KR0144289B1 - 전기기계구조 실험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기기계구조 실험장치에 관한 것으로, 전기기계(전동기 및 발전기)의 구성을 완전 개방형식으로 제작하여 피교육자 스스로 조립과 동시에 내부 구조의 파악은 물론 작동상태까지 눈으로 확인하며 공부할 수 있는 실험장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것으로서, 지지프레임에 관통되게 끼워지는 고정구를 이용하여 고정자와 극편을 조립 체결하고 고정자가 고정되는 지지프레임의 내측 중앙에는 다수개의 지지간으로 연결되는 고정샤프트를 설치하여 상기 고정샤프트에 회전자를 결합시키되, 상기 회전자에는 다수개로 구획되는 단자를 가지도록 평면원판으로 된 슬립링을 고정하여 회전자와 슬립링이 함께 회전 하도록 구성하고, 슬립링의 전면에는 고정샤프트의 끝단에 고정되는 브러쉬 취부장치를 설치하여 상기 브러쉬취부장치의 브러쉬홀더에 끼워지는 브러쉬가 슬립링의 단자에 접촉하도록 조립한 것이다.

Description

전기기계구조 실험장치

제1도는 본 발명에 따른 전기기계구조 실험장치의 사시도.

제2도는 본 발명에 따른 전기기계구조 실험장치의 요부 발췌단면도.

제3도는 본 발명에 따른 슬립링의 일실시예를 나타낸 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 지지프레임 13 : 고정샤프트

2 : 고정자 22,23 : 고정돌기

3 : 극편 51 : 단자

4 : 회전자 61 : 브러쉬홀더

5 : 슬립링 6 : 브러쉬 취부장치

본 발명은 전기기계구조 실험장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기기계(전동기 및 발전기)의 구성을 모듈레이터화한 실험장치를 통해 작동상태를 직접 확인하며 구조 및 원리 등을 이해할 수 있게함으로써 학습효과를 높일 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 발전기 및 전동기와 같은 전기기계류는 크게 나누어 회전자(rotor) 및 고정자(stator), 발전기에서 발생된 전력을 전기자(電機子)로 부터 뽑아 내거나, 전동기의 회전자에 전력을 공급하도록 된 접촉자(brush)로 구성되어 있다.

상기한 발전기 및 전동기의 구성이나 작동원리 등을 교육시 발전기의 커버를 제거한 채 코일이 권선된 회전자 및 고정자 구조의 형상만을 볼 수 있을 뿐, 그 특성과 작동 원리 등은 대부분 이론교육에 그치고 있어 교육자들의 경우 피교육자들에게 이를 이해하고 습득하는데 많은 어려움을 안고 있다.

이처럼 종래에는 현장 실습을 통한 실질적인 실험교육이라 할지라도 형식적인 실험실습만을 되풀이 하게 되어 기대하는 만큼의 학습효과를 얻지 못하였다.

이에 본 출원인은 상기와 같은 종래의 제결점을 감안 해소하기 위하여, 전동기 및 발전기의 구성을 완전 개방형식으로 제작 즉 모듈레이터화하여 피교육자 스스로 조립과 동시에 내부 구조의 파악은 물론 작동상태까지 눈으로 확인하며 공부할 수 있는 실험장치를 제공하므로써 학습자에게 깊은 신뢰감을 주어 교육효과의 개선은 물론 다양한 학습체계로 교육의 성과도를 높이는데 그 목적이 있는 것인 바, 이를 첨부된 예시도면을 참고하여 그 구성 및 작용 효과를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 따른 전기기계구조 실험장치의 예시도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명은 링 모양으로 되는 지지프레임(1)의 내측에 원주면을 따라 일정간격으로 뚫려지는 체결구멍(11a)과 조립구멍(11b)에 코일이 감겨지는 고정자(2)와 극편(3)이 고정되며, 지지프레임(1)의 내측 중앙부 다수개의 지지간(12)으로 연결되는 고정샤프트(13)와 회전자(4)와 함께 슬립링(5)이 조립되며, 회전자(4)가 조립되는 고정샤프트(13)의 끝단에는 브러쉬취부장치(6)가 고정되어 브러쉬홀더(61)에 끼워지는 브러쉬(8)가 슬립링(5)과 접촉하도록 구성되고 있다.

상기 지지프레임(1)은 원주면에 뚫고 있는 체결구멍(11a)과 조립구멍(11b)을 형성하여 필요에 따라(2극 또는 3극) 코일이 권선된 고정자(2)를 용이하게 이동시키면서 고정할 수 있는 것이면 지지프레임(1)의 형상이나 모양에 제한을 가지지 아니한다.

