KR100672382B1 - Hybrid induction motor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 회전축의 역회전을 방지하고 효율성을 높이기 위하여 기구적인 역회전 방지장치가 구비된 단상용 하이브리드 인덕션 모터에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 고정자에 고정자 코일이 권선되어 단상 전원 인가시 상기 전원의 위상에 따라 영구자석 회전자가 소정 방향으로 기동하여 회전하고, 상기 영구자석 회전자의 회전 방향에 따라 회전자 및 상기 회전자와 일체로 회전하는 회전축이 정회전 또는 역회전을 하는 하이브리드 인덕션 모터에 있어서, 상기 영구자석 회전자의 원심력에 의하여 상기 회전축의 역회전을 선택적으로 방지하는 역회전 방지장치; 및 자기력에 의하여 상기 역회전 방지장치를 초기 상태로 복귀시키는 복귀 수단을 포함하여 이루어지는 하이브리드 인덕션 모터를 제공한다.The present invention relates to a single-phase hybrid induction motor equipped with a mechanical anti-rotation device to prevent the reverse rotation of the rotating shaft and increase the efficiency. To this end, in the present invention, the stator coil is wound around the stator, and when the single-phase power is applied, the permanent magnet rotor is started and rotated according to the phase of the power source, and the rotor and the rotor are rotated according to the rotation direction of the permanent magnet rotor. A hybrid induction motor in which the rotary shaft rotates integrally with the forward rotation or the reverse rotation, the hybrid induction motor comprising: a reverse rotation prevention device for selectively preventing reverse rotation of the rotation shaft by centrifugal force of the permanent magnet rotor; And it provides a hybrid induction motor comprising a return means for returning the reverse rotation prevention device to the initial state by a magnetic force.
HIM, 하이브리드 인덕션 모터, 역회전 방지장치, 래치 HIM, Hybrid Induction Motor, Reverse Rotator, Latches
Description
도 1은 종래의 세이딩 코일형 하이브리드 인덕션 모터의 측단면도.1 is a side cross-sectional view of a conventional shading coil hybrid induction motor.
도 2는 도 1의 A-A' 부분의 단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view of the AA ′ portion of FIG. 1. FIG.
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 인덕션 모터의 분해 사시도.3 is an exploded perspective view of the hybrid induction motor according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 인덕션 모터의 역회전 방지장치를 도시한 사시도.Figure 4 is a perspective view showing a reverse rotation prevention device of the hybrid induction motor according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 하이브리드 인덕션 모터의 정회전 기동시 역회전 방지장치의 상태를 도시한 평면도.Figure 5 is a plan view showing a state of the reverse rotation prevention device during the forward rotation start of the hybrid induction motor according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 하이브리드 인덕션 모터의 정회전이 계속되기 직전의 역회전 방지장치의 상태를 도시한 평면도.Figure 6 is a plan view showing a state of the reverse rotation prevention device immediately before the forward rotation of the hybrid induction motor according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 하이브리드 인덕션 모터의 역회전 기동시 역회전 방지장치의 상태를 도시한 평면도7 is a plan view showing the state of the reverse rotation prevention device during the reverse rotation start of the hybrid induction motor according to the present invention
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for main parts of drawings *
132 : 영구자석 프레임 133 : 베어링 안착부132: permanent magnet frame 133: bearing seat
135 : 결합돌기 151 : 스토퍼135: coupling protrusion 151: stopper
160 : 래치 161 : 결합공160: latch 161: coupling hole
162 : 래치 돌기 163 : 복귀 수단 162: latch projection 163: return means
본 발명은 하이브리드 인덕션 모터(hybrid induction motor)(이하 'HIM' 이라 한다)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 효율을 높인 단상용 하이브리드 인덕션 모터에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid induction motor (hereinafter referred to as 'HIM'), and more particularly to a single-phase hybrid induction motor with high efficiency.
일반적으로 단상(single phase)용 인덕션 모터는 고정자에 메인 코일과 서브 코일을 서로 공간적으로 90°벗어난 곳에 권선하고, 전원 전압은 메인 코일에 직접 가하고 서브 코일에는 콘덴서와 스위치를 통하여 가한다. 그 이유는 메인 코일만으로는 전압을 가해도 기동되지 않는 성질이 있기 때문이다. 따라서, 상기 서브 코일은 고정자에서 타원형 회전자계를 발생시켜 회전자가 기동할 수 있도록 하는 역할을 하게 된다. In general, single phase induction motors are wound in a stator where the main coil and sub coils are spaced 90 ° away from each other, the power supply voltage is applied directly to the main coil, and the sub coil is applied through a capacitor and a switch. This is because the main coil alone does not start even when a voltage is applied. Therefore, the sub coil serves to generate an elliptical rotor field in the stator so that the rotor can be started.
