KR890003532B1

KR890003532B1 - Motor controller

Info

Publication number: KR890003532B1
Application number: KR1019870002108A
Authority: KR
Inventors: 양승희
Original assignee: 금성계전 주식회사; 최근선
Priority date: 1987-03-10
Filing date: 1987-03-10
Publication date: 1989-09-23
Also published as: KR880011971A

Abstract

The method for protecting stall/jam state of the motor in the electronic motor control center comprises a step for calculating the gradient value about the sampling of motor current, a step for memorizing the criterion about this gradient value, and a step for comparing a criterion value at starting with the gradient value of the motor current, and a step for performing the protection function in case of having different value between the compared criterion and gradient values.

Description

전자식 모터 제어센터에서 모터의 구속상태에 대한 보호방법How to Protect Against Motor Restraints in an Electronic Motor Control Center

제 1도는 본 발명의 방법이 적용되는 전자식 모터제어기의 일 실시예를 나타낸 회로도.1 is a circuit diagram showing an embodiment of an electronic motor controller to which the method of the present invention is applied.

제 2도는 본 발명에 따른 모터의 전류의 기울기를 구하기 위한 모터의 전류-시간 특성 곡선도.2 is a current-time characteristic curve diagram of a motor for obtaining a slope of a current of the motor according to the present invention.

제 3a도, 3b도, 3c도는 각각 본 발명의 방법을 설명하기 위한 플로우챠트.3A, 3B, and 3C are flowcharts for explaining the method of the present invention, respectively.

본 발명의 전자식 모터 제어센터에서 모터의 구속상태에 대한 보호상법에 관한 것이다.The present invention relates to a protection phase method for a restraint state of a motor in an electronic motor control center.

모터 제어센터(Motor Conter)는 산업체의 공장이나 플랜트등에 설치된 대용량의 유도 전동기에 대해 공급전원의 온/오프와 모터의 보호 및 제어 기능을 갖도록 설계되어진 것으로, 종래의 기계식 모터 제어센터를 보다 콤팩트하게 만들어 설치 면적을 줄이게 하고 또한 최근에 플랜트등의각종 자동운전, 에너지절약, 안정성등의 다양화된 사용자의 요구에 대한 강력한 대응책으로서 감시제어부를 포함한 전시스템의 고능룰, 고생산성을 뒷받침하는 기간기술로서 컴퓨터 제어에 의한 컴퓨터 제어센터를 개발하고자 하는 노력이 계속되고 있다. 이러한 전자식 모터 제어센터는 다양한 모터의 보호기능 및 제어기능을 수행할수 있는 것으로서, 장치의 핵심부인 마이크로 프로세서 유니트와 세팅 스위치들로 구성된 메인 보오드와, 스위칭 파우어 서플라이, 신호검출기 및 전자접촉기 구동용 보조릴레이등으로 구성된 아날로그 보오드, 그리고 유니트상에서 모터의 정, 역회전, OFF, 리세트등의 시켄스 버튼, 비상 및 안전 테스트용 버튼과 LED 표시부등으로 구성된 디스플레이 보오드를 구비한 보다 지능적인 모터 제어기(Intelligent Motor Controller)를 제공함으로써 구현될수 있다.Motor control center is designed to have on / off of power supply and protection and control function of motor for large induction motor installed in industrial factory or plant, and make the conventional mechanical motor control center more compact. It is a key technology that supports high performance and high productivity of all systems including supervisory control, as a powerful countermeasure for various user's demands such as automatic operation, energy saving, stability, etc. in recent years. As a result, efforts have been made to develop a computer control center by computer control. The electronic motor control center is capable of performing various motor protection and control functions. The main board consists of a microprocessor unit and setting switches, which are the core of the device, a switching power supply, a signal detector and an auxiliary relay for driving the magnetic contactor. Intelligent motor controller with analog board consisting of lights, and display board consisting of sequence buttons for motor forward, reverse, OFF, reset, emergency and safety test buttons and LED indicators on the unit. Can be implemented by providing a Controller.

