KR200440878Y1 - 전자접촉기의 고장 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전자접촉기에 고장이 발생하여 부하에 정상으로 전력을 공급하지 못할 경우에 고장의 발생을 표시하여 관리자가 신속하게 고장에 대한 조치를 취할 수 있도록 한다.

본 고안에 따르면, 전자석 코일을 구동시키는 스위칭부에 저항을 접속하여 전자석 코일 및 스위칭부로 과전류가 흐를 경우에 저항이 개방되게 한다. 그리고 저항에는 병렬로 표시램프를 구비한 표시부를 접속하고, 저항이 개방될 경우에 표시부로 전류가 흘러 표시램프가 점등 및 고장의 발생을 표시한다. 그러므로 관리자는 표시램프의 점등 여부로 전자접촉기의 고장 발생 여부를 바로 판단하여 고장의 발생에 대한 신속한 조치를 취할 수 있다.

전자접촉기, 전자석 코일, 전력 공급, 스위칭부, 고장표시, 펄스폭변조

Description

전자접촉기의 고장 표시장치{Apparatus for displaying failure of electronic magnetic contactor}

도 1은 일반적인 전자접촉기의 구성을 보인 도면,

도 2는 본 고안의 고장 표시장치가 구비된 전자접촉기의 구성을 보인 도면, 및

도 3은 본 고안의 고장 표시장치의 상세 구성을 보인 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

200 : 동작전력 공급부 201 : 동작전력

203 : 서지 흡수부 205 : 잡음 필터

207 : 정류회로 210 : 전자개폐 구동부

211 : 전자석 코일 213 : 방전회로부

220 : 펄스폭 변조부 230 : 스위칭부

240 : 전류 검출부 250 : 고장 표시부

FET11 : 트랜지스터 LED : 표시램프

R11, R12 : 저항

본 고안은 전자접촉기의 고장 표시장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 전자접촉기를 구동시키는 전자석 코일이 손상되는 등의 이유로 부하로 전력을 공급하지 못하게 되는 고장이 발생하였을 경우에 이를 표시하여 관리자가 발생된 고장에 대하여 신속하게 소정의 조치를 취할 수 있도록 하는 전자접촉기의 고장 표시장치에 관한 것이다.

공장 자동화시스템을 구성하는 요소들의 기기들 중에서 부하로 전력을 공급하고, 차단하는 장치들 중의 하나인 전자접촉기(Electronic magnetic contactor)는 모터 등의 부하가 소손되는 것을 방지하고 있다. 상기 전자접촉기는 열동형 계전기(thermal relay)와 전자개폐기(Magnetic switch) 등의 전자소자와, 그 전자소자들을 하나로 조립하기 위한 프레임으로 구성되어 있다. 그리고 상기 전자접촉기는 상기 전자개폐기의 구성물들 중의 하나인 전자석 코일의 여자(勵磁)여부에 따라 부하로 전력을 공급 및 차단하게 된다.

상기 전자접촉기를 구성하는 전자소자들은 잡음(Noise) 및 열 등에 매우 취약한 부품들로서 경년변화를 일으키는 소자들이며, 이런 소자들의 소손 현상에 의한 전자개폐기의 고장은 공장 자동화시스템에 매우 큰 손실을 끼칠 수 있다.

그러므로 전자개폐기에 고장이 발생하였을 경우에 이를 바로 관리자에게 알 려 고장에 대한 소정의 조치를 취할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

그러나 종래의 전자접촉기는 고장이 발생하였을 경우에 이를 관리자에게 알리는 기능이 구비되어 있지 않으므로 관리자는 일일이 전자접촉기들을 하나씩 확인하여 고장이 발생한 전자접촉기를 찾아야 되었다.

이러한 종래의 기술을 도 1의 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 전자접촉기의 구성을 보인 도면이다. 여기서, 부호 100은 동작전력이다. 상기 동작전력(100)으로는 예를 들면, 직류전력 또는 교류전력이 입력될 수 있다.

부호 110은 서지흡수부이다. 상기 서지 흡수부(110)는 상기 동작전력(100)에 포함되어 있는 서지전압을 흡수하여 제거한다.

부호 120은 잡음필터이다. 상기 잡음필터(120)는 상기 서지흡수부(110)에서 서지전압이 제거된 전력에 포함되어 있는 잡음을 제거한다.

