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KR900008800B1 - Ac 전류에 의해, 에너지화 되어 두부분의 계합을 일으켜서 전자석을 제어하는 장치 및 그 방법 - Google Patents

Ac 전류에 의해, 에너지화 되어 두부분의 계합을 일으켜서 전자석을 제어하는 장치 및 그 방법 Download PDF

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KR900008800B1
KR900008800B1 KR1019880700060A KR880700060A KR900008800B1 KR 900008800 B1 KR900008800 B1 KR 900008800B1 KR 1019880700060 A KR1019880700060 A KR 1019880700060A KR 880700060 A KR880700060 A KR 880700060A KR 900008800 B1 KR900008800 B1 KR 900008800B1
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South Korea
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electromagnet
coil
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switch device
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KR1019880700060A
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바타이유 크리스티앙
벨벨 엘리
가스트 장-노엘
로오레르 미셸
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라 텔레메카니끄 엘렉트리끄
알랭 카리아
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Publication date
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Abstract

내용 없음.

Description

AC전류에 의해, 에너지화 되어 두부분의 계합을 일으켜서 전자석을 제어하는 장치 및 그 방법
본 발명은 AC 전류에 의해 에너지화 되어 두부분의 계합을 일으켜서 전자석을 제어하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
특히, AC 전류에 의해 전자석코일의 에너지화에 따라 폐쇄가 일어나는 전기접촉기에서 사용된 전자석의 제어에 적용되고, 그러한 에너지화는 고정접점들 위에 접촉기의 이동접점들의 인가를 일으킨다. 그러나 본 발명은 이러한 형태의 인가에 제한되지 않는다. 사실, 예를들면 전자석밸브와 같은 전자석에 의해 작동되는 수많은 다른 장치에 적절한 것이다.
이러한 종류의 장치에 있어서, 폐쇄를 일으키는 전자석의 이동부분에 연통된 기계적에너지는 전자석코일의 에너지화를 제어하는 스위치의 폐쇄각에 따라 변할 수 있다. 즉, AC 전류의 대응주기가 고려된 에너지화의 시작을 표시하는 시각에 따라 변할 수 있다.
이 때문에, 현재로서는 대부분 바람직하지 않은 폐쇄각을 포함하는 모든 경우에 있어서도 전자석을 작동할 수 있는 크기로 되어 있는 것이다.
그러나, 이러한 크기를 수반하는 사이즈 및 코스트가 증가하는 외에도, 폐쇄각의 측정은 특히 폐쇄각이 바람직하지 않은 경우, 주로 발생되는 에너지의 초과때문에 다소의 결점이 있었다.
이 초과에너지 때문에 너무 빠른 마모(premature wear)를 일으키는 바운싱(bouncing)에 의해 수반되는 상당한 충격을 고정접점위의 이동 접점에 발생하는 사실이 접촉기에서 종종 관찰된다. 더우기, 잡음뿐 아니라 자석회로의 파괴를 고려할때 조차 이동접촉부품 또는 전자석의 전기자는 고속으로 전자석의 고정부를 때리고, 자석회로의 바운싱현상(크런싱현상 : crunching), 햄머링현상을 일으킨다.
또한 시일이 너무 빨리 마모되는 시트가 있고, 특히 상기 시일의 탄성때문에 바운싱현상을 더욱 나타내는 전자석밸브와 같은 다른 전자석장치에서 유사한 문제가 발생한다.
그러므로 본 발명의 목적은 이러한 결점을 극복하기 위한 것이다. 이를 위하여, 상기 형태의 전자석은 전자석에 내장된 이동부품의 최적작동을 이끄는 적어도 하나의 특정 폐쇄각을 가지고 있는 것을 발견함에 기초된다. 동시에 이러한 특정 폐쇄각을 부여함에 의해 상기 언급된 결점을 극복하는 것이 가능하다.
