KR100311899B1 - Induction Motor Using Film Coil - Google Patents

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Abstract

본 발명은 철심에 코일을 권선하는 기존의 전동기와 달리 박막 코일을 사용한 유도 전동기에 관한 것이다.The present invention relates to an induction motor using a thin film coil, unlike a conventional electric motor winding a coil to an iron core.

즉, 본 발명에 의한 유도전동기는 기존의 전동기와 같이 고정자의 철심에 코일을 권선하는 것과는 달히 고정자의 내벽에 박막코일을 부착함으로써 구조가 간단하고 제작이 용이하며, 공간격이 커서 고정자나 회전자의 철심에서 자속밀도가 포화되지 않으므로 철심의 부피를 줄여서 전동기의 경량화와 소형화가 가능하게 하였다.That is, the induction motor according to the present invention is simple in structure and easy to manufacture by attaching a thin film coil to the inner wall of the stator, unlike winding a coil on the iron core of the stator like a conventional electric motor. Since the magnetic flux density does not saturate at the iron core, the volume of the iron core is reduced, making the motor lighter and smaller.

또한, 본 발명에 의한 유도전동기는 고정자나 회전자의 철심에서 자속밀도가 포화되지 않으므로, 얇은 원판형 철심을 사용하여 원판형 유도 전동기의 실용화를 가능하게 하였으며, 철심에 의한 에너지의 손실이 적기 때문에 철심에 코일을 권선한 종래의 유도 전동기에 비해서 대용량 대출력 유도전동기의 효율을 크게 높일 수 있다.In addition, since the magnetic flux density is not saturated in the iron core of the stator or the rotor, the induction motor according to the present invention enables the practical use of the disc-shaped induction motor by using a thin disc-shaped iron core, and because the energy loss by the iron core is small. Compared with the conventional induction motor in which a coil is wound around an iron core, the efficiency of a large-capacity large output induction motor can be greatly increased.

특히, 본 발명에 의한 유도전동기의 박막코일은 절연막을 사이에 두고 서로 대향하는 코일의 연결이 용이하여 하나의 코일층에 공간의 낭비 없이 박막코일을 형성하므로써 코일 점유율이 높은 전동기의 박막코일을 형성할 수 있다.In particular, the thin film coil of the induction motor according to the present invention is easy to connect the coils facing each other with an insulating film therebetween to form a thin film coil of a motor having a high coil occupancy by forming a thin film coil without wasting space in one coil layer. can do.

Description

박막코일 유도 전동기{Induction Motor Using Film Coil}Induction Motor Using Film Coil

본 발명은 철심에 코일을 권선하는 기존의 전동기와 달리 박막 코일을 사용한 유도 전동기에 관한 것이다.The present invention relates to an induction motor using a thin film coil, unlike a conventional electric motor winding a coil to an iron core.

기존의 유도 전동기는 고정자의 철심에 코일을 권선하는 작업이 까다로와 제작 단가가 높고, 소형화가 힘들어서 음향기기, 영상기기, 컴퓨터 주변기기, 사무자동화기기에 많이 사용되는 소형 정밀 유도 전동기를 제작하기가 힘들었다.Conventional induction motors are difficult to manufacture coils on the core of stator, and the production cost is high, and miniaturization is difficult, so it is difficult to manufacture small precision induction motors that are used in audio equipment, video equipment, computer peripherals and office automation equipment. It was hard.

종래에도 유도 전동기를 제외한 여러 가지 전동기에 박막코일을 적용한 예가 있었으나, 박막코일을 사용한 유도 전동기는 권선코일을 사용한 전동기에 비해서 효율이 낮아 실용화 되지 못하였다.Conventionally, there have been examples in which thin film coils have been applied to various motors except induction motors, but induction motors using thin film coils have low efficiency compared to motors using winding coils.

그리하여 본 발명은 박막코일을 사용한 원통형 및 원판형 유도전동기의 구조를 제공함을 목적으로 한다.Therefore, an object of the present invention is to provide a structure of cylindrical and disk induction motor using a thin film coil.

또한, 본 발명은 박막코일을 사용한 원통형과 원판형 유도 전동기의 구조를 제공함에 있어, 하나의 코일층에 공간의 낭비 없이 박막코일을 형성하므로써 코일 점유율이 높은 유도 전동기의 박막코일을 제공함을 목적으로 한다.In addition, the present invention provides a cylindrical and disk-shaped induction motor structure using a thin film coil, by forming a thin film coil without wasting space in one coil layer to provide a thin film coil of an induction motor having a high coil occupancy. do.

그외, 본 발명은 단상 유도 전동기나 삼상용 유도 전동기의 박막코일의 개선된 구성을 제공함을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide an improved configuration of the thin film coil of the single-phase induction motor or three-phase induction motor.

본 발명은 이러한 기존의 전동기와 같이 고정자의 철심에 코일을 권선하는 방법과는 달리 고정자의 내벽에 박막코일을 부착함으로써 전동기의 구조가 간단하고 제작이 용이하며, 경량화와 소형화가 가능하게 하였다.The present invention, unlike the conventional method of winding the coil on the iron core of the stator like the electric motor, by attaching a thin film coil on the inner wall of the stator, the structure of the motor is simple, easy to manufacture, light weight and miniaturization is possible.