부호 130은 정류회로이다. 상기 정류회로(130)는 상기 잡음필터(120)에서 출력되는 전력을 정류하여 직류전력으로 변환한다.

부호 140은 전자석 코일이고, 부호 150은 방전회로부이다. 상기 전자석 코일(140) 및 방전회로부(150)는 상호간에 병렬 접속되고, 그 병렬 접속된 일측단자는 상기 정류회로(130)의 출력단자에 접속된다.

부호 160은 펄스폭 변조부이다. 상기 펄스 폭 변조부(160)는 소정의 폭을 가지는 펄스신호를 스위칭 신호로 발생한다.

부호 170은 스위칭부이다. 상기 스위칭부(170)는 트랜지스터(FET1)의 게이트에 상기 펄스폭 변조부(160)의 출력단자 및 접지 저항(R1)이 접속되고, 트랜지스터(FET1)의 소스는 접지에 접속되며, 트랜지스터(FET1)의 드레인은 상기 병렬 접속된 전자석 코일(140) 및 방전회로부(150)의 타측단자가 접속된다.

이러한 구성을 가지는 전자접촉기는 동작전력(100)으로 교류전력 또는 직류전력이 입력될 경우에 그 입력되는 전력에서 서지 흡수부(110)가 서지전압을 흡수하여 제거하고, 잡음 필터(120)가 잡음을 필터링하여 제거하며, 정류회로(130)가 정류하여 직류전력을 출력한다.

여기서, 동작전력(100)으로 입력되는 전력이 직류전력일 경우에 상기 정류회로(130)를 구비하지 않을 수도 있다.

이와 같은 상태에서 부하(도면에 도시되지 않았음)로 전력을 공급할 경우에 펄스폭 변조부(160)는 소정의 폭을 가지는 펄스신호를 발생하고, 발생한 펄스신호는 스위칭부(170)의 트랜지스터(FET1)의 게이트에 인가된다.

그러면, 트랜지스터(FET1)는 상기 펄스폭 변조부(160)가 출력하는 펄스신호에 따라 도통상태 및 차단상태를 반복하게 된다. 상기 트랜지스터(FET1)가 도통상태일 경우에 상기 정류회로(130)의 출력전력이 전자석 코일(140) 및 트랜지스터(FET1)를 통해 접지로 흐르게 된다. 그리고 상기 트랜지스터(FET1)가 차단상태일 경우에는, 트랜지스터(FET1)가 도통상태일 때 상기 전자석 코일(140)에 축적되어 있던 전력이 방전회로부(150)를 통해 흐르게 된다.

그러므로 상기 전자석 코일(140)은 계속 여자상태를 유지하게 되고, 이로 인하여 전자접촉기의 전자개폐기는 계속 폐로상태를 유지하여 부하로 전력을 공급하게 된다.

이러한 전자접촉기에 있어서, 경년변화 등으로 전자석 코일(140) 또는 트랜지스터(FET1)로 과전류가 흘러 손상되는 경우가 있다. 상기 전자석 코일(140) 또는 트랜지스터(FET1)가 손상될 경우에 전자접촉기의 전자개폐기가 정상으로 동작하지 못하게 되고, 이로 인하여 부하로 전력을 공급하지 못하게 된다.

그러므로 전자접촉기가 부하로 전력을 공급하지 못할 경우에 이를 빠른 시간 내에 관리자에게 알려 고장의 발생에 대한 소정의 조치를 취하도록 하는 것이 바람직하다.

그러나 상기한 바와 같은 전자접촉기는 고장이 발생하였을 경우에 부하로 전력만 공급하지 못하게 될 뿐이고, 고장의 발생 여부를 관리자에게 알리는 기능이 구비되어 있지 않았다.

그러므로 공장 자동화시스템을 관리하는 관리자는 부하의 동작에 이상이 있을 경우에 해당 부하로 전력을 공급하는 복수의 전자접촉기의 동작상태를 일일이 확인하여 고장이 발생한 전자접촉기를 찾고, 그 고장이 발생한 전자접촉기를 교환하는 등 소정의 조치를 취하였으므로 관리자에게 많은 번거로움과 불편을 주었음은 물론 공장 자동화시스템의 운영에 막대한 피해를 줄 우려가 있었다,