이를 달성하기 위하여, 본 발명은 두부분의 계합을 발생하기 위한 제어명령의 방사에 따른 AC전류를 인가하는 코일을 포함하는 전자석을 제어하는 방법을 제공하고, 이 방법은 전자석의 특정 에너지화 제어각에 대응하는 시간주기를 예비설정하고, 상기 제어명령이 발생된 경우의 순간부터 AC전류의 제로 교차를 검출하고, 상기 제로 교차후에 따르는 상기 시간주기가 경과한 후 코일에 AC전류를 인가하는 것을 특징으로 한다.
이러한 방법은 전자석의 코일에 직렬로 제어가능한 스위치장치를 내장함에 의해 사용되고, 상대적으로 간단한 자석회로는 AC전류의 제로 전압을 결정하는 부재와, 전자석의 특정제어각에 대응하는 지연시간을 얻도록 조절되고, 제로결정부재의 출력에 접속된 지연요소와, 제어명령에 따라 상기 지연시간에 의해 지연된 코일의 에너지화를 제어하는 신호를 스위치장치에 전달하기 위하여 상기 지연요소에 의해 제어되는 스위치 오버(switch-over) 장치로 이루어진다.
그래서 이동접점부품 또는 이동전기자에 연통된 속도로 얻어진 제어는 상기 언급된 결점을 피한다.
그러한 장치에서 실행된 테스트는 전기자의 수명을 열배 증강하는 것을 나타내고 다른 한편으로는 구리부피의 감소를 특히 요하기 때문에 전자석의 부피와 값을 현저하게 감소하는 것을 나타낸다.
본 발명의 실시예를 수록된 도면을 참고하여 제한적인 예로서 이후 설명한다. 제1도는 본 발명에 의한 제어장치의 일반적 다이어그램 제2도는 제1도에 도시된 회로의 다른 지점에서의 대표적인 전기신호의 다이어그램 제3도, 제4도, 제5도 및 제6도는 제1도 및 제2도에 도시된 장치에 사용된 제어가능한 스위치구성의 변형예의 다이어그램 제1도에 도시된 바와같이, AC근원(단자 B1, B2)의 단자에 코일 L을 접속한 회로에서 직렬로 코일 L만이 도시되어 있는 전자석용 제어장치는 폐쇄가 코일의 에너지화를 위한 명령의 인가에 의해 야기되는 제어스위치 I와, 제어스위치 I가 폐쇄되는 경우 트리악(Triac) T의
Figure kpo00001
에 의해 불규칙하게 트리거함을 피하도록 된 레지스터 RS(스너버"Snubber")에 의해 종래대로 분로가 만들어진 트리악 T에 의해 형성된 제어가능한 스위치로 이루어진다.
이 트리악 T의 게이트 G는 근원의 단자 B2와 스위치 I의 출력단자 A사이에 접속된 공급회로에 의해 공급된 전기제어회로에 의해 제어된다. 특히 이 공급회로는 다이오드 D1, 레지스터 R1및 제너다이오드 DZ1에 의해 분로가 만들어진 콘덴서 C1를 직렬로 포함한다.
이 예에 있어서, 근원의 제로전압의 검출과 전자석의 특정 제어각을 한정하는 상기 지연시간은 다음단계를 포함하는 절차를 사용하여 얻어진다. 특정 제어각에 대응하는 위상전이각에 의해 근원에 대해 위상이 전이되지만 근원의 AC 전류에 동기하는 반파정류를 준비하고, 위상에 반대되고, 동일한 주파수특성을 가지는 1/4파 신호로 상기 정류를 취하고, 상기 신호의 상승에 대응하는 펄스를 얻도록 1/4파 신호의 분로를 만들고, 상기 펄스에 응답하는 쌍안정플립-플롭에 의해 트리악 T의 게이트 G를 제어한다.
그래서, 도시된 예에 있어서, 정류를 얻기위한 위상은 단자 A와 B2사이에 콘덴서 C3를 병렬접속한 레지스터 R4와 다이오드 D3를 포함하는 정류회로에 의해 달성된다. 회로망의 AC 전류에 관한 점 C에서 얻어진 반파정류의 위상전이는 콘덴서 C3또는 레지스터 R4의 값을 적절히 선택함에 의해 원하던 값으로 조절된다. 제2도에 도시된 오실로그램 O1및 O3에 도시될 수 있는 위상전이는 점 C에서(레지스터 R4와 콘덴서 C3사이의 접속)얻어진 반파정류전압과 단자 A에서 취한 AC전류의 전압을 각각 나타낸다.
