JSZ3A-B 시간 계전기의 모터 제어 시스템 적용 연구

시간 계열기는 일반적으로 사용되는 산업 제어 장치입니다. 이들의 타이밍 특성에 따라 온-딜레이, 오프-딜레이, 그리고 결합형 온/오프-딜레이 계열기로 분류할 수 있습니다. 이 중에서 온-딜레이 시간 계열기가 가장 널리 사용되며 시장에서도 쉽게 구할 수 있습니다. 그러나 많은 온-딜레이 계열기는 접점의 수가 제한적이며 즉시 작동하는 접점을 제공하지 않아, 즉각적인 응답 접점을 필요로 하는 전기 제어 회로 설계에는 불편함을 초래합니다.

또한, 장비 회로 설계 중 특정 계열기 유형이 없을 때 엔지니어들에게 어려움을 초래하는 경우가 많습니다. 따라서 두 가지 주요 문제를 해결해야 합니다: (1) 즉시 작동하는 접점이 없는 온-딜레이 시간 계열기의 적용 범위를 어떻게 확장할 것인가? (2) 오프-딜레이 계열기가 없을 때 온-딜레이 계열기를 대체로 사용할 수 있는가? 이러한 질문들에 답하기 위해, 본 논문은 JSZ3A-B 시간 계열기를 기반으로 지연 시작 회로, 지연 정지 회로, 그리고 스타-델타 시작 회로를 예로 들어 체계적인 연구를 제시하고, 실용적인 참조를 제공합니다.

1. 시간 계열기의 작동 원리 및 유형

시간 계열기의 작동은 주로 전자석의 유도와 해제 원칙에 근거합니다. 일반적인 계열기는 코일과 이동 가능한 철심으로 구성된 전자석으로 이루어져 있습니다. 코일에 전력이 공급되면 발생하는 자기장이 이동 가능한 철심을 끌어당겨 회로를 닫거나 열게 됩니다. 필요한 시간 지연은 계열기의 노브나 다이얼을 조정하여 설정됩니다.

2. JSZ3A-B 온-딜레이 시간 계열기의 매개변수

JSZ3A-B 시간 계열기는 소형, 경량, 고구조적 무결성, 광범위한 타이밍 범위, 높은 타이밍 정확도, 우수한 신뢰성, 긴 서비스 수명 등의 특징을 가지고 있어 기계 도구와 통합 장비의 자동 제어 시스템에 적합합니다. AC 12–380 V 또는 DC 12–220 V 중 선택 가능한 다양한 정격 제어 전압 옵션을 제공합니다. 타이밍 범위는 1초, 10초, 60초, 6분으로 프론트 패널의 선택 스위치를 통해 변경 가능합니다. 이 계열기는 4세트의 타이밍 접점을 제공하며, 이는 2개의 보통 개 타이밍 닫힘 접점과 2개의 보통 폐 타이밍 열림 접점으로 구성됩니다. 타이밍 정확도는 ≤0.5%이며, 작동 온도 범위는 -5°C부터 +40°C까지입니다.

온-딜레이 계열기로서 JSZ3A-B는 8개의 단자를 가지고 있습니다. 2번과 7번 단자는 전원에 연결되며, 1–3번과 8–6번 접점은 타이밍 닫힘(보통 개) 접점이고, 1–4번과 8–5번 접점은 타이밍 열림(보통 폐) 접점입니다. 사용자는 필요에 따라 적절한 접점을 선택하여 회로 설계를 할 수 있습니다.

3. JSZ3A-B 온-딜레이 시간 계열기의 응용

시간 계열기는 모터의 지연 시작, 지연 정지, 그리고 스타-델타 시작 회로와 같은 타이밍이 필요한 전기 제어 회로에서 널리 사용됩니다.

3.1 모터 지연 시작 제어 회로 설계

모터 지연 시작 제어 회로는 자체 잠금(latching) 회로를 기반으로 합니다. JSZ3A-B 시간 계열기의 보통 개 타이밍 접점을 접촉기 코일과 직렬로 연결하여 시간 지연된 모터 제어를 달성합니다. 제어 회로는 그림 1(a)에 표시되어 있습니다. 그림 1(a)에서 볼 수 있듯이, 제어 회로는 시간 계열기 코일, 타이밍 보통 개 보조 접점, 그리고 즉시 접점으로 구성됩니다. 그러나 JSZ3A-B 온-딜레이 시간 계열기는 타이밍 접점만 제공하며 즉시 접점을 제공하지 않습니다. 실제 회로 설계 중 이러한 문제가 발생할 때, 다음 두 가지 방법을 사용하여 이를 해결할 수 있습니다.

