KR950008083Y1 - 전자식 과전류 차단기 - Google Patents

전자식 과전류 차단기 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

전자식 과전류 차단기
제1도는 본 고안에 의한 바람직한 실시예의 과전류 차단기의 회로도.
제2도는 본 고안에 의한 변형 실시예의 과전류 차단기의 회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10,11 : 검출부 12,14 : 정류회로
16,18 : 기준전압발생기 20,21 : 차단판별부
22,24 : 차단판별회로 26 : 기준신호발생기
30 : 구동부 40 : 전원부
본 고안은 과전류 차단기에 관한 것으로 특히 전동기 또는 전자 기기의 과부하에 의한 과전류를 검출해서 과전류를 차단하기 위한 과전류 차단기에 관한 것이다.
일반적으로 전동기 또는 전기기기등의 시퀀스 제어에서는 운전중에 관전류에 의한 기기의 소손을 방지 하기 위하여 과전류 발생시 전원을 차단하는 과전류 차단기를 채용하고 있다. 특히 산업용 전기 기기의 전반에 결쳐서 사용되는 전동기에 있어서는 과전류 차단기가 필수적이다. 전동기 운전에 있어서 과전류에는 전동기의 과부하 운전에 의한것과 단락이나 접지고장등 배선의 이상상태에 의한 것이 있다. 과부하 운전에대한 보호는 전동기의 온도 상승에 의한 열적 소손과 과대 토오크에 의한 기계적 소손을 방지할 목적으로 기기의 허용한도에 달하기 전에 전동기를 전원에서 분리한다. 그러나 가동시 일시적인 과전류로 과부하 차단기가 동작해서는 곤란하다. 통상적으로 잘 알려진 과부하 차단기로는 완전 전자형과 열동전자형이 있다. 완전 전자형은 전자력을 이용하여 래치가구를 떼내어 단락 전류를 끊는 기구구조이며, 열등 전자형은 바이메탈의 열에 의한 변형을 이용하여 래치 기구를 절단하는 구조이다. 그러나 이들 방식은 기계적 구조로 제작이 불편하며 주변온도의 영향으로 동작특성이 변하는 문제점이 있었다.
본 고안의 목적은 이상과 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 전자식 과전류 차단기를 제공하는데 있다. 상기 목표를 달성하기 위하여 본 고안의 장치는 부하와 전원 사이에 전자식 접속기를 개재해서 과전류 발생시 전자식 접속기를 작동시켜 부하에 전원이 공급되는 것을 차단하는 과전류 차단기에 있어서, 상기부하에 공급되는 전류를 검출해서 이 검출신호가 설정된 기준치 이상이면 검출 신호를 발행하는 과전류 검출부; 상기 과전류 검출부의 검출신호를 입력해서 이 검출신호가 설정된 기준치 이상이고 소정시간이 지속되면 차단 제어 신호를 발생하는 차단판별부; 및 상기 차단 판별부의 차단제어 신호에 응답해서 상기 전자식 접속기를 차단상태로 구동하는 구동부를 구비한 것을 특징으로 한다. 이하 도면을 참조하여 본 고안을 보다 상세히 설명하고자 한다.
제1도는 본 고안에 의한 전자식 과전류 차단기의 바람직한 실시 예를 나타낸다.
본 고안에 의한 전자식 과전류 차단기는 과전류 검출부(10), 차단판별부(20) 및 구동부(30)를 구비한다. 3상유도전동기(M)는 전자식 접속기(MS)의 스위치 접점(S)을 통해서 3상전원(R.S.T)에 연결된다. 과전류 검출부(10)는 스위치접점(S)과 전동기(M)사이의 R선과 T선에 변류기(CT1,CT2)를 통해 결합하고, 제1정류회로(12) 및 제2정류회로(14)에서 얻어진 검출전압(V1 및 V2)과, 제1기준전압발생기(16)의 기준전압(V3)을 비교기(u3, U4)로 비교해서 제1검출신호(V6)을 발생한다. 또한 제2기준전압 발생기(18)의 기준전압(V4)과 검출전압(V1 및 V2)을 비교기(U1,U2)로 비교해서 제2검출신호(V5)를 발생한다. 제1정류 회로(12)는 다이오드(D1-D4), 캐패시터(C1), 저항(R1,R2) 및 제너다이오드(Z1)로 구성한다. 제2정류 회로(14)는 다이오드(D5-D8), 캐패시터(C2), 저항(R1,R2) 및 제너다이오드(Z1)로 구성한다. 제2정류 회로(14)는 다이오드(D5-D8), 캐패시터(C2), 저항(R4,R5)및 제너다이오드(Z2)로 구성한다.
