KR20240154183A - Scb device : smart control for brake horsepower device - Google Patents

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KR20240154183A
KR20240154183A KR1020230050438A KR20230050438A KR20240154183A KR 20240154183 A KR20240154183 A KR 20240154183A KR 1020230050438 A KR1020230050438 A KR 1020230050438A KR 20230050438 A KR20230050438 A KR 20230050438A KR 20240154183 A KR20240154183 A KR 20240154183A
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배민수
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주식회사 동성이에스
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Abstract

일실시예에 따른 모터를 독립적으로 제어하며, 모터에 연결된 전달계수와 수동력을 합한 축동력 자체를 전기에너지인 피상전류(Ia)로 감지하여 피상전류(Ia)와 유효전류(Ir)의 위상차를 분류한 뒤 유효전류의 값을 DC 4~20mA로 변환시켜서 인버터(Inverter)를 제어하는 인버터를 이용한 스마트 축동력 제어장치가 개시된다.A smart shaft power control device using an inverter is disclosed, which independently controls a motor according to an embodiment of the present invention, detects shaft power itself, which is the sum of a transfer coefficient and a passive power connected to the motor, as an apparent current (Ia) which is electrical energy, classifies the phase difference between the apparent current (Ia) and the active current (Ir), and then converts the value of the active current into DC 4 to 20 mA to control the inverter.

Description

인버터를 이용한 스마트 축동력 제어장치{SCB DEVICE : SMART CONTROL FOR BRAKE HORSEPOWER DEVICE}Smart shaft power control device using inverter {SCB DEVICE: SMART CONTROL FOR BRAKE HORSEPOWER DEVICE}

본 발명은 모터를 독립적으로 제어하며, 모터에 연결된 전달계수와 수동력을 합한 축동력 자체를 전기에너지인 피상전류(Ia)로 감지하여 피상전류(Ia)와 유효전류(Ir)의 위상차를 분류한 뒤 유효전류의 값을 DC 4~20mA로 변환시켜서 인버터(Inverter)를 제어하도록 함으로써 일반적인 장치효율의 공식인 일 때, The present invention independently controls the motor, detects the shaft power itself, which is the sum of the transmission coefficient and the passive power connected to the motor, as an apparent current (Ia), which is electric energy, classifies the phase difference between the apparent current (Ia) and the active current (Ir), and then converts the value of the active current to DC 4 to 20 mA to control the inverter, thereby obtaining the general device efficiency formula. When,

전기적 효율인 , 즉 이 되므로, Electrical efficiency , in other words So,

본 발명의 제어특성을 적용하게 될 때 의 관계가 성립되고, 이를 전동기의 회전력인 보유토크(To)로 나타내면, When applying the control characteristics of the present invention If the relationship is established and expressed as the torque (To), which is the rotational power of the motor,

To (N.m)이 되고To (Nm) becomes

부하토크인 펌프 축동력(TL) Load torque pump shaft power (TL)

블로어 및 팬의 축동력(TL) 가 되어 Blower and fan shaft power (TL) Become

결과적으로는 보유토크(To)와 부하토크(TL)는 의 관계가 성립되어진다. To

Figure pat00009
TLAs a result, the holding torque (To) and the load torque (TL) are The relationship is established. To
Figure pat00009
TL

이것은 전원측인 보유토크의 임피던스(Zo)와 부하토크의 임피던스(ZL)가 Zo ZL의 관계가 성립되는 것과 같다. 다시 말해서 이를 전동기의 부하율 측면으로 보게 되면 작업 공정상 변화되는 부하율에 관계없이 전원측 보유토크(To)가 To

Figure pat00010
TL 상태를 유지하기 위해 TL에 맞추어 따라가게 되는 형상으로서,This is similar to the relationship between the impedance of the power-side holding torque (Zo) and the impedance of the load torque (ZL) being Zo ZL. In other words, when looking at this from the load ratio aspect of the motor, the power-side holding torque (To) is To regardless of the load ratio that changes in the work process.
Figure pat00010
As a shape that follows the TL to maintain the TL state,

1) 효율은 극대화되어 98~99.99%를 유지하게 되고, 1) Efficiency is maximized and maintained at 98~99.99%.

2) 손실은 “0”에 가깝게 개선되며,2) The loss is improved to close to “0”,

3) 항상 최적의 소비전력, 즉 작업공정의 수행에 필요한 전기에너지만을 공급되게 함으로써 최저의 전력 소비, 최적의 장치효율, 최소의 손실을 구현하는 시스템(System)이 되는 것이다.3) It is a system that always supplies the optimal power consumption, that is, only the electric energy necessary to perform the work process, thereby realizing the lowest power consumption, optimal device efficiency, and minimum loss.

그리고 본 발명은 최적의 제어기술을 통한 에너지 합리화를 추구함과 더불어 자동제어의 두 가지 종류인 동특성(Dynamic Characteristic)과 정특성(Static Characteristic) 기능을 겸하고 있다. 여기에서 동특성이란 입력(Input Scanning)값에 비례하여 출력(Ouput)값을 토출해내는 PI(Proportion Integral)값이고, 정특성이란 입력(Input Scanning)값에 반비례하여 출력을 토출해냄으로써 입력값에 대해 반비례하거나 입력값과 동일한 값을 토출하여 일정한 양 또는 압력을 유지하게 하는 기능이다.And the present invention pursues energy rationalization through optimal control technology and combines two types of automatic control: dynamic characteristic and static characteristic functions. Here, the dynamic characteristic is a PI (Proportion Integral) value that outputs an output value in proportion to the input (Input Scanning) value, and the static characteristic is a function that outputs an output inversely proportional to the input (Input Scanning) value, thereby outputting a value inversely proportional to the input value or the same as the input value to maintain a constant amount or pressure.

인버터를 이용한 스마트 축동력 제어장치(SCB DEVICE: Smart Control for Brake horsepower Device)는 모터의 회전속도와 토크가 주된 포함 요소이며, 전압과 전류의 검출, 검출에 있어서의 주사지연 감지방식(Scanning Delay System)에 의한 검출 및 지령, 정방향 및 역방향 제어에 의한 동특성(Dynamic Characteristic)과 정특성(Static Characteristic) 기능, 자동과 수동기능, 센서 및 센서리스(Sensor and Sensorless), 디맨드 제어(Demand Control)에 의한 전기요금의 구성요소 중 기본요금의 절감 기능, 485 및 Network 통신기능 등이 적용된다. 이들 모든 기능은 Digital 방식의 터치 스크린(Touch Screen)으로 구성되어 있다.The Smart Control for Brake Horsepower Device (SCB DEVICE) using an inverter mainly includes the rotation speed and torque of the motor, and it has the following functions: detection of voltage and current, detection and command by the scanning delay system in detection, dynamic and static characteristic functions by forward and reverse control, automatic and manual functions, sensor and sensorless, basic rate reduction function among the components of electricity rates by demand control, 485 and network communication functions, etc. All of these functions are configured with a digital touch screen.

