KR20050013289A

KR20050013289A - 스타-델타 결선 절환장치

Info

Publication number: KR20050013289A
Application number: KR1020030051897A
Authority: KR
Inventors: 최정필; 김기덕; 배철현
Original assignee: 동아전기공업 주식회사
Priority date: 2003-07-28
Filing date: 2003-07-28
Publication date: 2005-02-04
Also published as: KR100490232B1

Abstract

본 발명은 스타-델타 결선용 전자 개폐기에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 3상 전동기의 결선방식을 스타방식에서 델타방식으로 또는 델타방식에서 스타방식으로 신속하고 안전하게 스위치시키며 그 결선회로 및 개폐장치 구성을 간소화시킬 수 있는 스타-델타 결선 절환장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 전동기 델타-스타 결선 절환장치는 전동기(10)의 U,V,W단에 R,S,T단의 3상입력전압을 온-오프하는 스타결선용 제1마그네트(12)와, 상기 전동기(10)의 X,Y,Z단에 R,S,T단의 3상입력전압을 온-오프하는 델타결선용 제2마그네트(14)와, 상기 제2마그네트의 작동에 연동하여 반대의 접점을 발생하며 이 접점으로 전동기(10)의 X,Y,Z단을 공통접속 또는 오픈시키는 스타결선용 3련스위치(20)로 구성된 스타-델타 결선 절환장치에 있어서, 상기 제2마그네트(14)의 상부에 이 마그네트(14)의 작동에 따라 기계적으로 연동하여 반대의 접점을 발생하는 무동력 방식의 3련스위치(20)를 설치하고, 상기 3련스위치를 전동기의 스타 또는 델타 결선시 X,Y,Z단의 공통접속 또는 오픈 시키기 위한 접점으로 사용하는 것을 특징으로 한다.

Description

스타-델타 결선 절환장치{A circuit switching breaker for star-delta connection}

본 발명은 스타-델타 결선용 전자 개폐기에 관한 것으로, 특히, 3상 전동기의 결선방식을 스타방식에서 델타방식으로 또는 델타방식에서 스타방식으로 신속하고 안전하게 스위치시키며 그 결선회로 및 개폐장치 구성을 간소화시킬 수 있는 스타-델타 결선 절환장치에 관한 것이다.

잘 알려져 있는 바와 같이, 전동기에서 스타(Y)-델타(Δ) 결선의 스위칭은 전동기의 시동시와 정상운전시 전력운용효율 증진과 과부하 상태를 피하기 위하여 사용된다. 실제로 전동기의 스타결선은 시동시 시동전류 및 토오크를 현저히(1/3)낮출수 있고, 시동 이후 정상 운전시에는 전동기의 결선방식을 델타결선으로 절환시켜 줌으로써 주변기기 및 전동기를 과부하로부터 보호할 수있다.

이러한 스타-델타 스위칭을 통한 전동기의 시동장치는 마그네트를 이용하여 전기적 접점을 절환시키는 전자 개폐기에 의한 방식과, 반도체 스위칭소자를 이용한 무접점 방식으로 대별할 수 있는데, 그 중에서 전자 개폐기에 의한 방식이 보다 널리 유용되고 있다.

도 1은 일반적인 스타-델타 결선 절환장치의 회로구성도로서, 전동기(10)의 U,V,W단에는 3상입력의 R,S,T단을 온-오프하는 제1마그네트(12)를 통하여 3상전압이 인가되게 연결하고, 상기 전동기(10)의 X,Y,Z단에는 3상입력의 R,S,T단을 온-오프하는 제2마그네트(14)를 통하여 3상전압이 인가되게 연결하고 있다.

상기 제1마그네트(12)는 전동기를 스타결선시키는 상태로 3상을 입력시키는 접점을 가지며, 상기 제2마그네트(14)는 전동기를 델타결선시키는 상태로 3상을 입력시키는 접점을 가진다.

또한 상기 제2마그네트의 작동에 연동하여 반대의 접점을 발생하며 이 접점으로 상기 전동기(10)의 스타결선 조건시 X,Y,Z단을 공통접속 또는 오픈시키는 스타결선용 제3마그네트(20)를 상기 제2마그네트(14)의 후단에 연결하여 설치한다.

상기 제1,2,3마그네트(12,14,16)는 각각 마그네트 접점의 온/오프를 제어하기 위한 릴레이(13,15,17)를 각각 포함하며, 이들 릴레이는 결선선택부(18)의 선택스위치(19)의 작동에 따라 순차적으로 작동하여 전동기를 스타결선 또는 델타결선 상태로 접속시키도록 연결한다.

이러한 종래의 스타-델타 결선 절환회로의 동작은 다음과 같다.

