KR101549864B1 - Apparatus and method for controlling single-phase induction motor - Google Patents

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Abstract

단상 유도 전동기 제어 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명은 주권선과 보조권선에 각각 트라이악과 같은 스위칭 소자를 구비하고, 입력 전압을 검출하여 상기 스위칭 소자들을 제어함으로써 입력 전압의 변동에 강인하고, 저 전압 지역에서도 안정적이고 효율적으로 기동하거나 또는 운전할 수 있도록 하며, 과전압으로부터 전동기 자체를 보호할 수 있다. 이에 따라 본 발명은 제조비용을 줄일 수 있고, 보조권선의 개방 시간을 제어함으로써 운용 효율을 높이고, 신뢰성을 향상시킨다.A single-phase induction motor control apparatus and method are disclosed. According to the present invention, a switching device such as a triac is provided in each of the main winding and the auxiliary winding, and the input voltage is detected to control the switching devices, so that the switching device is robust against variations in the input voltage and can be stably and efficiently started or operated And the motor itself can be protected from overvoltage. Accordingly, the present invention can reduce the manufacturing cost and increase the operating efficiency and the reliability by controlling the opening time of the auxiliary winding.

단상 유도 전동기, 스위치, 입력 전압 Single-phase induction motor, switch, input voltage

Description

단상 유도 전동기 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING SINGLE-PHASE INDUCTION MOTOR}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a single phase induction motor control apparatus and a single phase induction motor control apparatus,

본 발명은 단상 유도 전동기에 관한 것으로서, 특히 입력 전원에 강인하고, 저전압 지역에서도 안정적이고 효율적으로 기동하거나 또는 운전할 수 있도록 한 단상 유도 전동기 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a single-phase induction motor, and more particularly, to a single-phase induction motor control apparatus and method which are robust against an input power source and can start or operate stably and efficiently even in a low-voltage region.

일반적으로 유도 전동기는 권선이 장착된 고정자와 영구자석, 알루미늄 도체 또는 철심으로 형성된 회전자로 구성된다. 이러한 유도 전동기는, 상기 고정자에 장착된 권선에 주기적인 전류의 변화를 발생시키고, 전류 변화에 따른 자계의 일정한 변화에 의해 상기 회전자에 토크가 발생하도록 함으로써 회전 동력을 얻어내는 장치를 말한다.Generally, an induction motor is composed of a stator with windings, and a rotor made of permanent magnets, aluminum conductors or iron cores. Such an induction motor is a device for generating a rotational power by generating a change in a periodic current in a winding mounted on the stator and generating a torque in the rotor by a constant change of the magnetic field according to a change in current.

단상 유도 전동기는 일반적으로 출력 400W 이하의 가정용 가전기기 등에 사용되는 소형전동기로서, 가정용으로 사용되는 상용 전원, 즉 단상 교류 전원을 사용한다. 이러한 단상 유도 전동기는 선풍기, 에어컨, 냉장고, 세탁기 등의 가전기기에 주로 사용되고, 이들의 팬, 회전날개, 압축기 등에 필요한 회전력을 제공한다.A single-phase induction motor is a small-sized electric motor used for household appliances generally having an output of 400 W or less, and uses a commercial power source for household use, that is, a single-phase AC power source. These single-phase induction motors are mainly used in household appliances such as electric fans, air conditioners, refrigerators, and washing machines, and provide rotational power necessary for the fans, rotary blades, and compressors.

그러나, 단상 유도 전동기는, 단상 권선에 교류 전원이 인가되면 유도 전류가 흐르게 되나, 회전자 상하 부분의 도체에서 발생된 전자력이 서로 상쇄되고, 권선의 축의 방향으로 크기가 변화하는 교번자계가 발생할 뿐이므로 회전력을 발생하지 못하게 된다. 따라서, 단상 유도 전동기는 이를 기동시키기 위한 기동 장치가 필요하게 되고, 설치되는 기동 장치에 따라 분상 기동형, 세이딩 코일형, 콘덴서 운전형, 반발 기동형 등으로 구분된다. However, in the single-phase induction motor, when an AC power is applied to the single-phase winding, an induced current flows, but the electromagnetic forces generated in the conductors in the upper and lower portions of the rotor are canceled each other and an alternating magnetic field in which the magnitude changes in the direction of the axis of the winding So that it is impossible to generate a rotational force. Accordingly, a single-phase induction motor requires a starting device for starting the single-phase induction motor. The single-phase induction motor is classified into a split starter type, a shading coil type, a condenser starter type, and a repulsive starter type.

도 1은 일반적인 콘덴서 운전형 단상 유도 전동기를 개략적으로 도시한 회로도이다. 도 1을 참조하면, 단상 유도 전동기는 주권선(20)과, 보조권선(30)과, 상기 보조권선(30)에 직렬로 연결된 피티씨 써미스터(Positive Temperature coefficient of Thermally Sensitive Resistors)(40)와, 상기 피티씨 써미스터(40)에 병렬 연결된 콘덴서(50)로 구성된다. 또한, 상기 단상 유도 전동기는 과부하를 방지하는 과부하 보호 장치(Over-Load Protector) (70)를 더 포함할 수 있다. 상기 피티씨 써미스터(40)는 온도가 상승하면 전기저항이 급격하게 커지는 반도체 소자로서, 스위치 기능을 수행한다. 즉, 회전 속도가 정상 속도의 일정치에 이르면 보조권선을 개방한다. 상기 콘덴서(50)는 전동기의 역률 등 운전 효율을 높인다. 1 is a circuit diagram schematically showing a general condenser operation type single-phase induction motor. 1, the single-phase induction motor includes a main winding 20, an auxiliary winding 30, a positive temperature coefficient of thermally-sensitive resistors 40 connected in series to the auxiliary winding 30, And a capacitor 50 connected in parallel to the Pitti thermistor 40. In addition, the single-phase induction motor may further include an over-load protector 70 for preventing overload. The Pitty thermistor (40) is a semiconductor device whose electrical resistance increases sharply when the temperature rises, and performs a switching function. That is, when the rotational speed reaches a predetermined value of the normal speed, the auxiliary winding is opened. The capacitor 50 improves the operation efficiency of the electric power factor of the electric motor.

단상 교류 전원(10)을 상기 전동기에 인가하는 경우 상기 주권선(20)에 교번자계가 발생하고, 상기 콘덴서(50)는 상기 보조권선(30)으로 흐르는 전류의 위상을 90도 앞서게 한다. 이에 따라 상기 보조권선(30)에는 전기적으로 90도의 위상차를 갖는 보조자계가 발생한다. 따라서, 상기 주권선(20)에서 발생한 교번자계와 상기 보조권선(30)에서 발생한 보조자계는 자계의 위상이 서로 다르므로 상쇄되지 않고, 서로 합해지면서 회전자계가 발생하여 단상 유도 전동기를 회전시킨다.When a single-phase AC power source 10 is applied to the motor, an alternating magnetic field is generated in the main winding line 20, and the capacitor 50 advances the phase of the current flowing to the auxiliary winding 30 by 90 degrees. As a result, auxiliary coils having an electrical phase difference of 90 degrees are generated in the auxiliary coils 30. Therefore, the alternating magnetic field generated in the main winding line 20 and the auxiliary magnetic field generated in the auxiliary winding 30 are not canceled out because the phases of the magnetic fields are different from each other.

종래 기술에 따른 단상 유도 전동기는 피티씨 써미스터와 같은 기동 장치를 사용하고, 기동 토크가 부하 토크보다 클 때 회전하게 되고, 상기 기동 토크는 인가되는 전압에 비례한다. 종래 기술에 따른 단상 유도 전동기에서, 인가 전압이 낮거나 부하가 크면 단상 유도 전동기를 기동할 수 없고, 동시에 전동기 권선에 정격 전류의 약 10배에 달하는 전류가 발생하는 문제점이 있다. 즉, 종래 기술에 따른 단상 유도 전동기는 저 전압에서 기동 실패로 인해 전동기가 손상되고, 전동기가 설치된 응용기기에 이상 운전을 발생시키는 문제점이 있다.The single-phase induction motor according to the prior art uses a starter such as a Pittsy thermistor and rotates when the starting torque is larger than the load torque, and the starting torque is proportional to the applied voltage. In the single-phase induction motor according to the related art, if the applied voltage is low or the load is large, the single-phase induction motor can not be started, and at the same time, a current of about 10 times the rated current is generated in the motor winding. That is, the single-phase induction motor according to the prior art has a problem that the motor is damaged due to a failure in starting at a low voltage and an abnormal operation is caused in an application device in which the motor is installed.

