KR101105831B1 - 멀티 모터 실습 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 멀티 모터 실습 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 종류의 모터를 설치하고 구동 및 제어함으로써 다양한 종류의 모터에 대한 구동과 제어 원리를 비교하고 습득할 수 있어 모터에 대한 전반적인 실습을 수행할 수 있는 멀티 모터 실습 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 멀티 모터 실습 장치는, 수개의 서로 다른 모터를 제어하기 위한 복수개의 제어부가 구비된 제어판넬과, 상면에 모터가 고정되는 브라켓이 부착되고, 일측에 모터가 놓이는 수납부가 구비된 모터장착대와, 상기 제어판넬에 구비된 제어부 각각에 대응되게 구비되되, 각각은 상기 수납부에 놓이거나, 상기 브라켓에 고정되어 상기 모터장착대의 상면에 장착되는 복수개의 서로 다른 모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
모터, 실습

Description

멀티 모터 실습 장치{DEVICE FOR PRACTICING MULTI-MOTOR}
본 발명은 멀티 모터 실습 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 종류의 모터를 설치하고 구동 및 제어함으로써 다양한 종류의 모터에 대한 구동과 제어 원리를 비교하고 습득할 수 있어 모터에 대한 전반적인 실습을 수행할 수 있는 멀티 모터 실습 장치에 관한 것이다.
모터(MOTOR)는 전기 에너지를 기계 에너지로 전환하는 장치로서, 가전제품, 자동차, 산업용 로보트, 사무기기, 측정장비, 기기공구, 군사장비, 항공기, 공장자동화 분야 등 여러 분야에서 널리 사용되고 있다.
모터는 전원의 종류에 따라 교류전동기(AC모터)와 직류전동기(DC모터)로 분류되며, 기타 제어방법에 따라 서보모터, 스텝핑 모터 등이 있다.
AC모터에는 유도전동기,동기기 등이 있으며, AC모터의 제어 방법으로는 주파수를 변화시켜 모터의 속도를 제어하는 방법이 사용되는데, 이때 속도를 가변할수 있는 시스템을 인버터라 한다.
DC모터에는 브러시타입 DC모터 , 브러시리스 DC(BLDC)모터) 등이 있으며, 일반적으로 DC모터의 제어방식에는 속도제어 방식와 토크 제어 방식으로 나누어진다. DC모터의 속도제어는 DC모터의 회전자에 엔코더를 연결하여 회전수를 감지해 PID제어를 하는 것이 일반적이며, 토크체어는 PWM을 이용해 입력전압을 컨트롤하거나 고정자가 영구자석이 아닌 전자석 제어일 경우는 계자 전류제어를 통해 토크를 제어 한다. BLDC모터의 경우 동기기와 비슷하게 인버터 방식으로 제어를 한다.
한편, 서보모터의 경우에도 인버터방식과 비슷하게 제어하고, 스텝핑모터의 경우 입력되는 펄스를 이용해 가변속시키는 속도제어가 주로 사용된다.
상술한 바와 같이 모터는 그 종류가 다양하며, 각각의 모터는 독특한 제어방식에 의해 구동 및 제어된다. 예를 들면, 스텝핑모터는 D 모터처럼 전원의 두 단자를 연결한다고 해서 구동되지 않고, 특별한 구동회로가 필요하다.