또한, 기존의 고정자에 코일을 감는 방법으로는 원판형 유도 전동기의 실용화가 곤란하였으나, 본 발명에 의한 박막코일을 사용하므로써 원판형 유도 전동기의 실용화가 가능하게 하였다.In addition, although the practical use of the disk-shaped induction motor was difficult as a method of winding a coil on the existing stator, the disk-shaped induction motor was made practical by using the thin film coil according to the present invention.

본 발명에 의한 박막코일을 사용했을 때의 유도전동기는 공간격이 커서 고정자나 회전자의 철심에서 자속밀도가 포화되지 않으므로 전동기의 크기에 비해서 큰 출력을 낼 수 있는 것이 특징이다.When the thin film coil according to the present invention is used, the induction motor has a large space spacing so that the magnetic flux density does not saturate in the iron core of the stator or the rotor.

한편, 그동안 기존의 전동기와 발전기에 사용된 박막코일은 코일을 절연 필림 위에 인쇄하여 도금으로 형성하든지, 절연 필림에 접착된 동박을 식각하여 형성하므로써, 많은 코일층을 적층하기가 힘들고, 코일 점유율이 낮아 일반화되지 못하였다.On the other hand, thin film coils used in existing motors and generators have been formed by plating coils on insulating films or by forming copper foils bonded to insulating films, which makes it difficult to stack many coil layers. Low generalization failed.

따라서, 본 발명에서는 절연막에 단면으로 접착된 동박을 식각하여 하층 코일을 형성하고, 그 위에 절연막을 연결점을 제외하고 도포한 다음 무전해 도금 또는 전해 도금으로 형성된 동박을 식각하여 상층 코일을 형성하고 절연막 사이의 연결이 연결점을 통해 자동적으로 이루어지게 하였다.Therefore, in the present invention, the copper foil bonded to the cross-section on the insulating film is etched to form a lower layer coil, and the insulating film is applied thereon except for the connection point, and the copper foil formed by electroless plating or electrolytic plating is etched to form an upper coil and the insulating film The connection between them is made automatically through the connection point.

또한, 본 발명에서는 절연막을 사이에 두고 양쪽면에 접착된 동박을 식각하여 박막코일을 형성하고 절연막 사이의 코일 연결은 절연막을 사이에 두고 대향해 있는 단자에 구멍을 뚫고 도금하므로써 코일층 사이의 연결을 용이하게 하였다.In addition, in the present invention, a thin film coil is formed by etching copper foil bonded to both surfaces with an insulating film interposed therebetween, and the coil connection between the insulating films is formed by punching and plating the opposite terminals with the insulating film interposed therebetween. Was facilitated.

이와 같이, 본 발명에 의한 박막코일은 절연막을 사이에 두고 서로 대향하는 코일의 연결이 용이하여 하나의 코일층에 공간의 낭비 없이 박막코일을 형성하므로써 코일 점유율이 높은 박막코일을 형성할 수 있다.As described above, the thin film coil according to the present invention can easily connect coils facing each other with an insulating layer therebetween, thereby forming a thin film coil without wasting space in one coil layer, thereby forming a thin coil having a high coil occupancy rate.

제 1 도는 본 발명의 원통형 박막코일 유도 전동기를 나타낸 측면도1 is a side view showing a cylindrical thin film coil induction motor of the present invention

제 2 도는 본 발명의 원판형 박막코일 유도 전동기를 나타낸 측면도2 is a side view showing a disk-shaped thin film coil induction motor of the present invention

제 3 도는 본 발명의 원통형 유도 전동기의 박막코일 개념도3 is a conceptual diagram of a thin film coil of a cylindrical induction motor of the present invention

제 4 도는 본 발명의 원판형 유도 전동기의 박막코일 개념도4 is a conceptual diagram of a thin film coil of the disk-shaped induction motor of the present invention

제 5 도는 본 발명의 원통형 유도 전동기의 박막코일 구성도5 is a configuration diagram of a thin film coil of a cylindrical induction motor of the present invention

제 6 도는 본 발명의 원판형 유도 전동기의 박막코일 구성도6 is a configuration diagram of a thin film coil of the disc-shaped induction motor of the present invention

제 7 도는 본 발명의 삼상용 원통형 유도 전동기의 박막코일 구성도7 is a configuration diagram of a thin film coil of a three-phase cylindrical induction motor of the present invention

제 8 도는 본 발명의 삼상용 원판형 유도 전동기의 박막코일 구성도8 is a configuration diagram of a thin film coil of a three-phase disk-shaped induction motor of the present invention

본 발명의 기본적인 유도 전동기의 구성은 철심으로 된 회전자와 고정자가 있고 회전자에는 기존의 유도 전동기와 같이 동이나 알미늄으로 된 도체가 철심에 박혀 있으며, 고정자의 내벽에 박막코일이 부착되어 있는 구조로 되어 있다.The basic induction motor of the present invention is composed of a rotor and a stator made of iron cores, and a rotor made of copper or aluminum, like a conventional induction motor, is embedded in an iron core, and a thin film coil is attached to an inner wall of the stator. It is.