먼저, 결선선택부(18)의 선택스위치(19)를 조작하여 전동기를 스타결선상태로 스타트하게 되면 제1마그네트(12)의 릴레이(13)가 구동하여 제1마그네트의 3련 접점이 온되므로, 전동기의 U,V,W단에는 R,S,T단의 3상전압이 인가되어 전동기는 스타결선 상태로 시동이 이루어지게 된다.

이때, 제3마그네트(16)의 릴레이(17)도 결선선택부(18)에 의해 온 상태를 유지하게 되므로 전동기의 X,Y,Z단은 공통접속 상태가 된다.

이후, 전동기의 시동이 완료되어 정상운전상태에 이르게되면 결선제어부(18)의 선택스위치(19)의 작동에 의해 제1,3마그네트(12,16)의 접점은 열리게 되고 이어 제2마그네트(14)의 3련접점이 온되어 전동기는 텔타 결선상태에서 3상전압이 투입되게 된다.

이때, 제1,2,3마그네트(12,14,16)의 접점의 스위치 온 또는 오프 작동은 제1마그네트-제3마그네트-제2마그네트 순으로 이루어진다.

그러나 위에서 설명한 바와같은 종래의 전동기 스타-델타 결선 절환장치는 각각 릴레이(13,15,17)의 구동에 따라 온-오프하는 3상용 3련접점이 마련된 마그네트(12,14,16)를 이용하고 있기 때문에 절환회로의 구성이 복잡하고 결선제어부(18)의 제어로직이 복잡해지는 단점이 있었다.

본 발명의 목적은 3상 전동기의 결선방식을 스타방식에서 델타방식으로 또는 델타방식에서 스타방식으로 신속하고 안전하게 스위치시키며 그 결선회로 및 개폐장치 구성을 간소화시킬 수 있는 스타-델타 결선 절환장치를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 스타-델타 결선 절환장치의 회로구성도이다.

도 2는 본 발명의 스타-델타 결선 절환장치의 회로구성도이다.

도 3은 본 발명에 따른 스타-델타 결선 절환장치의 사시 구성도이다.

도 4는 본 발명의 스타-델타 결선 절환장치의 분해사시도이다.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※

10 : 전동기 12,14,16 : 마그네트

13,15,17 : 릴레이 18 : 결선선택부

19 : 선택스위치 20 : 3련스위치

14-1 : 하부하우징

14-2 : 접점블록 14-3 : 하부철심

14-4 : 코일블록 14-5 : 스프링

14-6 : 스프링 14-7 : 상부철심

14-8 : 가동접점 14-9 : 상단클램프

14-10,14-11 : 고정접점 14-12 : 상부하우징

14-13 ; 덮개부 20-1 : 하우징

20-2,20-3 : 고정접점 20-4 : 가동접점

20-5 : 걸림편 20-6 : 접점블록

본 발명의 스타-델타 절환장치는 전동기의 U,V,W단에 R,S,T단의 3상입력전압을 온-오프하는 스타결선용 제1마그네트와, 상기 전동기의 X,Y,Z단에 R,S,T단의 3상입력전압을 온-오프하는 델타결선용 제2마그네트와, 상기 제2마그네트의 작동에 연동하여 반대의 접점을 발생하며 이 접점으로 전동기의 X,Y,Z단을 공통접속 또는 오픈시키는 스타결선용 3련스위치로 구성된 스타-델타 결선 절환장치에 있어서, 상기 제2마그네트는 하부하우징과, 상기 하부하우징의 내부에 장착되는 하부철심과,상기 하부철심에 삽입 장착되는 코일블록과, 상기 코일블록에 스프링을 개재시켜 상하 이동가능하게 설치되는 상부철심과, 상기 상부철심에 고정설치되며 가동접점, 가동접점 지지용 스프링 및 상단클램프가 마련된 접점블록과, 상기 접점블록을 커버링 하며 상기 가동접점에 대응하게 될 양쪽의 고정접점이 설치되는 상부하우징과, 상기 상부하우징 위에 설치되며 접점블록의 상단클램프를 돌출시키기 위한 오프닝이 마련된 덮개부로 구성되고, 상기 3련스위치는 상기 제2마그네트의 상부에서 제2마그네트의 상단클램프에 슬라이딩 결합되는 걸림편 및 가동접점이 마련된 접접블록과, 상기 접점블록을 커버링하며 고정접점이 장착된 하우징으로 구성된 것을 특징으로 한다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 전동기 스타-델타 결선 절환장치의 회로구성도로서, 기존의 스타-델타 결선 절환장치중 제2마그네트(14)의 상부에 이 마그네트(14)의 작동에 따라 기계적으로 연동하여 반대의 접점을 발생하는 무동력 방식의 3련스위치(20)를 설치하고, 상기 3련스위치를 전동기의 스타 또는 델타 결선시 X,Y,Z단의 공통접속 또는 오픈 시키기 위한 접점으로 사용하는 것을 보이고 있다.

