KR20080100159A - 승강 장치들을 구동하기 위한 저회전 전기 모터 - Google Patents

Abstract

저회전 전기 모터(10)는 3상 교류 전압에 의해 구동되는 로터(17), 일련의 자석(21,22), 및 스테이터(24)를 형성하는 코일을 포함하며, 상기 로터(17) 및 스테이터(24)는 동일한 숫자의 자기 폴들을 구비한다. 상기 스테이터(24)는 직류 전압으로 구동되며, 상기 로터(17)의 전압의 주파수는 상기 모터의 소정의 rpm 수를 얻고 상기 모터의 가속 및 감속 조건을 변화시키도록 가변된다. 추력 베어링은 강하 브레이크 디스크의 작용력에 저항한다.

저회전, 모터, 3상 교류 전압, 직류 전압

Description

승강 장치들을 구동하기 위한 저회전 전기 모터{ELECTRIC MOTOR WITH A LOW NUMBER OF REVOLUTIONS, IN PARTICULAR TO DRIVE LIFTING DEVICES}

본 발명은 저회전 전기 모터에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 토크(torque)를 필요로하는 분야에 유용하게 사용되는 저회전 전기 모터에 관한 것이다.

예를 들면, 본 발명에 따른 전기 모터는 리프트와 같은 승강 장치를 구동하도록 사용될 수 있다.

큰 토크가 요구되는 분야에서 사용되는 전기 모터, 예를 들면, 리프트용 전기 모터는 상대적으로 작은 공간 내측에 위치되는 것이 일반적인바, 모터 자체 뿐만 아니라, 감속 유닛의 존재 및 상기 리프트 캐빈을 올리고 내리는 케이블들이 감겨지는 풀리의 존재로 인해 상기 모터가 통상 상당히 커지게 됨으로써 여러 문제점의 원인이 된다.

이러한 분야에 사용되는 감속 유닛은 시간의 흐름에 따라 매우 쉽게 변하는 전자-기계적 특성을 갖는 경우가 많으며, 이는 상기 모터의 상당한 성능 감소를 유발하는 기능적 불규칙성을 초래한다.

본 발명은 종래 기술의 문제점에 대한 해결 방안을 제공하기 위한 것으로서, 소형이며 감속 유닛을 구비하지 않는 모터의 새로운 설계를 제안한다.

특히, 리프트 분야에 있어서, 본 발명은 저회전 전기 모터(예를 들면, 대략 1m/sec의 승강 속도에 대응하는 대략 50rpm의 모터)를 제공하는바, 이러한 작동 및 상기 기계의 제동에 필요한 구성요소들은 구동 풀리 안쪽에 직접 수용될 수 있다.

이는 독립 청구항에 기재된 특징을 구비하는 전기 모터에 의해 달성된다. 종속 청구항들은 본 발명에 따른 전기 모터의 특정의 바람직한 실시예들을 기재한다.

본 발명에 따른 전기 모터의 가장 대표적인 구조는 3상 교류 전압에 의해 구동되는 로터(많은 수의 자기 폴(pole)을 구비)와, 직류 전압에 의해 구동되는 코일에 의해 생성되는, 로터와 동일한 수의 자기 폴을 구비하는 스테이터로 이루어진다.

본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 따라, 상기 직류 전압은 단상 정류 및 맥동 교류 전입으로 이루어진다. 이러한 직류 전압은 모터 성능에 있어서 우수한 효과가 얻어질 수 있도록 한다.

본 발명의 기타 특징 및 장점들은 본 발명의 몇몇 실시예의 상세한 설명을 통해 명료하게 될 것인바, 이들은 비-제한적 예들로서 주어진 것이며, 본 발명에 따른 전기 모터의 단면을 보여주는 첨부 도면을 참조로 설명된다.

도면에 있어서, 참조번호 10은 본 발명에 따른 승강 장치들을 구동하도록 사용되는 저회전 전기 모터 전체를 지칭한다.