이러한 단상용 인덕션 모터의 예로 세이딩 코일형 단상 유도 모터가 있으며, 이는 고정자에서 회전자계를 발생시켜 회전자의 기동 및 회전이 가능하도록 한 모터이다. 여기서, 상기 고정자에는 한 상(phase)의 고정자 코일이 권선되고, 상기 고정자 코일과 공간적으로 소정의 각도를 두고 다른 한 상의 역할을 하는 세이딩 코일이 권선된다.An example of such a single phase induction motor is a shading coil type single phase induction motor, which generates a magnetic field in the stator to enable starting and rotation of the rotor. Here, a stator coil of one phase is wound around the stator, and a shading coil is wound around the stator coil to serve as the other phase at a predetermined angle.
상기 고정자에 고정자 코일만 권선된 경우에는 상기 고정자에서 교번자계만이 발생되어 회전자의 기동이 이루어지지 않는다. 따라서, 상기 고정자에 세이딩 코일을 권선하여 타원형의 회전자계를 발생시키고, 상기 타원형의 회전자계에 의해 서 상기 회전자가 일정한 방향으로 기동되어 회전하게 된다.When only the stator coil is wound around the stator, only an alternating magnetic field is generated in the stator, so that the rotor is not started. Thus, winding a shading coil to the stator generates an elliptical rotor field, and the rotor is started and rotated in a predetermined direction by the elliptical rotor field.
물론, 3상 유도 모터의 경우에는 메인 코일만 고정자에 권선되는 경우에도 회전자계가 발생하기 때문에 전술한 세이딩 코일 내지 보조 코일이 고정자에 권선될 필요가 없다.Of course, in the case of a three-phase induction motor, even if only the main coil is wound on the stator, the rotor field is generated, so that the above-described shading coil or auxiliary coil does not need to be wound on the stator.
한편, 최근에는 종래의 인덕션 모터에 비하여 효율이 개선되고 구동력이 균일하게 발생되는 하이브리드 인덕션 모터(이하 'HIM' 이라 한다)가 제공되고 있다. 이러한 HIM은 일반적으로 고정자에 의해서 발생되는 자속과 영구자석에 의해서 발생되는 자속에 의해서 회전자가 회전하게 되어 매우 효율이 높은 모터를 제공하는 것이 가능하다. 즉, 고정자에 의한 자속과 영구자석에 의한 자속이 복합적으로 회전자의 회전력에 영향을 미치는 유도 모터를 HIM라 하는 것이다.On the other hand, recently, a hybrid induction motor (hereinafter referred to as 'HIM') has been provided in which efficiency is improved and driving force is generated uniformly as compared with a conventional induction motor. The HIM is generally capable of providing a highly efficient motor by rotating the rotor by the magnetic flux generated by the stator and the magnetic flux generated by the permanent magnet. That is, the induction motor in which the magnetic flux by the stator and the magnetic flux by the permanent magnet affect the rotational force of the rotor is called HIM.
도 1은 종래의 세이딩 코일형 HIM(shading coil type hybrid induction motor의 측단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A' 부분의 단면도이다. 1 is a side cross-sectional view of a conventional shading coil type hybrid induction motor HIM, and FIG. 2 is a cross-sectional view of part AA ′ of FIG. 1.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 종래의 세이딩 코일형 HIM(1)은 고정자, 회전자, 영구자석 회전자, 회전축 및 브라켓으로 구성되어 있다.As shown in Figs. 1 and 2, the conventional shading
상기 고정자(10)는, 내부가 중공이며, 내주면을 따라 소정 각도 간격으로 배치되어 반경 방향 내측으로 돌출되는 복수개의 티스(11) 및 1차 전류 인가시 N극 또는 S극의 극성을 갖도록 상기 티스(11) 각각에 권선되는 고정자 코일(12)을 포함하여 이루어진다. The
또한, 상기 고정자(10)는 상기 고정자 코일(12)과 공간적으로 소정 각도를 두고 감겨 2차 전류 인가시 타원형의 회전자계를 형성하도록 상기 티스의 회전 방 향 측에 형성된 홈(13)에 권선되는 세이딩 코일(14)을 포함하여 이루어진다.In addition, the
상기 회전자(20)는, 일반적으로 농형(籠形) 회전자(squirrel cage rotor )가 많이 사용되며, 도 1 및 도 2에는 상기 농형 회전자가 도시된 것이다. The
