KR20190115924A - Motor drive control apparatus having direct-starting function - Google Patents
Motor drive control apparatus having direct-starting functionInfo
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Abstract
Description
본 발명은 직입기동 기능이 구비된 모터 구동제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모터에 3상 교류전원을 인가하여 회전속도를 조절하는 인버터의 기능고장 발생시 전원입력단으로부터 입력되는 교류입력전원이 모터측에 직입되도록 하여 인버터를 교체하거나 정비하기까지 지속적으로 모터를 구동시킬 수 있는 직입기동 기능이 구비된 모터 구동제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a motor drive control device having a direct-input start function, and more particularly, an AC input power input from a power input terminal when a malfunction of an inverter that controls a rotational speed by applying a three-phase AC power to a motor is generated. The present invention relates to a motor drive control device having a direct intake start function capable of driving the motor continuously until it is directly inserted into the motor side until the inverter is replaced or maintained.
일반적으로 3상 유도전동기 등의 모터를 구동시키는 경우 속도제어를 위해 인버터를 이용한 PWM제어가 가능한 모터 구동제어장치가 이용되고 있다. 또한, 이러한 모터 구동제어장치에 이용되는 인버터는 PWM제어신호에 의해 스위칭동작하는 다수의 스위칭소자가 구비되며 각 스위칭소자는 반복적으로 개폐구동하면서 스위칭동작하기 때문에 수명이 짧고 기능고장이 잦은 특성이 있었다. 그러나 인버터에 기능고장이 발생하면 인버터를 교체하거나 정비하기까지 모터가 구동될 수 없으며 이로 인해 적용분야에 따라 커다란 피해나 불편을 야기할 수 있었다.In general, when driving a motor such as a three-phase induction motor, a motor drive control device capable of PWM control using an inverter for speed control is used. In addition, the inverter used in the motor drive control device is provided with a plurality of switching elements for switching operation by the PWM control signal, and each switching element has a characteristic of short life and frequent malfunction due to switching operation by repeatedly opening and closing driving. . However, if the inverter malfunctions, the motor cannot be driven until the inverter is replaced or serviced, which can cause great damage or inconvenience depending on the application.
이에 종래에는 장치 내에 두 대의 인버터가 장착된 듀얼 인버터 방식의 모터 구동제어장치가 개시된 바 있다. 따라서 하나의 인버터를 동작시켜 모터를 구동시키는 중에 해당 인버터에 기능고장이 발생하면 다른 인버터에 입력전원을 인가하여 지속적으로 모터를 구동시킬 수 있었다. 그러나 고가의 장비인 인버터 두 대가 동시에 설치되기 때문에 시스템 구축비용이 대폭 상승하며 기능고장시 입력전원을 절체하는 기능이 추가되는 등 시스템 설계가 복잡해지고 이로 인해 유지 관리비용이 증가하는 문제점이 있었다.In the related art, there has been disclosed a dual inverter type motor driving control device in which two inverters are mounted in a device. Therefore, if a malfunction occurred in the inverter while operating one inverter, the motor could be continuously driven by applying input power to the other inverter. However, because two expensive inverters are installed at the same time, the system construction cost is greatly increased, and the function of switching input power is added in case of a malfunction, resulting in a complicated system design and a maintenance cost.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 하나의 인버터를 이용하여 시스템 구축비용 및 유지관리 비용을 절감하고 시스템 설계를 간소화하면서도 인버터의 기능고장 발생시 인버터를 교체하거나 정비하기까지 지속적으로 모터를 구동시킬 수 있는 모터 구동제어장치를 제공하는 것에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to reduce the system construction cost and maintenance cost by using a single inverter, and to simplify the system design while replacing or maintaining the inverter in the event of malfunction of the inverter The present invention provides a motor drive control apparatus capable of continuously driving a motor.
본 발명의 특징에 따르면, 전원입력단(10)으로부터 입력되는 교류입력전원을 직류전원으로 변환하여 출력하는 직류변환부(110); 상기 직류변환부(110)의 출력단에 접속되며 수신된 PWM제어신호에 따라 복수의 스위칭소자들이 스위칭동작하면서 입력된 직류전원을 3상 교류전원으로 변환하여 출력하는 인버터부(120); 사용자 조작에 따라 설정된 PWM제어신호를 출력하여 상기 인버터부(120)를 구동제어하는 장치제어부(130); 사용자 조작 또는 제어신호에 따라 접점 전환동작하는 제1스위치모듈(140); 및 제2스위치모듈(150);을 포함하고, 상기 제1스위치모듈(140)은 전환동작하는 동작단자(144)가 전원입력단(10)에 연결되고 제1고정단자(145)는 직류변환부(110)의 입력단에 연결되며 제2고정단자(146)는 제2스위치모듈(150)의 제2고정단자(156)와 연결되고, 상기 제2스위치모듈(150)은 동작단자(154)가 모터(20)의 입력단에 연결되고 제1고정단자(155)는 인버터부(120)의 출력단에 연결되어, 각 동작단자(144,154)의 전환동작에 따라 전원입력단(10)에서 인가된 교류입력전원이 직류변환부(110)에 입력되거나 모터(20)에 직입되는 것을 특징으로 하는 직입기동 기능이 구비된 모터 구동제어장치가 제공된다.According to a feature of the invention, the DC conversion unit 110 for converting the AC input power input from the power input terminal 10 to a DC power output; An inverter unit 120 connected to an output terminal of the DC converter 110 and converting the input DC power into a three-phase AC power while switching a plurality of switching elements according to the received PWM control signal; An apparatus control unit 130 for driving the inverter unit 120 by outputting a PWM control signal set according to a user operation; A first switch module 140 for contact switching operation according to a user operation or a control signal; And a second switch module 150, wherein the first switch module 140 has an operation terminal 144 for switching operation is connected to the power input terminal 10 and the first fixed terminal 145 is a DC converter. It is connected to the input terminal of the 110 and the second fixed terminal 146 is connected to the second fixed terminal 156 of the second switch module 150, the second switch module 150 is the operating terminal 154 AC input power connected to the input terminal of the motor 20 and the first fixed terminal 155 is connected to the output terminal of the inverter unit 120, applied from the power input terminal 10 in accordance with the switching operation of each operation terminal (144,154) There is provided a motor drive control device having a direct-input start function, which is input to the DC converter 110 or directly incorporated into the motor 20.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 제1스위치모듈(140)은 전원입력단(10)과 직류변환부(110) 사이에 배치되는 제1스위치(141), 제2스위치(142) 및 제3스위치(143)를 포함하고, 상기 제2스위치모듈(150)은 인버터부(120)와 모터(20) 사이에 배치되는 제4스위치(151), 제5스위치(152) 및 제6스위치(153)를 포함하며, 상기 제1스위치모듈(140)의 각 스위치(141,142,143)는 각 동작단자(144)가 전원입력단(10)의 R,S,T 입력라인에 각각 연결되고 각 제1고정단자(145)는 직류변환부(110)의 입력단에 각각 연결되며 제2고정단자(146)는 상기 제2스위치모듈(150)의 각 스위치(151,152,153)의 각 동작단자(154)에 각각 연결되며, 상기 제2스위치모듈(150)의 각 스위치(151,152,153)는 각 동작단자(154)가 모터(20)의 U,V,W 입력단에 각각 연결되고 각 제1고정단자(155)는 인버터부(120)의 출력측에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 직입기동 기능이 구비된 모터 구동제어장치가 제공된다.According to another feature of the invention, the first switch module 140 is the first switch 141, the second switch 142 and the third switch disposed between the power input terminal 10 and the DC converter 110. 