KR100965110B1 - Electric power saving method for power transmission apparatus and electric power saving type power transmission apparatus according to the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 동력전달장치용 전력절감방법 및 이에 따른 전력절감형 동력전달장치에 관한 것으로서, 전동기에 인버터를 설치하는 단계, 상기 인버터를 이용하여 상기 전동기에 대한 입력전압의 주파수를 조절함으로써, 운행기계가 정상적으로 작동할 수 있는 범위 내에서 종동축의 최소 시간당 회전수를 검출하는 단계, 상기 전동기의 기설정된 사양의 입력전압 주파수에 따른 시간당 회전수로 주동축이 회전될 때, 앞서 검출한 상기 최소 시간당 회전수로 상기 종동축이 회전될 수 있는 풀리 직경비를 산출하는 단계, 및 상기 인버터 및 상기 주ㆍ종동풀리를 제거하고 산출한 상기 풀리 직경비에 따른 전력절감형 주ㆍ종동풀리를 제작하여 상기 주ㆍ종동축에 각각 결합시킨 후 벨트로 연결하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a power-saving method for a power transmission device and a power-saving power transmission device according to the present invention, comprising: installing an inverter to a motor, and adjusting a frequency of an input voltage to the motor by using the inverter, Detecting the minimum revolutions per hour of the driven shaft within a range in which the main shaft is normally operated, and when the main shaft is rotated at the revolutions per hour according to the input voltage frequency of the preset specification of the motor, Calculating a pulley diameter ratio at which the driven shaft can be rotated at a rotational speed, and removing the inverter and the main / driven pulley and manufacturing a power-saving main / driven pulley according to the calculated pulley diameter ratio. Coupling to the main and driven shafts, respectively, and then connecting to the belt.
본 발명에 의하면, 동력전달장치에 있어서 추후 부하 증대 및 돌발상황 등에 대비한 안전율에 따른 과도한 에너지 손실을 방지하고, 동력전달 중 마찰에 의해 발생하는 에너지 손실을 최소화하여 동력전달장치의 소모 전력을 절감할 수 있다.According to the present invention, in the power transmission device to prevent excessive energy loss in accordance with the safety factor against future load increase and sudden situation, and to minimize the energy loss caused by friction during power transmission to reduce the power consumption of the power transmission device can do.
동력전달장치, 전력절감, 풀리 직경비, 타이밍 벨트 Power train, power saving, pulley diameter ratio, timing belt
Description
본 발명은 동력전달장치용 전력절감방법 및 이에 따른 전력절감형 동력전달장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 안전율의 적용에 따른 과도한 에너지 손실을 방지하고, 마찰에 의한 에너지 손실을 최소화하여 동력전달장치의 소모 전력을 절감할 수 있는 동력전달장치용 전력절감방법 및 이에 따른 전력절감형 동력전달장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power-saving method for a power transmission device and a power-saving power transmission device according to the present invention, and more particularly, to prevent excessive energy loss due to the application of a safety factor and to minimize energy loss due to friction. The present invention relates to a power saving method for a power transmission device capable of reducing power consumption, and to a power saving type power transmission device accordingly.
일반적으로, 전동기의 주동축 회전력을 운행기계의 종동축에 전달하는 동력전달장치는 둘 이상의 기어, 둘 이상의 마찰차, 풀리와 벨트, 또는 스프로킷과 체인 등을 포함하여 이루어진다. 특히, 주동축과 종동축이 일정 거리 이상 이격되어 있는 경우에는 풀리와 벨트의 조합에 의한 동력전달장치가 주로 이용된다.In general, the power transmission device for transmitting the main shaft rotational force of the electric motor to the driven shaft of the driving machine comprises two or more gears, two or more friction wheels, pulleys and belts, or sprockets and chains. In particular, in the case where the main shaft and the driven shaft are separated by a predetermined distance or more, a power transmission device using a combination of a pulley and a belt is mainly used.
이때, 다양한 풀리와 벨트의 종류 중에서도, 소음이 적고 설치 비용이 저렴하며 평벨트의 비해 동력전달효율이 우수한 장점으로 인해, V-벨트와 풀리의 조합이 널리 이용되고 있다.At this time, among various kinds of pulleys and belts, a combination of a V-belt and a pulley is widely used due to the advantages of low noise, low installation cost, and excellent power transmission efficiency compared to the flat belt.
도 1은 이러한 V-벨트(10)와 풀리(20)를 포함하는 동력전달장치를 도시한 사시도이다. 이와 같은 V-벨트(10)와 풀리(20)를 포함하는 동력전달장치는 다양한 산업분야에 폭넓게 사용되고 있는 실정이다.1 is a perspective view showing a power transmission device including the V-
한편, 이러한 동력전달장치에 구비되는 전동기(30)는 추후 부하 증대 및 순간적인 과부하와 같은 돌발상황 등에 대비한 안전율을 적용하여 필요한 용량보다 약 20% 가량 증대된 사양을 갖도록 구비되는 것이 일반적이다.On the other hand, the
이러한 안전율은 V-벨트(10)의 장기적인 사용으로 인한 마찰 증대 및 장력 감소, 이에 따른 동력전달효율의 감소를 고려하고, 운행기계(40)에 걸리는 부하 변화 등을 감안하여, 동력전달장치의 안정성을 확보하기 위해 적용된다.The safety factor is considered to be increased in friction and tension due to long-term use of the V-
그러나, 이와 같은 안전율이 적용된 높은 용량 사양의 전동기(30)를 가동함으로써 운행기계(40)의 정상적인 동작에 필요한 최소 동력보다 많은 에너지가 계속적으로 공급되게 된다. 특히, 운행기계(40)에 균일한 부하가 걸리고 동일한 동력전달장치가 공장 내에 수십개 이상이 구비되며 24시간 내내 연속적으로 가동되는 경우, 종래의 동력전달장치는 안전율에 의해 확보되는 안전성 증대 효과에 비해 이러한 안전율에 따른 전력손실이 매우 증폭되는 문제점이 있다.However, by operating the high capacity specification
최근에는 이러한 전력손실을 절감하기 위해, 교류 전압의 주파수를 조절하는 인버터(Inverter)를 이용하여 전동기에 대한 입력전압 주파수를 낮게 조절함으로써 운행기계의 정상적인 동작에 필요한 최소 동력보다 많은 에너지가 공급되는 것을 방지하려는 노력이 행해지고 있다. 그러나, 이 경우에도 고가의 인버터를 구입해야 하는 부담이 있고, 인버터가 자체적으로 소모하는 전력이 있으므로 전력절감의 효 과가 감소되는 단점이 있다.In recent years, in order to reduce the power loss, by using an inverter that adjusts the frequency of the AC voltage to lower the input voltage frequency for the motor to supply more energy than the minimum power required for the normal operation of the driving machine. Efforts are being made to prevent it. However, even in this case, there is a burden of purchasing an expensive inverter, and there is a disadvantage in that power saving effect is reduced because the inverter consumes power.