상기와 같은 전자식 모터 제어기(IMC)의 다양한 보호기능은 상기 마이크로프로세서 유니트가 모터에 흐르는 전류를 읽어 이에 따른 온도의 상승 및 하강등 모터의 제반 상태를 점검하고 이에 대응한 적절한 처리를 행하게 함으로써 가능하게 되는 것으로, 모터의 열 상태에 대한 보호, 과부하 및 저부하에 대한 보호, 결상 운전에 대한 보호, 누전에 대한 보호 및 모터가 구속 상태일 때 모터가 구동되는 부분에 대한 보호기능을 가질수 있다. 또한 무터의 잦은 기동에 따른 모터의 과열방지를 위해 재기동 여부를 판별하여 이에 따라 모터의 기동을 가능 또는 불가능하게 하는 보호기능도 수행한다.The various protection functions of the electronic motor controller (IMC) as described above are possible by allowing the microprocessor unit to read the current flowing through the motor and check the overall state of the motor such as temperature rise and fall, and perform appropriate processing accordingly. It can have protection against the thermal state of the motor, protection against overload and underload, protection against open-phase operation, protection against leakage and protection of the part where the motor is driven when the motor is in a restrained state. In addition, to prevent overheating of the motor due to frequent start-up of the muter, it is determined whether to restart the motor and accordingly performs a protection function that enables or disables the motor.

여기서 모터의 구속상태에 대한 보호기능은 외부의 사고에 의해 모터가 구속(stall/jam)될 경우에 대해 순시트립특성을 갖도록한 기능으로서, 모터 설계시 허용구속시간 동안에는 모터가 이 구속상태에서 손상없이 운전될수 있도록 고려가 되어 있으나 실제 모터의 구속상태는 부하쪽의 사고에 의하여 구속되는 경우이므로 이때, 모터가 구동하는 기계 부분이 파손될 우려가 있다. 따라서 모터의 구속보호는 모터가 구동하는 기계부에 대한 손상을 막기위한 보호기능이라 할수 았다. 이때 모터가 갖는 순시트립특성은 물론 모터의 구속허용 시간보다 짧게 설정되어야 한다.In this case, the protection function for the motor's restraint state is designed to have a net seat characteristic in case the motor is stalled (stall / jam) due to an external accident. Although it is considered to be able to operate without the actual state of restraint of the motor is constrained by the accident on the load side, at this time, there is a fear that the mechanical part driving the motor is damaged. Therefore, the restraint protection of the motor is a protection function to prevent the damage to the mechanical part that the motor drives. At this time, the net seat characteristic of the motor must be set to be shorter than the allowable time of the motor.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로, 모터가 구속상태일 때 모터의전류 양상이 모터에 따라 조금씩 차이가 나기 때문에 이에 대한 일괄적인 보호보다는 각각의 모터의 특성에 맞는 보호를 가능케 하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above, and since the current pattern of the motor is slightly different depending on the motor when the motor is in a restrained state, a method of enabling protection suitable for the characteristics of each motor rather than collective protection for it. To provide that purpose.

본 발명의 방법에 따르면, 구속상태일때의 모터의 상태와 모터가 기동할때의 상태는 전류의 양상에서 같은 양상으로 나타난다는 점에 착안하여 기동시 모터 전류의 기울기를 구해놓고 이 기울기를 기준치로 설정해서 기동이 끝난후에 같은 방법으로 기울기를 구하여 기준치와 비교하고 기준치보다 클 경우에 보호를 행하게 된다.According to the method of the present invention, the state of the motor in the restrained state and the state in which the motor is started appear in the same aspect in the aspect of the current. After the start, the slope is calculated in the same way, compared with the reference value, and protected when it is larger than the reference value.

즉, 제2도의 도시와 같이, 모터의 전류 i를 일정시간 간격으로 샘플링하여 이에 대한 기울기를 T시간까지 구하고, 이 기울기에 대한 평균치를 기준치로 기억시켜 놓은 다음 T시간 이후부터 보호를 해나가게 만든 것이다.That is, as shown in FIG. 2, the current i of the motor is sampled at regular time intervals, the slope of the current is calculated to T time, the average value of the slope is stored as a reference value, and the protection is made after T time. will be.

참고로, 제2도의 전류곡선에서 제1의 상태는 모터 M가 전원에 연결되어 기동에 들어갔음을 알려주는 상태이며, 제2의 상태는 실제로 모터가 기동중임을 나타내는 상태이다. 1상태에서 2상태로의 변화는 무부하시의 기동도 가능케 하기 위해 130%의 낮은 레벨로 설정되었다. 그리고 제3의 상태는 정격전류의 100% 레벨로 설정되어 모터가 기동을 끝낸 정상상태임을 알려주는 상태이다.For reference, in the current curve of FIG. 2, the first state is a state in which the motor M is connected to a power source and is started, and the second state is a state in which the motor is actually started. The transition from state 1 to state 2 was set at a low level of 130% to enable maneuvering at no load. And the third state is a state that is set to the level of 100% of the rated current to indicate that the motor is in a normal state after starting.

