KR20230001495A - 산업용 전력절감장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 입력되는 전압이 변화하더라도 출력 전압을 일정하게 유지시켜 소비되는 전력을 절감할 수 있는 전력절감장치로, 공급되는 R,S,T 3사의 공급전압을 토로이달 코어의 상호유도 작용에 의해 안정적인 전압으로 조절하여 부하측에 공급함으써 부하의 성능 및 수명이 향상되고, 이로 인해 전력 사용량도 절감할 수 있으며, 특히 1차측 코일과 2차측 코일이 권선되는 토로이달 코어를 케이스 내부의 선반을 이용하여 안전하고 견고하게 고정하고, 토로이달 코어에서 발생하는 열을 외부로 쉽게 배출하여 장치의 온도 상승을 예방할 수 있는 산업용 전력절감장치를 제공하는데 목적이 있다.
Description
본 발명은 입력전압이 변화하더라도 출력전압을 일정하게 유지시켜 전력를 절감할 수 있는 전력절감장치로, 외부에서 인가되는 R.S.T 3상의 전력을 토로이달 코어의 상호유도 작용에 의해 안정적인 전압으로 조절하여 부하측에 공급함으써 전력을 절감할 수 있는 산업용 전력절감장치에 관한 것이다.
일반적으로 전력절감장치는 전기기기가 동일한 내용의 작업을 수행하면서 사용되는 전기에너지의 양을 줄여주는 장비로, 같은 양의 작업을 수행하면서 사용하는 전기의 양을 줄이는 방법은 크게 세가지를 생각할 수 있으며 이는 전력을 구성하는 요소 중 하나를 개선하는 방식으로 가능하다.
즉, P(전력)= V(전압) * I(전류) * COSθ (역률) 이 3가지 중 전압이나 전류를 감소하거나 역률을 증가시키는 방법을 채택하는 것이 일반적이다.
그 중 역률을 증가시켜 배전선로 전체의 전력을 절감하는 전력 절감장치가 최근 개시되고 있는데, 일반적으로 역률(Power Factor)은 교류회로에서 유효전력과 피상전력과의 비를 나타내는 것이다.
통상 직류회로에서는 전압과 전류와의 곱이 전력이 되지만, 교류회로에서는 전류와 전압의 실효치와의 곱이 반드시 전력으로 되지는 않는다. 교류회로에서는 전압과 전류와의 곱을 피상전력이라 하고, 이에 역률을 곱해야 비로소 전력이 된다. 교류회로의 전압이나 전류는 정현파(사인파) 모양으로 변동하여 양자의 정현파 위상이 반드시 일치하지 않는 경우도 있기 때문이다.
종래의 교류전력제어 및 변환장치로는 단권, 복권식 트랜스포머나 리액터와 같은 리니어방식의 전압변환장치가 있고, 스위칭 반도체소자를 이용한 위상(phase)제어나 PWM제어에 의한 전력제어장치들이 있으나, 일반 트랜스방식의 전력제어장치는 부피와 중량이 너무 커서 실용성이 낮고, 전자회로에 의한 스위칭제어방식의 전력제어장치는 내구성, 신뢰성, 경제성이 좋지 않으며, 주변의 전기적 환경을 저해하는 EMI 발생들이 문제로 대두되어 왔다.
종래의 리니어 제어방식 중 특히 영국특허(GB2043971A) 「정전압제어장치」는 1차측 코일 극성전환스위칭 방식에 의한 것으로서, 섬세한 정전압제어가 불가능하고, 1차측 코일 전원을 끊고 1차측을 여자시키지 않을 경우 부하측에 직렬로 연결된 2차측코일은 모두 회로 저항으로 변하여 열손실로 인한 과열을 발생시킬 수 있다.
