KR20050118026A - A composit magnet linearly adjustable magneticity power and lift having the magnet - Google Patents
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Abstract
본 발명은 잔류 자속 밀도가 10 kG 이상이며, 보자력이 700~800 Oe 이하이고 거의 선형적인 감자 곡선을 가지는 알니코 자석에 관한 것이며, 전류로 제어 가능한 가변자석으로 AlNiCo 자석을 사용하고 고정자석으로는 Nd-Fe-B 자석을 사용하여 구성한 것이다. 가변자석은 2개 이상 자석을 합하여 만든 복합자석이고, 예로서 제1자석과 제2자석으로 구성되는 것이고, 제1자석은 Alnico5 자석이고 잔류자속밀도가 13.5 kG이며 보자력이 800 Oe인 알니코5 계열 자석이고, 제2자석은 Alnico2 자석으로서 잔류자속밀도가 6.5 kG이며, 보자력이 500 Oe인 알니코2 계열 자석이다.The present invention relates to an Alnico magnet having a residual magnetic flux density of 10 kG or more, coercive force of 700 to 800 Oe or less, and having a nearly linear demagnetization curve, using AlNiCo magnets as a variable magnet that can be controlled by current. It is constructed using Nd-Fe-B magnet. A variable magnet is a composite magnet made by combining two or more magnets. For example, the first magnet is composed of a first magnet and a second magnet, and the first magnet is an Alnico5 magnet, a residual magnetic flux density of 13.5 kG, and a coercive force of 800 Oe. The second magnet is an Alnico2 magnet, which is an Alnico 2 series magnet having a residual magnetic flux density of 6.5 kG and a coercive force of 500 Oe.
Description
본 발명은 가변자석의 감자특성을 선형적으로 변화시킬 수 있는 권상기용 자석과 이를 적용하여 부하를 원하는 양(수량)만큼 흡착, 탈착이 가능하도록 하는 권상기용 자석 및 권상기에 관한 것이다.The present invention relates to a hoisting magnet capable of linearly changing the demagnetization characteristics of the variable magnet and a hoisting magnet and a hoisting machine which is capable of adsorbing and detaching a load by a desired amount (quantity).
등록실용신안번호 실용-0248250에 권상기의 자력 상태를 감지하여 부하에 따라 자력의 세기를 적합하게 제어함으로써, 권상기가 항상 안전 상태를 유지하도록 하기 위한 권상기용 자력 제어 장치가 공개된 바 있다. The utility model control device for hoisting has been disclosed in Registration Utility Model Utility Utility No. 0248250 to sense the magnetic force state of the hoist and to appropriately control the strength of the magnetic force according to the load.
이 장치는 솔레노이드 코일에 의하여 자속이 발생되는 전자석 권상기용 자석과, 솔레노이드 코일에 의해서 자속이 발생하는 가변영구자석과 고정영구자석이 결합된 영구자석 권상기용 자석과, 상기 권상기용 자석의 자속 밀도를 검출하기 위한 자력검출기와, 상기 솔레노이드 코일에 흐르는 전류의 크기를 검출하기 위한 전류검출기와, 상기 솔레노이드 코일에 전류를 흘려서 권상기용 자석의 자력을 제어하는 자력제어부와, 권상기용 자석이 화물을 운반할 수 있도록 흡착 및 탈착을 제어하는 조작장치와, 상기 자력검출기와 상기 전류검출기의 신호를 받고, 상기 조작장치의 조작신호에 따라 상기 자력제어부를 제어하는 제어신호를 발생하는 중앙제어부와, 권상기용 자석의 자력상태를 판별하여 안전작업이 가능하도록 상태표시를 하는 표시장치로 이루어진 것이다.This device is characterized in that the magnetic magnet for hoisting magnet generated by the solenoid coil, the permanent magnet hoisting magnet combined with the permanent permanent magnet and the variable permanent magnet generating magnetic flux by the solenoid coil, and the magnetic flux density of the hoisting magnet A magnetic detector for detecting, a current detector for detecting the magnitude of the current flowing through the solenoid coil, a magnetic control unit for controlling the magnetic force of the hoisting magnet by flowing a current through the solenoid coil, and the hoisting magnet to carry the load. An operation device for controlling adsorption and desorption, a central control unit for receiving signals from the magnetic force detector and the current detector, and generating a control signal for controlling the magnetic force control unit according to an operation signal of the operation unit; It is a display device that displays the status to identify the magnetic force of the user and to enable safe work. It is done.