143, and the second switch module 150 includes a fourth switch 151, a fifth switch 152, and a sixth switch 153 disposed between the inverter unit 120 and the motor 20. Each switch 141, 142, 143 of the first switch module 140 has a respective operation terminal 144 connected to the R, S, T input lines of the power input terminal 10, and each first fixed terminal 145. ) Is respectively connected to the input terminal of the DC converter 110, the second fixed terminal 146 is connected to each operation terminal 154 of each switch (151, 152, 153) of the second switch module 150, Each switch 151, 152, 153 of the two switch module 150 has a respective operation terminal 154 connected to the U, V, W input terminals of the motor 20, and each of the first fixed terminals 155 of the inverter unit 120. Respectively connected to the output side A straight wear such feature is the motor drive control device is provided that includes the features.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 전원입력단(10)으로 단상의 교류입력전원이 입력되고, 상기 모터(20)는 3상 유도전동기이며, 상기 제1스위치모듈(140)은 전원입력단(10)과 직류변환부(110) 사이에 배치되는 제1스위치(141) 및 제2스위치(142)를 포함하고, 상기 제2스위치모듈(150)은 인버터부(120)와 모터(20) 사이에 배치되는 제4스위치(151), 제5스위치(152) 및 제6스위치(153)를 포함하며, 상기 제1스위치모듈(140)의 각 제2고정단자(146)와 상기 제2스위치모듈(150)의 각 제2고정단자(156)를 연결하는 직입기동라인(L) 상에 배치되고 상기 제1스위치모듈(140)을 통해 입력되는 단상의 교류입력전원을 3상 교류전원으로 변환하여 상기 제2스위치모듈(150)로 출력하는 위상변환모듈(160);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직입기동 기능이 구비된 모터 구동제어장치가 제공된다.According to another feature of the invention, the single-phase AC input power is input to the power input terminal 10, the motor 20 is a three-phase induction motor, the first switch module 140 is a power input terminal 10 ) And a first switch 141 and a second switch 142 disposed between the DC converter 110 and the second switch module 150 is disposed between the inverter unit 120 and the motor 20. And a fourth switch 151, a fifth switch 152, and a sixth switch 153, each of the second fixed terminal 146 of the first switch module 140 and the second switch module ( It is disposed on the indirect start line (L) connecting each second fixed terminal 156 of 150 and converts the single-phase AC input power input through the first switch module 140 to a three-phase AC power Provided is a motor drive control device having a direct-input start function further comprises a; phase conversion module 160 for outputting to the second switch module 150 The.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 위상변환모듈(160)은, 상기 모터(20)의 초기 기동시 필요한 기동토크를 생성하기 위한 제1콘덴서(161)와, 상기 제1콘덴서(161)와 병렬로 연결되며 출력되는 3상 교류전원의 위상을 보정하기 위한 제2콘덴서(162)와, 상기 모터(20)의 초기 기동후 제1콘덴서(161)를 모터(20)로부터 전기적으로 분리시키기 위한 제1스위칭부(163)와, 상기 제2콘덴서(162)의 전원공급을 스위칭하는 제2스위칭부(164) 및, 상기 모터(20)의 부하크기에 상응하여 상기 제1콘덴서(161) 및 제2콘덴서(162)에 공급되는 전류를 스위칭하기 위한 스위칭 제어신호를 상기 제1스위칭부(163) 및 제2스위칭부(164)에 출력하는 모듈제어부(165)를 포함하는 것을 특징으로 하는 직입기동 기능이 구비된 모터 구동제어장치가 제공된다.According to another feature of the invention, the phase conversion module 160, the first capacitor 161 for generating a starting torque required for the initial start of the motor 20, and the first capacitor 161 and A second capacitor 162 for calibrating the phase of the three-phase AC power output in parallel and the first capacitor 161 after the initial starting of the motor 20 to electrically disconnect from the motor 20 A first switching unit 163, a second switching unit 164 for switching the power supply of the second capacitor 162, and the first capacitor 161 and a corresponding load size of the motor 20; And a module control unit 165 for outputting a switching control signal for switching the current supplied to the second capacitor 162 to the first switching unit 163 and the second switching unit 164. There is provided a motor drive control device having a starting function.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 인버터부(120)의 출력단에 연결되어 출력되는 3상 교류전원을 감지하는 출력감지부(170);를 더 포함하고, 상기 제1스위치모듈(140) 및 제2스위치모듈(150)은 장치제어부(130)의 제어신호에 따라 자동으로 접점 전환동작하는 전자스위치이며, 상기 장치제어부(130)는 인버터부(120)에 출력된 PWM제어신호와 출력감지부(170)로부터 입력된 감지신호에 따라 인버터부(120)의 기능고장 발생이 판단되면 제1스위치모듈(140) 및 제2스위치모듈(150)의 각 동작단자(144,154)가 각 제2고정단자(146,156)에 접속되도록 구동제어하는 것을 특징으로 하는 직입기동 기능이 구비된 모터 구동제어장치가 제공된다.According to another feature of the invention, the output sensing unit 170 for detecting the three-phase AC power connected to the output terminal of the inverter unit 120; further comprising, the first switch module 140 and The second switch module 150 is an electronic switch which automatically switches the contact point according to the control signal of the device controller 130, and the device controller 130 is a PWM control signal and an output sensing unit output to the inverter unit 120. When it is determined that a malfunction of the inverter unit 120 occurs according to the detection signal input from the 170, the respective operation terminals 144 and 154 of the first switch module 140 and the second switch module 150 are connected to the respective second fixed terminals. There is provided a motor drive control apparatus with a direct starting function, characterized in that the drive control is connected to (146,156).
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제1스위치모듈(140)의 각 제2고정단자(146)와 상기 제2스위치모듈(150)의 각 제2고정단자(156)를 연결하는 직입기동라인(L) 상에 배치되며, 상기 제1스위치모듈(140)의 각 제2고정단자(146)로부터 입력되는 교류입력전원을 상기 모터(20)의 정격전압 및 정격주파수에 부합되도록 변압 및 주파수 변환하여 상기 제2스위치모듈(150)의 각 제2고정단자(156)로 출력하는 정격변환부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직입기동 기능이 구비된 모터 구동제어장치가 제공된다.According to another feature of the present invention, a direct indentation for connecting each second fixed terminal 146 of the first switch module 140 and each second fixed terminal 156 of the second switch module 150. Arranged on the line (L), the voltage and frequency of the AC input power input from each of the second fixed terminal 146 of the first switch module 140 to match the rated voltage and rated frequency of the motor 20 It is provided with a motor drive control device having a direct-input start function, characterized in that it further comprises; converting the output to the second fixed terminal 156 of the second switch module 150 to convert.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면,As described above, according to the present invention,
첫째, 하나의 인버터부(120)만이 회로설계되기 때문에 시스템 구축비용 및 유지관리 비용을 절감하고 시스템 설계를 간소화할 수 있으며, 인버터부(120)의 기능고장 발생시 전원입력단(10)과 직류변환부(110) 사이에 배치된 제1스위치모듈(140) 및, 인버터부(120)와 모터(20) 사이에 배치된 제2스위치모듈(150)을 접점 전환동작시키는 것만으로 전원입력단(10)으로부터 공급되는 교류입력전원을 모터(20)에 직입시킬 수 있어 인버터부(120)를 교체하거나 정비하기까지 지속적으로 모터(20)를 구동시킬 수 있다.First, since only one inverter unit 120 is designed for a circuit, the system construction cost and maintenance cost can be reduced, and the system design can be simplified. In case of malfunction of the inverter unit 120, the power input terminal 10 and the DC converter unit are generated. The first switch module 140 disposed between the 110 and the second switch module 150 disposed between the inverter unit 120 and the motor 20 is contacted from the power input terminal 10 only. The AC input power supplied may be directly connected to the motor 20 to continuously drive the motor 20 until the inverter unit 120 is replaced or maintained.