이러한 회전자(20)는 보통 중심에서 소정 반경의 외주를 따라 소정 각도로 배치된 복수개의 슬롯(21)이 형성된 강판을 적층하여 형성한다. 그리고, 상기 회전자는 상기 회전자 코어의 슬롯(21) 내에 삽입되는 봉 형상의 도체바(22)를 포함하며, 이러한 봉 형상의 도체바는 보통 구리 또는 알루미늄 봉이 사용된다.The
그리고, 상기 농형 회전자 코어의 양단부는 상기 도체바를 통한 전기적 단락을 이루기 위하여 앤드링(23)으로 연결되며, 일반적으로 이는 알루미늄 다이캐스팅으로 형성된다. In addition, both ends of the cage rotor core are connected to the
한편, 상기 회전자(20)는 중심부에 축공(24)이 형성된다. 상기 축공에는 상기 회전자의 회전력을 외부로 전달하는 회전축(40)이 압입되어 상기 회전자와 상기 회전축은 일체로 회전하게 된다. On the other hand, the
상기 영구자석 회전자(30)는 상기 고정자와 상기 회전자 사이에 소정 간격을 두고 회전 가능한 영구자석(31)과 상기 영구자석을 상기 회전축에 회전 가능하게 지지하는 영구자석 프레임(32)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 영구자석 프레임은 회전 중심에 베어링 안착부(33)가 형성되어 상기 베어링 안착부에 예를 들어 볼 베어링(34)이 압입되어 상기 영구자석 회전자가 상기 회전축(40)에 대하여 회전 가능하게 지지된다. 또한, 상기 영구자석(31) 영구자석 프레임(32)은 예를 들어 접착제를 통하여 서로 결합된다. The
그리고, 일반적인 HIM은 내측에 상기 고정자(10)가 고정 결합되어 상기 HIM의 외관을 형성하고 내부에 수용되는 여러 가지 구성들을 보호하는 브라켓(50)을 포함하여 이루어진다. In addition, the general HIM includes a
여기서, 상기 브라켓(50)은 하부 브라켓과 상기 하부 브라켓과 결합되는 상부 브라켓으로 이루어져 전체적인 HIM의 외관이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 회전축(40)은 상기 상부 브라켓 및 하부 브라켓을 관통하고, 상기 회전축은 상기 브라켓들에 대하여 예를 들어 베어링(51)에 의해서 회전 가능하게 지지된다.Here, the
또한, 최근에는 HIM의 조립성을 높이고, 감전 등의 위험을 낮춰 보다 안정성을 높이기 위하여 상기 고정자를 단일 사출 어셈블리로 형성하기도 한다. 즉, 상기 고정자 코어 및 고정자 코일 등을 일체로 BMC(bulk mold compound) 몰딩을 통하여 일체로 형성하는 것이다. 여기서, 상기 BMC 몰딩은 상기 하부 브라켓과 일체로 형성될 수도 있다.In addition, in recent years, the stator may be formed as a single injection assembly in order to increase the assemblability of the HIM and to lower the risk of electric shock. That is, the stator core, the stator coils, and the like are integrally formed through BMC molding. Here, the BMC molding may be formed integrally with the lower bracket.
그러나, 종래의 세이딩 코일형 HIM을 포함한 단상 HIM에서는 회전자를 일정한 방향으로 기동시키기 위하여 고정자에 고정자 코일 및 세이딩 코일이 권선되거나, 고정자에 메인 코일 및 서브 코일이 권선되었다. 여기서 상기 세이딩 코일 또는 보조 코일은 상기 회전자의 기동시에만 일정 방향으로 회전하도록 상기 회전자에 영향을 주고, 상기 회전자가 일단 회전한 후에는 상기 회전자의 회전에 영향을 주지 않는다.However, in the single-phase HIM including the shading coil type HIM, the stator coil and the shading coil are wound around the stator or the main coil and the sub coil are wound around the stator in order to start the rotor in a constant direction. Here, the shading coil or the auxiliary coil affects the rotor to rotate in a predetermined direction only when the rotor is started, and does not affect the rotation of the rotor once the rotor is rotated.
따라서, 상기 세이딩 코일 또는 보조 코일이나 콘덴서 등 불필요한 구성을 배제하여 제조원가를 낮추는 한편, 불필요한 전력 낭비를 방지하여 효율성을 높인 HIM이 요청되었다.Accordingly, the HIM has been required to reduce the manufacturing cost by eliminating unnecessary components such as the shading coil, the auxiliary coil or the condenser, and to prevent unnecessary power waste.
그러나, 상기 세이딩 코일 또는 보조 코일 등을 제거하는 경우에는, 단상 상용전원이 공급되면 상기 공급된 전원의 위상에 따라 초기 영구자석 회전자가 정회전 또는 역회전으로 기동되어 결국 회전자를 통한 회전축의 회전 방향이 경우에 따라 달라지는 문제점이 발생하였다.However, in the case of removing the shading coil or auxiliary coil, when the single-phase commercial power is supplied, the initial permanent magnet rotor is started in the forward or reverse rotation according to the phase of the supplied power, and eventually the rotation of the rotating shaft through the rotor There was a problem that the direction of rotation varies depending on the case.