또 1996년 12월 24일 출원되어 등록된 실용신안등록 제 20-0157844호에는 영구자석식 권상기의 제어장치가 공개되어 있는데, 이 장치는 출력의 최대 값을 설정하여 마이콤에 의해 스위치박스의 픽업스위치, 최대흡착스위치, 착탈스위치로 선택시키는 스텝설정치와; 상기 스텝설정치의 출력을 각 자석의 특성에 맞게 가감속 출력 조정을 하는 람프신호발생기와; 상기 람프신호발생기의 출력 값과 이동시 최소 출력을 설정하는 최소 설정치를 합하는 전압가산기와; 상기 전압가산기의 결과 값에 따라 실리콘제어정류기의 게이트 트리거 파형 발생기에 보내지면 상기 트리거 파형 발생기에서 발생된 파형을 실리콘제어정류기의 턴-온 시킬 수 있는 파형으로 바꿔주는 파형 변압기와; 상기 파형 변압기의 출력으로 실리콘제어정류기가 턴-온 되면서 사이리스터 모듈에서 발생된 전류를 전류센서에서 검출하여 콘트롤러의 입력에 맞는 전압으로 증폭시키는 전류신호증폭기와; 출력을 보내는 시간을 설정하는 시간설정치의 신호 및 스위치신호의 출력에 의해 착자와 탈자를 수행할 수 있게 하는 마이콤으로 구성되는 것을 특징으로 하는 영구자석식 권상기의 제어장치에 관한 것이다.In addition, Utility Model Registration No. 20-0157844, filed and registered on December 24, 1996, discloses a control device for a permanent magnet hoisting machine. A step set value selected by the maximum suction switch and the removable switch; A ramp signal generator for adjusting the acceleration / deceleration output according to the characteristics of each magnet; A voltage adder that adds an output value of the ramp signal generator and a minimum set value for setting a minimum output during movement; A waveform transformer which, when sent to the gate trigger waveform generator of the silicon controlled rectifier according to the result of the voltage adder, converts the waveform generated by the trigger waveform generator into a waveform capable of turning on the silicon controlled rectifier; A current signal amplifier for amplifying a current generated from a thyristor module by a current sensor while a silicon controlled rectifier is turned on as an output of the waveform transformer and amplifying the current to a voltage corresponding to an input of a controller; The present invention relates to a control device for a permanent magnet hoist, characterized in that it is composed of a microcomputer to perform magnetization and demagnetization by the signal of the time set value for setting the time to send the output and the output of the switch signal.
이러한 종래의 권상기용 자석과 제어장치들은 권상기용 영구자석 자체의 잔류자속밀도나 보자력 중 어느 한가지의 특성을 이용하는 것이었다. 즉, 잔류자속밀도의 특성을 이용하여 적정한 흡착력을 설계함으로써 설계된 중량물을 흡착하고 탈착하는 용도에는 만족스러운 작동을 한다고 할 수 있었다. These conventional hoisting magnets and control devices utilize one of the characteristics of the residual magnetic flux density and the coercive force of the hoisting permanent magnet itself. That is, by designing an appropriate adsorption force using the characteristics of the residual magnetic flux density, it can be said that a satisfactory operation for the application of adsorption and desorption of the designed heavy material.
종래의 영구자석식 권상기에서 사용되는 자석의 잔류자속밀도가 13kG이며 보자력은 750 Oe인 알니코 자석을 이용하여 강한 흡착력을 가지는 권상기를 제작하였다. 이를 이용하여 슬래브(slab), 빌렛(billet), 바(bar)등의 중량물의 철강대를 흡착하여 이송후 탈착하는 단순한 작업에 이용되었다.A magnet having a strong adsorption force was fabricated using an alnico magnet having a residual magnetic flux density of 13 kG and a coercive force of 750 Oe. It was used for the simple operation of adsorption of heavy steel bars such as slabs, billets, bars, etc., by transport and desorption.
위와 같은 종래의 권상기용 자석과 그 제어장치는 도1에서 보인 바와 같이, 가변자석(3, 3’)에는 Sm2Co17의 히토류계의 자석을 사용하고, 고정자석(4, 4’)에는 알니코 자석을 사용하여 자기 회로를 구성한 것으로서, 권상기의 권상능력 증대를 주목적으로 하는 것이다.As shown in FIG. 1, the conventional hoisting magnet and its control apparatus use Sm2Co17-type magnets of magnetism in the variable magnets 3 and 3 ', and alnico in the stationary magnets 4 and 4'. The magnetic circuit is constructed using a magnet, and the main purpose is to increase the hoisting capacity of the hoist.
