KR19990088273A - 동력장치특히피스톤및주행기계를위한회전수및회전방향을제어할수있는인덕션모터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 동력 장치 특히 피스톤이나 주행 기계를 위한 회전수 및 회전 방향을 제어할 수 있는 인덕션 모터(induction motor: 12)에 관한 것으로서, 상기 인덕션 모터는 모터 하우징(11)을 구비하며, 상기 모터 하우징은 양쪽 전면 위에 각각 베어링 실드(bearing shield: 14)를 구비하며, 모터축에 의해 떠받쳐지는 링 형태의 단자 회로(short circuit) 와인딩(winding)을 포함한다. 회전수 및 회전 방향을 제어하는 동력 장치를 위해 실린더 회전자를 구비한 구조가 조밀한 인덕션 모터를 만들기 위해서, 뒷면에 자성 브레이크(magnetic brake)가 존재할 때 방해 없이 제어 가능해야 하며 출력 쪽의 모터 하우징(11)은 반대편에 배치되는 뒤쪽 측면 위에서 상기 모터의 회전 방향으로 보아 차례로 배치되는 적어도 두 개의 센서 유닛(sensor unit: 5) 및 상기 센서 유닛과 함께 작동하고 모터축 위에 있는 상기 단자 회로 와인딩과 베어링 실드(14) 뒤쪽 측면 사이에서 고정되어 있는 변조 요소(modulation element: 3a, 3b)를 구비한 원형의 회전 디스크(3)를 포함한다. 여기에서 상기 변조 요소(3a, 3b)는 상기 회전 디스크(3)의 외측 둘레에 배치되며, 상기 센서 유닛(5)은 광전자(光電子)를 이용한 수신기(9) 및 반대편에 위치하는 전기 광학적인 전송기(10)를 구비하며, 상기 센서 유닛의 광학적인 출력 신호는 항상 상기 센서 유닛(5)을 통과하는 변조 요소(3a, 3b)로부터 강하게 변조(變調)되고 전기적인 모터 제어 신호를 유도하기 위해서 상기 수신기(9)로부터 전기적 신호로 변환된다.
Description
본 발명은 특허청구범위 제1항의 발명 주제에 의한 동력 장치 특히 피스톤 및 주행 기계를 위한 회전수 및 회전 방향을 제어할 수 있는 인덕션 모터(induction motor)에 관한 것이다.
만네스만 데마흐 운송기술 아게사의 팜플렛 "충격자 구성(EG) 취급설명서"로부터 조절되는 동력 장치 특히 피스톤 및 주행 기계를 위한 기계적인 브레이크를 구비한 움직임 회전자-인덕션 모터가 공지되어있다. 상기 인덕션 모터는 모터 하우징내에 존재하며, 상기 모터 하우징은 두 개의 전면에서 덮개 형태의 베어링 실드와 연결된다. 상기 인덕션 모터는 모터축 위에 배치된 회전 디스크를 구비하며, 상기 회전 디스크는 출력 반대편에 위치하는 뒤쪽 측면에 배치된다. 상기 회전 디스크는 자신의 가장자리 영역에서 단(單)전자석을 구비하며, 상기 전자석들은 서로 일정한 각도 간격을 두고 상기 회전축에 대해 동일한 세로 간격을 유지하며 배치된다. 상기 전자석의 높이에 대향하여 배치되는 반사-센서(reverberation-sensor)가 위치한다. 상기 회전 디스크가 회전할 때 상기 반사-센서가 개별적인 변조 요소들로부터 차례대로 순환하여 통과하며 회전 각도에 좌우되는 변환 신호는 상기 반사-센서의 출구에서 감소될 수 있다. 전기 모터의 회전수는 상기 변환 신호로서 결정되며, 상기 인덕션 모터가 상기 회전수에 따라서 제어되거나 혹은 조정된다. 회전 방향을 확정하기 위해서 두 번째의 반사-센서가 존재하며, 상기 두 번째 반사-센서는 회전 방향으로 보아서 첫 번째 반사-센서 뒤쪽에 동일한 높이에 위치한다. 상기 두 개의 반사-센서의 신호는 회전 방향을 확정지을 수 있는 위상차(位相差)를 보여준다.
상기한 인덕션 모터의 신호 전송기가 실린더 회전자 및 자성 브레이크를 구비한 모터에 부적합하다는 단점을 가지고 있다. 그 이유는 상기 인덕션 모터에 강한 방해 자계(磁界)가 발생하며, 이외에도 단자 회로 와인딩과 베어링 실드 사이에 단지 적은 공간만이 존재하기 때문이다.
또한 회전수 및 회전 방향을 규정하기 위한 신호 전송기를 구비한 인덕션 모터에 있어서 모터의 외측에서 회전 전달기가 모터축 위에 장착되는 것이 공지되었다. 상기 인덕션 모터의 이러한 실행 형태는 크게 제조된 모터 동력에 많은 비용이 든다는 단점을 갖게된다.
