KR101958698B1 - Wound-Rotor Induction Motor And Method Of Driving The Same - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 브러쉬 분진을 외부로 배출시키기 위하여, 모터의 회전축에 결합되는 슬립링과, 일단이 슬립링의 외주면에 접촉되며, 접촉된 슬립링을 통해 모터의 회전자 코일에 전류를 공급하는 브러쉬와, 내부에 브러쉬가 구비되고, 슬립링 및 브러쉬의 접촉 부분에 분진 배출구가 형성되며, 브러쉬를 탄성적으로 지지하는 브러쉬 홀더와, 브러쉬 홀더 내부에 구비되며, 슬립링 및 브러쉬가 접촉된 상태에서 슬립링이 회전될 때 브러쉬가 마모되어 발생되는 브러쉬 분진을 진동을 통해 분진 배출구로 유도하는 진동 발생부를 포함하는 계자 권선형 모터 및 이의 구동 방법을 제공한다.The present invention relates to a brushless motor comprising a slip ring coupled to a rotating shaft of a motor for discharging brush dust to the outside, a brush having one end contacting the outer circumferential surface of the slip ring, A brush holder provided inside the brush holder and having a dust outlet formed at a contact portion between the slip ring and the brush and elastically supporting the brush, and a brush holder provided inside the brush holder, wherein the slip ring and the brush are in contact with each other And a vibration generating part for inducing the brush dust generated by the brush wear when the slip ring is rotated to the dust discharge port through vibration, and a method of driving the same.

Description

계자 권선형 모터 및 이의 구동 방법{Wound-Rotor Induction Motor And Method Of Driving The Same}Field Wound Linear Motor and Method of Driving the Wound-Rotor Induction Motor and Method of Driving The Same [

본 발명은 계자 권선형 모터 특히, 계자 권선형 모터의 브러쉬 분진 배출 구조 및 배출 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a field winding motor and, more particularly, to a brush dust discharge structure and a discharge method of a field winding motor.

일반적으로, 친환경 자동차로 불리는 하이브리드 차량 또는 전기 자동차는 전기 에너지로 회전력을 얻는 구동 모터에 의해 구동된다.Generally, a hybrid vehicle or an electric vehicle referred to as an eco-friendly automobile is driven by a driving motor that obtains rotational power by electric energy.

여기서, 하이브리드 차량은 구동 모터의 동력만을 이용하는 순수 전기 자동차 모드인 EV(Electric Vehicle)모드로 주행하거나, 엔진과 구동 모터의 회전력을 모두 동력으로 이용하는 HEV(Hybrid Electric Vehicle)모드로 주행한다. Here, the hybrid vehicle travels in an EV (Electric Vehicle) mode, which is a pure electric vehicle mode using only the power of the drive motor, or in an HEV (Hybrid Electric Vehicle) mode, which uses both the engine and the rotational force of the drive motor as power.

그리고, 일반적인 전기 자동차는 구동 모터의 회전력을 동력으로 이용하여 주행한다.A general electric vehicle runs by using the rotational force of a drive motor as a power source.

이와 같이 친환경 자동차의 동력원으로 이용되는 구동 모터는 대부분 영구자석형 동기 모터를 사용한다. 이러한 영구자석형 동기 모터는 제약된 레이아웃 조건에서 최대의 성능을 발휘하기 위해 영구자석의 성능을 극대화할 필요가 있다.Most of the drive motors used as power sources for environmentally friendly automobiles use permanent magnet type synchronous motors. Such a permanent magnet type synchronous motor needs to maximize the performance of the permanent magnets in order to exhibit maximum performance under constrained layout conditions.

여기서, 영구자석 내의 네오디뮴(Nd)은 영구자석의 세기를 개선하며, 디스프로슘(Dy)은 고온 감자(Demagnetization) 내성을 개선한다. 그러나, 이러한 영구자석의 희토류(Nd, Dy) 금속은 중국 등 일부 국가에 제한적으로 매장되어 있고, 매우 고가이며 가격 변동이 심하다.Here, neodymium (Nd) in the permanent magnet improves the strength of the permanent magnet, and dysprosium (Dy) improves demagnetization resistance. However, the rare earth (Nd, Dy) metals of these permanent magnets are limited in some countries such as China, and are very expensive and prone to price fluctuations.

이를 개선하기 위해 최근에는 유도 전동기의 적용을 검토하고 있으나, 동일한 모터 성능을 발휘하기 위해서 부피, 중량 등의 사이즈 증대량이 과다한 제약이 있다.In order to improve this, the application of the induction motor has been studied recently. However, in order to exhibit the same motor performance, there is an excessive restriction on the volume increase of the volume and weight.

한편, 친환경 자동차의 동력원으로 이용되는 구동 모터로서 영구자석형 동기 모터를 대체할 계자 권선형 모터에 대한 개발이 더욱 진행되고 있다.On the other hand, as a driving motor used as a power source of an environmentally friendly automobile, field winding motors to replace permanent magnet type synchronous motors are being developed more and more.

