WO2013094783A1 - 상승 및 하강 제어장치 - Google Patents

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WO2013094783A1
WO2013094783A1 PCT/KR2011/009856 KR2011009856W WO2013094783A1 WO 2013094783 A1 WO2013094783 A1 WO 2013094783A1 KR 2011009856 W KR2011009856 W KR 2011009856W WO 2013094783 A1 WO2013094783 A1 WO 2013094783A1
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triac
inverter
turned
falling
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PCT/KR2011/009856
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Inventor
김인석
Original Assignee
Kim In-Suk
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/26—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor
    • H02P1/40—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor in either direction of rotation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B1/00—Control systems of elevators in general
    • B66B1/24—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration
    • B66B1/28—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical
    • B66B1/30—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical effective on driving gear, e.g. acting on power electronics, on inverter or rectifier controlled motor
    • B66B1/308—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical effective on driving gear, e.g. acting on power electronics, on inverter or rectifier controlled motor with AC powered elevator drive

Definitions

  • the present invention relates to a control device for controlling the lifting and lowering of a device that moves up and down by controlling the rotational direction of the motor, such as a hoist or automatic door, and more particularly without changing the operation switch and the motor already installed.
  • the present invention also relates to a rise and fall control device that can be installed by simply replacing and controlling the rise and fall safely without generating an arc.
  • ascending and descending devices such as hoists or automatic doors control the forward and reverse rotation of the motor to control the upward and downward motions.
  • the conventional three-phase motor reverse rotation control device performs a reverse operation by switching two phases using two electronic switchgear. That is, when the three-phase AC power is applied to the three-phase (U, V, W) motor through the L1, L2, and L3 lines, the forward rotation turns on when the A switch is turned on, and the L2 line is connected to V when the B switch turns on. The L3 line is connected to W and the three-phase motor reverses.
  • the two electromagnetic switches are necessarily connected to each other in an interlock state, and the wiring direction is switched by the electronic switches, thereby achieving forward and reverse rotation control of the three-phase motor.
  • the conventional reverse rotation control device for controlling the rotation direction of the three-phase motor has a problem that the relay is frequently damaged because the arc of the relay is switched in the state that the power is applied.
  • the conventional rise and fall control device uses a magnet contact switch of the electronic switch, there is a problem in that the life is shortened by the arc generation, the maintenance cost is high.
  • the present invention has been proposed to solve the above problems, the object of the present invention can be installed simply replace without changing the operation switch and the motor is already installed and can safely control the rise and fall without arcing To provide a rise and fall control device.
  • another object of the present invention is to provide a rise and fall control device that can be used in common without distinguishing a three-phase motor and a single-phase motor.
  • R, S, T three-phase AC power supply line connected to each of the first triac; First to third triac photo drivers for turning on / off the first to third triacs; A relay connected between an output terminal of the first triac and the second triac and a two-phase input terminal (U, V) to switch the connection direction of the incoming line according to the stationary control signal to rotate the motor forward or reverse to raise or lower the relay; Lift switch; Lowering switch; A triac control circuit unit controlling on / off of the first to third triacs in accordance with an operation of the rising switch or the falling switch; A relay control circuit unit controlling on / off of the relay according to an operation of the rising switch or the falling switch; A triac operation delay circuit unit for delaying an on time of the first to third triacs; And a power on / off diode which transmits DC power when the rising switch is on and cuts off transmission of DC power when the falling switch is on.
  • Ascending and descending control device by generating a arc by simply replacing the magnet contact switch without changing the operation switch and the motor already installed in the device to control the rotation direction of the motor, such as hoist or automatic door to raise and lower Without rising and falling can be safely controlled, in particular, there is an advantage that it is easy to install and widely distributed at low cost.
  • the rising and falling control apparatus of the present invention is very convenient because it can be used in common without distinguishing the three-phase motor and single-phase motor only by the wiring method.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing a circuit of the rise and fall control apparatus according to the present invention
  • Figure 4 is a wiring example for using the rise and fall control device according to the invention in a single-phase motor.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing a circuit of the rise and fall control apparatus according to the present invention.
  • the rising and falling control apparatus 100 includes first and third triacs Q1 to Q3 connected to R, S and T three-phase AC power supply lines, respectively. Output terminals of the first to third triac photo drivers Q11 to Q31, the first triac Q1 and the second triac Q2 to turn on / off the first triac Q1 to the third triac; A relay RL connected between the two-phase input terminals U and V of the motor to switch the wiring direction of the incoming line according to the stationary control signal, and to rotate the motor 20 forward or reverse, and the rising switch UP.
  • the down switch DN the triac control circuit unit 110 for controlling the on / off of the triacs Q1 to Q3 according to the operation of the up switch or the down switch, and the relay according to the operation of the up switch or the down switch.
  • Relay control circuitry 120 for controlling the on / off of the triac, and triac copper for delaying the on time of the triac
  • the triac controller 110 receives a high signal when the rising switch UP is turned on, outputs a low signal, and receives a low signal when the falling switch DN is turned on, and outputs a high signal.
