KR20110008666A - 유도전동기의 유연기동장치 및 방법 - Google Patents

유도전동기의 유연기동장치 및 방법 Download PDF

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변영철
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국방과학연구소
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Abstract

본 발명은 유도전동기의 유연기동장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 유도전동기의 유연기동장치는, 3상 유도전동기의 출력단에 설치되어 스타결선용 제어신호의 입력에 따라 유도전동기의 권선을 스타결선 상태로 구성해주는 제1 온/오프 스위치; 3상 유도전동기의 출력단 및 입력단에 걸쳐 설치되어 델타결선용 제어신호의 입력에 따라 유도전동기의 권선을 델타결선 상태로 구성해주는 제2 온/오프 스위치; 3상 유도전동기의 입력단에 설치되며, 저전압에서 전전압까지 점진적으로 전압을 증가시켜 유도전동기에 전압을 인가함으로써 유도전동기를 유연기동시키기 위한 무접점 전력소자; 및 상기 제1 온/오프 스위치에 스타결선용 제어신호를 출력하고, 상기 제2 온/오프 스위치에 델타결선용 제어신호를 출력하며, 상기 유도전동기의 권선전류를 제어하는 제어기를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 유도전동기의 기동초기에 스타결선 상태에서 무접점 전력소자를 이용하여 유연기동하므로, 기동전류의 저감 효과를 얻을 수 있는 동시에 전원공급장치의 전압강하 현상을 방지할 수 있고, 전동기의 회전수가 정격회전수 부근에 도달하면 델타결선 상태로 전환한 후 계속 유연기동하므로, 기동부하가 큰 부하에서도 효율적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.

Description

유도전동기의 유연기동장치 및 방법{Soft Start Apparatus and Method of Induction Motor}
본 발명은 유도전동기의 기동장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 스타-델타(Y-△) 기동방식과 위상제어방식의 유연기동방식을 결합함으로써 종래 유도전동기의 유연기동방식보다 더 낮은 기동전류로 유도전동기를 기동시킬 수 있는 유도전동기의 유연기동장치 및 방법에 관한 것이다.
유도전동기의 직입기동방식은 부가적인 장치 없이 유도전동기의 기동 초기부터 유도전동기에 입력전압으로서 전(全)전압을 인가하여 구동하는 방식으로, 가속토크가 크고 기동시간이 짧은 장점이 있는 반면, 기동시에 정격전류의 6∼7배 수준의 돌입전류가 발생하여 전원장치의 전압강하 및 기타 장비의 고장을 유발하게 되는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 제시된 종래 기술로 스타-델타 기동방식과 유연기동방식이 있다.
스타-델타 기동방식은 기동전류를 저감하기 위해 초기 기동 시에는 스타결선(Y결선)으로 기동하고, 연속운전 중에는 델타결선(△결선)으로 전환하는 방식을 말하며, 기동전류는 직입기동방식의 1/3 수준이지만 이 수준보다 더 낮은 기동전류 를 요구하는 용량이 제한된 전원장치에는 적용이 불가능한 단점이 있다.
유연기동방식은 인버터방식과 위상제어방식으로 구분되며, 인버터방식은 위상제어방식에 비하여 연속적인 전동기의 속도조절이 가능하여 전동기의 속도조절방식으로는 적합하나, 고조파 노이즈 발생과 부품수가 많고 장비가 고가라는 점이 단점으로 지적되고 있다. 무접점 전력소자(예컨대, SCR)를 이용한 위상제어방식은 인버터방식에 비하여 연속적인 전동기의 속도조절은 불가능하나, 고조파 노이즈 발생이 기동 및 정지 시에만 약간 발생하고, 부품수가 적어 상대적으로 저가로 장비를 구성할 수 있는 장점이 있다.
이상과 같은 위상제어방식의 유연기동방식은 유도전동기의 기동 시 저전압부터 전(全)전압까지 전동기의 입력전압을 천천히 상승키는 기동방식으로, 스타-델타기동방식보다 더 유연하게 기동할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 기동부하의 크기에 따라 기동전류가 정해지기 때문에, 기동부하가 클 경우 상대적으로 기동전류가 크고, 기동부하가 작은 경우에는 기동전류가 작다. 따라서 위상제어방식의 유연기동방식은 기동부하가 상대적으로 작은 팬 구동 등에 이용되고 있다.