제1기준전압 발생기(16)은 제1전원전압(Va)과접지 사이에 직열 연결된 가변저항기(VR1)와 저항(R3)으로 구성하며, 가변저항기(VR1)의 가동접점으로 제1기준전압(V3)을 조정한다. 제1기준전압(V3)은 검출하고자 하는 과전류의 조정범위를 설정한다. 제2기준전압 발생기(18)는 가변저항기(VR1)의 가동 접점과 접지사이에 징열 연결되는 저항(R6) 및 저항(R7)로 구성하며, 이들 저항에 의해 제1기준전압(V3)을 분배한 제2기준전압(V4)를 발생한다. 제1기준전압(V3)은 과부하시 과전류를 검출하기 위한 기준전압이다. 비교기(U1-U4)는 개방 콜렉터형 연산증폭기 이므로 그 출력단에 각기 풀업저항(R8-R11)을 가진다. 비교기(U10,U11)를 통해 와이어 OR 결선된다. 따라서, 과전류 검출부(10)는 변류기(CT1,CT2)를 통해 R 또는 T선중 적어도 한선 이상에서 과전류가 발생하면 검출신호(V5,V6)를 출력한다. 검출신호(V5)는 기동시 과전류 검출신호이며, 검출신호(V6)는 과부하기 과전류 검출신호이다.
차단부(20)는 기동시 차단판별회로(22), 과부하시 차단판별회로(24) 및 제3기준신호발생기(26)를 포함한다. 기동시 차단판별회로(22)는 전동기(M)의 기동시 큰 전류가 흐르게 되는데 이 기동전류가 검출되어 검출신호(V5)가 제3기준신호 발생기(26)의 기준전압(V7)보다 높은 시간에 제1소정시간 이하이면 정상적인 기동전류로 판단하며, 이상이면 기동시 과전류로 판별하여 차단제어신호(V8)를 발생한다. 과부하시 차단판별회로(24)는 전동기(M)의 정상 운전중에 과부하에 의한 과전류가 발생되면 이 과전류에 의한 검출신호(V6)가 기준전압(V7)보다 높게 제2소정시간 이상 지속적으로 유지 되면 차단제어신호(V8)을 발생한다. 기동시 차단 판별회로(22)는 비교기(U5,U6), 저항(R12,R15-R17), 가변저항기(VR3), 다이오드(D13), 캐패시터(C4)로 구성하며, 과부하시 차단판별회로(24)는 비교기(U7,U8) 저항(R13,R14,R20,R22) 가변저항기(VR4), 다이오드(D14), 캐패시터(C3)로 구성한다. 제3기준신호 발생기(26)는 제1전원전압(Va)과 접지사이에 직열연결된 저항(R18,R19)으로 구성하며 제1전원전압(VA)을 분압해서 기준전압(V7)을 발생한다. 차단판별회로(22,24)는 검출신호(V5 or V6)를 기준전압(V7)과 비교기(U5 or U7)로 비교하고 이 비교결과에 따라 가변저항기(VR3 or VR2)를 통해서 캐패시터(C4 or C3)를 충전시키는 시정수에 따라 소정시간이 지연되어 비교기(U6 or U8)에 전달되도록 함으로써 기준전압(V7)과 비교기(U6 or U8)에 전달되도록 함으로써 기준전압(V7) 이상의 검출신호가 소정시간이 지나도록 계속 나타나는 경우에는 차단제어 신호(V8)를 발생한다. 기동시 제1소정시간은 검출되는 과전류의 범위에 따라 약간씩 다르나 대략 0-30초정도이며, 과부하시 제2소정시간은 대략 0-15초정도 설정된다. 구동부(30)는 차단제어신호(V8)에 응답해서 전자식접속기(MS)에 공급되는 전원을 차단해서 소자 시키므로 스위치 접점(S)이 오프 상태로 되도록 릴레이(RY)를 구동한다. 구동부(30)는 제2전원전압(Vb)과 접지 사이에 릴레이(RY), NPN트랜지스터(TR2), 반도체제어 정류소자(SCR)를 연결하고 SCR 게이트에 차단제어신호( V8)가 게이트 트리거신호로 공급되게 구성한다. 릴레이(RY)의 접점은 공통단자(c)와 정상접속자(a)의 연결 위치에서 릴레이(RY)가 여자되면 공통단자(c)와 정상오프단자(b)의 연결위치로 절환되며 소자되었을때는 도시한 스위칭 상태를 유지한다. 트랜지스터(TR2)는 베이스에 리세트 스위치(SW)와 저항(R27-R29)으로 된 바이어스 회로가 연결된다. 따라서 통상시에는 바이어스 회로에 의해 턴온 상태로 유지되다가 리세트 스위치(SW)가 눌러지면 턴오프 된다. 따라서 턴온 SCR은리세트스위치(SW)의 누름에 의해 TR2가 턴온 되므로 전류가 차단되어서 턴오프 상태로 복귀하게 된다. 또한 구동부(30)는 발광다이오드(LEDI), 저항(R25)다이오드(D15), 저항(R21), 트랜지스터(TR1)로 되는 작동표시 회로를 포함한다. 트랜지스터(TR1)의 베이스는 저항(R21)통해 과부하시 차단판별회로(24)의 가변저항기(VR2)에 연결되어 과부하시 과전류를 차단하는 경우에 턴온되어 LEC1를 구동한다. 미설명부호 D16을 릴레이(RY) 보호용이다.
