KR20150104239A - 비엘디씨(bldc) 전동 그라인더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비엘디씨(BLDC) 모터 각 상(U,V,W)에 신호를 공급하고 홀센서에서 감지된 신호를 수신하는 BLDC 모터를 제어하기 위한 어댑터와, 어댑터와 다수의 신호선으로 연결되어 동작하는 비엘디씨 모터와, 비엘디씨 모터의 회전력을 직각으로 굴곡시켜 전달하기 위한 스파이럴 베벨기어와, 스파이럴 베벨기어를 이용하여 직각으로 꺾어서 회전할 수 있도록 구성하고, 회전축에 디스크를 삽입 결합하여 작업자들이 손으로 잡고 용이하게 작업할 있고 내구성 및 신뢰성을 구비한 비엘디씨(BLDC) 전동 그라인더에 관한 것이다.

Description

비엘디씨(BLDC) 전동 그라인더{Electromotion grinder using BLDC motor}

본 발명은 선박 제조시 용접 부위를 매끈하게 하고 페인트 및 녹을 제거할 때 사용하는 비엘디씨(BLDC) 전동 그라인더에 관한 것이며, 보다 구체적으로 본 발명은 비엘디씨(BLDC) 모터 각 상(U,V,W)에 설치된 홀센서에서 감지된 신호를 바탕으로 비엘디씨(BLDC) 모터 각 상(U,V,W)에 BLDC 모터를 제어하기 신호를 공급하는 제어기가 내장된 어댑터와, 어댑터와 다수의 신호선으로 연결되어 동작하는 비엘디씨 모터와, 비엘디씨 모터의 회전력을 직각으로 굴곡시켜 전달하기 위한 스파이럴 베벨기어와, 스파이럴 베벨기어의 일측 회전축에 디스크를 삽입 결합하여 작업자들이 손으로 잡고 용이하게 작업할 수 있고 내구성 및 신뢰성을 구비한 비엘디씨(BLDC) 전동 그라인더에 관한 것이다.

종래의 선박 제조시 용접 부위를 매끈하게 하고 페인트 및 녹을 제거할 때 사용되는 그라인더는 크게 두 종류로 나눌 수 있으며, 그 하나는 에어 그라인더이며, 에어 그라인더의 경우에 전력 대비 효율이 20%로 전력손실이 매우 크고, 소프트 스타트 기능을 적용하는 것이 불가능하고, 토크 정지 홀딩 기능 역시 적용하는 것이 불가능한 문제점이 있다.

또 다른 하나는 전동 그라인더이며, 전력 대비 효율이 60%로, 80% 이상인 BLDC 모터의 효율과는 현저한 차이가 있으며, 일반 전동 그라인더는 브러시가 있는 유니버셜 모터를 사용하므로 내구성이 크게 떨어지고 과전류 및 과열 등을 방지할 수 있는 보호회로가 없는 문제점이 있다. 또한, 전동모터는 소프트 스타트 기능의 적용이 불가능하여 사용자 부상 위험이 항상 존재하는 문제점이 있다.

종래의 그라인더에 BLDC 모터를 사용하지 못한 이유는 제어기를 모터의 일측에 채용할 수 있는 공간을 확보하지 못하거나 확보할 경우에 작업에 방해를 주며, BLDC 모터에 내장되는 영구자석이 진동에 견디지 못하여 이탈하는 등의 문제점을 해결하지 못하였다.

이와 관련된 기술은 본 발명 출원인이 특허 출원하여 등록받은 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0111403호에 베어링 전식 방지를 위한 비엘디씨 모터구조에 대한 기술적 구성이 개시되어 있으나, 이 문헌에는 비엘디씨 모터를 채용한 그라인더와는 무관하며, 비엘디씨 모터 제어기와 비엘디씨 모터를 분리하여 구성한 그라인더와는 더욱 차이가 있다.

이와 관련된 또 다른 기술은 본 발명 출원인이 특허 출원하여 등록받은 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0109921호에 비엘디씨 모터 일체형 정현파 제어기 및 정현파 제어방법에 대한 기술적 구성이 개시되어 있으나, 이 문헌에 개시된 기술적 구성 역시 비엘디씨 모터를 채용한 그라인더와는 무관하며, 비엘디씨 모터 제어기와 비엘디씨 모터를 신호선으로 원격으로 분리하여 구성한 그라인더와는 더욱 차이가 현저하다.

