KR20240027224A - 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템 - Google Patents

이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템 Download PDF

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KR20240027224A
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Abstract

본 발명은 외주면에 슬롯(7a)이 다수 이격 형성되는 회전자(7), 상기 회전자(7)의 중앙에 결합되어, 상기 회전자(7)에 의해 회동하는 샤프트(6), 상기 회전자(7)의 상부에 배치되고, 외주면에 정류자편(9a)이 다수 이격 형성되는 제1 정류자(9), 상기 회전자(7)의 하부에 배치되고, 외주면에 상기 정류자편(9a)이 다수 이격 형성되는 제2 정류자(10), 상기 제1 정류자(9)의 정류자편(9a) 및 상기 회전자(7)의 슬롯(7a)의 상부에 각각 권선되는 제1 코일(11), 상기 제2 정류자(10)의 정류자편(9a) 및 상기 회전자(7)의 슬롯(7a)의 하부에 각각 권선되는 제2 코일(12), 상기 제1 정류자(9)의 외주면의 양측에 각각 배치되어, 상기 제1 정류자(9)에 전류를 인가하는 제1 브러시(21), 내측에 상기 제1 브러시(21)가 안착되는 제1 브러시카드(22), 상기 제2 정류자(10)의 외주면의 양측에 각각 배치되어, 상기 제2 정류자(10)에 전류를 인가하는 제2 브러시(31), 내측에 상기 제2 브러시(31)가 안착되는 제2 브러시카드(32), 상기 회전자(7)의 외측에 구비되는 케이스(41) 및 상기 회전자(7) 및 케이스(41)의 사이에 구비되는 마그넷(42)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템{Motor with double commutator structure}
본 발명은 모터에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 회전자의 상부 및 하부에 정류자를 각각 구비하고, 상기 정류자의 양측에 전류가 인가되는 브러시를 각각 구비하여, 기존의 단일정류자 구조를 갖는 모터보다 내부를 통과하는 전류의 밀도를 절반으로 감소시켜, 내부에 구비된 코일의 발열량을 획기적으로 감소시킬 수 있는 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템에 관한 것이다.
유압 프레스 장치는 유압 펌프에서 토출된 유압을 유압 실린더로 전달하여, 프레스의 힘을 성형하고자 하는 소재에 가하여, 상기 소재를 소성 변형시켜 가공하는 기계장치를 의미한다.
상기 유압 프레스 장치는 프레스를 상하 방향으로 승강 또는 하강시키기 위한 유압장치, 일정량의 작동유가 저장되는 유압탱크, 유압장치가 동작 가능하도록 작동유를 공급하는 어큐뮬레이터 및 유압탱크로부터 어큐물레이터로 작동유압을 공급하기 위한 유압 프레스용 모터를 포함하여 구성된다.
그러나, 기존의 유압 프레스용 모터에서는 인가 전류가 공급되는 정류자가 1개인 단일정류자 구조로 형성되어, 상기 정류자를 통과하는 전류의 밀도가 높으므로, 코일에서의 발열량이 증가하게 된다.
이로 인해, 모터의 수명이 단축될 뿐만 아니라, 상기 모터의 유지보수 비용이 증가한다는 문제점이 있었다.
KR 10-2017-0088627 A
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 회전자의 상부 및 하부에 정류자를 각각 구비하고, 상기 정류자의 양측에 전류가 인가되는 브러시를 각각 구비하여, 기존의 단일정류자 구조를 갖는 모터보다 내부를 통과하는 전류의 밀도를 절반으로 감소시켜, 내부에 구비된 코일의 발열량을 획기적으로 감소시킬 수 있는 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템를 제공하는데 있다.
