KR20160109458A

KR20160109458A - 모터 보호 계전기 및 이의 모터 기동 방법

Info

Publication number: KR20160109458A
Application number: KR1020150033874A
Authority: KR
Inventors: 김경호
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2015-03-11
Filing date: 2015-03-11
Publication date: 2016-09-21
Also published as: CN105977918B; US9780699B2; EP3068031A3; US20160268934A1; ES2848709T3; EP3068031B1; CN105977918A; KR101699363B1; EP3068031A2

Abstract

본 명세서는 모터 보호 계전기 및 이의 모터 기동 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 계전기 자체의 제어를 통해 모터의 기동을 위한 기동 전원을 가변 제어하여 모터에 공급함으로써, 별도의 기동 장치없이 모터의 기동이 소프트하게 이루어지게 되고, 모터의 소프트 기동이 보다 안정적이고 효율적이고, 간편한 방식으로 이루어지게 될 수 있는 모터 보호 계전기 및 이의 모터 기동 방법에 관한 것이다.

Description

모터 보호 계전기 및 이의 모터 기동 방법{MOTOR PROTECTION RELAY AND METHOD FOR DRIVING MOTOR OF MOTOR PROTECTION RELAY}

본 명세서는 모터 보호 계전기 및 이의 모터 기동 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 계전기 자체의 제어를 통해 모터의 기동을 위한 기동 전원을 가변 제어하여 모터에 공급함으로써, 모터의 기동이 소프트하게 이루어지도록 하는 모터 보호 계전기 및 이의 모터 기동 방법에 관한 것이다.

모터는 기동시 멈춰진 모터를 회전시킬 때 초기에 많은 토크가 필요하기 때문에 기동전류가 매우 큰 편이며 빈번이 기동하는 경우, 기동부하에 의한 전력량 또한 많이 필요하다.

정지된 모터를 회전시킬 때 기동부하를 낮추어 회전시킬 수 있다면 전력을 감소시키고 모터 손실을 방지할 수 있는데 모터 용량이 클수록 더 많은 기동부하와 모터 손실이 발생되기에 대용량 모터를 구동하기 위해서는 보호 계전기 외부에 모터 스타트(Start) 장치를 추가하여 천천히 기동하게 하여 모터를 보호한다. 그러나, 종래의 방법은 모터를 기동하기 위해 출력 전원에 여러 시퀀스를 적용하여 ON/OFF 기동 방식들만 사용했다.

도 1 내지 도 3에는 종래의 모터 기동 방법에 대한 내용들이 도시되어 있다.

도 1은 종래의 직입 기동 방식의 전원 공급 릴레이의 동작 개념을 나타낸 예시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 직입 기동 방식에 따른 전원 공급의 형태를 나타낸 예시도이다.

도 3은 종래의 Y-D 기동 방식의 전원 공급 릴레이의 동작 개념을 나타낸 예시도이다.

종래의 직입 기동 방식은 보통 3상 전동기 기동시에 15[KW] 이하의 부하에서 사용하고, 초기 기동전류가 400[%]로 기동 힘이 가장 큰데 기동전류가 크기 때문에 주로 소형 장비에 사용하였으며, 설치 비용이 저렴하다는 장점이 있다. 이러한 종래의 직입 기동 방식은, 도 1에 도시된 바와 같이, 모터 기동을 위해 전원 공급 릴레이의 출력 접점을 On으로 동작시켜 모터에 직접 전류를 흐르게 해서 기동시키는 방식이다.

이러한 방식에 따른 전원 공급의 형태는, 도 2에 도시된 바와 같이, 모터에 일시적으로 기동 전원이 공급되어, 모터에 부담을 주게 되는 문제가 있었다.

도 3에 도시된 바와 같은 Y-D 기동은 6선으로 결선하여, 처음 Y로 기동 (작은 전압) 하여 모터 관성이 생기면, 88D(큰 전압)로 변경하여, 정상 회전시킨다. Y-D 기동은 일반적으로 15[KW] 내지 45[KW]의 부하에서 사용하는데, 그 이상인 경우에도 사용되며, 초기 순간 기동전류는 340[%] 가량 된다. Y-D 방식은 전류를 직입 기동 방식보다 1/3로 줄이며 부드러운 기동이 가능하다. 그러나 기동힘이 1/3이기에 용도는 기동부하가 약한 설비(선풍기, 저토르크 모터 등)에 사용한다.

이 외에도 리액터 기동도 자주 사용된다. 처음에는 낮은 전압에서 운전하여, 낮은 토크로 운전하다. 모터 관성이 생기면 정상 전압을 인가하여, 정상 운전을 하는 방식으로 초기 순간 기동전류는 200[%] 가량 되고, 30[KW] 이상의 부하에 사용한다. 설치 비용이 직입 기동이나 Y-D 방식보다는 고가이다.

자동리액터 기동은 0V~정상전압으로 아날로그적으로 변경 초기 순간 기동전류는 100[%]인데, 최상의 기동방식이나, 설치비용이 매우 비싸다.

여러 기동방식 중 가장 경제적인 기동 방식은 Y-D 기동 방식인데, 이 기동 조건으로는 3상 전동기의 운전 결선이 스타 즉, Y 결선이어야 한다

그래야 기동 시간 동안 델타 회로로 하여 1/√3=0.577배의 상 전압을 가하여 기동하고 기동 후 스타 결선으로 바꾸어 운전할 수 있는 것이다.

전동기에 별도의 델타, 스타 단자가 있는 것이 아니고 3그룹으로 구성된 3상 코일을 델타결선 또는 스타결선으로 마그넷트와 타이머를 이용하여 순간적으로 결선을 바꾸는 것인데, 이러한 델타-스타 기동에는 3조의 3상 마그넷트 콘텍터가 꼭 필요하다.

또한, 외부에 소프트 스타터를 이용하여, 전류, 또는 전압을 제어하여 기동시에 소프트한 기동을 이루어지게 하는 방식도 있는데, 이러한 방식은 외부 스타터 추가로 다른 기동 방식(직입 기동과 Y-D 기동)보다 설치 비용이 더 큰 단점이 있다.

즉, 종래의 모터 기동 기술들은, 기동을 위한 구성의 구현 자체에 가장 큰 문제가 있었다.

이를 테면, 소프트 기동을 위해서는 추가적인 장치가 필요하거나, 복잡한 구성으로 이루어질 수 밖에 없었으며, 또한 설치 비용이 많이 들어가게 되는 문제가 있어, 모터의 기동을 위한 기술 적용 및 구현 자체가 어려워질 수 밖에 없었다.

안정적이고 효율적인 모터의 기동을 위해선 모터의 소프트 기동이 필수적인 바, 이러한 한계들을 해결할 수 있는 방안이 필요한 실정이다.

따라서, 본 명세서는 종래기술의 한계를 해결하고자, 계전기 내부의 구성을 통한 자체의 제어를 통해 기동 전원을 가변 제어하여 모터에 공급되도록 할 수 있는 모터 보호 계전기 및 이의 모터 기동 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 명세서는 상술한 과제와 더불어, 기존의 모터의 소프트 기동 방식을 개선하여 보다 안정적이고 효율적이고, 간편한 방식으로 모터의 소프트 기동이 이루어지도록 할 수 있는 모터 보호 계전기 및 이의 모터 기동 방법을 제공하고자 한다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 명세서에 개시된 모터 보호 계전기는, 모터의 보호 및 기동 제어가 이루어지는 모터 보호 계전기일 수 있다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 상기 모터 보호 계전기는, 상기 모터의 전류 및 전압을 센싱하는 센싱부, 상기 모터의 기동 및 정지에 대한 기동 신호 및 정지 신호를 생성하는 입력부 및 상기 모터로 공급되는 전원을 제어하고, 상기 기동 신호를 근거로 상기 모터에 기동 전원이 공급되도록 제어하되, 상기 기동 전원을 가변 제어하는 제어부를 포함한다.

