KR19990017753A - 모터의 고조파전류 감쇄장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터의 고조파전류 감쇄장치에 관한 것으로, 정현파전압의 위상제어를 통해 비정현파전압으로 가변시켜 회전속도를 조절하는 모터에 있어서, E자코어와, 상기 E자코어에 권선되는 코일과, I자코어로 구성되며, 상기 E자코어에 권선되는 권선수는 소정범위로 제한되는 리액터를 더 포함하여, E자코어에 권선되는 코일의 권선수를 소정수로 제한되어 정현파전압의 위상제어시에 발생되는 3고조파전류가 효과적으로 감쇄되므로, IEC규정에도 부합될 뿐만 아니라, 전력계통의 동작장애를 미연에 방지할 수 있고, 제품판매를 증진시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

모터의 고조파전류 감쇄장치

본 발명은 모터의 고조파전류 감쇄장치에 관한 것으로, 특히 청소기 모터의 구동시에 발생되는 고조파전류를 감쇄시킬 수 있도록 한 모터의 고조파전류 감쇄장치에 관한 것이다.

일반적으로, 종래의 통상적인 청소기 내의 모터구동회로는 도 1에 도시된 바와 같다.

도 1을 참조하면 알 수 있듯이, 전원공급부(10)로부터 공급되는 상용주파수를 갖는 교류전원이 모터(30)로 제공되어 모터(30)가 구동되고, 이에 연동되어 회전되는 임펠라에 의해 내부공기가 강제순환되어 청소기 외부와 내부의 압력차에 의해 발생되는 풍량에 의해 흡입구로부터 먼지 등의 오염물이 흡입되므로써 청소가 수행된다.

여기에서, 모터(40)로 공급되는 전압(V)과 전류(I)의 파형은 도 2에 도시된 바와 같다.

한편, 게이트신호에 따라 스위칭제어되는 트라이악(TRIAC : Triode AC Switch, 40)에 의해 전원공급부(10)로부터 공급되는 정현파 전압이 위상제어되어 비정현파 전압으로 가변된 다음 모터(30)로 공급되기 때문에 고조파전류가 발생된다.

최근에, 이러한 제품의 보급이 증가됨에 따라 전력계통으로 인입되는 고조파전류의 총량이 증가되어 전력용 콘덴서, 브레이커 등에 동작장애를 발생시킬 뿐만 아니라 변압기의 파괴 등을 유발하게 된다.

상기한 바와 같은 고조파전류로 인한 장애를 방지하기 위한 일환으로 IEC(International Electrotechnical Commission : 국제전기표준회의)에서는 각 시험기관들이 연합하여 고조파전류를 제한하는 규격을 제정하였는데, 이러한 규정에 의하면 도 3에 나타낸 바와 같이, 90°위상에서 조절했을 때 청소기에서 발생되는 여러 고조파전류 중에, 문제가 되는 고조파전류는 3고조파전류(3rd Hamornic Current)이다.

따라서, 3고조파전류를 감쇄시키기 위한 기술에 대해 청소기와 관련된 여러 기술분야에서 다양하게 연구되고 있다.

한편, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 리액터 내의 코일의 권선수를 소정수로 설정하여 고조파전류를 감쇄시킬 수 있는 모터의 고조파전류 감쇄장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 모터의 고조파전류 감쇄장치는, 정현파전압의 위상제어를 통해 비정현파전압으로 가변시켜 회전속도를 조절하는 모터에 있어서, E자코어와, 상기 E자코어에 권선되는 코일과, I자코어로 구성되며, 상기 E자코어에 권선되는 권선수는 소정범위로 제한되는 리액터를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 통상적인 청소기 내의 모터구동회로를 도시한 도면,

도 2와 도 3은 종래의 통상적인 모터구동시에 발생되는 고조파전류를 설명하기 위한 도면,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터의 고조파전류 감쇄장치의 모터구동회로를 도시한 도면,

도 5는 본 발명에 따른 리액터의 구조를 도시한 도면,

도 6과 도 7은 리액터가 구비된 모터구동시에 발생되는 고조파전류를 설명하기 위한 도면.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 전원공급부 20 : 리액터

22 : E자코어 24 : 코일

26 : I자코어 30 : 모터

40 : 트라이악

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터의 고조파전류 감쇄장치로서, 전원공급부(10), 리액터(20), 모터(30) 및 트라이악(40)으로 구성되는데, 종래의 모터구동회로와 비교참조하면 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 모터의 고조파전류 감쇄장치는 리액터(20)가 더 구비되어 구성된다는 것이다.