그러므로 상기 회전축의 역회전을 방지하고 효율성을 높이기 위하여 전기적 구성이 아닌 기구적인 회전자 역회전 방지장치가 구비된 HIM이 요청되었다.Therefore, in order to prevent the reverse rotation of the rotating shaft and increase the efficiency, a HIM equipped with a mechanical rotor anti-rotation prevention device, rather than an electrical configuration, was required.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 회전축의 역회전을 방지하고 효율성을 높이기 위하여 기구적인 역회전 방지장치가 구비된 단상용 HIM을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention to provide a single-phase HIM equipped with a mechanical anti-rotation device to prevent the reverse rotation of the rotating shaft and increase the efficiency.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고정자에 고정자 코일이 권선되어 단상 전원 인가시 상기 전원의 위상에 따라 영구자석 회전자가 소정 방향으로 기동하여 회전하고, 상기 영구자석 회전자의 회전 방향에 따라 회전자 및 상기 회전자와 일체로 회전하는 회전축이 정회전 또는 역회전을 하는 하이브리드 인덕션 모터에 있어서, 상기 영구자석 회전자의 원심력에 의하여 상기 회전축의 역회전을 선택적으로 방지하는 역회전 방지장치 및 자기력에 의하여 상기 역회전 방지장치를 초기 상태로 복귀시키는 복귀 수단을 포함하여 이루어지는 하이브리드 인덕션 모터를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is the stator coil is wound on the stator when the single-phase power is applied, the permanent magnet rotor is started in a predetermined direction and rotates according to the phase of the power source, according to the rotation direction of the permanent magnet rotor A hybrid induction motor in which a rotor and a rotating shaft rotating integrally with the rotor perform forward or reverse rotation, the reverse rotation prevention device for selectively preventing reverse rotation of the rotation shaft by centrifugal force of the permanent magnet rotor; It provides a hybrid induction motor comprising a return means for returning the reverse rotation prevention device to the initial state by a magnetic force.
여기서, 상기 역회전 방지장치는, 영구자석 프레임 상부면에 상기 회전축 반경 방향으로 이동 가능하게 구비되는 래치 및 상기 래치의 상기 회전축의 반경 방향으로 이동된 위치에 따라 선택적으로 상기 래치와 접하는 스토퍼를 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 스토퍼는 브라켓 내측에 구비될 수 있다.Here, the reverse rotation prevention device includes a latch provided on the upper surface of the permanent magnet frame so as to be movable in the radial direction of the rotation axis and a stopper selectively contacting the latch according to a position moved in the radial direction of the rotation axis of the latch. The stopper may be provided inside the bracket.
또한, 상기 스토퍼는 브라켓 중심에서 반경 방향으로 소정 각도 간격을 두고 복수개 배치됨이 바람직하며, 상기 스토퍼는 원통형 돌기임이 바람직하다.In addition, it is preferable that a plurality of stoppers are disposed at a predetermined angle interval in the radial direction from the center of the bracket, and the stoppers are preferably cylindrical protrusions.
상기 래치는 상기 영구자석 회전자의 원심력에 의하여 상기 영구자석 프레임 상부면에서 상기 회전축 반경 방향으로 미끄럼 이동 가능함이 바람직하며, 상기 래치는 상기 영구자석 회전자와 일체로 회전함이 바람직하다.The latch may be slidably moved in the radial direction of the rotation axis from the upper surface of the permanent magnet frame by the centrifugal force of the permanent magnet rotor, and the latch may be integrally rotated with the permanent magnet rotor.
한편, 상기 래치는 중심부에 결합공이 구비되고, 상기 회전축이 관통하는 상기 영구자석 프레임 상부면의 베어링 안착부(133) 둘레에는 상기 결합공에 삽입되어 결합되는 결합돌기(135)가 구비됨이 바람직하다. On the other hand, the latch is provided with a coupling hole in the center, the
그리고, 상기 복귀수단은 상기 회전축의 회전이 정지할 때 상기 래치를 초기 위치로 복귀시키는 수단을 의미하고, 상기 복귀 수단은 한 쌍의 자석일 수 있다. 여기서, 상기 한 쌍의 자석은 각각 상기 래치와 상기 영구자석 프레임에 구비될 수 있다. 더 상세하게는, 상기 한 쌍의 자석은 상기 상기 결합공 일측과 상기 결합공 일측과 접하는 상기 결합돌기에 각각 구비되어 상기 래치의 상기 회전축에 대한 반경 방향 이동을 억제하는 방향으로 자기력을 가함이 바람직하다.The return means means a means for returning the latch to an initial position when the rotation of the rotary shaft stops, and the return means may be a pair of magnets. Here, the pair of magnets may be provided in the latch and the permanent magnet frame, respectively. More specifically, the pair of magnets are provided on the coupling protrusions which are in contact with one side of the coupling hole and one side of the coupling hole, respectively, and apply magnetic force in a direction of suppressing radial movement of the latch with respect to the rotation axis. Do.
여기서, 상기 한 쌍의 자석에 의해서 상기 래치가 초기 상태로 복귀하도록 하기 위해서는 상기 영구자석 프레임과 상기 래치는 비자성체임이 바람직하다.Here, in order to return the latch to the initial state by the pair of magnets, the permanent magnet frame and the latch are preferably nonmagnetic.