  • a third inverter U1C for outputting a low to turn off the first switching transistor Q9 and turning on the first switching transistor Q9 when the rising differential circuit 114 or the falling differential circuit 112 becomes a low signal;
  • the first triac photo driver Q11 to third tra It consists of a bad picture drivers (Q31) of a first switching transistor (Q9) for turning on then off for a time T1.
  • the relay controller 120 outputs a high signal when the rising switch UP is turned on, and outputs a low signal when the falling switch DN is turned on, and a low signal is outputted by the fourth inverter U1D.
  • the integrating circuit 122 charges the T2 time capacitor C6 and delays the T2 time.
  • the fifth inverter U1E for inverting the output, the sixth inverter U1A for inverting the output of the fifth inverter U1E, and the rising switch UP are turned on, the coil of the relay RL is excited after the T2 delay time.
  • the second switch transistor Q10 causes the coil of the relay RL to element after the T2 delay time.
  • Triac operation delay circuit 130 is composed of a resistor (R17) and a capacitor (C9) to delay the delay time T3 time, the diode D11, the resistor (R16) and the output of the delay circuit portion 132 As a result, when the rising switch UP is turned on or the falling switch DN is turned on, the third switch transistor Q14 is turned on after the T3 time delay to turn on the first switching transistor Q9.
  • the power on / off diode 140 is implemented as a diode D10 connected between the rising switch UP and the falling switch DN, and is connected to the + voltage of the rising switch UP and the + of the falling switch DN. It is connected in the direction of turning off the voltage.
  • each triac Q1 to Q3 is connected to the TNR elements TNR1 to TNR3 for surge protection in parallel, and the R, S, and T lines are connected to the U, V through the reactors RT1 to RT3. , W is connected to the output.
  • the 24V DC is connected to the Q11 to Q31 photo driver through the diode D10, and R17 and C9 of the triac operation delay circuit 130 to operate the delay time.
  • T3 Q14 is turned on to prepare for the operation of Q9, and the input of the first inverter U1B goes high.
  • the first inverter U1B When the rising UP switch is turned on and the input of the first inverter U1B becomes high, the first inverter U1B outputs a low signal, and the second inverter U1F outputs a high signal. .
  • the high signal of the second inverter U1F is maintained at a high signal by the time constant T1up of C3 and R5 of the rising differential circuit 114.
  • the third inverter U1C outputs a low signal during the time that the rising differential circuit 114 maintains the high signal. Accordingly, the first switching transistor Q9 is turned off to turn off the first triac photo driver Q11 to first. 3 Triac photo driver Q31 is turned off. When the first triac photo driver Q11 to the third triac photo driver Q31 are turned off, the first triac Q1 to the third triac Q3 are turned off to block R, S, and T currents. .
  • the fourth inverter U1D receives a high signal.
  • the high signal of the fourth inverter U1D charges the capacitor C6 of the integrating circuits R3 and C6.
  • the input of the fifth inverter U1E becomes a high signal. 5
  • the inverter U1E outputs a low signal.
  • the sixth inverter U1A outputs a high signal to turn on the relay switching transistor Q10.
  • the output of the third inverter U1C becomes a high signal. Accordingly, the first switching transistor Q9 is turned on to turn on the first triac photo driver Q11 to the third triac photo driver Q31.
  • the 24V DC is cut off by the diode D10 so that the first inverter U1B goes low, and the triac photo driver Q11, Q21, Q31 And power to the delay circuits R17 and C9.
  • the first inverter U1B When the input of the first inverter U1B becomes low, the first inverter U1B outputs a high signal, and the high signal of the first inverter U1B is C4, R6, R7 of the falling differential circuit 112. The high signal is maintained by the time constant T1dn.
  • the third inverter U1C outputs a low signal for the time T1dn during which the falling differential circuit 122 maintains the high signal. Accordingly, the first switching transistor Q9 is turned off to turn off the first triac photo driver Q11 to the third inverter U1C.
  • the third triac photo driver Q31 is turned off.
  • the first triac Q1 to the third triac Q3 are turned off to block R, S, and T currents. .
  • the holding time by the time constant of the falling differential circuit 112 is 'T1dn'
  • the holding time by the time constant of the rising differential circuit 114 is referred to as 'T1up', where 'T1dn' and 'T1up' Since each time constant value is set to be the same, it is collectively called 'T1'.
  • the fourth inverter U1D is low.
  • the signal is outputted, and thus the electric charge charged in the capacitor C6 of the integrating circuit 122 is discharged through the resistor R3.
  • the fifth inverter U1E outputs a high signal
  • the sixth inverter U1A outputs a low signal to generate a second signal.
  • the switching transistor Q10 is turned off.
  • the relay contact 104 is closed with NC (1-1). 5), the relay contact 106 is maintained at NC (2-6).
  • the output of the third inverter U1C becomes the high signal. Accordingly, the first switching transistor Q9 is turned on to turn on the first triac photo driver Q11 to the third triac photo driver Q31.
  • FIG 2 is an operation timing diagram of the rise and fall control apparatus according to the present invention.
  • UP is a rising switch
  • DN is a falling switch
  • Q14 is a third switching transistor of a delay circuit for delaying the operation of the triac
  • RL is a relay
  • Q9 is A first switching transistor Q9 for turning on / off a triac
  • TRIAC represents triacs Q1 to Q3.
