KR830001539Y1

KR830001539Y1 - Tachometer generator

Info

Publication number: KR830001539Y1
Application number: KR2019800004616U
Authority: KR
Inventors: 요시노리 고오자이; 요오이찌 아메미야; 요시끼 후지오까; 노보루 이와마쓰
Original assignee: 후지쓰후 아낙크 가부시끼 가이샤; 이나바 세이우에몽
Priority date: 1980-07-19
Filing date: 1980-07-19
Publication date: 1983-08-24
Also published as: KR830000586U

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Tachometer generator

제1도는 발전기부의 구조를 도시한 개략도.1 is a schematic diagram showing the structure of the generator section.

제2도는 고정자로 작용하는 요우크의 사시도.2 is a perspective view of a yoke acting as a stator.

제3도는 코일의 개략구조를 도시한 사시도.3 is a perspective view showing a schematic structure of a coil;

제4도는 본 고안에 따른 일실시예의 단면도.Figure 4 is a cross-sectional view of one embodiment according to the present invention.

제5도는 본 고안의 실시예를 예시한 회로도.5 is a circuit diagram illustrating an embodiment of the present invention.

제6도는 본 고안에 따른 회전 속도계 발전기의 각종 부분과 연관된 출력신호의 파형선도.6 is a waveform diagram of an output signal associated with various parts of the tachometer generator according to the present invention.

본 고안은 무부러시(brushless) 회전 속도계 발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a brushless tachometer generator.

페루우프 자동 제어시스템을 사용하여 직류용의 각종 모우터의 속도를 제어하는 방법은 이에 다수 제안되고 실용화 되어 왔다. 그러나 규정된 소요의 속도를 정도(精度)있게 유지하기 위해서는 어느 방법을 사용하더래도 직류 모우터의 속도를 정확히 검출하며 이것을 설정치와 일치하도록 자동 제어하지 않으면 안된다. 그러나, 종래 기술에서는 직류 전동기의 속도를 검출하는데 직선성이 좋다는 이유로 직류 회전 속도계 발전기가 사용되어 왔고, 유도 모우터, 특히 농형 유도 모우터는 구조가 간단하고 내구성이 있으며, 보수가 용이하므로 페루우프 자동 제어 시스템을 사용하여 유도 모우터의 속도를 제어하는 방법이 개발되었지만 이런 유도모우터의 속도 제어 시스템에 있어서도 이 유도 모우터의 회전속도의 검출에 직류회전계용 발전기가 사용되어 왔다. 이러한 직류 회전계용 발전기에는 브러시 및 정류자 시스템을 채용하므로 보수 점검에 대단히 인력을 소모하며, 특히 농형 유도 모우터의 속도 제어 시스템에 있어서는 회전 속도계 발전기의 보수 점검에 대단히 많은 시간이 소요된다. 따라서, 최근에는 영구자석을 회전자에 사용하여 다 상교류를 발생시킨 다음 이것을 각종의 방식으로 무접점식으로 정류하여 그 직류 출력을 속도신호로서 이용하는 것이 사용되기 시작했다. 이런 종류의 회전속도계 발전기는 출력을 크게 취출하고 싶은 등의 이유로부터 회전자의 횡폭을 고정자의 폭과 거의 일치시키므로 코일 단부의 자속 누설에 의한 영향으로 각 코일에 발생되는 출력 전압의 피이크치에 편차가 생겨 직류 출력내의 리풀이 함유된다든가 정도가 나쁘게 되는 등의 결점이 내재한다.Many methods for controlling the speed of various motors for direct current using the Peruuf automatic control system have been proposed and put into practical use. However, in order to maintain the required speed accurately, the speed of the DC motor must be detected accurately and automatically controlled to match the set value, whichever method is used. However, in the prior art, a direct-current tachometer generator has been used for detecting the speed of a DC motor, and induction motors, particularly squirrel cage induction motors, have a simple structure, durability, and easy maintenance. Although a method of controlling the speed of an induction motor using a control system has been developed, a generator for a DC rotational motor has been used to detect the rotational speed of the induction motor in such a speed control system of the induction motor. Since the DC-rotational generator adopts a brush and commutator system, it takes very much manpower for maintenance inspection. Especially, in the speed control system of the squirrel cage induction motor, it takes much time for maintenance inspection of the tachometer generator. Therefore, in recent years, the use of permanent magnets in the rotor to generate a multi-phase alternating current, then rectified in a non-contact type in a variety of ways to use the DC output as a speed signal has been used. This type of tachometer generator makes the lateral width of the rotor almost equal to the width of the stator, for example, because it wants to take out the output largely, so that the peak value of the output voltage generated in each coil due to the magnetic flux leakage at the coil end is varied. Defects such as the presence of ripples in the direct current output or the degree of deterioration are inherent.

