KR930006100B1 - 다상전원방식에 의한 극수변환 전동기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

다상전원방식에 의한 극수변환 전동기

제1도는 종래의 극수 변환전동기의 구성도.

제2도는 전원장치 A~I를 코일 a~i에 접속한 본 발명의 구성도.

제3도는 슬럿트(slot)에 코일을 결선한 본 발명의 코일 결선도.

제4도는 슬럿트 수가 18, 코일 수가 9개 일때의 본 발명의 코일 배치도.

제5도는 2극과 6극시에 코일에 흐르는 전류량의 도표.

제6a, b, c도는 기저 극수가 2극의 경우 각 슬럿트에 흐르는 전류분포도로서,

(a)는 2극시 각 슬럿트에 흐르는 전류분포도.

(b)는 6극시 각 슬럿트에 흐르는 전류분포도.

(c)는 4극시 슬럿트에 흘려야만 되는 전류분포도.

제7a, b, c도는 기져 극수가 4극의 경우 각 슬럿트에 흐르는 전류분포도로서,

(a)는 4극시 슬럿트에 흐르는 전류분포도.

(b)는 12극시 슬럿트에 흐르는 전류분포도.

(c)는 8극시 슬럿트에 흘려야만되는 전류분포도.

제8도는 지저극 수가 2극 일때의 코일배치도.

제9도는 기저극 4극을 나타낸 코일배치도.

제10도는 종래의 3상 유도 전동기의 구성도.

제11a, b도는 종래의 3상유도 전동기 코일배치도로서,

a는 2극 전동기의 코일배치도.

b는 6극 전동기의 코일배치도.

제12도는 6극시와 2극시의 저속 고출력과 고속 고출력을 그래프(graph)로 나타낸 전동기의 출력특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1~18 : 슬럿트(SLOT) a~i : 코일

a⁺,a^-~i⁺,i⁺: 코일의 극성을 표시한 단자

본 발명은 극수변환전동기에 관한 것으로, 특히 다수의 코일에 공급되는 전류의 위상을 변화시킴으로써 극수를 변화시키도록한 다상전원방식에 의한 극수변환전동기에 관한 것이다.

제10도에 도시된 바와같은 종래의 3상유도 전동기는 2극전동기로서 동작시키는 경우 제11a도와 같이 코일을 배치하고 6극 전동기로서 운용하는 경우 제11b도와 같이 코일을 배치한다. 2극 전동기와 6극 전동기의 특성은 제12도에 도시된 그래프와 같다. 즉, 6극 전동기는 저속에서 최대 출력에 도달하며, 2극 전동기는 고속에서 최대출력에 도달한다. 이와같이 전동기의 극수가 증가하면 저속고출력의 특성을 가지며, 전동기의 극수가 감소하면 고속고출력의 특성을 가진다.

그런데 공작기계 등과 같은 여러가지 토오크력이 요구되는 기계를 가동시키기 위해서는 전동기의 극수를 여러가지로 변환시켜야 할 필요가 있다. 이와 같은 필요에 따라 하나의 전동기를 2가지 극수로 변화시켜 사용할 수 있도록 하기 위해 제1도에 도시된 바와 같이 2극용 코일과 6극용 코일을 동시에 구비하고 기계식 접점에 의해 2극 또는 6극 코일을 선택함으로써 2극 또는 6극 전동기로서 동작시킬 수 있는 극수변환전동기가 제안된 바 있다.

그러나, 제1도의 극수변환전동기는 한쪽 코일을 사용하는 경우 다른쪽 코일이 사용하지 않는등 구조적인 낭비가 있고, 코일의 이용효율을 높이기 위해 2종류의 코일을 공동으로 사용하려고 해도 구조적 무리가 있고, 2종류의 코일을 동시에 구비하여야 하므로 불필요하게 전동기의 크기가 커지며 기계적 접점에 의해 극수를 변환함으로 인하여 동작에 대한 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로 한 종류의 코일을 구비하고 코일에 공급되는 교류전류의 위상을 변화시킴으로써 극수를 여러가지로 변환시킬 수 있도록 한 다상전원방식에 의한 극수변환전동기를 제공하는데 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 교류전류 공급명령을 출력하는 제어장치와, 상기 제어장치의 교류전류공급명령에 따라 각기 다른 위상의 교류전류를 전동기의 다수 코일 각각에 공급하는 다수의 전원장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 다상전원방식에 의한 극수변환전동기를 제공한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명은 제2도에 도시된 바와같이 제어장치(cu), 다수의 전원장치 A-I 및,다수의 코일(a-i)을 구비하여 이루어진다. 제어장치(cu)는 전원장치 A-I측으로 교류전원공급명령을 출력하고, 전원장치 A-I의 각각은 제어장치(cu)의 전원공급명령에 따라 다수코일(a-i)측으로 각기 다른 위상의 교류전류를 공급한다. 다수코일(a-i)은 제3도에 도시된 바와 같이 결선된다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이 코일 a는 슬럿트(1)과 (10)에 결선하고 코일 b는 슬럿트(2)와 (11)에 코일 C는 슬럿트(3)과 (12)에 d는 슬럿트(4)와 (13)에 코일 e는 슬럿트 (5)와 (14)에 코일 f는 슬럿트(6)과 (15)에 코일 g는 슬럿트(7)과 (16)에 코일 h는 슬럿트(8)과 (17)에 코일 i는 슬럿트(9)와 (18)에 각각 결선한 본 발명의 코일결선도이다.