  • the third switching transistor Q14 is turned on after the T3 time delay to prepare the first switching transistor Q9 to operate, and the relay RL is turned on in the T2 time period.
  • the switch contact is replaced, and after the time T1, the first switching transistor Q9 is turned on to allow the triacs Q1 to Q3 to conduct.
  • the relay (RL) by turning off the triacs (Q1 ⁇ Q3) for the time T1 before the operation of the relay (RL) to prevent the spark generated when replacing the relay contact, it is possible to use the relay (RL) for a long time. To be.
  • the third switching transistor Q14 is turned on to prepare the first switching transistor Q9 for operation, and the relay RL is kept in the off state.
  • the first switching transistor Q9 is turned on to allow the triacs Q1 to Q3 to conduct.
  • Figure 3 is a wiring example for using the rise and fall control device according to the invention in a three-phase motor.
  • R, S, T three-phase incoming line connection terminal, U, V, W three-phase output terminal, UP rising operation switch connection terminal, DN down switch connection terminal, COM Common connection terminals are provided.
  • the three-phase motor 20 is connected to the U, V, W output terminals, and the hoist Connect the up switch UP of the switch 10 to the UP terminal via the UP limit, and connect the down switch DN of the hoist switch 10 to the DN terminal via the down limit. Connect the common terminal of the up switch (UP) and the down switch (DN) to the COM terminal.
  • Figure 4 is a wiring example for using the rise and fall control device according to the invention in a single-phase motor.
  • R, S, T three-phase incoming line connection terminal, U, V, W three-phase output terminal, UP rising operation switch connection terminal, DN down switch connection terminal, COM Common connection terminals are provided.
  • the rise and fall control device 100 of the present invention When the rise and fall control device 100 of the present invention is used for a single phase motor, as shown in FIG. 4, the main winding M of the single phase motor is connected to the R and S terminals, and the S and W terminals are connected. Connect immediately, and connect the start switch 30 of the single-phase motor to the U and V terminals. At this time, the starting coil (ST) and the starting capacitor (CS) is connected to the start switch (30).
  • the rising switch (UP) of the hoist switch is connected to the UP terminal via the up limit (UP Limit)
  • the falling switch (DN) of the hoist switch is connected to the DN terminal via the down limit (Down Limit)
  • the rising switch Connect common terminal of UP and down switch (DN) to COM terminal.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

본 발명은 호이스트나 자동문과 같이 모터의 회전방향을 제어하여 상승 및 하강하는 장치에서 이미 설치되어 있는 조작 스위치와 모터를 변경하지 않고도 간단하게 교체하여 설치할 수 있고 아크 발생없이 안전하게 상승 및 하강을 제어할 수 있는 상승 및 하강 제어장치에 관한 것이다. 본 발명은, R, S, T 삼상 교류전원 인입선로에 각각 연결되는 제1 내지 제3 트라이악; 상기 제1 트라이악 내지 제3 트라이악을 온/오프하기 위한 제1 내지 제3 트라이악 포토 드라이버; 제1 트라이악과 제2 트라이악의 출력단과 2상 입력단(U,V) 사이에 연결되어 정역제어신호에 따라 인입선로의 결선방향을 전환하여 모터를 정회전 혹은 역회전시켜 상승 혹은 하강토록 하는 릴레이; 상승 스위치; 하강 스위치; 상기 상승 스위치 혹은 상기 하강 스위치의 조작에 따라 상기 제1 내지 제3 트라이악의 온/오프를 제어하는 트라이악 제어 회로부; 상기 상승 스위치 혹은 하강 스위치의 조작에 따라 상기 릴레이의 온/오프를 제어하는 릴레이 제어 회로부; 상기 제1 내지 제3 트라이악의 온시간을 지연시키기 위한 트라이악 동작지연 회로부; 및 상기 상승 스위치 온시 직류전원을 전달하고 상기 하강 스위치 온시 직류전원의 전달을 차단하는 전원 온/오프 다이오드를 포함한다.

Description

상승 및 하강 제어장치
본 발명은 호이스트나 자동문과 같이 모터의 회전방향을 제어하여 상승 및 하강하는 장치의 상승 및 하강을 제어하기 위한 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이미 설치되어 있는 조작 스위치와 모터를 변경하지 않고서도 간단하게 교체하여 설치할 수 있고 아크 발생없이 안전하게 상승 및 하강을 제어할 수 있는 상승 및 하강 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로, 호이스트나 자동문과 같이 상승 및 하강하는 장치들은 모터의 정회전과 역회전을 제어하여 상승 및 하강 동작을 제어하게 된다. 예컨대, 3상 모터를 사용할 경우에 종래의 3상 모터 정역회전 제어장치는 두 개의 전자개폐기를 이용해 두 상을 바꾸어 주는 방식으로 정역 조작을 수행하고 있다. 즉, 3상(U,V,W) 모터에 L1, L2, L3 선로를 통해 삼상 교류전원이 인가될 경우에 A전자개폐기가 온되면 정회전하고, B전자개폐기가 온되면 L2선로가 V로 연결되고 L3선로가 W로 연결되어 3상 모터는 역회전하게 된다. 상기 두 전자개폐기는 반드시 상호 인터록 상태로 결선되어 있고, 전자개폐기에 의해 결선방향이 전환되어 3상 모터의 정역 회전제어가 달성된다.