상기 고정자(2)는 지지프레임(1)과 극편(3)에 각각 형성되는 체결구멍(11a)(31a)과 서로 동일한 구멍(21) 및 각각의 조립구멍(11a,31a)에 끼워지는 고정돌기(22,23)가 부설되어 고정자(2)의 결합되는 극편(3)이 좌우로 유동되는 것을 방지하도록 되고, 그 일측면에는 외부 전원이 접속되는 전기접속구(24)가 마련되어 있다.

회전자(4)는 축하우징(41)의 내측으로 취부되는 베어링(42)이 고정샤프트(13)에 고정되도록 조립하여 상기 회전자(4)가 고정샤프트(13)를 기점으로 회전할 수 있게하고, 축하우징(41)에는 외주면에 코일(45)이 감겨지고 그 끝단에는 고정자(2)의 극편(3)과 대응되는 극편(44)이 부설되고 있다.

축하우징(41)에는 고무벨트(V)가 감겨지는 요홈부(46)가 구비되어 상기 요홈부(46)에 감겨되는 고무벨트(V)를 모터에 연결하여 상기 모터 구동시 고정샤프트(13)에 조립된 회전자(4)와 함께 슬립링(5)이 회전 운동하도록 되고 있다.

상기 회전자(4)와 함께 고정샤프트(13)에 조립되는 슬립링(5)은 두께가 얇은 평면판으로 되고, 그 내측 전면에는 다수개의 분리 구획되는 단자(51,51,…)가 구비되어 회전자(4)와 함께 슬립링(5)이 회전운동할 때 각각의 단자(51,51,…)에 브러쉬(8)가 접촉하는 것에 의해 전류가 통전되어지도록 되고 있다.

그리고 고정샤프트(13)의 끝단에는 다수개의 브러쉬홀더(61,61,…)가 구비되는 브러쉬취부장치(6)가 고정되어 상기 브러쉬홀더(61)의 내측으로 삽입된 브러쉬(8)가 슬립링(5)과 접촉하도록 조립되고 있다.

이러한 구성으로 된 본 발명은 먼저, 지지프레임(1)에 관통되게 끼워지는 고정구(15)를 이용하여 고정자(2)와 극편(3)이 고정되게 조립하고, 상기 지지프레임(1)의 고정샤프트(13)에 회전운동 하도록 된 회전자(4)와 함께 슬립링(5)을 고정되게 조립하며, 슬립링(5)에 고정샤프트(13)에 고정되는 브러쉬취부장치(6)의 브러쉬홀더(61)에 조립되는 브러쉬(8)가 슬립링(5)의 단자(51,51,…)에 접촉하도록 조립한다. 그런 다음 회전자(4)의 축하우징(41)에 형성된 요홈부(46)에 고무벨트(V)를 걸어주면 모터에 의해 회전자(4)와 슬립링(5)이 회전 운동하도록 된 하나의 전기기계구조 교육에 필요한 교구재를 제공받을 수 있게 된다.

본 발명에서와 같은 전기기계구조 실험장치는 회전자계 전동기, 단상전동기, 3상 전동기, 직류 직권 전동기, 직류분권 전동기, 직류 발전기, 교류 발전기의 구조는 물론 슬립링과 브러쉬의 작동상태를 직접 육안으로 통해 확인하면서 공부할 수 있는 것이다.

따라서 학습자에게는 전기기계구조를 이해하는데 깊은 신뢰감을 주어 교육효과의 개선은 물론 다양한 학습체계로 교육성과를 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 실질적인 실험실습을 통해 학습을 도모할 수 있게 되는 등의 효과가 있다.

Claims (3)

1. 링 모양으로 되는 지지프레임(1)의 원주면에 뚫고 있는 체결구멍(11a)과 조립구멍(11b)에 코일이 감겨지는 고정자(2)와 극편(3)이 일정한 간격으로 고정되며, 지지프레임(1)의 지지간(12)으로 연결되는 고정샤프트(13)에는 회전자(4)와 함께 슬립링(5)이 조립되어 고정샤프트(13)를 기점으로 회전자(4)와 함께 슬립링(5)이 회전 운동하도록 되고, 상기 슬립링(5)의 단자(51,51,…)에는 고정샤프트(13)의 끝단에 고정되는 브러쉬취부장치(6)의 브러쉬홀더(61)에 조립되는 브러쉬(8)가 접촉하도록 됨을 특징으로 하는 전기기계구조 실험장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 슬립링(5)은 평면 원판으로 형성됨을 특징으로 하는 전기기계구조 실험장치.
3. 제1항에 있어서, 고정구(2)가 고정되는 지지프레임(1)과 극편(3)에 체결구멍(11a)(31a)과 함께 조립구멍(11b)(31b)을 형성하여 상기 조립구멍(11a,31a)에 고정자(2)의 상하부에 설치되는 고정돌기(22,23)가 끼워지도록 됨을 특징으로 하는 전기기계구조 실험장치.