일반적으로 모터의 제어방식은 VS(Variable Speed Control), VVVF(Variable Voltage Variable Frequency: Inverter), Magnetic Control 등이 있으며, 이 가운데 주를 이루는 인버터(Inverter) 제어에는 저감토크제어, 벡터제어, 센서리스 벡터제어, 센서피드백 제어가 있다. 여기에서 본 발명기술은 “센서리스 오토 축동력 제어” 또는 “스마트 축동력 제어”에 속하는 기술이다.In general, the control methods of motors include VS (Variable Speed Control), VVVF (Variable Voltage Variable Frequency: Inverter), Magnetic Control, etc., and among these, the main inverter control includes reduced torque control, vector control, sensorless vector control, and sensor feedback control. Here, the technology of the present invention belongs to “sensorless auto shaft power control” or “smart shaft power control.”

한편, 센서리스 벡터제어와 본 발명기술의 차이점을 착각하는 우려가 있을 수 있기에 서로 다른 점을 언급하면 다음과 같다.Meanwhile, there may be concerns about mistaking the differences between sensorless vector control and the present invention, so the differences are mentioned as follows.

1) 센서리스 벡터제어는 벡터제어 방식의 일종으로서, 일반적인 벡터제어는 토크분 전류(it)와 자속분 전류(i∮)를 제어의 대상으로 하는 데 반해, 센서리스 벡터제어는 토크분 전압(Vts)와 자속분 전압(V∮s)을 제어의 대상으로 하여 토크와 자속을 벡터적으로 유지하게 하는 기능으로 벡터제어에 있어서는 속도 검출 센서가 필요하지만, 센서리스 벡터제어는 속도 추정 회로에 의해 속도와 근사한 값으로 주파수를 지령하는 기능을 말한다.1) Sensorless vector control is a type of vector control method. While general vector control targets torque current (it) and flux current (i∮) as controls, sensorless vector control targets torque voltage (Vts) and flux voltage (V∮s) as controls to maintain torque and flux in a vector manner. Although a speed detection sensor is required for vector control, sensorless vector control refers to the function of commanding the frequency as a value close to the speed by a speed estimation circuit.

2) 스마트 축동력 제어장치의 센서리스 제어 기능은, 위의 센서리스 벡터제어가 궁극적으로 토크와 자속 간의 벡터 위상을 만들어내기 위한 것으로서 V.V.V.F 행위에 있어서의 변화하는 공급 전압에 있어서 어떠한 주파수가 적정한지를 결정하는 V/F 패턴 기능인 반면, 본 기술은 위에 언급한 V/F 패턴을 공급하되 적정 축동력에 맞는 최적의 V/F 패턴 위치를 결정하는 기술로서 센서리스 벡터제어를 적용한 인버터의 V/F 패턴 위치를 최적의 축동력에 맞도록 선택하여 이용하는 기술이라고 할 수 있다. 2) The sensorless control function of the smart shaft power control device is a V/F pattern function that determines which frequency is appropriate for the changing supply voltage in the V.V.V.F action, as the sensorless vector control above is ultimately intended to create a vector phase between torque and magnetic flux, whereas this technology is a technology that supplies the V/F pattern mentioned above but determines the optimal V/F pattern position suitable for the appropriate shaft power, and can be said to be a technology that selects and utilizes the V/F pattern position of the inverter that applies sensorless vector control to match the optimal shaft power.

그리고 산업현장에서 대부분 적용되고 있는 피드백 제어가 100% 아날로그 제어방식으로서 노이즈(Noise)와 고조파(Harmonics)의 발생으로 인한 에러(Error)가 많고, 결정값이 흔들리는 경우가 대부분으로서 효율과 정확도가 떨어지는 것으로 알려져 있는데, 그러나 본 발명기술은 아날로그(Analog)에서 다시 디지털(Digital)로 신호를 변조하여 100% 디지털화함으로써 효율 상승과 정확도에 있어서 아날로그를 훨씬 뛰어넘는 기술을 확보하였다.And the feedback control mostly applied in industrial sites is a 100% analog control method, and it is known that there are many errors due to the occurrence of noise and harmonics, and that the decision values mostly fluctuate, so the efficiency and accuracy are low. However, the technology of the present invention has secured a technology that far surpasses analog in terms of increased efficiency and accuracy by modulating the signal from analog to digital again and digitizing it 100%.

대한민국 등록특허 제 10-2075875호Republic of Korea Patent No. 10-2075875

본 발명은 위에 기술한 배경에서 도출된 것으로, 디지털화에 의한 터치스크린(Touch Screen) 방식에 의해 축동력을 최적화하여 최소의 전기에너지를 소모하게 하는 동시에 자동제어까지 구현하는 데 목적이 있다. 그리고 모터의 속도제어, 슬립(Slip) 제어, 토크(Torque) 제어, 자동화 동특성 제어 및 정특성 제어를 안정적이며 최적의 상태로 수행할 수 있는 새로운 모터제어 방법을 제공하는 것에도 그 목적이 있다.The present invention was derived from the background described above, and aims to optimize shaft power by a touch screen method through digitalization to consume minimal electric energy, while also implementing automatic control. In addition, the purpose is to provide a new motor control method capable of stably and optimally performing speed control, slip control, torque control, automatic dynamic characteristic control, and static characteristic control of the motor.

위에 언급된 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 두 가지 큰 양상은 모터에 전압과 주파수를 공급하는 인버터를 통한 모터의 회전속도에 대응하는 펄스 생성 및 발생 수단, 모터로 공급되는 전류의 감지 수단, 전류의 감지 수단을 통해 획득한 정보를 피드백하고 비례/적분/연산을 수행하여 속도 지령을 수행하는 인버터의 전원보유토크, 일명 전원토크(To)에 의해In order to achieve the above-mentioned purpose, the two major aspects of the present invention are a means for generating and generating pulses corresponding to the rotational speed of the motor through an inverter that supplies voltage and frequency to the motor, a means for detecting the current supplied to the motor, and a means for feeding back information acquired through the means for detecting the current and performing proportional/integral/computation to perform a speed command by the power reserve torque of the inverter, also known as power torque (To).

