KR20180103495A - 전력 케이블 오결선 검출 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

전력 케이블 오결선 검출 방법 및 그 장치가 개시된다. 제어용 전동기의 전력 케이블 오결선을 검출하는 방법은, (a) 상기 제어용 전동기의 전류 벡터 제어에 상응하여 상기 제어용 전동기의 회전자계와 회전자 사이의 부하각 변화를 확인하는 단계; 및 (b) 상기 부하각 변화에 따른 고정자 3상전류 주파수를 확인하여 상기 제어용 전동기의 전력 케이블의 오결선 여부를 판단하는 단계를 포함한다.

Description

전력 케이블 오결선 검출 방법 및 그 장치{Power cable misconnection detection method and apparatus}

본 발명은 제어용 전동기 제작 및 유지 보수 중 발생할 수 있는 전력 케이블 오결선 검출 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

상 순서가 바뀔 경우 동력용 전동기에서는 회전자계가 반대로 생성되어 역회전하지만, 제어용 전동기에서는 아예 기동하지 않는다. 하지만 전동기가 기동하지 않는 원인은 오결선 외에도 굉장히 다양하기 때문에 정확한 원인을 판단하는데 많은 노동력과 시간이 필요하다.

종래에는 출하시 또는 유지 보수시에 전동기의 전력 케이블 오결선 체크를 작업자가 수작업으로 일일이 직접 검수하는 방식으로 이루어져 작업자의 실수에 의해 노출될 수 있는 가능성이 존재하며, 많은 노동력과 시간을 필요로 하는 문제점이 있다.

본 발명은 제어용 전동기 제작 및 유지 보수 중 발생할 수 있는 전력 케이블 오결선 검출 방법 및 그 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 추가적인 하드웨어를 구비할 필요 없이(추가되는 회로 구성 없이) 간단하게 전력 케이블 오결선을 검출할 수 있는 전력 케이블 오결선 검출 방법 및 그 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 제어용 전동기 제작 및 유지 보수 중 발생할 수 있는 전력 케이블 오결선 검출 방법이 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어용 전동기의 전력 케이블 오결선을 검출하는 방법에 있어서, (a) 상기 제어용 전동기의 전류 벡터 제어에 상응하여 상기 제어용 전동기의 회전자계와 회전자 사이의 부하각 변화를 확인하는 단계; 및 (b) 상기 부하각 변화에 따른 고정자 3상 전류 주파수를 확인하여 상기 제어용 전동기의 전력 케이블의 오결선 여부를 판단하는 단계를 포함하는 전력 케이블 오결선 검출 방법이 제공될 수 있다.

상기 (a) 단계는, 전류를 낮은 전류부터 점차 증가시키면서 전류 벡터 제어에 따른 부하각 변화를 확인할 수 있다.

상기 부하각 변화는 상기 부하각의 감소이다.

상기 (b) 단계는, 상기 3상 전류 주파수 확인 결과 직류전류가 인가되는 경우 상기 제어용 전동기의 전력 케이블이 오결선인 것으로 판단할 수 있다.

상기 (b) 단계는, 상기 3상 전류 주파수 확인 결과 교류전류가 인가되는 경우 상기 제어용 전동기의 전력 케이블이 정상 결선인 것으로 판단할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 제어용 전동기 제작 및 유지 보수 중 발생할 수 있는 전력 케이블 오결선 검출 장치가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전동기의 전류 벡터 제어에 상응하여 상기 전동기의 회전자계와 회전자 사이의 부하각 변화를 확인하는 부하각 변화 확인부; 및 상기 부하각 변화에 따른 고정자 3상 전류 주파수를 확인하여 상기 전동기의 전력 케이블의 오결선 여부를 판단하는 오결선 검출부를 포함하는 전동기 전력 케이블 오결선 검출 장치가 제공될 수 있다.

상기 전동기는 영구자석 전동기이다.

상기 부하각 변화 확인부는, 전류를 낮은 전류부터 점차 증가시키면서 전류 벡터 제어에 따른 부하각 변화를 확인할 수 있다.

상기 오결선 검출부는, 상기 부하각 변화 확인 결과 상기 부하각이 감소하며, 상기 3상전류 주파수 확인 결과 직류전류가 인가되는 경우 상기 제어용 전동기의 전력 케이블이 오결선인 것으로 판단할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전력 케이블 오결선 검출 방법 및 그 장치를 제공함으로써, 추가적인 하드웨어를 구비할 필요 없이(추가되는 회로 구성 없이) 간단하게 전력 케이블 오결선을 검출할 수 있다.

