KR200356564Y1

KR200356564Y1 - 자동전압조절 기능이 구비된 트로이덜 3상 전력 절감기

Info

Publication number: KR200356564Y1
Application number: KR20-2004-0010752U
Authority: KR
Inventors: 강호균
Original assignee: 주식회사 창덕 이엔씨
Priority date: 2004-04-19
Filing date: 2004-04-19
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2014-04-19

Abstract

본 고안은 정전압을 유지하는 자동전압조절(Automatic Voltage Regulator) 기능이 구비된 트로이덜 3상 전력 절감기에 관한 것으로, 인가 되는 외부전원의 전압을 측정하여 비교하는 비교제어부에 의해, 상기 비교제어부의 로우(Low)접점과 하이(High)접점 스위치 제어에 따라, 전압을 조절하기 위해 자동탭전환 되어 일정한 정전압을 유지하도록 구성하여, 수용가에 공급되는 전력은 기기내부 전력 손실 없이 전력 변환의 효과를 거둘 뿐 아니라 역률 개선과 고조파 저감으로 양질의 전원을 부하에 공급하여 사용할 수 있어 전력을 절감하고, 또한, 비교제어부의 로우(Low)접점과 하이(High)접점 스위치 제어에 따라, 전압을 조절하기 위해 자동탭전환 되어 일정한 정전압을 유지하도록 하는 효과를 가지는 트로이덜 3상 전력 절감기를 제공 한다.

Description

자동전압조절 기능이 구비된 트로이덜 3상 전력 절감기{three phase troidal electric power curtailment that Automatic Voltage regulator is equip}

본 고안은 트로이덜 3상 전력 절감기에 관한것으로, 더욱 상세하게는 인가 되는 외부전원의 전압을 측정하여 비교하는 비교제어부에 의해, 상기 비교제어부의 로우(Low)접점과 하이(High)접점 스위치 제어에 따라, 전압을 조절하기 위해 자동탭전환 되어 일정한 정전압을 유지하도록 구성한 자동전압조절(Automatic Voltage Regulator) 기능이 구비된 트로이덜 3상 전력 절감기에 관한 것이다.

일반적으로 트로이덜 코일을 이용한 3상 절감기는 도 1에 도시된 바와 같이 외부로 부터 인가되는 전원의 입력전압을 측정하여 전압값을 표시하는 전압계(1)를 구성하고, 상기 외부로 부터 인가되는 전원의 전류를 측정하여 전류값을 표시하는 전류계(2)를 구성하며, 상기 외부 전원의 인가 여부를 확인하도록 표시램프(3)를 구성하고, 절전기 내부의 온도를 제어하기 위해 송풍팬(4)을 구성하며, 주코일과 여자코일이 일률적으로 권선된 트로이덜 코일(5)이 입력 전원에 결합되어 전력을 절감하도록 구성된다.

하지만, 전기부하의 소비전력은 입력전압에 일정 비율로 비례하고, 소비전력을 감소시키기 위하여 전압을 필요 이상으로 강하시키면 소비전력은 감소하지만 전기기기의 성능과 수명에는 치명적인 악영향을 줄 수 있다.

따라서, 전압변동에 대한 소비전력의 특성을 이용하여 입력전압이 일정기준보다 높을 경우에는 출력전압을 낮춰 전력을 공급함으로써 잉여전력을 차단하여 절전하여야 하고, 또한 입력전압이 낮을 경우에는 출력전압 저하를 방지하는 기술이 필요하다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 트로이덜 코일을 이용한 3상 전력 절감기에서 발생하는 제반 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 트로이덜 코어에 감기는 주코일 및 여자코일의 분포가 같은 각도에서 겹치도록 하여, 수용가에 공급되는 전력은 기기내부 전력 손실 없이 전력 변환의 효과를 거둘 뿐 아니라 역률 개선과 고조파 저감으로 양질의 전원을 부하에 공급하여 사용할 수 있어 전력을 절감도록 하고, 또한 비교제어부의 로우(Low)접점과 하이(High)접점 스위치 제어에 따라, 전압을 조절하기 위해 자동탭전환 되어 일정한 정전압을 유지하도록 하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 종래의 트로이덜 3상 전력 절감기의 구성을 나타낸 예시도