둘째, 상기 전원입력단(10)으로 단상의 교류입력전원이 입력되고 상기 모터(20)가 3상 유도전동기인 경우, 상기 제1스위치모듈(140)은 전원입력단(10)과 직류변환부(110) 사이에 배치되는 제1스위치모듈(140) 및 제2스위치모듈(150)을 포함하고, 상기 제2스위치모듈(150)은 인버터부(120)와 모터(20) 사이에 배치되는 제4스위치(151), 제5스위치(152) 및 제6스위치(153)를 포함하며, 상기 제1스위치모듈(140)의 각 제2고정단자(146)와 상기 제2스위치모듈(150)의 각 제2고정단자(156)를 연결하는 직입기동라인(L) 상에는 상기 제1스위치모듈(140)을 통해 입력되는 단상의 교류입력전원을 3상 교류전원으로 변환하여 제2스위치모듈(150)로 출력하는 위상변환모듈(160)이 배치되므로, 단상의 교류입력전원으로 3상 유도전동기(20)를 용이하게 직입기동시킬 수 있다.Second, when a single phase AC input power is input to the power input terminal 10 and the motor 20 is a three-phase induction motor, the first switch module 140 includes a power input terminal 10 and a DC converter 110. A first switch module 140 and a second switch module 150 disposed between the second switch module 150 and the fourth switch disposed between the inverter unit 120 and the motor 20. 151, a fifth switch 152, and a sixth switch 153, each of the second fixed terminal 146 of the first switch module 140 and each of the second switch module 150. On the indirect starting line L connecting the two fixed terminals 156, the single-phase AC input power input through the first switch module 140 is converted into three-phase AC power to the second switch module 150. Since the output phase conversion module 160 is disposed, it is possible to directly start the three-phase induction motor 20 with a single-phase AC input power.
셋째, 상기 인버터부(120)의 출력단에는 출력되는 3상 교류전원을 감지하는 출력감지부(170)가 배치되고, 상기 제1스위치모듈(140) 및 제2스위치모듈(150)은 장치제어부(130)의 제어신호에 따라 자동으로 접점 전환동작하는 전자스위치이며, 상기 장치제어부(130)는 인버터부(120)에 출력된 PWM제어신호와 출력감지부(170)로부터 입력된 감지신호에 따라 인버터부(120)의 기능고장 발생이 판단되면 제1스위치모듈(140) 및 제2스위치모듈(150)의 각 동작단자(144,154)가 각 제2고정단자(146,156)에 접속되도록 구동제어함으로써, 인버터부(120)의 기능고장 발생에 따른 모터(20)의 구동정지 시간을 최소화할 수 있으며 사용자의 편의를 증대시킬 수 있다.Third, an output sensing unit 170 for sensing the three-phase AC power output is disposed at the output terminal of the inverter unit 120, the first switch module 140 and the second switch module 150 is a device control unit ( The electronic switch is automatically switched contact according to the control signal of 130, the device controller 130 is an inverter according to the PWM control signal output to the inverter unit 120 and the detection signal input from the output sensing unit 170 When it is determined that a malfunction of the unit 120 occurs, the drive control unit 144 and 154 of the first switch module 140 and the second switch module 150 are connected to each of the second fixed terminals 146 and 156, thereby controlling the inverter. The driving stop time of the motor 20 due to the malfunction of the unit 120 may be minimized and the user's convenience may be increased.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직입기동 기능이 구비된 모터 구동제어장치의 기능적 구성을 나타낸 블럭도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터 구동제어장치를 이용하여 3상의 교류입력전원으로 모터를 직입기동시키기 위한 회로구성을 나타낸 개략도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터 구동제어장치를 이용하여 단상의 교류입력전원으로 모터를 직입기동시키기 위한 회로구성을 나타낸 개략도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위상변환모듈의 기능적 구성을 나타낸 블럭도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터의 구성을 나타낸 개략도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 출력감지부의 감지신호에 따라 각 스위치모듈을 자동으로 접점 전환동작시키는 동작원리를 설명하기 위한 개략도이다.1 is a block diagram showing a functional configuration of a motor drive control apparatus equipped with a direct start function according to an embodiment of the present invention;
2 is a schematic diagram showing a circuit configuration for directly starting a motor with three-phase AC input power using a motor drive control apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;
3 is a schematic diagram showing a circuit configuration for directly starting a motor with a single-phase AC input power using a motor drive control apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;
4 is a block diagram showing the functional configuration of a phase conversion module according to an embodiment of the present invention;
5 is a schematic view showing the configuration of a motor according to a preferred embodiment of the present invention;
6 is a schematic diagram illustrating an operation principle of automatically switching each switch module according to a detection signal of an output sensing unit according to a preferred embodiment of the present invention.
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.The objects, features and advantages of the present invention described above will become more apparent from the following detailed description. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터 구동제어장치는 모터(20)에 3상 교류전원을 인가하여 회전속도를 조절하는 인버터부(120)의 기능고장 발생시 전원입력단(10)으로부터 입력되는 교류입력전원이 모터(20) 측에 직입되도록 하여 인버터부(120)를 교체하거나 정비하기까지 지속적으로 모터를 구동시킬 수 있는 장치로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 직류변환부(110), 인버터부(120), 장치제어부(130), 제1스위치모듈(140) 및 제2스위치모듈(150)을 포함한다.Motor driving control apparatus according to a preferred embodiment of the present invention is applied to the motor 20 AC input power input from the power input terminal 10 when a malfunction of the inverter unit 120 to adjust the rotational speed by applying a three-phase AC power to the motor 20 As a device capable of driving the motor continuously until the inverter unit 120 is replaced or maintained by being directly inserted into the motor 20 side, as illustrated in FIGS. 1 and 2, a DC converter 110 and an inverter The unit 120, the device control unit 130, the first switch module 140 and the second switch module 150.
먼저, 상기 직류변환부(110)는 인버터부(120)에 인가하기 위한 직류형태의 입력전원으로 변환하는 회로구성으로서 전원입력단(10)으로부터 입력되는 교류입력전원을 직류전원으로 변환하여 출력한다. 이를 위해 직류변환부(110)는 전원입력단(10)의 교류입력전원을 정류하여 맥류전압으로 변환하기 위한 정류회로와 이 정류회로의 출력단에 회로연결되어 상기 맥류전압을 평활하여 리플 성분이 감소된 직류전압으로 변환하는 평활콘덴서를 포함한다.First, the DC converter 110 converts AC input power input from the power input terminal 10 into DC power as a circuit configuration for converting the DC power input power to the inverter unit 120 and outputs the DC power. To this end, the DC converter 110 is connected to a rectifier circuit for rectifying the AC input power of the power input terminal 10 to a pulse current voltage and a circuit connected to the output terminal of the rectifier circuit to smooth the pulse voltage to reduce the ripple component. It includes a smoothing capacitor for converting to DC voltage.
상기 인버터부(120)는 설정사항에 따라 정해진 회전속도로 모터(20)를 회전구동시키기 위한 제어회로로서, 상기 직류변환부(110)의 출력단에 접속되며 장치제어부(130)의 PWM제어신호에 따라 복수의 스위칭소자들이 반복적으로 스위칭동작(턴온, 턴오프)하면서 직류변환부(110)로부터 입력된 직류전원을 3상 교류전원으로 변환하여 인버터부(120)로 출력한다.The inverter unit 120 is a control circuit for rotationally driving the motor 20 at a predetermined rotation speed according to a setting item, and is connected to an output terminal of the DC converter 110 and is connected to a PWM control signal of the device controller 130. Accordingly, a plurality of switching elements are repeatedly switched operation (turn on, turn off) and converts the DC power input from the DC converter 110 into a three-phase AC power and outputs it to the inverter unit 120.