본 발명의 목적은 회전수 및 회전 방향을 제어하는 동력 장치를 위해 실린더 회전자를 구비한 구조가 조밀한 인덕션 모터를 뒷면에 자성 브레이크가 존재할 때 방해 없이 강한 자계로 제어할 정도로 저렴하게 제조하고자 함이다.
본 발명의 목적은 특허청구범위 제 1항에 제시된 특징들을 통해 달성된다. 후속항 제 2항에서 제 7항을 특징짓는 특징들을 통하여 인덕션 모터가 바람직한 추가 형태를 이룬다.
본 발명의 목적은 동력 장치 특히 피스톤 및 주행 기계를 위한 회전수 및 회전 방향을 제어할 수 있으며, 모터 하우징을 구비한 인덕션 모터를 제조하고자 함이다. 상기 모터 하우징은 양쪽 전면에 각각 베어링 실드를 구비하며, 모터축에 의해 떠받쳐지는 링 형태의 단자 회로 와인딩(winding) 및 출력 쪽의 반대편에 배치되는 뒤쪽 측면 위에서 상기 모터의 회전 방향으로 보아 차례로 배치되는 적어도 두 개의 센서 유닛(sensor unit) 및 상기 센서 유닛과 함께 작동하고 모터축 위에 있는 상기 단자 회로 와인딩과 베어링 실드 뒷면 사이에서 고정되어 있는 변조 요소(modulation element)를 구비한 원형의 회전 디스크를 포함한다. 상기 변조 요소는 상기 회전 디스크의 외측 둘레에 배치되며, 상기 센서 유닛은 광전자(光電子) 수신기 및 대향하여 위치하는 전기 광학적인 전송기를 구비하며, 상기 전송기의 광학적인 출력 신호는 항상 상기 센서 유닛을 통과하는 변조 요소로부터 강하게 변조(變調)되고 전기적인 모터 제어 신호를 유도하기 위해서 상기 수신기로부터 전기적 신호로 변환된다. 상기 변조 요소는 상기 모터축 위에서 상기 단자 회로 와인딩과 뒷면 베어링 실드 사이에서 회전하지 않도록 고정 배치되는 원형의 회전 디스크에 형성되어 있다. 상기 모터가 조밀한 구조이며 이와 동시에 상기 센서 유닛이 광학적인 형태이므로 자계 특히 단자 회로 와인딩 및 자성 브레이크가 자계에 비해 높은 견고함을 나타낸다.
상기 변조 요소가 빛을 통과하게 형성되었을 때 그리고 동시에 통과되는 광류가 짧은 시간 동안 차단될 때 최대로 가능한 센서 신호의 변화가 생기는 경우인 방해에 안전한 센서 유닛의 작동이 이루어진다.
목적에 맞게 상기 변조 요소는 상기 회전 디스크의 둘레에 배치되며, 공통의 방향으로 상기 모터축에 평행하게 연장된 이(齒)로 형성된다. 상기 변조 요소의 이러한 형태는 적은 공간을 필요로 하며 생산이 용이하다.
직접 인접한 두 개의 센서 유닛이 회전 방향으로 보아 일정한 간격, 즉 동일하게 이(齒) 나비의 1.5배 간격으로 형성되는 경우 상기 회전 방향은 안정적으로 규정된다.
만약 추가적인 센서 유닛이 형성되고, 상기 추가적인 센서 유닛이 두 개의 다른 센서 유닛의 맞은편에 모터축의 길이 방향으로 옮겨서 배치된다면 상기 인덕션 모터의 전자적인 회로는 간단해진다. 상기 추가적인 센서 유닛의 이러한 배치는 회전 방향 신호로부터 분리된 간단하게 검토될 수 있는 회전수 신호가 좁은 임펄스 너비와 함께 생겨나도록 할 수 있다.
상기 이(齒)들중 한 이(齒)가 자신의 연장 방향으로 늘어나서 상기 옮겨서 배치된 센서 유닛의 광류(光流)를 변조시키는 경우에 간단한 회전수 신호를 발생시키기 위한 간단한 해결 방법이 제시된다.
상기 자성 브레이크가 뒤쪽 측면의 베어링 실드에 배치되는 경우에 조밀하게 제조되며 다방면(多方面)에 장착될 수 있는 인덕션 모터를 얻을 수 있다.
본 발명의 실시예는 도면에 도시되어 있으며 계속해서 설명되어 진다.
도 1은 회전수 및 회전 방향을 제어할 수 있는 인덕션 모터를 절개한 전체 횡단면도.
도 2는 상기 인덕션 모터의 열려진 모터 하우징의 한 단면을 도시한 사시도.