도 1은 종래 스타-델타 기동방식을 적용한 유도전동기의 구동회로의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래 스타-델타 기동방식을 적용한 유도전동기의 구동회로는 유도전동기(101)를 구동시키기 위한 반전자식 접점 또는 SSR(Solid State Relay)로 구성된 온/오프 스위치(102)(103)를 포함하며, 유도전동기(101)의 기동 초기에는 온/오프 스위치 "102"를 닫고(close) 온/오프 스위치 "103"을 열 어(open), 스타결선(Y결선)으로 기동하여 직입기동보다 1/3 수준의 기동전류로 기동하며, 연속운전 시에는 온/오프 스위치 "103"을 닫고(close) 온/오프 스위치 "102"를 열어 (open), 델타결선(△결선)으로 유도전동기를 구동시킨다.
이상과 같은 스타-델타 기동방식의 유도전동기의 구동회로는, 상기에서 설명한 것처럼 용량이 제한된 전원공급장치의 허용전류가 스타-델타 기동방식의 기동전류보다 낮을 경우 전원공급장치의 전압강하가 발생하여 타 장비의 초기화 등 여러 가지 문제점을 일으키고, 스타-델타 기동방식의 기동전류는 유도전동기의 권수에 결정되기 때문에 기동전류를 제어할 수 없는 단점을 가지고 있다.
도 2는 종래 유연기동방식을 적용한 유도전동기의 구동회로의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 종래 유연기동방식을 적용한 유도전동기의 구동회로는 유도전동기(202)의 구동을 온/오프하는 무접점 전력소자(SCR)(201)를 포함하며, 유도전동기(202)를 기동하기 위하여 유도전동기의 델타결선에서 무접점 전력소자(201)를 이용하여 저전압에서부터 점진적으로 전압을 증가시키면서 전(全)전압을 인가하여 돌입전류 없이 유도전동기를 구동시킨다.
그러나, 이와 같은 종래 유연기동방식은 전술한 바와 같이 기동전류를 저전류에서 점진적으로 상승시켜 기동하기 때문에 돌입전류의 발생을 억제하는 기능은 있지만, 기동전류는 부하토크의 크기에 의해 결정되기 때문에 부하토크가 큰 경우에는 큰 기동전류가 소요되는 바, 기동전류가 용량이 제한된 전원공급장치의 허용전류보다 높을 경우 전원공급장치의 전압강하를 유발하는 단점이 있다.
본 발명은 이상과 같은 종래 유도전동기의 유연기동방식에서의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 스타-델타 기동방식과 위상제어방식의 유연기동방식을 결합함으로써 종래 유도전동기의 유연기동방식보다 더 낮은 기동전류로 유도전동기를 기동시킬 수 있는 유도전동기의 유연기동장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 유도전동기의 유연기동장치는,
3상 유도전동기의 각 출력단에 일측 접점부가 각각 접속되고, 그 일측 접점부에 각각 대응하는 타측 접점부들은 상호 공통접속되도록 설치되며, 스타결선용 제어신호의 입력에 따라 온(ON)되어 유도전동기의 권선을 스타결선 상태로 구성해주는 제1 온/오프 스위치;
3상 유도전동기의 각 출력단에 일측 접점부가 각각 접속되고, 그 일측 접점부에 각각 대응하는 타측 접점부들은 일측 접점부가 접속되어 있는 상(phase)과는 다른 상의 입력단에 각각 접속되도록 설치되며, 델타결선용 제어신호의 입력에 따라 온(ON)되어 유도전동기의 권선을 델타결선 상태로 구성해주는 제2 온/오프 스위치;
3상 유도전동기의 입력단에 설치되며, 저전압에서 전전압까지 점진적으로 전 압을 증가시켜 유도전동기에 전압을 인가함으로써 유도전동기를 유연기동시키기 위한 무접점 전력소자; 및
상기 제1, 제2 온/오프 스위치 및 무접점 전력소자와 각각 전기적으로 접속되며, 상기 제1 온/오프 스위치에 스타결선용 제어신호를 출력하고, 상기 제2 온/오프 스위치에 델타결선용 제어신호를 출력하며, 상기 유도전동기의 권선에 흐르는 전류를 입력받아 전원공급장치의 허용전류치와 비교하고, 그 비교결과에 따라 상기 무접점 전력소자로 무접점 전력소자의 위상각 제어신호를 출력하여 전원공급장치의 허용전류치를 초과하지 않도록 권선전류를 제어하는 제어기를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 제1, 제2 온/오프 스위치로는 SSR(Solid State Relay)이 사용될 수 있다.
