KR102144236B1 - Device for displaying magnetic flux density of electromagnetic filter system - Google Patents
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Abstract
전자석 탈철기내의 전자석 필터의 필터링 상태를 용이하게 설정하기 위하여 전자석에서 형성되는 자속 밀도를 측정하여 표시하는 전자석 필터의 자속 밀도 표시 장치가 제공된다. 상기 장치는 관통된 보어가 중앙에 형성되고, 상기 보어를 기준하여 그 둘레에 코일이 감아지고 내부에 냉각액체가 수용된 하우징과, 상기 보어의 내부에 삽입되고 상기 코일에 전류가 흐르는 상태에서 상기 보어로 공급되는 원재료에 함유된 자성체의 이물질을 흡착하여 필터링하는 매트릭스 필터로 구성된 전자석 필터와; 전압제어신호에 응답하여 교류 전압을 직류로 변환하여 상기 코일의 양단으로 제공하는 전원 변환 장치와; 상기 교류 전압의 입력단과 상기 전원 변환 장치의 전원단자 사이에 연결된 션트 저항에 걸리는 전압을 이용하여 전자석 필터의 소모 전류, 즉, 상기 코일에 흐르는 전류를 측정하는 전원 모니터와; 상기 전자석 필터의 매트릭스 필터 길이 정보, 전자석 기준 자속 밀도 값 및 상기 션트 저항의 저항 값이 저장된 메모리를 포함하며, 상기 교류 전압이 상기 전원 변환 장치로 공급될 때 상기 전압제어신호를 상기 전원 변환 장치로 공급하고, 상기 전원 모니터에서 측정된 전류 값을 이용하여 자속 밀도 B를 수학식 "B = (μ·N·I)/d [wb/㎡]"으로 연산하여 상기 전자석 필터의 자속 밀도를 구하여 터치스크린 상에 표시하는 제어부를 포함하여 구성된다. There is provided a magnetic flux density display device of an electromagnet filter that measures and displays a magnetic flux density formed in an electromagnet in order to easily set a filtering state of an electromagnet filter in an electromagnet de-ironing machine. The device includes a housing in which a through bore is formed in the center, a coil is wound around the bore, and a cooling liquid is accommodated therein, and the bore is inserted into the bore and a current flows through the coil. An electromagnet filter comprising a matrix filter configured to absorb and filter foreign substances of a magnetic material contained in the raw material supplied to the raw material; A power conversion device for converting an AC voltage to DC in response to a voltage control signal and providing it to both ends of the coil; A power monitor measuring current consumption of the electromagnet filter, that is, a current flowing through the coil by using a voltage applied to a shunt resistor connected between the input terminal of the AC voltage and the power terminal of the power converter; And a memory storing matrix filter length information of the electromagnet filter, an electromagnet reference magnetic flux density value, and a resistance value of the shunt resistance, and when the AC voltage is supplied to the power conversion device, the voltage control signal is transmitted to the power conversion device. Supply, and calculate the magnetic flux density B by the equation "B = (μ·N·I)/d [wb/㎡]" using the current value measured by the power monitor to obtain the magnetic flux density of the electromagnet filter and touch it. And a control unit that displays on the screen.
Description
본 발명은 전자석 필터 시스템(electromagnetic filter system : 전자석 탈철기)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전자석 탈철기내의 전자석 필터의 필터링 상태를 용이하게 설정하기 위하여 전자석에서 형성되는 자속 밀도(magnetic flux density : B)를 측정하여 표시하고 장시간의 운전에 의해 코일의 온도가 상승하더라고 자속 밀도가 일정하게 유지되도록 하는 전자석 탈철기의 전자석 가우스 표시 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an electromagnet filter system (electromagnetic filter system), and more specifically, a magnetic flux density (B) formed in an electromagnet in order to easily set a filtering state of an electromagnet filter in an electromagnet detacher. ) Is measured and displayed, and the magnetic flux density is kept constant even though the temperature of the coil increases due to long-term operation. The present invention relates to an electromagnet Gaussian display device of an electromagnet stripper.
