KR910005524Y1

KR910005524Y1 - 슬라이닥스를 이용한 전압제어장치

Info

Publication number: KR910005524Y1
Application number: KR2019890005768U
Authority: KR
Inventors: 김태길; 배성찬; 이응택
Original assignee: 김태길; 배성찬; 이응택
Priority date: 1989-05-02
Filing date: 1989-05-02
Publication date: 1991-07-27
Also published as: KR900021249U

Abstract

내용 없음.

Description

슬라이닥스를 이용한 전압제어장치

제 1 도는 본 고안 전압제어장치를 도시해 놓은 회로도.

제 2 도는 제 1 도에 도시된 콘트롤러와 그 주변회로를 도시해 놓은 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 최저동작전압설정부 2 : 외부조도검출부

3 : 정전압검출회로 4 : 콘트롤러

5 : 부하 6 : 아날로그/디지탈변환기

7 : 전류디스플레이 8 :셀렉터

9,10 : 멀티바이블레이터 20 : 전류로우/하이검지회로

M₁: 모우터 OP₁∼OP₅: OP앰프

AT : 오토트랜스포머 VT : 가변트랜스포머

PWT : 파워트랜지스터 RY₁∼RY₄,RY_11∼RY₁₆: 릴레이

PT₁∼PT₄: 포토커플러 CT : 변류기

본 고안은 조명시스템의 전압제어장치에 관한 것으로, 특히 부하단에 항상 정전압을 유지시키면서 전압의 강하방식과 정전압이상분의 무효전력을 없이 노이즈가 없는 절전을 기할 수 있도록된 슬라이닥스를 이용한 전압제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 단상이라던가 3상전력에다 부하인 조명장치를 설치함에 따라 부하조명의 변동이나 실외의 밝기에 맞게 전원을 조절해야하는 반면, 조명장치의 부하증가라던가 조명장치의 초기동작 또는 순간적인 정전등에 의한 이상동작시 발생되는 불안정한 전압을 안정시켜주면서 절전할 수 있는 것이 요구되었다.

이에 대해 1986년 12월 16일자 특허출원 제 10748호에 개시된 "외부밝기조건에 응동하는 옥내조명구의 절전장치"에서는, 형광등을 점등시킨 다음에 전압을 자동으로 강하시켜주면서 실외의 밝기를 광센서로 감지해서 실내조명을 조절해 주었는데, 이는 부하단의 전압을 강하시켜 절전을 도모하는 한편 이 전압이 강하되어도 조도 및 시감으로 느끼지 못하게 된다는 형광등의 특성을 살려 놓았지만, 단상이나 3상용 모두에 사용되지않고 단상에만 사용된다는 단점과 절전상태에서 형광등을 소등하면 다시 점등시킬 수 없다는 단점이 있었다. 따라서, 부하인 형광등에 정전압이 공급되지 않을 뿐만 아니라 형광등에만 국한되었다.