또한 도시한 도면중 제4도는 슬럿트 수가 18, 코일 수가 9개 일때의 본 발명의 코일배치도를 나타낸 것이고, 제5도는 2극과 6극시에 코일에 흐르는 전류량의 도표이며, 제6a도는 2극시 각 슬럿트(1~18)에 흐르는 전류분포도,제6b도는 6극시 각 슬럿트(1~18)에 흐르는 전류분포도이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 실시예에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

제4도와 같이 배치된 코일을 구비한 전동기로 2극 전동기를 실현하기 위해 전원장치 A-I로 부터 코일(a-i)의 각각에 제5도에 도시된 바와 같은 각기 다른 위상을 갖는 교류전류를 공급하면(제5도에서 Io는 최대치를 표시하고 W는 각 속도를 표시함) 코일(a-i)이 결선된 슬럿트(1-18)에는 제6a도에 도시된 바와 같이 각기 다른 위상의 교류전류가 공급되므로 제3도에 도시된 바와 같이 하나의 코일로 결선된 슬럿트(2)와 슬럿트(11)에는 동일방향의 전류가 공급되어 2극 전동기가 실현된다.

또한 제4도와 같이 배치된 코일을 구비한 전동기로 6극 전동기를 실현하기 위해 전원장치 A-I로 부터 코일 (a-i)의 각각에 제5도에 도시된 바와 같은 각기 다른 위상을 갖는 교류전류를 공급하면 코일(a-i)이 결선된 슬럿트(1-18)에는 제6b도에 도시된 바와 같이 각기 다른 위상의 교류전류가 공급되므로 제3도에 도시된 바와 같이 하나의 코일로 결선된 슬럿트(2)과 슬럿트(11)에 동일방향의 전류가 공급되어 6극 전동기가 실현된다.

그러나 4극 전동기는 제4도에 나타난 바와 같은 코일 배치도로는 실현시킬 수 없다. 즉 슬럿트(2)와 슬럿트(11)는 제3도에 보는 바와 같이 하나의 코일로 결선되어지므로 제6c도에서 보는 바와 같이 슬럿트(2)에서 흐르는 전류와 슬럿트(11)에서 흐르는 전류는 서로 반대방향으로 흐르게 된다. 따라서 슬럿트(2)와 슬럿트(11)에서 같은 방향으로 전류가 흘러야 하는 4극 전동기는 실현시킬 수 없다.

제8도에 도시된 바와 같이 2극 코일배치하여 코일과 전원의 수를 추가시킴으로써 코일을 15개로 하여 슬럿트를 30개로하고 코일을 21개로 하여 슬럿트를 42개로 하면 2극, 6극, 10극, 14극, 18극(2×홀수극)의 전동기를 실현시킬 수 있지만, 하나의 코일로서 결선되는 슬럿트와 슬럿트 간에 서로 반대 방향으로 전류가 흐르는 경우가 발생하는 8극, 12극(2×짝수극) 전동기는 실현할 수 없다.

한편, 제9도와 같이 4극 코일을 배치하여 18개의 코일과 36개의 슬럿트로 전동기를 실현할 경우 코일 그룹이 원주상으로 4회 반복하면서 결선되므로 제7a도와 같은 전류가 슬럿트(1-36)에 흐르게 되면 4극 전동기가 실현되고 제7b도와 같은 전류가 슬럿트(1-36)에 흐르게 되면 4극의 전동기가 실현되고 제7b도와 같은 전류가 슬럿트(1-36)에 흐르게 되면 12극의 전동기가 실현된다. 그러나 8극 전동기의 경우 슬럿트(2)와 슬럿트(11)는 동일 코일로서 결선되므로 제7c도와 같은 전류를 슬럿트(1-36)에 공급하면 슬럿트(2)에 흐르는 전류와 슬럿트(11)에서 흐르는 전류가 반대 방향으로 흐른다. 따라서 슬럿트(2)와 슬럿트(11)에 같은 방향의 전류가 흘러야 하는 8극 전동기는 실현시킬 수 없으며, 16극과 24극(4×짝수극) 전동기도 실현할 수 없다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 전동기의 특성을 강화시키지 않고 극수를 변환시켜서 전동기를 실현시킬 수 있고, 또 기계적 접점을 사용하지 않으므로서 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 교류전류공급명령을 출력하는 제어장치와, 상기 제어장치의 교류전류공급명령에 따라 각기 다른 위상의 교류전류를 전동기의 다수 코일에 공급하는 다수의 전원장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 다상전원방식에 의한 극수변환전동기.
2. 제1항에 있어서, 상기 다수의 전원장치로 부터 상기 전동기의 다수 코일에 공급되는 교류전류의 위상을 변화시킴으로써 극수를 변환하는 것을 특징으로 하는 다상전원방식에 의한 극수변환전동기.