KR100631573B1

KR100631573B1 - 하이브리드 유도전동기

Info

Publication number: KR100631573B1
Application number: KR1020050052059A
Authority: KR
Inventors: 한승도; 신현정; 이동일; 오승석; 안재홍
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-06-16
Filing date: 2005-06-16
Publication date: 2006-10-09

Abstract

본 발명은 하이브리드 유도전동기에 관한 것으로서, 부품 및 조립공수를 저감시켜 원가를 절감하고 생산성을 향상 시킬 수 있음은 물론 설치공간을 저감시켜 공간효율성 및 설계자유도를 향상 시킬 수 있으며, 기동성능을 개선하고 변속 회전을 용이하게 할 수 있는 하이브리드 유도전동기에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 회전자계가 생성되도록 구동코일이 권선되는 고정자와; 상기 고정자의 내측에 소정 공극을 두고 이격되며 회전 가능하게 삽입되는 유도회전자와; 상기 유도회전자의 중심에 압입 결합되어 상기 유도회전자의 회전력을 외부로 출력하는 회전축과; 상기 고정자와 상기 유도회전자의 사이에 소정 공극을 두고 이격되며 독립적으로 회전 가능하게 설치되되 상기 유도회전자의 원주 방향을 따라 일정 간격을 두고 이격됨과 아울러 서로 반대 극성을 갖도록 교변적으로 배치되는 복수개의 제1마그네트와, 상기 각 제1마그네트를 일체로 연결시키는 제1마그네트연결부로 이루어진 제1동기회전자와; 상기 각 제1마그네트와 축 방향을 따라 대향되게 상기 고정자와 상기 유도회전자의 사이에 소정 공극을 두고 이격되며 독립적으로 회전 가능하게 설치되되 상기 유도회전자의 원주 방향을 따라 일정 간격을 두고 이격됨과 아울러 서로 반대 극성을 갖도록 교변적으로 배치되는 복수개의 제2마그네트와, 상기 각 제2마그네트를 일체로 연결시키는 제2마그네트연결부로 이루어진 제2동기회전자;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 유도전동기를 제공한다.

하이브리드 유도전동기, 동기회전자, 마그네트, 마그네트연결부

Description

하이브리드 유도전동기{HYBRIDE INDUCTION MOTOR}

도 1은 종래 하이브리드 유도전동기의 구조를 도시한 종단면도

도 2는 도 1의 A-A선 단면도

도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 유도전동기의 구조를 도시한 종단면도

도 4는 도 3의 B-B선 단면도

도 5는 본 발명에 따른 하이브리드 유도전동기로서, 동기회전자의 구조를 도시한 도면

도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 하이브리드 유도전동기의 다른 실시예를 도시한 도면

도 10 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 유도전동기로서, 각 동기회전자의 작동구조를 도시한 도면

도 12는 본 발명에 따른 하이브리드 유도전동기로서, 구동코일의 결선예를 도시한 도면

도 13은 본 발명에 따른 하이브리드 유도전동기로서, 전원부의 구성을 개략적으로 도시한 도면

도 14는 본 발명에 따른 하이브리드 유도전동기로서, 전압가변제어장치에 의한 전압의 파형을 도시한 도면

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 하우징 2 : 고정자

3 : 유도회전자 5 : 회전축

6,7 : 동기회전자 8 : 유막

9 : 전압가변제어장치 21 : 구동코일

61,71 : 마그네트 62,72 : 마그네트연결부(마그네트프레임)

64,74 : 코팅층

본 발명은 하이브리드 유도전동기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부품 및 조립공수를 저감시켜 원가를 절감하고 생산성을 향상 시킬 수 있음은 물론 설치공간을 저감시켜 공간효율성 및 설계자유도를 향상 시킬 수 있으며, 기동성능을 개선하고 변속 회전을 용이하게 할 수 있는 하이브리드 유도전동기에 관한 것이다.