한편, 종래 전압제어장치는 단상 뿐만아니라 3상에도 사용할 수 있고 3상 대전력용량을 부과하여 점등후 절전상태로 있어도, 부하전압의 강하로 소등시킨 다음 다시 점등시킬 때 전류감지회로를 이용해서 순시점등이 이루어지겠지만, 상기한 바와같이 부하인 형광등에 국한되고 이 부하에 정전압을 공급할 수 없게 된다는 결점이 있었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 결점들을 해소하기 위해 안출된 것으로 입력전압감지회로를 이용해서 입력전원전압이 강하되어도 2차부하전압을 절전시키는 강하상태에서 형광등이 깜박거리지 않고 부하단의 전압변동에서도 항상 일정한 전압을 공급함으로 수명이 길어지고, 또 전압의 강하방식과 정전압이상분의 무효전력을 없애 형광등과 산업용전력, 가정용, 업무용등의 수은등, 나트륨등 및 모우터등에 노이즈가 없는 정전압을 공급하면서 절전을 기대할 수 있도록된 슬라이닥스를 이용한 전압제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안 전압제어장치는, R,S,T 상에 정역회전의 모우터(M₁)로 오토트랜스포머(AT)의 가동편을 승강시켜주어 슬라이닥스의 전압을 제어하는 조명시스템의 전압제어장치에 있어서, OP앰프(OP₁)로 부하점등후와 같은 정상동작상태에서 기준전압 검출트랜스포머(BT)의 출력전압과 기준전압을 비교하는 최저동작전압설정부(1)와, 외부조도를 검출하는 포토커플러(PT₄)의 도통저압과 슬라이닥스에서 검출한 기준전압의 비교결과에 따라 OP앰프(OP₂∼OP₄)를 동작시키는 외부조도검출부(2), 상기 최저동작전압 설정부(1)와 외부조도검출부(2)의 출력에 따라 트랜지스터(TR₁₀,TR₁₂,TR₁₃)와 릴레이(RY₁₃,RY₁₅,RY₁₆)가 통전/비통전되어 모우터(M₁)를 정역회전시키고 스위치(SW₁∼SW₃)의 조작에 따라 멀티바블레이터(10)로의 트랜지스터(TR₁)와 릴레이(RY₁₄)의 동작과 릴레이(RY₁₂RY₁₃)의 동작 및 초기동작시 릴레이(RY₁₁)의 동작을 제어하는 콘트롤러(4), 변류기(CT)의 전류변화가 전류디스플레이(7)에서 출력됨에 따라 포토키플러(PT₁~PT₃)와 트랜지스터(TR₁~TR₃)및 릴레이(RY₁~RY₃)가 동작되어 셀렉터(8)와 멀티바이블레이터(9)가 동작됨으로 트랜지스터(TR₄)와 릴레이(RY₁₄)를 턴온/턴오프시키는 전류로우/하이검지회로(20)로 구성된 것을 그 특징으로 한다.

이렇게 구성된 본 고안은, 외부조도를 검출하여 슬라이닥스를 정향 또는 역방향으로 회전시켜 외부조도에 따라 부하측전압을 조절하기 위한 외부조도검출기와, 최저부하동작정압을 검출하여 부하의 최정전압을 인가하기 위한 최저동작전압설정부, 수동으로 임의의 전압상태에서 일정 전압을 유지시키기 위한 수동스위치, 부하의 증가에 따른 전류를 검출하여 부하전압을 순시점등전압까지 최대로 상승시키기 위한 전류로우/하이검지회로 및 최초동작시 정전들과 같은 초기동작시 모우터를 정회전시켜 슬라이닥스의 출력을 최대 전압치까지 상승시키고 임의 설정된 일정시간 지연후 릴레이의 접점을 제어하며 이 릴레이의 접점에 의해 모우터에 정, 역전압을 인가시켜 모우터를 정역회전시키는 콘트롤러로 구성되어져 있다.

이하 본 고안의 1 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

제 1 도는 본고안 전압제어장치를 도시해 놓은 것으로, 이 전압제어장치는 3상인 R상과 S상과 T상에 정역회전의 모우터로 가동편을 승강시키는 오토트랜스포머의 슬라이닥스가 각각 설치되어 있고, 이 오토트랜지스터의 출력측에 각각 변류기를 거쳐 조명장치로된 부하가 각각 설치되어져 있다.

여기서, R상과 S상 및 T상의 슬라이닥스동작시 각상의 부하단의 변화에 따라 동일하게 이루어지기 때문에, R상에 대해 정역회전의 모우터(M₁)로 가동편을 구동시키는 오토트랜지스터(AT)의 슬라이닥스동작을 설명한다.