상기 결합공과 상기 결합돌기는 상기 래치의 상기 회전축의 반경 방향으로 이동된 위치에 따라 결합면 수가 달라지고, 상기 결합공과 상기 결합돌기는 적어도 평행한 두 개의 직선면으로 결합면이 이루어짐이 바람직하다. 여기서, 상기 래치는 상기 결합돌기에 대해서 상기 직선면을 따라 상기 회전축의 반경 방향으로 미끄럼 이동함이 바람직하다. 그리고, 상기 결합공과 상기 결합돌기의 평행한 두 개의 직선면은 각각 곡선면으로 연결됨이 바람직하다.The coupling hole and the coupling protrusion is different in the number of coupling surfaces according to the position moved in the radial direction of the rotation axis of the latch, the coupling hole and the coupling protrusion is preferably made of a coupling surface in at least two parallel planes. Here, the latch is preferably sliding in the radial direction of the rotation axis along the straight surface with respect to the engaging projection. In addition, the two parallel straight surfaces of the coupling hole and the coupling protrusion are preferably connected to each curved surface.
상기 래치는 상기 회전축을 기준으로 무게중심이 편심임이 바람직하다. 여기서, 상기 무게 중심은 상기 래치가 반경 반향으로 이동하는 경로 사이에 형성됨이 바람직하며, 무게 중심이 위치하지 아니한 상기 래치의 일단에는 상기 스토퍼와 선택적으로 접하는 래치 돌기가 구비됨이 바람직하고, 상기 래치 돌기의 단부는, 상기 회전축이 정회전하는 방향으로 형성된 경사면 및 상기 회전축이 역회전하는 방향으로 형성된 수직면을 포함하여 이루어짐이 바람직하다.Preferably, the latch has an eccentric center of gravity based on the rotation axis. Here, the center of gravity is preferably formed between the path in which the latch is moved in the radial direction, one end of the latch that is not the center of gravity is preferably provided with a latch projection selectively contacting the stopper, the latch The end portion of the protrusion is preferably made to include an inclined surface formed in the direction in which the rotating shaft is rotated forward and a vertical surface formed in the direction in which the rotating shaft is reversed rotation.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 HIM의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명하며, 전술한 바와 중복되는 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment of the HIM according to the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
도 3은 본 발명에 따른 HIM의 분해 사시도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 HIM은 고정자(110), 회전자(120), 영구자석 회전자(130), 회전축(140), 브라켓(150)을 포함하여 이루어져 있다. 여기서, 상기 구성요소에 대한 상세한 설명은 전술한 바와 같으므로 생략하며, 미설명 부호는 베어링들이다.3 is an exploded perspective view of the HIM according to the present invention. As shown, the HIM according to the present invention includes a
여기서, 본 발명에 따른 HIM은 종래의 HIM과 달리 서브 코일 내지 세이딩 코 일이 권선되어 있지 않으므로, 상기 고정자(110)에 권선된 고정자 코일(미도시)에 단상 전원 인가시 상기 전원의 위상에 따라 영구자석 회전자(130)가 임의의 방향으로 기동하여 회전하게 된다. 즉, 초기 회전자(120)의 기동시 어떠한 방향으로 상기 회전축(140)이 회전할지 예상할 수 없게 된다. 그러므로, 상기 회전축이 회전 방향이 항상 일정하도록 하는 것이 요청된다. Here, in the HIM according to the present invention, unlike the conventional HIM, since the sub-coil or the shading coil is not wound, the HIM is applied to the phase of the power source when the single-phase power is applied to the stator coil (not shown) wound on the
따라서, 본 발명은 초기 기동시 회전축(140)이 역회전 또는 정회전을 임의로 할 수 있는 HIM에 있어서, 전기 또는 전자적인 구성에 의하지 않고 기구적인 장치에 의하여 상기 회전축을 정회전 하도록 하는 것이다.Accordingly, the present invention is to rotate the rotation shaft forward by the mechanical device, regardless of the electrical or electronic configuration in the HIM that the
여기서, 상기 회전축의 역회전을 방지하는 것은 상기 영구자석 회전자(130)의 원심력을 이용한 역회전 방지장치를 통하여 이루어지는 것이 바람직하다.Here, it is preferable to prevent the reverse rotation of the rotating shaft is made through the reverse rotation prevention device using the centrifugal force of the
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 인덕션 모터의 역회전 방지장치 및 복귀 수단을 도시한 사시도이다. 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 HIM의 역회전 방지장치 및 복귀 수단을 설명하면 다음과 같다.Figure 4 is a perspective view showing a reverse rotation preventing device and the return means of the hybrid induction motor according to the present invention. Referring to Figure 4 describes the reverse rotation prevention device and the return means of the HIM according to the present invention.
