KR100335797B1

KR100335797B1 - 인버터 일체형 유도전동기

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Publication number: KR100335797B1
Application number: KR1019990034859A
Authority: KR
Inventors: 김좌종; 김해룡
Original assignee: 김좌종; 김해룡
Priority date: 1999-08-21
Filing date: 1999-08-21
Publication date: 2002-05-08
Also published as: KR20000012213A

Abstract

본 발명은 인버터 일체형 모터에 관한 것으로서,

종래에는 유도전동기의 회전속 제어를 위해 인버터를 특정한 장소에 설치를 하고, 유도전동기가 있는 장소까지 전선을 사용하여 모터와 연결하는 방법으로 사용하며 이러한 설치 방법은 인버터를 설치할 수 있는 특별한 기술자가 필요하며, 인버터를 설치하기 위한 공간이 별도로 필요하다.

그리고, 인버터는 고속의 스위칭 동작으로 유도전동기를 제어하며, 이로 인하여 인버터와 전동기 간에 연결된 도선에서 타 장치에 치명적인 결함을 유도하는 장애를 발생시킨다.

지금까지는 인버터를 이용하여 주로 속도제어를 하였지만 이외의 제어를 하기위해서는 인버터와 여러가지 장치들을 복합하여 사용하는 기술을 이용하여 폭 넓은 제어를 이룰 수 있었으나, 이러한 제어 및 전반적인 사용은 공업용에 한하여 사용되고 있을 뿐만 아니라 가격이 고가이므로 농,축산용으로 사용하는데는 많은 문제점을 가지고 있다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 3상 또는 2상 상용전원을 인가받아 3상 유도전동기 및 인버터를 손쉽게 설치 및 운전하는 것과 인버터와 유도전동기와 연결된 도선이 유도전동기 내부에서 결선하므로 도선에서 발생하는 장애 발생분을 최소한으로 할 수 있는 것과 외부에서 입력되는 펄스의 계수에 대응하는 위치제어 및 일체형 인버터 전동기 내부에 장착된 펄스 제너레이터를 이용한 위치제어와 3상 상용전력이 공급되지 않는 지역에서 간편하게 일체형 유도전동기를 설치하므로 전기적 효율을 높일 수 있도록 한 인버터 일체형 유도전동기에 관한 것이다.

Description

인버터 일체형 유도전동기{Induction motor unified with inverter}

본 발명은 인버터 일체형 유도 전동기에 관한 것으로서, 특히 3상 또는 2상 상용전원을 인가받아 3상 유도전동기 및 인버터를 손쉽게 설치 및 운전하는 것과 인버터와 유도전동기와 연결된 도선이 유도전동기 내부에서 결선하므로 도선에서 발생하는 장애 발생분을 최소한으로 할 수 있는 것과 외부에서 입력되는 펄스의 계수에 대응하는 위치제어 및 일체형 인버터 전동기 내부에 장착된 펄스 제너레이터를 이용한 위치제어와 3상 상용전력이 공급되지 않는 지역에서 간편하게 일체형 유도전동기를 설치하므로 전기적 효율을 높일 수 있도록 한 인버터 일체형 유도전동기에 관한 것이다.

종래에는 인버터와 모터를 분리하여 제어하는 방법이 사용되고 있다.

인버터와 모터가 분리된 장치는 주 제어원인 인버터에서 유도 전동기까지 전력을 전도할 전선을 연결하는 작업이 필요하며 이러한 연결 방법에서는 다음과 같은 문제를 야기시킨다.

인버터는 상용전원인 교류전압을 받아 이것을 직류변환 장치인 정류부에서 직류전압으로 변환을 시킨 후 다시 교류로 변환을 시키는 장치인데 이렇게 교류로 변환시킬 때 행해지는 소자의 스위칭은 고주파 노이즈를 발생시킨다.

이로 인하여 동력 전달을 목적으로 하는 전력선에서 많은 양의 노이즈분이 외부장치에 복사되는 현상으로 장치의 오동작을 유발하는 이유가 되고 있다.

또한, 종래의 방식은 인버터를 사용할 수 있는 기술자가 설치 및 운전에 필요한 데이터를 설정하는 방법으로 인버터를 운전하고 있으며, 이러한 방법은 전문적인 기술을 가진자만이 설치 및 운영을 할 수 있는 장치이다.