먼저, R상과 공통선(N)으로 입력전압이 공급되면, 상기 슬라이닥스의 오토트랜스포머(AT)의 가동편위치에 따른 전압이 가변트랜스포머(VT)의 1차코일과 파워트랜스포머(PWT)의 1차코일, 조명장치인 부하(5) 및 변류기(CT)로 각각 공급되는데, 상기 가변트랜스포머(VT)의 2차코일로 유기된 전압이 최저동작전압설정부(1)와 정전압검출회로(3)에 각각 공급되고, 상기 파워트랜스포머(PWT)의 2차코일로 유가된 전압이 상기 최저동작전압설정부(1)와 외도조도검출부(2)에 각각 공급되며, 외부조도를 검출하는 포토커플러(PT₄)가 외부조도검출부(2)에 접속되면서 상기 변류기(CT)에 상기 부하(5)와 아날로그/디지탈변환기(6)가 각각 접속된다.

그러면, 상기 최저동작전압설정부(1)와 외부조도검출부(2)의 각출력이 콘트롤러(4)이 공급되고, 상기 아날로그/디지탈변환기(6)의 출력이 디지탈로 변환되어 전류디스플레이(7)에 공급되었다가 전류로우/하이검지회로(20)에 공급되며, 이로부터 상기 전류로우/하이검지회로(20)의 출력이 콘트롤러(4)에 공급됨으로 상기 콘트롤러(4)가 모우터(M₁)를 정방향 또는 역방향으로 회전시켜 오토트랜스포머(AT)의 가동편이 동작되게 된다.

즉, 제 2 도에 도시된 바와 같이 콘트롤러(4)는, 제 1 도에 도시된 정전압검출회로(3)로 공급된 전압(V₂)이스위치(SW₃)의 온/오프에 따라 릴레이(RT₁)가 통전/비통전상태로 되는 바, 먼저 초기동작상태일때는 상기 스위치(SW₃)가 온되어 릴레이(RY₁₁)가 통전됨으로 전압(V₂)이 다이오드(D₂₂)를 통해 콘덴서(C₁₃)에 충전된다.

그리고, 상기 스위치(SW₃)가 오프되거나 정전과 같은 상태에서는 상기 릴레이(RY₁₁)가 비통전상태로 되어 상기 콘덴서(C₁₃)에 충전된 전압이 방전됨으로, 릴레이(RY₁₂)의 한코일이 통전되어 후술하게 될 릴레이(RY₁₃∼RY₁₆)의 접점위치상태에 따라 V₃전압이 모우터(M₁)에 인가되고, 이에따라 모우터(M₁)가 정회전되어 제 1 도에 도시된 오토트랜스포머(AT)의 가동편을 동작시켜 슬라이닥스의 전압을 최대로 상승시켜 놓은 다음에 동작 대기 상태로 된다.

이어 외부조도를 검출하는 제 1 도에 도시된 포토프랜지스터(PT₄)의 도통전압과 상기 슬라이닥스에서 검출한 기준전압이 비교기인 OP앰프(OP₂)에서 비교검출되는데, 먼저 상기 포토커플러(PT₄)의 검출전압이 낮은 경우(즉 외부조도가 어두워져 부하측에 접속된 기준전압검출트랜스포머(BT)의 기준전압설정값보다 낮은 경우에는 외부조도검출부(2)의 비교기인 OP앰프(OP₂)의 출력이 부(負)전압으로 되어 다이오드(D₁₄)와 감도조절가변저항(VR₅)겨쳐 OP앰프(OP₅)의 -단자에 인가된다. 이로부터 상기 OP앰프(OP₅)의 출력신호가 다이오드(D₁₆)와 저항(R₁₈)을 통해 트랜지스터(TR₁₂)에 공급되고, 이 트랜지스터(TR₁₃)가 턴온되어 릴레이(RY₁₆)가 통전됨으로 모우터(M₁)를 정회전시켜 부하측 전압이 승앙된다.