또한 1차측 코일회로 스위치를 닫고 폐회로화하여 2차측 코일을 통해 부하전류를 흐르게 하면 1차측코일에 유도된 전류가 자체손실로 발열하게 되고 전력손실이 커진다. 더욱이 이와 같은 제어방법으로는 스위칭 순간 역기전압이 발생하고 과도현상이 발생하여 부하가 전자제품(COMPUTER, AUDIO TV등)일 경우 부하측에 상당한 전자기적인 노이즈를 제공하게 되므로, 모터나 히터와 같은 전기회로부하 외의 다른 부하조건인 전자제품 등에 대해서는 사용상 제약이 따르게 되고, 바이패스시 급격한 전력변화로 정전이 되는 경우가 있어 부하에 많은 영향을 끼치고 있다.
본 발명은, 부피와 중량이 너무 커서 실용성이 낮은 종래 트랜스 방식의 전력제어장치의 문제점과 내구성, 신뢰성, 경제성이 좋지 않으며, 주변의 전기적 환경을 저해하는 EMI가 발생하는 종래 전자회로에 의한 스위칭제어방식의 전력제어장치의 문제점을 해결하는데 목적이 있는 것으로, 한전측에서 공급되는 3상의 전력을 토로이달 코어를 통해 안정적으로 조절하여 부하측에 공급함으로써, 소비전력을 절감할 수 있는 전력절감장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 상기 토로이달 코어를 전력절감장치의 케이스 내부에 안전하고 견고하게 고정할 수 있고, 토로이달 코어에서 발생하는 열을 외부로 쉽게 배출하여 기기의 온도상승을 예방할 수 있는 전력절감장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력절감장치는, 다수의 관통공을 갖는 선반(13)이 내부에 마련되는 케이스(10);
케이스(10) 내부에 마련되고, R,S,T 3상의 공급전압이 인가되는 주차단기(20);
상기 주차단기(20)에 인가되는 공급전압의 전류 값을 감지하는 검출기(25);
상기 선반(13)에 배치되고, 1차측 코일로 주차단기(20)의 공급전압이 인가되며, 상기 1차측 코일에서 유기되는 전압을 설정전압에 대응하는 크기로 조절하는 2차측 코일이 1차측 코일과 역방향으로 권선되는 토로이달 코어(40);
상기 토로이달 코어(40)의 상부에 안착하고, 중앙부에는 통공이 형성되는 고정판(41);
일단부가 상기 선반(13)의 관통공으로 삽입되어 상기 토로이달 코어(40)의 중공부와 상기 고정판(41)의 통공을 통과하고, 선반(13)의 하측에서 너트와 체결되어 상기 토로이달 코어(40)를 선반(13)의 상부에 고정하는 체결나사(42);
상기 검출기(25)의 전류 값에 따라, 주차단기(20)와 토로이달 코어(40)의 연결을 끊고 주차단기(20)의 R,S,T 3상을 부하측에 연결하는 바이패스모드 또는 주차단기(20)와 부하측의 연결을 끊고 주차단기(20)의 R,S,T 3상을 토로이달 코어(40)와 연결하여 토로이달 코어(40)에 의해 조절되는 전압을 부하측으로 공급하는 전압조절모드 중 어느 하나의 모드를 선택적으로 채택하는 모드 전환부; 및
상기 검출기(25)의 전류 값을 통해 주차단기(20)로 입력되는 전압 값을 평균 입력 전압 값과 비교하고, 전압 값의 비교에 따른 변압 값을 연산하며, 입력되는 전압을 연산 값에 대응하는 전압으로 조절하기 위해 상기 모드 전환부로 제어신호를 전달하고, 입,출력 전압에 관련된 전력정보를 외부로 출력하는 제어수단(50);을 포함한다.
또한, 상기 제어수단(50)은, 전압 조절을 위한 운전조건을 입력하기 위한 입력부(53);
상기 입력부(53)에서 입력된 조건을 매개로 조절된 전압 및 전류를 측정하고, R,S,T 3상의 저전류 또는 과전류를 검출하는 검출부(54);
상기 검출부(54)의 측정값에 따라 모드 전환부가 바이패스모드 또는 전압조절모드 중 어느 하나의 모드를 채택하기 위한 제어값을 연산하는 연산부(55);
상기 입력부(53), 검출부(54) 및 연산부(55)의 입력값, 측정값 또는 연산값을 저장하는 저장부(56); 및
상기 연산부(55)에서 연산된 제어값을 통해 모드 전환부를 제어하여 부하측으로 일정 전압이 공급될 수 있도록 제어하는 마이콤이 구비되는 제어부(57);를 포함한다.