본 발명이 해결하려는 과제는 투입되는 에너지 대비 효율이 80% 이상이고 수명이 반영구적인 비엘디씨(BLDC) 모터를 채용한 그라인더를 연구 개발하여 내구성과 신뢰성을 크게 높이고 에너지를 크게 절감할 수 있는 비엘디씨(BLDC) 전동 그라인더를 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 투입되는 에너지 대비 효율이 높고 수명이 반영구적인 비엘디씨(BLDC) 모터를 채용할 경우에 비엘디씨 모터 제어기의 부피와 무게이며, 이를 해결하는 방법으로 제어기의 부피와 무게를 줄이고, 수 미터 내지 10 m 이상 거리를 두고 그라인더 몸체에 비엘디씨 모터만을 위치시켜 통상의 그라인더와 동일한 부피 및 무게 또는 그 이하로 제작하여 작업을 용이하게 하는데 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 본 발명에 채용된 비엘디씨 모터는 브러시가 없어서 내구성이 우수하고 작업자의 안전을 위한 소프트 스타트가 가능하며, 모터의 과열 및 과전류에 대하여 보호할 수 있고, 정전 후 재 기동 방지 기능을 구비한 비엘디씨(BLDC) 전동 그라인더를 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 작업자의 작업성을 높이기 위하여 스파이럴 베벨기어를 이용하여 기억자형으로 꺾어서 회전력을 전달하도록 구성과, 왼손 및 오른손잡이 모두 이용할 수 있도록 좌우교체가 가능한 구성과, 충격에 대한 내구성 증가를 위하여 영구자석을 로터 프레임에 견고하게 부착 설치하는 구성으로 내구성과 신뢰성을 높인 비엘디씨 전동 그라인더를 제공하는데 있다.

본 발명 과제의 해결 수단은 선박 제조 시 용접 부위를 매끈하게 하고 페인트 및 녹을 제거할 때 사용하기 위하여, 비엘디씨(BLDC) 모터 각 상(U,V,W)에 설치된 홀센서에서 감지된 신호를 바탕으로 비엘디씨(BLDC) 모터 각 상(U,V,W)에 BLDC 모터를 제어하기 신호를 공급하는 어댑터와, 어댑터와 다수의 신호선으로 연결되어 동작하는 BLDC 모터와, LDC 모터의 회전력을 직각(기억자형)으로 굴곡시켜 전달하기 위한 스파이럴 베벨기어와, 스파이럴 베벨기어의 일측 회전축에 디스크를 삽입 결합하여 작업자들이 손으로 잡고 용이하게 작업할 수 있고 내구성 및 신뢰성을 구비한 비엘디씨 전동 그라인더를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 그라인더의 회전력과 그라인더와 맞닿는 가공 대상물과의 충돌에 의하여 발생하는 진동에 대한 내구성 증가를 위하여 비엘디씨 모터에 채용되는 영구자석을 로터 프레임에 부착 설치하는 구성과, 작업자의 작업성을 높이기 위하여 스파이럴 베벨기어를 이용하여 기억자형으로 꺾어서 회전력을 전달하도록 구성하고, 외손 및 오른손잡이 모두 사용할 수 있도록 손잡이 좌우교체를 가능하게 하는 구성과, 작업자의 안전을 위한 소프트 스타트하는 구성과, 모터의 과열 및 과전류에 대하여 보호하는 구성과, 정전 후 재 기동 방지 기능을 구비한 비엘디씨(BLDC) 전동 그라인더를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 비엘디씨(BLDC) 모터가 위치하는 그라인더의 몸체와 비엘디씨(BLDC) 제어를 위한 제어기(이하 '어댑터'라 한다)를 최소 1m 에서 최대 10m 정도 떨어져 배치하여 작업자가 어댑터에 의한 작업의 방해를 받지 않도록 구성하고, 비엘디씨(BLDC) 모터 몸체의 크기(부피)와 무게를 최소화하여 작업자들이 장시간 작업이 가능하도록 구성하며, 작업자들이 원하는 성능을 구비한 비엘디씨(BLDC) 전동 그라인더를 제공하는데 있다.

