KR100531812B1 - Induction motor having free rotating magnet - Google Patents
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Abstract
본 발명의 자유회전 마그네트를 구비한 유도 전동기는 고정자(102)의 내측에 회전자(103)가 회전가능하게 설치되고, 그 회전자(103)의 축공(103b)에 회전축(109)이 압입되어 있는 유도 전동기에서, 상기 회전자(103)의 요입부(103a) 내측에 자유회전 마그네트(111)를 설치하고, 고정자(102)에서 발생되는 회전자계에 의해 저관성 상태의 자유회전 마그네트(111)가 회전되고, 그와 같이 회전되는 자유회전 마그네트(111)의 영구자석(123)에서 발생되는 강한 자속과 고정자(102)측의 회전자계에 의해 회전자(103)가 회전되도록 함으로써, 전동기의 고효율, 저소음 운전이 가능해진다.Induction motor having a free-rotating magnet of the present invention, the rotor 103 is rotatably installed inside the stator 102, the rotary shaft 109 is pressed into the shaft hole 103b of the rotor 103 In the induction motor, a free-rotating magnet 111 is installed inside the recess 103a of the rotor 103, and the free-rotating magnet 111 in a low inertia state is generated by the magnetic field generated by the stator 102. Is rotated, and the rotor 103 is rotated by the strong magnetic flux generated in the permanent magnet 123 of the free-rotating magnet 111 is rotated as described above and the rotor magnetic field on the stator 102 side, the high efficiency of the electric motor Low noise operation is possible.
Description
본 발명은 고정자에 흐르는 회전자계와 회전자에 발생하는 유도전류와의 상호작용에 의해 회전력을 발생시키는 유도 전동기에 관한 것으로, 특히 강한 자속의 회전자계에 의해 회전자가 회전되도록 하여 고효율, 저소음운전을 할 수 있도록 한 자유회전 마그네트를 구비한 유도 전동기에 관한 것이다.The present invention relates to an induction motor that generates a rotational force by the interaction of a rotating magnetic field flowing through the stator and an induction current generated in the rotor. Particularly, a high efficiency and low noise operation is performed by allowing the rotor to be rotated by a strong magnetic flux. It relates to an induction motor having a free rotating magnet.
도 1은 종래 유도 전동기의 종단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A'를 절취한 횡단면도이다.1 is a longitudinal cross-sectional view of a conventional induction motor, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1.
도시된 바와 같이, 종래 단상의 유동 전동기는 브라켓(1)의 내측에 고정자(2)가 고정되어 있고, 그 고정자(2)의 내측에는 회전자(3)가 일정간격의 공극(4)이 유지되도록 설치되어 있으며, 그 회전자(3)의 중심에는 회전자(3)의 회전력을 외부로 출력하기 위한 회전축(5)이 압입되어 있다.As shown, in the conventional single-phase induction motor, the stator 2 is fixed to the inside of the bracket 1, and inside the stator 2, the rotor 3 holds the gap 4 at a predetermined interval. The rotating shaft 5 for outputting the rotational force of the rotor 3 to the outside is press-fitted in the center of the rotor 3.
상기 고정자(2)는 규소강판으로된 적층 철심으로, 그 내주면을 따라 다수개의 티스부(11)가 반복형성되어 있고, 그 티스부(11)에는 각각 구동코일(12)이 권선되어 있다.The stator 2 is a laminated iron core made of a silicon steel sheet, and a plurality of tooth portions 11 are repeatedly formed along the inner circumferential surface thereof, and drive coils 12 are wound around the tooth portions 11, respectively.
상기 회전자(3)는 규소강판으로된 적층 철심으로, 그 적층 철심에 일정간격으로 형성된 통공(2a)에 알루미늄의 봉도체(21)가 삽입되어 있고, 그 봉도체(21)들의 양단부는 앤드링(end ring)(22)으로 연결된 농형(籠型)의 회전자(3)(squirrel cage rotor)이다.The rotor 3 is a laminated iron core made of silicon steel sheet, and an aluminum rod 21 is inserted into a through hole 2a formed at a predetermined interval on the laminated iron core, and both ends of the rod 21 are endless. It is a squirrel cage rotor 3 connected by an end ring 22.