정류자 스위칭 동작을 검출하는 세트-업부(set-up portion)에 채용된 호올 장치(Hall device)와 관련하여 문제점이 제기되는데, 특히, 종래의 장치에서 정류자부와 발전기부는 호올 장치가 발전기로부터 누설하는 자속에 의해 영향을 받지 않도록 서로 격리되어야 하기 때문에 회전계용 발전기의 회전축 방향의 길이가 길어지는 결점이 있었다.Problems are raised with respect to the Hall device employed in the set-up portion for detecting the commutator switching operation. In particular, in the conventional device, the commutator part and the generator part are leaked from the generator. Since they must be isolated from each other so as not to be affected by the magnetic flux, there is a drawback in that the length of the rotating shaft generator in the direction of the rotation axis becomes longer.

따라서 본 고안의 목적은 교류 발전기부를 사용한 무부러시 회전속도계 발전기를 제공하는 것으로 발전기부의 누설자속의 영향을 작게하여 얻어지는 속도신호의 정도를 향상시키는 것이다.Therefore, an object of the present invention is to provide a non-rotative tachometer generator using an alternator unit to improve the degree of the speed signal obtained by reducing the influence of the leakage flux of the generator unit.

본 고안의 다른 목적은 교류발전기부를 사용한 무브러시 회전계용 발전기에서 회전축 방향의 길이를 가능한 단축될 수 있게 한 회전속도계 발전기를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a tachometer generator capable of shortening the length in the direction of the rotation axis in a brushless tachometer generator using an alternator.

본 고안의 또다른 목적은 교류발전기부와 정류자부의 스위치신호 발생부에 호올 장치를 사용한 무브러시 회전계용 속도계에 있어서 호올장치가 발전기로부터 누설하는 자속의 영향을 받지 않으며 회전축 방향의 길이를 가능한 단축할 수 있는 회전속도계 발전기를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to reduce the length of the rotating shaft in the direction of the rotation axis without being affected by the magnetic flux leaking from the generator in the speedometer for a brushless tachometer using a hool device in the switch signal generator of the alternator part and the commutator part. To provide a tachometer generator.

본 고안에 의해서 코일을 가지며 고정자로도 작동하는 요우크 및 회전자 선단의 회전축 방향폭이 요우크의 회전축 방향폭보다도 작게 형성된 영구자석으로 구성된 회전자를 설치한 발전기부와, 이 이발전기부로부터 발생되는 교류 출력을 순차로 전달하는 전환스위치 및 회전축의 회전위치를 검출하여 상기 전환스위치의 제어신호를 출력하는 감지기를 설치한 정류자부를 가지며, 이 감지기의 출력에 의해 발전기부의 각 코일로부터 출력되는 출력전압을 전달하여 회전자의 회전속도에 비례한 출력전압을 얻는 회전계용 발전기가 제공되며, 상기 구성 이외에 호올장치를 사용한 감지기와, 이 감지기와 발전기부의 사이에 자기차폐를 배치한 회전속도계 발전기가 제공된다.According to the present invention, there is provided a generator section including a rotor including a yoke, which operates as a stator, and a rotor, and a rotor composed of permanent magnets whose width is smaller than the width of the yoke. And a commutator having a switch for detecting the rotation position of the rotating shaft and outputting a control signal of the changeover switch. The output is output from each coil of the generator. There is provided a generator for a tachometer which transmits the output voltage and obtains an output voltage proportional to the rotational speed of the rotor. In addition to the above configuration, a generator using a hoist device, and a tachometer generator in which a magnetic shield is disposed between the detector and the generator section Is provided.

