KR100436147B1 - Interior permanent magnet type motor - Google Patents
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Abstract
회전자에 매립되는 마그네트의 형상을 개선하여 고정자와 회전자 사이의 공극에서의 자속밀도 분포를 균일하게 함으로써 전동기의 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 토오크 리플을 감소시킬 수 있는 매립형 마그네트 전동기가 개시된다. 본 발명은 고정자와, 고정자의 내측에 배치되며 다수의 자성 강판을 적층하여 형성된 코어와, 코어에 매립된 복수의 영구자석을 구비한 회전자를 포함하는 매립형 영구자석 전동기에 있어서, 상기 영구자석은 코어의 중심을 향해 일정 곡률로 볼록하게 형성된 내주면과, 코어의 외주면을 향해 볼록하게 형성된 외주면으로 형성되며, 상기 외주면은 내주면의 양단으로부터 연장하며 일정 곡률을 가진 제 1 곡면부와, 제 1 곡면부의 양단을 연결하여 형성되되 제 1 곡면부보다 더 큰 곡률을 가진 제 2 곡면부로 이루어진 것을 특징으로 한다. 바람직하게, 상기 내주면의 폭(D1)과 상기 외주면의 제 2 곡면부의 폭(D2)의 비율은 대략 1 : 0.15 이내로 되도록 한다.By improving the shape of the magnet embedded in the rotor to uniform the magnetic flux density distribution in the air gap between the stator and the rotor, the embedded magnet electric motor that can improve the efficiency of the motor and reduce the torque ripple is disclosed. do. In the present invention, the permanent magnet includes a stator, a core disposed inside the stator, a core formed by stacking a plurality of magnetic steel sheets, and a rotor having a plurality of permanent magnets embedded in the core. An inner circumferential surface formed convexly at a predetermined curvature toward the center of the core, and an outer circumferential surface convexly formed toward the outer circumferential surface of the core, the outer circumferential surface extending from both ends of the inner circumferential surface and having a predetermined curvature, and a first curved portion It is formed by connecting both ends, characterized in that consisting of a second curved portion having a greater curvature than the first curved portion. Preferably, the ratio of the width D1 of the inner circumferential surface to the width D2 of the second curved portion of the outer circumferential surface is about 1: 0.15 or less.
Description
본 발명은 영구자석형 전동기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전자에 매입(埋入)되는 마그네트의 형상을 개선하여 모터의 효율을 향상시키고, 토오크 리플을 감소시킬 수 있도록 한 매립형 영구자석 전동기에 관한 것이다.The present invention relates to a permanent magnet electric motor, and more particularly, to a buried permanent magnet electric motor to improve the efficiency of the motor and reduce the torque ripple by improving the shape of the magnet embedded in the rotor It is about.
일반적으로 회전 구동력을 발생시키기 위해 사용되는 전동기는 회전자에 설치되는 영구자석의 결합구조에 따라 표면부착형 영구자석 전동기와 매립형 영구자석 전동기로 구분된다.In general, a motor used to generate a rotational driving force is classified into a surface-mounted permanent magnet motor and a buried permanent magnet motor according to a coupling structure of permanent magnets installed in the rotor.
매립형 영구자석 전동기는 회전자의 내부로 복수의 영구자석이 매립되어 설치되며, 마그네트 토오크 뿐만 아니라 릴럭턴스 토오크를 이용하게 되고, 고속회전시 발생하는 영구자석의 비산현상을 구조적으로 방지하게 되므로, 회전자의 표면에 자석을 부착하여 자장을 형성하는 표면부착형 영구자석 전동기에 비해 모터의 효율이 증대되어 고속구동용으로 많이 사용되고 있다.The embedded permanent magnet motor has a plurality of permanent magnets installed inside the rotor, and uses reluctance torque as well as magnet torque, and structurally prevents the scattering of permanent magnets generated at high speeds. Compared to the surface-mounted permanent magnet motor that attaches a magnet to the surface of the former to form a magnetic field, the efficiency of the motor is increased, and thus it is widely used for high speed driving.
