KR890007225Y1 - 직류 모우터의 정속도 구동 및 과전압 보호회로 - Google Patents

직류 모우터의 정속도 구동 및 과전압 보호회로 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

직류 모우터의 정속도 구동 및 과전압 보호회로
제1도는 본 고안의 전체 블록도.
제2도 내지 제6도는 제1도에 따른 구체실시 예시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 직류모우터 2 : 전원 스위칭 제어부
3 : 전류 검출 증폭부 4 : 과전류 검출부
5 : 과전류 방지 구동부 6 : 속도검출 증폭부
7 : 속도 설정부 8 : 구동전압 출력부
9 : 구형파 발생부 10 : 구동펄스 발생부
11 : 발진회로 12 : 스위칭펄스 출력부
TG : 속도발전기 SCR1, SCR2: 실리콘제어 정류기(SCR)
OP1-OP16: OP앰프 RY,ry,ry' : 릴레이 및 릴레이스위치
LED : 발광다이오드 VR1-VR8: 가변 저항기
본 고안은 직류모우터의 회전축에 걸리는 부하에 관계없이 그 회전속도를 일정하게 하면서 과부하로 인하여 과전류가 흐르게 되면 그로부터 보호하게하는 직류모우터의 정속도 구동 및 과전압 보호회로에 관한 것이다.
화학약품을 제조하는 과정중에 시료를 일정한 속도로 교반시켜줘야하는데 이 교반수단으로 통상 모우터를 사용한다.
그런데 시료를 교반시키는 도중 열을 가하거나 다른 시료를 혼합하는등으로 인하여 시료의 점도가 높아지는 경우가 있는데, 이 경우 모우터의 회전측에 가해지는 부하는 점점 커지게 되며 일정전압에 의해 모우터를 구동시키는 경우 모우터의 속도가 감속되게 되어 일정한 속도의 교반을 수행시키기가 어려워지게된다.
그러나 화학약품의 제조에 있어서 교반시키는 속도를 일정하게 유지해야만 정확한 목적물이 제조되기 때문에 회전축에 부하의 변동이 생기더라도 모우터를 항상 일정한 속도로 회전하게 하는 모우터 구동회로가 요구되어왔다.
근래 상기한 요구에 부응하여 모우터에다 타코제너레이터와 같은 속도 발전기를 부착하여 속도 전압을 궤한시켜서 모우터의 회전 속도를 일정하게 유지시키는 회로가 소개되고 있지만 이러한 회로들은 부하의 변동에 따른 정확한 궤한이 이루어지질 않아 모우터의 회전속도를 일정하게 유지시키기가 어려웠고, 모우터에 과전류가 흐르게될 경우 그에대한 보호책을 강구하기가 어려웠다.
이에 본 고안은 상기한 실정을 감안하여 안출된 것으로, 상용 교류전원을 브리지 정류회로에 의해 정류하여 직류의 전원으로 직류 모우터를 구동시키되 브리지 정류회로를 실리콘제어 정류기(Silicon Controlled Rectifier: 이하 SCR이라 칭함)를 사용하여 게이트의 트리거 시간을 모우터의 속도에 따른 궤환 전압으로 그 위상을 조정하여 정류하게 하므로써 모우터의 일정속도에 맞는 전류를 공급하도록 함과 더불어 모우터에 일정 전류이상의 과전류가 흐르게 되면 보호회로를 구공시켜 과전압으로부터 모우터를 보호하도록된 직류모우터의 정속도 구동 및 과전압 보호회로를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
이하 본 고안의 구성 및 작용효과를 예시도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도는 본 고안의 전체를 블록 구성도를 나타내는 것으로, 상용전원(AC)으로부터 직류모우터(11)에 직류전원을 공급하는 전원 스위칭 제어부(2)는 다이오드(D1)(D2)와 (SCR)(SCR1)(SCR2)을 브리지회로로 구성하고 전원단 접속점(A)(C)과 SCR (SCR1)(SCR2)의 게이트단(B)(D)에는 직류모우터(1)의 회전속도로부터 얻어지는 궤환 전압에 의해 다단의 궤한회로를 통하여 스위칭 펄스 출력부(12)에서 스위칭펄스가 공급된다.
이 스위칭펄스는 모우터(1)의 회전속도를 일정하게 유지하도록 하는 것으로, 모우터(1)의 정속도를 유지하기위한 정류 전류를 공급하도록 스위칭펄스의 위상일 궤환전압에 의해 달리지게되는 것이다.
