KR860002727Y1 - 저관성(低慣性)가변속 유도전동기 - Google Patents

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내용 없음.

Description

저관성(低慣性)가변속 유도전동기

제1도는 본 고안에 의한 저관성 가변속 유도전동기의 한 실시예를 나타낸 절반단면도.

제2도는 본 고안의 다른 실시예를 나타낸 절반 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 프레임(Frame) 14 : 고정자

16 : 요크 18 : 브라케트

20 : 출력축 30 : 컵형회전자

40 : 구동체 42 : 전자브레이크

44,46 : 철심부 48 : 브레이크코일

56 : 냉각용 강져팬(强制 fan)

본 고안은 저관성 가변속 유도전동기, 특히 토크(torque)에 대한 회전에너지를 비교적 낮게할 수 있는 저관성 가변속 유도전동기에 관한 것이다.

일반적으로 수치제어용(數値制御用) 서보모터(Servo-motor) 또는 공업미싱용 가변속 구동모터등은 회전속도의 급격한 상승, 또는 하강성능이 요구된다.

예로서, 공업용미싱에 있어서는 봉제작업 개시에 즈음하여 소정의 봉제속도까지 급격하게 상승하며, 또 미싱을 정지시킬때 소정의 정지 준비속도까지 급격한 하강이 요구된다.

현재 이와같은 용도에 적합한 전동기는 사이리스터레오나드(thyristor Leonard)제어전원에 의해 구동되는 직류전동기로서 일반적으로 알려져 있다.

이것은 제어성이 우수한 것, 기동토크가크고 속도응답성(速度應答性)이 양호하다는 것등의 이유에 의한 것이다. 그러나, 직류전동기는 영구자적, 정류자, 부러시호울더 등이 필요하며, 정유 특성상에서도 회전속도를 너무 상승시킬수 없으며, 소형화, 경량화에 한계가 있고, 부러시의 마모에 대한 보수도 필요하다.

이에 대하여, 유도전동기는 보수없이 사용할수 있으므로 염가의 인버터 제어전원이 공급되도록 되면 위와 같은 용도의 직류 전동기를 유도전동기로 전면적으로 치환할 수 있다.

그렇지만, 종래의 가변속 유도전동기에 있어서는 고정자와 더불어 회전자계를 발생시키는 요크(yoke)가 회전자에 붙어있고, 이 요크와 회전자를 포함한 비교적 중량이큰 대형부재에 의해 구동체가 구성되어 있고, 또 구동체를 제동하기위한 장치가 하등 설치되어 있지 않았다.

따라서, 종래의 가변속형 유도전동기는 구동체의 토크에 대한 회전에너지가 높음과 동시에 구동체의 회전을 강제적으로 제동할 수 없기 때문에 급격한 상승 또는 하강등에 우수한 응답성이 있는 전동기로서 직접 사용할수 없었으며 이 유동전동기를 굳이 사용하려면 전자이음장치등 특별한 장치를 통하여 미싱등의 부하를 구동시키지 않으면 않되는 결점이 있었다.

본 고안은 위와같은 종래의 과제를 감안하여 안출한 것으로서 그 목적은 구동체의 토크에 대한 회전에너지를 비교적 낮게 설정함과 동시에 구동체를 강제적으로 제동할 수 있어, 간단한 구조로 급격한 상승또는 하강등에 우수한 응답성이 있는 저관성 가변속 유도전동기를 제공하는데 있다.

위 목적을 달성하기 위해 본 고안은 프레임내의 외주측에 고정되는 고정자와, 고정자에 아주좁은 간격을 두고 대향 배치되어 프레임내에 내주측에 고정도는 고정자와, 고정자에 아주좁은 간격을 두고 대향 배치되어 프레임내의 내주측에 고정되는 요크와, 상기 간격 내에 회전자재하게 삽입된 상태로 출력축에 고정되는 컵형회전자와를 구한 것을 특징으로 한다.

또 본 고안은 프레임내의 외주측에 고정되는 고정자와, 고정자에 아주 좁은 간격을 두고 대향 배치되어 프레임내의 내주측에 고정되는 요크와, 상기 간격내에 회전자재하게 삽입된 상태로 출력축에 고정되는 컵형회전자와, 출력축에 장착되어 출력축의 회전구동을 제어하는 전자브레이크와를 구비한 것을 특징으로 한다.

