KR20160001782A - 전동기 기동 제어장치 및 전동기 기동 제어방법 - Google Patents

전동기 기동 제어장치 및 전동기 기동 제어방법 Download PDF

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Abstract

전동기 기동 제어장치 및 전동기 기동 제어방법에 대한 발명이 개시된다. 개시된 발명은: 구동장치에 설치되어 무한궤도 이동되고, 광물과 접촉되는 일측면과 구동장치와 접촉되는 타측면을 구비하며, 일측면으로 둘러싸인 수용공간을 내부에 형성하는 수용상태와 일측면이 펼쳐진 배출상태로 형상이 변화되는 벨트부; 및 수용공간에 격벽을 형성하는 구획부를 포함한다.

Description

전동기 기동 제어장치 및 전동기 기동 제어방법{APPARATUS FOR CONTROLLING STARTING OF MOTOR AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 전동기 기동 제어장치 및 전동기 기동 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전동기의 기동 동작을 제어하기 위한 전동기 기동 제어장치 및 전동기 기동 제어방법에 관한 것이다.
전동기는 일정시간 동안 사용되지 않은 상태에서 초기 기동을 하게 되면, 큰 토크가 요구되는 초기 고부하 기동을 필요로 하게 된다. 이러한 초기 고부하 기동을 일으키기 위해서는, 시동 초기에 높은 전류가 흐르도록 하여 초기 기동 토크를 높이는 방법이 일반적으로 사용된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 2006-0110455호(2006.10.25 공개, 발명의 명칭: 바이메탈을 이용한 다단 기동 전자계전기)에 개시되어 있다.
본 발명은 전동기의 초기 기동 토크를 효과적으로 향상시킬 수 있는 전동기 기동 제어장치 및 전동기 기동 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 전동기 기동 제어장치는: 전기가 인가되는 전기전달부와; 상기 전기전달부로부터 전달받은 전기를 전동기에 공급하는 전기공급부와; 상기 전기전달부로부터 전달받은 전기를 전류값이 상승된 기동전류가 생성되도록 변환하고, 변환된 전기를 상기 전동기에 공급하는 변환전기공급부와; 상기 전기전달부를 상기 전기공급부 또는 상기 변환전기공급부 중 어느 하나와 선택적으로 연결하는 스위치부; 및 상기 변환전기공급부에서 변환되는 전기의 전류값 변화에 따라 상기 스위치부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
또한 상기 제어부는, 상기 전동기의 기동시 상기 전기전달부가 상기 변환전기공급부와 연결되도록 상기 스위치부의 동작을 제어하고; 상기 변환전기공급부에서 변환되는 전기의 전류값이 기설정전류값에 도달되면, 상기 전기전달부가 상기 전기공급부와 연결되도록 스위치부의 동작을 제어하는 것이 바람직하다.
또한 상기 변환전기공급부는, 상기 기동전류가 생성되도록 전기를 변환하는 트랜스포머를 구비하고; 상기 기설정전류값은, 상기 트랜스포머에서 생성되는 상기 기동전류의 최대값에 대응되는 전류값인 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 측면에 따른 전동기 기동 제어방법은: 전기전달부로 전기가 인가되는 단계와; 상기 전기전달부로 인가된 전기를 상기 변환전기공급부로 전달하여 전류값이 상승된 기동전류가 생성되도록 변환하고, 변환된 전기를 전동기에 공급하는 단계와; 상기 변환전기공급부에서 생성되는 기동전류의 전류값과 기설정전류값을 비교하는 단계; 및 상기 기동전류의 전류값이 기설정전류값에 도달되면, 상기 전기전달부로 인가된 전기를 전기공급부로 통해 상기 전동기에 공급하는 단계를 포함한다.
또한 상기 기설정전류값은, 상기 변환전기공급부에 구비된 트랜스포머에서 생성되는 상기 기동전류의 최대값이 대응되는 전류값인 것이 바람직하다.