이와같은 본 발명의 방법이 적용되는 전자식 모터 제어기(IMC)의 일실시예를 제1도에 나타내었다.One embodiment of an electronic motor controller (IMC) to which the method of the present invention is applied is shown in FIG.

도면에서, 3상 3선의 전력선 A, B, C가 전원 공급용 릴레이 접점(Ra)을 통해 모터 M에 연결되어 있고, 이 모터에 흐르는 전류를 감지하기 위해 전류 트랜스(MCT)가 3상의 전력 공급선이 관통되게 설치되며, 이 MCT에서 검출된 DC전류가 실효치 검지회로(6)를 통해 A/D변환기(7)로 공급되어 디지털 값으로 변환된 검출전류를 중앙처리장치(CPU:1)가 읽어 들일수 있게 한다. 또한, 모터(M)로 연결되는 3상 3선중 2선이 전원 트랜스를 거쳐 교류 110V로 변환되어 전원회로(5)로 공급되며 이전원회로(5)에서 생성된 일정 직류전압이 상기 중앙처리장치(1), 실효치 검지회로(6), A/D변환기(7) 및 릴레이 구동회로(4)의 전원으로 공급된다. 릴레이 구동회로(4)는 전원 공급용 릴레이 RY 및 도시되지 않은 모터의 Y-Δ 기동용 접속 릴레이를 여자시키기 위한 것이다.In the figure, the power lines A, B, and C of the three-phase three-wire are connected to the motor M through a power supply relay contact Ra, and a current transformer (MCT) has a three-phase power supply line for sensing the current flowing through the motor. Is installed so that the DC current detected by the MCT is supplied to the A / D converter 7 through the effective value detection circuit 6 and converted into a digital value by the central processing unit (CPU: 1). Allow it to come in. In addition, two of the three-phase three wires connected to the motor (M) is converted into AC 110V through a power transformer and supplied to the power circuit 5, the constant DC voltage generated in the previous source circuit (5) is the central processing unit (1), the effective value detection circuit 6, the A / D converter 7 and the relay drive circuit 4 are supplied to the power sources. The relay drive circuit 4 is for exciting the power supply relay RY and the Y-Δ start connection relay of the motor (not shown).

또한, 중앙처리장치(1)의 인터럽트 단자 INTR에는 타이머(2)가 연결되어 일정시간마다 타이머 인터럽트 루틴을 수행하도록 한다.In addition, a timer 2 is connected to the interrupt terminal INTR of the central processing unit 1 so as to perform a timer interrupt routine at a predetermined time.

상기와 같은 전자식 모터 제어기에서 본 발명에 의한 모터의 구속상태에 대한 보호방법은 상기 전류트랜스(MCT)에서 모터에 흐르는 전류를 항시 감지하고 이 전류치를 정격전류에 대응하여 디지털 값으로 변환시킨후 중앙처리장치(1)에서 일정한 프로그램에 따라 모터의 구속상태에 대한 보호기능을 수행하도록 한 것으로서, 본 발명의 방법을 이하 제3a도, 제3b도, 제3c도의 플로우챠트에 의거하여 상세히 설명한다.In the electronic motor controller as described above, the protection method for the motor's restraint state according to the present invention always detects the current flowing in the motor in the current transformer (MCT), and converts the current value into a digital value corresponding to the rated current, As the processing apparatus 1 performs a protection function for the restraint state of the motor in accordance with a predetermined program, the method of the present invention will be described in detail with reference to the flowcharts of FIGS. 3A, 3B, and 3C.

