KR100499497B1 - 전동기 - Google Patents

Abstract

앤드 턴으로 인한 자속 손실을 방지할 수 있도록 한 전동기에 관한 것으로, 권선에 공급된 전류에 따라 자속을 발생시키는 고정자와, 고정자에 의해 발생된 자속에 의해 회전하는 회전자와, 평면상 회전자의 구동축 설치영역을 제외한 범위내에서 고정자와 동일한 폭 내지는 그 이상의 폭을 가지며 고정자 권선의 상측과 하측 마무리 부분인 앤드 턴중 적어도 하나를 덮어 자로(Flux Path)를 형성하여 상기 회전자의 구동축에 토크를 인가하는 앤드 턴 덮개를 포함하므로 앤드 턴에서 발생된 자속의 손실을 막아 효율을 향상시킬 수 있고, 동일 사양대비 권선량 감소가 가능하여 제조비용을 감소시킬 수 있다.

Description

전동기{Motor}

본 발명은 앤드 턴(End Turn)에 의해 누설되는 자속을 효과적으로 이용할 수 있도록 한 전동기에 관한 것이다.

일반적으로 전동기는 방사 자속(Radial Flux)을 이용하는 구조로 되어 있으며, 권선 방식 또한 그에 맞추어 분포권, 동심권, 집중권 등 다양한 방식이 적용되고 있다.

종래의 기술에 따른 전동기는 도 1과 같은 형태이며, 도 1의 A - A' 단면도인 도 2를 살펴보면, 주권선 및 보조 권선 등 권선에 전류를 흘려주므로써 자속을 발생시키는 고정자(1), 상기 고정자(1)에 의해 발생된 자속에 의해 자계가 형성되고 그에 따른 전류가 유기되어 회전하는 회전자(2)로 구성된다. 그리고 도 1의 B -B' 단면도인 도 3을 살펴보면, 전동기의 제조 특성상 고정자(1) 권선 성형시 외부를 둘러싸고 돌출되는 권선 부분 즉, 앤드 턴(3)이 형성된다.

이때 앤드 턴(3)의 높이와 체적은 권선의 선경과 턴수에 비례하여 증가하게 된다.

이와 같이 구성된 종래기술의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 고정자(1)의 권선에 전류가 인가되면 회전자(2)의 구동축(도시 생략)에 수직방향으로 자속이 발생된다.

이때 고정자(1)에 의해 둘러싸인 권선들은 고정자(1)에 의해 형성된 자로(Flux Path)를 통해 자속이 발생된다.

이어서 발생된 자속에 의해 자계가 형성되고 회전자(2)는 상기 자계에 의해 전류가 유기되어 극성을 띄게됨과 동시에 회전 토크(Torque)가 발생되어 회전하게 된다.

그러나 고정자(1)에서 형성된 자속은 자로를 통해 회전자(2)의 구동축(도시 생략)에 수직방향으로 형성되는데, 앤드 턴(3)은 외부에 노출되어 있어 자로가 형성되어 있지 않다.

따라서 앤드 턴(3)에 의해 형성된 자속은 자계를 형성하지 못하여 결국, 전동기의 동작과는 무관하게 된다.

종래의 기술에 따른 전동기는 제조 특성상 고정자의 상부 및 하부에 원형으로 전동기의 동작과는 무관한 앤드 턴이 형성되고 앤드 턴에 의해 형성된 자속은 회전자의 회전에 기여하지 못하고 손실된다. 결국, 앤드 턴에도 전류가 흐르지만 회전자의 회전에 기여하지 못하므로 전동기의 효율을 저하시키는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 앤드 턴으로 인한 자속 손실을 방지할 수 있도록 한 전동기를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 권선에 공급된 전류에 따라 자속을 발생시키는 고정자와, 고정자에 의해 발생된 자속에 의해 회전하는 회전자와, 평면상 회전자의 구동축 설치영역을 제외한 범위내에서 고정자와 동일한 폭 내지는 그 이상의 폭을 가지며 고정자 권선의 상측과 하측 마무리 부분인 앤드 턴중 적어도 하나를 덮어 자로(Flux Path)를 형성하여 상기 회전자의 구동축에 토크를 인가하는 앤드 턴 덮개를 포함함을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전동기의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 전동기의 구조를 나타낸 단면도이다.