도 2a는 본 고안에 따른 자동전압조절 기능을 구비한 트로이덜 3상 전력 절감기의 구성을 보인 회로도

도 2b는 본 고안에 따른 자동전압조절 기능을 구비한 트로이덜 3상 전력 절감기의 이상 전류에 의한 바이패스 실시예를 보인 예시도

도 3a는 본 고안에 따른 비교제어부의 로우(Low)접점에 의해 바이패스가 이루어지는 구성을 보인 예시도

도 3b는 본 고안에 따른 비교제어부의 하이(High)접점에 의해 절전 기능을 수행하는 구성을 보인 예시도

도 4는 본 고안에 따른 릴레이의 구동 상태를 보인 예시도

※도면의 중요 부분에 사용된 부호의 설명※

1: 전압계 2: 전류계

3: 표시램프 4: 송풍팬

5: 트로이덜 코어 10: 로우(Low)접점

11: 하이(High)접점

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 자동전압조절(Automatic Voltage Regulator) 기능이 구비된 트로이덜 3상 전력 절감기에 대하여 설명하면 다음과 같다.

외부로 부터 인가되는 전원의 인가 여부를 확인하도록 표시램프를 구성하고, 절전기 내부의 온도를 제어하기 위해 송풍팬을 구성하며, 주코일부과 여자코일부이 일률적으로 권선된 트로이덜 코일이 입력 전원의 각 상별에 결합되어 전력을 절감하도록 구성된 트로이덜 코일을 이용한 3상 전력 절감기에 있어서,

상기 인가 되는 외부전원의 전압을 측정하여 비교하는 비교제어부에 의해, 상기 비교제어부의 로우(Low)접점(10a)과 하이(High)접점(10b) 스위칭 제어에 따라, 전압을 조절하기 위해 자동탭전환 되어 일정한 정전압을 유지하도록 구성하되, 상기 트로이덜 코어의 여자코일에 6V, 8V, 10V의 출력전압이 인가되는 각각의 탭을 구성한다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라서 상세히 설명한다.

도 2a는 본 고안에 따른 자동전압조절 기능을 구비한 트로이덜 3상 전력 절감기의 구성을 보인 회로도이고, 도 2b는 본 고안에 따른 자동전압조절 기능을 구비한 트로이덜 3상 전력 절감기의 이상 전류에 의한 바이패스 실시예를 보인 예시도이며, 도 3a는 본 고안에 따른 비교제어부의 로우(Low)접점에 의해 바이패스가 이루어지는 구성을 보인 예시도이고, 도 3b는 본 고안에 따른 비교제어부의 하이(High)접점에 의해 절전 기능을 수행하는 구성을 보인 예시도이며, 도 4는 본 고안에 따른 릴레이의 구동 상태를 보인 예시도.

일반적으로 트로이덜 전력 절감기의 기능적 구성은 외부에서 전원을 인가 받아 주코일에 가한 전압을 강압하여, 여자코일측으로 인가 하는 트로이덜 주코일과 트로이덜 여자코일을 병렬로 연결한 강압변압부와, 상기 강압변압부에서 인가한 전기신호의 고조파를 필터링하는 직렬코일과, 상기 직렬코일로 구성된 고조파 필터부의 전기신호에 역률을 보상하는 보상콘덴서로 이루어진 역률보상부와, 상기 트로이덜 전력 절감기 회로의 전류 및 전압을 검출하는 검출부로 구성된다. 그리고 상기 일반적인 트로이덜 전력 절감기의 전력 절감이 이루어지도록 강압변압부는 배선용차단기에서 입력 되는 전기를 트로이덜 주코일과 바이패스 스위치의 개폐 접점을 통해, 트로이덜 여자코일에서 강압변압된 형태를 갖추고, 트로이덜 여자코일에서 유기 되는 여자전류는 손실 없이 트로이덜 주코일에 공급하며, 따라서 트로이덜 주코일과 바이패스 스위치와 트로이덜 여자코일사이의 전기는 강압된 전압 및 상승된 전류가 직렬코일을 통해 부하에 공급된다.

