KR940000871Y1

KR940000871Y1 - 인버터 제어회로

Info

Publication number: KR940000871Y1
Application number: KR2019880008990U
Authority: KR
Inventors: 최현종
Original assignee: 삼성항공산업 주식회사; 송세창
Priority date: 1988-06-13
Filing date: 1988-06-13
Publication date: 1994-02-18
Also published as: KR900001757U

Abstract

내용 없음.

Description

인버터 제어회로

제1도는 본 고안의 블록구성도.

제2도는 제1도의 상세회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 온도검출부 2 : 온도/전압 변환부

3 : 냉각팬구동부 4 : 히터구동부

5 : 과열보호구 6 : 제어부

A/D : 아날로그/디지틀변환기 OP₁,OP₂: 증폭기

F₁-F_n: 냉각팬 H_r: 히터

Q₁-Q_n,Q_H,Q_0H: 트랜지스터 RY_H,RY_0H: 릴레이

MCCB : 회로차단기 S_T: 감지센서

본 고안은 유도전동기의 속도를 제어하는데 이용되는 인버터에 관한 것으로서 특히, 온도변화에 관계없이 인버터를 일정하게 작동시키기 위한 인버터의 제어회로에 관한 것이다.

유도 전동기의 회전속도를 제어하는 인버터는 장시간의 운전시 시스템을 구성하는 각각의 부품중 전력용 스위칭 소자의 온도 상승에 따른 방열판의 과열, 빈번한 직류 제동시 회생 방전용 저항의 과열, 주변온도의 상승 및 공기흡입구의 막힘으로 인한 제어장치의 내부과열로 온도가 상승하면 기기의 손상을 가져오게 되므로 기기를 보호하기 위해서는 시스템을 정지시켜야만 한다. 또한 동절기와 같이 인버터의 주위온도가 낮을 경우에는 인버터의 내부온도를 상승시켜 주어야만 하였다.

이와같이 문제점을 보강하기 위해 종래에는 동절기와 같이 인버터의 주위온도가 낮을 경우에는 상용전원에 히터를 배선하여 히터를 수동으로 온/오프 시켰으므로 온도를 일정하게 제어할 수 없었고, 인버터의 내부온도가 상승할 경우에는 상용전원에 다수의 냉각팬을 배선하여 이들 냉각팬들을 동시에 작동시켜 인버터의 내부온도를 냉각시켰으나 초기의 경우 냉각풍량이 필요이상 공급되어 냉각팬의 운전효율이 저하될 뿐만 아니라, 히터의 온/오프 및 냉각팬 구동에 따른 전력의 손실이 많은 결점이 있었다.

따라서, 본 고안의 목적은 인버터의 주위온도가 낮을 경우에는 히터를 자동으로 작동시키고, 인버터의 운전으로 인한 내부온도가 상승할 경우에는 다수의 냉각팬을 독립적으로 다단 작동시키며, 냉각팬이 작동되더라도 인버터의 내부온도가 계속 상승할 경우에는 인버터의 운전을 정지시키도록 한 인버터의 제어회로를 제공하는데 있다.

이하, 본 고안의 구성 및 작용효과를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 고안의 블록구성도를 도시한 것인바, 이에 도시한 바와같이 본 고안은 인버터(도시하지 않았음)의 주위온도를 검출하는 온도검출부(1)와 검출된 온도를 아날로그 직류전압으로 변환시키는 온도/전압변환부(2)와 아날로그 전압을 디지틀 신호로 변환하는 아날로그/디지틀 변환기(A/D)와, 인버터의 내부 온도 상승시 이를 냉각시키기 위한 냉각팬 구동부(3)와, 인버터의 주위온도가 낮을 경우 이를 예열시키기 위한 히터구동부(4)와, 인버터의 계속 과열시 PWM신호를 차단하여 시스템을 보호하는 과열 보호부(5), 및 냉각팬 구동부와 히터구동부 및 과열보호부를 제어하기 위한 제어부(6)로 구성된다.

본 고안에 이용되는 온도검출부(1)는 온도 측정 개소(예컨대 방열판)에 설치되어 인버터의 주위온도 및 인버터의 내부온도 변화를 감지하기 위한 감지센서(S_T)로 구성되는바, 감지센서는 부성저항 특성을 갖는 더미스터로 구성되는 것이 바람직하다.

검출된 온도를 아날로그 전압으로 변환시키기 위한 온도/전압 변환부(2)는 직류전압을 안정화시키는 전압폴로워인 증폭기(OP₁)와 감지센서(S_T)에서 감지된 저항 값을 전압으로 변환시키기 위한 증폭기(OP₂)와 증폭용 저항(R₁-R₄) 및 영점과 풀조정용 가변저항(VR₁)(VR₂)으로 구성될 수도 있다.