이에 또 본 고안은 프레임내의 외주측에 고정되는 고정자와, 고정자에 아주 좁은 간격을 두고 대향 배치되어 프레임내의 내주측에 고정되는 요크와, 상기 간격내에 회전자재하게 삽입된 상태로 출력축에 고정되는 컵형회전자와, 출력축에 장착되어 출력축의 회전구동을 제동하는 전자브레이크와, 전동기에 장착되어 전동기내를 냉각시키는 냉각용 강제팬과를 구비한 것을 특징으로 한다.

이하 도면에 따라 본 고안의 실시예를 설명한다.

제1도는 본 고안에 의한 저관성 가변속 유도전동기의 실시예를 나타낸 것으로서, 도면에서 전동기의 프레임(10)에는 그 외주측에 통상의 유도전동기와 동일한 고정자코일(12)을 가진 고정자(14)가 고정되어 있다.

한편, 프레임(10) 내주측에는 적층 철심으로된 요크(16)가 고정자(14)에 대하여 아주좁은 간격을 두고 고정되어 있으며, 고정자코일(12)에 전류를 흐르게 함으로써 고정자(14)와 요크(16)에 의해 간격내에 회전자계가 형성된다.

그리고, 프레임(10)에 취부된 비자성체로된 브라케트(18)과 프레임(10)에 고착된 부쉬(bush)(20)에 각각 고정된 베아링(22)(24)에는 출력축(26)이 회전자재하게 지지되어 있고, 출력축(26)에 취부된 지지대(28)에는 상기 간격내에 삽입되도록 컵형회전자(30)가 나착 고정되어 있다.

이 컵형회전자(30)는 알루미늄, 등, 은동등의 비자성 양전도체의 원판에 의해 제작되며, 상기 고정자(14)와 요크(16)에 의해 형성된 회전자계에 의하여 컵형회전자(30)에 와전류를 발생하며, 회전자계와 와전류(渦電流)의 쇄교(鎖交)에 의해 구동토크를 발생한다.

또, 지지대(28)에는 전동기내를 냉각시키기 위해 냉각팬(32)이 원주방향으로 정열되게 설치되고, 그 냉각팬(32)에 의해 브라케트(18)에 설치된 흡입공(34)에서 냉각풍을 흡수하여 프레임(10) 및 브라케트(18)에 각각 설치된 방출공(36)(37)에서 온풍을 방출한다.

그리고 지지대(28)에는 원판형 방열핀(38)이 취부되어 있고 컵형회전자(30)에서 발생하는 열은 방열핀(38)에서 발산된다. 또, 출력축(26)에는 지지대(28)와 컵형회전자(30)를 포함한 구동체(40)의 회전구동을 제어하기 위하여 전자브레이크(42)가 장착되어 있으며 전자브레이크(42)는 다음과 같이 구성되어 있다.

즉, 비자성체로된 브라케트(18)에는 전자브레이크(42)의 철심부(44)(46)가 지지되어 있고, 철심부(44)의 내면에는 철심부(44)(46)에 자속을 유도하기 위해 브레이크-코일(48)이 수납되어 있다.

그리고, 출력축(26)에는 브레이크디스크(brake disck)(50)가 축방향으로 이동자재하게 취부되어 있고 브레이크디스크(50)는 도시되지 않은 스프링에 의해 제1도에 있어서의 철심부(46)에서 떨어지도록 항상 좌방향으로 가세된다.

브레이크 디스크(50)의 철심부(46)에 대향하는 면에는 브레이크 패드(brake pad)(52)가 고착되어 있고, 브레이크패드(52)와 철심부(46)의 마찰에 의해 출력축(26)가 급속 정지된다. 또, 브레이크디스크(50)에는 위에서 설명한 바와 같이 흡입공(34)에서 흡입된 냉각풍을 전동기내부에 유도하기 위한 통풍공(54)이 설치되어 있다.

이와같이 본 고안에 있어서의 특징적인 것은 프레임(10)내의 외주측에 고정되는 고정자(14)와, 고정자(14)에 아주좁은 간격을 두고 대향 배치되어 프레임(10)내의 내주측에 고정되는 요크(16)와, 상기 간격내에 회전자재하게 삽입된 상태로 출력축(26)에 고정되는 컵형회전자(30)와, 출력축(26)에 장착되어 출력축(26)의 회전구동을 제동하는 전자브레이크(42)와를 구비한 것이다.

본 고안의 실시예는 이상의 구성으로 되어있는데 그 작동을 다음에 설명한다.