뿐만 아니라, 이렇게 종래의 동력전달장치에 인터버를 이용하는 경우에는 별도의 장비인 인버터 자체에 대한 유지보수작업도 필요하게 되므로 번거로운 문제점도 있다.In addition, in the case of using the inverter in the conventional power transmission device, there is also a troublesome problem because the maintenance work for the inverter itself, which is a separate equipment, is also required.
또한, 종래의 동력전달장치는 장기간의 가동으로 인해 V-벨트의 장력이 약해지거나 마모로 인해 수명이 다한 경우, 동력전달효율 저하 및 안전사고를 방지하기 위해 빈번한 유지보수작업이 필요한 문제점도 있다.In addition, the conventional power transmission device has a problem that frequent maintenance work is required to prevent the power transmission efficiency and safety accidents when the tension of the V-belt is weakened or worn out due to long-term operation.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 운행기계의 정상적인 동작에 필요한 최소 동력보다 많은 에너지가 공급되는 것을 방지하여 과도한 에너지 손실을 차단하고, 치형 구조를 갖는 풀리 및 타이밍 벨트를 이용하여 동력전달 중 마찰에 의해 발생하는 에너지 손실을 최소화함으로써, 소모 전력을 절감할 수 있는 동력전달장치용 전력절감방법 및 이에 따른 전력절감형 동력전달장치를 제공하고자 한다.In order to solve the above problems, the present invention prevents excessive energy loss by supplying more energy than the minimum power required for the normal operation of the driving machine, and prevents excessive energy loss, and uses a pulley and a timing belt having a toothed structure to provide power. By minimizing the energy loss caused by friction during transmission, it is intended to provide a power saving method for a power transmission device that can reduce power consumption, and thus a power saving type power transmission device.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 동력전달장치용 전력절감방법은 전동기에 인버터를 설치하는 단계, 상기 인버터를 이용하여 상기 전동기에 대한 입력전압의 주파수를 조절함으로써, 운행기계가 정상적으로 작동할 수 있는 범위 내에서 종동축의 최소 시간당 회전수를 검출하는 단계, 상기 전동기의 기설정된 사양의 입력전압 주파수에 따른 시간당 회전수로 주동축이 회전될 때, 앞서 검출한 상기 최소 시간당 회전수로 상기 종동축이 회전될 수 있는 풀리 직경비를 산출하는 단계, 및 상기 인버터 및 상기 주ㆍ종동풀리를 제거하고 산출한 상기 풀리 직경비에 따른 전력절감형 주ㆍ종동풀리를 제작하여 상기 주ㆍ종동축에 각각 결합시킨 후 벨트로 연결하는 단계를 포함한다.In order to solve the above problems, the power transmission method for a power transmission device according to the present invention comprises the steps of installing an inverter in the motor, by adjusting the frequency of the input voltage to the motor using the inverter, Detecting the minimum revolutions per hour of the driven shaft within a range capable of operating normally, and when the main shaft is rotated at an hourly speed according to an input voltage frequency of a predetermined specification of the motor, the minimum revolutions per hour detected Calculating a pulley diameter ratio in which the driven shaft can be rotated by a channel, and removing the inverter and the main and driven pulleys, and manufacturing a power-saving main and driven pulley according to the calculated pulley diameter ratio. Coupling to belts after each coupling to the driven shaft;
상기 전력절감형 주ㆍ종동풀리는, 외주면에 치형 구조를 갖도록 제작되고, 상기 벨트는, 상기 치형 구조에 맞물려 회전될 수 있는 타이밍 벨트로 구비될 수 있다.The power-saving main and driven pulleys are manufactured to have a tooth structure on the outer circumferential surface, and the belt may be provided as a timing belt that can be rotated in engagement with the tooth structure.
상기 종동축의 최소 시간당 회전수를 검출하는 단계는, 상기 전동기의 기설정된 사양에 따른 입력전압 주파수를 단계적으로 낮추면서 상기 운행기계의 정상 작동 여부를 확인하여 상기 최소 시간당 회전수를 검출하는 단계일 수 있다.The detecting of the minimum revolutions per hour of the driven shaft may include: detecting the minimum revolutions per hour by checking whether the driving machine is normally operated while gradually decreasing an input voltage frequency according to a predetermined specification of the motor. Can be.
상기 동력전달장치용 전력절감방법에 있어서, 상기 전동기의 기설정된 사양에 따른 입력전압 주파수는 60Hz이고, 60Hz에서 1Hz 단위로 낮추면서 상기 운행기계의 정상 작동 여부를 확인할 수 있다.In the power saving method for the power transmission device, the input voltage frequency according to a predetermined specification of the motor is 60Hz, it can be confirmed whether the operation of the operating machine while lowering in units of 1Hz from 60Hz.
상기 운행기계가 정상적으로 작동할 수 있는 범위는, 상기 운행기계가 기설정된 요구 출력범위 내의 출력값을 갖는 범위일 수 있다.The range in which the driving machine can operate normally may be a range in which the driving machine has an output value within a predetermined required output range.
상기 운행기계가 정상적으로 작동할 수 있는 범위는, 상기 운행기계가 기설정된 요구 출력범위에 안전계수를 곱한 안전출력범위 내의 출력값을 갖는 범위일 수 있다.The range in which the driving machine can operate normally may be a range in which the driving machine has an output value within a safety output range obtained by multiplying a predetermined required output range by a safety factor.
상기 안전계수는, 1.01 내지 1.10의 범위 내의 값일 수 있다.The safety factor may be a value within the range of 1.01 to 1.10.
상기 풀리 직경비는, 상기 종동축에 결합되는 풀리의 직경에 대한 상기 주동축에 결합되는 풀리의 직경 비율일 수 있다.The pulley diameter ratio may be a ratio of the diameter of the pulley coupled to the main shaft with respect to the diameter of the pulley coupled to the driven shaft.
본 발명에 따른 전력절감형 동력전달장치는, 상기 동력전달장치용 전력절감방법에 따라 제작되어 상기 주ㆍ종동축에 각각 결합되는 전력절감형 주ㆍ종동풀리 및 상기 전력절감형 주ㆍ종동풀리를 연결하는 벨트를 포함한다.Power saving type power transmission device according to the present invention, the power-saving main, driven pulleys and the power-saving main and driven pulleys are manufactured in accordance with the power saving method for the power transmission device and coupled to the main and driven shafts, respectively. It includes a belt to connect.
상기 전력절감형 주ㆍ종동풀리는, 외주면에 치형 구조를 갖도록 제작되고, 상기 벨트는, 상기 치형 구조에 맞물리는 타이밍 벨트로 구비될 수 있다.The power-saving main and driven pulleys are manufactured to have a tooth structure on the outer circumferential surface, and the belt may be provided with a timing belt that meshes with the tooth structure.
