KR200154479Y1 - An electro-magnetic type of ac low-speed synchronous motor - Google Patents

An electro-magnetic type of ac low-speed synchronous motor Download PDF

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Abstract

본 고안은 전자석식 교류 저속 동기모터에 관한 것으로, 홈(16)을 형성한 회전자(11)와 상기 홈 (16)에 권선하여 일단을 상호 연결한 코일(12)과, 상기 코일의 양단과 연결하는 제1 및 제2스냅링(17,18)과, 제1 및 제2스냅링(17,18)과 접촉시킨 제1 및 제2브러쉬(19,20)와, 스냅링(17,18)과 접촉한 브러쉬(19,20)의 타단과 일단이 연결되는 제1 및 제2스프링(21,22)과, 제1 및 제2스프링(21,22)의 타단과 연결한 DC전원(23)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 고안에 의하면 종래 영구자석식 교류 저속 동기모터의 조립상 등의 문제로 용량상의 한계를 극복하여 더욱 큰 용량의 모터로 제작 가능하고 DC전원에 따라 모터의 힘을 가감할 수 있게 제작 가능하여 전 산업분야에 걸쳐 널리 사용가능한 효과가 있다.The present invention relates to an electromagnetic alternating current low speed synchronous motor, comprising: a rotor (11) having a groove (16) formed therein, a coil (12) wound at the groove (16) and interconnected at one end thereof, and both ends of the coil; The first and second snap rings 17 and 18 to be connected, the first and second brushes 19 and 20 in contact with the first and second snap rings 17 and 18, and the snap rings 17 and 18. First and second springs 21 and 22 having one end connected to the other end of one brush 19 and 20, and a DC power source 23 connected to the other ends of the first and second springs 21 and 22. Characterized in that. According to the present invention, it is possible to manufacture a motor with a larger capacity by overcoming the limitation of capacity due to the problem of assembling of a permanent magnet AC low speed synchronous motor, and to manufacture the power of the motor according to DC power. There is a widely available effect over.

Description

전자석식 교류 저속 동기모터Electromagnetic AC Low Speed Synchronous Motor

본 고안은 전자석식 동기모터에 관한 것으로 특히, 전자석식의 교류 저속 동기모터에 관한 것이다.The present invention relates to an electromagnet synchronous motor, and more particularly, to an alternating current low speed synchronous motor of an electromagnet.

모터는 그 종류가 매우 많은바 이들 모든 모터의 기본 구조는 회전자인 로우터와 고정자인 스테이터로 구성되며 구동 전원에 따른 구분으로는 직류모터와 교류모터로 구분된다.There are many kinds of motors. The basic structure of all these motors is composed of a rotor, a rotor and a stator, and a DC motor and an AC motor.

그 중 교류모터는 회전자에 따라 비동기모터와 동기모터로 구분되고, 동기모터는 또한 릴럭턴스모터, 영구자석모터 및 히스테리시스모터로 구분된다. 한편 직류전원을 인가받으나 별도의 제어회로에 의해 일정각도 회전하는 스테핑모터도 있다.Among them, AC motor is divided into asynchronous motor and synchronous motor according to rotor, and synchronous motor is also divided into reluctance motor, permanent magnet motor and hysteresis motor. On the other hand, there is also a stepping motor that receives a DC power but rotates at an angle by a separate control circuit.

참고로, 스테핑모터는 로우터의 구조에 따라 가변 릴럭턴트형과 영구자석식 스테핑모터와 그리고 혼합형인 하이브리드형으로 구분된다.For reference, the stepping motor is classified into a variable reluctance type, a permanent magnet stepping motor, and a hybrid type according to the structure of the rotor.

