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중소기업 기술혁신개발사업 최종보고서

소프트웨어 방식 무접점 전자계폐기( )

년 월 일2002 4 30

주 관 기 업 한국MCS

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중소기업 기술혁선개발사업 최종보고서

업 체 명한국 MCS

(Tel : 051-890-2333)주 소

(614-714)

부산 부산진구 가야 동3

산 번지 동의대학교24

산학협력관 호328기술개발

과 제 명소프트웨어방식 무접점전자계폐기

대 표 자 곽영배

과제책임자 곽영배

개발기간 2001. 5.1~2002. 2. 28 위탁기관계획대비목표달성도(%) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100개 발 완 료 시 기 년 월2002 2

중소기업기술혁신개발사업운용요령 제 조의 규정에 의하여 최종보고서를 제출21

합니다.

붙 임 중소기업 기술혁신개발사업 최종보고서 부1. 8 .

사업비 사용내역서 부2. 8 .

기술료납부동의서 부3. 2 .

년 월 일2002 4 30

주관기업 : 한국 직인MCS대 표 자 : 곽 영 배 인( )

중소기업청장 귀하

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제 출 문

부산 울산지방중소기업청장 귀하ㆍ

본 보고서를 소프트웨어방식을 무접점 전자개폐기 에 관한 중소기업 기술혁신“『 』

개발사업 개발기간 과제의 최종보고서를 제출합니다” ( : 2001. 5.~2002. 2.) .

년 월 일2002 4 30

주 관 기 업 : 한국 MCS

과제책임자 : 곽 영 배

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요 약 서 초 록( )

과 제 명 소프트웨어방식 무접점 전자개폐기

주 관 기 업 한국MCS 총괄책임자 곽 영 배

개 발 기 간 개월2001. 5.~2002. 2. (10 )

총개발사업비

천원( )

정부출연금 57,000총개발

사업비83,484

기업부담금현금 12,500

현물 13,984

위탁연구기관

개발참여기업해당사항없음

주요기술용어

(6~10)

위상폭 피크치 검출 라인 필터 샘플링 전압, , , CR , TTL(5V) ,

턴 온 포토 트라이액 카플러 통신 전이중 방식, , RS485 ( )

기술개발목표1.

기존 릴레이개폐기는 접점의 소모로 수명에 한계가 있고 전기적 노이즈 서지 채, (

터링 가 발생되므로 다른 전자기기의 오동작 유발 원인이 되며 전자파가 발생된)

다 또한 기존 무접점 전자릴레이는 기능이 단순하고 큰용량을 사용하는 부. SSR

하기기에는 부적합하며 급격한 과부하에 대한 안정감이 없고 신뢰성이 떨어지므

로 국내외 최초로 소프트웨어방식 무접점 전자개폐기를 개발하고자 한다.

기술개발의 목적 및 중요성2.

기존의 유접점방식의 모든 컨트롤러 및 산업제어분야에 아직 국내외에서는 동력

제어의 기술적인 어려움으로 인해 경쟁업체가 전무한 상태이다 이런 취약한 부분.

을 당사에서의 다년간의 개발경력과 최첨단의 기술을 보유한 연구원들과 교수진

의 기술자문으로 외국제품과 충분한 경쟁 성장하기위해 국내외 최초의 소프트웨․어방식 무접점 전자개폐기를 개발함이다.

기술개발의 내용 및 범위3.

기존의 릴레이 개폐기나 방식 마그네트가 가지고 있는 단점을 보완한다 소SSR .

프트웨어 프로그램에 의해 전류의 데이터를 비교 분석할 수 있게 상위 컴퓨터와,

통신 시리얼 통신 이 가능하다 과부하 검출속도 및 전류값을 설정할 수 있(1:1 ) .

다 단상 상 단상 상에서 사용이 가능하다 기동부하가 유도. 220V , 3 / 380V , 3 .

전동모터일 때 마력 까지 사용이 가능하다 각 가정이나 산업체0 ~ 12KW(0~15 ) .

에서 사용되고 있는 릴레이 개폐기나 방식 마그네트를 대체할 수 있다SSR .

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기술개발 결과4.

개발 완료한 소프트웨어방식 무접점 전자개폐기는 한국전기연구소 에서 실(KERI)

제 부하인 모터 마력 를 연결하여 노이즈를 가하였고 응용프로그램과15KW (20 ) ,

의 통신상태 항온조 진동시험에서도 평가내역서보다 나은 시험결과가 나왔다, , .

또한 산업기술시험원에서의 전자파시험 역시 매우 높은 성적이 나왔다.

순번 등록번호 내 용 기 관

1 02-351-008 검사 시험성적서EMI 산업기술시험원

2 2002-139-1 평가 시험성적서 한국전기연구원

3 2002-01-12-443 프로그램 등록증KTM 프로그램심의조정위원회

4 0226353 무접점 전자개폐기 실용신안등록 특허청

기대효과5.

무접점 전자개폐기에 소프트웨어를 내장하여 상위 컴퓨터에서 전류데이터를 관

리하므로 모터의 부하를 상시 비교 운석이 용이하게 해 부하 모터 기기의 안정, ( )

감과 신뢰성을 높이고 반도체 트라이액 를 이용한 무접점 전자제어회로 방식을( )

통해 기존 기계적 접점을 가진 유접점 계전기 즉 전자계전기 와 방식 마그네( ) SSR

트가 가지고 있는 다양한 단점을 보완하여 수명을 늘렸고 장치의 축소화를 가능

하게 하였으며 가격도 낮출 수 있었다 따라서 국내 기존의 유접점 계전기나.

