① MOTOR 및 CONTROLLER 선정방법
- 변속만을 필요로 하는가?
- 순시 정지기능이 필요한가?
- 제동력의 유지가 필요한가?
- 적용 MOTOR의 출력은 어느 정도인가?
- SLOW RUN, SLOW STOP 기능이 필요한가?
위의 기준으로 SPEED CONTROL MOTOR와 SPEED CONTROLLER의 종류를 검토 선정합니다.

② GEARHEAD 감속 비의 선정방법
- GEAR 출력축의 회전수가 A rpm에서 B rpm까지 필요한 경우, 높은 쪽의 회전수(B rpm)를 사용하여 감속 비를 계산 합니다. MOTOR의 회전수는 AC SPEED CONTROL MOTOR의 경우 1300rpm으로 계산합니다. (1300rpm일 때의 출력 TORQUE가 크고, 사용한계범위가 크기 때문입니다.)

감속비 i =

1300[rpm] N²[rpm]

에서 계산차로 가장 근사치 값의 GEARHEAD(감속비=i)를 사용하여 주십시오.

③ MOTOR축의 최고회전수와 최저회전수
MOTOR의 최고회전수를 NH 최저회전수를 NL 이라고 하면 다음과 같습니다.
- 소요 MOTOR의 최고회전수 : NH = B X i[rpm]
- 소요 MOTOR의 최저회전수 : NL = A X i[rpm]

④ MOTOR의 소요 TORQUE
MOTOR의 소요 TORQUE는 다음 식과 같이 구합니다.

TM =

TL i × η

= [gf·cm]

TM : MOTOR의 소요 TORQUE [g·㎝] TL : 실제 부하를 구동하기 위하여 필요한 TORQUE [g·㎝] i : 감속비 η : GEAR HEAD의 효율

⑤ MOTOR의 선정방법
- MOTOR의 소요 TORQUE TM과 회전수 NL ~ NH 및 MOTOR의 TORQUE-회전수 특성곡선(이하 N-T CURVE라고 합니다.)으로부터 MOTOR를 결정합니다.
- AC SPEED CONTROL MOTOR의 경우 (그림1)의 특성곡선중 동작선 i 가 사용한계선의 아래에 있는 MOTOR를 선정합니다. (사용한계선의 위의 영역에서도 MOTOR의 운전조건 등에 의하여 MOTOR표면 온도가 90℃이하면 사용상 문제는 없습니다.)

⑥ GEARHEAD의 선정방법 

- 이상의 방법으로 MOTOR가 선정되면 다음으로 부하의 TORQUE의 크기를 생각하여 GEARHEAD의 품명을 결정합니다. 이때 부하 TORQUE가 GEARHEAD의 허용 TORQUE 이내인 것을 확인하여 주십시오.

BELT CONVEYOR의 한쪽방향 회전인 경우 이송되는 물건의 속도를 1m/minute, 2m/minute, 4m/minute 3단계로 변환합니다.

- DRUM의 직경 : 10㎝
- 구동 TORQUE : 30㎏ · ㎝
- 전원 : 단상 110V 60㎐
- 비상시에는 순시 정지하지만 유지력은 없는 경우

① MOTOR와 CONTROLLER

- 한쪽방향운동이며, 유지력이 없으므로 INDUCTION MOTOR를 선정합니다.

② GEARHEAD 출력축의 회전수
- BELT CONVEYOR 속도 1m/minute 일 때 GEARHEAD축의 회전수

회전 수 =

BELT CONVEYOR DRUM외경

=

100 10π

≒ 3.18 [rpm]

- BELT CONVEYOR 속도 2m/minute 일 때 GEAR HEAD축의 회전수

회전 수 =

BELT CONVEYOR DRUM외경

=

200 10π

≒ 6.37 [rpm]

- BELT CONVEYOR 속도 4m/minute 일 때 GEAR HEAD축의 회전수

회전 수 =

BELT CONVEYOR DRUM외경

=

400 10π

≒ 12.74 [rpm]

③ GEARHEAD의 감속비
GEAR HEAD축의 회전수가 높은 쪽을 기준으로 감속비를 구합니다.

MOTOR 회전수 GEARHEAD 회전수

=

1300 12.74

≒ 102

위의 식의 결과치인 102에 의해서 1/102는 감속 비가 없으므로 1/100의 감속 비를 선택합니다.

④ MOTOR축의 회전수
- BELT CONVEYOR 각각의 속도에 대응하는 GEARHEAD축 회전수로부터 MOTOR축 회전수는 GEARHEAD축 회전수 × 감속비의 식에 의해서
3.18 × 100 = 318 [rpm]
6.37 × 100 = 637 [rpm]
12.74 × 100 = 1274 [rpm] 의 3단계로 됩니다.

⑤ MOTOR의소요 TORQUE
- 감속비 100의 GEARHEAD의 전달효율은 66%이므로 MOTOR의 소요 TORQUE는

구동 TORQUE 감속비 × 효율

=

30 100 × 0.66

≒ 0.45 [kg·cm]

⑥ MOTOR의 선정
- INDUCTION MOTOR의 N-T 특성 CURVE중에서 MOTOR는 K8RG25NC-SP와 GEARHEAD는 K8G100B를 조합하여 사용할 수 있다는 것을 알 수 있습니다. 그러나 이런 경우 관성부하가 선정된 MOTOR의 사양치 이내인지를 확인하여 주십시오.

① CLOSE LOOP계 속도제어의 원리

- (그림3)은 CLOSE LOOP 전압 제어방식의 SPEED CONTROL 기본구조도 입니다. 이 CLOSE LOOP계 속도제어에 대하여 설명합니다.

- MOTOR의 회전수를 TACHO GENERATOR(속도검출부)에서 회전수에 비례된 전압으로 변환하고, 속도설정기에서 설정된 전압과 비교합니다.
- 이 전압의 차를 비교전압이라고 합니다.
- 비교전압은 비교증폭부, 전압제어부를 통하여 MOTOR를 구동합니다.
- 비교전압은 대부분 ZERO-CROSSING으로 제어되어 있으므로 회전수는 속도설정부에 의해 설정되는 값이 얻어지게 됩니다.
- 그러므로 부하가 변화하는 경우에도 회전수는 변동하지 않습니다. TACHO-GENERATOR설정이 변화한 경우 그 설정치로 회전수도 변화됩니다.
- 이와 같이 CLOSE LOOP계 속도제어에서는, MOTOR의 회전수를 검출하고, 그것을 일정하게 유지시키게 구동전압을 제어하고 있습니다.

② CLOSE LOOP에 의한 1차 전압제어
- 유도전동기의 TORQUE와 회전수의 관계는, MOTOR인가전압(1차전압)을 변화시키면 아래의 (그림4)와 같이 됩니다.

 

- 지금 전압이 V1, 부하TORQUE T1이라면, 그때의 회전수가 N1으로됩니다. 그 점을 A로하며, 그 A에서 속도를 증가시켜 B에 도달한 상태에서, V1으로부터 전압이 낮은 V2로 전압을 변화하면 C로 이동합니다.

- C에서는 부하 TORQUE T1쪽이 MOTOR TORQUE보다 크게되어 F점으로 향하여 다시 속도가 빨라집니다.

- 회전수가 N3로 될경우 전압을 V3로 올리면, MOTOR의 상태는, E점으로 이동하기 위하여 발생 TORQUE는 부하 TORQUE보다 크게되어 F점으로 향하여 다시 속도가 빨라집니다.
- 비교전압은 대부분 ZERO-CROSSING으로 제어되어 있으므로 회전수는 속도설정부에 의해 설정되는 값이 얻어지게 됩니다.
- 이러한 상태로 C→D→E→F라고 하는 LOOP를 충분히 작게 되도록 계속해서 1차전압을 제어한다면 안정된 회전수가 얻어지게 됩니다.
- CLOSE LOOP에 의한 1차전압제어에서는 MOTOR 회전수를 검출한, 그 변화에 대응해서, 1차전압을 제어하고 회전수를 일정하게 유지합니다.

③ SPEED CONTROLLER의 동작

- (그림5)를 사용한 당사 SPEED CONTROLLER의 동작을 설명합니다.
- MOTOR의 회전수는 TACHO-GENERATOR(T.G)에서 검출하고 정류회로를 통한 FEED BACK 전압을 얻게 됩니다.
- VR에서 가변 조정된 속도설정부의 설정전압과 FEED BACK전압의 차를 비교증폭기에서 증폭합니다.
- 톱니파형발생기에서 얻어진 톱니 파형과 비교신호로부터 비교기 TRIGGER회로를 통한 TRIAC의 TRIGGER신호를 발생시킵니다.
- TRIGGER신호로 TRIAC의 도통각을 제어해서 MOTOR에 인가되는 전압을 조정합니다.
- 그 결과 MOTOR의 회전수가 일정하게 되도록 제어하게 됩니다. (그림6)참조

 

① 사용한계선

- AC SPEED CONTROL MOTOR N-T특성의 GRAPH에서는 (그림7)과 같이 [사용한계선] 이 있어서 그 선의 하측부분을 연속운전 영역이라고 합니다.
- [사용한계선]은 MOTOR의 허용 최고온도를 벗어나지 않으며 연속 (INDUCTION MOTOR의 경우 연속이며, REVERSIBLE MOTOR의 경우는 30분 운전 정격입니다.)으로 운전이 가능한 한계로 MOTOR의 온도로부터 결정됩니다.

- 당사의 SPEED CONTROL MOTOR는 절연계급이 B종으로 권선부의 허용온도는 130℃입니다. 따라서 권선부의 온도가 120℃이하이면 연속으로 운전이 가능하지만, 일반 USER측에서 권선부의 온도를 측정한다는 것은 어렵기 때문에 일반적 으로 MOTOR HOUSING의 표면온도를 측정하여 대략적으로 90℃이하이면 연속운전이 가능합니다. MOTOR 권선부와 HOUSING 표면온도를 측정하여 대략적으로 20℃~30℃가 됩니다.

② MOTOR HOUSING의 표면온도 90℃이하의 의미
- MOTOR의 온도상승이 가장 높은 부분은 권선부이므로 권선부의 절연계급에 의하여 최고허용온도가 결정됩니다. (당사의 AC 소형 MOTOR의 절연계급은 B종으로 최고 허용온도는 130℃입니다.)
- MOTOR의 표면온도와 권선부의 온도와의 차는 약 10℃~20℃입니다. (냉각 FAN이 내장된 MOTOR는 MOTOR의 표면을 냉각 시키므로 온도차는 약 30℃입니다.)
- 권선부의 온도가 130℃일 때 표면온도는 약 100℃이므로 여유 있게 90℃라고하는 수치로 결정되어 있습니다.

③ 순시정지에 의한 사용범위
- 순시정지는 MOTOR에 반파정류시킨 직류를 통해 급속정지시키기 때문에 MOTOR의 온도가 급속히 상승됩니다.
- N-T특성의 GRAPH에서 사용 한계선은 연속운전의 경우이며, 순시정지를 빈번하게하는 경우 GRAPH의 사용 한계선에서의 사용가능 범위는 좁아집니다.
- 순시정지를 하는 용도로는 정지 빈도에 의해 온도 상승이 높아지므로 MOTOR의 표면 온도가 90℃를 초과하지 않도록 특별히 주의하여 운전하여 주십시오.