매립형 영구자석 전동기는 코일의 권선 방식에 따라 집중권 방식과 분포권 방식으로 나누어지는데, 집중권 방식의 전동기는 분포권 방식에 비해 동손의 사용량의 감소 및 생산성의 향상을 가져오는 장점이 있지만, 다른 한편으로는 분포권 방식에 비해 토오크 리플(ripple)의 증가로 인한 진동과 소음이 증대되는 단점을 갖게 된다.The embedded permanent magnet electric motor is divided into a concentrated winding method and a distributed winding method according to the winding method of the coil. The concentrated winding type motor has advantages of reducing the amount of copper loss and improving productivity compared to the distributed winding method. Compared to the distribution range method, vibration and noise due to an increase in torque ripple are increased.
도 1은 종래기술에 따른 매립형 영구자석 전동기의 내부구조를 도시한 횡단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the internal structure of a buried permanent magnet motor according to the prior art.
이에 도시된 바와 같이, 종래의 매립형 영구자석 전동기는 대략 원통형상으로 형성된 고정자(10)와, 상기 고정자의 내부에 회전가능하게 수용되는 회전자(20)를 구비하여 이루어진다.As shown therein, the conventional embedded permanent magnet electric motor includes a stator 10 formed in a substantially cylindrical shape, and a rotor 20 rotatably housed in the stator.
고정자(10)는 다수의 자성 강판을 원통형상이 되도록 적층하여 만들어지며, 그 내주벽에는 원주방향으로 일정 간격으로 복수의 슬롯(12)이 형성되어서 각각의 슬롯(12) 사이에 다수의 코일(11)이 권선되어 구성된다.The stator 10 is formed by stacking a plurality of magnetic steel plates to have a cylindrical shape, and a plurality of slots 12 are formed on the inner circumferential wall at regular intervals in a circumferential direction, so that a plurality of coils 11 are formed between each slot 12. ) Is wound.
회전자(20)는 다수의 자성 강판을 적층하여 만들어져서 코어(21)를 형성하게 되며, 코어(21)의 중심부에는 축방향으로 축홀(22)이 형성되어 이 축홀(22) 안에 회전축(23)이 압입되어 회전자(20)와 함께 회전하게 되며, 코어(21)의 중심부의 외측으로는 원주방향으로 복수의 영구자석홀(24)이 형성되어 이 영구자석홀(24) 안에 회전자(20)와 함께 회전하는 영구자석(25)이 설치되어 있다.The rotor 20 is formed by stacking a plurality of magnetic steel sheets to form a core 21. A shaft hole 22 is formed in the center of the core 21 in the axial direction, and the rotating shaft 23 is formed in the shaft hole 22. ) Is pressed and rotates together with the rotor 20, and a plurality of permanent magnet holes 24 are formed in the circumferential direction on the outside of the center of the core 21 so that the rotor ( 20 is provided with a permanent magnet 25 to rotate together.
또한, 회전자(20)의 축홀(22)과 영구자석홀(24) 사이에는 복수의 결합홀(26)이 형성되어서 회전자(20)의 코어(21)를 형성하는 각각의 자성 강판은 리벳에 의해 결합된다.In addition, a plurality of coupling holes 26 are formed between the shaft hole 22 and the permanent magnet hole 24 of the rotor 20 so that each magnetic steel plate forming the core 21 of the rotor 20 is riveted. Are combined by.
고정자(10)와 회전자(20) 사이에는 일정 간극(air gap)(13) 이격되어 이 간극(13)을 통하여 회전자장이 형성되도록 한다.An air gap 13 is spaced between the stator 10 and the rotor 20 so that a rotor magnetic field is formed through the gap 13.