일반적으로 전동기는 전기에너지를 기계에너지로 변환하는 장치로서, 사용전원에 따라 직류전동기와 교류전동기로 구분할 수 있다. 그 중 교류전동기에는 유도전동기, 동기전동기, 정류자전동기 등이 있으며, 최근 유도전동기와 동기전동기의 특성을 결합한 동기/유도 전동기가 소개되고 있다.

동기/유도 전동기는 고정자와 회전자 사이의 공극에 동기자인 영구자석을 자유회전 상태로 설치하여 이중공극을 형성하는 것으로, 고정자의 자계가 동기자를 회전시켜 동기자가 동기속도로 회전을 함과 동시에 동기자의 영구자석에서 발생하는 자속이 회전자에 대해 회전자계 역할을 하면서 상기한 회전자가 회전을 하도록 하는 원리이다.

첨부한 도 1은 종래 하이브리드 유도전동기의 구조를 도시한 종단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다.

도 1 내지 도 2에서 도시한 바와 같이, 종래 하이브리드 유도전동기는, 하우징(1)의 내측에 고정 설치되는 고정자(2)와, 상기 고정자(2)의 내측에 일정 간격을 유지하며 회전 가능하게 설치되는 동기회전자(6)와, 상기 동기회전자(6)의 내측에 일정 간격을 유지하며 회전 가능하게 설치되는 유도회전자(3) 및 상기 유도회전자(3)의 중심(3b)에 압입 결합되어 유도회전자(3)의 회전력을 외부로 출력하는 회전축(5)을 포함하여 구성되어 있다.

상기 고정자(2)는 규소강판으로 된 적층철심으로, 그 내주면에는 회전자계를 생성하는 구동코일(21)을 권선할 수 있도록 복수개의 슬롯부(22)가 원주방향을 따라 형성되어 있다.

상기 구동코일(21)은 메인코일(도시하지 않음)과 기동을 위한 서브코일(도시하지 않음)로 이루어져 있다.

상기 유도회전자(3)는 규소강판으로 된 적층철심에 봉도체(32)를 삽입하는 소위 농형의 유도회전자(squirrel cage rotor)로 이루어져 있다.

상기 동기회전자(6)는 고정자(2)와 유도회전자(3) 각각에 대하여 전자기력으로 결합되는 것으로서, 고정자(2)와 유도회전자(3)의 사이에 자유롭게 회전 가능하 게 설치되는 마그네트(61)와, 상기 마그네트(61)를 지지하는 마그네트프레임(62)과, 상기 마그네트프레임(62)이 회전축(5) 상을 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 베어링(63)을 포함하여 구성되어 있다.

상기와 같은 종래 하이브리드 유도전동기는 다음과 같이 동작한다.

상기 고정자(2)의 구동코일(21)에 1차 전류가 순차적으로 인가되어 회전자계가 형성되면, 이 회전자계에 의해 동기회전자(6)가 동기되어 동기속도로 회전을 하게 되는 바, 상기 동기회전자(6)의 마그네트(61)에서 내측자속이 유도회전자(3)에 대해 회전자계 역할을 하며 유도회전자(3)가 회전될 수 있게 함으로써, 상기 유도회전자(3)에 결합되는 회전축(5)이 유도회전자(3)와 함께 회전을 하면서 회전축(5)에 연결된 각종 부품에 회전력을 전달하게 된다.

그런데, 종래 하이브리드 유도전동기에 있어서는, 유도회전자(3)의 회전자계 역할을 하는 동기회전자(6)의 구조가 복잡하고 조립공정이 번거로워 원가가 상승되고 조립성 및 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

즉, 종래 동기회전자(6)에서 마그네트(61)를 제외한 여타 부품들은 마그네트(61)를 회전 가능하게 지지하기 위한 구조물로 사용되도록 되어 있는 바, 이에 따라 부품 및 조립공수가 증가되어 원가가 상승되고 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라 상기와 같은 동기회전자(6)의 마그네트(61)로서는 일반적으로 고가의 ND(neodymium) 소결 마그네트가 사용되고 있는 바, 종래에는 상기 동기회전자(6)의 마그네트(61)가 유도회전자(3)의 외주면 전체를 감싸는 링 형상으로 형성 됨에 따라 원가가 상승되는 문제점이 있었다.

