KR20070027138A

KR20070027138A - 하이브리드 인덕션 모터의 구동회로

Info

Publication number: KR20070027138A
Application number: KR1020050079560A
Authority: KR
Inventors: 손건
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-08-29
Filing date: 2005-08-29
Publication date: 2007-03-09
Also published as: KR100698218B1

Abstract

본 발명은 회전 자계의 크기를 증대시킬 수 있는 하이브리드 인덕션 모터의 구동회로에 관한 것으로, 정상 운전시 인덕션 모터의 운전 자계를 형성하는 메인권선(main coil); 초기 기동시 인덕션 모터의 시동(始動)토크를 발생시키고, 정상 운전시 상기 메인권선과 함께 인덕션 모터의 운전 자계를 형성하는 서브권선(sub coil); 초기 기동시 메인권선과 서브권선을 병렬 연결시키고 정상 운전시 메인권선과 서브권선을 직렬 연결시키는 결선변경 스위치로 구성된다.

따라서, 본 발명은 기동시 서브로 이용하는 권선을 정상 운전시 메인권선과 함께 자계를 발생하여 운전함으로써 회전 자계의 공간적 분포를 향상시키고 회전 자계의 크기를 보다 증대시킬 수 있다.

하이브리드 인덕션 모터(/주권선(main coil)/보조권선(sub coil)

Description

하이브리드 인덕션 모터의 구동회로{driving circuit of the hybrid induction motor}

도 1은 종래 기술에 따른 하이브리드 인덕션 모터의 구동회로를 나타낸 도면

도 2는 환형(toroidal) 권선 형태를 갖는 하이브리드 인덕션 모터를 나타낸 평면도

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 인덕션 모터의 구동회로를 나타낸 것으로 기동시와 운전시 스위치 연결 상태를 보여주는 도면

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

MAIN: 메인권선 SUB: 서브권선

PTC: 기동용 스위치 CAP: 기동용 콘덴서

Switch: 결선변경 스위치

본 발명은 하이브리드 인덕션 모터(hybrid induction motor)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전 자계의 크기를 증대시킬 수 있는 하이브리드 인덕션 모터의 구동회로에 관한 것이다.

일반적으로, 인덕션 모터(induction motor)는 AC 모터의 일종으로서 회전 자계형에 속한다. 그 구동 원리는 스테이터(stator)에 발생하는 회전 자계와 로터(rotor)에 생기는 유도 자계와의 상호 작용으로 회전력을 얻는다.

이러한 인덕션 모터는 AC 모터 중에서도 가장 사용하기 쉬운 모터의 하나로서 일반 가정의 전기 제품에 많이 사용되고 있다.

통상, 단상 상용전원을 이용하는 인덕션 모터는 정상토크와 역상토크가 조화되므로 즉, 교번 자계가 형성되기 때문에 결국 시동토크는 0이 되어버린다.

따라서, 단상 인덕션 모터의 초기 기동을 위해 서브권선(Sub Coil)을 사용하여 초기 기동시에 2상 모터로서 기동시키고, 모터가 정상속도에 도달하면 서브권선을 메인권선(Main Coil)으로부터 분리시킨다.

종래 하이브리드 인덕션 모터의 구동회로는, 도 1에 도시한 바와 같이 단상 상용 전원단(Source)에 대하여 모터의 메인권선(MAIN)과 서브권선(SUB)이 병렬로 각기 연결된다.

그리고, 상기 서브권선(SUB)에 기동용 콘덴서(CAP)와 기동용 스위치(PTC)를 직렬로 부가하여 구성한다.

이러한 구성에 의하여, 초기 기동시 상기 기동용 스위치(PTC)가 온 되면 서브권선(SUB)에 전류가 흐르게 됨에 따라 상기 기동용 콘덴서(CAP)에 의해 회전 자계가 발생하게 된다.

이때, 상기 기동용 콘덴서(CAP)에 의해 회전 자계가 발생하면 인덕션 모터의 마그네트 로터(magnet rotor)가 기동하고 마그네트가 동기속도로 회전한 후 케이지 로터(cage rotor)를 회전시킨다.

