KR890007622Y1

KR890007622Y1 - 단상 유도 전동기의 정속도 제어 회로

Info

Publication number: KR890007622Y1
Application number: KR2019870007407U
Authority: KR
Inventors: 김창근
Original assignee: 주식회사금성사; 최근선
Priority date: 1987-05-14
Filing date: 1987-05-14
Publication date: 1989-10-30
Also published as: KR880022802U

Abstract

내용 없음.

Description

단상 유도 전동기의 정속도 제어 회로

제1도는 종래의 회로도.

제2도는 본 고안에 따른 회로도.

제3도는 본 고안의 발진 회로 출력 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전동기 제어부 2,6 : 강제 기동 회로

3 : 기준 속도 설정 회로 4 : 속도 검출기

5 : 반전 회로 7 : 발진 회로

8 : 방전 회로 9 : PUT

TG : 속도 발진기 OP₁,OP₂: 차동 증폭기

IC₁, IC₂: 비교기 Q₁∼Q₅: 트랜지스터

T₁: 트랜스 SCR₁: 트라이악

R₁∼R₂: 저항 C₁∼C₇: 콘덴서

D₁∼D₄: 다이오우드 LED₁: 발광다이오우드

BD₁: 브릿지 정류 회로 VR₁: 가변저항

본 고안은 단상 유도 전동기의 회전 속도를 제어 하기 위한 회로에 관한 것으로, 특히 과부하에 의한 전동기의 지속적인 구속이나 최저 속도 이하의 구동으로 부터 전동기의 소손을 방지하기에 적당하도록 한 단상 유도 전동기의 정 속도 제어회로에 관한 것이다.

종래에는 과부하를 건 상태에서 속도 제어를 행할 경우 과부하에 대한 기동 토오크의 부족으로 전동기의 기동이 되지 않는 일이 발생되어 전동기가 구속됨으로서 과대한 구속 전류로 부터 전동기가 소손되거나 수명이 단축되는 등 여러 문제점이 있었다.

따라서 본 고안은 상기한 문제점을 개선시킨 것으로, 전동기의 속도 제어는 물론 과부하에 따른 전동기의 지속적인 구속 및 최저 속도 이하 운전시 전동기의 전원을 단속적으로 인하가고, 또한 이상 상태가 해제되면 즉시 정상 운전을 행하는 단상 유도 전동기의 정 속도 제어 회로를 제공함에 목적이 있다.

종래의 회로구성 및 작용을 제1도에 따라 설명하면 다음과 같다.

전동기(M)의 기계적으로 연동하며, 또한 전동기(M)의 회전 속도를 검출하기 위한 속도 발진기(TG)에서의 검출 출력이 다이오우드(D₄)(D₅)를 통하여 연산 증폭기(IC₃)의입력단에 연결된다. 연산 증폭기(IC₃)의입력단에는 전원단과 접지사이의 분배 저항(R₃₄)(R₃₂)(R₃₀)에 의하여 정전압IC(10)의 출력으로 부터기준전압이 입력된다.

따라서 증폭기(IC₃)의 출력은 콘덴서(C₁₀), 저항(R₃₇)및 다이오우드(D₈)를 통하여 연산 증폭기(IC₄)의입력단에 연결되며 증폭기 (IC₄)의입력단에는 분배저항(R₃₄)(R₃₂)(R₃₀)에 의하여 기준전압이 인가되어 증폭기(IC₄)의 출력은 저항(R₃₆)(R₃₈)을 통하여 연산 증폭기(IC₅)의입력단에 연결된다.

증폭기(IC₅)의입력단에는 분배저항(R₁₁)(VR₂)에 의하여 기준전압이 인가되는데 여기서 저항(VR₂)은 가변저항으로서 기준 전압을 가변시키기 위한 것이다.

그러므로 증폭기(IC₅)의 출력은 일부가 저항(R₄₀)을 통하여입력단에 궤환되고 일부는 저항(R₄₁)을 통하여 포토 커플러회로(11)의 발광다이오우드(LED₂)를 구동시켜 광 신호를 발생시킨다.

포토 커플러 회로(11)의 수광 소자는 전류 도전 제어 소자로서 발생된 광신호가 수신하여 전기 신호로 변환시켜 트랜지스터(Q₆)의 베이스에 구동 신호로서 인가한다.

트랜지스터(Q₆)의 에미터와 콜렉터 사이에는 브릿지 정류회로(BD₃)의 출력 양단이 연결되어 있고, 브릿지 정류회로(BD₃)의 입력단 중 일단은 모우터(M)를 통하여 타단은 구동 전압원에 연결된다.