일 실시 예에서, 상기 입력부는, 상기 모터 보호 계전기의 외관에 구비된 온/오프 스위치일 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 센싱부의 센싱 결과를 기설정된 기준과 비교하여, 상기 센싱 결과가 상기 기설정된 기준을 초과하는 경우, 상기 모터로 공급되는 전원을 차단하여 상기 모터를 보호하되, 상기 기설정된 기준은, 상기 모터의 전류 또는 전압에 대한 정격 차단 기준일 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 기동 전원의 크기가 순차적으로 증가되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 모터의 동작 전원을 확인하여, 상기 기동 전원의 크기가 상기 동작 전원의 크기와 같아질 때까지, 상기 기동 전원의 크기가 순차적으로 증가되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 기동 전원을 적어도 하나의 구간으로 분할하여, 상기 적어도 하나의 구간에 따라 상기 기동 전원의 크기가 순차적으로 증가되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 모터의 동작 전원을 확인하여, 상기 동작 전원의 크기에 따라 상기 적어도 하나의 구간의 수를 산출하고, 산출된 구간의 수에 따라 상기 기동 전원의 크기가 순차적으로 증가되도록 상기 기동 전원을 가변 제어할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 적어도 하나의 구간별로 분할되는 기동 전원이 서로 다른 크기 및 서로 다른 시간으로 분할되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 적어도 하나의 구간 사이에 일정 지연 시간을 갖도록, 상기 기동 전원을 가변 제어할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 적어도 하나의 구간 사이에 일정 지연 시간을 갖도록 하는 자기유지 타이머를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 적어도 하나의 구간 중 둘 이상의 구간이 연속되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 적어도 하나의 구간별 분할 시간이 전원의 크기에 비례해서 증가되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제어부는, 기설정된 시퀀스에 따라 상기 기동 전원을 가변 제어하는 PLC(Programmable Logic Controller)를 포함하되, 상기 PLC를 통해 상기 기동 전원을 가변 제어할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 기설정된 시퀀스는, 상기 기동 전원이 상기 모터에 공급되는 시간의 흐름에 따라, 상기 기동 전원의 크기가 순차적으로 증가되도록 하되, 순차적으로 증가되는 상기 기동 전원의 크기에 따라 공급되는 시간이 증가되도록 할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 정지 신호를 근거로 상기 모터에 공급되는 동작 전원을 제어하되, 상기 동작 전원의 크기가 순차적으로 감소되도록 상기 동작 전원을 제어할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 동작 전원을 적어도 하나의 구간으로 분할하여, 상기 적어도 하나의 구간에 따라 상기 동작 전원의 크기가 순차적으로 감소되도록 하되, 상기 적어도 하나의 구간별로 분할되는 동작 전원이 서로 다른 크기 및 서로 다른 시간으로 분할되도록 상기 동작 전원을 제어할 수 있다.

한편, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 명세서에 개시된 모터 기동 방법은, 상기 모터 보호 계전기의 모터 기동 방법일 수 있다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 상기 모터 기동 방법은, 모터 기동 기능이 설정되는 단계, 상기 모터의 동작 전원을 확인하는 단계, 상기 동작 전원의 크기에 따라, 상기 모터의 기동을 위한 기동 전원을 분할 제어할 제어 기준을 설정하는 단계, 설정된 상기 제어 기준에 따라, 상기 기동 전원을 분할하여 상기 모터에 공급되도록 제어하는 단계 및 분할 공급된 상기 기동 전원에 의해 상기 모터가 기동하는 단계를 포함한다.

일 실시 예에서, 상기 제어 기준은, 상기 기동 전원의 크기가 순차적으로 증가되도록 상기 기동 전원을 분할 제어할 기준이되, 상기 제어 기준을 설정하는 단계는, 상기 기동 전원을 분할 제어할 적어도 하나의 구간의 수를 산출하는 단계 및 산출된 상기 적어도 하나의 구간별로 상기 제어 기준을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제어 기준을 설정하는 단계는, 상기 적어도 하나의 구간별로 분할되는 기동 전원이 서로 다른 크기 및 서로 다른 시간으로 분할되도록, 상기 제어 기준을 설정할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제어 기준을 설정하는 단계는, 상기 적어도 하나의 구간별 분할 시간이 상기 기동 전원의 크기에 비례해서 증가되도록, 상기 제어 기준을 설정할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 기동 전원을 분할하여 상기 모터에 공급되도록 제어하는 단계는, 상기 적어도 하나의 구간 사이에 일정 지연 시간을 갖도록, 상기 기동 전원을 분할하여 상기 모터에 공급되도록 제어할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 기동 전원을 분할하여 상기 모터에 공급되도록 제어하는 단계는, 상기 적어도 하나의 구간이 연속되도록, 상기 기동 전원을 분할하여 상기 모터에 공급되도록 제어할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 모터의 기동 여부를 확인하는 단계 및 상기 모터의 기동 여부 및 동작 상태를 외부에 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 명세서에 개시된 모터 보호 계전기 및 이의 모터 기동 방법은, 계전기 자체의 제어를 통해 모터의 기동을 위한 기동 전원을 가변 제어하여 모터에 공급함으로써, 별도의 기동 장치없이 모터의 기동이 소프트하게 이루어지게 될 수 있는 효과가 있다.

본 명세서에 개시된 모터 보호 계전기 및 이의 모터 기동 방법은, 계전기 자체의 제어를 통해 모터의 기동을 위한 기동 전원을 가변 제어하여 모터에 공급함으로써, 모터의 소프트 기동이 보다 안정적이고 효율적이고, 간편한 방식으로 이루어지게 될 수 있는 효과가 있다.

본 명세서에 개시된 모터 보호 계전기 및 이의 모터 기동 방법은, 계전기 자체의 제어를 통해 모터의 기동을 위한 기동 전원을 다양한 형태로 가변 제어하여 모터에 공급함으로써, 모터의 특성에 따른 기동 제어가 이루어지게 될 수 있는 효과가 있다.

본 명세서에 개시된 모터 보호 계전기 및 이의 모터 기동 방법은, 계전기 자체의 제어를 통해 모터의 기동을 위한 기동 전원을 다양한 형태로 가변 제어하여 모터의 특성에 따른 기동 제어가 이루어지게 됨으로써, 모터 기동 제어 적용의 효용성 및 호환성이 증대될 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 직입 기동 방식의 전원 공급 릴레이의 동작 개념을 나타낸 예시도.
도 2는 도 1에 도시된 직입 기동 방식에 따른 전원 공급의 형태를 나타낸 예시도.
도 3은 종래의 Y-D 기동 방식의 전원 공급 릴레이의 동작 개념을 나타낸 예시도.
도 4는 본 명세서에 개시된 모터 보호 계전기의 구성을 나타낸 구성도.
도 5는 본 명세서에 개시된 모터 보호 계전기의 실시 예에 따른 구성을 나타낸 구성도.
도 6은 본 명세서에 개시된 모터 보호 계전기의 실시 예에 따른 기동 전원의 가변 형태를 나타낸 그래프 1.
도 7은 본 명세서에 개시된 모터 보호 계전기의 실시 예에 따른 기동 전원의 가변 형태를 나타낸 그래프 2.
도 8은 본 명세서에 개시된 모터 보호 계전기의 실시 예에 따른 PLC의 시퀀스를 나타낸 시퀀스 구성도 1.
도 9는 본 명세서에 개시된 모터 보호 계전기의 실시 예에 따른 PLC의 시퀀스를 나타낸 시퀀스 구성도 2.
도 10은 본 명세서에 개시된 모터 보호 계전기의 실시 예에 따른 기동 전원의 공급 형태를 나타낸 그래프.
도 11은 본 명세서에 개시된 모터 기동 방법의 순서를 나타낸 순서도.
도 12는 본 명세서에 개시된 모터 기동 방법의 실시 예에 따른 순서를 나타낸 순서도.