그리고, 인버터를 이용한 위치제어를 행하기 위해 전동기의 회전축에 펄스 제너레이터를 설치하는 것이 필요하며 이 설치된 제너레이터에서 발생되는 펄스를 일정한 연산장치를 통하여 인버터를 제어하는 기술이 필요했다.

종래의 인버터 제어장치는 가격이 매우 고가이고, 3상 유도 전동기를 사용하기 위해서는 상용전원이 3상이어야 하므로 대부분 2상 상용전원이 공급되고 있는 농어촌지역에서는 2상 유도전동기만을 사용하고 있으며, 이러한 2상 유도 전동기는 수명이 짧아 사용자는 수시로 유도 전동기를 교환해야만 하는 문제점이 발생하고 있다.

일반적으로 유도 전동기는 입력되는 3상 전력의 주파수 및 극수에 따라 모터의 회전수가 변하고 있으며, 이것은 주파수를 변화시키므로 극수의 변환없이 유도 전동기의 회전수를 변화시킬 수 있다.

전력회사로 부터 공급되는 교류전원의 주파수는 60Hz이며, 이와같은 상용전원의 주파수를 인버터는 다음과 같은 과정으로 변환시킨다.

도 1 과 도 2 는 종래의 유도전동기 구동장치를 도시한 것으로서,

사용전원(1)이 컨버터(2)에서 직류전압으로 변환되고, 이 직류전압이 인버터(3)에서 소정의 주파수를 갖는 교류로 변환되어 전력선(4)을 통해 유도전동기(5)에 공급되므로서, 유도전동기(5)가 구동하게 되는 것이다.

상기 인버터(3)의 원리는 도 2 와같이 스위치(A,B)가 번갈아가면서 온-오프동작하면, 유도전동기에는 전류가 실선과 점선으로 도시된 바와같이 교번되어 흐르게 된다.

상기 스위치(A,B)의 스위칭속도가 곧 주파수인데, 이와같은 스위치(A,B)는 대전력용 스위칭소자를 사용하며, 스위칭제어는 각종 마이크로 컴퓨터를 이용하여 스위칭소자의 스위칭동작을 제어한다.

이와같이 구성된 종래의 인버터의 사용상태는 인버터와 유도전동기를 별도로 설치하는 것이기 때문에 인버터를 설치하기 위한 별도의 공간이 필요하고, 그 설치가 매우 복잡하며, 인버터를 운영할 수 있는 특별한 기술자가 필요하며, 인버터에서 유도전동기로 연결되는 동력선에서 많은 양의 고주파가 발생하여 타 장치에 오동작을 유발시키는 원인이 되었다.

또한, 종래에는 인버터 장치가 유도전동기의 상태를 파악하는 방법으로 전류의 변화를 이용하고 있으며, 이러한 방법은 유도전동기의 기계적하중을 알 수 없으므로 유도전동기의 스타트 주파수와 전압의 공급 값을 설정하기가 매우 어려워 전문적인 기술자가 적절한 값을 설정하여 제어해야만 하는 문제점이 야기되고 있다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 모터의 회전축에 펄스 제너레이터를 설치하여 현재 모터의 회전 상태를 자동으로 인식하여 사용자가 전문적인 기술을 이용한 값들을 입력하지 않아도 모터의 회전상태와 소비전류 양을 연산하여 사용자가 요구하는 회전수와 토크를 출력하는 기술과, 인버터와 유도전동기 간의전력선이 필요없이 유도전동기 내부에 인버터를 장착하는 기술과, 인버터가 유도 전동기의 내부에 장착되므로 전력선간에는 상용전원의 주파수만이 발생하므로 외부의 장치에 고주파로 인한 악영향을 미치지 않도록 하고, 여러개의 인버터 일체형 유도전동기와 데이터 교환으로 각각의 유도전동기에 별도의 전원이 공급되어도 각각의 유도전동기의 속도가 동기를 이룰 수 있도록 하였으며, 상기 펄스 제어레이터를 사용한 유도 전동기의 위치제어가 용이하고, 작업현장에 공급되는 상용전원이 2상인 경우에도 상 변환을 하여 3상 유도전동기를 사용하여 전력의 효율적 사용이 가능하게 하므로서, 저가의 인버터를 제공할 수 있도록 한 인버터일체형 유도전동기를 제공함을 목적으로 한다.