종래의 기술에서 가변자석(3, 3’)의 흡착과 탈착을 위해 솔레노이드 코일(2,2')에 전력을 인가하여 가변자석(3, 3’)의 극성을 변환시켜야 하기 때문에 상당히 큰 양의 전류가 인가되어야 했다. In the prior art, since the polarity of the variable magnets 3 and 3 'must be changed by applying electric power to the solenoid coils 2 and 2' for the adsorption and desorption of the variable magnets 3 and 3 ', Current had to be applied.
일례로 종래의 발명에서 사용된 Sm2Co17 자석의 극성을 변환하기 위하여 가해야 하는 전류의 량은 Sm2Co17 자석의 보자력이 8000~15,000 Oe 이므로 1m당 640 ~ 950 kA가 필요하다. 만약 권상기가 여러 대 필요한 산업 현장에 적용한다면 엄청난 전력을 공급하여야 하는 문제에 부딪히게 된다. For example, the amount of current to be applied in order to convert the polarity of the Sm2Co17 magnet used in the conventional invention is 640 ~ 950 kA per 1m because the coercive force of the Sm2Co17 magnet is 8000 ~ 15,000 Oe. If the hoist is applied to several necessary industrial sites, it faces a problem of supplying enormous power.
종래의 Sm2Co17을 이용한 경우 최대권상 능력은 대략 12~13톤 정도로 향상되나 투입되는 전류량은 약 400~600(A) 정도 필요하게 된다. When the conventional Sm2Co17 is used, the maximum hoisting capacity is improved to about 12 to 13 tons, but the amount of current input is about 400 to 600 (A).
또한 슬래브, 핫코일, 각종 환봉이나 철근 묶음 등의 중량물의 흡착, 탈착을 통한 단순 이송 작업용만 가능한 것이었다.In addition, it was possible only for simple transfer operations through the adsorption and desorption of heavy materials such as slabs, hot coils, various round bars and reinforcing bar bundles.
철판과 같은 철강재는 여러 장을 한꺼번에 흡착하여 이송하여 한꺼번에 부리는 경우도 있지만, 철판을 여러장 흡착하여 이송하는 도중에 적당한 개소에 철판을 한장, 두장 또는 적당한 분량만을 떨어드릴 필요가 있는 경우도 있다.Steel plate such as iron plate may be adsorbed and transported several sheets at once and sent at once, but it may be necessary to drop one or two sheets or only an appropriate amount at a suitable place during adsorption and transfer of several iron plates.
또한 여러장의 철판이 쌓여 있는 경우, 그 중에서 몇장만 흡착하여 이동시킬 필요도 있으나, 종래의 권상기로는 다수의 철판이 겹쳐져 있는 경우에는 물리적으로 흡착할 분량을 분리한 후 흡착하여야 하는 불편이 있고, 한장씩만 탁찰하여 떨어뜨릴 수 있는 정밀한 자력 제어가 매우 어려운 불편한 것이었다. 예로서 표1 및 2를 보면 종래의 알니코 5계열 자석을 단독으로 사용하는 경우에 6mm 철판을 희망하는 대로 접착시키기 위하여 전자석 코일에 인가되는 전압이 수볼트의 차이로 1장이 흡착되거나 2장이 흡착되거나 하는데 이러한 수볼트의 전압차이를 주면서 제어하기가 매우 어렵고, 탈자하여 철판을 떨어뜨리려고 할 경우에는 1장 선택하여 떨어뜨리는 작업이 불가능할 정도로 전압차이가 나지 아니한다. In addition, when a plurality of iron plates are stacked, only a few of them need to be adsorbed and moved. However, in the case of a plurality of iron plates overlapping with conventional hoisting machines, it is inconvenient to separate and adsorb the amount to be physically adsorbed. Precise magnetic force control that can be dropped only one by one was very inconvenient. For example, in Tables 1 and 2, in case of using a conventional Alnico 5 magnet alone, the voltage applied to the electromagnet coil is adsorbed due to the difference of several volts or 2 is adsorbed in order to bond the 6mm iron plate as desired. It is very difficult to control while giving the voltage difference between male bolts, and if you try to drop the iron plate by demagnetizing, there is no voltage difference that is impossible to select and drop one sheet.
또 종래의 권상기용 자석은 강한 흡착력을 발생하게 하기 위하여 잔류자속이 큰 재료를 사용하여야 하고 이를 탈자시키기 위하여는 많은 전력이 소요되었음로서 에너지가 절약되는 권상기용 자석을 필요로 하게 되었다.In addition, the conventional hoisting magnet has to use a material having a large residual magnetic flux in order to generate a strong adsorptive force, and a lot of power is required to demagnetize the magnet for the hoisting magnet which saves energy.