본 고안의 목적은 전자접촉기가 부하로 전력을 공급하지 못하게 되는 고장이 발생하였을 경우에 이를 표시하는 전자접촉기의 고장 표시장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 전자접촉기의 전자석 코일 및 전자석 코일을 스위칭시키는 트랜지스터로 과전류가 흐를 경우에 전자석 코일 및 트랜지스터가 과전류로 손상되지 않도록 보호하고, 고장의 발생을 표시하는 전자접촉기의 고장 표시장치를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 가지는 본 고안의 전자접촉기의 고장 표시장치에 따르면, 스위칭부와 접지의 사이에 저항과, 표시부를 병렬로 접속한다. 상기 저항은 상기 스위칭부로 과전류가 흐를 경우에 개방되고, 스위칭부를 통과한 전류가 표시부로 흐르게 되어 고장의 발생을 표시한다.

그리고 고장이 발생하지 않았을 경우에는 상기 저항의 양단전압을 이용하여 상기 스위칭부를 통과하는 전류를 검출할 수 있는 것으로서 전류 검출부를 구비하여 상기 저항의 양단전압으로 전류를 검출하고, 그 검출한 전류레벨에 따라 펄스폭 변조부가 펄스신호의 폭을 가변시키게 하여 스위칭부를 안정하게 구동시킬 수 있도록 한다.

그러므로 본 고안의 전자접촉기의 고장 표시장치는, 동작전력을 공급하는 동 작전력 공급부와, 상기 동작전력 공급부가 공급하는 전력으로 동작하여 부하의 전력공급을 구동하는 전자개폐 구동부와, 상기 부하로 전력을 공급할 경우에 펄스신호를 발생하는 펄스폭 변조부와, 상기 펄스폭 변조부의 펄스신호에 따라 스위칭되어 상기 전자개폐 구동부를 구동시키는 스위칭부와, 상기 전자개폐 구동부에서 스위칭부를 통해 과전류가 흘러 고장이 발생할 경우에 그 고장의 발생을 표시하는 고장 표시부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 동작전력 공급부는, 입력전력에서 서지전압을 흡수하여 제거하는 서지 흡수부와, 상기 서지 흡수부의 출력전력에서 잡음을 제거하는 잡음 필터와, 상기 잡음 필터의 출력전력을 정류하여 상기 스위칭부로 직류전력을 공급하는 정류회로를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 전자개폐 구동부는 상기 동작전력 공급부와 상기 스위칭부의 사이에 구비되어 스위칭부의 스위칭에 따라 구동되는 전자석 코일과, 상기 전자석 코일과 병렬 접속되고, 상기 스위칭부가 오프상태일 경우에 상기 전자석 코일에 축적된 전력이 계속 흐르게 하는 방전회로부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

그리고 본 고안은 상기 스위칭부로 흐르는 전류를 검출하여 상기 펄스 폭 변조부로 출력하는 전류 검출부를 더 포함하고, 상기 펄스 폭 변조부는 상기 전류 검출부의 출력신호에 따라 펄스신호의 폭을 가변시키는 것을 특징으로 한다.

상기 고장 표시부는 상기 스위칭부로 과전류가 흐르지 않을 경우에 상기 전류 검출부가 전류를 검출할 수 있게 하고, 상기 스위칭부로 과전류가 흐를 경우에 개방되는 저항과, 상기 저항이 개방될 경우에 고장 발생을 표시하는 표시부로 구성 됨을 특징으로 한다.

이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 고안의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 고안의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으로 제공된다. 따라서, 본 고안의 기본 이해를 위한 필요 이상의 자세한 구조를 제공하고자 하지 않았음은 물론 통상의 지식을 가진 자가 본 고안의 실체에서 실시될 수 있는 여러 가지의 형태들을 도면을 통해 예시한다.

도 2는 본 고안의 고장 표시장치가 구비된 전자접촉기의 구성을 보인 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 고안은 동작전력 공급부(200)와, 전자개폐 구동부(210)와, 펄스폭 변조부(220)와, 스위칭부(230)와, 전류 검출부(240)와, 고장 표시부(250)를 포함하여 구성된다.

상기 동작전력 공급부(200)는, 동작전력(201)과, 서지 흡수부(203)와, 잡음필터(120)와, 정류회로(130)를 포함하여 구성된다.

상기 동작전력(201)으로는 예를 들면, 직류전력 또는 교류전력이 입력될 수 있다.

상기 서지 흡수부(203)는 상기 입력되는 동작전력(201)에 포함되어 있는 서지전압을 흡수하여 제거한다.