이하 첨부 도면에 의거 본 고안을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 고안에 따른 회전속도계 발전기의 발전기부의 구조를 개략적으로 예시한 것으로, 발전기부는 그 속도가 검출되는 유도전동기의 회전축에 직접 또는 치차 기구를 통해 연결되는 회전축(1)을 포함하고, 이 회전축(1)상에는 각각 그 N극 및 S극의 단부에 부착된 극편(3)(4)을 갖는 영구자석(2)이 설치된다.Figure 1 schematically illustrates the structure of the generator portion of the tachometer generator according to the present invention, the generator portion includes a rotary shaft (1) connected directly or via a gear mechanism to the rotary shaft of the induction motor whose speed is detected, On this rotating shaft 1, permanent magnets 2 having pole pieces 3 and 4 attached to the ends of the N pole and the S pole, respectively, are provided.

상기 영구자석(2)과 극편(3)(4)은 회전자(R)를 구성한다.The permanent magnet 2 and the pole piece (3) (4) constitutes a rotor (R).

예시부호 5는 상기 회전자(R)의 외주에 설치된 고정자결용 요오크다. 고정자겸용 요우크(5)는 얇은 규소강판을 원형으로 펀치한 것을 다수 적중하여 원통형으로 형성하며 내면상에는 서로 90。씩 떨어져 배치된 4개의 코일이 접착되어 있다. 특히, 제1자극을 형성하기 위해 구분 1, 구분 2 부분을 넘어 고정자겸용 요우크(5)의 내면상에 제1코일(6)이 제공된다.Exemplary reference numeral 5 is a stator fixing yoke installed on the outer circumference of the rotor (R). The stator combined yoke 5 is formed in a cylindrical shape by hitting a large number of punches of a thin silicon steel sheet in a circular shape, and four coils arranged at 90 ° apart from each other are bonded to the inner surface. In particular, the first coil 6 is provided on the inner surface of the stator combined yoke 5 beyond the division 1 and division 2 portions to form the first stimulus.

상기 코일(6)은 제3도에서 상세히 도시되었는바, 고정자겸용 요우크(5)의 내면에 접착된 코일부(61)(62)와, 상기 코일부(61)(62)와 와이어 리이드(6a)(6b)를 연결하는 연결부(63)(64)를 가진다. 간략하게 예시하기 위하여, 제3도의 코일은 단지 2개의 터언을 가지는 것으로 도시되었지만 실제로는 더 많이 가진다.The coil 6 is illustrated in detail in FIG. 3, wherein the coil parts 61 and 62 are bonded to the inner surface of the stator combined yoke 5, and the coil parts 61 and 62 and the wire lead ( 6a) and 6b. For the sake of simplicity, the coil of FIG. 3 is shown as having only two turbines but in practice has more.

제2코일(7)은 제2고정자극을 형성하기 위해 고정자겸용 요우크(5)의 구분 2, 구분 3부를 둘러감으며 제3자극(8)은 제3고정 자극을 형성하기 위해 구분 3, 구분 4부를 둘러감고, 제4코일(9)은 제4고정자극을 형성하기 위해 구분 4, 구분 1부를 둘러감는다. 코일(7)(8)(9)은 코일(6)과 동일하게 감기며 동일한 형상을 가진다. 제1도에서 코일의 연결부는 간략하게 예시하였다. 고정자겸용 요우크(5)는 회전자(R)와 결합하여 발전기 부재를 구성하는 코일을 감는다.The second coil 7 surrounds section 2 and section 3 of the stator combined yoke 5 to form the second fixed stimulus, and the third stimulus 8 forms section 3, to form the third fixed stimulus. Surrounding section 4, the fourth coil (9) surrounds section 4, section 1 to form a fourth fixed stimulus. The coils 7, 8, 9 are wound the same as the coil 6 and have the same shape. The connecting part of the coil is briefly illustrated in FIG. The stator combined yoke 5 combines with the rotor R to wind a coil constituting the generator member.

