KR970706640A - 전자식으로 스위치되는 유도 모터(electronically switched reluctance motor) - Google Patents
전자식으로 스위치되는 유도 모터(electronically switched reluctance motor)Info
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Abstract
본 발명의 모터는 매우 심플한 전자 회로로 파워되는 특정한 자기 회로를 가진다. 본 발명의 모터는 6개의 자극을 가진 회전자(12)를 둘러싸고 있는 8개의 비균등하게 이격진 자극(111)이 있는 4개의 U자형 자기 요오크(11,112)를 구비하고 있다, 상기 모터는 홀 센서(31)로부터 제어되는 두 개의 전력 트랜지스터(21)에 의해 구동된다. 주 권선(112x)을 스위치 오프하여 자유 설정(set free)되는 비자화 에너지는 종속 페이즈(Y)의 보조 권선(113Y)에 영구 에너지로서 결합 다이오드(22)를 통하여 방향지게 한다. 저렴하며 심플하고 조용하게 운영되는 고속성을 가진 상기 모터는 가스 및 유체용 펌프, 및 브로우어용으로 주로 사용되는 것이다.
Description
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 유효 토오크를 발생시키는 전기 회로의 부품들을 개략적으로 도시한 평면도이다.
Claims (41)
- 전자식으로 정류되는 자기저항 모터로서, 맥동식 자계를 발생시키는 자기 요오크를 갖추고 있고, 상기 요오크와 마주하여 회전하는 회전자가 설치되어 있으며, 상기 회전자의 자극이 제1요오크의 자극에 의해서 끌어당겨지고, 상기 회전자의 자극을 끌어당기는 인력이 상기 요오크의 자극과 관련된 상기 회전자의 자극의 위치에 따라 전자식으로 제공되도록 구성된 모터에 있어서, 상기 요오크의 자극(111)과 상기 회전자의 자극(121)이 서로 쌍을 이루며 각각 상기 모터의 회전축(52)과 마주하며 반경방향으로 대칭을 이루고 있고, 상기 요오크(11)의 권선(112,113)의 길이는 상기 요오크(11)가 자기식으로 작동하는 길이의 적어도 50% 정도이며, 적어도 하나의 주 권선(112)이 전력 트랜지스터(21)에 의해 교류 전원과 직력으로 접속되어 있고, 상기 트랜지스터(21)가 상기 요오크(11)의 자극(111)에 대한 상기 회전자의 자극(121)의 상대 위치에 따라서 제어되는 것을 특징으로 하는 모터.
- 전자식으로 정류되는 교류 모터에 있어서, 모터의 회전 방향을 따라 원주방향으로 배열된 적어도 2개의 요오크(11)를 갖추고 있고, 상기 요오크가 각각 권선(112)을 갖추고 있으며, 상기 권선 (112) 중 어느 하나가 전원으로부터 단락될 때 한 쌍의 다이오드(22)의 작동에 의해서 상기 요오크(11)가 상기 권선(112)중 어느 하나의 스위치오프 작동에서 발생되는 자기 유도 에너지를 반복적으로 전달하는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 주 권선(112X)에서 발생되는 자기 유도 전압이 요오크(11Y)의 보조 권선(113Y)으로 전달되어서 요오크(11X)를 작동 상태로 만드는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 4개의 U자 형상의 요오크(11)를 포함하고 있으며, 상기 요오크(11)가 하나의 원을 원주상으로 모두 8개의 자극(111)을 형성하는 권선(112)을 갖추고 있고, 각각의 요오크(11)의 사이로 6개의 특성 자극(121)을 갖추고 있는 회전자(12)가 회전하도록 구성되어 있으며, 각각의 상기 요오크(121) 사이에는 비자성 틈새가 형성되어 있고, 사이 회전자(12)의 각각의 자극(121)이 요오크(123)에 의해 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 하나의 상(y)으로부터 작동적으로 다음의 상(X)까지의 자기 에너지의 변화는 상기 회전자의 자극(121)이 상기 요오크의 자극(112Y)으로부터 작동적으로 다음의 자극(111X)까지 변화하는 것과 동시에 발생되는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제5항에 있어서, 상기 자극(11X 및 111Y)의 측방향 말단부들이 충분히 작게 선택되어서 큰 자계 손실을 발생시키지 않는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 요오크(11X,11Y)가 공동으로 상기 권선과 회전자 사이의 지역 내에 함께 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제1항 내지 제7항중 어느 한 항에 있어서, 자기적으로 작동하는 부품(11,12)이 단단한 비자성 프레임(5)에 의해 서로 상대적으로 위치되어 있고, 상기 프레임이 상기 자극들 사이로 중간부재(511)를 갖추고 있으며, 상기 중간부재(511)가 상기 요오크(11)의 자극(11) 안으로 고정되게 결합하는 돌출부(5)를 갖추고 있고, 상기 자극(111)과 상기 회전축(52)의 사이에는 가장 짧은 경로를 따라서 단단한 기계적 연결부가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제8항에 있어서, 상기 프레임(5)이 지지부재(54), 기판(57), 펌프의 절반하우징(51), 부착용 