입력되는 3상 또는 2상 전력을 입력받아 주파수를 변환하여 이에따라 회전속도가 가변되는 유도전동기와, 상기 유도전동기로 공급되는 3상 전력의 주파수를 가변 시키는 인버터를 일체화하여 모터의 구동을 위해 모터에 별도의 인버터를 연결하지 않아도 되도록 하되,

상기 인버터 일체형 모터는,

상용전원 3상 또는 2상을 입력받아 직류 전원으로 변환하고, 변환된 직류전원을 평활하는 컨버터및평활부와;

평활된 직류전원을 유도전동기가 사용할 수 있는 3상 교류전력으로 변환하기 위한 고속스위칭부인 인버터와;

과전류 및 유도전동기의 이상 발생시 주전원을 차단하는 주전원 차단부와;

입력 주파수에 따라 소정의 제어전압을 발생시켜 상기 인버터를 구성하는 각각의 IGBT에 공급하여 구동시키는 게이트 드라이브부와;

각 구성요소로 부터 공급되는 각종 정보에 따라 유도 전동기의 회전수를 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 마이크로 컴퓨터와;

상기 마이크로 컴퓨터에서 출력된 제어신호에 따라 유도전동기의 운전 주파수에 맞는 일정한 캐리어 주파수를 공급하는 전압제어부와, 유도전동기의 운전주파수를 발생시키는 주파수 생성부와, 상기 전압제어부와 주파수 생성부에 의해 생성된 주파수를 체배시키는 주파수 체배부와, 체배된 주파수를 분배하여 게이트 드라이버로 공급하는 주파수 분배부로 구성된 PWM 제어부와;

직렬 통신방식에 의해 타기기로 데이타를 송신하는 데이타 전송부와;

작업자가 원거리에서 유도전동기의 동작을 제어할 수 있도록 하는 리모트 조작부와;

여러대의 인버터 일체형 유도전동기를 동기 운전시킬 수 있도록 하기 위해 다른 유도전동기와 동기운전에 필요한 정보들을 송수신하는 동기운전 입출력부와;

유도 전동기의 이상 발생 및 과부하로 인한 출력단의 소자의 파괴를 막기위한 과전류 검출부; 로 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 원판의 중앙에 유도전동기의 회전축이 결합되기 위한 결합홀이 형성되고, 이 원판의 외주면에는 모터의 회전각을 감지하기 위한 다수의 제 1 홀과 모터의 회전횟수를 감지하기 위한 1개의 제 2 홀이 형성되어 있는 펄스발생 회전판과;

발광부와 수광부로 구성되어 펄스발생회전판의 회전시 다수의 제 1 홀들이통과될때마다 펄스를 발생시키는 위치센서와, 발광부와 수광부로 구성되어 펄스발생 회전판의 회전시 제 2 홀이 통과될때마다 펄스를 발생하는 횟수센서로 이루어진 횟수 및 위치검출센서; 를 더 포함하여 구성되고,

마이크로컴퓨터는 상기 위치센서와 횟수센서로 부터 출력되는 펄스신호로 유도전동기의 회전횟수와 위치각을 감지하여 유도전동기의 현재 회전각 및 회전한 횟수를 확보하며, 확보된 값과 사전에 설정된 데이터 및 외부 제어신호에 따라 유도전동기의 정밀한 위치제어가 구현되는 것을 특징으로 한다.

도 1 은 종래의 모터 구동장치를 보인 도면.

도 2 는 종래의 인버터와 모터의 연결관계를 보인 도면.

도 3 은 본 발명의 인버터 일체형 모터를 보인 도면.

도 4 는 본 발명의 구성을 보인 블럭도.

도 5 는 본 발명에 적용된 펄스발생회전판을 보인 정면도.

도 6 은 본 발명에 적용된 펄스발생회전판의 설치상태를 보인 도면.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11: 회전축, 12: 유도전동기.