상기 잡음필터(205)는 상기 서지흡수부(203)에서 서지전압이 제거된 입력전력에 포함되어 있는 잡음을 제거한다.

상기 정류회로(207)는 상기 잡음필터(205)에서 출력되는 전력을 정류하여 직류전력으로 변환하고, 그 변환한 직류전력을 상기 전자개폐 구동부(210)로 출력한다.

상기 전자개폐 구동부(210)는 전자접촉기의 전자개폐기를 구동시켜 부하로 전력을 공급 또는 차단하는 것으로서 전자석 코일(211)과, 방전회로부(213)를 구비한다. 상기 전자석 코일(211)과, 방전회로부(213)는 상기 동작전력 공급부(200)와 상기 스위칭부(230)의 사이에 상호간에 병렬 접속된다.

상기 펄스 폭 변조부(220)는 전자접촉기가 부하로 전력을 공급할 경우에 소정의 폭을 가지는 펄스신호를 스위칭 신호로 발생한다.

상기 스위칭부(230)는 상기 펄스 폭 변조부(220)가 발생하는 펄스신호에 따라 스위칭되어 상기 전자개폐 구동부(210)가 구동되게 한다. 상기 스위칭부(230)는 상기 전자개폐 구동부(210)에 트랜지스터(FET11)의 드레인이 접속되고, 트랜지스터(FET11)의 게이트에는 상기 펄스 폭 변조부(220)의 출력단자가 접속된다.

상기 전류 검출부(240)는 상기 스위칭부(230)의 트랜지스터(FET11)로 흐르는 전류를 검출하고, 검출전류를 상기 펄스 폭 변조부(220)로 출력하여 펄스 폭 변조부(220)에서 출력되는 펄스신호의 폭을 조절한다.

상기 고장 표시부(250)는 상기 스위칭부(230)의 트랜지스터(FET11)의 소스와 접지의 사이에 저항(R11) 및 표시부(251)가 병렬 접속되고, 상기 표시부(251)는 도 3에 도시된 바와 같이 저항(R12) 및 표시램프(LED)가 직렬 접속된다.

상기 저항(R11)은 상기 정류회로(207)의 출력단자에서 상기 전자석 코 일(211) 및 상기 스위칭부(230)를 통해 설정전류 이상의 과전류가 흐를 경우에 개방되는 내전력을 가지는 것을 사용하고, 상기 저항(R12)은 상기 저항(R11)이 개방되어 표시램프(LED)가 점등될 경우에 그 표시램프(LED)로 과전류가 흐르지 않도록 한다.

이와 같이 구성된 본 고안은 동작전력 공급부(200)가 입력되는 동작전력(201)에서 서지 흡수부(203)가 서지전압을 흡수하여 제거하고, 잡음 필터(205)가 잡음을 제거하며, 정류회로(207)가 상기 잡음 필터(205)에서 출력되는 입력전력을 정류하여 전자개폐 구동부(210)로 직류전력을 공급하게 된다.

이와 같은 상태에서 부하(도면에 도시되지 않았음)로 전력을 공급할 경우에 펄스폭 변조부(220)는 소정의 폭을 가지는 펄스신호를 발생하고, 발생한 펄스신호는 스위칭부(230)의 트랜지스터(FET11)의 게이트에 인가된다.

그러면, 트랜지스터(FET11)는 상기 펄스폭 변조부(160)가 출력하는 펄스신호에 따라 도통상태 및 차단상태를 반복하게 된다. 상기 트랜지스터(FET11)가 도통상태일 경우에 상기 정류회로(130)의 출력전력이 전자석 코일(211) 및 트랜지스터(FET11)를 통해 접지로 흐르면서 전자석 코일(211)에 전력이 축적된다. 그리고 상기 트랜지스터(FET11)가 차단상태일 경우에는, 트랜지스터(FET11)가 도통상태일 때 상기 전자석 코일(140)에 축적되어 있던 전력이 방전회로부(213)를 통해 흐르게 된다.

그러므로 상기 전자석 코일(211)은 계속 여자상태를 유지하게 되고, 이로 인 하여 전자접촉기의 전자개폐기는 계속 폐로상태를 유지하여 부하로 전력을 공급하게 된다.

