KR930024030A - 정온도 계수 저항 특성의 고분자를 포함하는 전기소자와 이를 이용한 완만한 기동회로의 구성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정온도계수저항(PTC) 특성을 갖는 고분자를 포함하는 전기소자와 이를 이용한 모터등 전기장치의 완만한 기동회로의 구성 방법에 관한 것이다.

종래에는 모터등의 전기장치를 가동시킬때, 전기장치의 완만한 기동을 위해서 스타-델타 결선방법을 이용하거나 복잡한 전자회로로 구성되는 완만한 기동기능을 이용하였으나, 상기 스타-델타 결선방법은 삼상전원에서만 사용 가능하고 전압이 2단계로 밖에 나누어지지 않아 충분히 완만한 기동을 할수 없으며, 상기 기동시는 복잡한 전자회로를 이용하여 전압을 제어하므로 충분히 완만한 기동을 할수 있으나 가격이 고가인 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 전극, PTC고분자, 방열전극 또는 방열체 리드선 및 절연에폭시층으로 구성되는 PTC기동소자를 이용한 완만한 PTC 기동회로를 사용함으로써 종래의 방법에 비하여 간단하고 값싼 장치로서 전기장치의 완만한 기동을 가능하게 할 수 있다.

Description

정온도계수 저항 특성의 고분자를 포함하는 전기소자와 이를 이용한 완만한 기동회로의 구성방법

본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음

제4도에서 제6도는 본 발명에 따른 정온도 계수 저항 특성의 고분자를 포함하는 전기소자 구조의 단면도.

Claims (28)