전원부(40)는 외부교류전원을 입력해서 정류 및 평활해서 제1및 제2전원전압(Va, Vb)을 공급한다. 전원부(40)는 캐패시터(C0, C5), 저항(R0, R30), 다이오드(D17-D20), 제너다이오드(Z7-Z9)를 구비한다.
이상과 같이 구성하고 동작하는 본 고안의 차단기는 가변저항기(VR1)를 조정해서 과전류 범위를 조정하고, 가변저항기(VR2),(VR3)를 조정해서 과부하 및 기동부하 시간을 설정하여 광범위한 전류범위, 예컨데 05-65A, 정밀한 설정103%, 프리볼트기능(80-260VAC)및 부하특성에 따라 0-30초의 시간설정이 가능한 등 오동작이 없으며, 변류기의 통과회수 증감에 의해 임의로 증감할 수 있으므로 전류 용량에 관계없이 모든 부하에 사용할 수 있어서 매우 편리하다.
또한 본 발명은 제2도에 도시한 바와 같이 경제형으로 변형해서 구성할 수도 있다. 제2도는 본발명에 의한 전자식 과전류 차단기의 변형 실시예를 나타낸다. 제2도의 변형 실시예는 제1도의 바람직한 실시예와 비교해서 과전류 검출부의 기동시 검출회로와 기동시 차단판변 회로를 제거한 점이 다르다.
따라서 제1도의 과전류검출부 10은 제2도에서는 과전류검출부 11로 되며 제1도의 차단부 20은 제2도의 차단부 21로 된점이 다르다.
또한 차단 판별회로는 기동부하와 과부하에 대해 함께 사용하므로 시간설정을 0-30호의 긴 시간으로 설정하여 사용한다는 것을 제외하고는 제1도와 동일하다. 따라서 동일부분은 동일부호로 처리하여 구체적 설명을 생략한다.
이상과 같이 본 발명은 종래의 기계적구조 방식과 달리 전자회로 방식으로 구성함으로써 광범위한 조정범위와 시간설정을 자유로히 할 수 있어 사용하는데 편리하며, 주변회로의 영향을 감소시켜 정확하게 동작하며, 순간적인 과전류나 정상적인 기동전류에 의해 오동작이 없는 뛰어난 차단기능을 수행할 수 있다.

Claims (3)

  1. 부하와 전원 사이에 전자식 접속기를 개재해서 과전류 발생시 전자식 접속기를 작동시켜 부하에 전원이 공급되는것을 차단하는 과전류 차단기에 있어서, 상부 부하에 공급되는 전류를 검출해서 기준치 이상이며 검출신호를 발생하는 과전류 검출부; 상기 과전류 검출부의 검출신호를 입력해서 이 겸출신호가 설정된 기준치 이상으로 소정시간 지속되면 차단제어 신호를 발생하는 차단판별부; 그리고 상기 차단판별부의 차단제어신호에 응답해서 상기 전자식 접속기를 차단상태로 구동하는 구동부를 구비한것을 특징으로하는 전자식 과전류 차단기.
  2. 청구범위 제1항에 있어서, 상기 과전류 검출부는 제1기준신호를 발생하는 제1기준신호 발생기와, 상기 부하로부터 검출된 전류치와 상기 제1기준 신호를 비교해서 기준치 이상이면 기동부하시 과전류 검출 신호를 발생하는 제1검출 회로와, 제2기준신호를 발생하는 제2기준신호 발생기와, 상기 부하로부터 검출된 전류치와 상기 제2기준신호와 비교해서 기준치 이상이면 과부하시 과전류 검출신호를 발생하는 제2검출 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 전자식 과전류 차단기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 차단판별부는 제3기준신호를 발생하는 제3기준신호 발생부와, 상기 제1검출회로의 기동부하시 과전류 검출신호를 입력해서 제3기준신호와 비교하여 설정된 기준치 이상으로 제1소정시간 지속되면 정상적인 기동전류가 아닌 이상 과전류 발생으로 판별하고 차단제어 신호를 발생하는 제1차단판별 회로와, 상기 제2검출 회로의 운전부하시 과전류 검출신호를 입력해서 제3기준신호와 비교하여 설정된 기준치 이상으로 소정시간 지속되면 순간적인 과부하에 의한 과전류가 아닌 이상전류 발생으로 판별하고 차단제어 신호를 발생하는 제2차단판별회로를 구비한 것을 특징으로 하는 전자식 과전류 차단기.
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