KR930006288Y1 - 교류모터의 코일 설치 구조물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[고안의 명칭]

교류모터의 코일 설치 구조물

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 고안에 따른 코일 설치 구조의 제1실시예를 도시한 회로도.

제2도는 제1도의 코일 설치 구조중 1위상을 슬롯과의 대응에 있어서 도시한 코일 설치 구조도.

제3도는 본 고안에 따른 제2실시예의 회로도.

제4도는 본 고안에 따른 제3실시예의 회로도.

제5도는 본 고안에 따른 코일 설치 구조를 가진 교류 모터의 출력 특성 그래프이다.

[고안의 상세한 설명]

[기술분야]

본 고안은 출력을 크게 변화시키는 일없이, 저속에서 고속까지의 넓은 회전 속도 영역에서 사용가능한 교류 모터의 코일 설치 구조물에 관한 것으로, 넓은 회전 속도 영역에서 고 출력을 보존할 수 있는 스핀들 모터로서 사용 가능하다.

[배경기술]

공작 기계에서 스핀들 모터의 각도 위치를 제어하는 C측 제어에 있어서, 콘타링(형조각) 가공을 하는 경우는, 스핀들을 미끄럽게 초 저속 회전시킴과 동시에 고 출력을 필요로 한다. 나아가서는 통상의 절삭 가공 등을 행하려면 고속 회전과 고 출력을 필요로 한다.

상기한 2개의 요망에 응하기 위해, 종래는 2개의 모터를 설치하고 있었다. 즉 하나는 저속용이며, 다른 하나는 고속용이다. 그러나 이 방식은 경비가 많이 들고 설치 공간을 크게 필요로 한다. 또한 벨트나 기어를 부착시켜서, 저속영역에서 고속 영역까지 고 출력을 보존하는 방식도 채택되고 있으나, 이 경우도 경비가 많이 들고, 필요한 공간이 커진다.

[고안의 개시]

따라서 본 고안의 목적은, 단지 하나의 모터에 의해 광범위한 회전 속도 영역에 있어서 고 출력의 보존이 가능함과 동시에 공간 절약화에 적합한 교류 모터를 제공하는 것이다.

상기 목적에 따라, 본 고안은 교류 모터의 각 슬롯에 삽입시켜서 설치하는 전력 공급용의 각각의 위상 코일의 설치구조물로서, 이 각각의 위상 코일을 각 위상에 대응하는 각 슬롯에 삽입하여 설치된 코일 권선을 각각의 위상마다 다수쌍으로 구비하여, 설치가 끝난 각각의 위상 각 조 코일 권선마다 코일끝을 각각의 위상의 단자군의 각 단자에 상호 접속시켜, 각각의 위상 단자군의 각 단자와 전원과의 접속을 전환시키는 전환 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 코일 설치 구조물을 교류 모터에 제공하는 것이다.

각각의 위상에 코일 권선은 단자를 거쳐서 각 슬롯에 삽입되어 있으므로, 전원을 전환 수단에 의해 각각의 위상내의 단자군중의 어느 단자와 접속하느냐에 따라, 각 슬롯내에 삽입하고 있는 코일의 통전 코일수가 정해진다. 이것에 따라 모터의 일정 회전 속도 범위에 있어서 출력을 겸해 일정하게 보존할 수가 있고, 또한, 고 출력을 보존한 상태에서 저속에서 고속까지의 범위를 연속적으로 운전할 수가 있다.

[고안을 실시하기 위한 가장 양호한 실시예]

본 고안을 첨부 도면에 도시한 실시예를 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 먼저 제1도는 U, V 및 W로 형성되는 3위상의 교류 모터에 있어서 각각의 위상 코일을 스타 결선한 상태를 도시하는 회로도이며, 제2도는 U위상만을 설치한 구조를 참조번호 제1,2,3 등에 의해 도시하고 있는 슬롯 위치와의 관계에 있어서 실제의 설치 구조로서 도시한 회로도이다. 각각의 위상 코일 U, V 및 W는 중성점(XYZ)에서 전기 접속되어 있으며, 각각의 위상내의 코일의 설치 구조는 서로 동일하기 때문에, 이후에는 U위상에 대해서만 설명한다.