본 발명은 종래의 기술에 비해 착자 및 탈자 시키는 전력을 절감하고, 하물의 단위 물량을 흡착 및 탈착시킬수 있도록 정밀하게 제어되는 권상기용 자석과 이러한 권상기용 자석을 사용하는 권상기를 제공하려는 것이다. 바람직하기로는 10분의 1 정도의 전류로서 필요한 작업을 할 수 있게 하여, 여러 대의 권상기를 설치하여 작업을 하는 산업현장에서 전력 절감을 실현시키고 작업의 편의성과 능률을 제고시키는 권상기를 제공하려는 것이다.The present invention is to provide a hoisting magnet and a hoist using the hoisting magnet, which is precisely controlled to reduce the power of magnetizing and demagnetizing, and to adsorb and desorb unit quantities of loads compared to the prior art. It is desirable to provide a hoist that enables to perform necessary work with a current of about one tenth, thereby realizing power saving and improving work convenience and efficiency in an industrial site in which several hoisting machines are installed.
본 발명의 권상기용 자석은, 도1에서 보인 바와 같이, 자속을 잘 통과시키는 도자체인 폴[6 이하 (6')를 포함하는 것을 의미한다, 다른 번호도 또한 같다]과, 폴(6)의 측면에 부착된 영구자석으로된 고정자석(4)과, 폴(6)의 상부에 부착되고 일정치 이상의 잔류자속밀도를 가진 재료로 만들어진 코어(3) 주위에 솔레노이드 코일(여자용 코일: 2)이 감겨져서, 코일(2)에 흘린 전류의 방향과 극성에따라 잔류자속의 크기와 방향이 결정되는 가변자석(2,3)과, 고정자석(4)과 가변자석(2,3)의 외부에 부착되어 자로를 형성하고 폴, 고정자석, 및 가변자석을 결합시키고 지지하는 요오크(1)를 포함하는 권상기용 자석이다.As shown in Fig. 1, the hoisting magnet of the present invention includes a pole [6 or less (6 '), which is a conductor that allows magnetic flux to pass well, and the same as that of the pole 6, Solenoid coils (excitation coils 2) around the core 3 made of a permanent magnet attached to the side and a core 3 made of a material having a residual magnetic flux density above a predetermined value attached to the top of the pole 6. The coils are wound to the outside of the variable magnets (2, 3), the fixed magnet (4) and the variable magnets (2, 3) whose magnitude and direction of the residual magnetic flux are determined according to the direction and polarity of the current flowing through the coil (2). A magnet for a hoist, which is attached to and forms a magnetic path and includes a yoke 1 for coupling and supporting a pole, a stationary magnet, and a variable magnet.
요오크(1) 하부면에는 고정자석의 누설자속의 영향을 차단하기 위한 비자성체의 하판(5)을 설치한다. A lower plate 5 of a nonmagnetic material is provided on the lower surface of the yoke 1 to block the influence of the leakage magnetic flux of the stator magnet.
가변자석의 코어(3)는 자화특성이 다른 2개 이상의 자석을 중첩시켜 제작한 복합자석이고, 코어의 주위에 감긴 코일에 정방향의 전류를 흘려서 자화시킨 후, 역방향의 전류를 흘려 탈자시킬 때 상기 폴에서 출력되는 고정자석과의 합성 자속이 탈자 시키는 기자력에 대하여 거의 선형적으로 감자되는 감자특성을 가지는 것이다.The core 3 of the variable magnet is a composite magnet manufactured by superimposing two or more magnets having different magnetization characteristics. The core 3 of the variable magnet is magnetized by flowing a positive current in a coil wound around the core, and then demagnetizing by flowing a reverse current. Synthetic flux with the stator magnet output from the pole has a potato characteristic that is almost linearly demagnetized with respect to the magnetic force demagnetizing.
가변자석의 코어(3)는 잔류자속밀도가 큰 재료로된 제1자석(a)과, 제1자석(a) 보다 잔류자속밀도가 작은 재료로 된 제2자석(b)으로 구성되어서, 코어(3)의 주위에 감긴 코일(2)에 흐르는 탈자전류를 흘리면, 폴(6)에서 출력되는 고정자석(4)과의 합성 자속이 탈자 시키는 기자력에 선형적으로 감자되는 감자특성을 가지게 된다.The core 3 of the variable magnet is composed of a first magnet a made of a material having a high residual magnetic flux density and a second magnet b made of a material having a smaller residual magnetic flux density than the first magnet a. When the demagnetizing current flowing through the coil 2 wound around (3) flows, the synthetic magnetic flux with the stator magnet 4 output from the pole 6 has a potato characteristic linearly demagnetized by the magnetic force demagnetizing.