구체적으로 전동기(10)의 U,V,W단에는 3상입력의 R,S,T단을 온-오프하는 제1마그네트(12)를 통하여 3상전압이 인가되게 연결하고, 상기 전동기(10)의 X,Y,Z단에는 3상입력의 R,S,T단을 온-오프하는 제2마그네트(14)를 통하여 3상전압이 인가되게 연결한다.

상기 제1마그네트(12)는 전동기를 스타결선시키는 상태로 3상을 입력시키는접점을 가지며, 상기 제2마그네트(14)는 전동기를 델타결선시키는 상태로 3상을 입력시키는 접점을 가진다. 또한 상기 제2마그네트의 작동에 연동하여 반대의 접점을 발생하며 이 접점으로 상기 전동기(10)의 스타결선 조건시 X,Y,Z단을 공통접속 또는 오픈시키는 스타결선용 3련스위치(20)를 상기 제2마그네트(14)의 후단에 연결하여 설치한다.

상기 제1,2마그네트(12,14)는 각각 마그네트 접점의 온/오프를 제어하기 위한 릴레이(13,15)를 가지며, 이들 릴레이는 결선선택부(18)의 선택스위치(19)의 작동에 따라 교대로 스위치 작동하도록 접속시킨다.

이와 같은 본 발명의 스타-델타 결선 절환회로의 동작은 다음과 같다.

먼저, 결선선택부(18)의 선택스위치(19)를 조작하여 전동기를 스타결선 상태에서 시동하게 되면 제1마그네트(12)의 릴레이(13)가 구동하여 제1마그네트의 3련 접점이 온된다.

이에 따라 전동기의 U,V,W단에는 R,S,T단의 3상전압이 인가되어 전동기는 스타결선 상태로 시동이 이루어지게 된다.

상기 3련스위치(20)의 3련접점들은 제2마그네트(14)의 작동에 따라 기계적으로 연동되어 상기 제2마그네트의 접점과 반대의 접점을 발생하게 되므로, 이것에의해 상기 전동기(10)의 X,Y,Z단이 공통접속된다.

이후, 전동기의 시동이 완료되어 정상운전상태에 이르게되면 결선제어부(18)의 선택스위치(19)의 작동에 의해 제1마그네트(12)의 3련접점은 열리게 되고 이어 제2마그네트(14)의 3련접점이 온되어 전동기는 텔타 결선상태에서 3상전압이 투입되게 된다.

이때, 3련스위치(20)는 제2마그네트의 작동에 기계적으로 연동되어 그의 3련접점이 오픈된다.

도 3은 본 발명에 따른 전동기의 스타-델타 결선 스위치를 위한 2개의 제1,2마그네트(12,14)와 1개의 3련스위치(20)로 구성한 예를 사시도로서 보여주고 있다.

여기에서 참고되는 바와 같이, 3련스위치(20)는 제2마그네트(14)상에 설치되어 제2마그네트의 작동에 따라 3련스위치가 기계적으로 연동하여 작동하도록 설치되고 있다.

도 4는 제2마그네트와 3련스위치의 기게적인 결합관계를 설명하기 위한 분해사시도이다.

여기에서, 제2마그네트(14)는 하부하우징(14-1)과, 상기 하부하우징의 내부에 장착되는 하부철심(14-3)과, 상기 하부철심에 삽입 장착되는 코일블록(14-4)과, 상기 코일블록에 스프링(14-5)을 개재시켜 상하 이동가능하게 설치되는 상부철심(14-7)과, 상기 상부철심에 고정설치되며 가동접점(14-8), 가동접점 지지용 스프링(14-6) 및 상단클램프(14-9)가 마련된 접점블록(14-2)과, 상기 접점블록을 커버링 하며 상기 가동접점에 대응하게 될 양쪽의 고정접점(14-10,14-11)이 설치되는 상부하우징(14-12)과, 상기 상부하우징 위에 설치되며 접점블록(14-2)의 상단클램프(14-9)를 돌출시키기 위한 오프닝이 마련된 덮개부(14-13)로 구성되어 있는 것을 보이고 있다.

또한 3련스위치(20)는 상기 제2마그네트(14)의 상부에서 제2마그네트의 상단클램프(14-9)에 슬라이딩 결합되는 걸림편(20-5) 및 가동접점(20-4)이 마련된 접접블록(20-6)과, 상기 접점블록을 커버링하며 고정접점(20-2,20-3)이 장착된 하우징(20-1)으로 구성된 것을 보이고 있다.

