KR200225225Y1

KR200225225Y1 - 무정류자 직류모터

Info

Publication number: KR200225225Y1
Application number: KR20010000077U
Authority: KR
Inventors: 정보순
Original assignee: 정보순
Priority date: 2001-01-03
Filing date: 2001-01-03
Publication date: 2001-05-15

Abstract

본 고안은 직류전원을 사용하여 구동되는 공지의 직류모터에 있어서 회전자를 디스크형의 영구자석으로 한개 또는 한개 이상 구비하고 절연도체와 규소강 적층 철심 전자석 또는 영구자석으로 구성된 고정자를 회전자의 한쪽 또는 양쪽에 구성하여 고정자의 절연도체에 직류전원을 인가하면 절연도체가 회전자 영구자석의 자기력선 가운데에 있게되어 발생되는 척력에 의해 영구자석 회전자가 회전하는 무정류자 직류모터를 구성하는 것을 목적으로 한다.

이를 위하여 한쪽 면은 S극 다른쪽 면은 N극인 디스크형 영구자석이 중심동력축과 부착된 영구자석 회전자를 한개 또는 한개 이상 구성하고 중심부에 베어링(15)이 구비된 한쌍의 모터케이스(14)를 구성하여 그 내부에는 규소강 적층 철심전자석이나 영구자석(18)을 바깥쪽에 구비하고 방사상으로 구성된 절연도체(12)가 구비된 고정자(18)를 안쪽으로 구성하며 절연도체(12)는 외부의 직류전원과 각기 병렬로 결선하거나 절연도체(12)의 중심쪽과 원주쪽의 원형전선(16)에 의해 병렬로 결선할 수 있게 구성한다. 영구자석회전자(11)의 중심에 부착된 동력축(13)은 양쪽의 모터케이스(14)의 중앙에 있는 베어링(15)에 의해 지지되며 모터케이스(14)의 외부에는 보울트체결구(17)를 구비하여 한쌍의 모터케이스를 견고하게 결합할 수 있다.

이렇게 구성된 무정류자 직류모터에 직류전원을 인가하면 절연도체(12)가 회전자 영구자석의 자기력선 가운데에 있게되어 척력이 발생되며 그 힘에 의하여 영구자석 회전자(11)가 회전할 수 있으며 전기량에 따라 직류모터의 회전속도를 제어할 수 있을 뿐 아니라 공지의 직류모터에서 발생되는 소음과 진동그리고 고열을 발생시키지도 않고 고속회전과 저속회전 그리고 일정한 토오크 유지등을 할 수 있는 초효율 직류모터의 실현이 가능하다.

Description

무정류자 직류모터{ BLUSHLESS DC MOTOR}

본 고안은 직류전원을 사용하여 구동되는 공지의 직류모터에 있어서 회전자를 디스크형의 영구자석으로 한개 또는 한개 이상 구비하고 절연도체와 규소강 적층 철심 전자석 또는 영구자석으로 구성된 고정자를 회전자의 한쪽 또는 양쪽에 구성하여 고정자의 절연도체에 직류전원을 인가하면 절연도체가 회전자 영구자석의 자기력선 가운데에 있게되어 발생되는 척력에 의해 영구자석 회전자가 회전하는 무정류자 직류모터에 관한 것으로써,

일반적으로 직류모터는 회전자나 고정자에 코일 권선을 하여 코일 권선에 직류전기를 인가 함으로써 생기는 전자기력에 의하여 회전자를 회전시키는 방법을 채택하여 왔다. 그리하여 정류자와 부러쉬 사이에서 발생되는 소음과 고열 그리고 부러쉬의 마모와 분진 발생등 고속으로 회전하는 직류 모터를 사용하는데에 따른 비경제적, 비효율적이고 불편한 점이 많았으며 또한 회전자와 고정자 사이의 진동으로 평활한 토오크의 회전력을 얻기가 힘들어 정밀기계등에 사용하는데 어려운 점이 많았고 직류모터의 제작시에도 극소형화 하는데는 한계가 있었다.