본 발명은 공급되는 전압을 토로이달 코어(40)와 다채널 스위치(31) 및 이를 제어하는 제어수단(50)을 통해 안정적으로 조절하여 부하측에 공급함으로써 부하의 성능 및 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있고, 이로 인해 전력 사용량도 절감할 수 있는 현저한 효과가 있다.
또한, 1차측 코일과 2차측 코일이 권선된 토로이달 코어(40)를 코어 고정부재를 이용하여 케이스 내부에 안전하고 견고하게 고정할 수 있고, 토로이달 코어(40)에서 발생하는 열을 외부로 쉽게 배출하여 기기의 온도 상승을 예방할 수 있는 전력절감장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 전력절감장치의 내부를 도시한 정면도
도 3은 본 발명에 따른 전력절감장치의 제어수단의 블럭도
도 4 및 도 5는 토로이달 코어가 케이스 내부에 고정되는 체결도 및 결합도
도 6는 본 발명에 따른 전력절감장치의 개략도
도 3은 본 발명에 따른 전력절감장치의 제어수단의 블럭도
도 4 및 도 5는 토로이달 코어가 케이스 내부에 고정되는 체결도 및 결합도
도 6는 본 발명에 따른 전력절감장치의 개략도
하기에서 설명될 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 함을 밝혀둔다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 산업용 전력절감장치의 바람직한 실시예를 설명한다.
본 발명에 따른 산업용 전력 절감장치는, 다수의 통공(13a)을 갖는 선반(13)이 내부에 마련되는 케이스(10); 케이스(10) 내부에 마련되고, R,S,T 3상의 공급전력이 인가되는 주차단기(20); 상기 주차단기(20)에 인가되는 공급전력의 전압 또는 전류 값을 감지하는 검출기(25); 상기 선반(13)에 배치되고, 1차측 코일로 주차단기(20)의 공급전압이 인가되며, 상기 1차측 코일에서 유기되는 전압을 설정전압에 대응하는 크기로 조절하는 2차측 코일이 1차측 코일과 역방향으로 권선되는 토로이달 코어(40); 상기 토로이달 코어(40)의 상부에 안착하고, 중앙부에는 관통공(41b)이 형성되는 고정판(41); 일단부가 상기 고정판(41)의 관통공(41b)으로 삽입되어 상기 토로이달 코어(40)의 중공부와 상기 선반(13)의 통공을 통과한 후 너트(43)와 체결되고, 상기 토로이달 코어(40)를 선반(13)의 상부에 고정하는 체결나사(42); 주차단기(20)로부터 공급전력이 인가되고, 출력단이 토로이달 코어(40)와 부하측에 연결되며, 검출기(25)에서 감지되는 전압 또는 전류 값에 따라 바이패스모드 또는 전압조절모드 중 어느 하나의 모드를 선택적으로 채택하는 모드절환기(30); 및 상기 검출기(25)의 값을 통해 주차단기(20)로 입력되는 전압 값을 평균 입력 전압 값과 비교하고, 전압 값의 비교에 따른 변압 값을 연산하며, 입력되는 전압을 연산 값에 대응하는 전압으로 조절하기 위해 상기 모드절환기(30)로 제어신호를 전달하고, 입,출력 전압에 관련된 전력정보를 외부로 출력하는 제어수단(50);을 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 제어수단(50)은, 전압 조절을 위한 운전조건을 입력하기 위한 입력부(53); 상기 입력부(53)에서 입력된 조건을 매개로 조절된 전압 및 전류를 측정하고, R,S,T 3상의 저전류 또는 과전류 등의 오적동을 검출하는 검출부(54); 상기 검출부(54)의 측정값에 따라 모드 전환부가 바이패스모드 또는 전압조절모드 중 어느 하나의 모드를 채택하기 위한 제어값을 연산하는 연산부(55); 상기 입력부(53), 검출부(54) 및 연산부(55)의 입력값, 측정값 또는 연산값을 저장하는 저장부(56); 및 상기 연산부(55)에서 연산된 제어값을 통해 다접점 스위치(31)를 제어하여 부하 측으로 일정 전압이 공급될 수 있도록 제어하는 마이콤을 포함하는 제어부(57);를 포함한다.