또한, 종래 하이브리드 유도전동기에 있어서는, 공극의 자속밀도가 거의 일정하기 때문에 극 수가 작아지면서 동기회전자(6)의 기동토크가 부족해지기 쉬우므로 구동코일(21)에 과도한 전류가 인가되어야 하는 것은 물론 구동코일(21)에 인가되는 전압이 변하여도 공극자속의 밀도 변화가 작기 때문에 가변속 운전이 어려워 제품이 효율이 저하될 뿐만 아니라 기능을 다양화하는데도 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출한 것으로서, 부품 및 조립공수를 저감시켜 원가를 절감하고 생산성을 향상 시킬 수 있음은 물론 설치공간을 저감시켜 공간효율성 및 설계자유도를 향상 시킬 수 있으며, 기동성능을 개선하고 변속 회전을 용이하게 할 수 있는 하이브리드 유도전동기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 회전자계가 생성되도록 구동코일이 권선되는 고정자와; 상기 고정자의 내측에 소정 공극을 두고 이격되며 회전 가능하게 삽입되는 유도회전자와; 상기 유도회전자의 중심에 압입 결합되어 상기 유도회전자의 회전력을 외부로 출력하는 회전축과; 상기 고정자와 상기 유도회전자의 사이에 소정 공극을 두고 이격되며 독립적으로 회전 가능하게 설치되되 상기 유도회전자의 원주 방향을 따라 일정 간격을 두고 이격됨과 아울러 서로 반대 극성을 갖도록 교변적으로 배치되는 복수개의 마그네트와, 상기 각 마그네트를 일체로 연결 시키는 마그네트연결부로 이루어진 동기회전자;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 하이브리드 유도전동기는, 회전자계가 생성되도록 구동코일이 권선되는 고정자와; 상기 고정자의 내측에 소정 공극을 두고 이격되며 회전 가능하게 삽입되는 유도회전자와; 상기 유도회전자의 중심에 압입 결합되어 상기 유도회전자의 회전력을 외부로 출력하는 회전축과; 상기 고정자와 상기 유도회전자의 사이에 소정 공극을 두고 이격되며 독립적으로 회전 가능하게 설치되되 상기 유도회전자의 원주 방향을 따라 일정 간격을 두고 이격됨과 아울러 서로 반대 극성을 갖도록 교변적으로 배치되는 복수개의 제1마그네트와, 상기 각 제1마그네트를 일체로 연결시키는 마그네트연결부로 이루어진 제1동기회전자와; 원주 방향을 따라 복수개의 극성을 갖도록 형성되어 상기 각 제1마그네트와 축 방향을 따라 대향되게 상기 고정자와 상기 유도회전자의 사이에 소정 공극을 두고 이격되며 독립적으로 회전 가능하게 설치되는 제2마그네트와, 상기 제2마그네트에 결합되는 마그네트프레임과, 상기 마그네트프레임이 회전축 상을 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 베어링으로 이루어진 제2동기회전자;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 하이브리드 유도전동기는, 회전자계가 생성되도록 구동코일이 권선되는 고정자와; 상기 고정자의 내측에 소정 공극을 두고 이격되며 회전 가능하게 삽입되는 유도회전자와; 상기 유도회전자의 중심에 압입 결합되어 상기 유도회전자의 회전력을 외부로 출력하는 회전축과; 상기 고정자와 상기 유도회 전자의 사이에 소정 공극을 두고 이격되며 독립적으로 회전 가능하게 설치되되 상기 유도회전자의 원주 방향을 따라 일정 간격을 두고 이격됨과 아울러 서로 반대 극성을 갖도록 교변적으로 배치되는 복수개의 제1마그네트와, 상기 각 제1마그네트를 일체로 연결시키는 제1마그네트연결부로 이루어진 제1동기회전자와; 상기 각 제1마그네트와 축 방향을 따라 대향되게 상기 고정자와 상기 유도회전자의 사이에 소정 공극을 두고 이격되며 독립적으로 회전 가능하게 설치되되 상기 유도회전자의 원주 방향을 따라 일정 간격을 두고 이격됨과 아울러 서로 반대 극성을 갖도록 교변적으로 배치되는 복수개의 제2마그네트와, 상기 각 제2마그네트를 일체로 연결시키는 제2마그네트연결부로 이루어진 제2동기회전자;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 유도전동기의 구조를 도시한 종단면도이고, 도 4는 도 3의 B-B선 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 하이브리드 유도전동기로서, 동기회전자의 구조를 도시한 도면이다.

