KR200161220Y1 - Rotor position detecting device of srm - Google Patents
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Abstract
본 고안은 스윗치드 릴럭턴스 모터(Switched Reluctance Motor)의 회전자 위지를 검출하는 장치에 관한 것으로서 특히, 회전자의 내부에 위치 검출기를 일체화시켜 위치 검출장치를 위한 공간 확보 문제를 해결할 수 있도록 한 회전자 위치 검출 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for detecting a rotor position of a switched reluctance motor, and in particular, to solve the problem of securing space for the position detection device by integrating a position detector inside the rotor. It relates to an electronic position detection device.
종래의 회전자 위치 검출장치는 편자와 광학수단을 설치할 공간을 모터 설치 공간과 별도로 확보해야 되는 문제점이 노출되며, 이 때문에 모터의 축 방향으로 크기가 커져서 적용할 대상에 따른 모터 크기의 제약이 수반되고, 모터의 크기에 따른 중량 증가의 문제도 회피할 수 없게 되는 단점이 있다.The conventional rotor position detection device exposes a problem of securing a space for installing the horseshoe and the optical means separately from the motor installation space, and thus, the size of the rotor is increased in the axial direction of the motor, thereby entailing the restriction of the motor size according to the object to be applied. In addition, there is a disadvantage that the problem of weight increase according to the size of the motor cannot be avoided.
본 고안은 별도의 공간에 회전자의 위치 검출장치를 설치하지 않고, 회전자(12)의 내경의 일부를 오려내서 공간(13)을 확보하고 이 회전자 내부 공간에 위치 검출기(14)-편자에 대응하는 검출수단-를 장착하거나, 또는 회전자(22) 내부 공간을 가공하여 위치 검출기(24a, 24b)를 회전자 자체와 일체로 구성하여 별도의 공간 확보를 필요치 않게하며, 모터의 소형 경량화를 도모 할 수 있도록 한 스윗치드 릴럭턴스 모터의 회전자 위치 검출장치를 제공한다.The present invention secures the space 13 by cutting out a part of the inner diameter of the rotor 12 without installing the position detection device of the rotor in a separate space, and the position detector 14-horseshoe in the inner space of the rotor. The detection means corresponding to the above, or by processing the internal space of the rotor 22 to configure the position detector (24a, 24b) integrally with the rotor itself, so that no additional space is required, Provided is a rotor position detection device for a switched reluctance motor.
Description
제1도는 종래의 위치 검출장치와, 스윗치드 릴럭턴스 모터의 단면도1 is a cross-sectional view of a conventional position detection device and a switched reluctance motor
제2도의 (a)는 본 도안에 의한 스윗치드 릴럭턴스 모터의 제1실시예 단면도FIG. 2A is a cross-sectional view of a first embodiment of a switched reluctance motor according to this drawing.
(b)는 (a)도의 A-A선 단면도(b) is a cross-sectional view taken along the line A-A in (a).
제3도의 (a)는 본 고안에 의한 모터 회전자의 상세도3 (a) is a detailed view of the motor rotor according to the present invention
(b)는 본 고안에 의한 회전자 위치 검출기의 상세도(b) is a detailed view of the rotor position detector according to the present invention
제4도는 본 고안에 의한 스윗치드 릴럭턴스 모터의 제2실시예 단면도4 is a cross-sectional view of a second embodiment of a switched reluctance motor according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 고정자 11 : 권선10 stator 11 winding
12 : 회전자 13 : 공간부12: rotor 13: space part
14 : 위치 검출기 15 : 축구멍14 position detector 15 shaft hole
20 : 고정자 21 : 권선20: stator 21: winding
22 : 회전자 23 : 축구멍22: rotor 23: shaft hole
24a : 검출부 24b : 공간부24a: detection section 24b: space section
본 고안은 스윗치드 릴럭턴스 모터(Switched Reluctance Motor)의 회전자 위치를 검출하는 장치에 관한 것으로서 특히, 회전자의 내부에 위치 검출기를 일체화시켜 위치 검출장치를 위한 공간 확보 문제를 해결할 수 있도록 한 회전자 위치 검출 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for detecting the position of a rotor of a switched reluctance motor, and particularly, to solve the problem of securing a space for the position detection device by integrating a position detector inside the rotor. It relates to an electronic position detection device.