이러한 전원토크(To)는 DC 4~20mA의 시그널(Signal)에 의해 인버터를 구동하게 됨으로써 보내는 힘, 즉 전원토크(To)와 소요하는 동력(축동력), 즉 부하토크(TL)가 항시 To

Figure pat00012
TL의 관계가 성립되도록 구성하는 모터제어장치를 제공한다(아래는 부하토크 생성도).This power torque (To) drives the inverter by a signal of DC 4 to 20 mA, so the power transmitted, i.e. the power torque (To), and the power consumed (shaft power), i.e. the load torque (TL), are always To.
Figure pat00012
A motor control device configured to establish a TL relationship is provided (load torque generation diagram below).

위의 축동력에 의해 발생한 전기에너지 중에서 전류를 감지하여 C.P.U로 보내진 후 4~20mA로 환산된다. 이것은 전원토크(To)와 부하토크(TL)의 관계가 To > TL의 상태가 되면 전원보유토크의 힘이 부하토크의 힘보다 다소 큰 것으로 인식하여 To의 값이 줄어들도록 Main CPU에서 공급되는 mA의 수가 줄게 되고, 반대로 To < TL의 상태가 되면 전원보유토크의 힘이 부하토크의 힘보다 다소 작은 것으로 인식되어 모터의 회전력이 감소되거나 정지되는 상태가 될 수 있으므로 To의 값을 증가시키게 되어 항상 To TL의 관계가 유지되도록 한다는 것이다. 그리고 이 모든 동작의 시그널은 Main CPU의 처리 속도인 10만분의 1초(1/100,000sec) 이내로 처리되는 것이다.Among the electric energy generated by the above axial force, the current is detected and sent to the C.P.U. and then converted to 4 to 20 mA. This means that when the relationship between the power torque (To) and the load torque (TL) becomes To > TL, the power reserve torque is recognized as being slightly greater than the load torque, so the number of mA supplied from the Main CPU decreases so that the value of To decreases. On the contrary, when the state To < TL, the power reserve torque is recognized as being slightly smaller than the load torque, so the rotational power of the motor may decrease or stop, so the value of To is increased so that the To TL relationship is always maintained. And all of these operation signals are processed within 1/100,000 sec, which is the processing speed of the Main CPU.

이로써 입력(보내지는 힘 : 전원보유토크)과 출력(사용되는 힘: 부하토크)의 관계는 입력값

Figure pat00016
출력값과 같은 논리가 성립되므로, 일반적인 모터의 경우에 부하율이 변동되면 효율(역율)도 함께 변화되는데, 농형유도전동기(squirrel cage induction motor)의 경우에는 정격 부하율이 100%일 때 효율은 83%가 되고, 부하율을 50%로 가정한다면 {0.83×0.5=0.415(41.5%)}로 낮아지게 되지만, 본 발명의 경우에는 부하율의 높낮이에 관계없이 항상 98~99%의 효율(역율)을 유지하게 된다.In this way, the relationship between input (power sent: power torque) and output (power used: load torque) is the input value
Figure pat00016
Since the same logic as the output value is established, in the case of a general motor, when the load ratio changes, the efficiency (power factor) also changes. In the case of a squirrel cage induction motor, the efficiency is 83% when the rated load ratio is 100%, and if the load ratio is assumed to be 50%, it decreases to {0.83 × 0.5 = 0.415 (41.5%)}, but in the case of the present invention, the efficiency (power factor) is always maintained at 98 to 99% regardless of the high or low load ratio.

그리고 본 발명은 위에 언급한 최적의 제어방식에 의한 전기에너지 절전 기능을 부가하여 초절전(Super Economic) 기능, 일명 주사지연시간(Scanning Delay Time) 기능을 부가하였다. 이것은 축동력의 변화가 빈번하고 높낮이가 파도처럼 심하거나 관로 내에 캐비테이션(Cavitation), 서징(Surging), 베이퍼록(Vapor Lock) 등의 저항이 발생하여 급격한 동력의 변동이 있을 때 그림3에 나타나 있는 것처럼 주사지연 적정시간을 설정하여 주사지연시간 동안의 평균값으로 지령함으로써 부드럽게 순항 제어하게 하는 기능이다. 이는 자동차를 운전하는 경우 운전자가 엑셀레이터나 브레이크를 급격히 자주 사용하면 연료 소모가 많아지는 것과 같은 원리이다.And the present invention adds an electric energy saving function by the optimal control method mentioned above, and adds a super economic function, also known as a scanning delay time function. This is a function that sets an appropriate scanning delay time as shown in Figure 3 and provides a command with an average value during the scanning delay time when there is a rapid change in power due to frequent changes in shaft power and the ups and downs are severe like waves, or resistance such as cavitation, surging, and vapor lock occurring in the pipeline. This is a function that enables smooth cruise control by setting an appropriate scanning delay time and providing a command. This is the same principle as when a driver frequently and suddenly uses the accelerator or brake when driving a car, fuel consumption increases.

또한 본 발명은 외부지령조정기능을 갖고 있다. 일반적으로 전기요금에서의 기본요금을 낮출 목적으로 디맨드 콘트롤러(Demand Controller)에 의한 워터 펌프, 팬 등 비유용성 부하(Non Essential Load)에 한해 전기공급계약의 용량을 초과하는 상황이 발생할 경우 동작을 일시적으로 차단시키는 장치가 있는데, 생산공정에 속하는 유용성 부하(Essential Load)에는 동작을 차단시킬 수 없으므로 적용이 불가하다. 하지만 본 발명에서는 유용성 부하의 경우에서도 적용할 수 있는 슬로우 다운(Slow Down)에서부터 슬로우 업(Slow up)되는 기능인 외부지령기능이 존재한다. 이것은 외부 시그널인 디맨드 콘트롤러에서 “ON” 또는 “OFF” 시그널이 인입되는 경우에 작업 공정상 해당되는 부하의 높이를 슬로우 다운(Slow Down)하였다가 몇 초 후 부하의 피크(Peak)치가 낮아지면 원상태로 복귀하여 자동제어되는 기능으로 실제로 도입되면 전기요금 중 기본요금의 절감에 크게 기여할 수 있다.In addition, the present invention has an external command control function. In general, in order to lower the basic rate in the electricity bill, there is a device that temporarily blocks the operation when a situation occurs in which the capacity of the electricity supply contract is exceeded only for non-essential loads such as water pumps and fans by the demand controller, but it cannot be applied to essential loads belonging to the production process because the operation cannot be blocked. However, in the present invention, there is an external command function that can be applied to essential loads as well, which is a function that slows down from slow up. This is a function that slows down the height of the corresponding load in the work process when an “ON” or “OFF” signal is input from the demand controller, which is an external signal, and then returns to the original state and is automatically controlled after a few seconds when the peak value of the load decreases. If this function is actually introduced, it can greatly contribute to reducing the basic rate in the electricity bill.