전자석 필터 시스템은 광물에 포함된 철 성분을 흡철하여 광물로부터 분리하는 시스템을 의미한다. 이러한 전자석 필터 시스템은 전자석 탈철기(脫鐵機) 또는 자석 필터(magnetic filter)로도 불린다. The electromagnet filter system refers to a system that absorbs and extracts iron contained in minerals and separates them from minerals. Such an electromagnet filter system is also referred to as an electromagnet de-iron or a magnetic filter.
우리가 널리 사용하는 배터리, 전기전자 제품 등 제조하는 전기·전자산업, 점토광물을 사용하는 요업산업 및 반도체 산업 분야에서는 다양한 광물질을 사용하고 있다. 이러한 산업분야에서는 광물질에 철분이 혼입되어 있을 경우 품질 저하의 원인이 되므로, 철분은 될 수 있는 한 최대한 배제시킨 재료만을 사용하여야 안전하고 효율 좋은 제품을 생산할 수 있다. Various minerals are used in the electric and electronic industries that manufacture batteries and electric and electronic products that we use widely, the ceramic industry that uses clay minerals, and the semiconductor industry. In this industrial field, when iron is mixed in minerals, it causes quality deterioration, so only materials that exclude iron as much as possible can be used to produce safe and efficient products.
가장 대표적인 산업의 예로서는 전지 산업을 들 수 있다. 2차 전지에는 양극과 음극의 전극이 형성되는데, 이러한 전극을 제조하기 위해서는 전극 활성물질을 전극에 도포하여야 한다. 전극 활성 물질의 예로서는 전극용의 전극 활물질로서는, LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, LiFeVO4, LixNiyCozMnwO2 등의 리튬 또는 망간 함유 복합 금속 산화물 등 일 수 있다. As an example of the most representative industry, there is a battery industry. In the secondary battery, electrodes of a positive electrode and a negative electrode are formed, and in order to manufacture such an electrode, an electrode active material must be applied to the electrode. Examples of the electrode active material include lithium or manganese-containing composite metal oxides such as LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiFeVO 4 , and LixNiyCozMnwO 2 .
위와 같은 전극 활물질을 얻기 위하여는 리튬을 함유하고 있는 엽장석(葉長石, petalite), 코발트를 함유하고 있는 철질 운석, 철과 망간을 함유하고 있는 망가니즈(Manganese) 등과 같은 광물질에서 분리하여야 한다. 그런데, 분리된 광물질로부터 리튬과 코발트 및 망간 등의 전극 재료에 철 성분이 함유된 경우 효율 좋은 전극판 도포용 슬러리(slurry)를 제대로 만들 수 없다. In order to obtain the above electrode active material, it must be separated from minerals such as petalite containing lithium, iron meteorite containing cobalt, and manganese containing iron and manganese. However, when an electrode material such as lithium, cobalt, and manganese from the separated mineral contains an iron component, an efficient slurry for coating an electrode plate cannot be properly made.
2차 전지 전극용 슬러리를 만들기 위한 광물질에 함유된 철분을 제거하는 장치의 예로서는 전자석 필터(탈철기)를 사용하는 것이 일반적이다. 이러한 탈철기의 예로서는 본원 출원인이 특허 받은 특허 제2016875호(2019.08.26. 등록) "2차 전지 원료 정제용 자동 탈철 시스템"이 있다. As an example of an apparatus for removing iron content contained in minerals for making a slurry for secondary battery electrodes, it is common to use an electromagnet filter (de-ironing machine). An example of such a de-ironing machine is Patent No. 2016875 (registered on Aug. 26, 2019), which the applicant of the present application patented, "Automatic de-ironing system for refining raw materials for secondary batteries".
위 특허문헌에 기재된 전자석 탈철기는 이물질을 제거하기 위한 원재료의 종류에 따라 철 등과 같은 이물질을 다른 방식으로 스크린하기 위하여 코일보빈(coil bobbin)의 중심부 또는 코일의 보어(bore of coil)에 넣어지는 봉형상의 자성체 필터(당업계에서는 스크린[screen filter] 또는 매트릭스 필터[matrix filter]로도 칭함)를 교체할 수 있도록 되어 있다. 이러한 자성체 필터의 종류는 그 내부가 매트릭스, 그물 또는 메시(mesh) 망 등 다양한 구조를 갖는다. The electromagnet stripper described in the above patent document is put in the center of the coil bobbin or the bore of the coil to screen foreign substances such as iron in different ways depending on the type of raw material for removing foreign substances. The rod-shaped magnetic filter (also referred to as a screen filter or matrix filter in the art) can be replaced. The types of magnetic filters have various structures, such as a matrix, a net, or a mesh net.
