KR850000542B1

KR850000542B1 - 역율 조정기

Info

Publication number: KR850000542B1
Application number: KR1019810002448A
Authority: KR
Inventors: 그린 댄; 골드너 샌도어
Original assignee: 싸이넥스 매뉴팩춰링 코포레이숀; 골드너 샌도어
Priority date: 1980-07-07
Filing date: 1981-07-06
Publication date: 1985-04-17
Also published as: CA1145123A; US4388578A; KR830006980A; IL63103A; IL63103A0; CA1175101A; JPS5775596A

Abstract

내용 없음.

Description

역율 조정기

제1도는 본 발명에 따른 아나로그 역율조정기장치를 보여주는 구성도.

제2도는 본 발명에 따른 디지탈 역율조정기 장치를 보여주는 구성도.

제3도는 제2도의 회로동작에 따르는 파형들을 3 내지 3로 도시한 파형도.

제4도는 본 발명의 장치를 장입한 하우징의 정면도.

본 발명은 전동기에서, 자세히말해서 전동기 부하에 비례하는 입력전력을 전동기에 공급하여주는 역을 조정기에 관한 것이다. 교류유도전동기는 수많은 장치와 기계에 일반적으로 사용되는 전동기이다. 이 전동기는 일반적으로 부하와 전압에 관계없이 일정한 속도로 회전한다. 그러나 이러한 전동기는 부하에 비례하여 전류의 량을 조절할 수 없는 비효율적인 전동기인 것이다. 따라서 전동기에 부하를 걸든 걸지 않든간에 상관없이 본질적으로 동일한 전류가 흐르기 때문에 부하가 감소할 때는 전동기의 효율이 떨어진다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 미합중국특허 제4,052,648호에서 교류유도전동기를 위한 역율조정장치를 발표하였다. 이 장치는 선로 전압과 전동기에흐르는 전류를 시험(점검)하여 검출된 전류와 전압사이의 위상변위에 비례하여 입력전력을 감소시키므로 부하가 적게걸리는 데 따라서 전동기에 적은 전력을 공급하여 주게 되어있다.

이와 같은 역을 조정장치가 교류유도전동기의 효율을 향상시켜주지만 이 장치는 효율개선을 표시하여 줄 수 없기 때문에 이 장치의 이용자는 그장치가 효율 개선효과를 나타내는지를 알 수 없다. 대부분의 경우에 있어서 이용자들은 효율개선을 최적화시키기 위하여 전동기의 부하를 변화시킬 수 있다. 그러나 조절장치에 의하여 이루어지는 효율 개선을 알아볼 수 없기 때문에 부하를 적절하게 조정할 수 없다.

상기 장치의 회로는 전동기를 시동할 때 또 다른 문제가 나타난다. 전동기는 오직 제어장치에 의해서만 제어되므로 전동기를 최초시동할 때 역을 조정장치를 동시에 작동시키는 것이 필요하다. 따라서 전동기는 단지 조정장치가 지시하는 데 따라서 전력을 받게될 것이다. 결과적으로 전동기에 최초전류를 통할 때, 역 율조정장치는 전동기가 전속력에 도달하는 것을 지연시키게 된다.

상기 제어회로는 각종 증폭장치와 기타 여러가지 부품으로 이루어지는 많은 구성품을 필요로하며 따라서 장치의 생산가격을 증가시키며 구조를 복잡하게하는 또 다른 문제를 가지고 있다. 따라서 이러한 문제를 제거하여 개량된 역율조정기를 제공하기 위하여 상기 역율조정장치를 개량할 필요성이 요청되었다. 따라서 본 발명의 목적은 총래의 역율조정장치의 문제점들을 해결한 새로운 역율조정기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 하나의 목적은 전술한 바와 같은 총래의 역율조정장치를 능가하는 아나로그역율조정기를 제공하는 데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 교류유도전동기에 사용될 디지탈 역율조정기를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 하나의 목적은 전동기를 역율조정기화로와 함께 나 또는 따로따로 전원스위치를 넣든지에 관계없이 최단시간에 전속력을 낼 수 있는 역율조정기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 조정될 교류유도 전동기의 효율개선상태를 표시하여줄 수 있는 역율조정기를 제공하는 데 있다. 본 발명의 또 하나의 목적은 보다 효율적인 향상된 전원을 갖는 역율 조정기를 제공하는 데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 상이한 전체부 하전압위상지연체와 상이한 무부하 위상지연체를 갖는 전동기에 최대전력을 가할 수 있는 역을 조정기를 제공하는 데 있다.