스윗치드 릴럭턴스 모터는 브레시레스 직류 모터처럼 전용의 구동회로가 있어야 운전할 수 있으며, 근래에는 모터 성능의 증진을 위해서, 회전자의 위치를 엔코더(Encoder)등의 검출 장치를 사용해서 검출하고, 그 타이밍에서 권선에 전류를 흘려 상을 여자시켜 주는 폐루프(Closed Loop) 운전 방식을 채택하여 사용하고 있다.Switched reluctance motor can operate only with a dedicated driving circuit like a breathless DC motor.In recent years, in order to improve motor performance, the position of the rotor is detected using a detection device such as an encoder. At that timing, a closed loop operation method that uses a current to energize the winding to excite the phase is adopted.
그러므로 화전자의 위치를 정확하게 검출하는 것이 모터 제어의 성능을 좌우하게 되는데, 종래에는 별도의 위치 검출 장치를 모터와 별개의 공간-통상 모터의 축선상-에 구성하기 때문에 공간을 적지않게 차지한다.Therefore, the accurate detection of the position of the atomizer influences the performance of the motor control. In the related art, since a separate position detecting device is configured in a space separate from the motor, usually on the axis of the motor, it occupies a lot of space.
제1도에 종래의 위치 검출장치와, 스윗치드 릴럭턴스 모터의 단면 구성을 도시하였다1 shows a cross-sectional configuration of a conventional position detection device and a switched reluctance motor.
도면 제1도에서 보는 바와같이, 고정자(1)에 권선(2)이 감겨있고, 그 안쪽으로 회전자(3)가 설치되며, 회전자(3)의 중앙에는 회전축(4)이 키홈 형태의 축구멍에 키(Key)를 이용해서 고정되어 있는 구조이며, 이 축(4)의 연장선상에 상기 회전자(3)와 동일한 모양의 편자(5)를 설치하고, 회전자(3)의 회전에 따라 이 편자(5)가 회전할때 그 회전각도에 대응하여 광학적인 수단(광결합기 또는 광인터럽터)을 이용해서 회전자 위치를 전기적인 신호-펄스신호로 구하고 있다.[광학식 엔코더].As shown in FIG. 1, the winding 2 is wound around the stator 1, and the rotor 3 is installed inward, and the rotating shaft 4 is formed in the center of the rotor 3 in the form of a key groove. It is a structure fixed to a shaft hole using a key, and the horseshoe 5 having the same shape as the rotor 3 is provided on the extension line of the shaft 4, and the rotor 3 is rotated. Accordingly, when the horseshoe 5 rotates, the rotor position is obtained as an electric signal-pulse signal by using an optical means (optical coupler or optical interrupter) corresponding to the rotation angle. [Optical encoder].
즉, 종래에는 회전자의 형상과 닮은 편자-슬롯이 형성되기도 한다-를 가공하여 모터와는 별도로 축에 취부하여 회전자 위치를 검출하게 된다.That is, conventionally, a horseshoe-shaped slot similar to the shape of the rotor is formed and mounted on an axis separate from the motor to detect the rotor position.
그러므로 종래의 회전자 위치 검출장지는 편자와 광학수단을 설치할 공간을 모터 설치공간과 별도로 확보해야 되는 문제점이 노출되며, 이 때문에 모터의 축 방향으로 크기가 커져서 적용할 대상에 따른 모터 크기의 제약이 수반되고, 모터의 크기에 따른 중량 증가의 문제도 회피할 수 없게 되는 단점이 있다.Therefore, the conventional rotor position detection device is exposed to the problem that the space to install the horseshoe and the optical means separately from the motor installation space is exposed, so the size of the motor is increased in the axial direction of the motor is limited by the size of the motor to be applied It is accompanied by a disadvantage that the problem of weight increase according to the size of the motor cannot be avoided.
본 고안은 별도의 공간에 회전자의 위치 검출장치를 설치하지 않고, 회전자의 내경의 일부를 오려내서 공간을 확보하고 이 회전자 내부 공간이 위치검출기-편자에 대응하는 검출수단-를 장착하거나, 또는 회전자 내부 공간을 가공하여 위치 검출기를 회전자 자체와 일체로 구성하여 별도의 공간 확보를 필요치 않게하며, 모터의 소형 경량화를 도모할 수 있도록 한 스윗치드 릴럭턴스 모터의 회전자 위치 검출장치를 제공함을 목적으로 한다.The present invention provides a space by cutting out a part of the inner diameter of the rotor without installing a position detecting device of the rotor in a separate space, and the inner space of the rotor is equipped with a position detector-a detecting means corresponding to a horseshoe. Rotor position detection device for a switched reluctance motor that processes the inner space of the rotor to form a position detector integrally with the rotor itself so that a separate space is not required and the motor can be reduced in size and weight. It is intended to provide.