또한, 상기 무접점 전력소자로는 SCR(Silicon Controlled Rectifier)이 사용될 수 있다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 유도전동기의 유연기동방법은,
스타결선용의 제1 온/오프 스위치와, 델타결선용의 제2 온/오프 스위치와, 유도전동기에의 점진적 전압 인가를 위한 무접점 전력소자와, 상기 제1, 제2 온/오프 스위치와 무접접 전력소자의 동작을 제어하고, 유도전동기의 권선전류를 제어하는 제어기를 구비하는 유도전동기의 유연기동장치에 의한 유도전동기의 유연기동방법으로서,
a) 외부로부터 유도전동기의 유연기동을 위한 기동명령이 상기 제어기로 전달되면, 상기 제어기에 의해 유도전동기의 결선상태가 스타결선인지 확인하는 단계;
b) 상기 확인결과, 스타결선 상태가 아니면 상기 제어기에 의해 상기 제1 온/오프 스위치로 스타결선용 제어신호를 출력하여 제1 온/오프 스위치를 닫고 (close), 제2 온/오프 스위치를 개방(open) 상태로 유지하여 유도전동기의 결선상태를 스타결선으로 구성하는 단계;
c) 상기 스타결선 상태에서, 상기 제어기에 의해 유도전동기의 권선에 흐르는 전류를 입력받아 전원공급장치의 허용전류치와 비교하는 단계;
d) 상기 비교결과를 바탕으로, 상기 제어기에 의해 상기 무접점 전력소자로 무접점 전력소자의 위상각 제어신호를 출력하여 상기 전원공급장치의 허용전류치를 초과하지 않도록 권선전류를 제어하면서 유도전동기를 유연기동하는 단계;
e) 상기 제어기에 의해 유도전동기의 회전수가 정격 회전수 부근에 도달했는지 판별하는 단계;
f) 상기 판별결과, 유도전동기의 회전수가 정격 회전수 부근에 도달했으면, 상기 제어기에 의해 상기 무접점 전력소자를 오프시키고, 상기 제1 온/오프 스위치를 개방(open)하며, 상기 제2 온/오프 스위치로 델타결선용 제어신호를 출력하여 제2 온/오프 스위치를 닫아(close), 유도전동기의 결선상태를 스타결선에서 델타결선으로 전환(轉換)하는 단계;
g) 상기 델타결선 상태에서, 상기 제어기에 의해 유도전동기의 권선에 흐르 는 전류를 입력받아 전원공급장치의 허용전류치와 비교하는 단계;
h) 상기 비교결과를 바탕으로, 상기 제어기에 의해 상기 무접점 전력소자로 무접점 전력소자의 위상각 제어신호를 출력하여 상기 전원공급장치의 허용전류치를 초과하지 않도록 권선전류를 제어하면서 인가전압을 전전압까지 상승시키면서 유도전동기를 유연기동하는 단계;
i) 상기 제어기에 의해 유도전동기의 회전수가 정격 회전수 부근에 도달했는지 판별하는 단계; 및
j) 상기 판별결과, 유도전동기의 회전수가 정격 회전수 부근에 도달했으면, 유도전동기의 기동 과정을 완료하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 단계 c) 및 g)에서, 상기 제어기에 의해 유도전동기의 권선전류와 전원공급장치의 허용전류치를 비교하여 권선전류가 허용전류치의 80∼95% 수준인지를 판단한다.