간단히 말해서 본 발명에 따라 교류전동기의 각 위상권선과 직렬로 전기를 연결하므로서 상기 권선에 공급되는 전력을 제어할 수 있는 제어장치를 갖는 역율조정기를 제공한다. 상기 제어장치에는 상기 권선에 흐르는 전류와 그 권선에 가해진 전압 사이의 위상차이에 따라 변화하는 출력전력을 공급하기 위한 회로를 연결한다. 이 위상차이는 전동기의 부하에 따라 변화한다. 상기 회로로 부터 나오는 출력을 상기 제어장치에 공급하므로서 위상차에 따라서 상기 권선에 입력되는 전력의 각 주기의 "ON"시간의 길이를 변화시켜서 전동기에 걸리는 부하에 비례하는 입력전력을 전동기에 공급하여 효율을 향상시키는 것이다.

본 발명의 한 실시예에 있어서 상기 회로에 연결된 표시기를 장치하므로서 효율개선을 표시하도록 되어 있다. 특히 LEO 표시기를 장치하여 역율조정기에 의하여 달성된 절약율을 나타내는 출력표시기를 제공한다. 또한 본 발명에 따라 전동기에 최초 전력의 공급시 반응작동하여 제어장치의 "ON"시간을 최대로 유지하여주므로서 최소의 시간내에 전동기를 전속력으로 회전하게 할 수 있는 시동회로를 장치한다.

본 발명의 다른 실시예는 아나로그 역율조정기를 제공하고, 또 다른 실시예는 디지탈역율조정기를 제공한다. 또한 본 발명의 명세서는 상기 역율 조정기에 사용될 개량된 전원장치와 상이한 전체부 하위상지연체 및 상이한 무부하위상지연체를 갖는 전동기에 최대전력을 공급할 수 있는 회로를 설명한다.

위에서 언급한 본 발명의 목적, 특징 및 장점들을 첨부도면을 이용하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제1도에서는 보다 유효한 전원, 이득제어, 퍼센트절약율표시기 그리고 제어회로와 함께 또는 별도의 전원에 연결하든 관계없이 "하드스타트"(Hard Start)를 가능케하는 회로를 제공하여 주는 개량된 아나로 그역율 조정장치를 도시하고 있다.

좀 더 자세히 말하면, 교류유도전동기는 교류입력(12)에 인간된 교류전압에 의하여 전원이 공급된다. 입력된 동력은 전동기와 직열로 트라이액크(14)의 제어를 받으며 전동기로 통한다. 트라이액크(14)는 입력전원의 매 1/2싸이클의 제어부분에 대하여 작동하므로서 전동기에 공급되는 전력량을 조절하여 준다.

전동기에 최초로 스위치를 넣으면 비교회로(16)가 트라이액크(14) 양쪽의 선로전압을 감지하기 시작한다. 비교회로(18)는 교류입력 양측에 연결되어 있어서 입력선로전압을 감지한다. 비교회로(16)의 출력은 두개의 자승파로서 전동기전류와 그 역전류를 나타낸다. 비교회로(18)의 출력은 선로전압과 그 역전압을 나타내는 두개의 자승파를 제공한다.

상기 두개의 비교회로(16), (18)의 출력들은 앤드게이트(20), (22)의 입력에 가해진다. 각 비교회로의 프러스 및 마이너스 출력들은 동일한 앤드게이트에 인가 된다. 각 앤드게이트(20), (22)의 출력은 펄스폭이 전압과 전류사이의 위상변위에 따라 변하는 저레벨 펄스를 가지고 있다. 비슷한 출력이 게이트(22)에서 발생한다. 상기 두개의 게이트(20), (22)로 부터의 신호들은 OR 게이트(24)의 입력에 가해져서 상기 신호들이 결합되어 전동기 권선간의 전압과 그 권선에 흐르는 전류사이의 위상변위와 동일한 충격계수를 갖는 출력펄스를 공급한다. OR 게이트(24)로 부터의 출력은 무부하세트콘트롤(26)로부터의 작은 가변마이너스 전압과 결합되며, 상기 무부하세트콘트롤(26)은 전압레벨을 지시하는 전위차계가 될 수 있다. 이들 두개의 출력은다음에 적분기(28)의 입력에 가하여 진다.