도면 제2도의 (a), (b)는 상기한 목적을 달성하는 본 고안의 제1실시예 구성을 도시한 도면으로서, 고정자(10)에 권선(11)이 감겨있고, 고정자 안쪽에 회전자(12)가 설치되며, 샹기 회전자(12)의 내부에 공간부(13)를 형성하고, 이 공간부(13)에 위치 검출기(44)를 일체로 조립해 넣은 구성이다.2 (a) and 2 (b) show a configuration of a first embodiment of the present invention for achieving the above object, a winding 11 wound around a stator 10 and a rotor inside the stator. 12 is provided, and the space part 13 is formed in the inside of the shanghai rotor 12, and the position detector 44 is integrally assembled in this space part 13. As shown in FIG.
상기 위치 검출기(14)에는 발광부 및 수광부로 이루어지는 광센서부를 삽입 가능한 홈(14a)을 형성함으로써, 종래 센서 디스크 타입에서 광센서부가 차지하는 공간 길이를 줄일수 있게 하였다.The position detector 14 is provided with a groove 14a into which the light sensor portion including the light emitting portion and the light receiving portion can be inserted, thereby reducing the space length occupied by the light sensor portion in the conventional sensor disk type.
그리고, 상기 위치 검출기(14)의 중앙에는 축구멍(15)이 형성되어 있고, 이 축구멍(15)에 끼워지는 모터축의 외주면이나 상기 축구멍(15) 벽면에 톱니 모양의 요철(Cerration)을 주어서 축이 헛돌지 않고 견고하게 고정되게 하였다.A shaft hole 15 is formed in the center of the position detector 14, and serrated irregularities are formed on the outer circumferential surface of the motor shaft fitted to the shaft hole 15 or on the wall surface of the shaft hole 15. The shaft was firmly fixed without giving up.
상기 회전자(12)는 제3도의 (a)에 도시한 바와같이 n개의 극을 갖고 있으며, 극의 폭은 Wr이고, 내부의 공간부(13)를 구성하는 벽면쪽에는 상대물인 위치 검출기(14)가 결합될 수 있도록 턱(12a)을 형성하였다.The rotor 12 has n poles as shown in (a) of FIG. 3, the width of the poles is Wr, and a position detector that is a counterpart on the wall surface constituting the internal space portion 13 ( The jaw 12a was formed so that 14) can be coupled.
이러한 구조의 회전자(12) 속에 결합되는 위치 검출기(14)는 제3도의 (b)에 도시한 바와같이, 수지계열의 재료를 사용하여 형성하며, 상기 회전자(12)와 동일한 모양으로 회전자의 극폭(Wr)과 동일한 폭(Wr')을 갖고 있고, 편자의 깊이(Wh)는 검출에 이용할 센서에 따라 적절하게 제한하여 구성한다.The position detector 14 coupled to the rotor 12 of this structure is formed using a resin-based material, as shown in FIG. 3 (b), and rotates in the same shape as the rotor 12. It has the same width Wr 'as the former pole width Wr, and the depth Wh of the horseshoe is appropriately limited according to the sensor to be used for detection.
상기 제3도의 (a)에 도시한 회전자(12)의 내부 공간(13)에 (b)도의 위치 검출기(14)를 턱(12a)에 걸리도록 끼워넣고 접착제를 이용해서 두 부재를 견고하게 일체화 시킨다The position detector 14 of FIG. (B) is inserted into the inner space 13 of the rotor 12 shown in FIG. 3 (a) so as to be caught by the jaw 12a, and both members are firmly secured using an adhesive. Integrate
이미 언급한 바와같이 위치 검출기(14) 중앙의 축구멍(15)과 모터축에는 톱니 모양의 요철부를 형성하여 여기에 끼워 고정된 축이 헛돌지 않게 구성한다.As mentioned above, the shaft hole 15 in the center of the position detector 14 and the motor shaft are provided with a sawtooth uneven portion to form a shaft fixed therein so that it does not go undesired.
