KR100238187B1

KR100238187B1 - Phase voltage error detection device for three-phase AC power

Info

Publication number: KR100238187B1
Application number: KR1019970045538A
Authority: KR
Inventors: 원용규
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-09-02
Filing date: 1997-09-02
Publication date: 2000-01-15
Anticipated expiration: 2017-09-02
Also published as: KR19990024440A

Abstract

본 발명은 3상 교류 전원의 상 전압 에러 검출 장치에 관한 것으로서, a, b 및 c의 3상 교류 전원의 각 상(phase) 전압의 에러를 검출하는 3상 교류 전원 상 전압 에러 검출 장치는, 3상 교류 전원을 소정 레벨의 직류 전압으로 변환하여 그 직류 전압을 공급하는 교류/직류 변환부; 3상 교류 전원의 각 상(phase)과 연결되어 a, b, c상 중 하나 이상에서 전압이 낮아지면 소정의 기준 전압 이하의 값을 출력하는 상 전압 에러 감지부; 상전압 에러 감지부로부터 소정의 기준 전압 이상의 값이 입력되면 소정 레벨 이상의 파워를 발생하고 소정의 기준 전압 미만이면 파워를 발생하지 않는 파워 발생부; 및 파워 발생부에서 소정 레벨 이상의 파워가 발생되면 표시를 온(on)하고 파워가 발생되지 않으면 표시를 오프(off)하는 표시부를 포함함을 특징으로 한다.The present invention relates to a phase voltage error detection device for a three-phase AC power supply, and a three-phase AC power supply phase voltage error detection device for detecting an error in each phase voltage of the three-phase AC power supply of a, b, and c, An AC / DC converter for converting three-phase AC power into a DC voltage having a predetermined level and supplying the DC voltage; A phase voltage error detection unit connected to each phase of a three-phase AC power source and outputting a value below a predetermined reference voltage when the voltage is lowered in at least one of a, b, and c phases; A power generation unit generating power more than a predetermined level when a value greater than or equal to a predetermined reference voltage is input from the phase voltage error detecting unit and not generating power if less than a predetermined reference voltage; And a display unit which turns on the display when the power generation unit generates a power higher than a predetermined level and turns off the display when the power is not generated.

본 발명에 의한 3상 교류 전원 상 전압 에러 감시 장치를 사용함으로써 상 전압 에러 감지의 정확도 및 효율이 높아지며 구성 단가가 낮아진다.By using the three-phase AC power phase voltage error monitoring apparatus according to the present invention, the accuracy and efficiency of phase voltage error detection is increased and the cost of construction is reduced.

Description

Phase voltage error detection device for three-phase AC power

본 발명은 전원 공급 이상 유무를 감시하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 3상 교류 전원 공급시 발생될 수 있는 단선 및 전압의 급강하 상태를 감시하는 3상 교류 전원의 상 전압 에러 검출 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for monitoring a power supply abnormality, and more particularly, to a phase voltage error detection device of a three-phase AC power supply for monitoring the disconnection and voltage drop state that may occur when the three-phase AC power supply. will be.

종래에는 3상 교류 전원 공급시 발생될 수 있는 단선 및 전압의 급강하 상태를 감시하기 위한 상 에러 감시 장치로서, 각 상의 전압을 저압으로 낮춘후 마이크로 컴퓨터를 사용하여 각 상의 전압을 일정주기로 감시하는 장치 또는 3상의 전압차를 이용한 오차 검출을 하도록 한 전자 장치를 사용하였다.Conventionally, as a phase error monitoring device for monitoring the disconnection and voltage drop state that may occur when supplying a three-phase AC power supply, a device for monitoring the voltage of each phase at a constant cycle using a microcomputer after lowering the voltage of each phase to low pressure Alternatively, an electronic device in which error detection is performed using a voltage difference of three phases is used.