적분기(28)는 전동기(10)의 부하가 증가함에 따라서 부성(負性)이 작아지며 전동기의 부하가 감소됨에 따라 부성이 커지는 마이너스 출력전압을 공급하여 준다. 평형 또는 무부하는 전동기를 무부하에서 적당한 안정성으로 일정한 속도로 회전시키기 위하여 전등기에 적절한 전력을 공급하급하기 위하여 실험적으로 결정한 값에 상기 조절기(26)에 의하여 세트된다. 비교회로(18)로 부터의 프러스 출력은 또한 선로전압 1/2매싸이클 0 점들과의 동기화(同期化)된 마이너스 극성톱날 전압을 발생시키는 램프발생기(30)로 보내진다.

상기 적분기(28)로 부터의 출력과 함께 램프발생기(30)로 부터의 출력은 비교회로(32)로 보내진다. 적분기(28)로 부터의 마이너스 출력전압이 램프발생기(30)로 부터의 톱날형신호와 교차할 때 비교회로(32)는 마이너스 출력펄스를 공급하여 트라이 액크(14)에 가해져서 이때 매 1/2싸이클 동안에 전동기에 전력을 공급하도록 트라이액크를 "ON"으로 놓는다.

비교회로(32)로 부터의 출력중 일부는 본 발명장치의 안정성과 그 유효범위를 증가시키도록 작은량의 프러스 피이드백을 추가하기 위하여 이득제어전위차계(34)를 통하여 적분기(28)의 입력측으로 복귀된다. 상기 피이드백은 상이한 전부하 전압-전류위상지연체를 갖는 전동기에 전부하가 인가되는 것을 가능케하여준다.

처음에 전동기에 스위치를 넣을 때는 전동기가 역율조정기회로와 함께전원에 연결이 되는 안되든 간에 전동기는 즉각 전속력으로 가동된다. 이것을 "하드스타트"라고 부른다. 특히 전원(36)이 동작전압을 공급하기 시작함에 따라 비교회로(16)는 트라이액크(14) 양측의 선로전압을 감지하기 시작한다. 자승파인 비교회로(16)의 출력은 완샤트(one-shot)(38)의 출력에 가해진다. 프러스 전압이 완샤트(38)의 출력에 일정시간동안, 주로 10초동안 나타난다. 완샤트(38)로 부터의 출력은 적분기(28)에 가해져서 적분기(28)로 부터의 출력이 프러스가 된다.

적분기(28)로 부터의 프러스출력전압은 비교회로(32)에 가해진다. 비교 회로(32)의 입력에 가해진 적분기로 부터의 프러스 출력전압은 비교회로(32)의 다른쪽 입력에 램프발생기(30)로 부터 인가되는 마이너스극성 톱날전압을 압도한다. 그결과 비교회로(32)의 출력은 완전히 마이너스로 되어트라이액크(14)에 완전히 스위치를 넣어서 전체전압을 전동기(10)에 가하여 즉각적으로 전속력에 도달하게 한다. 완샤트(38)에 의하여 주어진 최초시간간격후에는 완샤트(38)의 출력은 마이너스가 되고 완샤트(38)아 직열로 연결된 다이오드(40)는 완샤트를 적분기로부터 분리 시켜서 더 이상 작용을 하지 못하게 한다.