또한, 상기 단계 e) 및 i)에서, 상기 제어기에 의해 유도전동기의 회전수가 정격 회전수 부근에 도달했는지의 판별은 유도전동기에 인가되는 전압과 전류의 위상차를 구하고, 그것에 의해 유도전동기의 현재의 회전수가 정격회전수 부근에 도달했는지의 여부를 간접적으로 판단하는 것에 의해 이루어질 수도 있고, 좀 더 정밀한 측정이 필요한 경우에는 유도전동기에 유도전동기의 회전자의 회전을 감지할 수 있는 수단(예를 들면, 홀센서)을 설치하고, 그것으로부터의 감지신호를 제어기에서 수신하여 유도전동기의 회전수를 측정함으로써 유도전동기의 회전수가 정격 회전수 부근에 도달했는지의 여부를 판별하는 방식이 사용될 수도 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 유도전동기의 기동초기에 스타결선 상태에서 무접점 전력소자를 이용하여 유연기동하므로, 종래의 유연기동방식에서 기대할 수 없었던 기동전류의 저감 효과를 얻을 수 있는 동시에 전원공급장치의 전압강하 현상을 방지할 수 있다. 또한, 스타결선 상태로 유연기동하면서 전동기의 회전수가 정격회전수 부근에 도달하면 델타결선 상태로 전환한 후 계속 유연기동하므로, 여전히 전원공급장치의 전압강하 현상 없이 기동부하가 큰 부하에서도 효율적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 유도전동기의 유연기동장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 유도전동기의 유연기동장치는 제1 온/오프 스위치(304), 제2 온/오프 스위치(305), 무접점 전력소자(302), 제어기(301)를 포함한다.
상기 제1 온/오프 스위치(304)는 3상 유도전동기(303)의 각 출력단에 일측 접점부(304a)가 각각 접속되고, 그 일측 접점부(304a)에 각각 대응하는 타측 접점부(304b)들은 상호 공통접속되도록 설치되며, 스타결선용 제어신호의 입력에 따라 온(ON)되어(즉, "close"상태로 되어) 유도전동기(303)의 권선을 스타결선 상태로 구성해 준다.
상기 제2 온/오프 스위치(305)는 3상 유도전동기(303)의 각 출력단에 일측 접점부(305a)가 각각 접속되고, 그 일측 접점부(305a)에 각각 대응하는 타측 접점부(305b)들은 일측 접점부(305a)가 접속되어 있는 상(phase)(R,S,T 3상 중의 어느 한 상)과는 다른 상의 입력단에 각각 접속되도록 설치되며, 델타결선용 제어신호의 입력에 따라 온(ON)되어(즉, "close"상태로 되어) 유도전동기(303)의 권선을 델타결선 상태로 구성해준다. 여기서, 이상과 같은 제1, 제2 온/오프 스위치로는 SSR(Solid State Relay)이 사용될 수 있다.
상기 무접점 전력소자(302)는 3상 유도전동기(303)의 입력단에 설치되며, 저전압에서 전전압까지 점진적으로 전압을 증가시켜 유도전동기(303)에 전압을 인가함으로써 유도전동기(303)를 유연기동시킨다. 여기서, 이와 같은 무접점 전력소자(302)로는 SCR(Silicon Controlled Rectifier)이 사용될 수 있다.
상기 제어기(301)는 상기 제1, 제2 온/오프 스위치(304)(305) 및 무접점 전력소자(302)와 각각 전기적으로 접속되며, 상기 제1 온/오프 스위치(304)에 스타결선용 제어신호를 출력하고, 상기 제2 온/오프 스위치(305)에 델타결선용 제어신호를 출력하며, 상기 유도전동기(303)의 권선에 흐르는 전류(308)를 입력받아 전원공급장치(미도시)의 허용전류치와 비교하고, 그 비교결과에 따라 상기 무접점 전력소자(302)로 무접점 전력소자의 위상각 제어신호를 출력하여 전원공급장치의 허용전류치를 초과하지 않도록 권선전류를 제어한다. 이와 같은 제어기(301)로는 마이크로프로세서가 사용될 수 있다. 도 3에서 참조번호 307은 영전압 검출용 인가전압 입력신호, 306은 홀센서를 각각 나타낸다.