또한, 본 발명은, 상기 케이스(10) 내부에서 좌,우측부에 상,하방향으로 형성되고, 다수의 체결공(11a)이 상,하방향으로 일정 간격 이격되어 형성되는 바 또는 판 형태의 지지부재(11); 및 상기 체결공(11a)에 나사체결되어 상기 지지부재(11)에 고정되고, 주차단기(20)와 제어수단(50)이 고정되는 지지판(12);을 포함한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 산업용 전력절감장치는, 한전에서 공급되는 R,S,T 3상의 교류전압을 안정적으로 조절하여 부하측에 정격 전력이 출력되도록 하는 것으로, 소정 부피의 케이스(10)가 마련되고, 상기 케이스(10) 내부에는 한전에서 공급되는 R,S,T 3상의 전력이 부스바(15a)를 통해 인가되는 주차단기(20)와, 상기 주차단기(20)에 연결되어 주차단기(20)로 유입되는 공급전력의 전압 또는 전류 값을 측정하는 검출기(25)와, 상기 검출기(25)의 전압 또는 전류 값에 따라 바이패스모드로 전환하거나 후술할 트로이달 코어(40)를 통해 한전에서 공급되는 전압을 안정적으로 조절하여 부하측으로 공급하는 전압조절모드로 전환하는 모드절환기(30)와, 주차단기(20)를 통해 공급되는 전압을 상호 유도 리액터방식에 의해 안정적인 전압으로 보정하는 토로이달 코어(40), 및 상기 주차단기(20), 검출기(25), 토로이달 코어(40) 및/또는 모드절환기(30)를 제어하기 위한 제어수단(50)이 마련된다.
상기 토로이달 코어(40)는, 1차측 코일이 주차단기(20)와 전기적으로 연결되고, 전압 조정을 위한 다수의 탭을 갖는 2차측 코일이 상기 1차측 코일의 역방향으로 권선되며, 1차측 코일은 상기 주차단기(20)에서 인가되는 R,S,T 3상의 전력을 공급받고, 상기 2차측 코일은 상기 1차측 코일에서 유기되는 R,S,T 3상의 전압을 승압 또는 감압함으로써 공급전력을 기준전압 또는 설정전압에 대응하는 전압으로 조절한다.
상기 주차단기(20)에는 R,S,T 3상의 전력이 인가되는 3개의 부스바(15a)가 마련되고, 상기 부스바(15a)는 검출기(25)에 연결된다.
상기 검출기(25)는 주차단기(20)를 통해 한전으로부터 인가되는 전력의 전류 값 또는/전압 값을 감지할 수 있다.
상기 토로이달 코어(40)는 주차단기(20)를 통해 한전측으로부터 공급되는 3상의 전압 변동에 관계없이 가변적인 입력 전압에 따른 감압 또는 승압 값을 임의로 조절하여 입력하거나 자동으로 조절할 수 있으며, 전압을 약 220[V] ± 2%(216[V]~224[V]) 또는 380 ± 3%(370[V]~390[V])로 조절할 수 있도록 권선된다.
또한, 상기 토로이달 코어(40)는, 1개의 기준탭과, -3[V], -6[V],-9[V],-12[V]로 구성되는 4개의 감압탭 및 +3[V], +6[V]로 구성되는 2개의 승압탭을 포함하여 총 7개의 탭으로 이루어질 수 있다. 상기 탭의 개수는 그 설치환경 및 조건에 따라 다양하게 변형 설계할 수가 있음은 물론이다.
또한, 상기 토로이달 코어(40)는 단상에서는 한 개씩의 1차측 코일, 2차측 코일 및 절환 스위치를 매개로 구성되고, 3상에서는 각각 3개씩의 1차측 코일, 2차측 코일 및 절환 스위치를 매개로 구성된다.