이와 같은, 계자 권선형 모터는 영구자석형 모터 대비 약 10%의 최적 증대로 모터의 성능 발휘가 가능한데, 회전자에 코일을 권선하여 전류 인가 시 회전자를 전자석화시켜 영구자석형 동기 모터의 영구자석을 대체하고 있다.The field winding type motor can exhibit the performance of the motor with an optimum increase of about 10% as compared with the permanent magnet type motor. When the coil is wound on the rotor and the rotor is electromagnetized when the current is applied, the permanent magnet type synchronous motor It is replacing the magnet.

또한, 계자 권선형 모터는, 브러쉬 홀더 내부에 브러쉬를 구비하고, 브러쉬와 접촉된 슬립링을 통해 모터 내의 회전자 코일에 외부의 전류를 공급한다.Further, the field winding motor has a brush inside the brush holder, and supplies an external current to the rotor coil in the motor through the slip ring in contact with the brush.

이 때, 슬립링 및 브러쉬가 접촉된 상태에서 슬립링이 회전될 때 브러쉬가 마모되면서 브러쉬 홀더 내부 구체적으로 브러쉬 및 슬립링의 접촉 부분에 브러쉬 분진 예를 들면, 탄소 분진이 발생된다.At this time, the brush is worn when the slip ring is rotated in a state where the slip ring and the brush are in contact, and brush dust, for example, carbon dust is generated in the brush holder and specifically in the contact portion of the brush holder and the slip ring.

이와 같은 브러쉬 분진은 도전성 물질이고 모터 내부에 쌓이게 되면, 브러쉬 분진이 고정자 및 회전자에 흡착됨으로써, 절연 파괴가 발생되고 이로 인해 모터 수명이 저하되는 문제점이 있었다.When such brush dust is a conductive material and accumulated in the motor, brush dust is adsorbed on the stator and the rotor, thereby causing breakdown of the insulation, thereby deteriorating the life of the motor.

본 발명은, 브러쉬 분진이 쌓여 분진 배출구를 막는 것을 방지할 수 있는 계자 권선형 모터 및 이의 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a field winding type motor and a method of driving the field winding type motor in which brush dust can accumulate to prevent the dust exhaust port from clogging.

또한, 본 발명은, 브러쉬 분진을 외부로 효과적으로 배출시켜, 모터의 수명을 향상시킬 수 있고, 브러쉬 분진에 의해 브러쉬 간 쇼트(Short)되는 것을 방지할 수 있는 계자 권선형 모터 및 이의 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Further, the present invention provides a field winding motor capable of effectively discharging brush dust to the outside to improve the life of the motor, and to prevent shorting between brushes by brush dust, and a driving method thereof .

또한, 본 발명은, 제조 공정을 단순화하고 제조 비용을 절감할 수 있는 계자 권선형 모터 및 이의 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a field winding motor and a driving method thereof that can simplify a manufacturing process and reduce manufacturing cost.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 모터의 회전축에 결합되는 슬립링과, 일단이 슬립링의 외주면에 접촉되며, 접촉된 슬립링을 통해 모터의 회전자 코일에 전류를 공급하는 브러쉬와, 내부에 브러쉬가 구비되고, 슬립링 및 브러쉬의 접촉 부분에 분진 배출구가 형성되며, 브러쉬를 탄성적으로 지지하는 브러쉬 홀더와, 브러쉬 홀더 내부에 구비되며, 슬립링 및 브러쉬가 접촉된 상태에서 슬립링이 회전될 때 브러쉬가 마모되어 발생되는 브러쉬 분진을 진동을 통해 분진 배출구로 유도하는 진동 발생부를 포함하는 계자 권선형 모터를 제공한다.A brush which is in contact with the outer circumferential surface of the slip ring at one end and supplies a current to the rotor coil of the motor via the slip ring in contact with the slip ring; A brush holder for elastically supporting the brush, and a slip ring provided in the brush holder, wherein the slip ring is rotated in a state where the slip ring and the brush are in contact with each other And a vibration generating portion for guiding the brush dust generated by the brushes to the dust outlet through vibration.

또한, 진동 발생부 일단은 분진 배출구 방향에 위치한다.Further, one end of the vibration generating portion is located in the direction of the dust outlet.

또한, 브러쉬 타단에 접속되어 브러쉬에 전류를 공급하거나, 진동 발생부 타단에 접속되어 진동 발생부에 전류를 공급하는 제어부를 더 포함한다.And a control unit connected to the other end of the brush to supply a current to the brush or connected to the other end of the vibration generating unit to supply a current to the vibration generating unit.

또한, 제어부는, 모터의 구동 전 또는 구동 종료 후에 진동 발생부에 전류를 공급한다.Further, the control section supplies a current to the vibration generating section before or after the driving of the motor.

또한, 브러쉬는 일정 간격 이격된 제1브러쉬 및 제2브러쉬를 포함하고, 진동 발생부는 제1브러쉬 및 제2브러쉬 사이에 배치된다.Further, the brush includes a first brush and a second brush which are spaced apart from each other, and the vibration generating portion is disposed between the first brush and the second brush.

또한, 제어부는 진동 발생부에 구형파 형태의 전류를 공급하는 다수의 스위치를 포함한다.Further, the control section includes a plurality of switches for supplying a square wave type current to the vibration generating section.