또한 본 발명은 축동력 자동추적제어(Auto Chasing Control)이 존재한다. 이것은 사람에 의해 작업공정 상의 최고와 최저점 등을 인위적으로 설정하여 제한점을 정한 후 운전시키는 방식이 아니라, 작업공정을 수행하는데 필요한 축동력을 스스로 판단하여 자동으로 구동시키는 기능이다. 펌프나 블로워에서 캐비테이션(Cavitation), 서징(Surging), 베이퍼록(Vapor Lock) 등의 관로저항이 발생하는 경우 유체가 요동치게 되고, 그것으로 인한 축동력 자체도 변곡이 심하게 되지만, 이는 작업공정을 수행하는데 필요한 소요동력과는 무관하다. 그러므로 그림2에서처럼 동기간의 최저점을 선택하여 공정 사이클(Cycle) 값을 구사하는 기능으로써 PI와 미분제어(D)를 포함하는 토크 지령값은 식4의 수학식을 이용하여 산출하게 되고, 토크 지령값이 직전 주기의 목표토크(TL)보다 크면 직전의 주기 목표값(To)를 다음 주기의 토크 지령값 To(t)로 설정하고, 토크 보정값(Tot)이 직전의 목표값(To)보다 작거나 같으면 직전 주기의 목표토크(TL)를 보정하여 다음 주기의 토크 지령값 To(t)를 산정한다. 본 기능은 최적의 소요동력을 소비하면서도 최상의 생산 합리화를 구현하는 데 그 목적이 있으며, 1분, 2분, 3분 모드를 선택하여 시행할 수도 있고, 계속 연속하여 지속적 시행을 반복할 수도 있다.In addition, the present invention has an auto chasing control of shaft power. This is not a method in which a person sets the highest and lowest points of the work process, sets a limit point, and then operates, but a function that automatically determines the shaft power required to perform the work process and operates it. If pipeline resistance such as cavitation, surging, or vapor lock occurs in a pump or blower, the fluid will fluctuate and the shaft power itself will fluctuate significantly due to this, but this is unrelated to the power required to perform the work process. Therefore, as shown in Fig. 2, the torque command value including PI and differential control (D) is calculated using the mathematical formula of Equation 4 as a function of selecting the lowest point of the same period and utilizing the process cycle value, and if the torque command value is greater than the target torque (TL) of the previous cycle, the target value (To) of the previous cycle is set as the torque command value To(t) of the next cycle, and if the torque compensation value (Tot) is less than or equal to the previous target value (To), the target torque (TL) of the previous cycle is compensated to calculate the torque command value To(t) of the next cycle. The purpose of this function is to implement the best production rationalization while consuming the optimal power consumption, and it can be implemented by selecting the 1 minute, 2 minutes, and 3 minute modes, or it can be continuously and repeatedly implemented.

이는 구성 그림(첨부그림 5, 6, 7)에 표시되어있고, 생성주기는 그림2에서처럼 나타나는 것이다.This is shown in the configuration diagram (attached figures 5, 6, 7), and the generation cycle is as shown in Figure 2.

또한 본 발명은 냉각수펌프, 냉수펌프, 냉매펌프, 온수펌프, 팬류의 작업공정상 적용은 위에서 서술한 밸브 또는 댐퍼의 개폐 정도, 관로저항 등의 변화가 있을 때 자동적으로 응답하여 운전점을 정하는 기능이었다. 반면 본 기술은 기 정해진 운전점에서 주위온도가 변화될 때 온도의 상승과 하강 정도에 따라 주파수 또한 상승과 하강을 병행하는 기능이다. 이는 열역학에서의 줄의 법칙인 “1g(그램) 물의 온도를 1℃ 올리는데 필요한 에너지(H)의 논리(H = 1cal = 4.186(Joul : Watt) ≒ 4.2(Joul : Watt))”의 논리가 적용된다. 이때 주위온도를 감지하는 열전대(Thermo couple)는 전선형(wire type)을 선택해야 하고, 트랜스미터(Transmitter)는 마이크로 타입(micro type)을 본 발명기술이 적용된 장치의 외함 테두리에 장착하여 외부 주위온도 변화에 순시적으로 반응토록 하여야 한다. 또한 본 발명기술의 제어신호가 4~20mA이므로 열전대 신호가 4~20mA로 선택할 경우 CPU의 입력신호가 OR(논리합)이 될 수가 없으므로 논리합이 이루어질 수 있도록 열전대 신호 4~20mA를 가변 저항값으로 변화시키는 회로 구성이 필수조건이다.In addition, the present invention is a function that automatically responds to changes in the opening and closing degree of the valve or damper, the pipe resistance, etc. described above in the work process of a cooling water pump, a cold water pump, a refrigerant pump, a hot water pump, and a fan to determine the operating point. On the other hand, this technology is a function that simultaneously increases and decreases the frequency according to the degree of temperature rise and fall when the ambient temperature changes at the preset operating point. This applies the logic of Joule's law in thermodynamics, "the logic of the energy (H) required to raise the temperature of 1g (gram) of water by 1℃ (H = 1cal = 4.186 (Joul: Watt) ≒ 4.2 (Joul: Watt))". At this time, the thermocouple that detects the ambient temperature must select a wire type, and the transmitter must be a micro type mounted on the outer frame of the device to which the present invention is applied so as to react instantaneously to changes in the external ambient temperature. In addition, since the control signal of the present invention is 4 to 20 mA, if the thermocouple signal is selected as 4 to 20 mA, the input signal of the CPU cannot be OR (logical sum), so a circuit configuration that changes the thermocouple signal 4 to 20 mA into a variable resistance value so that logical sum can be formed is a prerequisite.

본 발명은 축동력(그림1)에 의해 발생된 전기에너지(모터소비전력)을 토크검출부(105)를 거쳐 P.I.D 제어 및 Main CPU(106)에서 새로운 알고리즘(Algorithm)을 적용하여 모터의 토크제어, 속도제어와 동특성(Dynamic Characteristic) 및 정특성(Static Characteristic)의 자동제어를 병행함으로써 모터전력부하의 최적제어를 통한 전기에너지 절감과 모터의 자동제어를 수행할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The present invention applies a new algorithm to the torque detection unit (105) of the electric energy (motor power consumption) generated by the shaft power (Figure 1) and applies the P.I.D control and the main CPU (106) to perform torque control, speed control, and automatic control of dynamic and static characteristics of the motor in parallel, thereby obtaining the effect of saving electric energy through optimal control of the motor power load and performing automatic control of the motor.