직류모터의 정류자와 부러쉬를 사용하지 않고 고정자의 절연도체에서 흐르는 전류방향을 조정하여 절연도체를 영구자석의 자기력선상에 놓이게 하므로 그로 인한 척력의 반작용으로 영구자석인 회전자가 회전하는 원리를 이용한 것으로써, 강력한 영구자석을 사용할수록 적은 전기량으로도 큰 토오크및 고속회전을 보장받을 수 있으며 일정한 전류상에서는 안정적인 평활한 토오크의 회전력을 얻을 수 있어 정밀기계, 기기에 사용하기에 적합하며 작은 전기량에서는 저속회전하고 전기량이 클 수록 고속회전을 할 수 있어 속도제어를 쉽게 할 수 있고 직류모터를 초소형화 할 수 있으며 소음및 진동그리고 고열이 발생되지 않고도 고속회전을 할 수 있는 초효율 무정류자 직류모터를 제공한다.

도 1a는 무정류자 직류모터의 미조립 사시도

도 1b는 절연도체의 원형전선에 의한 병렬 결선 방법을 나타낸 단면도와 절연도체 한개의 사시도

본 고안은 직류전원을 사용하여 구동되는 공지의 직류모터에 있어서 회전자를 디스크형의 영구자석으로 한개 또는 한개 이상 구비하고 절연도체와 규소강 적층 철심 전자석 또는 영구자석(18)으로 구성된 고정자를 회전자의 한쪽 또는 양쪽에 구성하여 고정자의 절연도체에 직류전원을 인가하면 절연도체가 회전자 영구자석의 자기력선 가운데에 있게되어 발생되는 척력에 의해 영구자석 회전자가 회전하는 무정류자 직류모터를 구성하는 것을 목적으로 한다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 설명하면 다음과같다.

도 1a는 본 고안에 따른 무정류자 직류모터의 미조립 사시도로써, 한쪽 면은 S극 다른쪽 면은 N극인 디스크형 영구자석이 중심동력축과 부착된 영구자석 회전자(11)를 한개 또는 한개 이상 구성하고 중심부에 베어링(15)이 구비된 좌우 한쌍의 모타케이스(14)를 구성하여 그 내부에는 영구자석(18)이나 규소강 적층철심 전자석을 바깥쪽에, 방사상으로 구성된 절연도체(12)를 안쪽에 구비된 고정자를 구성하며 절연도체(12)는, 도 1b에서 도시한 바와 같이 외부의 직류전원과 각기 병렬로 결선하거나 절연도체(12)의 중심쪽과 원주쪽의 원형전선(16)에 의해 병렬로 결선할 수 있게 구성하고 영구자석 회전자(11)의 중심에 부착된 동력축(13)은 양쪽의 모터케이스(14)의 중앙에 있는 베어링(15)에 의해 지지되며 모터케이스(14)의 외부에는 보울트체결구(17) 3개나 4개를 구비하여 한쌍의 모터케이스를 견고하게 결합할 수 있다. 영구자석 회전자(11)가 여러개인 경우에는 절연전선 고정자도 영구자석회전자(11)의 좌우측에 구성하고 각각 직류전원에 병렬로 결선하며 상하로 이등분되게 모타케이스(14) 함께 부착된 채로 제작하여 영구자석 회전자를 먼저 조립 후에 동력축(13)을 감싸서 상하 방향합체 시키고 그 외부에서 상하 방향의 보울트 체결구에 의하여 견고하게 결합한다. 영구자석 회전자(11)는 동력축(13)과 일체형으로 구성할 수도 있으며 큰 원심력및 자기 척력그리고 역회전에 대한 내성을 가질 수 있으면서도 강력한 자기력을 가지고 있는 재질로 구성하고 고정자의 절연도체(12)도 강력한 자기 척력에 의한 밀림, 비틀림등의 힘에 내성이 있는 은합금 구리 도체등을 사용하고 도 1b에서 도시한 바와 같이 사다리꼴 육면체등의 형태로 절연도체(12)간의 틈이 없게 구성하며 절연도체의 절연은 테이프및 레진등으로 양질의 절연을 하고 고정자의 절연도체(12)의 원주쪽과 중심쪽에는 고정링(19)를 구비하여 절연도체(12)와 영구자석을 모터케이스(14)에 견고히 부착할 수 있고 절연도체(12)와 접촉되는 영구자석의 면에는 절연도체(12)가 장착될 수 있는 홈을 구성하여 절연도체(12)의 움직임을 방지한다.