제3a도는 중앙처리정치에 의해 수행되는 제2도의 전류곡선에서 2상태까지의 처리동작을 나타내는 주루틴이다. 단계 100에서, 운전 명령이 없으면 계속 운전명령이 있는지를 검사하고 운전명령이 있으면 단계 101로 가서 전류치 기억번지를 초기화시키고 일 상태 표시 및 카운터 값들을 초기화시킨 다음 릴레이 RY를 여자시켜 모터 M을 ON시킨다. 그 다음, 단계 102에서 그 이하의 일의 수행을 지시하는일 A 표시가 "1"이면 단계 103으로 가서 일을 수행하고, "0"표시일때는 단계 104로 간다. 단계103에서는 모터에 흐르는 전류값을 읽어서 전류치 기억장소에 기억시킨후 일 A 표시를 "0"으로 만든다.(여기서 전류치 기억장소에 대한 정보는 제3c도의 일정시간 타이머 인터럽트 루틴에서 다룬다).FIG. 3A is a main routine showing the processing operation up to two states in the current curve of FIG. 2 performed by the central processing politics. In step 100, if there is no run command, check whether there is a run command, and if there is a run command, go to step 101 to initialize the current value memory address, initialize the work status display and counter values, and energize the relay RY to turn on the motor M. . Next, in step 102, if the work A display indicating to perform the subsequent work is " 1 ", the process proceeds to step 103, and when the display of " 0 " In step 103, the current value flowing through the motor is read and stored in the current value storage area, and the work A display is made " 0 " (where information on the current value storage location is dealt with in the constant time timer interrupt routine in FIG. 3C).

그 다음 단계 104에서 일 B의 표시가 "1"이면 단계 105의 일처리를 수행하고 "0"이면 단계 106으로 간다. 단계 105에서, 전류치 기억번지가 가르키는 번지의 내용부터 전류치 기억번지를 감소시켜 나가면서 전류치 기억번지-3이 가르키는 번지의 내용까지 모두 합해서 4로 나누어 평균치를 구해 값 A를 설정한다. 또 전류치 기억번지 -4가 가르키는 번지의 내용부터 전류치 기억번지 -7이 가르키는 번지의 내용까지를 모두 합해서 4로 나누어 평균치를 구한 값 B를 설정한다.If the indication of day B is " 1 " in step 104, then the process of step 105 is performed; if " 0 " In step 105, the value A is set by dividing all the contents from the address indicated by the current value memory address to the address indicated by the current value memory address-3, dividing by four, and setting the average value. In addition, set the value B obtained by averaging all the contents from the address indicated by the current memory address -4 to the address indicated by the current memory address -7, and dividing by 4 to obtain the average value.

그다음 A-B의 계산을 하여 값 C를 구한다(즉,C는 전류치의 시간에 대한 기울기가 된다).Then calculate A-B to get the value C (ie, C is the slope of the current over time).

또한 구속카운터의 값을 증가시키고, 기울기를 기억시켜 놓은 번지를 가르키는 기울기 번지를 기울기 번지의 초기치와 구속카운터 값을 더한 값이 가르키는 번지로 한 다음 그곳에 C값을 기억시킨다.In addition, increase the value of the restraint counter, and make the address of the inclination address that indicates the address where the inclination is remembered.

그다음, 전류치 기억번지를 최초번지로 하고 일 B표시를 "0"으로 만든다.Then, the current address memory address is the first address, and the day B display is made "0".

그 다음 단계 106에서는 단계 105에서 구한 값 C가 0보다 작으면 단계 107의 일을 수행하고 크거나 같으면 단계 102로 되돌아가서 상기 처리를 반복 수행한다.Next, in step 106, if the value C obtained in step 105 is less than 0, the work of step 107 is performed, and if greater than or equal to, the process returns to step 102 and the process is repeated.

단계 107에서, 기울기 번지가 가르키는 장소의 내용부터 [기울기 번지-(구속 카운터의 값-1)]이 가르키는 장소의 내용까지를 모두 합해서 구속 카운터의 값으로 나눈 값 F를 구속보호에 대한 기준치로 기억시켜 놓는다.In step 107, the value F obtained by dividing the contents of the location indicated by the gradient address to the location indicated by [tilt address- (restraint value-1)] and dividing by the value of the constraint counter is the reference value for the constraint protection. Remember it.

그 다음 제2도의 전류 곡선에서 3상태 이후의 처리 동작을 제3b도의 플로우챠트를 참고로 설명한다.Next, the processing operation after the three states in the current curve of FIG. 2 will be described with reference to the flowchart of FIG. 3B.

제3b도에서, 단계 200은 제3a도의 2상태까지의 푸틴중 점선으로 표시한 부분과 같은 방법을 수행하여 전류치의 시간에 대한 기울기를 구한다.In FIG. 3b, step 200 performs the same method as the portion indicated by the dotted line of the putin up to two states in FIG. 3a to find the slope of the current value with respect to time.