블록(56)등과 같은 다른 작동 부재를 더 포함하고 있는 다기능 부재로서 작용하는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터가 밀폐된 압력 공간에 수용된 액체 내에서 작동하며, 상기 모터의 구성 부품들이 적절한 재료로 선택됨과 동시에 예를들어 합성 수지 등의 재료로 둘러사여지거나 그러한 재료 내에 삽입됨으로써 보호되는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터가 얇은 셸(512)에 의해 외부로부터 밀봉되어 있는 회전자 챔버를 갖추고 있으며, 상기 셸(512)이 플래스틱, 중합체나 천연 혹은 합성 고무의 층, 또는 적절할 자성 및 도전성을 갖춘 금속 합금으로 이루어져 있고, 상기 셸의 표면적의 대부분이 외부의 자극(111) 상에서 또는 이들 자극 사이로 위치된 비자성 충전재 상에서 지지되어 있어서, 상기 셸은 최소한 중간 표면 상으로 단지 압축력의 작용을 받는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터의 회전자(12)가 펌프의 회전자(62)와 직접 연결되어 있고, 상기 회전자(12 및 62)가 상기 회전축(52)상에 함께 장착되어 있으며, 상기 회전축(52)이 세라믹 재료로 제조되어 있고 베어링(54)의 사이에서 회전작동하는 것을 특징으로 하는 모터.
- 전자식으로 정류되는 모터에 있어서, 내부 회전자(12) 및 외부 회전자가 지지 프레임(5)과 함께 조립되어서 서로 반대방향으로 각각 회전하도록 구성되어 있고, 이러한 회전작동에 따라 모터의 유용한 축력의 일부가 발생되는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제13항에 있어서, 상기 모터가 서로 마주하게 회전작동하는 송풍기 및 펌프에 사용되며, 상기 내부 회전자 및 상기 외부 회전자 조립체(11,5)가 유체 배수부재(64,641)를 구동시키는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제14항에 있어서, 상기 지지 프레임(5)이 회전축(52)과 일체로 구성되어 있으며, 상기 회전축(52)에는 구멍이 제공되어 있고, 상기 회전축의 말단부에는 각각 모터에 필요한 에너지를 전달하기 위해 브러쉬(521+,521-) 및 베어링(541,542)이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제15항에 있어서, 상기 배수부재(641)를 갖추고 있는 상기 내부 회전자(12)가 측방향으로 상기 외부회전자 조립체(11,5,64)안으로 삽입되어서 베어링(543)에 의해 상기 외부 회전자 조립체와 마주하여 회전하는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제16항에 있어서, 상기 배수부재(64,641)가 축선방향 회전자, 반경방향 회전자, 또는 대각선방향 회전자로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제17항에 있어서, 전기 접촉이 없는 작동에 의해 고정 부재로부터 시작되는 출력 제어가 예를들어 광전자 수단에 의해서 또는 자계를 사용하여 상기 모터의 전자식 회전부상에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제1항, 제8항, 및 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 또는 2개의 요오크(111)를 포함하고 있는, 상기 요오크의 내부에서 회전자가 2개 또는 4개의 자극(121)에 의해 회전하며, 상기 자극(121)이 상기 회전자의 작동 개시 위치를 설정하기 위한 보조 자석을 갖추고 있고, 상기 보조 자석이 상기 홀 센서(31)를 작동시켜서 상기 회전자의 위치를 검출하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제1항 내지 제19항중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전축(52)과 상기 회전자(12) 사이로 탄성편(53)이 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 바람직한 자석 방향을 갖는 쉬트 금속으로 제조된 자화가능화 부재(1)를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 탄성을 갖는 절연용 접착재에 의해 수로 부착되어 있는 쉬트 금속의 적층 구조물이 사용되며, 상기 적층 구조물이 밀봉되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 나선형으로 감겨진 적어도 하나의 금속 테이프(112,113)로 제조된 권선을 갖추고 있으며, 상기 권선이 절연용 박이나 또는 상기 테이크에 접착된 니스에 의해 절연되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전자(12)에 고정된 다극성 디스크(32)를 더 포함하고 있으며, 상기 디스크(32)가 디지탈 혹은 아날로그 출력을 갖는 상기 홀 센서(31)의 전방에서 회전하는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트랜지스터(21)의 게이트 전극을 작동시키도록 상기 모니터의 공칭 전압 보다 큰 전압이 상기 권선(112,113)의 자기 