고정코일(12)을 여자함으로써 공정자(14)와 요크(16)가 함께 작동하여 간격내에 회전자계가 유도되어, 간격내에 삽입되어 있는 컵형회전자(30)에 와전류가 발생한다.

이 와전류가 저속과 쇄교함으로써 컵형 회전자(30)에 구동토크가 발생하며 컵형회전자(30)의 축심인 출력축(26)에 의해 그 기계적 출력을 낼수 있다.

위와같은 전동기의 시동시에 있어서, 전동기의 구동체는 출력축(26)에 취부된 지지대(28)와, 지지대(28)에 취부되는 컵형회전자(30)와를 포함한 경량소형화된 부재에 의해 저관성의 구동체로서 구성되어 있으므로 급격한 상승또는 강하등의 응답성에 우수한 것이다. 즉, 종래의 유도전동기에 있어서는 회전자와 요크가 일체로 취부되어 구동체가 구성되어 있었으나 본 고안에 있어서는 컵형회전자(30)를 요크(16)에서 독립시켜 컵형회전자(30) 및 이를 지지하는 지지대(28)를 포함한 경량소형화된 부재에 의해 구동체가 구성되어 있다.

또, 컵형회전자(30)는 축방향으로 뻗어 있으므로 전동기를 직경방향으로 소형화할수 있음과 동시에 와전류발생면을 넓게 잡을수 있다.

따라서, 급격한 상승및 하강성능이 요구되는 수치제어용 서보모터 또는 공업미싱용 가변속 구동모터로서 적합하며, 급격한 시동, 정지를 용이하게 할수 있다.

그리고, 구동체(40) 제동은 고정자코일(12) 및 브레이크코일(46)에 흐르는 전류를 조정함으로써 실행할수 있다. 예로서, 출력축(26)에 연결하는 미싱등의 부하를 급속하게 정지시킬 경우에는 고정자코일(12)에 흐르는 전류를 차단함과 동시에 전자브레이크(42)의 브레이크코일(46)에 전류를 흐르게 함으로써 전자브레이크(42)를 작동시킨다. 즉, 브레이크코일(46)에 전류를 흐르게 함으로써 철심부(44)(46) 및 브레이크 디스크(50)를 통한 자속이 유도되어 브레이크디스크(50)는 철심부(46)에 흡인된다.

그리고, 출력축(26)은 브레이크패드(52)와 철심부(46)의 마찰에 의해 그 회전구동이 급속하게 정지된다.

위에서 설명한 바와같이 브레이크코일(46)에 전류를 흐르게할 경우 철심부(44)(46)및 브레이크디스크(50)에는 자속이 유도되지만, 철심(44)(46)을 지지하는 브라케트(18)은 비자성체에 의해 형성되어 있으므로 철심부(46)에서 브라케트(18), 베아링(22)을 지나 브레이크디스크(50)에 이르는 누설자속이 생기는 일은없다.

따라서, 위와같은 누설자속이 회전상태에 있는 베아링(22)을 통과할수 없으므로 베아링은 여기에서 발생하는 와전류에 의해 발열손상 되는 것을 방지한다.

다음에, 전동기의 구동에 의해 전동기 자신이 발열상태로 되지만, 지지대(28)에 설치된 냉각팬(32)의 회전에 의해 전동기외부에서 흡수공(34), 통풍공(54)을 통하여 냉각풍을 흡입하고, 방출공(36)을 통하여 온풍을 방출함으로써 전동기내부의 온도상승을 효과적으로 방지한다.

또, 컵형회전자(30)에는 방열핀(38)이 고정되어 있으므로 발열상태로된 컵형 회전자(30)는 그열이 방열팬(38)에 전달되어, 그 방열팬(38)이 냉각풍에 의해 냉각됨으로써 컵형회전자(30) 및 이것을 지지하는 지지대(28)의 냉각이 이루어진다. 또한 제2도에는 본 고안에 관한 저관성 가변속 유도장치의 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 도면에 있어서 제1도의 실시예와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명은 생략한다.

제2도의 고안에서 특징적인 것은 프레임(10)내의 외주측에 고정되는 고정자(14)와, 고정자(14)에 아주좁은 간격을 두고 대향배치되어 프레임(10)내의 외주측에 고정되는 요크(16)와, 상기 간격내에 회전자재하게 삽입된 상태로 출력축(26)에 고정되는 컵형고정자(30)와, 출력축(26)에 장착되어 출력축(30)의 회전구동을 제동하는 전자브레이크(42)와, 전동기에 장착되어 전동기내에 냉각시키는 냉각용 강제팬(56)과를 구비한 것에 있다.