그러나, 마이크로 컴퓨터를 사용한 3상 교류 전원 상 에러 검출 장치는 우선 제조 단가가 높고, 3상에 대해 주기적으로 읽어들여(polling) 에러를 검출하는 소정의 방법을 반복하는데 따라 다른 기능을 수행하는데 지장을 초래하였다. 또한 전자 장치를 사용하여 3상 교류 전원 상 전압 에러를 검출함에 있어서, 예민한 오차 검출이 어렵고 3상중 1상의 오차를 검출하기가 쉽지 않았다.However, a three-phase AC power phase error detection device using a microcomputer has a high manufacturing cost, and has trouble in performing other functions by repeating a predetermined method of detecting polling errors periodically for three phases. Caused. In addition, in detecting a voltage error of a three-phase AC power source using an electronic device, it is difficult to detect a sensitive error and it is not easy to detect an error of one of the three phases.

본 발명은 상술한 종래의 3상 에러 감시 장치의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 싼 부품을 사용하여 정확도가 높은 3상 교류 전원 에러를 검출할 수 있는 3상 교류 전원 상 전압 에러 검출 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the conventional three-phase error monitoring apparatus described above, and provides a three-phase AC power phase voltage error detecting apparatus capable of detecting a three-phase AC power error with high accuracy using a cheaper component. The purpose is to provide.

도 1은 본 발명에 따른 3상 교류 전원의 상 전압 에러 검출 장치의 구성 블록도이다.1 is a block diagram of a configuration of a phase voltage error detection device of a three-phase AC power supply according to the present invention.

도 2는 도 1의 3상 교류 전원의 상 에러 검출 장치의 세부 구성도를 도시한 것이다.FIG. 2 shows a detailed configuration diagram of a phase error detection device of the three-phase AC power supply of FIG. 1.

도 3a는 시간에 대한 3상 교류 전원의 전압을 도시한 그래프이다.3A is a graph showing the voltage of a three-phase AC power supply against time.

도 3b는 도 3a에 따른 도 2의 TR1의 콜렉터 전압을 도시한 그래프이다.FIG. 3B is a graph showing the collector voltage of TR1 of FIG. 2 according to FIG. 3A.

도 3c는 도 3a에 따른 도 2의 제너 다이오드의 1차 전압을 도시한 그래프이다.3C is a graph illustrating the primary voltage of the zener diode of FIG. 2 according to FIG. 3A.

상술한 목적을 달성하기 위한, a, b 및 c의 3상 교류 전원의 각 상(phase) 전압의 에러를 검출하는 3상 교류 전원 상 전압 에러 검출 장치는, 상기 3상 교류 전원을 소정 레벨의 직류 전압으로 변환하여 그 직류 전압을 공급하는 교류/직류 변환부; 상기 3상 교류 전원의 각 상(phase)과 연결되어 상기 a, b, c상 중 하나 이상에서 전압이 낮아지면 소정의 기준 전압 이하의 값을 출력하는 상 전압 에러 감지부; 상기 상전압 에러 감지부로부터 소정의 기준 전압 이상의 값이 입력되면 소정 레벨 이상의 파워를 발생하고 소정의 기준 전압 미만이면 파워를 발생하지 않는 파워 발생부; 및 상기 파워 발생부에서 소정 레벨 이상의 파워가 발생되면 표시를 온(on)하고 파워가 발생되지 않으면 표시를 오프(off)하는 표시부를 포함함을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a three-phase AC power supply phase voltage error detecting device for detecting an error in each phase voltage of the three-phase AC power supply of a, b, and c includes the three-phase AC power supply of a predetermined level. An AC / DC converter for converting the DC voltage to supply the DC voltage; A phase voltage error detection unit connected to each phase of the three-phase AC power source and outputting a value equal to or less than a predetermined reference voltage when the voltage is lowered in at least one of the a, b, and c phases; A power generation unit generating power above a predetermined level when a value above a predetermined reference voltage is input from the phase voltage error detecting unit and not generating power when below a predetermined reference voltage; And a display unit which turns on the display when the power generation unit generates a predetermined level or more, and turns off the display when the power is not generated.