또한 상기 전기공급부를 통해 상기 전동기에 공급되는 전기는, 상기 기동전류의 전류값보다 낮은 전류값을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 전동기 기동 제어장치 및 전동기 기동 제어방법에 따르면, 기동전류의 전류값 변화 추이에 따라 전기 흐름을 자동으로 제어함으로써, 숙련된 작업자의 조작 없이도 전동기의 초기 기동 토크를 효과적으로 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명은, 전동기의 기동에 적합한 전기의 공급과 전동기의 기동이 안정화된 후 운전에 적합한 전기의 공급을 자동으로 조절함으로써, 전동기를 효율적으로 기동시키면서 과부하로 인해 전동기가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 기동 제어장치의 구성을 보여주는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 기동 제어방법을 보여주는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 기동 제어장치의 변환전기공급부 동작 상태를 보여주는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 기동 제어장치의 전기공급부의 동작 상태를 보여주는 구성도이다.
도 5는 시간에 따른 기동전류의 전류값 변화 추이를 보여주는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전동기 기동 제어장치 및 전동기 기동 제어방법의 일 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 기동 제어장치의 구성을 보여주는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 기동 제어장치(100)는 전기전달부(110)와, 전기공급부(120)와, 변환전기공급부(130)와, 스위치부(140) 및 제어부(150)를 포함한다.
전기전달부(110)는 전원장치(1)와 스위치부(140) 사이를 연결하도록 구비된다. 이러한 전기전달부(110)는 전원장치(1)로부터 인가되는 전기를 스위치부(140)의 동작에 따라 전기공급부(120) 또는 변환전기공급부(130)로 전달하는 통로를 형성한다.
전기공급부(120)는 스위치부(140)의 일측과 전동기(2) 사이를 연결하도록 구비된다. 이러한 전기공급부(120)는 전기전달부(110)로부터 전달받은 전기를 변환 없이 그대로 전동기(2)에 공급하는 통로를 형성한다.
변환전기공급부(130)는 스위치부(140)의 타측과 전동기(2) 사이를 연결하도록 구비된다. 이러한 변환전기공급부(130)는 전기전달부(110)로부터 전달받은 전기를 기동전류가 생성되도록 변환하고, 변환된 전기를 전동기(2)에 공급한다.
본 실시예에서, 변환전기공급부(130)는 기동전류(Startomg current)가 생성되도록 전기를 변환하는 트랜스포머(Transformer; 131)를 포함하는 것으로 예시된다. 또한 기동전류는 정지상태에 있는 전동기(2)의 초기 기동을 위한 높은 토크 확보를 위해 요구되는 전류로서 운전상태에 있는 전동기(2)에 흐르는 전류의 5~8배 정도의 높은 전류값을 갖는 전류인 것으로 정의된다. 변환전기공급부(130)는 이러한 기동전류가 생성되도록 전류를 높이고 전압을 낮춘 형태로 전기를 변환한다.
스위치부(140)는 전기전달부(110)와, 전기공급부(120) 및 변환전기공그부(130) 사이에 구비된다. 스위치부(140)는 전기전달부(110)를 전기공급부(120) 또는 변환전기공급부(130) 중 어느 하나와 선택적으로 연결한다. 즉 전기전달부(110)를 통해 인가되는 전기는, 스위치부(140)의 동작에 따라 전기공급부(120) 또는 변환전기공급부(130) 중 어느 하나에 선택적으로 전달된다.
제어부(150)는 변환전기공급부(130)에서 변환되는 전기의 전류값 변화에 따라 스위치부(140)의 동작을 제어한다.
즉 제어부(150)는, 전동기(1)의 기동(Starting)시 전기전달부(110)가 변환전기공급부(130)와 연결되도록 스위치부(140)의 동작을 제어하고, 변환전기공급부(130)에서 변환되는 전기의 전류값이 기설정전류값에 도달되면, 전기전달부(110)가 전기공급부(120)와 연결되도록 스위치부(140)의 동작을 제어한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 기동 제어방법을 보여주는 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 기동 제어장치의 변환전기공급부 동작 상태를 보여주는 구성도이다. 또한 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 기동 제어장치의 전기공급부의 동작 상태를 보여주는 구성도이고, 도 5는 시간에 따른 기동전류의 전류값 변화 추이를 보여주는 그래프이다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 실시예에 따른 전동기 기동 제어방법에 대하여 설명한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 전동기 기동 제어장치(100)를 이용하여 전동기 기동을 제어하기 위해, 먼저 전원장치(1)로부터 전기전달부(110)로 전기가 인가된다(S10). 이처럼 전기전달부(110)로 전기가 인가되면, 제어부(150)는 전기전달부(110)가 변환전기공급부(130)와 연결되도록 스위치부(140)의 동작을 제어한다.