본 발명에 따른 동력전달장치용 전력절감방법은, 주ㆍ종동풀리를 제거하고 외주면에 치형 구조를 갖는 시험 주ㆍ종동풀리를 제작하여 주ㆍ종동축에 각각 설치하는 단계, 상기 치형 구조에 맞물려 회전될 수 있는 타이밍 벨트로 상기 시험 주ㆍ종동풀리를 연결하는 단계, 전동기에 인버터를 설치하는 단계, 상기 인버터를 이용하여 상기 전동기에 대한 입력전압의 주파수를 조절함으로써 운행기계가 정상적으로 작동할 수 있는 범위 내에서 상기 전동기에 대한 입력전압의 최소 주파수를 검출하는 단계, 상기 전동기의 기설정된 사양에 따른 입력전압의 주파수에 대한 상기 최소 주파수의 비율인 최소 주파수 비율을 산출하는 단계, 및 상기 인버터 및 상기 시험 주동풀리를 제거하고 산출한 상기 최소 주파수 비율에 따른 전력절감형 주동풀리를 제작하여 상기 주동축에 결합시킨 후 상기 시험 종동풀리와 타이밍 벨트로 연결하는 단계를 포함한다.The power saving method for the power transmission device according to the present invention includes the steps of removing the main and driven pulleys and manufacturing test main and driven pulleys having tooth structure on the outer circumferential surface and installing them on the main and driven shafts respectively, and engaging the tooth structure to rotate. Connecting the test main / driven pulley with a timing belt which can be used, installing an inverter to the motor, and adjusting the frequency of the input voltage to the motor by using the inverter. Detecting a minimum frequency of an input voltage for the motor within the device, calculating a minimum frequency ratio that is a ratio of the minimum frequency to a frequency of an input voltage according to a predetermined specification of the motor, and the inverter and the test By removing the main pulley and producing a power saving type main pulley according to the minimum frequency ratio. And coupling the test driven pulley with a timing belt after coupling to the main shaft.
상기 전력절감형 주동풀리는, 상기 시험 주동풀리에 대한 상기 전력절감형 주동풀리의 직경비가 상기 최소 주파수 비율이 되도록 제작될 수 있다.The power-saving coarse pulley may be manufactured so that the diameter ratio of the power-saving coarse pulley to the test coarse pulley becomes the minimum frequency ratio.
상기 전동기에 대한 입력전압의 최소 주파수를 검출하는 단계는, 상기 전동기의 기설정된 사양에 따른 입력전압 주파수를 단계적으로 낮추면서 상기 운행기계의 정상 작동 여부를 확인하여 상기 최소 주파수를 검출하는 단계일 수 있다.The detecting of the minimum frequency of the input voltage to the motor may include detecting the minimum frequency by checking whether the driving machine is normally operated while gradually decreasing the input voltage frequency according to a predetermined specification of the motor. have.
상기 시험 주ㆍ종동풀리는, 상기 주ㆍ종동풀리의 직경 비율을 유지한 상태로 상기 주ㆍ종동풀리보다 작게 제작될 수 있다.The test main and driven pulleys can be made smaller than the main and driven pulleys while maintaining the diameter ratio of the main and driven pulleys.
본 발명에 따른 전력절감형 동력전달장치는, 상기 동력전달장치용 전력절감방법에 따라 제작되어 상기 동력전달장치용 전력절감방법에 따라 제작되어 상기 주 ㆍ종동축에 각각 결합되는 전력절감형 주동풀리와 시험 종동풀리; 및 상기 전력절감형 주동풀리 및 상기 시험 종동풀리를 연결하는 타이밍 벨트를 포함한다.The power saving type power transmission device according to the present invention is manufactured according to the power saving method for the power transmission device, and is manufactured according to the power saving method for the power transmission device, and is coupled to the main and driven shafts respectively. And test driven pulleys; And a timing belt connecting the power-saving driving pulley and the test driven pulley.
이러한 본 발명의 동력전달장치용 전력절감방법 및 이에 따른 전력절감형 동력전달장치에 의하면, 인버터를 이용하여 운행기계가 정상적으로 작동할 수 있는 범위 내에서 종동축의 최소 시간당 회전수를 검출하고, 검출한 최소 시간당 회전수로 회전될 수 있는 풀리 직경비를 산출한 후 이에 따라 전력절감형 주ㆍ종동풀리를 제작하여 설치함으로써, 운행기계의 정상적인 동작에 필요한 최소동력보다 많은 에너지가 공급되는 것을 방지할 수 있다.According to such a power saving method for a power transmission device and a power saving type power transmission device according to the present invention, the minimum number of revolutions per hour of a driven shaft is detected and detected within a range in which a driving machine can normally operate using an inverter. After calculating the pulley diameter ratio that can be rotated at the minimum revolutions per hour, and manufacturing and installing power-saving main and driven pulleys, it is possible to prevent the supply of more energy than the minimum power required for the normal operation of the machine. Can be.
또한, 풀리 직경비의 조절을 통해 기계적ㆍ물리적으로 종동축의 최소 시간당 회전수를 구현할 수 있으므로, 운행기계마다 인버터를 구비하는 경우와 비교하여 고가의 인버터를 구입하는 비용을 절약할 수 있고, 인버터가 자체적으로 소모하는 전력도 절약할 수 있어 동력전달장치의 전력절감효과를 증대시킬 수 있을 뿐 아니라, 별도의 장비인 인버터에 대한 유지보수작업도 불필요하게 된다.In addition, it is possible to mechanically and physically realize the minimum number of revolutions of the driven shaft by adjusting the pulley diameter ratio, thereby reducing the cost of purchasing expensive inverters compared to the case where inverters are provided for each moving machine. In addition, it can save power consumption by itself, which can increase the power saving effect of the power train, and also eliminate the maintenance work for the inverter, which is a separate equipment.
그리고, 전력절감형 주ㆍ종동풀리를 산출된 풀리 직경비에 따라 제작할 때 외주면에 치형 구조를 갖도록 제작하고, 상대적으로 동력전달효율이 낮고 빈번한 유지보수작업이 필요한 V-벨트를 상기 치형 구조에 맞물리는 타이밍 벨트로 교체하여 적용함으로써, 동력전달 중 마찰에 의해 발생하는 에너지 손실을 최소화할 수 있다.In addition, when the power-saving main and driven pulleys are manufactured according to the calculated pulley diameter ratio, they have a tooth structure on the outer circumferential surface, and a V-belt having a relatively low power transmission efficiency and requiring frequent maintenance work fits the tooth structure. By replacing physics with timing belts, the energy loss caused by friction during power transmission can be minimized.