상기 장치제어부(130)는 인버터부(120)의 각 스위칭소자들을 구동제어하는 마이크로컨트롤러로서 사용자 조작에 따라 설정된 PWM제어신호를 출력하여 인버터부(120)를 구동제어한다. 여기서, 인버터의 스위칭소자를 PWM제어하여 회전속도를 제어하는 기술은 당업자에게 자명한 공지기술이므로 장치제어부(130) 및 인버터부(120)의 구체적인 동작원리를 생략하기로 한다.The device controller 130 is a microcontroller for driving control of each switching element of the inverter unit 120 and outputs a PWM control signal set according to a user's operation to drive control the inverter unit 120. Here, the technique of controlling the rotational speed by PWM control the switching device of the inverter is known to those skilled in the art will be omitted the specific operation principle of the device control unit 130 and the inverter unit 120.
상기 제1스위치모듈(140) 및 제2스위치모듈(150)은 전원입력단(10)의 입력전원이 모터(20)에 직입되도록 절체시키는 회로구성으로서, 사용자 조작 또는 장치제어부(130)의 제어신호에 따라 각각 접점 전환동작한다. 보다 구체적으로 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 제1스위치모듈(140)은 전환동작하는 동작단자(144)가 전원입력단(10)측에 연결되고 제1고정단자(145)는 직류변환부(110)의 입력단에 연결되며 제2고정단자(146)는 제2스위치모듈(150)의 제2고정단자(156)와 연결되고, 상기 제2스위치모듈(150)은 동작단자(154)가 모터(20)의 입력단에 연결되고 제1고정단자(155)는 인버터부(120)의 출력단에 연결된다.The first switch module 140 and the second switch module 150 is a circuit configuration for switching the input power of the power input terminal 10 to be directly connected to the motor 20, the control signal of the user operation or device control unit 130 Each contact switching operation is performed. More specifically, as shown in FIG. 1, the first switch module 140 has an operation terminal 144 for switching operation connected to the power input terminal 10 and the first fixed terminal 145 converts DC It is connected to the input terminal of the unit 110 and the second fixed terminal 146 is connected to the second fixed terminal 156 of the second switch module 150, the second switch module 150 is the operation terminal 154 Is connected to the input terminal of the motor 20 and the first fixed terminal 155 is connected to the output terminal of the inverter unit 120.
따라서, 상기 인버터부(120)가 정상동작하는 경우에는 도 1에서와 같이 제1스위치모듈(140)과 제2스위치모듈(150)의 각 동작단자(144,154)가 각 제1고정단자(145,155)에 각각 접속되도록 하여 전원입력단(10)으로부터 공급된 교류입력전원이 제1스위치모듈(140), 직류변환부(110), 인버터부(120) 및 제2스위치모듈(150)을 순차적으로 거치면서 모터(20)에 인가되어 회전구동시킬 수 있다.Therefore, when the inverter unit 120 operates normally, as shown in FIG. 1, the operation terminals 144 and 154 of the first switch module 140 and the second switch module 150 are connected to the first fixed terminals 145 and 155. AC input power supplied from the power input terminal 10 passes through the first switch module 140, the DC converter 110, the inverter 120, and the second switch module 150 sequentially. It is applied to the motor 20 can be driven to rotate.
이 상태에서, 상기 인버터부(120)에 기능고장이 발생하는 경우 제1스위치모듈(140)과 제2스위치모듈(150)의 각 동작단자(144,154)가 각 제2고정단자(146,156)에 접속되도록 접점 전환동작시키게 되면 전원입력단(10)으로부터 공급된 교류입력전원이 제1스위치모듈(140)을 거쳐 제2스위치모듈(150)을 통해 모터(20)에 직입되어 회전구동시킬 수 있다.In this state, when a malfunction occurs in the inverter unit 120, each operation terminal 144 or 154 of the first switch module 140 and the second switch module 150 is connected to each of the second fixed terminals 146 and 156. When the contact switching operation as possible, the AC input power supplied from the power input terminal 10 may be directly driven into the motor 20 through the second switch module 150 to rotate.
이와 같이, 상기 직류변환부(110), 인버터부(120), 장치제어부(130), 제1스위치모듈(140) 및 제2스위치모듈(150)의 조합된 구성으로 인해, 하나의 인버터부(120)만이 회로설계되기 때문에 시스템 구축비용 및 유지관리 비용을 절감하고 시스템 설계를 간소화할 수 있으며, 인버터부(120)의 기능고장 발생시 전원입력단(10)과 직류변환부(110) 사이에 배치된 제1스위치모듈(140) 및, 인버터부(120)와 모터(20) 사이에 배치된 제2스위치모듈(150)을 접점 전환동작시키는 것만으로 전원입력단(10)으로부터 공급되는 교류입력전원을 모터(20)에 직입시킬 수 있어 인버터부(120)를 교체하거나 정비하기까지 지속적으로 모터(20)를 구동시킬 수 있다.As such, due to the combined configuration of the DC converter 110, the inverter unit 120, the device control unit 130, the first switch module 140, and the second switch module 150, one inverter unit ( Since only the circuit 120 is designed, the system construction cost and maintenance cost can be reduced, and the system design can be simplified. In the event of a malfunction of the inverter unit 120, the power supply unit 10 and the DC converter 110 are disposed between the power input terminal 10 and the DC converter 110. The first switch module 140 and the second switch module 150 disposed between the inverter unit 120 and the motor 20 are contact-driven operation only by the AC input power supplied from the power input terminal 10 Directly into the 20, the motor 20 can be continuously driven until the inverter unit 120 is replaced or maintained.
한편, 상기 전원입력단(10)으로 3상의 교류전원이 입력되고 상기 모터(20)는 3상 유도전동기인 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1스위치모듈(140)은 전원입력단(10)과 직류변환부(110) 사이에 배치되는 제1스위치(141), 제2스위치(142) 및 제3스위치(143)를 포함하고, 상기 제2스위치모듈(150)은 인버터부(120)와 모터(20) 사이에 배치되는 제4스위치(151), 제5스위치(152) 및 제6스위치(153)를 포함할 수 있다.On the other hand, when the three-phase AC power is input to the power input terminal 10 and the motor 20 is a three-phase induction motor, as shown in Figure 2, the first switch module 140 is a power input terminal 10 And a first switch 141, a second switch 142, and a third switch 143 disposed between the DC converter 110 and the second switch module 150. It may include a fourth switch 151, a fifth switch 152, and a sixth switch 153 disposed between the motors 20.
또한, 상기 제1스위치모듈(140)의 각 스위치(141,142,143)는 각 동작단자(144)가 전원입력단(10)의 R,S,T 입력라인에 각각 연결되고 각 제1고정단자(145)는 직류변환부(110)의 입력단에 각각 연결되며 제2고정단자(146)는 상기 제2스위치모듈(150)의 각 스위치(151,152,153)의 각 동작단자(154)에 각각 연결되며, 상기 제2스위치모듈(150)의 각 스위치(151,152,153)는 각 동작단자(154)가 모터(20)의 U,V,W 입력단에 각각 연결되고 각 제1고정단자(155)는 인버터부(120)의 출력측에 각각 연결됨으로써, 3상의 교류입력전원으로 3상 유도전동기를 직입기동시킬 수 있다.In addition, each switch 141, 142, 143 of the first switch module 140 has a respective operation terminal 144 connected to the R, S, T input lines of the power input terminal 10, and each of the first fixed terminals 145 is The second fixed terminal 146 is connected to the input terminal of the DC converter 110, respectively, is connected to each operation terminal 154 of each switch (151, 152, 153) of the second switch module 150, the second switch Each switch 151, 152, 153 of the module 150 has a respective operation terminal 154 connected to the U, V, W input terminals of the motor 20, and each of the first fixed terminals 155 on the output side of the inverter unit 120. By being connected to each other, the three-phase induction motor can be directly started by the three-phase AC input power supply.