전원장치(36)는 변압기를 사용하는 필요성을 제거하여 주고 동시에 저항형전원장치와 같은 많은 열을 발생시키지 않는 개량된 전원장치이다. 특히 상기 전원장치는 두 마이너스 단자를 연결하여 서로 등을대고 있는 모양으로 연결된 다이오드(44), (46)와 직열로 연결된 제1콘덴사(42)를 가지고 있다. 상기 직열회로는 다시 AC입력(12) 양측에 병열로 연결되어있다. 콘덴사(42)와 제1다이오드(44) 사이에 저항(48)이 직열로 연결될 수 있다. 또 한쌍의 제2다이오드(50), (52)는 다이오드(50)의 마이너스단자가 다이오드(52)의 프러스단자에 연결되도록 직열로 연결되어있다. 한쌍의 제2다이오드(50), (52) 사이의 상호 접속점은 콘덴사(42)와 다이오드(44) 사이의 접합점에 연결되어있다. 만약 저항(48)이 있을 경우에는 저항(48)과 다이오드(44) 사이의 접합점에 상기 한쌍의 다이오드(50)(52) 사이의 접합점이 연결될 수 있다. 각 다이오드(50), (52)의 다른쪽 끝에는 전원장치의 출력, 즉 선로(54)(56)에 출력이 나타난다.

콘덴사(58), (60)는 각각 출력선로(56), (54)를 다이오드(46)의 다른쪽 끝과 연결한다. 접지선(62)은 다이오드(46)의 다른쪽 끝에 연결되어 있다.

상술한 전원장치에서 선로(54), (56)는 공통의 대지전압(62)과 함께 사용되는 프러스 및 마이너스 출력 전압을 제공한다. 상기 전원장치는 단지 3개의 콘덴사와 4개의 다이오드를 사용하고 있으며 변압기의 비용을 절감하고 저항식 전원장치가 발생하는 열을 제거하는 향상된 효과를 제공하여 준다.

전압레벨이 전동기 부하에 따라 변하는 마이너스 출력전압인 적분기(28)의 출력은 또한 신호레벨을 프러스 범위에서 반전시키고 계수(計數)하는 증폭기(64)의 입력에 가하여진다. 증폭기(64)의 출력은 다시 돗트-그라스표시구동기(66)의 입력에 가해지며, 돗트-그라프표시구동기는 퍼센트 절약율을 제공하여 주는 표준회로 일 수도 있다. 결과적으로 표시기의 판독은 전동기의 부하가 증가함에 따라 감소한다. 이렇게하여 입력전력은 통상 전부하를 제공하도록 전동기에 공급된다. 그와같은 전부하를 위하여 전동기는 정격효율로 운전된다. 그러나 전동기의 부하가 감소함에 따라 본 발명의 역율조정기는 감소된 부하에 적합한 감소된 전력을 전동기에 공급하도록 작동한다. 결과적으로 통상 본 발명의 역율 조정기가 없다면 전동기는 부하가 감소함에 따라 효율을 감소시킬 것이다. 이러한 사정하에서 본 발명의 회로에 의하여 전동기의 효율은 그와 같은 조정기가 없는 전동기에 있어서 보다 훨씬 크게 개선된다. 표시기는 그러한 향상된 효율을 퍼센트 절약율로 지시하여 준다.

본 발명의 여러가지 양상에 따라 형성되는 파형의 몇 가지 세부형태는 상기 미합중국특허 제4,052,648호에서 기재된 것과 유사하며, 이 모든 것들은 여기에 구체적으로 언급되어있다. 그러나 본 발명의 각종 양상은 여기에 기술된 바와 같이 그러한 역율조정기의 운용을 개선하기 위하여 개량된 역율조정기를 제공한다.

본 발명의 역율조정기는 또한 디지탈 형태로 만들 수 있다. 특히 제2도에 있어서 트라이액크 양측에서 감지되는 전동기의 전류파형의 트레일링엣지(trailing edge)를 감지하는 작용을 하고 이때 전류파형의 트레일링엣지와 선로 전압파형 사이의 위상변위에 비례하여 트라이액크에 대한 방전펄스의 지연을 조절하는 하나의 디지탈유도전동기절약회로를 보여주고 있다. 그러한 위상변위는 전동기의 부하가 변함에 따라 변화한다. 이러한 방법으로 전동기의 전압과 그의 전력소모를 전동기의 부하에 대하여 보다 가깝게 균형잡히게 하므로서 전동기의 역율이 부하에 관계 없이 일정하게 높게 유지된다. 결과적으로 감소된 부하에서 전력이 크게 절약되어 전기사업의 절약을 가져온다.