방식 마그네트를 사용하는 각 가정이나 산업체에 보급 대체하여 많은 시장SSR ,

수요를 가져올 수 있고 해외 수출용으로 경쟁력이 높아 많은 수익을 올릴 수 있,

다.

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목 차

제 장 서 론1

제 절 기술 개발 요약1

기술 개발 개요1.

기술개발의 비교 분석 기술 개발의 중요성2.

제 절 기술 개발의 중요성2

제 장 본 론2

제 절 기술 개발의 중요성1

제 절 기술 개발의 내용 및 범위2

기술개발의 내용1.

제 절 개발완료기술의 평가 및 결과3

완료기술의 평가 항목 및 방법1.

완료기술의 평가 결과2.

제 장 결 론3

제 절 사업 진척현황1

제 절 사업화 방안2

양산체제 구축계획1.

매출 실적 및 계획2.

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중소기업 기술혁신개발사업 최종보고서

제 장 서 론1

제 절 기술개발 요약1

기술개발 개요1.

지금의 산업체에서는 수많은 장비 중 많은 산업품들이 전자개폐기에 의해 구동되어

지고 있다 이는 제품의 스위치 역할 안정성 정밀성 등을 고려하여 필요로 하는. , ,

이유에서이다 산업발달에 의해 점차적으로 신제품이 나오는 과정에서 전자개폐기.

또한 발전이 이루어지지 않는다면 아무리 산업 신제품을 내어놓아도 그 제품의 뿌

리는 같을지 모르나 기능상의 한계점이 드러나 보일 것이다.

전자개폐기 사용 예

현재 가장 많이 사용되어지고 있는 유접점 방식의 전자개폐기는 가정 또는 산업체

에서 이로 많은 역할을 담당해 오고 있다 하지만 유접점 전자개폐기의 문제점이.

많아 제품의 잦은 고장이 이루어 헤아릴 수 없을 것이다 또한 유접점을 이용한 특.

성상의 마모에 의해 수시로 교체해야하므로 시간적 비용적인 문제점이 야기되어,

지고 있다 이에 전자개폐기의 새로운 개발제품이 절실히 요구되어지는 상황에서.

현재의 단계에서 차원이 다른 계열의 전자개폐기인 소프트웨어방식의 무접점 전자

개폐기를 개발하였다 이는 단순히 변모한 전자개폐기 형식이 아닌 모니터링 데이. ,

터 축출 등 현 전자개폐기의 개념을 새롭게 만든 제품이다.

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기술개발의 비교 분석2.

가 유접점 전자 계전기.

릴레이의 작동원리는 봉상 의 철심에 코일을 감아서 여기에 스위치와 전지를( )棒狀

연결한다 그리고 스위치를 닫으면 코일에 전류가 흘러서 봉상의 철심은 전자석이.

되어 철편을 흡인하는 원리를 이용한 것이다 릴레이의 종류로는 용량이 작고 많은.

접점을 이용한 보조계전기 릴레이 시간 지연회로가 정부된 한시계전기 타이머 용( ), ( ).

량이 큰 전력회로의 제어용 접점을 이용한 전자접촉기 전자접촉기에 열동계전(MC),

기를 첨부한전자개폐기 가 있다(MS) .

릴레이의 동작원리

유접점 릴레이 시퀀스는 계전기 접점들의 개폐에 의하여 제어가 이루어지므로 과부

하 내량과 개폐부하의 용량이 크고 온도 특성이 좋으며 전기적 잡음이 적어 입출,

력이 분리되고 접점의 수에 따라 많은 출력 회로를 얻을 수 있어서 많이 사용되어

왔다.

그러나 소비전력이 비교적 크고 제어반의 외형과 설치 면적이 크며 접점의 동작이, ,

느릴 뿐더러 진동이나 충격 등에 약하여 수명이 짧은 것이 단점이다 정리하면 아.

래와 같다.

전자개폐기 릴레이에 의한 개폐기의 사용은 기계식 마모에 의해 잦은 고장의(1)

원인이 된다.

전기적 서지에 의한 전자파가 발생되어 주변 전자기기의 오동작을 유발한다(2) .

급격한 과부하에 대한 대처가 없으므로 안정된 제어가 어렵고 신뢰성이 떨어진(3)

다.

상위 컴퓨터와의 통신이 이루어지지 않아 데이터 관리 및 모니터링이 불가능하(4)

다.

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나 방식 전자개폐기. SSR

그림에서 스위치가 되면 발광다이오드에 전류가 흐르고 광학적으로 결합 시킨ON ,

포토트랜지스터가 동작한다 그리고 제로크로스회로가 동작해서 교류전 원전압의.

제로전압근방에서 출력회로의 트라이악이 도통된다.

동작SSR

따라서 전원에서 트라이악을 통한 부하에 전류가 통한다 다음으로 스위치가, . OFF

되면 은 트라이악의 동작특성에 따라 부하전류의 제로점 근방에서 차단된다SSR .

이 부하에 흐른 전류파형은 부하의 종류에 따라서 변화한다.

전동기의 기동시 큰 돌입전류를 이용한 대용량의 이 필요로 하며 은(1) SSR , SSR

온 저항 이 크므로 에서 발생하는 열 손실이 크다(ON-Resistance) SSR .