본 발명의 원통형 유도 전동기는 제1도와 같이 원형 고리 모양의 철심을 적층한 고정자와 고정자의 내벽에 부착된 박막코일과 원판형의 철심을 적층한 회전자에 동이나 알미늄으로 된 다람쥐 쳇바퀴 형상의 도체가 회전자의 철심에 박혀 있는 구조이다.The cylindrical induction motor of the present invention is a squirrel-shaped conductor made of copper or aluminum in a stator in which a circular annular iron core is laminated, and a thin film coil attached to the inner wall of the stator, and a rotor in which a circular iron core is laminated. Is a structure embedded in the iron core of the rotor.

본 발명의 원판형 유도 전동기는 제2도와 같이 얇은 철판을 말아서 만든 원판형 회전자가 중앙에 있고, 얇은 철판을 말아서 만든 두 개의 원판형 고정자가 회전자 주위에 있으며, 고정자의 내벽에 두 개의 박막코일이 부착되어 있고, 동이나 알미늄으로 된 수레바퀴 형상의 도체가 회전자의 철심에 박혀 있는 구조로 되어 있다.The disk-shaped induction motor of the present invention has a disk-shaped rotor made by rolling a thin iron plate in the center as shown in FIG. 2, two disk-shaped stators made by rolling a thin iron plate are around the rotor, and two thin film coils on the inner wall of the stator. Is attached, and a wheel-shaped conductor made of copper or aluminum is embedded in the iron core of the rotor.

본 발명의 박막코일을 사용한 유도 전동기는 박막코일이 고정자와 회전자의 공간격에 위치함으로 인하여 공간격이 커서 자속밀도가 적으므로 철심에서 자속밀도가 포화되지 않는다.The induction motor using the thin film coil of the present invention does not saturate the magnetic flux density in the iron core since the thin film coil is located at the space spacing of the stator and the rotor, so the space spacing is large and the magnetic flux density is small.

따라서, 원통형 유도 전동기의 경우 고정자의 철심 뚜께를 얇게 할 수 있고, 원판형 유도 전동기의 경우에는 고정자와 회전자의 철심 뚜께를 줄일 수 있어서 뚜께가 얇은 원판형 유도 전동기의 실용화가 가능하다.Therefore, in the case of the cylindrical induction motor, the iron core thickness of the stator can be reduced, and in the case of the disc type induction motor, the iron core thickness of the stator and the rotor can be reduced, thereby enabling practical application of a thin plate-shaped induction motor.

그리하여, 박막코일 유도 전동기는 고정자나 회전자의 철심에서 자속밀도가 포화되지 않으므로 철심에 의한 에너지의 손실이 적기 때문에 철심에 코일을 권선한 기존의 유도 전동기에 비해서 대용량 대출력 유도전동기의 효율을 크게 높일 수 있다.Therefore, the thin film coil induction motor does not saturate the magnetic flux density in the iron core of the stator or rotor, so there is little energy loss due to the iron core. It can increase.

한편, 박막코일 유도 전동기는 에너지의 손실의 대부분이 회전자의 도체와고정자에 부착된 박막코일의 저항에 의해서 발생하는데, 회전자의 도체의 단면적을 크게하면 박막코일에 많은 전류가 흘러서 박막코일의 저항에 의한 손실이 크고, 반대로 회전자의 도체의 단면적을 작게하면 회전자의 도체의 저항에 의한 손실이 커지는 상관관계가 있으므로, 회전자의 도체의 단면적과 박막코일의 단면적의 크기는 상호 함수관계에서 최고의 효율을 내도록 정하여야 한다.On the other hand, in the thin film coil induction motor, most of the energy loss is generated by the resistance of the conductor of the rotor and the thin film coil attached to the stator. When the cross sectional area of the conductor of the rotor is increased, a large amount of current flows in the thin film coil, Since the loss caused by resistance is large and the cross-sectional area of the conductor of the rotor is small, the loss due to the resistance of the conductor of the rotor increases. Therefore, the cross-sectional area of the rotor conductor and the size of the thin film coil are mutually related. Should be determined to give the best efficiency.

본 발명의 기본적인 원통형 유도 전동기의 박막코일 형상은 제3도와 같이 펼쳐진 육각형이 반복되는 구조이며 펼쳐진 육각형이 반복되는 간격은 자극의 간격과 일치한다. 그러나, 반복되는 육각형의 코일을 하나의 코일층에 형성하면 서로 인접하는 부분에서 겹치게 되므로, 제3도의 실선 부분을 절연막에 단면으로 접착된 동박을 식각하여 형성하고, 그 위에 절연막을 연결점을 제외하고 도포한 다음, 무전해 도금 또는 전해 도금으로 형성된 동박을 식각하여 제3도의 점선 부분을 형성하거나, 제3도의 실선 부분과 점선 부분을 각각 절연막을 사이에 두고 양쪽면에 접착된 동박을 식각하여 형성하고, 양쪽면의 코일이 직렬 연결되도록 양쪽면의 코일의 연결 부위에 구멍을 뚫고 도금하여 연결하므로써, 본 발명의 기본적인 원통형 유도 전동기의 박막코일을 형성한다.The thin film coil shape of the basic cylindrical induction motor of the present invention has a structure in which the unfolded hexagon is repeated as shown in FIG. 3 and the interval in which the unfolded hexagon is repeated coincides with the spacing of the magnetic poles. However, if a repeating hexagonal coil is formed in one coil layer, the overlapping portions overlap each other. Therefore, the solid line portion of FIG. 3 is formed by etching copper foil bonded in cross section to the insulating film, and the insulating film is formed thereon except for the connection point. After coating, the copper foil formed by electroless plating or electrolytic plating is etched to form a dotted line in FIG. 3, or the copper foil bonded to both sides is formed by etching the solid line and dotted line in FIG. In addition, a thin film coil of the basic cylindrical induction motor of the present invention is formed by drilling and plating a connection portion of the coils on both sides so that the coils on both sides are connected in series.