상기 모터(10)는 한 쌍의 베어링(12,12', 롤러 또는 볼 베어링)에 의해 고정되는 금속 축(11)에 의해 지지되며, 풀리의 케이싱(13) 내에 밀폐되며, 그의 외면에는 일련의 슬롯(14,14',...)이 구비되는바, 이는 승강 장치, 예를 들면, 리프트를 구동하기 위한 케이블(도면에는 도시하지 않음)을 수용하도록 설계된다. 상기 케이싱(13)은 스크루(15)에 의해 한 쌍의 반자성체 측판(16,16')에 견고하게 고정되는바, 상기 측판들은 상기 롤러 베어링(12,12')과 연관되어 작동한다.

실제 전기 모터는 상기 반자성체 측판(16,16') 및 상기 풀리 케이싱(13)에 의해 생성되는 공간 내측에 수용된다.

특히, 상기 풀리(13)의 내면에 일체로 형성되는 것은 로터 팩(17, pack)이며, 상기 로터 팩은 교류 전압에 의해 구동되는 3상 권선을 수용하도록 설계되는 일련의 슬롯(도면에는 도시하지 않음)에 맞추어진다. 이러한 3상 권선은 상기 측판(16') 내에 절단 형성되는 적절한 슬롯들 내에 삽입되는 세 개의 도체 링(18,18',18")에 각각 연결된다. 또한, 서로 결합하는 두 개의 부분으로 이루어지며 상기 축(11)에 고정되는 보호 가드(19, protective guard)는 상기 도체 링(18,18',18")과 각각 접촉하는 세 개의 브러시(20,20',20")를 지지한다.

각각의 자석(21,22)은 서로 인접하게 위치되어 상기 축(11)에 고정된다. 이들 자석(21,22)은 상기 스테이터의 자기 극성들을 생성하기 위해 직류 전압에 의해 구동되는 스테이터-구동 코일(24)을 수용하는 공간을 규정한다.

결국, 상기 모터(10)는 한 쌍의 금속 디스크 및 디스크-푸시 스프링으로 이루어지는 전자기 브레이크(15)를 포함하는바, 상기 금속 디스크 중 하나는 상기 측판(16')과 일체로 형성되며, 나머지 하나는 상기 자석(22)과 일체로 형성되며, 상기 스프링들은 상기 자석(22) 내에 절단 형성되는 적절한 슬롯 내에 수용된다.

이러한 모터는 리프트 분야의 감속 유닛 없는 기계에 특히 잘 적용될 수 있는바, 이는 상기 구동 풀리가 상기 기계를 이동 및 제동하는데 필요한 모든 장치를 수용할 수 있기 때문이다.

본 발명에 따라, 원하는 수의 회전수에 도달할 때까지, (단상 교류 전압을 정류함으로써 얻어지는 직류 전압이 바람직한) 상기 스테이터 코일 및 (3상 교류 전압) 로터 권선(17)의 각각의 전원은 적절한 제어 장치에 의해 제어되는바, 이는 상기 모터의 폴 숫자 및 3상 전원의 주파수에 따라 다르다.

이러한 분야에 사용될 수 있는 상기 제어 장치는 가변 주파수 형태, 예를 들면, AC-DC-AC 또는 DC-AC 형태이다.

본 발명에 따라, 상기 스테이터 코일(24)은 직류 전압에 의해 구동된다. 본 실시예에 있어서, 상기 모터는 많은 수의 자기 폴과, 동일 숫자의 스테이터 및 로터를 포함하며, 상기 스테이터에 있어서, 상기 폴들은 자동차의 교류 발전기와 같은 톱니형(clawed type)이다. 동기 모터의 몇몇 특징은 이러한 경우 성능면에서의 손실이 있게 되지만, 상기 로터 자체의 3상 전원의 주파수를 단순히 변경하는 것만으로도 상기 로터로부터 원하는 회전수를 얻을 수 있도록 하는 가속 토크를 달성한다.

상기 구동 축 및 상기 코일 사이의 유동 누출을 막기 위해, 상기 측판(16,16')은 반자성체 물질로 이루어진다.

