KR102056643B1 - 유동적으로 감쇠비를 적용할 수 있는 rtc 유도 모터 - Google Patents

유동적으로 감쇠비를 적용할 수 있는 rtc 유도 모터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유동적으로 감쇠비를 조절할 수 있는 RTC 유도 모터에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 RTC 유도 모터는 일측방향으로 회전자가 돌출형성된 모터부; 상기 모터부의 일측에 고정된 모터홀더; 상기 모터홀더의 일측에 위치하는, 상기 모터홀더가 회전가능하게 지지되는 베어링부; 상기 베이링부의 타측에 위치하는 베이스부; 상기 모터부를 중심으로 서로 대칭되도록 각각 배치되고, 상기 모터부의 감쇠비를 조절하는 감쇠비 조절부; 및 상기 감쇠비 조절부의 감쇠비를 조절하는 제어부를 포함하되, 상기 감쇠비 조절부는 상기 베이스부 상에 위치하고, 상기 모터부의 중심축과 동심원 관계에 있는 원호 형상의 자석 배열; 상기 모터홀더에 일단부가 고정되고, 상기 자석 배열이 위치한 방향으로 연장형성된 홀더; 및 상기 홀더의 타단부에 위치하고, 상기 자석 배열과 상호작용하는 코일을 포함한다.

Description

유동적으로 감쇠비를 적용할 수 있는 RTC 유도 모터{REACTION TORQUE COMPENSATED INDUCTION MOTOR TO FLEXIBILITY ADJUST DAMPING RATIO}
본 발명은 유동적으로 감쇠비를 적용할 수 있는 RTC 유도 모터에 관한 것이다.
종래의 모터는 하우징, 고정자, 회전자, 회전자 베어링, 및 회전 센서를 포함한다. 또한, 하우징은 모터의 내부 구성요소를 보호하는 기능을 수행하며, 베이스 상에 설치된다. 또한, 고정자 및 회전자는 하우징의 내부에 위치하며, 회전자는 고정자의 내부에 축방향에 있다. 또한, 회전자는 영구자석 재질일 수 있다. 회전센서는 고정자 및 회전자의 회전량을 측정하고, 회전자의 회전 위치에 따라 고정자의 전류를 제어한다.
그러나, 이러한 종래의 모터는 모터에 토크가 작용하여 회전자의 속도가 변화하면, 반발 토크가 고정자에 작용하고, 반발토크가 베이스로 전달되어 베이스의 진동을 유발하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위해, 대한민국공개특허 제10-2017-0089223호(발명의 명칭: 회전형 AC 서보 모터)에서는 하우징과 베이스에 연결되어 변위를 제한하는 변위 제한 장치에 대한 구성이 개시되어 있다.
하지만, RTC 유도 모터는 회전자의 속도가 급격하게 변화하거나 예상되지 않는 토크 부하가 갑자기에 가해질 경우, 시스템에 과도한 진동을 전달하여 과도한 진동을 유발하게 된다. 이러한 시스템의 진동은 프로세서의 질에 영향을 미칠 뿐만 아니라 시스템 전체 수명을 감소시키는 문제점이 있다.