본 발명은 비엘디씨 전동 그라인더를 제공하므로 투입되는 에너지 대비 효율이 80% 이상 고효율을 유지하고 수명이 반영구적인 BLDC 모터를 채용하여 내구성과 신뢰성을 높이며 에너지를 크게 절감할 수 있는 유리한 효과가 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 비엘디씨 모터가 위치하는 그라인더의 몸체와 비엘디씨 모터 제어를 위한 제어기를 분리하여 설계 제작하므로 그라인더 몸체의 부피와 무게를 줄이고 진동에 의한 제어기의 손상을 방지하며 작업자가 장시간 작업을 할 수 있고, 작업 효율을 높일 수 있는 유리한 효과가 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 비엘디씨 전동 그라인더를 제공함으로 디스크가 위치하는 그라인더 몸체의 부피, 형상 및 무게가 통상의 그라인더와 동일하거나 보다 컴팩트하게 형성할 수 있고, 브러시가 없어서 내구성이 우수하고 작업자의 안전을 위한 소프트 스타트가 가능하며, 모터의 과열 및 과전류에 대하여 보호할 수 있는 기능을 가지고, 정전 후 재 기동 방지 기능을 구비할 수 있는 유리한 효과가 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 비엘디씨 전동 그라인더를 제공하되, 작업자의 작업성을 높이기 위하여 스파이럴 베벨기어를 이용하여 기억자형으로 꺾어서 회전력을 전달하도록 구성하고, 손잡이 좌우교체를 가능하게 하며, 충격에 대한 내구성 증가를 위하여 영구자석을 로터 프레임에 부착 설치하는 구성으로 내구성과 신뢰성을 높이는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 비엘디씨(BLDC) 전동 그라인더의 전체적인 형상을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 채용된 스파이럴 베벨기어의 형상을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 채용된 비엘디씨 모터의 전식방지기술을 적용한 비엘디씨 모터를 도시한 것이다.
도 4는 직류전원과 스위칭소자를 이용하여 비엘디씨 모터로 공급되는 3 상의 신호(U,V,W)를 도시한 것이다.

본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 살펴본다.

본 발명은 선박 제조 시 용접 부위를 매끈하게 하고 페인트 및 녹을 제거할 때 사용하기 위한 그라인더를 설계 제작하되, 비엘디씨 모터를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 어댑터와, 어댑터에서 신호선을 통해서 전송된 신호를 공급받아서 동작하는 비엘디씨 모터가 위치한 그라인더 몸체를 분리하여 설계 제작한 비엘디씨 전동 그라인더이다.

보다 구체적으로, 본 발명에 따른 비엘디씨 전동 그라인더는 선박 제조 시 용접 부위를 매끈하게 하고 페인트 및 녹을 제거할 때 사용하기 위하여, 비엘디씨(BLDC) 모터 각 상(U,V,W)에 설치된 홀센서에서 감지된 신호를 바탕으로 비엘디씨(BLDC) 모터 각 상(U,V,W)에 BLDC 모터를 제어하기 신호를 공급하는 어댑터와, 어댑터와 다수의 신호선으로 연결되어 동작하는 비엘디씨 모터와, 비엘디씨 모터의 회전력을 직각(기억자형)으로 굴곡시켜 전달하기 위한 스파이럴 베벨기어와, 스파이럴 베벨기어의 일측 회전축에 디스크를 삽입 결합하여 작업자들이 손으로 잡고 용이하게 작업할 수 있고 내구성 및 신뢰성을 가지도록 구성되어 있다. 본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 살펴본다.

<실시 예>

본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 도면에 기초하여 구체적으로 살펴본다.

종래의 선박 제조 시 용접 부위를 매끈하게 하고 페인트 및 녹을 제거할 때 사용되는 그라인더는 에어 그라인더와 전동 그라인더로 크게 두 종류로 나눌 수 있다.

그 중 하나인 에어 그라인더는 전력 대비 효율이 20%로 전력손실이 매우 크고, 소프트 스타트 기능을 적용하는 것이 불가능하고, 토크 정지 홀딩 기능 역시 적용하는 것이 불가능한 문제점이 있다.

또 다른 하나인 전동 그라인더는 전력 대비 효율이 60%로, 80% 이상인 BLDC 모터의 효율과는 현저한 차이가 있으며, 또한 브러시가 있는 유니버셜 모터를 사용하므로 내구성이 크게 떨어지고 과전류 및 과열 등을 방지할 수 있는 보호회로가 없는 문제점이 있다.