제4도는 본 고안에 따른 회전속도계 발전기의 단면도를 예시한 것으로, A는 발전기부, B는 후술하는 정류자부를 각각 표시한다. 회전자(R)의 폭, 즉 회전축(1)의 폭(WR)이 고정자겸용 요우크(5)의 폭 Ws보다 작은 것을 제4도로부터 알 수 있을 것이다. 본 고안의 실시예에서, W_R및 Ws는 식 W_R=0.8Ws의 관계가 있다. 그 좌·우측부가 고정자겸용 요우크(5)의 좌·우측부로부터 동등하게 이간되도록 고정자겸용 요우크(5)내에 회전자(R)가 배치된다.Figure 4 illustrates a cross-sectional view of a tachometer generator according to the present invention, A represents the generator portion, B represents the commutator portion to be described later. It can be seen from FIG. 4 that the width of the rotor R, i.e., the width WR of the rotation shaft 1, is smaller than the width Ws of the stator yoke 5. In an embodiment of the present invention, W _R and W s are related to the formula W _R = 0.8 W s. The rotor R is arrange | positioned in the stator combined yoke 5 so that the left side and the right side may be equally spaced apart from the left and right side of the stator combined yoke 5.

제4도의 정류자부(B)는 회전축(1)상에 설치된 영구자석(10)과 영구자석의 N극 및 S극의 단부와 각각 부착된 극편(11)(12)을 갖는 회전자(R')를 가진다. 인쇄회로판(13)은 도시하지 않은 하우징에 견고히 고정되며, 코일(6)(7)(8)(9) 각각에 상응하는 것에 대해 4개의 감지기(14a)(14b)(14c)(14d)가 배치되지만, 간략화를 기하기 위해 제4도에는 단지 감지기(14a)(14c)만을도시하였다. 자기 본체를 구성하는 자기차폐판(15)은 발전기부(A)와 정류자부(B) 사이에 삽입된다.The commutator part B of FIG. 4 has a rotor R 'having a permanent magnet 10 installed on the rotation shaft 1 and pole pieces 11 and 12 attached to the ends of the N pole and the S pole of the permanent magnet, respectively. ) The printed circuit board 13 is firmly fixed to a housing (not shown) and four detectors 14a, 14b, 14c and 14d correspond to each of the coils 6, 7, 8 and 9, respectively. Although arranged, only the detectors 14a and 14c are shown in FIG. 4 for simplicity. The magnetic shield plate 15 constituting the magnetic body is inserted between the generator portion A and the commutator portion B.

본 고안에 따른 회전속도계 발전기의 회로도가 제5도에 예시되었는 바, 전자 스위치(16a)(16b)(16c) 및 전자 스위치(16d)는 각각 감지기(14a)(14b)(14c) 및 감지기(14d)로부터의 신호 제어하게 개폐된다. 상기 각 전자 스위치의 출력단자가 완충 증폭기(17)의 입력단자에 연결된다. 감응하는 전자 스위치에 인버어터(18a)(18b)(18c)(18d)가 제공된다. 각 감지기(14a~14d)는 호올장치와 스위치 소자를 포함한다. 특히, 스위칭 소자는 호올장치가 자속을 검출할때 상응하는 호올장치에 의해 발생된 신호에 응답하여 폐쇄되며 자속이 소멸한 것을 호올장치가 검출할때 개방된다.The circuit diagram of the tachometer generator according to the present invention is illustrated in FIG. 5, wherein the electronic switches 16a, 16b, 16c and the electronic switch 16d are respectively a detector 14a, 14b, 14c and a detector ( The signal from 14d) is opened and closed to control. The output terminal of each electronic switch is connected to the input terminal of the buffer amplifier 17. Inverters 18a, 18b, 18c and 18d are provided in the sensitive electronic switch. Each detector 14a-14d includes a hose device and a switch element. In particular, the switching element is closed in response to the signal generated by the corresponding hoist device when the hoist device detects the magnetic flux and opens when the hoist device detects that the magnetic flux has disappeared.