또한, 아날로그/디지틀 변환기(A/D)는 차동증폭기(OP₂)에서 출력된 아날로그 직류전압을 8비트 디지틀 신호로 변환하여 제어부(6)에 제공된다.

냉각팬구동부(3)는 다수의 냉각팬(F₁-F_n)과 이들 냉각팬을 구동시키기 위한 트랜지스터(Q₁-Q_n)로 구성되는바, 이들 트랜지스터는 실리콘제어정류기(도시하지 않았음)과 같은 구동소자로 대치될수도 있다.

그리고, 히터구동부(4)는 히터(H_r)와 히터를 구동시키기 위한 릴레이(RY_H) 및 트랜지스터(Q_H)로 구성되는데, 이 릴레이와 트랜지스터 역시 실리콘제어정류기와 같은 구동 소자로 대치될수도 있다.

한편, 과열보호부(5)는 트랜지스터(Q_0H)와 릴레이(RT_0H)로 구성되는바, 이 트랜지스터와 릴레이 대신에 전술한 바와같이 구동소자로 대치될수도 있다.

그리고, 제어부(6)는 8비트 마이컴과 입/출력 익스팬더로 구성되어 저온시에는 히터구동부(4)를 제어하는 신호를 발생하고, 과열시에는 냉각팬구동부(3)를 제어하는 신호를 발생하며, 냉각팬(F₁-F_n)이 작동하더라도 온도가 계속 상승할 경우에는 마이컴에 인터럽트를 걸어주어 인버터의 작동을 정지하는 신호를 발생하는 역할을 한다.

제2도는 본 고안의 회로도인바, 본 고안은 온도 검출 소자인 감지센서(S_T)를 온도 발열개소(예컨대 방열관)에 부착하여 인버터(도시하지 않았음)의 운전시 발열개소의 온도가 상승되거나 하강될 경우 감지센서(S_T)의 저항값이 감소되거나 증가됨에 냉각팬이나 히터를 작동시켜 인버터를 최적으로 제어하는 것인바, 이에 대한 동작을 상세히 설명하기로 한다.

회로의 전반적인 동작을 설먕하기전에 우선 감지센서(S_T)(더미스터)의 정격용량에 맞추어 가변저항(VR₁)을 조정한다. 즉, 가변저항(VR₁)을 조절하여 인버터의 설정온도를 조정한다.

인버터의 외부온도가 설정치보다 낮은 저온인 경우, 감지센서(S_T)인 더미스터의 저항값이 높아지게 되는데, 직류전압플로워(OP₁)를 통과한 안정화된 직류전압이 더미스터에 인가된다. 따라서 더미스터의 저항값이 높아지면 증폭기(OP₂)의 반전 입력단자에 인가되는 전압이 높아지게 된다.

즉, 더미스터에 인가되는 전압(V₁)은(R_ST는 더미스터의 정항이다)…(Ⅰ)가 되는데, 증폭기(OP₂)는 저항(R₁)(R₂)에 의해 이 전압을 증폭한다. 따라서 가변저항(VR1)에 의해 조정되는 설정온도에 대응하는 설정전압을 V₃라 하고,라고 하면, 증폭기(OP₂)의 출력전압(V₂)은가 된다. 이때 출력전압(V₂)은 가변저항(VR₂)에 의해 풀(Full)조정되어 온도에 따라 직선화된 전압출력을 나타낸다.

이러한 직선화된 아날로그 직류전압은 아날로그/디지틀 변환기(A/D)에 입력되어 8비트 디지틀 신호로 변환되어 제어부(6)의 내부에 구성된 마이컴에 입력된다.

이때 마이컴은 아날로그/디지틀 변환기(A/D)에서 출력된 디지틀 신호를 이용하여 인버터 내부의 온도 상태를 판별하는데, 인버터의 내부 상태가 설정온도 이하일 경우 마이컴은 입/출력 확장포트의 핀(D₀)을 통해 하이신호를 출력한다.

입/출력 확장포트의 핀(D₀)에서 하이신호가 발생되면, 이 하이신호는 바이어스 저항(R_H)을 통해 트랜지스터(Q_H)의 베이스에 인가되어 트랜지스터(Q_H)를 턴온시킨다.

트랜지스터(Q_H)가 턴온되면 릴레이코일(RY_H)이 여자 되어 접점(SW_H)이 “온”됨에 따라 회로차단기(MCCB)가 온된 상태에서 단상 상용전원이 히터(H_T)가 인가되어 히어(H_T)를 예열시키게 된다.

이후, 히터(H_T)가 예열됨에 따라 인버터의 내부온도가 설정치 온도로 상승하게 되면 마이컴의 제어하에 입/출력 포트의 핀(D₀)에서 로우신호가 출력되어 트랜지스터(Q_H)를 턴오프시키므로 히터(H_T)의 공급전원이 차단된다.