따라서, 다양한 종류의 모터의 장착, 구동 및 제어에 대한 이론적인 학습 뿐만 아니라 실습을 통한 학습이 요구되는데, 다양한 종류의 모터에 대한 지식을 습득할 만한 장치가 없어 다양의 종류의 모터의 동작원리를 이해하고 비교함으로써 학습 효과를 극대화시킬 수 있는 교육장비가 요구되고 있는 실정이다
본 발명은 상기와 같은 점을 인식하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 다양한 종류의 모터를 탈부착시킬 수 있고 각 모터에 대한 구동 및 제어부가 구비되어 다양한 종류의 모터에 대한 실습을 수행할 수 있도록 구성되어 모터의 동작 및 제어 상태를 학습자가 눈으로 직접 확인 하도록 함으로써 실질적인 실험실습을 통해 교육효과를 극대화 할 수 있는 멀티 모터 실습 장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 멀티 모터 실습 장치는, 수개의 서로 다른 모터를 제어하기 위한 복수개의 제어부가 구비된 제어판넬과, 상면에 모터가 고정되는 브라켓이 부착되고, 일측에 모터가 놓이는 수납부가 구비된 모터장착대와, 상기 제어판넬에 구비된 제어부 각각에 대응되게 구비되되, 각각은 상기 수납부에 놓이거나, 상기 브라켓에 고정되어 상기 모터장착대의 상면에 장착되는 복수개의 서로 다른 모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 멀티 모터 실습 장치는, 상기 제어판넬에는, 상기 제어부에 연결되어 제어되는 모터의 입출력 신호나 데이터를 표시하기 위한 LCD표시부와, 상기 제어부에 연결되어 제어되는 모터의 입출력 신호나 데이터를 표시하기 위한 LED표시부와, 상기 모터의 구동을 감지하도록 설치된 센서로부터 출력된 신호가 입력되기 위한 센서입력부와, 상기 제어부, 모터, 센서입력부로 입출력되는 신호를 증폭하기 위한 증폭부와, 상기 제어부와 모터사이의 데이터 입출력 및 외부 컴퓨터와 데이터 입출력을 위한 데이터 버스부와, 전원 및 입출력 신호를 단속하기 위한 스위치부와, 데이터를 연산처리하기 위한 MCU부와, 입력된 교류전류를 직류로 변환하여 출력하기 위한 DC전원부가 구비된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 멀티 모터 실습 장치는 다양한 종류의 모터를 탈부착시킬 수 있고 각 모터에 대한 구동 및 제어부가 구비되어 다양한 종류의 모터에 대한 실습을 수행할 수 있도록 구성되어 모터의 동작 및 제어 상태를 학습자가 눈으로 직접 확인 하도록 함으로써 실질적인 실험실습을 통해 교육효과를 극대화 할 수 있는 장점을 갖는다.
이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 멀티 모터 실습 장치를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 모터 실습 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 모터 실습 장치의 제어판넬을 도시한 평면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 모터 실습 장치의 모터 및 모터장착대를 도시한 사시도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 모터 실습 장치는 제어판넬(10), 모터장착대(20), 복수개의 모터(30,30',30"), 컴퓨터(40), 부하(50)를 포함하여 구성된다.
상기 제어판넬(10)은 서로 다른 종류의 모터(30,30',30")의 구동을 제어하기 위한 복수개의 제어부(11,11',11")가 구비된 것을 특징으로한다. 도면에는 상기 제어판넬(10)에 BLDC모터를 제어하기 위한 제어부(11)와, 스테핑모터를 제어하기 위한 제어부(11') 및 DC모터를 제어하기 위한 제어부(11")가 구비된 실시예가 도시되어 있다.
또한, 상기 제어판넬(10)에는 상기 제어부(11,11',11")에 연결되어 제어되는 모터(30,30',30")의 입출력 신호나 데이터를 표시하기 위한 LCD표시부(12)가 구비된다. 상기 LCD표시부(12)에는 모터(30,30',30")의 회전을 감지하기 위한 엔코더 및 타코메터와 같은 센서 신호 등이 표시되어 질 수 있다.
상기 제어판넬(10)에는 LED표시부(13)가 구비되어 상기 제어부에 연결되어 제어되는 모터의 입출력 신호나 데이터가 표시된다. 예를 들면, 상기 LED표시부(13)에는 모터의 회전수나 회전속도 등이 표시되어 질 수 있다.
또한, 상기 제어판넬(10)에는 상기 모터(30,30',30")의 구동을 감지하도록 설치된 센서(도면에 미도시)로부터 출력된 신호가 입력되기 위한 센서입력부(14)가 구비된다. 상기 모터(30,30',30")의 회전을 감지하기 위하여 엔코더나 타코메터와 같은 센서 등이 부하나 모터측에 설치되어 질 수 있는데, 이 신호는 모터(30,30',30")의 피드백 제어를 위해 상기 제어부(11,11',11")로 입력되는데, 상기 센서입력부(14)는 센서로부터 출력된 신호를 입력받는 부분이다.
상기 제어판넬(10)에는 증폭부(15)가 구비되어 상기 제어부(11,11',11"), 모터(30,30',30"), 센서입력부(14)로 입출력되는 신호나 상기 LCD표시부(12) 및 LED표시부(13)로 출력되는 신호 등을 증폭하게 된다.
또한, 상기 제어판넬(10)에는 상기 제어부(11,11',11")와 모터(30,30',30")사이의 데이터 입출력 및 외부 컴퓨터(40)와 데이터 입출력을 위한 데이터 버스부(16)이 구비된다.
상기 제어판넬(10)에는 스위치부(17)가 구비되어 전원 및 입출력 신호를 실습자가 단속할 수 있게 된다.
또한, 상기 제어판넬(10)에는 데이터를 연산처리하기 위한 MCU(Micro Control Unit)부(18)가 구비된다.