상기 상전압 에러 감지부는, 상기 3상 교류 전원의 각 상 전압의 전압을 강하시키는 저항; 상기 저항을 통해 전압 강하된 a, b 및 c상이 각각 하나씩 애노드 부분에 연결된 세 개의 다이오드; 상기 저항을 통해 전압 강하된 a, b 및 c상과 콜렉터, 베이스 및 에미터가 각각 연결되어 있고 상기 상들중 한 상이라도 전압이 낮아지면 상기 다이오드 입력 부분에 영향을 미쳐 상기 세 다이오드를 통해 나온 전압의 합이 소정의 기준 전압에 미달되어 나오게 하는 제1트랜지스터; 및 상기 세 다이오드의 출력이 상기 소정의 기준 전압에 미달되면 그 입력 전압을 도통시키지 않는 제너 다이오드를 포함함을 특징으로 한다.The phase voltage error detection unit may include a resistor for dropping a voltage of each phase voltage of the three-phase AC power supply; Three diodes each having a, b and c phases voltage-dropped through the resistors connected to the anode portion one by one; When the voltage drops a, b and c through the resistor and the collector, the base and the emitter are connected to each other and the voltage of any one of the phases is lowered, the voltage from the three diodes is affected by affecting the diode input portion. A first transistor for causing a sum of not exceeding a predetermined reference voltage; And a zener diode that does not conduct the input voltage when the output of the three diodes falls below the predetermined reference voltage.

상기 파워 발생부는, 상기 제너 다이오드가 도통되면 스위치 온 상태가 되어 소정의 전압을 출력하는 제1트랜지스터; 상기 제1트랜지스터가 스위치 온 되어 상기 소정의 전압을 출력하면 스위치 오프 상태로 되는 제2트랜지스터; 상기 제2트랜지스터가 스위치 오프일 때 스위치 온 상태가 되는 제3트랜지스터; 및 상기 제3트랜지스터가 스위치 온 상태일 때 스위치 온 되어 소정의 콜렉터 전류가 흐르게 하는 제4트랜지스터를 포함함을 특징으로 한다.The power generation unit may include: a first transistor configured to be switched on when the zener diode is turned on to output a predetermined voltage; A second transistor that is switched off when the first transistor is switched on and outputs the predetermined voltage; A third transistor which is in a switched-on state when the second transistor is switched off; And a fourth transistor configured to be switched on when the third transistor is in a switched-on state so that a predetermined collector current flows.

상기 표시부는, 상기 제4트랜지스터의 콜렉터와 연결되어 상기 제4트랜지스터가 도통되어 콜렉터 전류가 흐르면 발광하는 발광 다이오드를 포함함을 특징으로 한다.The display unit may include a light emitting diode connected to the collector of the fourth transistor to emit light when the collector current flows when the fourth transistor is conductive.

상기 표시부는, 상기 발광 다이오드와 병렬로 상기 제4트랜지스터의 콜렉터와 연결되어 콜렉터 전류가 흐를 때 스위치되는 릴레이를 더 포함하여 외부 출력으로 사용하도록 함을 특징으로 한다.The display unit may further include a relay connected to the collector of the fourth transistor in parallel with the light emitting diode to be switched when the collector current flows to be used as an external output.