이에 따라 전기전달부(110)로 인가된 전기는 변환전기공급부(130)로 전달되고, 변환전기공급부(120)는 기동전류(IA; 도 5 참조)가 생성되도록 전류를 높이고 전압을 낮춘 형태로 전기를 변환하고(S20), 이처럼 변환된 전기를 전동기(2)에 공급한다(S30).
상기와 같이 변환된 전기가 전동기(2)에 공급됨에 따라 전동기(2)의 기동이 시작되고, 제어부(150)는 전동기(2)가 기동되는 동안 변환전기공급부(130)에서 변환되는 전기의 전류값, 즉 기동전류(IA)의 전류값을 추적하여 미리 입력된 기설정전류값(Is; 도 5 참조)과 비교한다(S40). 본 실시예에서, 기설정전류값(IS)은 트랜스포머(131)에서 생성되는 기동전류(IA)의 최대값에 대응되는 전류값으로서 미리 입력되는 전류값인 것으로 예시된다.
변환전기공급부(130)에서 변환되는 기동전류(IA)의 전류값이 기설정전류값(Is)에 도달되면, 도 4에 도시된 바와 같이, 제어부(150)는 전기전달부(110)가 변환공급부(120)와 연결되도록 스위치부(140)의 동작을 제어한다.
이에 따라 전기전달부(110)로 인가된 전기는, 변환전기공급부(130)를 거치지 않고, 전기공급부(120)를 통해 전동기(2)에 곧바로 공급된다(S50). 이와 같이 전기공급부(120)를 통해 공급되는 전기의 전류값(IB)은, 기동전류(IA)의 전류값보다 낮은 전류값을 갖게 되고, 전동기(2)는 초기 기동 상태에서 벗어나 안정적인 운전 상태로 작동된다.
본 실시예에 따르면, 변환전기공급부(130)의 트랜스포머(131)에서 생성되는 기동전류(IA)는, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 전기전달부(110)로부터 전기가 전달되는 초기로부터 그 전류값이 점차 상승되는 경향을 보이게 된다. 이처럼 상승되는 기동전류(IA)의 전류값은 전동기(2)의 기동이 안정화될 때까지 점차 상승하고, 전동기(2)의 기동이 안정화되면 점차 낮아지다가 일정 수준을 유지하게 된다.
기동전류(IA)의 전류값이 낮아져 일정 수준을 유지하게 되더라도, 기동전류(IA)의 전류값은 여전히 전기전달부(110)로 인가되는 전기의 전류값(IB)에 비해 높은 수치이며, 이러한 기동전류(IA)가 생성되도록 변환된 전기가 전동기(2)의 기동이 안정화된 이후에도 전동기(2)에 계속해서 공급되면, 전동기(2)에 악영향을 미치게 된다.
본 실시예의 전동기 기동 제어장치(100)는, 전동기(2)의 기동 초기에는 변환전기공급부(130)를 통해 전동기(2)의 기동에 적합하게 변환된 전기를 전동기(2)에 공급하여 전동기(2)의 초기 기동 토크를 향상시키고, 전동기(2)의 기동이 안정화되면 변환전기공급부(130)를 거치지 않고 전기를 공급하는 방법으로 전동기(2)의 기동 및 운전을 제어하게 된다.
또한 본 실시예의 전동기 기동 제어장치(100)는, 기동전류(IA)의 최대값에 대응되는 전류값으로서 기설정전류값(Is)을 설정하고, 기동전류(IA)의 전류값이 기설정전류값(Is)에 도달되면 전동기(2)의 기동이 안정화된 것으로 간주하여 이에 적합한 전기 흐름을 제어하게 된다.
상기한 바와 같은 본 실시예의 전동기 기동 제어장치(100) 및 전동기 기동 제어방법에 따르면, 기동전류(IA)의 전류값 변화 추이에 따라 전기 흐름을 자동으로 제어함으로써, 숙련된 작업자의 조작 없이도 전동기(2)의 초기 기동 토크를 효과적으로 향상시킬 수 있다.
또한 본 실시예의 전동기 기동 제어장치(100) 및 전동기 기동 제어방법은, 전동기(2)의 기동에 적합한 전기의 공급과 전동기(2)의 기동이 안정화된 후 운전에 적합한 전기의 공급을 자동으로 조절함으로써, 전동기(2)를 효율적으로 기동시키면서 과부하로 인해 전동기(2)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 전동기 기동 제어장치 110 : 전기전달부
120 : 전기공급부 130 : 변환전기공급부
131 : 트랜스포머 140 : 스위치부
150 : 제어부