또한, 상기 피티씨 써미스터는 보조권선을 개방하는 시간을 제어할 수 없는 문제점이 있고, 상기 피티씨 써미스터를 채용한 단상 유도 전동기는 저 전압 지역에서 상기의 기동 실패 및 이상 운전의 문제점을 가진다.In addition, the Pitti thermistor has a problem that the time for opening the auxiliary winding can not be controlled, and the single-phase induction motor employing the Pitti thermistor has the problems of the start failure and the abnormal operation in the low voltage region.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 입력 전압의 변동에 강인하고, 과전압으로부터 전동기 자체를 보호하며, 저 전압 지역에서도 안정적이고 효율적으로 기동하거나 또는 운전할 수 있는 단상 유도 전동기 제어 장치 및 방법을 제공함에 일 목적이 있다.The present invention provides a single-phase induction motor control apparatus and method that are robust against variations in input voltage, protect the motor itself from overvoltage, and can start or operate stably and efficiently even in a low voltage region. There is a purpose in.

본 발명은 피티씨 써미스터나 과부하 보호 장치를 사용하지 아니하고, 간단한 회로 구성을 통해 기동하거나 운전할 수 있는 단상 유도 전동기 제어 장치 및 방법을 제공함에 다른 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a single-phase induction motor control apparatus and method that can start or operate through a simple circuit configuration without using a Pitti thermistor or an overload protection device.

본 발명은 입력 전압을 검출하고, 검출된 입력 전압을 근거로 기동하거나 운전할 수 있는 단상 유도 전동기 제어 장치 및 방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a single-phase induction motor control apparatus and method capable of detecting an input voltage and starting or operating based on a detected input voltage.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 단상 유도 전동기 제어 장치는, 주권선에 직렬 연결되고, 상기 주권선에 전원을 인가하거나 또는 인가되는 전원을 차단하는 주권선 스위치와, 보조권선에 직렬 연결되고, 상기 보조권선에 전원을 인가하거나 또는 인가되는 전원을 차단하는 보조권선 스위치와, 외부 전원으로부터 인가된 입력 전압을 검출하는 전압 검출 유닛와, 상기 검출 전압을 근거로 상기 주권선 스위치와 상기 보조권선 스위치를 개폐하는 제어 유닛을 포함하여 구 성된다. 또한, 본 발명에 따른 제어 장치는, 상기 입력 전압을 상기 제어 유닛의 구동 전압으로 변환하여 출력하는 전원 공급 유닛을 더 포함한다. 상기 전원 공급 유닛은, 상기 입력 전압을 정류하는 정류 유닛과, 상기 정류 전압을 평활화하는 평활 유닛과, 상기 평활화된 전압을 상기 제어 유닛의 구동 전압으로 변압하는 변압 유닛을 포함하여 구성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a single-phase induction motor control apparatus including a main winding line switch connected in series to a main winding line and for interrupting power to be applied to or applied to the main winding line, An auxiliary winding switch connected in series to supply power to the auxiliary winding or to cut off the applied power; a voltage detection unit for detecting an input voltage applied from an external power supply; And a control unit for opening and closing the auxiliary winding switch. The control device according to the present invention further includes a power supply unit for converting the input voltage into a drive voltage of the control unit and outputting the drive voltage. The power supply unit includes a rectifying unit for rectifying the input voltage, a smoothing unit for smoothing the rectified voltage, and a transforming unit for transforming the smoothed voltage to a driving voltage of the control unit.

본 발명의 실시예에 따른 단상 유도 전동기 제어 장치는, 주권선에 직렬 연결되고, 상기 주권선에 전원을 인가하거나 또는 인가되는 전원을 차단하는 주권선 스위치와, 보조권선에 직렬 연결되고, 상기 보조권선에 전원을 인가하거나 또는 인가되는 전원을 차단하는 보조권선 스위치와, 외부 전원의 입력 전압을 직류 전압으로 변환하여 출력하는 전원 공급 유닛과, 상기 직류 전압을 검출하는 전압 검출 유닛과, 상기 검출 전압을 근거로 상기 주권선 스위치와 상기 보조권선 스위치를 개폐하는 제어 유닛을 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 전원 공급 유닛은, 상기 입력 전압을 정류하는 정류 유닛과, 상기 정류 전압을 평활화하는 평활 유닛과, 상기 평활화된 전압을 상기 제어 유닛의 구동 전압으로 변압하는 변압 유닛을 포함하여 구성된다.A single-phase induction motor control apparatus according to an embodiment of the present invention includes a main winding line switch connected in series to a main winding line and for interrupting a power supply to or applying power to the main winding line; An auxiliary winding switch for applying power to the winding or for interrupting the applied power; a power supply unit for converting an input voltage of the external power supply to a direct current voltage and outputting the output; a voltage detection unit for detecting the direct voltage; And a control unit that opens and closes the main winding line switch and the auxiliary winding switch based on the control signal. Here, the power supply unit includes a rectification unit for rectifying the input voltage, a smoothing unit for smoothing the rectified voltage, and a transforming unit for transforming the smoothed voltage to a driving voltage of the control unit.

본 발명에 따른 단상 유도 전동기 제어 장치에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 검출 전압이 미리 설정된 상한 이상이거나, 또는 미리 설정된 하한 이하이면, 상기 주권선 스위치 및 상기 보조권선 스위치를 개방한다. 또한, 상기 제어 유닛은, 상기 검출 전압이 상기 상한보다 작고, 상기 하한보다 크면, 상기 주권선 스위치 및 상기 보조권선 스위치를 연결하여 전동기를 기동한다.In the single-phase induction motor control device according to the present invention, the control unit opens the main power line switch and the auxiliary winding switch when the detection voltage is equal to or higher than a preset upper limit or lower than a preset lower limit. If the detected voltage is smaller than the upper limit and larger than the lower limit, the control unit connects the main power line switch and the auxiliary winding switch to start the electric motor.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 단상 유도 전동기 제어 방법은, 전동기에 입력되는 전압을 검출하는 단계와, 상기 검출 전압이 미리 설정된 운전 영역 범위 내인가 판단하는 단계와, 상기 판단 결과, 상기 검출 전압이 상기 운전 영역 범위 밖이면, 주권선 스위치 및 보조권선 스위치를 개방하는 단계를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 제어 방법은, 상기 판단 결과, 상기 검출 전압이 상기 운전 영역 범위 내이면, 상기 주권선 스위치 및 보조권선 스위치를 연결하여 전동기를 기동하는 단계를 더 포함하여 구성된다. 또한, 상기 제어 방법은, 상기 검출 전압을 근거로 주권선 스위치 또는 보조권선 스위치를 개폐하여 상기 전동기를 운전하는 단계를 더 포함하여 구성된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a single-phase induction motor control method comprising the steps of: detecting a voltage input to an electric motor; determining whether the detected voltage is within a predetermined operation range; And opening the main winding line switch and the auxiliary winding switch when the detected voltage is out of the operating range. Further, the control method may further include activating an electric motor by connecting the main winding line switch and the auxiliary winding switch when the detection voltage is within the operation range as a result of the determination. Further, the control method may further include the step of operating the motor by opening and closing the main winding wire switch or the auxiliary winding wire based on the detection voltage.

본 발명에 따른 단상 유도 전동기 제어 장치 및 방법에 따라, 단상 유도 전동기는 입력 전압의 변동에 강인하고, 저 전압 지역에서도 안정적이고 효율적으로 기동하거나 또는 운전할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 단상 유도 전동기는, 과전압으로부터 전동기 자체를 보호할 수 있다.According to the apparatus and method for controlling a single-phase induction motor according to the present invention, a single-phase induction motor is robust against variations in input voltage and can be stably and efficiently operated or operated even in a low voltage region. Further, the single-phase induction motor according to the present invention can protect the motor itself from overvoltage.