본 명세서에 개시된 기술은 모터 보호용 계전기 및 모터 보호용 계전기의 모터 기동 방법에 적용될 수 있다. 그러나 본 명세서에 개시된 기술은 이에 한정되지 않고, 상기 기술의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 모터 기동 장치, 모터 기동 시스템, 모터 보호 장치, 모터 제어 장치, 이들의 모터 기동 방법, 또는 프로그래밍적으로 구현되는 모터의 기동 방법 등에도 적용될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

먼저, 도 4 내지 도 10을 참조하여 본 명세서에 개시된 모터 보호 계전기를 설명한다.

도 4는 본 명세서에 개시된 모터 보호 계전기의 구성을 나타낸 구성도이다.

도 5는 본 명세서에 개시된 모터 보호 계전기의 실시 예에 따른 구성을 나타낸 구성도이다.

도 6은 본 명세서에 개시된 모터 보호 계전기의 실시 예에 따른 기동 전원의 가변 형태를 나타낸 그래프 1이다.

도 7은 본 명세서에 개시된 모터 보호 계전기의 실시 예에 따른 기동 전원의 가변 형태를 나타낸 그래프 2이다.

도 8은 본 명세서에 개시된 모터 보호 계전기의 실시 예에 따른 PLC의 시퀀스를 나타낸 시퀀스 구성도 1이다.

도 9는 본 명세서에 개시된 모터 보호 계전기의 실시 예에 따른 PLC의 시퀀스를 나타낸 시퀀스 구성도 2이다.

도 10은 본 명세서에 개시된 모터 보호 계전기의 실시 예에 따른 기동 전원의 공급 형태를 나타낸 그래프이다.

본 명세서에 개시된 모터 보호 계전기(이하, 계전기라 칭한다)는, 모터의 보호 및 기동 제어가 이루어지는 모터 보호 계전기를 의미한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 계전기(100)는, 상기 모터(200)의 전류 및 전압을 센싱하는 센싱부(10), 상기 모터(200)의 기동 및 정지에 대한 기동 신호 및 정지 신호가 생성되는 입력부(20) 및 상기 모터(200)로 공급되는 전원을 제어하고, 상기 기동 신호를 근거로 상기 모터(200)에 기동 전원이 공급되도록 제어하되, 상기 기동 전원을 가변 제어하는 제어부(30)를 포함한다.

상기 계전기(100)는, 상기 모터(200)를 사고 또는 위험으로부터 보호할 수 있다.

상기 계전기(100)는, 상기 모터(200)를 기동시킬 수 있다.

상기 계전기(100)의 실시 예에 따른 구성은, 도 5에 도시된 바와 같을 수 있다.

상기 계전기(100)는, 외부의 상용 전원(1) 및 상기 모터(200) 사이에 연결될 수 있다.

상기 계전기(100)는, 상기 상용 전원(1) 및 상기 모터(200) 사이에 연결되어, 상기 상용 전원(1)으로부터 공급되는 전원이 상기 모터(200)에 공급되도록 할 수 있다.

상기 센싱부(10)는, 상기 모터(200)의 전류 및 전압을 센싱한다.

상기 센싱부(10)는, 전류 및 전압을 센싱할 수 있는 CT(Current Transformer) 및 PT(Potential Transformer)를 포함할 수 있다.

상기 센싱부(10)는, 전류를 센싱하는 전류 검출부 및 전압을 센싱하는 전압 검출부를 포함할 수 있다.

상기 센싱부(10)는, 상기 모터(200)에 공급되는 전류 및 전압을 센싱하여, 센싱 결과를 상기 제어부(30)에 전달하여, 상기 센싱 결과에 따라 상기 제어부(30)가 상기 모터(200)의 전원을 제어하도록 하게 될 수 있다.

즉, 상기 센싱부(10)는, 상기 모터(200)에 공급되는 전류 및 전압을 센싱하여, 상기 제어부(30)에 의해 상기 모터(200)의 보호 기능이 수행되도록 하게 될 수 있다.

상기 입력부(20)는, 외부의 입력에 의해 상기 모터(200)의 기동 및 정지에 대한 기동 신호 및 정지 신호를 생성한다.

여기서, 외부는 상기 계전기(100)의 사용자에게 제공되는 외부 인터페이스 또는 스위치 조작 등을 의미할 수 있다.

상기 입력부(20)는, 상기 계전기(100)의 외관에 구비된 온/오프 스위치일 수 있다.

예를 들면, 상기 온/오프 스위치가 온 상태가 된 경우, 상기 기동 신호를 생성하게 될 수 있고, 또는 상기 온/오프 스위치가 오프 상태가 된 경우, 상기 정지 신호를 생성하게 될 수 있다.

즉, 상기 입력부(20)는, 상기 모터(200)의 기동 스위치가 될 수 있다.

상기 온/오프 스위치는, 온/오프 전환이 가능한 스위치를 의미할 수 있다.

상기 온/오프 스위치는, 푸시 버튼 스위치일 수 있으며, 바람직하게는 온/오프가 스위칭되는 기계식 스위치일 수 있다.

상기 온/오프 스위치는 또한, 전자식 스위치일 수도 있다.

상기 온/오프 스위치는, 상기 계전기(100)의 사용자에 의해 조작될 수 있다.

상기 입력부(20)는, 온/오프 상태에 따라 상기 기동 신호 및 상기 정지 신호를 생성하고, 생성된 상기 기동 신호 및 상기 정지 신호를 상기 제어부(30)에 전달하여, 상기 제어부(30)가 상기 기동 신호 및 상기 정지 신호에 따라 상기 모터(200)의 기동 및 정지를 제어하도록 하게 될 수 있다.

즉, 상기 입력부(20)는, 상기 기동 신호 및 상기 정지 신호를 생성하여, 상기 제어부(30)에 의해 상기 계전기(100)의 모터 기동 및 정지 기능이 수행되도록 하게 될 수 있다.

상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)로 공급되는 전원을 제어한다.

여기서, 상기 모터(200)로 공급되는 전원은 전류 및 전압을 포함하는 의미일 수 있다.

상기 제어부(30)는, 상기 상용 전원(1)으로부터 공급되는 전원이 상기 모터(200)로 공급되도록 전원을 제어할 수 있다.

예를 들면, 상기 모터(200)로 전원이 공급되도록 하거나, 또는 전원이 차단되도록 제어하게 될 수 있다.

상기 제어부(30)는, 상기 센싱부(10)의 센싱 결과를 기설정된 기준과 비교하여, 상기 센싱 결과가 상기 기설정된 기준을 초과하는 경우, 상기 모터(200)로 공급되는 전원을 차단하여 상기 모터(200)를 보호할 수 있다.

상기 기설정된 기준은, 상기 모터(200)의 전류 또는 전압에 대한 정격 차단 기준일 수 있다.

즉, 상기 센싱 결과가 상기 기설정된 기준을 초과하는 경우, 상기 모터(200)에 공급되는 전원이 상기 모터(200)의 정격을 초과하는 것을 의미하게 되어, 공급되는 전원에 의해 상기 모터(200)에 손상이 발생하게 될 수 있다.

즉, 상기 제어부(30)는, 상기 센싱 결과가 상기 모터(200)의 정격 차단 기준을 초과하는 경우, 상기 모터(200)로 공급되는 전원을 차단하여 상기 모터(200)를 사고 또는 위험으로부터 보호하게 될 수 있다.