또한, 진동 발생부는 피에조 액추에이터이다.The vibration generating portion is a piezo actuator.

또한, 본 발명은 제 1 스위치를 브러쉬 타단에 접속시켜 브러쉬에 전류를 공급하여 모터를 구동하는 단계와, 제 1 스위치를 진동 발생부 타단에 접속시켜 진동 발생부에 전류를 공급하여 진동 발생부를 구동하는 단계와, 브러쉬 분진을 진동 발생부의 진동을 통해 분진 배출구로 유도하는 단계와, 분진 배출구로 유도된 브러쉬 분진을 분진 배출구를 통해 외부로 배출하는 단계를 포함하는 계자 권선형 모터의 구동 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of driving a motor, comprising the steps of: driving a motor by supplying a current to a brush by connecting a first switch to the other end of the brush; connecting the first switch to the other end of the vibration generating unit, A step of guiding the brush dust to the dust outlet through the vibration of the vibration generating part, and a step of discharging the brush dust guided to the dust outlet to the outside through the dust outlet, do.

여기서, 진동 발생부를 구동하는 단계는, 모터를 구동하는 단계 이전 또는 이후에 실행된다.Here, the step of driving the vibration generating section is executed before or after the step of driving the motor.

본 발명에 따르면, 진동 발생부를 이용하여 브러쉬 분진이 쌓여 분진 배출구를 막는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect that brush dust can accumulate by using the vibration generating portion to prevent the dust outlet from clogging.

또한, 본 발명에 따르면, 브러쉬 분진을 외부로 효과적으로 배출시켜, 모터의 수명을 향상시킬 수 있고, 브러쉬 분진에 의해 브러쉬 간 쇼트(Short)되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.Further, according to the present invention, it is possible to effectively discharge the brush dust to the outside, to improve the life of the motor, and to prevent the brush dust from short-circuiting between the brushes.

또한, 본 발명에 따르면, 브러쉬 분진을 제거하기 위해, 기존의 제어부의 회로 구조 변경 없이, 기존의 제어부를 그대로 이용할 수 있기 때문에, 제조 공정을 단순화하고 제조 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.Further, according to the present invention, since the existing control unit can be used as it is without changing the circuit structure of the existing control unit in order to remove the brush dust, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 계자 권선형 모터의 내부 구조를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 계자 권선형 모터의 브러쉬 홀더 및 진동 발생부를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 계자 권선형 모터의 제어부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 피에조 액추에이터의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 계자 권선형 모터의 구동 방법의 순서도이다.1 is a cross-sectional view illustrating an internal structure of a field winding motor according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a brush holder and a vibration generator of a field winding motor according to an embodiment of the present invention.
3 is a view illustrating a control unit of a field winding motor according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the operation principle of the piezo actuator according to the embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of a method of driving a field winding motor according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 계자 권선형 모터의 내부 구조를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating an internal structure of a field winding motor according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 계자 권선형 모터(200)는, 모터 케이스(201)를 관통하는 회전축(110)과, 모터 케이스(201)의 내면에 고정되는 고정자(220)와, 회전축(110)의 일단을 둘러싸며 결합되는 슬립링(120)과, 모터 케이스(201) 내부에서 회전축(110)을 둘러싸는 회전자(240, 280)를 포함할 수 있다.1, a field winding type motor 200 according to an embodiment of the present invention includes a rotating shaft 110 passing through a motor case 201 and a stator 110 fixed to the inner surface of the motor case 201 A slip ring 120 coupled to surround one end of the rotating shaft 110 and rotors 240 and 280 surrounding the rotating shaft 110 in the motor case 201. [

여기서, 회전축(110)은 모터 케이스(201)의 중심부를 길이 방향으로 관통하여 배치되고, 회전축(110)이 지지되는 모터 케이스(201)의 양단에는 베어링(204)이 구비되어, 회전축(110)이 베어링(204)을 통해 회전 가능하도록 지지된다.The rotating shaft 110 is disposed so as to penetrate the center portion of the motor case 201 in the longitudinal direction and the bearing 204 is provided at both ends of the motor case 201 in which the rotating shaft 110 is supported, Is rotatably supported through the bearing (204).

또한, 모터 케이스(201)의 내주면에는 고정자(Stator)(220)가 부착 고정되고, 고정자(120)의 내측으로는 회전축(110)과, 회전자 코어(Rotor Core)(240) 및 회전자 코일(Rotor Coil)(280)을 포함하는 회전자(Rotor)(240, 280)가 구비된다.A stator 220 is attached and fixed to the inner circumferential surface of the motor case 201. A rotating shaft 110, a rotor core 240, And rotors 240 and 280 including a rotor coil 280 are provided.

또한, 회전자 코어(240)는 모터 케이스(201)의 내부에서 회전축(110)의 외주면을 감싸며 결합된다.The rotor core 240 surrounds the outer circumferential surface of the rotating shaft 110 and is coupled to the inside of the motor case 201.