반파정류전압은 위상에, 반대되지만, 오실로그램 O4에 의해 도시된 동기 1/4파 신호를 점 D에서 전달하는 제1변환 세이퍼(Shaper)에 인가된다. 이 신호는 통상적으로 콘덴서 C4와 레지스터 R6에 의해 형성된 분로장치에 인가된다. 점 F에서 콘덴서 C4와 레지스터 R6가 접속한 상태의 펄스의 연속성은 변환셰이퍼 IN1에 의해 전달된 신호의 1/4파의 상승에 각각 대응하게 얻어진다.
오실로그램 O6에 도시된 이 펄스는 식 RS의 쌍안정 플립-플롭 FL의 입력에 접속된 출력이 있는 제2변환 셰이퍼 IN2에 인가된다. 오실로그램 O8에 의해 나타나는 신호가 있는 이 플립플롭 FL의 출력 Q은 레지스터 R7를 개재해서 트리악 T의 게이트에 접속된다.
플립플롭 FL의 초기치설정입력 E6은 스위치 I의 폐쇄에 따라, 공급전압이 예정된 값을 초과한 경우만 초기치설정신호를 출력하기에 적합한 초기치설정회로에 접속된다. 이 초기치설정회로는 특히 공급회로의 점 B과 단자 B2사이에 콘덴서 C2에 직렬인 레지스터 R8를 포함한다. 이 레지스터 R8와 이 콘덴서 C2사이의 중계점은 스위치 I의 폐쇄에 따라, 전압이 B점(오실로그램 O2)에서 공급전압의 의미로 증가하는 동안의 제1위상과, 전압이 예정된 문턱 VS에 달하는 경우 공급전압은 제로값을 가지기 시작되는 제2위상으로 이루어지고, 출력 E에서 오실로그램 O5에 의해 도시된 진폭을 가지는 전압을 통하여 문턱장치 IN3에 접속된다.
문턱장치 IN3의 출력 E은 오실로그램 O7에서 볼 수 있는 바와같이, 문턱장치 IN3의 작동의 제1위상에 제로값(논리상태 0)과 제2위상동안 논리상태 1에 상당하는 값을 가지는 출력전압을 출력 S로 보내는 변환셰이퍼 IN4의 입력에 접속된다. 이 출력전압은 플립플롭 FL의 초기치설정입력 E2에 인가되어서, 단시간의 위상이 스위치 I의 폐쇄를 따르는 동안 플립플롭의 불확실한 작동을 피하는 플립플롭 FL의 초기치설정은 지연된다.
점 F(분로장치 C4R6의 출력)와 점 S사이에 접속된 다이오드 D4는 스위치 I의 폐쇄동안 발생해야만 하는 초기치설정이 종료되지 않은 전체 시각동안 플립플롭 FL의 트리거링을 방지한다(다이오드 D4는 문턱장치 IN3와 변화셰이퍼 IN4의 제1작동위상동안의 제로전압에서 분로장치 C4R6의 출력을 유지한다.
상기 설명된 회로는 점 C에서의 전압을 B점에서 보내진 공급전압으로 제한하도록 점 B와 C를 함께 접속하는 다이오드 D2와 병렬로 교차하고 있는 레지스터 R8에 있어서, 스위치 I의 개방시간에서 콘덴서 C2의 방전을 가속하는 다이오드 D9로 이루어진다.
제2도에 도시된 오실로그램에 있어서, 전자석의 특징제어각에 상당하는 지연시간은 50°의 각에 상당하는 약 2.7ms에서 선택됨을 알 수 있다. 물론, 본 발명이 이 각으로 제한되는 것은 아니다. 사실, 사용된 전자석장치에 따라서, 0°에서 180°의 각으로 변화를 줄 수 있다.
