KR20090054967A - 부하시 탭 절환기용 전기 모터 드라이브 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 모터 드라이브 유닛 및 제어 유닛 (12) 을 포함하는 부하시 탭 절환기의 모터 드라이브 캐비넷 (2) 에 관한 것이다. 전기 모터 드라이브 유닛은 전기 모터 (6), 기어박스 (7), 및 위치 트랜스미터 (9) 를 포함하며, 상기 제어 유닛 (12) 은 상기 기어박스 (7) 를 통해 출력축 (3) 을 구동하기 위해 직접 연결을 통해 상기 전기 모터 (6) 에 전력을 공급하여 상기 모터 드라이브 캐비넷 (2) 으로부터 나가는 출력축 (3) 을 제어하도록 되어 있고, 상기 위치 트랜스미터 (9) 는 상기 출력축 (3) 의 운동 및 위치를 검출하고 또한 그의 표시를 상기 제어 유닛 (12) 에 제공도록 되어 있으며, 그리고 상기 모터 드라이브 캐비넷 (2) 은 사용시 밀봉되며, 상기 모터 드라이브 유닛과 제어 유닛 (12) 은 상기 밀봉된 모터 드라이브 캐비넷 (2) 내부에 들어있다.

Description

부하시 탭 절환기용 전기 모터 드라이브 유닛{ELECTRIC MOTOR DRIVE UNIT FOR ON―LOAD TAP―CHANGERS}

본 발명은 일반적으로 부하시 탭 절환기에 관한 것으로, 특히 부하시 탭 절환기용 전기 모터 드라이브 유닛에 관한 것이다.

부하시 탭 절환기는 일반적으로 전기 그리드 (grid) 의 전력 변압기에 사용되는 것으로, 그 기능은 주로 그 변압기로부터의 전압을 일정하게 유지하는 것이다. 전압을 조절하여 변압기의 전력을 제어하는 기능을 갖는 일부 부하시 탭 절환기가 변압기에 사용된다. 부하시 탭 절환기는 부하 전류를 중단시키지 않고 변압기의 권수비 (turn ratio) 를 변경하는 기계적 스위칭 장치로서 설명될 수 있다. 이는 변압기로부터의 전압을 일정하게 유지하고, 또한 부하의 변동을 보상할 수 있게 한다.

보통의 부하시 탭 절환기는 일반적으로 모터 드라이브 유닛, 축 시스템, 하우징을 갖는 전환기 스위치, 및 전환기 스위치 아래에 장착된 선별기로 이루어진다. 이러한 부하시 탭 절환기는 전환기 스위치형이라 불린다. 선별기와 전환기 스위치가 동일한 유닛으로 합쳐진 다른 부하시 탭 절환기는 선별기 스위치형이라 불린다.

전기 모터 드라이브 유닛의 주 목적은 연결된 부하시 탭 절환기를 변압기의 더 높거나 더 낮은 탭까지 구동시키는 것이다.

탭 절환기용 전기 모터 드라이브 유닛은 다소 복잡하며, 그 제조 및 조립 비용이 상당하다. 더욱이, 전기 드라이브 모터 유닛은 기본적으로 소비자의 요구조건에 따라 폭넓게 주문 설계되므로, 그 제조 및 조립 비용은 더 증가한다.

본 발명의 목적은 다양한 소비자의 요구조건에 맞출 수 있는 탭 절환기용 전기 모터 드라이브 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명은 최소한의 전기 모터 드라이브 유닛을 부하시 탭 절환기에 제공하여 다음의 장점이 이루어지는 것을 실현하는 것을 기초로 한다.

· 제조시 리드 타임 (lead time) 의 감소

· 추후 주문 변경에 대한 유연성

· 수리 친화적 설계

· 탭 절환기 모터 드라이브 비용의 감소

본 발명의 제 1 양태에 따라서, 첨부된 청구항 1에 기재되어 있는 바와 같은 모터 드라이브 캐비넷 (cabinet) 이 제공된다.

본 발명의 제 2 양태에 따라서, 첨부된 청구항 8에 기재되어 있는 바와 같은 부하시 탭 절환기가 제공된다.