상기와 같이 구성되어 있는 종래의 유도 동기모터는 고정자(2)에 권선되어 있는 구동코일(12)에 전원이 인가되면 구동코일(12)에 흐르는 전류에 의해 회전자계가 발생되고, 회전자(3)의 봉도체(21)에 의해 유도전류가 발생되는데, 이와 같이 발생되는 회전자계와 유도전류와의 상호작용에 의해 회전자(3)에 회전토크가 발생되며, 그와 같이 발생되는 회전토크는 회전축(5)을 통하여 외부로 전달되어 진다.In the conventional induction synchronous motor configured as described above, when power is applied to the drive coil 12 wound on the stator 2, a rotor magnetic field is generated by the current flowing through the drive coil 12, and the rotor 3. Induced current is generated by the rod 21 of, and the rotating torque is generated in the rotor 3 by the interaction between the generated magnetic field and the induced current, and the generated torque is It is transmitted to the outside through the rotating shaft (5).
즉, 상기와 같은 단상의 유도 전동기는 회전토크를 발생시키는 전자기적인 성분인 회전자계를 발생시키는 전류(자화전류)와 회전자(3)에서 발생하는 유도전류를 모두 외부전원과 결선된 구동코일(12)을 통하여 공급하게 된다.That is, the single-phase induction motor as described above includes a drive coil connected to an external power source for both the current (magnetizing current) that generates the magnetic field, which is an electromagnetic component that generates the rotation torque, and the induced current generated by the rotor 3. 12) to supply.
따라서, 종래의 유도 전동기는 고정자(2)의 구동코일(12)에서 발생되는 1차동손과 회전자(3)의 봉도체(21)에서 발생되는 2차동손에 의해 전류의 손실이 많이 발생되고, 그에 따라 전동기의 효율을 향상시키는데 한계가 있는 문제점을 가지고 있었다.Therefore, the conventional induction motor has a large current loss due to the primary loss generated in the drive coil 12 of the stator 2 and the secondary loss generated in the rod 21 of the rotor 3. Therefore, there was a problem that there is a limit to improve the efficiency of the motor.
상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 강한 자속의 회전자계에 의해 회전자가 회전되도록 하여 전동기의 효율을 향상시키도록 하는데 적합한 자유회전 마그네트를 구비한 유도 전동기를 제공함에 있다.Disclosure of Invention In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an induction motor having a free-rotating magnet suitable for improving the efficiency of an electric motor by rotating a rotor by a strong magnetic field rotor.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여내주면에 형성된 다수개의 티스부에 구동코일이 권선되어 있는 고정자와,상기 고정자의 내측에 회전가능하게 설치되며 가장자리를 따라 상,하방향으로 관통된 슬롯부에 전도체인 봉도체가 형성됨과 아울러 양단부가 앤드링으로 연결되어 있는 컵형의 회전자와,상기 회전자의 중심에 압입되어 회전자의 회전력을 외부로 전달하기 위한 회전축과,상기 회전자의 요입부에 삽입되어 상기 회전축상에서 자유회전가능하게 설치되며 상기 고정자에서 발생되는 회전자계와 합성되어 강한 자속으로 상기 회전자를 회전시키기 위한 자유회전 마그네트를 포함하여 구성되되,In order to achieve the object of the present invention as described above, a stator in which a driving coil is wound around a plurality of teeth formed on an inner circumferential surface thereof, and a slot part rotatably installed inside the stator and penetrated upward and downward along an edge thereof. A cup-shaped rotor having both ends of a conductor and a connecting end connected by an end ring, a rotary shaft press-fitted to the center of the rotor to transmit the rotational force of the rotor to the outside, and a recess of the rotor Is inserted into the rotatably installed on the rotation axis and is configured to include a free rotating magnet for rotating the rotor with a strong magnetic flux is synthesized with a rotating magnetic field generated in the stator,
상기 자유회전 마그네트는 원통형의 자석고정체와, 상기 자석고정체의 내측에 고정되며 상기 회전축에 결합되어 있는 베어링과, 상기 자석고정체의 내측에 인서트되어 있는 다수개의 영구자석을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자유회전 마그네트를 구비한 유도 전동기가 제공된다.The free rotating magnet comprises a cylindrical magnet fixture, a bearing fixed to the inside of the magnet fixture and coupled to the rotating shaft, and a plurality of permanent magnets inserted into the inside of the magnet fixture. An induction motor having a free rotating magnet is provided.