속도 발전기(TG)는 전동기(M)의 회전수에 비례하는 교류 전압 신호를 발생하며, 이 신호는 연상 증폭기(IC₃)의입력단에 인가되고, 증폭기(IC₃)의입력단에는 정전압이 인가되어 두개의 전압이 연산 증폭기(IC₃)에서 비교된 출력은 연산 증폭기(IC₄)의입력단에 인가되고 또한 증폭기(IC₄)의입력단에는 정전압이 인가되어 증폭기(IC₄)는 단안정 출력을 발생시킨다.

이 단안정 출력은 연산 증폭기(IC₅)의입력단에 인가되고, 증폭기(IC₅)의입력단에는 기준 전압이 저항(R₃₉)(VR₂)에 의하여 공급된다.

따라서 연산 증폭기(IC₅)는 입력된 전위들을 비교하여 그 차이를 출력으로 나타낸다. 여기에서 포토 커플터회로(11)에 의하여 제어단과 전동기 구동단은 통상과 같이 회로적으로 구분됨을 주지해야 한다.

수광 소자의 출력이 트랜지스터(Q₆)의 베이스 입력됨으로 베이스 입력에 따라 도전 상태를 변화시키며, 즉 콜렉터에서 에미터로 흐르는 전류의 도전 상태를 변화시키게 되므로 브릿지 정류회로(BD₃)를 통하여 트랜지스터(Q₇)에 연결된 전동기(M)의 속도가 제어되는 것이다.

그러나 이와 같이 구성한 속도 제어 회로를 과 부하가 걸린 상태에서 속도 제어를 행할 경우 과부하에 대한 기동 토오크의 부족으로 기동이 되지 않는 일이 발생되고, 또한 전동기가 구속되어 과대한 구속 전류로 부터 전동기가 소손되거나 수명이 단축되는 등 여러 문제점이 있었다.

따라서 상기한 문제점을 개선시키고자 안출한 본 고안의 회로 구성을 제2도에 따라 설명하면 다음과 같다.

공급전원(V_AC)단은 모터(M)와 주, 보조 권선(L₁)(L₂), 콘덴서(C₁), 저항(R₁∼R₃)및 트라이악(SCR₁)으로 구성된 전동기 제어부(1)을 통하여 브릿지 정류회로(BD₁)에 연결하고, 이의 출력단은 접지접속한 제너 다이오우드(ZD₁)와 트랜지스터(Q₁)의 콜렉터 및 강제 기동 회로(2)의 트랜지스터(Q₂)의 에미터에 연결하며, 또한 발광다이오우드(LED₁)를 통해 방전회로(8)의 트랜지스터(Q₃)의 콜렉터와 트랜지스터(Q₄)의 베이스에 연결 한다.

그리고, 브릿지 정류 회로(BD₁)의 출력을 분압시키는 저항(R₅)(R₆)의 접속점에는 PUT(Programmable Unijunction Transistor)(9)의 애노드를 연결하여 이의 캐소드에 접지접속한 펄스 트랜스(T₁)의 일차측 코일을 연결하고, PUT(9)의 게이트에는 방전회로(8)의 접지접속한 콘덴서(C₃)와 콜렉터를 접지접속한 트랜지스터(Q₄)의 에미터 및 트랜지스터(Q₁)의 에미터를 연결하며, 상기 트랜지스터(Q₁)의 베이스에 강제 기동 회로(2)의 저항(R₇)(R₈)과 콘덴서(C₂)에 의해 베이스로 분압 전원이 인가되는 트랜지스터(Q₂)의 콜렉터와 자동 증폭기(OP₁)의 출력단에 연결한다.

그리고 차동 증폭기(OP₁)의입력단은 출력단에 연결된 저항(R₁₄)과 접지접속한 저항(R₁₃)을 연결하고 이의입력단에는 저항(R₁₂)을 통하여 가변저항(VR₁)과 저항(R₉)(R₁₀)으로 구성된 기준 속도 설정 회로(3)을 연결함과 동시에 저항(R₁₁)을 통해 속도 발진기(TG)와 다이오우드(D₂)및 콘덴서(C₇)로 구성된 속도 검출기(4)와 차동 증폭기(OP₂)및 저항(R₂₆∼R₂₈)으로 구성된 반전회로(5)에 연결하여, 반전회로(5)의 출력단에입력단으로 저항(R₂₄)(R₂₃)에 의해 최저 속도 지정 전압이 인가되는 비교기(IC₁)의입력단을 연결한다.