그런데 3상 모터의 회전방향을 제어하는 종래의 정역회전 제어장치는 전원이 인가된 상태에서 릴레이의 접점이 전환되므로 아크가 발생되어 릴레이가 자주 손상되는 문제점이 있다. 특히, 종래의 상승 및 하강 제어장치는 전자개폐기의 마그넷 접점 스위치를 사용하므로 아크 발생에 의해 수명이 짧아져 유지보수 비용이 많이 드는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 이미 설치되어 있는 조작 스위치와 모터를 변경하지 않고도 간단하게 교체하여 설치할 수 있고 아크 발생없이 안전하게 상승 및 하강을 제어할 수 있는 상승 및 하강 제어장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 3상 모터와 단상 모터를 구분하지 않고 공통적으로 사용할 수 있는 상승 및 하강 제어장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, R, S, T 삼상 교류전원 인입선로에 각각 연결되는 제1 내지 제3 트라이악; 상기 제1 트라이악 내지 제3 트라이악을 온/오프하기 위한 제1 내지 제3 트라이악 포토 드라이버; 제1 트라이악과 제2 트라이악의 출력단과 2상 입력단(U,V) 사이에 연결되어 정역제어신호에 따라 인입선로의 결선방향을 전환하여 모터를 정회전 혹은 역회전시켜 상승 혹은 하강토록 하는 릴레이; 상승 스위치; 하강 스위치; 상기 상승 스위치 혹은 상기 하강 스위치의 조작에 따라 상기 제1 내지 제3 트라이악의 온/오프를 제어하는 트라이악 제어 회로부; 상기 상승 스위치 혹은 하강 스위치의 조작에 따라 상기 릴레이의 온/오프를 제어하는 릴레이 제어 회로부; 상기 제1 내지 제3 트라이악의 온시간을 지연시키기 위한 트라이악 동작지연 회로부; 및 상기 상승 스위치 온시 직류전원을 전달하고 상기 하강 스위치 온시 직류전원의 전달을 차단하는 전원 온/오프 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상승 및 하강 제어장치는 호이스트나 자동문과 같이 모터의 회전방향을 제어하여 상승 및 하강하는 장치에서 이미 설치되어 있는 조작 스위치와 모터를 변경하지 않고도 간단하게 마그넷 접점 스위치를 교체하여 아크 발생없이 안전하게 상승 및 하강을 제어할 수 있고, 특히 설치가 용이하여 저가로 널리 보급할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명의 상승 및 하강 제어장치는 결선방식만 달리하여 3상 모터와 단상 모터를 구분하지 않고 공통적으로 사용할 수 있어 매우 편리하다.
도 1은 본 발명에 따른 상승 및 하강 제어장치의 회로를 도시한 회로도,
도 2는 본 발명에 따른 상승 및 하강 제어장치의 동작 타이밍도,
도 3은 본 발명에 따른 상승 및 하강 제어장치를 3상 모터에 사용하기 위한 결선 예,
도 4는 본 발명에 따른 상승 및 하강 제어장치를 단상 모터에 사용하기 위한 결선 예이다.
본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 상승 및 하강 제어장치의 회로를 도시한 회로도이다.
본 발명에 따른 상승 및 하강 제어장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, R, S, T 삼상 교류전원 인입선로에 각각 연결되는 제1 내지 제3 트라이악(Q1~Q3)과, 제1 트라이악(Q1) 내지 제3 트라이악을 온/오프하기 위한 제1 내지 제3 트라이악 포토 드라이버(Q11~Q31), 제1 트라이악(Q1)과 제2 트라이악(Q2)의 출력단과 모터의 2상 입력단(U,V) 사이에 연결되어 정역제어신호에 따라 인입선로의 결선방향을 전환하여 모터(20)를 정회전 혹은 역회전시키는 릴레이(RL)와, 상승 스위치(UP)와, 하강 스위치(DN)와, 상승 스위치 혹은 하강 스위치의 조작에 따라 트라이악(Q1~Q3)의 온/오프를 제어하는 트라이악 제어 회로부(110)와, 상승 스위치 또는 하강 스위치의 조작에 따라 릴레이의 온/오프를 제어하는 릴레이 제어 회로부(120)와, 트라이악의 온시간을 지연시키기 위한 트라이악 동작지연 회로부(130)와, 상승 스위치 온시 직류전원을 전달하고 하강 스위치 온시 직류전원의 전달을 차단하는 전원 온/오프 다이오드(140)와, R,S,T 선로를 통해 인입되는 교류전원 중 단상의 교류전원을 정류하여 안전하고 안정된 직류전원(24V, Vcc)을 공급하는 전원부(도시 생략함)로 구성된다.