또한, 전동모터는 소프트 스타트 기능의 적용이 불가능하여 사용자 부상 위험이 존재하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 종래기술을 해결하기 위한 기술적 구성으로, 비엘디씨 모터를 채용하되, 작업의 효율성을 높이기 위하여 비엘디씨 모터를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 어댑터와, 어댑터에서 신호선을 통해서 전송된 신호를 공급받아서 동작하는 비엘디씨 모터가 위치한 그라인더 몸체를 분리하여 설계 제작한 비엘디씨 전동 그라인더이다.

어댑터와 그라인더 몸체사이는 신호선으로 원격 연결되며, 신호선(도1의 18)의 길이는 최소 1m 내지 10m 이상으로 형성할 수 있다. 물론 이러한 수치의 상한치 및 하한치는 설계자 또는 수요자의 의도 및 요구에 따라 달라진다.

어댑터(도1의 11)와 비엘디씨 모터사이의 주고받는 신호를 공급하는 신호선(18)은 비엘디씨 모터(도1의 14)의 각 상(W,U,V)에 전원을 공급하기 위한 신호선(18)과, 비엘디씨 모터의 각 상의 위상을 측정하는 홀(Hall)센서에서 측정된 신호를 제어기로 전송하기 위한 신호선과, 홀센서에 전원을 공급하기 위한 신호선과, 전원 온/오프하기 위한 신호선과 속도 제어용 신호선 및 기타 필요한 제어신호를 위한 신호선 등을 포함할 수 있다.

즉, 상기 신호선의 수는 최소 9개이며, 보다 구체적으로 각 상(W,U,V)에 전원을 공급하는 3개의 신호와, 전원을 온/오프하기 위한 1개의 신호와, 홀센서에 전원을 공급하기 위한 2개의 신호, 홀센서로 위상(W,U,V)을 측정하기 위한 3 개 신호가 필요하다. 본 발명은 작업자의 작업성을 높이기 위하여 비엘디씨 모터가 위치한 그라인더 몸체에 스파이럴 베벨기어를 이용하여 기억자형으로 꺾어서 회전력을 전달하도록 구성되어 있다.

본 발명에 따라 설계 제작된 어댑터와 그라인더 몸체사이의 신호선들은 도 1에서와 같이 묶어서 하나의 케이블 선으로 연결되어 있다.

도 2는 본 발명에 사용된 스파이럴 베벨기어를 도시한 것이다.

비엘디씨 모터의 회전축 일측에는 스파이럴 베벨기어가 고정 설치되고, 비엘디씨 모터의 회전축에 고정된 스파이럴 베벨기어와 맞물러 회전하는 다른 일측의 스파이럴 베벨기어의 회전축에는 디스크가 고정 설치되어 있다.

통상의 스파이럴 베벨기어는 도 2에서와 같이 기억자로 꺾어서 회전력을 전달하도록 구성되고, 부드럽고 소음이 적은 장점이 있으며, 일측은 비엘디씨 모터의 회전축과 다른 일측은 디스크의 회전축과 결합 고정된다.

상기 비엘디씨 모터, 스파이럴 베벨기어 및 홀 센서 등을 포함하는 그라인더 몸체는 통상의 그라인더와 동일 내지 유사하게 외부프레임 내에 고정 설치되어 있다.

디스크는 통상의 그라인더와 동일하게 가공 대상물을 회전력으로 매끈하게 가공하는데 사용된다.

도 3은 본 발명에 채용된 비엘디씨 모터의 전식방지기술을 적용한 비엘디씨 모터를 도시한 것이다.

본 발명에 비엘디씨 모터구조는 비엘디씨 모터의 회전자를 구동하기 위하여 인버터에 내장된 스위칭 소자를 온 또는 오프 시 공급되는 전압에 의하여 발생하는 서지전압이 회전자가 체결 부착된 다이케스팅을 따라 흐르면서 베어링을 타고 프레임 그라운드를 통해서 방전할 때, 베어링 내에 위치하는 금속재 볼과 발생하는 전기방전(스파크)에 의하여 베어링에 내장된 볼이 손상되어 소음이 발생하고 내구성이 떨어뜨린다.

이를 방지하기 위하여 각각의 베어링과 접촉되는 회전자와 일체로 형성된 다이케스팅의 내측에 폴리아미드(polyamide) 등의 절연체를 일정 두께로 코팅한다. 또한, 각각의 베어링의 내측과 접촉하는 샤프트의 표면에 폴리아미드 등의 절연체를 일정두께로 코팅하여 전기방전을 방지하여 베어링 내부에서 베어링이 부드럽게 회전하도록 하는 볼의 손상을 방지함으로써 소음이 적고 내구성이 향상되도록 구성할 수 있다.

