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KR20120068232A - Automatic load transfer switch having battery control circuit - Google Patents

Automatic load transfer switch having battery control circuit Download PDF

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KR20120068232A
KR20120068232A KR1020100129764A KR20100129764A KR20120068232A KR 20120068232 A KR20120068232 A KR 20120068232A KR 1020100129764 A KR1020100129764 A KR 1020100129764A KR 20100129764 A KR20100129764 A KR 20100129764A KR 20120068232 A KR20120068232 A KR 20120068232A
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switch
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윤진석
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Abstract

본 발명은 배터리 제어 회로를 구비한 자동 부하 절체 개폐기에 관한 것이다.
본 발명은 자동 부하 절체 개폐기를 주전원에 연결되도록 회전하는 제1 모터; 자동 부하 절체 개폐기를 보조 전원에 연결되도록 회전하는 제2 모터; 상기 제1 모터 및 제2 모터의 동작 상태를 감지하는 센싱부; 상기 센싱부로부터 출력되는 신호에 따라서 제어 신호를 출력하여 전원 연결 스위치를 온, 오프 제어하는 제어부; 상기 제1 모터 및 제2 모터에 구동 전류를 공급하는 공급 전원; 및 상기 공급 전원에 상기 전원 연결 스위치를 통하여 병렬 연결되는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명은 2개의 구동 모터가 모두 동작하는 경우에만 공급 전원(SMPS) 및 배터리를 병렬 연결하여 2개의 구동 모터에 구동 전류 공급이 가능하기 때문에 SMPS 전원 용량 저감으로 제조 단가를 줄일 수 있는 장점을 가진다.The present invention relates to an automatic load transfer switch having a battery control circuit.
The present invention comprises a first motor for rotating the automatic load transfer switch to be connected to the main power source; A second motor rotating the automatic load transfer switch to be connected to the auxiliary power source; Sensing unit for detecting the operating state of the first motor and the second motor; A control unit which controls a power connection switch on and off by outputting a control signal according to a signal output from the sensing unit; A supply power supply for supplying driving current to the first motor and the second motor; And a battery connected in parallel to the supply power through the power connection switch.
The present invention can reduce the manufacturing cost by reducing the power supply capacity of SMPS because the driving current can be supplied to the two driving motors by connecting the supply power (SMPS) and the battery in parallel only when both driving motors are operated. Has

Description

배터리 제어 회로를 구비한 자동 부하 절체 개폐기{Automatic load transfer switch having battery control circuit}Automatic load transfer switch with battery control circuit

본 발명은 자동 부하 절체 개폐기(Automatic load transfer switch, 일명 ALTS)에 관한 것으로, 특히 진공 회로 차단기(VCB:Vacuum circuit breaker}에 설치된 2개의 구동 모터의 전원 공급을 함에 있어서 상기 2개의 구동 모터의 동작 상태를 센싱하여 배터리 전원을 SMPS(Switching mode power supply) 전원과 병렬 연결하여 전원 용량을 증가할 수 있는 배터리 제어 회로를 구비한 자동 부하 절체 개폐기에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic load transfer switch (also referred to as ALTS), and in particular to the operation of the two drive motors in the power supply of two drive motors installed in a vacuum circuit breaker (VCB). An automatic load transfer switch having a battery control circuit capable of increasing power capacity by sensing a state and connecting battery power in parallel with a switching mode power supply (SMPS) power source.

자동 부하 절체 개폐기(ALTS)는 정전시에 큰 피해를 입는 공공 기관, 병원, 인텔리전트 빌딩, 전산 센터, 군사 시설 등의 수용가에 이중 전원을 확보하도록 하여 주전원 정전시 보조 전원으로 자동 전환시켜 수용가가 안정된 전원을 공급받을 수 있도록 하는 기기이다. The automatic load transfer switch (ALTS) ensures dual power to consumers in public institutions, hospitals, intelligent buildings, computer centers, military facilities, etc., which are heavily damaged during power outages. It is a device to receive power.

그래서, 주전원이 정전시 또는 주전원이 기준 전압 이하로 떨어질 경우 보조 전원으로 자동 전환시켜 수용가가 안정된 전원을 공급받을 수 있도록 한다.Thus, when the main power supply is blackout or when the main power supply falls below the reference voltage, the main power supply is automatically switched to the auxiliary power supply so that the customer can be supplied with stable power.