전자석 탈철기의 전자석 자속 밀도는 1테슬라(Tesla : 1 Wb/m2)일 것을 요구하고 있다. 테슬라는 MKS단위계이고, 현장에서는 CGS단위계를 사용하므로 자속 밀도는 10,000가우스(gauss)(G)로 설정하고 있는 실정이다. The electromagnet magnetic flux density of the electromagnet stripper is required to be 1 Tesla (1 Wb/m 2 ). Tesla is the MKS unit system, and the field uses the CGS unit system, so the magnetic flux density is set to 10,000 gauss (G).
종래의 기술에 의한 전자석 필터는 코일의 보어(bore of coil)에 봉형상의 스크린(매트릭스 필터)이 넣어진 구성으로, 지속적인 운전에 의해 코일의 온도가 올라감에 따라 코일의 전기 저항이 감소되고 이로 인하여 전류가 상승하여 자속 밀도가 변화된다. The electromagnet filter according to the prior art has a configuration in which a rod-shaped screen (matrix filter) is put in the bore of the coil, and the electric resistance of the coil decreases as the temperature of the coil increases due to continuous operation. The current increases and the magnetic flux density changes.
예를 들면, 초기 운전 시 전자석 필터의 전속밀도를 10,000G로 설정하여 운전하였다 하도라도, 지속적인 운전으로 인하여 코일 저항 값의 감소로 인하여 전류가 많이 흐르게 됨으로써 자속 밀도가 증가되는 문제가 있었다. For example, even if the electromagnet filter was operated with the electric flux density set to 10,000G during the initial operation, there is a problem in that the magnetic flux density increases as a large amount of current flows due to a decrease in the coil resistance value due to continuous operation.
이와 같은 경우, 시스템 운용자는 전자석에 입력되는 전압과 전류를 조정하여 전자석의 자속 밀도를 조정하지 않으면 안 된다. 그러나 종래의 기술에 의한 전자석 필터에는 전자석의 자속 밀도를 표시하는 장치가 구비되어 있지 않아 많은 운전 경험이 없는 사람은 전자석의 자속 밀도를 쉽게 조절할 수 없었다.In this case, the system operator must adjust the magnetic flux density of the electromagnet by adjusting the voltage and current input to the electromagnet. However, the conventional electromagnet filter is not equipped with a device for displaying the magnetic flux density of the electromagnet, so a person without much driving experience cannot easily adjust the magnetic flux density of the electromagnet.
따라서 본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 특정 산업의 물품 제조 시 사용되는 원재료에 포함된 철 등과 같은 자성체의 이물질을 전자석에 의해 부착 제거하는 전자석 탈철기에서 전원 투입 시 상기 전자석의 자속 밀도를 측정하여 MKS 또는 CGS단위계로 표시할 수 있는 전자석 필터의 자속 밀도 표시 장치를 제공함에 있다. Therefore, the present invention has been devised to solve the above problems, and when power is applied in an electromagnet de-ironing machine that attaches and removes foreign substances of a magnetic material such as iron contained in raw materials used for manufacturing products in a specific industry, It is to provide a magnetic flux density display device of an electromagnet filter that can measure the magnetic flux density and display it in an MKS or CGS unit system.