본 발명은 피티씨 써미스터나 과부하 보호 장치를 사용하지 아니하고, 스위치를 포함한 간단한 회로 구성을 통해 전동기를 기동하거나 운전할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 제조비용을 줄일 수 있고, 보조권선의 개방 시간을 제어함으로써 운용 효율을 높이고, 신뢰성을 향상시킨다.The present invention can start or operate the electric motor through a simple circuit configuration including a switch without using a Pitti thermistor or an overload protection device. Accordingly, the present invention can reduce the manufacturing cost and increase the operating efficiency and the reliability by controlling the opening time of the auxiliary winding.

본 발명에 따른 단상 유도 전동기 제어 장치 및 방법은 입력 전압을 검출하 고, 검출된 입력 전압을 근거로 전동기를 기동하거나 운전함으로써 저 전압 또는 과전압 상태에서도 안정적으로 구동할 수 있다.The apparatus and method for controlling a single phase induction motor according to the present invention can stably drive the motor in a low voltage or an overvoltage state by detecting an input voltage and starting or operating the motor based on the detected input voltage.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 단상 유도 전동기 제어 장치 및 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, an apparatus and method for controlling a single-phase induction motor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 유도 전동기 제어 장치는, 주권선(210)에 직렬 연결되고, 상기 주권선(210)에 전원을 인가하거나 또는 인가되는 전원을 차단하는 주권선 스위치(230)와, 보조권선(220)에 직렬 연결되고, 상기 보조권선(220)에 전원을 인가하거나 또는 인가되는 전원을 차단하는 보조권선 스위치(240)와, 외부 전원(100)으로부터 인가된 입력 전압을 검출하는 전압 검출 유닛(500)과, 상기 검출 전압을 근거로 상기 주권선 스위치(230)와 상기 보조권선 스위치(240)를 개폐하는 제어 유닛(300)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 2, the single-phase induction motor control apparatus according to an embodiment of the present invention includes a primary winding 210 connected in series to a primary winding 210, a primary winding 210 for supplying power to the primary winding 210, A secondary switch 240 connected in series to the auxiliary winding 220 to cut off the power applied or applied to the auxiliary winding 220, And a control unit 300 for opening and closing the main winding line switch 230 and the auxiliary winding switch 240 based on the detected voltage.

상기 주권선 스위치(230) 및 상기 보조권선 스위치(240)로는 각각 릴레이(Relay), 트라이악(TRIAC) 등의 기계적 또는 전자적 반도체 소자를 사용할 수 있다. 특히 트라이악은 2개의 실리콘 제어 정류기(SCR)가 병렬로 접속된 것과 동일한 기능을 수행하는 양방향 사이리스터로서, 전자적 소자이며, 많은 회수의 스위칭을 수행할 수 있어서 신뢰성이 좋다.Relay, TRIAC, or other mechanical or electronic semiconductor devices may be used as the main winding line switch 230 and the auxiliary winding switch 240, respectively. In particular, the triac is a bidirectional thyristor that performs the same function as that of two silicon controlled rectifiers (SCRs) connected in parallel, is an electronic device, and is reliable because it can perform a large number of switching operations.

상기 전압 검출 유닛(500)은 OP-AMP 등을 포함하는 회로로 구성되고, 상기 외부 전원(100)으로부터 인가된 교류 전압을 직접 검출하여 상기 제어 유닛(300)에 전달한다. 상기 외부 전원(100)은 가정용 상용 교류 전원으로서, 예를 들어 우리 나라의 경우에 220V, 50Hz의 교류 전원을 사용한다.The voltage detection unit 500 is constituted by a circuit including an OP-AMP or the like, and directly detects an AC voltage applied from the external power supply 100 and transmits the detected AC voltage to the control unit 300. The external power source 100 is a domestic commercial AC power source, for example, in the case of Korea, an AC power source of 220 V and 50 Hz is used.

본 발명의 일 실시예에 따른 단상 유도 전동기 제어 장치는, 상기 입력 전압을 상기 제어 유닛의 구동 전압으로 변환하여 출력하는 전원 공급 유닛(400)을 더 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 전원 공급 유닛(400)은, 상기 입력 전압을 정류하는 정류 유닛과, 상기 정류 전압을 평활화하는 평활 유닛과, 상기 평활화된 전압을 상기 제어 유닛의 구동 전압으로 변압하는 변압 유닛을 포함할 수 있다.The single-phase induction motor control apparatus according to an embodiment of the present invention further comprises a power supply unit 400 that converts the input voltage into a drive voltage of the control unit and outputs the drive voltage. Here, the power supply unit 400 includes a rectifying unit for rectifying the input voltage, a smoothing unit for smoothing the rectified voltage, and a transforming unit for transforming the smoothed voltage to a driving voltage of the control unit .

상기 전원 공급 유닛(400)은 상기 외부 전원(100), 즉 상용 교류 전원을 입력받아 단상 유도 전동기 및 제어 장치를 구성하는 회로, 유닛 등을 구동하는 직류 전압을 출력한다. 일반적으로 상기 전원 공급 유닛(400)으로는 스위치 모드 파워 서플라이(Switched-Mode Power Supply; SMPS)를 사용한다. 물론 SMPS 이외에 다른 종류의 AC-DC 변환 장치를 사용할 수 있다. 상기 스위치 모드 파워 서플라이는 외부 전원(100)의 교류 전압을 정류 및 평활화하여 직류 전압으로 변환하고, 이 직류 전압을 고주파 변압기와 레귤레이터 등의 변압 유닛을 이용하여 단상 유도 전동기 및 단상 유도 전동기 제어 장치에 필요한 구동전압들을 생성한다.The power supply unit 400 receives the external power supply 100, that is, commercial AC power, and outputs a DC voltage for driving a single-phase induction motor and a circuit, a unit, and the like constituting the controller. In general, the power supply unit 400 uses a Switched-Mode Power Supply (SMPS). Of course, other types of AC-DC converters other than SMPS can be used. The switch mode power supply rectifies and smoothes the AC voltage of the external power supply 100 and converts the DC voltage into a DC voltage. The DC voltage is converted to a single-phase induction motor and a single-phase induction motor control device using a transformer unit such as a high frequency transformer and a regulator And generates necessary driving voltages.

상기 제어 유닛(300)은, 상기 검출 전압이 미리 설정된 상한 이상이거나, 또는 미리 설정된 하한 이하이면, 상기 주권선 스위치(230) 및 상기 보조권선 스위치(240)를 모두 개방한다. 도 4를 참조하면, 상기 제어 유닛(300)은, 상한(VH)을 미리 설정하여 두고, 상기 검출 전압이 상기 상한(VH) 이상이 되면, 상기 주권선 스위치(230) 및 상기 보조권선 스위치(240)를 모두 개방하여 단상 유도 전동기에 입력되는 전원을 차단함으로써 과전압으로부터 단상 유도 전동기의 파손을 방지한다. 또한, 상기 제어 유닛(300)은, 하한(VL)을 미리 설정하여 두고, 상기 검출 전압이 상기 하한(VL) 이하이면, 상기 주권선 스위치(230) 및 상기 보조권선 스위치(240)를 모두 개방하여 단상 유도 전동기에 입력되는 전원을 차단함으로써 저전압에 의해 기동 실패가 일어나고, 단상 유도 전동기에 과전류가 인가되어 이상 동작을 수행하는 것을 방지한다. 상기 제어 장치는, 별도의 저장 유닛(미도시)을 더 포함할 수 있고, 상기 상한(VH) 및 상기 하한(VL)은 상기 저장 유닛에 설정되어 저장될 수 있다. 상기 상한(VH) 및 상기 하한(VL)은 단상 유도 전동기를 사용하는 지역의 전압 사정, 단상 유도 전동기의 종류 및 형태, 부하 조건 등에 따라 다르게 설정되는데, 외부 전원의 입력 전압의 일정 비율로 설정될 수 있다.The control unit 300 opens both the main winding line switch 230 and the auxiliary winding switch 240 when the detection voltage is equal to or higher than a preset upper limit or lower than a preset lower limit. 4, the control unit 300 sets the upper limit VH in advance, and when the detected voltage becomes equal to or higher than the upper limit VH, the main power line switch 230 and the auxiliary winding switch 240) are opened to cut off the power input to the single-phase induction motor to prevent the breakage of the single-phase induction motor from the overvoltage. When the detection voltage is lower than the lower limit (VL), the control unit (300) opens both the main winding line switch (230) and the auxiliary winding switch (240) Phase induction motor to cut off the power to be supplied to the single-phase induction motor, so that the start failure is caused by the low voltage and the over-current is applied to the single-phase induction motor to prevent the abnormal operation. The control device may further include a separate storage unit (not shown), and the upper limit VH and the lower limit VL may be set and stored in the storage unit. The upper limit (VH) and the lower limit (VL) are set differently depending on the voltage condition of the region using the single-phase induction motor, the type and form of the single-phase induction motor, the load condition, .