이런 자동 부하 절체 개폐기(ALTS)는 설치되는 곳의 특성상 설치 장소의 무정전 확보가 중요함과 동시에 설치된 기기의 안정성 또한 중요시된다.This automatic load transfer switch (ALTS) is important to ensure the uninterrupted installation of the installation site due to the nature of the installation site, and also the stability of the installed equipment is important.

한편, 종래에는 자동 부하 절체 개폐기(ALTS)의 진공 회로 차단기(VCB)에 1개의 구동 모터를 설치하여 정전시 자동 부하 절환을 하였다.On the other hand, conventionally, one drive motor is installed in the vacuum circuit breaker (VCB) of the automatic load switching switch (ALTS) to perform automatic load switching during power failure.

상기 구동 모터는 자동 부하 절체 개폐기의 크기에 따른 구동 모터의 용량이 증가됨에 따른 전원 용량이 증가해야 한다는 문제가 있었다. The drive motor has a problem in that the power capacity should increase as the capacity of the drive motor increases according to the size of the automatic load switching switch.

따라서 자동 부하 절체 개폐기(ALTS)의 품질 및 신뢰성 확보를 위하여 전원 용량은 증가 되어 비용이 증가한다는 문제가 있었다.
Therefore, there is a problem that the power capacity is increased to increase the cost to secure the quality and reliability of the automatic load transfer switch (ALTS).

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 2개의 구동 모터, 공급 전원 및 배터리를 구비하여 구동 모터의 최대 전류를 저감하는 동시에 공급 전원의 용량도 저감시키는 배터리 제어 회로를 구비한 자동 부하 절체 개폐기를 제공함에 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and includes an automatic load having a battery control circuit which includes two driving motors, a supply power source and a battery to reduce the maximum current of the drive motor and at the same time reduce the capacity of the supply power source. The purpose is to provide a transfer switch.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 배터리 제어 회로를 구비한 자동 부하 절체 개폐기는 자동 부하 절체 개폐기를 주전원에 연결되도록 회전하는 제1 모터; 자동 부하 절체 개폐기를 보조 전원에 연결되도록 회전하는 제2 모터; 상기 제1 모터 및 제2 모터의 동작 상태를 감지하는 센싱부; 상기 센싱부로부터 출력되는 신호에 따라서 제어 신호를 출력하여 전원 연결 스위치를 온, 오프 제어하는 제어부; 상기 제1 모터 및 제2 모터에 구동 전류를 공급하는 공급 전원; 및 상기 공급 전원에 상기 전원 연결 스위치를 통하여 병렬 연결되는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an automatic load transfer switch having a battery control circuit according to the present invention includes: a first motor rotating the automatic load transfer switch to be connected to a main power source; A second motor rotating the automatic load transfer switch to be connected to the auxiliary power source; Sensing unit for detecting the operating state of the first motor and the second motor; A control unit which controls a power connection switch on and off by outputting a control signal according to a signal output from the sensing unit; A supply power supply for supplying driving current to the first motor and the second motor; And a battery connected in parallel to the supply power through the power connection switch.

여기서, 상기 공급 전원과 배터리의 전원 용량은 동일하고, 상기 전원 용량은 상기 제1 모터 또는 제2 모터의 기동 전류량보다 클 수 있다.Here, the power supply capacity of the power supply and the battery is the same, the power supply capacity may be greater than the starting current amount of the first motor or the second motor.

또한, 상기 센싱부는 SCR이며 상기 SCR의 게이트와 캐소드 사이의 전압차를 센싱할 수 있다.In addition, the sensing unit is an SCR and may sense a voltage difference between the gate and the cathode of the SCR.

또한, 상기 제어부는 상기 제1 모터 및 제2 모터의 동작 상태를 감지하여 적어도 하나가 동작하면 상기 전원 연결 스위치를 오프하여 공급 전원으로부터 배터리를 분리할 수 있다.
The controller may detect the operation states of the first motor and the second motor to disconnect the battery from the power supply by turning off the power connection switch when at least one is operated.