상기한 스테핑모터는 직류전원을 상별로 선택 공급하여 소정의 원하는 회전을 제공하는 것으로, 하이브리드형 스테핑모터는 스테핑모터의 가장 대표적인 것으로, 도1에서 보듯이 회전자(1)내에 영구자석(2)이 포함되고 회전자(1)외주에는 권선(3)을 포함하는 고정자(4)로 구성되어 있다.The stepping motor is to provide a predetermined desired rotation by supplying a DC power supply to each phase, the hybrid stepping motor is the most representative of the stepping motor, as shown in Figure 1 the permanent magnet (2) in the rotor (1) This includes a stator 4 including a winding 3 on the outer periphery of the rotor 1.

이와같은 구조의 스테핑모터는, 펄스가 가해지지 않을 땐 회전자가 일정위치를 유지하여 계속 정지하며 회전하려는 외력에 큰 저항을 가진다. 따라서 독특한 기동 및 정지특성을 갖는바, 토크대 관성 모멘트의 비가 크고 일정 주파수 범위의 펄스열을 제공해야 기동되어 동기구동하고 펄스역을 정지하면 회전자는 급격히 정지가능한 특성이 있다. 그러나 이러한 스테핑 모터는 스테핑각 만큼의 회전에 의하여 구동되므로 스테핑각을 제공하기 위한 고가의 제어 회로가 별도로 필요한 단점이 있다.The stepping motor of this structure has a large resistance to the external force to rotate when the rotor is kept constant and stops when a pulse is not applied. Therefore, it has unique starting and stopping characteristics, and the ratio of torque to inertia moment is large and a pulse train of a certain frequency range must be provided to be started and synchronized to drive and stop the pulse range. However, since the stepping motor is driven by the rotation of the stepping angle, there is a disadvantage in that an expensive control circuit for separately providing a stepping angle is required.

상기한 스테핑 모터와 유사한 구조를 갖는 동기모터로서는, 릴럭턴스모터가 있으나 이것은 일반적으로 수백 내지 수천의 rpm으로 회전하므로 이를 사용하여 저속으로 만들기 위하여는 별도의 감속장치가 필요한 단점이 있다.As a synchronous motor having a structure similar to the stepping motor described above, there is a reluctance motor, which generally rotates at several hundreds to thousands of rpm, and thus requires a separate deceleration device to make it low speed.

상술한 종래 기술의 단점들을 감안하여 최근 나온 기술로는, 고정자 코일은 일반 동기모터와 같은 구조를 이루고, 회전자는 일반 스테핑모터구조를 이루어, 고정자코일에 교류전원을 인가하여 회전자의 자계와 혼합자계를 이루어 정속성이 양호하고 저속회전하는 교류 저속 동기모터가 나와 있다. 이런류의 동기모터로 나온 종류로는 릴럭턴트형과 영구자석식 형태의 것이 있다. 그중 영구자석식이 릴럭턴트형 보다 두배나 저속이 가능한 장점이 있다.In consideration of the shortcomings of the prior art described above, the stator coil has a structure similar to that of a general synchronous motor, and the rotor has a general stepping motor structure, and is mixed with the magnetic field of the rotor by applying AC power to the stator coil. The AC low speed synchronous motor which forms a magnetic field and has good static speed and rotates at low speed is shown. There are two types of synchronous motors: reluctance and permanent magnet. Among them, the permanent magnet has the advantage of being twice as slow as the reluctance type.

그러나 영구자석식 교류 저속 동기모터(도2참조)는 주로 소용량의 모터에 적합한 것으로 한정하여 사용할 수 밖에 없는 단점이 있다.However, the permanent magnet AC low speed synchronous motor (see Fig. 2) has a disadvantage in that it can only be limited to those mainly used for small-capacity motors.