이를 통해, 본 발명은 정확한 고장 원인 판단이 가능해져 제어용 전동기 제적, 유지 보수에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있으며 불량률을 낮출 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기의 전력 케이블 오결선 검출 방법을 나타낸 순서도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기의 전력 케이블이 정상적으로 결선된 경우 부하각 변화 및 3상 전류를 설명하기 위해 도시한 도면.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기의 전력 케이블이 오결선된 경우 부하각 변화 및 3상 전류를 설명하기 위해 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 케이블 오결선 검출 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 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. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

본 발명은 영구자석 전동기에서 전력 케이블 오결선을 검출할 수 있는 방법에 관한 것이다. 이를 위해, 본 발명은 회전자계와 회전자 사이의 물리적 특성을 모니터링하여 전력 케이블의 오결선을 검출할 수 있다. 또한, 이하에서는 전동기가 영구자석 전동기, 즉 제어용 전동기인 것을 가정하기로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기의 전력 케이블 오결선 검출 방법을 나타낸 순서도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기의 전력 케이블이 정상적으로 결선된 경우 부하각 변화 및 3상 전류를 설명하기 위해 도시한 도면이며, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기의 전력 케이블이 오결선된 경우 부하각 변화 및 3상 전류를 설명하기 위해 도시한 도면이다. 이하의 동작은 전력 케이블 오결선 검출 장치(100)에 의해 각각 수행될 수 있다. 여기서, 전력 케이블 오결선 검출 장치(100)는 제어용 전동기와 연결되거나 제어용 전동기의 일 구성으로 포함될 수도 있다.

단계 110에서 전력 케이블 오결선 검출 장치(100)는 오결선 검출에 대한 요구가 있는지 여부를 판단한다. 즉, 사용자에 의해 오결선 검출 요구가 입력되는 경우, 전력케이블 오결선 검출 장치(100)는 하기의 동작을 수행할 수 있다.

만일 오결선 검출 요구가 입력되지 않는 경우, 단계 115에서 전력 케이블 오결선 검출 장치(100)는 일반적인 제어 모드에 따라 동작한다. 제어용 전동기의 일반적인 제어 동작은 당업자에게는 자명한 사항이므로 이에 대한 별도의 설명은 생략하기로 한다.

그러나 만일 오결선 검출 요구가 입력된 경우, 단계 120에서 전력 케이블 오결선 검출 장치(100)는 전류 및 회전자 위치 정보를 획득한다.

예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 케이블 오결선 검출 장치(100)는 낮은 전류부터 제어용 전동기로 제공함에 따라 제어용 전동기가 기동하게 됨에 따라 위치 센서 정보를 획득한 후 이를 회전변환을 통해 전류 벡터 제어를 수행한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전력 케이블 오결선 검출 장치(100)는 낮은 전류부터 점진적으로 전류를 증가시키면서 제어용 전동기로 제공할 수 있다.

따라서, 전력 케이블 오결선 검출 장치(100)는 제공된 전류에 대한 정보와 그에 따른 위치 센서를 통해 회전자 위치 정보를 획득하고, 이를 기반으로 회전 변환을 통해 전류 벡터 제어를 수행할 수 있다.

이때, 제어용 전동기로 공급된 전류는 전류를 연속적인 토크를 발생하기 위해 회전자계를 발생시킨다. 이로 인해, 발생된 회전자계와 제어용 전동기의 회전자 사이에 일정한 부하각이 유지되는 경우 연속적인 토크가 발생된다.

이어, 단계 125에서 전력 케이블 오결선 검출 장치(100)는 획득된 전류 및 회전자 위치 정보를 이용하여 회전 변환을 통해 전류 벡터 제어를 수행한다. 전동기의 전류 벡터 제어를 수행하는 방법은 당업자에게는 자명한 사항이므로 이에 대한 별도의 설명은 생략하기로 한다.

단계 130에서 전력 케이블 오결선 검출 장치(100)는 회전자계와 제어용 전동기의 회전자 사이의 부하각이 감소되었는지 여부를 판단한다.