가변자석의 코어(3)인 제1자석(a)과 제2자석(b)은 Al-Ni-Co 자석이고, 상기 고정자석은 Nd-Fe-B 자석을 사용하여 본 발명의 실제 제품에 실현시켰다.The first magnet (a) and the second magnet (b), which are the core 3 of the variable magnet, are Al-Ni-Co magnets, and the stator magnets are realized in the actual product of the present invention by using Nd-Fe-B magnets. I was.
구체적으로 제1자석에는 Alnico5 (미국규격번호) 자석이고, 코어(3)와 같은 면적을 가지고, 코어 길이의 절반의 길이를 가지고 있고, 잔류자속밀도가 13.5 kG이며, 보자력이 800 Oe인 알니코5 계열 자석을 사용한다.Specifically, the first magnet is an Alnico 5 (US standard number) magnet, has the same area as the core 3, has a length of half the length of the core, the residual magnetic flux density is 13.5 kG, and the coercive force is 800 Oe. Use 5 series magnets.
제2자석은 Alnico2 자석이고, 코어(3)와 같은 면적을 가지고, 코어 길이의 절반인 길이를 가지고 있어서 제1 제2 자석 두개를 합하면 가변자석의 코어가 된다. 제2자석은 잔류자속밀도가 6.5 kG이며, 보자력이 500 Oe인 알니코2 계열 자석이다. The second magnet is an Alnico2 magnet, which has the same area as the core 3 and has a length that is half the length of the core, so that when the two first magnets are combined, the second magnet becomes the core of the variable magnet. The second magnet is an Alnico 2 series magnet with a residual magnetic flux density of 6.5 kG and a coercive force of 500 Oe.
잔류 자속 밀도가 10 kG 이상이며, 보자력이 700~800 Oe 이하이고 거의 선형적인 감자 곡선을 가지는 알니코 자석이 있으면 본 발명을 실현하는데 꼭 적합한 것이었으나 이러한 자석을 찾을 수 없고 자석 재료를 완전 혼합하여 합성하기도 아직은 불가능하여 여러가지 자화특성을 가진 알니코 자석을 2개 이상 복합적 조합을 통하여 원하는 특성의 복합자석을 개발하였다.Alnico magnets with a residual magnetic flux density of 10 kG or more, coercive force of 700 to 800 Oe or less, and almost linear demagnetization curves were suitable for realizing the present invention. Since it is not yet possible to synthesize, a composite magnet of desired characteristics was developed through a combination of two or more alnico magnets having various magnetization characteristics.
이러한 알니코자석으로 된 복합자석의 특성은 도3에 보인 바와 같이, 역전압의 세기를 0에서 250(V)의 범위까지 가변하는 동안 잔류 자속 밀도의 변화는 굴곡 부분이 없는 거의 선형적인 감자 특성을 나타낸다.As shown in Fig. 3, the characteristic of the composite magnet made of alnico magnets is the change of the residual magnetic flux density while varying the strength of the reverse voltage in the range of 0 to 250 (V), which is almost linear with no bends. Indicates.
이상 설명된 권상기용 자석을 사용하여 다수의 철판 중에서 필요한 매수만큼만 흡착하거나 탈착할 수 있는 영구자석을 이용한 권상기를 실현시킬 수가 있다. 이 권상기는 종래의 기술에서 설명된 바와 같은 자력제어장치를 사용하여 나중에 설명하는 바와 같이 가변자석의 자화 및 감자 량을 정밀하게 제어할 수가 있다.Using the hoisting magnet described above, a hoist using a permanent magnet capable of adsorbing or detaching as many sheets as necessary from a plurality of iron plates can be realized. This hoist can precisely control the magnetization and the amount of demagnetization of the variable magnet as described later using a magnetic force control device as described in the prior art.