은 주로 케이스 표면으로부터 방사와 대류가 이루어지며 터미널이나 리드(2) SSR ,

선을 통해 전달되는 열전도에 의해 냉각이 이루어진다 의 성능향상을 위해서. SSR

는 반드시 방열기의 설계가 고려되어야 한다 열 손실을 방출하기 위해 큰 방열 구.

조가 필요하여 경제적 손실을 가져온다.

프리볼트의 기능이 전혀 없으므로 단용으로만 사용 가능 하다(3) 220V / 380V .

부하용량에 따라 외형의 크기가 각각 다르고 가격폭이 크다(4) , .

은 동작시간 및 동작에 필요로 하는 전력이 매우 작기 때문에 단자로(5) SSR , Input

의 노이즈를 억제할 필요가 있습니다 노이즈가 입력단자로 가해지면 오동작의 원. ,

인이 됩니다.

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다 소프트웨어방식 무접점 전자개폐기 본 기술개발품. ( )

지금까지 사용되어 온 정지형 계전기는 계통의 전압 전류 신호를 변성기를Analog ,

사용하여 적당한 레벨로 변환하고 나 회로를 이용하여 레벨검출 위I Transistor IC ,

상검출 등을 판정함으로써 여러 가지 계전기의 특성을 실현시킨 것이다 최근.

등의 대표적인 기술의 이용한 형 계전기가 개발 실용Micro Processor, LSI Digital ,

화되고 있다 계전기는 계전기의 입력에 있어 계통의 전압 전류를 적당한. Digital ,

주기로 하여 양자화된 량으로 변환하여 이것을 으로 계산Sampling Digital Program

처리하여 계통의 유무를 판단하여 계전기 특성을 실현시키는 것이다 개발하고자.

하는 제품의 특성은 아래와 같다.

접점이 없어 기계적인 마모가 없을 뿐만 아니라 전기적 서지가 없다 그로 인한(1) .

소음도 없다.

상위 컴퓨터와의 통신이 가능하여 각종 데이터를 관리 실시간 모니터링이 된(2) ,

다.

오버로드 기능이 함께 내장되어 있어서 따로 장착할 필요가 없고 오버로드 타(3) ,

임을 사용자가 줄 수 있다.

부하의 용량에 상관없이 크기가 일정하며 상 단상이 자유자(4) , 220V / 380V 3 /

재인 프리볼트 기능을 채택하였다.

제 절 기술개발의 중요성2

기존의 유접점 방식의 문제를 해결하기 위해 많은 연구가 이루어지고 있으나 유접

점에서의 단점을 개선하고 가격 경쟁력도 있으며 정밀한 제어가 가능한 제품을 절

실히 요구되고 있는 상황에서 기술개발된 소프트웨어방식의 무접점 전자개폐기는

현재 사용되어오고 있는 전자개폐기에 바로 대체 설치가 가능하며 별도의 장비 설,

치가 필요치 않고 수명이 긴 장점으로 인해 수요자의 절실한 요구에 의해 많은 수,

요 증가를 가져올 것이다 개발하는 소프트웨어방식의 무접점 전자개폐기는 디지털.

계전기의 일종으로 디지털 계전기의 개발은 아래와 같은 특징이 있다.

고도의 보호 기능과 특성의 실현1)

계전기의 보호연산능력은 매우 높아서 종래에는 생각하지 못했던 복잡한 계Digital

전기 특성을 쉽게 실현시킬 수 있다 예를 들면 형에서는 전력선로의 장거리. Analog

화 다단자화 등 전력계통의 변화에 대응한 보호기능과 특성의 실현이 곤란하였으,

나 계전기에서는 쉽게 실현시킬 수 있다Digital .

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장치의 축소화2)

마이크로 프로세서는 집적도가 높은 소자들을 사용하여 구성하므로 소자의IC, LSI

집적도가 높게 되므로 장치가 소형화되고 기능도 고도화 될 수 있다.

또 계전기의 특성과 성능이 종래의 계전기에서는 구성으로 결정Analog Hardware

되지만 계전기에서는 그 즉 로 정해지므로 하나의, Digital Program , Software

계전기로 다수의 기능을 갖게 할 수 있어 장치의 축소화를 이룰 수 있다Digital .

고도의 자동감시 기능3)

계전기는 종래의 단일 기능으로 독립된 다수의 계전기 기능을 하나의Digital

안에 기억하고 처리하기 때문에 상으로는 변환부와Program Memory Hardware A/D

로 되는 단일 기능의 계전기로 볼 수 있다 따라서 진단대상으로는Micro Processor .

그 규모가 현저하게 축소된다 그 결과 부가되는 자동감시 회로는 형 계전기. Analog

에 비해서 간단하게 되며 기능제어는 마이크로 프로세서에 의해 처리되어 전체 장

치의 자동감시를 정밀도 높게 빠짐없이 할 수 있다 또 마이크로 프로세서는 자기.

진단 기능을 갖고있어 고장부위의 세분화와 발견이 쉽게 되므로 고신뢰도의 장치를

실현할 수 있다.

표준화4)

종래의 보호장치는 보호특성에 맞추어 여러 종류의 계전기를 필요로 했으나 디지털

계전기는 하드웨어의 변경없이도 프로그램 메모리의 내용만을 변경해서 여러 가지

보호 특성을 처리할 수 있어서 장치의 표준화를 용이하게 실현시킬 수 있다.