그 결과, 동력전달장치의 전력 절감으로 인해, 다수개의 동력전달장치가 설 치 가동되는 공장 전체의 소모 전력이 감소되어 전력 비용을 절감할 수 있고, 제품당 생산 단가를 줄일 수 있다. 특히, 최근 유가가 급등하는 등 에너지 사용에 대한 비용이 큰 폭으로 증가하고 있어, 이러한 전력 비용의 절감 효과는 더욱 증대될 수 있다.As a result, due to the power savings of the power transmission device, the power consumption of the entire plant in which a plurality of power transmission devices are installed and operated can be reduced, thereby reducing the power cost and reducing the production cost per product. In particular, since the cost of energy use has been greatly increased recently, such as a sharp increase in oil prices, the effect of reducing power costs can be further increased.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 그 범위가 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
본 발명에 따른 동력전달장치의 전력절감방법이 적용되는 동력전달장치는, 기설정된 용량 사양을 갖는 전동기에 구비되는 주동축의 회전력을 운행기계 측에 구비되는 종동축에 전달하되, 주동축과 종동축이 일정 거리 이상 서로 이격된 상태에 대해, 풀리와 벨트를 이용하는 동력전달장치이다.The power transmission device to which the power saving method of the power transmission device according to the present invention is applied, transmits the rotational force of the main shaft provided in the motor having a predetermined capacity specification to the driven shaft provided on the driving machine side, It is a power transmission device using a pulley and a belt when the coaxial is separated from each other by a predetermined distance.
여기서, 상기 전동기는 기설정된 용량 사양에 따른 입력전압 및 입력전류가 인가되었을 때, 기설정된 사양에 따른 시간당 회전수를 갖는데, 기설정된 사양은 추후 부하 증대 및 순간적인 과부하와 같은 돌발상황 등에 대비한 안전율을 적용하여 필요한 용량보다 약 20% 가량 증대된 사양을 갖도록 구비되는 것이다.Here, when the input voltage and the input current according to the predetermined capacity specification is applied, the motor has a revolutions per hour according to the preset specification, the preset specification for the sudden increase such as load increase and instantaneous overload By applying the safety factor is to have a specification that is about 20% increased than the required capacity.
그리고, 본 발명에 따른 동력전달장치용 전력절감방법은, 종래에 V-벨트 및 풀리가 적용되어 설계 및 제작된 동력전달장치에 대하여 소모 전력이 절감되도록 종래의 동력전달장치의 벨트와 풀리를 재설계하는 방법으로 바람직하게 적용될 수 있다.In addition, the power transmission method for a power transmission device according to the present invention, the belt and the pulley of the conventional power transmission device to reduce the power consumption for the power transmission device designed and manufactured by applying a conventional V-belt and pulley. It can be preferably applied as a design method.
이하, 첨부된 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 동력전달장치용 전력절감방법의 순서 및 이에 의한 전력절감형 동력전달장치를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying Figures 2 to 5 will be described in detail the order of the power saving method for a power transmission device according to the first embodiment of the present invention and the power-saving power transmission device thereby.
먼저, 동력전달장치의 전동기(100)에 교류 전압의 주파수를 조절하는 인버터(미도시)를 설치한다(s100). 일반적으로 국내에 공급되는 교류 전원의 상용주파수는 60Hz 인데, 인버터로 전동기(100)에 대한 입력전압의 주파수를 조절함으로써 전동기(100)에 구비된 주동축(110)의 시간당 회전수를 조절할 수 있다.First, an inverter (not shown) for adjusting the frequency of the AC voltage is installed in the
다음, 이러한 인버터로 전동기(100)에 대한 입력전압의 주파수를 조절하여 운행기계(200)가 정상 작동할 수 있는 범위 내에서 종동축(210)의 최소 시간당 회전수를 검출한다(s200). 이하, 도 3을 참조하여, 이와 같은 종동축(210)의 최소 시간당 회전수를 검출하는 단계에 대하여 구체적으로 설명한다.Next, by adjusting the frequency of the input voltage to the
우선, 전동기(100)의 기설정된 사양에 따른 입력전압 주파수의 전압을 전동기에 인가한다(s210). 기설정된 사양에 따른 입력전압 주파수는 60Hz일 수 있으나, 전동기(100)의 종류에 따라 다를 수 있다. 이하 설명에서는 60Hz인 경우를 예로 들어 설명한다.First, a voltage of an input voltage frequency according to a predetermined specification of the
이 상태에서 인버터를 이용하여 입력전압 주파수를 1Hz 만큼 낮추어 59Hz의 전압을 전동기(100)에 인가한다(s220). 동력전달장치에 구비된 전동기(100)가 추후 부하 증대 및 순간적인 과부하와 같은 돌발상황 등에 대비한 안전율을 적용하여 필요한 출력보다 약 20% 가량 증대된 사양을 갖도록 구비되고, 이렇게 증대된 사양으 로 인해 가동시 많은 양의 불필요한 전력을 소모하게 되는 것이므로 출력을 낮추기 위해 입력전압 주파수를 하향 조정하는 것이다.In this state, the inverter lowers the input voltage frequency by 1 Hz and applies a voltage of 59 Hz to the motor 100 (S220). The
본 발명의 제1실시예에 있어서, 하향 조정되는 주파수의 폭은 1Hz로 설명되었으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 하향 조정되는 주파수의 폭은 0.5Hz, 2Hz 또는 5Hz가 될 수 있다.In the first embodiment of the present invention, the width of the frequency adjusted downward is described as 1 Hz, but is not limited thereto. For example, the width of the frequency to be adjusted down may be 0.5 Hz, 2 Hz or 5 Hz.