U위상 코일 권선의 양단은 각각 중성점(XYZ)과 단자(U1)에 접속되어 있다. 여기에서는 예로서 36개의 슬롯을 갖는 교류 모터를 생각하고 있으며, 단자(U1)를 출발한 코일은 슬롯 1,12,2,11,3,10의 순서로 삽입하여 제1코일 권선(X1)을 구성하여, 이것에 계속해 슬롯 19,30,20,29,21,28의 순서로 삽입해서 다른 코일 권선(X2)을 구성한다. 여기에서 각 슬롯의 번호는 적은 번호의 슬롯에서 큰 번호의 순서로서 원주 방향으로 정렬되어 있는 것을 표시하고 있다. 상기한 슬롯(28)을 통과한 코일은 단자(U2)를 경유하여 다시 슬롯(1)에 삽입된다. 이후, 코일이 통과하는 슬롯의 순서는 상기한 제1쌍의 코일 권선(X1, X2)의 경우와 같으며, 제2쌍의 코일 권선(X1', X2')을 구성한다. 최후의 슬롯(28)을 통과한 코일은 중성점(XYZ)에서 종결된다.

이상의 실시예에서는, 예를들면, 제1조의 코일 권선(X1,X2)은 각 슬롯에 깊숙이 설치하고, 제2조의 코일 권선(X',X')은 각 슬롯의 개구부에 가깝게 설치한다. 본 실시예에서는, 중간 부분의 단자는 단자(U2) 하나뿐이나, 필요하면 상기 코일의 설치 순서에 따라 반복되므로서 다수를 설치할 수 있다. 제1도 및 제2도에 도시된 실시예의 경우에는, 중성점(XYZ)과 단자(U1)를 거쳐서 전력을 공급하면 모든 코일 전선(X1,X2,X1',X2')을 사용하게 되나, 중성점(XYZ)과 단자(U2)를 거쳐서 전력을 공급한 경우는 코일 권선(X1',X2')만에 통전되고, 나머지의 코일 권선(X1,X2)에는 통전되지 않는다. 이들의 단자의 전환 장치의 예로는 전자계전기(MCC)등이 있다.

전류 제어에 의해 전력을 공급하면, 주울(joule) 열등의 손실을 무시한 조건에 있어서는, U위상 코일이 발생시키는 자장의 세기는 각 슬롯을 삽입하고 있는 코일의 삽입 회수, 즉, 코일의 권수에 비례한다. 따라서 출력은 코일 권수와 회전 속도(N)에 비례하게 된다. 따라서 교류 모터를 저속 영역에서 사용하는 경우에는 회전 속도(N)가 적기 때문에 고 출력을 얻으려면 사용하는 코일 권수를 많게 하고, 고속 회전시켜 사용하는 경우에 코일 권수는 최소한 저속 회전시와 같은 정도의 출력을 얻을 수가 있다. 낮은 회전 속도(N)에서는 단자(U1)를 거쳐서 전력 공급을 행하여, 동일 슬롯(S)내의 코일을 모두 사용한다.

또한 높은 회전 속도(N)에서는, 저 회전 속도의 경우와 같은 정도의 출력을 얻기 위해서 코일의 중간에 설치한 복수개의 단자중 적절한 권수로 되는 단자를 선택하여 사용하면 된다. 각 위상에 단자를 2개씩 설치하는 경우에 있어서, 사용 예정의 저 회전 속도 영역과 고 회전 속도 영역과의 각 베이스 회전 속도(N,NH,제5도 참조)가 정해져 있는 경우는 이들의 양 회전 속도비에 의한 코일 권수로 되도록 단자(U2)를 설정하면 된다. 전압 제어에 의해 전력을 공급하는 경우에는, 각 슬롯에 삽입된 코일선에 흐르는 전류값과 코일 권수, 및 회전 속도(N)에 의해 출력이 변하므로, 권선의 중간에 설치하는 단자 양단의 코일선을 저항 특성이 다른, 예컨대 다른 재질의 선재를 사용하여도 된다.

제5도는 제1도 및 제2도에 도시한 본 고안에 따른 코일 설치 구조를 갖는 교류 모터에 의한 출력 특성을 도시하고 있다. 실선(50)은 베이스 회전 속도(NL)를 갖는 저 회전 속도 영역에서 교류 모터를 사용한 경우의 출력(P)의 회전속도(N)에 대한 특성 곡선을 도시하고, 다른 실선(52)은 베이스 회전 속도(NH)를 갖는 고 회전 속도 영역에서의 출력(P)의 특성 곡선을 도시하고 있다. 양 특성곡선(5052)의 교차하는 회전속도(NS)를 경계로 하여 각 위상의 사용 코일 권선을 전환시키면, 사용이 가능한 최대 회전수(Nmax)와 베이스 회전 속도(NL)사이의 영역에서의 출력 변동이 적은, 파선(54)으로 도시한 출력 특성이 얻어진다. 즉, 저 회전 속도 영역의 사용시는, 각 위상에 있어서 코일 권선(X1,X2,X1',X2')을 모두 사용하고, 고 회전 속도 영역의 사용시는 코일 권선(X1',X2')만을 사용한다.