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제 장 본 론2

제 절 기술개발 목표1

기존 릴레이개폐기는 접점의 소모로 수명에 한계가 있고 전기적 노이즈 서지 채, (

터링 가 발생되므로 다른 전자기기의 오동작 유발 원인이 되며 전자파가 발생 된)

다 또한 기존 방식 마그네트는 기능이 단순하고 큰 용량을 사용하는 부하 기. SSR

기에는 부적합하며 급격한 과부하에 대한 안정감이 없고 신뢰성이 떨어지므로 국내

외 최초로 소프트웨어방식 무접점 전자개폐기를 개발한다.

기존의 릴레이개폐기나 방식 마그네트가 가지고있는 단점을 보완한다1. SSR .

소프트웨어 프로그램에 의해 전류의 데이터를 비고 분석할 수 있게 상위 컴퓨2. ,

터와 통신 시리얼 통신 이 가능하다(1 :1 ) .

과부하 검출속도 및 전류 값을 설정할 수 있다3. .

단상 상 단상 상에서 사용이 가능하다4. 220V /3 , 380V /3 .

기동부하가 유도 전동 모터일 때 마력 까지 사용이 가능하다5. 0~12Kw(0~15 ) .

제 절 기술개발 내용 및 범위2

표 개발대상 기술의 범위1.

구 분 주 요 내 용 성능 및 규격

원료 자재

개발툴 프로그램 그- CPU 800MHz, RAM 256MB,

래픽 카드, PC BOARD

상위 응용PC

프로그램 사용

제거 제어 트라이액 반도체 보조BOARD - CPU, ( TR),

릴레이 코일, CT제어부 사용

개발 기술

및 방법

소프트웨어 프로그램 개발 회로설계 기판 설, , PCB

계 케이스 설계,컴퓨터 사용

개발 제품

용도 기능/

소프트웨어 프로그램과 전자 제어회로를 이용하여

반도체 트라이액 와 보조 릴레이를 제어하여 유도전( )

동모터를 기동한다.

개발 목표

기존의 릴레이개폐기와 방식 마그네트가 가진SSR

단점을 보완하고 소프트웨어 프로그램에 의해 다양

한 기능을 갖춘 소프트웨어방식 무접점 전자개폐기

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기술개발 내용1.

가 하드웨어 소프트웨어 방식 무접점 전자개폐기. ( )

개발한 제품의 하드웨어 구성은 제어부 필터부 전원부 모터드라이브 보조릴레, , , ,

이 과부하 검출부 시리얼 통신부 디스플레이부로 되어 있다, , , .

그림 내부 연결도1.

그림 무접점 전자개폐기 회로도2.

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그림 무접점 전자개폐기 외형도2.

번 호 설 명 번 호 설 명

1 에러 램프 6 모드 저장 스위치

2 오버로드 타임 과부하 램프( ) 7 설정값 올림 스위치

3 채널 설정 램프 8 설정값 내림 스위치

4 전류 설정 램프 9 디스플레이부

5 모드 설정 스위치 10 통신부PC

제어부①

위상폭 검출 데이터 검출 전류 피크치 검출 상위 와 데이터, AD12bit , AC , PC 3byte

전송 각종 등이 이루어 질수 있는, I/O CPU 를 사용하여 제(12MHz, 12bit 1uSec) C

어프로그램으로 제어부를 프로그램화 하였다.

필터부②

라인 필터회로(CR+TNR)를 내장하여 동력 전원에서 발생되는 잡음을 차 필(380V) 1

터링 하였다.

전원부③

트랜스 방식이 아닌 샘플링 충전 및 방전 방식 회로를 내장하여 차 필터링 및CR ( ) 2

정류에 필요한 차 전원이 출력 되도록 구성하였다 차 전원은 브리지 정DC 2 AC . 2 AC

류회로를 사용하여 로 정류 후 제너다이오드로 차 까지 드롭 시킨 후 저항DC 1 10V

을 통하여 정전압 가 가장 안정적으로 구동할 수 있는 차 전압을(0.3 1W) IC 2 9VΩ

로 드롭 시키는 회로를 내장하였다 정전압 에서는 제어부에 필요한 전압. IC TTL(5V)

이 출력 되도록 회로화 하였다.

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모터드라이브④

파워 트라이액 을 턴 온 시키기 위하여TR( ) 포토 트라이액 카플러 로 트라이액(600V)

게이트를 구동시키도록 회로를 구성하였다 부하의 초기 운전시에는 파워 트라이. TR(

액 를 이용하여 스타트시킨 후 보조 릴레이로 파워디바이스를 보호하도록 드라이브)

를 구성하였다 디바이스 보호 회로로 회로 를 애노드와 캐소드에 내장시. CR (Surge)

켜서 부하의 순간 피크 전압에 의해 디바이스가 파손되는 것을 방지하는 회로를 내

장하였다 또한 메인 전원의 순간 차단에 의해 보조 릴레이가 파손되는 것. R, S, T

을 방지 할 수 있다.

보조 릴레이⑤

파원 디바이스가 턴 온 된 후 부하 기동 상태 디바이스의 내압을 백업함으로서 디( )

바이스의 열화를 방지 하기 위함 메인 전원 이 순간적으로 가 될 때 보. (R, S, T) off

조 릴레이를 보호하기 위하여 스너브 회로 및 부하의 잔류 전류 전압을 방전시CR ,

키는 회로를 첨가 하였다.

과부하 검출부⑥

본 회로에서는 전류 검출을 기존의 회로 하드웨어방식 를 내장하기보다는OP-Amp ( )

정밀성이 뛰어나고 속도가 빠른 전류 위상 피크치를 검출하는 소프트프로그램AC (

방식 회로를 내장하여 까지 데이터 값을 검출하도록 회로를 구성하였다) 12bit AD .