왜냐하면 삽입하여 제위치에 설치되기 전에 삽입하는 입구에서 영구자석의 자력에 의해 붙어버리므로 정확한 조립을 할 수 없는 단점이 있다. 만약 이를 대용량으로 할 경우엔 구조상 , 도2의 영구자석(2A)이 커지므로, 수리 또는 조립시 이큰 영구자석(2)을 회전자(1)에서 분해 및 조립 삽입하기가 매우 어렵다.Because it is stuck by the magnetic force of the permanent magnet at the inlet to be inserted before being installed in place, there is a disadvantage that can not be accurately assembled. If it is a large capacity, since the permanent magnet (2A) of Figure 2 becomes large in structure, it is very difficult to disassemble and insert the large permanent magnet (2) in the rotor (1) during repair or assembly.

본 고안은 종래의 영구자석식 교류 저속 동기모터를 전자석식으로 구성하여 저속의 동기 모터를 대용량으로 제작 가능토록 함으로서, 더욱 토오크가 큰 저속회전이 가능한 동기모터를 제공할 수 있도록 한 것으로 이하 첨부도면에 의거 본 고안의 특징 및 다른 장점을 상술한다.The present invention is to provide a synchronous motor capable of low-speed rotation with a larger torque by constructing a conventional permanent magnet AC low speed synchronous motor with an electromagnet to enable a large capacity of the low speed synchronous motor. Based on the features and other advantages of the present invention.

제1도는 종래의 하이브리드형의 스테핑모터에 대한 요부 종단면 예시도.1 is a diagram illustrating an example of main components of a conventional stepping motor.

제2도는 종래의 영구자석식 교류 저속 동기 모터에 대한 구성도.2 is a block diagram of a conventional permanent magnet AC low speed synchronous motor.

제3도는 본 고안에 따른 전자석식 교류 저속 동기모터에 대한 요부 단면 구성도.Figure 3 is a main cross-sectional configuration diagram for the electromagnetic AC low speed synchronous motor according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

1,11 : 회전자 2,2A : 영구자석1,11: rotor 2,2A: permanent magnet

3,13 : 권선 4,14 : 고정자3,13: winding 4,14: stator

5,15 : 회전축 12 ; 코일5,15: axis of rotation 12; coil

16 : 홈 17,18 : 제1 및 제2 스냅링16: groove 17,18: first and second snap ring

19,20 : 제1 및 제2브러쉬 21,22 : 제1 및 제2스프링19,20: First and second brushes 21,22: First and second springs

23 : DC전원23 DC power

제3도는 본 고안에 따른 전자석식 교류 저속 모터를 나타낸 종단면이다.Figure 3 is a longitudinal cross-sectional view showing an electromagnetic AC low speed motor according to the present invention.

본 고안에서는 종래의 영구자석(2A)을 전자석으로 구성시켰다.In the present invention, the conventional permanent magnet 2A is composed of an electromagnet.

즉, 도3에서 보듯이, 회전축(15)엔 회전자(11)가 형성되고, 회전자(11)엔 복수의 홈(16)을 형성시킨다.That is, as shown in Fig. 3, the rotor 11 is formed in the rotation shaft 15, and the plurality of grooves 16 are formed in the rotor 11.

이 홈(16) 각각에는 코일(12)을 권선한다. 홈(16) 및 이 홈(16)에 감는 코일(12)의 수는 특히 제한되는 것은 아니다. 예로서, 1 - 7개 또는 그 이상 등과 같이 모터의 용량 또는 요구되는 모터의 힘의 크기에 따라 그 갯수를 늘려 제작할 수 있다. 즉, 용량을 크게 하고자 할 경우에는 홈(16)과 그곳에 형성시키는 코일(12)의 갯수를 더 늘리면 된다.A coil 12 is wound around each of the grooves 16. The number of the grooves 16 and the coils 12 wound around the grooves 16 is not particularly limited. For example, the number may be increased according to the capacity of the motor or the magnitude of the required power of the motor, such as 1-7 or more. That is, when the capacity is to be increased, the number of the grooves 16 and the coils 12 formed therein may be further increased.

