KR20220099677A - 엘리베이터 보호용 과전압 차단장치 - Google Patents

엘리베이터 보호용 과전압 차단장치 Download PDF

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Abstract

실시예에 따른 엘리베이터 보호용 과전압 차단장치는 정격 전압 외의 과전압을 차단하여 엘리베이터와 엘리베이터 구성회로 및 엘리베이터 구성 기기를 보호한다. 과전압 차단 장치는 인버터를 포함하는 전기기기의 입력과 출력 사이에 설치되어 입력된 전압이 출력으로 공급되는 것을 차단하고, 기 설정된 정격전압의 2 배의 전압이 인가될 때까지 연결이 끊기지 않으면서 차단기 역할을 수행한다. 엘리베이터 보호용 과전압 차단장치는 엘리베이터, 에스컬레이터 등에 사용되는 인버터가 고온에 훼손되는 것을 방지하여 엘리베이터 고장을 막을 수 있다. 또한, 고가의 전기기기에 고압이 걸리는 것을 방지해야 하는 경우에 활용될 수 있다.

Description

엘리베이터 보호용 과전압 차단장치 {OVERVOLTAGE CIRCUIT BREAKER FOR ELEVATOR PROTECTION}
본 개시는 과전압 차단기에 관한 것으로 구체적으로, 엘리베이터 정상작동을 위한 과전압 차단기에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
엘리베이터는 고층 건물에 필수적인 시설로, 많은 사람들이 수시로 이용하기 때문에 안전관리가 매우 중요하다. 하지만 엘리베이터 이용 시 여러가지 안전사고가 발생할 가능성이 항상 존재한다. 예컨대, 한전으로부터 엘리베이터로 송전되는 전기가 천재지변과 같은 사고로 잘못 입력되어 엘리베이터 시설고장을 발생시킬 수 있다. 이 경우 정상 공급되던 전기는 부하변동으로 전압이 급상승되어 엘리베이터에 정격이 아닌 정격 이상 전압을 인가하여 엘리베이터 제어기기를 태워 피해를 줄 수 있다.
종래에는 누전차단기나 과전류 차단기가 전류에 반응하여 과전압을 차단한다. 하지만, 종래의 과전압차단기는 엘리베이터, 에스컬레이터 등 고전압을 사용하는 장비의 인버터와 같은 고가의 전기기기에 과도하게 높은 전압을 인가하여 고가의 전기기기를 훼손하고, 상당한 재산 피해를 발생시키는 문제가 있다.
1. 한국 특허등록 제10-1930252 (2018년12월12일) 2. 한국 특허공개 제10-2020-0136250 (2020년12월07일)
실시예에 따른 엘리베이터 보호용 과전압 차단장치는 정격 전압 외의 과전압을 차단하여 엘리베이터와 엘리베이터 구성회로 및 엘리베이터 구성 기기를 보호한다. 과전압 차단 장치는 인버터를 포함하는 전기기기의 입력과 출력 사이에 설치되어 입력된 전압이 출력으로 공급되는 것을 차단하고, 기 설정된 정격전압의 2 배의 전압이 인가될 때까지 연결이 끊기지 않으면서 전압 차단기 역할을 수행한다.
실시예에 따른 입력 전압이 정격용량을 벗어나는 경우 상기 입력전압을 차단하기 위한 과전압 차단 장치는 과전압 차단 장치의 입력라인 A, B, C 및 출력라인 A, B, C 사이에 전원 공급단으로 입력되는 과전압을 낮추는 조정모듈; 조정모듈과 연결되고, 인가되는 전원을 정류하여 출력하는 정류모듈; 정류모듈에서 출력된 전원으로 기설정된 전압을 구성하여 출력시키는 전압구성모듈; 인가된 전류를 검출하고 검출된 전류를 미세전류로 전환하는 전환모듈; 및 전환모듈 및 전압구성모듈과 연결되고, 가변저항(R8) 조절에 따라 전압 차단을 제어하는 판단모듈; 을 포함한다.
이상에서와 같은 엘리베이터 보호용 과전압 차단장치는 엘리베이터, 에스컬레이터 등에 사용되는 인버터가 고온에 훼손되는 것을 방지하여 엘리베이터 고장을 막을 수 있다. 또한, 고가의 전기기기에 고압이 걸리는 것을 방지해야 하는 경우 활용될 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 실시예에 따른 엘리베이터 보호용 과전압 차단장치의 블록도
도 2는 실시예에 따른 엘리베이터 보호용 과전압 차단 장치이 회로 구성을 나타낸 도면