유도 전압으로부터 제공되는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자기 유도 전압(Ua)의 피크 값들이 상기 트랜지스터(21)의 게이트 전극에 대한 공급 전압을 제공하도록 캐패시터(25)에 저장되는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제26항에 있어서, 상기 위치 검출용 홀 센서(31)의 출력의 논리 신호가 상기 트랜지스터(21Y)의 게이트 전극을 작동시키도록 직접 사용되어서, 상기 논리 신호의 레벨을 트랜지스터(28)에 의해 변화시킴으로써 상기 논리 신호가 다른 전력 트랜지스터(21X)의 작동에 간접적으로 작용하는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀 센서(31)의 출력의 논리 신호에 변화에 의해서 또는 상기 요오크(11)에 대해 서로 다른 각도 위치를 갖는 2개의 홀 센서(31) 사이의 변환에 의해 회전 변화가 제공되는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터의 출력은 혹은 회전 속도의 제어가 전력 반도체(21)의 작동 신호가 상 변화에 의해서, 상기 홀 센서(31)의 작동에 의해서, 상기 모터 변위에 있어서, 또는 자계의 변화에 의해서 각각 수행되는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터의 출력 제어가 각도로 판단되는 상기 제어 반도체(21)의 도전 시간의 변화에 의해서 수행되는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제28항에 있어서, 상기 모터의 출력 제어가 상기 트랜지스터(21)의 제어 펄스의 펄스 대역(L)을 변화시킴으로써 수행되며, 상기 제어 펄스는 상기 홀 센서(31)의 논리 2개의 상태 변화 사이에서 한번 또는 몇 번씩 발생하는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제31항에 있어서, 전류 또는 회전 속도의 한계치에 도달할 때 상기 반도체(21)를 통과하는 전류의 중단이 발생하는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제32항에 있어서, 상기 제어 반도체(21)가 단락될 때 발생하는 자기 유도전압(Ua)이 상기 주 권선(112)으로 복귀되며, 상기 홀 센서(31)의 논리 상태가 변화되지 않는 동안에는 상기 자기 유도 전압(Ua)이 다른 제어 가능한 반도체(211)에 의해서 발생하는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제33항에 있어서, 상기 제어 반도체(21,211)의 도전 작동의 개시가 상(X,Y)과 동시에 발생하지만, 상기 트랜지스터(211)의 단락은 상기 홀센서(31)의 출력의 논리 상태가 변화될 때에만 발생하는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제1항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주 권선(112)으로부터 발생되는 자기 유도 전압(Ua)은 상기 주 권선(112)과 상기 제어 반도체(21) 사이의 접속부에서 발생되어 상기 다이오드(22)를 통해 상기 보조 권선(113)의 기단부로 도전되며, 상기 보조 권선(113)의 말단부는 상기 주 권선(112)의 기단부에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제35항에 있어서, 상기 모터의 전자 부품들이 단일의 회로판 상에 집적되어 상기 요오크와 일체식으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터가 상기 모터에 대한 상기 자기 회로(1)의 유도율의 식별에 근거한 전자식 회전자 위치검출 및 작동 개시에 의해서 제어되며, 논리 비교 처리에 의해서 상기 회전자 위치의 유도가 상기 반도체(21)의 게이트 연속적인 작동에 대하여 수행되는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 권선(113X)의 스위치오프가 그 자체의 매개변수, 예를들면 전류에 근거하여서 수행되거나 또는 다름의 권선(112Y)에 유도되는 전압으로 인하여 수행되며, 이러한 작동이 전자식 프로그램에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 권선(112X)의 단락이 전자 회로의 작동에 의해서 다음의 권선(112Y)의 지연된 또는 즉각적인 스위치온을 야기시켜서, 상기 모터의 주기적인 상 변화의 제어가 수행되는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반도체(21)의 제어가 상기 회전자 위치를 결정함이 없이 소정의 프로그램에 따른 전자 회로에 의해서 수행되는 것을 특징으로 하는 모터.
- 제1항 내지 제23항 그리고 제38항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터가 스콰이럴 케이지 권선을 갖춘 동기 회전자를 사용하는 것을 특징으로하는 모터.※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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