한편, 상기 제어 유닛(300)은, 상기 검출 전압이 상기 상한보다 작고, 상기 하한보다 크면, 상기 주권선 스위치(230) 및 상기 보조권선 스위치(240)를 모두 연결하여 단상 유도 전동기를 기동한다. 도 4를 참조하면, 상기 입력 전압이 운전 영역 내에 존재하면, 상기 제어 유닛(300)은 상기 주권선 스위치(230) 및 상기 보조권선 스위치(240)를 모두 연결하여 단상 유도 전동기를 기동한다. 상기 제어 유닛(300)은 상기 주권선(210)과 상기 보조권선(220)에 전원을 인가하여 상기 주권선(210)에서 발생한 교번자계와 상기 보조권선(220)에서 발생한 보조자계를 발생시키고, 회전자계가 발생하도록 하여 단상 유도 전동기를 회전시킨다.Meanwhile, if the detected voltage is smaller than the upper limit and larger than the lower limit, the control unit 300 connects both the main winding line switch 230 and the auxiliary winding switch 240 to start the single-phase induction motor. Referring to FIG. 4, when the input voltage is within the operation range, the control unit 300 connects both the main winding line switch 230 and the auxiliary winding switch 240 to start the single-phase induction motor. The control unit 300 applies power to the main winding line 210 and the auxiliary winding 220 to generate an alternating magnetic field generated in the main winding line 210 and an auxiliary magnetic field generated in the auxiliary winding 220, So that a single-phase induction motor is rotated.

상기 제어 유닛(300)은, 상기 검출 전압이 미리 설정된 기준 전압 이상이면, 상기 보조권선 스위치(240)를 개방하고, 상기 주권선(210)을 통해 상기 전동기를 운전한다. 반대로, 상기 제어 유닛(300)은, 상기 검출 전압이 미리 설정된 기준 전압보다 작으면, 상기 주권선 스위치(230)를 개방하고, 상기 보조권선(220)을 통해 상기 전동기를 운전할 수 있다. 상기 기준 전압은 단상 유도 전동기를 사용하는 지역의 전압 사정, 단상 유도 전동기의 종류 및 형태, 부하 조건 등에 따라 다르게 설정되는데, 외부 전원의 입력 전압의 일정 비율로 설정될 수 있다.The control unit 300 opens the auxiliary winding switch 240 and operates the electric motor through the main winding line 210 when the detection voltage is equal to or higher than a predetermined reference voltage. On the other hand, if the detected voltage is smaller than a predetermined reference voltage, the control unit 300 can open the main winding line switch 230 and operate the motor through the auxiliary winding 220. The reference voltage is set differently according to the voltage of the region where the single-phase induction motor is used, the type and the form of the single-phase induction motor, the load condition, etc., and may be set to a predetermined ratio of the input voltage of the external power source.

도 4를 참조하면, 상기 제어 유닛(300)은, 제1 기준 전압(V1) 및 제2 기준 전압(V2)을 미리 설정하여 두고, 상기 검출 전압이 상기 제2 기준 전압(V2) 이상이면, 상기 보조권선 스위치(240)를 개방하고, 상기 주권선(210)을 통해 상기 전동기를 운전한다. 상기 제어 유닛(300)은, 상기 검출 전압이 상기 제1 기준 전압(V1) 이하이면, 상기 주권선 스위치(230)를 개방하고, 상기 보조권선(220)을 통해 상기 전동기를 운전한다. 상기 제1 기준 전압(V1) 및 상기 제2 기준 전압(V2)은 단상 유도 전동기를 사용하는 지역의 전압 사정, 단상 유도 전동기의 종류 및 형태, 부하 조건 등에 따라 다르게 설정되는데, 외부 전원의 입력 전압의 일정 비율로 설정될 수 있다. 상기 제1 기준 전압(V1) 및 상기 제2 기준 전압(V2)은 예를 들어 약 10V정도의 차이를 두고, 입력 전압의 급격한 변동으로 인한 상기 전동기의 파손을 방지하기 위한 히스테리시스 동작을 수행한다.4, the control unit 300 may set the first reference voltage V1 and the second reference voltage V2 in advance. If the detected voltage is equal to or higher than the second reference voltage V2, The auxiliary winding switch 240 is opened, and the electric motor is operated through the main winding line 210. The control unit 300 opens the main power line switch 230 and operates the motor through the auxiliary winding 220 when the detection voltage is lower than the first reference voltage V1. The first reference voltage V1 and the second reference voltage V2 are set differently depending on the voltage of the region using the single-phase induction motor, the type and the form of the single-phase induction motor, the load condition, As shown in FIG. The first reference voltage V1 and the second reference voltage V2 have a difference of about 10 V, for example, and perform a hysteresis operation to prevent the breakdown of the motor due to a sudden change in the input voltage.

또한, 상기 제어 유닛(300)은, 상기 검출 전압을 근거로 기동 시간을 산출할 수 있고, 상기 단상 유도 전동기를 기동한 후, 상기 검출 전압에 따른 기동 시간이 경과하면, 상기 스위치들 중 하나를 개방하여 단상 유도 전동기를 운전할 수 있다.Further, the control unit 300 can calculate the starting time based on the detected voltage, and after starting the single-phase induction motor, when the startup time according to the detection voltage elapses, one of the switches The single-phase induction motor can be operated.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 단상 유도 전동기 제어 장 치는, 주권선(210)에 직렬 연결되고, 상기 주권선(210)에 전원을 인가하거나 또는 인가되는 전원을 차단하는 주권선 스위치(230)와, 보조권선(220)에 직렬 연결되고, 상기 보조권선(220)에 전원을 인가하거나 또는 인가되는 전원을 차단하는 보조권선 스위치(240)와, 외부 전원(100)의 입력 전압을 직류 전압으로 변환하여 출력하는 전원 공급 유닛(400)과, 상기 직류 전압을 검출하는 전압 검출 유닛(500)과, 상기 검출 전압을 근거로 상기 주권선 스위치(230)와 상기 보조권선 스위치(240)를 개폐하는 제어 유닛(300)을 포함하여 구성된다.3, a single-phase induction motor control unit according to another embodiment of the present invention includes a main winding line 210 connected in series with a main winding line 210, A secondary switch 240 connected in series to the auxiliary winding 220 and interrupting the power supply or the applied power to the auxiliary winding 220; A power supply unit 400 for converting a voltage into a DC voltage and outputting the DC voltage, a voltage detection unit 500 for detecting the DC voltage, and a control unit for controlling the main power line switch 230 and the auxiliary winding switch And a control unit 300 for opening /