한편 브릿지 정류 회로(BD₁)의 출력단은 강제 동기 회로(6)의 트랜지스터(Q₅)의 에미터와 베이스에 연결된 저항(R₁₆)을 연결하여, 이의 콜렉터는 방전회로(8)의 트랜지스터(Q₄)의 베이스에 연결하고, 트랜지스터(Q₅)의 베이스는 저항(R₁₅)과 콘덴서(C₅)를 통해서 접지접속한다.

또한 브릿지 정류회로(BD₁)의 출력단은 발진회로(7)의 저항(R₁₈)(R₁₉)과 콘덴서(C₆)에 연결하여 저항(R₁₈)에는 저항(R₂₀)과 비교기(IC₂)의입력단 및 접지접속한 저항(R₂₁)을 연결하고, 콘덴서(C₆)에는 비교기(IC₂)의입력단과 저항(R₂₂)과 직렬 연결된 (R₂₃) 및 다이오우드(D₃)를 연결한다.

따라서, 비교기(IC₁)의 출력단은 발진회로(7)의 저항(R₁₉)(R₂₀)(R₂₂)과 다이오우드(D₃)에 연결된 비교기(IC₂)의 출력단과 접속되고, 또한 다이오우드 (D₄)를 통해서 방전회로(8)의 에미터가 접지접속된 트랜지스터(Q₃)의 베이스에 연결한다.

이와같이 구성된 회로의 동작 및 작용 효과를 제2도 내지 제3도에 의거 설명하면 다음과 같다.

전동기(M)의 초기 기동시에는 강제 동기 회로(2)(6)의 저항(R₇)(R₈)(R₁₆)(R₁₇)을 통하여 콘덴서(C₂)(C₅)가 각각 충전되기 시작하고 일정시간 동안 저항(R₇)(R₁₆)의 양단 전압에 의해 트랜지스터(Q₂)(Q₅)는 턴온된다.

따라서 트랜지스터(Q₂)(Q₅)의 콜렉터에는 하이 전위의 신호가 나타나고, 이에 따라 방전회로(8)의 트랜지스터(Q₄)는 오프되며, 트랜지스터(Q₁)의 온되어서, 도통 트랜지스터(Q₁)를 통하여 방전회로(8)의 콘덴서(C₃)는 충전EHL기 시작한다. 그러므로 콘덴서(C₃)의 양단 전압이 PUT(9)의 애노드로 인가되는 저항(R₅)(R₆)의 분압전압 보다 높은 경우 콘덴서(C₃)의 전압은 PUT(9)를 통해 방전되어 펄스 트랜스(T₁)의 일차측 코일에 흐른다.

이에 따라 펄스 트랜스(T₁)의 2차측 코일에 유기되어지는 펄스 신호는 다이오우드(D₁)와 저항(R₂)(R₃)을 통하여 트라이악(SCR₁)의 게이트에 인가되므로 트라이악(SCR₁)은 구동한다.

따라서 전원이 주권선(L₁)과 보조 권선(L₂)에 인가되기 시작하여 전동기(M)는 회전하는 것이다.

한편 강제 기동 회로(2)(6)의 콘덴서(C₂)(C₅)전압이 상승함에 따라 트랜지스터(Q₂)(Q₅)는 턴 오프되어 강제기동 회로(2)(6)는 오프된다.

일단 기동 되어진 전동기(M)의 회전수는 속도 검출기(4)의 속도 발진기(TG)에 의해 회전수에 비례하는 교류 전압 신호를 발생하며, 이 전압은 다이오우드(D₂)와 콘덴서(C₇)에 의해 평활되어져 저항(R₁₁)을 통한 다음 기준 속도 설정 회로(3)의 가변저항(VR₁)에 의한 속도 지정 전압과 비교되어 편차 전압을 형성한다.

따라서, 이 편차 전압은 차동 증폭기(OP₁)에서 증폭되어 트랜지스터(Q₁)의 베이스에 인가되므로 이 편차 전압의 대소에 따라 트랜지스터(Q₁)로 흐르는 전류가 조절되고, 이 전류는 방전회로(8)의 콘덴서(C₃)에 충전되는 전압의 충전 시간을 조절하므로서 PUT(9)를 통해 펄스 트랜스(T₁)에 방전되는 시간을 조절한다. 그러므로 펄스 트랜스(T₁)의 2차측 코일에 유기되는 펄스 신호가 전동기 제어부(1)의 트라이악(SCR₁)에 인가되는 시점을 조절하게 되어 즉 트라이악(SCR₁)의 온, 오프주기를 제어하여 전동기(M)에 인가되는 전력을 조절함으로서 전동기(M)의 속도 조절을 하는 것이다.