제1도 및 제2도는 코일 권선을 단지 직렬도 접속한 실시예이나, 제3도에는 직렬 접속과 함께 병렬 접속을 한 경우의 다른 실시예이다. 파선으로 표시한 SL은 1개의 슬롯을 도시하고 있다. 즉 단자(U1)에서 전력 공급하면 모든 코일 권선(A1,A2,A1',A2')이 사용되나, 단자(U2)를 사용하면 코일 권선(A1',A2')만이 사용하게 되어 1개의 슬롯(SL)내에서는 통전되지 않는 코일이 존재하게 된다.

제1도에서 제3도까지는 모든 스타 결선에 있어서의 실시예이나, 제4도에서는 델타 결선에 있어서의 실시예를 도시하고 있다. U위상에 대해서는 제1도의 경우와 같이 4개의 코일군(1,X2,X1',X2')은 직렬로 접속되어 있으며, 1개의 슬롯에는 파선(SL)으로 표시된 바와 같이 2개의 코일 권선(예를들면 X1과 X1')의 각각의 일부분이 삽입 설치되어 있다. 이 코일 권선 구조에 있어서, 저 회전 속도 영역에서 모터를 사용하는 경우에는, 도시한 스위치(SW)를 닫고 스위치(SW')를 개방하여 각 위상(U,V,W)으로의 전력 공급을 단자(U',V',W')를 거쳐서 행한다. 또한 고회전 속도 영역에서는 스위치(SW')를 닫고 스위치(SW)를 개방하여 단자(U2,V2,W2)에서 전력 공급을 한다. 후자의 경우 위상(U)에 관해서는 코일 권선(X1',X2')만에 통전이 행해지게 된다.

이상의 설명에서 명백해진 바와 같이 본 고안에 의하면, 코일 권선의 결선을 전환하는 것만으로 저 회전 속도에서 고 회전 속도까지의 넓은 회전 속도 범위에 있어서 고 출력이 보존된다. 따라서, 저 회전 속도 및 고 회전 속도의 양 영역에 있어서 사용할 필요가 있는 공작 기계의 스핀들 모터등에 적용하면 적은 경비로 공간을 절약할 수 있는 구동원 제공이 가능해진다. 또한 각각의 위상 코일 권선의 중간에 설치하는 단자는 각각의 위상 코일 권선의 사용 코일 권수를 적절하게 선정하여 설치할 수 있고, 또한 다수의 위치에 설치할 수가 있으므로, 고 회전 속도 영역과 저 회전 속도 영역의 수가 있으므로, 고 회전 속도 영역과 저 회전 속도 영역의 각각에 베이스 회전 속도의 비율을 임의로 설정 및 변경할 수가 있다.

Claims (2)

1. 교류 모터의 코일 설치 구조물에 있어서, 복수상의 각 상에 교류 전력을 공급하는 복수의 전력 공급용의 권선을 구비하고, 상기 각 권선은 미라 동일 코일 형상으로 형성한 다수 쌍의 코일을 구비하고, 이들 코일을 교류 모터의 각 대응하는 상의 슬롯내에 장전 및 배치하고, 각 동일 코일 형상화한 각 쌍의 코일 단부는 대응하는 상의 복수의 단자에 접속하고 그 단자의 전원사이의 접속점을 스위치 수단으로 접속하고, 이때 저속 영역에서는 상기 각 상에서의 상기 다수 쌍의 등가적으로 미리 형성한 코일 모두를 상기 슬롯내에서 상기 스위치 수단으로 접속하고 그리고 고속 영역에서는 각 상의 상기 동일 코일을 미리 형상화한 코일에서 한개 코일만을 상기 슬롯내에서 상기 스위치 수단으로 접속하도록 구성한 것을 특징으로 하는 코일 설치 구조물.
2. 제1항에 있어서, 상기 전력 공급용 권선이 성형 결선 또는 델타 결선으로 접속되는 것을 특징으로 하는 코일 설치 구조물.