만일 부하각이 감소하지 않은 경우, 단계 135에서 전력 케이블 오결선 검출 장치(100)는 고정자의 3상 전류 주파수를 검출한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 케이블이 정상적으로 연결된 경우 회전자계 위치 및 회전자 위치를 나타낸 것이고, 도 3은 도 2와 같이 전력 케이블이 정상적으로 연결된 경우 교류 전류를 나타낸 것이다.

제어용 전동기는 위치 센서 정보를 받아들여 회전 벡터 변환을 통해 전류 벡터 제어를 수행한다. 이때, 전류는 연속적인 토크를 발생하기 위해 회전자계를 발생시킨다. 도 2에 도시된 바와 같이, 회전자계와 회전자 사이에 일정한 부하각이 유지되는 경우 연속적인 토크가 발생된다.

즉, 회전자계는 회전자 위치와 일정한 부하각을 유지하에 제어용 전동기가 연속적으로 회전하게 된다. 여기서, 제어용 전동기에 인가되는 전류는 회전자 회전 속도와 동일한 주파수로 인가된다.

단계 140에서 전력 케이블 오결선 검출 장치(100)는 검출된 전류가 교류 전류인지 여부를 판단한다.

만일 교류 전류이면, 전력 케이블 오결선 검출 장치(100)는 전력 케이블이 정상적으로 결선된 것으로 판단하여 해당 오결선 검출 프로세스를 종료할 수 있다.

단계 130의 판단 결과 회전자계와 제어용 전동기의 회전자 사이의 부하각이 감소된 경우, 단계 145에서 전력 케이블 오결선 검출 장치(100)는 전류 크기를 증가시킨다.

이어, 단계 150에서 전력 케이블 오결선 검출 장치(100)는 고정자의 3상 전류 주파수를 검출한다.

그리고, 단계 155에서 전력 케이블 오결선 검출 장치(100)는 검출된 전류가 직류 전류인지 여부를 판단한다.

만일 직류 전류가 아니면, 전력 케이블 오결선 검출 장치(100)는 전력 케이블이 정상적으로 결선된 것으로 판단하여 해당 오결선 검출 프로세스를 종료할 수 있다.

그러나 만일 직류 전류이면, 단계 160에서 전력 케이블 오결선 검출 장치(100)는 피드백된 전류된 기준 전류보다 큰지 여부를 판단한다.

만일 피드백 전류가 기준 전류보다 큰 경우, 단계 165에서 전력 케이블 오결선 검출 장치(100)는 제어용 전동기의 전력 케이블이 오결선된 것으로 판단한다.

도 4 및 도 5를 참조하여 이에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.

제어용 전동기의 전력 케이블 오결선시, 도 4에 도시된 바와 같이, 회전자계와 회전자 위치 사이의 부하각이 감소하게 된다. 이로 인해, 도 4에 도시된 바와 같이, 부하각이 0이되도록 정렬되며 더 이상 토크가 발생하지 않게 된다. 이때의 전류는 도 5와 같은 형태를 가지며 전동기가 정지한 이후부터는 직류전류가 인가된다.

이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 케이블 오결선 검출 장치(100)는 낮은 전류부터 점차 증가하면서 전류 벡터 제어를 수행하여 부하각 변화를 확인한 후 부하각이 감소하며 고정자 3상 전류가 직류 전류가 인가되는 경우, 전동기의 전력 케이블이 오결선된 것으로 판단할 수 있다.

즉, 전력 케이블 오결선 검출 장치(100)는 부하각이 감소한 후 직류전류가 인가되는 경우 전력 케이블 오결선으로 판단하여 이를 상위 제어기로 알릴 수 있다.

그러나 만일 피드백 전류가 기준 전류보다 작으면, 단계 125로 진행한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 케이블 오결선 검출 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 케이블 오결선 검출 장치(100)는 부하각 변화 확인부(610), 오결선 검출부(615), 메모리(620) 및 제어부(625)를 포함하여 구성된다.

부하각 변화 확인부(610)는 낮은 전류부터 점차적으로 증가시키면서 전류 벡터 제어를 수행한 후 부하각 변화를 확인하기 위한 수단이다.

이때, 부하각 변화 확인부(610)는 전동기에 낮은 전류부터 점차적으로 증가시키면서 전류 벡터 제어를 수행하여 부하각이 감소하는지 여부를 확인할 수 있다.