즉 SCR (SCR1)(SCR2)의 게이트단(B)(D)에 전원접속단(A)(C)의 위상과 같은 펄스를 공급하면 정류전류는 공급되지 않게되어 모우터(1)는 구동되지 않고 위상의 차이가 증가되게 됨에따라 전원스위치 제어부(2)의 출력전류가 점점 증가하게되어 그에 비례하는 모우터의 회전속도를 구할 수 있으며, 모우터(1)가 일정속도로 되도록 출력전류를 궤환전압에 의해 조종되게 하므로써 모우터(1)회전축에 걸리는 부하의 가감에 관계없이 모우터(1)의 회전속도를 일정하게 유지시키게되는 것이다.
한편 모우터(1)에 흐르는 전류가 모우터(1)의 정격이상인 과전류로 될때 그로부터 보호하기 위한 수단이 전류검출 증폭부(3)와 과전류검출부(4)및 과전류 방지구동부(5)인데, 전류검출 증폭부(3)는 모우터(1)에 연결된 저항(R5)으로부터 모우터(1)에 흐르는 전류량을 검출하여 OP앰프(OP1)(OP2)를 중심으로한 다단의 저항과 콘덴서 및 저항으로 구성되는 증폭회로를 통해 증폭시킨다.
이와같은 증폭회로의 구성은 통상의 것으로서, OP앰프(OP1)에 의해서는 저항(R5)의 양단에 걸리는 전압을 증폭하고, OP앰프(OP2)에 의해서는 전류를 증폭하여 과전류 검출부(4)에 공급한다.
과전류 검출부(4)에서는 가변저항(VR5)에 의해 설정되는 레벨에 따라 OP앰프(OP7)가 동작하게 하여 과전류상태를 검출하게 되는데, 전류검출 증폭부(3)로 부터 공급되는 전류로부터 가변저항(VR5)에 의해 조정되는 전압이 OP앰프(OP7)의 반전압력단(-)에 설정된 기준 전압보다 높게되면 OP앰프(OP7)에 연결되는 직병렬의 저항과 콘덴서 및 다이오드에 의해 일정시간 지연된 다음 하이레벌의 신호가 OP앰프(OP8)에 의해 반전 증폭되어 로우레벨로 출력된다.
여기서 지연시간은 가변정항(VR4)에 의해서 조정된다.
이 로우레벨의 출력신호에 의해 제너다이오드(ZD)가 도통되어 포토커플러(PT)를 동작시키게되고, 그에 따라 과전류 방지 구동부(5)가 동작하여 모우터(1)를 보호하게 된다.
과전류방지구동부(5)는 포토커플러(PT)와 릴레이(RY)및 발광다이오드(LED)등으로 구성되는데, 과전류 검출부(4)의 출력신호에 의해 포토커플러(PT)가 동작되면 이 상태는 직류모우터(1)에 정격전류 이상의 과전류가 흐른다는 것을 나타내는 것이므로 발광다이오드(LED)를 동작시켜 과전류 상태를 외부에 표시해줌과 더불어 릴레이(RY)를 동작시켜 릴레이스위치(ry)를 자기홀링 상태로 만드는 한편 전원을 차단하거나 발진회로(11)의 동작을 중지시켜 스위칭 펄스 출력부(12)의 출력신호를 공급하지 못하게 하므로써 모우터(1)에 흐르는 전류를 감소시키게 되므로써 모우터(1)가 과전류로부터 보호되는 것이다.
한편 전원 스위칭제어부(2)에 공급되는 스위칭 펄스는 속도발전기(TG)에 의해 모우터(1)의 회전속도를 검출하는 속도검출 증폭부(6)와 모우터(1)의 회전속도를 설정하는 속도설정부(7)의 출력신호를 혼합하여 구동전압출력부(8)에서 모우터(1)를 구동시키기 위한 전압을 출력시키고, 그에따라 구형파 발생부(9)의 구동펄스발생부(10), 발진회로(11)및 스위칭펄스 출력부(12)에 의해 출력되는 펄스 신호이다.
그중 속도 검출 증폭부(6)는 속도발전기(TG)로부터 출력되는 모우터(1)의 회전속도에 비례하는 전압을 가지고 OP앰프(OP3-OP6)와 저항콘덴서 다이오드등으로 구성되는 증폭 및 정류회로에 의해 모우터(1)의 회전속도를 검출하는 것으로, 속도발전기(TG)가 직류전압을 발생시키는 소자이면 OP앰프 (OP6)에 의한 증폭 회로만으로 구성하여도 무방하다.
또한 속도설정부(7)는 가변저항(VR1)의 조정으로 모우터(1)를 구동시키고자하는 회전속도를 설정하도록 되는데, 가변저항(VR1)에 의해 설정된 전압을 OP앰프(OP9)(OP10)와 저항 및 콘덴서에 의해 구성되는 통상의 증폭회로로 증폭시키게 된다.