도1은 본 발명의 토크제어 방법 흐름도
도2는 본 발명의 실시예에 따른 주제어보드 블럭 도면(100)
도3은 본 발명의 실시예에 따른 LCD 제어보드 블럭 도면(200)
도4는 전원부 블록도
도5는 전원 회로 구성도
도6은 스위칭 파워 회로부
도7은 Main CPU부
도8은 PWM 출력부
도9는 CT 교류 부하전류 입력 회로부
도10은 485 통신 회로부
도11은 환경조정기능 회로도
Figure 1 is a flow chart of the torque control method of the present invention.
Figure 2 is a block diagram (100) of a main control board according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a block diagram (200) of an LCD control board according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a power supply block diagram.
Figure 5 is a power circuit diagram.
Fig. 6 is a switching power circuit.
Figure 7 shows the main CPU section.
Fig. 8 is the PWM output section.
Figure 9 shows the CT AC load current input circuit.
Fig. 10 is a 485 communication circuit.
Figure 11 is a circuit diagram of the environmental control function.

아래에 기술된 도면 및 첨부사항에 기초하여 본 발명의 보다 구체적인 실시예를 설명한다. 참고하여 본 명세서에서 하나의 구성요소(Element)가 다른 구성요소와 연결, 결합 또는 전기적으로 연결(결선)되는 경우는 다른 구성요소와 직접적으로 연결, 결합 또는 전기적으로 연결(결선)되는 경우뿐만 아니라 중간에 다른 요소를 사이에 두고 간접적으로 연결, 결합 또는 전기적으로 연결(결선)되는 경우도 포함된다.Hereinafter, more specific embodiments of the present invention will be described based on the drawings and attachments described below. For reference, in the present specification, when one element is connected, coupled, or electrically connected (wired) with another element, it includes not only cases where it is directly connected, coupled, or electrically connected (wired) with another element, but also cases where it is indirectly connected, coupled, or electrically connected (wired) with another element in between.

또한 하나의 구성요소가 다른 구성요소와 직접 연결 또는 직접 결합되는 경우는 중간에 다른 요소가 개재되지 않는 것을 의미한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함하거나 구비하는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소도 포함하거나 구비한다는 것을 의미한다.Also, when one component is directly connected or directly combined with another component, it means that no other element is intervening. Also, when a part includes or has a certain component, it does not mean that it excludes other components, but rather that it also includes or has other components, unless there is a specific description to the contrary.

본 발명의 “스마트 축동력 제어장치(일명 모터전력부하제어장치)”는 도1, 도2, 도3의 도면에 나타낸 바와 같이 주전원부(118), 전원조작부(117), 모터(116)에 구동전력을 공급하는 인버터(114), Main CPU(106), 직렬 통신제어기(102), Power Regulator(103), 축동력 부하전류 감지기(104), 스위칭 파워기(119), 그리고 보조 CPU(105)와 터치A/D 컨버터(203), 백라이트 제어기(104), SD RAM(207), SD Memory(208), 터치(Touch) LCD 패널(201), 485통신 포트(112), 네트워크 통신 포트(113) 등을 포함한다.The “smart shaft power control device (also known as a motor power load control device)” of the present invention, as shown in the drawings of FIGS. 1, 2, and 3, includes a main power supply unit (118), a power operation unit (117), an inverter (114) for supplying driving power to a motor (116), a main CPU (106), a serial communication controller (102), a power regulator (103), a shaft power load current detector (104), a switching power supply (119), an auxiliary CPU (105), a touch A/D converter (203), a backlight controller (104), an SD RAM (207), an SD Memory (208), a touch LCD panel (201), a 485 communication port (112), a network communication port (113), etc.

그외 부수 제어기능인 축동력 자동추적기(Auto Chasing Controller : 101), 주사지연시간(Scanning Delay time) 기능, 환경조정기능(Environment Controller : 107), 외부지령기(Demand Controller : 109) 등도 포함되어 있고, 이는 보조 CPU(Coprocessor : 204)에서 디지털신호(Digital Signal)에 의해 직렬 통신 제어기(Serial Communication Controller : 102)를 통해서 Main CPU(106)로 전달되며, 모든 지령은 터치(Touch) LCD(201)에 의해 이루어진다.In addition, it includes auxiliary control functions such as an auto chasing controller (101), scanning delay time function, environment control function (environment controller: 107), and external command controller (demand controller: 109), and these are transmitted to the main CPU (106) through a serial communication controller (102) by a digital signal from the auxiliary CPU (coprocessor: 204), and all commands are made by a touch LCD (201).

인버터(114)는 다수의 스위칭 소자(FET, IGBT 등)을 이용하여 AC → DC → AC로 변환하는 역할을 한다. 그외 인버터에 전원을 공급하기 위한 전원부와 이상 발생시 인버터를 통하지 않고 통전시킬 수 있는 직결(Bypass) 기능이 구성되며, 인버터 기능을 구사할 수 있는 다수 기능의 스위칭 소자들의 게이트 단자 또는 베이스 단자에는 Main CPU(106)에서 생성된 PWM 신호가 입력된다. 토크제어방법 흐름도(도1)에서 설정 또는 입력된 파라미터(Parameter)의 검출값, 즉 주전원부 3 입력부의 토크 생성단계는 주전원부 3 토크 생성단계(118)를 시작으로 전원 입력 전류 감지기(110)를 통하여 Main CPU(106)로 전달되며, Main CPU(106)에서 생성된 전류 감지값은 스위칭 파워기(119)를 통하여 토크 지령기(111 : To)에 전달되어서 인버터(114)를 구동하게 된다. 한편 인버터 출력값(115)은 축동력 부하전류 감지기(전류 증폭 및 위상 변환부 : 104)는 부하토크 검출기(105 : TL)에 전달되고, 이는 곧 Main CPU에서 전원보유 토크값(To)과 부하토크(TL)의 값으로 환원된다.The inverter (114) converts AC → DC → AC using a number of switching elements (FET, IGBT, etc.). In addition, a power supply for supplying power to the inverter and a direct connection (bypass) function for allowing power to be supplied without going through the inverter in the event of an abnormality are configured, and a PWM signal generated from the Main CPU (106) is input to the gate terminal or base terminal of a number of switching elements that can utilize the inverter function. In the torque control method flow chart (Fig. 1), the detection value of the set or input parameter, that is, the torque generation step of the main power supply 3 input unit, starts from the main power supply 3 torque generation step (118) and is transmitted to the Main CPU (106) through the power input current detector (110), and the current detection value generated from the Main CPU (106) is transmitted to the torque command device (111: To) through the switching power device (119) to drive the inverter (114). Meanwhile, the inverter output value (115) is transmitted to the shaft power load current detector (current amplification and phase conversion unit: 104) and the load torque detector (105: TL), which is then converted into the values of the power reserve torque value (To) and the load torque (TL) in the main CPU.