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이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 자유회전 마그네트를 구비한 유도 전동기를 첨부된 도면의 실시예를 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the embodiment of the accompanying drawings, an induction motor having a free rotating magnet of the present invention configured as described above will be described in more detail.
도 3은 본 발명에 따른 자유회전 마그네트를 구비한 유도 전동기의 종단면도이고, 도 4는 도 3의 B-B' 단면도이며, 도 5는 본 발명의 자유회전 마그네트의 분해사시도이고, 도 6은 자유회전 마그네트의 종단면도이다.3 is a longitudinal sectional view of an induction motor having a free rotating magnet according to the present invention, FIG. 4 is a sectional view taken along line BB 'of FIG. 3, FIG. 5 is an exploded perspective view of the free rotating magnet of the present invention, and FIG. It is a longitudinal cross-sectional view of a magnet.
이에 도시된 바와 같이, 브라켓(101)의 내측에는 규소강판이 적층된 적층철심으로된 고정자(102)가 설치되어 있고, 그 고정자(102)의 내측에는 규소강판이 적층된 적층철심으로된 회전자(103)가 회전가능하게 설치되어 있다.As shown therein, a stator 102 made of a laminated iron core in which silicon steel sheets are stacked is installed inside the bracket 101, and a rotor made of a laminated iron core in which silicon steel sheets are stacked inside the stator 102. 103 is rotatably provided.
그리고, 상기 고정자(102)의 내측에는 다수개의 티스부(105)가 반복적으로 돌출형성되어 있고, 그 티스부(105)에는 공급되는 전류가 인가되는 구동코일(106)이 각각 권선되어 있다.In addition, a plurality of tooth portions 105 protrude repeatedly from the inside of the stator 102, and the drive coils 106 to which a current to be supplied is applied are wound around the tooth portions 105, respectively.
또한, 상기 회전자(103)는 상측에 일정깊이로 요입되도록 요입부(103a)가 형성되어 있고, 그 요입부(103a)의 외측 가장자리에는 상,하방향으로 관통형성된 다수개의 통공(103b)에 알루미늄 봉도체(107)가 상,하방향으로 삽입된 상태에서 양단부가 앤드링(108)으로 연결되어 전기적인 단락이 이루어져 있다.In addition, the rotor 103 has a concave inlet portion (103a) is formed so as to be indented to a predetermined depth on the upper side, the outer periphery of the concave portion (103a) in a plurality of through-holes 103b formed in the vertical direction Both ends are connected to the end ring 108 in the state in which the aluminum rod body 107 is inserted in the up and down directions, and an electrical short is formed.
그리고, 상기 회전자(103)의 중심에 형성된 축공(103c)에는 회전자(103)의 회전력을 외부로 전달하기 위한 회전축(109)이 압입되어 있고, 그 회전축(109)의 양단부는 브라켓(101)에 설치된 베어링(110)에 삽입된 상태로 회전가능하게 지지되어 있다.In addition, a rotation shaft 109 is press-fitted into the shaft hole 103c formed at the center of the rotor 103 to transmit the rotational force of the rotor 103 to the outside, and both ends of the rotation shaft 109 are brackets 101. It is rotatably supported while being inserted into the bearing 110 installed in the).
또한, 상기 회전자(103)의 요입부(103a) 내측에는 고정자(102)에서 발생되는 회전자계로 회전하면서 강한 자속으로 회전자(103)를 회전시키기 위한 자유회전 마그네트(111)가 설치되어 있다.In addition, a free rotating magnet 111 is provided inside the recess 103a of the rotor 103 to rotate the rotor 103 with a strong magnetic flux while rotating in the rotor magnetic field generated by the stator 102. .