일정한 속도와 제동 및 가속 상태가 관련되는 한, 상기 스테이터(24)는 직류 전압에 의해 일정하게 구동되며, 상기 로터(17)는 그의 외부에 있는 주파수 변환기에 의해 얻어지는 가변 주파수를 갖는다. 이러한 경우, 가속 및 감속 중에, 상기 로터(17)의 3상 전압의 주파수는 상기 주파수, 전류 및 그에 따라 요구되는 토크를 제공하는 주파수 변환기들(AC-DC-AC 또는 DC-AC)에 의해 조절된다.

본 발명은 바람직한 실시예를 참조로 이상에서 설명되었는바, 상기 메인 축은 고정되고, 상기 스테이터는 상기 축과 일체로 형성되며, 상기 로터는 상기 축 및 상기 스테이터 주위를 돈다.

그럼에도 불구하고, 본 발명의 실시예들은 상기 모터가 역회전하고 상기 메인 축이 회전하지만, 상기 3상 권선과 일체로 형성되는 모터 케이싱은 고정되는 구조에서 예상되는 것이다.

이러한 경우, 상기 메인 축은 상기 축 내의 슬롯들에 삽입되는 적절한 케이블들과 상기 코일 및 상기 회전 자석들의 권선들에 연결되는 한 쌍의 도체를 구비한다.

한 쌍의 브러시는 전류의 전달을 위해 상기 링들에 연결되며, 기계적 구동 기구들, 특히 승강 기구들은 상기 메인 축에 연결된다.

Claims (11)

1. 3상 교류 전압에 의해 구동되는 로터(17), 자성 물질로 이루어지는 일련의 자석(21,22), 및 스테이터(14)를 형성하는 코일을 포함하며, 상기 로터(17) 및 상기 스테이터(24)는 동일한 숫자의 자기 폴을 갖는 저회전 전기 모터(10)에 있어서, 상기 스테이터(24)의 상기 코일은 직류 전압에 의해 구동되며, 상기 로터(17)의 전압의 주파수는 가변되어 상기 모터의 가속 및 감속 조건을 변화시키고 상기 모터의 원하는 rpm 수를 얻음으로써 일정한 속도를 달성하는 것을 특징으로하는 전기 모터(10).
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 로터(17), 상기 스테이터(24) 및 상기 자석(21,22)은 풀리 케이싱(13) 내에 밀폐되며, 상기 풀리 케이싱(13)은 고정 축(11) 둘레를 회전하며, 상기 로터(17)는 상기 풀리 케이싱(13)에 고정되는 것을 특징으로 하는 전기 모터(10).
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 풀리 케이싱과 함께 회전하는 각각의 링(18,18',18")에 연결되는 일련의 부시(20,20',20")에 맞추어지며 상기 3상 로터 권선에 전기적으로 연결되는 고정 보호 가드(19)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터(10).
4. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 풀리 케이싱(13)은 구동 케이블들을 수용하도록 설계되는 일련의 외주 슬롯(14)을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 모터.
5. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,

   기계식 브레이크 유닛(25)을 내부에 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터.
6. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 풀리는 반자성체 물질로 이루어지는 한 쌍의 플레이트(16,16')에 의해 보호되는 것을 특징으로 하는 전기 모터.
7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 스테이터(24)를 형성하는 상기 자석(21,22)은 상기 축(11)에 고정되는 것을 특징으로 하는 전기 모터.
8. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 로터 및 스테이터는 동력 전달 기구와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 모터.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 동력 전달 기구는 치차 휠 또는 마찰 휠로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 모터.
10. 3상 교류 전압에 의해 구동되는 스테이터, 자성 물질로 이루어지는 일련의 자석, 및 로터를 형성하는 코일을 포함하며, 상기 로터 및 상기 스테이터는 동일한 숫자의 자기 폴을 갖는 저회전 전기 모터(10)에 있어서, 상기 스테이터 및 상기 자석들은 회전 축 둘레에 위치되는 고정 케이싱 내측에 밀폐되고, 상기 스테이터는 상기 케이싱에 고정되며, 기계식 구동 기구, 특히, 부하-승강 기구들은 상기 회전 축에 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 모터(10).
11. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 직류 전압은 단상 정류 교류 전압으로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 전기 모터(10).

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