한편, 상기와 같이 3상의 교류입력전원이 입력되는 경우 3상 유도전동기인 모터(20)를 직입기동시킬 수 있으나 모터 구동제어장치가 설치된 장소에 따라 단상의 교류입력전원이 공급되는 경우 3상 유도전동기를 직입기동시키기가 제한된다. 따라서, 상기 전원입력단(10)으로 단상의 교류입력전원이 입력되고 상기 모터(20)는 3상 유도전동기인 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1스위치모듈(140)은 전원입력단(10)과 직류변환부(110) 사이에 배치되는 제1스위치(141) 및 제2스위치(142)를 포함하고, 상기 제2스위치모듈(150)은 인버터부(120)와 모터(20) 사이에 배치되는 제4스위치(151), 제5스위치(152) 및 제6스위치(153)를 포함할 수 있다.On the other hand, when the three-phase AC input power is input as described above, it is possible to directly start the motor 20, which is a three-phase induction motor, but if the single-phase AC input power is supplied according to the location where the motor drive control device is installed, Directly starting induction motors is limited. Therefore, when the single phase AC input power is input to the power input terminal 10 and the motor 20 is a three-phase induction motor, as shown in FIG. 3, the first switch module 140 has a power input terminal 10. ) And a first switch 141 and a second switch 142 disposed between the DC converter 110 and the second switch module 150 is disposed between the inverter unit 120 and the motor 20. The fourth switch 151, the fifth switch 152, and the sixth switch 153 may be disposed.
또한, 상기 제1스위치모듈(140)의 각 제2고정단자(146)와 상기 제2스위치모듈(150)의 각 제2고정단자(156)를 연결하는 직입기동라인(L) 상에는 상기 제1스위치모듈(140)을 통해 입력되는 단상의 교류입력전원을 3상 교류전원으로 변환하여 상기 제2스위치모듈(150)로 출력하는 위상변환모듈(160, DSP:Digital Phase Shifter)이 회로연결되며, 이러한 위상변환모듈(160)을 통해 단상의 교류입력전원으로 3상 유도전동기를 용이하게 직입기동시킬 수 있다.In addition, the second fixed terminal 146 of the first switch module 140 and each of the second fixed terminal 156 of the second switch module 150 connected to the indirect starting line (L) Phase conversion module 160 (Digital Phase Shifter) for converting single-phase AC input power inputted through one switch module 140 into three-phase AC power and outputting it to the second switch module 150 is connected to a circuit. The three-phase induction motor can be directly driven by the single-phase AC input power through the phase conversion module 160.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 위상변환모듈(160)은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 모터(20)의 초기 기동시 필요한 기동토크를 생성하기 위한 제1콘덴서(161)와, 상기 제1콘덴서(161)와 병렬로 연결되며 출력되는 3상 교류전원의 위상을 보정하기 위한 제2콘덴서(162)와, 상기 모터(20)의 초기 기동후 제1콘덴서(161)를 모터(20)로부터 전기적으로 분리시키기 위한 제1스위칭부(163)와, 상기 제2콘덴서(162)의 전원공급을 스위칭하는 제2스위칭부(164) 및, 상기 모터(20)의 부하크기에 상응하여 상기 제1콘덴서(161) 및 제2콘덴서(162)에 공급되는 전류를 스위칭하기 위한 스위칭 제어신호를 상기 제1스위칭부(163) 및 제2스위칭부(164)에 출력하는 모듈제어부(165)를 포함하여 회로구성될 수 있다.In more detail, as shown in FIG. 4, the phase conversion module 160 includes a first capacitor 161 for generating a starting torque required for initial startup of the motor 20, and the first capacitor ( 161 and the second capacitor 162 for correcting the phase of the three-phase AC power output in parallel, and the first capacitor 161 after the initial start of the motor 20 electrically from the motor 20 The first switching unit 163 for separating, the second switching unit 164 for switching the power supply of the second capacitor 162, and the first capacitor (corresponding to the load size of the motor 20) 161 and a circuit controller including a module control unit 165 for outputting a switching control signal for switching the current supplied to the second capacitor 162 to the first switching unit 163 and the second switching unit 164. Can be.
도 5에는 3상 유도전동기로 이루어진 모터(20)의 개략적인 구성이 개시되어 있다. 도 5를 참고하면 상기 모터(20)는 중앙에 로터가 배치되고 3상 교류(R,S,T)에 상응하여 상기 로터를 중심으로 각각의 철심(21)에 소정 횟수로 권선된 형태로 3개의 권선(22,23,24)이 각각 배치되며, 외곽 둘레에는 하우징(25)이 배치된다. 따라서, 교류전원의 전류가 권선(22,23,24)을 통해 흐르면 역기전력이 발생하여 출력의 진폭을 감소시키는 방향으로 자계가 형성되고 입력이 떨어지기 시작할 때는 권선(22,23,24)의 자계가 약해져서 출력의 크기를 일정하게 유지시킨다.5 shows a schematic configuration of a motor 20 consisting of a three-phase induction motor. Referring to FIG. 5, the motor 20 has a rotor disposed at the center thereof and is wound in a predetermined number of times around each rotor core 21 around the rotor corresponding to three-phase alternating current (R, S, T). Windings 22, 23 and 24 are arranged, respectively, and a housing 25 is arranged around the periphery. Therefore, when the current of the AC power flows through the windings 22, 23 and 24, a counter electromotive force is generated and a magnetic field is formed in the direction of decreasing the amplitude of the output, and when the input starts to drop, the magnetic fields of the windings 22, 23 and 24 Is weakened to keep the output size constant.
상기 제1콘덴서(161)는 모터(20)의 초기 기동시 기동 토크를 발생시키기 위해 설치되며 바람직하게는 전해콘덴서를 사용할 수 있다. 여기서, 상기 제1콘덴서(161)는 장시간 사용하지 말아야 하며 모터(20)가 정격 속도에 도달하면 즉시 회로에서 단전시켜야 한다. 즉, 제1콘덴서(161)는 순간 기동을 위해 사용되는 것으로 회로에 연결하는 시간은 단 몇 초만에 그쳐야 한다.The first capacitor 161 is installed to generate a starting torque when the motor 20 is initially started, and may preferably use an electrolytic capacitor. In this case, the first capacitor 161 should not be used for a long time and should be immediately disconnected from the circuit when the motor 20 reaches the rated speed. That is, the first capacitor 161 is used for instant start, and the connection time to the circuit should be only a few seconds.
상기 제2콘덴서(162)는 제1콘덴서(161)와 병렬로 연결되며 모터(20)에 직렬 연결되어 3상 교류의 위상 보정을 위해 모터(20)에 전기적으로 연결된다. 여기서, 상기 제2콘덴서(162)는 모터(20)내의 코일 성분에 의한 지상 전류를 보상하여 역률을 개선할 수 있으며 바람직하게는 오일 콘덴서를 이용할 수 있다. 상기 제2콘덴서(162)는 전원입력단(10)의 두 입력 라인 중 어느 한 라인으로부터 전원을 공급받아 위상을 변환하여 새로운 1상의 전원을 생성하고 이를 출력단으로 출력한다. 출력단에는 전원입력단(10)로부터 공급되는 2상과 제2콘덴서(162)로부터 공급되는 1상을 통하여 3상의 전원이 공급되게 된다.The second capacitor 162 is connected in parallel with the first capacitor 161 and is connected in series to the motor 20 and electrically connected to the motor 20 for phase correction of three-phase alternating current. Here, the second capacitor 162 may improve the power factor by compensating the ground current caused by the coil component in the motor 20, and preferably an oil capacitor may be used. The second capacitor 162 receives power from one of two input lines of the power input terminal 10 to convert phases to generate a new one-phase power and outputs the power to the output terminal. The output stage is supplied with power of three phases through two phases supplied from the power input terminal 10 and one phase supplied from the second capacitor 162.