또한, 모터 케이스(201)의 외부에 위치되는 회전축(110)의 일측 단부에는 모터(200) 내부의 회전자 코일(280)에 외부의 전류를 공급하는 슬립링(Slip Ring)(120)이 구비된다.A slip ring 120 for supplying an external current to the rotor coil 280 inside the motor 200 is provided at one end of the rotating shaft 110 located outside the motor case 201 do.

한편, 이러한 슬립링(120)은 회전축(110)의 단부 외주면을 감싸도록 부착 고정된다.Meanwhile, the slip ring 120 is attached and fixed so as to surround the outer circumferential surface of the end portion of the rotary shaft 110.

또한, 모터(200)의 일측 단부에는 슬립링(120)의 외주면과 접촉되며 외부의 전류를 회전자 코일(280)에 공급하는 브러쉬(brush)(도 2의 130)를 내부에 구비한 브러쉬 홀더(140)가 구비된다.A brush holder 130 is provided at one end of the motor 200 and contacts the outer circumferential surface of the slip ring 120 to supply an external current to the rotor coil 280. [ (140).

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 계자 권선형 모터의 브러쉬 홀더 및 진동 발생부를 도시한 도면이다.2 is a view showing a brush holder and a vibration generator of a field winding motor according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 계자 권선형 모터는 슬립링, 브러쉬, 브러쉬 홀더 및 진동 발생부를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the field winding motor according to the embodiment of the present invention may include a slip ring, a brush, a brush holder, and a vibration generator.

여기서, 슬립링(120)은 모터(200)의 회전축(110)에 결합 고정되고, 브러쉬(130)는 일단이 슬립링(120)의 외주면에 접촉된다. 그리고, 브러쉬 홀더(140)는 내부에 브러쉬(130) 및 진동 발생부(150)가 구비된다.Here, the slip ring 120 is fixedly coupled to the rotary shaft 110 of the motor 200, and one end of the brush 130 is in contact with the outer peripheral surface of the slip ring 120. The brush holder 140 is provided with a brush 130 and a vibration generating unit 150 therein.

또한, 브러쉬(130)는, 브러쉬 홀더(140)의 내부에서 탄성부재(145) 예를 들면, 스프링을 통해 탄성적으로 지지되며, 회전축(110)과 함께 회전되는 슬립링(120)의 외주면에 접촉되어 슬립링(120)을 통해 모터(200) 내의 회전자 코일(280)에 전류를 공급하게 된다.The brush 130 is elastically supported within the brush holder 140 through an elastic member 145 such as a spring and is supported on the outer peripheral surface of the slip ring 120 rotated together with the rotary shaft 110 So that current is supplied to the rotor coil 280 in the motor 200 through the slip ring 120.

또한, 브러쉬(130)의 일단은 슬립링(120)의 외주면과 접촉상태를 유지하게 되고, 브러쉬(130)의 타단은 외부의 제어부(160)와 전기적으로 연결된다.One end of the brush 130 is kept in contact with the outer circumferential surface of the slip ring 120 and the other end of the brush 130 is electrically connected to the external control unit 160.

또한, 브러쉬(130)는 일정 간격 이격된 제1브러쉬 및 제2브러쉬를 포함할 수 있다.In addition, the brush 130 may include a first brush and a second brush that are spaced apart from each other.

한편, 슬립링(230) 및 브러쉬(130)가 접촉된 상태에서 슬립링(120)이 회전될 때 브러쉬(130)가 마모되면서 브러쉬 홀더(140) 내부 구체적으로 브러쉬(130) 및 슬립링(120)의 접촉 부분에 브러쉬 분진(131) 예를 들면, 탄소 분진이 발생된다.When the slip ring 120 is rotated while the slip ring 230 and the brush 130 are in contact with each other, the brush 130 is worn and the brush 130 and the slip rings 120 The brush dust 131, for example, carbon dust is generated.

이와 같은 브러쉬 분진(131)은 도전성 물질이고 모터(200) 내부에 쌓이게 되면, 브러쉬 분진(131)이 고정자(220) 및 회전자(240, 280)에 흡착됨으로써, 절연 파괴가 발생되고 이로 인해 모터(200)의 수명이 저하될 수 있다. 그리고, 브러쉬(130)가 제1브러쉬 및 제2브러쉬를 포함하는 경우 브러쉬 분진(131)이 제1브러쉬 및 제2브러쉬를 쇼트(Short)시킬 수 있다.When the brush dust 131 is a conductive material and is accumulated in the motor 200, the brush dust 131 is attracted to the stator 220 and the rotors 240 and 280, thereby causing dielectric breakdown, The life of the battery 200 may be reduced. If the brush 130 includes the first brush and the second brush, the brush dust 131 may short the first brush and the second brush.

이와 같은 브러쉬 분진(131)을 외부로 배출하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 계자 권선형 모터(200)의 브러쉬 홀더(140)는 슬립링(120) 및 브러쉬(130)의 접촉 부분에 분진 배출구(141)가 형성된다.The brush holder 140 of the field winding type motor 200 according to the embodiment of the present invention is provided with the dust particles 120 on the contact portions of the slip ring 120 and the brush 130, And an outlet 141 is formed.