도 3은 도 2에 의한 신호 전송기를 구비한 인덕션 모터의 또 다른 사시도.
도 4는 세 개의 센서 유닛을 구비한 신호 전송기의 사시도.
도 5는 도 4에 의한 신호 전송기의 하우징을 절개한 횡단면도.
-참고번호리스트-
1 신호 전송기 2 신호 유닛
3 회전 디스크 3a,3b 신호 요소
5 센서 유닛 6 하우징
6a,6b 챔버 8 슬릿
9 수신기 10 전송기
11 모터 하우징 12 인덕션 모터
13 실린더 회전자 13a 고정자
14 베어링 실드 15 단자 링
16 모터축 17 자성 브레이크
18 코일
도 1은 동력 장치를 위해서 실린더 회전자(13) 및 고정자(13a)를 구비한 회전수 및 회전 방향을 제어할 수 있는 인덕션 모터(induction motor: 12)의 전체 횡단면도이다. 상기 인덕션 모터(12)는 모터 하우징(11)을 구비하며, 상기 모터 하우징에서 두 개의 전면 위에 베어링 실드(bearing shield: 14)가 배치되어 있다. 도 1에 의하면 모터축(motor shaft: 16)위에 고정된 단자 회로(short circuit) 와인딩(winding)이 단자 링(15)의 형태로서 보여지며, 그 옆에 직접 연결된 신호 전송기(1)가 전체적으로 상기 모터 하우징 밑에 배치된다. 상기 뒤쪽 베어링 실드(14) 옆에 상기 실린더 회전자와 인덕션 모터(12, 13)의 통상적인 자성 브레이크(magnetic brake: 17)가 코일(coil: 18)과 함께 배치된다.
상기 신호 전송기(1)의 출력 신호와 관련하여 상기 인덕션 모터(12)의 회전수 및 회전 방향은 전자 공학적인 방법 예를 들어 제어기(도시되지 않음)에 의해서 제어될 수 있다.
도 2는 인덕션 모터(12)가 구비된 열려진 모터 하우징(11)을 출력 쪽에 대향하여 배치되는 뒤쪽 측면에서 보았을 때의 도면이며, 여기에서 뒤쪽 베어링 실드(14)를 볼 수 있다.
상기 신호 전송기(1)는 신호 유닛(2) 및 회전 디스크(3)를 포함한다. 상기 회전 디스크(3)는 모터 하우징(11) 내에 상기 모터축(16)위에 고정 배치되어서 상기 회전 디스크(3)는 모터축과 함께 공통의 축으로 회전한다. 상기 신호 유닛(2)은 상기 모터 하우징(11)의 베어링 실드(14)에 고정된다. 상기 신호 유닛은 세 개의 센서 유닛(5)으로 구성되며, 상기 센서 유닛은 공통의 하우징(6)에 배치된다.
도 2에서 알 수 있는 바와 같이 변조 요소(3a)가 상기 회전 디스크의 원형의 가장자리에 이(齒)형태로 동일한 폭과 길이를 가지고 형성되며, 상기 디스크의 중심점으로부터 동일한 세로 간격으로 배치된다(3b의 폭은 3a 폭의 반이다). 상기 변조 요소들은 상기 모터축에 대해 평행하게 동일한 방향으로 연장되며 한 측면으로부터 열려 있는 여백이 형성된 치아 모양의 원형의 링으로 형성된다. 도 3은 도 2에 의한 신호 전송기의 다른 사시도 이다.
도 4는 상기 신호 전송기(1)의 하우징(6)의 사시도 이다. 상기 하우징(6)은 두개의 챔버(6a, 6b)를 구비하며, 상기 두개의 챔버는 그 사이에 존재하는 슬릿(slit: 8) 내에서 평행하게 대향하여 배치된다. 하부 챔버(6b)내에 전기 광학적인 전송기(10)가 첫 번째 평면에 배치된다. 상기 전송기(10)에서는 적외선-발광 다이오드(light emitting diode)가 중요하다. 두 번째 평면에 포토 다이오드(photo diode)로서 형성된 광학 전기적인 수신기(9)가 상기 전송기(10)에 대향하여 배치된다. 상기 첫 번째 및 두 번째 평면은 서로 평행하게 뻗으며, 여기에서 각각의 전송기(10)와 수신기(9)가 대향하여 배치된다. 각각의 센서 유닛(5)의 상기 전송기(10) 및 수신기(9)는 상기 첫 번째 및 두 번째 평면에 대해 수직으로 향하는 직선 상에 배치된다. 특히 5 도에 있어서 중앙의 전송기(10) 및 중앙의 수신기(9)로 이루어진 센서 유닛(5)이 두개의 다른 센서 유닛(5)의 맞은편에서 뒤쪽으로 위치를 바꾸어 배치된다.