상기 제1스위칭부(163)와 제2스위칭부(164)는 모듈제어부(165)로부터 출력되는 스위칭 제어신호에 따라 동작하며, 스위칭 제어신호는 모터(20)의 전력 부하별로 설정된 듀티비를 갖고 있다. 예컨대, 스위칭 제어신호는 PWM 신호일 수 있으며 이를 위해 제1스위칭부(163) 및 제2스위칭부(164)는 트라이악 스위치가 사용될 수 있다.The first switching unit 163 and the second switching unit 164 operate according to a switching control signal output from the module control unit 165, and the switching control signal has a duty ratio set for each power load of the motor 20. have. For example, the switching control signal may be a PWM signal, and a triac switch may be used for the first switching unit 163 and the second switching unit 164.
상기 제1스위칭부(163)는 제1콘덴서(161) 및 제2콘덴서(162)가 모터(20)에 전기적으로 연결된 상태에서 모터(20)가 기동된 후 제1콘덴서(161)를 모터(20)로부터 전기적으로 분리시키는 기능을 수행하며, 바람직하게는 전자식 릴레이를 사용하여 구현할 수도 있다.The first switching unit 163 operates the first capacitor 161 after the motor 20 is started while the first capacitor 161 and the second capacitor 162 are electrically connected to the motor 20. 20) and electrically disconnects from, and may be preferably implemented using an electronic relay.
상기 모터(20)의 권선에 전류가 흐르게 하면 전류 릴레이의 전자 코일은 전자력을 발생하게 되며 이 전자력이 접촉자를 폐로로 시켜준다. 접촉자가 폐로됨에 따라 제1콘덴서(161)는 모터(20)에 전기적으로 연결되며 모터(20)의 권선은 여자되고 결과적으로 모터(20)는 작동을 하게 된다. 그러나, 모터(20)가 기동해서 가속이 완료되면 기동 전류는 정상적인 수준으로 하강하므로 전자 코일을 흐르는 전류는 접촉자를 열리게 되며 이에 따라 제1콘덴서(161)는 전기적으로 분리된다. 전압 릴레이도 전류 릴레이와 마찬가지로 모터(20)가 정격속도로 동작할 때 제1콘덴서(161)를 모터(20)로부터 전기적으로 분리시킨다.When a current flows through the winding of the motor 20, the electromagnetic coil of the current relay generates an electromagnetic force, which causes the contactor to be closed. As the contactor is closed, the first capacitor 161 is electrically connected to the motor 20, the winding of the motor 20 is excited, and consequently the motor 20 is operated. However, when the motor 20 is started and the acceleration is completed, the starting current drops to the normal level, so that the current flowing through the electromagnetic coil opens the contactor, and thus the first capacitor 161 is electrically disconnected. Like the current relay, the voltage relay also electrically disconnects the first capacitor 161 from the motor 20 when the motor 20 operates at the rated speed.
상기 제1스위칭부(163)는 예컨대 모터(20)가 전속도의 약 75%에 도달하면 개로되어 제1콘덴서(161)를 모터(20)로부터 전기적으로 분리시킬 수 있다. 제2스위칭부(164)는 제2콘덴서(162)를 전원부(100)에 연결하여 제2콘덴서(162)의 전원공급을 스위칭할 수 있다.For example, when the motor 20 reaches about 75% of full speed, the first switching unit 163 may be opened to electrically disconnect the first capacitor 161 from the motor 20. The second switching unit 164 may switch the power supply of the second capacitor 162 by connecting the second capacitor 162 to the power supply unit 100.
상기 전원특성 검출부(166)는 모터(20)에 흐르는 전압 및 전류를 검출하여 전압 및 전류의 각 검출 신호를 출력한다. 상기 모듈제어부(165)는 모터(20)의 전력 부하 크기에 상응하여 제1콘덴서(161) 및 제2콘덴서(162)에 공급되는 전류를 스위칭하기 위한 스위칭 제어 신호를 제1스위칭부(163) 및 제2스위칭부(164)에 출력한다.The power characteristic detection unit 166 detects a voltage and a current flowing in the motor 20 and outputs respective detection signals of the voltage and the current. The module controller 165 may include a switching control signal for switching a current supplied to the first capacitor 161 and the second capacitor 162 according to the power load of the motor 20. And output to the second switching unit 164.
상기 모듈제어부(165)는 모터(20)의 각 전력 부하 크기에 상응하는 스위칭 제어신호를 출력하기 위해 각 전력 부하 크기별로 설정된 스위칭 제어값을 저장하고 있다. 모듈제어부(165)에 저장된 스위칭 제어값들은 예컨대 2개의 단계로 이루어질 수 있으며, 모듈제어부(165)는 모터(20)의 전력 부하 크기에 상응하여 각 단계의 설정된 스위칭 제어값을 선택하여 스위칭 제어신호를 조절할 수 있다.The module controller 165 stores a switching control value set for each power load size to output a switching control signal corresponding to each power load size of the motor 20. The switching control values stored in the module control unit 165 may be configured in two steps, for example, and the module control unit 165 selects the set switching control value of each step corresponding to the power load of the motor 20 to switch the switching control signal. Can be adjusted.
상기 모듈제어부(165)는 모터(20)의 전력 부하 크기에 상응하여 제1콘덴서(161)에 공급되는 전류를 스위칭하기 위한 스위칭 제어 신호를 제1스위칭부(163)에 출력한다. 모듈제어부(165)는 전원특성 검출부(166)의 전류 검출 신호에 상응하여 제1스위칭부(163)에 출력하는 스위칭 제어신호를 조절할 수 있다. 모듈제어부(165)는 전압 검출부(700)의 전압 검출 신호에 상응하여 제1스위칭부(163)에 출력하는 스위칭 제어신호를 조절할 수 있다. 이에 따라 모듈제어부(165)는 자동 전압 조절기의 기능을 수행할 수 있다.The module controller 165 outputs a switching control signal for switching the current supplied to the first capacitor 161 to the first switching unit 163 corresponding to the power load of the motor 20. The module controller 165 may adjust the switching control signal output to the first switching unit 163 in response to the current detection signal of the power characteristic detection unit 166. The module controller 165 may adjust the switching control signal output to the first switching unit 163 in response to the voltage detection signal of the voltage detector 700. Accordingly, the module controller 165 may perform the function of the automatic voltage regulator.
또한, 상기 모듈제어부(165)는 모터(20)의 전력 부하 크기에 상응하여 제2콘덴서(162)에 공급되는 전류를 스위칭하기 위한 스위칭 제어 신호를 제2스위칭부(164)에 출력한다. 모듈제어부(165)는 전원특성 검출부(166)의 전류 검출 신호에 상응하여 제2스위칭부(164)에 출력하는 스위칭 제어신호를 조절할 수 있다. 모듈제어부(165)는 출력감지부(170)의 전압 검출 신호에 상응하여 제2스위칭부(164)에 출력하는 스위칭 제어신호를 조절하면서 자동 전압 조절기의 기능을 수행할 수 있다.In addition, the module controller 165 outputs a switching control signal for switching the current supplied to the second capacitor 162 to the second switching unit 164 corresponding to the power load of the motor 20. The module controller 165 may adjust the switching control signal output to the second switching unit 164 in response to the current detection signal of the power characteristic detection unit 166. The module controller 165 may perform a function of the automatic voltage regulator while adjusting the switching control signal output to the second switching unit 164 in response to the voltage detection signal of the output sensing unit 170.
더불어, 상기 모터(20)에 흐르는 전류와 전압을 검출하여 전류 검출 신호와 전압 검출 신호에 따라 모듈제어부(165)에서 모터(20)의 전력 부하에 맞는 스위칭 제어값을 선택하여 스위칭 제어신호를 조절함으로써 상기 모터(20)의 전력 부하 크기에 상관없이 얼마든지 적응하여 사용될 수 있다.In addition, by detecting the current and the voltage flowing in the motor 20, according to the current detection signal and the voltage detection signal, the module control unit 165 selects a switching control value suitable for the power load of the motor 20 to adjust the switching control signal By doing so, it can be used by adapting it regardless of the power load size of the motor 20.
