KR950008418Y1 - 전자식 배전반의 전원이상 검출회로 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

전자식 배전반의 전원이상 검출회로
제1도는 본 고안의 전원이상 검출회로를 보인 블록도.
제2도는 제1도의 R상, S상 및 T상 전류검출의 상세회로도.
제3도는 제1도의 Z상 전류검출부의 상세회로도.
제4도는 제1도의 R/S상, S/T상 및 R/T상 전압검출부의 상세회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1-4: R상,S상,T상 및Z상 전류검출부
5-7 : R/S상,S/T상 및 R/T상 전압검출부
8 : 멀티플렉서 9 : 샘플/홀드부
10 : 아날로그/디지탈 변환부 11,21 : 코아
12,22 : 홀센서 13,23 : 증폭기
14,24,31 : 리미터 15,25,31 : 저역통과필터
TA : 강압트랜스
본 고안은 전동기를 비롯한 각종 부하에 전원을 공급하여 동작을 제어하는 전자식 배전반에 있어서, 부하에 전원이 정상으로 공급되는지를 검출하는 전자식 배전반의 전원이상 검출장치에 관한 것이다.
일반적으로 부하에 전원을 공급하여 동작시킬 경우에 과전류 및 과전압을 비롯하여 불평형 전원이 공급되면, 부하가 과동작을 수행하여 손상되고, 부하의 구동속도가 변동되어 정밀기기에서는 정밀도를 저하시키게 되므로 전자식 배전반에서는 부하에 공급되는 전원의 상태를 검출하고, 이상이 있을 경우에는 전원을 차단시켜 공급되지 않도록 하고 있다.
전원의 이상을 검출하기 위하여 종래의 전자식 배전반에서는 변류기를 이용하여 R상, S상 및 T 상의 전류를 검출하고, 강압트랜스를 이용하여 R상과 S상, S상과 T상 및 R상과 T상간의 전압을 검출하여, 검출한 전류및 전압레벨로 부하에 과전류 및 과전압에 공급되는지를 검출함과 아울러 R상, S상 및 T상의 전류레벨을 비교하여 불평형 전원이 공급되는지를 검출하였다.
그러나 상기와 같은 종래의 전원이상 검출회로는 변류기의 검출전류 레벨이 낮고, 직선성이 낮으므로 각상의 전류레벨을 정확하게 검출하지 못함은 물론 번개등으로 인하여 검출할수 있는 레벨이상의 과전류 및 과전압이 공급될 경우에 검출회로가 손상되었으며, 또한 검출한 각상의 전류레벨을 비교하여 불평형 전원을 검출하였으므로 회로의 구성이 구성이 복잡하고, 불평형 전원을 검출하는데 많은 시간이 소요되어 전원을 효과적으로 차단시키지 못하는 등의 문제점이 있었다.
그러므로 본 고안의 목적은 부하로 흐르는 전류레벨을 정확히 검출하는 전원이상 검출회로를 제공하는데 있다.
본 고안의 다른 목적은 검출할수 있는 레벨이상의 과전류 및 과전압이 공급되어도 회로가 손상되지 않고 그 과전류 및 과전압을 정확히 검출하는 전원이상 검출회로를 제공하는데 있다. 본고안의 또다른 목적은 검출한 각상의 전류레벨을 비교하지 않고, 각상의 위상을 이용하여 불평형 전원을 정확히 검출하는 전원이상 검출회로를 제공하는데 있다.
이러한 목적을 가지는 본 고안의 전원이상 검출회로는 각상의 전원선을 코아에 권선하여 전원선에 흐르는 전류에 따라 코아에 자계에 발생되도록 하고, 코아의 발생자계를 홀센서로 검출하여 과전류를 검출하는 것으로 검출할수 있는 전류이상의 과전류가 흐를 경우에 코아가 포화되어 검출전류가 일정 과전류 이상으로 되지 않고, 또한 리미터를 사용하여 검출 전류 및 전압의 레벨을 제한함으로써 과전류 및 과전압의 레벨이 매우 높아도 회로는 손상되지 않는다.
그리고 각상의 전원선을 하나의 코아에 권선하고, 코아에 발생되는 자계를 홀센서로 검출하여 불평형 전원을 검출하는 것으로 각상간의 위상 120°씩 차이가 있으므로 불평형 전원일 경우에 검출레벨이 불평형 정도에 따라 일정값을 갖게 된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 전원이상 검출회로를 상세히 설명한다.
제1도는 본 고안의 전원이상 검출회로를 보인 블록도로서 이에 도시된 바와 같이, R상, S상 및 T상의 전류를 각기 검출하는 R상, S상 및 T상 전류검출부(1) (2) (3)와, R상, S상 및 T상의 합성전류로 불평형 전원을 검출하는 Z상 전류검출부(4)와, R상과 S상, S상과 T상 및 R상과 S상, S상과 T상 및 R상과 T상간의 전압을 검출하는 R/S상, S/T상 및 R/T상 전압검출부(5) (6) (7)와, 상기 검출부(1-7)의 출력 신호를 선택적으로 출력하는 멀티플렉서(8)와, 상기 멀티플렉서(8)의 출력신호를 설정된 주기로 샘플링 및 홀딩하여 출력하는 샘플/홀드부(9)와, 상기 샘플/홀드부(9)의 출력신호를 디지탈 신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환부(10)로 구성하였다.
