KR200154479Y1 - 전자석식 교류 저속 동기모터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전자석식 교류 저속 동기모터에 관한 것으로, 홈(16)을 형성한 회전자(11)와 상기 홈 (16)에 권선하여 일단을 상호 연결한 코일(12)과, 상기 코일의 양단과 연결하는 제1 및 제2스냅링(17,18)과, 제1 및 제2스냅링(17,18)과 접촉시킨 제1 및 제2브러쉬(19,20)와, 스냅링(17,18)과 접촉한 브러쉬(19,20)의 타단과 일단이 연결되는 제1 및 제2스프링(21,22)과, 제1 및 제2스프링(21,22)의 타단과 연결한 DC전원(23)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 고안에 의하면 종래 영구자석식 교류 저속 동기모터의 조립상 등의 문제로 용량상의 한계를 극복하여 더욱 큰 용량의 모터로 제작 가능하고 DC전원에 따라 모터의 힘을 가감할 수 있게 제작 가능하여 전 산업분야에 걸쳐 널리 사용가능한 효과가 있다.

Description

전자석식 교류 저속 동기모터

본 고안은 전자석식 동기모터에 관한 것으로 특히, 전자석식의 교류 저속 동기모터에 관한 것이다.

모터는 그 종류가 매우 많은바 이들 모든 모터의 기본 구조는 회전자인 로우터와 고정자인 스테이터로 구성되며 구동 전원에 따른 구분으로는 직류모터와 교류모터로 구분된다.

그 중 교류모터는 회전자에 따라 비동기모터와 동기모터로 구분되고, 동기모터는 또한 릴럭턴스모터, 영구자석모터 및 히스테리시스모터로 구분된다. 한편 직류전원을 인가받으나 별도의 제어회로에 의해 일정각도 회전하는 스테핑모터도 있다.

참고로, 스테핑모터는 로우터의 구조에 따라 가변 릴럭턴트형과 영구자석식 스테핑모터와 그리고 혼합형인 하이브리드형으로 구분된다.

상기한 스테핑모터는 직류전원을 상별로 선택 공급하여 소정의 원하는 회전을 제공하는 것으로, 하이브리드형 스테핑모터는 스테핑모터의 가장 대표적인 것으로, 도1에서 보듯이 회전자(1)내에 영구자석(2)이 포함되고 회전자(1)외주에는 권선(3)을 포함하는 고정자(4)로 구성되어 있다.

이와같은 구조의 스테핑모터는, 펄스가 가해지지 않을 땐 회전자가 일정위치를 유지하여 계속 정지하며 회전하려는 외력에 큰 저항을 가진다. 따라서 독특한 기동 및 정지특성을 갖는바, 토크대 관성 모멘트의 비가 크고 일정 주파수 범위의 펄스열을 제공해야 기동되어 동기구동하고 펄스역을 정지하면 회전자는 급격히 정지가능한 특성이 있다. 그러나 이러한 스테핑 모터는 스테핑각 만큼의 회전에 의하여 구동되므로 스테핑각을 제공하기 위한 고가의 제어 회로가 별도로 필요한 단점이 있다.

상기한 스테핑 모터와 유사한 구조를 갖는 동기모터로서는, 릴럭턴스모터가 있으나 이것은 일반적으로 수백 내지 수천의 rpm으로 회전하므로 이를 사용하여 저속으로 만들기 위하여는 별도의 감속장치가 필요한 단점이 있다.

상술한 종래 기술의 단점들을 감안하여 최근 나온 기술로는, 고정자 코일은 일반 동기모터와 같은 구조를 이루고, 회전자는 일반 스테핑모터구조를 이루어, 고정자코일에 교류전원을 인가하여 회전자의 자계와 혼합자계를 이루어 정속성이 양호하고 저속회전하는 교류 저속 동기모터가 나와 있다. 이런류의 동기모터로 나온 종류로는 릴럭턴트형과 영구자석식 형태의 것이 있다. 그중 영구자석식이 릴럭턴트형 보다 두배나 저속이 가능한 장점이 있다.

그러나 영구자석식 교류 저속 동기모터(도2참조)는 주로 소용량의 모터에 적합한 것으로 한정하여 사용할 수 밖에 없는 단점이 있다.

왜냐하면 삽입하여 제위치에 설치되기 전에 삽입하는 입구에서 영구자석의 자력에 의해 붙어버리므로 정확한 조립을 할 수 없는 단점이 있다. 만약 이를 대용량으로 할 경우엔 구조상 , 도2의 영구자석(2A)이 커지므로, 수리 또는 조립시 이큰 영구자석(2)을 회전자(1)에서 분해 및 조립 삽입하기가 매우 어렵다.

본 고안은 종래의 영구자석식 교류 저속 동기모터를 전자석식으로 구성하여 저속의 동기 모터를 대용량으로 제작 가능토록 함으로서, 더욱 토오크가 큰 저속회전이 가능한 동기모터를 제공할 수 있도록 한 것으로 이하 첨부도면에 의거 본 고안의 특징 및 다른 장점을 상술한다.

제1도는 종래의 하이브리드형의 스테핑모터에 대한 요부 종단면 예시도.

제2도는 종래의 영구자석식 교류 저속 동기 모터에 대한 구성도.

제3도는 본 고안에 따른 전자석식 교류 저속 동기모터에 대한 요부 단면 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1,11 : 회전자 2,2A : 영구자석

3,13 : 권선 4,14 : 고정자

5,15 : 회전축 12 ; 코일

16 : 홈 17,18 : 제1 및 제2 스냅링

19,20 : 제1 및 제2브러쉬 21,22 : 제1 및 제2스프링

23 : DC전원

제3도는 본 고안에 따른 전자석식 교류 저속 모터를 나타낸 종단면이다.