본 발명의 기본적인 원판형 유도 전동기의 박막코일 형상은 제4도와 같이 원통형 박막코일 형상인 펼쳐진 육각형에서 운동방향과 수직한 회로 부분이 방사상으로 바뀐 형태로 되어 있으며, 자극의 수와 같은 부채꼴 모양의 펼쳐진 육각형이 원판상에 형성 되어 있고, 펼쳐진 육각형의 운동방향과 수직한 회로의 간격은 자극의 간격과 같다.The thin film coil shape of the basic disk-shaped induction motor of the present invention has a shape in which a circuit portion perpendicular to the direction of movement is radially changed from an unfolded hexagon that is a cylindrical thin film coil shape as shown in FIG. 4 and a fan-shaped unfolded shape such as the number of magnetic poles. Hexagons are formed on the disk, and the interval of the circuit perpendicular to the direction of movement of the unfolded hexagon is equal to the spacing of the magnetic poles.

즉, 제4도의 실선 부분을 절연막에 단면으로 접착된 동박을 식각하여 형성하고, 그 위에 절연막을 연결점을 제외하고 도포한 다음, 무전해 도금 또는 전해 도금으로 형성된 동박을 식각하여 제4도의 점선 부분을 형성하거나, 제4도의 실선 부분과 점선 부분을 각각 절연막을 사이에 두고 양쪽면에 접착된 동박을 식각하여 양쪽면의 코일이 직렬 연결되도록 양쪽면의 코일의 연결 부위에 구멍을 뚫고 도금한 다음 연결하여 코일층을 형성한다. 그런다음 각 코일층에 펼처진 육각형으로 연결된 회로의 시작 단자와 끝 단자를 도전성 접착제로 코일층 끼리 직렬 연결하여 적층하므로써 원판형 박막코일을 만든다.That is, the solid line portion of FIG. 4 is formed by etching copper foil bonded in cross section to the insulating film, and the insulating film is applied thereon except for the connection point, and the copper foil formed by electroless plating or electrolytic plating is etched to etch the dotted line in FIG. Or by etching the copper foil bonded to both sides with the solid line and the dotted line portion of FIG. 4 interposed between the insulating films, and punching and plating the connection portions of the coils on both sides so that the coils on both sides are connected in series. To form a coil layer. Then, a disk-shaped thin film coil is formed by stacking the start terminals and the end terminals of the hexagonal circuits connected to each coil layer by connecting the coil layers in series with a conductive adhesive.

복수개의 회로를 가지는 박막코일은 복수개로 된 펼처진 육각형의 반쪽 부분을 상하의 코일면에 자극의 간격으로 반복하여 연속적으로 형성하고,각각 펼쳐진 육각형의 반쪽 부분의 꼭지점에 난 구멍을 통하여 서로 대응하는 육각형의 반쪽 부분를 직렬 연결하여 연속 회로를 형성하고, 박막코일의 양 끝단에 있는 연속 회로의 시작 단자와 끝 단자에서 직렬 연결하면, 복수개의 펼쳐진 육각형 회로를 가지는 박막코일을 구성할 수 있다.Thin-film coils having a plurality of circuits are formed in succession by repeatedly forming half portions of a plurality of unfolded hexagons in the upper and lower coil surfaces at intervals of magnetic poles, and corresponding hexagons through holes formed at the vertices of the half portions of the unfolded hexagons, respectively. If the half of is connected in series to form a continuous circuit, and connected in series at the start terminal and end terminal of the continuous circuit at both ends of the thin film coil, it is possible to form a thin film coil having a plurality of unfolded hexagonal circuit.

즉, 펼쳐진 육각형을 사용한 박막코일은 절연막을 사이에 두고 상하면에 형성된 반쪽 부분의 펼처진 육각형 회로를 육각형의 꼭지점에 난 구멍을 통하여 직렬 연결하면, 자극의 간격으로 반복되어지는 하나의 연속 회로를 구성하게 되고, 이 연속 회로로 된 복수개의 연속 회로를 박막코일의 양 끝단에 있는 각 연속 회로의 시작 단자와 끝 단자에서 서로 직렬 연결하여 구성되어 진다.That is, the thin film coil using the unfolded hexagon forms a continuous circuit that is repeated at intervals of magnetic poles when the unfolded hexagonal circuits of the half portions formed on the upper and lower surfaces with the insulating film interposed therebetween are connected in series through the holes in the vertices of the hexagon. A plurality of continuous circuits of the continuous circuits are connected in series with each other at the start terminal and the end terminal of each continuous circuit at both ends of the thin film coil.