13: 인버터, 14: 제어본체,

22: 데이터 전송부, 24: 과전류 검출부,

25: 마이크로 컴퓨터, 26: 전압제어부,

27 : 주파수 생성부, 28: 주파수 체배부,

29: 주파수 분배부, 30: 게이트 드라이버,

31 : 회전판 32: 위치센서,

33: 횟수센서, 34: 모니터,

35: 컨버터 및 평활부, 36: 횟수 및 위치 검출센서,

이하, 첨부된 도면 도 3 내지 도 6 을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3 은 본 발명의 인버터 일체형 유도전동기를 도시한 것으로서, 유도전동기(12)의 선단에 회전축(11)이 돌출 형성되어 있고, 유도전동기(12)의 후단부에는 인버터 일체형 유도 전동기에 공급될 상용전원 입력단자(15)와 각종 로직 제어에 대응할 수 있는 로직 입출력 단자(16)가 형성되어 있으며, 이들 각 제어부의 구성요소가 탑재되는 제어본체(14)와 유도전동기(12)가 기계 내부 또는 작업자의 작업반경 내에 위치하지 못하는 경우 인버터 일체형 유도 전동기를 작업자가 손쉽게 제어하기 위해 별도의 리모트 조작부(32)가 연결되기 위한 리모트 조작 연결부(17)가 형성된다.

상기 유도 전동기(12) 및 인버터(13)의 운전중에 발생하는 열의 방출을 위한 방열판(미도시되었음)이 유도전동기(12)의 본체상에 형성되어 있고, 유도전동기(12)의 외암에서 발생하는 온도 상승을 억제하기 위한 냉각팬(19)이 형성되어 있다.

상기 냉각팬(19)의 회전시 외부의 공기를 흡입하기 위해 냉각팬(19)의 후단으로 공기 흡입부(20)가 형성되고, 유도전동기(12)에 공급된 제어주파수 값에 따라 회전하는 회전축(11)이 유도 전동기(12)의 전면에 돌출되어 있다.

상기 설명과 같이 유도전동기(12)에 인버터(13) 및 제어본체(14)가 일체로 형성되면, 유도전동기(12)가 설치된 장소에 별도의 인버터를 따로 설치하지 않아도 되므로 유도전동기(12)를 설치하는 데 있어 장소의 제약을 받지 않게되고, 인버터(13)와 유도전동기(12)간을 연결하는 동력선이 필요하지 않게되므로 유도전동기(12)의 동작시 고주파 노이즈가 다른 장치에 영향을 미치지 않게되는 효과를 기대할 수 있다.

도 4 는 본 발명에 적용된 상기 인버터를 구동하기 위한 구성요소들을 상세히 보인 블럭도로서,

상용전원 3상 또는 2상을 입력받아 직류 전원으로 변환하고, 변환된 직류전원을 평활하는 컨버터및평활부(35)와; 평활된 직류전원을 유도전동기(12)가 사용할 수 있는 3상 교류전력으로 변환하기 위한 고속스위칭부인 인버터(13)와; 과전류 및 유도전동기의 이상 발생시 주전원을 차단하는 주전원 차단부(38)와; 입력 주파수에 따라 소정의 제어전압을 발생시켜 상기 인버터(13)를 구성하는 각각의 IGBT에 공급하여 구동시키는 게이트 드라이버(30)와; 각 구성요소로 부터 공급되는 각종 정보에 따라 유도 전동기(12)의 회전수를 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 마이크로컴퓨터(25)와; 상기 마이크로 컴퓨터(25)에서 출격된 제어신호에 따라 유도전동기의 운전 주파수에 맞는 일정한 캐리어 주파수를 공급하는 전압제어부(26)와, 유도전동기(12)의 운전 주파수를 발생시키는 주파수 생성부(27)와, 상기 전압제어부(26)와 주파수 생성부(27)에 의해 생성된 주파수를 체배시키는 주파수 체배부(28)와, 체배된 주파수를 분배하여 게이트 드라이버(30)로 공급하는 주파수 분배부(29)로 구성된 PWM 제어부(37)와; 직렬 통신방식에 의해 타기기로 데이타를 송신하는 데이타 전송부(22)와; 작업자가 원거리에서 유도전동기의 동작을 제어할 수 있도록 하는 리모트 조작부(32)와; 여러대의 인버터 일체형 유도전동기(12)를 동기 운전시킬 수 있도록 하기 위해 외부 설치된 제어장치와 동기운전에 필요한 정보들을 송수신하는 동기운전 입출력부(33)와; 유도 전동기(12)의 이상 발생 및 과부하로 인한 출력단의 소자의 파괴를 막기위한 과전류 검출부(24); 로 구성된 것이다.