상기 고조파 필터부는 직렬코일와 콘덴서를 병렬로 연결하여 특정한 고조파를 선택적으로 저감시키며, 상기 역률보상부는 저역율을 보상하도록 하고, 상기 검출부는 부하의 부하의 전류 검출 및 전압을 감지하여, PCB콘트롤러의 마이컴에 의해 연산되고, 마이컴의 연산값을 LCD-FND에 표시하도록 하는 트로이덜 전력 절감기에 있어서,

실시예를 살펴보면 외부로 부터 각 상별의 전원이 인가 되고, 상기 인가된 전원은 트로이덜 전력 절감기의 핵심소자인 주코일(1차 코일)과 여자 코일(2차 코일)을 거쳐 전력 절감 기능을 수행하는되, 전력 절감이 이루어지는 이유는 상기 트로이덜 코어를 일렬 권선 방법을 적용함으로 여자 전류에 의해서 유기 되는 트로이덜 여자코일의 자속은 코일의 적층 각도를 같은 위치에서 일렬적으로 권선 시키므로 쇄교 되도록 하여 자속의 낭비가 없으며, 내부 손실을 최소화 하면서 트로이덜 주코일, 트로이덜 여자코일의 전력 변환 효율을 극대화 하여 전력을 절감하는 기능을 수행하게 된다.

본 고안은 이러한 트로이덜 전력 절감기에 전압의 높고, 낮음에 제어 되는 비교제어부를 구비함으로서, 안정적인 정전압을 유지할 수 있고, 트로이덜 코일은전기적 특성과 기계적 내구성을 향상 시켰고, 상기 절감기의 수명을 연장할 수 있으며, 전기기기의 과열 및 소손방지가 가능하다.

도 2a와 도 2b에 도시된 바와 같이 본 고안의 실시예를 살펴보면 외부에서 각상별의 3상 교류전원이 인가 되면, 일렬 권선 방법을 적용한 트로이덜 코어를 통해 전력 절감 기능을 수행하되, 각각의 상별로 나뉘어진 트로이덜 코어의 주코일의 후단에 병렬로 전자 접촉기(electro magnetic contactor - MC)1의 a접점을 구성하고, 그 후단에는 여자코일을 구성하며, 상기 여자코일에는 6V의 전압이 출력되는 전자 접촉기(electro magnetic contactor - MC)3의 a접점과, 8V의 전압이 출력되는 전자 접촉기(electro magnetic contactor - MC)5의 a접점을 구성하여, 절전기 기능을 수행한다.

그리고, 상기 외부전원에서 R과 N상의 전원을 따로 인가하여, 절전기의 내부에서 발생하는 열을 외부로 방출하도록 하는 냉각팬에 인가되고, 상기 절전기에 외부전원 인가여부를 알리는 전원램프로 전원이 인가 되며, 상기 외부전원의 전류값에 따라 구동되는 열동계전기(thermal relay - THR)가 구성되는데, 상기 열동 계전기는 주코일의 선단에 구성된 열동계전기(thermal relay - THR)의 센서에 의해 이상 전류값을 감지하면 이상 전류에 의해 절전기의 손상을 방지하도록 전자 접촉기(electro magnetic contactor - MC)2가 구동하여 외부전원이 트로이덜 코어의 주코일만을 통하여 부하측으로 전원이 흐르도록 구성된다.