이와 같은 본 발명은 2개의 구동 모터가 모두 동작하는 경우에만 공급 전원(SMPS) 및 배터리를 병렬 연결하여 2개의 구동 모터에 구동 전류 공급이 가능하기 때문에 SMPS 전원 용량 저감으로 제조 단가를 줄일 수 있는 장점을 가진다.
The present invention can reduce the manufacturing cost by reducing the power supply capacity of SMPS because the driving current can be supplied to the two driving motors by connecting the supply power (SMPS) and the battery in parallel only when both driving motors are operated. Has

도 1은 본 발명에 따른 자동 부하 절체 개폐기(ALTS)의 전체 시스템 블록도이다.
도 2는 도 1에 따른 ALTS 제어 장치의 구성 블록도이다.
도 3은 도 2에 따른 SCR의 구동 회로도이다.1 is an overall system block diagram of an automatic load transfer switch (ALTS) according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an ALTS control apparatus according to FIG. 1.
3 is a driving circuit diagram of an SCR according to FIG. 2.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 자동 부하 절체 개폐기(ALTS)의 전체 시스템 블록도는 주전원(110), 보조 전원(120), ALTS 시스템(100) 및 부하(150)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the entire system block diagram of an automatic load transfer switch (ALTS) according to an exemplary embodiment of the present invention is a main power source 110, an auxiliary power source 120, an ALTS system 100, and a load 150. Include.

ALTS 시스템(100)은 ALTS 제어 장치(140)와 자동 부하 절체 개폐기(160)를 포함한다.The ALTS system 100 includes an ALTS control device 140 and an automatic load transfer switch 160.

부하(150)는 빌딩의 냉/난방 시스템, 전열기, 램프와 같은 전기 소모를 하는 소자이다.The load 150 is an element that consumes electricity such as a building's cooling / heating system, a heater, and a lamp.

주전원(110)은 ALTS 제어 장치(140)의 온 또는 오프 제어 신호에 따라 절체 스위치(160)를 접점(a)에 붙이고, 주전원(110)은 절체 스위치(160)를 통하여 부하(150)로 공급된다.The main power supply 110 attaches the transfer switch 160 to the contact point a according to the on or off control signal of the ALTS control device 140, and the main power supply 110 supplies the load 150 through the transfer switch 160. do.

이때, 주전원(110)에 고장이 생기면 ALTS 제어 장치(140)는 이를 감지하고 자동 부하 절체 개폐기(160)를 접점(b)에 붙여 주전원(110)은 오프 시키고 보조 전원(120)을 자동 부하 절체 개폐기(160)를 통하여 부하(150)로 공급한다.
At this time, when a failure occurs in the main power supply 110, the ALTS control unit 140 detects this, attaches the automatic load switching switch 160 to the contact point b, turns off the main power supply 110, and switches the auxiliary power supply 120 to automatic load switching. The load is supplied to the load 150 through the switch 160.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 ALTS 제어 장치의 구성 블록도는 제어부(141), 센싱부(142), 제1 모터(143), 제2 모터(144), 전원 연결 스위치(147), 공급 전원(145) 및 배터리(146)를 포함한다.As shown in FIG. 2, a block diagram of an ALTS control apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention is a control unit 141, a sensing unit 142, a first motor 143, a second motor 144, and a power connection. A switch 147, a power supply 145, and a battery 146.

공급 전원(145)은 SMPS(Switching mode power supply)이다.Supply power 145 is a switching mode power supply (SMPS).

제1 모터(143)는 자동 부하 절체 개폐기(160)에 축(미도시)을 결합하여 절체 스위치(160)가 움직여 주전원(110)에 연결되도록 회전 방향을 시계 방향으로 한다.The first motor 143 couples a shaft (not shown) to the automatic load switching switch 160 so that the switching switch 160 moves to be connected to the main power source 110 in a clockwise direction.

제2 모터(143)는 자동 부하 절체 개폐기(160)에 축(미도시)을 결합하여 절체 스위치(160)가 움직여 보조 전원(120)에 연결되도록 회전 방향을 반시계 방향으로 한다.The second motor 143 couples a shaft (not shown) to the automatic load switching switch 160 so that the switching switch 160 moves to be connected to the auxiliary power supply 120 in a counterclockwise direction.

센싱부(142)는 SCR(Silicon controlled rectifier)이고, 제1 모터(143) 및 제2 모터(144)의 동작 상태를 감지한다.The sensing unit 142 is a silicon controlled rectifier (SCR) and detects operating states of the first motor 143 and the second motor 144.

감지하는 방법은 도 3에서 설명한다.The sensing method is described in FIG. 3.

제어부(141)는 센싱부(142)로부터 출력(감지)된 신호에 따라서 제어 신호를 출력하여 전원 연결 스위치(147)를 온 또는 오프 제어한다.The controller 141 outputs a control signal according to the signal (detected) output from the sensing unit 142 to control the power connection switch 147 on or off.