상기 유도전동기(12)는 인버터(13)의 고속 스위칭동작에 의해 공급되는 교류전력에 의해 동작하는데, 상기 인버터(13)는 컨버터 및 평활부(35)로 부터 공급되는 직류전압을 게이트 드라이버(30)로 부터 공급되는 운전주파수에 따라 스위칭동작하여 교류전력을 발생시켜 유도전동기(12)를 구동시킨다.

상기 인버터(13)로 공급되는 운전주파수는 PWM제어부(37)의 제어동작에 따라 설정되는데, 상기 PWM 제어부(37)는 전압제어부(26)에서 출력된 유도 전동기의 운전주파수에 맞는 캐리어 주파수와 주파수 생성부(27)에서 생성된 운전주파수가 주파수 체배부(28)로 공급되어 체배되고, 이 주파수 체배부(28)에서 체배된 주파수는주파수 분배부(29)를 통해 게이트 드라이버(30)로 공급되어 인버터(13)의 각 게이트를 구동하게 된다.

인버터(13)에서 유도 전동기(23)를 가변속시킬때 주파수에 비례하여 전압을 변화시킬 필요가 있기 때문에 상기 전압제어부(26)에서 발생되는 캐리어 주파수가 필요한 것이며, 이렇게 전압 제어부(26)와 주파수 생성부(27)에서 생성된 각각의 주파수는 주파수 체배부(28)에서 체배된 후 주파수 분배부(29)를 통해 게이트 드라이버(30)로 공급되고, 이 게이트 드라이버(30)는 인버터(13)의 스위칭 소자를 구동시켜 유도 전동기(12)가 구동할 수 있는 교류 주파수를 발생시켜 유도전동기(12)가 구동하게 되는 것이다.

그리고, 상용전원 입력단(15)을 통해 입력되는 전력회사에서 공급하는 각종 전력은 교류이므로 이것을 직류전압으로 변환시켜야 하는데, 이 동작은 컨버터 및 평활부(35)에 의해 이루어진다.

한편, 마이크로 컴퓨터(25)는 유도전동기(12)의 제어 이외에도 여러가지 부분을 통합하여 운전할 수 있는 소프트웨어가 사전에 설계되어 있는데 이들 소프트웨어는 유도 전동기(12)의 자속밀도가 크게 되었을때 발생되는 과전류를 검출하는 과전류 검출부(24)의 데이타를 받아 전류가 과전류 상태인지를 판단하여 유도전동기(12) 및 인버터(13)에 공급되는 전원이 주전원 차단부(38)에 의해 차단되도록 하며, 이 마이크로 컴퓨터(25)는 사용자의 요구에 따라 운영될 수 있도록 로직제어 입출력부(16)의 각종 신호에 따라 운전 패턴을 변화시킬 수 있다.

즉, 상기 마이크로 컴퓨터(25)의 운전 패턴의 변화는 사용자가 리모트 조작부(32)를 이용하여 일정한 제어값을 미리 정의하면 그 값에 따라 운전하는 것을 의미한다.

또한, 유도전동기(12)의 운전시 회전속 및 회전 횟수를 검출하는 횟수 및 위치검출 센서(36)의 신호가 마이크로 컴퓨터(25)에 공급되어 소정의 소프트웨어에 의해 유도전동기(12)의 위치제어 및 회전수 제어를 할 수 있다.

산업기계 및 대형 생산라인에서는 중앙제어반에서 인버터 일체형 유도 전동기를 제어하기 위하여 데이터 전송부(22)를 통해 마이크로 컴퓨터(25)와 연계 시켜두고 있으며, 상기 데이터 전송부(22)를 통해 중앙제어반과 마이크로 컴퓨터(25)는 직렬통신하여 상호간에 유도전동기의 운전전보를 교환한다.