상기와 같은 기술적인 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 의한 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템은 외주면에 슬롯(7a)이 다수 이격 형성되는 회전자(7), 상기 회전자(7)의 중앙에 결합되어, 상기 회전자(7)에 의해 회동하는 샤프트(6), 상기 회전자(7)의 상부에 배치되고, 외주면에 정류자편(9a)이 다수 이격 형성되는 제1 정류자(9), 상기 회전자(7)의 하부에 배치되고, 외주면에 상기 정류자편(9a)이 다수 이격 형성되는 제2 정류자(10), 상기 제1 정류자(9)의 정류자편(9a) 및 상기 회전자(7)의 슬롯(7a)의 상부에 각각 권선되는 제1 코일(11), 상기 제2 정류자(10)의 정류자편(9a) 및 상기 회전자(7)의 슬롯(7a)의 하부에 각각 권선되는 제2 코일(12), 상기 제1 정류자(9)의 외주면의 양측에 각각 배치되어, 상기 제1 정류자(9)에 전류를 인가하는 제1 브러시(21), 내측에 상기 제1 브러시(21)가 안착되는 제1 브러시카드(22), 상기 제2 정류자(10)의 외주면의 양측에 각각 배치되어, 상기 제2 정류자(10)에 전류를 인가하는 제2 브러시(31), 내측에 상기 제2 브러시(31)가 안착되는 제2 브러시카드(32), 상기 회전자(7)의 외측에 구비되는 케이스(41) 및 상기 회전자(7) 및 케이스(41)의 사이에 구비되는 마그넷(42)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전자(7)에서는 상기 슬롯(7a)의 개수가 12개로 설정되고, 상기 회전자(7)는 직경이 52.5mm 이상 57.5mm 이하로 설정되고, 상기 샤프트(6)는 직경이 7.5mm 이상 8.5mm 이하로 설정되고, 상기 케이스(41)는 내경이 69mm 이상 73mm 이하로 설정되고, 외경이 74.2mm 이상 78.2mm 이하로 설정되고, 상기 제1 정류자(9)에서는 정류자편(9a)의 개수가 12개로 설정되고, 상기 제2 정류자(10)에서는 정류자편(9a)의 개수가 12개로 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 코일(11) 및 제2 코일(12)은 직경이 각각 0.57mm 이상 0.77mm 이하로 설정되고, 상기 제1 코일(11)은 턴수가 10회로 설정되고, 상기 제2 코일(12)은 턴수가 10회로 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마그넷(42)은 극수가 2개로 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 정류자(10)의 우측에 구비된 상기 제2 브러시(31) 및 상기 제1 정류자(9)의 우측에 구비된 상기 제1 브러시(21)는 상기 제2 정류자(10) 우측에 구비된 상기 제2 브러시(31)에서 상기 제1 정류자(9) 우측에 구비된 상기 제1 브러시(21)로 전류가 흐를 수 있도록 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템에서는 회전자의 상부 및 하부에 정류자를 각각 구비하고, 상기 정류자의 양측에 전류가 인가되는 브러시를 각각 구비하여, 기존의 단일정류자 구조를 갖는 모터보다 내부를 통과하는 전류의 밀도를 절반으로 감소시켜, 내부에 구비된 코일의 발열량을 획기적으로 감소시킬 수 있어, 모터의 수명이 연장될 뿐만 아니라, 상기 모터의 유지보수 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템는 기존의 단일정류자 구조를 갖는 모터와 동등한 수준의 성능을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템의 정단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템의 분해 사시도이다.
도 3은 기존의 단일정류자 구조를 갖는 모터의 회로도이다.
도 4는 도 1에 도시된 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템의 회로도이다.
도 5는 기존의 단일정류자 구조를 갖는 모터의 성능 평가 결과를 나타낸 표이다.
도 6은 기존의 단일정류자 구조를 갖는 모터의 성능 평가 결과를 도시한 그래프이다.
도 7은 도 1에 도시된 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템의 성능 평가 결과를 나타낸 표이다.
도 8은 도 1에 도시된 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템의 성능 평가 결과를 도시한 그래프이다.
도 9는 유압 실린더, 펌프, 유량감지센서, 샤프트 및 컨트롤러의 구성도이다.