도 1을 참조하면, 트라이악 제어부(110)는 상승 스위치(UP)가 온되면 하이신호를 입력받아 로우신호를 출력하고 하강 스위치(DN)가 온되면 로우신호를 입력받아 하이신호를 출력하는 제1 인버터(U1B)와, 제1 인버터(U1B)의 로우출력을 입력받아 하이신호로 출력하는 제2 인버터(U1F)와, 제1 인버터(U1B)의 하이신호를 T1dn 시간만큼 유지하는 하강 미분회로(112)와, 제2 인버터(U1F)의 하이출력을 T1up 시간만큼 유지하는 상승 미분회로(114)와, 상승 미분회로(114)나 하강 미분회로(112)가 하이신호를 유지하는 T1 시간동안 로우를 출력하여 제1 스위칭 트랜지스터(Q9)를 오프시키고 상승 미분회로(114)나 하강 미분회로(112)가 로우신호가 되면 제1 스위칭 트랜지스터(Q9)를 온시키는 제3 인버터(U1C)와, 제3 인버터(U1C)의 출력에 따라 제1 트라이악 포토 드라이버(Q11) 내지 제3 트라이악 포토 드라이버(Q31)를 T1시간 동안 오프시킨 후 온시키는 제1 스위칭 트랜지스터(Q9)로 구성된다.
그리고 릴레이 제어부(120)는 상승 스위치(UP)가 온되면 하이신호를 출력하고 하강 스위치(DN)가 온되면 로우신호를 출력하는 제4 인버터(U1D)와, 제4 인버터의 출력이 로우신호가 되면 T2시간 콘덴서(C6)를 방전시키고, 제4 인버터(U1D)의 출력이 하이신호가 되면 T2시간 콘덴서(C6)를 충전시켜 T2시간 지연시키는 적분회로(122)와, 적분회로(122)의 출력을 반전시키는 제5 인버터(U1E), 제5 인버터(U1E)의 출력을 반전시키는 제6 인버터(U1A), 상승 스위치(UP)가 온되면 T2 지연시간 후 릴레이(RL)의 코일을 여자시키고 하강 스위치(DN)가 온되면 T2 지연시간 후 릴레이(RL)의 코일을 소자시키는 제2 스위칭 트랜지스터(Q10)로 구성된다.
트라이악 동작지연 회로부(130)는 저항(R17)과 콘덴서(C9)로 이루어져 T3시간 지연시키는 지연회로부(132)와, 다이오드(D11)와, 저항(R16)과, 지연회로부(132)의 출력에 따라 상승 스위치(UP)가 온되거나 하강 스위치(DN)가 온되면 T3시간 지연 후 온되어 제1 스위칭 트랜지스터(Q9)가 온될 수 있도록 하는 제3 스위칭 트랜지스터(Q14)로 구성된다.
전원 온/오프 다이오드(140)는 상승 스위치(UP)와 하강 스위치(DN) 사이에 연결되는 다이오드(D10)로 구현되며, 상승 스위치(UP)의 +전압에 도통되고 하강 스위치(DN)의 +전압에 오프되는 방향으로 연결된다.
또한, 각 트라이악(Q1~Q3)에는 병렬로 보호(Surge Observer)를 위한 TNR 소자(TNR1~TNR3)가 연결되어 있고, R,S,T 선로는 리액터(RT1~RT3)를 통해 U, V, W 출력과 연결된다.
이어서, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 상승 및 하강 제어장치의 동작을 도 2의 타이밍도를 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
1. 상승 동작 설명
호이스트나 자동문을 상승시키기 위해 상승 스위치(UP)가 온되면, 24V DC가 다이오드(D10)를 통해 Q11 내지 Q31 포토 드라이버와, 트라이악 동작 지연회로부(130)의 R17과 C9으로 연결되어 동작 지연시간(T3) 후 Q14를 도통시켜 Q9의 동작을 준비시킴과 아울러 제1 인버터(U1B)의 입력은 하이상태가 된다.
[트라이악 차단]
종래에는 Q9이 온상태이고, 릴레이가 오프상태에서 상승(UP)스위치가 온되면, TRIAC이 즉시 온되어 모터에 역방향의 돌입전류가 흐르게 되나 본 발명에서는 Q14, C9, D11, R17로 이루어진 Q9 동작 지연회로(130)를 부가하여 Q9이 오프상태이고, 릴레이(RL)가 오프상태에서 상승스위치(UP)가 온되면 R17, C9 지연회로(132)에 의해 지연되어 제3 스위칭 트랜지스터(Q14)가 온되므로 제1 스위칭 트랜지스터(Q9)는 결국 OFF를 유지하여 TRIAC(Q1~Q3)이 릴레이 동작까지 계속 오프상태를 유지한다.
그리고 상승(UP)스위치가 온되어 제1 인버터(U1B)의 입력이 하이상태가 되면, 제1 인버터(U1B)는 로우신호를 출력하게 되고, 제2 인버터(U1F)는 하이신호를 출력하게 된다. 제2 인버터(U1F)의 하이신호는 상승 미분회로(114)의 C3, R5에 의한 시상수(T1up)만큼 하이신호가 유지된다. 제3 인버터(U1C)는 상승 미분회로(114)가 하이신호를 유지하는 시간동안 로우신호를 출력하고, 이에 따라 제1 스위칭 트랜지스터(Q9)는 오프되어 제1 트라이악 포토 드라이버(Q11) 내지 제3 트라이악 포토 드라이버(Q31)가 오프된다. 제1 트라이악 포토 드라이버(Q11)내지 제3 트라이악 포토 드라이버(Q31)가 오프되면, 제1 트라이악(Q1) 내지 제3 트라이악(Q3)이 오프되어 R, S, T 전류가 차단된다.