한편, 브러쉬 홀더(140)에 분진 배출구(141)를 형성하더라도, 브러쉬 분진(131)이 쌓여 분진 배출구(141)를 막는 경우에는 브러쉬 분진(131)이 더 이상 외부로 배출되지 않아, 브러쉬 분진(131)이 고정자(220) 및 회전자(240, 280)에 흡착됨으로써 모터(200)의 수명이 저하될 수 있고, 브러쉬 분진(131)에 의해 제1브러쉬 및 제2브러쉬가 쇼트(Short)될 수 있다.Even if the dust outlet 141 is formed in the brush holder 140, when the brush dust 131 accumulates to block the dust outlet 141, the brush dust 131 is not discharged to the outside, 131 may be attracted to the stator 220 and the rotors 240 and 280 so that the life of the motor 200 may be shortened and the first brush and the second brush may be shorted by the brush dust 131 .

이와 같이 브러쉬 분진(131)이 쌓여 분진 배출구(141)를 막는 것을 방지하기 위해, 브러쉬 분진(131)을 능동적으로 외부로 배출할 필요가 있다.In order to prevent the brush dust 131 from accumulating and blocking the dust outlet 141, it is necessary to actively discharge the brush dust 131 to the outside.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 계자 권선형 모터(200)는, 브러쉬 홀더(140) 내부에 진동 발생부(150)를 구비하여, 브러쉬 분진(131)을 진동하여 분진 배출구(141)를 통해 외부로 배출한다.The field winding motor 200 according to the embodiment of the present invention is provided with the vibration generating part 150 inside the brush holder 140 so as to vibrate the brush dust 131 to discharge the dust discharge port 141 .

여기서, 브러쉬(130)가 제1브러쉬 및 제2브러쉬를 포함하는 경우 진동 발생부(150)는 제1브러쉬 및 제2브러쉬 사이에 배치될 수 있다.Here, when the brush 130 includes the first brush and the second brush, the vibration generating unit 150 may be disposed between the first brush and the second brush.

또한, 진동 발생부(150) 일단은 분진 배출구(141) 방향에 위치하여, 진동을 통해 브러쉬 분진(131)이 분진 배출구(141)로 이동되도록 유도할 수 있다.One end of the vibration generating part 150 is located in the direction of the dust outlet 141 and can guide the brush dust 131 to move to the dust outlet 141 through vibration.

이를 통해, 브러쉬 분진(131)이 분진 배출구(141)를 통해 쉽게 외부로 배출될 수 있도록 한다.Thus, the brush dust 131 can be easily discharged to the outside through the dust outlet 141.

본 발명의 실시예에 따른 계자 권선형 모터(200)는, 브러쉬(130) 타단에 접속되어 브러쉬(130)에 전류를 공급하거나, 진동 발생부(150) 타단에 접속되어 진동 발생부(150)에 전류를 공급하는 제어부(160)를 더 포함할 수 있다.The field winding motor 200 according to the embodiment of the present invention may be constructed such that the brush 130 is connected to the other end of the brush 130 and a current is supplied to the brush 130 or connected to the vibration generating unit 150, And a control unit 160 for supplying a current to the control unit 160.

한편, 제어부(160)는 진동 발생부(150)에 전류를 수시로 공급하여 진동 발생부(150)가 진동을 발생하게 하고, 브러쉬 분진(131)을 분진 배출구(141)를 통해 수시로 외부로 배출할 수 있으나, 모터(200)가 구동 중인 경우 진동이 발생하면, 진동에 의해 브러쉬(130) 및 슬립링(120)의 접촉 불량이 발생될 수 있다.Meanwhile, the control unit 160 may supply current to the vibration generating unit 150 at any time to cause the vibration generating unit 150 to generate vibration, and may discharge the brush dust 131 from the dust discharging port 141 to the outside However, if vibration occurs when the motor 200 is being driven, contact failure between the brush 130 and the slip ring 120 may be caused by vibration.

이에 따라, 제어부(160)는, 모터(200)의 구동 전 또는 구동 종료 후에 진동 발생부(150)에 전류를 공급하여, 진동 발생부(150)가 진동을 발생하게 하고, 브러쉬 분진(131)을 분진 배출구(141)를 통해 외부로 배출하는 것이 바람직하다.The controller 160 supplies current to the vibration generator 150 before or after driving the motor 200 to cause the vibration generator 150 to generate vibration and to generate the brush dust 131, To the outside through the dust outlet (141).

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 계자 권선형 모터(200)는, 제 1 스위치(151)와 제 1 스위치(151)를 구동하는 제 1 스위치 구동부(153)를 더 포함할 수 있다.For this, the field winding motor 200 according to the embodiment of the present invention may further include a first switch driver 153 for driving the first switch 151 and the first switch 151.

예를 들어, 도 2에 도시한 바와 같이, 제어부(160)의 출력단에 제 1 스위치(151)를 연결하고, 제 1 스위치 구동부(153)가 모터(200)의 구동 중에는 브러쉬(130)에 전류를 공급하기 위해 제 1 스위치(151)를 브러쉬(130) 타단에 접속시킬 수 있다(①). 그리고, 모터(200)의 구동 전 또는 구동 종료 후에는 제 1 스위치 구동부(153)가 진동 발생부(150)에 전류를 공급하기 위해 제 1 스위치(151)를 진동 발생부(150) 타단에 접속시킬 수 있다(②).2, when the first switch 151 is connected to the output terminal of the controller 160 and the first switch driver 153 drives the brush 130 during the driving of the motor 200, The first switch 151 may be connected to the other end of the brush 130 (1 & cir &). Before or after the motor 200 is driven, the first switch driver 153 connects the first switch 151 to the other end of the vibration generator 150 to supply the current to the vibration generator 150 (2).