복수개의 회로를 가지는 원통형 박막코일은 제5도와 같이 긴 절연막을 사이에 두고 있는 상하의 두 개의 코일면에 복수개의 펼쳐진 육각형의 반쪽 부분을 자극의 간격으로 반복하여 형성하고, 육각형의 꼭지점에 난 구멍을 통하여 직렬 연결하여 자극의 간격으로 반복되는 연속 회로를 복수개 구성한다.Cylindrical thin-film coils having a plurality of circuits are formed by repeating a plurality of unfolded hexagonal halves at the intervals of magnetic poles on two upper and lower coil surfaces having a long insulating film therebetween as shown in FIG. A plurality of continuous circuits are connected in series and repeated at intervals of magnetic poles.

이 복수개의 연속 회로의 양 끝에 있는 연속 회로의 시작 단자와 끝 단자를 서로 직렬 연결하여 원통형 박막코일을 만든다.A cylindrical thin film coil is formed by connecting the start terminal and the end terminal of the continuous circuit at both ends of the plurality of continuous circuits in series.

이와같이 원통형 박막코일은 긴 절연막을 사이에 두고 상하면에 있는 동박에 복수개의 회로를 가지는 펼쳐진 육각형을 자극의 간격으로 반복하여 형성하고, 상하면에 형성된 박막코일을 서로 직렬 연결한 다음 원통에 감은 것이다.As described above, the cylindrical thin film coil is formed by repeatedly forming an unfolded hexagon having a plurality of circuits on copper foils on the upper and lower surfaces with a long insulating film therebetween at intervals of magnetic poles, connecting the thin film coils formed on the upper and lower surfaces in series, and then winding them in a cylinder.

또한, 펼쳐진 육각형 코일의 운동방향과 수직인 회로의 간격은 자극의 간격과 같게 하여 자극의 방향이 서로 다른 자극에서 운동방향과 수직방향의 회로에 같은 방향의 힘이 작용하게끔 박막코일이 구성되어 있다.In addition, the thin film coil is constructed so that the circuit space perpendicular to the movement direction of the unfolded hexagonal coil is equal to the spacing of the magnetic poles so that the force in the same direction acts on the circuit in the movement direction and the vertical direction at the magnetic poles having different magnetic pole directions. .

그리고, 긴 박막코일을 원통에 감았을 때에 각 코일층의 운동방향과 수직인 회로의 위치를 항상 일치되도록 겹처서, 자극이 바뀔 때마다 모든 코일층에서 같은 방향의 힘이 생기게, 각 코일층에 있는 운동방향과 수직인 회로의 간격이 코일층의 직경에 따라 조절된다.When the long thin film coil is wound on the cylinder, the circuit position perpendicular to the direction of movement of each coil layer is overlapped at all times, so that the force in the same direction is generated in all coil layers every time the magnetic pole is changed. The spacing of the circuit perpendicular to the direction of motion in which it is located is adjusted in accordance with the diameter of the coil layer.

복수개의 회로를 가지는 원판형 유도 전동기의 박막코일은 제6도와 같이 원판형 절연막을 사이에 두고 있는 상하의 두 개의 코일면에 복수개의 펼처진 육각형의 반쪽 부분을 자극의 간격으로 전 원판상에 형성하고, 육각형의 꼭지점에 난 구멍을 통하여 직렬 연결하여 자극의 간격으로 반복되는 연속 회로를 복수개 구성한 것이다. 이 복수개의 연속 회로를 연속 회로의 시작 단자와 끝 단자를 서로 직렬연결하여 하나의 코일층을 구성하고, 각 코일층에 있는 직렬 연결된 연속 회로의 시작 단자와 끝 단자를 코일층 끼리 직렬 연결하면서 적층하여 원판형 박막코일을 만든다.In the thin film coil of the disk-shaped induction motor having a plurality of circuits, as shown in FIG. 6, two half-heights of unfolded hexagons are formed on the power plate at intervals of magnetic poles on two upper and lower coil surfaces with the disk insulating film interposed therebetween. It consists of a plurality of continuous circuits which are connected at the vertices of the hexagon through serial holes and are repeated at intervals of magnetic poles. The plural continuous circuits are connected by serially connecting the start terminal and the end terminal of the continuous circuit to each other to form a coil layer, and are laminated while the start and end terminals of the serially connected continuous circuits in each coil layer are connected in series with each other. To make a disk-shaped thin film coil.

이와같이 원판형 박막코일은 원판형 절연막을 사이에 두고 상하에 있는 동박에 복수개의 회로를 가지는 펼처진 육각형을 자극의 수 만큼 형성하고, 상하에 형성된 박막코일을 서로 직렬 연결한 다음 이 코일층을 적층하면서 인접한 코일층끼리 직렬 연결하여 형성한다.As described above, the disk-shaped thin film coil forms an unfolded hexagon having a plurality of circuits on the copper foils above and below with the disk-shaped insulating film interposed therebetween by the number of magnetic poles, and connects the coils formed above and below in series to stack the coil layers. While adjacent coil layers are formed in series.