그러면, 이상과 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 유도전동기의 유연기동장치에 의한 유연기동방법에 대하여 도 3 및 도 4를 참조하여 설명해 보기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 유도전동기의 유연기동방법의 실행 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 유도전동기의 유연기동방법에 따라, 먼저 외부로부터 유도전동기(303)의 유연기동을 위한 기동명령이 제어기(301)로 전달되면(단계 S401), 제어기(301)에 의해 유도전동기(303)의 결선상태가 스타결선(Y결선)인지 확인한다(단계 S402). 즉, 제어기(301)는 제1 온/오프 스위치 (304)가 온(ON)(close) 상태인지 오프(OFF)(open) 상태인지를 확인하여, 제1 온/오프 스위치(304)가 온(ON)(close) 상태이면 스타결선(Y결선)으로, 오프(OFF)(open) 상태이면 델타결선(△결선)으로 각각 판단하게 된다.
상기 확인결과, 스타결선 상태가 아니면 상기 제어기(301)에 의해 상기 제1 온/오프 스위치(304)로 스타결선용 제어신호를 출력하여 제1 온/오프 스위치(304)를 닫고(close), 제2 온/오프 스위치(305)를 개방(open) 상태로 유지하여 유도전동기(303)의 결선상태를 스타결선으로 구성한다(단계 S403).
이후, 이상과 같은 스타결선 상태에서, 상기 제어기(301)에 의해 유도전동기(303)의 권선에 흐르는 전류(308)를 입력받아 전원공급장치(미도시)의 허용전류치와 비교하고(단계 S404), 그 비교결과를 바탕으로, 상기 제어기(301)에 의해 상기 무접점 전력소자(302)로 무접점 전력소자의 위상각 제어신호를 출력하여 상기 전원공급장치의 허용전류치를 초과하지 않도록 권선전류를 제어하면서 유도전동 기(303)를 유연기동시킨다(단계 S405). 여기서, 상기 제어기(301)에 의해 유도전동기(303)의 권선전류와 전원공급장치의 허용전류치를 비교하여 권선전류가 허용전류치의 80∼95% 수준인지를 판단한다.
이후, 상기 제어기(301)에 의해 유도전동기의 회전수가 정격 회전수 부근에 도달했는지 판별한다(단계 S406). 여기서, 상기 제어기(301)에 의해 유도전동기(303)의 회전수가 정격 회전수 부근에 도달했는지의 판별은, 유도전동기(303)에 인가되는 전압과 전류의 위상차를 구하고, 그것에 의해 유도전동기(303)의 현재의 회전수가 정격회전수 부근에 도달했는지의 여부를 간접적으로 판단하는 것에 의해 이루어질 수도 있고, 좀 더 정밀한 측정이 필요한 경우에는 유도전동기(303)에 유도전동기의 회전자의 회전을 감지할 수 있는 수단, 예를 들면, 도 3에서와 같이 유도전동기(303)에 홀센서(306)를 설치하고, 그것으로부터의 감지신호를 제어기(301)에서 수신하여 유도전동기(303)의 회전수를 측정함으로써 유도전동기(303)의 회전수가 정격 회전수 부근에 도달했는지의 여부를 판별하는 방식이 사용될 수도 있다.
상기 단계 S406의 판별결과, 유도전동기(303)의 회전수가 정격 회전수 부근에 도달했으면, 상기 제어기(301)에 의해 상기 무접점 전력소자(302)를 오프시키고, 상기 제1 온/오프 스위치(304)를 개방(open)하며, 상기 제2 온/오프 스위치 (305)로 델타결선용 제어신호를 출력하여 제2 온/오프 스위치(305)를 닫아(close), 유도전동기(303)의 결선상태를 스타결선에서 델타결선으로 전환(轉換)한다(단계 S407).
이렇게 하여 델타결선으로 전환한 후, 그 델타결선 상태에서, 상기 제어기 (301)에 의해 유도전동기(303)의 권선에 흐르는 전류를 입력받아 전원공급장치의 허용전류치와 비교하고(이때에도 마찬가지로 제어기(301)에 의해 유도전동기(303)의 권선전류와 전원공급장치의 허용전류치를 비교하여 권선전류가 허용전류치의 80∼95% 수준인지를 판단한다.)(단계 S408), 그 비교결과를 바탕으로, 상기 제어기(301)에 의해 상기 무접점 전력소자(302)로 무접점 전력소자의 위상각 제어신호를 출력하여 상기 전원공급장치의 허용전류치를 초과하지 않도록 권선전류를 제어하면서 인가전압을 전(全)전압까지 상승시키면서 유도전동기(303)를 유연기동시킨다(단계 S409).