상기 3상 교류 전원의 주파수는 400Hz임을 특징으로 한다.The frequency of the three-phase AC power source is characterized in that 400Hz.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 3상 교류 전원의 상 전압 에러 검출 장치의 구성 블록도로서, 3상 교류 전원의 상 전압 에러 검출 장치는, 교류/직류 변환부(100), 상전압 에러 감지부(110), 파워 발생부(120) 및 표기기(130)를 구비한다. 교류/직류 변환부(100)는 3상 교류 전원을 소정의 직류 전압으로 변환한다. 상전압 에러 감지부(110)는 a, b 및 c상 인 3상 교류 전원의 각 상과 연결되어 a, b, c상중 하나가 전압이 낮아지면 소정의 기준 전압 이하의 값을 출력한다. 파워 발생부(120)는 상전압 에러 감지부(110)로부터 소정의 기준 전압 이상의 값이 입력되면 유효한 파워를 출력하고 소정의 기준 전압 미만이면 무효한 파워를 출력한다. 여기서 말하는 파워는 연결된 부하를 동작시킬 수 있는 크기의 전류/전압등의 소스(source)를 말한다. 표시부(130)는 상술한 파워 발생부(120)에 연결된 부하로서 파워 발생부(120)로부터 발생된 파워를 사용하여 동작된다.1 is a block diagram of a phase voltage error detection device for a three-phase AC power supply according to the present invention. The phase voltage error detection device for a three-phase AC power supply includes an AC / DC converter 100 and a phase voltage error detection device ( 110, a power generator 120, and a display 130. The AC / DC converter 100 converts the three-phase AC power into a predetermined DC voltage. The phase voltage error detection unit 110 is connected to each phase of the three-phase AC power source of a, b, and c phases, and outputs a value below a predetermined reference voltage when one of the a, b, and c phases becomes low. The power generation unit 120 outputs valid power when a value equal to or greater than a predetermined reference voltage is input from the phase voltage error detecting unit 110 and outputs invalid power when less than the predetermined reference voltage. The power here refers to a source of current / voltage, etc., capable of operating the connected load. The display unit 130 is operated by using the power generated from the power generator 120 as a load connected to the power generator 120 described above.

도 2는 도 1의 3상 교류 전원의 상 에러 검출 장치의 세부 구성도로서, 교류/직류 변환부(100), 상전압 에러 감지부(110), 파워 발생부(120) 및 표시부(130)를 구비한다.FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the phase error detection device of the three-phase AC power supply of FIG. 1, which includes an AC / DC converter 100, a phase voltage error detector 110, a power generator 120, and a display 130. It is provided.

교류/직류 변환부(100)는 커패시터(c1, c2, c3), 다이오드(D1~D6), 저항(R4), 제너다이오드(ZD2) 및 커패시터(c4)로 구성되어 3상 교류인 a, b 및 c 상을 평활, 정류 및 안정시켜 소정의 직류 전압을 생성한다.The AC / DC converter 100 includes capacitors c1, c2, and c3, diodes D1 to D6, resistors R4, zener diodes ZD2, and capacitors c4, which are three-phase alternating currents a and b. And c phase is smoothed, rectified and stabilized to produce a predetermined direct current voltage.

상전압 에러 감지부(110)는 전압 강하 저항(R1~R3, R5~R7), 다이오드(D7~D9, D13), 커패시터(C5), 트랜지스터(TR1) 및 제너 다이오드(ZD1)을 구비한다. 전압 강하 저항(R1~R3, R5~R7)을 통해 a, b 및 c 상의 전압이 낮아진다. 트랜지스터(TR1)의 콜렉터, 베이스 및 에미터로 a, b 및 c 상들이 각각 도 3a와 같이 입력되어 a상이 c상 보다 크고 b상이 c상 보다 큰 구간에서 트랜지스터(TR1)가 도통됨으로써 도 3b와 같이 콜렉터 전압, 즉 다이오드(D7)의 애노드에 걸리는 전압이 나타나게 된다. 만약 a상이나 b상의 전압이 낮아지면 트랜지스터(TR1)의 도통 시간이 길어진다. 즉, 도 3b의 '0'볼트 전압 구간이 길어지게 된다. 또한 c상의 전압이 낮아지면 트랜지스터(TR1)의 도통 구간이 짧아 지지만 제너 다이오드(ZD1)가 도통되지 못하게 된다. 제너 다이오드(ZD1)는 a, b 및 c상의 전압이 정상일 때 도 3c와 같은 1차 전압을 보이지만, a, b 및 c상의 전압이 낮아진 경우에 다이오드들(D7~D9)을 통해 나온 1차측의 전압이 2차측의 전압보다 낮아 아예 도통되지 않거나 도통 되더라도 매우 짧은 시간 동안만 도통된다. 여기서의 3상 교류 전원의 주파수는 400Hz이다.The phase voltage error detector 110 includes voltage drop resistors R1 to R3, R5 to R7, diodes D7 to D9 and D13, a capacitor C5, a transistor TR1, and a zener diode ZD1. The voltages on a, b and c are lowered through the voltage drop resistors R1 to R3 and R5 to R7. The a, b, and c phases are input to the collector, base, and emitter of the transistor TR1 as shown in FIG. 3A, respectively, so that the transistor TR1 conducts in a section where the a phase is larger than the c phase and the b phase is larger than the c phase. Likewise, the collector voltage, that is, the voltage applied to the anode of the diode D7 appears. If the voltage of the a or b phase is lowered, the conduction time of the transistor TR1 becomes long. That is, the '0' voltage section of FIG. 3B becomes long. In addition, when the voltage of the c phase is lowered, the conduction period of the transistor TR1 is shortened, but the zener diode ZD1 is prevented from conducting. Zener diode ZD1 shows a primary voltage as shown in FIG. 3C when the voltages of a, b, and c phases are normal, but when the voltages of a, b, and c phases decrease, Since the voltage is lower than the voltage on the secondary side, it is only conducting for a very short time even if it is not conducting or conducts at all. The frequency of the three-phase AC power supply here is 400 Hz.