상기한 바와같이 구성된 본 고안의 위치 검출 장치와 이를 채용한 스윗치드 릴럭턴스 모터는 고정자(10)-권선(11)의 상전류에 의해서 회전자(14)가 회전하게 될때 회전자속에 장착된 위치 검출기(14)가 동시에 회전하게 되므로, 여기에 광학수단(발광부-수광부)을 이용해서 회전자의 회전 위치에 대응하는 광/전 변환 펄스를 구하여 위치 검출이 이루어질 수 있게 된다.The position detecting device of the present invention configured as described above and the switched reluctance motor employing the same have a position detector mounted on the rotor flux when the rotor 14 is rotated by the phase current of the stator 10-the winding 11. Since the 14 is rotated at the same time, the position detection can be made by obtaining an optical / pre-conversion pulse corresponding to the rotational position of the rotor by using the optical means (light emitting unit-light receiving unit).
즉, 회전자 위치 검출을 위한 장치를 모터와는 별도의 공간에 확보하지 않게 되며, 회전자(12)의 속에 그 위치를 검출하는 장치-위치 검출기(14)가 내장되므로 모터와 위치 검출장비의 소형화, 경량화, 공간 제약의 문제등을 모두 해소할 수 있게 되는 것이다.That is, the device for detecting the position of the rotor is not secured in a separate space from the motor, and since the device-position detector 14 for detecting the position in the rotor 12 is built in, Miniaturization, light weight, and space constraints can all be solved.
도면 제4도는 본 고안의 제2실시예를 나타낸 상기 스윗치드 릴럭턴스 모터의 단면도로서, 고정자(21)에 권선(22)이 감겨있고, 그 안쪽에 회전자(22)가 설치되어 있으며, 상기 회전자(22)의 중앙에는 키홈 형상의 축구멍(23)이 형성되고, 또한 상기 회전자 극과 닮은 모양의 검출부(24a)와 공간부(24b)가 일정한 각도로 형성되어 위치 검출기를 구성하고 있다.4 is a cross-sectional view of the switch reluctance motor according to the second embodiment of the present invention, in which a winding 22 is wound around a stator 21, and a rotor 22 is installed therein. In the center of the rotor 22, a keyway-shaped shaft hole 23 is formed, and a detector 24a and a space 24b having a shape similar to that of the rotor pole are formed at a constant angle to constitute a position detector. have.
이와같이 구성된 릴럭턴스 모터 또한 검출부(24a)에 의해서 상기 제1실시예에서와 동일한 작용으로 위치 검출이 이루어지며, 제1실시예의 위치 검출기(14)를 별도로 제작하지 않고 회전자(22)와 한 몸체로 형성한 특징이 있다.The reluctance motor configured as described above is also detected by the detection unit 24a in the same operation as in the first embodiment, and the rotor 22 and the body are not manufactured separately without the position detector 14 of the first embodiment. There is a characteristic formed by.
이상에서 설명한 바와같이 본 고안의 스윗치드 릴럭턴스 모터의 회전자 위치 검출장치는 회전자의 내경부를 이용해서 위치 검출이 이루어지도록 하였기 때문에, 종래와 같은 편자의 별도 설치 공간이 필요없고, 모터의 소형 경향화를 보장할 수 있는 효과가 있다.As described above, since the position detection device of the switch reluctance motor of the present invention is configured to detect the position using the inner diameter of the rotor, a separate installation space of the horseshoe is not required as in the prior art. There is an effect that can ensure a small tendency.
또한, 센서 디스크 또는 센서 편자를 회전자 내부에 형성시키고, 발광부 및 수광부로 이루어지는 광센서부와 위치를 홈(14a) 내부에 삽입 가능한 구조로 함으로써, 종래 광센서부가 차지하는 공간 길이를 줄일 수 있게 되어 모터 사이즈 콤팩트화가 가능한 효과가 있다.Further, by forming a sensor disk or a sensor horseshoe inside the rotor, and having a structure that can be inserted into the groove (14a) and the optical sensor portion consisting of the light emitting portion and the light receiving portion, it is possible to reduce the length of space occupied by the conventional optical sensor portion Therefore, the motor size can be made compact.
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