상기 제어부(30)는, 상기 기동 신호를 근거로 상기 모터(200)에 기동 전원이 공급되도록 제어한다.

상기 기동 전원은, 상기 모터(200)가 기동하게 되는 기동 전류 또는 기동 전압을 의미할 수 있다.

상기 기동 전원은, 상기 모터(200)의 종류 또는 상기 모터(200)의 기동 특성에 따라 기동 전류 또는 기동 전압의 의미가 될 수 있다.

이하에서는, 설명의 편의를 위해 상기 기동 전원이 기동 전압인 경우를 예로 들어 설명한다.

그러나, 상기 기동 전원이 기동 전압에 한정되는 것이 아님을 유의한다.

상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)의 초기 기동시, 상기 상용 전원(1)으로부터 공급되는 전원으로 상기 모터(200)가 기동하게 되도록, 상기 모터(200)에 기동 전원이 공급되도록 제어할 수 있다.

예를 들면, 상기 모터(200)의 기동 전에는 상기 모터(200)로 전원이 공급되지 않도록 제어하고, 상기 모터(200)의 기동시에는 상기 모터(200)로 상기 기동 전원이 공급되도록 제어하여, 상기 모터(200)가 기동하게 될 수 있다.

상기 제어부(30)는, 상기 기동 신호를 근거로 상기 모터에 기동 전원이 공급되도록 제어하되, 상기 기동 전원을 가변 제어한다.

상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)의 기동이 소프트하게 이루어질 수 있도록, 상기 기동 전원을 가변 제어할 수 있다.

즉, 상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)의 기동시 상기 기동 전원에 의해 상기 모터(200)에 부담이 가는 것을 방지하기 위해, 상기 기동 전원을 가변 제어하여 상기 모터(200)에 공급되도록 함으로써, 상기 모터(200)의 기동이 소프트하게 이루어지도록 하게 될 수 있다.

상기 제어부(30)는, 상기 기동 전원의 크기가 순차적으로 증가되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어할 수 있다.

예를 들면, 상기 기동 전원의 초기 공급시부터 공급이 완료될 때까지, 상기 기동 전원의 크기가 공급 시간의 흐름에 따라 1[V], 5[V], 10[V], 20[V]와 같이 순차적으로 증가되도록 상기 기동 전원을 가변 제어하게 될 수 있다.

상기 제어부(30)는, 상기 기동 전원의 크기가 상기 모터(200)에 공급되는 시간에 따라 순차적으로 증가되도록 상기 기동 전원을 가변 제어하여, 상기 모터(200)에 공급되도록 할 수 있다.

즉, 상기 모터(200)는, 상기 제어부(30)에 의해 순차적으로 증가되도록 가변 제어된 상기 기동 전원을 공급받아 기동하게 될 수 있다.

상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)의 동작 전원을 확인하여, 상기 기동 전원의 크기가 상기 동작 전원의 크기와 같아질 때까지, 상기 기동 전원의 크기가 순차적으로 증가되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어할 수 있다.

여기서, 상기 동작 전원은, 상기 모터(200)가 기동한 후, 상기 모터(200)의 동작을 유지시키는 전원을 의미할 수 있다.

즉, 상기 기동 전원은 상기 모터(200)의 기동을 위한 전원을, 상기 동작 전원은 상기 모터(200)의 동작 자체를 위한 전원을 의미하게 될 수 있다.

상기 제어부(30)는, 상기 기동 전원의 크기가 상기 동작 전원의 크기와 같아질 때까지 순차적으로 증가되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어할 수 있다.

예를 들면, 상기 동작 전원이 220[V]인 경우, 상기 기동 전원의 크기가 0[V]부터 220[V]까지 될 때까지, 상기 기동 전원의 크기가 순차적으로 증가되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어하게 될 수 있다.

좀 더 구체적으로 예를 들면, 상기 기동 전원의 초기 공급시부터 공급이 완료될 때까지, 상기 기동 전원의 크기가 공급 시간의 흐름에 따라 1[V], 10[V], 50[V], 100[V], 200[V], 220[V] 순으로 순차적으로 증가되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어하게 될 수 있다.

상기 제어부(30)는, 상기 기동 전원을 적어도 하나의 구간으로 분할하여, 상기 적어도 하나의 구간에 따라 상기 기동 전원의 크기가 순차적으로 증가되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어할 수 있다.

상기 적어도 하나의 구간은, 상기 기동 전원이 가변 제어되어 상기 모터(200)에 공급되는 구간을 의미할 수 있다.

상기 적어도 하나의 구간은, 상기 기동 전원이 상기 모터(200)에 공급되는 전체 시간에 대해 분할한 구간을 의미할 수 있다.

예를 들면, 상기 기동 전원이 상기 모터(200)에 공급되는 시간이 100[ms]인 경우, 상기 기동 전원이 10[ms], 20[ms], 30[ms], 40[ms]순의 적어도 하나의 구간으로 분할될 수 있다.

상기 제어부(30)는, 상기 기동 전원을 상기 적어도 하나의 구간으로 분할하되, 상기 적어도 하나의 구간별 할당 시간이 순차적으로 증가되도록, 상기 기동 전원을 상기 적어도 하나의 구간으로 분할할 수 있다.

예를 들면, 상기 예와 같이, 10[ms], 20[ms], 30[ms], 40[ms]순으로 상기 적어도 하나의 구간을 분할하게 될 수 있다.

상기 제어부(30)는, 분할된 상기 적어도 하나의 구간 각각에 따라 상기 기동 전원의 크기가 순차적으로 증가되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어할 수 있다.

예를 들면, 상기 적어도 하나의 구간이 상기 예와 같이 분할된 경우, 10[ms]로 분할된 구간은 상기 기동 전원의 크기가 10[V], 20[ms]로 분할된 구간은 50[V], 30[ms]로 분할된 구간은 100[V], 40[ms]로 분할된 구간은 220[V]가 되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어하게 될 수 있다.

즉, 상기 제어부(30)는, 상기 기동 전원의 크기가 순차적으로 증가되도록, 상기 기동 전원을 상기 적어도 하나의 구간으로 분할하여, 상기 적어도 하나의 구간에 따라 상기 기동 전원을 가변 제어하게 될 수 있다.

즉, 상기 기동 전원은, 상기 적어도 하나의 구간에 따라 크기가 순차적으로 증가하게 될 수 있다.

상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)의 동작 전원을 확인하여, 상기 동작 전원의 크기에 따라 상기 적어도 하나의 구간의 수를 산출하고, 산출된 구간의 수에 따라 상기 기동 전원의 크기가 순차적으로 증가되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어할 수 있다.

예를 들면, 상기 동작 전원의 크기가 220[V]인 경우, 상기 예와 같이 4개의 구간으로 산출되어 상기 적어도 하나의 구간이 4개의 구간으로 분할될 수 있고, 상기 동작 전원의 크기가 300[V]인 경우, 상기 예에 하나의 구간이 더 산출되어 상기 적어도 하나의 구간이 5개의 구간으로 분할될 수 있다.

즉, 상기 제어부(30)는, 상기 동작 전원의 크기에 따라 산출된 구간의 수에 따라 상기 기동 전원을 상기 적어도 하나의 구간으로 분할하고, 상기 적어도 하나의 구간에 따라 상기 기동 전원의 크기가 상기 동작 전원의 크기와 같아질 때까지 순차적으로 증가되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어하게 될 수 있다.

상기 제어부(30)는, 상기 적어도 하나의 구간별로 분할되는 기동 전원이 서로 다른 크기 및 서로 다른 시간으로 분할되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어할 수 있다.

즉, 상기 기동 전원은, 상기 적어도 하나의 구간별로 서로 다른 크기 및 서로 다른 시간으로 각각 분할되도록 가변 제어될 수 있다.