여기에서 펼쳐진 육각형 코일의 운동방향과 수직인 회로의 간격은 자극의 간격과 같게 하여 자극의 방향이 서로 다른 자극에서 운동방향과 수직방향의 회로에 같은 방향의 힘이 작용하게끔 박막코일이 구성되어 있다.The thin film coil is constructed so that the distance between the circuits perpendicular to the movement direction of the hexagonal coil unfolded is equal to the spacing of the magnetic poles so that the force in the same direction acts on the circuits in the movement direction and the vertical direction at different magnetic poles. .

또한, 상기 각 코일층의 방사상의 회로의 위치는 항상 일치되도록 겹처서 자극이 바뀔 때마다 모든 코일층에서 같은 방향의 힘이나 기전력이 생기게 구성되어 있다.Further, the positions of the radial circuits of the respective coil layers are overlapped so that they always match, so that whenever the magnetic poles are changed, the force or electromotive force in the same direction is generated in all the coil layers.

삼상용 원통형 유도 전동기의 박막코일은 제7도와 같이 긴 절연막을 사이에 두고 있는 상하의 두 개의 코일면에 펼처진 육각형의 반쪽 부분을 모든 코일면에 자극수에 3을 곱한 배수 만큼 각각 형성하고, 육각형의 꼭지점에 난 구멍을 통하여 직렬 연결하여 3을 곱한 배수개의 연속 회로를 구성한 것이다. 이 3을 곱한 배수개의 연속회로를 세 상으로 나누어 각 상의 연속 회로 끼리 연속 회로의 양 끝에 있는 시작 단자와 끝 단자를 서로 직렬 연결하여 삼상용 원통형 박막코일을 만든다.Thin-film coils of three-phase cylindrical induction motors form hexagonal half-sections on the upper and lower two coil surfaces with a long insulating film therebetween as a multiple of 3 times the number of magnetic poles on all coil surfaces. It is a series of multiple circuits of multiples of 3, connected in series through holes in the vertices of. By dividing the continuous circuits of the product multiplied by three into three phases, three-phase cylindrical thin-film coils are made by connecting the start terminals and the end terminals at both ends of the continuous circuits in series with each other.

삼상용 원판형 유도 전동기의 박막코일은 제8도와 같이 원판형 절연막을 사이에 두고 있는 상하의 두 개의 코일면에 펼쳐진 육각형의 반쪽 부분을 모든 원판상에 자극수에 3을 곱한 배수개만큼 각각 형성하고, 육각형의 꼭지점에 난 구멍을 통하여 직렬 연결하여 3을 곱한 배수개의 연속 회로를 구성한 것이다. 이 3을 곱한 배수개의 연속 회로를 세 상으로 나누어 각 상의 연속 회로 끼리 시작 단자와 끝 단자를 서로 직렬 연결하여 세 상으로 된 하나의 코일층을 구성하고, 각 코일층에 있는 각 상의 연속 회로의 시작 단자와 끝 단자를 코일층 끼리 직렬 연결하면서 적층하여 삼상용 원판형 박막코일을 만든다.Thin-film coils of three-phase disk-shaped induction motors form hexagonal half-sections on the two upper and lower coil surfaces with a disk-shaped insulating film interposed therebetween as multiples of 3 times the number of magnetic poles on all disks. It is a series of multiple circuits multiplied by 3 by connecting in series through holes in hexagonal vertices. The continuous circuits of multiples of 3 are divided into three phases, and the continuous terminals of each phase are connected in series to each other to form a single coil layer consisting of three phases. The start terminal and the end terminal are laminated while connecting the coil layers in series to make a three-phase disk-shaped thin film coil.

한편, 단상 원통형과 원판형의 유도 전동기의 박막코일 구성은 삼상용 박막코일과 마찬가지로 절연막을 사이에 두고 상하에 형성된 반쪽 부분의 펼처진 육각형 회로를 육각형의 꼭지점에 난 구멍을 통하여 직렬 연결하여 자극의 간격으로 반복되어지는 하나의 연속 회로를 구성하고, 이 연속 회로로 된 복수개의 연속 회로를 박막코일의 양 끝단에 있는 각 연속 회로의 시작 단자와 끝 단자에서 서로 직렬 연결하여 구성되어 진다.On the other hand, the thin-film coil configuration of single-phase cylindrical and disc-shaped induction motors is similar to the three-phase thin-film coil, and the unfolded hexagonal circuits of the upper and lower halves formed through the insulating film are connected in series through holes in the vertices of the hexagon. One continuous circuit is repeated at intervals, and a plurality of continuous circuits of the continuous circuits are connected in series with each other at the start terminal and the end terminal of each continuous circuit at both ends of the thin film coil.

그러나, 삼상용 박막코일은 독립된 세 개의 코일로 이루어진 반면 단상 박막코일은 주코일과 보조코일 두 개의 코일로 구성된 것이 다르다.However, the three-phase thin film coil is composed of three independent coils, whereas the single phase thin film coil is composed of two coils, a main coil and an auxiliary coil.