도 10은 유체의 유량 및 설정기간에 따른 샤프트의 회전수를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 유량의 편차 및 세팅기간에 따른 샤프트의 회전수를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
그러나, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로 이에 의해 본 발명의 권리범위가 축소되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명에 의한 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템(1)의 정단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템(1)의 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템(1)는 회전자(7), 제1 정류자(9), 제2 정류자(10), 제1 코일(11), 제2 코일(12), 제1 브러시(21), 제1 브러시카드(22), 제2 브러시(31), 제2 브러시카드(32), 샤프트(6), 케이스(41) 및 마그넷(42)을 포함하여 구성된다.
먼저, 회전자(7)의 외주면에는 슬롯(7a)이 다수 이격되게 형성된다.
이때, 슬롯(7a)의 개수는 12개이고, 회전자(7)의 직경은 52.5mm 이상 57.5mm 이하인 것이 바람직하다.
그리고, 제1 정류자(9)는 회전자(7)의 상부에 배치되고, 제1 정류자(9)의 외주면에는 정류자편(9a)이 다수 이격되게 형성된다.
이때, 정류자편(9a)의 개수는 12개인 것이 바람직하다.
그리고, 제2 정류자(10)는 회전자(7)의 하부에 배치되고, 제2 정류자(10)의 외주면에는 정류자편(9a)이 다수 이격되게 형성된다.
이때, 제2 정류자(10)는 제1 정류자(9)와 동일한 형상 및 크기로 형성된다. 그리고, 정류자편(9a)의 개수는 12개인 것이 바람직하다.
그리고, 제1 코일(11)은 제1 정류자(9)의 정류자편(9a) 및 회전자(7)의 슬롯(7a)의 상부에 각각 권선된다.
마찬가지로, 제2 코일(12)은 제2 정류자(10)의 정류자편(9a) 및 회전자(7)의 슬롯(7a)의 하부에 각각 권선된다.
이때, 제1 코일(11) 및 제2 코일(12)의 직경은 각각 0.57mm 이상 0.77mm 이하로 설정되고, 제1 코일(11) 및 제2 코일(12)의 턴수는 각각 10회인 것이 바람직하다.
그리고, 제1 브러시(21)는 제1 정류자(9)의 외주면의 양측에 각각 배치되어, 제1 정류자(9)의 정류자편(9a)에 선택적으로 접촉함으로써, 제1 정류자(9)에 전류를 인가하는 역할을 한다.
이때, 제1 브러시(21)의 개수는 2개인 것이 바람직하다.
그리고, 제1 브러시카드(22)의 내측에는 제1 브러시(21)가 다수 안착된다.
그리고, 제1 브러시카드(22)의 내측에는 제1 브러시(21)와 전기적으로 연결되는 제1 버스바(22a)가 구비된다. 이때, 제1 버스바(22a)의 개수는 2개인 것이 바람직하다.
한편, 제2 브러시(31)는 제2 정류자(10)의 외주면의 양측에 각각 배치되어, 제2 정류자(10)의 정류자편(9a)에 선택적으로 접촉함으로써, 제2 정류자(10)에 전류를 인가하는 역할을 한다.
이때, 제2 브러시(31)는 제1 브러시(21)와 동일한 형상 및 크기로 형성된다. 그리고, 제2 브러시(31)의 개수는 2개인 것이 바람직하다.
그리고, 제2 브러시카드(32)의 내측에는 제2 브러시(31)가 다수 안착된다.
그리고, 제2 브러시카드(32)의 내측에는 제2 브러시(31)와 전기적으로 연결되는 제2 버스바(32a)가 구비된다.
이때, 제2 버스바(32a)의 개수는 2개인 것이 바람직하다.
그리고, 샤프트(6)는 회전자(7)의 중앙에 결합되어, 회전자(7)에 의해 회동한다. 이때, 샤프트(6)는 상하 방향으로 길게 형성되고, 회전자(7)의 상면 중앙에 형성된 관통홀에 삽입 결합된다. 이때, 샤프트(6)의 직경은 7.5mm 이상 8.5mm 이하로 설정된다.