종래의 영구자석(25)은 그 단면이 원호형상을 이루어 형성된다. 즉, 종래의 영구자석(25)은 그 외주면(25a)과 내주면(25b)이 회전자(20)의 코어(21)의 중심을 향하여 볼록하게 되도록 이루어져서 외주면(25a)과 내주면(25b)은 모두 회전자(20)의 코어(21)의 외주면과 반대방향으로 곡면을 이루게 되고, 외주면(25a)과 내주면(25b)을 연결하는 연결부분(25c)은 코어(21)의 외주면과 일정간격 이격된 채 동일한 방향으로 곡면을 이루는 형상을 갖는다.The permanent magnet 25 of the related art is formed in an arc-shaped cross section. That is, the conventional permanent magnet 25 is made so that the outer peripheral surface 25a and the inner peripheral surface 25b are convex toward the center of the core 21 of the rotor 20, so that both the outer peripheral surface 25a and the inner peripheral surface 25b It forms a curved surface in the opposite direction to the outer peripheral surface of the core 21 of the rotor 20, the connecting portion 25c connecting the outer peripheral surface 25a and the inner peripheral surface 25b is spaced apart from the outer peripheral surface of the core 21 by a predetermined distance It has a shape that forms a curved surface in the same direction.
상기와 같은 형상을 가진 종래의 영구자석(25)은 그 둘레방향으로 자극이 형성되도록 착자되어 있다.The conventional permanent magnet 25 having the shape as described above is magnetized to form a magnetic pole in the circumferential direction thereof.
따라서, 고정자(10)의 코일(11)들에 전류가 인가되면, 각 코일(11)들의 극성이 순차적으로 변하게 되며, 이에 대응되는 회전자(20)의 영구자석(25)들의 극성과 고정자(10)의 코일(11)들에 형성되는 극성이 동일한 경우에 발생되는 반발력과, 영구자석(25)들과 코일(11)들에 형성되는 극성이 상이한 경우에 발생되는 흡인력에 의해 원심력이 발생되며, 이에 따라 회전자(20)가 회전축(23)과 함께 회전하면서 회전구동력을 발생시키게 되는 것이다.Therefore, when current is applied to the coils 11 of the stator 10, the polarities of the coils 11 are sequentially changed, and the polarities and the stators of the permanent magnets 25 of the rotor 20 corresponding thereto are sequentially changed. The centrifugal force is generated by the repulsive force generated when the polarities formed in the coils 11 of 10) are the same and the suction force generated when the polarities formed in the permanent magnets 25 and the coils 11 are different. Accordingly, the rotor 20 rotates together with the rotation shaft 23 to generate a rotation driving force.
그러나, 상기와 같은 영구자석의 형상에 의해 종래의 매립형 영구자석 전동기는 그 외주면과 내주면이 모두 회전자 코어의 중심방향으로 볼록한 원호형상을 이루는 구조를 가져서 코어에 형성되는 극성에 대한 영구자석의 반발력과 흡인력에 의해 발생되는 마그네트 토오크와, 고정자 코일이 회전자 코어를 끌어 당기는 것에 의해 발생되는 릴럭턴스 토오크(reluctance torque)를 사용하여 회전자를 회전시킴으로써 전동기의 효율은 높아지게 되는 반면에, 고정자와 회전자 사이의 공극에서의 자속밀도 분포, 즉 자기력선의 분포가 정원적인 분포가 아닌 비 정원적인 분포를 이루게 됨으로써 토오크 리플이 증가하게 되고, 이에 따라 작동시 진동 및 소음이 증가하는 문제점이 발생되는 것이다.However, according to the shape of the permanent magnet as described above, the conventional embedded permanent magnet motor has a structure in which both its outer circumferential surface and its inner circumferential surface have a convex arc shape convex toward the center of the rotor core, so that the resilience of the permanent magnet against the polarity formed in the core The efficiency of the motor is increased by rotating the rotor using the magnet torque generated by the over suction force and the reluctance torque generated by the stator coil pulling on the rotor core, while increasing the efficiency of the motor. The magnetic flux density distribution in the gap between the electrons, that is, the distribution of the magnetic field lines are not garden distribution but the non- garden distribution, thereby increasing the torque ripple, thereby increasing the vibration and noise during operation.