그리고 전류 검출부(240)는 상기 전자석 코일(211) 및 트랜지스터(FET11)를 통해 흐르는 전류를 저항(R11)의 양단 전압으로 검출하고, 검출한 전압은 펄스 폭 변조부(220)로 출력한다.

그러면, 상기 펄스 폭 변조부(220)는 상기 전류 검출부(240)의 출력전압에 따라 펄스신호의 폭을 가변시켜 발생하고, 그 폭을 가변시키는 펄스신호에 따라 트랜지스터(FET11)가 스위칭되어 전자석 코일(211) 및 트랜지스터(FET11)를 통해 과전류가 흐르지 않도록 한다.

이와 같이 동작함에 있어서, 전자석 코일(211)이 손상되는 등의 이유로 과전류가 흐르게 되면, 고장 표시부(250)의 저항(R11)으로 과전류가 흐르게 되어 개방된다. 그러면, 트랜지스터(FET11)로 흐르는 전류가 표시부(251)의 저항(R12)을 통해 표시램프(LED)로 흐르게 되므로 표시램프(LED)가 점등되어 전자접촉기에 고장이 발생하였음을 표시하게 된다.

그러므로 공장 자동화시스템을 관리하는 관리자는 고장이 발생하였을 경우에 표시부(251)의 표시램프(LED)의 점등 상태로 고장이 발생한 전자접촉기를 바로 확인하여 소정의 조치를 취할 수 있다.

이상에서와 같이 본 고안은 전자접촉기에 고장이 발생하여 부하에 정상으로 전력을 공급하지 못할 경우에 고장의 발생을 표시하여 관리자가 바로 고장의 발생을 확인할 수 있다.

그러므로 전자접촉기를 사용하는 공장 자동화시스템 등에서 전자접촉기에 고장이 발생하였을 경우에 바로 그 고장의 발생에 대한 소정의 조치를 취할 수 있고, 이로 인하여 전자접촉기의 고장으로 인한 피해의 확산을 줄일 수 있는 등의 여러 가지 효과가 있다.

이상에서는 대표적인 실시 예를 통하여 본 고안에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 고안의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.

그러므로 본 고안의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 실용신안등록청구범위뿐만 아니라 이 실용신안등록청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (5)

1. 동작전력을 공급하는 동작전력 공급부;

   상기 동작전력 공급부가 공급하는 전력으로 동작하여 부하의 전력공급을 구동하는 전자개폐 구동부;

   상기 부하로 전력을 공급할 경우에 펄스신호를 발생하는 펄스폭 변조부;

   상기 펄스폭 변조부의 펄스신호에 따라 스위칭되어 상기 전자개폐 구동부를 구동시키는 스위칭부; 및

   상기 전자개폐 구동부에서 스위칭부를 통해 과전류가 흘러 고장이 발생할 경우에 그 고장의 발생을 표시하는 고장 표시부를 포함하여 구성된 전자접촉기의 고장 표시장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 동작전력 공급부는;

   입력전력에서 서지전압을 흡수하여 제거하는 서지 흡수부;

   상기 서지 흡수부의 출력전력에서 잡음을 제거하는 잡음 필터; 및

   상기 잡음 필터의 출력전력을 정류하여 상기 스위칭부로 직류전력을 공급하는 정류회로를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전자접촉기의 고장 표시장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 전자개폐 구동부는;

   상기 동작전력 공급부와 상기 스위칭부의 사이에 구비되어 스위칭부의 스위칭에 따라 구동되는 전자석 코일; 및

   상기 전자석 코일과 병렬 접속되고, 상기 스위칭부가 오프상태일 경우에 상기 전자석 코일에 축적된 전력이 계속 흐르게 하는 방전회로부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전자접촉기의 고장 표시장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 스위칭부로 흐르는 전류를 검출하여 상기 펄스 폭 변조부로 출력하는 전류 검출부를 더 포함하고,

   상기 펄스 폭 변조부는 상기 전류 검출부의 출력신호에 따라 펄스신호의 폭을 가변시키는 것을 특징으로 하는 전자접촉기의 고장 표시장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 고장 표시부는;

   상기 스위칭부로 과전류가 흐르지 않을 경우에 상기 전류 검출부가 전류를 검출할 수 있게 하고, 상기 스위칭부로 과전류가 흐를 경우에 개방되는 저항; 및

   상기 저항이 개방될 경우에 고장 발생을 표시하는 표시부로 구성됨을 특징으로 하는 전자접촉기의 고장 표시장치.

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