따라서, 제2마그네트(14)의 하부하우징(14-1)내에 장착되는 코일블록(14-4)에 작동전류가 인가되면 상부하우징(14-12)으로 커버링되어있는 접점블록(14-2)에 고정된 상부철심(14-7)이 스프링(14-5)의 탄성을 이기고 하향이동하게 되고 이에 따라 가동접점(14-8)도 하향이동하게 된다.

상기 접점블록(14-2)의 가동접점(14-8)의 하향이동은 이들 가동접점(14-8)이 고정접점(14-10,14-11)을 연결시켜 스위치 온 상태를 만든다. 즉, 제2마그네트(14)의 3련접점이 온되어 전동기(10)의 결선모드를 델타결선으로 스위치하게 되는 것이다.

이러한 제2마그네트의 스위치 온 동작은 상부하우징(14-12)과 덮개부(14-13)를 통하여 제2마그네트의 상단부로 노출되어 있는 상단클램프(14-9)에 결합된 3련스위치(20)의 접점블록(20-6)의 걸림편(20-5)을 하방으로 끌어내려 접점블록(20-6)에 마련된 가동접점(20-4)을 하향 이동시킨다.

이러한 가동접점(20-4)의 하향이동은 하우징(20-1)에 고정된 분리된 2개의 고정접점(20-2,20-3)을 연결시키고 있던 가동접점(20-4)을 접점 오프 상태로 분리시켜 3련스위치(20)를 스위치 오프 시킨다.

따라서 제2마그네트의 작동시마다 기계적으로 연동되어 제2마그네트의 접점상태와 반대상태의 접점이 3련스위치에서 얻어지게 되므로, 별도의 릴레이를 가지는 제3의 마그네트의 구성 없이도 기존의 제2마그네트에 3련스위치를 부가시키는 것만으로도 전동기의 결선방식을 스위치시킬 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 3상 전동기의 결선방식을 스타방식에서 델타방식으로 또는 델타방식에서 스타방식으로 신속하고 안전하게 스위치시키며 그 결선회로 및 개폐장치 구성을 간소화시킬 수 있는 특유의 효과를 가져온다.

Claims

전동기(10)의 U,V,W단에 R,S,T단의 3상입력전압을 온-오프하는 스타결선용 제1마그네트(12)와, 상기 전동기(10)의 X,Y,Z단에 R,S,T단의 3상입력전압을 온-오프하는 델타결선용 제2마그네트(14)와, 상기 제2마그네트의 작동에 연동하여 반대의 접점을 발생하며 이 접점으로 전동기(10)의 X,Y,Z단을 공통접속 또는 오픈시키는 스타결선용 3련스위치(20)로 구성된 스타-델타 결선 절환장치에 있어서, 상기 제2마그네트(14)의 상부에 이 마그네트(14)의 작동에 따라 기계적으로 연동하여 반대의 접점을 발생하는 무동력 방식의 3련스위치(20)를 설치하고, 상기 3련스위치를 전동기의 스타 또는 델타 결선시 X,Y,Z단의 공통접속 또는 오픈 시키기 위한 접점으로 사용하는 것을 특징으로 하는 스타-델타 결선 절환장치.
제1항에 있어서, 상기 제2마그네트(14)는 하부하우징(14-1)과, 상기 하부하우징의 내부에 장착되는 하부철심(14-3)과, 상기 하부철심에 삽입 장착되는 코일블록(14-4)과, 상기 코일블록에 스프링(14-5)을 개재시켜 상하 이동가능하게 설치되는 상부철심(14-7)과, 상기 상부철심에 고정설치되며 가동접점(14-8), 가동접점 지지용 스프링(14-6) 및 상단클램프(14-9)가 마련된 접점블록(14-2)과, 상기 접점블록을 커버링 하며 상기 가동접점에 대응하게 될 양쪽의 고정접점(14-10,14-11)이 설치되는 상부하우징(14-12)과, 상기 상부하우징 위에 설치되며 접점블록(14-2)의 상단클램프(14-9)를 돌출시키기 위한 오프닝이 마련된 덮개부(14-13)로 구성되고,상기 3련스위치(20)는 상기 제2마그네트(14)의 상부에서 제2마그네트의 상단클램프(14-9)에 슬라이딩 결합되는 걸림편(20-5) 및 가동접점(20-4)이 마련된 접접블록(20-6)과, 상기 접점블록을 커버링하며 고정접점(20-2,20-3)이 장착된 하우징(20-1)으로 구성된 것을 특징으로 하는 스타-델타 결선 절환장치.