본 발명의 목적은 회전자에 매립되는 마그네트의 형상을 개선하여 고정자와 회전자 사이의 공극에서의 자속밀도 분포를 균일하게 함으로써 전동기의 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 토오크 리플을 감소시킬 수 있는 매립형 마그네트 전동기를 제공함에 있다.An object of the present invention is to improve the shape of the magnet embedded in the rotor to uniform the magnetic flux density distribution in the gap between the stator and the rotor to improve the efficiency of the motor, as well as to reduce the torque ripple To provide a buried magnet motor.
도 1은 종래의 매립형 영구자석 전동기의 횡단면도이다.1 is a cross-sectional view of a conventional embedded permanent magnet motor.
도 2는 본 발명에 따른 매립형 영구자석 전동기의 횡단면도이다.2 is a cross-sectional view of the embedded permanent magnet motor according to the present invention.
도 3은 도 2에 도시된 회전자를 확대하여 도시한 횡단면도이다.3 is an enlarged cross-sectional view of the rotor shown in FIG. 2.
도 4는 도 3에 도시된 회전자의 영구자석을 포함하는 일부분을 확대하여 도시한 도면이다.4 is an enlarged view of a part including a permanent magnet of the rotor shown in FIG. 3.
도 5는 종래기술에 따른 전동기와 본 발명에 따른 전동기의 회전자의 각도에 대한 토오크 값의 리플(ripple)을 비교한 그래프이다.5 is a graph comparing the ripple of the torque value with respect to the angle of the rotor of the electric motor according to the prior art and the motor according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10 : 고정자 11 : 코일10 stator 11 coil
12 : 슬롯 20 : 회전자12: slot 20: rotor
21 : 코어 30 : 영구자석21: core 30: permanent magnet
31 : 영구자석의 내주면 32 : 영구자석의 외주면31: Inner peripheral surface of permanent magnet 32: Outer peripheral surface of permanent magnet
32a: 제 1 곡면부 32b: 제 2 곡면부32a: first curved portion 32b: second curved portion
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,
고정자와, 상기 고정자의 내측에 배치되며 다수의 자성 강판을 적층하여 형성된 코어와, 상기 코어에 매립된 복수의 영구자석을 구비한 회전자를 포함하는 매립형 영구자석 전동기에 있어서,In the embedded permanent magnet motor comprising a stator, a core disposed inside the stator and formed by stacking a plurality of magnetic steel sheets, and a rotor having a plurality of permanent magnets embedded in the core.
상기 영구자석은 상기 코어의 중심을 향해 일정 곡률로 볼록하게 형성된 내주면과, 상기 코어의 외주면을 향해 볼록하게 형성된 외주면으로 형성되며,The permanent magnet is formed of an inner circumferential surface formed convexly with a predetermined curvature toward the center of the core, and an outer circumferential surface formed convexly toward the outer circumferential surface of the core,
상기 외주면은 상기 내주면의 양단으로부터 연장하며 일정 곡률을 가진 제 1 곡면부와, 상기 제 1 곡면부의 양단을 연결하여 형성되되 상기 제 1 곡면부보다 더 큰 곡률을 가진 제 2 곡면부로 이루어진 것을 특징으로 한다.The outer circumferential surface extends from both ends of the inner circumferential surface and is formed by connecting both ends of the first curved portion and a second curved portion having a greater curvature than the first curved portion. do.
바람직하게, 상기 내주면의 폭(D1)과 상기 외주면의 제 2 곡면부의 폭(D2)의 비율은 대략 1 : 0.15 이내로 되도록 한다.Preferably, the ratio of the width D1 of the inner circumferential surface to the width D2 of the second curved portion of the outer circumferential surface is about 1: 0.15 or less.