한편, 상기 주차단기(20)는 검출기(25)와 연결되고, 주차단기(20)의 부스바(15)를 통해 공급되는 3상의 전류 또는 전압 값이 상기 검출기(25)에 의해 실시간으로 감지된다.
그리고 본 발명은, 상기 검출기(25)의 전압 또는 전류 값에 따라 공급전압을 바이패스모드 또는 전류절감모드로 부하측에 공급하는 모드절환기(30)를 포함한다.
상기 모드절환기(30)는, 일측은 상기 검출기(25)에 연결되고, 타측은 토로이달 코어(40)의 2차측 코일과 부하측 부스바(15)에 연결되는 것으로, 검출기(25)의 전류 또는 전압 값에 따라 토로이달 코어(40)와의 연결을 끊으면서 부하측 부스바(15)에 연결되는 바이패스모드 및 부하측 부스바(15)와의 연결을 끊으면서 토로이달 코어(40)의 2차 코일에 연결되는 전압조절모드를 선택적으로 채택한다.
즉, 상기 모드절환기(30)의 바이패스모드 시, 주차단기(20)를 통해 공급되는 전력이 보정없이 그대로 부하측에 공급되고, 전압조절모드 시에는 주차단기(20)를 통해 공급되는 전력이 토로이달 코어(40)에 의해 기준전압 또는 설정전압으로 보정된 후 부하측으로 공급된다.
상기 바이패스모드는 검출기(25) 또는 토로이달 코어(40) 등의 기기에서 오작동의 발생 시, 연동스위치(31)가 토로이달 코어(40)와의 연결을 단절하고 상기 부하측 부스바(15)에 연결됨으로, 부하측부으로 전원을 직접 공급할 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 모드절환기(30)는, 후술할 제어수단(50)의 제어신호에 따라 한 개의 채널이 선택적으로 부스바(15a)와 연결되어 자동 조절된 전압을 부하측으로 출력하는 다채널 스위치(31);를 더 포함한다.
상기 다채널 스위치(31)는, 2차측 코일에 구비되는 다수 개의 탭에 각각 대응하여 연결되는 다수 개의 채널이 마련되고, 임의의 채널을 통해 공급되는 전력을 부하 측으로 전달하도록 구성된다.
또한, 본 발명은, 사각타입의 나사피치로 이루어진 샤프트가 설치될 수 있고, 상기 샤프트의 일측에는 제어수단(50)으로부터의 제어신호에 의해 상기 샤프트를 회전시킬 수 있도록 엔코더를 장착한 구동모터를 갖는 드라이버가 형성될 수 있다.
또한, 상기 샤프트에는 스위치헤드가 이동 가능한 상태로 설치될 수 있고, 상기 드라이버의 구동에 따라 샤프트가 회전하면서 상기 스위치헤드가 이동되며, 상기 토로이달 코어(40)의 각 탭이 연결된 임의의 채널과 부스바(15a)를 상호 연결시켜 선택된 해당 채널을 통해 감압 또는 승압에 의해 보정된 전력이 부하측 부스바(15b)로 공급될 수 있는 것이다.
또한, 상기 다채널 스위치(31)는 전압의 탭 수에 맞춰 가감하여 구성할 수 있도록 조립식으로 설계될 수 있고, 상기 토로이달 코어(40)의 각 탭이 대응되게 연결된 채널의 상태 및/또는 모드절환기의 바이패스모드의 동작여부 등 다양한 입,출력전압에 관련한 전력정보가 제어수단(50)에 의해 케이스(10)의 전면판 일측에 형성되는 LED 표시부(60)에 출력된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제어수단(50)은, 상기 주차단기(20) 또는 검출기(25)로 입력되는 전압 값을 평균 입력 전압 값과 비교하고, 전압 값의 비교에 따른 변압 값을 연산하며, 연산 값에 대응하는 전압으로 조절하기 위한 제어신호를 모드절환기(30) 또는 다채널 스위치(31)로 제공하고, 입,출력전압에 관련된 전력정보를 LED 표시부(60)를 통해 외부로 출력한다.