시리얼 통신부⑦

상위 와 데이터 전송이 통신이 이루어 질수 있도록 전용 패키지를PC 3byte RS485

사용하여 회로를 구성하였다 정류 회로 부분이 동력을 사용하므로 통신부는 포. AC

토 카플러를 사용하여 완전히 절연 상태에서 상위 와 통신이 이루어 질수 있도록PC

통신부를 구성하였다.

그림 무접점 전자개폐기와 상위 응용프로그램과의 통신3.

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디스플레이부⑧

과부하를 검출하여 모터를 정지시키는데 걸리는 시간과 전류값을 설정하고 저장시

킬 수 있다 전류값은 설정 버튼을 한번 누르고 올림 버튼과 내림 버튼을 이용하여.

전류값을 설정하고 저장 버튼을 눌러 저장시킨다 이때 전류값을 설정할 때는 전류.

값 모드 표시 램프가 켜진다.

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무접점 전자개폐기 적용⑨

그림 소방펌프 컨트롤러에 무접점 전자개폐기가 장착된 내부 모습4.

그림 무접점 전자개폐기가 소방펌프 컨트롤러에 장착되어 사용되고 있는 현장5.

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그림 펌프 컨트롤러에 무접점 전자개폐기가 장착된 모습6.

그림 무접점 전자개폐기가 펌프 컨트롤러에 장착되어 사용되고 있는 현장7.

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나 상위 응용 소프트웨어.

무접점 전자개폐기의 전류 전압 주파수 등 각종 데이터를 관리하는 소프트웨어 프, ,

로그램으로서 채널 즉 개까지의 무접점 전자개폐기 동작 상태를 모니터링 및18 , 18

데이터 관리한다.

그림 소프트웨어방식 무접점 전자개폐기 응용프로그램8

상태①

여기서는 무접점 전자개폐기의 동작상태를 나타내어주는 것으로 상태를 색상으로

표현해서 상위 컴퓨터의 사용자에게 모니터링을 해준다 각 상태마다 고유의 색상.

을 가지고 있으므로 한눈에 이상유무를 체크할 수 있다.

구분 상 태 색 상 비 고

SET 보라 설 정

RUN 녹색 정상 동작

ON 갈색 상태s/w ON

OFF 노랑 정 지

ERR 빨강 오동작

R / OFF 파랑 부하 상태OFF

MC / OFF 검정 무접점마그네트없음

표 상태 표시2.

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무접점 전자개폐기에서 설정값 변경을 위해 설정스위치를 눌렀을 때 보라색을

나타낸다.

무접점 전자개폐기의 부하 모터 동작을 나타내어 주며 각종 데이터 값을 실시( ) ,

간으로 모니터링 시켜준다.

운전스위치가 되어있음을 신호를 알려준다ON .

운전스위치가 되어있음을 알려준다OFF ..

무접점 전자개폐기의 전류값을 설정해 놓았을 때 모터의 부하전류가 설정전류보

다 높았을 때 나타난다 또 각종 에러 발생시에도 나타난다. .

부하 모터 가 없음을 알려준다( ) .

무접점 전자개폐기의 메인전원이 되어 있지 않거나 즉 기동 불능상태 통신ON ( , ),

이 불가능하다는 것을 알려준다.

실시간 데이터 수치②

각 채널당 전압 주파수 현재전류 설정전류를 실시간으로 보여주며 현재전류와 설, , ,

정전류를 비교하여 비교전류값도 보여준다 에러상태의 수치는 해당채널의 무접점.

전자개폐기가 설정전류보다 현재전류가 높았을 때에 수치가 올라간다 즉 과부하에.

의해 생긴 수치를 나타내어준다 그러나 표 의 상태는 에러카운트를 시키지. 2 UP

않는다 즉 부하가 없는 상태이므로 에러로 처리를 하지 않는다. .

그림 메인화면에 모니터링된 데이터값9.

- 21 -

그래프③

사용자가 보고자하는 채널의 월평균 형태의 그래프를 볼 수 있다 월별 데이터를.

그래프로 보여주는 것은 전압 주파수 전류 에러이다 이는 부하의 상태 및 현재, , , .

상용전압 상태를 실시간으로 알아볼 수 있도록하여 사전에 미리 대처할 수 있게 하

기 위해서이다 또한 데이터 보관용으로 많이 활용하게 된다. .

전압 (V) 주파수 (hz)

전류 (A) 에러 (EA)

엑셀로 전달된 전체 월별 데이터

그림 각종 데이터의 그래프10.

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그래프를 보기 위해서는 먼저 위 그림 의 메인화면에서 원하는 채널번호를 입력 후8

메뉴의 보기를 클릭하게 되면 전압 그래프 주파수 그래프 전압 그래프 에러 그래, , ,

프가 나오게 되며 보고자하는 데이터를 클릭하면 위 그림 의 그래프가 화면 출력10

된다.

출력④

모니터링한 데이터를 관리 보관하기 위해서는 화면 출력 및 프린터 출력이 반드시,

필요하다 출력방식은 가지로 나누어진다. 3 .

실시간 데이터 출력

메인화면에 실시간 출력되고 있는 각종 데이터를 프린터 출력이 가능하다 이때는.

모든 채널이 같이 출력되며 출력날짜와 출력시간이 기재되어 진다.