바람직하게, 상기 외주면의 제 1 곡면부는 상기 회전자의 코어의 외주면과 동일한 원호로 형성되어 상기 코어와 일정간격 이격되어 배치되도록 한다.Preferably, the first curved portion of the outer circumferential surface is formed of the same arc as the outer circumferential surface of the core of the rotor to be spaced apart from the core by a predetermined distance.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 것으로, 도 2는 본 발명에 따른 매립형 영구자석 전동기의 횡단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 회전자를 확대하여 도시한 횡단면도이며, 도 4는 도 3에 도시된 회전자의 영구자석을 포함하는 일부분을 확대하여 도시한 도면이다. 여기서, 도 1에 도시된 종래의 전동기와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명할 것이다.2 to 4 show a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of the embedded permanent magnet motor according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view showing an enlarged rotor shown in FIG. 4 is an enlarged view of a part including a permanent magnet of the rotor shown in FIG. 3. Here, the same components as those of the conventional electric motor shown in FIG. 1 will be described with the same reference numerals.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 매립형 영구자석 전동기는 다수의 자성 강판을 적층하여 실린더 형상으로 만들어지며, 그 내주벽에 형성된 복수의 슬롯(12)과 자기적으로 3상의 N극과 S극을 발생시키도록 상기 슬롯(12)들에 감겨진 코일(11)을 구비하여 이루어지는 고정자(10)와, 상기 고정자(10)와 마찬가지로 다수의 자성 강판을 적층하여 형성되며, 상기 고정자(10)의 내부에서 일정 간극(13) 이격되어 회전가능하게 배치되는 회전자(20)로 구성된다.As shown in FIG. 2, the embedded permanent magnet electric motor according to the present invention is formed in a cylindrical shape by stacking a plurality of magnetic steel sheets, and includes a plurality of slots 12 formed on the inner circumferential wall thereof, and magnetically three-phase N poles. The stator 10 includes a coil 11 wound around the slots 12 so as to generate an S pole, and a plurality of magnetic steel sheets are stacked in the same manner as the stator 10. It is composed of a rotor 20 is rotatably disposed spaced apart from the predetermined gap (13) inside.
회전자(20)는 다수의 자성 강판을 적층하여 만들어지는 코어(21)와, 코어(21)의 중심부에 축방향으로 형성된 축홀(22)과, 코어(21)의 중심부의 외측에 원주방향으로 형성된 복수의 영구자석홀(34)과, 이 영구자석홀(34)들에 끼워지는 복수의 영구자석(30)을 구비하며, 상기 축홀(22)에는 회전자(20)와 함께 회전하여 회전구동력을 발생시키는 회전축(23)이 압입되어 있다.The rotor 20 includes a core 21 made by stacking a plurality of magnetic steel plates, an axial hole 22 formed in an axial direction in the center of the core 21, and a circumferential direction outside the center of the core 21. A plurality of permanent magnet holes 34 formed therein, and a plurality of permanent magnets 30 fitted into the permanent magnet holes 34, and the shaft holes 22 rotate together with the rotor 20 to rotate driving force. The rotary shaft 23 for generating the pressure is pushed in.
코어(21)를 형성하는 각각의 자성 강판은 회전자(20)의 축홀(22)과 영구자석홀(34) 사이에 형성된 복수의 결합홀(26)에 리벳이 체결됨으로써 서로 결합되며, 회전자(20)의 상부와 하부에는 자속의 누설을 방지하기 위해 원형의 동판(미도시)이 부착되어 있다.Each magnetic steel plate forming the core 21 is coupled to each other by riveting the plurality of coupling holes 26 formed between the shaft hole 22 and the permanent magnet hole 34 of the rotor 20, the rotor A circular copper plate (not shown) is attached to the upper and lower portions of the 20 to prevent leakage of magnetic flux.
