KR890004920B1 - 변속 전동기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

변속 전동기

제 1 도는 본 발명 변속 전동기의 부분 절취 사시도.

제 2 도 가-나는 본 발명 변속 전동기의 원리를 설명하기 위한 단면도.

제 3 도는 본 발명 변속 전동기의 고정파 권선의 결선 회로도.

제 4 도 가-사는 본 발명 변속 전동기의 작동을 설명하기 위한 파형도.

본 발명은 회전속도를 입력교류전압의 가변으로만 가변시킬 수 있는 전동기에 관한 것으로서 특히 교류 모터에 적용하여 회전자의 회전속도를 가변시킬 수 있는 변속 전동기에 관한 것이다.

종래에는 공급되는 전력이 교류인 경우에는 공급되는 교류 전력의 주파수 및 고정자의 극수 또는 회전자의 저항값에 의하여 전동기의 회전 속도가 결정되었으므로 회전자의 회전 속도를 가변하기는 복잡하고 어렵다. 그러므로 고정자 권선에 많은 텝을 설치하여 인가 되는 교류 전력을 가감하므로서 고정자의 극수를 가변시키는 방법 또는 인버터를 이용하여 공급교류전원의 주파수를 변경시키는 방법 그리고 회전자 저항값을 가변시키는 방법등이 있으나 이러한 방법들은 실제 얻는 전동기의 회전자회전 속도 가변효과 보다 부대 설비의 구조가 크게 되어 전동기 크기가 대형화 되며, 동시에 제작비용이 많게 되는 단점이 크기 때문에 실제 사용에는 적합하지 않다.

본 발명은 이러한 종래의 단저을 해결하기 위하여 전동기의 고정자권선만을 제1,2 권선으로 2분 하여 축을 중심으로 상호 90°전기각을 갖도록 위치시켜 2분된 고정자 권선의 제 1권선이 유도부 역활을 할때 제 2권선이 구동부로 작동되도록 하고 제 2 권선이 유도부 역활을 할때 제 1 권선이 구동부로 작동되도록 하여 공급 교류 전력의 전압 조절로서 구동부의 발생 구동력을 가변시키도록 하므로서 간단한 구성으로서 전동기의 회전 속도를 가변시킬수 있는 변속 전동기를 제공하는 것을 목적으로 하며, 이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선 제 1도 및 제 3 도를 참조하면 본 발명 변속 전동기는 , 철심(11)에 회전자 권선(12)이 축방향으로 설치되어 단락링(13, 14)으로 연결된 회전자 (10) 및 고정자(20)를 포함하는 전동기에 있어서, 고정자(20)를 제 1 및 제 2 철심(21, 22) 및 제 1및 제 2 고정자 권선(23,24)로 형성함과 동시에 제 1고정자 권선(23)이 감긴 제 1철심(21)을 제 2 고정자 권선(24)이 감긴 제 2철심(22)에 대하여 회전자 축을 중심으로 전기각이 상호 90° 어긋나게 위치 시키고, 제 1고정자 권선(23)에 제 2고정자권선(24)을 곤텐서(25)를 통하여 병열 연결하여서 제 1 및 제 2 고정자권선(23,24)에 인가되는 고류 전원의 파형이 상호 90°의 위상차를 갖도록 하며, 회전자 (10)이 회전자 철심(11)을 제 1 및 제 2 철심 (15,16)으로 구분하여 각각 고정자(20) 제1 및 제 2 철심(21,22)에 대응되도록 위치 시키고, 공급교류 전원(AC)에는 전압조절기(30)를 설치 하여된 것으로서, 여기에서 미설명 부호 17 : 회전자(10)의 축, 18 : 제1 및 제 2 철심(15, 16)사이의 공간, 19 : 단락(13,14)링이 연결부, 40 : 하우징, 41 : 축 베아링이다.

이러한 본 발명 변속 전동기의 원리를 제 2 도 가, 나 및 제 4 도가 가-사를 참조하여 설명하자면 공급 교류 전원(AC)에 단상 전력이 공급되면 제 4 도 가와같은 파형의 전력이 제 1 고정자 권선(23)에 가해진다. 그러므로 제 2 도 가에 도시된 바와같이 제 1 고정자 권선(23)에 전압이 인가 되므로 고정자(20)의 제 1 철심(21)에는 자속이 발생되어 제 1 철심(21)에는 자속의 N, S 극이 형성된다. 동시에 제 4 도 다와 같이 회전자(10)의 권선(12)에는 자속에 의한 전류가 발생된다.

이때 전류의 발생은 자속의 직각 방향에 위치한 회전자 권선(12)인 부분(가)에 발생되고 그 전류의 흐름 방향은 제 2 도 가에 도시된 바와같이 오른쪽에서 왼쪽의 방향이 된다.