본 발명에서는 기존의 전동기와 같이 고정자의 철심에 코일을 권선하는 것과는 달리 고정자의 내벽에 박막코일을 부착함으로써 구조가 간단하고 제작이 용이하며, 공간격이 커서 고정자나 회전자의 철심에서 자속밀도가 포화되지 않고 철심의 부피를 줄여서 전동기의 경량화와 소형화가 가능하게 하였다.In the present invention, unlike winding a coil on the iron core of the stator like a conventional electric motor, the structure is simple and easy to manufacture by attaching a thin film coil to the inner wall of the stator. It is not saturated, and the volume of iron core is reduced, making it possible to reduce the weight and size of the motor.

또한, 본 발명은 고정자나 회전자의 철심에서 자속밀도가 포화되지 않으므로, 얇은 원판형 철심을 사용하여 원판형 유도 전동기의 실용화를 가능하게 하였으며, 철심에 의한 에너지의 손실이 적기 때문에 철심에 코일을 권선한 유도 전동기에 비해서 대용량 대출력 유도전동기의 효율을 크게 높일 수 있다.In addition, since the magnetic flux density does not saturate in the iron core of the stator or the rotor, the present invention enables the practical use of a disc-shaped induction motor using a thin disc-shaped iron core, and since the energy loss by the iron core is small, a coil is placed on the iron core. Compared to the wound induction motor, the efficiency of a large-capacity large output induction motor can be greatly increased.

본 발명에서는 절연막에 단면으로 접착된 동박을 식각하여 하층 코일을 형성하고, 그 위에 절연막을 연결점을 제외하고 도포한 다음 무전해 도금 또는 전해 도금으로 형성된 동박을 식각하여 상층 코일을 형성하므로써 절연막 사이의 연결이 연결점을 통해 자동적으로 이루어 지게 하였으며 또, 절연막을 사이에 두고 양쪽면에 접착된 동박을 식각하여 코일을 형성하고 절연막 사이의 코일 연결은 절연막을 사이에 두고 대향해 있는 단자에 구멍을 뚫고 도금하므로써 각 코일층 사이의 연결을 용이하게 하였다.In the present invention, by forming a lower layer coil by etching the copper foil bonded to the cross-section to the insulating film, the insulating film is applied on the insulating film except the connection point, and then the copper foil formed by electroless plating or electrolytic plating is etched to form the upper coil. The connection was made automatically through the connection point, and the copper foil bonded to both sides was etched with the insulating film interposed therebetween to form a coil, and the coil connection between the insulating films was formed by drilling a hole in the opposite terminal with the insulating film interposed therebetween. This facilitates the connection between each coil layer.

본 발명은 특히 절연막을 사이에 두고 서로 대향하는 코일의 연결을 식각하기 전에 대향해 있는 단자의 위치에 구멍을 뚫고 먼저 도금하여 연결한 후에 박막코일 형상을 식각하므로써 도금 공정을 쉽게 할 수 있다.In particular, the present invention can facilitate the plating process by etching the thin film coil shape after drilling and plating the holes at the opposite terminals before etching the connection of the coils facing each other with the insulating film interposed therebetween.

또한, 본 발명은 절연막을 사이에 두고 서로 대향하는 코일의 연결이 용이하여 하나의 코일층에 공간의 낭비 없이 박막코일을 형성하므로써 코일 점유율이 높은 전동기의 박막코일을 형성할 수 있다.In addition, the present invention can easily connect the coils facing each other with the insulating film therebetween to form a thin film coil without wasting space in one coil layer can form a thin film coil of the motor having a high coil occupancy.

본 발명의 박막코일을 제작하기 위해서 식각법이나 인쇄기법, 박막코팅법으로 제작하면 쉽게 자동화가 가능하고 얇게 제작할 수 있으며, 정밀 소형 전동기도 쉽게 제작할 수 있고, 하나의 원판에 여러개의 코일층을 동시에 제작하여 절단하면대량생산이 이루어져 생산원가도 저렴하다. 본 발명의 박막코일은 인덕턴스가 무시할 정도로 적고 코일 점유율도 높으므로 고효율의 전동기의 제작이 가능하다.In order to manufacture the thin film coil of the present invention, if it is manufactured by etching method, printing method, or thin film coating method, it can be easily automated and made thin, precision small electric motor can be easily manufactured, and several coil layers can be formed on one disc at the same time. When produced and cut, mass production takes place and production cost is low. Since the thin film coil of the present invention has a negligible inductance and a high coil occupancy, it is possible to manufacture a highly efficient electric motor.

Claims (4)