상기 전원 공급 유닛(400)은 상기 외부 전원(100), 즉 상용 교류 전원을 입력받아 단상 유도 전동기 및 제어 장치를 구성하는 회로, 유닛 등을 구동하는 직류 전압을 출력한다. 일반적으로 상기 전원 공급 유닛(400)으로는 스위치 모드 파워 서플라이(Switched-Mode Power Supply; SMPS)를 사용한다. 물론 SMPS 이외에 다른 종류의 AC-DC 변환 장치를 사용할 수 있다. 도 3을 참조하면, 상기 전원 공급 유닛(400)은, 상기 입력 전압을 정류하는 정류 유닛(410)과, 상기 정류 전압을 평활화하는 평활 유닛(420)과, 상기 평활화된 전압을 상기 제어 유닛의 구동 전압으로 변압하는 변압 유닛(430)을 포함하여 구성된다. 상기 전원 공급 유닛(400)은 외부 전원(100)의 교류 전압을 정류 및 평활화하여 직류 전압으로 변환하고, 이 직류 전압을 고주파 변압기와 레귤레이터 등의 변압 유닛을 이용하여 단상 유도 전동기 및 단상 유도 전동기 제어 장치에 필요한 구동전압들을 생성한다.The power supply unit 400 receives the external power supply 100, that is, commercial AC power, and outputs a DC voltage for driving a single-phase induction motor and a circuit, a unit, and the like constituting the controller. In general, the power supply unit 400 uses a Switched-Mode Power Supply (SMPS). Of course, other types of AC-DC converters other than SMPS can be used. 3, the power supply unit 400 includes a rectifying unit 410 for rectifying the input voltage, a smoothing unit 420 for smoothing the rectified voltage, and a smoothing unit 420 for smoothing the smoothed voltage, And a transforming unit 430 transforming the voltage to a driving voltage. The power supply unit 400 rectifies and smoothes the AC voltage of the external power supply 100 to convert the DC voltage into a DC voltage and converts the DC voltage into a single phase induction motor and a single phase induction motor control using a transformer unit such as a high frequency transformer and a regulator Thereby generating driving voltages required for the device.

상기 전압 검출 유닛(500)은 상기 전원 공급 유닛(400)의 평활 유닛(420)에 연결되고, 상기 평활 유닛(420)을 통해 평활화된 직류 전압을 검출한다. 즉, 상기 전압 검출 유닛(500)은 평활 유닛(420)으로부터 출력된 전압을 저항을 이용하여 전압 분배 방식으로 검출하여 상기 제어 유닛(300)에 전달한다.The voltage detection unit 500 is connected to the smoothing unit 420 of the power supply unit 400 and detects a smoothed DC voltage through the smoothing unit 420. That is, the voltage detection unit 500 detects the voltage output from the smoothing unit 420 by using a resistor in a voltage division manner, and transmits the detected voltage to the control unit 300.

상기 제어 유닛(300)은, 상기 검출 전압이 미리 설정된 상한 이상이거나, 또는 미리 설정된 하한 이하이면, 상기 주권선 스위치(230) 및 상기 보조권선 스위치(240)를 모두 개방한다. 도 4를 참조하면, 상기 제어 유닛(300)은, 상한(VH)을 미리 설정하여 두고, 상기 검출 전압이 상기 상한(VH) 이상이 되면, 상기 주권선 스위치(230) 및 상기 보조권선 스위치(240)를 모두 개방하여 단상 유도 전동기에 입력되는 전원을 차단함으로써 과전압으로부터 단상 유도 전동기의 파손을 방지한다. 또한, 상기 제어 유닛(300)은, 하한(VL)을 미리 설정하여 두고, 상기 검출 전압이 상기 하한(VL) 이하이면, 상기 주권선 스위치(230) 및 상기 보조권선 스위치(240)를 모두 개방하여 단상 유도 전동기에 입력되는 전원을 차단함으로써 저전압에 의해 기동 실패가 일어나고, 단상 유도 전동기에 과전류가 인가되어 이상 동작을 수행하는 것을 방지한다. 상기 제어 장치는, 별도의 저장 유닛(미도시)을 더 포함할 수 있고, 상기 상한(VH) 및 상기 하한(VL)은 상기 저장 유닛에 설정되어 저장될 수 있다. 상기 상한(VH) 및 상기 하한(VL)은 단상 유도 전동기를 사용하는 지역의 전압 사정, 단상 유도 전동기의 종류 및 형태, 부하 조건 등에 따라 다르게 설정되는데, 외부 전원의 입력 전압의 일정 비율로 설정될 수 있다.The control unit 300 opens both the main winding line switch 230 and the auxiliary winding switch 240 when the detection voltage is equal to or higher than a preset upper limit or lower than a preset lower limit. 4, the control unit 300 sets the upper limit VH in advance, and when the detected voltage becomes equal to or higher than the upper limit VH, the main power line switch 230 and the auxiliary winding switch 240) are opened to cut off the power input to the single-phase induction motor to prevent the breakage of the single-phase induction motor from the overvoltage. When the detection voltage is lower than the lower limit (VL), the control unit (300) opens both the main winding line switch (230) and the auxiliary winding switch (240) Phase induction motor to cut off the power to be supplied to the single-phase induction motor, so that the start failure is caused by the low voltage and the over-current is applied to the single-phase induction motor to prevent the abnormal operation. The control device may further include a separate storage unit (not shown), and the upper limit VH and the lower limit VL may be set and stored in the storage unit. The upper limit (VH) and the lower limit (VL) are set differently depending on the voltage condition of the region using the single-phase induction motor, the type and form of the single-phase induction motor, the load condition, .

반대로, 상기 제어 유닛(300)은, 상기 검출 전압이 상기 상한보다 작고, 상기 하한보다 크면, 상기 주권선 스위치(230) 및 상기 보조권선 스위치(240)를 모두 연결하여 단상 유도 전동기를 기동한다. 도 4를 참조하면, 상기 입력 전압이 운전 영역 내에 존재하면, 상기 제어 유닛(300)은 상기 주권선 스위치(230) 및 상기 보조권선 스위치(240)를 모두 연결하여 단상 유도 전동기를 기동한다. 상기 제어 유닛(300)은 상기 주권선(210)과 상기 보조권선(220)에 전원을 인가하여 상기 주권선(210)에서 발생한 교번자계와 상기 보조권선(220)에서 발생한 보조자계를 발생시키고, 회전자계가 발생하여 단상 유도 전동기를 회전시킨다.In contrast, if the detected voltage is smaller than the upper limit and larger than the lower limit, the control unit 300 connects both the main winding line switch 230 and the auxiliary winding switch 240 to start the single-phase induction motor. Referring to FIG. 4, when the input voltage is within the operation range, the control unit 300 connects both the main winding line switch 230 and the auxiliary winding switch 240 to start the single-phase induction motor. The control unit 300 applies power to the main winding line 210 and the auxiliary winding 220 to generate an alternating magnetic field generated in the main winding line 210 and an auxiliary magnetic field generated in the auxiliary winding 220, A rotating magnetic field is generated to rotate the single-phase induction motor.

상기 제어 유닛(300)은, 상기 검출 전압이 미리 설정된 기준 전압 이상이면, 상기 보조권선 스위치(240)를 개방하고, 상기 주권선(210)을 통해 상기 전동기를 운전한다. 반대로, 상기 제어 유닛(300)은, 상기 검출 전압이 미리 설정된 기준 전압보다 작으면, 상기 주권선 스위치(230)를 개방하고, 상기 보조권선(220)을 통해 상기 전동기를 운전할 수 있다. 상기 기준 전압은 단상 유도 전동기를 사용하는 지역의 전압 사정, 단상 유도 전동기의 종류 및 형태, 부하 조건 등에 따라 다르게 설정되는데, 외부 전원의 입력 전압의 일정 비율로 설정될 수 있다.The control unit 300 opens the auxiliary winding switch 240 and operates the electric motor through the main winding line 210 when the detection voltage is equal to or higher than a predetermined reference voltage. On the other hand, if the detected voltage is smaller than a predetermined reference voltage, the control unit 300 can open the main winding line switch 230 and operate the motor through the auxiliary winding 220. The reference voltage is set differently according to the voltage of the region where the single-phase induction motor is used, the type and the form of the single-phase induction motor, the load condition, etc., and may be set to a predetermined ratio of the input voltage of the external power source.