철판 매수 제어를 통한 자력의 제어 시험을 실시한 결과 매수 제어의 범위가 매우 넓어 졌음을 알 수 있다. 6mm 철판 4장과 10mm 철판 2장을 한장씩 흡착을 실시할 경우 280(V)의 범위까지, 동시에 6장을 흡착후 한장씩 탈착을 실시한 경우 역전압 160(V)의 범위까지 확대되어 확실한 제어가 일어났으며 알니코5 계열의 알니코 자석에 비해 흡착시 약 3.8배, 탈착시 약 2.2배까지 제어 구간의 확대가 일어났다. 알니코5 계열의 알니코 자석에서 발생한 2장씩 동시에 흡착되거나 탈착씩 2장 및 3장이 한꺼번에 떨어지는 현상은 일어나지 않았다.The control test of magnetic force through the control of the number of steel sheets shows that the range of the number control has become very wide. When 6 sheets of 6 mm plates and 2 sheets of 10 mm plates are adsorbed one by one, up to 280 (V) range, and when six sheets are adsorbed and desorbed one by one at the same time, it is expanded to the range of reverse voltage 160 (V), resulting in reliable control. Compared to the Alnico magnets of Alnico 5 series, the control section was expanded to about 3.8 times when adsorbed and 2.2 times when desorbed. At the same time, two sheets of alnico magnets of the Alnico 5 series were not simultaneously adsorbed or desorbed two or three sheets at a time.
구체적인 구성과 실험 예를 설명하면 다음과 같다.The specific configuration and experimental example are as follows.
제1자석과 제2자석(알니코 복합자석이라고 한다)과 Nd-Fe-B 자석의 자극 배치는 제1도와 같이 배열한다(반대극성이 되도록 배열하여도 된다) 솔레노이드 코일(2)은 전류를 인가시 제1도와 같이 하부면이 N극이 되도록 배치하며, 솔레노이드 코일(2’)은 제1도와 같이 전류를 인가시 상부면이 N극이 되도록 배치한다. The magnetic pole arrangement of the first magnet, the second magnet (also referred to as an alnico composite magnet), and the Nd-Fe-B magnet is arranged as shown in Fig. 1 (may be arranged to be opposite polarity). As shown in FIG. 1, the lower surface is disposed to be the north pole, and the solenoid coil 2 'is disposed so that the upper surface becomes the north pole when the current is applied as shown in FIG.
Nd-Fe-B의 고정자석(4, 4’)을 폴(6, 6’)의 측면에 위치토록 배치하고, 알니코 복합자석의 가변자석(3, 3’)을 폴(6, 6’)의 상부에 배치 후, 그 주위에 솔레노이드 코일을 감음으로써 적은 전류로써 효과적인 자속의 량을 제어할 수 있다. The stationary magnets 4 and 4 'of Nd-Fe-B are arranged on the side of the poles 6 and 6', and the variable magnets 3 and 3 'of the Alnico composite magnet are placed on the poles 6 and 6'. After placement on the top of), the amount of effective magnetic flux can be controlled with less current by winding the solenoid coil around it.
전류의 양은 보자력 700 Oe에 대해 1 m당 55.7 kA가 필요하게 되므로 종래의 기술에 비해 10분의 1의 전류만이 필요하게 된다.Since the amount of current requires 55.7 kA per m for the coercive force 700 Oe, only one tenth of the current is required compared to the prior art.
사각형의 폴(6, 6’)의 사면에 접하여 희토류계의 Nd-Fe-B자석을 배치하였다. 알니코 가변자석과 Nd-Fe-B자석의 접하지 않은 반대 면과 요오크(1)가 둘러싸도록 하여 자기 회로를 구성하였다. 또한 알니코 복합 자석은 제어 전압(또는 전류)의 양에 따라 선형적인 잔류자속밀도의 변화가 이루어지도록 잔류자속밀도가 13.5 kG이며, 보자력이 800 Oe인 알니코5 계열의 알니코자석과 잔류자속밀도가 6.5 kG이며, 보자력이 500 Oe인 알니코2 계열의 알니코자석을 조합한 알니코 복합자석(3, 3’)을 가변자석(3, 3’)으로 이용하여 알니코 5 계열과 알니코 2 계열의 중간적인 감자특성을 가지는 영구자석 특성을 얻었다.A rare earth Nd-Fe-B magnet was disposed in contact with the slope of the square poles 6 and 6 '. The magnetic circuit was constructed by enclosing the non-contacting opposite side of the alnico variable magnet and the Nd-Fe-B magnet and the yoke (1). In addition, the Alnico composite magnet has a residual magnetic flux density of 13.5 kG and a coercive force of Alnico-5 series of Alnico magnets and residual magnetic flux so that the linear residual magnetic flux density changes according to the amount of control voltage (or current). Alnico 5 series and eggs using Alnico composite magnets (3, 3 ') combined with Alnico 2 series alnico magnets with a density of 6.5 kG and a coercive force of 500 Oe. Permanent magnets with intermediate potato properties of Nico 2 series were obtained.