한편, 상기 제1스위치모듈(140)과 제2스위치모듈(150)은 사용자의 수동조작에 의해 접점 전환동작하는 수동스위치로 이루어져 제1스위치모듈(140)과 제2스위치모듈(150)의 구동단자(144,154)를 제1고정단자(145,155)와 제2고정단자(146,156)에 각각 선택적으로 접속되도록 조작할 수 있다.On the other hand, the first switch module 140 and the second switch module 150 is composed of a manual switch for contact switching operation by the user's manual operation to drive the first switch module 140 and the second switch module 150 The terminals 144 and 154 may be selectively connected to the first fixed terminals 145 and 155 and the second fixed terminals 146 and 156, respectively.
그러나, 이 경우 각 구동단자(144,154)가 제1고정단자(145,155)에 접속된 상태에서 인버터부(120)에 기능고장이 발생하게 되면 사용자가 인버터부(120)의 기능 고장발생을 인지하기 전까지 모터(20)가 정지되며 조기에 인지하더라도 사용자가 모터 구동제어장치로부터 먼거리에 이격되어 있는 경우 현장에 배치된 모터 구동제어장치의 위치까지 이동한 후 각 스위치모듈(140,150)을 조작하여 직입기동라인(L)으로 모터(20)를 직입기동시키기까지 모터(20)가 정지될 수 밖에 없다.However, in this case, if a functional failure occurs in the inverter unit 120 while the driving terminals 144 and 154 are connected to the first fixed terminals 145 and 155, the user may recognize that a malfunction of the inverter unit 120 occurs. Even if the motor 20 is stopped and recognized early, if the user is separated from the motor drive control device at a long distance, the motor 20 moves to the position of the motor drive control device arranged in the field, and then operates each switch module 140 and 150 to start the direct drive. The motor 20 has no choice but to stop until the motor 20 is directly driven by the line L. FIG.
이에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터 구동제어장치에서는 인버터부(120)의 기능고장 발생을 인지하여 기능고장시 자동적으로 모터(20)가 직입기동되도록 할 수 있다.Accordingly, in the motor driving control apparatus according to the preferred embodiment of the present invention, the motor 20 may be directly started when the malfunction occurs by recognizing a malfunction of the inverter unit 120.
이를 위해, 상기 인버터부(120)의 출력단에는 인버터부(120)로부터 출력되는 3상 교류전원을 감지하는 출력감지부(170)가 배치되고, 상기 제1스위치모듈(140) 및 제2스위치모듈(150)은 장치제어부(130)의 제어신호에 따라 자동으로 접점 전환동작하는 전자스위치이며, 상기 장치제어부(130)는 인버터부(120)에 출력된 PWM제어신호와 출력감지부(170)로부터 입력된 감지신호에 따라 인버터부(120)의 고장발생이 판단되면 제1스위치모듈(140) 및 제2스위치모듈(150)의 각 동작단자(144,154)가 각 제2고정단자(146,156)에 접속되도록 구동제어할 수 있다.To this end, an output sensing unit 170 for sensing the three-phase AC power output from the inverter unit 120 is disposed at the output terminal of the inverter unit 120, the first switch module 140 and the second switch module. 150 is an electronic switch for automatically switching the contact according to the control signal of the device controller 130, the device controller 130 is from the PWM control signal and the output sensing unit 170 output to the inverter unit 120 When it is determined that a fault occurs in the inverter unit 120 according to the input detection signal, each operation terminal 144 or 154 of the first switch module 140 and the second switch module 150 is connected to each of the second fixed terminals 146 and 156. Drive control can be made as possible.
여기서, 상기 장치제어부(130)는 설정사항에 따라 인버터부(120)로 PWM제어신호를 출력하였으나 인버터부(120)로부터 출력전원이 출력되어야 하는 타이밍에 상기 출력감지부(170)로부터 해당 출력전원을 감지한 감지신호가 입력되지 않으면 인버터부(120)에 기능고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다.Here, the device control unit 130 outputs the PWM control signal to the inverter unit 120 according to the setting, but the output power from the output sensing unit 170 at the timing that the output power from the inverter unit 120 should be output. If a detection signal is detected is not input, it may be determined that a malfunction occurred in the inverter unit 120.
이와 같이, 출력감지부(170)로부터 입력된 감지신호에 따라 인버터부(120)의 기능고장 발생이 판단되면 제1스위치모듈(140) 및 제2스위치모듈(150)의 각 동작단자(144,154)가 각 제2고정단자(146,156)에 접속되도록 구동제어함으로써, 인버터부(120)의 기능고장 발생에 따른 모터(20)의 구동정지 시간을 최소화할 수 있으며 사용자의 편의를 증대시킬 수 있다.As such, when it is determined that a malfunction of the inverter unit 120 occurs according to a detection signal input from the output sensing unit 170, the respective operation terminals 144 and 154 of the first switch module 140 and the second switch module 150 may be used. Is controlled to be connected to each of the second fixed terminals 146 and 156, thereby minimizing the driving stop time of the motor 20 due to the malfunction of the inverter unit 120 and increasing the user's convenience.
한편, 상기 전원입력단(10)으로부터 입력되는 교류입력전원의 전압값과 주파수값이 상기 모터(20)의 정격전압값과 정격주파수보다 상대적으로 낮은 경우 모터(20)에 요구되는 부하의 충족조건에 부합될 수 없으며 반대로 상대적으로 높은 경우 모터(20)에 과부하나 쇼트가 발생할 수 있다. 이에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터 구동제어장치에서는 정격변환부를 이용하여 인버터부(120)의 기능고장 발생시 모터(20)를 정격구동시킬 수 있다.On the other hand, if the voltage value and the frequency value of the AC input power input from the power input terminal 10 is relatively lower than the rated voltage value and the rated frequency of the motor 20 to meet the conditions required for the load required for the motor 20 On the contrary, if it is relatively high, overload or short may occur in the motor 20. Accordingly, in the motor driving control apparatus according to the preferred embodiment of the present invention, the motor 20 may be rated at the time of malfunction of the inverter unit 120 using the rated conversion unit.
상기 정격변환부는 제1스위치모듈(140)의 각 제2고정단자(146)와 제2스위치모듈(150)의 제2고정단자(156)를 연결하는 직입기동라인(L) 상에 배치되며, 상기 제1스위치모듈(140)의 각 제2고정단자(146)로부터 입력되는 교류입력전원을 상기 모터(20)의 정격전압 및 정격주파수에 부합되도록 변압 및 주파수 변환하여 상기 제2스위치모듈(150)의 각 제2고정단자(156)로 출력한다. 이를 위해 상기 정격변환부에는 교류입력전원의 전압값을 변환하기 위한 변압회로와 교류입력전원의 주파수값을 조절하기 위한 주파수 조절회로가 회로구성될 수 있다.The rated conversion unit is disposed on a direct inlet line L connecting the second fixed terminal 146 of the first switch module 140 and the second fixed terminal 156 of the second switch module 150. The second switch module converts and transforms an AC input power input from each of the second fixed terminals 146 of the first switch module 140 to match the rated voltage and the rated frequency of the motor 20. Output to each second fixed terminal 156 of 150). To this end, the rated converter may include a transformer circuit for converting a voltage value of the AC input power and a frequency control circuit for adjusting a frequency value of the AC input power.