먼저, 본 발명에 따른 HIM의 역회전 방지장치는 래치(160) 및 스토퍼(151)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 래치(160)는 영구자석 프레임(132) 상부면에 상기 회전축(140) 반경 방향으로 이동 가능하게 구비됨이 바람직하며, 상기 스토퍼(151)는 브라켓(150) 내측에 구비되어 상기 래치의 상기 회전축의 반경 방향으로 이동된 위치에 따라 선택적으로 상기 래치와 접하도록 구비됨이 바람직하다.First, the reverse rotation prevention device of the HIM according to the present invention comprises a
또한, 상기 스토퍼(151)는 브라켓 중심을 기준으로 반경 방향으로 소정 각도 간격으로 복수개 배치됨이 바람직하며, 상기 스토퍼는 원통형 돌기임이 바람직하 다. 왜냐하면, 상기 영구자석 회전자의 역회전이 기동된 직후에는 토크가 매우 작다. 따라서 상기 영구자석 회전자의 역회전이 기동된 직후에 상기 역회전을 방지하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 스토퍼는 복수 개 구비됨이 바람직하다. In addition, the
한편, 상기 래치(160)는 상기 영구자석 회전자의 원심력에 의하여 상기 영구자석 프레임 상부면에서 상기 회전축 반경 방향으로 미끄럼 이동 가능함이 바람직하다. 즉, 상기 래치의 저면과 상기 영구자석 프레임의 상부면 사이에는 상기 래치의 미끄럼 이동이 가능하도록 마찰력이 작은 것이 바람직하다. 그러나, 반드시 미끄럼 이동이 아니고 상기 래치의 저면이 상기 영구자석 프레임 상부면에 대하여 구름 이동을 하는 것도 가능할 것이다.On the other hand, the
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 래치는 중심부에 결합공(161)이 구비되고, 상기 회전축이 관통하는 상기 영구자석 프레임 상부면의 베어링 안착부(133) 둘레에는 상기 결합공(161)에 삽입되어 결합되는 결합돌기(135)가 구비됨이 바람직하다. As shown in Figure 4, the latch is provided with a
그리고, 상기 결합공(161)과 상기 결합돌기(135)는 상기 래치의 상기 회전축의 반경 방향으로 이동된 위치에 따라 결합면 수가 달라짐이 바람직하며, 상기 결합공(161)과 상기 결합돌기(135)는 적어도 평행한 두 개의 직선면으로 결합면이 이루어짐이 바람직하다.The
상기와 같은 구성에 의하여, 즉 상기 래치의 결합공(161)과 상기 영구자석 프레임(132) 상부면의 베어링 안착부(133) 둘레에 형성된 결합돌기(135)간에 두 개의 평행한 직선면을 통한 결합으로 인하여 상기 영구자석 회전자(130)와 상기 래치(160)는 일체로 회전하게 된다.By the above configuration, that is, through two parallel straight surfaces between the
한편, 상기 래치의 상기 회전축에 대한 반경 반향으로의 이동은 상기 영구자석 회전자의 회전시 발생하는 원심력에 의한 것이다. 즉, 이를 위하여 상기 래치는 상기 회전축에 대해서 편심된 것이 바람직하다. On the other hand, the movement of the latch in the radial direction with respect to the rotation axis is due to the centrifugal force generated when the permanent magnet rotor rotates. That is, for this purpose, the latch is preferably eccentric with respect to the rotation axis.
도 4에 도시된 바와 같이 상기 래치의 결합공과 상기 결합돌기 간에 두개의 평행한 직선면이 구비되어 있다. 즉, 상기 두개의 평행한 직선면을 통하여 상기 래치는 반경 방향으로 미끄럼 이동을 할 수 있는 것이다.As shown in FIG. 4, two parallel straight surfaces are provided between the coupling hole of the latch and the coupling protrusion. That is, the latch is able to slide in the radial direction through the two parallel straight surfaces.
여기서, 상기 반경 반향 이동의 범위는 상기 결합공(161)의 폭을 상기 결합돌기(135) 폭보다 크게 형성하여 설정함이 바람직하다. 즉, 상기 래치의 길이 방향으로의 상기 결합공의 폭이 더 넓도록 형성함이 바람직하다. Here, it is preferable to set the range of the radial reflection movement by forming the width of the
또한, 상기 래치가 반경 방향으로 최대로 이동한 위치일 때 또는 상기 래치의 초기 위치일 때에는 상기 래치의 결합공과 상기 결합돌기 간의 결합면은 곡면으로 이루어짐이 바람직하다. 왜냐하면 상기 래치(160)가 반경 방향으로 이동하여 상기 결합공(161)과 상기 결합돌기(135)가 충돌하는 충격을 최소한으로 줄일 수 있기 때문이다.In addition, when the latch is the maximum position in the radial direction or the initial position of the latch when the engaging surface between the engaging hole of the latch and the engaging projection is preferably made of a curved surface. This is because the
한편, 전술한 바와 같이 상기 영구자석 회전자(130)에 의한 원심력에 의하여 상기 래치(160)가 자동적으로 반경 방향으로 이동할 수 있기 위해서는 상기 래치의 중심이 편심되어야 하며, 상기 래치의 편심된 무게 중심은 상기 반경 방향 이동 경로상에 일치되게 위치되는 것이 바람직하다. 즉, 작은 회전에 의해서도 상기 래치가 반경 방향으로 이동할 수 있도록 하기 위함이다.On the other hand, as described above, in order for the
전술한 래치의 바람직한 래치의 형상은 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 다음과 같다. 즉, 무게 중심이 위치하지 아니한 상기 래치의 일단에는 상기 스토퍼(151)와 선택적으로 접하는 래치 돌기(162)가 구비되고, 상기 래치(160)의 타단에는 무게 중심이 위치하도록 넓은 면이 형성되어 있음이 바람직하다.The shape of the preferred latch of the above-described latch is as shown in Figs. That is, one end of the latch having no center of gravity is provided with a