본 발명에 따른 전동기는 도 4에 도시된 바와 같이, 권선에 공급된 전류에 따라 자속을 발생시키는 고정자(1), 고정자(1)에 의해 발생된 자속 통과시 릴럭턴스(Reluctance) 차이에 의해 토크가 발생하여 회전하는 회전자(2), 평면상 상기 회전자(2)의 구동축 설치영역을 제외한 범위내에서 상기 고정자(1)와 동일한 폭 또는 그 이상의 폭으로 상기 고정자(1)의 권선 마무리 부분인 앤드 턴(3)을 덮어 자로(Flux Path)를 형성함으로서 상기 앤드 턴(3)에서 발생된 자속이 회전자(2)에 인가되도록 하기 위한 앤드 턴 덮개(11)를 포함하여 구성된다.

이때 앤드 턴 덮개(11)는 상측과 하측이 별도로 구성되며, 상측과 하측에 동시에 적용하는 것이 가장 바람직하지만, 필요에 따라 상측 또는 하측중 어느 한 곳에만 적용할 수 있다.

그리고 효율적 측면에서 고정자(1)와 동일한 재질로 제작하고, 평면적 형상도 동일하게 하는 것이 가장 바람직하지만, 자로 형성이 가능한 모든 형상 및 자계 손실을 최소화할 수 있는 다른 재질도 가능하다.

그리고 별도의 단품으로 제작되므로 기존의 전동기의 상측 및 하측에 접착시키는 방식으로 간단하게 사용할 수 있다.

또한 앤드 턴(3)에 의해 자계가 형성되는 위치까지 회전자(2)의 높이를 증가시킨 구조로 회전자(2)를 제작하여 앤드 턴 덮개(11)를 장착함으로서 전동기의 효율을 보다 증가시킬 수도 있다.

이와 같이 구성된 본 발명은 권선에 전류가 흘러 자속이 발생하는 과정은 종래기술과 동일하다.

그러나 기존에는 앤드 턴(3)에서는 권선 저항에 의한 전류손실 만이 발생할 뿐 자로가 형성되지 않아 자계가 발생되지 않고, 회전자(2)의 회전력 발생에 기여하지 못하였지만, 본 발명의 경우 앤드 턴 덮개(11)의 역할에 의해 앤드 턴(3)의 높이까지 자로가 형성되어 자속이 발생하고 자계를 형성하여 회전자(2)의 회전력 발생에 기여하게 된다.

본 발명에 따른 전동기는 앤드 턴 부분에 덮개를 형성하여 앤드 턴으로 인한 자속이 손실되는 것을 방지하므로 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 동일한 사양의 전동기에서 보다 고출력이 가능하여 효율을 향상시킬 수 있다.

둘째, 회전자를 상기 앤드 턴 덮개가 형성된 부분까지 증가시켜 제작할 경우 동일한 권선 용량에서 보다 높은 효율향상을 기대할 수 있다.

셋째, 동일 사양에서 권선 용량을 감소시키더라도 효율 저하를 방지할 수 있으므로 제조비용을 감소시킬 수도 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 전동기의 구조를 나타낸 사시도

도 2는 도 1의 A - A' 단면도

도 3은 도 1의 B - B' 단면도

도 4는 본 발명에 따른 전동기의 구조를 나타낸 단면도

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

1: 고정자 2: 회전자

3: 앤드 턴(End Turn) 11: 앤드 턴 덮개

Claims (4)

1. 권선에 공급된 전류에 따라 자속을 발생시키는 고정자;

   고정자에 의해 발생된 자속에 의해 회전하는 회전자;

   평면상 상기 회전자의 구동축 설치영역을 제외한 범위내에서 상기 고정자와 동일한 폭 내지는 그 이상의 폭을 가지며 상기 고정자 권선의 상측과 하측 마무리 부분인 앤드 턴중 적어도 하나를 덮어 자로(Flux Path)를 형성하여 상기 회전자의 구동축에 토크를 인가하는 앤드 턴 덮개를 포함하는 전동기.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 앤드 턴 덮개는 상기 고정자와 동일한 재질로 이루어짐을 특징으로 하는 전동기.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 앤드 턴 덮개는 상기 고정자와 평면상 동일한 형상임을 특징으로 하는 전동기.
4. 제1 항에 있어서,

   상기 회전자는 상기 앤드 턴 덮개의 높이까지 연장 가능함을 특징으로 하는 전동기.