이렇게 하향 조정된 입력전압 주파수를 전동기에 인가하였을 때, 운행기계가 정상적으로 작동하는지 확인한다(s230). 이러한 확인 작업은 하향 조정된 입력전압 주파수가 인가됨으로써 변경된 운행기계의 출력이 기설정된 요구 출력범위 내의 출력값을 갖는지 여부를 작업자가 확인하는 작업이다. 여기서, 운행기계(200)가 정상적으로 작동할 수 있는 범위는 운행기계(200)가 기설절된 요구 출력범위 내의 출력값을 갖는 범위이다.When the down-adjusted input voltage frequency is applied to the motor, it is checked whether the driving machine is normally operated (s230). This checking operation is a task for the operator to confirm whether the output of the changed driving machine has an output value within the preset required output range by applying the down-regulated input voltage frequency. Here, the range in which the traveling
예를 들어, 상기 운행기계(200)가 송풍기이고 기설정된 요구 출력범위로서 송풍기로부터 유출되는 공기의 풍속이 30m/s 이상인 경우, 인버터에 의해 낮은 입력전압 주파수가 인가되었을 때 송풍기로부터 유출되는 공기의 풍속이 30m/s 이상인지 확인하는 것이다.For example, when the driving
단, 상기 운행기계(200)가 정상적으로 작동할 수 있는 범위는, 운행기계(200)가 기설정된 요구 출력범위에 안전계수를 곱한 안전출력범위 내의 출력값을 갖는 범위일 수 있다. 이러한 안전계수는 1.01 내지 1.10의 범위 내의 값을 갖는 것이 바람직하다. 그 이유는, 안전계수이므로 1.00보다는 큰 값을 가져야 하고, 안전계수가 1.10보다 크면 안전율에 의한 에너지 손실이 증대되어 본 발명에 따른 동 력전달장치용 전력절감방법이 적용되기 전의 동력전달장치보다 소모 전력이 절감되는 효과가 적어지기 때문이다.However, the range in which the driving
예를 들어, 상술한 바와 같이 운행기계(200)가 송풍기인 예에 있어서, 안전계수가 1.05라면 30m/s에 1.05를 곱한 31.5m/s 이상이 운행기계(200)가 정상적으로 작동할 수 있는 범위로 인지하고 작업자가 운행기계(200)의 정상 작동 여부를 확인하는 것이다.For example, in the example in which the traveling
한편, 운행기계(200)가 정상적으로 작동된다면, 작업자는 해당 입력전압 주파수에 따른 종동축(210)의 시간당 회전수의 값을 측정하여 저장한다(s240). 이후, 인버터를 이용하여 입력전압 주파수를 추가적으로 1Hz 만큼 낮춘다(s220). 그리고, 추가적으로 낮아진 입력전압 주파수를 갖는 입력전압이 인가되었을 때, 운행기계(200)가 정상적으로 작동하는지 여부를 확인한다(s230).On the other hand, if the operating
이와 같이, 입력전압 주파수를 1Hz씩 단계적으로 낮추면서 운행기계(200)가 정상적으로 작동하는지 확인하고 종동축(210)의 시간당 회전수를 측정하여 저장하는 작업을 운행기계(200)가 정상적으로 작동하지 못하는 시점까지 반복하여 수행한다.In this way, while lowering the input voltage frequency by 1Hz step by step check whether the operating
이러한 작업을 반복하다가 운행기계(200)가 정상적으로 작동하지 못함이 확인되었을 때에는, 현재 인가한 입력전압 주파수보다 1Hz 높은 주파수의 입력전압을 인가했을 때의 종동축(210)의 시간당 회전수, 즉 바로 전 확인작업에서 저장했던 종동축(210)의 시간당 회전수를 최소 시간당 회전수로서 검출한다(s250).When it is confirmed that the
예를 들어, 50Hz의 주파수를 갖는 입력전압을 인가하였을 때 종동축(210)의 시간당 회전수는 1000rpm이었고, 49Hz의 주파수를 갖는 입력전압을 인가하였을 때 처음으로 운행기계(200)가 정상적으로 작동하지 못하다고 확인되었을 경우, 50Hz의 주파수를 갖는 입력전압을 인가하였을 때의 종동축(210)의 시간당 회전수인 1000rpm이 최소 시간당 회전수가 되는 것이다. 즉 정상적으로 작동하였을 경우의 최소의 주파수를 갖는 입력전압을 인가하였을 때의 상기 종동축의 시간당 회전수가 최소 시간당 회전수이다.For example, when an input voltage having a frequency of 50 Hz is applied, the number of revolutions per hour of the driven
이처럼 최소 시간당 회전수를 검출한 후에는, 전동기(100)의 기설정된 사양의 입력전압 주파수에 따른 시간당 회전수로 주동축(110)이 회전될 때, 검출한 최소 시간당 회전수로 종동축(210)이 회전될 수 있는 풀리 직경비를 산출한다(s300). 이러한 풀리 직경비는 기설정된 사양에 따른 주동축(110)의 시간당 회전수에 대한 상기 최소 시간당 회전수의 비율로써 산출할 수 있다.After detecting the minimum revolutions per hour, when the
여기에서, 풀리 직경비는 종동축(210)에 결합되는 풀리의 직경에 대한 주동축(110)에 결합되는 풀리의 직경 비율일 수 있다. Here, the pulley diameter ratio may be a ratio of the diameter of the pulley coupled to the
예를 들어, 전동기(100)의 기설정된 사양의 입력전압 주파수에 따른 시간당 회전수가 1600rpm인 경우, 종동축(210)이 앞서 검출한 최소 시간당 회전수인 1000rpm으로 회전되기 위해서는 풀리 직경비는 62.5%로 산출된다.For example, when the rotational speed per hour according to the input voltage frequency of the preset specification of the
다음, 본 발명에 따른 동력전달장치용 전력절감방법이 적용되기 전에 동력전달장치에 구비되었던 주ㆍ종동풀리 및 인버터를 제거한다(s400). 그리고, 앞서 산출한 풀리 직경비에 따라 전력절감형 주ㆍ종동풀리(300, 400)를 새로이 제작한다(s500). 예를 들어, 풀리 직경비가 62.5%일 경우에는 전력절감형 종동풀리(400)의 직경을 100mm로 가정했을 때, 전력절감형 주동풀리(300)의 직경은 62.5mm가 된다.Next, before the power saving method for the power transmission device according to the present invention is applied, the main and driven pulleys and the inverters provided in the power transmission device are removed (S400). Then, the power-saving main and driven
단, 앞서 산출한 것은 풀리 직경비로서, 비율이기 때문에 전력절감형 주동풀리(300) 또는 전력절감형 종동풀리(400)의 둘 중 하나의 직경이 결정되어야 하는데, 기준이 되는 둘 중 하나의 직경은 전력절감형 주ㆍ종동풀리(300, 400)를 연결하는 벨트의 특성, 동력전달장치가 구비되는 공간의 크기, 전달하는 동력의 크기 등을 종합적으로 고려하여 결정하게 된다.However, since the diameter of the pulley is calculated as the ratio of the pulley, the diameter of one of the power-saving driven
그리고, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 동력전달장치용 전력절감방법에 의한 전력절감형 동력전달장치에 있어서, 전력절감형 주ㆍ종동풀리(300, 400)는 외주면에 치형 구조(310)를 갖도록 제작된다. 그리고, 전력절감형 주ㆍ종동풀리(300, 400)는 이러한 치형 구조(310)에 맞물리는 요철 구조(510)를 갖는 타이밍 벨트(500, T-벨트)로 구비된다.4 and 5, in the power-saving power transmission device by the power-saving method for the power transmission device according to the present invention, the power-saving main and driven
종래의 많은 동력전달장치와 같이 V-벨트를 사용할 경우, 벨트와 풀리 간의 미끄러짐이 발생하여 에너지 손실이 큰 편이고, 미끄러짐을 최대한 방지하기 위해서는 일정 수준 이상의 장력을 유지하여야 하며, 이러한 장력에 의해 주ㆍ종동축과 벨트에 가해지는 힘이 크고, 미끄럼에 의한 열로 벨트의 경화가 진행되기 때문에 유지 보수에 많은 시간과 비용이 필요하다.When using the V-belt like many power transmission devices, slippage between the belt and the pulley occurs and energy loss tends to be large. To prevent slipping as much as possible, tension must be maintained above a certain level. The force applied to the driven shaft and the belt is great, and the hardening of the belt proceeds due to the heat by sliding, which requires a lot of time and cost for maintenance.