즉, 상기 기동용 콘덴서(CAP)가 서브권선(SUB)과 함께 기동시 토크를 발생시키는 역할을 수행한다.

이후, 인덕션 모터가 정상속도에 이르러 기동용 스위치(PTC)가 오프되면 서브권선(SUB)에 인가되는 전류가 차단되면서 메인권선(MAIN)에 전류가 흘러 모터가 정상 운전을 하게 된다.

즉, 초기 기동 후 기동용 스위치(PTC)가 오프되어 서브권선(SUB)을 차단시켜 주면 운전시 인덕션 모터는 메인권선(MAIN)의 자계로만 운전을 하게 된다.

그러나, 도 2에 도시한 환형 권선(toroidal coil) 형태로 구성된 하이브리드 인덕션 모터의 경우 운전시 메인권선(MAIN)의 자계로만 운전하게 되므로 공간적 분포와 자계의 세기 측면에서 충분한 회전자계를 확보하지 못하는 한계를 가지고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 공간적 분포와 자계의 세기 측면에서 회전 자계를 더욱 증대시킬 수 있는 하이브리드 인덕션 모터의 구동회로를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 정상 운전시 인덕션 모터의 운전 자계를 형성하는 메인권선(main coil); 초기 기동시 인덕션 모터의 시동(始動)토크를 발생시키고, 정상 운전시 상기 메인권선과 함께 인덕션 모터의 운전 자계를 형 성하는 서브권선(sub coil); 초기 기동시 메인권선과 서브권선을 병렬 연결시키고 정상 운전시 메인권선과 서브권선을 직렬 연결시키는 결선변경 스위치로 구성되는 하이브리드 인덕션 모터의 구동회로를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 결선변경 스위치가 초기 기동 연결상태일 경우 상기 서브권선과 직렬로 연결되어 초기 기동시 온(on)되고 정상 운전시 오프(off)되는 기동용 스위치(PTC)와, 상기 기동용 스위치와 직렬로 연결되어 초기 기동시 서브권선과 함께 인덕선 모터의 시동토크를 발생하는 기동용 콘덴서를 더 포함하여 구성되는 하이브리드 인덕션 모터의 구동회로를 제공한다.

따라서, 본 발명에 의하면 기동시 서브로 이용하는 권선을 정상 운전시 메인권선과 함께 자계를 발생하여 운전함으로써 회전 자계의 공간적 분포를 향상시키고 회전 자계의 크기를 보다 증대시킬 수 있다.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 하이브리드 인덕션 모터의 구동회로를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 초기 기동시 인덕션 모터 구동회로의 회로결선 상태를 보여주는 도면이고, 도 4는 정상 운전시 인덕션 모터 구동회로의 회로결선 상태를 보여주는 도면이다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 인덕션 모터의 구동회로는, 정상 운전시 인덕션 모터의 운전 자계를 형성하는 메인권선(MAIN); 초기 기동시 인 덕션 모터의 시동토크를 발생시키고, 정상 운전시 상기 메인권선(MAIN)과 함께 인덕션 모터의 운전 자계를 형성하는 서브권선(SUB); 초기 기동시 메인권선(MAIN)과 서브권선(SUB)을 병렬 연결시키고 정상 운전시 메인권선(MAIN)과 서브권선(SUB)을 직렬 연결시키는 결선변경 스위치(Switch)로 구성된다.

그리고, 초기 기동을 위하여 상기 결선변경 스위치(Switch)가 초기 기동 연결상태일 경우(도 3) 상기 서브권선(SUB)과 직렬로 연결되어 초기 기동시 온(on)되고 정상 운전시 오프(off)되는 기동용 스위치(PTC)와, 상기 기동용 스위치(PTC)와 직렬로 연결되어 초기 기동시 서브권선(SUB)과 함께 인덕선 모터의 시동토크를 발생하는 기동용 콘덴서(CAP)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 인덕션 모터의 구동회로 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명은 결선변경 스위치(Switch)를 이용하여 초기 기동시 메인권선(MAIN)과 서브권선(SUB)을 병렬 연결시키고 정상 운전시 메인권선(MAIN)과 서브권선(SUB)을 직렬 연결시키게 된다.