또한 상기 회로는 전동기의 온도를 감소시켜 주고 결과적으로 전동기의 수명을 연장하여 주며, 유도전동기에 주로 사용되고 있는 역율고정큰덴를 필요로하지 않는다. 또한 상기 회로는 전동기의 온도를 감소시켜 주고 결과적으로 전동기의 수명을 연장하여 주며, 유도전동기에 주로 사용되고 있는 역율고정큰덴사를 필요로하지 않는다.

제2도에 있어서 AC입력(70)의 교류전원에 의하여 전원공급을 받는 하나의 교류유도전동기(68)를 보여주고 있다. 하나의 트라이액크(72)가 전동기와 직열로 연결되어 전동기에 흐르는 전류를 조절하여준다. 트라이 액크(72)는 전력의 제어된 때 1/2싸이클 부분동안 작동하여 전동기(68)에 대한 전류를 조절하여 준다. 전원장치(74)가 다음에 설명하는 역율 조절회로의 각종 구성부분에 전력을 공급하기 위하여 AC입력(70) 양측에 연결된다. 전원장치(74)는 상기 제1도에서 설명한 형태의 것일 수 있다.

전동기(68)에 스위치를 넣으면 제3a도에서 도시한 선로전압(76)이 상기 역율조정장치에 가해져서 제3a도에 도시된 반전 자승파출력(80)을 발생시키는 비교회로(78)에 의하여 감지된다. 자승파(80)의 0점과 교차는 선로전압(76)의 0점교차와 균형을 이룬다.

전동기(68)가 전속력으로 회전하면서 트라이액크(72) 양측의 전압이 비교회로(82)에 가해져서, 그 비교회로(82)는 제3b도에서 도시된 자승파출력(84)을 발생시킨다. 자승파출력(84)은 트라이액크(72)와 전동기 권선을 통하여 흐르는 전류에 비례하고 상이 일치한다.

비교회로(82)로 부터의 출력은 제3c도에 도시한 자승파펄스형태(88)를 생성하기 위하여 완샤트(86)에 가해진다. 비교회로(82)로 부터의 자승파출력의 트레일링엣지로 부터 시작하여 매싸이클당 한번 일어난다. 주로 완샤트펄스의 지속시간은 8mS이다.

완샤트(86)로 부터의 출력파형(88)은 비교회로(78)의 출력(80)과 함께 배타 OR 게이트(90)에 입력으로 가해진다. 이때 게이트(90)는 제3d도에서 도시된 바와 같은 펄스파형(92)을 생성시키며, 이 펄스파형(92)은 매 1/2싸이클마다 일어나고 그 펄스파형(92)은 폭은 완샤트(86)와 비교회로(78) 사이의 위상변위와 동일하다.

파형(92)과 같이 도시된 게이트(90)의 출력은 다른 완샤트(94)의 출력과 함께 입력으로서 앤드게이트(96)에 가해진다. 완샤트(94)는 그것이 비교회로(78)로 부터의 파형(80)에 의하여 작동되므로 전압파형의 매 1/2싸이클이 개시하게 될 때 레벨펄스를 제공한다. 전형적으로 완샤트(94)는 제3e도의 파형(98)과 같이 도시한 2mS 펄스를 공급한다. 완샤트(94)로 부터의 이 출력파형(98)은 완샤트(94)로 부터의 펄스출력의 매 /12 싸이클동안 게이트(96)를 무력하게한다. 이 파형(104)은 제3g도에서 도시한 또하나의 완샤트(100)로 부터의 출력파형(106)과 함께 또하나의 앤드게이트(102)로 공급된다. 완샤트(100)는 매 1/2 싸이클의 일정한 기간동안 프러스 게이트를 가능케하는 신호를 공급한다. 전형적으로 4mS 지속신호가 완샤트(100)로 부터 공급된다.

전류파형의 트레일링엣지는 전체부하에서 전압파형을 항상 2mS 이하의 지속시간만큼 지체시키며, 무부하에서 결코 4mS를 초과하지 않는다. 따라서 회로(94), (96), (100), (102)는 이 값들에 대한 윈도우 또는 웰동작한계를 규정한다. 그러므로 특히 앤드게이트(102)의 출력은 이들 회로에 의하여 한정된 2mS와 4mS 한계사이에서 가변하는 펄스이다. 이들 한계내의 펄스폭은 감지된 전동기 전류 및 선로전압사이의 위상변위에 달려있다.