제3도에 도시된 변형예에 있어서, 트리악의 게이트전류는 레지스터 R10를 개재해서 플립플롭 FL의 출력 Q에 베이스가 접속된 트랜지스터 TR1에 의해 증폭된다. 이 트랜지스터 TR1의 선택기는 제너다이오드 DZ2에 의해 분로된 콘덴서 C5를 개재해서 AC근원의 단자와 레지스터 R11를 개재해서 다이오드 D1에 접속된다. 트랜지스터 TR1의 전극은 트리악 T의 제어상태를 나타내도록 하는 광방사다이오드 D10와 레지스터 R12를 개재해서 트리악 T의 트리거에 접속된다.
전자석의 제어는 트리악의 수단에 의해서 보다 다르게 제공될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
그래서, 제4도는 이러한 제어가 종래로부터 알려져 있는 바와같이, 헤드부를 코일 L의 회로 끝부분에 접속한 두개의 광다이리스터 TH1, TH2와 플립플롭의 출력회로에 접속된 광방사다이오드 D11로 이루어진 광결합기의 수단에 의해 제공되는 일실시예를 도시한다.
제5도는 쌍안정플립플롭 FL의 변압기의 일차권선 P1으로 출력이 공급되는 다중진동기 OSC1또는 발진기의 작동을 일으키는 다른 변형예를 도시한다. 다중진동기 OSC1는 다이오드 D12, D13및 레지스터 R14, R15를 포함하는 두개의 복조기를 개재해서 전자석의 코일 L의 회로 끝부분에 헤드부를 접속한 두개의 다이리스터 TH4, TH5를 각각 구동하는 두개의 이차권선 P2, P3를 가진다.
제6도에 도시된 다른 해결책은 이차권선 P4이 쌍안정플립플롭 FL에 의해 구동된 발진기 OSC2의 출력회로에 접속된 단일의 이차권선을 가지는 코어없는 변압기를 사용하여 구성한다. 이차권선 P5의 단자에서의 전압은 정류되고, 필터되어(D14, C6, R16), 전계효과트랜지스터 FET의 게이트에 인가된다. 이 전계효과트렌지스터 FET는 다이오드브리지 D15∼D18를 개재해서 코일의 회로 끝부분에 헤드부를 접속한 두개의 다이리스터 TH6, TH7를 제어한다.
상기 설명된 방법 및 장치는 특히 변환회로에 사용된 접촉기를 제어하는 이점을 입증한다.
사실, 이러한 회로는 통상 반대로 작동하는 두개의 접촉기를 가지며, 즉 이러한 접촉기의 하나를 폐쇄하면, 다른 접촉기의 개방을 수반한다. 이러한 회로에 있어서, 두개의 접촉기의 폐쇄 및 개방 각각을 동시에 발생하는 작금에는, 개방명령을 수용하는 접촉기의 접점에서 발생하는 아크의 소멸전에 폐쇄명령을 수용하는 접촉기에 스위치오버되는 사실때문에 쇼트회로의 임무를 고려할만하다. 그래서, 단일위상전류를 위한 변환회로, 경우에 있어서 예를들면, 위상회로는 중립점에 직접 접속된다.
이러한 위험은 변환회로의 접촉기의 각각을 위하여 본 발명에 따른 제어장치를 사용하여 극복한다. 사실, 그러한 제어장치의 폐쇄하도록 된 접촉기의 스위치오버는 초기치설정이 요구되는 시간때문에 개방하도록 된 접촉기의 아크의 소멸시간보다 큰 지연시간으로 개방하도록 된 접촉기의 스위치오버에 관하여 항상 지연될 것이다.