이와 같이 상기 제1스위치모듈(140)의 각 제2고정단자(146)로부터 입력되는 교류입력전원을 모터(20)의 정격전압(예를 들면, 220V) 및 정격주파수(예를 들면, 120Hz)에 부합되도록 변압 및 주파수 변환하여 상기 제2스위치모듈(150)의 각 제2고정단자(156)로 출력하는 정격변환부에 의해, 인버터부(120)의 기능고장시 모터(20)를 정격회전속도(예를 들면, 3,600rpm)으로 구동시킬 수 있으므로 인버터부(120)가 고장나더라도 모터(20)에 요구되는 부하의 충족조건을 만족시킬 수 있으며 모터(20)의 과부하 및 쇼트 현상을 미연에 방지할 수 있다.As described above, the AC input power input from each of the second fixed terminals 146 of the first switch module 140 uses the rated voltage (for example, 220 V) and the rated frequency (for example, 120 Hz) of the motor 20. Rated rotation of the motor 20 when the malfunction of the inverter unit 120 by the rated conversion unit for converting and transforming the frequency so as to conform to the output to the second fixed terminal 156 of the second switch module 150 Since it can be driven at a speed (for example, 3,600 rpm), even if the inverter unit 120 fails, it can satisfy the load requirement of the motor 20 and does not overload and short-circuit the motor 20. To prevent it.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those who have knowledge.
10...전원입력단
20...모터
110...직류변환부
120...인버터부
130...장치제어부
140...제1스위치모듈
141...제1스위치
142...제2스위치
143...제3스위치
150...제2스위치모듈
151....제4스위치
152...제5스위치
153...제6스위치
160...위상변환모듈
170...출력감지부10 ... Power input terminal 20 ... Motor
110 DC converter 120 Inverter
130 Device control unit 140 First switch module
141 ... 1st switch 142 ... 2nd switch
143 ... 3rd switch 150 ... 2nd switch module
151 .... 4th switch 152 ... 5th switch
153 ... Sixth Switch 160 ... Phase Conversion Module
170.Output detector
Claims (3)
상기 직류변환부(110)의 출력단에 접속되며 수신된 PWM제어신호에 따라 복수의 스위칭소자들이 스위칭동작하면서 입력된 직류전원을 3상 교류전원으로 변환하여 출력하는 인버터부(120);
사용자 조작에 따라 설정된 PWM제어신호를 출력하여 상기 인버터부(120)를 구동제어하는 장치제어부(130);
사용자 조작 또는 제어신호에 따라 접점 전환동작하는 제1스위치모듈(140); 및 제2스위치모듈(150);을 포함하고,
상기 제1스위치모듈(140)은 전환동작하는 동작단자(144)가 전원입력단(10)에 연결되고 제1고정단자(145)는 직류변환부(110)의 입력단에 연결되며 제2고정단자(146)는 제2스위치모듈(150)의 제2고정단자(156)와 연결되고, 상기 제2스위치모듈(150)은 동작단자(154)가 모터(20)의 입력단에 연결되고 제1고정단자(155)는 인버터부(120)의 출력단에 연결되어, 각 동작단자(144,154)의 전환동작에 따라 전원입력단(10)에서 인가된 교류입력전원이 직류변환부(110)에 입력되거나 모터(20)에 직입되는 것을 특징으로 하는 직입기동 기능이 구비된 모터 구동제어장치.
A DC converter 110 for converting AC input power input from the power input terminal 10 into DC power and outputting the DC power;
An inverter unit 120 connected to an output terminal of the DC converter 110 and converting the input DC power into a three-phase AC power while switching a plurality of switching elements according to the received PWM control signal;
An apparatus controller 130 for driving the inverter unit 120 by outputting a PWM control signal set according to a user operation;
A first switch module 140 for contact switching operation according to a user operation or a control signal; And a second switch module 150;
The first switch module 140 has an operation terminal 144 for switching operation is connected to the power input terminal 10 and the first fixed terminal 145 is connected to the input terminal of the DC converter 110 and the second fixed terminal ( 146 is connected to the second fixed terminal 156 of the second switch module 150, the second switch module 150 is the operation terminal 154 is connected to the input terminal of the motor 20 and the first fixed terminal 155 is connected to the output terminal of the inverter unit 120, AC input power applied from the power input terminal 10 in accordance with the switching operation of each operation terminal 144, 154 is input to the DC converter 110 or the motor 20 Motor drive control device having a direct start function, characterized in that it is directly incorporated into).
상기 제1스위치모듈(140)은 전원입력단(10)과 직류변환부(110) 사이에 배치되는 제1스위치(141), 제2스위치(142) 및 제3스위치(143)를 포함하고,
상기 제2스위치모듈(150)은 인버터부(120)와 모터(20) 사이에 배치되는 제4스위치(151), 제5스위치(152) 및 제6스위치(153)를 포함하며,
상기 제1스위치모듈(140)의 각 스위치(141,142,143)는 각 동작단자(144)가 전원입력단(10)의 R,S,T 입력라인에 각각 연결되고 각 제1고정단자(145)는 직류변환부(110)의 입력단에 각각 연결되며 제2고정단자(146)는 상기 제2스위치모듈(150)의 각 스위치(151,152,153)의 각 동작단자(154)에 각각 연결되며,
상기 제2스위치모듈(150)의 각 스위치(151,152,153)는 각 동작단자(154)가 모터(20)의 U,V,W 입력단에 각각 연결되고 각 제1고정단자(155)는 인버터부(120)의 출력측에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 직입기동 기능이 구비된 모터 구동제어장치.
The method according to claim 1,
The first switch module 140 includes a first switch 141, a second switch 142, and a third switch 143 disposed between the power input terminal 10 and the DC converter 110.
The second switch module 150 includes a fourth switch 151, a fifth switch 152, and a sixth switch 153 disposed between the inverter unit 120 and the motor 20.
Each switch 141, 142, 143 of the first switch module 140 has a respective operation terminal 144 connected to the R, S, T input lines of the power input terminal 10, and each of the first fixed terminals 145 has a direct current conversion. Respectively connected to the input terminal of the unit 110, and the second fixed terminal 146 is connected to each operation terminal 154 of each switch 151, 152, 153 of the second switch module 150,
Each switch 151, 152, 153 of the second switch module 150 has a respective operation terminal 154 connected to the U, V, W input terminals of the motor 20, and each of the first fixed terminals 155 has an inverter unit 120. Motor drive control device with a direct-inlet start function, characterized in that connected to the output side of each.
상기 전원입력단(10)으로 단상의 교류입력전원이 입력되고,
상기 모터(20)는 3상 유도전동기이며,
상기 제1스위치모듈(140)은 전원입력단(10)과 직류변환부(110) 사이에 배치되는 제1스위치(141) 및 제2스위치(142)를 포함하고,
상기 제2스위치모듈(150)은 인버터부(120)와 모터(20) 사이에 배치되는 제4스위치(151), 제5스위치(152) 및 제6스위치(153)를 포함하며,
상기 제1스위치모듈(140)의 각 제2고정단자(146)와 상기 제2스위치모듈(150)의 각 제2고정단자(156)를 연결하는 직입기동라인(L) 상에 배치되고 상기 제1스위치모듈(140)을 통해 입력되는 단상의 교류입력전원을 3상 교류전원으로 변환하여 상기 제2스위치모듈(150)로 출력하는 위상변환모듈(160);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직입기동 기능이 구비된 모터 구동제어장치.The method according to claim 1,
Single phase AC input power is input to the power input terminal 10,
The motor 20 is a three-phase induction motor,
The first switch module 140 includes a first switch 141 and a second switch 142 disposed between the power input terminal 10 and the DC converter 110,
The second switch module 150 includes a fourth switch 151, a fifth switch 152, and a sixth switch 153 disposed between the inverter unit 120 and the motor 20.
The second fixed terminal 146 of the first switch module 140 and each of the second fixed terminal 156 of the second switch module 150 is disposed on the indirect starting line (L) and the And a phase conversion module 160 for converting the single-phase AC input power input through the first switch module 140 into three-phase AC power and outputting the same to the second switch module 150. Motor drive control device with direct start function.
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