인버터 일체형 유도 전동기가 여러대 설치되어 있는 상태에서 각각의 유도전동기의 회전속을 맞출 수 있는데, 이와같은 동작은 동기운전 입출력부(33)에 의해구현된다.

즉, 상기 동기운전 입출력부(33)를 통해 자신(유도전동기)의 회전속도에 대한 정보가 다른 유도 전동기의 마이크로 컴퓨터로 공급되면, 다른 유도 전동기의 마이크로 컴퓨터가 입력되는 정보와 자신의 회전수를 비교 분석하여 입력된 회전수에 자신의 회전수가 맞추어지도록 제어동작하게 되므로서, 여러대의 유도전동기가 동기되어 운전되는 것이다.

한편, 도 5 와 도 6 은 본 발명에 적용된 펄스발생 회전판(31)을 도시한 것으로서, 원판(311)의 외주연에는 유도 전동기(12)의 회전축(11)이 결합되기 위한 결합홀(312)이 형성되고, 이 원판(311)의 외주연에는 회전축(11)의 회전각을 감지하기 위한 다수의 제 1 홀(312)이 형성되고, 이 원판(311)의 외주연에는 회전축(11)의 회전각을 감지하기 위한 다수의 제 1 홀(313)과 회전축(11)의 회전 횟수를 감지하기 위한 1개의 제 2 홀(314)이 형성되어 있는 구성이며, 상기 원판(311)은 유도전동기(12)의 내부에 내장되도록 회전축(11)에 결합한 것이다.

그리고, 상기 제 1 홀(313)에는 발광부(32a)와 수광부(32b)가 서로 대향되도록 설치되어서 된 위치센서(32)가 설치되고, 제 2 홀(314)에는 발광부(33a)와 수광부(33b)가 서로 대향되도록 설치되어서 된 횟수센서(33)가 설치된다.

이에따라 모터(10)가 회전하여 회전축(11)이 회전하게 되면, 이 회전축(11)에 결합되어 있는 펄스발생 회전판(31)이 고속으로 회전하게 되고, 이 펄스발생 회전판(31)의 제 1 홀(313)과 제 2 홀(312)에 각각 설치되어 있는 위치센서(32)와 횟수센서(33)는 모터(10)의 회전각과 회전횟수를 감지하여 마이크로 컴퓨터(25)로 공급하는 것이다.

다시말하면, 상기 제 1 홀(313)은 원판(311)의 외주연을 따라 복수개 형성되어 있으므로 원판(311)이 회전하게되면 상기 제 1 홀(313) 들이 위치센서(32)의 발광부(32a)와 수광부(32b) 사이를 통과하게 되고, 이때 수광부(32b)에서는 제 1 홀(313)들이 통과할때마다 펄스를 발생시켜 마이크로 컴퓨터(25)로 공급하게되므로서, 상기 마이크로 컴퓨터(25)는 위치센서(32)로 부터 입력되는 펄스의 카운팅 숫자로서 회전축(11)의 회전각을 검출하게 되는 것이다.

그리고, 회전축(11)의 회전횟수는 상기 제 2 홀(312)이 원판(311) 상에 1개 형성되어 있으므로, 회전축(11)이 1회전할때마다 횟수센서(33)의 수광부(33b)에서는 1번의 펄스를 발생시켜 마이크로 컴퓨터(25)로 공급하게되고, 상기 마이크로 컴퓨터(25)는 횟수센서(33)로 부터 공급되는 펄스의 숫자로서 회전축(11)의 회전횟수를 정확하게 감지하게 되는 것이다.