도 4를 참조하면, 상기 제어 유닛(300)은, 제1 기준 전압(V1) 및 제2 기준 전압(V2)을 미리 설정하여 두고, 상기 검출 전압이 상기 제2 기준 전압(V2) 이상이면, 상기 보조권선 스위치(240)를 개방하고, 상기 주권선(210)을 통해 상기 전동기를 운전한다. 상기 제어 유닛(300)은, 상기 검출 전압이 상기 제1 기준 전압(V1) 이하이면, 상기 주권선 스위치(230)를 개방하고, 상기 보조권선(220)을 통해 상기 전동기를 운전한다. 상기 제1 기준 전압(V1) 및 상기 제2 기준 전압(V2)은 단상 유도 전동기를 사용하는 지역의 전압 사정, 단상 유도 전동기의 종류 및 형태, 부하 조건 등에 따라 다르게 설정되는데, 외부 전원의 입력 전압의 일정 비율로 설정 될 수 있다. 상기 제1 기준 전압(V1) 및 상기 제2 기준 전압(V2)은 예를 들어 약 10V정도의 차이를 두고, 입력 전압의 급격한 변동으로 인한 상기 전동기의 파손을 방지하기 위한 히스테리시스 동작을 수행한다.4, the control unit 300 may set the first reference voltage V1 and the second reference voltage V2 in advance. If the detected voltage is equal to or higher than the second reference voltage V2, The auxiliary winding switch 240 is opened, and the electric motor is operated through the main winding line 210. The control unit 300 opens the main power line switch 230 and operates the motor through the auxiliary winding 220 when the detection voltage is lower than the first reference voltage V1. The first reference voltage V1 and the second reference voltage V2 are set differently depending on the voltage of the region using the single-phase induction motor, the type and the form of the single-phase induction motor, the load condition, As shown in FIG. The first reference voltage V1 and the second reference voltage V2 have a difference of about 10 V, for example, and perform a hysteresis operation to prevent the breakdown of the motor due to a sudden change in the input voltage.

또한, 상기 제어 유닛(300)은, 상기 검출 전압을 근거로 기동 시간을 산출할 수 있고, 상기 단상 유도 전동기를 기동한 후, 상기 검출 전압에 따른 기동 시간이 경과하면, 상기 스위치들 중 하나를 개방하여 단상 유도 전동기를 운전할 수 있다.Further, the control unit 300 can calculate the starting time based on the detected voltage, and after starting the single-phase induction motor, when the startup time according to the detection voltage elapses, one of the switches The single-phase induction motor can be operated.

도 5 내지 도 7을 함께 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 단상 유도 전동기 제어 방법을 설명한다.The single-phase induction motor control method according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 7. FIG.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 유도 전동기 제어 방법은, 전동기에 입력되는 전압을 검출하는 단계(S110)와, 상기 검출 전압이 미리 설정된 운전 영역 범위 내인가 판단하는 단계(S120)와, 상기 판단 결과, 상기 검출 전압이 상기 운전 영역 범위 밖이면, 주권선 스위치 및 보조권선 스위치를 개방하는 단계(S150)를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 제어 방법은, 상기 S120 단계의 판단 결과, 상기 검출 전압이 상기 운전 영역 범위 내이면, 상기 주권선 스위치 및 보조권선 스위치를 연결하여 전동기를 기동하는 단계(S130)를 더 포함하여 구성된다. 또한, 상기 제어 방법은, 상기 검출 전압을 근거로 주권선 스위치 또는 보조권선 스위치를 개폐하여 상기 전동기를 운전하는 단계(S140)를 더 포함한다. 이하 장치의 구성은 도 2 내지 도 3을 참조한다.5, a single-phase induction motor control method according to an embodiment of the present invention includes a step S110 of detecting a voltage input to an electric motor, a step of determining whether the detection voltage is within a predetermined operation range And S150 opening the main winding line switch and the auxiliary winding switch when the detection voltage is outside the operation range as a result of the determination. The control method may further include a step S130 of connecting the main winding line switch and the auxiliary winding switch to start the motor when the detection voltage is within the operation range as a result of the determining in step S120 . Further, the control method further includes a step (S140) of operating the motor by opening and closing the main winding line switch or the auxiliary winding switch based on the detected voltage. The configuration of the apparatus will be described with reference to Figs.

먼저, 상기 제어 방법은, 외부 전원으로부터 입력된 교류 전압을 OP-AMP 등을 이용하여 직접 검출하거나, 또는 상기 외부 전원을 단상 교류 전동기 및 단상 교류 전동기 제어 장치를 구성하는 회로, 유닛등의 구동 전압으로 변환하는 전원 공급 유닛의 평활 콘덴서에 연결하여 직류 전압을 검출함으로써 전동기에 입력되는 전압을 검출한다(S110). 그런 다음, 상기 제어 방법은, 상기 검출 전압이 미리 설정된 운전 영역 범위 내에 포함되는지 여부를 판단한다(S120). 상기 운전 영역 범위는, 도 4와 같이, 상한(VH)과 하한(VL)을 이용하여 설정될 수 있다. 상기 상한(VH) 및 상기 하한(VL)은 단상 유도 전동기를 사용하는 지역의 전압 사정, 단상 유도 전동기의 종류 및 형태, 부하 조건 등에 따라 다르게 설정되는데, 외부 전원의 입력 전압의 일정 비율로 설정될 수 있다. 상기 제어 방법은, 상기 판단 결과에 따라 주권선 스위치와 보조권선 스위치를 제어하는데, 상기 검출 전압이 상기 운전 영역 범위 밖이면, 주권선 스위치 및 보조권선 스위치를 개방하여 단상 유도 전동기로 입력되는 전원을 차단하고(S150), 상기 검출 전압이 상기 운전 영역 범위 내이면, 상기 주권선 스위치 및 보조권선 스위치를 연결하여 전동기를 기동한다(S130). 상기 제어 방법은, 상기 단상 유도 전동기를 기동한 후, 검출 전압을 근거로 상기 주권선 스위치 또는 상기 보조권선 스위치를 개폐하여 상기 단상 유도 전동기를 운전한다(S140).First, the control method includes: directly detecting an AC voltage input from an external power supply using an OP-AMP or the like, or by using the external power supply as a driving voltage of a circuit, a unit, etc. constituting a single-phase AC motor and a single- (S110). The DC voltage is detected by detecting the voltage input to the smoothing capacitor of the power supply unit (S110). Then, the control method determines whether the detected voltage is within a predetermined operation range (S120). The range of the operation range may be set using the upper limit (VH) and the lower limit (VL) as shown in Fig. The upper limit (VH) and the lower limit (VL) are set differently depending on the voltage condition of the region using the single-phase induction motor, the type and form of the single-phase induction motor, the load condition, . The control method controls the main winding line switch and the auxiliary winding switch according to the determination result. When the detection voltage is outside the operation range, the main winding line switch and the auxiliary winding switch are opened to supply power to the single phase induction motor (S150). If the detection voltage is within the operation range, the main power switch and the auxiliary winding switch are connected to start the motor (S130). In the control method, after the single-phase induction motor is started, the single-phase induction motor is operated by opening or closing the primary winding switch or the secondary winding switch based on the detected voltage (S140).

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 단상 유도 전동기 제어 방법은, 전동기에 입력되는 전압을 검출하는 단계(S210)와, 상기 검출 전압이 미리 설정된 상한 이상인가 판단하는 단계(S220)와, 상기 검출 전압이 미리 설정된 하한 이하인가 판단하는 단계(S230)와, 상기 판단 결과, 상기 검출 전압이 상기 상한 이상이거나, 또는 상기 하한 이하이면, 즉, 상기 검출 전압이 운전 영역 범위 밖이 면, 주권선 스위치 및 보조권선 스위치를 개방하여 주권선과 보조권선에 입력되는 전원을 차단하는 단계(S221, S222)와, 상기 S220 단계 및 상기 S230 단계의 판단 결과, 상기 검출 전압이 상기 상한보다 작고 상기 하한보다 큰, 즉 상기 운전 영역 범위 내이면, 상기 주권선 스위치 및 보조권선 스위치를 연결하여 전동기를 기동하는 단계(S240)와, 상기 검출 전압을 근거로 주권선 스위치 또는 보조권선 스위치를 개폐하여 상기 전동기를 운전하는 단계(S250 이하)를 포함하여 구성된다. 상기 실시예에서 설명한 내용은 그에 갈음하고, 이하 생략한다. 이하 장치의 구성은 도 2 내지 도 3을 참조한다.Referring to FIG. 6, the single-phase induction motor control method according to another embodiment of the present invention includes a step S210 of detecting a voltage input to an electric motor, a step S220 of determining whether the detected voltage is equal to or higher than a predetermined upper limit, (S230) of determining whether the detected voltage is equal to or less than a preset lower limit, and if the detected voltage is equal to or higher than the upper limit or lower than the lower limit, that is, (S221, S222) for opening the main winding line switch and the auxiliary winding switch to cut off the power input to the main winding line and the auxiliary winding, and, as a result of the determining of the step S220 and S230, if the detection voltage is smaller than the upper limit (S240) connecting the main winding line switch and the auxiliary winding switch to start the motor when the detected voltage is greater than the lower limit, that is, within the operation range, A is configured to include the windings by opening and closing the switch or switches auxiliary winding phase (hereinafter S250) to drive the electric motor. The contents described in the above embodiment are replaced with the following, and the following description is omitted. The configuration of the apparatus will be described with reference to Figs.