또한, 본 발명에 사용한 비엘디씨 모터구조는 팬과 인접한 베어링과 베어링을 고정하기 위하여 삽입 체결되는 금속재질의 스냅와셔사이에 절연와셔가 설치되고, 부싱과 인접한 베어링과 금속재질의 부싱사이에 절연와셔를 설치하여 서지전압이 부싱을 따라서 유입되지 않도록 설계 제작하여 베어링을 서지전압으로부터 고립시켜 베어링내의 볼의 손상을 방지함으로써 소음이 적고 내구성이 우수하도록 제작할 수 있다.

본 발명은 제어기에서 정현파의 상승부와 하강부 파형을 나타내는 정현파 PWM신호를 생성하고, 회전자의 위치검출부의 위치정보에 기초하여 60°기준파형과 상승부 및 하강부 파형을 앤드로직으로 결합하는 로직부에서 발생한 정현파 PWM신호를 인버터에 공급하도록 구성하므로 제어부에 탑재된 간단한 씨피유(CPU)와 로직부의 로직회로로 단순화하여 제어기를 설계 제작하므로 생산단가를 줄이고 신뢰성을 높이도록 구성되어 있다.

본 발명에 따른 비엘디씨 모터의 속도 제어에 대하여 살펴본다.

도 4는 직류전원과 스위칭소자를 이용하여 비엘디씨 모터로 공급되는 3 상의 신호(U,V,W)를 도시한 것이다.

본 발명에 따른 비엘디씨 모터의 제어방법은 상기 상용 전압(220V, 380V)으로부터 정류하여 만든 소정의 직류 전원과, 비엘디씨 모터의 속도를 제어하기 위한 PWM 신호와, PWM 신호에 의하여 동작하는 스위칭 소자(MOSFET, BJT, IGBT 등)를 이용하여 비엘디씨 모터의 속도를 제어하도록 구성할 수 있다.

보다 구체적으로, 각각의 상(U, V, W)으로 전류를 공급하기 위하여 스위칭 소자(MOSFET, BJT, IGBT 등)의 게이트를 온 또는 오프하여 스위칭 소자의 일측(드레인)에 연결되어 공급되는 직류 전원을 신호선을 통해서 비엘디씨 모터 각각의 상(U, V, W)으로 공급하여 비엘디씨 모터를 구동하도록 구성되어 있다.

이 경우에 모터의 속도 조절은 스위칭 소자(MOSFET, BJT, IGBT 등)의 게이트에 공급되는 PWM 신호의 듀티비에 의하여 결정되며, PWM 신호의 듀티비가 높을수록 비엘디씨 모터 측으로 공급되는 전류가 많아서 모터의 높은 회전수(rpm)를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 소프트 스타트 기능 및 수단은 상기 스위칭 소자에 공급되는 듀티비를 스타트시 작게 조절하여 이룰 수 있다.

본 발명에 따른 또 다른 비엘디씨 모터의 제어방법에 대하여 살펴본다.

비엘디씨 모터의 일측에 설치된 홀센서로부터 얻은 각 상(U,V,W)의 파형 중에서 두 개의 상(UV,VW,WU)을 앤드(AND)로직으로 결합한 파형 3개를 OR로직으로 결합하여 60°기준파형을 얻고, 정현파 구동을 위하여 상기 얻은 60°기준파형을 CPU내의 타이머로 정확하게 계산하여 30° 지연시켜 60°기준파형에 동기시키고, 정현파 중에서 60° 상승부 파형, 60°의 스위칭소자를 온하는 파형 및 60°하강부 파형을 로직회로로 간단하게 결합하여 생성하므로 제어기의 신뢰성 및 안정성을 가지도록 구성할 수 있다.

본 발명은 정현파 PWM 신호 제어부와 로직부에서 정현파의 상승부에 해당하는 PWM신호, 정현파의 하강부에 해당하는 PWM신호 및 60°기준파형을 구비하고, 인버터의 내장된 6개의 스위칭 소자에 공급되는 6개 정현파 PWM 신호를 생성하되, 6개의 스위칭 소자가 모두 오프되는 순간을 방지하여 모터에 전류가 공급되지 않아서 발생하는 구형파 소음의 발생을 방지하고 내구성을 높이도록 구성되어 있다.