월별 평균데이터 출력

각 채널의 데이터 출력이 월 평균 계산되어 엑셀로 출력되어 진다 월까지. 1 ~ 12

출력이 가능하며 한해가 바뀌기 전까지 데이터는 반영구 보존되어 진다 년도의 비.

교분석으로 한해가 바뀌게 되면 전년도의 데이터는 소멸되어 없어진다 그림 참. ( 10

조)

그래프 출력

그림 에서와 같이 해당 채널의 데이터를 월별 평균 그래프로 프린터 출력을 할10

수 있다.

도움말⑤

도움말은 사용자의 활용 이해를 도와주기 위해 사용법과 설명을 기재 하였다 도움, .

말의 제작과정은 텍스트 모드에서 작업한 세부내용을 를 사용하여Help Compiler

변환작업 후 프로그램에 접목시켰다.

- 23 -

통신 관계⑥

그림 데이터 통신 관계11.

상위 컴퓨터와의 통신방식은 채널 채널 까지 전이중방식 의 병렬 통신으1~ 18 RS485( )

로 이루어지며 상위 컴퓨터의 시리얼 에 의해서 무접점 전자개폐기와의 데이터, ID

통신이 이루어진다.

응용프로그램 제작 구성⑦

본 상위 응용프로그램은 델파이로 혼합 구성되어져 있다 로고 및 메인프로그VB, .

램 등은 로 구성을 이루었으며 장치구성 등은 델파이로VB , Install, Setup, Serial

작성하였다.

제 작 사 기술개발 적용 프로그램

MicroSoft 비쥬얼 베이직 (VB)

Borland 델파이

MicroSoft 도움만 번역기 (Help Workshop)

Hyperionics Screen Capture (HyperSnap-DX4)

MicroSoft 엑셀(Excel)

- 24 -

제 절 개발완료기술의 평가 및 결과3

완료기술의 평가 항목 및 방법1.

평가 항목의 성적을 위해 국가공인기관인 한국전기연구소 에서 평가항목에 의(KERI)

한 시험성적을 의뢰하였고 산업기술시험원 에는 산업용 환경에서의 공동, (KTL) EMI

규격인 전자파 방사의 기술평가 성적을 의뢰하였다.

가 기술시험 평가 항목 한국전기연구소. ( )

평가항목 평가방법 적용기준 개발목표치

상위컴퓨터와1.

통신상태

최대부하 습도 동작 상태에14kw, 85%,

서 방형파 펄스폭 노이즈 를 입( 1us) ±1kv

력전원 각 상에 가한후 기동상태R,S,T

및 통신상태를 평가한다.

시간1

회12

분에 회(5 1 )

시간 이상1

수명 실험2.

최대 의 실제부하를 건 상태에서14kw

동작을 시킨다 동안 기ON/OFF . 10sec

동 후 부하 가 정지후 반복하여(MOTOR)

실험한다.

회15 회 이상15

절연저항3.

측정

입력단자 와 출력단자 를 체R,S,T U,V,W

크한다 단 정류회로 부분을 완전히. ( , DC

차단한 상태 메이전원을 상태에서, OFF

실험)

이상100

기(DC500V

준)

이상100

진동 실험4.

주기 분간 폭진폭10hz~55hz( 1 ) 0.75mm

각 방향으로 메인컨트롤러에 실험X,Y,Z

을 실시후 운전 상태를 확인한다.

시간1 시간이상1

진동 실험5.

주기 분간 폭진폭10hz~55hz( 1 ) 0.5mm

각 방향으로 메인컨트롤러에 실험X,Y,Z

을 실시 상태에서 운전상태를 확인한다.

각 분간10 각 분이상10

환경 실험6.

습도-10~50 ( 85%)

단 결빙되지 않은 상태( , )

운전중 동작 성능이 정상적으로on/off※

실행되는지 여부를 확인할 것

-10~50

단( ,

결빙되지

않은 상태)

-10~50

단 결빙되지( ,

않은 상태)

온도 특성7.

실험

단 결빙되지 않은 상태-25 ~65 ( , )

분동안 보관후 자연건조가 완료된 후30

운전을 시켜본다.

-25~65

단( ,

결빙되지

않은 상태)

-25~65

단 결빙되지( ,

않은 상태)

중량8. 최대 14kw=dir300g (±10%)약300g

(±10%)

약300g

(±10%)

평가항목 의 내용 적용기준에서 회당 원 회를 적용하였다2 1 35,000 ×15 .※

만회시에 들어가는 자금에 문제가 발생되어 횟수를 줄였다100 .

- 25 -

나 전자파 방사 시험 산업기술시험원. ( )

전도성 방사 측정(1) (Conducted Emission)

가 측정주파수 및 제한치( )

나 측정 검파방식 준첨두치 및 평균치( ) :

전기장 방사 측정(2) (Radiated Emission)

가 예비 시험( )

측정주파수 : 30 MHz ~ 1 GHz①

측정 거리 또는: 1M 3M②

측정검파방식 준첨두치:③

나 최종 시험( )

측정주파수 및 제한치①

측정 거리 : 30m②

측정검파방식 준첨두치:③

- 26 -

완료기술의 평가 결과2.