상기 전동기를 운전하는 단계는, 기준 전압을 설정하는 단계(미도시)와, 상기 검출 전압과 상기 기준 전압을 비교하는 단계(S250)와, 상기 비교 결과, 상기 검출 전압이 상기 기준 전압 이상이면, 상기 보조권선 스위치를 개방하는 단계(S260)를 포함하여 구성된다. 상기 제어 방법은, 상기 주권선과 보조권선에 입력되는 전원을 차단한 후, 미리 설정된 일정 시간이 경과하면, 다시 입력 전압을 검출하여 운전 영역 범위 내인지 판단한다(S290). 상기 제어 방법은, 상기 검출 전압이 미리 설정된 기준 전압 이상이면, 보조권선 스위치를 개방하고, 주권선을 통해 상기 전동기를 운전한다. 반대로, 상기 제어 방법은, 상기 검출 전압이 미리 설정된 기준 전압보다 작으면, 주권선 스위치를 개방하고, 상기 보조권선을 통해 상기 전동기를 운전할 수 있다. 상기 기준 전압은 단상 유도 전동기를 사용하는 지역의 전압 사정, 단상 유도 전동기의 종류 및 형태, 부하 조건 등에 따라 다르게 설정되는데, 외부 전원의 입력 전압의 일정 비율로 설정될 수 있다.The step of operating the motor includes the steps of: setting a reference voltage; comparing the detected voltage with the reference voltage (S250); if the detected voltage is equal to or higher than the reference voltage, And opening the auxiliary winding switch (S260). After the predetermined time has elapsed after the main power supply line and the auxiliary winding are disconnected from each other, the control method detects the input voltage again and determines whether the input voltage is within the operation range (S290). In the control method, when the detected voltage is equal to or higher than a preset reference voltage, the auxiliary winding switch is opened and the electric motor is operated through the main winding wire. On the contrary, in the control method, when the detection voltage is smaller than a preset reference voltage, the main winding line switch is opened and the motor can be operated through the auxiliary winding. The reference voltage is set differently according to the voltage of the region where the single-phase induction motor is used, the type and the form of the single-phase induction motor, the load condition, etc., and may be set to a predetermined ratio of the input voltage of the external power source.

도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단상 유도 전동기 제어 방법은, 전동기에 입력되는 전압을 검출하는 단계(S310)와, 상기 검출 전압이 미리 설정된 상한 이상인가 판단하는 단계(S320)와, 상기 검출 전압이 미리 설정된 하한 이하인가 판단하는 단계(S330)와, 상기 판단 결과, 상기 검출 전압이 상기 상한 이상이거나, 또는 상기 하한 이하이면, 즉, 상기 검출 전압이 운전 영역 범위 밖이면, 주권선 스위치 및 보조권선 스위치를 개방하여 주권선과 보조권선에 입력되는 전원을 차단하는 단계(S321, S322)와, 상기 S320 단계 및 상기 S330 단계의 판단 결과, 상기 검출 전압이 상기 상한보다 작고 상기 하한보다 큰, 즉 상기 운전 영역 범위 내이면, 상기 주권선 스위치 및 보조권선 스위치를 연결하여 전동기를 기동하는 단계(S340)와, 상기 검출 전압을 근거로 주권선 스위치 또는 보조권선 스위치를 개폐하여 상기 전동기를 운전하는 단계(S350 이하)를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 제어 방법은, 상기 주권선과 보조권선에 입력되는 전원을 차단한 후, 미리 설정된 일정 시간이 경과하면, 다시 입력 전압을 검출하여 운전 영역 범위 내인지 판단한다(S390). 상기 실시예들에서 설명한 내용은 그에 갈음하고, 이하 생략한다. 이하 장치의 구성은 도 2 내지 도 3을 참조한다.Referring to FIG. 7, the single-phase induction motor control method according to another embodiment of the present invention includes a step S310 of detecting a voltage input to an electric motor, a step S320 of determining whether the detection voltage is equal to or more than a predetermined upper limit (S330) if the detected voltage is lower than or equal to the upper limit, that is, if the detected voltage is out of the operating range (S321, S322) of opening the main winding line switch and the auxiliary winding switch to cut off the power input to the main winding line and the auxiliary winding, and, as a result of the determination of the steps S320 and S330, (S340) connecting the main winding line switch and the auxiliary winding switch to start the motor when the detected voltage is greater than the lower limit, that is, within the operation range, Is configured to include a georo windings comprising the steps of opening and closing the switch or switches secondary winding driving the motor (hereinafter referred to as S350). In addition, in the control method, after the main power source and the auxiliary coils are turned off, the input voltage is detected again to determine whether it is within the operation range (S390). The contents described in the above embodiments are replaced with the following, and the following description is omitted. The configuration of the apparatus will be described with reference to Figs.

상기 전동기를 운전하는 단계는, 제1 기준 전압과, 상기 제1 기준 전압보다 큰 제2 기준 전압을 미리 설정하여 두고, 상기 검출 전압과 상기 제2 기준 전압을 비교하여(S350), 상기 검출 전압이 상기 제2 기준 전압 이상이면, 상기 보조권선 스위치를 개방한다. 상기 보조권선 스위치가 개방되면, 상기 단상 유도 전동기는 주권선을 통해 운전된다(S360). 상기 제1 기준 전압 및 상기 제2 기준 전압은 단 상 유도 전동기를 사용하는 지역의 전압 사정, 단상 유도 전동기의 종류 및 형태, 부하 조건 등에 따라 다르게 설정되는데, 외부 전원의 입력 전압의 일정 비율로 설정될 수 있다.The operation of the motor may include setting a first reference voltage and a second reference voltage greater than the first reference voltage in advance and comparing the detected voltage with the second reference voltage in step S350, Is greater than or equal to the second reference voltage, the auxiliary winding switch is opened. When the auxiliary winding switch is opened, the single phase induction motor is operated through the main winding line (S360). The first reference voltage and the second reference voltage are set differently depending on the voltage of the region where the single phase induction motor is used, the type and form of the single phase induction motor, the load condition, and the like. .

또한, 상기 전동기를 운전하는 단계는, 상기 검출 전압과 상기 제1 기준 전압을 비교하고(S370), 상기 비교 결과, 상기 검출 전압이 상기 제1 기준 전압 이하이면, 상기 주권선 스위치를 개방한다. 이때 상기 주권선 스위치가 개방되면, 상기 단상 유도 전동기는 보조권선을 통해 운전된다(S380).Also, the step of operating the motor compares the detected voltage with the first reference voltage (S370). If the detected voltage is equal to or less than the first reference voltage, the main power switch is opened. At this time, when the main winding line switch is opened, the single phase induction motor is operated through the auxiliary winding (S380).

상기 제어 방법은, 상기 입력 전압을 연속적으로 검출하여 상기 전동기를 운전하는 동작을 반복 수행한다.The control method repeatedly performs the operation of operating the motor by continuously detecting the input voltage.