예를 들면, 상기 적어도 하나의 구간이 4개의 구간으로 분할된 경우, 상기 기동 전원이 첫번째 구간은 10[V]에 10[ms], 두번째 구간은 50[V]에 20[ms], 세번째 구간은 100[V]에 30[ms], 네번째 구간은 220[V]에 40[ms]가 되도록 가변 제어될 수 있다.

상기 제어부(30)는 또한, 상기 적어도 하나의 구간별로 분할되는 기동 전원이 서로 다른 크기이되, 동일한 시간으로 분할되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어할 수 있다.

상기 제어부(30)는, 상기 적어도 하나의 구간 사이에 일정 지연 시간을 갖도록, 상기 기동 전원을 가변 제어할 수 있다.

상기 제어부(30)는, 상기 적어도 하나의 구간 사이에 기설정된 상기 일정 지연 시간을 갖도록, 상기 기동 전원을 가변 제어할 수 있다.

예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 기동 전원이 상기 적어도 하나의 구간(S1 내지 Sn) 별로 가변 제어되는 동안, t초씩의 지연 시간을 갖도록, 상기 기동 전원을 가변 제어하게 될 수 있다.

상기 제어부(30)는, 상기 적어도 하나의 구간 사이에 일정 지연 시간을 갖도록 하는 자기유지 타이머를 포함할 수 있다.

상기 자기유지 타이머는, 릴레이 타임 스위치일 수 있다.

상기 자기유지 타이머는, 상기 기동 전원이 상기 적어도 하나의 구간으로 분할되어 상기 모터(200)에 공급될 시, 상기 기동 전원의 상기 적어도 하나의 구간 사이에 상기 일정 지연 시간을 부여할 수 있다.

즉, 상기 제어부(30)는, 상기 자기유지 타이머를 통해, 상기 기동 전원이 상기 적어도 하나의 구간 사이에 상기 일정 지연 시간 동안 지연되어 분할되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어하게 될 수 있다.

상기 제어부(30)는, 상기 적어도 하나의 구간이 연속되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어할 수 있다.

예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 기동 전원이 상기 적어도 하나의 구간(S1 내지 Sn)별로 가변 제어되는 동안, 지연 시간없이 상기 적어도 하나의 구간이 연속되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어하게 될 수 있다.

상기 제어부(30)는, 상기 적어도 하나의 구간별 분할 시간이 전원의 크기에 비례해서 증가되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어할 수 있다.

예를 들면, 도 6 또는 도 7에 도시된 바와 같이, 첫번째 구간(S1)의 분할 시간은 1ms, 두번째 구간(S2)의 분할 시간은 10ms, 세번째 구간(S3)의 분할 시간은 20ms, 네번째 구간(S4)의 분할 시간은 30ms로 하여, 상기 적어도 하나의 구간 각각의 분할 시간이 전원의 크기에 비례해서 증가되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어하게 될 수 있다.

즉, 상기 적어도 하나의 구간에 따른 상기 기동 전원은, 전원 크기 및 구간의 분할 시간이 순차적으로 증가되되, 구간의 분할 시간이 전원의 크기에 비례해서 증가될 수 있다.

상술한 바와 같은 상기 제어부(30)의 가변 제어에 따른 상기 기동 전원의 공급 형태는 도 6 또는 도 7에 도시된 바와 같다.

이하, 도 6 및 도 7을 추가로 참조하여 상기 기동 전원의 관점에서 상기 기동 전원이 공급되는 형태를 설명한다.

상기 계전기(100)가 상기 상용 전원(1)으로부터 공급된 전원을 상기 모터(100)에 공급하는 과정에서, 상기 모터(200)의 기동을 위한 상기 기동 전원을 도 6 또는 도 7에 도시된 바와 같이 가변 제어하여 공급하게 될 수 있다.

상기 계전기(100)의 상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)에 공급되는 상기 기동 전원을 가변 제어하여, 상기 기동 전원을 억제하게 될 수 있다.

상기 계전기(100)는, 상기 제어부(30)가 상기 기동 전원을 순차적으로 증가하도록 가변 제어하여, 상기 모터(200)에 공급되도록 하게 될 수 있다.

상기 기동 전원은, 상기 적어도 하나의 구간(S1 내지 Sn)으로 분할되어 상기 모터(200)에 공급될 수 있다.

상기 기동 전원은, 상기 적어도 하나의 구간별로 서로 다른 크기 및 서로 다른 분할 시간으로 공급될 수 있다.

상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)의 동작 전원을 확인하여, 상기 동작 전원을 기준으로 상기 기동 전원을 가변 제어할 기준을 판단하여, 이에 따라 상기 기동 전원을 가변 제어하여 상기 모터(200)에 공급되도록 할 수 있다.

상기 기동 전원은, 상기 모터(200)에 공급되는 동안 전원의 크기 및 공급되는 시간이 순차적으로 증가되도록, 상기 적어도 하나의 구간별로 서로 다른 크기 및 서로 다른 분할 시간으로 공급될 수 있다.

즉, 상기 적어도 하나의 구간은, 상기 기동 전원이 가변 제어되어 공급되는 구간이 될 수 있다.

다시 말하면, 상기 기동 전원의 공급은, 서로 다른 크기 및 서로 다른 분할 시간을 갖는 상기 적어도 하나의 구간으로 분할되어, 상기 기동 전원의 크기가 순차적으로 증가하면서 공급될 수 있게 된다.

상기 기동 전원이 가변 제어되어 공급되는 형태는, 상기 기동 전원이 첫번째 구간(S1)에서는 1[V]로 1[ms] 동안, 두번째 구간(S2)에서는 10[V]로 10[ms] 동안, 세번째 구간(S3)에서는 20[V]로 20[ms] 동안, 네번째 구간(S4)에서는 30[V]로 30[ms] 동안 공급되는 순서로 이루어질 수 있다.

이러한 방식으로 상기 모터(200)의 동작 전원의 크기와 순차적으로 증가되는 상기 기동 전원의 크기가 같아질 때까지(Sn), 상기 기동 전원이 순차적으로 증가되면서 공급될 수 있다.

보다 구체적인 일 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같은 공급 형태와 같이, 상기 제어부(30)에 포함된 상기 자기유지 타이머로 인해, 상기 기동 전원이 공급되는 상기 적어도 하나의 구간 사이에 상기 일정 지연 시간(t)이 부여되어, 상기 기동 전원의 공급이 일정한 지연 시간(t)을 갖으며 공급될 수 있다.

이러한 방식으로 상기 기동 전원이 상기 모터(200)에 공급되는 형태는, 상기 기동 전원이 상기 적어도 하나의 구간으로 분할되어 공급되는 동안, 상기 적어도 하나의 구간 사이에 일정한 지연(t)을 갖으며 공급됨으로써, 상기 모터(200)의 기동이 보다 안정적으로 이루어지게 됨은 물론, 상기 모터(200)의 기동 부담이 줄어들게 되고, 또한 상기 기동 전원이 가변되는 구간의 구분이 확실해짐으로써, 상기 기동 전원을 위와 같은 형태로 가변 제어하는 방식(프로그래밍, 회로 소자 배치 등)의 구현이 복잡하지 않게 이루어질 수 있으므로, 소프트 기동 제어의 구현이 용이해지게 되는 이점이 있다.

또 다른 구체적인 일 예는, 도 7에 도시된 바와 같은 공급 형태와 같이, 상기 적어도 하나의 구간(S1 내지 Sn)이 연속되어 공급될 수도 있다.

이러한 방식으로 상기 기동 전원이 상기 모터(200)에 공급되는 형태는, 상기 기동 전원이 상기 적어도 하나의 구간으로 분할되어 공급되는 동안, 상기 적어도 하나의 구간 사이에 지연 시간이 없이 연속적으로 공급됨으로써, 연속적인 전원 공급을 요하는 모터의 기동이 확실하게 이루어질 수 있으며, 보다 소프트하고 정밀한 기동 제어가 이루어지게 될 수 있는 이점이 있다.