파워 발생부(120)는 트랜지스터(TR2~TR5)와 그밖에 신호안정이나 분압등을 위한 다이오드, 저항 및 커패시터등을 구비한다. 트랜지스터(TR2)는 상전압 에러 감지부(110)에서 제너 다이오드(ZD1)가 도통되면 스위치 온 된다. TR2 트랜지스터와 연결된 TR3 트랜지스터는 TR2가 스위치 온 될 때 스위치 오프 상태가 된다. TR3 트랜지스터는 TR2가 스위치 오프일 때 스위치 온 되어 TR5를 스위치 온 시킨다. TR5 트랜지스터는 스위치 온 되었을 때 콜렉터 전류를 흘리게 되며 이 전류가 소정의 부하에 대한 파워 소스가 된다. 표시부(130)는 TR5 트랜지스터의 콜렉터 전류가 흐를 때 점등되는 발광 다이오드(LD1)와 외부 출력 단자를 구동 시키기 위한 릴레이 스위치(RL1)를 포함한다.The power generator 120 includes transistors TR2 to TR5 and other diodes, resistors, and capacitors for signal stability, voltage dividing, and the like. The transistor TR2 is switched on when the zener diode ZD1 is turned on in the phase voltage error detector 110. The TR3 transistor connected to the TR2 transistor is switched off when TR2 is switched on. The transistor TR3 is switched on when TR2 is switched off to switch TR5 on. When switched on, the TR5 transistor draws collector current, which is the power source for a given load. The display unit 130 includes a light emitting diode LD1 that is turned on when a collector current of the TR5 transistor flows and a relay switch RL1 for driving an external output terminal.

이하에서 도 1 및 도 2에 도시된 3상 교류 상전압 에러 검출장치의 동작을 설명한다. 먼저, 도면의 a, b, c 각 상 전압이 모두 정상일 때, 상전압 감지부(110)의 다이오드(D7~D9)를 통해 나온 전압은 제너 다이오드(ZD1)를 도통시킨다. 제너 다이오드(ZD1)가 도통되면 TR2가 스위치 온 되고 이어서 TR3는 스위치 오프된다. TR3가 스위치 오프되면 TR4는 스위치 온 되어 에미터 단자와 연결된 TR5를 스위치 온 시켜 TR5의 콜렉터 단자에 연결된 발광 다이오드(LD5)를 점등 시키고 릴레이 스위치를 온(on) 시킨다.Hereinafter, the operation of the three-phase AC phase voltage error detection device shown in FIGS. 1 and 2 will be described. First, when all of the phase voltages a, b, and c of the figure are normal, the voltage output through the diodes D7 to D9 of the phase voltage sensing unit 110 conducts the zener diode ZD1. When the zener diode ZD1 conducts, TR2 is switched on and TR3 is then switched off. When TR3 is switched off, TR4 is switched on to switch on TR5 connected to the emitter terminal, to turn on the light emitting diode LD5 connected to the collector terminal of TR5, and to turn on the relay switch.