따라서, 오토트랜스포머(AT)의 가동편이 상승되어 슬리아닥스의 전압이 올라가게 된다. 한편, 외부조도가 밝아져서 부하측에 접속된 기준전압검출트랜스포머(BT)의 기준전압설정값 보다 높은 경우에는, 외부조도검출부(2)에 있는 비교기인 OP앰프(OP₂)의 출력이 정(正)전압으로 다이오드(D₁₃)와 가변저항(VR₂)을 통해 OP앰프(OP₃,OP₄)에 공급되었다가 다이오드(D₁₅)와 저항(R₁₇)을 통해 트랜지스터(TR₁₂)에 공급되고, 이로부터 트랜지스터(TR₁₂)가 턴온되어 릴레이(RY₁₅)가 통전됨으로 모우터(M₁)를 역회전시켜 부하측 전압이 강하된다.

따라서, 제 1 도에 도시된 오토트랜스포머(AT)의 가동편이 하강되어 슬라이닥스의 전압이 내려가게 된다.

한편, 각 상(R, S, T)의 부하측의 부하전류, 즉 부하증가에 따른 전류증가상태는 제 1 도에 도시된 변류기(CT)에서 검출되어 아날로그/디지탈변환기(6)를 통해 디지털신호로 변경되고, 이렇게 변경된 디지탈신호는 전류디스플레이(7)에 공급되었다가 전류증가상태에 따라 전류 로우/하이검지회로(20)의 포토커플러(PT₁∼PT₃)를 각기 다르게 도통시키게 된다.

이와같이 상기 포토커플러(PT₁~PT₃)가 통전됨에 따라 트랜지스터(TR₁~TR₃)를 각기 다르게 통전됨으로, 상기 트래지스터(TR₁∼TR₃)에 접속된 릴레이(RY₁~RY₃)도 통전/비통전상태로 되게 된다. 즉 상기 릴레이(RY₁~RY₃)의 통전상태에 따라 다음표와 같이 셀렉터(8)가 동작하게 된다.

[표 1] 셀렉터(8)의 입출력관계

따라서, 상기와 같이 동작되는 셀렉터(8)의 출력신호(Y, W)는 저항(R₃∼R₆)과 콘덴서(C₄∼C₇)가 접속된 멀티바이블레이터(9)가 동작되고, 이로부터 트랜지스터(TR₄)의 턴온/턴오프되어 릴레이(RY₄)가 통전/비통전 상태로 됨으로 접점에 접속된 콘트롤러(4)가 동작되며, 이에 따라 상기한 바와같이 콘트롤러(4)가 동작되어 모우터(M₁)를 최대전압치로 상승시키게 된다.

그러므로, 오토트랜스포머(AT)의 가동편이 상승되어 슬라이닥스의 전압을 상승시켜 부하증가에 따라 순간적 점등전압을 인가하게 된다.

이어 부하 점등후와 같은 정상적인 동작상태에서는 부하점등후 전술한 바 있는 외부조도검출부(2)의 동작과 마찬가지로 최저동작전압설정부(1)는 기준전압검출트랜스포머(BT)의 출력전압과 기준전압을 비교기인 OP앰프(OP₁)에서 비교하게되고, 이때 상기 기준전압검출트랜스포머(BT)의 출력전압이 기준전압보다 높을 때에는 상기 OP앰프(OP₁)의 출력신호가 저항(R₁₃)과 다이오드(D₁₂)를 통해 트랜지스터(TR₁₀)에 공급되며, 이로부터 릴레이(RY₁₃)의 한코일의 통전되어 모우터(M₁)에 -전압이 인가됨으로 모우터(M₁)가 역회전된다.

따라서, 제 1 도에 도시된 오토트랜스포머(AT)의 가동편이 동작되어 슬라이닥스의 전압을 강화시켜 부하점등에 필요한 최소전압만을 부하측에 인가하게 된다.

그리고, 기능을 추가하기 위해 상기 최저동작전압설정부(1)의 OP앰프(OP₁)앞에 여분 단자를 설치해 놓았고, 또 부하점등후에 상기 최저동작전압설정부(1)가 동작되어 상기 모우터(M₁)가 역회전됨으로 슬라이닥스의 전압하강시 최저전압상태보다 높은 전압상태를 유지시킬 필요가 있을 때에는 수동스위치(SW₂)를 조작한다.