1. PTC 기동 소자가 정온도 계수 저항 특성(PTC 특성)을 갖는 고분자층, PTC 고분자층에 전기적으로 잘 접촉되어 있는 1개 이상의 전극, PTC 고분자층에 전기적, 열적으로 잘 접촉되어 있는 1개 이상의 방열전극, PTC 고분자층에 전기적으로는 절연되어 있으나 열적으로는 잘 접촉되어 있는 방열체, 전극 또는 방열전극과 외부전원을 연결하여 PTC 고분자층에 전기를 공급할 수 있도록 하는 적절한 구조의 리드선, 및 소자 몸체와 외부를 절연할 수 있는 절연에폭시로 모두 구성되거나 그중 일부만 구성됨으로써, 상기 PTC 기동소자에 전류를 인가하여 작동시킬때 동작 전류 이하의 낮은 전류가 흐를때는 상기 PTC 기동소자의 저항이 충분히 낮아서 회로에 흐르는 전류를 방해하지 않고 상기 PTC 기동소자에서 발생하는 발열량과 열손실량이 평형되는 안정한 평형상태에 존재하고, 동작전류가 흐를때는 상기 PTC 기동소자의 온도 및 저항이 서서히 증가하여 3초 내지 20초 사이에 고온 고저항의 새로운 열평형 상태로 스위칭되어 회로의 전류를 차단하게 되고, 동작전류보다 충분히 큰 전류가 흐르면 상기 PTC 기동소자의 온도와 저항이 급격히 증가하여 순간적으로 고온, 고저항 상태로 스위칭되어 회로 차단 상태가 되는 특성을 가지며, 상기 PTC 기동소자가 스위칭된 상태에서 전류를 동작전류 이하로 충분히 낮추면 열손실량이 발열량보다 많아져서 상기 PTC 기동소자가 서서히 냉각되어 정상상태의 저저항 열평형상태로 되돌아가는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 PTC 기동소자.
2. 제1항에 있어서, 상기 PTC 고분자가 폴리에틸렌, 폴리비닐리덴, 플로라이드등의 결정성 고분자에 도전성 카본블랙을 분산시켜 만들어진 것을 특징으로 하는 PTC 기동소자.
3. 제2항에 있어서, 상기 PTC의 고분자의 재로가 EAA, EAA, 불소계 고무등의 비결정성 부분을 중량부로 10내지 50퍼센트를 포함하는 것을 특징으로 하는 PTC 기동소자.
4. 제2항에 있어서, 상기 PTC 고분자가 성형후 가교되는 것을 특징으로 하는 PTC 기동소자.
5. 제2항에 있어서, 상기 PTC 고분자가 상온에서의 체적저항이 10^-2-10¹0hm cm이고 고분자의 용융온도 이상의 온도에서는 10⁵-10⁸Ohm cm의 체적저항을 갖는 것을 특징으로 하는 PTC 기동소자.
6. 제1항에 있어서, 상기 PTC 기동소자가 5 Ohm이하, 특별하게는 1 Ohm 이하, 더욱 특별하게는 0.1 Ohm이하의 저항을 갖는 것을 특징으로 하는 PTC 기동소자.
7. 제1항에 있어서, 상기 PTC 고분자층이 얇은 시트 모양을 가지며 전극 또는 방열전극이 넣은 평면상으로 양면에 부착되어 있는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 PTC 기동소자.
8. 제7항에 있어서, 상기 방열전극의 면적이 PTC 고분자층의 면적보다 커서 방령전극과 PTC 고분자층 사이의 접촉은 방열전극 면적의 일부분에서만 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 PTC 기동소자.
9. 제7항에 있어서, 상기 방열전극의 열용량이 PTC 고분자층의 온도를 스위칭 상태의 온도로부터 정상 동작상태의 온도까지 냉각시킬 수 있는 열용량 이상인 것을 특징으로 하는 PTC 기동소자.
10. 제7항에 있어서, 상기 전극이 사용되지 않고 PTC 고분자 시트의 양측면에 모두 방열전극만을 사용한 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 PTC 기동소자.
11. 제7항에 있어서, 상기 방열전극에 전기적으로는 절연되어 있으나 열적으로는 잘 접촉되어 있는 방열체를 부착한 것을 특징으로 하는 PTC 기동소자.
12. 제7항에 있어서, 상기 PTC 기동소자의 외부에는 전기절연 에폭시층을 가지며 적절한 구조의 리드선으로 외부전원에 연결할 수 있는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 PTC 기동소자.
13. 제1항에 있어서, 두개의 평행한 선형전극 사이에 PTC 고분자가 얇은 시트상 구조로 압출 또는 몰딩되어 있고 절연에폭시나 절연성 고분자 재질로 절연되어 있는 것을 특징으로 하는 PTC 기동소자.
14. 제13항에 있어서, 열용량이 큰 금속 또는 세라믹 재료의 적절한 구조의 방열체가 PTC 고분자층에 열적으로 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 PTC 기동소자.
15. 제14항에 있어서, 상기 방열체가 PTC 고분자층을 완전히 둘러싸고 있는 것을 특징으로 하는 PTC 기동소자.