도면의 a, b, c 각 상 전압중 어느 한 개가 전압이 낮아졌을 때, 상전압 감지부(110)의 다이오드(D7~D9)를 통해 나온 전압은 제너 다이오드(ZD1)를 도통시키지 못한다. 그렇게 되면 제너 다이오드(ZD1)와 연결된 TR2가 스위치 오프 상태가 되고 그에 따라서 TR3는 스위치 온 상태가 된다. TR3가 스위치 온 상태가 되면 TR4 또한 스위치 오프 상태로 되어 에미터 단자와 연결된 TR5를 구동시키지 못한다. 구동이 안된 스위치 오프 상태의 TR5는 전류를 흘리지 못하기 때문에 발광 다이오드(LD1)는 소등 상태에 있게 되고 릴레이 스위치(RL1) 또한 오프 상태가 된다.When any one of the phase voltages a, b, and c of the figure is lowered, the voltage output through the diodes D7 to D9 of the phase voltage sensing unit 110 does not conduct the zener diode ZD1. Then, TR2 connected to the zener diode ZD1 is switched off and TR3 is switched on accordingly. When TR3 is switched on, TR4 is also switched off, preventing TR5 from connecting to the emitter terminals. Since the TR5 of the non-driven switch-off state does not flow current, the light emitting diode LD1 is turned off and the relay switch RL1 is also turned off.

Claims

In the three-phase AC power supply phase voltage error detection device for detecting an error of each phase voltage of the three-phase AC power supply of a, b and c,

An AC / DC converter for converting the three-phase AC power into a DC voltage having a predetermined level and supplying the DC voltage;

A phase voltage error detector connected to each phase of the three-phase AC power supply and outputting a value equal to or less than a predetermined reference voltage when the voltage is lowered in at least one of the a, b, and c phases;

A power generation unit generating power above a predetermined level when a value above a predetermined reference voltage is input from the phase voltage error detecting unit and not generating power when below a predetermined reference voltage; And

And a display unit to turn on the display when the power generation unit generates a predetermined level or more, and to turn off the display when the power is not generated.

The method of claim 1, wherein the phase voltage error detection unit,

A resistor for dropping the voltage of each phase voltage of the three-phase AC power source;

Three diodes each having a, b and c phases voltage-dropped through the resistors connected to the anode portion one by one;

When the voltage drops a, b and c through the resistor and the collector, the base and the emitter are connected to each other and the voltage of any one of the phases is lowered, the voltage from the three diodes is affected by affecting the diode input portion. A first transistor for causing a sum of not exceeding a predetermined reference voltage; And

And a zener diode that does not conduct the input voltage when the output of the three diodes falls below the predetermined reference voltage.

The method of claim 1, wherein the power generating unit,

A first transistor which is switched on when the zener diode is turned on and outputs a predetermined voltage;

A second transistor that is switched off when the first transistor is switched on and outputs the predetermined voltage;

A third transistor which is in a switched-on state when the second transistor is switched off; And

And a fourth transistor configured to be switched on when the third transistor is in a switched-on state so that a predetermined collector current flows.

The method of claim 3, wherein the display unit,

And a light emitting diode connected to the collector of the fourth transistor so that the fourth transistor is turned on to emit light when a collector current flows.

The method of claim 4, wherein the display unit,

And a relay connected to the collector of the fourth transistor in parallel with the light emitting diode, the relay being switched when the collector current flows so as to be used as an external output.

The three-phase AC power phase voltage error detection device according to claim 1, wherein the frequency of the three-phase AC power source is 400 Hz.