센싱부(142)는 제1 모터(143) 및 제2 모터(144) 둘 다 회전을 하는지 또는 제1 모터(143)와 제2 모터(144) 중 하나가 회전을 하는지 또는 제1 모터(143)와 제2 모터(144) 둘 다 회전을 하지 않는지의 3가지 경우를 감지한다.The sensing unit 142 rotates both the first motor 143 and the second motor 144 or one of the first motor 143 and the second motor 144 rotates or the first motor 143. ) And the second motor 144 detect three cases of non-rotation.

제1 모터(143) 및 제2 모터(144) 둘 다 회전을 하거나 하나가 회전을 하는 경우에, 제어부(141)는 전원 연결 스위치(147)을 오프하여 배터리(146)를 공급 전원으로부터 분리하여 제1 모터(143) 및 제2 모터(144)로 공급되는 전류를 제한한다.When both the first motor 143 and the second motor 144 rotate or one rotates, the controller 141 turns off the power connection switch 147 to separate the battery 146 from the supply power. The current supplied to the first motor 143 and the second motor 144 is limited.

또한, 제1 모터(143)와 제2 모터(144) 둘 다 회전을 하지 않는 경우에, 제어부(141)는 전원 연결 스위치(147)을 온하여 배터리(146)를 공급 전원에 병렬 연결하여 제1 모터(143) 및/또는 제2 모터로 공급되는 전류를 충분히 한다.In addition, when neither the first motor 143 nor the second motor 144 rotates, the controller 141 turns on the power connection switch 147 to connect the battery 146 to the supply power in parallel to perform the first operation. The current supplied to the first motor 143 and / or the second motor is sufficient.

여기서, 공급 전원(145)과 배터리(146)의 전원 용량은 동일하다.Here, the power supply capacities of the power supply 145 and the battery 146 are the same.

보통 모터 하나 만을 사용하는 경우에 자동 부하 절체 개폐기(160)의 부하 증가에 따른 모터 용량 증가는 공급 전원(145)의 용량 증가를 초래한다.In general, when only one motor is used, an increase in the motor capacity according to an increase in the load of the automatic load switching switch 160 causes an increase in the capacity of the power supply 145.

본 발명은 두 개의 모터를 사용함에 따른 자동 부하 절체 개폐기(160)의 부하 감소와 그에 따른 모터 용량의 감소로 인하여 공급 전원(145)의 용량을 감소 할수 있다.The present invention can reduce the capacity of the power supply 145 due to the reduction of the load of the automatic load transfer switch 160 by using the two motors and thus the motor capacity.

상기 용량이란 예를 들어서 24V/100A 등으로 정격 용량을 의미한다.The capacity means, for example, rated capacity at 24V / 100A or the like.

배터리(146)는 연료를 이용한 제너레이터(미도시)에 연결되어 전원 연결 스위치(147)가 오프된 경우에 제너레이터로부터 충전된다.The battery 146 is connected to a generator using a fuel (not shown) and charged from the generator when the power connection switch 147 is turned off.

본 발명은 모터가 2개가 동시에 회전하는 경우는 시스템 불량 또는 테스트 모드 이므로 이때에 배터리(146)를 공급 전원(145)으로부터 분리하여 충분한 전류를 공급하지 않는다.According to the present invention, when two motors rotate at the same time, the system is in a bad state or a test mode. At this time, the battery 146 is separated from the power supply 145 to supply sufficient current.

제1 구동 모터(143) 및 제2 구동 모터(144)는 동일하고, 공급 전원(145)의 용량은 최소한 구동 모터 하나의 기동 전류의 2배 이상 되어야 한다.
The first drive motor 143 and the second drive motor 144 are the same, and the capacity of the supply power source 145 should be at least twice the starting current of one drive motor.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 SCR 구동 회로는 저항(R), 제너다이오드(ZD) 및 개시 스위치(148)를 포함한다.As shown in FIG. 3, an SCR driving circuit according to an embodiment of the present invention includes a resistor R, a zener diode ZD, and an initiation switch 148.

상기 SCR 구동 회로는 제어부(141)에 내장되고, 상기 개시 스위치(148)는 온 시키고 조금 있으면 자동 오프되는 즉, 개시 신호만 주는 토글 스위치로 제어부(141)의 전면 판넬에 위치된다.The SCR driving circuit is built in the control unit 141, and the start switch 148 is located on the front panel of the control unit 141 as a toggle switch that turns on and turns off automatically in a short time, that is, gives only a start signal.