이렇게 구성된 무정류자 직류모터에 직류전원을 인가하면 절연도체(12)가 회전자 영구자석(11)의 자기력선 가운데에 있게되어 척력이 발생되며 그 힘에 의하여 영구자석 회전자(11)가 회전할 수 있으며 전기량에 따라 직류모터의 회전속도를 제어할 수 있을 뿐 아니라 공지의 직류모터에서 발생되는 소음과 진동그리고 고열을 발생시키지도 않고 고속회전과 저속회전 그리고 일정한 토오크 유지등을 할 수 있으며 직류모터의 구조와 구동원리가 간단하여 직류모터의 제작비용을 절감시킬 수 있고 직류모터의 경량화 소형화를 이룰 수 있는 초효율 무정류자 직류모터의 실현이 가능하다. 본 고안의 직류모터 회전수의 조정 방법은 입력 직류전원에 가변저항기형 스위치를 구비하여 전기량을 조정함으로써 간단히 할 수 있으며 무단 변속도 가능하며 스위치상에 직류전원의 극성을 바꿔주는 단자를 구비하면 제동및 역회전을 시킬 수 있고, 정전시에도 직류모터가 발전기 기능을 하면서 자동 정지가 가능하다.

전술한 무정류자 직류모터에 있어서 입력 직류전원 단자를 출력 단자로 바꿔주고 동력축의 영구자석 회전자(11)를 기계적인 힘으로 돌려주면 평활한 직류전기를 발생시킬 수 있는 정류자와 브러쉬가 없는 직류발전기가 될 수 있다.

직류모터의 정류자와 부러쉬를 사용하지 않고 고정자의 절연도체에서 흐르는 전류방향을 조정하여 절연도체를 영구자석의 자기력선상에 놓이게 하므로 그로 인한 척력의 반작용으로 영구자석인 회전자가 회전하는 원리를 이용한 것으로써, 강력한 영구자석을 사용할수록 적은 전기량으로도 큰 토오크및 고속회전을 보장받을 수 있으며 일정한 전류상에서는 안정적인 평활한 토오크의 회전력을 얻을 수 있어 정밀기계, 기기에 사용하기에 적합하며 작은 전기량에서는 저속회전하고 전기량이 클 수록 고속회전을 할 수 있어 속도제어를 쉽게 할 수 있고 직류모터를 초소형화 할 수 있으며 소음및 진동그리고 고열이 발생되지 않고도 고속회전을 할 수 있고 직류모터의 구조와 구동원리가 간단하여 경제적이고 제작비용을 절감시킬 수 있는 초효율 무정류자 직류모터를 제공할 수 있다.

Claims

본 고안은 직류전원을 사용하여 구동되는 직류모터에 있어서 한쪽 면은 S 극 다른쪽 면은 N 극인 디스크형 영구자석이 동력축(13)과 부착된 영구자석 회전자(11)를 한개 또는 한개 이상 구성하고 중심부에 베어링(15)이 구비된 한쌍의 모터케이스(14)를 구성하여 그 내부에는 규소강 적층 철심전자석이나 영구자석(18)을 바깥쪽에 구비하고 방사상으로 구성된 절연도체(12)가 구비된 고정자(18)를 안쪽으로 구성하며 절연도체(12)는 외부의 직류전원과 각기 병렬로 결선하거나 절연도체(12)의 중심쪽과 원주쪽의 원형전선(16)에 의해 병렬로 결선할 수 있게 구성하고 영구자석회전자(11)의 중심에 부착된 동력축(13)은 양쪽의 모터케이스(14)의 중앙에 있는 베어링(15)에 의해 지지되며 모터케이스(14)의 외부에는 보울트체결구(17)를 구비하여 한쌍의 모터케이스를 견고하게 결합하고, 직류전원을 인가하면 절연도체(12)가 회전자 영구자석의 자기력선상에 놓이게 되므로 발생되는 척력의 반작용으로 영구자석 회전자(11)가 회전할 수 있으며 공지의 직류모터에서 발생되는 소음과 진동그리고 고열을 발생시키지도 않고 고속회전과 저속회전 그리고 일정한 토오크 유지등을 할 수 있고 강력한 영구자석을 사용할수록 적은 전기량으로도 큰 토오크및 고속회전을 보장받을 수 있으며 일정한 전류와 전압상에서는 안정적인 평활한 토오크의 회전력을 얻을 수 있어 정밀기계, 기기에 사용하기에 적합하며 작은 전기량에서는 저속회전하고 전기량이 클 수록 고속회전을 할 수 있어 속도제어를 쉽게 할 수 있는 것을 특징으로 하는 무정류자 직류모터.
제 1항에 있어서, 무정류자 직류모터의 입력 직류전원 단자를 출력 단자로 바꿔주고 동력축의 영구자석 회전자(11)를 기계적인 힘으로 돌려주어 평활한 직류전기를 발생시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 정류자와 브러쉬가 없는 직류발전기.