다른 바람직한 실시예가 종속항에 기재되어 있다.

본 발명은, 단지 설명을 위한 것이므로 본 발명을 한정하지 않는 첨부된 도면과 이하의 실시예의 상세한 설명에 의해 더 완전하게 이해될 것이다.

도 1 은 탭 절환기를 개략적으로 나타낸다.

도 2 는 모터 드라이브 캐비넷을 개략적으로 나타낸다.

다음의 설명에서, 한정의 의도가 없는 설명을 목적으로, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 특별한 기술 및 적용과 같은 특정한 상세한 설명이 진술된다. 그러나, 본 발명은 이러한 상세한 설명에서 벗어나는 다른 실시예로 실시될 수 있는 것을 당업자는 이해할 것이다. 다른 경우에, 공지된 방법 및 장치의 상세한 설명은 불필요한 상세한 설명으로 본 발명의 설명을 흐리지 않도록 생략된다.

본 발명의 실시예가 도 1 ~ 도 2 를 참조하여 이하 설명된다.

부하시 탭 절환기 (1) 는 모터 드라이브 캐비넷 (2), 축 시스템 (3), 전환기 스위치 (4), 및 전환기 스위치 (4) 아래에 장착된 선별기 (5) 를 포함한다. 대안적으로, 선별기 (5) 및 전환기 스위치 (4) 는 동일한 유닛으로 병합된다.

모터 드라이브 캐비넷 (2) 은 전기 모터 드라이브 유닛을 내장한다. 모터 드라이브 캐비넷 (2) 은 사용시 밀봉되며, 모터 드라이브 캐비넷 (2) 에서 적어도 습도 및 온도를 조절하기 위해 내부 환경 제어부가 제공되며, 따라서 그 모터 드라이브 캐비넷은 통상 고압 변압기 가까이에서 발생하는 거친 환경적 조건으로부터 전기 모터 드라이브 유닛을 보호한다.

전기 모터 드라이브 유닛은 전기 모터 (6), 기어박스 (7), 기계적 엔드스탑 (8), 위치 트랜스미터 (9), I/O 포트 (10), 사용자 인터페이스 (11), 및 전기 모터 드라이브 유닛을 제어하기 위한 제어 유닛 (12) 을 포함한다. 전기 모터 (6) 는 축 시스템 (3) 에 연결된 출력축 (3) 을 통해 부하시 탭 절환기를 구동하도록 되어 있다. 출력축 (3) 은 빈틈이 없는 조인트를 통해 모터 드라이브 캐비넷 (2) 에서 나가있다.

기어박스 (7) 는 전기 모터 (6) 로부터 출력축 (3) 에 주어지는 회전수를 감소시키기 위해 전기 모터 (6) 와 출력축 (3) 사이에서 사용된다. 전기 모터 (6) 는 바람직하게는, 제어 유닛 (12) 의 주파수 전환기로부터 다적응 전력 공급을 받는 표준 3 상 모터이다. 이렇게 해서, 전기 모터 (6) 는 110-440 AC/DC 를 공급받을 수 있다. 기계적 엔드스탑 (8) 은 바람직하게는, 전기 모터 (6) 가 부하시 탭 절환기의 상부 및 하부 끝 위치를 넘어 부하시 탭 절환기 (1) 를 구동시키는 것을 방지하기 위해 전기 모터 드라이브 유닛에 제공된다. 더욱이, 기계적 엔드스탑 (8) 은 유익하게는, 기어박스 (7) 내에 포함된다. 전기 모터 드라이브 유닛 (2) 의 수동 작동은 바람직하게는 기계적 엔드스탑 (8) 에 배치된 핸드 크랭크의 사용으로 이루어진다. 더욱이, 부하시 탭 절환기의 절대 위치 및 운동을 지속적으로 알기 위해, 위치 트랜스미터 (9) 가 출력축 (3) 에 배치된다. 위치 트랜스미터 (9) 는 출력축 (3) 및 그에 따른 부하시 탭 절환기의 끝 위치, 잘못된 거동 및/또는 표시와 같은, 운동 및 위치 모두에 관한 상태를 수집한다. 위치 트랜스미터 (9) 는 부하시 탭 절환기 절대 위치를 검출할 수 있도록 사용된 다. 더욱이, 기어박스 (7) 가 바람직하게는 자체 감속 능력을 갖고 제공되기 때문에, 전기 모터에는 전용의 브레이크가 제공될 필요가 없으며, 전기 모터는 또한 효과적인 제동을 위해 단락될 수 있다.