여기서 OP앰프(OP10)의 입출력단에는 FET(F1)가 연결되어 있는데, 이 FET(F1)의 온 오프동작에 의해 속도설정부(7)의 출력전압이 공급되거나 차단된다.
이 FET(F1)를 과전류 방지 구동부(5)의 릴레이(RY)에 의해 제어하면 모우터(1)의 과전류로부터 보호할 수 있게된다.
또한 OP앰프(OP9) 출력단과 OP앰프(OP10)의 입력단 사이에는 상호 역방향으로 연결된 다이오드(D6)(D7)와 가변저항(VR2)(VR3)을 각각 병렬로 연결해놓고 있는데, 이는 모우터(1)의 구동 온시나 오프시에 증감 가속도를 조절해 주기 위한 것으로서, OP앰프(OP10)와 콘덴서등의 적분량에 의해 가속도 전압이 공급되게 되는 것이다.
이에 의해 모우터(1)는 그 회전속도가 천천히 증가되고 천천히 감소되게 된다.
전술한 속도검출 증폭부(6)와 속도설정부(7)의 출력신호는 각각 음의 전압과 양의 전압으로 되는데, 위의 두출력 신호를 혼합하여 구동전압 출력부(8)에 공급하므로써 설정된 속도전압과 궤환된 속도전압차에 의해 모우터(1)를 구동시키기 위한 전압을 출력시키게 된다.
구동전압 출력부(8)에서 출력된 전압은 구동펄스 발생부(10)의 기준 전압으로 공급되어서 상용전원(AC)으로 부터 정의 구형파와 부의 구형파를 OP앰프(OP15)(OP16)를 통해 출력시키는 구형파 발생부(9)의 출력전압과 함께 OP앰프(OP15)(OP16)에 의해 증폭된다.
이 구동펄스 발생부(10)내의 OP앰프(OP15)(OP16)출력 전압은 발진회로(11)에 공급되어 발진회로(11)의 출력위상을 동기시킴과 더불어 발진회로(11)의 출력신호와 더불어 스위칭 펄스출력부(12)공급된다.
한편 발진회로(11)의 일측단에는 과전류 방지 구동부(5)의 릴레이(RY)에 의해 동작되는 릴레이스위치(ry')를 연결하여 과전류 검출시 발진회로(11)의 동작을 중지시키고 항상 로우레벨의 신호를 출력시키게 하므로써 스위칭펄스 출력부(12)의 동작을 중지하게 하여 모우터(1)의 과전류 흐름을 방지할 수가 있다.
이상과같이하여 속도설정부(7)의 설정전압과 속도검출 증폭부(6)의 궤환전압에 의해 스위칭펄스 출력부(12)의 출력펄스신호의 위상을 제어하므로써 모우터(1)의 회전축에 걸리는 부하에 관계없이 모우터(1)를 항상 정속도로 구동시킬 수 있게된다.
전술한 바와같이 본 발명에 대한 구체적인 회로 구성도가 제2도 내지 제6도에 도시되어 있다.
상기한 바와같이 본 고안은 모우터의 회전속도를 회전축에 걸리는 부하의 변화에 관계없이 일정하고 정확하게 유지시킬 수 있어서 일정속도로 교반시키는 것을 요구하는 화학 약품 제조과정중 등에 적용할 수 있고, 모우터에 정해진 규격 전류 이상의 과전류로 부터 모우터를 보호하여 안전하게 모우터를 구동시킬 수 있게되는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 교류전원을 정류하여 직류로 교환시켜서 직류모우터(1)에 전원을 공급하되 스위칭펄스를 이용하여 정류해서 직류모우터(1)에 공급되는 전류량을 제어하도록된 전원 스위칭 제어부(2)와, 직류모우터(1)에 흐르는 전류를 검출하여 증폭하는 전류 검출증폭부(3)와, 직류모우터(1)에 흐르는 전류의 상한선을 설정해놓고 상기 전류 검출 증폭부(3)의 출력으로부터 상한선을 초과하게되는 과전류 상태를 검출하는 과전류 검출부(4)와, 과전류검출부(4)의 출력신호에 따라 직류모우터(1)에 흐르는 과전류를 방지하도록 전원을 차단하는 과전류 방지 구동부(5)와, 직류모우터(1)에 부착된 속도발전기(TG)를 통해 직류모우터(1)의 속도에 따른 전압을 검출하여 증폭하는 속도검출 증폭부(6)와, 지정속도를 설정하고 구동 온오프시의 가속도를 조절하도록 돈 속도설정부(7)와, 상기 전류검출 증폭부(3)와 속도검출 증폭부(6)및 속도설정부(7)의 출력신호에 의해 직류모우터(1)를 구동시키기 위한 기준전압을 출력시키는 구동전압 출력부(8)와, 전원(AC)으로부터 구형파를 발생시키는 구형파 발생부(9)의 출력신호와 상기 구동전압 출력부(8)의 기준전압에 의해 직류모우터(1)를 구동시키기 위한 펄스 신호를 출력시키는 구동펄스발생부(10)와, 상기 구동펄스발생부(10)에 의해 위상제어를 받으면서 일정한 펄스신호를 연속적으로 출력시키는 발진회로(11)와, 상 구동펄스 발생부(10)의 출력신호와 발진회로(11)의 펄스신호를 조합하여 상기 전원스위칭 제어부(2)에 직류모우터(1)의 정속도 구동을 위한 스위칭 신호를 공급하는 스위칭 펄스 출력부(12)와를 구비하여 구성된 직류모우터의 정속도구동 및 과전압 보호회로.
