜지스터(Tr)가 Off되어 릴레이코일(RL)도 소자됨으로 이에 연결되는 스위칭소자(RY)를 Off시켜줌으로 트라이악(Z1, Z2)도 Off되지만 이때 리액터(RA)는 기동 및 운전콘덴서(SC 및 RC)의 양단에 흐르는 고압의 돌입전압을 감쇄시켜 주게되어 트라이악(Z1, Z2)를 보호하게 되는 것이다.

또 상기와 같은 상태에서 정상 속도 이하가되어, 입력신호부에 입력되는 전압이 내려가면, 히스테리시스부의 NAND게이트(G1)의 출력이 다시 "H"됨으로 NAND게이트(G4)의 출력도 "H"가되어 릴레이코일(RL)를 여자하여 스위칭소자(RY)를 On하여 트라이악(Q1, Q2)의 게이트를 트리거하여 기동코일(W3)에 기동전류가 흐르게되어 정상 속도에 이르도록 되는 것이다.

상기와 같은 본고안에서 NAND게이트를 이용한 예를 설명했으나 NOT게이트 또 는 OP앰프를 사용할 수도 있음은 당 업계의 전문가라면 쉽게 이해가 될 것이다. 또 본 고안은 기동코일과 전원 사이에 리액터를 설치함으로서 기동 및 운전콘덴서의 양단에 발생되는 고압의 파괴전압(써지전압)으로부터 트라이악을 보호함은 물론 이로 인하여 트라이액의 냉각용 냉각판도 감소시켜 줄 수 있어서 종래와 같은 변류기를 사용하거나 포토트라이악을 사용함으로서 콤팩트화가 불가능했던 것을 해소할 수 있고 구조가 간단하여 실용성 있는 유용한 고안인 것이다.

Claims (1)

1. 기동코일과 접지사이에 전압 분배용 저항(R3, R4, R5)와 다이오드(D1, D2) 및 저항(R6)과 콘덴서(C4)로 신호감지를 위한 신호입력부가 구성되고,

   상기 신호입력부의 출력이 저항(R7)을 통해 NAND게이트(G1, G2)와 저항(R8) 및 콘덴서(C5)로되는 히스테리시스발생 및 귀환신호 발생부로 되는것과,

   상기 히스테리시스발생부의 출력이 NAND게이트(G3, G4)를 직열 연결하여되는 트리거부를 형성함에 있어서,

   상기 NAND게이트(G3, G4)로 구성된 트리거부의 출력이 저항(9)을 통해 직류 전원과 접지 사이에 릴레이코일(RL)과 에미터 접지된 트랜지스터(Tr)의 콜랙터와 직렬 연결된 트랜지스터(Tr)의 베이스에 연결되고,

   전원 입력단자(L2)와 전동기의 기동코일(W3)사이에 트라이악(Q1, Q2)와 리액터 (RA) 및 기동콘덴서(SC)가 직열 연결되고, 상기 트라이악(Q1, Q2)의 게이트와 게이트 사이에 스위칭소자(RY)가 연결되고,

   상기 트라이악(Q1, Q2)의 게이트와 전원( L2)과 리액터(RA)사이에는 각기 저항(R10, R11)이 연결하여 되는 것을 특징으로하는 유도 전동기의 기동용 계전기.

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