도 4를 참조하면, 상기 제어 방법은, 제1 기준 전압(V1) 및 제2 기준 전압(V2)을 미리 설정하여 두고, 상기 검출 전압이 상기 제2 기준 전압(V2) 이상이면, 상기 보조권선 스위치를 개방하고, 상기 주권선을 통해 상기 전동기를 운전한다. 상기 제어 방법은, 상기 검출 전압이 상기 제1 기준 전압(V1) 이하이면, 상기 주권선 스위치를 개방하고, 상기 보조권선을 통해 상기 전동기를 운전한다. 상기 제1 기준 전압(V1) 및 상기 제2 기준 전압(V2)은 예를 들어 약 10V정도의 차이를 두고, 입력 전압의 급격한 변동으로 인한 상기 전동기의 파손을 방지하기 위한 히스테리시스 동작을 수행한다.Referring to FIG. 4, the control method includes setting a first reference voltage V1 and a second reference voltage V2 in advance, and if the detected voltage is equal to or higher than the second reference voltage V2, The switch is opened, and the electric motor is operated through the main winding wire. In the control method, when the detected voltage is equal to or less than the first reference voltage (V1), the main power line switch is opened and the electric motor is operated through the auxiliary winding. The first reference voltage V1 and the second reference voltage V2 have a difference of about 10 V, for example, and perform a hysteresis operation to prevent the breakdown of the motor due to a sudden change in the input voltage.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 단상 유도 전동기 제어 장치 및 방법은, 주권선과 보조권선에 각각 트라이악과 같은 스위칭 소자를 구비하고, 입력 전압을 검출하여 상기 스위칭 소자들을 제어함으로써 입력 전압의 변동에 강인하 고, 저 전압 지역에서도 안정적이고 효율적으로 기동하거나 또는 운전할 수 있도록 하며, 과전압으로부터 전동기 자체를 보호할 수 있다.As described above, the apparatus and method for controlling a single-phase induction motor according to the present invention include a switching device such as a triac in each of a main winding and an auxiliary winding, detecting an input voltage and controlling the switching devices, The motor can be started or operated stably and efficiently even in the low voltage region, and the motor itself can be protected from the overvoltage.

도 1은 일반적인 콘덴서 운전형 단상 유도 전동기를 개략적으로 도시한 회로도;1 is a circuit diagram schematically showing a general condenser operation type single-phase induction motor;

도 2 또는 도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 단상 유도 전동기의 구성을 개략적으로 보인 블록도;FIG. 2 or FIG. 3 is a block diagram schematically showing a configuration of a single-phase induction motor according to embodiments of the present invention; FIG.

도 4는 본 발명에 따른 단상 유도 전동기에 있어서, 입력 전압의 변화에 따른 운전모드의 변화를 도시한 그래프;FIG. 4 is a graph showing the change of the operation mode according to the change of the input voltage in the single-phase induction motor according to the present invention; FIG.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 단상 유도 전동기의 제어 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.5 to 7 are flowcharts schematically illustrating a method of controlling a single-phase induction motor according to embodiments of the present invention.

Claims (16)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 주권선에 직렬 연결되고, 상기 주권선에 전원을 인가하거나 또는 인가되는 전원을 차단하는 주권선 스위치;A mains line switch connected in series to a mains line and for interrupting power supplied to or applied to the mains line; 보조권선에 직렬 연결되고, 상기 보조권선에 전원을 인가하거나 또는 인가되는 전원을 차단하는 보조권선 스위치;An auxiliary winding switch connected in series to the auxiliary winding and for applying power to the auxiliary winding or for interrupting the applied power; 외부 전원의 입력 전압을 직류 전압으로 변환하여 출력하는 전원 공급 유닛;A power supply unit for converting an input voltage of the external power supply into a DC voltage and outputting the converted DC voltage; 상기 직류 전압을 검출하는 전압 검출 유닛; 및A voltage detection unit for detecting the direct current voltage; And 상기 검출 전압을 근거로 상기 주권선 스위치와 상기 보조권선 스위치를 개폐하는 제어 유닛을 포함하며,And a control unit for opening and closing the main winding line switch and the auxiliary winding switch based on the detection voltage, 상기 제어 유닛은,Wherein the control unit comprises: 상기 검출 전압이 미리 설정된 상한 이상이거나, 또는 미리 설정된 하한 이하이면, 상기 주권선 스위치 및 상기 보조권선 스위치를 개방하고,The main power line switch and the auxiliary winding switch are opened when the detection voltage is equal to or higher than a preset upper limit or lower than a preset lower limit, 상기 검출 전압이 상기 상한보다 작고, 상기 하한보다 크면, 상기 주권선 스위치 및 상기 보조권선 스위치를 연결하여 단상 유도 전동기를 기동하며,Phase induction motor by connecting the primary winding switch and the secondary winding switch when the detected voltage is smaller than the upper limit and larger than the lower limit, 상기 제어 유닛에는 상기 단상 유도 전동기의 기동 이후의 운전 영역 범위 내에서 제1 기준 전압과, 상기 제1 기준 전압보다 큰 제2 기준 전압이 미리 설정되고,The first reference voltage and the second reference voltage, which are larger than the first reference voltage, are preset in the control unit within the operating range after the start of the single-phase induction motor, 상기 제어 유닛은,Wherein the control unit comprises: 상기 검출 전압이 상기 제2 기준 전압 이상이면, 상기 보조권선 스위치를 개방하고, 상기 주권선을 통해 상기 단상 유도 전동기를 운전하고,Phase induction motor is operated through the main winding line when the detection voltage is equal to or higher than the second reference voltage, 상기 검출 전압이 상기 제1 기준 전압 이하이면, 상기 주권선 스위치를 개방하고, 상기 보조권선을 통해 상기 단상 유도 전동기를 운전하는 것을 특징으로 하는 단상 유도 전동기 제어 장치.Wherein when the detected voltage is equal to or lower than the first reference voltage, the main-power-line switch is opened and the single-phase induction motor is operated through the auxiliary winding. 제4 항에 있어서, 상기 전원 공급 유닛은,The power supply unit according to claim 4, 상기 입력 전압을 정류하는 정류 유닛;A rectifying unit for rectifying the input voltage; 상기 정류 전압을 평활화하는 평활 유닛; 및A smoothing unit for smoothing the rectified voltage; And 상기 평활화된 전압을 상기 제어 유닛의 구동 전압으로 변압하는 변압 유닛;을 포함하는 단상 유도 전동기 제어 장치.And a transforming unit for transforming the smoothed voltage into a driving voltage of the control unit. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 전동기에 입력되는 전압을 검출하는 단계;Detecting a voltage input to the electric motor; 상기 검출 전압이 미리 설정된 운전 영역 범위 내인가 판단하는 단계;Determining whether the detected voltage is within a predetermined operation range; 상기 판단 결과, 상기 검출 전압이 상기 운전 영역 범위 밖이면, 주권선 스위치 및 보조권선 스위치를 개방하는 단계;Opening the main winding line switch and the auxiliary winding switch when the detection voltage is out of the operation range; 상기 판단 결과, 상기 검출 전압이 상기 운전 영역 범위 내이면, 상기 주권선 스위치 및 보조권선 스위치를 연결하여 상기 전동기를 기동하는 단계; 및If the detected voltage is within the operation range, activating the motor by connecting the main winding line switch and the auxiliary winding switch; And 상기 검출 전압을 근거로 주권선 스위치 또는 보조권선 스위치를 개폐하여 상기 전동기를 운전하는 단계를 포함하며,And operating the motor by opening and closing the main winding line switch or the auxiliary winding switch based on the detected voltage, 상기 전동기를 운전하는 단계는,The step of operating the motor includes: 제1 기준 전압과, 상기 제1 기준 전압보다 큰 제2 기준 전압을 설정하는 단계;Setting a first reference voltage and a second reference voltage that is greater than the first reference voltage; 상기 검출 전압과 상기 제2 기준 전압을 비교하는 단계; 및Comparing the detected voltage with the second reference voltage; And 상기 검출 전압이 상기 제2 기준 전압 이상이면 상기 보조권선 스위치를 개방하고, 상기 검출 전압이 상기 제1 기준 전압 이하이면 상기 주권선 스위치를 개방하는 단계를 포함하는 단상 유도 전동기 제어 방법.Opening the auxiliary winding switch when the detected voltage is equal to or greater than the second reference voltage and opening the main winding line switch when the detected voltage is equal to or less than the first reference voltage. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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