이후, 상기 제어기(301)에 의해 유도전동기(303)의 회전수가 정격 회전수 부근에 도달했는지 판별하여(단계 S410)(이때에도 마찬가지로 상기 단계 S406의 경우와 동일한 회전수 판별 방식이 적용된다.), 유도전동기(303)의 회전수가 정격 회전수 부근에 도달했으면, 유도전동기(303)의 기동 과정을 완료한다(단계 S411).
이상의 설명에서와 같이, 본 발명의 유연기동방법에 의하면, 유도전동기의 기동초기에 스타결선 상태에서 무접점 전력소자를 이용하여 유연기동하므로, 종래의 유연기동방식(도 2 참조)에서 기대할 수 없었던 기동전류의 저감 효과를 얻을 수 있는 동시에 전원공급장치의 전압강하 현상을 방지할 수 있다. 또한, 스타결선 상태로 유연기동하면서 전동기의 회전수가 정격회전수 부근에 도달하면 델타결선 상태로 전환한 후 계속 유연기동하므로, 여전히 전원공급장치의 전압강하 현상 없이 기동부하가 큰 부하에서도 효율적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 종래 스타-델타 기동방식을 적용한 유도전동기의 구동회로의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 종래 유연기동방식을 적용한 유도전동기의 구동회로의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 유도전동기의 유연기동장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 유도전동기의 유연기동방법의 실행 과정을 보여주는 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101,202,303...유도전동기 102,103...온/오프 스위치
301...제어기 201,302...무접점 전력소자
304...제1 온/오프 스위치 305...제2 온/오프 스위치
306...홀센서 307...영전압 검출용 인가전압 입력신호
308...권선전류

Claims (7)

  1. 3상 유도전동기의 각 출력단에 일측 접점부가 각각 접속되고, 그 일측 접점부에 각각 대응하는 타측 접점부들은 상호 공통접속되도록 설치되며, 스타결선용 제어신호의 입력에 따라 온(ON)되어 유도전동기의 권선을 스타결선 상태로 구성해주는 제1 온/오프 스위치;
    3상 유도전동기의 각 출력단에 일측 접점부가 각각 접속되고, 그 일측 접점부에 각각 대응하는 타측 접점부들은 일측 접점부가 접속되어 있는 상(phase)과는 다른 상의 입력단에 각각 접속되도록 설치되며, 델타결선용 제어신호의 입력에 따라 온(ON)되어 유도전동기의 권선을 델타결선 상태로 구성해주는 제2 온/오프 스위치;
    3상 유도전동기의 입력단에 설치되며, 저전압에서 전전압까지 점진적으로 전압을 증가시켜 유도전동기에 전압을 인가함으로써 유도전동기를 유연기동시키기 위한 무접점 전력소자; 및
    상기 제1, 제2 온/오프 스위치 및 무접점 전력소자와 각각 전기적으로 접속되며, 상기 제1 온/오프 스위치에 스타결선용 제어신호를 출력하고, 상기 제2 온/오프 스위치에 델타결선용 제어신호를 출력하며, 상기 유도전동기의 권선에 흐르는 전류를 입력받아 전원공급장치의 허용전류치와 비교하고, 그 비교결과에 따라 상기 무접점 전력소자로 무접점 전력소자의 위상각 제어신호를 출력하여 전원공급장치의 허용전류치를 초과하지 않도록 권선전류를 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징 으로 하는 유도전동기의 유연기동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 온/오프 스위치는 SSR(Solid State Relay)인 것을 특징으로 하는 유도전동기의 유연기동장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 무접점 전력소자는 SCR(Silicon Controlled Rectifier)인 것을 특징으로 하는 유도전동기의 유연기동장치.