본 발명의 다른 목적은 전자석 탈철기를 장시간 운전하더라고 전자석 필터의 자속 밀도가 일정하게 유지되도록 하는 전자석 필터 시템의 운전 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus for operating an electromagnet filter system that maintains a constant magnetic flux density of an electromagnet filter even when the electromagnet stripper is operated for a long time.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 관통된 보어(bore)가 중앙에 형성되고, 상기 보어를 기준하여 그 둘레에 코일이 감아지고 내부에 냉각액체가 수용된 하우징과, 상기 보어의 내부에 삽입되고 상기 코일에 전류가 흐르는 상태에서 상기 보어로 공급되는 원재료에 함유된 자성체의 이물질을 흡착하여 필터링하는 매트릭스 필터로 구성된 전자석 필터와; 전압제어신호에 응답하여 교류 전압을 직류로 변환하여 상기 코일의 양단으로 제공하는 전원 변환 장치(SMPS : switching mode power supply)와; 상기 교류 전압의 입력단과 상기 전원 변환 장치의 전원단자 사이에 연결된 션트 저항(Shunt Resistor)에 걸리는 전압을 이용하여 전자석 필터의 소모 전류, 즉, 상기 코일에 흐르는 전류를 측정하는 전원 모니터와; 상기 전자석 필터의 매트릭스 필터 길이 정보, 코일(12)의 권선(횟수)정보 및 전자석 기준 자속 밀도 값이 저장된 메모리를 포함하며, 상기 교류 전압이 상기 전원 변환 장치로 공급될 때 상기 전압제어신호를 상기 전원 변환 장치로 공급하고, 상기 전원 모니터에서 측정된 전류 값을 이용하여 자속 밀도 B를 수학식 "B = (μ·N·I)/d [wb/㎡]"으로 연산하여 상기 전자석 필터의 자속 밀도를 구하여 터치 스크린상으로 표시하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다. The present invention for achieving the above object is a housing in which a through bore is formed in the center, a coil is wound around the bore based on the bore, and a cooling liquid is accommodated therein, and is inserted into the bore. An electromagnet filter comprising a matrix filter configured to absorb and filter foreign substances contained in the raw material supplied to the bore while current is flowing through the coil; A switching mode power supply (SMPS) for converting an AC voltage to DC in response to a voltage control signal and providing it to both ends of the coil; A power monitor measuring current consumption of the electromagnet filter, that is, a current flowing through the coil by using a voltage applied to a shunt resistor connected between the input terminal of the AC voltage and the power terminal of the power conversion device; And a memory storing matrix filter length information of the electromagnet filter, winding (number) information of the
상기 수학식에서, μ는 매트릭스 필터의 투자율, N은 코일의 권선 수, I는 코일에 흐르는 전류, d는 매트릭스 필터의 길이(전자석)이다. In the above equation, μ is the permeability of the matrix filter, N is the number of windings of the coil, I is the current flowing through the coil, and d is the length of the matrix filter (electromagnet).
상기 제어부는 상기 수학식에 의해 연산된 MKS(meter, kilogram second) 단위계의 자속 밀도 값을 CGS(centimeter, gram second) 단위계의 값인 가우스(Gauss)로 변환하여 상기 터치스크린에 표시함을 특징으로 한다. The control unit converts the magnetic flux density value of the MKS (meter, kilogram second) unit system calculated by the equation into Gauss, which is a value of the centimeter, gram second (CGS) unit system, and displays it on the touch screen. .
상기 제어부는 상기 연산된 자속 밀도 값과 상기 메모리에 저장된 전자석 기준 자속 밀도 값의 비교 값이 미리 설정된 허용 오차를 초과할 때 상기 전원 변환 장치의 출력을 조정하기 위한 전압제어신호를 변환시킴을 특징으로 한다.The control unit converts a voltage control signal for adjusting an output of the power conversion device when a comparison value of the calculated magnetic flux density value and the electromagnet reference magnetic flux density value stored in the memory exceeds a preset tolerance. do.
상기 전원 모니터는 상기 교류 전압의 입력단과 상기 전원 변환 장치의 전원단자 사이에 연결된 션트 저항과, 상기 션트 저항에 병렬로 접속되어 상기 션트 저항의 양단자간의 전압강하를 측정하는 전압계(voltmeter)와, 상기 전압계에서 측정된 전압 값을 디지털 신호로 변환하여 상기 제어부로 제공하는 아날로그 디지털 변환기로 구성함을 특징으로 한다. The power monitor includes a shunt resistor connected between the input terminal of the AC voltage and a power terminal of the power conversion device, and a voltmeter connected in parallel to the shunt resistor to measure a voltage drop between both terminals of the shunt resistor, The voltage value measured by the voltmeter is converted into a digital signal and is provided with an analog-to-digital converter.
상기 제어부는 상기 션트 저항의 값과 상기 전압계에서 출력되는 전압 값을 옴 법칙(Ohm's Law)에 의거 상기 코일로 흐르는 전류를 측정함을 특징으로 한다. The control unit is characterized in that the current flowing through the coil is measured according to Ohm's Law based on the value of the shunt resistance and the voltage output from the voltmeter.