한편, 코일선의 일단은 다른 코일(12)의 코일선 일단과 연결하는 식으로 연결하여 도면에서 제일 좌측의 코일(12)의 일단은 제1스냅링(17)과 연결하고 제일 우측의 코일(12)의 타단은 제2스냅링(18)과 연결한다.Meanwhile, one end of the coil wire is connected to one end of the coil wire of the other coil 12 so that one end of the coil 12 on the leftmost side is connected to the first snap ring 17 and the coil 12 on the rightmost side. The other end of is connected to the second snap ring (18).

제1 및 제2스냅링(17,18)에는 제1 및 제2브러쉬(19,20)가 연결되고 각 브러쉬의 타단엔 제1 및 제2스프링(21,22)이 연결되고 그 스프링은 DC전원(23)과 연결된다.The first and second snap rings 17 and 18 are connected to the first and second brushes 19 and 20, and the first and second springs 21 and 22 are connected to the other end of each brush, and the springs thereof are DC power supplies. It is connected with (23).

그리고 고정자(14)에 형성하는 권선(13)은 도시하지 않은 공지의 인버터와 연결되어 입력주파수에 따라 속도제어된다.And the winding 13 formed on the stator 14 is connected to a known inverter not shown in the speed is controlled according to the input frequency.

이와같은 모터의 구조는 도면상 상하 대칭이므로 일부분은 완전히 도시하지 않고 생략하였다.Since the structure of such a motor is up and down symmetrical in the drawings, some of the motors are not completely illustrated and omitted.

상기한 본 고안에 따른 동작은, DC전원(23)의 인가에 따라 코일(12)에 의하여 회전자(11)가 자화가 되면, 회전자(11)는 도시한 바와같이 각각의 상(24)이 교대로 N, S로 자극을 갖는다. 즉, 각 상이 갖는 N, S자극은 회전자(11)의 회전에 따라 자극이 바뀌는 것이 아니라 각 상에서 고정적으로 N 또는 S자극을 갖는다. 모터의 그 외의 모터의 전체적인 동작관계를 종래의 영구자석식 교류 저속 동기모터와 동일하므로 이에 대한 상세한 동작원리와 상세한 설명은 생략한다.The operation according to the present invention described above, when the rotor 11 is magnetized by the coil 12 in accordance with the application of the DC power source 23, the rotor 11 is shown in each phase 24 as shown This alternately has a stimulus with N and S. That is, the N and S stimuli of each phase do not change the magnetic pole according to the rotation of the rotor 11 but have a fixed N or S stimulus in each phase. Since the overall operation relationship of the other motors of the motor is the same as that of the conventional permanent magnet AC low speed synchronous motor, detailed operation principle and detailed description thereof will be omitted.

상술한 바와 같은 본 고안에 따른 전자석식 교류저속 동기모터에 의하면, 일반적인 직류모터의 경우 N, S극 변환을 별도의 장치에 의하여만 가능하나, 본 고안에 의하면 N, S극의 변화가 없으므로 N, S극 변환을 하는 별도의 장치가 불필요하므로 모터장치의 구조를 간단히 할 수 있는 잇점이 있다.According to the electromagnetic AC low speed synchronous motor according to the present invention as described above, in the case of a general DC motor, the N, S pole conversion is possible only by a separate device, but according to the present invention there is no change of N, S pole N In addition, since there is no need for a separate device for S-pole conversion, the structure of the motor device can be simplified.

또한, 종래의 영구자석식 교류저속 동기모터의 영구자석(2A) 대신 복수의 코일(12)을 회전자(11)에 내장시킴으로써 모터의 힘의 조절을 DC전원(23)의 크기에 따라 조절 또는 가감할 수 있는 가변형으로 제작 가능한 장점이 있다.In addition, by incorporating a plurality of coils 12 into the rotor 11 instead of the permanent magnets 2A of the conventional permanent magnet AC low speed synchronous motor, the control of the power of the motor is adjusted or adjusted according to the size of the DC power source 23. There is an advantage that can be made into a variable type that can be.