3.1.1 방법 1

첫 번째 방법은 가장 간단하고 널리 사용되는 방법으로, 중간 계열기 또는 접촉기의 보통 개 보조 접점을 사용하여 모터 자체 잠금 경로를 제공합니다. 이 방법은 초보자에게 이해하고 구현하기 쉬운 방법입니다. 구체적인 모터 제어 회로도는 그림 1(b)에 표시되어 있습니다. 또한, 제어 회로의 중간 보조 계열기 KA를 다른 접촉기 KM로 교체하여 제어 요구 사항을 충족할 수도 있습니다.

3.1.2 방법 2

두 번째 방법은 다른 JSZ3A-B 온-딜레이 시간 계열기의 보통 개 타이밍 접점을 사용하여 자체 잠금 경로를 제공하는 것입니다. 이를 위해 단순히 시간 지연을 0으로 설정하면 됩니다. 해당 모터 제어 회로도는 그림 1(c)에 표시되어 있습니다.

지연 시작 제어 회로 외에도 지연 정지 모터 제어 회로도 대표적입니다.

3.2 모터 지연 정지 제어 회로 설계

오프-딜레이 시간 계열기는 코일에 전력이 공급될 때 즉시 접점이 동작하지만, 코일에 전력이 차단될 때 지연되어 재설정됩니다. 이러한 특성은 지연 정지 모터 제어 요구 사항과 완벽하게 일치합니다. 따라서 오프-딜레이 시간 계열기를 사용하면 모터 지연 정지 제어 회로를 비교적 쉽게 설계할 수 있습니다. 제어 회로도는 그림 2(a)에 표시되어 있습니다.

3.2.1 즉시 접점이 없는 오프-딜레이 시간 계열기

그림 2(a)에 표시된 회로 설계는 이해하기 쉽습니다. 그러나 실제 응용에서는 오프-딜레이 시간 계열기에 즉시 접점이 포함되어 있지 않은 경우, 중간 보조 계열기 또는 접촉기의 보통 개 보조 접점을 시간 계열기의 즉시 접점 대신 사용할 수 있습니다. 수정된 모터 제어 회로도는 그림 2(b)에 표시되어 있습니다.

작동 과정: 메인 회로 나이프 스위치 QS를 닫고, 시작 버튼 SB2를 누르면 중간 계열기 KA와 시간 계열기 KT가 전력이 공급됩니다. KA의 보통 개 보조 접점이 닫혀 자체 잠금이 이루어집니다. KT의 타이밍 오프 접점이 즉시 닫혀 접촉기 KM에 전력이 공급되어 모터가 정상적으로 작동합니다. 정지 버튼 SB1을 누르면 KA와 KT 모두 전력이 차단됩니다. 설정된 지연 시간이 경과한 후, KT의 타이밍 오프 접점이 열려 KM 코일이 전력이 차단되어 모터가 정지됩니다.

3.2.2 온-딜레이 시간 계열기를 오프-딜레이 시간 계열기 대신 사용하기

오프-딜레이 시간 계열기가 없을 때, 온-딜레이 시간 계열기를 대체로 사용할 수 있을까요? JSZ3A-B 온-딜레이 시간 계열기를 예로 들어, 회로 제어도를 적절히 수정할 수 있습니다. 수정된 모터 제어 회로도는 그림 2(c)에 표시되어 있습니다.

작동 과정: 메인 회로 나이프 스위치 QS를 닫고, 시작 버튼 SB2를 누르면 접촉기 KM에 전력이 공급됩니다. KM의 보통 개 보조 접점이 닫혀 자체 잠금이 이루어져 모터가 정상적으로 작동합니다. 시작 버튼 SB3를 누르면 중간 계열기 KA와 시간 계열기 KT에 전력이 공급됩니다. KA의 보통 개 보조 접점이 닫혀 자체 잠금이 이루어집니다. 설정된 지연 시간이 경과한 후, KT의 타이밍 온 브레이크 접점이 열려 KM 코일이 전력이 차단되어 모터가 정지됩니다. 동시에, KM1의 자체 잠금 접점이 열려 시간 계열기 KT와 중간 계열기 KA 모두 전력이 차단됩니다.

이 접근 방식은 특정 유형의 시간 계열기가 없을 때 유연한 해결책을 제공하여 모터 제어 회로의 연속적인 작동과 신뢰성을 보장합니다.