이러한 상기 기동 전원의 가변 제어는, 상기 제어부(30)에 포함된 회로 구성, 또는 프로그래밍 구성을 통해 이루어질 수 있다.

이하, 도 8 및 도 9를 추가로 참조하여 이러한 가변 제어가 이루어지는 구성의 일 예를 설명한다.

상기 제어부(30)는, 기설정된 시퀀스에 따라 상기 기동 전원을 가변 제어하는 PLC(Programmable Logic Controller)(31)를 포함하되, 상기 PLC(31)를 통해 상기 기동 전원을 가변 제어할 수 있다.

상기 기설정된 시퀀스는, 상기 기동 전원이 상기 모터(200)에 공급되는 시간의 흐름에 따라, 상기 기동 전원의 크기가 순차적으로 증가되도록 하되, 순차적으로 증가되는 상기 기동 전원의 크기에 따라 공급되는 시간이 증가되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어하는 제어 시퀀스일 수 있다.

즉, 상기 PLC(31)는, 상기 기설정된 시퀀스에 따라 상기 기동 전원을 가변 제어하여, 상기 모터(200)에 공급되는 상기 기동 전원이 순차적으로 증가되도록 하게 될 수 있다.

상기 PLC(31)는, 상기 기동 신호를 근거로 상기 기동 전원의 가변 제어를 실시하게 될 수 있다.

상기 PLC(31)의 상기 기설정된 시퀀스 구성은, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같다.

도 8에 도시된 바와 같은 시퀀스 구성은, 도 6에 도시된 바와 같은 공급 형태가 이루어지는 시퀀스에 해당하고, 도 9에 도시된 바와 같은 시퀀스 구성은, 도 7에 도시된 바와 같은 공급 형태가 이루어지는 시퀀스에 해당한다.

도 8에 도시된 시퀀스에 따르면, 상기 기동 전원이 공급되는 상기 적어도 하나의 구간 사이에 상기 일정 지연 시간(t)이 부여되어, 상기 기동 전원의 공급이 일정한 지연 시간(t)을 갖으며 공급될 수 있게 된다.

도 8에 도시된 시퀀스의 과정을 간략하게 설명하면 다음과 같다.

X0로 입력을 받게 되고, M0로 1출력(1[V])이 T1(10[ms])동안 유지된다.

그 다음 알고리즘에 의해 M0로 입력(1)이 들어오면 자기유지 타이머 TON1이 10[ms] 동작되는 동안 10[ms]의 M0 출력은 0이 된다.

그리고, TON1 이후에 T2(20[ms])동안에 M1의 출력이 1(10V)로 된다.

다시 M1이 1이면 자기 유지 타이머 TON2가 동작되는 동안 M2의 출력은 0이 된다.

TON2 이후에 M2의 출력이 T3(30[ms]) 동안에 1이 된다.

이러한 방식으로 전압 출력의 1과 0이 반복적으로 전압이 증가되면서, 상기 기동 전원이 순차적으로 증가하도록 가변 제어된다.

도 9에 도시된 시퀀스의 과정은, 도 8에 도시된 시퀀스에서 TON 대신 TP를 적용한 것이다.

이 경우, 모터 기동을 위한 전압 출력이 유지되면서, 즉 상기 적어도 하나의 구간이 연속되면서 상기 기동 전원이 순차적으로 증가하게 된다.

도 9에 도시된 시퀀스에 따르면, 상기 기동 전원이 공급되는 상기 적어도 하나의 구간 사이에 상기 일정 지연 시간(t)이 부여되지 않고, 상기 기동 전원의 공급이 연속적으로 공급될 수 있게 된다.

도 8에 도시된 시퀀스와의 차이점을 설명하면, TP1은 입력상태가 1(ON)이 되면 10[ms] 설정 시간 동안 출력을 내보내면서, T2가 20[ms] 동작하는 동안 T1의 출력 전압이 유지된다.

이러한 방식으로 마지막까지 M회의 출력이 1로 되면, 최종적으로 상기 모터(200)의 동작 전압의 크기와 같은 기동 전원이 출력되어, 상기 모터(200)의 기동이 완료될 수 있게 된다.

상술한 바와 같은 구성들을 통해, 상기 제어부(30)는, 별도의 기계적 전원 제어 장치를 포함할 필요 없이, 상기 기동 전원이 순차적으로 증가하도록 가변 제어하게 될 수 있다.

상술한 바와 같은 구성, 도 8 및 도 9에 도시된 시퀀스의 구성은, 상기 계전기(100)의 가변 제어의 일 예를 설명하기 위한 것으로, 상술한 내용 및 도면에 도시된 구성들이 본 발명의 권리범위를 한정하지 않으며, 상술한 내용 및 도면에 도시된 사항을 변경한 형태로도 청구항에 기재된 본 발명의 실시가 이루어질 수 있음을 유의한다.

상술한 바와 같이 상기 기동 전원의 가변 제어가 이루어져 상기 기동 전원이 공급되는 최종 형태는, 도 10에 도시된 바와 같을 수 있다.

상기 기동 전원이 초기 투입시부터, 상기 모터(200)의 동작 전원의 크기와 같아져 기동이 완료될 때까지, 상기 적어도 하나의 구간에 따라 순차적으로 증가되도록 가변 제어되어, 최종적으로 도 10에 도시된 바와 같은 공급 형태가 이루어지게 될 수 있다.

이와 같은 공급 형태가 이루어짐으로써, 상기 모터(200)의 소프트 기동이 이루어지게 될 수 있다.

상기 계전기(100)는 추가적으로, 표시부(40) 및 통신부(50)를 포함할 수 있다.

상기 표시부(40)는, 상기 모터(200)의 기동 과정, 기동 상태 및 동작 상태 등을 외부에 디스플레이하는 표시장치일 수 있다.

상기 통신부(50)는, 상기 모터(200), 또는 상기 계전기(100)를 원격에서 제어하는 제어 장치, 제어 시스템 등과 통신하는 통신장치일 수 있다.

즉, 상기 계전기(100)는, 상기 통신부(50)를 통해 상기 모터(200)에 공급되는 전원의 제어가 원격에서 이루어지게 될 수 있다.

또는, 외부의 다른 제어 장치에 의해 상기 계전기(100)의 동작이 제어될 수도 있다.

상기 계전기(100)는 추가적으로, 상기 모터(200)의 정상 동작시 공급되는 동작 전원도 가변 제어할 수 있다.

상기 제어부(30)는, 상기 정지 신호를 근거로 상기 모터(200)에 공급되는 동작 전원을 제어하되, 상기 동작 전원의 크기가 순차적으로 감소되도록 상기 동작 전원을 제어할 수 있다.

즉, 상기 계전기(100)는, 상기 모터(200)의 기동 뿐만 아니라 정지도 제어하게 될 수 있다.

상기 제어부(30)는, 상기 동작 전원을 적어도 하나의 구간으로 분할하여, 상기 적어도 하나의 구간에 따라 상기 동작 전원의 크기가 순차적으로 감소되도록 하되, 상기 적어도 하나의 구간별로 분할되는 동작 전원이 서로 다른 크기 및 서로 다른 시간으로 분할되도록 상기 동작 전원을 제어할 수 있다.

즉, 상기 제어부(30)는, 상기 기동 전원을 가변 제어하는 방식과 마찬가지로 상기 동작 전원을 가변 제어하여, 상기 모터(200)의 정지를 제어하게 될 수 있다.