  2. 제1항에 있어서, 전원스위칭제어부(3)는 다이오드(D1)(D2)와 SCR (SCR1)(SCR2)로 브리지정류회로를 구성하고 저항(R1-R4)과 콘덴서(C1-C4)로 보호회로를 구성하여 SCR (SCR1)(SCRB2)의 게이트(B)(D)와 전원접속점(A)(C)사이에 스위칭 펄스 출력부(12)에서 공급되는 펄스신호에 의해 SCR (SCR1)(SCR2)이 트리거되어서 정류전압의 출력전류를 제어하도록 된 것을 특징으로 하는 직류모우터의 정속도구동 및 과전압 보호회로.
  3. 제2항에 있어서, 스위칭 펄스 출력부(12)에서 공급되는 펄스신호는 직류모우터(1)의 회전속도를 일정하게 하도록 위상이 조정되어 SCR (SCR1)(SCR2)의 트리거 시간을 조정하게되므로써 모우터(1)에 공급되는 전류를 조정하도록된 것을 특징으로 하는 직류모우터의 정속도 구동 및 과전압 보호회로.
  4. 제1항에 있어서, 전류 검출증폭부(3)는 직류모우터(1)에 직렬로 연결된 저항(R5)에 걸리는 전압을 OP앰프(OP1)(OP2)를 사용한 통상의 중폭회로로 증폭하여 직류모우터(1)에 인가되는 전류를 검출하도록된 것을 특징으로 하는 직류모우터의 정속도구동 및 과전압 보호회로.
  5. 제1항에 있어서, 속도검출 증폭부(6)는 속도발전기(TG)의 출력신호를 OP앰프(OP3-OP6)를 이용한 통상의 증폭 정류회로를 증폭하고 정류하여 직류모우터(1)의 회전속도에 비례하는 전압을 출력시키는 것을 특징으로 하는 직류모우터의정속도구동 및 과전압 보호회로.
  6. 제1항에 있어서, 과전류 방지구동부(5)는 포토커플러(PT)와 릴레이(RY)및 발광다이오드(LED)로 구성되어 과전류 검출부(4)의 출력신호에 따라 릴레이(RY)가 구동되어 전원츨 차단하게 하므로써 과전류 발생을 방지함과 더불어 이 상태를 발광다이오드(LED)로써 외부에 표시하도록 된 것을 특징으로 하는 직류 모우터의 정속도구동 및 과전압 보호회로.
  7. 제1항에 있어서, 속도설정부(7)는 OP앰프(OP9)(OP10)를 이용한 통상의 증폭회로와 모우터 속도 설정용 가변저항(VR1)및 역방향의 다이오드(D6)(D7)와 가변저항(VR2)(VR3)을 병렬로 연결하여서 된 가속도 회로로 구성되어 직류모우터(1)의 지정속도를 설정함과더불어 모우터 구동온시와 오프시에 시동, 가속도를 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 직류모우터의정속도 구동 및 과전압 보호회로.
  8. 제1항에 있어서, 구형파 발생부(9)는 OP앰프(OP13)(OP14)에 의해 상용교류전원(AC)으로부터 구형파를 출력시키도록된 것을 특징으로 하는 직류모우터의 정속도 구동 및 과전압 보호회로.
  9. 제1항에 있어서 발진회로(11)는 구동펄스발생부(10)의 출력신호에 위상이 맞혀지도록 조정되어 발진됨과 더불어 과전류 방지구동부(5)의 출력신호에 의해 발진 정지되는 것을 특징으로 하는 직류모우터의 정속도 구동 및 과전압 보호회로.
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