한예로 기준 속도 설정회로(3)의 출력보다 전동기(M)의 회전 수에 비례하는 속도 검출기(4)의 출력 전압이 낮으면 낮을수록 편차 전압은 커지고, 이 전압은 차동 증폭기(OP₁)를 통해서 트랜지스터(Q₁)의 베이스에 인가되므로 트랜지스터(Q₁)으로 흐르는 전류가 증가하여 결과적으로 펄스 트랜스(T₁)의 2차측에 유기되어지는 펄스 신호가 트라이악(SCR₁)의 게이트에 빠르게 인가되어서 전동기(M)에 인가하는 전력을 속도가 낮은 만큼 증가시킨다. 그러므로 회전수가 지정 속도에 도달할 수 있는 것이다.

한편, 전동기(M)의 회전 속도에 비레하는 교류 전압을 발생하는 속도 검출기(4)의 출력은 반전회로(5)에서 반전되어져 비교기(IC₁)의입력되고,입력단으로 인가되는 저항(R₂₄)(R₂₅)에 의한 최저 속도 정 전압에 의해 강제 기동 시간후의 전동기 회전 속도를 감시하게 된다.

즉 전동기(M)가 강제 기동 시간후에도 과부하에 의한 구속 또는 최저속도 이하로 계속적인 운전시에는 비교기(IC₁)의입력전압이입력 전압보다 낮아져 비교기(IC₁)의 출력은 하이신호가 되어, 제3도와 같은 발진 회로(7)의 출력과 함께 방전회로(8)의 트랜지스터(Q₃)를 제어한다.

따라서, 강제 기동 시간 이후에는 과부하에 의한 구속 또는 회전 속도 이하로 계속 운전시 비교기(IC₁)의 출력은 하이 신호가 되며 발진회로(7)의 출력이 제3도의 시간(T₁)동안은 앤드 결선에 의해 방전회로(8)의 트랜지스터(Q₃)를 오프시켜 전동기의 속도 제어에 영향을 미치지 않지만 제3도의 시간(T₂)동안 발진회로(7)의 출력과 비교기(IC₁)의 출력이 모두 하이 상태가 되어 트랜지스터(Q₃)를 턴온 시키므로 트랜지스터(Q₄)도 턴온되어 콘덴서(C₃)의 충전 전압은 트랜지스터(Q₄)를 통해 방전되므로 PUT(9) 및 펄스 트랜스(T₁)를 통하여 유기되는 펄스 신호가 없어져 트라이악(SCR₁)은 오프되기 때문에 전동기(M)에 인가되는 전원(V_AC)을 차단시켜 과부하에 의한 전동기(M)의 구속 또는 최저 속도 이하시는 일정시간(T₁)동안 기동을 되풀이 한다.

여기서, 발광다이오우드(LED₁)는 이상 상태시발진회로(7)의 출력과 비교기(IC₁)의 출력에 따라 깜박 거림을 되풀이 한다.

상기한 바와 같이 본 고안은 속도 제어가 가능할 뿐만 아니라 과부하에 의한 전동기의 지속적인 구속 및 최저 속도 이하의 운전시에도 전동기의 전원을 주기적으로 차단시킴은 물론 이상 상태가 해제되면 즉시 정상 운전이 가능토록하여 전동기의 소손 방지와 수명 연장 및 신뢰도를 향상시키는 것에 효과가 있다.

Claims

전동기 제어부(1)와 강제 기동 회로(2)(6), 기준 속도 설정회로(3) 및 속도 검출기(4)로 구성한 전동기의 속도 제어 회로에 있어서, 기준 속도 설정회로(3)의 출력과 속도 검출기(4)의 출력이 비교되어입력단으로 인가되는 차동 증폭기(OP₁)의 출력단은 콜렉터로 전원이 인가되는 트랜지스터(Q₁)의 베이스에 연결하여 이의 에미터에 트랜지스터(Q₃)(Q₄)와 콘덴서(C₃)로 구성한 방전회로(8)를 연결하고, 속도 검출기(4)의 출력은 반전회로(5)를 통해입력단으로 저항(R₂₄)(R₂₅)에 의한 최저속도 지정 전압이 인가되는 비교기(IC₁)의입력단에 연결하며, 상기 비교기(IC₁)의 출력과 비교기(IC₂)와 저항(R₁₈∼R₂₃) 및 콘덴서(C₆)로 구성한 발진회로(7)의 출력으로 방전회로(8)를 제어함에 따라 애노드로 저항(R₅)(R₆)의 기준전압이 인가되는 PUT(9)와 발광 다이오우드(LED₁)를 구동시켜 전동기 제어부(1)의 전동기(M)가 제어되도록 구성한 것을 특징으로하는 단상 유도 전동기의 정 속도 제어 회로.