또한, 상기 제어수단(50)은, 전압 조절에 관여하여 기기의 운전조건을 입력하는 입력부(53)와, 상기 입력부(53)에서 입력된 조건을 매개로 조절된 전압 및 전류를 측정하고, 측정된 전압/전류의 저전류, 과전류, 과전압 등의 이상 전류를 검출하는 검출부(54)와, 상기 검출부(54)에서 측정된 값에 따라 바이패스 또는 전압조절을 행할 수 있도록 제어값을 연산하는 연산부(55)와, 상기 입력부(53)와 검출부(54) 및 연산부(55)에서 입력되거나 측정되는 값을 저장하는 저장부(56)와, 전자식 전력량계로부터 입력되는 전력정보 및 상기 입력부(53)의 운전조건, 저장부(56)에 저장되는 각종 값을 사용자가 확인할 수 있도록 LED 표시부(60)로 전송함과 아울러 사용자 도는 전력랑계(A)로부터 소정 입력신호를 수신할 수 있도록 유.무선 방식으로 양방향 통신을 수행하는 송신부(52)와 수신부(51) 및 상기 입력부(53)에 입력된 운전조건에 따라 연산부(55)에서 연산된 값을 통해 상기 모드절환기(30) 또는 다채널 스위치(31)를 제어하여 부하 측으로 일정 전압이 공급될 수 있도록 기기 전반에 대한 제어를 행하는 제어부(57)를 포함한다.
즉, 제어수단(50)은 한전에서 공급되는 전압을 측정하고, 측정된 값을 취합하여 평균 전압 값을 연산하며, 변압 값을 설정한다.
따라서 제어수단(50)의 제어신호에 따라 모드절환기(30)가 바이패스모드 또는 전압조절모드 중 어느 하나의 모드를 채택하게 되고, 전압조절모드의 채택 시, 공급전압이 토로이달 코어(40)에 의해 설정된 기준전압에 대응하는 전압으로 감압 또는 승압되어서 안정적인 전력이 부하측으로 공급되는 것이다.
또한, 상기 제어수단(50)은 성절된 변압 값으로 토로이달 코어(40)의 감압 또는 승압에 대응하는 탭을 선택하도록 제어신호를 통해 다채널 스위치(31)를 제어할 수 있다.
그리고 상기 다채널 스위치(31)는 제어신호에 따라 드라이버를 구동하고, 샤프트가 회전되며, 상기 샤프트의 회전에 따라 상기 스위치헤드는 다수의 채널 중 상기 제어수단(50)의 제어신호에 따라 지정된 하나의 채널로 이동하게 되고, 토로이달 코어(40)에 의해 전압이 설정된 기준전압에 대응하는 크기로 감암 또는 승압되어서 안정적인 정격전력이 부하측에 공급되는 것이다.
한편, 상기 케이스(10) 내부에는, 다수의 체결공(11a)이 형성되는 소정 길이의 지지부재(11)가 좌측부와 우측부에 마련되고, 소정 폭으로 형성되는 지지판(12)이 상기 지지부재(11)에 장착된다.
상기 지지판(12)의 좌,우측단부에는 통공이 형성되고, 상기 통공과 체결공(11a)에 볼트가 삽입된 후 너트 체결됨으로써, 상기 지지판(12)이 지지부재(11)에 장착되는 것이다. 또한, 상기 지지판(12)은 좌우측단부의 후면에 고리부재가 형성될 수 있고, 이 경우 고리부재를 체결공(11a)에 끼워 걸어줌으로써, 지지판(12)을 쉽게 지지부재(11)에 고정할 수 있으며, 지지판(12)의 위치를 쉽게 가변할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
그리고 상기 지지판(12)의 전면에는 주차단기(20)와 각종 회로가 설치되는 제어수단(50)이 장착된다.
또한, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 케이스(10) 내부의 하부에서, 좌,우측부의 각 모서리에는 지지부재(11)가 마련되고, 상기 지지부재(11)에는 적어도 2개, 바람직하게는 3개 내지 4개의 선반(13)이 상,하방향으로 소정 거리 이격되어 상기 지지부재(11)에 장착 및 고정된다. 그리고 각각의 상기 선반(13)에는 상기 토로이달 코어(40)가 마련된다.