아울러, 시스템의 파라미터가 변함에 따라 감쇠비를 변화시키기 위해서는 스프링을 수동으로 교체하여야 하는 문제점이 있었다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 감쇠비를 유동적으로 조절할 수 있는 RTC 유도 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 RTC 유도 모터는 일측방향으로 회전자가 돌출형성된 모터부; 상기 모터부의 일측에 고정된 모터홀더; 상기 모터홀더의 일측에 위치하는, 상기 모터홀더가 회전가능하게 지지되는 베어링부; 상기 베이링부의 타측에 위치하는 베이스부; 상기 모터부를 중심으로 서로 대칭되도록 각각 배치되고, 상기 모터부의 감쇠비를 조절하는 감쇠비 조절부; 및 상기 감쇠비 조절부의 감쇠비를 조절하는 제어부를 포함하되, 상기 감쇠비 조절부는 상기 베이스부 상에 위치하고, 상기 모터부의 중심축과 동심원 관계에 있는 원호 형상의 자석 배열; 상기 모터홀더에 일단부가 고정되고, 상기 자석 배열이 위치한 방향으로 연장형성된 홀더; 및 상기 홀더의 타단부에 위치하고, 상기 자석 배열과 상호작용하는 코일을 포함한다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 베이스 상에 위치하는 원호 형상의 자석 배열 및 자석 배열과 상호작용하는 코일을 포함하고, 코일의 단락여부에 따라 유동적으로 감쇠비를 조절할 수 있어, 모터부에서 발생하는 진동을 현저히 감쇠시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유동적으로 감쇠비를 적용할 수 있는 RTC 유도 모터의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동적으로 감쇠비를 적용할 수 있는 RTC 유도 모터의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시에에 따른 유동적으로 감쇠비를 적용할 수 있는 RTC 유도 모터의 자석배열 및 코일을 설명하기 위한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원은 유동적으로 감쇠비를 적용할 수 있는 RTC 유도 모터(100)에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유동적으로 감쇠비를 적용할 수 있는 RTC 유도 모터(100)의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동적으로 감쇠비를 적용할 수 있는 RTC 유도 모터(100)의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시에에 따른 유동적으로 감쇠비를 적용할 수 있는 RTC 유도 모터(100)의 자석 배열(210) 및 코일(230)을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유동적으로 감쇠비를 적용할 수 있는 RTC 유도 모터(100)(이하, ‘RTC 유도 모터(100)’라 함)에 대해서 설명한다.
RTC 유도 모터(100)는 모터부(110), 모터홀더(120), 베어링부(130), 베이스부(140), 감쇠비 조절부(200), 및 제어부(250)를 포함한다.
모터부(110)는 일측 방향으로 회전자(111)가 돌출 형성된다. 예시적으로, 모터부(110)는 회전자(111)를 고정자에서 발생하는 회전 자계 안에 놓아 회전 자계의 자속과 회전자(111)의 상호작용으로 인해 일어나는 회전력을 이용하는 인덕션 모터일 수 있다.
모터 홀더(120)는 모터의 일측에 고정되며, 모터부(110)의 회전자(111)가 관통되는 홀이 형성될 수 있다. 예시적으로, 모터부(110)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 각각 모서리에 볼트와 같은 체결부재를 통해 모터 홀더(120)에 고정될 수 있다. 또한, 모터부(110)와 모터 홀더(120)는 모터부(110)의 진동이 전달될 수 있도록 견고히 결합되는 것이 바람직하다. 상술한 일측면이란, 도 1의 2시방향에 위치한 면일 수 있다.
베어링부(130)는 일측에 모터 홀더(120)가 위치하고, 타측에 베이스부(140)가 위치할 수 있다. 다시 말해, 모터 홀더(120)와 베이스부(140)의 사이에 베어링부(130)가 위치하여, 모터부(110)가 고정된 모터 홀더(120)가 회전 이동될 수 있다.
본 발명의 RTC 유도 모터(100)는 모터부(110)에서 발생하는 진동을 상쇄시키는 감쇠력을 조절할 수 있는 것을 주요 특징으로 한다.
이를 위해, RTC 유도 모터(100)는 모터부(110)를 중심으로 서로 대칭되도록 각각 배치되고, 모터부(110)의 감쇠비를 조절하는 감쇠비 조절부(200)를 포함한다. 예시적으로, 감쇠비 조절부(200)는 모터부(110)를 중심으로 좌측 및 우측에 각각 위치할 수 있으나, 이에 한하지 않고 3개 이상이 구비될 수도 있다.
감쇠비 조절부(200)는 자석 배열(210), 홀더(220), 및 코일(230)를 포함한다.
자석 배열(210)은 베이스부(140) 상에 위치하며, 모터부(110)의 중심축과 동원원 관계에 있는 원호 형상으로 형성될 수 있다.
상세하게는, 자석 배열(210)은 원호형상을 따라 N극과 S극이 교번적으로 배치된 복수의 제1 자석(211) 및 제1 자석(211)과 마주보도록 배치되고, 원호형상을 따라 N극과 S극이 교번적으로 배치된 복수의 제2 자석(212)을 포함할 수 있다.