스위칭소자는 정상적으로는 개방상태에 있다. 전자스위치(16a~16d)는 2극 트랜지스터 또 전계효과 트랜지스터를 채용하며 상응하는 인버어터(18a~18d)의 출력이 높아질때 도전성이 되며, 이 출력이 낮아질 때 비도전성이 된다. 회전자(R'), 감지기(14a)(14b)(14c)(14d) 및 전자 스위치(16a)(16b)(16c)(16d)는 정류자부(B)를 구성한다.The switching element is normally in an open state. The electronic switches 16a to 16d employ two-pole transistors or field effect transistors and become conductive when the outputs of the corresponding inverters 18a to 18d are high, and are non-conductive when this output is low. The rotor R ', the detectors 14a, 14b, 14c and 14d and the electronic switches 16a, 16b and 16c and 16d constitute the commutator portion B.

상술한 바와 같은 구조를 갖는 회전속도계 발전기는 하기와 같이 동작한다. 회전축(1)이 회전함에 따라 코일(6)(7)(8)(9)은 서로 90。씩 이상된 교류를 발생한다. 제6도에서, a는 코일(6)의 단자(6a)와 단자(6b)사이에서 발생된 전압의 파형을, b는 코일(7)의 단자(7a)와 단자(7b) 사이에서 발생된 전압의 파형을, c는 코일(8)의 단자(8a)와 단자(8b) 사이에서 발생된 전압의 파형을, d는 코일(9)의 단자(9a)와 단자(9b)사이에서 발생된 전압의 파형을 표시한다. 발생된 전압의 주파수와 피이크치 E₆,E₇, E₈, E₉은 회전축(1)의 회전속도에 비례한다. 정류자부(B)의 회전자(R')를 구성하는 영구자석은 회전축(1)을 따라 회전하여 각 호올장치를 작동시키며, 각 호올장치는 상응하는 전자 스위치에 신호를 인축시켜 응답한다. 따라서 전자 스위치(16a~16d)는 신호수신에 응답하여 연속하여 폐쇄되며, 한개의 스위치가 폐쇄할때마다 회전축은 90。회전한다. 각 전자 스위치가 폐쇄될때 완충증폭기(17)의 입력단자에 발전기부(A)의 상응하는 코일내에 발생한 전압이 인가된다. 따라서, 완충증폭기(17)는 그 출력에 그 크기가 회전축(1)의 속도에 비례하는 속도 검출 신호로서 작용하는 직류 애널로그 신호를 제공한다.The tachometer generator having the structure as described above operates as follows. As the rotating shaft 1 rotates, the coils 6, 7, 8 and 9 generate an alternating current of 90 ° or more. In FIG. 6, a denotes a waveform of a voltage generated between the terminal 6a and the terminal 6b of the coil 6, and b denotes a waveform generated between the terminal 7a and the terminal 7b of the coil 7. The waveform of the voltage, c is the waveform of the voltage generated between the terminal (8a) and the terminal (8b) of the coil 8, d is generated between the terminal (9a) and the terminal (9b) of the coil (9) Displays the waveform of the voltage. The frequency of the generated voltage and the peak values E ₆ , E ₇ , E ₈ , E ₉ are proportional to the rotational speed of the rotating shaft 1. The permanent magnet constituting the rotor R 'of the commutator portion B rotates along the rotating shaft 1 to operate each hool device, and each hool device condenses and responds to a signal to a corresponding electronic switch. Therefore, the electronic switches 16a to 16d are closed in succession in response to the signal reception, and the rotary shaft rotates 90 degrees each time one switch is closed. When each electronic switch is closed, the voltage generated in the corresponding coil of the generator section A is applied to the input terminal of the buffer amplifier 17. Thus, the buffer amplifier 17 provides to its output a direct current analog signal whose magnitude acts as a speed detection signal proportional to the speed of the rotational axis 1.