Main CPU에서 형성된 P.I.D 제어기 값은 스위칭 파워기(119)를 통해 토크 지령기에서(111)에서 다시 전원보유 토크값(To)으로 인버터(114)에 전달되며, 인버터에서 출력된 부하전류(축동력) 값(104)은 축동력에 의한 부하토크 검출값(105 : TL)으로 나타나게 되어 다시 Main CPU(106)로 전달되고, 전원 입력 전류 감지기(110) 값은 다시 Main CPU(106)를 거쳐 인버터(114)에 전달되어 축동력 감지기(104)를 거쳐 부하토크(105 : TL)를 검출한 후 Main CPU를 공급되는 것을 반복하게 된다. 이때 토크 지령 및 토크 보정값이 To TL 의 조건과 맞지 않을 경우에는 편차수정기(120)에서 편차를 수정한 후 전원보유토크값(To)이 토크 지령기로 전달되는 것을 역시 반복하게 된다.The P.I.D controller value formed in the Main CPU is transmitted from the torque command device (111) to the inverter (114) as the power reserve torque value (To) through the switching power device (119), and the load current (shaft power) value (104) output from the inverter is displayed as the load torque detection value (105: TL) by the shaft power and transmitted again to the Main CPU (106), and the power input current detector (110) value is transmitted to the inverter (114) again through the Main CPU (106), and the load torque (105: TL) is detected through the shaft power detector (104) and then supplied to the Main CPU, which is repeated. At this time, if the torque command and torque compensation value do not meet the condition of To TL, the deviation is corrected in the deviation corrector (120), and then the power reserve torque value (To) is transmitted to the torque command device, which is also repeated.

또한 P.I.D 제어와 토크 지령 및 토크 보정 기준값을 산정하는 Main CPU(106)와 토크 지령기(To : 111)의 모든 Data값은 직렬 통신 제어기(102)를 거쳐서 보조 CPU(205)로 전달되고, 터치 스크린(201)을 통해 발생되는 각종 지령값인 축동력 자동추적 지령기(101), 환경조정기(107), 외부지령기(109), 스캐닝 딜레이 조정기(120) 등의 값은 터치 A/D 컨버터(203)를 거쳐 보조 CPU(205)에 전달되고, 직렬 통신 제어기(102)를 통한 값은 Main CPU(106)로 전달되는 것을 반복한다.In addition, all data values of the Main CPU (106) and the torque command device (To: 111) that calculate the P.I.D control and the torque command and torque compensation reference values are transmitted to the auxiliary CPU (205) through the serial communication controller (102), and the values of the shaft power automatic tracking command device (101), the environment controller (107), the external command device (109), the scanning delay controller (120), etc., which are various command values generated through the touch screen (201), are transmitted to the auxiliary CPU (205) through the touch A/D converter (203), and the values through the serial communication controller (102) are repeatedly transmitted to the Main CPU (106).

아래에서는 도2를 참조하여 Main CPU 구성을 상세하게 설명한다. Main CPU는 P.I.D(비례, 적분, 미분) 제어와 토크 지령 및 토크 보정 기준값 산정 등의 기능을 담당하며, 보조 CPU Corprocessor(205)에서 터치 LCD를 통해 지령화되어진 축동력 자동추적기능(Auto Chasing Circuit: 101), 외부지령기능(Demand Control Circuit : 109), 환경조정기능(Environment Control Circuit : 107), 스캐닝 딜레이 컨터롤기능(Scanning Delay Control Circuit : 120) 등을 담당하며, 그 외 터치 스크린(201)을 통한 위에서 언급된 각종 지령을 수행하기 위해 직렬 통신 제어기(Serial Communication Controller : 102)와 485통신 포트(RS 485 Com. Port : 112) 및 네트워크 통신(Ethernet Com. Port : 113) 등의 기능을 포함하고 있다.Below, the Main CPU configuration is described in detail with reference to FIG. 2. The Main CPU is responsible for functions such as P.I.D (proportional, integral, differential) control and torque command and torque compensation reference value calculation, and is responsible for the shaft power automatic tracking function (Auto Chasing Circuit: 101), external command function (Demand Control Circuit: 109), environment control function (Environment Control Circuit: 107), scanning delay control function (Scanning Delay Control Circuit: 120), etc. commanded through the touch LCD in the auxiliary CPU Corprocessor (205), and in addition, it includes functions such as a serial communication controller (Serial Communication Controller: 102), a 485 communication port (RS 485 Com. Port: 112), and a network communication (Ethernet Com. Port: 113) to perform the various commands mentioned above through the touch screen (201).

한편 터치 LCD(Touch LCD : 201)와 연계되어 각종 지령 및 설정의 기능을 포함하고 있는 보조 CPU(Aux. Coprocessor : 205)는 직렬 통신 제어기(Serial Communication Controller : 102)를 통하여 각종 지령 및 제어기능과 설정기능을 교부하며, Data 저장기능인 SD RAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory : 207)과 동기식 기억카드(SD Memory Card : 208) 및 터치 LCD(201)용 백라이트 제어기(Back Light Controller : 203) 등을 포함한다. Meanwhile, the auxiliary CPU (Aux. Coprocessor: 205), which is linked to the Touch LCD (Touch LCD: 201) and includes various command and setting functions, provides various command and control functions and setting functions through the Serial Communication Controller (Serial Communication Controller: 102), and includes an SD RAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory: 207) for data storage, a synchronous memory card (SD Memory Card: 208), and a backlight controller (Back Light Controller: 203) for the Touch LCD (201).

또한 Main CPU(106)와 보조 CPU(204)에 포함되는 상세기능 중에서 축동력 자동추적 지령기(일명 Auto Chasing Controller; 자동추적제어기 : 101, 그림8은 보조 CPU(204)에서 별도의 프로그램을 형성하여 그림8과 같은 구성원을 가지고 있으며, 이보다 상세하게는 도1과 도2에서 나타내고 있는바, 축동력 부하전류의 감지기능(115, 104)의 값이 그림2에서처럼 1회(One Cycle), 2회(Two Cycle), 3회(Three Cycle) 공정주기 동안에 최대치(Max) 중에서 가장 낮은 곳(Min)과 최저치(Min) 중에서 가장 낮은 곳을 산정하여 자동적으로 운전 패턴(Pattern)을 결정한 뒤 그 값으로 운전토록 하는 기능으로서, 이를 3분(minute)마다 반복하게 된다.Also, among the detailed functions included in the Main CPU (106) and the Auxiliary CPU (204), the shaft power automatic tracking command device (aka Auto Chasing Controller; Automatic Chasing Controller: 101, Figure 8 forms a separate program in the Auxiliary CPU (204) and has the components as shown in Figure 8, and more specifically, as shown in Figures 1 and 2, the shaft power load current detection function (115, 104) automatically determines the operating pattern (Pattern) by calculating the lowest point (Min) among the maximum (Max) and the lowest point among the minimum (Min) during one (One Cycle), two (Two Cycle), and three (Three Cycle) process cycles as shown in Figure 2, and then drives with that value, and this is repeated every three minutes.