그리고, 케이스(41)는 회전자(7)의 외측에 구비되고, 케이스(41) 및 회전자(7)의 사이에는 마그넷(42)이 다수 구비된다. 이때, 마그넷(42)의 극수는 2개인 것이 바람직하다.
그리고, 케이스(41)의 내경은 69mm 이상 73mm 이하로 설정되고, 케이스(41)의 외경은 74.2mm 이상 78.2mm 이하로 설정된다.
( 실험예 1)
실험예 1에서는 기존의 단일정류자 구조를 갖는 모터(60)와 본 발명에 의한 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템(1)의 성능을 서로 비교하였다.
도 3은 기존의 단일정류자 구조를 갖는 모터(60)의 회로도이고, 도 4는 도 1에 도시된 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템(1)의 회로도이다.
도 3을 참조하면, 기존의 단일정류자 구조를 갖는 모터(60)는 정류자(62), 상기 정류자(62)의 양측에 각각 배치되는 2개의 브러시(61), 회전자(7) 및 코일을 포함하여 구성된다.
이때, 코일의 직경은 0.67mm이고, 정류자(62) 및 회전자(7)에 대한 코일의 턴수는 20회인 것이 바람직하다.
도 3을 참조하면, 기존의 단일정류자 구조를 갖는 모터(60)에서 전원단자의 플러스(+) 단자로 공급된 전류는 좌측의 브러시(61), 정류자(62), 코일 및 우측의 브러시(61)를 통과하여, 전원단자의 마이너스 단자(-)로 복귀한다.
그리고, 코일로 공급되는 전류는 코일의 내부에서 자속을 발생시키고, 상기 자속은 코일의 주변에 전자기력을 형성한다. 그리고, 다수의 전자기력이 합쳐져서 회전력을 발생시키고, 상기 회전력으로 인해 회전자(7) 및 샤프트(6)는 일방향으로 회동하게 된다.
이때, 단일정류자 구조를 갖는 모터(60)의 브러시(61)는 제1 브러시(21)와 동일한 형상 및 크기로 형성된다. 마찬가지로, 단일정류자 구조를 갖는 모터(60)의 정류자(62)는 제1 정류자(9)와 동일한 형상 및 크기로 형성된다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 이중전류자 구조를 갖는 유압 프레스용 모터(1)에서 전원단자의 플러스 단자로 공급된 전류는 좌측의 제2 브러시(31), 제2 정류자(10) 및 제2 코일(12)을 통과하여, 우측의 제2 브러시(31)로 공급된다.
그리고, 우측의 제2 브러시(31)로 공급된 전류는 우측의 제1 브러시(21), 제1 정류자(9), 제1 코일(11) 및 좌측의 제1 브러시(21)를 통과하여, 전원단자의 마이너스 단자로 복귀한다.
이때, 제2 정류자(10) 우측의 제2 브러시(31) 및 제1 정류자(9) 우측의 제1 브러시(21)는 제2 정류자(10) 우측의 제2 브러시(31)에서 제1 정류자(9) 우측의 제1 브러시(21)로 전류가 흐를 수 있도록 전기적으로 연결된다.
표 1은 기존의 단일정류자 구조를 갖는 모터(60) 및 본 발명에 의한 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템(1)의 성능 비교 결과이다.
모터 조건 토크(N.m) 전압(V) 전류(A) 속도(rpm) 효율( % )
단일정류자 구조를
갖는 모터		 - 정류자: 1개
- 코일직경: φ0.67
- 코일턴수: 20turn(싱글)
- 1Power		 0.18 12 6.13 2,400 61.4
이중정류자 구조를
갖는 모터		 - 정류자: 2개
- 코일직경: φ0.67
- 코일턴수: 10turn(싱글)
- 2Power(cross)		 0.18 12 5.53 1,831 51.9
도 5는 기존의 단일정류자 구조를 갖는 모터(60)의 성능 평가 결과를 나타낸 표이고, 도 6은 기존의 단일정류자 구조를 갖는 모터(60)의 성능 평가 결과를 도시한 그래프이다.