발전기부(A)로부터의 출력위상의 수는 전기 실시예에 채용된 수효에 제한되지 않는다. 따라서, n위상 채용되며, n는 적어도 3 이상이다.The number of output phases from the generator section A is not limited to the number employed in the above embodiment. Therefore, n phase is employed, and n is at least three or more.

전술한 바와 같이 본 고안에 따라서 고정자 겸용 요우크 부재의 폭보다 작은 폭을 갖는 회전자가 그 양측으로부터 동등거리로 고정자겸용 요우크 부재내에 배치되므로 회전자로부터의 자속은 코일단부(연결부)로부터 누설하는 자속의 영향없이 고정자겸용 요우크의 내면상에 균일하게 감기며, 이것은 고정자극 겸용 요우크의 측부로부터 벌그아웃(bulge-out)된다. 결과적으로 완충증폭기로부터의 속도검출신호가 극소 리플 성분을 가지도록 코일로부터의 출력전압은 균일한 파형을 가진다. 그리고, 발전기와 정류자부 사이에 삽입된 자기차폐는 발전기로부터 누설하는 자속을 방해하며 자속이 정류자부에 도달하는 것을 방지한다.As described above, since the rotor having a width smaller than the width of the stator combined yoke member is disposed in the stator combined yoke member at equal distances from both sides, the magnetic flux from the rotor leaks from the coil end (connection part). It is evenly wound on the inner surface of the stator yoke without the influence of magnetic flux, which is bulked out from the side of the stator yoke. As a result, the output voltage from the coil has a uniform waveform so that the speed detection signal from the buffer amplifier has a very small ripple component. In addition, the magnetic shield inserted between the generator and the commutator portion prevents the magnetic flux leaking from the generator and prevents the magnetic flux from reaching the commutator portion.

따라서, 발전기와 정류기부는 종래보다 더 근접되게 배치될 수 있어 장치의 종방향 치수가 대폭 감소되게 한다.Thus, the generator and rectifier portions can be arranged closer than before, resulting in a significant reduction in the longitudinal dimension of the device.

본 고안의 수많은 광범위하게 상이한 실시예가 본 고안의 범위와 정신을 일탈함이 없이 가능하며, 본 고안은 첨부된 실용신안 등록청구 범위에 한정된 것을 제외하고 그 특정한 실시예에 제한되지 않는 것을 이해되어야 한다.Numerous widely different embodiments of the present invention are possible without departing from the scope and spirit of the present invention, and it should be understood that the present invention is not limited to the specific embodiments thereof except as defined in the appended utility model claims. .

Claims

Stator combined yoke 5 having at least three coils 6, 7, 8, a rotating shaft 1, and a rotation axis direction width of the front end of the rotor fixed to the rotating shaft and the rotating shaft of the stator combined yoke Detecting the rotational position of the generator unit A and the rotating shaft 1 set with the rotor R formed of permanent magnets formed smaller than the direction yellow width, and simultaneously controlling the first, second and third control signals. At least three detectors 14a, 14b and 14c to be pulled out and connected between the at least three or more respective coils 6,7 and 8 and the output terminals to detect the detectors 14a and 14b and 14c. Is controlled by the control signal which is taken out, and the rectifier B which sets the electronic switches 16a, 16b, 16c, and 16d for transmitting the high flow voltage from the coil to the output terminal. And a magnetic shield plate (15) set between the generator (A) and the rectifier (B).