또한 주사지연제어기(Scanning Delay Controller : 120)는 보조 CPU(204)에서 아래의 그림3에서처럼 별도의 프로그램에 의해 형성되며, 조금 더 상세하게는 축동력 부하전류 감지기능(115, 104)의 값이 그 높낮이가 크고 흔들릴 때 설정시간 1초, 2초, ......, 10초 동안 평균치를 산정한 후, 평균값으로 Main CPU(106)에서 토크 지령기(111)를 통해 평균값으로 지령하게 한다. 이는 마치 자동차를 운전할 경우 엑셀레이터(Accelerator)나 브레이크(Brake)를 자주 가감하거나 사용할 때 연료가 많이 소비되는 것과 같으며, 기본적인 최적운전 기능 외에 외부요인으로 인해 발생하는 위에서와 같은 경우를 대비하기 위해 보완한 기능이다. 실제로 산업현장에서 시험해본 결과, 관로에서 캐비테이션(Cavitation), 서징(Surging), 베이퍼록(Vapor Lock) 등 관로저항이 발생하는 경우 평균 5~7%의 전력이 더 소모되는 것을 발견하였고, 본 기능의 적용 결과 이전의 경우에 비해 전력 소모에 있어서 5% 이상 더 전기에너지 절감이 나타나는 것을 확인하였다.In addition, the scanning delay controller (120) is formed by a separate program in the auxiliary CPU (204) as shown in Figure 3 below, and in more detail, when the value of the shaft power load current detection function (115, 104) has a large fluctuation and shakes, it calculates the average for the set time of 1 second, 2 seconds, ......, 10 seconds, and then commands the main CPU (106) as the average value through the torque command unit (111). This is similar to the case where a lot of fuel is consumed when the accelerator or brake is frequently applied or used when driving a car, and it is a supplementary function to prepare for cases such as the above that occur due to external factors in addition to the basic optimal driving function. In fact, through testing in industrial settings, we found that when pipe resistance such as cavitation, surging, and vapor lock occurs in the pipe, an average of 5-7% more power is consumed, and as a result of applying this function, it was confirmed that more than 5% more electric energy was saved in power consumption compared to previous cases.

또한 외부지령기(Demand Controller : 109)는 도1과 도2의 Main CPU(106)와 보조 CPU(204)와 연계되어 아래 그림4에서처럼 별도의 프로그램에 의해 형성되며, 조금 더 상세하게는 그림7의 DEMD(Demand) 시그널이 입력(Normal Open )되면 입력된 신호는 보조 CPU(204)로 전해지고, 보조 CPU에서는 가변된 저항값으로 출력되고, 저항값으로 출력된 시그널은 Main CPU(106)으로 전달된 후 인버터(114)의 입력값과 결합된다. 기존에는 최대수요전력 제어기가 현재 사용하고 있는 전력을 예측 및 감시하여 목표 전력을 넘지 않도록 부하를 자동으로 차단하고 투입시키는 과정에서 외부지령기(디맨드 시그널 : 최대수요전력, 즉 기본요금을 줄이기 위한 것)을 사용하면 일상적으로 사용되는 펌프류, 블로워 등의 장치들에게만 제한적으로 적용할 수 밖에 없어서 그 효과가 미미하였으며, 유용성 부하인 생산과 직결되는 부하는 생산활동에 장애가 일어나므로 차단시킬 수 없었고, 생산과 관계없는 비유용성 부하에만 적용할 수 밖에 없었다.In addition, an external command controller (Demand Controller: 109) is formed by a separate program as shown in Figure 4 below, linked to the Main CPU (106) and the Auxiliary CPU (204) of Figures 1 and 2, and more specifically, when the DEMD (Demand) signal of Figure 7 is input (Normal Open), the input signal is transmitted to the Auxiliary CPU (204), and the Auxiliary CPU outputs a variable resistance value, and the signal output as the resistance value is transmitted to the Main CPU (106) and then combined with the input value of the inverter (114). In the past, when an external command (demand signal: to reduce the maximum demand power, i.e. the basic rate) was used in the process of the maximum demand power controller predicting and monitoring the current power being used and automatically cutting off and inputting the load so that it does not exceed the target power, the effect was minimal because it could only be applied to limitedly routinely used devices such as pumps and blowers. In addition, loads directly related to production, which are useful loads, could not be cut off because they would interfere with production activities, and could only be applied to non-useful loads unrelated to production.

그러나 본 발명의 기능인 디맨드 컨트롤(109)를 적용하면 산업 생산 중인 장치 등을 포함한 모든 생산분야에 적용이 가능하다. 즉 그림4에서처럼 디맨드 시그널이 입력되면 보조 CPU(204)에서 저항값을 출력하여 Main CPU(106)로 전달된 후 인버터(114)를 제어하게 되는데, 이는 부하장치를 차단시키는 것이 아니라 최대수요전력 부분만큼인 짧은 시간(5~10초) 동안에만 낮추는 슬로우 다운(Slow Down) 기능을 수행하고 5~10초 후에는 복귀되며, 이를 반복하게 된다. 그럼으로써 생산 중단으로 인한 산업현장의 손실을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 전기요금 중 기본요금을 20% 이상 줄일 수 있는 이중효과를 거둘 수 있다.However, if the demand control (109), which is a function of the present invention, is applied, it can be applied to all production fields including devices during industrial production. That is, as shown in Figure 4, when a demand signal is input, the auxiliary CPU (204) outputs a resistance value and transmits it to the main CPU (106), which then controls the inverter (114). This does not cut off the load device, but performs a slow down function that lowers it only for a short time (5 to 10 seconds) equal to the maximum demand power, and then returns after 5 to 10 seconds, and this is repeated. As a result, it is possible to reduce losses in industrial sites due to production interruptions, and also achieve a double effect of reducing the basic rate among electricity rates by more than 20%.