이와 같은 제어에 관한 기술적 구성은 본 발명 출원인이 특허 출원하여 등록받은 공개특허공보 제10-2009-0109921호에 구체적으로 기재되어 있다.

본 발명에 채용되는 비엘디씨 모터는 아우터 로터형이 바람직하다.

비엘디씨 모터로 공급되는 전류를 어댑터에 설치된 전류감지 센서로 측정하여 비엘디씨 모터의 과열 및/또는 과전류로 판단되면 모터의 동작을 중지하여 모터를 보호할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 본 발명에 따른 비엘디씨(BLDC) 전동 그라인더는 작업자의 안전을 위하여 정전 후 재 기동 방지 기능을 어댑터에 내장된 비엘디씨 모터의 제어기에 탑재되어 있다.

상기 비엘디씨 모터를 제어하기 위한 제어프로그램은 메모리에 탑재되어 있고, 메모리, 씨피유 및 기타 부품들이 내장된 하드웨어 기판은 어댑터에 고정 설치되어 있다.

비엘디씨 모터가 위치하는 그라인더의 몸체의 구성에 대하여 보다 구체적으로 살펴본다.

그라인더의 몸체는 작업자가 손으로 잡고 그라인딩 작업을 하는 부분을 말한다. 그라인더의 몸체는 크게 손잡이부, 비엘디씨(BLDC) 모터부, 기억자형 연결부 및 디스크로 구성되어 있다.

손잡이1(13)은 어댑터(11)와 연결된 신호선(18)이 그라인더 몸체(12)와 연결되는 부분과 비엘디씨 모터가 위치하는 프레임사이에 위치하여 작업자의 오른손(오른손잡이의 경우)으로 용이하게 잡을 수 있도록 구성되어 있다.

또 다른 손잡이2(19)는 그라인더 몸체(12)의 앞부분에 좌측 또는 우측에 설치되며 왼손(오른손잡이의 경우)으로 잡고 그라인딩시 힘을 가할 수 있도록 설치되어 있다.

손잡이2(19)의 경우에는 오른손잡이의 경우에 도 1의 정면에 고정 설치되어 있으며, 도 1에서, 왼손잡이의 경우에는 뒷면에 설치한다.

비엘디씨(BLDC) 모터부는 기억자형 연결부와 손잡이사이에 비엘디씨 모터가 설치된 위치이며, 브라켓 내부에 비엘디씨(BLDC) 모터가 고정 설치된다.

기억자형 연결부는 스파이럴 베벨기어에 의하여 기억자로 꺾이는 부분에 해당하며, 앞서 설명한 스파이럴 베벨기어의 일측이 비엘디씨(BLDC) 모터의 회전축에 결합되고, 스파이럴 베벨기어의 다른 일측은 디스크 회전축과 결합되어 기억자 형상으로 구성되어 있다.

디스크는 용접 부위, 제거용 페인트 및 녹슨 부위 등에 그라인딩을 행하기 위한 부품으로 비엘디씨 모터의 회전수가 수천 알피엠(rpm)으로 회전하므로 작업자의 주의가 필요한 부분이다.

디스크의 일측에는 작업자의 보호를 위하여 그라인딩시 발생하는 분진을 막아주기 위한 보호커버(17)가 손잡이 방향으로 고정 설치되어 있다. 상기 보호 커버(17)는 설치하지 않을 수도 있다.

앞서 기술한 비엘디씨(BLDC) 전동 그라인더는 스파이럴 베벨기어를 채용한 기술적 구성에 대하여 기술하였으나, 스파이럴 베벨기어를 사용하지 않고 비엘디씨 모터의 회전축에 디스크를 직접 설치하거나, 감속기어 또는 또 다른 기어로 결합 고정한 기술적 구성으로 이룰 수도 있다.

본 발명은 능동형(active) PFC(Power Factor Correction)를 채용하며, 이를 채용할 경우에 이론적으로 역률을 95% 이상으로 개선하고, 총 고조파 성분 왜율이 줄어드는 등의 장점을 가진다.

상기 능동형 PFC는 역률개선회로의 하나이며, PFC를 구현하는 스위칭 컨버터 기술의 하나인 승압형(Boost-up) 방식을 사용하며, 이러한 회로를 구현할 때 IC, FET, Diode 등을 포함하는 능동소자를 사용하여 비엘디씨 모터의 제어회로를 구현한 것이다.