원통형 박막코일 유도전동기에 있어서, 원형 고리 모양의 철심을 적층하여 이루어진 고정자, 상기 고정자 내부에 원판형의 철심을 적층하여 이루어진 회전자, 및 상기 고정자와 회전자 사이의 공간격에서 상기 고정자의 내벽에 부착되어 있는 박막코일로 구성되는데, 상기 박막코일은 긴 절연막을 사이에 두고 있는 상하의 두 개의 코일층에 펼쳐진 육각형의 반쪽 부분이 각각 복수개 형성되고 상기 펼쳐진 육각형의 반쪽 부분의 꼭지점에 난 구멍을 통하여 상기 펼쳐진 육각형의 반쪽 부분의 대응하는 부분이 상호 직렬연결됨으로써 복수개의 펼쳐진 육각형으로 된 폐회로가 자극의 간격으로 형성되고 상기 펼쳐진 육각형 폐회로의 시작단자와 끝단자에 난 구멍을 통하여 펼쳐진 육각형 폐회로가 직렬연결됨으로써 박막코일이 구성되며, 상기 박막코일을 원통으로 감았을 때 상기 원통길이 방향의 회로 간격은 고정자의 자극간격과 일치하고 각 박막코일층에서 상기 원통길이 방향의 길이는 같이 위치에 겹치도록 회로가 형성되는 것을 특징으로 하는 원통형 박막코일 유도전동기.A cylindrical thin-film coil induction motor comprising: a stator formed by stacking circular annular iron cores, a rotor formed by stacking disc-shaped iron cores inside the stator, and a space between the stator and the rotor on the inner wall of the stator. The thin film coil is formed with a plurality of hexagonal half portions each of which is formed on two upper and lower coil layers having a long insulating film interposed therebetween, and through the holes formed at the vertices of the half portions of the hexagonal shape. Corresponding portions of the half of the unfolded hexagon are connected in series so that a plurality of unwrapped hexagonal closed circuits are formed at intervals of magnetic poles, and the unwrapped hexagonal closed circuit is serially connected through openings in the start and end terminals of the unfolded hexagonal closed circuit. Thin film coil is configured, the thin film coil In the cylindrical winding, the circuit spacing in the cylindrical length direction coincides with the magnetic pole spacing of the stator, and in each thin film coil layer, the circuit is formed such that the length of the cylindrical length direction overlaps the same position. Electric motor. 제7항에 있어서, 상기 박막코일에서 상기 펼쳐진 육각형의 반쪽부분을 모든 코일층에 자극수에 3을 곱한 배수만큼 각각 형성함으로써 삼상용에 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 원통형 박막코일 유도전동기.8. The cylindrical thin-film coil induction motor according to claim 7, wherein the half-sections of the unfolded hexagons of the thin-film coil can be used for three-phase use, respectively, by forming a multiple of 3 times the number of magnetic poles in all the coil layers. 원판형 박막코일 유도전동기에 있어서, 얇은 철판을 말아서 이루어진 원판형 회전자, 상기 회전자 주위의 얇은 철판을 말아서 만든 두 개의 원판형 고정자,및 상기 회전자와 고정자 사이의 공간격에서 고정자의 내벽에 부착되어 있는 박막코일로 구성되는 데, 상기 박막코일은 원판형 절연막을 사이에 두고 있는 상하 두 개의 코일층에 펼쳐진 육각형의 반쪽 부분이 각각 복수개 형성되고 상기 펼쳐진 육각형의 반쪽 부분의 꼭지점에 난 구멍을 통하여 상호 대응하는 펼쳐진 육각형의 반쪽 부분이 상호 직렬연결되어 자극수 만큼의 육각형 폐회로가 구성되는 상하 코일층과 이 코일층 사이에 개입되어 코일층들을 절연시켜줌과 함께 인접한 코일층에 있는 폐회로의 시작단자와 끝단자를 교대로 반복하여 직렬연결시켜주기 위한 절연층으로 구성되며, 상기 코일층과 절연층이 복수개 적층된 다음 제일 밑의 코일층과 제일 위의 코일층의 폐회로의 시작단자와 끝단자의 구멍을 통하여 독립된 펼쳐진 육각형의 폐회로끼리 직렬연결되어 구성되는 데, 상기 복수개의 코일층을 적층할 때 각 코일층의 방사상의 회로가 같은 위치에 겹치도록 적층되고 각 방사상의 회로의 간격은 고정자의 자극의 간격과 일치되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 원판형 박막코일 유도 전동기.A disk-shaped thin film coil induction motor, comprising: a disk-shaped rotor made of a rolled up thin plate, two disk-shaped stators made from a rolled up thin plate around the rotor, and a space between the rotor and the stator in the inner wall of the stator. It consists of a thin film coil attached, wherein the thin film coil is formed with a plurality of hexagonal half portions each formed in two upper and lower coil layers having a disc insulating film interposed therebetween, and a hole formed at a vertex of the half portion of the unfolded hexagon. Half of the corresponding hexagons are connected to each other in series to connect the upper and lower coil layers, which form hexagonal closed circuits as many as the number of magnetic poles, to insulate the coil layers, and to start the terminal of the closed circuits in the adjacent coil layers. It consists of an insulating layer for connecting the terminal and the terminal repeatedly in series. A plurality of coil layers and an insulation layer are stacked, and independent unfolded hexagonal closed circuits are connected in series through holes of a start terminal and an end terminal of a closed circuit of a bottom coil layer and a top coil layer. A disk-shaped thin film coil induction motor, wherein the radial circuits of the respective coil layers are stacked so as to overlap at the same position when the layers are stacked, and the intervals of the respective radial circuits are formed to coincide with the intervals of the magnetic poles of the stator. 제11항에 있어서, 상기 박막코일에서 상기 펼쳐진 육각형의 반쪽부분을 모든 코일층에 자극수에 3을 곱한 배수만큼 각각 형성함으로써 삼상용에 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 원판형 박막코일 유도 전동기.12. The disk-shaped thin film coil induction motor of claim 11, wherein the half-sections of the unfolded hexagons of the thin film coil can be used for three-phase use, respectively, by forming a multiple of 3 times the magnetic pole number in all the coil layers.
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