또한, 도 3을 참조하면, 복수의 제1 자석(211)과 제2 자석(212)은 서로 마주보는 극이 서로 상이하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 자석(211)과 제2 자석(212) 사이에는 자기장이 형성될 수 있다.
홀더(220)는 모터홀더(120)에 일단부가 고정되고, 자석 배열(210)이 위치한 방향으로 연장형성될 수 있다. 예시적으로, 홀더(220)는 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 고정부재를 통해 모터홀더(120)에 고정될 수 있으나, 이에 한하지는 않는다.
코일(230)은 홀더(220)의 타단부에 위치하고, 자석 배열(210)과 상호작용한다. 다시 말해, 코일(230)는 제1 자석(211)과 제2 자석(212) 사이에 발생하는 자기장이 형성되는 곳에 위치하여, 자석 배열(210)과 상호작용할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
또한, 제어부(250)는 감쇠비 조절부(200)의 감쇠비를 조절할 수 있다. 예시적으로, 제어부(250)의 구성으로는 PLC(Programmable Logic Controller)일 수 있으나 이에 한하지는 않는다.
이하, 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠비 조절부(200)의 원리에 대해서 설명한다.
제어부(250)는 코일(230)에 유도 전류가 흐를 수 있는 폐쇄 상태와 코일(230)에 유도 전류가 흐르지 못하는 개방상태를 조절할 수 있으며, 이를 통해 감쇠비를 조절할 수 있다. 이를 위해, 감쇠비 조절부(200)는 코일(230)에 연결되어, 코일(230)을 폐쇄 상태 또는 개방상태로 변환하는 스위치(240)를 더 포함할 수 있다. 예시적으로, 스위치(240)는 코일(230)에 전기적으로 연결되며, 코일과 함께 하나의 회로를 구성될 수 있으나, 이에 한하지는 않는다.
스위치(240)는, 상술한 바와 같이, 코일(230)에 유도 전류가 흐를 수 있는 폐쇄 상태와 코일(230)에 유도 전류가 흐르지 못하는 개방상태 사이에서 스위칭된다.
다시 말해, 스위치(240)가 닫힌 상태, 즉 폐쇄상태에서는 폐회로가 완성되며, 이때 코일(230)의 내부를 통과하는 자기력선의 수가 변화되면, 코일(230)에 유도전류가 발생하여 흐르게 된다. 반대로, 스위치(240)가 개방된 상태, 즉 개방상태에서는 개회로가 되며, 코일(230) 내부를 통과하는 자기력선의 수가 변화되더라도 코일(230)에는 유도전류가 발생되지 않는다.
즉, 모터부(110)가 진동하면, 코일(230)이 이동하게 되며, 코일(230)을 통과하는 자기력선의 수가 변화하게 된다. 이때, 스위치(240)가 폐쇄상태에 있으면, 코일(230)에 유도 전류가 발생하게 되고, 이에 따라 모터부(110)의 진동의 움직임을 방해하는 감쇠력이 발생하게된다. 또한, 스위치(240)가 개방상태에 있으면, 모터부(110)가 진동하더라도 코일(230)에 유도전류가 발생되지 않으며, 이에 따라 모터부(110)의 진동도 감쇠되지 않는다. 다시 말해, RTC 유도 모터(100)는 모터부(110)의 진동을 선택적으로 감쇠할 수 있다.
또한, RTC 유도 모터(100)는 이러한 특징을 이용하여, 모터부(110)의 감쇠비를 조절할 수 있다. 예시적으로, RTC 유도 모터(100)는 스위치(240)의 PWM(Pulse Width Mudulation, 펄스 폭 변조)을 통해 모터부(110)의 감쇠비를 조절할 수 있다. 다시 말해, RTC 유도 모터(100)는 스위치(240)를 폐쇄상태과 개방상태를 교번하도록 설정하고, 스위치(240)의 폐쇄상태의 시간을 개방상태의 시간보다 긴 시간으로 조절할 경우, 감쇠력이 증가하게 되며, 반대로 스위치(240)의 폐쇄 상태의 시간을 개방상태의 시간보다 짧은 시간으로 조절할 경우, 감쇠력이 감소할 수 있다.