상기 계전기(100)가 상기 동작 전원이 순차적으로 감소되도록 제어하게 됨으로써, 상기 모터(200)의 정지 또한 기동과 마찬가지로, 소프트하게 이루어지게 될 수 있다.

이하, 도 11 및 도 12를 참조하여, 본 명세서에 개시된 모터 보호 계전기의 모터 기동 방법을 설명한다.

도 11은 본 명세서에 개시된 모터 기동 방법의 순서를 나타낸 순서도이다.

도 12는 본 명세서에 개시된 모터 기동 방법의 실시 예에 따른 순서를 나타낸 순서도이다.

상기 모터 보호 계전기의 모터 기동 방법(이하, 기동 방법이라 칭한다)은, 앞서 설명한 상기 계전기(100)의 모터 기동 방법일 수 있다.

상기 기동 방법은, 앞서 설명한 상기 계전기(100) 뿐만 아니라, 모터의 전원을 제어하는 모든 모터 보호 계전기의 모터 기동 방법일 수 있다.

상기 기동 방법은, 별도의 기동 장치를 구비하지 않고, 내부의 제어부 또는 주처리장치에 의해 상기 모터에 공급되는 전원을 제어하는 모터 보호 계전기의 모터 기동 방법일 수 있다.

상기 기동 방법을 설명함에 있어서, 앞서 설명한 상기 계전기(100)의 내용과 중복되는 부분, 이를테면 기동 원리, 제어 방식 등에 대한 내용의 설명은 생략하도록 한다.

상기 기동 방법은, 도 11에 도시된 바와 같이, 모터 기동 기능이 설정되는 단계(S10), 상기 모터의 동작 전원을 확인하는 단계(S20), 상기 동작 전원의 크기에 따라, 상기 모터의 기동을 위한 기동 전원을 분할 제어할 제어 기준을 설정하는 단계(S30), 설정된 상기 제어 기준에 따라, 상기 기동 전원을 분할하여 상기 모터에 공급되도록 제어하는 단계(S40) 및 분할 공급된 상기 기동 전원에 의해 상기 모터가 기동하는 단계(S50)를 포함한다.

먼저, 상기 기동 방법은, 기동 대상인 모터가 기동 전 상태임을 전제로 할 수 있다.

상기 모터 기동 기능이 설정되는 단계(S10)는, 기동 대상 모터에 대한 모터 기동 여부가 결정될 수 있다.

상기 모터 기동 기능이 설정되는 방법은, 사용자에 의해 기동 시작에 대한 스위치가 조작됨으로써 이루어질 수 있다.

상기 모터 기동 기능이 설정되는 단계(S10)에서 상기 모터 기동 기능이 설정되면, 기동 대상 모터에 대한 기동 제어가 시작될 수 있다.

예를 들면, 기동 대상 모터의 기동 시작에 대한 기동 신호를 내부의 제어부 또는 주처리장치에 전달하여, 기동 제어가 시작되게 될 수 있다.

또는 상기 계전기 내부에 포함된 PLC에 전달하여, 상기 PLC에 따른 기동 제어가 시작되게 될 수 있다.

상기 모터의 동작 전원을 확인하는 단계(S20)는, 기동 대상 모터의 동작에 필요한 동작 전원을 확인할 수 있다.

상기 동작 전원은, 상기 모터에 공급될 상기 기동 전원의 제어 기준이 될 수 있다.

상기 동작 전원의 크기에 따라, 상기 모터의 기동을 위한 기동 전원을 분할 제어할 제어 기준을 설정하는 단계(S30)는, 상기 모터의 동작 전원을 확인하는 단계(S20)에서 확인된 상기 동작 전원의 크기를 기준으로, 상기 기동 전원을 분할 제어할 상기 제어 기준을 설정할 수 있다.

즉, 상기 제어 기준은, 상기 기동 전원이 분할 제어되어, 상기 모터에 공급되는 기준이 되고, 상기 기동 전원은, 상기 제어 기준에 따라 분할 제어되어 상기 모터에 공급될 수 있다.

상기 제어 기준은, 상기 기동 전원의 크기가 순차적으로 증가되도록 상기 기동 전원을 분할 제어할 기준일 수 있다.

즉, 상기 기동 전원은, 크기가 순차적으로 증가되도록 분할 제어되어, 상기 모터에 공급될 수 있다.

상기 제어 기준을 설정하는 단계(S30)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 기동 전원을 분할 제어할 적어도 하나의 구간의 수를 산출하는 단계(S31) 및 산출된 상기 적어도 하나의 구간별로 상기 제어 기준을 설정하는 단계(S32)를 포함할 수 있다.

상기 기동 전원을 분할 제어할 적어도 하나의 구간의 수를 산출하는 단계(S31)는, 상기 동작 전원의 크기에 따라 상기 적어도 하나의 구간의 수를 산출할 수 있다.

상기 제어 기준을 설정하는 단계(S32)는, 상기 적어도 하나의 구간별로 분할되는 기동 전원이 서로 다른 크기 및 서로 다른 시간으로 분할되도록, 상기 제어 기준을 설정할 수 있다.

상기 제어 기준을 설정하는 단계(S32)는, 상기 적어도 하나의 구간별 분할 시간이 상기 기동 전원의 크기에 비례해서 증가되도록, 상기 제어 기준을 설정할 수 있다.

상기 제어 기준이 설정되어 상기 기동 전원이 분할 제어되는 예를 들면, 상기 적어도 하나의 구간이 4개의 구간으로 분할된 경우, 상기 기동 전원이 첫번째 구간은 10[V]에 10[ms], 두번째 구간은 50[V]에 20[ms], 세번째 구간은 100[V]에 30[ms], 네번째 구간은 220[V]에 40[ms]가 되도록 분할 제어되어 상기 모터에 공급될 수 있게 된다.

상기 기동 전원을 분할하여 상기 모터에 공급되도록 제어하는 단계(S40)는, 상기 적어도 하나의 구간 사이에 일정 지연 시간을 갖도록, 상기 기동 전원을 분할하여 상기 모터에 공급되도록 제어할 수 있다.

즉, 상기 기동 전원은, 상기 적어도 하나의 구간으로 분할 제어되어 상기 모터에 공급되되, 상기 적어도 하나의 구간 사이에 일정한 지연 시간이 부여되어 상기 모터에 공급될 수 있다.

이와 같은 예시에 따른 상기 기동 전원은, 도 6에 도시된 바와 같은 형태로 상기 모터에 공급될 수 있다.

상기 기동 전원을 분할하여 상기 모터에 공급되도록 제어하는 단계(S40)는 또한, 상기 적어도 하나의 구간이 연속되도록, 상기 기동 전원을 분할하여 상기 모터에 공급되도록 제어할 수 있다.

즉, 상기 기동 전원은, 상기 적어도 하나의 구간으로 분할 제어되어 상기 모터에 공급되되, 상기 적어도 하나의 구간 사이에 일정한 지연 시간이 부여되지 않고 연속되도록 상기 모터에 공급될 수 있다.

이와 같은 예시에 따른 상기 기동 전원은, 도 7에 도시된 바와 같은 형태로 상기 모터에 공급될 수 있다.

분할 공급된 상기 기동 전원에 의해 상기 모터가 기동하는 단계(S50)는, 상기 기동 전원을 분할하여 상기 모터에 공급되도록 제어하는 단계(S40)에서 분할 제어된 상기 기동 전원이 상기 모터에 공급되도록 하여, 상기 모터가 기동하게 될 수 있다.

상기 기동 전원이 상술한 바와 같은 과정으로 분할 제어되어 상기 모터에 공급되는 형태는, 도 10에 도시된 바와 같은 형태로 이루어질 수 있다.

상기 기동 방법은, 분할 공급된 상기 기동 전원에 의해 상기 모터가 기동하는 단계(S50)에 추가하여, 상기 모터의 기동 여부를 확인하는 단계(S60) 및 상기 모터의 기동 여부 및 동작 상태를 외부에 표시하는 단계(S70)를 더 포함할 수 있다.