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 실시예에 따른 엘리베이터 보호용 과전압 차단장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 과전압 차단장치는 입력 전압이 정격용량을 벗어나는 경우 입력전압을 차단하기 위해, 전압조정모듈(100), 정류모듈(200), 전압구성모듈(300), 전환모듈(400) 및 판단모듈(500)을 포함하여 구성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 '모듈' 이라는 용어는 용어가 사용된 문맥에 따라서, 소프트웨어, 하드웨어 또는 그 조합을 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 소프트웨어는 기계어, 펌웨어(firmware), 임베디드코드(embedded code), 및 애플리케이션 소프트웨어일 수 있다. 또 다른 예로, 하드웨어는 회로, 프로세서, 컴퓨터, 집적 회로, 집적 회로 코어, 센서, 멤스(MEMS; Micro-Electro-Mechanical System), 수동 디바이스, 또는 그 조합일 수 있다.
전압조정모듈(100)은 과전압 차단 장치의 입력라인 A, B, C 및 출력라인 A, B, C 사이에 전원 공급단으로 입력되는 과전압을 낮춘다.
정류모듈(200)은 전압조정모듈(100)과 직렬 연결된 커패시터4(C4)와 병렬 연결되고 인가되는 전원을 정류하여 출력한다.
전압구성모듈(300)은 정류모듈(200)과 연결된 커패시터5(C5)와 병렬 연결되고, 정류모듈(200)에서 출력된 전원으로 기설정된 전압을 구성하여 출력시킨다.
전환모듈(400)은 입력라인 B, C와 연결되고, 커패시터7(C7)과 연결된다. 커패시터7(C7)은 전압구성모듈(300) 및 판단모듈(500)과 연결되고, 전환모듈(400)은 전환모듈(400)로 인가된 전류를 검출하고, 검출된 전류를 미세전류로 전환한다.
판단모듈(500)은 커패시터7(C7), 전압구성모듈(300) 및 전환모듈(400)과 연결되고, 판단모듈(500)에 구성된 가변저항(R8) 조절에 따라 전압 차단을 제어한다.
도 2는 실시예에 따른 엘리베이터 보호용 과전압 차단 장치이 회로 구성을 나타낸 도면이다.
실시예에 따른 과전압 차단 장치의 전압조정모듈(100)은 과전압 차단 장치의 출력라인 중 하나와 연결되고 직렬 연결된 제1커패시터(C1), 제2커패시터(C2) 및 제3커패시터(C3)를 포함하고, 제4커패시터(C4)와 직렬 연결된다.
정류모듈(200)은 다이오드5(D5), 다이오드6(D6), 다이오드7(D7), 다이오드8(D8)을 포함하여 구성되고 커패시터4(C4)와 연결된다. 실시예에서, 커패시터4(C4)에 흐르는 전류를 커패시터4(C4) 양단자에 연결된 다이오드5(D5), 다이오드6(D6), 다이오드7(D7) 및 다이오드8(D8)에 의해 정류한다.
실시예에서 정류모듈(200)의 다이오드5(D5), 다이오드6(D6), 다이오드7(D7), 다이오드8(D8)는 다이오드 브릿지(Diode Bridge)로 구성될 수 있다.
전압구성모듈(300)은 커패시터5(C5)와 병렬 연결되고 커패시터5(C5)를 따라 일정 값의 전압을 획득한다. 실시예에서 전압구성모듈(300)은 저항5(R5), 저항6(R6), 커패시터6(C6), DZB 및 TRI에 의해 설정된 안정전압을 구성하고, 전압구성모듈(300과 병렬 연결된 L2 및 안정전압이 인가된 릴레이를 동작 시킨다.
전환모듈(400)은 다이오드1(D1), 다이오드2(D2), 다이오드3(D3), 다이오드4(D4), 저항1(R1), 저항2(R2), 저항3(R3) 및 저항4(R4)를 포함하여 구성된다. 전환모듈(400)의 다이오드1(D1) 및 다이오드3(D3)은 입력라인 C에서 전류를 검출하여 저항1(R1) 및 저항(R3)을 통해 미세전류로 전환하고, 커패시터7(C7)과 연결된다. 또한, 전환모듈(400)의 다이오드2(D2) 및 다이오드4(D4)는 입력라인 B에서 전류를 검출하여 저항2(R2) 및 저항4(R4)를 통해 검출된 전류를 미세 전류로 전환하고, 커패시터7(C7)과 연결된다.