가 개발완료기술의 평가항목에 대한 결과 한국전기연구소. ( )

번호 시 험 항 목제번

기준성적 비고

1상위 컴퓨터와의

통신상태첨부성적서참조 양

2 수명 시험 첨부성적서참조 양

3 절연저항 측정 첨부성적서참조 양

4진동시험

진동폭( :0.75mm)첨부성적서참조 양

5진동시험

진동폭( :0.75mm)첨부성적서참조 양

6 환경 시험 첨부성적서참조 양

7 온도 특성 시험 첨부성적서참조 양

8 중량 첨부성적서참조 양

첨부 한국전기연구원의 시험결과통지서 참조:※

나 전자파 방사 시험 결과 한국전기연구소. ( )

전도성 방사 측정결과①

측정단자의 각 상 에 전도성 방사의 측정를 한 결과 한계치의 평균치(R, S, T) 60.0

준첨두치 에서 본 소프트 웨어방식의 무접점 마그네~ 66.0dB , 73.0 ~ 79.0dB

트의 측정값은 평균치 준첨두치 로 각 상의 전7.1 ~ 33.8dB , 10.2 ~ 33.6dB

도성 방사 측정이 아주 좋은 결과치를 보였다.

- 27 -

전기장 방사 측정결과②

측정 불확도*

수평편파30MHz ~ 300MHz, : 4.84 dB

수직편파30MHz ~ 300MHz, : 5.08 dB

수평편파300MHz ~ 1GHz, : 4.82 dB

수직편파300MHz ~ 1GHz, : 4.81 dB

전기장 방사 측정 결과는 예비시험 거리에서 에서 적절한 전기1m 30MHz ~ 1GHz

장 방사값이 측정되지 않았으므로 최종시험에서 유효한 전기장 빙사 측정값이 없다

는 성적이 나왔다.

각각의 평가항목을 기준으로 하여 한국교정시험인정기구 로 승인 받은 한국(KOLAS)

전기연구소 와 산업기술시험원 에서의 우수한 성적으로 평가를 받았다(KERI) (KTL) .

- 28 -

제 장 결 론3

제 절 기술 개발 진척 현황1

- 29 -

제 절 사업화 방안2

양산체제 구축계획1.

가 판매 및 마케팅 협력 회사를 통한 판매.

기존에 개발 완료된 무접점 펌프 컨트롤러를 독점 판매하고 있는 양회사 서울 주( :( )

동양 부산 주 삼호 를 통하여 무접점 마그네트에 관한 우수성을 인정받았으M&S / ( ) )

므로 국내외 호응도가 좋아 소프트웨어 방식 무접점 마그네트를 기존의 양회사를

통하여 국내외의 판매시장을 구축하고 있다.

나 및 인증 획득후 대기업을 통한 해외 수출. KS ISO9004

안전마크 인증을 획득하여 제품의 신뢰성을 높인 한편 기존의 유접, KS, ISO9004 ,

점 마그네트를 사용하고 있는 산전 극동전기와 같은 대기업을 상대로 공급계약LG ,

을 체결하여 국내 판매를 하고 여러 기관에서 주최하는 기술 박람회에 출품하여,

제품의 인지도를 높여 중국 등의 해외시장으로 수출하고자 한다.

다 생산라인 구축 및 수출 활성화.

년 중반에는 제품 설명회를 통해서 투자자를 유치하는 한편 년 초반에는2002 . 2003

수출을 위하여 본격적인 생산라인을 구축한다.

- 30 -

매출실적 및 계획2.

가 소프트웨어 무접점 전자개폐기.

나 응용프로그램.

예상판매 가격

무접점 마그네트 원: 55,000~78,000원 통신 불가능0.5HP~10HP : 55,000 ※

원 통신 불가능0.5HP~20HP : 67,000 ※

원 통신 가능0.5HP~20HP : 78,000 ※응용 프로그램 원 채널에 의해 가격변동: 1,100,000~1,800,000 ※

- 31 -

시험결과통지서

- 32 -

시험성적서

- 33 -

상위컴퓨터와 통신상태1.

시험기준

방형파시험결

과판정

인가부위시험전

압펄스

유도부하 습도 상태에서 시14kW(20HP), 85% 1

간 동안 분마다 회씩 회를 기동시5 1 12 R, S, T

의 각 상에 방형파 를 인가하였을 때 상Noise

위컴퓨터와 통신상태에 이상이 없을 것.

정상모드

선간( )1kV

1-1.5MH

z이상없

음양공통모드

선 대지( -

)

1kV1-1.5MH

z

첨부 참조- Osc. HV01

사용장비 - Surge Withstand Capability Simulator(Model SWC-934)

수명시험2.

시험기준 시험결과 판정

유도부하 를 초 동안 운전한 후 가동 중지하는 것을14kW(20HP) 10

회 이상 반복 실시하였을 때 이상이 없을 것15 .이상없음 양

절연저항측정3.

시험기준 시험결과 판정

정류회로를 제외한 입력단자와 출력단자 간에 로DC 500V Megger

절연저항을 측정하였을 때 이상일 것100 .2000 양

진동시험4.

시험기준

시험조건시험결

과판정진동주파

수진동폭 진동시간

무접점 마그네트의 전후 좌우 상하방향으로, ,

시험조건에 따라 진동을 실시한 후 마그네트의

동작에 이상이 없을 것.

10-55Hz0.75m

m시간1

이상없

음양

10-55Hz 0.5mm 분30이상없

음양

첨부 참조- Osc. HV02~HV03

- 34 -

환경시험5.

시험기준 시험결과 판정

와 습도 에서 각 시간 이상을 유지한 상태-10 50 ( 85%) 1

에서 무접점마그네트를 동작하였을 때 이상이 없을 것.이상없음 양

첨부 참조- Osc. HV04

온도특성시험6.