상기 제어판넬(10)에는 DC전원부(19)가 구비되어 입력된 교류전류를 직류로 변환하여 출력한다. 상기 DC전원부(19)로부터 출력되는 전력은 DC모터로 공급된다.
상기 모터장착대(20)는 판상의 판부재인 장착부(21)의 상면에 모터(30)가 고정되는 브라켓(22)이 부착되고, 일측에 모터(30',30")가 놓이는 선반구조의 수납부(23)가 구비된다. 상기 장착부(21)의 상면에는 길이방향으로 슬롯이 형성되어 상기 브라켓(22)이 장착부(21)의 길이방향으로 슬라이딩 이동되며, 탈부착이 가능하다. 한편, 상기 장착부(21)의 상면에 장착되는 모터(30)에는 부하(50)가 커플링(51)에 의해 연결되는데, 부하(50)의 장착을 위해 상기 장착부(21)의 상면에는 그 부하(50)이 고정된 부하장착용 브라켓(22')이 부착된다.
상기 모터(30,30',30")는 상기 제어판넬(10)에 구비된 제어부(11,11',11") 각각에 대응되게 구비된다. 즉, 상술한 바와 같이 상기 제어판넬(10)에는 BLDC모터를 제어하기 위한 제어부(11)와, 스테핑모터를 제어하기 위한 제어부(11') 및 DC 모터를 제어하기 위한 제어부(11")가 구비되며, 그에 대응되어 상기 모터(30,30',30")는 BLDC모터, 스테핑모터, DC모터가 구비된다. 상기 모터(30,30',30")는 실습에 사용되는 모터(30)는 상기 브라켓(22)에 고정되어 상기 모터장착대(20)의 장착부(21)의 상면에 장착되며, 실습에 사용되지 않는 모터(30',30")는 상기 수납부(23)에 놓인다.
상기 컴퓨터(40)는 모터(30,30',30")의 제어를 상기 제어판넬(10)의 인터페이스를 통해 수행하거나 상기 제어판넬(10)에 로딩되는 프로그램을 작성하기 위한 구성이다.
상기 부하(50)는 실습에 의해 구동되는 모터(30)의 회전축에 커플링(51)을 통해 연결된다. 특히, 상기 부하(50)는 그 부하의 크기를 조절할 수 있도록 구성되어 부하의 변동에 따라 모터(30)의 구동 변화를 실습자가 파악할 수 있게 된다.
앞에서 설명되고 도면에 도시된 멀티 모터 실습 장치는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 모터 실습 장치를 도시한 사시도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 모터 실습 장치의 제어판넬을 도시한 평면도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 모터 실습 장치의 모터 및 모터장착대를 도시한 사시도
<주요 도면부호에 대한 간단한 설명>
10 제어판넬
11,11',11" 제어부
12 LCD표시부
13 LED표시부
14 센서입력부
15 증폭부
16 데이터 버스부
17 스위치부
18 MCU부
19 DC전원부
20 모터장착대
21 장착부
22,22' 브라켓
23 수납부
30,30',30" 모터
40 컴퓨터
50 부하

Claims (2)

  1. 수개의 서로 다른 모터를 제어하기 위한 복수개의 제어부가 구비된 제어판넬과, 상면에 모터가 고정되는 브라켓이 부착되고, 일측에 모터가 놓이는 수납부가 구비된 모터장착대와, 상기 제어판넬에 구비된 제어부 각각에 대응되게 구비되되, 각각은 상기 수납부에 놓이거나, 상기 브라켓에 고정되어 상기 모터장착대의 상면에 장착되는 복수개의 서로 다른 모터를 포함하되,
    상기 제어판넬에는, 상기 제어부에 연결되어 제어되는 모터의 입출력 신호나 데이터를 표시하기 위한 LCD표시부와,
    상기 제어부에 연결되어 제어되는 모터의 입출력 신호나 데이터를 표시하기 위한 LED표시부와,
    상기 모터의 구동을 감지하도록 설치된 센서로부터 출력된 신호가 입력되기 위한 센서입력부와,
    상기 제어부, 모터, 센서입력부로 입출력되는 신호를 증폭하기 위한 증폭부와,
    상기 제어부와 모터사이의 데이터 입출력 및 외부 컴퓨터와 데이터 입출력을 위한 데이터 버스부와,
    전원 및 입출력 신호를 단속하기 위한 스위치부와,
    데이터를 연산처리하기 위한 MCU부와,
    입력된 교류전류를 직류로 변환하여 출력하기 위한 DC전원부가 구비된 것을 특징으로 하는 멀티 모터 실습 장치.
  2. 삭제
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