여기서, R상, S상 및 T상 전류검출부 (1) (2) (3)는 제2도에 도시된 바와 같이, 일측이 개구되고 R상, S상 및 T상의 전원선이 각기 권선되는 환상형의 코아(11)와, 상기 코아(11)이 개구부에 설치되어 자계를 검출하는 홀센서(12)와, 상기 홀센서(12)의 검출신호를 증폭하는 저항(R1-R4) 및 연산증폭기(OP1)로 된 증폭기(13)와, 상기 증폭기(13)의 출력신호의 상한레벨 및 하한레벨을 제한하는 다이오드(D1) (D2) 및 정전압 다이오드(ZD1) (ZD2)로 된 리미터(14)와, 상기 리미터(14)의 출력신호에 저역신호를 통과시켜 잡음신호를 제거하는 저항(R5,R6), 콘덴서(C1,C2)및 연산증폭기(OP2)로 된 저역통과필터(15)로 구성하였다.
그리고 T상 전류검출부(4)는 제3도에 도시된 바와 같이, 일측이 개구되고 R상, S상 및 T상의 전원선이 동일한 회수로 권선되는 환상형의 코아(21)와, 상기 코아(21)의 개구부에 설치되어 자계를 검출하는 홀센서(22)와, 상기 홀센서(22)의 검출신호를 증폭하는 저항(R7-R10) 및 연산증폭기(OP3)로 된 증폭기(23)와, 상기 증폭기(23)의 출력신호의 상한레벨 및 하한레벨을 제한하는 다이오드(D3) (D4) 및 정전압 다이오드(ZD3) (ZD4)로 된 리미터(24)와, 상기 리미터(24)의 출력신호에서 저역신호를 통과시켜 잡음신호를 제거하는 저항(R11, R12), 콘덴서(C3, C4) 및 연산증폭기(OP4)로 된 저역통과필터(25)로 구성하였다.
또한, R/S, S/T상 및 R/T상 전압검출부(5-7)는 제4도에 도시된 바와 같이, R상과 S상, S상과 T상 및 R상과 T상간의 전압을 강압하는 강압트랜스(TA)와, 상기 강압트랜스(TA)의 강압전원의 출력신호의 상한레벨 및 하한레벨을 제한하는 다이오드(D5) (D6)및 정전압 다이오드(ZD5) (ZD6)로 된 리미터(31)와, 상기 리미터(31)의 출력신호에서 저역신호를 통과시켜 잡음신호를 제거하는 저항(R13, R14), 콘덴서(C5,C6) 및 연산증폭기(OP5)로 된 저역통과필터(32)로 구성하였다.
도면의 설명중 미설명부호 B+는 전원이다.
이와같이 구성된 본 고안의 전원이상 검출회로는 부하로 R상, S상 및 T상의 공급되면, 그 R상, S상 및 T상의 전류에 따라 R상, S상 및 T상 전류검출부(1-3)의 코아(11)에 일정한 자계가 발생하고, 발생한 자계를 홀센서(12)가 검출하게 된다.
여기서, 코아(11)는 일정레벨의 전류영역 이하에서는 직선적으로 자계를 발생하는 것으로 홀센서(12)의 검출신호는 선형적으로 가변되고, 일정레벨 이상의 과전류에서는 코아(11)가 포화되어 자계발생이 포화되고, 홀센서(12)의 검출신호가 포화되어 증가되지 않는다.
이와같이 홀센서(12)가 검출하는 검출신호는 증폭기(13)의 연산증폭기(OP1)를 통해 증폭되고, 리미터(24)에서 상한레벨 및 하한레벨이 제한된후 저역통과필터(25)에 입력되어 예를 들면 전원주파수인60HZ이하의 검출신호만 통과하고, 60HZ이상의 잡음신호는 제거된다.
그리고 R상, S상 및 T상의 합성전류에 따라 Z상 전류검출부(4)의 코아(21)에 일정자계가 발생하고, 발생자계를 홀센서(22)가 검출한다.
여기서, R상, S상 및 T상의 위상은 120°씩 차이가 있는 것으로 흐르는 전류레벨이 모두 동일할 경우에는 코아(21)의 발생자계가 상호간에 상쇄되어 홀센서(22)의 검출레벨이 0로 되고, 불평형 정도에 따라 코아(21)에 일정자계가 잔존하게 되고, 홀센서(22)는 일정레벨의 신호를 검출하게 된다.