즉, 전동기의 구동에 따라 발열한 전동기 내부의 냉각을 하기 위하여 프레임(10)에 취부된 지지판(58)에는 냉각용모터(60)가 지지되어 있고 냉각용모터(60)의 모터축(62)에는 냉각용 강제팬(56)이 고정되어 있다.

그리고, 프레임(10) 및 지지판(58)에는 각각 강제흡입공(64) 및 강제통풍공(66)이 설치되어 있고 상기 냉각용모터(60)의 구동에 의해 냉각용 강제팬(56)이 냉각작용을 한다. 또 위의 실시예에서는 프레임(10)외부에 냉각용 강제팬(56)을 설치한 경우에 대하여 설명하였으나 냉각용강제팬(56)을 프레임(10)내부에 설치하여 출력축(26)에 의해 구동하도록 구성하여도 된다.

본 고안의 실시예는 위와같이 구성되어 있어 냉각용모터(60)의 구동에 의해 냉각용 강제팬(56)이 회전하고 전통기 외부의 냉각풍이 전동기 내부에 강제적으로 유도된다. 그리고, 전등기 내부의 발열한 부재, 예로서 컵형회전자(30), 방열핀(38)등은 냉각풍에 의해 냉각되어 온풍은 위의 냉각용 강제팬(56)에 의해 방출공(37)에서 방출되므로 효과적인 냉각작용이 행하여진다.

이상에서 설명한 바와같이 본 고안의 제1의 고안에 의하면 요크에 대하여 독립하여 설치된 컵형회전자와 컵형회전자를 지지하는 지지판과를 포함한 경량소형화가된 부재에 의해 구동체가 구성되고, 또 컵형회전자는 축방향으로 뻗어 와전류 발생면을 넓게 잡을수 있으므로 회전자의 토크에 대한 회전에너지를 비교적 낮게 설정할수 있고, 급격한 상승및 하강등 우수한 응답성이 있는 저관성 가변속 유도전동기를 제공할 수 있다. 또, 본 고안의 제2의 고안에 의하면 출력축에 장착되어 출력축의 회전구동을 제동하는 전자브레이크를 구비하고 있으므로 구동체를 강제적으로 제동할 수 있고 특히 속도강하의 응답성을 양호하게 할수 있다.

또 본 고안의 제3의 고안에 의하면 전동기에는 전동기내를 냉각시키는 냉각용 강제팬이 장착되어 있으므로 전동기내의 통풍에 의해 온도상승을 방지할수 있다.

또, 본 고안에 의하면 브레이크코일의 철심부를 지지하는 브라케트가 비자성체로 형성되어 있으므로 브라케트에 고정되어 있는 베아링을 통과하는 누설자속의 발생을 방지할수 있고 베아링의 와전류에 의한 발열손상을 방지할수 있다. 더 나아가서, 고정자는 통상의 유도전동기와 동일한 권선을 가진 고정자로 되어있고 또 회전자는 축방향으로 뻗은 간단한 컵형으로 형성할수 있으므로 구조가 간단하며 직경방향으로 소형화 할 수 있는 잇점을 갖고 있다.

Claims (3)

1. 프레임(10)내의 외주축에 고정되는 고장자(14)와, 고장자(14)에 아주좁은 간격을 두고, 대향 배치되어 어 프레임(10)내의 내주측에 고정되는 요크(16)와, 상기 간격내에 회전자재하게 삽입된 상태로 출력축(26)에 고정되는 컵형회전자(30)와 출력축(26)에 장착되어 출력축(26)의 회전구동을 제동하는 전자브레이크(42)와, 전동기에 장착되어 전동기내를 냉각시키는 냉각용 강제팬(56)등을 구비한 것을 특징으로하는 저관성 가변속 유도전동기.
2. 청구범위 제1항에 있어서, 전자브레이크(42)는 브라케트(18)에 지지되는 철심부(46)와 그 철심부(46)에 자속을 유도하는 브레이크코일(18)을 포함하며, 상기 브라케트(18)는 비자성체로 되는 것을 특징으로 하는 저관성 가변속 유도전동기.
3. 청구범위 제1항에 있어서, 고정자(14)는 통상의 유도전동기와 동일한 고정자로 되는 것을 특징으로하는 저관성 유도전동기.