앤드게이트(102)의 출력은 제3h도에 도시한 파형(108)이다. 이 파형은 다시 다른 앤드게이트(110)를 옮겨가며, 상기 앤드게이트는 또한 시계(114)로 부터 제3i도에서 112로도시한 시각신호를 받는다. 그러한 시계는 특히 2-6MHz 사이의 주파수로 작동한다. 따라서 게이트(11)로 부터의 출력은 비교회로(78)에 의하여 검출되는 전압파형의 출력과 완샤트(86)에 의하여 공급되는 전류파형 사이의 위상변위에 따라 가변하는 0과 2mS 사이의 지속시간을 갖는 시각펄스에 대한 버스트(burst)이다. 그러한 지속시간은 상술한 2mS와 4mS(윈도우) 이내에 일어난다. 이들 펄스는 1/2싸이클마다 1회 일어나며, 게이트(110)에 의하여 생성된 파형은 제3j도에 도시한 파형(116)이다.

감지된 전압과 전류파형 사이의 위상지연체에서 트라이액크의 위상제어신호의 변화율, 실제로 제어루프의 "이득"은 시계의 주파수에 의하여 세트되다. 파형(110)으로 도시되는 게이트(110)의 출력은 완샤트(118)의 출력과 함께 또 다른 앤드게이트(120)로 공급된다. 완샤트(118)는 10개의 존슨계수기(122)중 한 개의 "0" 출력이 프러스가 될 때마다 일정시간 지속프러스펄스를 공급한다. 상기 존슨계수기(122)는 비교회로(78)로 부터의 전압펄스를 계수하여 매 선로싸이클마다 순차적으로 한번씩 상태를 변화시키는 재순환10출력계수를 제공한다. 제3k도에서 도시한 파형(124)의 "0"계수에서 출력을 취하고, 제3m도에서 도시되 파형(126)의 "9"계수에서 하나의 출력을 취하며, 제3n도에서 도시된 파형(128)의 "4"계수에서 하나의 출력을 취한다. 완샤트(118)의 출력은 제3l도에서 130으로 도시되어 있고, 계수기(122)로 부터의 각 "0"계수의 상승구간에서 일어난다.

결과적으로 파형(116)으로 도시된 게이트(110)로 부터의 버스트들은 계수기(122)의 "0"계수가 일어날 때 매 10선로싸이클마다 오직 한번씩 앤드게이트(120)의 출력으로 통과하게 된다. 상기 출력은 제3o도에서 파형(132)으로 도시되어 있다. 특히 완샤트(118)는 8mS 완샤트이다.

게이트(120)로 부터의 출력은 계수기(134)에 대표적으로 12비트 2진계수회로에 가해지며, 상기 12비트 2진계수회로는 계수기(122)의 "0"계수 동안에 일어나는 완샤트(118)에 의하면 마련된 시간간격에 게이트(120)의 출력에 나타나는 펄스의 수와 동일한 2진계수로 증식한다. 계수기(134)의 병열출력은 디지탈아나로그변환기에 연결된다. 변환기(136)로 부터의 출력은 제3q도에서 파형으로 도시되었으며, 계수기(122)의 "0"계수동안에 계수기(134)에 의하여 이루어진 계수에 비례하는 전압레벨이다.

디지탈아나로그변환기(136)의 출력에 나타나는 전압은 선로 싸이클 보다 9를 유지한다. 그다음 9번째의 선로싸이클의 트레일링엣지에서 완샤트(140)에 의하여 계수기(122)로 부터 제3m도에 도시한 파형(126)에 응답하여 프러스 펄스가 발생되다. 완샤트(140)로 부터의 출력은 제3p도에 도시한 파형(142)이며, 계수기(122)의 다음번 계수시간격 "0"을 준비하는 계수기(134)를 재설치하는 역할을 한다. 완샤트(140)는 전형적으로 상기 "9"계수 동안에 50wS 프래스펄스를 공급한다.