이때 상기 수동스위치(SW₂)가 조작되면 릴레이(RY₁₃)의 한코일이 통전되어 모우터(M₁)의 역회전을 정지시켜 임의의 전압상태로 부하(5)에 전압을 인가하게 된다.

한편, 제 2 도에 도시된 콘트롤러(4)에 도시된 멀티바이블레이터(10)의 동작은 모우터(M₁)축에 연설된 오토트랜스포머(AT)의 가동편이 상승되어 슬라이닥스의 전압이 최대전압치까지 도달하게 되면, 마이크로스위치(SW₁)가 온상태로 되어 V₂전압이 릴레이(RY₁₂)(RY₁₃)의 한코일에 공급되면서 다이오드(D₂₀)를 통해 멀티 바이블레이터(10)에 공급된다. 이로부터 상기 멀티바이블레이터(10)의 출력이 트랜지스터(TR₁₁)를 턴온시켜릴레이(RY₁₄)를 통전시킴으로, 상기 릴레이(RY₁₂)(RY₁₃)의 한코일도 통전되어 있어 모우터(M₁)를 정지시키게 된다.

이상 설명한 바와같이 본고안에 의하면, 일정한 전압을 유지할 수 있어 형광등의 수명이 늘어나고 조도변화가 없으며, 또 산업용(수은등, 나트륨등, 모우터)부하에 대한 절전과 옥내외조명에 대한 절전을 기할 수 있다. 또 본 고안은 조명등을 순시점등할 수 있고, 산업용 단상이나 3상등의 배선방식에 관계없이 광범위하게 사용할 수 있다.

따라서, 정격전압초과분의 무효손실전력제어와 산업용(수은, 나트륨등, 모우터)정전압 절전을 기할 수 있고, 또 순간적인 부하변화를 감지하여 일정시간이 지난 뒤에 궤환되도록 되어 있다.

Claims

R, S, T 상에 정역회전의 모우터(M₁)로 오토트랜스포머(AT)의 가동편을 승강시켜주어 슬라이닥스의 전압을 제어하는 조명시스템의 전압제어장치에 있어서, OP앰프(OP₁)로 부하점등후와 같은 정상동작상태에서 기준 전압검출트랜스포머(BT)의 출력전압과 기준전압을 비교하는 최저동작전압설정부(1)와, 외부조도를 검출하는 포토커플러(PT₄)이 도통저압과 슬라이닥스에서 검출한 기준전압의 비교결과에 따라 OP앰프(OP₂∼OP₄)를 동작시키는 외부조도검출부(2), 상기 최저동작전압설정부(1)와 외부조도검출부(2)의 출력에 따라 트랜지스터(TR₁₀,TR₁₂,TR₁₃)와 릴레이(RY₁₃, RY_15,RY₁₆)가 통전/비통전되어 모우터(M₁)를 정역회전시키고 스위치(SW₁∼SW₃)의 조작에 따라 멀티바이블레이터(10)로의 트랜지스터(TR₁)와 릴레이(RY₁₄)의 동작과 릴레이(RY₁₂,RY₁₃)의 동작 및 릴레이(RY₁₁)의 동작을 제어하는 콘트롤러(4), 변류기(CT)의 전류변화가 전류 디스플레이(7)에서 출력됨에 따라 포토트랜지스터(PT₁∼PT₃)와 트랜지스터(TR₁∼TR₃) 및 릴레이(RY₁∼RY₃)가 동작되어 셀렉터(8)와 멀티바이블레이터(9)가 동작됨으로 트랜스터(TR₄)와 릴레이(RY₄)를 턴온/턴오프 시키는 전류로우/하이검지회로(20)로 구성된 것을 특징으로하는 슬라이닥스를 이용한 전압제어장치.