  4. 스타결선용의 제1 온/오프 스위치와, 델타결선용의 제2 온/오프 스위치와, 유도전동기에의 점진적 전압 인가를 위한 무접점 전력소자와, 상기 제1, 제2 온/오프 스위치와 무접접 전력소자의 동작을 제어하고, 유도전동기의 권선전류를 제어하는 제어기를 구비하는 유도전동기의 유연기동장치에 의한 유도전동기의 유연기동방법으로서,
    a) 외부로부터 유도전동기의 유연기동을 위한 기동명령이 상기 제어기로 전달되면, 상기 제어기에 의해 유도전동기의 결선상태가 스타결선인지 확인하는 단계;
    b) 상기 확인결과, 스타결선 상태가 아니면 상기 제어기에 의해 상기 제1 온/오프 스위치로 스타결선용 제어신호를 출력하여 제1 온/오프 스위치를 닫고 (close), 제2 온/오프 스위치를 개방(open) 상태로 유지하여 유도전동기의 결선상태를 스타결선으로 구성하는 단계;
    c) 상기 스타결선 상태에서, 상기 제어기에 의해 유도전동기의 권선에 흐르는 전류를 입력받아 전원공급장치의 허용전류치와 비교하는 단계;
    d) 상기 비교결과를 바탕으로, 상기 제어기에 의해 상기 무접점 전력소자로 무접점 전력소자의 위상각 제어신호를 출력하여 상기 전원공급장치의 허용전류치를 초과하지 않도록 권선전류를 제어하면서 유도전동기를 유연기동하는 단계;
    e) 상기 제어기에 의해 유도전동기의 회전수가 정격 회전수 부근에 도달했는지 판별하는 단계;
    f) 상기 판별결과, 유도전동기의 회전수가 정격 회전수 부근에 도달했으면, 상기 제어기에 의해 상기 무접점 전력소자를 오프시키고, 상기 제1 온/오프 스위치를 개방(open)하며, 상기 제2 온/오프 스위치로 델타결선용 제어신호를 출력하여 제2 온/오프 스위치를 닫아(close), 유도전동기의 결선상태를 스타결선에서 델타결선으로 전환(轉換)하는 단계;
    g) 상기 델타결선 상태에서, 상기 제어기에 의해 유도전동기의 권선에 흐르는 전류를 입력받아 전원공급장치의 허용전류치와 비교하는 단계;
    h) 상기 비교결과를 바탕으로, 상기 제어기에 의해 상기 무접점 전력소자로 무접점 전력소자의 위상각 제어신호를 출력하여 상기 전원공급장치의 허용전류치를 초과하지 않도록 권선전류를 제어하면서 인가전압을 전전압까지 상승시키면서 유도전동기를 유연기동하는 단계;
    i) 상기 제어기에 의해 유도전동기의 회전수가 정격 회전수 부근에 도달했는지 판별하는 단계; 및
    j) 상기 판별결과, 유도전동기의 회전수가 정격 회전수 부근에 도달했으면, 유도전동기의 기동 과정을 완료하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도전동기의 유연기동방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 단계 c) 및 g)에서, 상기 제어기에 의해 유도전동기의 권선전류와 전원공급장치의 허용전류치를 비교하여 권선전류가 허용전류치의 80∼95% 수준인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 유도전동기의 유연기동방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 단계 e) 및 i)에서, 상기 제어기에 의해 유도전동기의 회전수가 정격 회전수 부근에 도달했는지의 판별은 유도전동기에 인가되는 전압과 전류의 위상차를 구하고, 그것에 의해 유도전동기의 현재의 회전수가 정격회전수 부근에 도달했는지의 여부를 간접적으로 판단하는 것에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 유도전동기의 유연기동방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 단계 e) 및 i)에서, 상기 제어기에 의해 유도전동기의 회전수가 정격 회전수 부근에 도달했는지의 판별은, 유도전동기에 유도전동기의 회전자의 회전을 감지할 수 있는 수단을 설치하고, 그것으로부터의 감지신호를 제어기에서 수신하여 유도전동기의 회전수를 측정함으로써 유도전동기의 회전수가 정격 회전수 부근에 도달했는지의 여부를 판별하는 것에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 유도전동기의 유연기동방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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RU2572097C1 (ru) * 2014-11-21 2015-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) Способ пуска асинхронного электродвигателя
US9806652B2 (en) 2015-05-26 2017-10-31 Lsis Co., Ltd. System of controlling induction electric motor
RU2693835C1 (ru) * 2018-07-31 2019-07-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калмыцкий государственный университет имени Б.Б. Городовикова" Способ пуска мощной индуктивной нагрузки от автономных инверторов напряжения
KR102201581B1 (ko) 2020-06-12 2021-01-11 김찬동 유도전동기의 기동전류제한 컨트롤러

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