하나의 선반(13) 위에 3개의 토로이달 코어(40)가 배치될 수 있으나, 전자기 유도전류에 의한 전저기파, 전류의 간섭 또는 고열에 의한 오작동 등의 각종 안전사고가 일어나지 않도록 하나의 선반(13)에 하나의 토로이달 코어(40)를 배치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 토로이달 코어(40)는 상기 선반(13)의 상면에 고정되고, 상기 선반(13)에는 다수의 통공(13a)이 형성되며, 상기 하나의 통공(13a)의 위치에 토로이달 코어(40)의 중공부가 배치된다.
그리고 상기 토로이달 코어(40)의 상부에 절연부재(44)가 마련되고, 상기 절연부재(44)의 상부에는 고정판(41)이 구비되며, 고정판(41)과 선반(13)의 통공(13a)을 통과하여 선반(13)의 하측에서 너트(43)에 체결되는 체결나사(42)에 의해 상기 토로이달 코어(40)가 선반(13)에 고정된다.
상기 선반(13)에 통공(13a)을 다수 형성함으로써, 토로이달 코어(40)를 쉽게 고정할 수 있을 뿐 아니라 토로이달 코어(40)에서 발생하는 열을 빠르게 배출할 수 있는 효과가 있다.
상기 고정판(41)은, 하측으로 절곡되면서 오목하게 파여 하측으로 돌출되는 돌출부(41a가 형성되고, 상기 돌출부(41a)의 중앙부에는 체결나사(42)가 삽입되기 위한 관통공(41b)가 형성된다. 그리고 상기 돌출부(41a)는 상기 토로이달 코어(40)의 중공부로 삽입되고, 상기 관통공(41b)에 체결나사(42)가 삽입되며, 상기 체결나사(42)는 상기 관통공(41b)과 토로이달 코어(40)의 중공부를 통과하여 선반(13)의 통공(13a)을 통과하며, 선반(13)의 하측으로 돌출된 후 너트(43) 체결에 의해 고정된다.
상기 절연부재(44)는 체결나사(42)가 통과하기 위해 링 또는 중공부를 갖는 토로이달 코어(40)의 형상으로 형성되거나 중앙부에 통공이 형성되어야 할 것이다.
따라서 토로이달 코어(40)는 고정판(41)과 체결나사(42) 및 너트(43)에 의해 선반(13)의 상부에 안정적으로 고정된다.
그리고 상기 선반(13)은 다수의 체결공(11a)을 갖는 상기 지지부재(11)에 볼트에 의해 고정되고, 토로이달 코어(40)의 두께에 따라 선반(13)의 위치 또는 선반(13)과 선반(13)의 간격을 쉽게 조절할 수 있다.
또한, 상기 케이스(10)의 하부에는 선반(13)과 선반(13)에 배치되는 토로이달 코어(40)가 외부로 노출되는 것을 차단하는 차폐판(14)이 형성되고, 케이스(10)의 전면에는 LED 표시부(60)와 손잡이가 마련되어 개폐 가능한 전면판(16)이 구비된다.
따라서 본 발명은 상기 토로이달 코어(40)를 선반(13)에 고정함으로써, 1차측 코일과 2차측 코일의 상호 유도작용에 의해 발생하는 열에 의한 온도상승을 낮춰주거나 기기 전체의 온도상승을 예방할 수 있으며, 뿐만 아니라 상기 토로이달 코어(40)를 케이스(10) 내부에 안전하게 고정 및 지지할 수 있는 효과가 있다.
그리고 케이스(10)의 전면은 전면판(16)에 의해 차폐되고, 상기 전면판(16)의 상부에는 LED 표시부(60)가 형성된다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.