상술한 바와 같이 본 발명은 전자석을 구성하는 코일에 흐르는 전류에 비례하는 전자석의 자속 밀도 값을 코일에 흐르는 전류를 검출하여 연산하여 표시함으로써, 장시간 운전에 의해 코일의 온도가 상승하여 변화되는 자속 밀도의 값을 쉽게 모니터링 할 수 있어 전자석 탈철기의 운전을 정밀하게 할 수 있다. 또한, 전자석의 자속 밀도가 설정된 자속 밀도의 값을 벗어나는 경우, 상기 전자석을 구성하는 코일에 구동 전압을 공급하는 전원 변환 장치의 출력을 자동 조절하여 전자석 필터의 자속 밀도가 항상 일정 범위 내에 운전할 수 있다. As described above, in the present invention, the magnetic flux density value of the electromagnet which is proportional to the current flowing through the coil constituting the electromagnet is calculated and displayed by detecting the current flowing through the coil. Since the value of can be easily monitored, it is possible to precisely operate the electromagnet stripper. In addition, when the magnetic flux density of the electromagnet exceeds the value of the set magnetic flux density, the magnetic flux density of the electromagnet filter can always be operated within a certain range by automatically adjusting the output of the power converter supplying a driving voltage to the coil constituting the electromagnet. .
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전자석 탈철기의 자속 밀도 표시 장치의 개략도.
도 2는 도 1에 도시된 제어부의 자속 밀도 측정 및 표시 제어 수순도.
도 3은 도 1에 도시된 터치스크린의 표시 예시도. 1 is a schematic diagram of a magnetic flux density display device of an electromagnet de-ironing machine according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flow diagram of a magnetic flux density measurement and display control procedure of the controller illustrated in FIG. 1.
3 is an exemplary view of the touch screen shown in FIG. 1.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 최상의 실시 예를 도면에 기재하여 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, the best embodiments will be described in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전자석 탈철기(1)는 전자석 필터(10)와, 상기 전자석 필터(10)를 구동하고 제어하기 위한 제어회로(20)를 포함한다. Referring to FIG. 1, an
상기 전자석 필터(10)를 구성하는 필터 요소들은 비-자성 스테인리스 스틸로 구성된 하우징(11)의 내부에 들어 있다. 상기 하우징(11)은 중앙부에 보어(bR)가 형성되어 있고, 상기 보어(bR)의 둘레에는 코일(12)이 감겨져 코일 멤버를 구성한다. 상기 코일(12)의 권선수는 전자석 필터(10)의 자속 밀도에 밀접한 영향을 미치므로, 요구되는 자속 밀도의 설계에 따라 적절하게 감겨져야 한다. The filter elements constituting the
코일(12)이 감겨진 하우징(11)의 내부에는 코일(12)에 전류가 흐를 때 발생하는 열을 냉각하기 위한 냉각 액체가 채워져 있다. 예를 들면, 냉각오일 등을 고려할 수 있다. 상기 냉각 오일은 냉각기(Chiller)에 의해 냉각되며, 냉각된 냉각오일은 오일 쿨러와 순환 펌프를 통해 상기 하우징(11)의 내부로 순환되도록 되어 있다. The inside of the
상기 하우징(11)의 중심에 상하 관통된 보어(bR)에는 비자성체의 스텐리스 스틸로 만들어진 캐니스터(canister)(13)가 삽입되고, 상기 캐니스터(13)의 내부에는 자성체로 된 매트릭스 또는 다양한 형상과 모양으로 만들어지는 소정 길이(d)의 매트릭스 필터(또는 스크린)(14)가 삽입되어져 전자석을 구성한다. A