또한, 도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 하이브리드 유도전동기의 다른 실시예를 도시한 도면이고, 도 10 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 유도전동기로서, 각 동기회전자의 작동구조를 도시한 도면이다.

한편, 도 12는 본 발명에 따른 하이브리드 유도전동기로서, 구동코일의 결선예를 도시한 도면이고, 도 13은 본 발명에 따른 하이브리드 유도전동기로서, 전원부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 14는 본 발명에 따른 하이브리드 유 도전동기로서, 전압가변제어장치에 의한 전압의 파형을 도시한 도면이다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 3 내지 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 유도전동기는, 내부 수용공간을 갖는 하우징(1)과; 회전자계가 생성되도록 구동코일(21)이 권선되며 하우징(1)의 내주면에 고정 설치되는 고정자(2)와; 상기 고정자(2)의 내측에 소정 공극을 두고 이격되며 회전 가능하게 삽입되는 유도회전자(3)와; 상기 유도회전자(3)의 중심에 압입 결합되어 유도회전자(3)의 회전력을 외부로 출력하는 회전축(5)과; 상기 고정자(2)와 유도회전자(3)의 사이에 소정 공극(G1,G2)을 두고 이격되며 독립적으로 회전 가능하게 설치되되 유도회전자(3)의 원주 방향을 따라 일정 간격을 두고 이격됨과 아울러 서로 반대 극성을 갖도록 교변적으로 배치되는 복수개의 마그네트(61)와, 상기 각 마그네트(61)를 일체로 연결시키는 마그네트연결부(62)로 이루어진 동기회전자(6);를 포함하여 구성되어 있다.

상기 유도회전자(3)는 규소강판으로 된 적층철심에 봉도체(32)를 삽입하는 소위 농형의 유도회전자(squirrel cage rotor)(3)로 이루어져 있다.

상기 동기회전자(6)는 유도회전자(3)와 고정자(2)의 사이에 독립적으로 회전 가능하게 설치되어 유도회전자(3)에 대해 회전자계 역할을 하는 복수개의 마그네트(61)와, 상기 각 마그네트(61)를 일체로 연결시키는 마그네트연결부(62)로 이루어져 있다.

상기 각 마그네트(61)로는 ND(neodymium) 소결 마그네트가 사용되고, 유도회전자(3)의 원주 방향을 따라 소정 원호면을 갖도록 형성되어, 고정자(2)와 유도회전자(3)의 사이에 소정 공극(G1,G2)을 두고 이격됨과 아울러 유도회전자(3)의 원주 방향을 따라 일정 간격을 두고 이격되며 서로 반대 극성을 갖도록 교변적으로 배치되는 바, 바람직하게는 회전자계가 안정적으로 생성될 수 있도록 각 마그네트(61)는 서로 반대 극성이 유도회전자(3)의 반경 방향을 따라 대향되게 배치된다.

여기서 상기 각 마그네트(61)는 고정자(2) 및 유도회전자(3)와의 상호 기자력에 의해 축선 방향을 따라 이탈되지 않고 그 배치상태가 일정하게 고정될 수 있다.