상기 자유회전 마그네트(111)는 원통형의 자성체로된 자석고정체(121)와, 그 자석고정체(121)의 내측에 고정되며 회전축(109)에 결합되어 있는 베어링(122)과, 상기 자석고정체(121)의 내부에 인서트되어 있는 다수개의 평판형 영구자석(123)들로 구성되어 있다. The free rotating magnet 111 is a magnet fixing body 121 made of a cylindrical magnetic body, a bearing 122 fixed to the inside of the magnet fixing body 121 and coupled to the rotating shaft 109, and the magnet height It is composed of a plurality of flat permanent magnets 123 inserted into the body 121.
상기 베어링(122)은 볼 베어링 또는 오일레스 베어링 등 어느것을 사용하여도 무방하고, 상기 자석고정체(121)의 내측에 압입하거나 몰딩시 일체로 인서트 몰딩하여도 무방하며, 그와 같이 설치되는 베어링(122)은 가격을 고려하여 오일레스 베어링을 사용하는 것이 바람직하다.The bearing 122 may use any one such as a ball bearing or an oilless bearing, and may be insert molded into the magnet fixing body 121 or may be integrally insert molded when molded. The bearing is installed as such. It is preferable to use oilless bearings 122 in consideration of the price.
도면중 미설명 부호 124는 영구자석의 자속누설을 차단하기 위한 베리어이다. In the drawing, reference numeral 124 denotes a barrier for blocking magnetic flux leakage of the permanent magnet.
상기와 같이 구성된 본 발명의 자유회전 마그네트를 구비한 유도 전동기는 AC 상용전압을 인가하면 고정자(102)의 구동코일(106)에 흐르는 전류에 의해 타원형태의 회전자계가 발생이되고, 그 회전자계에 의해 회전축(109) 상에 자유롭게 회전되도록 설치된 자유회전 마그네트(111)가 회전자계에 의해 동기되어 회전을 하는 동시에 상기 고정자(102)측의 회전자계와 자유회전 마그네트(111)의 영구자석(123)들에서 발생되는 강한 자속이 합성되어 회전자(103)를 회전시키게 된다.An induction motor having a free-rotating magnet of the present invention configured as described above generates an elliptical rotor magnetic field by the current flowing through the drive coil 106 of the stator 102 when an AC commercial voltage is applied. The free rotating magnet 111 installed so as to rotate freely on the rotating shaft 109 is rotated in synchronization with the rotating magnetic field and at the same time the permanent magnet 123 of the rotating magnetic field and the free rotating magnet 111 on the stator 102 side. The strong magnetic flux generated in the) is synthesized to rotate the rotor 103.
즉, 고정자(102)의 회전자계에 의해 팬(미도시)과 분리되어 저관성상태인 자유회전 마그네트(111)가 기동됨과 아울러 동기되고, 그와 같이 회전되는 자유회전 마그네트(111)에서 발생되는 자속과 고정자(102)에서 발생되는 회전자계에 의해 회전자(103)에 토크발생용 자속이 공급되어 회전자(103)를 회전시키게 된다.That is, the free rotating magnet 111, which is separated from the fan (not shown) by the rotating magnetic field of the stator 102, is started and synchronized with the low inertia state, and is generated in the free rotating magnet 111 rotated as such. Torque-generating magnetic flux is supplied to the rotor 103 by the magnetic flux generated by the magnetic flux and the stator 102 to rotate the rotor 103.