또다른 한편으로는 상기 열동계전기(thermal relay - THR)를 통해 인가된 전원은 전자 접촉기(electro magnetic contactor - MC)1과, 전자 접촉기(electromagnetic contactor - MC)3를 구동하여, 상기 트로이덜 코어를 통해 6V의 전압강하가 이루어진 전력 절감기능이 이루어지고, 상기 전력절감 기능이 수행되고 있음을 표시하는 절전램프가 점등된다.

도 3a에 도시된 바와 같이 본 고안은 비교제어부의 LOW접점이 구동하면 타이머(Timer)1과, 전자 접촉기(electro magnetic contactor - MC)4가 구동하면, 전자 접촉기(electro magnetic contactor - MC)2가 구동하여 외부에서 인가되는 전원이 부하측으로 바이패스되는데, 이때 외부전원이 바이패스되는 것을 알리는 비절전램프가 점등하게 된다.

그리고, 도 3b에 도시된 바와 같이 본 고안의 비교제어부의 High접점이 구동하면 타이머(Timer)2와, 전자 접촉기(electro magnetic contactor - MC)5가 구동하면, 전원은 전자 접촉기(electro magnetic contactor - MC)1과, 전자 접촉기(electro magnetic contactor - MC)5를 구동하여, 상기 트로이덜 코어를 통해 8V의 전압강하가 이루어진 전력 절감기능이 이루어지고, 상기 전력절감 기능이 수행되고 있음을 표시하는 절전램프가 점등된다.

또한 도 4a에서 도 4c에 도시된 바와 같이 본 고안은 다수개의 릴레이에 의해 비절전 기능을 수행하게 되는데, 이는 본 고안의 비교제어부의 Low/High 접점이 변환 될시 시스템의 안정화를 위하여 타임머(Timer)에 의한 지연제어가 이루어질때 서지전압 및 전기적인 쇼크로 부터 상기 트로이덜 3상 전력 절감기를 보호하기 위해 탭전환 시 로우(Low)/하이(High)접점과 연동하여 구동한다.

상기와 같은 본 고안에 의하면 트로이덜 코어에 감기는 주코일 및 여자코일의 분포가 같은 각도에서 겹치도록 하여, 수용가에 공급되는 전력은 기기내부 전력 손실 없이 전력 변환의 효과를 거둘 뿐 아니라 역률 개선과 고조파 저감으로 양질의 전원을 부하에 공급하여 사용할 수 있어 전력 절감에 큰 효과가 있다.

또한, 비교제어부의 로우(Low)접점과 하이(High)접점 스위치 제어에 따라, 전압을 조절하기 위해 자동탭전환 되어 일정한 정전압을 유지하도록 하는 효과를 가지고 있다.

Claims

외부로 부터 인가되는 전원의 인가 여부를 확인하도록 표시램프를 구성하고, 절전기 내부의 온도를 제어하기 위해 송풍팬을 구성하며, 주코일과 여자코일이 일률적으로 권선된 트로이덜 코일이 입력 전원의 각 상별에 결합되어 전력을 절감하도록 구성된 트로이덜 코일을 이용한 3상 전력 절감기에 있어서,

상기 인가 되는 외부전원의 전압을 측정하여 비교하는 비교제어부에 의해, 상기 비교제어부의 로우(Low)접점(10a)과 하이(High)접점(10b) 스위칭 제어에 따라, 전압을 조절하기 위해 자동탭전환 되어 일정한 정전압을 유지하도록 구성함을 특징으로 하는 자동전압조절(Automatic Voltage Regulator) 기능이 구비된 트로이덜 3상 전력 절감기.
제 1항에 있어서, 상기 트로이덜 코어의 여자코일에 6V, 8V, 10V의 출력전압이 인가되는 각각의 탭을 구성함을 특징으로 하는 자동전압조절(Automatic Voltage Regulator) 기능이 구비된 트로이덜 3상 전력 절감기.