상기 마그네트연결부(62)는 각각의 마그네트(61)가 일체로 연결될 수 있도록 각 마그네트(61)와 함께 일체로 사출 형성되어 원형 링 형상을 이루게 되고, 이때 상기 마그네트연결부(62)는 알루미늄, 플라스틱 등과 같은 비자성체로 형성된다.

아울러, 상기 마그네트연결부(62)는 유도회전자(3) 및 고정자(2)와의 접촉면적이 저감될 수 있도록 그 내면과 외면이 각 마그네트(61)의 두께 방향을 따라 각 마그네트(61)의 내면과 외면보다 내측에 위치되도록 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 각 마그네트(61)의 표면에는 부식 방지 및 내열성 향상을 위해 테플론 코팅 등에 의한 코팅층(64)이 형성되어 있고, 상기 각 마그네트(61)와 유도회전자(3)의 사이 공극(G1)에는 오일이 공급되며 유막(7)이 형성되도록 되어 있는 바, 상기 유막(7)은 윤활 역할을 함과 동시에 각 마그네트(61)와 유도회전자(3) 사이의 공극(G1)이 일정하게 유지될 수 있게 한다.

이러한 구성에 의하여, 상기 고정자(2)의 구동코일(21)에 전원이 인가되어 회전자계가 형성되면, 이 회전자계에 의해 동기회전자(6)가 동기되어 동기속도로 회전을 하게 되는 바, 상기 동기회전자(6)의 마그네트(61)에서 내측자속이 유도회전자(3)에 대해 회전자계 역할을 하며 유도회전자(3)가 회전될 수 있게 함으로써, 상기 유도회전자(3)에 결합되는 회전축(5)이 유도회전자(3)와 함께 회전을 하면서 회전축(5)에 연결된 각종 부품에 회전력을 전달하게 된다.

이와 같은 본 발명은 종래 대비 동기회전자(6)의 구조를 간소화할 수 있게 함으로써, 종래 대비 부품 및 조립공수를 저감시켜 원가를 절감하고, 조립성 및 생산성을 향상 향상 시킬 수 있음은 물론 설치공간을 저감시켜 공간효율성 및 설계자유도를 향상 시킬 수 있게 한다.

또한, 본 발명은 종래 대비 동기회전자(6)의 마그네트(61) 소요량을 대폭 저감 할 수 있는 구조로 그에 따른 원가를 절감할 수 있게 하며, 각 마그네트(61)가 마그네트연결부(62)를 통해 견고히 고정될 수 있게 함으로써 구조적인 신뢰성이 향상 될 수 있게 한다.

한편, 도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 하이브리드 유도전동기의 다른 실시예를 보인 것으로서, 이에 대해 설명하면 다음과 같다.

아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 6 내지 도 7에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 유도전동기는, 내부 수용공간을 갖는 하우징(1)과; 회전자계가 생성되도록 구동코일(21)이 권선되며 하우징(1)의 내주면에 고정 설치되는 고정자(2)와; 상기 고정자(2)의 내측에 소정 공극을 두고 이격되며 회전 가능하게 삽입되는 유도회전자(3)와; 상기 유도회전자(3)의 중심에 압입 결합되어 유도회전자(3)의 회전력을 외부로 출력하는 회전축(5)과; 상기 고정자(2)와 유도회전자(3)의 사이에 소정 공극을 두고 이격되며 독립적으로 회전 가능하게 설치되되 유도회전자(3)의 원주 방향을 따라 일정 간격을 두고 이격됨과 아울러 서로 반대 극성을 갖도록 교변적으로 배치되는 복수개의 제1마그네트(61)와, 상기 각 제1마그네트(61)를 일체로 연결시키는 마그네트연결부(62)로 이루어진 제1동기회전자(6)와; 원주 방향을 따라 복수개의 극성을 갖도록 형성되어 각 제1마그네트(61)와 축 방향을 따라 대향되게 고정자(2)와 유도회전자(3)의 사이에 소정 공극을 두고 이격되며 독립적으로 회전 가능하게 설치되는 제2마그네트(71)와, 상기 제2마그네트(71)에 결합되는 마그네트프레임(72)과, 상기 마그네트프레임(72)이 회전축(5) 상을 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 베어링(73)으로 이루어진 제2동기회전자(7);를 포함하여 구성되어 있다.