상기 모터의 기동 여부를 확인하는 단계(S60)는, 앞선 단계들에 의해 상기 모터의 기동이 완료되었는지 여부를 확인할 수 있다.

상기 모터의 기동 여부를 확인하는 단계(S60)는, 앞선 단계들에 의해 상기 모터의 기동이 정상적으로 이루어졌는지 여부를 확인할 수 있다.

상기 모터의 기동 여부를 확인하는 단계(S60)에서 상기 모터의 기동이 정상적으로 이루어지지 않은 경우, 상기 기동 전원을 분할하여 상기 모터에 공급되도록 제어하는 단계(S40)를 재수행하여, 상기 모터의 기동이 정상적으로 완료되도록 하게 될 수 있다.

상기 모터의 기동 여부 및 동작 상태를 외부에 표시하는 단계(S70)는, 상기 모터의 기동 완료를 외부에 표시하여, 상기 모터의 사용자가 이를 인지하게 되도록 할 수 있다.

본 명세서에 개시된 모터 보호용 계전기 및 모터 보호용 계전기의 모터 기동 방법은, 상기 기술의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 모터 기동 장치, 모터 기동 시스템, 모터 보호 장치, 모터 제어 장치, 이들의 모터 기동 방법, 또는 프로그래밍적으로 구현되는 모터의 기동 방법 등에도 적용되어 실시될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시 예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상 및 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

1: 상용 전원
10: 센싱부 20: 입력부
30: 제어부 31: PLC
40: 표시부 50: 통신부
100: 모터 보호 계전기 200: 모터

Claims

모터의 보호 및 기동 제어가 이루어지는 모터 보호 계전기에 있어서,
상기 모터의 전류 및 전압을 센싱하는 센싱부;
상기 모터의 기동 및 정지에 대한 기동 신호 및 정지 신호를 생성하는 입력부; 및
상기 모터로 공급되는 전원을 제어하고, 상기 기동 신호를 근거로 상기 모터에 기동 전원이 공급되도록 제어하되, 상기 기동 전원을 가변 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 보호 계전기.
제1 항에 있어서,
상기 입력부는,
상기 모터 보호 계전기의 외관에 구비된 온/오프 스위치인 것을 특징으로 하는 모터 보호 계전기.
제1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 센싱부의 센싱 결과를 기설정된 기준과 비교하여, 상기 센싱 결과가 상기 기설정된 기준을 초과하는 경우, 상기 모터로 공급되는 전원을 차단하여 상기 모터를 보호하되,
상기 기설정된 기준은,
상기 모터의 전류 또는 전압에 대한 정격 차단 기준인 것을 특징으로 하는 모터 보호 계전기.
제1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 기동 전원의 크기가 순차적으로 증가되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 보호 계전기.
제4 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 모터의 동작 전원을 확인하여, 상기 기동 전원의 크기가 상기 동작 전원의 크기와 같아질 때까지, 상기 기동 전원의 크기가 순차적으로 증가되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 보호 계전기.
제4 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 기동 전원을 적어도 하나의 구간으로 분할하여, 상기 적어도 하나의 구간에 따라 상기 기동 전원의 크기가 순차적으로 증가되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 보호 계전기.
제6 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 모터의 동작 전원을 확인하여, 상기 동작 전원의 크기에 따라 상기 적어도 하나의 구간의 수를 산출하고, 산출된 구간의 수에 따라 상기 기동 전원의 크기가 순차적으로 증가되도록 상기 기동 전원을 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 보호 계전기.
제6 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 적어도 하나의 구간별로 분할되는 기동 전원이 서로 다른 크기 및 서로 다른 시간으로 분할되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 보호 계전기.
제6 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 적어도 하나의 구간 사이에 일정 지연 시간을 갖도록, 상기 기동 전원을 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 보호 계전기.
제6 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 적어도 하나의 구간 중 둘 이상의 구간이 연속되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 보호 계전기.
제6 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 적어도 하나의 구간별 분할 시간이 전원의 크기에 비례해서 증가되도록, 상기 기동 전원을 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 보호 계전기.
제6 항에 있어서,
상기 제어부는,
기설정된 시퀀스에 따라 상기 기동 전원을 가변 제어하는 PLC(Programmable Logic Controller)를 포함하되,
상기 PLC를 통해 상기 기동 전원을 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 보호 계전기.
제12 항에 있어서,
상기 기설정된 시퀀스는,
상기 기동 전원이 상기 모터에 공급되는 시간의 흐름에 따라, 상기 기동 전원의 크기가 순차적으로 증가되도록 하되,
순차적으로 증가되는 상기 기동 전원의 크기에 따라 공급되는 시간이 증가되도록 하는 것을 특징으로 하는 모터 보호 계전기.
제1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 정지 신호를 근거로 상기 모터에 공급되는 동작 전원을 제어하되, 상기 동작 전원의 크기가 순차적으로 감소되도록 상기 동작 전원을 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 보호 계전기.
제14 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 동작 전원을 적어도 하나의 구간으로 분할하여, 상기 적어도 하나의 구간에 따라 상기 동작 전원의 크기가 순차적으로 감소되도록 하되, 상기 적어도 하나의 구간별로 분할되는 동작 전원이 서로 다른 크기 및 서로 다른 시간으로 분할되도록 상기 동작 전원을 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 보호 계전기.
모터 보호 계전기의 모터 기동 방법에 있어서,
모터 기동 기능이 설정되는 단계;
상기 모터의 동작 전원을 확인하는 단계;
상기 동작 전원의 크기에 따라, 상기 모터의 기동을 위한 기동 전원을 분할 제어할 제어 기준을 설정하는 단계;
설정된 상기 제어 기준에 따라, 상기 기동 전원을 분할하여 상기 모터에 공급되도록 제어하는 단계; 및
분할 공급된 상기 기동 전원에 의해 상기 모터가 기동하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 기동 방법.
제16 항에 있어서,
상기 제어 기준은,
상기 기동 전원의 크기가 순차적으로 증가되도록 상기 기동 전원을 분할 제어할 기준이되,
상기 제어 기준을 설정하는 단계는,
상기 기동 전원을 분할 제어할 적어도 하나의 구간의 수를 산출하는 단계; 및
산출된 상기 적어도 하나의 구간별로 상기 제어 기준을 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 기동 방법.
제17 항에 있어서,
상기 제어 기준을 설정하는 단계는,
상기 적어도 하나의 구간별로 분할되는 기동 전원이 서로 다른 크기 및 서로 다른 시간으로 분할되도록, 상기 제어 기준을 설정하는 것을 특징으로 하는 모터 기동 방법.
제18 항에 있어서,
상기 제어 기준을 설정하는 단계는,
상기 적어도 하나의 구간별 분할 시간이 상기 기동 전원의 크기에 비례해서 증가되도록, 상기 제어 기준을 설정하는 것을 특징으로 하는 모터 기동 방법.
제17 항에 있어서,
상기 기동 전원을 분할하여 상기 모터에 공급되도록 제어하는 단계는,
상기 적어도 하나의 구간 사이에 일정 지연 시간을 갖도록, 상기 기동 전원을 분할하여 상기 모터에 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 기동 방법.
제17 항에 있어서,
상기 기동 전원을 분할하여 상기 모터에 공급되도록 제어하는 단계는,
상기 적어도 하나의 구간이 연속되도록, 상기 기동 전원을 분할하여 상기 모터에 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 기동 방법.
제16 항에 있어서,
상기 모터의 기동 여부를 확인하는 단계; 및
상기 모터의 기동 여부 및 동작 상태를 외부에 표시하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 기동 방법.