여기서, 상기 래치 돌기(162)의 단부는, 상기 회전축이 정회전하는 방향으로 형성된 경사면 및 상기 회전축이 역회전하는 방향으로 형성된 수직면을 포함하여 이루어짐이 바람직하다. 즉, 상기 회전축이 정회전할 때 상기 래치 돌기의 경사면과 상기 스토퍼가 접촉하는 면이 경사면이 되므로, 상기 래치가 회전하려는 힘과 상기 래치가 반경 방향으로 이동하는 힘이 복합적으로 작동하여 상기 회전축이 계속 정회전하고 상기 래치는 반경 방향으로 계속 이동하게 된다.Here, the end of the
한편, 상기 회전축이 역회전할 때 상기 래치 돌기의 수직면과 상기 스토퍼가 접촉하는 면이 수직면이 되므로, 상기 래치가 회전하려는 힘이 완전히 차단되고 이에 따라 상기 래치가 반경 방향으로 이동할 수 없게 된다.On the other hand, when the rotating shaft is rotated counterclockwise, the vertical surface of the latch projection and the stopper contact the vertical surface, the force that the latch tries to rotate is completely blocked and thus the latch cannot move in the radial direction.
다음으로, 본 발명에 따른 HIM의 복귀 수단은 한 쌍의 자석으로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 복귀 수단은 상기 회전축의 회전이 정지할 때 상기 래치를 초기 위치로 복귀시키는 역할을 수행한다. 다시 말하면, 이러한 역회전 방지장치는 한번 사용되는 것이 아니고, 상기 HIM이 작동을 시작할 때마다 회전축의 역회전을 방지하여야 하기 때문이다.Next, the return means of the HIM according to the present invention may consist of a pair of magnets. That is, the return means serves to return the latch to the initial position when the rotation of the rotary shaft stops. In other words, such a reverse rotation prevention device is not used once, but the reverse rotation of the rotating shaft must be prevented every time the HIM starts to operate.
즉, 상기 회전축이 정회전하여 상기 래치가 반경 방향으로 완전히 이동되어 있는 상태에서 상기 회전축이 정지하였을 경우 상기 래치가 초기 위치로 이동하지 않는 경우에는 상기 래치(160)와 상기 스토퍼(151)와의 접촉이 일어나지 않으므로 상기 래치를 초기 위치로 복귀시킬 필요가 있는 것이다.That is, if the latch does not move to the initial position when the rotating shaft is stopped while the rotating shaft is forwardly rotated and the latch is completely moved in the radial direction, the contact between the
이러한 복귀 수단(163)으로서 상기 한 쌍의 자석이 각각, 상기 래치와 상기 영구자석 프레임에 구비될 수 있다. 더 상세하게는, 상기 한 쌍의 자석은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 래치의 무게 중심이 형성된 부분과 이에 대응하는 상기 영구자석 프레임의 상부면에 구비될 수 있다.As the return means 163, the pair of magnets may be provided in the latch and the permanent magnet frame, respectively. In more detail, as shown in FIG. 4, the pair of magnets may be provided on a portion where the center of gravity of the latch is formed and the upper surface of the permanent magnet frame corresponding thereto.
또한, 도시되지는 않았지만 상기 한 쌍의 자석은 상기 래치의 상기 상기 결합공 일측과 상기 결합공 일측과 접하는 상기 결합돌기에 각각 구비되어 상기 래치의 상기 회전축에 대한 반경 방향 이동을 억제하는 방향으로 자기력을 가할 수도 있을 것이다.In addition, although not shown, the pair of magnets are provided in the coupling protrusions which are in contact with one side of the coupling hole and one side of the coupling hole of the latch, respectively, in a magnetic force in a direction of suppressing radial movement of the latch with respect to the rotation axis. You can also add
여기서, 상기 한 쌍의 자석에 의해서 상기 래치가 초기 상태로 복귀하도록 하기 위해서는 상기 영구자석 프레임과 상기 래치는 비자성체임이 바람직하다.Here, in order to return the latch to the initial state by the pair of magnets, the permanent magnet frame and the latch are preferably nonmagnetic.
이하에서는 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 HIM의 역회전 방지장치 및 자기력에 의한 복귀 수단의 작동에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the reverse rotation prevention device and the return means of the magnetic force of the HIM according to the present invention with reference to FIGS.