이와같이 홀센서(22)가 검출하는 검출신호는 증폭기(23)에서 증폭되고, 리미터(24)에서 상한레벨 및 하한레벨이 제한되며, 저역통과필터(25)에서 잡음신호가 제거되어 출력된다.
또한 R상과 S상, S상과 T상 및 R상과 T상간의 전압이 R/S상, S/T 및 R/T상 전압검출부(5-7)의 강압트랜스(TA)에서 강압되고, 리미터(31)에서 상한레벨 및 하한레벨이 제한되며, 저역통과필터(32)에서 잡음신호가 제거되어 출력된다.
이와같이 검출부(1-7)에서 출력되는 검출신호는 멀티플렉서(8)에서 순차적으로 선택되어 출력되고, 샘플/홀드부(9)에서 일정주기로 샘플링 및 홀딩되어 출력되며, 아날로그/디지탈 변환부(10)에서 디지탈 신호로 변환되어 출력된다,
아날로그/디지탈 변환부(10)에서 출력되는 디지탈 검출신호는 전자식 배전반의 동작을 제어하는 마이콤 및 콘트롤러등에 입력되어 부하에 과전류, 불평형 전원 및 과전압이 공급되는지를 판별하고, 전원에 이상이 있을 경우에 R상, S상 및 T상 전원을 차단시켜 부하에 공급되지 않도록 제어한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안은 검출할수 있는 레벨이상의 과전류 및 과전압이 공급되어도 회로의 손상없이 이상여부를 정확히 검출할 수 있고, 간단히 불평형 전원을 검출하여 효과적으로 전원의 공급을 제어할 수 있다.

Claims (4)

  1. 전압이나 전류를 검출하기 위한 홀소자를 포함하며, 상기 홀소자에서 감지된 전압 또는 전류 신호를 증폭회로로 증폭하고 필터회로로 필터링하여 전압 또는 전류에 대응하는 감지신호로 변환한 다음, 이 변환된 감지 신호를 이용해서 전압과 전류, 전력 등의 측정을 수행하는 회로에 있어서, R상, S상 및 T상의 전류를 각기 검출하는 R상, S상, T상 전류 검출부(1) (2) (3)와 R상, S상 및 T상의 합성 전류로 불평형 전원을 검출하는 Z상 전류 검출부(4)와, R상과 S상, S상과 T상 및 R상과 T상간의 전압을 검출하는 R/S상, S/T상, R/T상 전압 검출부(5) (6) (7)와, 상기 검출부(1-7)의 출력 신호를 선택적으로 출력하는 멀티플렉서(8)와, 상기 멀티플렉서(8)의 출력신호를 설정된 주기로 샘플링 및 홀딩하여 출력하는 샘플/홀드부(9)와, 상기 샘플/홀드부(9)의 출력신호를 디지탈 신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환부(10)로 구성함을 특징으로 하는 전자식 배전반의 전원이상 검출회로.
  2. 제1항에 있어서, R상, S상 및 T상 전류 검출부(1) (2) (3)는 일측이 개구되고 R상, S상 및 T상의 전원선이 각기 권선되는 환상형의 코아(11)와, 상기 코아(11)의 개구부에 설치되어 자계를 검출하는 홀센서(12)와, 상기 홀센서(12)의 검출신호를 증폭하는 증폭기(13)와, 상기 증폭기(13)의 출력신호의 상한레벨 및 하한레벨을 제한하는 리미터(14)와, 상기 리미터(14)의 출력신호에 저역신호를 통과시켜 잡음신호를 제거하는 저역통과필터(15)로 구성함을 특징으로 하는 전자식 배전반의 전원이상 검출회로.
  3. 제1항에 있어서, Z상 전류 검출부(4)는 일측이 개구되고 R상, S상 및 T상의 전원선이 동일한 회수로 권선되는 환상형의 코아(21)와, 상기 코아(21)의 개구부에 설치되어 자계를 검출하는 홀센서(22)와, 상기 홀센서(22)의 검출신호를 증폭하는 증폭기(23)와, 상기 증폭기(23)의 출력신호의 상한 레벨 및 하한 레벨을 제어하는 리미터(24)와, 상기 리미터(24)의 출력신호에서 저역신호를 통과시켜 잡음 신호를 제거하는 저역통과필터(25)로 구성함을 특징으로 하는 전자식 배전반의 전원이상 검출회로.
  4. 제1항에 있어서, R/S상, S/T상 및 R/T상 전압 검출부(5-7)는 R상과 S상, S상과 T상 및 R상과 T상간의 전압을 강하하는 강압 트랜스(TA)와, 상기 강압 트랜스(TA)의 강압 전원의 출력신호의 상한레벨 및 하한레벨을 제한하는 리미터(31)와, 상기 리미터 (31)의 출력신호에서 저역신호를 통과시켜 잡음신호를 제거하는 저역통과필터(32)로 구성함을 특징으로 하는 전자식 배전반의 전원이상 검출회로.
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