판단모듈(500)은 커패시터7(C7)의 플러스라인에 연결되고 가변저항(R8), DZA 및 저항7(R7)을 포함하여 구성된다. 판단모듈(500)은 과전압 차단장치의 전환모듈(400)에서 미세전류로 전환된 전류를 가변저항8(R8) 조절에 따라 DZA에서 제어한다. 실시예에서 전환된 전류는 저항7(R7)을 지나 TR2 베이스에 입력되고, DZA에서 인가된 전압을 과전압 또는 정격 전압 중 어느 하나로 판단하여 제어한다. 실시예에서는 저항7(R7)을 지나 TR2 베이스에 흘러 과전압 또는 정격 전압을 제어하고, DZA에서 전압인가 여부를 판단하여 제어한다. 실시예에서 과전압은 DZA를 통과하고 정격전압은 DZA를 통과하지 못하므로 TR2가 동작하고 동작하지 못함에 따라 L2릴레이가 동작 하거나 멈추게 된다. 실시예에서 입력라인 A, B, C간 전압이 정격일때는 검출전류가 DZA를 통과하지 못하므로 24V L2릴레이 오프(off) 상태에서 L1 전자 접촉기를 동작 시켜 전류와 전압을 출력하게 된다. 반면, 입력라인 A, B, C간 전압이 정격보다 100V 이상 높게 인가되면 다이오드1(D1), 다이오드2(D2), 다이오드3(D3), 다이오드4(D4), 저항1(R1), 저항2(R2), 저항3(R3), 저항4(R4)에 의해 검출된 과전압과 전압 미세전류가 DZA를 통과하여 R7을 지나 TR2를 동작 시킨다. 이때, L1 전자 접촉기 전원을 0.01초 내로 오프 상태에서 온 상태가 전환하여 연결을 차단하므로 전자 접촉기가 오프(off) 되어 과전압을 차단하여 엘리베이터 기계를 보호할 수 있다.
이하, 실시예에 따른 과전압 차단 장치의 회로 동작을 도 2를 참조하여 보다 자세히 설명한다.
과전압 차단 장치의 입력 라인인 A, B간 커패시터1(C1), 커패시터2(C2) 및 커패시터3(C3)은 과전압을 낮추어 주며 커패시터4(C4)에 흐르는 전류를 커패시터4(C4)의 양단자에 연결된 다이오드5(D5), 다이오드6(D6), 다이오드7(D7) 및 다이오드8(D8)에 의해 정류한다. 실시예에서는 커패시터(C5)를 따라 DC25볼트의 전압을 얻어 저항5(R5), 저항6(R6), 커패시터6(C6), DZB 및 TRI에 의해 안정전압 24V를 구성하여 L2, 24V릴레이를 동작 시킨다. TR2는 L2 24V릴레이를 동작하기 위해 L2의 H 부분에 연결되고, 라인 연결 시 전류를 흘려주게 된다.
다이오드1(D1) 및 다이오드3(D3)는 입력라인 중 C 라인에서 전류를 검출하여 저항1(R1), 저항3(R3)에 의해 미세전류로 바꾸어 커패시터7(C7) 플러스(+) 단자선에 연결된다. 또한 다이오드2(D2) 및 다이오드4 (D4)도 입력라인 B에서 전류를 검출하여 저항2(R2) 및 저항4(R4)에 의해 미세 전류로 바꾸어 커패시터7(C7)의 플러스(+) 단자선에 연결된다. 또한 다이오드2(D2) 및 다이오드4(D4)도 입력라인 B에서 전류를 검출하여 저항2(R2), 저항4(R4)에 의해 미세전류로 전환하고, 커패시터7(C7)의 플러스(+) 단자선에 연결되어 가변저항8(R8) 조절에 따라 DZA에 제어된다. 실시예에서는 저항7(R7)을 지나 TR2 베이스에 흘러 과전압 또는 정격 전압을 제어하고, DZA에서 전압인가 여부를 판단하여 제어한다. 실시예에서 과전압은 DZA를 통과하고 정격전압은 DZA를 통과하지 못하므로 TR2가 동작하고 동작하지 못함에 따라 L2릴레이가 동작 하거나 멈추게 된다. 실시예에서 입력라인 ABC간 전압이 정격일때는 검출전류가 DZA를 통과하지 못하므로 24V L2릴레이 off 상태에서 L1 전자 접촉기를 동작 시켜 전류와 전압을 출력하게 된다. 반면, 입력라인 A, B, C간 전압이 정격보다 100V 이상 높게 인가되면 다이오드1(D1), 다이오드2(D2), 다이오드3(D3), 다이오드4(D4), 저항1(R1), 저항2(R2), 저항3(R3), 저항4(R4)에 의해 검출된 과전압과 전압 미세전류가 DZA를 통과하여 R7을 지나 TR2를 동작 시킨다. 이때, L1 전자 접촉기 전원을 0.01초 내로 오프 상태에서 온 상태가 전환하여 연결을 차단하므로 전자 접촉기가 오프(off) 되어 과전압을 차단하여 엘리베이터 기계를 보호할 수 있다.
실시예에 따른 엘리베이터 보호용 과전압 차단장치는 정격 전압 외의 과전압을 차단하여 엘리베이터와 엘리베이터 구성회로 및 엘리베이터 구성 기기를 보호한다. 과전압 차단 장치는 인버터를 포함하는 전기기기의 입력과 출력 사이에 설치되어 입력된 전압이 출력으로 공급되는 것을 차단하고, 기 설정된 정격전압의 2 배의 전압이 인가될 때까지 연결이 끊기지 않으면서 차단기 역할을 수행한다. 엘리베이터 보호용 과전압 차단장치는 엘리베이터, 에스컬레이터 등에 사용되는 인버터가 고온에 훼손되는 것을 방지하여 엘리베이터 고장을 막을 수 있다. 또한, 고가의 전기기기에 고압이 걸리는 것을 방지해야 하는 경우에 활용될 수 있다.
개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.

