KR20120003763U

KR20120003763U - 단상변환 일체형 모터

Info

Publication number: KR20120003763U
Application number: KR2020120000042U
Authority: KR
Inventors: 전상수
Original assignee: 전상수
Priority date: 2012-01-03
Filing date: 2012-01-03
Publication date: 2012-05-30

Abstract

본 고안은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 단상전원을 3상전원으로 변환시켜 주는 인버터를 3상모터에 일체로 장착함으로써, 가정에서도 쉽게 공업용 모터를 이용할 수 있을 뿐만 아니라 높은 출력을 얻을 수 있어서 동력변환효율을 높일 수 있도록 한 단상변환 일체형 모터를 제공하는데 그 목적이 있다. 또한, 본 고안은 3상모터의 냉각팬과 냉각핀의 냉각성능으로 인버터를 냉각시켜 줄 수 있게 함으로써, 냉각효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 전체 크기를 줄일 수 있기 때문에 좁은 설치공간에도 설치하여 사용할 수 있을 뿐만 아니라 제조단가를 낮출 수 있도록 한 단상변환 일체형 모터를 제공하는데 다른 목적이 있다. 그리고, 본 고안은 3상모터와 인버터를 일체로 형성하여 부품수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 차지하는 공간을 줄여 소형화가 가능하여 공간활용도를 높일 수있도록 한 단상변환 일체형 모터를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 단상변환 일체형 모터는, 3상모터; 및 3상모터에 장착되어 단상전압을 3상전압으로 변환시켜 3상모터에 인가시켜 주는 인버터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

단상변환 일체형 모터{PHASE SHIF INTEGRATED MOTOR}

본 고안은 단상변환 일체형 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공업용으로 사용되는 3상모터를 가정용으로 사용되는 단상전압으로 구동될 수 있도록 단상인버터를 3상모터에 일체로 형성함으로써, 구조가 간단하여 소형화가 가능할 뿐만 아니라 출력효율을 향상시킬 수 있도록 한 단상변환 일체형 모터에 관한 것이다.

일반적으로 전기에너지를 운동에너지로 변환시켜 주는 동력변환장치로 많이 이용되는 모터는 가정에서 사용되는 가전제품 등에 이용되는 가정용 등으로 사용되는 소용량의 단상모터와, 산업 분야에서 사용되는 대용량의 3상모터로 대별할 수 있다.

특히, 이러한 가정용 모터를 이용하기 위해서는 통상적으로 가정에 인가된 전원을 이용하기 때문에 단상전원을 이용할 수 있게 제작되고, 3상모터는 가정용 전압으로는 구동시킬 수 없기 때문에 3상전압을 별도로 인가받아서 사용하고 있다.

또한, 가정이나 산업 분야에서는 여러 가지 작업을 하기 위하여 3상모터를 단상으로 변환시켜 사용하거나, 반대로 3상을 단상으로 변환시켜 가정용 모터를 사용하는 경우가 종종 발생한다. 이 경우에는 상변화를 위하여 인버터가 많이 이용된다.

인버터는 단상전원을 3상전원으로 또는 3상전원을 단상전원으로 변환시켜 주는 장비를 말한다. 이러한 인버터는 가정 또는 산업분야에서 별도로 준비해 놓고 상변화가 필요한 경우에 사용한다. 예를 들어, 3상모터를 사용하는 경우 단상전원을 3상전원으로 변환시켜 주는 단상인버터를 별도로 구비함으로써, 일반 가정에서도 이 단상인버터로 가정용 전원을 3상전원으로 변환시켜 3상모터를 이용한다.

하지만, 종래에는 다음과 같은 문제가 발생하였다.

1) 동력변환을 하는 경우 단상모터의 출력에 한계가 있기 때문에 더 큰 출력을 필요로 하는 경우 별도로 3상모터를 구비해야 한다. 이는 3상모터의 구입에 따른 구입비용이 더 들게 된다.

2) 3상모터의 경우 가정용 전원으로부터 구동시키기 위해서는 반드시 인버터를 필요로 한다. 하지만, 이러한 인버터는 3상전원이 공급되는 곳에서는 필요로 하지 않기 때문에, 인버터를 사용하지 않을 때에는 인버터의 보관과 관리에 어려움이 있었다.

3) 단상전원이 공급되는 곳에서는 3상모터에 인버터를 연결해서 사용해야 하기 때문에, 모터설치를 위한 설치공간이 그만큼 더 많이 차지하였다.

본 고안은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 단상전원을 3상전원으로 변환시켜 주는 인버터를 3상모터에 일체로 장착함으로써, 가정에서도 쉽게 3상모터를 이용할 수 있을 뿐만 아니라 높은 출력을 얻을 수 있어서 동력변환효율을 높일 수 있도록 한 단상변환 일체형 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 고안은 3상모터의 냉각팬과 냉각핀의 냉각성능으로 인버터를 냉각시켜 줄 수 있게 함으로써, 냉각효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 전체 크기를 줄일 수 있기 때문에 좁은 설치공간에도 설치하여 사용할 수 있을 뿐만 아니라 제조단가를 낮출 수 있도록 한 단상변환 일체형 모터를 제공하는데 다른 목적이 있다.