10 : 케이스 11 : 지지부재
12 : 지지판 13 : 선반
20 : 주차단기 25 : 검출기
30 : 모드절환기 40 : 토로이달 코어
41 : 고정판 41a : 돌출부
42 : 체결나사 43 : 너트
44 : 절연부재 50 : 제어수단
60 : LED 표시부
12 : 지지판 13 : 선반
20 : 주차단기 25 : 검출기
30 : 모드절환기 40 : 토로이달 코어
41 : 고정판 41a : 돌출부
42 : 체결나사 43 : 너트
44 : 절연부재 50 : 제어수단
60 : LED 표시부
Claims (5)
- R,S,T 3상의 공급전력이 인가되는 주차단기(20);
상기 주차단기(20)에 인가되는 공급전력의 전압 또는 전류 값을 감지하는 검출기(25);
1차측 코일로 주차단기(20)의 공급전압이 인가되며, 1차측 코일에서 유기되는 전압을 설정전압에 대응하는 크기로 조절하는 2차측 코일이 1차측 코일과 역방향으로 권선되는 토로이달 코어(40);
주차단기(20)로부터 공급전력이 인가되고, 출력단이 토로이달 코어(40)와 부하측에 연결되며, 검출기(25)에서 감지되는 전압 또는 전류 값에 따라 바이패스모드 또는 전압조절모드 중 어느 하나의 모드를 선택적으로 채택하는 모드절환기(30); 및
상기 검출기(25)의 값을 통해 주차단기(20)로 입력되는 전압 값을 평균 입력 전압 값과 비교하고, 전압 값의 비교에 따른 변압 값을 연산하며, 입력되는 전압을 연산 값에 대응하는 전압으로 조절하기 위해 상기 모드절환기(30)로 제어신호를 전달하고, 입,출력 전압에 관련된 전력정보를 외부로 출력하는 제어수단(50);을 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 전력절감장치.
- 제1항에 있어서,
상기 모드절환기(30)는,
바이패스모드 시, 주차단기(20)와 토로이달 코어(40)의 연결을 끊고 주차단기(20)의 공급전압을 부하측에 공급하며,
전압조절모드 시, 주차단기(20)와 부하측의 연결을 끊고 주차단기(20)의 공급전압을 토로이달 코어(40)로 공급하며, 토로이달 코어(40)에 의해 조절된 전압이 부하측으로 공급되는 것을 특징으로 하는 산업용 전력절감장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제어수단(50)은,
전압 조절을 위한 운전조건을 입력하기 위한 입력부(53);
상기 입력부(53)에서 입력된 조건을 매개로 조절된 전압 및 전류를 측정하고, 전압의 저전류 또는 과전류를 검출하는 검출부(54);
상기 검출부(54)의 측정 값에 따라 모드절환기(30)가 바이패스모드 또는 전압조절모드 중 어느 하나의 모드를 채택하기 위한 제어값을 연산하는 연산부(55);
상기 입력부(53), 검출부(54) 및 연산부(55)의 입력값, 측정값 또는 연산값을 저장하는 저장부(56); 및
상기 연산부(55)에서 연산된 제어값을 통해 모드절환기(30)를 제어하여 부하측으로 일정 전압이 공급될 수 있도록 제어하는 마이콤이 구비되는 제어부(57);를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 전력절감장치.
- 제1항에 있어서,
상기 토로이달 코어(40), 모드절환기(30) 및 제어수단(50)이 내부에 구비되고, 내부에 마련되는 선반(13)에 상기 토로이달 코어(40)가 배치되는 케이스(10); 및
상기 토로이달 코어(40)의 상부에 안착하고, 중앙부에는 관통공(41b)이 형성되는 고정판(41); 및
일단부가 상기 고정판(41)의 관통공(41b)으로 삽입되어 상기 토로이달 코어(40)의 중공부와 선반(13)을 통과한 후 너트(43)와 체결되며, 상기 토로이달 코어(40)를 선반(13)에 고정하는 체결나사(42);를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 전력절감장치.
- 제4항에 있어서,
상기 고정판(41)의 중앙부에는 상기 토로이달 코어(40)의 중공부로 삽입되는 돌출부(41a)가 형성되고, 상기 체결나사(42)가 삽입되는 관통공(41b)이 상기 돌출부(41a)에 형성되는 것을 특징으로 하는 산업용 전력절감장치.
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