이러한 V-벨트의 단점을 보완하기 위하여, 풀리의 치형 구조 및 벨트의 요철 구조로 인해 미끄러짐이 없어 에너지 손실을 최소화할 수 있는 타이밍 벨트(500)를 사용하는 것이다.In order to compensate for the drawbacks of the V-belt, the
이후, 제작된 전력절감형 주ㆍ종동풀리(300, 400)를 주ㆍ종동축(110, 210)에 각각 결합시키고 상기 타이밍 벨트(500)로 연결한다(s600).Thereafter, the produced power-saving main and driven
이렇게 제작된 전력절감형 주ㆍ종동풀리(300, 400) 및 타이밍 벨트(500)를 동력전달장치에 적용할 경우, 풀리와 벨트 간의 미끄러짐에 따른 마찰에 의한 에너지 손실을 최소화할 수 있고, 이에 따라 추후 부하 증대 등에 따른 안전율의 필요성이 감소하므로 풀리 직경비를 이용하여 운행기계(200)가 정상 작동하는 범위 내에서 전동기(100)가 소모하는 전력을 최소화할 수 있어 과도한 안전율에 따른 에너지 손실을 방지할 수 있다.When the power-saving main and driven
이하, 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 동력전달장치용 전력절감방법의 순서를 구체적으로 설명한다.6 and 7, the procedure of the power saving method for the power transmission device according to the second embodiment of the present invention will be described in detail.
본 발명의 제2실시예에 따른 동력전달장치용 전력절감방법은 제1실시예와 비교하여 전동기에 인버터를 연결하기에 앞서 시험 주ㆍ종동풀리를 제작하여 주ㆍ종동축에 각각 설치하는 단계(s40) 및 타이밍 벨트로 시험 주ㆍ종동풀리를 연결하는 단계(s80)를 더 포함하는 차이가 있다.In the power saving method for the power transmission device according to the second embodiment of the present invention, the test main and driven pulleys are manufactured and installed on the main and driven shafts before the inverter is connected to the motor as compared with the first embodiment. s40) and a step (s80) for connecting the test main and driven pulleys with the timing belt is further different.
또한, 운행기계가 정상 작동할 수 있는 범위 내에서 종동축의 최소 시간당 회전수를 검출하는 단계 대신에 전동기에 대한 입력전압의 최소 주파수를 검출하는 단계(s200')를 포함하며, 풀리 직경비를 산출하는 단계 대신에 최소 주파수 비율을 산출하는 단계(s300')를 포함한다는 점에서 본 발명의 제1실시예에 따른 동력전달장치용 전력절감방법과 상이하다.In addition, the step of detecting the minimum frequency of the input voltage to the motor (s200 ') instead of detecting the minimum number of revolutions of the driven shaft within the range that the operating machine can operate normally, and the pulley diameter ratio It differs from the power saving method for the power transmission device according to the first embodiment of the present invention in that it includes calculating the minimum frequency ratio (s300 ') instead of the calculating step.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 동력전달장치용 전력절감방법을 제1실시예의 경우와 비교하여 상술한 바와 같은 상이한 부분을 위주로 상세히 설명하고, 이 외에 제1실시예와 유사한 단계에 대해서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, the power saving method for the power transmission device according to the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the different parts as described above in comparison with the case of the first embodiment, and other steps similar to those of the first embodiment will be described. Detailed description will be omitted.
먼저, 본 발명에 따른 동력전달장치용 전력절감방법이 적용되기 전의 동력전달장치에 구비된 주ㆍ종동풀리를 제거하고, 외주면에 치형 구조를 가지며 상기 주ㆍ종동풀리와 동일한 크기를 갖는 시험 주ㆍ종동풀리를 제작하여 주ㆍ종동축에 각각 설치한다(s40).First, the main and driven pulleys provided in the power transmission device before the power saving method for the power transmission device according to the present invention is removed, and have a tooth structure on the outer circumferential surface and have the same size as the main and driven pulleys. The driven pulley is manufactured and installed on the main and driven shafts respectively (s40).
이때, 상기 시험 주ㆍ종동풀리는 타이밍 벨트의 특성, 동력전달장치가 구비되는 공간의 크기, 전달하는 동력의 크기 등을 종합적으로 고려하여, 상기 주ㆍ종동풀리의 크기 비율을 유지한 상태로 상기 주ㆍ종동풀리보다 작게 제작될 수도 있다. V-벨트의 경우 미끄러짐을 최대한 방지하기 위한 마찰력 증대를 위해 풀리의 크기가 큰 것이 바람직하였으나, 타이밍 벨트의 경우 미끄러짐 현상이 없으므로 풀리의 크기가 작게 구비되어도 족할 뿐 아니라, 풀리의 크기가 작게 구비되는 것이 풀리 자체의 회전운동량을 유지하기 위해 필요한 에너지가 감소되므로 전력 절감을 위해 더욱 바람직하기 때문이다.At this time, in consideration of the characteristics of the timing belt and driven pulley timing belt, the size of the space provided with the power transmission device, the size of the power to be transmitted, and the like, the main and driven pulleys while maintaining the size ratio of the main and driven pulleys It may be made smaller than the driven pulley. In the case of the V-belt, it is preferable that the size of the pulley is large in order to increase the frictional force to prevent slipping as much as possible, but in the case of the timing belt, there is no slipping phenomenon. This is because the energy required to maintain the rotational momentum of the pulley itself is reduced, so it is more desirable for power saving.
다음, 상기 치형 구조에 맞물리는 요철 구조를 갖도록 제작되는 타이밍 벨트로 시험 주ㆍ종동풀리를 연결한다(s80). 이와 같이, 본 발명에 따른 동력전달장치용 전력절감방법이 적용되기 전의 동력전달장치에 구비된 주ㆍ종동풀리 및 벨트를 타이밍 벨트가 사용될 수 있는 구성으로 교체하는 것은, 제2실시예의 경우 전동기에 대한 입력전원의 최소 주파수 비율을 검출하고 그에 따라 전력절감형 주ㆍ종동풀리를 제작하게 되는데, 제1실시예와 마찬가지로 최종적으로 타이밍 벨트를 사용하게 되므로 최소 주파수 비율을 찾을 때의 환경 조건을 최종적인 사용 환경 조건 과 일치시키기 위함이다.Next, the test caster and driven pulley are connected to a timing belt manufactured to have an uneven structure engaged with the tooth structure (s80). As described above, the main and driven pulleys and the belts provided in the power transmission device before the power saving method for the power transmission device according to the present invention are replaced with the configuration in which the timing belt can be used. The minimum frequency ratio of the input power source is detected and the power saving main / follower pulley is manufactured accordingly. As in the first embodiment, the timing belt is finally used. To match the environmental conditions of use.
이후, 동력전달장치의 전동기에 교류 전압의 주파수를 조절하는 인버터를 설치한다(s100'). 다음, 이러한 인버터로 전동기에 대한 입력전압의 주파수를 조절하여 운행기계가 정상 작동할 수 있는 범위 내에서 전동기에 대한 입력전압의 최소 주파수를 검출한다(s200'). 이하, 도 7을 참조하여, 이와 같은 전동기에 대한 입력전압의 최소 주파수를 검출하는 단계에 대하여 구체적으로 설명한다.Thereafter, an inverter for adjusting the frequency of the AC voltage is installed in the motor of the power transmission device (s100 '). Next, the inverter detects the minimum frequency of the input voltage for the motor within the range in which the driving machine operates normally by adjusting the frequency of the input voltage for the motor (s200 '). Hereinafter, the step of detecting the minimum frequency of the input voltage for such a motor will be described in detail with reference to FIG. 7.