그리고, 본 고안은 3상모터와 인버터를 일체로 형성하여 부품수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 차지하는 공간을 줄여 소형화가 가능하여 공간활용도를 높일 수있도록 한 단상변환 일체형 모터를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 단상변환 일체형 모터는, 냉각팬에 의하여 냉각이 이루어지는 3상모터; 및 3상모터에 장착되어 단상전압을 3상전압으로 변환시켜 3상모터에 인가시켜 주는 인버터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

특히, 3상모터는 외주면에 냉각핀이 구비되고, 3상모터와 인버터는 냉각핀을 공유하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 인버터는 입력 단상 220V이고, 출력 3상 220V인 것을 특징으로 한다.

본 고안의 단상변환 일체형 모터에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

1) 가정용으로 사용되는 전기를 이용하여 3상모터를 구동시킬 수 있기 때문에 3상전원이 없이도 바로 3상모터를 구동시킬 수 있다. 이는 에너지 절감효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 소형으로도 강한 동력을 발생시킬 수 있게 된다.

2) 인버터와 3상모터가 일체로 형성되어 있기 때문에 전체적인 구성이 간단해 질 뿐만 아니라 제조단가를 낮출 수 있으며, 부품수의 감소로 그만큼 컴팩트하게 제작할 수 있다.

3) 인버터와 3상모터의 냉각핀과 냉각팬의 냉각성능을 공유하게 함으로써, 냉각효율의 향상과 함께 컴팩트한 모터의 제조가 가능하게 된다.

4) 단상전압(단상 220V)을 이용하여 3상전압(3상 220V)를 사용하는 산업기기를 동작시킬 수 있기 때문에 그만큼 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 출력도 함께 향상시킬 수 있다.

5) 출력의 향상으로 그만큼 동일 출력을 갖는 모터에 비하여 크기를 줄일 수 있기 때문에 좁은 공간에 모터를 장착해야 하는 경우 충분한 공간 확보로 공간활용도를 높일 수 있다.

도 1은 본 고안에 따른 단상변환 일체형 모터의 구조를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 정면도.
도 2는 본 고안에 따른 인버터의 장착 상태를 보여주기 위한 일부 확대도.
도 3은 본 고안의 다른 실시예에 따른 인버터의 장착 상태를 보여주기 위한 일부 확대도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 고안자는 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

(구성)

도 1은 본 고안에 따른 단상변환 일체형 모터의 구조를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 정면도이고, 도 2는 본 고안에 따른 인버터의 장착 상태를 보여주기 위한 일부 확대도이다. 여기서, 미설명부호 "210"은 인버터에 구성되어 변환된 전력을 입출력시켜 주기 위한 단자대를, "220"은 뚜껑을 각각 나타낸다.

본 고안에 따른 단상변환 일체형 모터(1000)는, 3상모터(100)와, 이 3상모터(100)를 구동시켜 주기 위하여 단상전압을 3상전압으로 변환시켜 주는 인버터(200)를 포함한다. 특히, 인버터(200)는 3상모터(100)와 일체로 구성된다.

이하, 이들 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

3상모터(100)는 통상의 기술로 제작된 것을 이용한다. 이러한 통상의 3상모터(100)는 단상모터와 비교하여 다음과 같은 장점이 있다.

1) 단상의 극자계를 형성하는 것과 비교하여 3상의 회전자계를 형성하는 것이 용이하며 그만큼 구조가 간단하다.

2) 동일 출력과 동일전압의 경우 단상모터와 비교할 때 전체 크기가 작을 뿐만 아니라 효율이 높고 가격이 저렴하다.

3) 기동력이 증가하고 정역회전이 쉽다.

4) 고출력에 사용할 수 있다.

5) 단상모터는 5마력 이하인 경우에 주로 사용하나, 이를 3상모터로 대체하여 사용시에는 전기소모량을 줄일 수 있다.

이와 같은 장점으로부터 단상모터를 3상모터로 사용시 적으로 분석하면 동일 용량의 전기기기를 제작할 수 있을 뿐만 아니라 송전선로 건설시 비용 절감과 효율 증대 효과가 있다. 이때의 비용은 약 50%감소하고 효율은 약50% 증가한다.

또한, 3상모터(100)는 외주면에 냉각핀(110)이 형성된다, 냉각핀(110)은 3상모터(100)의 외주면에 등간격으로 형성되어 내부에서 발생되는 열을 외부로 방출하는 방열기능을 한다.