상기 영구자석(30)은 회전자(20)의 반경방향으로 착자되어 양극을 형성함으로써 영구자석(30)에 의한 자속과 고정자(10)의 코일(11)에 흐르는 전류에 의하여형성되는 회전 자장 사이의 상호 작용에 의해 영구자석 토오크를 발생시키게 된다.The permanent magnet 30 is magnetized in the radial direction of the rotor 20 to form an anode between the rotating magnetic field formed by the magnetic flux by the permanent magnet 30 and the current flowing through the coil 11 of the stator 10 Permanent magnet torque is generated by the interaction of.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 특징을 이루는 영구자석(30)은 회전자(20)의 코어(21)의 중심을 향해 일정 곡률로 볼록하게 형성된 내주면(31)과, 코어(21)의 외주면을 향해 볼록하게 형성된 외주면(32)으로 형성된다.As shown in FIG. 3, the permanent magnet 30, which is a feature of the present invention, has an inner circumferential surface 31 formed convexly at a predetermined curvature toward the center of the core 21 of the rotor 20, and the core 21. Is formed of an outer circumferential surface 32 formed convexly toward the outer circumferential surface thereof.
영구자석(30)의 외주면은 상기 내주면(31)의 양단으로부터 연장하여 형성된 한 쌍의 제 1 곡면부(32a)와, 상기 제 1 곡면부(32a)들을 연결하여 형성되는 제 2 곡면부(32b)로 이루어진다.The outer circumferential surface of the permanent magnet 30 has a pair of first curved portions 32a extending from both ends of the inner circumferential surface 31 and a second curved portion 32b formed by connecting the first curved portions 32a. )
도 4는 본 발명에 따른 영구자석(30)의 형상을 더욱 상세하게 설명하기 위해 확대하여 도시한 것이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 영구자석(30)의 내주면(31)은 외주면(32)에 비해 더 작은 곡률로 코어(21)의 중심을 향해 볼록하게 되도록 형성되며, 영구자석(30)의 외주면(32)의 한 쌍의 제 1 곡면부(32a)는 내주면(31)의 곡률보다 약간 더 큰 곡률로 상기 내주면(31)의 양단으로부터 일정 길이 연장하여 형성되며, 영구자석(30)의 외주면(32)의 제 2 곡면부(32b)는 한 쌍의 제 1 곡면부(32a)의 곡률에 비해 더 큰 곡률로 상기 제 1 곡면부(32a)들의 양단을 연결하여 형성된다.Figure 4 is an enlarged view to explain in more detail the shape of the permanent magnet 30 according to the present invention. As shown in the figure, the inner circumferential surface 31 of the permanent magnet 30 of the present invention is formed to be convex toward the center of the core 21 with a smaller curvature than the outer circumferential surface 32, the permanent magnet 30 of the The pair of first curved portions 32a of the outer circumferential surface 32 are formed by extending a predetermined length from both ends of the inner circumferential surface 31 with a curvature slightly larger than that of the inner circumferential surface 31, and the outer circumferential surface of the permanent magnet 30. The second curved portion 32b of 32 is formed by connecting both ends of the first curved portions 32a with a larger curvature than that of the pair of first curved portions 32a.
바람직하게, 상기 외주면(32)의 제 1 곡면부(32a)는 회전자(20)의 코어(21)의 외주면과 일정 간격으로 이격되도록 하는 곡률을 갖도록 한다.Preferably, the first curved portion 32a of the outer circumferential surface 32 has a curvature so as to be spaced apart from the outer circumferential surface of the core 21 of the rotor 20 at a predetermined interval.
특히, 회전자(20)의 회전각도에 따른 토오크의 최대값과 최소값의 차이에 의해 결정되는 토오크 리플을 최소화하기 위해 영구자석(30)의 내주면(31)의 폭(D1)에 대한 외주면(32)의 제 2 곡면부(32b)의 폭(D2)의 비율을 15/100 이내로 되도록하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명은 영구자석(30)의 형상을 D1:D2가 1:0.15 이내로 되도록 함으로써 평균 토오크 값이 감소됨이 없이 토오크 리플을 절감할 수 있도록 한 것이다.In particular, the outer peripheral surface 32 with respect to the width D1 of the inner circumferential surface 31 of the permanent magnet 30 in order to minimize the torque ripple determined by the difference between the maximum value and the minimum value of the torque according to the rotation angle of the rotor 20 It is preferable to set the ratio of the width D2 of the second curved portion 32b of () to within 15/100. That is, the present invention is to reduce the torque ripple without reducing the average torque value by making the shape of the permanent magnet 30 to D1: D2 within 1: 0.15.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 매립형 영구자석 전동기는 다음과 같이 작동된다.The embedded permanent magnet motor according to the present invention configured as described above operates as follows.
