KR19990070988A - 무정류자 전동기의 과열 보호장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무정류자 전동기의 과열 보호장치에 관한 것으로, 종래의 무정류자 전동기의 과열 보호장치는, 과열을 검출하기 위해 드라이브(drive)단과 모터에 직렬로 연결된 저항을 통해 전류량을 검출하여 과열 상태를 확인하여야 하므로, 저항에서 손실이 발생하고, 기준치와 비교하기 위해 비교기를 사용해야 하므로, 복수의 소자를 사용해야 하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 부저항 소자를 사용하여 위치검출부인 홀센서의 전류를 차단하여 과전류 검출시 발생하는 손실이 없고, 신뢰성을 향상 시킬수 있는 효과가 있다.

Description

무정류자 전동기의 과열 보호장치

본 발명은 무정류자 전동기의 과열 보호장치에 관한 것으로, 특히 컨트롤러가 고정자(Stator)에 일체로 탑재되는 무정류자 전동기가 과부하시 권선이나 반도체 소자의 과열에 따른 모터 및 컨트롤러의 파손을 방지하기 위한 무정류자 전동기의 과열 보호장치에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고에 사용되는 유도 전동기의 경우 효율이 나쁘고, 소비전력 측면에서도 단점을 가지고 있어 최근에는 무정류자 전동기의 적용이 검토되고 있는 실정인데, 무정류자 전동기는 회전자의 위치를 감지할 수 있는 홀센서부와 이 신호를 처리하여 상권선에 전류를 흘리는 드라이브부가 필요하게 되고, 위치감지를 보다 쉽게 하기 위해 전동기와 컨트롤러를 일체화하여 사용하기 때문에 전동기의 과열상태가 아니더라도 컨트롤러에 사용된 반도체 소자의 온도상승으로 컨트롤러가 파괴되는 경우가 발생하게 된다.

도 1은 종래 무정류자 전동기의 구성을 개략적으로 보인 종단면도로서, 이에 도시된 바와 같이 토크(Torque)를 발생하며 회전하는 회전자(Rotor, 1)와; 상기 회전자(1)와 어떤 제품의 고정부에 고정될 고정자(2)와; 부하측 베어링부(3)와; 반 부하측 베어링부(4)로 구성되어 있다.

그리고 상기 무정류자 전동기는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 회전자(1)의 위치를 감지하는 홀센서부(5)와; 상기 홀센서부(5)에서 검출된 검출전류를 비교처리하여 상권선에 전류를 흘리는 드라이브부(6)가 일체로 구성되어 있고, 상기 고정자(2)는 삼상(a,b,c)으로 순차적으로 권선이 감겨져 구성되어 있으며, 상기 홀센서부(5)는 도 4에 도시된 바와 같이 홀센서(Ha,Hb,Hc)가 위치에 따른 위치신호를 출력하기 위해 일정전류를 흘릴 수 있도록 구성된 것으로, 이와 같이 구성된 종래 장치의 동작 순서를 설명한다.

전류의 크기와 부하는 비례하기 때문에 부하가 많이 걸리면 권선에 전류가 많이 흐르게 되고, 이 전류는 제곱에 비례하여 손실이 발생하므로 열이 발생하게 되어 전동기의 수명을 저하시키는데 과부하시나 구속될 경우, 이를 검출하기 위해 드라이브부와 모터에 직렬로 저항을 삽입하고, 저항 양간의 전압을 검출하여 일정치의 신호와 비교하여 이보다 크면 과열로 판정하여 전동기에 인가되는 전압을 끊어주어 전동기의 구동을 정지시킴으로써, 더 이상 온도 상승을 방지한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 무정류자 전동기의 과열 보호장치는, 모터의 전류를 감지하기 위해 사용하는 전류 검출용 저항에서 손실이 발생하고, 기준치와 비교하기 위해 비교기를 사용해야 하므로 복수의 소자를 사용해야 하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 홀센서부에 과열에 의한 온도상승에 따라 홀센서에서 드라이브부로 흐르는 신호를 차단시킴으로써, 무정류자 전동기의 온도상승을 방지하는 무정류자 전동기의 과열 보호장치를 제공 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 무정류자 전동기의 구성을 개략적으로 보인 종단면도.

도 2는 종래 무정류자 전동기의 구성을 보인 블록도.

도 3은 종래 무정류자 전동기의 구성을 보인 횡단면도.