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 계자 권선형 모터(200)는, 제 1 스위치(151) 및 제 1 스위치 구동부(153)를 이용하여, 모터(200)가 구동되는 구간과 모터(200)가 구동되지 않는 구간으로 나누어 이들 각 구간에서 전원을 모터(200)와 진동 발생부(150)에 공급하기 때문에, 기존의 제어부(160)의 회로 구조 변경 없이, 기존의 제어부(160)를 그대로 이용할 수 있는 장점이 있다.The field winding motor 200 according to the embodiment of the present invention is configured such that the first switch 151 and the first switch driver 153 are used to drive the motor 200 and the motor 200, The power source is supplied to the motor 200 and the vibration generating unit 150 in each of the sections so that the existing controller 160 can be used as it is without changing the circuit structure of the conventional controller 160 There are advantages to be able to.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 계자 권선형 모터의 제어부를 도시한 도면이다.3 is a view illustrating a control unit of a field winding motor according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이, 제어부(160)는 진동 발생부(150)에 구형파 형태의 전류 예를 들면, 교류 전류를 공급하기 위한 다수의 제 2 스위치(161)와 이들 제 2 스위치(161)를 구동하는 제 2 스위치 구동부(163)를 포함할 수 있다.3, the control unit 160 includes a plurality of second switches 161 for supplying a square-wave current, for example, an alternating current, to the vibration generating unit 150, And a second switch driver 163 for driving the second switch 163.

여기서, 다수의 제 2 스위치(161)는 제 2 스위치 구동부(163)가 공급하는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호에 의해 온오프 제어되어 직류 전류를 구형파 형태의 전류로 변환하여 진동 발생부(150)에 공급할 수 있다.The plurality of second switches 161 are turned on and off by a PWM (Pulse Width Modulation) signal supplied from the second switch driver 163 to convert the DC current into a rectangular-wave current, .

또한, 진동 발생부(150)는 피에조 액추에이터(Piezo Actuator)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 진동을 발생하는 장치라면 모두 본 발명에 적용될 수 있다.The vibration generating unit 150 may be a piezo actuator, but the present invention is not limited thereto. Any device that generates vibration may be applied to the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 피에조 액추에이터의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the operation principle of the piezo actuator according to the embodiment of the present invention.

먼저, 피에조 액추에이터는 피에조 소자의 역압전 현상을 이용하여 진동을 발생하는 장치이다. 여기서, 역압전 현상이란 피에조 소자에 전압이 인가되면 인가된 전압에 따라 피에조 소자에 기계적 변위가 발생하는 현상이다.First, the piezo actuator is a device that generates vibration by using the reverse piezoelectric phenomenon of the piezo element. Here, the reverse piezoelectric phenomenon is a phenomenon in which a mechanical displacement occurs in a piezo element according to an applied voltage when a voltage is applied to the piezo element.

이와 같은 피에조 액추에이터를 진동 발생부(150)로 이용하게 되면, 미소 변위의 고정밀 제어가 가능하고, 응답성이 빠르고, 에너지 변환 효율이 높은 장점이 있다.When such a piezoelectric actuator is used as the vibration generating part 150, high precision control of minute displacement can be performed, and the response is fast and the energy conversion efficiency is high.

도 4에 도시한 바와 같이, 피에조 소자 상부에 정극성(+) 전압을 인가하고 하부에 부극성(-) 전압 또는 접지 전압을 인가하면 피에조 소자의 내부 전하는 극성에 따라 인가된 전압과 반발하여 피에조 소자는 상하 방향으로 압축된다. 즉, 피에조 소자에 인가된 전압에 따라 피에조 소자가 상하 방향으로 압축되어 변위(ΔL)가 발생하게 된다.4, when positive (+) voltage is applied to the upper portion of the piezo element and negative (-) voltage or ground voltage is applied to the lower portion, the internal charge of the piezo element repels the applied voltage according to the polarity, The element is compressed in the vertical direction. That is, the piezo element is compressed in the vertical direction according to the voltage applied to the piezo element, and a displacement (? L) is generated.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 계자권 선형 모터(200)는, 진동 발생부(150)를 통해 브러쉬 분진(131)이 쌓여 분진 배출구(141)를 막는 것을 방지할 수 있다.As described above, the field winding motor 200 according to the embodiment of the present invention can prevent the brush dust 131 from accumulating through the vibration generating portion 150 and blocking the dust outlet 141.

또한, 브러쉬 분진(131)을 외부로 효과적으로 배출시켜, 모터(200)의 수명을 향상시킬 수 있고, 브러쉬 분진(131)에 의해 제1브러쉬 및 제2브러쉬가 쇼트(Short)되는 것을 방지할 수 있다.It is also possible to effectively discharge the brush dust 131 to the outside to improve the life of the motor 200 and to prevent the first brush and the second brush from being shorted by the brush dust 131 have.