그 다음 단계 201에서는 2상태까지의 루틴에서 구한 구속보호에 대한 기준치(F)와 단계200에서 구한 기울기 값을 비교하여 이 기울기가 기준치 F보다 크거나 같으면 단계 202로 가서 릴레이 RY를 석방시켜 모터 M를 정지시키고 그렇지 않으면 단계 200으로 되돌아간 처리를 계속 수행한다.Next, in step 201, the reference value (F) for restraint protection obtained in the routine up to two states is compared with the slope value obtained in step 200. If the slope is greater than or equal to the reference value F, go to step 202 to release the relay RY to release the motor M. Stops, otherwise the process returns to step 200 and continues.

제3c도에 나타낸 일정시간 타이머 인터럽트 루틴은 외부 타이머(2)에 의해 중앙처리장치(1)에 정주기로 인처럽트가 요청되면 이에 대해 중앙처리장치(1)가 수행하는 서비스 루틴으로서, 인터럽트가 요청되면 단계 300에서 일A표시를 "1"로 하여 주루틴에서 일A를 수행하라는 지시를 내리며, 그 다음 단계 301에서는 전류치 기억번지를 가리키는 값을 증가시킨다.The constant timer interrupt routine shown in FIG. 3C is a service routine that the CPU 1 performs when an interrupt is requested to the CPU 1 at regular intervals by the external timer 2, and an interrupt is requested. In step 300, the command A is set to "1" to instruct the main routine to perform work A. In step 301, the value indicating the current value storage address is increased.

단계 302에서는 일 B 카운터 값을 증가시킨 다음 단계 303으로 가서 증가된 일 B 카운터 값을 8과 비교하고, 같다면 단계 304에서 일B 상태표시를 "1"로 만들어 일 B를 처리하라는 지시를 내리고 나서 일 B 카운터 값을 0으로 만든다. 단계 303에서 일 B 카운터 값이 8과 같지 않으면 제3a도의 주루틴으로 되돌아간다.In step 302, the job B counter value is increased, and then the process goes to step 303, where the increased job B counter value is compared to 8, and if it is the same, in step 304, the job status indication is set to " 1 " Then set the day B counter value to zero. In step 303, if the one B counter value is not equal to 8, the process returns to the main routine of FIG. 3a.

이상 설명한 바와같이 본 발명의 벙법은 모터의 기동시 전류치의 시간에 대한 기울기를 구하여 기준치로 설정해 놓고 기동이 끝난후의 전류치의 기울기를 구하여 상기 기준치와 비교하고 이 기준치 보다 클 경우 모터를 정지시키게 함으로써 각각의 모터의 특성에 알맞는 모터의 구속상태에 대한 보호를 수행할수 있는 장점을 갖는다.As described above, the method of the present invention obtains the slope of the current value at the time of starting the motor and sets it as the reference value, and obtains the slope of the current value after the start of the motor, compares it with the reference value and stops the motor if it is larger than the reference value. It has the advantage of being able to perform protection against the restraint state of the motor that is suitable for the characteristics of the motor.

Claims

전자식 모터 제어센터에서 외부의 사고에 의해 모터가 구속될 경우 순시트립특성을 갖도록 한 모터의 구속상태에 대한 보호방법에 있어서, 모터에 흐르는 전류를 일정시간 간격을 샘플링하여 이에 대한 기울기를 모터의 기동시까지 구하고 이 기울기에 대한 평균치를 기준치로 설정하여 기억시키는 단계와, 모터의 기동이 끝난후의 모터에 흐르는 전류의 시간에 대한 기울기를 구하여 상기 모터의 시동시 구해진 기준치와 비교하는 단계와, 상기 모터의 기동이 끝난 뒤 구한 기울기 값이 상기 모터의 시동시 구해진 기준치 보다 크거나 같을 때 보호기능을 수행하도록 한 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터의 구속상태에 대한 보호방법.In a method of protecting a motor from restraining state in which an electric motor is constrained by an external accident in an electronic motor control center, the motor has a net-slip characteristic. Obtaining and storing the average value of the slope as a reference value, and obtaining a slope with respect to the time of the current flowing in the motor after the motor is started and comparing it with a reference value obtained at the start of the motor; And a step of performing a protection function when the inclination value obtained after the start of the motor is greater than or equal to a reference value obtained at the start of the motor.