도2에는 알니코 자석들의 등급에 따른 감자특성을 보인 그래프이고, 도3에는 본 발명의 복합자석의 감자특성을 보인 그래프이며, 도4에는 다양한 종류의 자석들의 감자특성을 보인 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the potato characteristics according to the grade of the Alnico magnets, Figure 3 is a graph showing the potato characteristics of the composite magnet of the present invention, Figure 4 is a graph showing the potato characteristics of various kinds of magnets.
제3도에 잔류자속밀도가 13.5 kG이며, 보자력이 800 Oe인 알니코5 계열(MMPA code 기준)의 알니코자석을 사용한 종래의 권상기(알니코 5계열 단독)를 만들고, 이와는 달리 본 발명의 권상기로서, 잔류자속밀도가 13.5 kG, 보자력이 800 Oe인 알니코5 계열의 알니코자석과 잔류자속밀도가 6.5 kG이며, 보자력이 500 Oe인 알니코2 계열의 알니코자석을 조합한 알니코 복합자석을 이용한 본 발명의 권상기(알니코 복합자석)를 제작하여 종래의 권상기와 본 발명의 권상기를 감자 특성 및 자력제어 능력을 비교하였다. In FIG. 3, a conventional hoisting machine (alnico 5 series alone) using an alnico magnet of alnico 5 series (based on MMPA code) having a residual magnetic flux density of 13.5 kG and a coercive force of 800 Oe is produced. Alnico is a combination of alnico magnets of 13.5 kG residual magnetic flux and 800 Oe coercive force and alnico magnets of 6.5 kG residual magnetic flux density and 500 Oe coercive force. The hoisting machine (alnico composite magnet) of the present invention using a composite magnet was manufactured to compare the conventional hoisting machine and the hoisting machine of the present invention with the potato characteristics and the magnetic control ability.
두 모델의 권상기를 조립후 솔레노이드 코일에 100%의 정격 전류를 투입 후 가변자석(3, 3’)이 완전한 흡착 상태가 되도록 한 후, 솔레노이드 코일에 역방향의 전압(또는 전류)을 -10(V)을 인가하고 다시 또 -20(V)을 인가하는 방식으로 조금씩 증가시켜 완전 탈착이 일어나는 100%의 역전압까지 인가토록 하여, 폴(6, 6’)의 자속량을 측정하여 권상기의 감자특성 곡선을 완성하였다. 이는 물체를 흡착하고 있는 상태에서 역전압(또는 역전류)의 인가량에 따라 권상기가 가지는 잔류자속밀도의 크기를 판단 수 있으며 철강재의 부분적인 탈착을 유도하기 위하여 투입되어야 하는 전류의 양을 판단할 수 있다.After assembling the hoist of both models, put 100% of rated current into solenoid coil and make the variable magnets (3, 3 ') fully adsorbed, and then reverse the voltage (or current) to -10 (V) to solenoid coil. ) And then apply -20 (V) little by little to apply 100% reverse voltage to complete desorption, and measure the magnetic flux of poles 6 and 6 ' The curve was completed. It is possible to determine the magnitude of residual magnetic flux density of the hoist according to the application amount of reverse voltage (or reverse current) in the state of adsorbing the object, and to determine the amount of current to be injected to induce partial desorption of steel materials. Can be.
제3도에 나타난 감자 특성에서 알니코5 계열의 자석을 단독 사용한 일반용 권상기의 자력 발생범위는 최대 자속밀도 17.0 kG로 자속밀도가 높아 흡착력은 강하게 되지만, 전압(또는 전류)을 인가하여 발생 자속량을 제어할 수 있는 범위는 0 ~ 70 (V) 범위의 영역에서 가능하게 되어 좁은 조절 범위를 가진다. In the potato characteristic shown in FIG. 3, the magnetic field generation range of the general purpose hoist using the Alnico 5 series magnet alone has a maximum magnetic flux density of 17.0 kG and the magnetic flux density is high, so the adsorption force is strong, but the magnetic flux generated by applying voltage (or current) The range that can be controlled is made possible in the range of 0 ~ 70 (V) and has a narrow adjustment range.
반면에, 알니코 복합자석을 이용한 본 발명의 권상기용 자석은 11.0 kG 의 최대 자속밀도를 0 ~ 170(V) 범위까지 제어할 수 있어서 그 제어범위가 넓고 종래의 기술에 비하여 많이 확대되어 있음을 알 수 있다. On the other hand, the hoisting magnet of the present invention using the Alnico composite magnet can control the maximum magnetic flux density of 11.0 kG to the range of 0 ~ 170 (V), the control range is wide and is much expanded compared to the prior art Able to know.