계수기(122)의 "4"계수동안에 계수기로 부터의 프러스펄스가 아나로그게이트(144)의 제어단자에 가해지며, 그다음 아나로그 게이트(144)는 디지탈아나로그변환기(136)로 부터의 출력을 제동회로(146)의 입력에 나타나게한다. 아나로그게이트(144)에 가해진 신호는 제3n도에 도시한 파형(128)이며, 16mS 펄스로되어 있다. 아나로그게이트(144)로 부터의 출력은 제3r도에서 파형(148)으로 도시되었다.

제동회로(146)는 직열저항(150)과 한쪽끝이 접지되 병렬콘덴사(152)로 이루어져 있다. 이회로는 아나로그게이트(144)로 부터의 출력에 나타나는 금속한 변화를 평활하게 하며, 이 때 거친 운전과 불안정한 상태를 방지하여 준다. 그러나 이 안정효과는 급작스러운 부하 또는 부하가 꽉물렸을 경우에 있어서 약 10선로싸이클을 넘지 않는 응답시간이 경과한후에 달성되다. 이러한 제한을 극복하기 위하여 서로 등을 댄 두 개의 다이오드(156)(158)로 이루어진 한개의 스냅은 회로(154)가 장치되어있다. 이 회로(154)는 부하증가를 나타나는 하향변화가 아나로그게이트(144)의 출력에서 일어나고 두 개의 다이오드전압강하를 초과하자마자 제동회로(146)의 출력을 갱신하여준다.

제3a도에 도시된 비교회로(78)의 출력의 파형(80)은 선로전압을 나타내는 자승파로서 램프발생기(160)에 가해지고, 램프발생기(160)는 압력인가전압의 매 1/2싸이클의 0점교차와 동기화된 톱날파형을 발생시킨다. 제3t도에서 도시된 파형(162)은 비교회로(164)의 입력(T)에 가해진다. 비교회로(164)의 다른 입력(S)은 제동회로(146)로 부터 공급되 전압레벨이며, 제3s도에서 파형(166)으로 도시되었다. 비교회로(166)로 부터의 출력은 비교회로(166)의 두 입력들이 교차할 때 마다 발생된 펄스이다. 상기 출력은 제3u도에서 파형(168)으로 도시되었다. 파형(168)은 증폭기(170)에 의하여 증폭되어, 그다음 트라이액크(72)에 가해져서 나머지 1/2싸이클 동안에 트라이액크(72)를 작동시킨다. 상기 펄스는 매 1/2싸이클마다 한번씩 반복되어 대칭형 위상제어전압이 전동기에 인가되게 한다. 트라이액크(72) 양측의 전압은 제3x도의 파형(172)으로 도시되었으며, 파형(168)이 트라이액크를 작동시키는 펄스를 가하면 상기트라이액크는 나머지 1/2싸이클 동안 작동상태로 남아있는 것을 나타낸다. 전동기전류파형은 제3w도 파형(174)으로 도시되었으며, 또한 전동기 전류는 트라이액크가 켜져 있는 시간 동안에 흐른다는 것을 나타낸다.

전동기에 스위치를 넣자마자 "하드 스타트"를 시키기 위해서는 제동회로(160)의 콘덴사(152)가 최초 0으로 방전되어야 한다는 것을 알았다. 결과적으로 전동기를 처음에 스위치를 넣으면 제3s도에 도시한 파형(166)이 0 전압이 되고 따라서 제3t도의 파형(162)은 비교회로로 하여금 펄스폭이 완전한 1/2 싸이클과 알맞는 펄스를 발생시키게 한다. 결과적으로 트라이 액크는 각 선로전압 0 점교차시에 작동되어 이때 트라이 액크를 완전히 "ON"으로 되어 전동기에 전체전압을 가하여 즉각전속력에 도달하게 한다.

제3도에 도시한 파형들은 무부하 상태에 대한 것이라는 것을 알아야 한다. 전동기에 부하가 걸리게 됨에 따라 위상지연체는 감소할 것이며, 따라서 파형들은 트라이액크가 각 1/2싸이클의 대부분시간 동안 스위치가 켜지도록 조정되어야 한다.