3.3 모터 스타-델타 시작 제어 회로 설계

산업 및 농업 생산에서, 모터 시작 시 전압 및 기타 장비에 미치는 영향을 줄이기 위해, 일반적으로 델타 구성으로 작동하는 큰 용량의 모터에 대해 스타-델타 저전압 시작을 사용하여 시작 전류를 제한할 수 있습니다. 시작 시, 모터는 먼저 스타 구성으로 연결되고, 모터 속도가 특정 값에 도달하면 시간 계열기가 활성화되어 델타 구성으로 전환되어 정상적으로 작동합니다.

3.3.1 오프-딜레이 시간 계열기를 사용한 제어 회로

제어 회로는 오프-딜레이 시간 계열기의 타이밍 오프 접점을 활용할 수 있습니다. 제어 회로 설계는 그림 3(a)에 표시되어 있습니다.

작동 과정: 메인 회로 나이프 스위치 QS를 닫고, 시작 버튼 SB2를 누르면 중간 계열기 KA, 시간 계열기 KT, 접촉기 KM3가 동시에 전력이 공급됩니다. KA의 보통 개 보조 접점이 닫혀 자체 잠금이 이루어집니다. KT의 타이밍 오프 접점이 즉시 닫혀 접촉기 KM1의 코일에 전력이 공급되고 KM2는 전력이 차단되어 모터가 스타 구성으로 시작됩니다.

KM1이 전력이 공급되면, 그 보통 폐 접점이 열려 KT 코일이 전력이 차단됩니다. 설정된 지연 시간이 경과한 후, KT의 타이밍 오프 접점이 열려 KM1 코일이 전력이 차단됩니다. KM1의 보통 폐 접점이 다시 닫혀 접촉기 KM2와 시간 계열기 KT의 코일에 전력이 공급됩니다. KM2의 보통 개 접점이 닫혀 자체 잠금이 이루어지고, 그 보통 폐 접점이 열려 KM3가 전력이 차단되어 스타 연결이 해제되고 델타 구성으로 전환됩니다. 동시에, KT의 타이밍 오프 접점이 다시 닫혀 KM1 코일에 전력이 공급되어 모터가 델타 구성으로 정상적으로 작동합니다. 정지 버튼 SB1을 누르면 KM1 코일이 전력이 차단되어 메인 회로가 끊어지고 모터가 정지됩니다.

3.3.2 온-딜레이 시간 계열기를 사용한 제어 회로

시간 계열기 유형이 제한적일 때, 온-딜레이 시간 계열기의 타이밍 오프 접점을 오프-딜레이 시간 계열기의 타이밍 오프 접점으로 대체할 수 있습니다. JSZ3A-B를 사용한 수정된 모터 제어 회로도는 그림 3(b)에 표시되어 있습니다.

작동 과정: 메인 회로 나이프 스위치 QS를 닫고, 시작 버튼 SB2를 누르면 중간 계열기 KA, 시간 계열기 KT, 접촉기 KM1, KM3가 동시에 전력이 공급되고, KM2는 전력이 차단됩니다. KA의 보통 개 보조 접점이 닫혀 자체 잠금이 이루어져 모터가 스타 구성으로 시작됩니다. 설정된 지연 시간이 경과한 후, KT의 타이밍 오프 접점이 열려 KM1 코일이 전력이 차단됩니다.

KM1의 보통 폐 접점이 닫혀 KM2 코일에 전력이 공급됩니다. KM2의 보통 개 접점이 닫혀 자체 잠금이 이루어지고, 그 보통 폐 접점이 열려 KM3가 전력이 차단되어 스타 연결이 해제되고 델타 구성으로 전환됩니다. 동시에, KM3의 보통 폐 접점이 닫혀 KM1 코일에 전력이 공급되어 모터가 델타 구성으로 정상적으로 작동합니다. 정지 버튼 SB1을 누르면 KM1 코일이 전력이 차단되어 메인 회로가 끊어지고 모터가 정지됩니다.

위에서 언급한 두 제어 회로의 전체 전환 과정에서 주 접촉기 KM1은 계속해서 전력이 차단되어 모터에 효과적인 안전 보호를 제공합니다.

4. 결론

본 논문은 JSZ3A-B를 예로 들어, 즉시 접점이 없는 온-딜레이 시간 계열기의 모터 지연 시작 제어 회로, 지연 정지 제어 회로, 그리고 스타-델타 시작 회로에서의 응용을 제시합니다. 특정 유형의 시간 계열기가 없을 때 전기 회로 설계에 대한 실용적인 해결책을 제공합니다.