도시한 바와 같이, 결선변경 스위치(Switch)를 이용하여 초기 기동시 단상 상용전원에 대하여 메인권선(MAIN)과 서브권선(SUB)이 각각 병렬 연결되도록 결선을 변경하고(도 3), 정상 운전시 메인권선(MAIN)과 서브권선(SUB)이 직렬 연결되어 단상 상용전원에 대해 병렬 연결되도록 결선을 변경하게 된다(도 4).

초기 기동시 결선변경 스위치(Switch)에 의해 메인권선(MAIN)과 서브권선(SUB)이 병렬로 연결됨과 동시에 기동용 스위치(PCT)가 온 되면 서브권선(SUB) 및, 이와 직렬로 연결된 기동용 콘덴서(CAP)에 상용전원이 인가된다.

이때, 상기 서브권선(SUB)에 전류가 흐르게 됨에 따라 상기 기동용 콘덴서(CAP)에 의해 회전 자계가 발생하게 된다.

상기 기동용 콘덴서(CAP)에 의해 회전 자계가 발생하면 인덕션 모터의 마그네트 로터(magnet rotor)가 기동하고 마그네트가 동기속도로 회전한 후 케이지 로터(cage rotor)를 회전시킨다.

즉, 기동시 메인권선(MAIN)과 서브권선(SUB)이 병렬로 연결됨에 따라 상기 서브권선(SUB)이 초기 기동을 위한 권선으로서 상기 기동용 콘덴서(CAP)와 함께 시동토크를 발생시키는 역할을 수행한다.

이후, 인덕션 모터가 정상속도에 이르러 기동용 스위치(PTC)의 자체 저항이 커져서 오프됨과 동시에 상기 결선변경 스위치(Switch)에 의해 메인권선(MAIN)과 서브권선(SUB)이 직렬 연결되면 단상 상용전원이 상기 메인권선(MAIN)과 서브권선(SUB) 전체에 거쳐 인가된다.

이때, 직렬로 연결된 메인권선(MAIN)과 서브권선(SUB)에 전류가 흘러 인덕션 모터가 정상 운전을 하게 된다.

즉, 정상 기동시 서브로 사용하던 권선(SUB)을 메인권선(MAIN)과 함께 이용한다.

따라서, 본 발명은 초기 기동시 보조권선(SUB)을 이용하여 시동토크를 발생시키고 기동후 정상 운전시에는 운전 자계의 세기를 더욱 증대시키기 위해 메인권선(MAIN)과 서브권선(SUB)을 직렬 연결시켜 메인권선(MAIN)과 서브권선(SUB)의 자 계로 운전을 수행한다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

상기에서 설명한 본 발명은 기동시 서브권선을 이용하고 운전시 메인권선과 서브권선을 함께 이용하여 모터를 운전하도록 한 하이브리드 인덕션 모터의 구동회로를 제공한다.

따라서, 본 발명은 기동시 서브로 이용하는 권선을 정상 운전시 메인권선과 함께 이용하여 모터를 운전함으로써 회전 자계의 공간적 분포를 향상시키고 회전 자계의 크기를 보다 증대시킬 수 있다.

Claims

정상 운전시 인덕션 모터의 운전 자계를 형성하는 메인권선(main coil);

초기 기동시 인덕션 모터의 시동(始動)토크를 발생시키고, 정상 운전시 상기 메인권선과 함께 인덕션 모터의 운전 자계를 형성하는 서브권선(sub coil);

초기 기동시 메인권선과 서브권선을 병렬 연결시키고 정상 운전시 메인권선과 서브권선을 직렬 연결시키는 결선변경 스위치로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인덕션 모터의 구동회로.
제 1 항에 있어서,

상기 결선변경 스위치가 초기 기동 연결상태일 경우 상기 서브권선과 직렬로 연결되어 초기 기동시 온(on)되고 정상 운전시 오프(off)되는 기동용 스위치(PTC)와,

상기 기동용 스위치와 직렬로 연결되어 초기 기동시 서브권선과 함께 인덕선 모터의 시동토크를 발생하는 기동용 콘덴서를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인덕션 모터의 구동회로.