제1도와 함께 설명되 표시기는 또한 제2도에 도시한 디지탈역을 조정기와 함께 제동회로로 부터의 출력을 증폭기에 그리고 표시기에 가하므로서 퍼센트 절약율을 표시하도록 이용될 수 있다. 또한 도면에서 블록형식으로 도시한 각종회로는 종래에 개별적으로 잘 알려져 있고 손쉽게 얻을 수 있는 기지의 표준형 솔릿스테이트장치를 이용하여 쉽게 제작할 수 있는 것이라는 것을 알 수 있다. 상술한 설명은 단상장치에 사용할 수 있다는 것을 보여주고 있으나 동시에 상기 장치는 다단계유도전동기의 각 위상과 회로로 연결될 수 있다.

제4도에 있어서 본 발명의 역율조정장치를 장치한 하우징의 실시예를 보여주고 있다. 상기 하우징은 직사각형으로 되 외장케이스(176)로 이루어져 있고, 이 케이스로부터 한개의 전선(178)이 달러 있고 그 전선의 끝에는 교류전압을 공급하는 소켓트에 삽입하기에 적합한 전기프러그(180)가 있다.

냉동기, 냉장고, 휀, 인쇄기계등과 같은 기구로 부터의 프러그를 결합시키기에 적합한 소켓트(182)가 상기 하우징상에 장치되어있다. 상기 장치의 전원이 켜져 있는가를 표시하기위하여 지시전등(184)이 장치되어있다. 쇼트사고를 방지하기 위하여 교류입력과 직열고 연결하기 위하여 휴즈(186)가 달려있다.

하우징의 상부에는 발광장치, 즉 LED 표시기(188)가 장치되어있다. 이것은 5개의 전구로 이루어져 있으며, 이들 각각은 추가적인 퍼센트절약율을 지시하여 준다. 각 전구아래의 케이스(176)에는 표시부(190)가 장치되어 10 내지 50% 사이의 미분절약을 지시한다.

상기 역율조정기를 작동시킬 때는 벽소켓트에 프러그를 삽입하고, 사용될전동기를 상기 역율조정기 케이스에프러그를 삽입한다. 사용하는 전동기의 부하가 변동함에 따라 지시기는 역율조정기에 의하여 얻어지는 퍼센트절약율을 지시한다.

도시한 바와 같이 플러그 삽입시 형태 이외에도 조정기를 사용될 전동기로 직접 전선으로 연결하는 것도 가능하다. 상기 모델은 110볼트 교류 또는 220볼트 교류용의 분수마력전동기형과 100마력 또는 그이상의 전동기 단상 및 3상전동기용으로 모두 만들 수 있다. 지금까지 현재 본 발명의 가장좋은 실시예에 대해여 설명하였다. 그러나 여러가지 변경과 각종개량이 본 발명의 정신에서 벗어남이 없이 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있다.

Claims

교류유도전동기용 역율조정기에 있어서, 교류전동기의 권선에 대한 전력을 제어하기 위하여 상기 각 권선과 직열로 연결되도록 만들어진 한개의 제어장치, 상기 권선을 통하는 전류와 권선양측의 전압 사이의 위상차(位相差)에 따라 변화하는 출력을 공급하고 이때 위상차는 전동기 부하에 따라 권하며 권선에 대한 입력전력의 각 싸이클마다 "ON"지속시간을 변화시켜 전동기에 부과되는 부하와비례하는 입력전력을 전동기에 공급하므로서 효율을 개선시키도록 상기 제어장치에 출력을 공급하기 위하여 제어장치에 연결되어 있는 회로장치, 전동기로 하여금 최소시간에 전속력에 도달할 수 있도록 제어장치의 "ON"시간을 최대한으로 지속시키기 위하여 상기 회로장치에 출력신호를 전달하기 위한 기동장치 및 상기 전동기가 상기회로 장치의 최초 전력입력과 동시에 최초로 가동될 때 상기 기동장치가 그 출력신호를 발생시킬뿐만아니라 상기 회로장치가 이미 가동되후에 상기 전동기가 최초로 가동될 때 상기 가동장치가 그 축력신호를 발생시키도록 하기위해 상기 기동장치에 결합된 장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 역율조정기.