다음으로는 환경조정기능(Environment Controller : 107)에 대한 설명인데, 산업현장에서 많이 사용하고 있는 냉각수, 냉수, 냉매 펌프의 경우 그 사용 목적에 있어서 각종 장치들의 효율을 유지 또는 높이기 위해 적정한 유량을 유지해야 하는 것이 필수이다. 이는 주위온도의 영향을 직접 받지 않을 수 없는 조건을 가지고 있으며, 한마디로 말해서 여름의 가장 무더운 온도를 추정하여 당시의 장치들에 필요한 유량을 산정한 후 펌프의 용량이 정해진다. 그러나 각종 산업현장에서 사용자는 사계절의 온도 변화와 밤과 낮 등의 온도 편차에 대한 에너지 소비 다변화에 대해서는 간과하고, 이와 관계없이 설비 용량 100%를 운전하여 사용하고 있는 것이 현실이다. 이에 적정 냉각에 필요한 {적정 유지 유량 + α 기능(주위온도) = 최적의 전기에너지}의 취지를 살려서 환경조정기능(107)은 터치 LCD(201)에서 보조 CPU(205)를 거쳐 직렬 통신 제어기(102)를 통해 Main CPU(106)와 연계되며, 도11에서처럼 별도의 프로그램에 의해 형성되어 Main CPU에서 스위칭 파워(119)를 거쳐서 토크 지령기(111)를 통해 인버터(114)에 전달되는 것을 반복한다. 여기에서 중요한 것은 환경조정기능 회로도(도11)의 기본값인 SignalⅠ(To TL )이 항상 유지되고, 주위온도 감지값인 Signal Ⅱ(4~20mA 또는 0~10V)는 {SignalⅠ + α(Signal Ⅱ)}가 된다는 것이 중요하다.Next is an explanation of the environment control function (Environment Controller: 107). In the case of cooling water, cold water, and refrigerant pumps widely used in industrial sites, it is essential to maintain an appropriate flow rate to maintain or increase the efficiency of various devices for their intended use. This has a condition that cannot be directly affected by the ambient temperature. In a word, the pump capacity is determined after estimating the hottest temperature in the summer and calculating the flow rate required for the devices at that time. However, in various industrial sites, users overlook the diversification of energy consumption due to temperature changes in the four seasons and temperature differences such as day and night, and the reality is that they operate and use 100% of the facility capacity regardless. Accordingly, in order to realize the purpose of {appropriate maintenance flow rate + α function (ambient temperature) = optimal electric energy} required for appropriate cooling, the environmental control function (107) is linked to the Main CPU (106) through the auxiliary CPU (205) from the touch LCD (201) and the serial communication controller (102), and is repeatedly transmitted to the inverter (114) through the torque command device (111) from the Main CPU through the switching power (119) as shown in Fig. 11, which is formed by a separate program. What is important here is that the default value of the environmental control function circuit diagram (Fig. 11), Signal I (To TL), is always maintained, and the ambient temperature detection value, Signal II (4 to 20 mA or 0 to 10 V), becomes {Signal I + α (Signal II)}.

또한 본 발명의 실시예에 따른 모터제어장치는 센서리스 모터전력부하(최적)제어 방식으로 이용될 수도 있고, 모터 자동제어 용도로도 이용될 수도 있고, 모터전력부하의 전기에너지 절약 용도로 적용할 수도 있다.In addition, the motor control device according to an embodiment of the present invention can be used as a sensorless motor power load (optimal) control method, can be used for motor automatic control purposes, and can be applied for the purpose of saving electric energy of the motor power load.

그리고 모터제어 방식에 있어서는 반드시 소프트웨어나 터치(Touch) LCD방식, 또는 센서리스(Sensorless) 제어방식에 국한되지는 않는다. 소프트웨어나 하드웨어로 구현될 수도 있고, 소프트웨어의 조합으로도 구현될 수 있다. 이때 하드웨어는 주문형 반도체(ASIC)도 포함된다.And in terms of motor control methods, it is not necessarily limited to software, touch LCD, or sensorless control methods. It can be implemented with software or hardware, or a combination of software. In this case, hardware also includes application-specific integrated circuits (ASIC).

앞에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 구체적인 적용과정에서 다양하게 변형 또는 수정되어 실시될 수도 있으며, 변형 또는 수정되어 실시된 후에도 다음에서 언급하는 특허청구 범위에 게시된 본 발명의 기술적 사안을 포함한다면 본 발명의 권리 범위에 속함은 당연할 것으로 본다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited thereto, and may be implemented by being variously modified or altered in a specific application process. Even after being implemented by being modified or altered, if the technical matters of the present invention published in the patent claims mentioned below are included, it will be considered that it falls within the scope of the rights of the present invention.

119 : 입력부 변류기
301 : 브저(Buzzer)
302 : 파워레귤레이터
304 : Main CPU
305 : 토크 지령회로
306 : 출력 변류기
307 : 환경조정기능 입력신호Ⅰ
308 : 환경조정기능 입력신호Ⅱ
M ; 모터
CT : 변류기
To :전원보유토크
TL : 부하토크(축동력)
119 : Input transformer
301 : Buzzer
302 : Power regulator
304 : Main CPU
305 : Torque command circuit
306 : Output transformer
307: Environmental adjustment function input signal I
308: Environmental adjustment function input signal II
M ; motor
CT : Transformer
To: Power reserve torque
TL: Load torque (shaft power)

Claims (1)

모터에 전압과 주파수를 공급하는 인버터를 통한 모터의 회전속도에 대응하는 펄스 생성 및 발생 수단, 모터로 공급되는 전류의 감지 수단, 전류의 감지 수단을 통해 획득한 정보를 피드백하고 비례/적분/연산을 수행하여 속도 지령을 수행하는 인버터의 전원보유토크, 일명 전원토크(To)에 의해
(수학식 1)

의 식이 형성되고,
이러한 전원토크(To)는 DC 4~20mA의 시그널(Signal)에 의해 인버터를 구동하게 됨으로써 보내는 힘, 즉 전원토크(To)와 소요하는 동력(축동력), 즉 부하토크(TL)가 항시 To TL의 관계가 성립되도록 구성되는 것을 특징으로 하는,
인버터를 이용한 스마트 축동력 제어장치.
The power torque of the inverter, aka power torque (To), which performs a speed command by feeding back information obtained through the current detection means and performing proportional/integral/calculation, and generating and generating pulses corresponding to the rotational speed of the motor through the inverter that supplies voltage and frequency to the motor, detecting means for the current supplied to the motor, and performing the speed command.
(Mathematical formula 1)

The diet is formed,
This power torque (To) is characterized by being configured so that the power transmitted, i.e., the power torque (To), and the power consumed (shaft power), i.e., the load torque (TL), are always in a relationship between To TL by driving the inverter with a signal (Signal) of DC 4 to 20 mA.
Smart shaft power control device using inverter.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102800740B1 (en) * 2024-10-28 2025-05-02 주식회사 케피스 Smart control device for electric motors applied to blowers and hydraulic machines

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102075875B1 (en) 2019-10-02 2020-02-10 이경순 Optimum Power Control Device For Motors

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102075875B1 (en) 2019-10-02 2020-02-10 이경순 Optimum Power Control Device For Motors

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102800740B1 (en) * 2024-10-28 2025-05-02 주식회사 케피스 Smart control device for electric motors applied to blowers and hydraulic machines

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Legal Events

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PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20230418

PG1501 Laying open of application