부연하여 설명하면, 상기 자유회전 마그네트(111)의 자석고정체(121)의 내부에는 다수개의 영구자석(123)들이 몰딩되어 있고, 그 자석고정체(121)의 내측에 압입된 베어링(122)이 회전축(109)에 결합된 상태에서 자유롭게 회전가능하게 설치되어 있으며, 그와 같은 상태에서 고정자(102)에서 발생되는 회전자계에 의해 자유회전 마그네트(111)가 회전되기 때문에 자유회전 마그네트(111)는 저관성 상태에서 자유롭게 회전이 가능하고, 또한 그와 같이 회전되는 자유회전 마그네트(111)에 설치된 영구자석(123)에 발생되는 강한 자속으로 회전자(103)를 회전시키기 때문에 고효율, 저소음운전이 가능해진다.In detail, a plurality of permanent magnets 123 are molded in the magnet fixing body 121 of the free rotating magnet 111, and the bearing 122 is pressed into the magnet fixing body 121. It is installed to be freely rotatable in the state coupled to the rotary shaft 109, and in that state the free-rotating magnet 111 is rotated by the rotating magnetic field generated by the stator 102, the free-rotating magnet 111 It is possible to rotate freely in a low inertia state, and also rotates the rotor 103 with a strong magnetic flux generated in the permanent magnet 123 installed in the free-rotating magnet 111 is rotated in such a high efficiency, low noise operation It becomes possible.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명 자유회전 마그네트를 구비한 유도 전동기는 고정자의 내측에는 회전자가 설치되어 있고, 그 회전자에 형성된 요입부의 내측에는 자유회전 마그네트를 설치하여, 고정자에서 발생되는 회전자계에 의해 저관성 상태의 자유회전 마그네트가 회전을하고, 그와 같이 회전되는 자유회전 마그네트에서 강한 자속과 고정자측의 회전자계에 의해 회전자를 회전시킴에 따라 전동기의 고효율, 저소음 운전이 가능해지는 효과가 있다. As described in detail above, the induction motor having the free-rotating magnet of the present invention has a rotor installed inside the stator, and a free-rotating magnet installed inside the recessed portion formed in the rotor, thereby generating a rotor magnetic field. The free rotating magnet in the low inertia state rotates, and the rotor rotates by the strong magnetic flux and the rotor magnetic field on the stator side. There is.
또한, 상기와 같이 설치되는 자유회전 마그네트는 영구자석들이 내부에 인서트되어 있는 자석고정체에 베어링이 일체화되도록 구성되므로 간단한 구조로 용이하게 제작할 수 있는 효과가 있다.In addition, the free rotating magnet installed as described above is configured so that the bearing is integrated in the magnet fixing body in which the permanent magnets are inserted therein, there is an effect that can be easily manufactured with a simple structure.
또한, 상기와 같은 영구자석들은 평평한 형태로 제작되어 자석고정체에 인서트되기 때문에 영구자석을 저비용으로 용이하게 제작하여 사용할 수 있다.In addition, since the permanent magnets are manufactured in a flat shape and are inserted into the magnet fixing body, the permanent magnets can be easily manufactured and used at low cost.
도 1은 종래 유도 전동기의 종단면도.1 is a longitudinal sectional view of a conventional induction motor.
도 2는 도 1의 A-A'를 절취한 횡단면도.2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 1.
도 3은 본 발명에 따른 자유회전 마그네트를 구비한 유도 전동기의 종단면도.3 is a longitudinal sectional view of an induction motor having a free rotating magnet according to the present invention.
도 4는 도 3의 B-B' 단면도.4 is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. 3.
도 5는 본 발명의 자유회전 마그네트의 분해사시도.5 is an exploded perspective view of a free rotating magnet of the present invention.
도 6은 본 발명 자유회전 마그네트의 종단면도.Figure 6 is a longitudinal cross-sectional view of the free rotating magnet of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
102 : 고정자 103 : 회전자102: stator 103: rotor
103b : 통공 105 : 티스부103b: Through hole 105: Tisbu
106 : 구동코일 107 : 봉도체106: driving coil 107: rod conductor
108 : 앤드링 109 : 회전축108: end ring 109: rotation axis
111 : 자유회전 마그네트 121 : 자석고정체111: free rotating magnet 121: magnet fixed body
122 : 베어링 123 : 영구자석122: bearing 123: permanent magnet
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20121026 Year of fee payment: 8 |
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| FPAY | Annual fee payment |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |