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KR100620350B1 - An electric blower - Google Patents

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KR100620350B1
KR100620350B1 KR1020050012748A KR20050012748A KR100620350B1 KR 100620350 B1 KR100620350 B1 KR 100620350B1 KR 1020050012748 A KR1020050012748 A KR 1020050012748A KR 20050012748 A KR20050012748 A KR 20050012748A KR 100620350 B1 KR100620350 B1 KR 100620350B1
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stator
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electric blower
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유지 아키야마
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삼성광주전자 주식회사
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Abstract

내원심력이 높고 소형이고 고속회전이 가능한 동송풍기가 개시된다. 개시된 전동 송풍기는, 급전 브러시에 의해 슬립 링을 통해서 여자 전류가 공급되는 회전자 권선과 자극 위치 검출용 센서 브러시가 당접되는 전극편 부착 링을 가지는 회전자; 2극의 자극 및 고정자 권선을 가지는 고정자; 상기 고정자를 보유하고 주풍로(主風路)가 되는 케이싱; 및, 회전축에 부착된 원심팬;을 포함하며, 상기 고정자의 상기 2자극 간을 연결하는 계철의 내벽부에 영구 자석을 고정시키고, 상기 회전자의 상기 자극 위치 검출용 센서 브러시의 신호에 의해 반도체 스위치를 단속시키고, 상기 회전자 권선 및 상기 고정자 권선의 통전 전류를 제어한다.Disclosed is a copper blower having high centrifugal force, small size, and high speed rotation. The disclosed electric blower includes: a rotor having a rotor winding to which an excitation current is supplied through a slip ring by a feeding brush and an electrode piece attachment ring to which a sensor brush for detecting a magnetic pole position is abutted; A stator having two poles and a stator winding; A casing which holds the stator and becomes a main wind path; And a centrifugal fan attached to the rotating shaft, wherein the permanent magnet is fixed to an inner wall of the yoke connecting the two magnetic poles of the stator, and the semiconductor is controlled by a signal of the sensor brush for detecting the magnetic pole position of the rotor. The switch is interrupted and the energizing current of the rotor winding and the stator winding is controlled.

전동 송풍기, 내원심력, 고속회전, 영구자석, 회전자 권선 Electric blower, centrifugal force, high speed rotation, permanent magnet, rotor winding

Description

전동 송풍기{An electric blower}An electric blower

도 1은, 본 발명에 있어서의 전동 송풍기의 전체 구조를 나타내는 부분 종단면도 외형도,1 is a partial longitudinal sectional view showing an overall structure of an electric blower in the present invention.

도 2는, 제 1 실시예의 고정자 자극과, 고정자 권선을 나타내는 평면도,2 is a plan view showing a stator pole and a stator winding of the first embodiment;

도 3은, 슬립 링과 센서 링을 가지는 회전자를 나타내는 측면도,3 is a side view showing a rotor having a slip ring and a sensor ring;

도 4는, 제 1 실시예의 센서 브러시 및 센서 홀더를 나타내는 평면도,4 is a plan view showing a sensor brush and a sensor holder of the first embodiment;

도 5는, 제 2 실시예의 센서 브러시 및 센서 홀더를 나타내는 평면도,5 is a plan view showing a sensor brush and a sensor holder of a second embodiment;

도 6은, 제 1 실시예의 제어 회로도,6 is a control circuit diagram of the first embodiment;

도 7은, 제 2 실시예의 제어 회로도,7 is a control circuit diagram of a second embodiment;

도 8은, 본 발명에 있어서의 회전 원리 설명도이다.8 is an explanatory view of the principle of rotation in the present invention.

<도면의 주요 부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>

1: 전동 송풍기 2: 고정자, 1: electric blower 2: stator,

3: 회전자 4: 고정자 권선,3: rotor 4: stator reel,

5: 회전자 권선 6a, 6b: 케이싱, 5: rotor windings 6a, 6b: casing,

7: 원심 팬 8a, 8b: 베어링, 7: centrifugal fan 8a, 8b: bearing,

10: 양극 브러시 홀더 11: 음극 브러시 홀더,10: anode brush holder 11: cathode brush holder,

20, 21: 고정자 자극 32: 슬립 링, 20, 21: stator stimulation 32: slip ring,

32a: 양극 슬립 링 32b: 음극 슬립 링, 32a: anode slip ring 32b: cathode slip ring,

32c: 전극편 부착 링 33: 양극 브러시, 32c: electrode piece attachment ring 33: anode brush,

34: 음극 브러시 40: 센서 홀더, 34: cathode brush 40: sensor holder,

43a, 43b: 센서 브러시 50n, 50s: 영구 자석43a, 43b: sensor brush 50n, 50s: permanent magnet

본 발명은, 전기 청소기 등에 이용하기 위한 소형 경량을 가능하게 한 초고속 회전의 전동 송풍기에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 자동차의 기동시에 사용되는 과급기에 이용될 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an ultra-high speed electric blower that enables compact and light weight for use in an electric vacuum cleaner and the like. Further, the present invention can be used for a supercharger used at the start of a motor vehicle.

종래에는 전기 청소기 등에 이용되는 전동 송풍기용 모터로는 유니버셜 모터가 주류로 이용되었지만, 이 모터는 정류자와 브러시에 의해 전기자 전류를 정류하고 있기 때문에 브러시 수명이 짧아지고, 5만rpm 회전을 넘는 고속화나, 200V계의 고전압 구동시나, 2Kw에 가까운 대용량화시에는 사용이 어려웠다. 그 때문에, 최근에는, 반도체 제어에 의한 동기 모터, 특히 3상 브러시리스 DC 모터가 이용되게 되었다. 이 모터는 수명이 길지만, 회전자에는 영구 자석이 이용되고 있기 때문에, 고속화에는 여전히 한계가 있다. Conventionally, a universal motor is mainly used as a motor for an electric blower used in an electric vacuum cleaner. However, since this motor rectifies the armature current by the commutator and the brush, the brush life is shortened, and the speed exceeding 50,000 rpm It is difficult to use it at the time of high voltage driving of 200V system or the large capacity near 2Kw. Therefore, in recent years, synchronous motors under semiconductor control, particularly three-phase brushless DC motors, have been used. This motor has a long life, but since the permanent magnet is used for the rotor, the speed is still limited.

일본특허 제2823817호의 영구 자석 매립 모터로는 전기자 철심에 자석을 매립하는 구조가 개시되어 있는 바와 같이, 회전자의 강도는 강화된 타입도 나오고 있지만, 그 강도가 아직 불충분하다. 또한, 종래, 회전 위치의 검출에는 홀 IC가 이용되고, 그 구동 제어 회로에는 전용 IC를 이용한 3상 인버터 회로가 많이 이용되고 있다. 또한, 고정자 철심은 내주(內周)에 다수의 슬롯을 형성하여 분포 권선이 되고, 회전자와 고정자간의 갭에는 냉각풍이 통과하기 어려운 구조로 되어 있다. 또한, 구동 제어 회로에는 평활 콘덴서가 필요하여 큰 스페이스가 필요하게 되고 고비용이 되고 있다.As the permanent magnet embedding motor of Japanese Patent No. 2823817 discloses a structure in which a magnet is embedded in the armature core, a type of the strength of the rotor is also available, but the strength is still insufficient. Conventionally, hall ICs are used to detect rotational positions, and three-phase inverter circuits using dedicated ICs are often used for the drive control circuit. In addition, the stator iron core forms a plurality of slots in the inner circumference to form a distributed winding, and has a structure in which cooling wind is less likely to pass through the gap between the rotor and the stator. In addition, the drive control circuit requires a smoothing capacitor, which requires a large space, which is expensive.

이러한 동기 모터는, 고속 회전이 요구되는 반도체 제어 모터로 사용 시, 회전자가 영구 자석을 가지는 구조 때문에, 내(耐)원심력 강도가 부족하게 되는 문제점이 있었다. 또한, 브러시리스 DC모터의 구동 제어 회로는 복잡하기 때문에, 수납 스페이스가 커지게 되고 소형 경량화에 반하며 또한 고가라는 문제점이 있었다. Such a synchronous motor has a problem that, when used as a semiconductor control motor requiring high speed rotation, the inner core strength is insufficient due to the structure in which the rotor has a permanent magnet. In addition, since the drive control circuit of the brushless DC motor is complicated, there is a problem that the storage space becomes large, which is contrary to the small size and light weight, and is expensive.

또한, 회전 위치 검출에 이용되는 홀 IC는 사용 전압이 낮기 때문에, 주전원과 별개의 저전압 전원을 구비하여 모터내에 공급할 필요성이 생기게 되고, 스위칭 노이즈 등의 외부 노이즈의 영향을 받기 쉽다는 문제가 있었다. 또한, 고정자와 회전자간의 갭에는 냉각 풍로가 없고, 송풍 효율을 저하시키는 점이나 권선의 전류 밀도를 높혀서 소형화하고 재료비의 저감을 꾀하는 점에서 문제가 되고 있다.In addition, since the Hall IC used for the rotational position detection has a low use voltage, there is a problem that a low voltage power supply separate from the main power supply is required to be supplied into the motor, and that the Hall IC is susceptible to external noise such as switching noise. In addition, there is no cooling air path in the gap between the stator and the rotor, and there is a problem in that the blowing efficiency is lowered, the current density of the winding is increased, the size is reduced, and the material cost is reduced.

본 발명은, 상기한 반도체 제어 모터가 가지는 로터 강도나 냉각 효과, 센서의 결점을 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 본 발명의 목적은 구동 회로를 소형이면서 저가로 함과 동시에 보다 고속 회전의 모터로 할 수 있는 반도체 제어 모터를 이용한 전동 송풍기를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the problems of the rotor strength, cooling effect, and sensor of the above-described semiconductor control motor, and an object of the present invention is to provide a motor with a higher speed rotation while making the driving circuit compact and inexpensive. To provide an electric blower using a semiconductor control motor.

또한, 본 발명의 다른 목적은 차량용 과급기(過給機, supercharger)에 적합 한 전동 송풍기를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an electric blower suitable for a vehicle supercharger.

본 발명의 목적을 해결하기 위하여, 본 발명의 전동 송풍기는, 회전자는 슬립 링과 급전(給電), 수전(受電) 브러시를 통하여 회전자 권선에 DC전류를 흘려 원심력에 의해 파괴되지 않는 구조로 함과 동시에, 회전자 철심을 같은 간격, 같은 형상의 다슬롯으로 하고, 중첩 권선(overlapping wire)으로서 양호한 회전자 밸런스를 얻을 수 있도록 함과 동시에, 내원심력 강도를 향상시키는 것이다.In order to solve the object of the present invention, the electric blower of the present invention has a structure in which the rotor is not destroyed by centrifugal force by flowing a DC current through the rotor winding through a slip ring, a feeder, and a power brush. At the same time, the rotor cores are arranged at the same intervals and in the same slots in multiple slots, so that a good rotor balance can be obtained as an overlapping wire, and the strength of the core strength is improved.

또한, 본 발명의 목적을 해결하기 위한 전동 송풍기는, 급전 브러시에 의해 슬립 링을 통해서 여자 전류가 공급되는 회전자 권선과 자극 위치 검출용 센서 브러시가 당접되는 전극편 부착 링을 가지는 회전자; 2극의 자극 및 고정자 권선을 가지는 고정자; 상기 고정자를 보유하고 주풍로(主風路)가 되는 케이싱; 및, 회전축에 부착된 원심팬;을 포함하며, 상기 고정자의 상기 2자극 간을 연결하는 계철의 내벽부에 영구 자석을 고정시키고, 상기 회전자의 상기 자극 위치 검출용 센서 브러시의 신호에 의해 반도체 스위치를 단속시키고, 상기 회전자 권선 및 상기 고정자 권선의 통전 전류를 제어한다.In addition, the electric blower for solving the object of the present invention, a rotor having a rotor winding to which the excitation current is supplied through the slip ring by the power feeding brush and the electrode piece attachment ring to which the sensor brush for detecting the magnetic pole position; A stator having two poles and a stator winding; A casing which holds the stator and becomes a main wind path; And a centrifugal fan attached to the rotating shaft, wherein the permanent magnet is fixed to an inner wall of the yoke connecting the two magnetic poles of the stator, and the semiconductor is controlled by a signal of the sensor brush for detecting the magnetic pole position of the rotor. The switch is interrupted and the energizing current of the rotor winding and the stator winding is controlled.

여기서, 상기 회전자 권선과 상기 고정자 권선은 직렬 접속되고, 1개의 반도체 스위치에 의해 단속 제어되며, 상기 회전자 권선을 단독으로 여자하는 기동 수단을 더 포함하도록 구성할 수 있다.Here, the rotor winding and the stator winding may be connected in series, intermittently controlled by one semiconductor switch, and may further include starting means for exciting the rotor winding alone.

또한, 상기 고정자 권선은 2종의 서로 다른 감기 방향 권선으로 이루어져 있고 상기 회전자 권선과 직렬 접속하여 2개의 반도체 스위치에 의해 제어되며, 상기 회전자 권선을 단독으로 여자하는 기동 수단을 더 포함하도록 구성할 수 있다.In addition, the stator winding is composed of two different winding direction windings and connected in series with the rotor winding, controlled by two semiconductor switches, and configured to further include starting means for exciting the rotor winding alone. can do.

이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면을 참조하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to drawings.

도1은 일측의 절반을 세로 방향으로 자른 본안의 전동 송풍기이다. 도2는 고정자 자극과 고정자 권선 및 주회로 파워 트랜지스터를 나타내는 평면도이다. 도3은 회전자 측면도이며, 도4는 전극 브러시 및 브러시 홀더를 나타내는 평면도이다. 도1에 있어서, 고정자(2)는 원통 케이싱(6a)의 내부에 수납 고정되어 있다. 상기 고정자(2)의 내부에는 회전자(3)가 수납되고, 회전축(9)의 양단이 케이싱(6a, 6b)의 중앙부에 부착된 베어링(8a, 8b)에 회전이 자유롭게 지지되어 있다. 상기 회전축(9)의 선단부에는 원심팬(7)이 부착되고, 화살표로 나타내는 A점에서 B점에 이르는 풍로(風路)가 형성되어 있다. 상기 회전자(3)에는 전극편(piece) 부착 링으로서, 센서 링(32c)이 일체적으로 설치된 슬립 링(32)이 설치되어 있다. 또한, 양극 브러시 홀더(10)와 음극 브러시 홀더(11) 및 센서 홀더(40)에 의해, 각각 양극 브러시(33)와 음극 브러시(34) 및 도4와 도5에 도시하는 센서 브러시(43a, 43b)가 당접되어 있다.1 is an electric blower of the present invention with one half cut in the longitudinal direction. 2 is a plan view showing a stator pole, a stator winding, and a main circuit power transistor. Fig. 3 is a side view of the rotor, and Fig. 4 is a plan view showing the electrode brush and the brush holder. In Fig. 1, the stator 2 is housed and fixed inside the cylindrical casing 6a. The rotor 3 is housed inside the stator 2, and both ends of the rotation shaft 9 are freely supported by bearings 8a and 8b attached to the central portions of the casings 6a and 6b. A centrifugal fan 7 is attached to the distal end of the rotating shaft 9, and a wind path from point A to point B indicated by an arrow is formed. The rotor 3 is provided with a slip ring 32 which is integrally provided with a sensor ring 32c as an electrode piece attachment ring. Further, the anode brush holder 10, the cathode brush holder 11, and the sensor holder 40 make the anode brush 33, the cathode brush 34, and the sensor brushes 43a, shown in FIGS. 4 and 5, respectively. 43b) is encountered.

상기 고정자(2)는, 도2의 고정자 권선 결선도에 도시하는 바와 같이, 집중 권선의 2극 자극 구조로 되고, 케이싱의 원통 케이싱(6a)과의 사이 및 회전자(3)와의 사이에 충분한 냉각풍의 통로가 형성되는 구조로 되어 있다. 상기 회전자(3)는 도3에 도시하는 바와 같이, 다수의 슬롯을 가지는 철심(12)과 권선과 슬립 링(32)(양극 슬립 링(32a, 음극 슬립 링(32b))과 센서 링(32c)을 가지고, 회전축(9)에 고정되어 있다. 상기 센서 링(32c)은 양극 브러시(33)가 당접되는 양극 슬립 링(32a) 과 금속 부분이 일체화되고, 상기 음극 슬립 링(32b)과 함께 수지 성형에 의해 상기 슬립 링(32)으로 되어서 일체로 조립되어 있다. 상기 양극 슬립 링(32a, 32b)으로부터는 각각 양극 텅그스텐(37)과 음극 텅그스텐(38)이 나오고, 중첩 권선의 회전자 권선(5)이 감겨져 있다. 또한, 본 실시예에서는 센서 링(32c)은 슬립 링(32)과 일체 구조로 하고 있지만, 별개의 구조로 해도 좋다.As shown in the stator winding connection diagram of FIG. 2, the stator 2 has a bipolar magnetic pole structure of a concentrated winding, and has sufficient cooling between the cylindrical casing 6a of the casing and the rotor 3. It has a structure in which a wind passage is formed. As shown in Fig. 3, the rotor 3 includes an iron core 12 having a plurality of slots, a winding, a slip ring 32 (anode slip ring 32a, a negative slip ring 32b), and a sensor ring ( It is fixed to the rotating shaft 9. The sensor ring 32c has the metal part integral with the anode slip ring 32a which the anode brush 33 abuts, and the cathode slip ring 32b. At the same time, the resin ring is formed as the slip ring 32. The positive electrode slip rings 32a and 32b are respectively fabricated with the positive tungsten 37 and the negative tungsten 38, respectively. The rotor winding is wound around 5. In this embodiment, the sensor ring 32c is integrally formed with the slip ring 32, but may be a separate structure.

상기 센서 홀더(40)는 도4에 도시하는 바와 같이, 홀더 기판(41)에 홀더 메탈(42)이 부착된 구조로 되어 있으며, 이 홀더 메탈내에 센서 브러시(43a)가 부착되어 있다. 상기 회전자(3)가 회전하면, 상기 센서 브러시(43a)는 양극 슬립 링(33)과 일체화된 센서 링(32c)의 금속부와 당접된 때 플러스 전위가 되고, 이것을 분압하여 방형파(Square wave) 전압 신호가 얻어지는 구조인 경우를 일례로서 나타내고 있다. 또한, 직렬 센서 링 전압과 슬립 링 전압을 비교하고, 컴퍼레이터(comparator) 등으로 같은 전위인지 여부를 판별하여 자극 위치 신호로서 사용해도 좋다.As shown in Fig. 4, the sensor holder 40 has a structure in which a holder metal 42 is attached to a holder substrate 41, and a sensor brush 43a is attached to the holder metal. When the rotor 3 rotates, the sensor brush 43a becomes a positive potential when abutted with the metal part of the sensor ring 32c integrated with the anode slip ring 33, and divides it to form a square wave. The case where a wave) voltage signal is obtained is shown as an example. In addition, the series sensor ring voltage and the slip ring voltage may be compared, and it may be used as a magnetic pole position signal by determining whether or not the potential is the same with a comparator or the like.

이어서, 도6에 도시하는 본 발명 전동 송풍기의 구동 회로도와, 도8에 도시하는 회전 원리 설명도를 이용하여 회전 동작을 설명한다. 도6의 제어 회로도는 상기 회전자 권선(5)과 상기 고정자 권선(4)이 직렬 접속되도록 결선되어 있다. 상기 고정자 권선(4)의 일단에는 FET의 파워 트랜지스터(Tr1)가 접속되고, 또한 저저항(R1)이 접속되어 접지되어 있다. 상기 센서 브러시(43a)에 의해 플러스 전압이 검출되면, 센서 브러시 회로에 적당한 전압 레벨의 플러스 전압이 되고, 주구동 회로의 Tr5를 온(ON)으로 한다. 그러면, Tr4 오프, Tr2 온이 되고, 파워 트랜지스터 (Tr1)가 도통 상태가 된다. 또한, 저항(R1)의 전압이 컴퍼레이터(IC1)에 의해 R22의 전압과 비교된다. 만일, 허용 전류 이상의 과대 전류가 흐른 경우는, 상기 컴퍼레이터(IC1)의 출력 전압이 하이가 되고, Tr4를 온으로 하고, 따라서 Tr3를 온으로 하여 파워 트랜지스터(Tr1)를 오프하는 역할을 가지는 과전류 제어 회로가 구비되어 있다.Next, the rotation operation will be described using the driving circuit diagram of the electric blower of the present invention shown in FIG. 6 and the explanatory diagram of the rotation principle shown in FIG. In the control circuit diagram of Fig. 6, the rotor windings 5 and the stator windings 4 are connected in series. The power transistor Tr1 of the FET is connected to one end of the stator winding 4, and the low resistance R1 is connected to ground. When a positive voltage is detected by the sensor brush 43a, a positive voltage of a voltage level appropriate for the sensor brush circuit is obtained, and Tr5 of the main drive circuit is turned ON. Then, Tr4 is turned off and Tr2 is turned on, and the power transistor Tr1 is turned on. In addition, the voltage of the resistor R1 is compared with the voltage of R22 by the comparator IC1. If an excess current of more than the allowable current flows, the output voltage of the comparator IC1 becomes high and turns on the Tr4, thus turning on the Tr3 to turn off the power transistor Tr1. The control circuit is provided.

도8은 본 발명 전동기의 회전자와 고정자의 상대 위치를 나타낸 회전 원리 설명도이다. 본 발명 전동기의 센서 브러시 출력은, 상기 회전자(3)의 회전에 따라서 상기 회전자(3)와 같은 각도만큼 회전하여 하이와 로우 신호를 출력한다. 우선, 회전자가 도8의 (a)에 나타내는 고정자와 회전자 자극의 상대 관계 위치에 있는 경우부터 도 6과 도 8을 참조하여 설명한다. 이 위치에서는 센서 브러시(43a)가 플러스 전압을 검지하고, 전술한 바와 같이 주구동 회로의 트랜지스터(Tr4, Tr3)가 온되어, 상기 파워 트랜지스터(Tr1)가 도통하여, 회전자는 반시계 방향의 강한 토크를 발생한다. 도8(d)의 상대 위치 직전까지 가속 회전되고, 상기 센서 브러시(43a)의 전압을 얻을 수 없게 되면, 파워 트랜지스터(Tr1)는 오프되어 토크의 발생이 일어나지 않는 상태로 이동한다. 그러나, 회전자는 관성력에 의한 지그재그 운전에 의해 회전을 계속하고, 도8(e)->(h)를 거쳐 재차 도8(a)의 상태가 되어 재차 가속이 개시된다. 이와 같이, 초기 위치가 (a)에서 (c)의 상태에 있을 때에 기동되는 경우에는, 도6에 도시하는 기동 회로(1)와 (2) 모두 Tr6과 Tr7가 온되기 때문에, 콘덴서(C1과 C2)가 쇼트 상태가 되고, 이 기동 회로는 동작하지 않는 상태가 된다.8 is an explanatory view of the principle of rotation showing the relative positions of the rotor and the stator of the electric motor of the present invention. The sensor brush output of the electric motor of the present invention rotates by the same angle as the rotor 3 in accordance with the rotation of the rotor 3 to output high and low signals. First, a description will be given with reference to FIGS. 6 and 8 from the case where the rotor is at a relative relationship position between the stator and the rotor magnetic pole shown in FIG. In this position, the sensor brush 43a detects a positive voltage, and as described above, the transistors Tr4 and Tr3 of the main drive circuit are turned on, and the power transistor Tr1 is turned on so that the rotor is strong in the counterclockwise direction. Generate torque. When it is accelerated and rotated until just before the relative position in Fig. 8 (d) and the voltage of the sensor brush 43a cannot be obtained, the power transistor Tr1 is turned off and moves to a state in which no torque is generated. However, the rotor continues to rotate by the zigzag operation by the inertial force, and again through 8 (e)-> (h), the rotor becomes the state of FIG. 8 (a) again and acceleration is started again. In this way, when the initial position is started when the initial position is in the state of (a) to (c), since both the starting circuits 1 and 2 shown in FIG. 6 turn on Tr6 and Tr7, the capacitors C1 and C2) is in a short state, and this starting circuit is in a non-operating state.

이어서, 회전자(3)가 도8(d),(e) 및 (f) 직전의 상태에 있는 경우에 대해서 설명한다. 이 상대 관계 위치에서는 상기 센서 브러시(43a)는 하이 전압을 검출하지 않기 때문에, 파워 트랜지스터(Tr1)는 오프 상태인 채이다. 이 경우는, 도6의 구동 회로도의 기동 회로(1)가 동작하여, 고정자 계철 내벽에 고정되어 있는 영구 자석(50n, 50s)과 회전자 자계와의 상호 작용에 의해, 회전자(3)는, 도8(d), (e)모두 반시계 방향으로, 상기 센서 브러시(43a)가 플러스 전압을 검지할 수 있는 위치까지 회전한다. 이어서, 상술한 주구동회로의 동작에 의해 파워 트랜지스터(Tr1)가 도통하여, 정규한 반시계 방향으로 연속적으로 회전하게 된다. 상기 기동 회로(1)에서는, 교류 전원이 접속되면, 다이오드 브릿지에 의해 정류된 맥동 전압이 저항(R11과 R12)에 의해 분압되어 저전압이 되고, R13과 C1의 시정수로 정해지는 시간 지연에 의해 SCR이 도통하여, 회전자 권선(5)에 R10에 의해 제한된 전류가 흐르도록 되어 있다.Next, the case where the rotor 3 is in the state just before FIGS. 8 (d), (e) and (f) will be described. Since the sensor brush 43a does not detect the high voltage at this relative position, the power transistor Tr1 remains off. In this case, the starter circuit 1 of the driving circuit diagram of FIG. 6 operates, and the rotor 3 is operated by interaction between the permanent magnets 50n and 50s fixed to the inner wall of the stator rail and the rotor magnetic field. 8 (d) and 8 (e) all rotate counterclockwise to the position where the sensor brush 43a can detect the positive voltage. Subsequently, the power transistor Tr1 conducts by the operation of the main drive circuit described above, and continuously rotates in the normal counterclockwise direction. In the starter circuit 1, when an AC power source is connected, the pulsating voltage rectified by the diode bridge is divided by the resistors R11 and R12 to become a low voltage, and is time delayed by the time constant of R13 and C1. The SCR conducts so that the current limited by R10 flows through the rotor winding 5.

이어서, 회전자(3)가 도8(f)의 상태에 있는 경우에 대해서 설명한다. 이 경우에는, 상기 기동 회로(1)가 동작하여 회전자 권선(5)에 전류가 흐르게 되어도, 상기 영구 자석(50n, 50s)과는 서로 흡인 안정 상태(吸引安定狀態)의 위치에 있기 때문에, 정지한 채가 된다. 그 때문에, 기동 회로(2)가 설치되어 있다. 이 기동 회로(2)는, 맥동 전압이 분압되어 저저압이 되어서 콘덴서(C4)에서 평활된 전압에 의해, 시간 지연이 주어진 전류가 다이오드(D2)를 통하여 주구동회로의 트랜지스터(Tr5)의 베이스에 가해지고, Tr4를 오프하고, Tr3을 온하여, 파워 트랜지스터(Tr1)를 단시간 도통시키도록 동작한다. 이 때 고정자 권선에 의한 자계와 회전자 권선 전류의 작용에 의해, 회전자(3)는 시계 방향으로 회전하고, 센서 브러시(43a)에 플 러스 전압이 검지되는 위치까지 도달하면, 전술한 동작에 의해 정규한 반시계 방향 회전으로 이행한다.Next, the case where the rotor 3 is in the state of FIG. 8 (f) will be described. In this case, even if the starter circuit 1 operates and current flows in the rotor winding 5, the permanent magnets 50n and 50s are in the suction stable state with each other. It remains stationary. Therefore, the starting circuit 2 is provided. The starter circuit 2 is a base of the transistor Tr5 of the main drive circuit through the diode D2 whose current is given a time delay by the voltage smoothed in the capacitor C4 due to the pulsating voltage being divided into low voltage. Is applied to the power transistor Tr4, the Tr3 is turned off, the Tr3 is turned on, and the power transistor Tr1 is turned on for a short time. At this time, when the rotor 3 rotates clockwise by the action of the magnetic field and the rotor winding current by the stator winding, and reaches the position where the flue voltage is detected in the sensor brush 43a, the above operation is performed. By the normal counterclockwise rotation.

이어서, 회전자(3)가 도8(g)의 상태에 있는 경우에 대해서 설명한다. 이 경우에는, 전술한 기동 회로(1)에 의한 동작으로 회전자 권선(5)에 전류가 흐르게 되면, 단시간 역회전되어서 센서 브러시(43a)의 신호 검출 가능한 위치에 도달한다. 파워 트랜지스터(Tr1)는 도통 상태가 되고 정규 연속 회전으로 이행한다. Next, the case where the rotor 3 is in the state of Fig. 8G will be described. In this case, when a current flows in the rotor winding 5 by the operation by the above-mentioned starter circuit 1, it reverses for a short time and reaches the position which can detect the signal of the sensor brush 43a. The power transistor Tr1 is brought into a conductive state and shifts to the normal continuous rotation.

이어서, 회전자(3)가 도8(h)의 상태에 있는 경우에 대해서 설명하면, 회전자 권선(5)과 영구 자석(50n, 50s)의 상호 작용에 의해, 단시간 역회전되어서, 센서 브러시(43a)의 신호 검출 가능한 위치에 도달한다. 파워 트랜지스터(Tr1)는 도통 상태가 되고 정규 연속 회전으로 이행한다. 여기에 상기 영구 자석(50n, 50s)은, 반드시 2개 필요로 하지 않고, 또 도8에 도시하는 바와 같이 중심선에 대해서 서로 대칭인 위치에 놓이지 않으며, 일방 또는 양방을 회전 방향으로 옮겨서 설치해도 좋다. 또한, 이러한 기동시의 시간 지연에 의한 로직은 마이크로 컴퓨터에 의해 용이하게 만들 수 있는 것은 명확하다. Next, a description will be given of the case where the rotor 3 is in the state of FIG. The position at which the signal of 43a can be detected is reached. The power transistor Tr1 is brought into a conductive state and shifts to the normal continuous rotation. Here, two permanent magnets 50n and 50s are not necessarily required, and as shown in Fig. 8, they are not placed at positions symmetrical with respect to the center line, and one or both may be moved in the rotational direction. . In addition, it is clear that the logic due to the time delay at startup can be easily made by the microcomputer.

본 발명의 실시예 2를 도 7의 제어 회로도에 의해 설명한다. 회전자에는, 도 5에 도시하는 센서 브러시(43a, 43b)의 2개의 브러시가 설치되고, 각각의 검출 전압에 대응하여, 주구동 회로를 동작시켜 회전자 권선(5)과 고정자 권선(4a 또는 4b)을 여자하는 것으로 되어 있다. 고정자 자극에는, 바이 파일러 권선에 의해 2개의 권선이 실시되고, 서로 반대 방향 자계를 발생하도록 결선되어 4a와 4b가 마련되고, 회전자 권선(5)과 함께 파워 트랜지스터(Tr10 또는 Tr11)에 직렬 접속되어 있다. 회전 원리는, 제 1의 실시의 형태에서 나타낸 것과 마찬가지로, 센서 브러시 신호를 얻을 수 없는 위치에 정지하고 있을 경우에는, 도7 중의 기동 회로에 의해 동작하고, 회전자 권선만으로 통전하여 소회전시킨 후, 센서 브러시(43a 또는 43b)의 신호에 의해, 정규 회전을 행하게 하는 것이다.Embodiment 2 of this invention is demonstrated by the control circuit diagram of FIG. In the rotor, two brushes of sensor brushes 43a and 43b shown in Fig. 5 are provided, and in response to the respective detected voltages, the main drive circuit is operated so that the rotor winding 5 and the stator winding 4a or 4b) is supposed to be a woman. In the stator pole, two windings are implemented by bi-piler windings, and are connected so as to generate magnetic fields in opposite directions to each other, and 4a and 4b are provided. It is. As shown in the first embodiment, the rotation principle is operated by the starter circuit shown in Fig. 7 when the sensor brush signal is stopped at a position where the sensor brush signal cannot be obtained. Normal rotation is performed by the signal of the sensor brush 43a or 43b.

본 발명은, 슬립 링을 통해서 여자 전류를 공급하는 회전자 권선 구조로 하고 있기 때문에, 내원심력성이 높고 강한 회전체를 얻을 수 있고, 보다 소형이며 고속의 전동 송풍기를 얻을수 있는 효과가 있다. 또한, 고정자는 통풍 냉각 효과가 양호한 구조를 하고 있기 때문에, 권선의 도체 지름을 작게할 수 있고 구리 중량이 감소됨과 동시에 효율을 높일 수 있다. 또한, 회전자의 전슬롯에 균일하게 코일을 감지 않고, 여자 효과가 큰 부분 권선 방식을 채용하는 것이 가능하기 때문에, 발열의 억제와 냉각 풍로의 확보를 얻을수 있는 효과가 있다.Since the present invention has a rotor winding structure for supplying an excitation current through a slip ring, it is possible to obtain a strong rotating body having high centrifugal force and to obtain a more compact and high speed electric blower. In addition, since the stator has a structure having a good ventilation cooling effect, the conductor diameter of the winding can be reduced, the copper weight can be reduced, and the efficiency can be increased. In addition, since it is possible to employ a partial winding method having a large excitation effect without uniformly sensing the coils in all slots of the rotor, there is an effect of suppressing heat generation and securing a cooling air path.