RCT 유도 모터(100)는 모터부(110)의 진동을 측정하는 진동 센서를 포함할 수 있다. 예시적으로, 진동센서(400)는 모터부(110)의 상부에 위치하여, 모터부(110)에서 전달되는 진동을 직접 전달받을 수 있는 것이 바람직하다.
제어부(250)는 RTC 유도 모터(100)의 진동정도를 측정하는 진동 센서로부터 수신된 진동 신호를 기초로 하여, PWM(Pulse Width Mudulation, 펄스 폭 변조)을 통해 모터부(110)에 대한 감쇠비를 조절할 수 있다.
또한, 도 2를 참조하면, RTC 유도 모터(100)는 모터 홀더(120)의 일측이 연결되고, 타측이 베이스부(140)에 연결되며, 소정의 탄성력을 가지는 적어도 하나 이상의 스프링부(300)를 더 포함할 수 있다. 예시적으로, 스프링부(300)는 모터 홀더(120)의 모서리에 각각 위치하여 4가 구비될 수 있으나, 이에 한하지는 않는다.
다시 말해, RTC 유도 모터(100)는 스프링부(300)를 통해 1차적으로 모터부(110)의 진동을 감쇠시키고, 2차적으로 감쇠비 조절부(200)를 통해 모터부(110)의 진동을 감쇠시킬 수 있으나, 이에 한하지는 않는다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : RTC 유도 모터
110 : 모터부 111 : 회전자
120 : 모터홀더
130 : 베어링부
140 : 베이스부
200 : 감쇠비 조절부
210 : 자석배열
211 : 제1 자석 212 : 제2 자석
220 : 홀더
230 : 코일
240 : 스위치 250 : 제어부
300 : 스프링부
400 : 진동센서

Claims (6)

  1. 유동적으로 감쇠비를 조절할 수 있는 RTC 유도 모터에 있어서,
    일측방향으로 회전자가 돌출형성된 모터부;
    상기 모터부의 일측에 고정된 모터홀더;
    상기 모터홀더의 일측에 위치하는, 상기 모터홀더가 회전가능하게 지지되는 베어링부;
    상기 베이링부의 타측에 위치하는 베이스부;
    상기 모터부를 중심으로 서로 대칭되도록 각각 배치되고, 상기 모터부의 감쇠비를 조절하는 감쇠비 조절부; 및
    상기 감쇠비 조절부의 감쇠비를 조절하는 제어부를 포함하되,
    상기 감쇠비 조절부는
    상기 베이스부 상에 위치하고, 상기 모터부의 중심축과 동심원 관계에 있는 원호 형상의 자석 배열;
    상기 모터홀더에 일단부가 고정되고, 상기 자석 배열이 위치한 방향으로 연장형성된 홀더; 및
    상기 홀더의 타단부에 위치하고, 상기 자석 배열과 상호작용하는 코일을 포함하고,
    상기 자석 배열은
    원호형상을 따라 N극과 S극이 교번적으로 배치된 복수의 제1 자석 및
    상기 제1 자석과 마주보도록 배치되고, 원호형상을 따라 N극과 S극이 교번적으로 배치된 복수의 제2 자석을 포함하고,
    상기 제1 자석과 제2 자석은 서로 마주보는 극이 서로 상이하며,
    상기 코일은 상기 제1 자석 및 제2 자석의 사이에 위치하는 것인 RTC 유도 모터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 코일에 연결되어 상기 코일에 유도 전류가 흐를 수 있는 폐쇄 상태와 상기 코일에 유도전류가 흐르지 못하는 개방상태로 변환하는 스위치를 통해 감쇠비를 조절하는 것인 RTC 유도 모터.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 모터부의 진동을 측정하는 진동센서를 더 포함하는 것인 RTC 유도 모터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 진동센서로부터 수신된 진동 신호를 기초로 하여, 상기 스위치의 PWM(Pulse Width Mudulation, 펄스 폭 변조)을 통해 상기 모터부에 대한 감쇠비를 조절하는 스위칭하는 제어부를 더 포함하는 것인 RTC 유도 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 모터홀더의 일측이 연결되고, 타측이 상기 베이스부에 연결되며, 소정의 탄성력을 가지는 적어도 하나 이상의 스프링부를 더 포함하는 RTC 유도 모터.
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