또한, 브러쉬 분진(131)을 제거하기 위해, 기존의 제어부(160)의 회로 구조 변경 없이, 기존의 제어부(160)를 그대로 이용할 수 있기 때문에, 제조 공정을 단순화하고 제조 비용을 절감할 수 있다.In addition, since the conventional controller 160 can be used as it is without changing the circuit structure of the conventional controller 160 in order to remove the brush dust 131, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 계자 권선형 모터의 구동 방법의 순서도이다.5 is a flowchart of a method of driving a field winding motor according to an embodiment of the present invention.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 계자 권선형 모터(200)의 구동 방법을 설명하되, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 계자 권선형 모터(200)와 동일한 내용에 대해서는 생략하겠다.Hereinafter, a method of driving the field winding type motor 200 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5, and the same contents as those of the field winding type motor 200 according to the above- would.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 계자 권선형 모터의 구동 방법은, 모터(200)를 구동하는 단계(S10)와, 진동 발생부(150)를 구동하는 단계(S20)와, 브러쉬 분진(131)을 분진 배출구(141)로 유도하는 단계(S30)와, 브러쉬 분진(131)을 분진 배출구(141)를 통해 외부로 배출하는 단계(S40)를 포함할 수 있다.5, a method of driving a field winding motor according to an embodiment of the present invention includes a step S10 of driving a motor 200, a step S20 of driving a vibration generating part 150, (S30) of guiding the brush dust 131 to the dust outlet 141 and discharging the brush dust 131 to the outside through the dust outlet 141 (S40).

먼저, 제 1 스위치(151)를 브러쉬(130) 타단에 접속시켜 브러쉬(130)에 전류를 공급하여 모터(200)를 구동한다(S10).First, the first switch 151 is connected to the other end of the brush 130, and a current is supplied to the brush 130 to drive the motor 200 (S10).

다음, 제 1 스위치(151)를 진동 발생부(150) 타단에 접속시켜 진동 발생부(150)에 전류를 공급하여 진동 발생부(150)를 구동한다(S20).Next, the first switch 151 is connected to the other end of the vibration generating unit 150, and current is supplied to the vibration generating unit 150 to drive the vibration generating unit 150 (S20).

다음, 브러쉬 분진(131)을 진동 발생부(150)의 진동을 통해 분진 배출구(141)로 유도하고(S30), 분진 배출구(141)로 유도된 브러쉬 분진(131)을 분진 배출구(141)를 통해 외부로 배출한다(S40).Next, the brush dust 131 is guided to the dust outlet 141 through the vibration of the vibration generator 150 (S30), and the brush dust 131 guided to the dust outlet 141 is discharged to the dust outlet 141 (S40).

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 계자 권선형 모터(200)의 구동 방법은, 진동 발생부(150)를 통해 브러쉬 분진(131)이 쌓여 분진 배출구(141)를 막는 것을 방지할 수 있다.As described above, the method of driving the field winding motor 200 according to the embodiment of the present invention can prevent the brush dust 131 from accumulating through the vibration generating part 150 and blocking the dust outlet 141.

또한, 브러쉬 분진(131)을 외부로 효과적으로 배출시켜, 모터(200)의 수명을 향상시킬 수 있다.In addition, the brush dust 131 is effectively discharged to the outside, and the life of the motor 200 can be improved.

여기서, 진동 발생부(150)를 구동하는 단계(S20)는, 모터(200)를 구동하는 단계(S10) 이전 또는 이후에 실행될 수 있다.The step S20 of driving the vibration generating unit 150 may be performed before or after the step S10 of driving the motor 200. [

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 계자 권선형 모터(200)의 구동 방법은, 제 1 스위치(151)를 이용하여, 모터(200)가 구동되는 구간과 모터(200)가 구동되지 않는 구간으로 나누어 이들 각 구간에서 전원을 모터(200)와 진동 발생부(150)에 공급하기 때문에, 기존의 제어부(160)의 회로 구조 변경 없이, 기존의 제어부(160)를 그대로 이용할 수 있는 장점이 있다.The method for driving the field winding motor 200 according to the embodiment of the present invention is a method for driving the field winding motor 200 according to the embodiment of the present invention by using the first switch 151 so that the section where the motor 200 is driven and the section where the motor 200 is not driven The power source is supplied to the motor 200 and the vibration generating unit 150 in each of the sections so that the existing controller 160 can be used as it is without changing the circuit structure of the conventional controller 160 .