[릴레이 여자]
한편, 상승스위치(UP)가 온(on)되어 제1 인버터(U1B)의 입력이 하이가 되고 이에 따라 제1 인버터(U1B)가 로우신호를 출력하게 되면, 제4 인버터(U1D)는 하이신호를 출력하게 된다. 그리고 제4 인버터(U1D)의 하이신호는 적분회로(R3,C6)의 콘덴서(C6)을 충전시키게 되고, T2 지연시간 후 충전이 완료되면 제5 인버터(U1E)의 입력이 하이신호가 되어 제5 인버터(U1E)는 로우신호를 출력하게 되고, 이에 따라 제6 인버터(U1A)는 하이신호를 출력하여 릴레이 스위칭 트랜지스터(Q10)를 온시키게 된다. 릴레이 스위칭 트랜지스터(Q10)가 온되면 릴레이(RL)가 여자되어 릴레이의 접점(106)은 4-6번으로 연결되고 릴레이의 접점(104)은 3-5번으로 연결되어 모터를 정회전시키는 방향으로 연결하게 된다.
[트라이악 재도통]
상승 미분회로(114)의 시상수에 의해 제3 인버터(U1C)의 입력이 T1 시간동안 하이신호가 유지되다가 T1 시간 이후에 로우신호가 되면 제3 인버터(U1C)의 출력은 하이신호가 되고, 이에 따라 제1 스위칭 트랜지스터(Q9)가 턴온되어 제1 트라이악 포토 드라이버(Q11) 내지 제3 트라이악 포토 드라이버(Q31)를 온시키게 된다. 이때 지연회로(R17,C9)의 지연시간(T3) 후 제1 스위칭 트랜지스터(Q14)가 온되어 있으므로 제1 트라이악 포토 드라이버(Q11) 내지 제3 트라이악 포토 드라이버(Q31)가 온되면, 제1 트라이악(Q1) 내지 제3 트라이악(Q3)이 턴온되어 R-Q1-104-RT2-V, S-Q2-106-RT1-U, T-Q3-RT3-W로 선로가 연결되어 모터(20)의 정회전에 의해 호이스트 등이 상승하게 된다. 호이스트 등이 상승하다가 상승 리미트 스위치(UP Limit)에 도달하면 상승 스위치(UP)가 오프되어 정지하게 된다.
2. 하강 동작 설명
호이스트나 자동문을 하강시키기 위해 하강 스위치(DN)가 온되면, 24V DC가 다이오드(D10)에 의해 차단되어 제1 인버터(U1B)는 로우상태가 되고, 트라이악 포토 드라이버(Q11,Q21,Q31)와 지연회로( R17,C9)로 전원이 전달된다.
[트라이악 차단]
제1 인버터(U1B)의 입력이 로우상태가 되면, 제1 인버터(U1B)는 하이신호를 출력하게 되고, 제1 인버터(U1B)의 하이신호는 하강 미분회로(112)의 C4, R6, R7에 의한 시상수(T1dn)만큼 하이신호가 유지된다. 제3 인버터(U1C)는 하강 미분회로(122)가 하이신호를 유지하는 T1dn 시간동안 로우신호를 출력하고, 이에 따라 제1 스위칭 트랜지스터(Q9)는 오프되어 제1 트라이악 포토 드라이버(Q11) 내지 제3 트라이악 포토 드라이버(Q31)가 오프된다. 제1 트라이악 포토 드라이버(Q11) 내지 제3 트라이악 포토 드라이버(Q31)가 오프되면, 제1 트라이악(Q1) 내지 제3 트라이악(Q3)이 오프되어 R, S, T 전류가 차단된다. 본 발명의 실시예에서 하강 미분회로(112)의 시상수에 의한 유지시간을 'T1dn', 상승 미분회로(114)의 시상수에 의한 유지시간을 'T1up'이라 하는데, 'T1dn'와 'T1up'이 같도록 각 시상수값을 설정하였으므로 통칭하여 'T1'이라고 한다.
[릴레이 소자]
한편, 하강 스위치(DN)가 온된 상태에서 다이오드(D10)에 의해 제1 인버터(U1B)의 입력이 로우가 되어 제1 인버터(U1B)가 하이신호를 출력하게 되면 제4 인버터(U1D)는 로우신호를 출력하게 되고, 이에 따라 적분회로(122)의 콘덴서(C6)에 충전되어 있던 전하는 저항(R3)을 통해 방전된다. 콘덴서(C6)의 전하가 방전되어 제5 인버터(U1E)의 입력이 로우신호가 되면 제5 인버터(U1E)는 하이신호를 출력하게 되고, 제6 인버터(U1A)는 로우신호를 출력하여 제2 스위칭 트랜지스터(Q10)를 오프시키게 된다. 제2 스위칭 트랜지스터(Q10)가 오프되면 릴레이(RL)의 코일에 흐르는 전류가 차단되어 릴레이(RL)가 소자상태로 있게 되고, 릴레이(RL)가 소자되면 릴레이 접점(104)은 NC(1-5), 릴레이 접점(106)은 NC(2-6)번으로 유지된다.