또한 이와같은 본 고안에 의하면, 영구자석에 의한 회전자 구조에 아니어서 분해, 조립 등이 용이하여 교류 저속 동기모터의 용량, 크기를 더욱 크게할 수 있다.In addition, according to the present invention, since it is not a rotor structure by a permanent magnet, it is easy to disassemble and assemble, so that the capacity and size of the AC low speed synchronous motor can be further increased.

바람직하기로는 10 - 100마력의 범위의 모터로서 사용하는 것이 적용상 가장 유리하다. 그러나, 이에 절대한정되지 않고 얼마든지 더 큰 마력수로 제작할 수 있음은 물론이다.Preferably it is most advantageous in application to use it as a motor in the range of 10-100 horsepower. However, without being limited to this, it can of course be made with a larger horsepower.

통상 일반적인 모터는 누적오차없이 정확한 회전을 보장한다 하여도 실제 사용할 때 경우, 예로써 1800rpm의 경우, 회전슬립에 의해 1700rpm까지 떨어지는 단점이 있으나, 본 고안에 의하면 이와같은 슬립문제가 전혀 없이 큰 힘을 발휘할 수 있을 뿐만 아니라 저속의 동기모터로서 더욱 정확한 회전속도를 보장할 수 있는 효과가 있다.In general, a general motor has a disadvantage in that the actual rotation, even if it guarantees accurate rotation without cumulative error, for example, 1800rpm drops to 1700rpm due to the rotational slip, but according to the present invention without the slip problem at all In addition to the low speed synchronous motor, it is possible to guarantee more accurate rotation speed.

따라서, 산업상 적용 분야로는 저속으로 큰힘(토오크)를 발생함과 동시에 정확한 회전속도를 유지하는데 필요한 모터로 사용이 가능한 것으로, 거의 전 산업분야에 걸쳐 그의 적용 및 응용 가능성이 매우 크다.Therefore, the industrial application field can be used as a motor necessary to generate a large force (torque) at a low speed and maintain an accurate rotational speed, and its application and application potential are very high in almost all industrial fields.

Claims (3)

전자석식 교류 저속 동기모터를 형성함에 있어서, 상기 모터는 각상(24)의 내측으로 코일(12)을 수용하는 홈(16)과 상하 교대로 N, S자극을 갖도록 형성한 회전자(11)와,In forming an electromagnetic AC low speed synchronous motor, the motor includes a rotor 11 formed to have N and S magnetic poles alternately up and down with a groove 16 accommodating the coil 12 inside each phase 24. , 상기 홈(16)에 권선하여 일단을 상호 연결한 코일(12)과,A coil 12 wound on the groove 16 and interconnected at one end thereof; 상기 코일(12)의 양단과 연결하는 제1 및 제2스냅링(17,18)과,First and second snap rings 17 and 18 connected to both ends of the coil 12; 상기 제1 및 제2스냅링(17,18)과 접촉시킨 제1 및 제2브러쉬(19,20)와,First and second brushes 19 and 20 in contact with the first and second snap rings 17 and 18, 상기 제1 및 제2 브러쉬(19,20)의 타단과 일단이 연결되는 제1 및 제2스프링(21,22)과,First and second springs 21 and 22 having one end connected to the other end of the first and second brushes 19 and 20, and 상기 제1 및 제2스프링(21,22)의 타단과 연결된 DC전원(23)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석식 교류 저속 동기모터.Electromagnetic AC low speed synchronous motor, characterized in that it comprises a DC power source (23) connected to the other end of the first and second springs (21, 22). (삭제)(delete) (정정) 제1항에 있어서, 상기 회전자(11)에 형성시키는 홈(11) 및 상기 홈(11)에 권서하는 코일의 수는 1-7개인 것을 특징으로 하는 전자식 교류 저속 동기모터.(Correct) The electronic AC low speed synchronous motor according to claim 1, wherein the number of the grooves (11) formed in the rotor (11) and the number of coils wound in the grooves (11) is 1-7.
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