도 4는 도 3에서 홀센서부의 구성을 보인 블록도.

도 5는 본 발명 무정류자 전동기의 과열 보호장치의 구성을 보인 예시도.

도 6은 도 5에서 사용된 부저항소자의 온도 특성 그래프.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

10 : 검출전류 차단부 Q1 : 트랜지스터

NTC : 부저항소자 R1 : 저항

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 홀센서부에서 드라이브부에 흐르는 신호를 차단하는 검출전류 차단부를 구비하여 구성함을 특징으로 한다.

상기 검출전류 차단부는, 홀센서부의 검출전류를 콜렉터에 입력받아 이를 차단 또는 도통시키는 트랜지스터와; 전원전압을 인가받는 저항과; 일측이 상기 저항 및 상기 트랜지스터의 베이스단자에 공통연결되고, 타측은 접지되어 온도의 변화에 따라 저항값이 변하여 상기 트랜지스터의 바이어스 전압을 조절하는 부저항소자로 구성함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명 무정류자 전동기의 과열 보호장치의 구성을 보인 예시도로서, 이에 도시한 바와 같이 회전자(1)의 위치를 감지하는 홀센서부(5)와; 상기 홀센서부(5)의 전원입력을 차단 또는 도통시키는 트랜지스터(Q1)와; 전원전압(VCC)을 인가받는 저항(R1)과; 일측이 상기 저항(R1) 및 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스단자에 공통연결되고, 타측은 접지되어 온도의 변화에 따라 저항값이 변하여 상기 트랜지스터(Q1)의 바이어스 전압을 조절하는 부저항소자(NTC)로 구성한다,

이와 같이 구성한 본 발명에 따른 일실시예의 동작 과정을 첨부한 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5에서 홀센서부(5)는 종래와 같이 회전자(1)의 회전에 따라 위치에 따른 위치신호를 검출하며, 한편 전원전압(VCC)은 저항(R1)과 부저항소자(NTC)에 의해 분압되어 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가 되어지고, 이때 베이스에 인가되는 전압 즉, 바이어스 전압은 부저항소자(NTC)의 저항값에 따라 변하게 되는데, 도 6에 도시한 바와 같이 부저항 소자(NTC)는 온도가 상승함에 따라 저항치가 온도에 반비례하여 점점 줄어들게 된다.

상온에서 정상동작시에는 부저항소자(NTC)는 수백오옴(Ω)의 저항값을 가지고 있으므로, 트랜지스터(Q1)의 베이스와 에미터 사이는 드레시홀드전압 이상의 바이어스 전압이 걸겨 턴-온된 상태이고, 홀센서부(5)도 정상동작하여 그에 따른 검출전류가 정상적으로 드라이브부(6)에 입력되어 진다.

그러나, 과부하시 또는 구속시에는 과전류가 흐르게 되므로, 전동기 권선의 온도가 상승하게 되고, 이로 인하여 무정류자 전동기의 전체 온도가 상승되면 부저항소자(NTC)의 저항값은 도 6에 도시한 바와 같이 감소하게 되어 이에 따라 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가되는 바이어스 전압도 드레시홀드전압 이하로 떨어져 트랜지스터(Q1)는 턴-오프되어 상기 홀센서부(5)에 흐르는 전원을 차단하게 됨으로써, 이 홀센서부(5)의 위치신호를 받지 못한 드라이브부(6)는 전동기의 구동을 정지시키게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 무정류자 전동기의 과열 보호장치는 홀센서부의 전원을 차단하는 검출전류 차단부를 두어 과열에 의한 온도상승에 따라 홀센서에서 드라이브부로 흐르는 검출전류를 차단시킴으로써, 과전류 검출시 발생하는 손실이 없고 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 전동기의 온도를 전압으로 검출하고, 그 검출전압에 따라 홀센서부의 전류흐름을 차단하는 검출전류 차단부를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 무정류자 전동기의 과열 보호장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 검출전류 차단부는 전원전압을 분압하여 주위온도를 전압으로 검출하는 저항 및 부저항소자와; 상기 검출전압에 따라 상기 홀센서부의 전류흐름을 차단하는 트랜지스터로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 무정류자 전동기의 과열 보호장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 부저항소자는 전동기의 드라이브부 주위온도를 검출하게 구성된 것을 특징으로 하는 무정류자 전동기의 과열 보호장치.