한편, 인버터의 운전중 방열판의 온도가 상승하게 되면 감지센서(S_T)의 저항값이 감소되어 증폭기(OP₂)의 반전단자에 인가되는 전압(V1)은 식(Ⅰ)에서 알수있는 바와 같이 적어지게 된다. 이때 증폭기(OP₂)는 이들 전압을 증폭하여 아날로그/디지틀 변환기(A/D)에 입력시켜 8비트의 디지틀 신호를 발생시키도록 한다.

그러면, 아날로그/디지틀 변환기(A/D)는 제어부(6)의 마이컴에 8비트 디지틀 신호를 인가하여 입/출력확장 포트로 하여금 핀(C₀-C_n)에서 냉각팬(F₁-F_n)을 구동시키는 출력신호를 단계적으로 내보낸다.

즉, 인버터의 내부온도가 점차적으로 증가함에 따라 C₀, C₁…C_n에서 단계적으로 하이신호가 발생하게 된다. 핀(C₀-C_n)에서 발생된 하이신호는 바이어스 저항(RF₁-RF_n)을 경유하여 트랜지스터(Q₁-Q_n)를 단계적으로 턴온시킴에 따라 그들의 콜렉터에 연결된 다수의 냉각팬(F₁-F_n)이 단계적으로 작동되어 인버터 내부의 온도를 항상 일정하게 유지해준다.

냉각팬(F₁-F_n)이 작동되어 인버터의 내부온도가 차츰 냉각됨에 따라 입/출력 확장포트의 핀(C_n-C₀)에서는 단계적으로 로우신호가 발생되어 트랜지스터(Q_n-Q₁)를 단계적으로 턴오프시킨다.

만약에 인버터의 내부온도가 설정치온도까지 냉각되면 핀(C₀-C_n)에서는 모두 로우신호가 출력되게 되고, 인버터의 운전중 내부온도가 조금이라도 상승하게 되면 핀(C₀-_n)에서 발생되는 하이신호에 의해 트랜지스터(Q₁-Q_n)가 점차적으로 작동하게 되어 인버터를 일정한 온도로 냉각시켜주게 된다.

그러나, 인버터의 운전중 트랜지스터(Q₁-Q_n)가 모두 턴온되어 냉각팬(F₁-F_n)이 모두 작동되더라도, 인버터의 과열상태가 계속될 경우, 마이컴은 입/출력 확장 포트의 핀(E₀)을 통해 하이신호를 발생시킨다.

핀(E₀)에서 발생된 하이신호는 바이어스저항(R_0H)을 통해 트랜지스터(Q_0H)의 베이스에 인가되어 트랜지스터(Q_0H)를 턴온시킨다.

트랜지스터(Q_0H)가 턴온되면, 릴레이(RY_0H)가 여자되어 접점(SW_0H)이 “온”되어 과열 보호부(5)에서는 이상신호가 출력되어 마이컴에 인터럽트를 걸어주어 RWM 파형이 출력되지 않도록 함으로써 인버터의 운전을 정지시킨다.

이와같이 구성되어 동작하는 본 고안은 인버터의 내부온도가 저온일 경우에는 히터를 자동으로 작동시키고, 내부온도가 고온일 경우에는 다수의 냉각팬을 독립적으로 단계적으로 작동시키며, 모든 냉각팬이 작동하더라도 인버터가 계속 과열 상태에 있을 경우에는 인버터의 운전을 즉시 정지시킴으로써 소비전력을 절감시키고 운전효율을 향상시킬 수 있는 특징을 지닌 것이다.

Claims

인버터의 주위온도를 검출하는 온도 검출부(1), 온도검출부에서 검출된 온도를 아날로그 직류전압으로 변환시키는 온도/전압 변환부, 아날로그 직류전압을 디지틀 신호로 변환하는 아날로그/디지틀 변환기, 인버터의 주위온도 하강시 이를 예열시키는 히터구동부, 인버터의 내부온도 상승시 이를 냉각시키는 냉각팬 구동부, 인버터의 계속 과열시 인버터를 정지시키는 과열보호부, 및 상기의 냉각팬 구동부와 히터구동부 및 과열보호부를 제어하는 제어부로 구성됨을 특징으로 하는 인버터 제어회로.
제1항에 있어서, 상기의 팬구동부는 다수의 냉각팬(F₁-F_n)과 상기의 냉각팬을 구동시키기 위한 트랜지스터(Q₁-Q_n)로 구성되어 인버터의 내부온도 상승시 제어부(6)의 제어에 의해 동작되어 상기의 내부온도를 단계적으로 냉각시킴을 특징으로 하는 인버터 제어회로.
제1항에 있어서, 상기의 과열보호부는 트랜지스터(Q_0H)와 릴레이(RY_0H)로 구성되어 인버터의 게속과열시 인버터의 운전을 정지시키기 위한 인터럽트 신호를 발생시킴을 특징으로 하는 인버터 제어회로.