먼저, 고정자(10)의 코일(11)들에 전류가 인가되면, 각 코일(11)들의 극성이 순차적으로 변하게 되며, 이에 대응되는 회전자(20)의 영구자석(30)들의 극성과 고정자(10)의 코일(11)들에 형성되는 극성이 동일한 경우에 발생되는 반발력과, 영구자석(30)들과 코일(11)들에 형성되는 극성이 상이한 경우에 발생되는 흡인력에 의해 원심력이 발생되며, 이에 따라 회전자(20)가 회전축(23)과 함께 회전하면서 회전구동력을 발생시키게 되는 것이다.First, when current is applied to the coils 11 of the stator 10, the polarities of the coils 11 are sequentially changed, and the polarities and the stators of the permanent magnets 30 of the rotor 20 corresponding thereto are sequentially changed. The centrifugal force is generated by the repulsive force generated when the polarities formed in the coils 11 of the 10 are the same and the suction force generated when the polarities formed in the permanent magnets 30 and the coils 11 are different. Accordingly, the rotor 20 rotates together with the rotation shaft 23 to generate a rotation driving force.
이 때, 본 발명에 따른 영구자석(30)은 그 내주면(31)이 코어(21)의 중심을 향해 볼록한 형상으로 이루어지고, 그 외주면(32)이 서로 다른 곡률로 코어(21)의 외주면을 향해 볼록한 형상으로 이루어진 제 1 곡면부(32a)와 제 2 곡면부(32b)로 이루어지며, 또한 제 2 곡면부(32b)의 폭(D2)이 내주면(31)의 폭(D1)에 대해 15/100 이내로 되는 비율이 되도록 이루어짐으로써 평균 토오크의 감소없이 토오크 리플을 저감시킬 수 있게 되는 것이다.At this time, the permanent magnet 30 according to the present invention has an inner circumferential surface 31 has a convex shape toward the center of the core 21, the outer circumferential surface 32 to the outer circumferential surface of the core 21 with different curvatures It consists of the first curved portion 32a and the second curved portion 32b formed in the convex shape, and the width D2 of the second curved portion 32b is 15 to the width D1 of the inner circumferential surface 31. Since the ratio is within / 100, the torque ripple can be reduced without reducing the average torque.
도 5와 아래의 표는 종래기술에 따른 매립형 영구자석 전동기와 본 발명에 따른 매립형 영구자석 전동기의 회전자의 각도에 대한 토오크의 크기를 도시한 것으로서, 도 5와 아래의 표에 의해 본 발명에 따른 전동기가 종래의 전동기에 비해평균 토오크의 크기는 약간 향상되는 한편, 토오크 리플이 크게 저감된 것을 알 수 있다.Figure 5 and the table below shows the magnitude of the torque for the angle of the rotor of the embedded permanent magnet motor according to the prior art and the embedded permanent magnet motor according to the present invention, according to the present invention by FIG. According to the present invention, the average torque is slightly improved compared to the conventional motor, while the torque ripple is greatly reduced.
[ 표 ]Table
(토오크 리플 = 토오크의 최대값 - 토오크의 최소값)(Torque ripple = maximum value of torque-minimum value of torque)
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 매립형 영구자석 전동기는 영구자석의 형상을 개선하여 종래에 비해 평균 토오크 값을 향상시킴은 물론, 토오크 리플을 크게 저감 시킴으로써 전동기의 작동에 따른 진동과 소음을 감소시킬 수 있는 효과를 갖는 것이다.As described in detail above, the buried permanent magnet motor according to the present invention improves the shape of the permanent magnet to improve the average torque value compared to the conventional, as well as to significantly reduce the torque ripple to reduce vibration and noise caused by the operation of the motor It has an effect that can be reduced.
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