또한, 본 발명은, 회전자 여자 위치 검출 브러시를 구비하고, 자극 위치 검출 브러시의 전위 신호에 의해 고정자 권선 또는 회전자 권선에 대한 통전 전류를 제어하기 때문에, 유니버셜 모터와 같은 브러시 마모는 발생하지 않고, 저렴한 비용으로 적은 부피에 수납할 수 있으며, 수명이 긴 전동 송풍기를 얻을 수 있는 효과가 있다. 또한, 노이즈에 의한 오동작에 관해서는, 홀 IC와는 비교할 수 없는 안정된 신호를 얻을 수 있기 때문에, 제어 불가능이나 탈조를 일으킬 염려가 없다는 효과가 있다.In addition, since the present invention includes a rotor excitation position detecting brush and controls the energizing current to the stator winding or the rotor winding by the potential signal of the magnetic pole position detecting brush, brush wear such as a universal motor does not occur. It can be stored in a small volume at low cost, and there is an effect of obtaining a long life electric blower. In addition, regarding a malfunction caused by noise, since a stable signal which cannot be compared with that of a hall IC can be obtained, there is an effect that there is no possibility of uncontrollable or out of phase.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 고정자 권선은 2개의 트랜지스터 에 접속되어 여자되는 것이기 때문에, 파워 트랜지스터에 가해지는 역기전압을 작게 할 수 있고, 최대 전류를 반감할 수 있음과 더불어, 보다 값싼 저내압 파워 트랜지스터의 채용이 가능해진다. 또한, 회전이 매끄럽게 되고, 진동이 저감되며, 고속 시의 운전 효율을 높이고, 보다 고속 운전이 가능하게 되는 효과가 있다.Further, according to one embodiment of the present invention, since the stator winding is connected to two transistors and is excited, the counter voltage applied to the power transistor can be reduced and the maximum current can be reduced by half. Inexpensive low voltage power transistors can be employed. In addition, there is an effect that the rotation is smooth, the vibration is reduced, the operation efficiency at high speed is increased, and the high speed operation is enabled.

또한, 본 발명은, 회전 속도를 분당 10만 회전 전후로 한 전동 송풍기로 구성할 수 있기 때문에, 자동차나 오토바이 등의 차량용으로서, 경제성이 뛰어난 초소형 과급기로 할 수 있고, 종래의 터보 과급기(turbo charger)와 같은 저회전역의 과급 효과가 저하된다는 결점이 해소되는 효과를 얻을 수 있다.In addition, the present invention can be configured as an electric blower having a rotational speed of about 100,000 revolutions per minute, and thus can be used as a supercharger having excellent economical efficiency for a vehicle such as an automobile or a motorcycle, and a conventional turbo charger. It is possible to obtain the effect that the drawback that the supercharge effect of the low rotation range such as is lowered.

또한, 본 발명은 초소형이고 동력향상이 용이한 과급기로 활용될 수 있다.즉, 종래의 터보 과급기는 직류기가 이용되어 1만rpm 회전이 상한이었지만, 본 전동 송풍기를 사용하면 10만rpm 회전이 가능해지고, 초소형이고 동력 향상이 용이하게 달성되는 신 과급기가 실현될 수 있다.In addition, the present invention can be utilized as a supercharger that is very small and easy to improve power. That is, although the conventional turbocharger used a direct current motor, the rotational speed of 10,000 rpm was the upper limit, but using the electric blower enables the rotation of 100,000 rpm. A new supercharger can be realized, which is very small and which is easily achieved with power improvement.

Claims (3)

급전 브러시에 의해 슬립 링을 통해서 여자 전류가 공급되는 회전자 권선과 자극 위치 검출용 센서 브러시가 당접되는 전극편 부착 링을 가지는 회전자;A rotor having a rotor winding to which an excitation current is supplied through a slip ring by a feeding brush and an electrode piece attachment ring to which a sensor brush for detecting a magnetic pole position is abutted; 2극의 자극 및 고정자 권선을 가지는 고정자;A stator having two poles and a stator winding; 상기 고정자를 보유하고 주풍로(主風路)가 되는 케이싱; 및,A casing which holds the stator and becomes a main wind path; And, 회전축에 부착된 원심팬;을 포함하며,It includes; a centrifugal fan attached to the rotating shaft, 상기 고정자의 상기 2자극 간을 연결하는 계철의 내벽부에 영구 자석을 고정 시키고, 상기 회전자의 상기 자극 위치 검출용 센서 브러시의 신호에 의해 반도체 스위치를 단속시키고, 상기 회전자 권선 및 상기 고정자 권선의 통전 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 전동 송풍기.The permanent magnet is fixed to an inner wall of the yoke connecting the two poles of the stator, the semiconductor switch is interrupted by a signal of the sensor brush for detecting the magnetic pole position of the rotor, and the rotor winding and the stator winding Electric blower, characterized in that for controlling the energizing current of the. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 회전자 권선과 상기 고정자 권선은 직렬 접속되고, 1개의 반도체 스위치에 의해 단속 제어되며, 상기 회전자 권선을 단독으로 여자하는 기동 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 송풍기.And the rotor winding and the stator winding are connected in series, intermittently controlled by one semiconductor switch, and further comprising starting means for exciting the rotor winding alone. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고정자 권선은 2종의 서로 다른 감기 방향 권선으로 이루어져 있고 상기 회전자 권선과 직렬 접속하여 2개의 반도체 스위치에 의해 제어되며, 상기 회전자 권선을 단독으로 여자하는 기동 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 송풍기.The stator winding is composed of two different winding direction windings and is connected to the rotor winding in series and controlled by two semiconductor switches, further comprising starting means for exciting the rotor winding alone. Electric blower.
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