오결선 검출부(615)는 부하각 변화를 확인하여 부하각이 감소한 후 직류 전류가 인가되는지 여부를 확인하여 전력 케이블 오결선 여부를 검출하기 위한 수단이다.

즉, 오결선 검출부(615)는 부하각 변화를 확인한 후 부하각이 감소한 후 고정자 3상 전류 주파수를 검출하여 직류 전류가 인가되는 경우, 전동기의 전력 케이블이 오결선된 것으로 판단할 수 있다.

또한, 오결선 검출부(615)는 부하각 변화를 확인한 후 부하각이 일정하게 유지되며, 3상 전류 주파수 검출 결과 교류 전류가 인가되는 경우, 전동기의 전력 케이블이 정상적으로 결선된 것으로 판단할 수 있다.

메모리(620)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 전력 케이블 오결선 검출 방법을 수행하기 위해 필요한 다양한 알고리즘, 이 과정에서 파생되는 다양한 데이터 등을 저장하기 위한 수단이다.

제어부(625)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 케이블 오결선 검출 장치(100)의 내부 구성 요소들(예를 들어, 부하각 변화 확인부(610), 오결선 검출부(615), 메모리(620) 등)을 제어하기 위한 수단이다.

상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

100: 전력 케이블 오결선 검출 장치
610: 부하각 변화 확인부
615: 오결선 검출부
620: 메모리
625: 제어부

Claims (10)

1. 제어용 전동기의 전력 케이블 오결선을 검출하는 방법에 있어서,
   (a) 상기 제어용 전동기의 전류 벡터 제어에 상응하여 상기 제어용 전동기의 회전자계와 회전자 사이의 부하각 변화를 확인하는 단계; 및
   (b) 상기 부하각 변화에 따른 고정자 3상 전류 주파수를 확인하여 상기 제어용 전동기의 전력 케이블의 오결선 여부를 판단하는 단계를 포함하는 전력 케이블 오결선 검출 방법.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 (a) 단계는,
   전류를 낮은 전류부터 점차 증가시키면서 전류 벡터 제어에 따른 부하각 변화를 확인하는 것을 특징으로 하는 전력 케이블 오결선 검출 방법.
   
3. 제1 항에 있어서,
   상기 부하각 변화는 상기 부하각의 감소인 것을 특징으로 하는 전력 케이블 오결선 검출 방법.
   
4. 제1 항에 있어서,
   상기 (b) 단계는, 상기 3상 전류 주파수 확인 결과 직류전류가 인가되는 경우 상기 제어용 전동기의 전력 케이블이 오결선인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전력 케이블 오결선 검출 방법.
   
5. 제1 항에 있어서,
   상기 (b) 단계는,
   상기 3상전류 주파수 확인 결과 교류전류가 인가되는 경우 상기 제어용 전동기의 전력 케이블이 정상 결선인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전력 케이블 오결선 검출 방법.
   
6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 하나의 항에 따른 방법을 수행하는 프로그램 코드를 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체 제품.
   
7. 전동기의 전류 벡터 제어에 상응하여 상기 전동기의 회전자계와 회전자 사이의 부하각 변화를 확인하는 부하각 변화 확인부; 및
   상기 부하각 변화에 따른 고정자 3상전류 주파수를 확인하여 상기 전동기의 전력 케이블의 오결선 여부를 판단하는 오결선 검출부를 포함하는 전동기 전력 케이블 오결선 검출 장치.
   
8. 제7 항에 있어서,
   상기 전동기는 영구자석 전동기인 것을 특징으로 하는 전동기 전력 케이블 오결선 검출 장치.
   
9. 제7 항에 있어서,
   상기 부하각 변화 확인부는,
   전류를 낮은 전류부터 점차 증가시키면서 전류 벡터 제어에 따른 부하각 변화를 확인하는 것을 특징으로 하는 전동기 전력 케이블 오결선 검출 장치.
   
10. 제7 항에 있어서,
    상기 오결선 검출부는,
    상기 부하각 변화 확인 결과 상기 부하각이 감소하며, 상기 3상전류 주파수 확인 결과 직류전류가 인가되는 경우 상기 제어용 전동기의 전력 케이블이 오결선인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전동기 전력 케이블 오결선 검출 장치.
    
    

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