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

120 : 슬립링
130 : 브러쉬
140 : 브러쉬 홀더
141 : 분진 배출구
150 : 진동 발생부
160 : 제어부120: slip ring
130: Brush
140: Brush holder
141: Dust outlet
150:
160:

Claims (10)

모터의 회전축에 결합되는 슬립링;
일단이 상기 슬립링의 외주면에 접촉되며, 접촉된 상기 슬립링을 통해 상기 모터의 회전자 코일에 전류를 공급하는 브러쉬;
내부에 상기 브러쉬가 구비되고, 상기 슬립링 및 브러쉬의 접촉 부분에 분진 배출구가 형성되며, 상기 브러쉬를 지지하는 브러쉬 홀더;
상기 브러쉬 홀더 내부에 구비되며, 브러쉬 분진을 진동을 통해 상기 분진 배출구로 유도하는 진동 발생부; 및
상기 브러쉬 타단에 접속되어 상기 브러쉬에 전류를 공급하거나, 상기 진동 발생부 일단에 접속되어 상기 진동 발생부에 전류를 공급하는 제어부
를 포함하는 계자 권선형 모터.
A slip ring coupled to the rotational axis of the motor;
A brush which is in contact with an outer circumferential surface of the slip ring at one end and supplies a current to the rotor coil of the motor through the slip ring which is in contact with the slip ring;
A brush holder for holding the brush, a dust outlet formed at a contact portion of the slip ring and the brush, and a brush holder for supporting the brush;
A vibration generating unit provided in the brush holder and guiding the brush dust to the dust outlet through vibration; And
And a controller connected to the other end of the brush to supply a current to the brush or connected to one end of the vibration generator to supply current to the vibration generator,
And a motor.
제 1 항에 있어서,
상기 진동 발생부 타단은 상기 분진 배출구 방향에 위치하는
계자 권선형 모터.
The method according to claim 1,
And the other end of the vibration generating portion is located in the dust outlet direction
Field winding linear motor.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제어부의 출력단에 연결되며, 상기 브러쉬 타단에 접속되거나 상기 진동 발생부 일단에 접속되는 제 1 스위치
를 더 포함하는 계자 권선형 모터.
The method according to claim 1,
A first switch connected to the output terminal of the control unit and connected to the other end of the brush or connected to one end of the vibration generating unit,
Wherein the field winding motor further comprises:
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 모터의 구동 전 또는 구동 종료 후에 상기 진동 발생부에 전류를 공급하는
계자 권선형 모터.
The method according to claim 1,
Wherein,
And a controller for controlling the motor so as to supply a current to the vibration generating unit before or after the driving of the motor
Field winding linear motor.
제 2 항에 있어서,
상기 브러쉬는 일정 간격 이격된 제1브러쉬 및 제2브러쉬를 포함하고,
상기 진동 발생부는 상기 제1브러쉬 및 제2브러쉬 사이에 배치되는
계자 권선형 모터.
3. The method of claim 2,
Wherein the brush includes a first brush and a second brush spaced apart from each other by a predetermined distance,
The vibration generating portion is disposed between the first brush and the second brush
Field winding linear motor.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 진동 발생부에 구형파 형태의 전류를 공급하는 다수의 제 2 스위치를 포함하는
계자 권선형 모터.
The method according to claim 1,
Wherein the control unit includes a plurality of second switches for supplying a current of a square wave form to the vibration generating unit
Field winding linear motor.
제 1 항에 있어서,
상기 진동 발생부는 피에조 액추에이터인
계자 권선형 모터.
The method according to claim 1,
The vibration generating unit is a piezoelectric actuator
Field winding linear motor.
내부에 브러쉬가 구비되고 분진 배출구가 형성되는 브러쉬 홀더와, 상기 브러쉬 홀더 내부에 구비되는 진동 발생부와, 상기 브러쉬 또는 상기 진동 발생부에 전류를 공급하는 제어부와, 상기 제어부의 출력단에 연결되며 상기 브러쉬 또는 상기 진동 발생부에 접속되는 제 1 스위치를 포함하는 계자 권선형 모터의 구동 방법으로서,
상기 제 1 스위치를 상기 브러쉬에 접속시켜 상기 브러쉬에 전류를 공급하여 상기 모터를 구동하는 단계;
상기 제 1 스위치를 상기 진동 발생부에 접속시켜 상기 진동 발생부에 전류를 공급하여 상기 진동 발생부를 구동하는 단계;
상기 브러쉬 분진을 상기 진동 발생부의 진동을 통해 상기 분진 배출구로 유도하는 단계; 및
상기 분진 배출구로 유도된 상기 브러쉬 분진을 상기 분진 배출구를 통해 외부로 배출하는 단계
를 포함하는 계자 권선형 모터의 구동 방법.
A vibration generator provided in the brush holder, a controller for supplying a current to the brush or the vibration generator, and a controller connected to the output of the controller, And a first switch connected to the brush or the vibration generating portion,
Connecting the first switch to the brush and supplying current to the brush to drive the motor;
Connecting the first switch to the vibration generating unit and supplying current to the vibration generating unit to drive the vibration generating unit;
Guiding the brush dust to the dust outlet through the vibration of the vibration generator; And
And discharging the brush dust introduced into the dust outlet through the dust outlet
And a driving method of the field winding linear motor.
제 9 항에 있어서,
상기 진동 발생부를 구동하는 단계는,
상기 모터를 구동하는 단계 이전 또는 이후에 실행되는
계자 권선형 모터의 구동 방법.


10. The method of claim 9,
Wherein the step of driving the vibration-
Wherein the step of driving the motor is performed before or after the step of driving the motor
Method of driving a field winding motor.


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