특히, 이 3상모터(100)에는 상부에 인버터(200)를 장착할 수 있도록 자리면(111)이 형성된다. 자리면(111)은 인버터(200)를 설치할 수 있도록 냉각핀(110)의 일부를 절단하거나, 냉각핀(110)의 제작시 냉각핀(110)의 단부를 연장시켜 인버터(200)를 지지할 수 있도록 장착브라켓(112)을 형성하여 구성한다.

이처럼 자리면(111)을 형성하는 냉각핀(110)은 3상모터(100)의 상부에 인버터(200)를 장착할 수 있게 가공하여 인버터(200)를 안정적으로 지지할 수 있게 한다. 동시에, 이들 냉각핀(110)의 선단의 장착브라켓(112)에 인버터(200)를 설치하여 냉각핀(110)을 공유함으로써, 방열효과와 함께 일체로 장착하는 효과를 동시에 얻게 된다.

또한, 3상모터(100)는 냉각팬(미도시됨)에 의해 냉각효율을 높이는 모터를 이용하고, 이 냉각팬에 의한 냉각성능을 이용하여 후술하게 될 인버터(200)의 냉각성능을 향상시킬 수 있게 하는 것이 바람직하다. 즉, 3상모터(100)의 외주부에 인버터(200)를 설치함에 따라 냉각핀(110)은 직접적인 접촉으로 공유하게 되고, 냉각팬에 의해 생성되는 공기의 흐름이 3상모터(100) 외부로 빠져나오면서 이 공기흐름이 인버터(200)도 함께 냉각시켜 주게 하여 간접적으로 공유하게 되는 것이다.

인버터(200)는 단상전압을 3상전압으로 변환시켜 주는 통상의 기술로 제작된 인버터를 이용한다. 이러한 인버터(200)는 입력값으로서 단상전압을 입력받아 3상전압을 출력한다.

본 고안의 바람직한 실시예에서, 상기 인버터(200)로는 입력이 단상 220V이고, 출력이 3상 220V인 것을 이용하는 것이 바람직하다. 이는 출력을 단상과 같게 함으로써, 통상적으로 단상전력에 맞춰 많이 사용되는 가정용 기기로도 사용할 수 있게 하기 위함이다.

물론, 본 고안에 따른 인버터(200)는 출력을 3상 380V로 출력시켜 주는 단상인버터를 이용할 수도 있다. 이는 출력용량이 큰 것을 사용하는 이보다 더 큰 용량의 모터에도 이용할 수 있게 하기 위함이다.

이처럼 설치된 인버터(200)는 냉각핀(110)을 공유하여 3상모터(100)의 냉각성능을 이용할 수 있으며, 특히 3상모터(100)에 구비된 냉각팬의 냉각 성능도 함께 이용할 수 있게 되는 것이다.

또한, 인버터(200)는 3상모터(100)의 상부에 장착하는 것으로 설명하고 있으나, 자리면(111)을 3상모터(100)의 상부가 아닌 그 측면에 형성함으로써, 3상모터(100)의 외주면 어느 곳이라도 설치가 가능하다.

(다른 실시예 )

도 3은 본 고안의 다른 실시예에 따른 인버터의 장착 상태를 보여주기 위한 일부 확대도이다. 여기서, 상술한 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 부여하고 그 상세한 설명을 생략한다. 그리고, 여기서는 상기 구성에 대하여 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

고안에 따른 단상변환 일체형 모터(1000')는 인버터(200)를 장착하기 위하여 지지대(120)를 더 구성한다. 이 지지대(120)는 3상모터(100)의 케이스를 제작시 일체로 사출형성하고, 그 위에 상기 인버터(200)를 고정시킨다.

이처럼 지지대(120)를 사용하는 경우 냉각핀(110)에는 장착브라켓(112)을 형성하지 않아도 된다.

이상에서와 같이 본 고안은 3상모터에 인버터를 일체로 제작함으로써, 일반 가정용으로 사용되는 단상전압으로 3상모터를 활용할 수 있기 때문에 구조가 간단하면서도 에너지 절감효과를 함께 얻을 수 있게 되는 것이다.

100 : 3상모터
110 : 냉각핀
111 : 자리면
112 : 장착브라켓
120 : 지지대
200 : 인버터

Claims

냉각팬에 의하여 냉각이 이루어지는 3상모터(100); 및
상기 3상모터(100)에 장착되어 단상전압을 3상전압으로 변환시켜 상기 3상모터(200)에 인가시켜 주는 인버터(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 단상변환 일체형 모터.
제 1 항에 있어서,
상기 3상모터(100)는 외주면에 냉각핀(110)이 구비되고,
상기 3상모터(100)와 상기 인버터(200)는 상기 냉각핀(110)과 냉각팬을 공유하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 단상변환 일체형 모터.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 인버터(200)는 입력 단상 220V이고, 출력 3상 220V인 것을 특징으로 하는 단상변환 일체형 모터.