표 1, 도 5 및 도 6을 참조하면, 기존의 단일정류자 구조를 갖는 모터(60)는 12V의 전압 및 6.13A의 전류 인가 시, 2,400rpm의 회전수로 회동한다.
이때, 기존의 단일정류자 구조를 갖는 모터(60)의 토크 및 최대 효율은 각각 0.18Nm 및 61.4%이다.
도 7은 도 1에 도시된 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템(1)의 성능 평가 결과를 나타낸 표이고, 도 8은 도 1에 도시된 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템(1)의 성능 평가 결과를 도시한 그래프이다.
표 1, 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명에 의한 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템(1)는 12V의 전압 및 5.53A의 전류 인가 시, 1,831rpm의 회전수로 회동한다.
이때, 본 발명에 의한 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템(1)의 토크 및 최대 효율은 각각 0.18Nm 및 51.9%이다.
본 발명에 의한 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템(1)의 최대 효율의 비율은 기존의 단일정류자 구조를 갖는 모터(60)의 최대 효율에 대해 84.5%로, 본 발명에 의한 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템(1)의 최대 효율은 기존의 단일정류자 구조를 갖는 모터(60)의 최대 효율과 유의미한 차이를 보이지 않는다는 것을 알 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템(1)에서는 5.53A의 전류 인가 시, 멀티미터로 제1 정류자(9) 및 제2 정류자(10)에 대한 전류를 측정한 경우, 상기 제1 정류자(9) 및 제2 정류자(10)에 대한 전류 측정값은 각각 2.765A로 전체 전류 5.53A의 절반이 된다.
이때, 멀티미터는 전압, 전류 및 저항을 측정할 수 있는 전자 계측기를 의미한다.
도 9는 유압 실린더(70), 펌프(71), 유량감지센서(72), 샤프트(6) 및 컨트롤러(75)의 구성도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 의한 이중 정류자 구조를 갖는 모터 시스템은 유압 실린더(70), 펌프(71), 유량감지센서(72) 및 컨트롤러(75)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 유압 실린더(70)는 유체의 유량에 따라 유압을 조절한다.
그리고, 펌프(71)는 유압 실린더(70)의 일측에 구비되어, 유압 실린더(70)에 유체를 공급한다. 그리고, 펌프(71)는 샤프트(6)에 축 결합되어, 샤프트(6)의 회전력에 의해 구동한다.
그리고, 유량감지센서(72)는 펌프(71)의 일측에 구비되어, 펌프(71)로부터 토출되는 유체의 유량을 감지한다.
그리고, 컨트롤러(75)는 펌프(71)에서 유압 실린더(70)로 공급되는 유체의 유량을 바탕으로 샤프트(6)의 회전수가 변환되도록 조절한다.
먼저, 컨트롤러(75)는 유량감지센서(72)에 의해 사전에 설정된 최소 유량이 감지된 경우, 샤프트(6)의 회전수가 사전에 설정된 최소 회전수로 변환되도록 제어한다.
그리고, 컨트롤러(75)는 유량감지센서(72)에 의해 사전에 설정된 최대 유량이 감지된 경우, 샤프트(6)의 회전수가 사전에 설정된 최대 회전수로 변환되도록 제어한다.
이때, 유체의 유량은 최소 유량에서 최대 유량의 범위 내에서 공급되고, 최소 회전수 및 최대 회전수는 각각 최소 유량 및 최대 유량과 비례하도록 설정된다.
도 10은 유체의 유량 및 설정기간에 따른 샤프트의 회전수를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 컨트롤러(75)는 사전에 설정된 제1 설정기간 이상의 기간 동안, 유량감지센서(72)에 의해 최소 유량이 감지된 경우, 샤프트(6)에 과부하가 걸리지 않도록 제1 회전 기간 동안 샤프트(6)의 회전수가 최소 회전수에서 사전에 설정된 최저 회전수로 변환되도록 제어한다.