이와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 유도전동기는, 제1마그네트(61)를 갖는 제1동기회전자(6)와 제2마그네트(71)를 갖는 제2동기회전자(7)를 통해 고정자(2)에 인가되는 전압의 변화에 따라 유도회전자(3)의 회전속도가 가변 될 수 있게 한 것으로, 이를 위해 하이브리드 유도전동기의 전원부에는 도 13 내지 도 14와 같이 고정자(2)에 인가되는 전압의 크기를 선택적으로 가변시키기 위한 전압가변장치(Triac ; 교류 전력용 게이트 제어식 반도체 스위치)(8)가 구비되어 있다.

아울러 상기 고정자(2)의 구동코일(21)은 도 12의 (a) 내지 (c)와 같이 결선될 수 있는 바, 여기서 Cr 유도회전자측 커패시터이고, Cs는 고정자측 커패시터이며, 피티씨(P.T.C)는 Positive Temperature Coefficieny resistor로서 온도가 상승하면 전기저항이 급격히 커지는 반도체소자이다.

이와 같은 구성에 의해 상기 고정자(2)의 구동코일(21)에 전원이 인가되어 회전자계가 형성되면, 이 회전자계를 따라 제1동기회전자(6)와 제2동기회전자(7)가 동기되어 회전하게 되는 바, 상기 제1동기회전자(6)의 제1마그네트(61)와 제2동기회전자(7)의 제2마그네트(71)의 자속이 유도회전자(3)에 대해 회전자계 역할을 하며 유도회전자(3)가 회전될 수 있게 함으로써, 상기 유도회전자(3)에 결합되는 회전축(5)이 유도회전자(3)와 함께 회전하면서 회전축(5)에 연결된 각종 부품에 회전력을 전달하게 된다.

이때, 상기 제1동기회전자(6)와 제2동기회전자(7)가 동기되기 전의 상태에서는 제1마그네트(61)와 제2마그네트(71)가 도 10과 같이, 축선 방향을 따라 서로 다른 극으로 정렬되어 동기속도로 회전하게 된다.

그 후, 도 10에서 도 11로 전환되는 과정에서 구동코일(21)에서 생성되는 회전자계의 세기가 약할 경우에는 제1동기회전자(6)와 제2동기회전자(7)가 구동코일 (21)의 회전자계에 번갈아가며 동기하는 현상이 발생되고, 이로 인해 각 동기회전자(6,7)의 극수가 대략 2배로 증가하는 효과를 가져와서 각 동기회전자(6,7)의 동기인입에 필요한 회전자계의 세기를 대폭 낮출 수 있게 한다.

다음, 상기 제1동기회전자(6)와 제2동기회전자(7)가 동기된 후의 상태에서 구동코일(21)에 인가되는 전압이 충분히 큰 경우에는 제1마그네트(61)와 제2마그네트(71)가 도 11과 같이, 축선 방향을 따라 서로 같은 극으로 정렬되어 회전하게 되고, 이 과정에서 제1마그네트(61)와 제2마그네트(71)의 내측면에 형성되는 회전자계의 세기는 최대가 되어 유도회전자(3)의 회전속도 역시 최대가 된다.

또한, 상기 구동코일(21)에 인가되는 전압이 작아지게 되면 제1마그네트(61)와 제2마그네트(71)는 같은 극이 조금만 겹쳐진 상태를 유지하면서 동기 속도로 회전을 하게 되고, 이 과정에서 제1마그네트(61)와 제2마그네트(71)의 내측면에 형성되는 회전자계의 세기가 약해져서 유도회전자(3)의 회전속도가 감소하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 유도전동기는, 두개의 동기회전자(6,7)를 통해 기동전류를 대폭 저감시킬 수 있게 함으로써, 전동기의 구동 소음을 저감시키고 효율을 향상 시킬 수 있음은 물론 인가되는 전압의 변화에 따라 각 동기회전자(6,7)의 자속이 변화될 수 있게 함으로써, 변속 회전을 용이하게 할 수 있게 한다.