16. PTC 기동회로가 전원, 1개 이상의 직렬 또는 병렬 연결된 상기 PTC 기동소자, 부하전기장치 및 1개이상의 3점스위치로 모두 구성되거나 그중 일부만 구성됨으로써 초기 기동시에는 상기 PTC 기동소자가 부하 전기장치를 바이패스하여 전원에 직접 연결되어 순간적으로 고온, 고저항 상태로 스위칭되어 회로를 차단하며, 일정 세팅시간이 지난후에 스위치에 의하여 상기 PTC 기동사자와 부하 전기장치가 직렬 연결되어 PTC 기동소자에 흐르는 전류가 동작전류보다 충분히 낮아짐으로써 상기 PTC 기동소자가 냉각됨에 따라 부하전기장치에 인가되는 전압이 서서히 증가하여 완만히 기동되는 것을 특징으로 하는 PTC 기동회로.
17. 제16항에 있어서, 상기 PTC 기동소자가 부하 전기장치에 연결된 회로의 정상동작시 저항이 충분히 작아서 스위칭 되지않고 회로에 흐르는 전류의 흐름을 방해하지 않으나 고온, 고저항 상태로 스위칭된 후에는 회로의 전류흐름을 차단할 수 있는 것을 특징으로 하는 PTC 기동회로.
18. 제16항에 있어서, 상기 스위치가 3점 스위치로서 켜기전에는 0의 위치에 OFF된 상태로 있다가 스위치를 켜면 먼저 1의 위치로 연결되고 일정 세팅시간이 지난후에는 2의 위치로 자동 전환되는 특성을 가지며, 세팅시간은 조정 가능한 것을 특징으로 하는 PTC 기동회로.
19. 제16항에 있어서, 또 다른 스위치를 통하여 부하전기장치가 완만히 기동된 후에는 PTC 기동소자를 바이패스할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 PTC 기동회로.
20. 전원, 1개 이상의 직렬 또는 병렬 연결된 PTC 기동소자, 부하전기장치, 1개 이상의 3점스위치 및 직렬저항으로 모두 구성되거나 그중 일부만 구성됨으로써, 초기 기동시에는 상기 PTC 기동소자가 부하 전기장치를 바이패스하여 전원과 직렬저항에 연결되어 상기 PTC 기동소자에 동작전류가 흐르게 되며, 상기 PTC 기동소자의 온도가 서서히 증가하여 3초 내지 20초 사이에 고온, 고저항 상태로 스위칭되어 회로를 차단하며, 일정 세팅시간이 지난후에 스위치에 의하여 상기 PTC 기동소자와 부하 전기장치가 직렬 연결되어 상기 PTC 기동소자에 흐르는 전류가 동작전류보다 충분히 낮아짐으로써 상기 PTC 기동소자가 냉각됨에 따라 부하 전기장치에 인가되는 전압이 서서히 증가하여 완만히 기동되는 것을 특징으로 하는 PTC 기동회로.
21. 제20항에 있어서, 상기 직렬저항은 부하 전기장치보다 작은 임피던스를 가지며 직렬연결된 상기 PTC 기동소자가 3초 내지 20초 사이에 스위칭 되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 PTC 기동회로.
22. 제21항에 있어서, 상기 직렬저항은 가변저항을 사용하므로써 스위칭 시간을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 PTC 기동회로.
23. 제20항에 있어서, 상기 PTC 기동소자는 부하전기장치에 연결된 회로의 정상동작시 저항이 충분히 작아서 스위칭되지 않고 회로에 흐르는 전류의 흐름을 방해하지 않으나 고온, 고저항 상태로 스위칭된 후에는 회로의 전류흐름을 차단할 수 있는 것을 특징으로 하는 PTC 기동회로.
24. 제20항에 있어서, 상기 PTC 기동소자는 온도가 상승하여 비교적 높은 저항을 가지나 아직 고온, 고저항상태로 스위칭 되기전에 부하 전기 장치쪽으로 연결하므로써 보다 빠른 기동이 가능한 작동방법을 사용하는 것을 특징으로 하는 PTC 기동회로.
25. 제20항에 있어서, 상기 스위치는 3점 스위치로서 켜기 전에는 0의 위치에 OFF된 상태로 있다가 스위치를 켜면 먼저 1의 위치로 연결되고 일정 세팅시간이 지난 후에는 2의 위치로 자동전환 되는 특성을 가지며 세팅시간은 조절 가능한 것을 특징으로 하는 PTC 기동회로.
26. 제20항에 있어서, 또 다른 스위치를 통하여 부하 전기장치가 완만히 기동된 후에는 상기 PTC 기동소자를 바이패스 할수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 PTC 기동회로.
27. 제16항 또는 제20항에 있어서, 상기 PTC 기동회로가 전기모터의 완만한 기동에 사용하는 것을 특징으로 하는 PTC 기동회로.
28. 제16항 또는 제20항에 있어서, 상기 PTC 기동회로가 자율온도제어형 발열체인 정온전선을 이용한 가열회로의 완만한 기동에 사용되는 것을 특징으로 하는 PTC 기동회로.

    ※참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.