본 발명에 따른 어댑터에는 비엘디씨 모터 제어를 위한 제어기가 내장되어 있고, 제어기에는 제어프로그램이 탑재된 메모리와 메모리에 탑재된 제어프로그램을 수행하기 위한 마이크로프로세서가 내장되어 있다.

본 발명은 비엘디씨(BLDC) 모터 각 상(U,V,W)에 신호를 공급하고 홀센서에서 감지된 신호를 수신하는 BLDC 모터를 제어하기 위한 어댑터와, 어댑터와 다수의 신호선으로 연결되어 동작하는 비엘디씨 모터와, 비엘디씨 모터의 회전력을 직각으로 굴곡시켜 전달하기 위한 스파이럴 베벨기어와, 스파이럴 베벨기어를 이용하여 직각으로 꺾어서 회전할 수 있도록 구성하고, 회전축에 디스크를 삽입 결합하여 작업자들이 손으로 잡고 용이하게 작업할 있고 내구성 및 신뢰성을 구비한 비엘디씨(BLDC) 전동 그라인더를 제공할 수 있으므로 에너지를 절감하고, 작업자의 안전을 보장하고, 그라인더의 내구성을 높이는 상승된 효과가 있어 산업상 이용가능성이 매우 높다.

11; 어댑터 12; 그라인더 몸체
13; 손잡이1 14; 비엘디씨 모터
15; 스파이럴 베벨기어 16; 디스크
17; 보호커버 18; 신호선
19; 손잡이2 20; 상용전압 플러그

Claims (8)

1. 비엘디씨 전동 그라인더에 있어서,
   비엘디씨 모터와 신호선으로 연결되어 비엘디씨 모터를 제어하는 신호를 생성하는 어댑터;
   어댑터와 신호선으로 연결되어 공급되는 신호에 의하여 회전 운동을 하도록 구성된 비엘디씨 모터; 및
   비엘디씨 모터의 회전축에 고정 설치되어 그라인딩 작업을 수행할 수 있도록 고정 설치된 디스크로 구성된 비엘디씨 전동 그라인더.
2. 청구항 1에 있어서,
   비엘디씨 전동 그라인더는 기억자형으로 꺾어서 회전력을 디스크에 전달하기 위하여 비엘디씨 회전축과 디스크 회전축 사이에 스파이럴 베벨기어가 더 설치됨을 특징으로 하는 비엘디씨 전동 그라인더.
3. 청구항 1에 있어서,
   비엘디씨 모터는 그라인더의 회전력과 그라인더와 맞닿는 가공 대상물과의 충돌에 의하여 발생하는 진동에 대한 내구성 증가를 위하여 비엘디씨 모터에 내장되는 영구자석을 로터에 부착시켜 제작함을 특징으로 하는 비엘디씨 전동 그라인더.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 신호선이 그라인더 몸체와 연결되는 부분과 비엘디씨 모터부사이에 작업자 손잡이가 형성됨을 특징으로 하는 비엘디씨 전동 그라인더.
5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   어댑터와 그라인더 몸체사이에서 신호를 전송하는 신호선은 비엘디씨 모터의 각 상(W,U,V)에 전원을 공급하는 3개의 신호와, 전원을 온 또는 오프하기 위한 1개의 신호와, 홀센서에 전원을 공급하기 위한 2개의 신호, 홀센서로 위상(W,U,V)을 측정하기 위한 3 개 신호가 포함됨을 특징으로 하는 비엘디씨 전동 그라인더.
6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   비엘디씨 전동 그라인더는 어댑터에 내장된 메모리에 탑재된 제어프로그램에서 비엘디씨 모터 각 상에 공급되는 신호를 PWM 제어에 의하여 소프트 스타트하는 수단을 가짐을 특징으로 하는 비엘디씨 전동 그라인더.
7. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   어댑터와 스라인더 몸체사이에는 신호선으로 연결되며, 작업자의 작업을 방해하지 않도록 2m 내지 10m사이의 설정된 길이로 제작됨을 특징으로 하는 비엘디씨 전동 그라인더.
8. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   비엘디씨 전동 그라인더는 비엘디씨 모터로 공급되는 전류를 전류감지 센서로 측정하여 비엘디씨 모터의 과열 또는 과전류로 판단되면 모터의 동작을 중지하여 모터를 보호할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 비엘디씨 전동 그라인더.

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