Claims (13)

  1. 두부분의 계합을 일으키는 에너지화 명령의 방사에 따라 근원에서부터 오는 AC전류가 인가되는 코일을 가지는 전자석을 제어하는 방법은 전자석을 에너지화하는 특정제어각에 상당하는 시간주기를 미리 설정하고, 상기 제어명령이 방사된 경우, 근원에서의 AC전압의 제로초과의 순간부터 검출하고, 상기 제로초과후에 따르는 상기 시간주기가 경과된 경우, 코일에 AC전류를 인가하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 두부분의 계합을 일으키는 에너지화 명령의 방사에 따라 근원에서부터 오는 AC전류가 인가되는 코일을 가지는 전자석을 제어하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 전자석의 특정제어각을 구획하는 상기 지연시간 및 진압제로의 검출은 반파정류에 관하여 특정제어각에 상당하는 위상전이각에 의해 위상이 전이하지만 상기 AC 전류와 동기하는 반파정류를 설비하고, 상기 정류를 동일한 주파수 및 위상특성을 가지는 신호의 형상으로 하고, 상기 신호의 하강 및 상승수단에 의해 상기 코일에 AC 전류의 인가를 제어하는 공정으로 얻어지는 것을 특징으로 하는 두부분의 계합을 일으키는 에너지화 명령의 방사에 따라 근원에서부터 오는 AC 전류가 인가되는 코일을 가지는 전자석을 제어하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 검출은 상기 신호의 상승과 상기 펄스의 하나에 의해 코일에 AC 전류의 인가를 제어하는 시간에 부합하여 전류펄스를 얻도록 1/4파 신호의 분로를 가지는것을 특징으로 하는 두부분의 계합을 일으키는 에너지화 명령의 방사에 따라 근원에서부터 오는 AC 전류가 인가되는 코일을 가지는 전자석을 제어하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 펄스는 제어명령의 방사에 따른 단시간주기동안 억제가 이루어지는 것을 특징으로 하는 두부분의 계합을 일으키는 에너지화명령의 방사에 따라 근원에서부터 AC 전류가 인가되는 코일을 가지는 전자석을 제어하는 방법.
  5. 전자석의 코일(L)에 직렬로 제어가능한 스위치장치(T)를 개재해서 AC 공급근원에 접속된 코일을 가지는 전자석을 제어하는 장치는 상기 스위치장치(T)가 근원(R4, C3, D3, IN1, C4, R6, IN2)의 전압제로를 설정하는 부재와, 전자석의 특정제어각에 상당하는 지연시간을 얻도록 조절되고, 제로설정부재의 출력에 접속된 지연요소와, 상기 지연시간에 의해 지연된 코일의 에너지화를 제어하는 신호인 제어명령에 따라 스위치장치(T)에 보내지는 상기 지연요소에 의해 제어되는 스위치오버장치(FL)를 가지는 제어회로에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 전자석의 코일(L)에 직렬로 제어가능한 스위치장치(T)를 개재해서 AC공급근원에 접속된 코일을 가지는 전자석을 제어하는 장치.
  6. 제5항에 있어서, 제어가능한 스위치장치(T) 및 코일을 에너지화하는 명령의 인가에 의해 폐쇄되는 스위치(I)를 직렬로 포함하는 회로를 통하여 AC근원에 접속된 전자석의 코일은 상기 제어가능한 스위치장치(T)의 제어가 상기스위치(I)의 출력에서, 반파정류에 관하여 전자석의 특정제어각에 상당하는 위상전이각에 의해 위상이 전이하지만 상기 근원의 AC전류와 동기하는 반파정류를 보내기 적합한 정류기(R4, C3, D3)와, 반파정류를 대향하는 위상에서 동일주파수특성을 가지는 1/4파 신호를 변압하기에 적합한 제1셰이퍼(IN1)와, 상기 1/4파 신호의 상승 또는 하강에 부합하는 펄스를 보내기에 적합하도록 되어 상기 제1셰이퍼(IN1)의 출력에 설치된 분로장치(C4, R6)와, 상기 제어가능한 스위치장치(T)의 출력을 제어하는 상기 펄스에 응답하는 쌍안정플립플롭(FL)으로 이루어진 회로수단에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 전자석의 코일(L)에 직렬로 제어가능한 스위치장치(T)를 개재해서 AC 공급근원에 접속된 코일을 가지는 전자석을 제어하는 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 스위치(I)는 정류회로(D1, R1, C1, DZ1)에 의해 보내진 전압이 상기 스위치(I)의 폐쇄에 따라 예정된 역치를 초과한 경우, 상기 쌍안정 플립플롭에 초기치설정신호를 보내는 문턱장치(IN3, IN4) 뿐 아니라 제어가능한 스위치장치(T)의 제어회로의 전극을 공급하는 정류회로(D1, R1, C1, DZ1)를 하류에 이루고 있는 것을 특징으로 하는 전자석의 코일(L)의 직렬로 제어가능한 스위치장치(T)를 개재해서 AC 공급근원에 접속된 코일을 가지는 전자석을 제어하는 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 장치는 상기 플립플롭(FL)의 초기치설정이 발생된 경우의 시간과 스위치(I)의 폐쇄시간 사이의 단시간위상동안 상기 펄스를 억제하는 수단(D2)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자석의 코일(L)에 직렬로 제어가능한 스위치장치(T)를 개재해서 AC공급근원에 접속된 코일을 가지는 전자석을 제어하는 장치.