Claims (6)

  1. 전기가 인가되는 전기전달부;
    상기 전기전달부로부터 전달받은 전기를 전동기에 공급하는 전기공급부;
    상기 전기전달부로부터 전달받은 전기를 전류값이 상승된 기동전류가 생성되도록 변환하고, 변환된 전기를 상기 전동기에 공급하는 변환전기공급부;
    상기 전기전달부를 상기 전기공급부 또는 상기 변환전기공급부 중 어느 하나와 선택적으로 연결하는 스위치부; 및
    상기 변환전기공급부에서 변환되는 전기의 전류값 변화에 따라 상기 스위치부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기 기동 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 전동기의 기동시 상기 전기전달부가 상기 변환전기공급부와 연결되도록 상기 스위치부의 동작을 제어하고;
    상기 변환전기공급부에서 변환되는 전기의 전류값이 기설정전류값에 도달되면, 상기 전기전달부가 상기 전기공급부와 연결되도록 스위치부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 전동기 기동 제어장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 변환전기공급부는, 상기 기동전류가 생성되도록 전기를 변환하는 트랜스포머를 구비하고;
    상기 기설정전류값은, 상기 트랜스포머에서 생성되는 상기 기동전류의 최대값에 대응되는 전류값인 것을 특징으로 하는 전동기 기동 제어장치.
  4. 전기전달부로 전기가 인가되는 단계;
    상기 전기전달부로 인가된 전기를 상기 변환전기공급부로 전달하여 전류값이 상승된 기동전류가 생성되도록 변환하고, 변환된 전기를 전동기에 공급하는 단계;
    상기 변환전기공급부에서 생성되는 기동전류의 전류값과 기설정전류값을 비교하는 단계; 및
    상기 기동전류의 전류값이 기설정전류값에 도달되면, 상기 전기전달부로 인가된 전기를 전기공급부로 통해 상기 전동기에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기 기동 제어방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기설정전류값은, 상기 변환전기공급부에 구비된 트랜스포머에서 생성되는 상기 기동전류의 최대값이 대응되는 전류값인 것을 특징으로 하는 전동기 기동 제어방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 전기공급부를 통해 상기 전동기에 공급되는 전기는, 상기 기동전류의 전류값보다 낮은 전류값을 갖는 것을 특징으로 하는 전동기 기동 제어방법.
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