상기와 같은 구성에서, 환 형상으로 권선된 코일(11)의 양단에 전류가 흐르게 되면, 이미 주지된 바와 같이 상기 코일(11)의 중심부에 위치된 매트릭스 필터(14)에는 자력이 발생한다. 상기 매트릭스 필터(14)에서 생성된 자속 밀도(B)는 아래 수학식 1과 같다. In the above configuration, when a current flows through both ends of the
[수학식 1][Equation 1]
B = (μ·N·I)/d [wb/㎡]B = (μ·N·I)/d [wb/㎡]
상기 수학식 1에서, μ는 매트릭스 필터의 투자율, N은 코일의 권선수, I는 코일에 흐르는 전류, d는 매트릭스 필터의 길이(전자석)이다.In
상기와 같이 구성된 전자석 필터(10)는 교류전압(AC)과 상기 전자석 필터(10)의 코일(11)의 양단에 연결된 제어회로(20)의 제어에 의해 구동된다. The
상기 제어회로(20)는 교류 전압(10)의 일측과 전원 변환 장치(21)의 일측 단자에는 전원 스위치(Power switch)(Ps), 션트 저항(31)이 직렬 접속되어 있고, 교류 전압(10)의 타측과 전원 변환 장치(21)의 타측 단자는 직접 연결되어 있다. The
이때 상기 전원 스위치(Ps)와 션트 저항(31)의 접속 노드와 교류 전압(AC)의 타측 단자는 제어부(40)에 연결되어 있다. At this time, the connection node of the power switch Ps and the
상기 션트 저항(31)의 양 단자에는 전원 모니터(35)가 접속되어 있다. 상기 전원 모니터(35)는 상기 션트 저항(31)에 병렬 접속된 볼트 미터(32) 및 상기 볼트 미터(32)의 출력을 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기(Analog to digital converter)(ADC)(33)로 구성되어 있다. A
상기 전원 모니터(35)는 전자회로(20)의 부하인 코일(12)에 흐르는 전류를 측정하기 위한 것으로, 상기 션트 저항(31)은 위 연결 부위 이외에도 코일(11)의 일측과 전원 변환 장치(21)의 출력 노드 사이에 접속되어도 무방하다. The power monitor 35 is for measuring the current flowing through the
상기 제어부(40)는 상기 교류 전압(AC)을 정류하여 동작전압을 출력하는 전원부(41), 상기 전자석 필터(10)의 매트릭스 필터(14)의 길이 정보, 코일(12)의 권선(감진횟수)정보, 전자석 기준 자속 밀도 값(Bref) 등의 정보가 저장된 메모리(42), 상기 전원부(41)의 동작 전압에 의해 동작되어 상기 전압 변환 회로(21)로 전압제어신호(VCTL)를 제공하고 상기 전원 모니터(35)에서 출력되는 디지털 신호와 상기 메모리(42)에 저장된 정보를 이용하여 상기 전자석 필터(10)의 자속 밀도(B)를 연산하여 터치스크린(50)을 통해 표시하는 제어기(43)를 포함한다. The
도 2는 도 1에 도시된 제어부의 자속 밀도 측정 및 표시 제어 수순도이고, 도 3은 도 1에 도시된 터치스크린의 표시 예시도이다. FIG. 2 is a flowchart illustrating a procedure for measuring and displaying a magnetic flux density of the controller illustrated in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram illustrating an exemplary display of the touch screen illustrated in FIG. 1.
도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 전자석 탈철기(1)의 동작을 설명하면 아래와 같다. The operation of the electromagnet
사용자가 전원 스위치(Ps)를 '온'시키면, 교류 전압(AC)은 제어회로(40)로 입력됨과 동시에 션트 저항(31)을 통해 전원 변환 회로(21)로 입력된다. When the user turns on the power switch Ps, the AC voltage AC is inputted to the
상기 제어회로(40)내의 전원부(41)를 교류전압(AC)을 정류하고 레벨을 변환하여 제어부(40)의 동작 전원을 공급한다. 본 발명의 실 시예에서는 제어부(40)의 동작 전원을 전원부(41)를 통해 공급하는 것을 예시하고 있으나, 배터리를 이용하든가, 전원 변환 회로(21)에서 레벨 변환되어 출력되는 DC 0~5볼트 전압에 의해 동작될 수 있다. The