사용자 인터페이스 (11) 는 작업자와의 상호작용을 위해 사용된다. 그래픽 디스플레이가 바람직하게는 상태 및 실제 설정에 대한 정보를 나타내기 위해 사용된다. 메뉴 네비게이션이 바람직하게는 디스플레이의 터치 패널에 의해 이용될 수 있다. 실시간 디스플레이 정보의 예로는 부하시 탭 절환기의 실제 위치, 현재의 최대/최소 위치 (재설정가능), 작업의 수, 경보 및 오류 처리, 및 설정이 있다. 더 바람직하게는 터치 패널은 관련 표준에 의해 요구되어 제공되는, 전기 모터 드라이브 유닛의 수동 작동을 위한 버튼, 로컬 오프 원격 스위치, 및 기능 전용 (function-dedicated) 버튼을 포함한다. 추가의 버튼이 디스플레이를 통한 메뉴 네비게이션, 및 이어지는 명령의 선택과 실행을 위한 입력 장치로서 사용될 수 있다. 사용자 인터페이스 (11) 는 바람직하게는 가능한 실행 시간 설정을 위해 밀봉된 모터 드라이브 캐비넷 (2) 의 외부로부터 접근가능하다.

제어 유닛 (12) 은 모터 드라이브 캐비넷 (2) 의 중심이며, 부하시 탭 절환기를 위한 전기 모터 드라이브 유닛의 모든 작동, 설정 및 신호전송의 전체적인 제어를 유지한다. 제어 유닛 (12) 의 한 부분은 모터 전력 스테이지이다. 이 모터 전력 스테이지는 전기 모터 (6) 에 전력을 공급하기 위해 사용된다. 이 전력은 제어 유닛 (12) 과 전기 모터 (6) 사이의 직접 연결을 통해 (따라서 그 사이의 접촉자를 생략할 수 있음) 공급되며, 그 접촉자는 공간을 차지하며, 전기 모 터의 구동 유연성을 제한하고, 또한 제조 및 시험 시간을 증가시킨다. 제어 유닛 (12) 으로의 피드백은 위치 트랜스미터 (9) 및 모터 전력 스테이지로부터의 전류/전압 측정으로 이루어진다. 바람직하게는 제어 유닛 (12) 에 의해 수집되며, 또한 전기 모터 드라이브 유닛을 제어하기 위해 사용되는 파라미터는 예컨대 회전 속도, 회전 방향 및 등가속 (ramp) 속도 등이다. 이렇게 해서 제어 유닛 (12) 은 전기 모터 (6) 의 작동을 제어하고 관리한다. 모터 전력 스테이지는 다 전압, 다 주파수, 및 2중 유형 (AC/DC) 의 입력과는 독립적으로 동일한 출력을 제공하도록 되어 있다. 이렇게 해서 실행 시간 중에 모터 드라이브 캐비넷 (2) 은 또한 재설정될 수 있다.

모터 드라이브 캐비넷 (2) 의 신호 전송은 바람직하게는, 예컨대 제어 영역 네트워크 (CAN) 와 같은 버스로 실행된다. 이렇게 해서, 모터 드라이브 캐비넷 (2) 은 예컨대 추후 주문 변경에 더 용이하게 적응될 수 있다.

모터 드라이브 캐비넷 (2) 의 신호 송수신은 바람직하게는 I/O 포트 (10) 에 의해 제공될 수 있다. I/O 포트는 디지털 및 아날로그 신호뿐만 아니라 인 및 아웃 신호와 같은, 다른 유형 및 다른 수의 I/O 신호를 처리하기 위해 구비된다. 모터 드라이브 캐비넷 (2) 에는 바람직하게는 표준 포트 세트가 제공되며, 그 표준 포트 세트는 바람직하게는 그 능력 내에서 요구되는 송신부/수신부와의 연결을 형성하도록 소프트웨어 설정가능하다. 디지털 인 시그날 (in-signal) 은 바람직하게는 주파수와 전압이 폭넓게 변하는 AC 뿐만 아니라 전압이 변하는 DC 모두를 처리하도록 되어 있다.