Claims (8)

  1. 입력 전압이 정격용량을 벗어나는 경우 상기 입력전압을 차단하기 위한 과전압 차단 장치에 있어서,
    상기 과전압 차단 장치의 입력라인 A, B, C 및 출력라인 A, B, C 사이에 전원 공급단으로 입력되는 과전압을 낮추는 조정모듈;
    상기 조정모듈과 연결되고, 인가되는 전원을 정류하여 출력하는 정류모듈;
    상기 정류모듈에서 출력된 전원으로 기설정된 전압을 구성하여 출력시키는 전압구성모듈;
    인가된 전류를 검출하고 검출된 전류를 미세전류로 전환하는 전환모듈; 및
    상기 전환모듈 및 전압구성모듈과 연결되고, 가변저항(R8) 조절에 따라 전압 차단을 제어하는 판단모듈; 을 포함하는 과전압 차단 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전압조정모듈; 은
    과전압 차단 장치의 출력라인 중 하나와 연결되고
    직렬 연결된 제1커패시터(C1), 제2커패시터(C2) 및 제3커패시터(C3)를 포함하고, 제4커패시터(C4)와 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 과전압 차단 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 정류모듈; 은
    다이오드5(D5), 다이오드6(D6), 다이오드7(D7), 다이오드8(D8)을 포함하여 구성되고
    커패시터4(C4)와 연결되고 상기 커패시터4(C4)에 흐르는 전류를 커패시터4(C4) 양단자에 연결된 다이오드5(D5), 다이오드6(D6), 다이오드7(D7) 및 다이오드8(D8)에 의해 정류하는 것을 특징으로 하는 과전압 차단 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 정류모듈; 의 다이오드5(D5), 다이오드6(D6), 다이오드7(D7), 다이오드8(D8)는 다이오드 브릿지(Diode Bridge)를 구성하는 것을 특징으로 하는 과전압 차단 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 전압구성모듈; 은
    커패시터5(C5)와 병렬 연결되고 상기 커패시터5(C5)를 따라 일정 값의 전압을 획득하고, 저항5(R5), 저항6(R6), 커패시터6(C6), DZB 및 TRI에 의해 설정된 안정전압을 구성하고, 상기 전압구성모듈과 병렬 연결된 L2 및 상기 안정전압이 인가된 릴레이를 동작시키는 것을 특징으로 하는 과전압 차단 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 전환모듈; 은
    다이오드1(D1), 다이오드2(D2), 다이오드3(D3), 다이오드4(D4), 저항1(R1), 저항2(R2), 저항3(R3) 및 저항4(R4)를 포함하여 구성되고,
    상기 다이오드1(D1) 및 다이오드3(D3)은 입력라인 C에서 전류를 검출하여 저항1(R1) 및 저항(R3)을 통해 미세전류로 전환하고, 커패시터7(C7)과 연결되는 것을 특징으로 하는 과전압 차단 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 전환모듈; 의 다이오드2(D2) 및 다이오드4(D4)는 입력라인 B에서 전류를 검출하여 저항2(R2) 및 저항4(R4)를 통해 상기 검출된 전류를 미세 전류로 전환하고, 커패시터 7(C7)과 연결되는 것을 특징으로 하는 과전압 차단장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 판단모듈; 은
    커패시터7(C7)의 플러스라인에 연결되고
    가변저항(R8), DZA 및 저항7(R7)을 포함하여 구성되고,
    과전압 차단장치의 전환모듈에서 미세전류로 전환된 전류를 상기 가변저항8(R8) 조절에 따라 DZA에서 제어하고,
    상기 전환된 전류는 상기 저항7(R7)을 지나 TR2 베이스에 입력되고, 상기 DZA에서 인가된 전압을 과전압 또는 정격 전압 중 어느 하나로 판단하여 제어하는 것을 특징으로 하는 과전압 차단장치.
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