상기와같이 본 발명에서는 모터(10)의 회전횟수와 회전각을 정확히 감지할 수 있게됨에 따라 모터(10)를 원하는 만큼 회전시킨 후 오프시켰다가 다시 온 동작시키는 제어동작을 정확하게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 3상 전력의 주파수 변화에 따라 구동 회전수가 가변되는 모터(유도 전동기)를 정밀 제어하기 위한 인버터를 모터에 일체화 시킴으로서, 모터의 설치가 용이하고, 모터와 인버터 사이를 연결하던 동력선에서 발생하던 고주파 노이즈가 제거되어 주변 장치들에 악영향을 주지 않으며, 설치 및 사용이 매우 간편할 뿐만 아니라 모터의 회전수 제어가 매우 용이하여 모터의 적용범위가 넓어지며, 외부시스템이 모터의 동작상태를 정확하게 확인하여 모터의 회전속도를 자동으로 정확하게 제어할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

그리고, 모터와 인버터가 일체화되기 때문에 별도의 인버터를 구비하지 않아도 되므로 설치비가 감소됨은 물론 저가형의 모터를 생산하여 제공할 수 있으며, 무엇보다도 모터를 여러가지의 회전수로 제어할 수 있으므로 복수의 회전수를 필요로하는 산업현장에 설치하여 유용하게 사용할 수 있음은 물론 여러대의 유도전동기를 동일한 속도로 동기운전할 수 있고, 외부의 제어장치와 유도전동기가 직렬통신방식에 의해 통신하여 유도전동기의 회전속도가 제어되므로 보다 효율적으로 유도전동기를 통제할 수 있는 인버터 일체형 유도전동기이다.

Claims

상용전원 3상 또는 2상을 입력받아 직류 전원으로 변환하고, 변환된 직류전원을 평활하는 컨버터및평활부와, 평활된 직류전원을 유도전동기가 사용할 수 있는 3상 교류전력으로 변환하기 위한 고속스위칭부인 인버터와, 과전류 및 유도전동기의 이상 발생시 주전원을 차단하는 주전원 차단부와, 입력 주파수에 따라 소정의 제어전압을 발생시켜 상기 인버터를 구성하는 각각의 IGBT에 공급하여 구동시키는 게이트 드라이브부와, 각 구성요소로 부터 공급되는 각종 정보에 따라 유도전동기의 회전수를 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 마이크로 컴퓨터와, 상기 마이크로 컴퓨터에서 출력된 제어신호에 따라 유도전동기의 운전 주파수에 맞는 일정한 캐리어 주파수를 공급하는 전압제어부와, 유도전동기의 운전 주파수를 발생시키는 주파수 생성부와, 상기 전압제어부와 주파수 생성부에 의해 생성된 주파수를 체배시키는 주파수 체배부와, 체배된 주파수를 분배하여 게이트 드라이버로 공급하는 주파수 분배부로 구성된 PWM 제어부와를 포함하여 구성된 것에 있어서,

직렬 통신방식에 의해 타기기로 데이타를 송신하는 데이타 전송부와;

작업자가 원거리에서 유도전동기의 동작을 제어할 수 있도록 하는 리모트 조작부와;

여러대의 인버터 일체형 유도전동기를 동기 운전시킬 수 있도록 하기 위해 다른 유도전동기와 동기운전에 필요한 정보들을 송수신하는 동기운전 입출력부와;

유도 전동기의 이상 발생 및 과부하로 인한 출력단의 소자의 파괴를 막기위한 과전류 검출부와;

원판의 중앙에 유도전동기의 회전축이 결합되기 위한 결합홀이 형성되고, 이 원판의 외주면에는 모터의 회전각을 감지하기 위한 다수의 제 1 홀과 모터의 회전 횟수를 감지하기 위한 1개의 제 2 홀이 형성되어 있는 펄스발생 회전판과;

발광부와 수광부로 구성되어 펄스발생회전판의 회전시 다수의 제 1 홀들이 통과될때마다 펄스를 발생시키는 위치센서와, 발광부와 수광부로 구성되어 펄스발생 회전판의 회전시 제 2 홀이 통과될때마다 펄스를 발생하는 횟수센서로 이루어진 횟수 및 위치검출센서; 를 더 포함하여 구성되고,

마이크로컴퓨터는 상기 위치센서와 횟수센서로 부터 출력되는 펄스신호로 유도전동기의 회전횟수와 위치각을 감지하여 유도전동기의 현재 회전각 및 회전한 횟수를 확보하며, 확보된 값과 사전에 설정된 데이터 및 외부 제어신호에 따라 유도전동기의 정밀한 위치제어가 구현되는 것을 특징으로 하는 인버터 일체형 유도전동기.
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