본 고안에서는 종래의 영구자석(2A)을 전자석으로 구성시켰다.

즉, 도3에서 보듯이, 회전축(15)엔 회전자(11)가 형성되고, 회전자(11)엔 복수의 홈(16)을 형성시킨다.

이 홈(16) 각각에는 코일(12)을 권선한다. 홈(16) 및 이 홈(16)에 감는 코일(12)의 수는 특히 제한되는 것은 아니다. 예로서, 1 - 7개 또는 그 이상 등과 같이 모터의 용량 또는 요구되는 모터의 힘의 크기에 따라 그 갯수를 늘려 제작할 수 있다. 즉, 용량을 크게 하고자 할 경우에는 홈(16)과 그곳에 형성시키는 코일(12)의 갯수를 더 늘리면 된다.

한편, 코일선의 일단은 다른 코일(12)의 코일선 일단과 연결하는 식으로 연결하여 도면에서 제일 좌측의 코일(12)의 일단은 제1스냅링(17)과 연결하고 제일 우측의 코일(12)의 타단은 제2스냅링(18)과 연결한다.

제1 및 제2스냅링(17,18)에는 제1 및 제2브러쉬(19,20)가 연결되고 각 브러쉬의 타단엔 제1 및 제2스프링(21,22)이 연결되고 그 스프링은 DC전원(23)과 연결된다.

그리고 고정자(14)에 형성하는 권선(13)은 도시하지 않은 공지의 인버터와 연결되어 입력주파수에 따라 속도제어된다.

이와같은 모터의 구조는 도면상 상하 대칭이므로 일부분은 완전히 도시하지 않고 생략하였다.

상기한 본 고안에 따른 동작은, DC전원(23)의 인가에 따라 코일(12)에 의하여 회전자(11)가 자화가 되면, 회전자(11)는 도시한 바와같이 각각의 상(24)이 교대로 N, S로 자극을 갖는다. 즉, 각 상이 갖는 N, S자극은 회전자(11)의 회전에 따라 자극이 바뀌는 것이 아니라 각 상에서 고정적으로 N 또는 S자극을 갖는다. 모터의 그 외의 모터의 전체적인 동작관계를 종래의 영구자석식 교류 저속 동기모터와 동일하므로 이에 대한 상세한 동작원리와 상세한 설명은 생략한다.

상술한 바와 같은 본 고안에 따른 전자석식 교류저속 동기모터에 의하면, 일반적인 직류모터의 경우 N, S극 변환을 별도의 장치에 의하여만 가능하나, 본 고안에 의하면 N, S극의 변화가 없으므로 N, S극 변환을 하는 별도의 장치가 불필요하므로 모터장치의 구조를 간단히 할 수 있는 잇점이 있다.

또한, 종래의 영구자석식 교류저속 동기모터의 영구자석(2A) 대신 복수의 코일(12)을 회전자(11)에 내장시킴으로써 모터의 힘의 조절을 DC전원(23)의 크기에 따라 조절 또는 가감할 수 있는 가변형으로 제작 가능한 장점이 있다.

또한 이와같은 본 고안에 의하면, 영구자석에 의한 회전자 구조에 아니어서 분해, 조립 등이 용이하여 교류 저속 동기모터의 용량, 크기를 더욱 크게할 수 있다.

바람직하기로는 10 - 100마력의 범위의 모터로서 사용하는 것이 적용상 가장 유리하다. 그러나, 이에 절대한정되지 않고 얼마든지 더 큰 마력수로 제작할 수 있음은 물론이다.

통상 일반적인 모터는 누적오차없이 정확한 회전을 보장한다 하여도 실제 사용할 때 경우, 예로써 1800rpm의 경우, 회전슬립에 의해 1700rpm까지 떨어지는 단점이 있으나, 본 고안에 의하면 이와같은 슬립문제가 전혀 없이 큰 힘을 발휘할 수 있을 뿐만 아니라 저속의 동기모터로서 더욱 정확한 회전속도를 보장할 수 있는 효과가 있다.

따라서, 산업상 적용 분야로는 저속으로 큰힘(토오크)를 발생함과 동시에 정확한 회전속도를 유지하는데 필요한 모터로 사용이 가능한 것으로, 거의 전 산업분야에 걸쳐 그의 적용 및 응용 가능성이 매우 크다.

Claims (3)

1. 전자석식 교류 저속 동기모터를 형성함에 있어서, 상기 모터는 각상(24)의 내측으로 코일(12)을 수용하는 홈(16)과 상하 교대로 N, S자극을 갖도록 형성한 회전자(11)와,

   상기 홈(16)에 권선하여 일단을 상호 연결한 코일(12)과,

   상기 코일(12)의 양단과 연결하는 제1 및 제2스냅링(17,18)과,

   상기 제1 및 제2스냅링(17,18)과 접촉시킨 제1 및 제2브러쉬(19,20)와,

   상기 제1 및 제2 브러쉬(19,20)의 타단과 일단이 연결되는 제1 및 제2스프링(21,22)과,

   상기 제1 및 제2스프링(21,22)의 타단과 연결된 DC전원(23)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석식 교류 저속 동기모터.
2. (삭제)
3. (정정) 제1항에 있어서, 상기 회전자(11)에 형성시키는 홈(11) 및 상기 홈(11)에 권서하는 코일의 수는 1-7개인 것을 특징으로 하는 전자식 교류 저속 동기모터.