도 4에 있어서, 리액터(20)는 전원공급부(10)로부터 공급되는 정현파 전압을 위상지연시켜 3고조파전류를 감쇄시키는 것으로, 도 5에 도시된 그 구조도를 참조하면 알 수 있듯이, E자코어(22)와, 상기 E자코어(22)에 권선된 코일(24) 및 I자코어(26)로 구성된다.

여기에서, 상기 E자코어(22)에 권선되는 코일(24)의 권선수를 소정수(바람직하게는, 140 내지 210 정도)로 설정하므로써, 3고조파전류를 효과적으로 감쇄시킬 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 리액터(20)가 구비된 고조파전류 감쇄장치 및 작용효과에 대하여 도 4 내지 도 7을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 전원공급부(10)로부터의 교류전원이 리액터(20)를 통해 모터(30)로 공급되어 모터(30)가 구동되고, 모터(30)의 회전에 연동되어 회전되는 임펠라에 의해 내부공기가 강제순환되어 청소기 외부와 내부의 압력차에 의해 발생되는 풍량에 의해 흡입구로부터 먼지 등의 오염물이 흡입되므로써 청소가 수행된다.

이때, 게이트신호에 따라 스위칭제어되는 트라이악(40)에 의해 정현파전압이 위상제어되므로써, 비정현파전압으로 가변되어 모터(30)로 공급되는데, 이때 E자코어(22)와, 이 E자코어(22)에 권선된 코일(24) 및 I자코어(26)로 구성된 리액터(20)를 통해 3고조파전류가 감쇄된다.

상세하게는, 리액터(20)를 구성하는 E자코어(22)에 권선된 코일(24)의 권선수를 소정수(바람직하게는, 140 내지 210 정도)로 설정되어 3고조파전류가 감쇄된다.

이에 대한 실험데이타는 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.

코일의 권선수에 따른 3고조파전류의 실험데이타

하모닉 No.	코일권선수	IEC규정	실험데이타	비 고
3고조파전류	종래	2.300A	2.674A	FAIL
	210	2.300A	1.9734A	PASS
	200	2.300A	1.9958A	PASS
	190	2.300A	2.010A	PASS
	180	2.300A	2.044A	PASS
	170	2.300A	2.085A	PASS
	160	2.300A	2.110A	PASS
	150	2.300A	2.112A	PASS
	140	2.300A	2.189A	PASS

여기에서, 리액터(20)를 구성하는 E자코어(22)에 권선되는 코일(24)의 권선수를 다양하게 가변시킬 수 있지만, 상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 그 범위가 약 140∼210 정도일 때 3고조파전류를 효과적으로 감쇄시켜 IEC규정에 부합될 수 있다.

도 6은 상기한 바와 같은 리액터(20)가 구비된 모터구동회로에서의 전압(V)과 전류(I)를 각각 나타내고, 도 7은 이에 따라 3고조파전류가 감쇄된 것을 실험데이타로서 각각 나타내며, 도 6과 도 7을 참조하면 알 수 있듯이, 정현파전압의 위상제어시에 발생되는 3고조파전류가 리액터(20)를 통해 정격입력이 가변되므로써 감쇄된다.

상술한 바와 같이, 본 발명을 이용하면, E자코어에 권선되는 코일의 권선수를 소정수로 제한되어 정현파전압의 위상제어시에 발생되는 3고조파전류가 효과적으로 감쇄되므로, IEC규정에도 부합될 뿐만 아니라, 전력계통의 동작장애를 미연에 방지할 수 있고, 제품판매를 증진시킬 수 있는 탁월한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 정현파전압의 위상제어를 통해 비정현파전압으로 가변시켜 회전속도를 조절하는 모터에 있어서, E자코어와, 상기 E자코어에 권선되는 코일과, I자코어로 구성되며, 상기 E자코어에 권선되는 권선수는 소정범위로 제한되는 리액터를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 모터의 고조파전류 감쇄장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 E자코어에 권선되는 권선수는 140∼210 정도인 것을 특징으로 하는 모터의 고조파전류 감쇄장치.