그런데 회전자 권선(12)의 전류 발생 부분(가)은 제 1고정자 철심(23)이나 제 1 고정자 철심(21)에 대해서는 90°방향이 되나 제 2 도 나에 도시된 바와같이 제 2 고정자 권선(24)이나 제 2 고정자 철심(22)에는 마주보는 위치가 된다. 또한 제 2 고정자 권선(24)에 인가 되는 교류전원(AC)은 콘덴서(25)에 의하여 제 4 도 나와같이 제 4 도가의 교류전원에서 90°위상 차이가 발생되고 또한 회전자 권선(12)의 부분(가)에 발생되는 전류도 제 1 고정자 권선(23)의 전류에 90°의위상 차이가 발생되므로 제 2 고정자 권선(23) 및 제 2 고정자 철심(22)에 의하여 발생되는 자속은 동일 위상이 되므로 제 4 도 마와같이 프레밍 법칙에 의하여 회전자(10)이 회전력이 발생 되는 것이다.

동시에 제 2 공정자 권선(23) 및 제 2 고정자 철심(22)에 의하여 발생되는 자속은 제 2 도 나와같은 방향으로 발생되므로 자속에 직각으로 위치되는 회전자(10)의 권선(12)의 부분(나)에 제 4 도 라와 같은 전류가 발생되고 이 전류는 역시 제 4 도 라와 같이 제 2 고정자 권선(23)에 인가 되는 교류전원(AC)에 대하여 다시 90°의 위상각을 갖게 되어 제 1 고정자 권선(22) 및 제 1 고정자 철심(21)에 의한 자속은 회전자(10)의 권선(12)의 전류와 동일 위상이 되어 제 4 도 바와같이 회전력이 발생되고 이러한 회전력은 제 4 도 사에 도시된 바와같이 제 1 및 제 2 고정자 권선(22, 23)에 의한 회전력의 합이 된다.

그러므로 본 발명에 있어서 회전자(10)의 회전력은 단순히 자계의 크기에 의해서만 결정되므로 자계의 세기만 조절하게 되면 회전자(10)의 회전속도가 가변될 수 있는 것이다.

즉 자계의 세기는 제1 및 제 2 고정자 권선(22, 23)에 인가 되는 교류전압의 크기에 비례하게 되므로 교류전압의 크기만 조절하게 되면 회전자의 회전 속도를 가변할 수 있게 되는 것이다.

이러한 교류 전압 조절기(30)은 이미 널리 알려진 기술이므로 여기에서는 더이상 상세히 설명을 생략하겠으나 간단한 구성으로는 트라이악등의 소자를 이용한 것도 있다.

이상에서 설명된 바와같이 본 발명에 의하면 교류 전압 조절기(30)의 전압조절에 의해서만 회전자의 회전속도 가변이 가능하고 여기에서는 단상 2극 모터를 예를 들어 설명하였으나 4극 이상의 단상 및 3상 다극, 다상 모터에도 제 1 고정자 권선 및 철심을 제 2 고정자 권선 및 철심에 축을 중심으로 전기각 90°의 차이를 두도록 하므로서 회전자의 회전 속도를 전압 조절로서만 쉽게 가변 할 수 있는 것이다.

또한 본 발명에 의하면 전동기의 회전 속도를 제어하기 위한 장치가 별도로 필요 없어 경제적일뿐 아니라 구조가 간단하게 되고 전력소비면에 있어서 전압 강하에 따른 손실이 없어 효율이 높아지며 특히 전동기 회전자의 속도를 저속에서 고속까지 무단각으로 제어 할 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 철심의 회전자 권선이 축 방향으로 설치되어 단락링으로 연결된 회전자 및 고정자를 포함하는 전동기에 있어서, 고정자를 제1 및 제 2 철심(21, 22)상에 제1 및 제 2 고정자 권선(23, 24)을 권선하여 제 1 철심(21)을 제 2 철심(22)에 대하여 회전자 축을 중심으로하여 전기각이 상호 90°가 어긋나게 위치 시키고, 제 1 고정자 권선(23)에 제 2 고정자 권선(24)을 콘덴서(25)를 통하여 병렬 연결 하여서 제1 및 제 2 고정자 권선(23, 24)에 인가 되는 교류 전원의 파형이 상호 90°의 위상각을 갖도록 하며, 회전자는 제1 및 제 2 철심(15, 16)으로 구분하여 회전자 권선(12)으로 연결하고, 제1 및 제 2 철심(15, 16)을 각각 고정자(20)의 제 1 및 제 2 철심(21, 22)에 대응되도록 설치하여된 변속 전동기.

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