공급 전원(145)은 저항(R)과 제너다이오드(ZD)를 바이어스한다.The power supply 145 biases the resistor R and the zener diode ZD.

그리고 개시 스위치(148)가 온 되고 조금 있다 오프된다.The start switch 148 is turned on and off a little while later.

온 된 순간 제너 전압은 전자 소자(Q2)를 온 시키고 다음에 전자 소자(Q1)을 온 시킨다.The instantaneous zener voltage turns on the electronic device Q2 and then turns on the electronic device Q1.

공급 전원(145)은 전자 소자(Q1,Q2)를 통하여 제1 모터(143) 및/또는 제2 모터(144)에 공급된다.The supply power 145 is supplied to the first motor 143 and / or the second motor 144 through the electronic elements Q1 and Q2.

센싱부(142)는 모터가 둘 다 동작하는 경우에 게이트-캐소드간 전압이 H(예를 들어 0.7V), 모터가 하나만 동작하는 경우에 게이트-캐소드간 전압이 L(예를 들어 0.6V), 모터가 둘 다 동작하는 않는 경우에 게이트-캐소드간 전압이 0V이다.The sensing unit 142 has a gate-cathode voltage of H (for example, 0.7V) when both motors operate, and a gate-cathode voltage of L (for example, 0.6V) when only one motor operates. In this case, the gate-cathode voltage is 0V when neither motor is operating.

SCR의 전압/전류 특성을 이용하여 모터의 상태를 센싱한다.
The state of the motor is sensed using the voltage / current characteristics of the SCR.

이상, 바람직한 실시 예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
As mentioned above, the present invention has been described in detail through the preferred embodiments, but the present invention is not limited thereto, and it will be apparent to those skilled in the art that various changes and applications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of the same should be construed as being included in the scope of the present invention.

10 : 배터리
20 : SMPS 전원
30 : 입력 스위치부10: battery
20: SMPS power
30: input switch unit

Claims (4)

자동 부하 절체 개폐기를 주전원에 연결되도록 회전하는 제1 모터;
자동 부하 절체 개폐기를 보조 전원에 연결되도록 회전하는 제2 모터;
상기 제1 모터 및 제2 모터의 동작 상태를 감지하는 센싱부;
상기 센싱부로부터 출력되는 신호에 따라서 제어 신호를 출력하여 전원 연결 스위치를 온, 오프 제어하는 제어부;
상기 제1 모터 및 제2 모터에 구동 전류를 공급하는 공급 전원; 및
상기 공급 전원에 상기 전원 연결 스위치를 통하여 병렬 연결되는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 제어 회로를 구비한 자동 부하 절체 개폐기.
A first motor rotating the automatic load switching switch to be connected to the main power source;
A second motor rotating the automatic load transfer switch to be connected to the auxiliary power source;
Sensing unit for detecting the operating state of the first motor and the second motor;
A control unit which controls a power connection switch on and off by outputting a control signal according to a signal output from the sensing unit;
A supply power supply for supplying driving current to the first motor and the second motor; And
And a battery connected in parallel to the supply power through the power connection switch.
제 1항에 있어서,
상기 공급 전원과 배터리의 전원 용량은 동일하고, 상기 전원 용량은 상기 제1 모터 또는 제2 모터의 기동 전류보다 큰 것을 특징으로 하는 배터리 제어 회로를 구비한 자동 부하 절체 개폐기.
The method of claim 1,
The power supply capacity of the power supply and the battery is the same, and the power supply capacity is greater than the starting current of the first motor or the second motor, automatic load transfer switch with a battery control circuit.
제 1항에 있어서,
상기 센싱부는 SCR이며 상기 SCR의 게이트와 캐소드 사이의 전압차를 센싱하는 것을 특징으로 하는 배터리 제어 회로를 구비한 자동 부하 절체 개폐기.
The method of claim 1,
And the sensing unit is an SCR and senses a voltage difference between the gate and the cathode of the SCR.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1 모터 및 제2 모터의 동작 상태를 감지하여 적어도 하나가 동작하면 상기 전원 연결 스위치를 오프하여 공급 전원으로부터 배터리를 분리하는 것을 특징으로 하는 배터리 제어 회로를 구비한 자동 부하 절체 개폐기.The method of claim 1,
The control unit detects an operation state of the first motor and the second motor, and when at least one is operating, the automatic load transfer switch having a battery control circuit to turn off the power connection switch to disconnect the battery from the power supply .
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