이때, 최저 회전수는 최소 회전수에서 사전에 설정된 제1 세팅 회전수를 차감한 회전수를 의미한다.
그리고, 컨트롤러(75)는 사전에 설정된 제1 설정기간 이상의 기간 동안, 유량감지센서(72)에 의해 최고 유량이 감지된 경우, 샤프트(6)에 과부하가 걸리지 않도록 제2 회전 기간 동안 샤프트(6)의 회전수가 최대 회전수에서 사전에 설정된 최고 회전수로 변환되도록 제어한다.
이때, 최고 회전수는 최대 회전수에서 사전에 설정된 제2 세팅 회전수를 차감한 회전수를 의미한다. 이때, 제2 세팅 회전수는 제1 세팅 회전수보다 크게 설정된다.
이를 통해, 컨트롤러(75)는 샤프트(6)에 걸리는 부하가 최소 및 최대 부하 미만으로 낮아질 수 있도록 조절할 수 있어, 모터의 효율이 향상될 수 있도록 제어할 수 있다.
도 11은 유량의 편차 및 세팅기간에 따른 샤프트의 회전수를 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 컨트롤러(75)는 유량의 편차가 제1 세팅기간 이상의 기간 동안, 사전에 설정된 제1 편차 미만인 경우, 샤프트(6)의 회전수가 최초 회전수로 유지될 수 있도록 제어한다.
이때, 유량의 편차는 유체의 평균 유량에서 일정한 시점에서 감지된 유체의 실제 유량을 차감한 값을 의미한다. 그리고, 최초 회전수는 제1 세팅기간이 시작하는 시점에 감지된 유량에 비례하는 샤프트(6)의 회전수를 의미한다.
그리고, 컨트롤러(75)는 유량의 편차가 제1 세팅기간 이상의 기간 동안, 제1 편차 이상인 경우, 샤프트(6)의 회전수가 평균 회전수로 유지될 수 있도록 제어한다.
이때, 평균 회전수는 제1 세팅기간 동안 산출된 유체의 평균 유량에 비례하는 샤프트(6)의 회전수를 의미한다.
그리고, 컨트롤러(75)는 유량의 편차가 제1 세팅기간 미만의 기간 동안, 제1 편차 이상인 경우, 샤프트(6)의 회전수가 설정 회전수로 유지될 수 있도록 제어한다.
이때, 설정 회전수는 제1 세팅기간 미만의 기간 동안, 유량의 최댓값 및 최솟값을 제외한 다수의 유량으로 산출된 유체의 평균 유량에 비례하는 샤프트(6)의 회전수를 의미한다.
이를 통해, 컨트롤러(75)는 유체의 유량이 급격히 변동되는 경우에도 샤프트(6)의 회전수가 유량의 편차를 보정한 회전수로 유지될 수 있도록 조절할 수 있어, 모터의 효율이 향상될 수 있도록 제어할 수 있다.
본 발명에 의한 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템에서는 회전자의 상부 및 하부에 정류자를 각각 구비하고, 상기 정류자의 양측에 전류가 인가되는 브러시를 각각 구비하여, 기존의 단일정류자 구조를 갖는 모터보다 내부를 통과하는 전류의 밀도를 절반으로 감소시켜, 내부에 구비된 코일의 발열량을 획기적으로 감소시킬 수 있어, 모터의 수명이 연장될 뿐만 아니라, 상기 모터의 유지보수 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템는 기존의 단일정류자 구조를 갖는 모터와 동등한 수준의 성능을 확보할 수 있는 효과가 있다.
이상과 같이 본 발명은 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템(1)를 제공하고자 하는 것을 주요한 기술적 사상으로 하고 있으며, 도면을 참고하여 상술한 실시예는 단지 하나의 실시예에 불과하고, 본 발명의 진정한 권리 범위는 특허 청구범위를 기준으로 하되, 다양하게 존재할 수 있는 균등한 실시예에도 미친다 할 것이다.