[트라이악 재도통]
하강 미분회로(112)의 시상수에 의해 제3 인버터(U1C)의 입력이 T1 시간동안 하이신호가 유지되다가 T1 시간 이후에 로우신호가 되면 제3 인버터(U1C)의 출력은 하이신호가 되고, 이에 따라 제1 스위칭 트랜지스터(Q9)가 턴온되어 제1 트라이악 포토 드라이버(Q11) 내지 제3 트라이악 포토 드라이버(Q31)를 온시키게 된다. 이때 지연회로(R17,C9)의 지연시간(T3) 후 제3 스위칭 트랜지스터(Q14)가 온되어 있으므로 제1 트라이악 포토 드라이버(Q11) 내지 제3 트라이악 포토 드라이버(Q31)가 온되면, 제1 트라이악(Q1) 내지 제3 트라이악(Q3)이 턴온되어 R-Q1-106-RT1-U, S-Q2-104-RT2-V, T-Q3-RT3-W로 선로가 연결되어 모터(20)의 역회전에 따라 호이스트 등이 하강하게 된다. 호이스트 등이 하강하다가 하강 리미트 스위치(DOWN Limit)에 도달하면 하강 스위치(DN)가 오프되어 정지하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 상승 및 하강 제어장치의 동작 타이밍도이다.
도 2에서 "UP"은 상승 스위치이고, "DN"은 하강 스위치이며, "Q14"는 트라이악의 동작을 지연시키기 위한 지연회로의 제3 스위칭 트랜지스터이고, "RL"은 릴레이이며, "Q9"은 트라이악을 온/오프시키기 위한 제1 스위칭 트랜지스터(Q9)이고, "TRIAC"은 트라이악(Q1~Q3)을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 상승 스위치(UP)를 온시키면 T3시간 지연 후 제3 스위칭 트랜지스터(Q14)가 온되어 제1 스위칭 트랜지스터(Q9)가 동작할 수 있도록 준비시키고, 릴레이(RL)는 T2 시간 후 온되어 스위치 접점 교체가 이루어지게 하고, T1시간 후 제1 스위칭 트랜지스터(Q9)가 온되어 트라이악(Q1~Q3)이 도통되도록 한다. 이와 같이 본 발명에 따르면, 릴레이(RL)의 동작 전에 T1 시간동안 트라이악(Q1~Q3)을 오프시켜줌으로써 릴레이 접점 교체시에 스파크가 발생되지 않게 하고, 이에 따라 릴레이(RL)를 장시간 사용할 수 있게 한다.
한편, 하강 스위치(DN)를 온시키면 T3시간 지연 후 제3 스위칭 트랜지스터(Q14)가 온되어 제1 스위칭 트랜지스터(Q9)가 동작할 수 있도록 준비시키고, 릴레이(RL)는 계속 오프상태를 유지하고, T1 시간 후 제1 스위칭 트랜지스터(Q9)가 온되어 트라이악(Q1~Q3)이 도통되도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 상승 및 하강 제어장치를 3상 모터에 사용하기 위한 결선 예이다.
본 발명에 따른 상승 및 하강 제어장치(100)는 R, S, T 3상 인입선로 연결단자와, U, V, W 3상 출력단자, UP 상승 조작 스위치 연결단자, DN 하강 스위치 연결단자, COM 공통 연결단자가 구비되어 있다.
이러한 본 발명의 상승 및 하강 제어장치(100)를 3상 모터(20)에 사용할 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이, 3상 모터(20)를 U, V, W 출력단자에 연결하고, 호이스트 스위치(10)의 상승 스위치(UP)를 상승 리미트(UP Limit)를 거쳐 UP 단자에 연결하며, 호이스트 스위치(10)의 하강 스위치(DN)를 하강 리미트(Down Limit)를 거쳐 DN 단자에 연결하고, 상승 스위치(UP)와 하강 스위치(DN)의 공통단자를 COM 단자에 연결한다.
도 4는 본 발명에 따른 상승 및 하강 제어장치를 단상 모터에 사용하기 위한 결선 예이다.
본 발명에 따른 상승 및 하강 제어장치(100)는 R, S, T 3상 인입선로 연결단자와, U, V, W 3상 출력단자, UP 상승 조작 스위치 연결단자, DN 하강 스위치 연결단자, COM 공통 연결단자가 구비되어 있다.
이러한 본 발명의 상승 및 하강 제어장치(100)를 단상 모터에 사용할 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이, 단상 모터의 주권선(M)을 R, S 단자에 연결하고, S단자와 W단자를 바로 연결하며, 단상모터의 기동 스위치(30)를 U,V 단자에 연결한다. 이때 기동 스위치(30)에는 기동코일(ST)과 기동콘덴서(CS)가 연결되어 있다.