회전축(140)의 작동이 정지시에 래치(160)의 위치는 도 5 또는 도 7에 도시된 바와 같을 수 있으며, 도시되지는 않았지만 이웃하는 스토퍼(151) 사이에 상기 래치의 래치 돌기(162)가 위치될 수 있다.When the operation of the
먼저, 전원이 인가되었을 때 상기 영구자석 회전자(130)가 정회전(시계방향 회전을 정회전이라 한다)으로 기동한다면 영구자석 프레임(132)이 정회전하게 되고, 이에 따라 회전축(140)도 정회전하게 된다. First, if the
이때, 상기 래치는 도 5에 도시된 바와 같이 래치 돌기(162)와 스토퍼(151) 가 상기 래치 돌기의 경사면과 접하게 되며, 이 경우 상기 래치가 회전하려는 힘과 상기 래치가 반경 방향으로 이동하는 힘이 복합적으로 작동하여 상기 회전축이 계속 정회전하고 상기 래치는 반경 방향으로 계속 이동하게 된다.In this case, as shown in FIG. 5, the
즉, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 래치의 반경 방향으로 이동되게 되며, 상기 영구자석 회전자(130)의 회전이 빨라질수록 상기 래치는 더욱더 반경 방향으로 이동하게 된다. 따라서, 상기 회전축은 계속 정회전을 하게 되며, 이때 상기 래치와 상기 스토퍼는 서로 접촉하지 않게 된다. That is, as shown in FIG. 6, the latch moves in the radial direction, and as the rotation of the
이 경우 상기 래치와 상기 영구자석 프레임에 각각 구비된 자석에 서로 인장 자기력이 발생되어 상기 래치를 초기 위치로 복귀시키려는 자기력이 발생되고, 한편으로는 상기 래치의 회전에 따른 회전력에 의해서 상기 래치가 반경 반향으로 이동하려는 힘 즉 원심력이 발생된다. 그러나, 원심력이 상기 자기력보다 더 크기 때문에 상기 래치 돌기와 상기 스토퍼는 서로 접촉하지 않게 된다.In this case, a tensile magnetic force is generated in each of the magnets provided in the latch and the permanent magnet frame to generate a magnetic force for returning the latch to an initial position, and on the other hand, the latch has a radius due to the rotational force caused by the rotation of the latch. The force to move in the direction, or centrifugal force, is generated. However, since the centrifugal force is larger than the magnetic force, the latch protrusion and the stopper do not contact each other.
한편, 상기 래치의 회전이 멈추게 될 때 상기 자석에 의한 자기력이 커지게 되므로 상기 래치는 초기 위치로 복귀하게 된다.On the other hand, the magnetic force is increased by the magnet when the rotation of the latch is stopped, the latch is returned to the initial position.
다음으로, 전원이 인가되었을 때 상기 영구자석 회전자(130)가 역회전으로 기동한다면 영구자석 프레임(132)이 역회전하게 되고, 이에 따라 회전축(140)도 역회전하게 된다. Next, when the
그러나, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 래치 돌기(162)의 수직면과 상기 스토퍼(151)가 접하게 되어 상기 래치는 더 이상 역회전할 수 없게 되며, 따라서 상기 래치(160)가 반경 방향으로 이동하는 것도 방지된다. However, as shown in FIG. 7, the vertical surface of the
이후, 상기 인가된 전원의 위상이 바뀌어 상기 영구자석 회전자가 정회전을 하면 결국 상기 회전자는 정회전을 하게 되므로, 어느 경우에 있어서도 상기 회전축이 역회전하지 않고 정회전을 할 수 있게 된다.Thereafter, if the phase of the applied power is changed and the permanent magnet rotor rotates forward, the rotor eventually rotates forward. Thus, in any case, the rotation shaft can perform forward rotation without reverse rotation.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and those skilled in the art can make modifications without departing from the spirit of the present invention, and such modifications are within the scope of the present invention.
상술한 본 발명에 따르면,According to the present invention described above,
첫째, 세이딩 코일 또는 보조 코일이나 콘덴서 등 불필요한 구성을 배제하여 제조원가를 낮추고 불필요한 전력 낭비를 방지하여 효율성을 높인 하이브리드 인덕션 모터를 제공할 수 있다.First, it is possible to provide a hybrid induction motor with high efficiency by lowering manufacturing cost and preventing unnecessary power by eliminating unnecessary components such as a shading coil or an auxiliary coil or a capacitor.
둘째, 전기적 구성이 아닌 기구적으로 회전축의 역회전을 방지한 하이브리드 인덕션 모터를 제공할 수 있다.Second, it is possible to provide a hybrid induction motor that prevents the reverse rotation of the rotating shaft mechanically rather than the electrical configuration.
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KR1020050063205A KR100672382B1 (en) | 2005-07-13 | 2005-07-13 | Hybrid induction motor |
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KR1020050063205A KR100672382B1 (en) | 2005-07-13 | 2005-07-13 | Hybrid induction motor |
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- 2005-07-13 KR KR1020050063205A patent/KR100672382B1/en not_active IP Right Cessation
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