1: 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템
5: 회전자 조립체 6: 샤프트
7: 회전자 7a: 슬롯
8: 인슐레이터 9: 제1 정류자
9a: 정류자편 10: 제2 정류자
11: 제1 코일 12: 제2 코일
20: 제1 커버조립체 21: 제1 브러시
22: 제1 브러시카드 22a: 제1 버스바
25: 제1 커버 26: 제1 베어링
30: 제2 커버조립체 31: 제2 브러시
32: 제2 브러시카드 32a: 제2 버스바
35: 제2 커버 36: 제2 베어링
40: 케이스 조립체 41: 케이스
42: 마그넷 60: 단일정류자 구조를 갖는 모터
61: 브러시 62: 정류자
70: 유압 실린더 71: 펌프
72: 유량감지센서 75: 컨트롤러

Claims (5)

  1. 외주면에 슬롯(7a)이 다수 이격 형성되는 회전자(7);
    상기 회전자(7)의 중앙에 결합되어, 상기 회전자(7)에 의해 회동하는 샤프트(6);
    상기 회전자(7)의 상부에 배치되고, 외주면에 정류자편(9a)이 다수 이격 형성되는 제1 정류자(9);
    상기 회전자(7)의 하부에 배치되고, 외주면에 상기 정류자편(9a)이 다수 이격 형성되는 제2 정류자(10);
    상기 제1 정류자(9)의 정류자편(9a) 및 상기 회전자(7)의 슬롯(7a)의 상부에 각각 권선되는 제1 코일(11);
    상기 제2 정류자(10)의 정류자편(9a) 및 상기 회전자(7)의 슬롯(7a)의 하부에 각각 권선되는 제2 코일(12);
    상기 제1 정류자(9)의 외주면의 양측에 각각 배치되어, 상기 제1 정류자(9)에 전류를 인가하는 제1 브러시(21);
    내측에 상기 제1 브러시(21)가 안착되는 제1 브러시카드(22);
    상기 제2 정류자(10)의 외주면의 양측에 각각 배치되어, 상기 제2 정류자(10)에 전류를 인가하는 제2 브러시(31);
    내측에 상기 제2 브러시(31)가 안착되는 제2 브러시카드(32);
    상기 회전자(7)의 외측에 구비되는 케이스(41); 및
    상기 회전자(7) 및 케이스(41)의 사이에 구비되는 마그넷(42);을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 회전자(7)에서는
    상기 슬롯(7a)의 개수가 12개로 설정되고,
    상기 회전자(7)는
    직경이 52.5mm 이상 57.5mm 이하로 설정되고,
    상기 샤프트(6)는
    직경이 7.5mm 이상 8.5mm 이하로 설정되고,
    상기 케이스(41)는
    내경이 69mm 이상 73mm 이하로 설정되고, 외경이 74.2mm 이상 78.2mm 이하로 설정되고,
    상기 제1 정류자(9)에서는
    정류자편(9a)의 개수가 12개로 설정되고,
    상기 제2 정류자(10)에서는
    정류자편(9a)의 개수가 12개로 설정되는 것을 특징으로 하는 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 코일(11) 및 제2 코일(12)은
    직경이 각각 0.57mm 이상 0.77mm 이하로 설정되고,
    상기 제1 코일(11)은
    턴수가 10회로 설정되고,
    상기 제2 코일(12)은
    턴수가 10회로 설정되는 것을 특징으로 하는 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 마그넷(42)은
    극수가 2개로 설정되는 것을 특징으로 하는 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 정류자(10)의 우측에 구비된 상기 제2 브러시(31) 및 상기 제1 정류자(9)의 우측에 구비된 상기 제1 브러시(21)는
    상기 제2 정류자(10) 우측에 구비된 상기 제2 브러시(31)에서 상기 제1 정류자(9) 우측에 구비된 상기 제1 브러시(21)로 전류가 흐를 수 있도록 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 이중정류자 구조를 갖는 모터 시스템.

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