우선, 전동기의 기설정된 사양에 따른 입력전압 주파수의 전압을 전동기에 인가한다(s210'). 기설정된 사양에 따른 입력전압 주파수는 60Hz일 수 있으나, 전동기의 종류에 따라 다를 수 있다. 이하 설명에서는 60Hz인 경우를 예로 들어 설명한다.First, a voltage of an input voltage frequency according to a predetermined specification of the motor is applied to the motor (s210 '). The input voltage frequency according to the preset specification may be 60 Hz, but may vary depending on the type of motor. In the following description, the case of 60 Hz will be described as an example.
이 상태에서 인버터를 이용하여 입력전압 주파수를 1Hz 만큼 낮추어 59Hz의 전압을 전동기에 인가한다(s220'). 그리고, 이렇게 낮춘 입력전압 주파수를 전동기에 인가하였을 때, 운행기계가 정상적으로 작동하는지 확인한다(s230').In this state, the inverter lowers the frequency of the input voltage by 1 Hz and applies a voltage of 59 Hz to the motor (s220 '). Then, when the lower input voltage frequency is applied to the motor, it is checked whether the driving machine is normally operated (s230 ').
본 발명의 제2실시예에 있어서, 낮추는 주파수의 폭은 1Hz로 설명되었으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 낮추는 주파수의 폭은 0.5Hz, 2Hz 또는 5Hz가 될 수 있다.In the second embodiment of the present invention, the width of the lowering frequency has been described as 1 Hz, but is not limited thereto. For example, the width of the lowering frequency may be 0.5 Hz, 2 Hz, or 5 Hz.
한편, 운행기계가 정상적으로 작동한다면, 인버터를 이용하여 입력전압 주파수를 추가적으로 1Hz 만큼 낮춘다(s220'). 그리고, 추가적으로 낮아진 입력전압 주파수를 갖는 입력전압이 인가되었을 때, 운행기계가 정상적으로 작동하는지 여부를 확인한다(s230').On the other hand, if the driving machine is operating normally, the inverter lowers the input voltage frequency by 1Hz additionally (s220 '). In addition, when an input voltage having a lower input voltage frequency is applied, it is checked whether the driving machine is normally operated (S230 ′).
이와 같이, 입력전압 주파수를 1Hz씩 단계적으로 낮추면서 운행기계가 정상적으로 작동하는지 확인하는 작업을 운행기계가 정상적으로 작동하지 못하는 시점까지 반복하여 수행한다.As such, while repeatedly decreasing the input voltage frequency by 1 Hz, the operation of checking whether the driving machine operates normally is repeatedly performed until the driving machine does not operate normally.
이러한 작업을 반복하다가 운행기계가 정상적으로 작동하지 못함이 확인되었을 때에는, 현재 인가한 입력전압 주파수보다 1Hz 높은 주파수를 입력전압의 최소 주파수로서 검출한다(s250')When it is confirmed that the operation machine does not operate normally while repeating these operations, a frequency 1 Hz higher than the currently applied input frequency frequency is detected as the minimum frequency of the input voltage (s250 ').
예를 들어, 49Hz의 주파수를 갖는 입력전압을 인가하였을 때 처음으로 운행기계가 정상적으로 작동하지 못하다고 확인되었을 경우, 50Hz가 최소 주파수가 되는 것이다. 즉 입력하는 주파수 중에서 정상적으로 작동할 때의 최소의 입력전압의 주파수가 상기 전동기에 대한 입력전압의 최소 주파수이다.For example, when an input voltage with a frequency of 49 Hz is applied, the first time it is confirmed that the operating machine does not operate normally, 50 Hz is the minimum frequency. That is, the frequency of the minimum input voltage when operating normally among the input frequencies is the minimum frequency of the input voltage to the motor.
이처럼 최소 주파수를 검출한 후에는, 전동기의 기설정된 사양에 따른 입력전압의 주파수에 대한 최소 주파수의 비율인 최소 주파수 비율을 산출한다(s300'). 예를 들어, 전동기의 기설정된 사양에 따른 입력전압의 주파수가 60Hz이고 최소 주파수는 50Hz인 경우, 최소 주파수 비율은 83.3%로 산출된다. 즉 최소 주파수 비율은 상기 전동기의 입력전압의 주파수에 대한 상기 최소 주파수의 비율이다.After detecting the minimum frequency, the minimum frequency ratio, which is the ratio of the minimum frequency to the frequency of the input voltage according to a predetermined specification of the motor, is calculated (s300 '). For example, if the frequency of the input voltage according to a predetermined specification of the motor is 60Hz and the minimum frequency is 50Hz, the minimum frequency ratio is calculated as 83.3%. In other words, the minimum frequency ratio is the ratio of the minimum frequency to the frequency of the input voltage of the motor.
다음, 동력전달장치로부터 시험 주동풀리 및 인버터를 제거한다(s400'). 그리고, 앞서 산출한 최소 주파수 비율에 따라 전력절감형 주동풀리를 새로이 제작한다(s500'). 보다 상세히 설명하면, 시험 주동풀리에 대한 전력절감형 주동풀리의 직경비가 상기 최소 주파수 비율이 되도록 전력절감형 주동풀리를 제작한다.Next, the test driving pulley and the inverter are removed from the power train (s400 '). In addition, according to the minimum frequency ratio calculated previously, a new power-saving movement pulley is manufactured (s500 '). In more detail, the power-saving main pulley is manufactured so that the diameter ratio of the power-saving main pulley to the test main pulley becomes the minimum frequency ratio.
예를 들어, 최소 주파수 비율이 83.3%일 경우에는 시험 주동풀리의 직경을 100mm로 가정했을 때, 전력절감형 주동풀리의 직경은 83.3mm 가 된다. 여기서, 상기 시험 종동풀리는 그대로 사용된다.For example, if the minimum frequency ratio is 83.3%, the diameter of the power saving type pulley is 83.3mm, assuming the diameter of the test barrel pulley is 100mm. Here, the test driven pulley is used as it is.
이때, 상기 전력절감형 주동풀리는 시험 종동풀리와 마찬가지로 외주면에 치형 구조를 갖도록 제작되고, 상기 치형 구조에 맞물리는 요철 구조를 갖는 타이밍 벨트가 별도로 제작된다.At this time, the power-saving main pulley is manufactured to have a tooth structure on the outer circumferential surface similar to the test driven pulley, and a timing belt having an uneven structure engaged with the tooth structure is manufactured separately.
이후, 제작된 전력절감형 주동풀리를 주동축에 각각 결합시키고 시험 종동풀리와 타이밍 벨트로 연결한다(s600').Thereafter, the manufactured power-saving driving pulleys are coupled to the main shaft, respectively, and connected to the test driven pulley and the timing belt (s600 ').