이때, 상기 제어기(43)는 초기 설정된 전압 제어 신호(VCTL)를 전원 변환 회로(21)로 제공한다. 상기 전원 변환 회로(21)는 션트 저항(31)을 통해 입력되는 교류 전압(AC)을 DC 0~380볼트의 전압으로 변환하여 전자석 필터(10)의 코일(12)의 양단으로 전류를 공급한다. At this time, the
상기 코일(12)에 전류가 흐르면 플레밍 오른손 법칙에 의한 자기장이 매트릭스 필터(14)에 형성된다. 상기 자기장에 의한 자속밀도(B)는 상기 코일(12)에 흐르는 전류에 비례한다.When a current flows through the
도 2의 S1과정에서 파워-온이 이루어지면, 제어기(43)는 S2과정에서 ADC(33)에서 출력되는 디지털 신호(IS)와 상기 션트 저항(21)의 저항 값에 의해 코일(12)에 흐르는 전류 값을 연산한다. 즉, 션트 저항(21)의 양단 전압 강하(V)와 션트 저항(21)의 저항 값(R)을 옴 법칙에 의한 계산식에 의해 코일에 흐르는 전류(I=V/R)를 감지한다. When the power-on is performed in the process S1 of FIG. 2, the
이후, 상기 제어기(43)는 S3과정에서 메모리(42)에 저장된 매트릭스 필터(14)의 길이 정보, 코일(12)의 권선(감진횟수)정보 및 전자석 기준 자속 밀도 값을 읽고, 상기 감지된 코일(12)의 전류(I)와 상기 메모리(42)에서 읽어들인 정보를 이용하여 전술한 수학식 1에 의해 전자석 필터(10)의 자속 밀도(B)를 연산한다. Thereafter, the
수학식 1에 의해 연산된 전자석 필터(10)의 자속 밀도(B)의 값은 MKS 단위계 값 [wb/㎡]이다. 제어기(43)는 S4과정에서 상기 연산된 MKS 단위계의 자속 밀도(B)를 CGS 단위계의 값으로 변환한다. 예를 들어, 수학식 1에 의해 계산된 자속 밀도(B)의 값이 1[wb/㎡]인 경우, 10,000가우스의 정보로 변환한다. The value of the magnetic flux density B of the
이후, 상기 제어기(43)는 S5과정에서 CGS단위계의 자속 밀도(B)의 값을 도 3과 같이 터치스크린(50)에 표시한다. Thereafter, the
따라서 전자석 탈철기(1)의 운용자는 초기 시스템을 가동 시 전자석 필터(10)의 자속 밀도를 가우스의 값으로 쉽게 확인할 수 있다. 상기 터치스크린(50)에 표시된 가우스의 값이 원하는 값이 아닌 경우, 터치스크린(50)에 나타낸 전압/전류 조절 버튼을 이용하여 전자석 필터(10)의 자속 밀도(B)를 손쉽게 조절할 수 있다. Therefore, the operator of the
전자석 필터(10)의 지속적인 운전에 의해 하우징(10)내의 코일(12)의 온도가 증가되면, 전류가 매우 잘 흐르는 상태로 됨으로써, 지속적으로 운전함에 따라 자속 밀도(B)의 값도 증가된다. When the temperature of the
수학식 1에 의해 계산된 자속 밀도(B)의 값이 메모리(42)에 설정된 기준 자속 밀도 값을 오차 범위를 초과하는 경우, 제어기(43)는 전압 제어 신호(VCTL)를 조절하여 전압 변환 회로(21)의 출력을 떨어뜨려 전자석 필터(10)의 자속 밀도를 조절한다. When the value of the magnetic flux density B calculated by
이와 반대로, 수학식 1에 의해 계산된 자속 밀도(B)의 값이 메모리(42)에 설정된 기준 자속 밀도 값을 오차 범위를 벗어나는 값 이하로 떨어지면, 제어기(43)는 전압 제어 신호(VCTL)를 조절하여 전압 변환 회로(21)의 출력을 상승시켜 전자석 필터(10)의 자속 밀도를 증가시킬 수 있다. Conversely, when the value of the magnetic flux density B calculated by
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those of ordinary skill in the art can variously modify and modify the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims. You will understand that you can change it.
1 : 전자석 탈철기,
10 : 전자석 필터,
11 : 하우징, 12 : 코일, 13 : 캐니스터, 14 : 매트릭스 필터,
20 : 제어회로.
21 : 전압 변환 회로. 31 : 션트 저항, 32 : 볼트 미터,
33 : ADC, 35 : 전원 모니터,
40 : 제어부,
41 : 전원부, 42 : 메모리, 43 : 제어기,
50 : 터치스크린1: electromagnet iron removal machine,
10: electromagnet filter,
11: housing, 12: coil, 13: canister, 14: matrix filter,
20: control circuit.