시험기준 시험결과 판정

와 습도 에서 각 분간 이상을 유지한 다음-25 65 ( 85%) 30

자연건조상태에서 분간 방치한 후 마그네트를 동작하였을30

때 이상이 없을 것.

이상없음 양

첨부 참조- Osc. HV04

중량7.

측정기준 측정결과 판정

디지털 계량기로 무접점 마그네트의 무게를 측정하였을 때

일 것300g±10% .286g 양

- 35 -

상위컴퓨터와 통신상태의 노이즈파형Osc. HV01 -

- 36 -

진동시험 진동폭Osc. HV02- ( :0.75mm)

- 37 -

진동시험 진동폭Osc. HV03- ( :0.5mm)

- 38 -

환경시험 및 온도특성시험Osc. HV04-

- 39 -

사진

- 40 -

사진

- 41 -

시험성적서

- 42 -

일반사항1.

제 품 명1.1 : 무접점 마그네트

모 델 명1.2 : KMCS21100116

시험품 입력 전원1.3 상: AC 220 V, 60 Hz, 3

스위치 입력START 단상: AC 220 V, 60 Hz,

시험기준 및 시험항목2.

시험기준 산업용 환경에서의 공동 규격2. 1 : IEC61000-6-4. 1997 : EMI

시험항목2. 2

전도성 방사 의 측정(1) (Conducted Emission)

전기장 방사 의 측정(2) (Radiated Emission)

시험조건3.

시험실 환경3. 1

주위온도(1) : 23-24

습 도(2) : 34-37%

대기압력(3) : 1019-1020 hPa

시험품 동작 상태3. 2

시험중 부하에 상 의 모터가 사용되었음- 3 , AC 220 V, 5 kW .

- 43 -

시험방법4.

전도성 방사 의 측정4.1 (Conducted Emission)

측정주파수 및 제한치(1)

측정 검파방식 준첨두치 및 평균치(2) :

결과치 산출방법 결과치 측정지시치 케이블손실(3) : (dB ) = (dB ) + (dB)

측정장소 전자파 차폐실(4) : (Shielded Room)

전기장 방사 의 측정4. 2 (Radiated Emission)

예비시험(1)

측정주파수 : 30 MHz ~ 1 GHz①

측정 거리 또는: 1m 3 m②

측정검파방식 준첨두치③

측정장소 전자파 무반사실: (Anechoic Chamber)④

최종시험(2)

측정주파수 및 제한치①

측정 거리 : 30m②

측정검파방식 준첨두치:③

결과치 산출방법 결과치 측정지시치 보정계수: (dB /m) = (dB ) + (dB/m)④

측정장소 야외시험장: (Open Area Test Site)⑤

- 44 -

시험결과5.

전도성 방사 측정결과5. 1 ( 150 kHz ~ 30 MHz)

전원단자(1)

측정 불확도- : + 3.50 dB, -3.56 dB

- 45 -

전도성 방사측정 그래프 무접점 마그네트: R-G①

전도성 방사 측정 그래프 무접점 마그네트: S-G②

- 46 -

전도성 방사 측정 그래프 무접점 마그네트: T-G③

- 47 -

스위치 단자(2) START

측정 불확도- : + 3.50 dB, -3.56 dB

전도성 방사 측정 그래프 스위치: START L - G①

- 48 -

전도성 앙사 측정 그래프 스위치: START N - G②

- 49 -

전기장 방사 측정결과5. 2 ( 30 MHz ~ 1 GHz)

측정불확도-

수평편파30 MHz ~ 300 MHz, : 4.84 dB,

수직편파30 MHz ~ 300 MHz, : 5.08 dB,

수평편파300 MHz ~ 1 GHz, : 4.82 dB,

수직편파300 MHz ~ 1 GHz, : 4.81 dB,

주 위 그래프는 예비시험에서 거리에서 에서1) 3 m 30 MHz ~ 300 MHz

증폭기를 사용하여 측정된 그래프임30 dB RF .

주 예비시험 에서 적절한 전기장 방사값이 측정2) (1m, 30 MHz ~ 1 GHz)

되지 않았으므로 최종시험에서 유효한 전기장 앙사 측정값이 없을 것으로

예측됨.

- 50 -

시험품 및 시험장면6.

전도성 방사 측정< >

전기장 방사 측정< >

- 51 -

시험장비7.

장비명 모델명 제조회사 교정유효일

Test Receiver

(9kHz-30MHz)ESH3 R&S

2001.6.13~

2002.6.13

LISN(50 , 50 H)Ω μ

(10kHz-30MHz)NSLK8128 Schwarzbeck

2001.5.21~

2002.5.21

LISN(50 , 50 H)Ω μ

(10kHz-100MHz)3825/2 EMCO

2001.5.26~

2002.5.26

Plotter 7470A H/P -

Biconical Antenna

(30kHz-300MHz)BBA9106 Schwarzbeck -

Log Periodic Antenna

(300MHz-1GHz)3146 Schwarzbeck -

Test Receiver

(20kHz-1GHz)ESVS30 R&S

2001.6.13~

2002.6.13

Spectrum Analyzer

(100Hz-22GHz)8566B H/P

2001.5.26~

2002.5.26

Quasi-Peak Adapter

(10kHz-1GHz)85650A H/P

2001.5.26~

2002.5.26

RF-Preselector

(20Hz-2GHz)85650A H/P

2001.5.26~

2002.5.26

Pre-Amplifier

(100kHz-3GHz)8347A H/P

2001.5.26~

2002.5.26

- 52 -

프로그램등록증

- 53 -

실용신안등록원부