이와 같은, 본 발명의 제2실시예에 따른 동력전달장치용 전력절감방법에서 시험 종동풀리는 제1실시예에 있어서의 전력절감형 종동풀리에 대응되는 것으로서, 전력절감형 주동풀리와의 풀리 직경비에 따라 전력절감형 주동풀리와 함께 전력 절감의 효과를 발생시킨다는 점에서 실질적으로 동일한 것이다.As described above, the test driven pulley in the power saving method for the power transmission device according to the second embodiment of the present invention corresponds to the power saving driven pulley in the first embodiment, and has a pulley diameter ratio with the power saving driven pulley. This is substantially the same in that it generates the effect of power saving with power-saving main pulley.
그리고, 본 발명의 제2실시예에 따른 동력전달장치용 전력절감방법은 제1실시예와 비교하여, 전력절감형 주ㆍ종동풀리의 제작 기준이 되는 값이 종동축의 최소 시간당 회전수로부터 산출된 풀리 직경비가 아닌, 전동기 입력전압의 최소 주파수로부터 산출된 최소 주파수 비율이라는 차이가 있을 뿐, 풀리의 직경비를 이용하여 과도한 안전율에 의한 지속적인 에너지 손실을 방지하여 동력전달장치의 소모 전력을 절감한다는 기술적인 특징은 동일하다.In the power saving method for the power transmission device according to the second embodiment of the present invention, a value which is a manufacturing standard of the power-saving main / driven pulley is calculated from the minimum number of revolutions per hour of the driven shaft as compared with the first embodiment. There is a difference in the minimum frequency ratio calculated from the minimum frequency of the motor input voltage, not the pulley diameter ratio, and the power consumption of the power transmission device is reduced by preventing the continuous energy loss caused by excessive safety factor by using the diameter ratio of the pulley. The technical features are the same.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 동력전달장치용 전력절감방법은 종동축이 운행기계가 정상적으로 작동될 수 있는 최소한의 시간당 회전수로 회전될 수 있도록 설계하여 전력 소모량을 최소화할 수 있도록 구현되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 최소한의 시간당 회전수는 아니지만 종동축의 시간당 회전수가 일률적인 적정수준(예를 들어, 시간당 회전수 5% 감소)으로 감소되도록 전력절감형 주ㆍ 종동풀리의 비율을 조절하더라도 전동기의 소모 전력량은 시간당 회전수의 세제곱에 비례함을 감안할 때, 뛰어난 전력 절감 효과를 얻을 수 있다.The power saving method for the power transmission device according to the embodiment of the present invention described above has been implemented to minimize the power consumption by designing the driven shaft to be rotated at the minimum number of revolutions that the operating machine can operate normally, It is not limited to this. In other words, the power consumption of the motor is controlled even if the ratio of the power-saving main and driven pulleys is adjusted so that the number of revolutions per hour of the driven shaft is reduced to a uniform level (for example, 5% less revolutions per hour). Considering that is proportional to the cube of revolutions per hour, an excellent power saving effect can be obtained.
아래의 표 1은, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 동력전달장치용 전력절감방법을 적용하여 새로이 제작된 전력절감형 동력전달장치의 실측값을 종래의 인버터를 사용하는 동력전달장치의 실측값과 비교한 것이다. 객관적인 비교를 위해 모두 타이밍 벨트를 적용하여 측정하였다.Table 1 below shows the measured values of the newly-produced power saving type power transmission device by applying the power saving method for the power transmission device according to the present invention as described above. It is a comparison. All were measured with timing belts for objective comparison.
(KWH)Power
(KWH)
(mmH2O)pressure
(mmH 2 O)
(기준)100%
(standard)
(기준)100%
(standard)
(기준)100%
(standard)
주파수 5% 감소Using inverter
5% reduction in frequency
전력절감형 주ㆍ종동풀리5% reduction in pulley diameter ratio
Power saving main and driven pulley
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 운행기계의 출력을 동일하게 10% 감소시켰을 때를 기준으로, 본 발명에 따른 전력절감형 동력전달장치는 인버터를 이용한 입력전압 주파수를 조절한 경우와 비교하여 2%의 추가적인 소모 전력 절감 효과가 있음을 알 수 있다.As shown in Table 1, the power-saving power transmission device according to the present invention is 2% compared to the case of adjusting the input voltage frequency using the inverter, based on the same 10% reduction in the output of the driving machine. It can be seen that there is an additional power consumption reduction of.
또한, 본 발명에 따른 전력절감형 동력전달장치는 인버터를 이용하지 않아 기설정된 정상적인 상용주파수가 전동기에 인가되므로, 다양한 주파수의 입력전압이 인가될 수 있도록 설계되지 않은 전동기에 있어서, 상용주파수보다 낮은 주파수의 입력전압이 인가되어 발생할 수 있는 위험, 즉 통과하는 전류량이 증가하고 이에 따른 발열로 전동기의 수명이 단축될 수 있는 위험 등도 차단할 수 있다.In addition, since the power saving type power transmission device according to the present invention does not use an inverter and a predetermined normal commercial frequency is applied to the motor, the motor is not designed to be applied to various input voltages. The risk that may occur due to the application of the input voltage of the frequency, that is, the amount of current passing through it and the heat generated thereby may reduce the risk of shortening the life of the motor.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부되어 있는 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical spirit of the present invention, and such modifications and variations belong to the appended claims. will be.
도 1은 종래의 동력전달장치를 도시한 사시도,1 is a perspective view showing a conventional power transmission device,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 동력전달장치용 전력절감방법을 도시한 순서도,2 is a flowchart illustrating a power saving method for a power transmission device according to a first embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 동력전달장치용 전력절감방법에 있어서, 종동축의 최소 시간당 회전수를 검출하는 방법을 도시한 순서도,3 is a flowchart illustrating a method of detecting a minimum revolutions per hour of a driven shaft in a power saving method for a power transmission device according to a first embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 전력절감형 동력전달장치를 도시한 사시도,4 is a perspective view showing a power saving type power transmission device according to a first embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 전력절감형 동력전달장치에 있어서 전력절감형 주동풀리 및 타이밍 벨트의 구조를 도시한 정면도,5 is a front view showing the structure of a power-saving driving pulley and a timing belt in the power-saving power transmission device according to the first embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 동력전달장치용 전력절감방법을 도시한 순서도,6 is a flowchart showing a power saving method for a power transmission device according to a second embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 동력전달장치용 전력절감방법에 있어서, 입력전압의 최소 주파수를 검출하는 방법을 도시한 순서도이다.FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of detecting a minimum frequency of an input voltage in a power saving method for a power transmission device according to a second embodiment of the present invention.
＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＊＊ Explanation of symbols for main part of drawing ＊
100 : 전동기 110 : 주동축100: motor 110: main shaft
200 : 운행기계 210 : 종동축200: moving machine 210: driven shaft
300 : 주동풀리 310 : 치형 구조300: main pulley 310: tooth structure
400 : 종동풀리 500 : 타이밍 벨트400: driven pulley 500: timing belt
510 : 요철 구조510: uneven structure
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