21: voltage conversion circuit. 31: shunt resistance, 32: volt meter,
33: ADC, 35: power monitor,
40: control unit,
41: power unit, 42: memory, 43: controller,
50: touch screen
Claims (5)
관통된 보어가 중앙에 형성되고, 상기 보어를 기준하여 그 둘레에 코일이 감아지고 내부에 냉각액체가 수용된 하우징과, 상기 보어의 내부에 삽입되고 상기 코일에 전류가 흐르는 상태에서 상기 보어로 공급되는 원재료에 함유된 자성체의 이물질을 흡착하여 필터링하는 매트릭스 필터로 구성된 전자석 필터와;
전압제어신호에 응답하여 교류 전압을 직류로 변환하여 상기 코일의 양단으로 제공하는 전원 변환 장치와;
상기 교류 전압의 입력단과 상기 전원 변환 장치의 전원단자 사이에 연결된 션트 저항에 걸리는 전압을 이용하여 상기 코일에 흐르는 전류를 측정하는 전원 모니터와;
상기 전자석 필터의 매트릭스 필터 길이 정보, 코일의 권선 정보 및 전자석 기준 자속 밀도 값이 저장된 메모리를 포함하며, 상기 교류 전압이 상기 전원 변환 장치로 공급될 때 상기 전압제어신호를 상기 전원 변환 장치로 공급하고, 상기 전원 모니터에서 측정된 전류 값을 이용하여 아래 수학식으로 연산하여 상기 전자석 필터의 자속 밀도를 터치스크린 상으로 표시하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는 상기 연산된 자속 밀도 값과 상기 메모리에 저장된 전자석 기준 자속 밀도 값의 비교 값이 미리 설정된 허용 오차를 초과할 때 상기 전원 변환 장치의 출력을 조정하기 위한 전압제어신호를 변환시킴을 특징으로 하는 전자석 탈철기의 전자석 가우스 표시 장치.
B = (μ·N·I)/d [wb/㎡], 여기서 μ는 매트릭스 필터의 투자율, N은 코일의 권선수, I는 코일에 흐르는 전류, d는 매트릭스 필터의 길이(전자석)이다.
In the electromagnet Gauss display device of the electromagnet iron removal machine,
A through bore is formed in the center, a coil is wound around the bore, and a housing in which a cooling liquid is accommodated, and is inserted into the bore and supplied to the bore while current flows through the bore. An electromagnet filter composed of a matrix filter that absorbs and filters foreign substances of magnetic material contained in the raw material;
A power conversion device for converting an AC voltage to DC in response to a voltage control signal and providing it to both ends of the coil;
A power monitor configured to measure a current flowing through the coil using a voltage applied to a shunt resistor connected between the input terminal of the AC voltage and a power terminal of the power conversion device;
And a memory storing matrix filter length information of the electromagnet filter, coil winding information, and electromagnet reference magnetic flux density value, and supplying the voltage control signal to the power conversion device when the AC voltage is supplied to the power conversion device. And a controller for displaying the magnetic flux density of the electromagnet filter on a touch screen by calculating by the following equation using the current value measured by the power monitor,
The control unit converts a voltage control signal for adjusting the output of the power conversion device when a comparison value of the calculated magnetic flux density value and the electromagnet reference magnetic flux density value stored in the memory exceeds a preset tolerance. The electromagnet Gauss display device of the electromagnet scraper.
B = (μ·N·I)/d [wb/m²], where μ is the permeability of the matrix filter, N is the number of turns of the coil, I is the current flowing through the coil, and d is the length (electromagnet) of the matrix filter.
The method of claim 1, wherein the power monitor measures a voltage drop between both terminals of the shunt resistor by being connected in parallel to a shunt resistor connected between the input terminal of the AC voltage and a power terminal of the power conversion device, and the shunt resistor. An electromagnet Gaussian display device of an electromagnet iron removal machine, comprising: a voltmeter;
The electromagnet Gaussian display device of claim 3, wherein the control unit divides a voltage value output from the voltmeter by a resistance value of the shunt resistance to measure a current flowing through the coil.
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