상기 회전 디스크(3)의 이(齒)들이 상기 모터 장치에서 차례로 상기 센서 유닛(5)에 연결된 슬릿(8)을 통과하며, 짧은 시간동안 개별적인 광류(光流)를 차단한다.
회전 방향으로 보아 앞쪽에 위치하는 두개의 센서 유닛(5)은 서로 상기 이(齒) 너비의 1.5배와 동일한 소정의 간격을 형성한다. 뒤쪽으로 위치를 바꿔 배치된 센서 유닛(5)은 연장된 이(齒: 변조 요소 3b; 도 2 참조)에 의해서만 차단된다. 물론 상기한 이(齒)는 짧게 형성되어 질 수 있다(동일한 해결책). 상기와 같은 방법으로 생성된 근소한 전기적인 임펄스가 모터의 회전수를 규정하는데 충분하다. 상기 전송기(10) 및 수신기(9)는 공지된 특색과 방법에 의해 전자적인 회로에 연결되며, 상기 회로는 회전 방향 및 회전수를 규정하기 위한 전기적인 신호 변화를 검토하며, 또한 모터 제어 신호( 및/또는 표시 장치)의 유도를 위해 사용된다.
상기 변조 요소(3a, 3b)는 빛이 투과하도록 형성될 수 있다. 그래서 예를 들어 상기 회전 디스크(3)에 빛을 투과하는 물질로 형성된 원형의 링이 형성되는 것이 가능하며, 상기 물질의 빛 투과성이 상기 회전 디스크(3)의 회전 방향을 주기적으로 변환시킨다. 상기한 전달 변화의 주기는 예를 들어 상기 이(齒) 너비의 두배에 상응 할 수 있다.
본 발명에 의한 회전수 및 회전 방향을 제어하는 동력 장치를 위해 실린더 회전자를 구비한 구조가 조밀한 인덕션 모터는 뒷면에 자성 브레이크가 존재할 때 방해 없이 강한 자계로 제어할 정도로 저렴하게 제조된다.
Claims (7)
- 두 개의 전면 위에 각각 베어링 실드(bearing shield: 14)를 구비하는 모터 하우징(11), 모터축에 의해 떠받쳐지는 링 형태의 단자 회로 와인딩(winding) 및 출력 쪽에 대향하여 배치되는 뒤쪽 측면 위에서 상기 모터의 회전 방향으로 보아 차례로 배치되는 적어도 두 개의 센서 유닛(sensor unit: 5), 및 상기 센서 유닛과 함께 작동하고 모터축 위에 있는 상기 단자 회로 와인딩(winding)과 베어링 실드(14) 뒤쪽 측면 사이에서 고정되는 변조 요소(modulation element: 3a, 3b)를 구비한 원형의 회전 디스크(3)를 포함하는 동력 장치 특히 피스톤 및 주행 기계를 위해 회전수 및 회전 방향을 조절하는 인덕션 모터(induction motor: 12)에 있어서,상기 변조 요소(3a, 3b)는 상기 회전 디스크(3)의 외측 둘레에 배치되고,상기 센서 유닛(5)은 광전자(光電子) 수신기(9) 및 대향하여 배치되는 전기 광학적인 전송기(10)를 구비하며,상기 전송기의 광학적인 출력 신호는 항상 상기 센서 유닛(5)을 통과하는 변조 요소(3a, 3b)로부터 강하게 변조(變調)되고 전기적인 모터 제어 신호를 유도하기 위해서 상기 수신기(9)로부터 전기적 신호로 변환되는인덕션 모터.
- 제 1항에 있어서, 빛이 통과하도록 만들어진 변조 요소(3a, 3b)가 통과하는 광류(光流)를 차단하는 인덕션 모터.
- 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변조 요소(3a, 3b)가 디스크의 외측 둘레 위에서 동일하게 분할되어 배치되고, 상기 모터축에 대해 동일한 방향으로 평행하게 연장된 이(齒)들로 형성되는 인덕션 모터.
- 제 3항에 있어서, 직접 연접된 두 개의 센서 유닛(5)이 회전 방향으로 보아 각각 상기 이(齒) 너비의 1.5배에 상응하는 소정의 간격을 가지는 인덕션 모터.
- 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 세 번째 센서 유닛(5)이 두개의 다른 센서 유닛(5)의 맞은편에서 모터축의 세로 방향으로 위치를 바꾸어 배치되는 인덕션 모터.
- 제 5항에 있어서, 상기 이(齒)들 중 하나의 이(齒)가 자신의 연장된 방향으로 연장되며, 상기 연장된 이(齒)가 위치를 바꾸어 배치된 센서 유닛(5)의 광류(光流)를 변조시키는 인덕션 모터.
- 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 자성 브레이크(magnetic brake)가 뒷면의 베어링 실드(14)에 배치되는 인덕션 모터.
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