다음 표는 이 두 권상기를 사용하여 실제 두께 6mm x 1220mm x 1220mm 의 철판 4장과 두께 10mm x 1220mm x 1200mm 의 철판 2장을 포개어 놓은 후 1장씩 개별 흡착 및 동시에 6장을 흡착 후 1장씩 분리, 탈착 시키는 실험을 하여 얻은 데이터이다.In the following table, four steel plates 6mm x 1220mm x 1220mm thick and two steel plates 10mm x 1220mm x 1200mm thick are stacked using these two hoisting machines, and then each sheet is individually adsorbed and six sheets are removed at the same time. This is data obtained by experiment of desorption.
주) 6mm 1장부터 개별 흡착 순서임.Note) The order of individual adsorption from 1 sheet of 6 mm.
주) 10mm 1장부터 개별 탈착 순서임.Note) Individual removal order starting with 1 sheet of 10mm.
본 시험에서 알니코 5계열의 자석을 사용한 권상기의 감자곡선이 제2도에서와 같이 기울기가 급함으로 철판의 흡착 제어 전압 범위가 좁을 뿐만 아니라 탈착 시에는 6mm 철판 2장 또는 3장이 동시에 탈착 되는 등 제어가 거의 불가능한 반면 본 발명의 알니코 복합자석을 이용한 권상기는 그 감자곡선의 기울기가 선형적으로 완만하여 흡착과 탈착 시에 원활한 제어가 가능하였고 반복 시험을 통해서도 동일한 특성을 유지함으로 안정성과 신뢰성을 유지하였다.In this test, the demagnetization curve of the hoisting machine using the Alnico 5 series magnet is inclined as shown in Fig. 2, so that the adsorption control voltage range of the iron plate is narrow, and when detaching, two or three 6 mm plates are simultaneously removed. While it is almost impossible to control, the hoisting machine using the Alnico composite magnet of the present invention has a smooth slope of the potato curve so that smooth control is possible at the time of adsorption and desorption. Maintained.
종래의 발명에서 사용된 Sm2Co17 자석의 극성을 변환하기 위하여 가해야 하는 전류의 량은 Sm2Co17 자석의 보자력 8000~15,000 Oe 이므로 1m당 640 ~ 950 kA가 필요하여, 만약 권상기가 여러 대 필요한 산업 현장에 적용한다면 엄청난 전력을 공급하여야 하는 문제가 있지만, 본 발명의 알니코 복합 재료를 사용한 최대 권상능력 8톤이며 4 폴 구조의 권상기를 제작시 알니코 복합 자석을 이용한 권상기는 220(V)에서 36.4(A)의 전류면 됨으로 전력 절감 효과가 크다. Since the amount of current to be applied in order to change the polarity of the Sm2Co17 magnet used in the conventional invention is 8000 to 15,000 Oe, the coercive force of the Sm2Co17 magnet is required, so 640 to 950 kA per meter is required. If there is a problem to supply a tremendous power, but the maximum hoisting capacity of 8 tons using the Alnico composite material of the present invention, when using a 4-pole hoisting machine, the hoist using Alnico composite magnet is 220 (V) to 36.4 (A Power saving effect is great as long as it is current.
또한 철판 이송 작업을 하는 경우에는 최소 단위인 1장까지 흡착 및 탈착이 가능하여 작업하는데 융통성이 있고 매우 편리하다.In addition, in the case of iron plate transfer work, it is possible to adsorb and desorb up to 1 sheet, which is the minimum unit, which is flexible and very convenient.
또한 슬래브, 핫코일, 각종 환봉이나 철근 묶음 등의 중량물의 흡착, 탈착을 통한 단순 이송 작업용으로서 철판의 원하는 양(장수)만큼 흡착하거나 탈착하기가 쉽다. In addition, it is easy to adsorb or desorb as much as the desired amount (long life) of the steel plate for the simple transfer operation through the adsorption and desorption of heavy materials such as slabs, hot coils, various round rods or reinforcing bar bundles.
제1도 본 발명의 권상기용 자석의 측단면도1 is a side cross-sectional view of a hoisting magnet of the present invention
제2도 여러 종류의 알니코 자석 감자특성 그래프Fig. 2Alnico Magnet Potato Characteristics
제3도 본 발명과 종래 권상기의 감자특성 비교 그래프3 is a graph comparing the potato characteristics of the present invention and the conventional hoist
제4도 다수의 알니코의 감자 특성 곡선 그래프Figure 4 Potato Characteristic Curve Graph of Multiple Alnicos
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