  9. 제5항에 있어서, 상기 제어가능한 스위치장치는 게이트(G)가 쌍안정플립플롭(FL)의 출력회로에 의해 제어되는 트리악(T)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자석의 코일(L)에 직렬로 제어가능한 스위치장치(T)를 개재해서 AC공급근원에 접속된 코일을 가지는 전자석을 제어하는 장치.
  10. 제5항에 있어서, 상기 제어가능한 스위치장치는 광결합기(D11, TH1, TH2)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전자석의 코일(L)에 직렬로 제어가능한 스위치장치(T)를 개재해서 AC 공급근원에 접속된 코일을 가지는 전자석을 제어하는 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제어가능한 스위치장치는 코일(L)의 회로 끝부분에 헤드부를 접속한 두개의 광다이리스터(TH1, TH2)와 쌍안정플립플롭(FL)의 출력회로에 접속된 광방사다이오드(D11)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석의 코일(L)에 직렬로 제어가능한 스위치장치(T)를 개재해서 AC공급근원에 접속된 코일을 가지는 전자석을 제어하는 장치.
  12. 제5항에 있어서, 상기 제어가능한 스위치는 두개의 복조기(D12, R14, D13, R15) 각각을 개재해서 전자석의 코일회로 끝부분에 헤드부를 접속한 두개의 다이리스터 (TH4, TH6) 각각을 구동하는 두개의 이차권선(P2, P3)을 가지는 변압기의 일차권선(P1)으로 공급된 출력과 쌍안정플립플롭(FL)에 의해 제어된 발진기(OSC1)를 가지는 것을 특징으로 하는 전자석의 코일(L)에 직렬로 제어가능한 스위치장치(T)를 개재해서 AC공급근원에 접속된 코일을 가지는 전자석을 제어하는 장치.
  13. 제5항에 있어서, 상기 제어가능한 스위치는 변압기의 일차권선(P4)으로 공급된 출력과 쌍안정플립플롭(FL)에 의해 제어된 발진기(OSC2)와, 이 변압기의 이차권선(P2)에 의해 보내진 전압을 정류하고 필터링하는 정류기(D14, C6, R16)와, 정류되고, 필터링된 전압에 의해 구동되는 전계효과 트랜지스터(FET)를 포함하고 이 전계효과 트랜지스터는 다이오드브리지(D15내지 D18)를 개재해서 코일(L)의 회로 끝부분에 헤드부를 접속한 두개의 다이리스터(TH6, TH7)를 제어하는것을 특징으로 하는 전자석의 코일(L)에 직렬로 제어가능한 스위치장치(T)를 개재해서 AC공급근원에 접속된 코일을 가지는 전자석을 제어하는 장치.
KR1019880700060A 1986-05-21 1987-05-20 Ac 전류에 의해, 에너지화 되어 두부분의 계합을 일으켜서 전자석을 제어하는 장치 및 그 방법 Expired KR900008800B1 (ko)

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