그리고 호이스트 스위치의 상승 스위치(UP)를 상승 리미트(UP Limit)를 거쳐 UP 단자에 연결하며, 호이스트 스위치의 하강 스위치(DN)를 하강 리미트(Down Limit)를 거쳐 DN 단자에 연결하고, 상승 스위치(UP)와 하강 스위치(DN)의 공통단자를 COM 단자에 연결한다.
이상에서 본 발명은 도면에 도시된 하나의 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

Claims (3)

  1. R, S, T 삼상 교류전원 인입선로에 각각 연결되는 제1 내지 제3 트라이악(Q1~Q3);
    상기 제1 트라이악(Q1) 내지 제3 트라이악을 온/오프하기 위한 제1 내지 제3 트라이악 포토 드라이버(Q11~Q31);
    제1 트라이악(Q1)과 제2 트라이악(Q2)의 출력단과 2상 입력단(U,V) 사이에 연결되어 정역제어신호에 따라 인입선로의 결선방향을 전환하여 모터를 정회전 혹은 역회전시켜 상승 혹은 하강토록 하는 릴레이(RL);
    상승 스위치(UP);
    하강 스위치(DN);
    상기 상승 스위치 혹은 상기 하강 스위치의 조작에 따라 상기 제1 내지 제3 트라이악의 온/오프를 제어하는 트라이악 제어 회로부(110);
    상기 상승 스위치 혹은 하강 스위치의 조작에 따라 상기 릴레이의 온/오프를 제어하는 릴레이 제어 회로부(120);
    상기 제1 내지 제3 트라이악의 온시간을 지연시키기 위한 트라이악 동작지연 회로부(130); 및
    상기 상승 스위치 온시 직류전원을 전달하고 상기 하강 스위치 온시 직류전원의 전달을 차단하는 전원 온/오프 다이오드(140)를 포함하는 상승 및 하강 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 트라이악 제어부(110)는
    상기 상승 스위치(UP)가 온되면 하이신호를 입력받아 로우신호를 출력하고 하강 스위치(DN)가 온되면 로우신호를 입력받아 하이신호를 출력하는 제1 인버터(U1B)와,
    상기 제1 인버터(U1B)의 로우출력을 입력받아 하이신호로 출력하는 제2 인버터(U1F)와,
    상기 제1 인버터(U1B)의 하이신호를 T1dn 시간만큼 유지하는 하강 미분회로(112)와,
    상기 제2 인버터(U1F)의 하이출력을 T1up 시간만큼 유지하는 상승 미분회로(114)와,
    상기 상승 미분회로나 상기 하강 미분회로가 하이신호를 유지하는 T1 시간동안 로우를 출력하여 제1 스위칭 트랜지스터(Q9)를 오프시키고, 상승 미분회로나 하강 미분회로가 로우신호가 되면 제1 스위칭 트랜지스터(Q9)를 온시키는 제3 인버터(U1C)와,
    상기 제3 인버터(U1C)의 출력에 따라 제1 트라이악 포토 드라이버(Q11) 내지 제3 트라이악 포토 드라이버(Q31)를 T1시간 동안 오프시킨 후 온시키는 제1 스위칭 트랜지스터(Q9)로 구성되고,
    상기 릴레이 제어부(120)는
    상기 상승 스위치(UP)가 온되면 하이신호를 출력하고 상기 하강 스위치(DN)가 온되면 로우신호를 출력하는 제4 인버터(U1D)와,
    상기 제4 인버터의 출력이 로우신호가 되면 T2시간 콘덴서(C6)을 방전시키고, 상기 제4 인버터의 출력이 하이신호가 되면 T2시간 콘덴서(C6)을 충전시켜 T2시간 지연시키는 적분회로(122)와,
    상기 적분회로의 출력을 반전시키는 제5 인버터(U1E)와,
    상기 제5 인버터의 출력을 반전시키는 제6 인버터(U1A)와,
    상기 상승 스위치(UP)가 온되면 T2 지연시간 후 릴레이(RL)의 코일을 여자시키고, 상기 하강 스위치(DN)가 온되면 T2 지연시간 후 릴레이(RL)의 코일을 소자시키는 제2 스위칭 트랜지스터(Q10)로 구성된 것을 특징으로 하는 상승 및 하강 제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 트라이악 동작지연 회로부(130)는
    저항(R17)과 콘덴서(C9)로 이루어져 T3시간 지연시키는 지연회로부(132)와,
    상기 지연회로부(132)의 출력에 따라 상승 스위치(UP)가 온되거나 하강 스위치(DN)가 온되면 T3시간 지연 후 온되어 제1 스위칭 트랜지스터(Q9)가 온될 수 있도록 하는 제3 스위칭 트랜지스터(Q14)로 구성되고,
    상기 전원 온/오프 다이오드(140)는
    상기 상승 스위치(UP)와 상기 하강 스위치(DN) 사이에 연결되는 다이오드(D10)로 구현되며, 상기 상승 스위치(UP)의 +전압에 도통되고 상기 하강 스위치(DN)의 +전압에 오프되는 방향으로 연결된 것을 특징으로 하는 상승 및 하강 제어장치.
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