모터 드라이브 캐비넷 (2) 에 표준 I/O 포트 (10) 세트 (설정가능한 포트임) 및 제어 유닛 (12) 에서 파라미터를 통해 설정될 수 있는 전기 모터 (6) 와 표준 기어박스 (7) 를 제공함으로써, 제조 시간은 이전의 제조 시간의 약 1/6까지 줄어들게 된다. 더욱이, 시험 시간은 또한 본 발명의 모터 드라이브 캐비넷 (2) 으로 이전 제조 시간의 약 1/6까지 줄어들게 된다.

본 발명은 다양한 방식으로 변경될 수 있는 것이 명백하다. 이러한 변경은 첨부된 청구범위에서 정의되는 바와 같이 본 발명의 범위로부터 출발한 것으로 고려될 수 있다. 이러한 모든 변경은 당업자에게 명백한 바와 같이, 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 바와 같이 본 발명의 범위 내에서 포함된다.

Claims (8)

1. 전기 모터 드라이브 유닛 및 제어 유닛 (12) 을 포함하는 부하시 탭 절환기의 모터 드라이브 캐비넷 (2) 에 있어서, 상기 전기 모터 드라이브 유닛은 전기 모터 (6), 기어박스 (7), 및 위치 트랜스미터 (9) 를 포함하며, 상기 제어 유닛 (12) 은 상기 기어박스 (7) 를 통해 출력축 (3) 을 구동하기 위해 직접 연결을 통해 상기 전기 모터 (6) 에 전력을 공급하여 상기 모터 드라이브 캐비넷 (2) 으로부터 나가는 출력축 (3) 을 제어하도록 되어 있고, 상기 위치 트랜스미터 (9) 는 상기 출력축 (3) 의 운동 및 위치를 검출하고 또한 그의 표시를 상기 제어 유닛 (12) 에 제공도록 되어 있으며, 그리고 상기 모터 드라이브 캐비넷 (2) 은 사용시 밀봉되며, 상기 모터 드라이브 유닛과 제어 유닛 (12) 은 상기 밀봉된 모터 드라이브 캐비넷 (2) 내부에 들어있는 것을 특징으로 하는 모터 드라이브 캐비넷 (2).
2. 제 1 항에 있어서, 상기 출력축 상에 있는 기계적 엔드스탑 (8) 을 포함하며, 상기 기어박스 (7) 는 상기 기계적 엔드스탑 (8) 을 포함하며, 출력축 (3) 이 요구되는 끝 위치를 넘어 구동되는 것을 기계적으로 방지되도록 되어 있는, 모터 드라이브 캐비넷 (2).
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제어 유닛 (12) 를 제어하도록 되어 있고, 밀봉의 외부로부터 접근가능한 사용자 인터페이스 (11) 를 포함하는, 모터 드라이 브 캐비넷 (2).
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터 드라이브 캐비넷 (2) 에 유연한 연결점을 제공되도록 배치된 재설정가능한 I/O 포트 (10) 를 포함하는, 모터 드라이브 캐비넷 (2).
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 환경 제어 장치를 포함하는,모터 드라이브 캐비넷 (2).
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 전기 모터 드라이브 유닛을 제어하기 위한 파라미터 리스트를 포함하는, 모터 드라이브 캐비넷 (2).
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 유닛 (12) 은 실행 시간 동안 재설정가능한, 모터 드라이브 캐비넷 (2).
8. 축 시스템 (3) 을 통해 전환기 스위치 (4) 및 선별기 (5), 또는 선별기 스위치 (4) 에 연결되어 있는 모터 드라이브 캐비넷 (2) 을 포함하는 부하시 탭 절환기 (1) 에 있어서, 상기 모터 드라이브 캐비넷 (2) 은 제 1 항 내지 제 7 항에 따라 제공되는 것을 특징으로 하는 부하시 탭 절환기 (1).

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