또한, 상기 제1동기회전자(6)가 전술한 실시예와 같이 종래 마그네트프레임 및 베어링 등을 배제한 간소한 구조로 이루어져 있을 뿐만 아니라 제1마그네트(61)의 소요량을 대폭 저감할 수 있는 구조로 이루어져 있는 바, 이와 같은 구조는 원 가를 절감할 수 있게 하고 조립성 및 생산성을 향상 향상 시킬 수 있음은 물론 설치공간을 저감시켜 공간효율성 및 설계자유도를 향상 시킬 수 있게 한다.

한편, 도 8 내지 도 9는 본 발명에 따른 하이브리드 유도전동기의 또 다른 실시예를 보인 것으로서, 이에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 8 내지 도 9에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 유도전동기는, 내부 수용공간을 갖는 하우징(1)과; 회전자계가 생성되도록 구동코일(21)이 권선되며 하우징(1)의 내주면에 고정 설치되는 고정자(2)와; 상기 고정자(2)의 내측에 소정 공극을 두고 이격되며 회전 가능하게 삽입되는 유도회전자(3)와; 상기 유도회전자(3)의 중심에 압입 결합되어 유도회전자(3)의 회전력을 외부로 출력하는 회전축(5)과; 상기 고정자(2)와 유도회전자(3)의 사이에 소정 공극을 두고 이격되며 독립적으로 회전 가능하게 설치되되 유도회전자(3)의 원주 방향을 따라 일정 간격을 두고 이격됨과 아울러 서로 반대 극성을 갖도록 교변적으로 배치되는 복수개의 제1마그네트(61)와, 상기 각 제1마그네트(61)를 일체로 연결시키는 제1마그네트연결부(62)로 이루어진 제1동기회전자(6)와; 상기 각 제1마그네트(61)와 축 방향을 따라 대향되게 고정자(2)와 유도회전자(3)의 사이에 소정 공극을 두고 이격되며 독립적으로 회전 가능하게 설치되되 유도회전자(3)의 원주 방향을 따라 일정 간격을 두고 이격됨과 아울러 서로 반대 극성을 갖도록 교변적으로 배치되는 복수개의 제2마그네트(71)와, 상기 각 제2마그네트(71)를 일체로 연결시키는 제2마그네트연결부(72)로 이루어진 제2동기회전자(7);를 포함하여 구성되어 있다.

이와 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 유도전동기는, 제1마그네트(61)를 갖는 제1동기회전자(6)와 제2마그네트(71)를 갖는 제2동기회전자(7)를 통해 고정자(2)에 인가되는 전압의 변화에 따라 유도회전자(3)의 회전속도가 가변될 수 있게 함과 아울러, 상기 제1동기회전자(6) 및 제2동기회전자(7)가 모두 마그네트프레임 및 베어링 등을 배제한 간단한 구조로 이루어져 있는 바, 이와 같은 구조는 원가를 절감할 수 있게 하고 조립성 및 생산성을 향상 향상 시킬 수 있음은 물론 설치공간을 저감시켜 공간효율성 및 설계자유도를 향상 시킬 수 있게 한다.

여기서 도면부호 74는 전술한 제1동기회전자(6)의 제1마그네트(61)의 표면에 코팅되는 코팅층(64)과 같이 제2동기회전자(7)의 제2마그네트(71)의 표면에 코팅되는 코팅층이다.

한편, 이와 같은 본 발명의 하이브리드 유도전동기는 로터리 압축기 등과 같은 각종 압축기에 적용될 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 하이브리드 유도전동기를 구비한 압축기는, 내부에 밀폐된 수용공간을 형성하는 케이싱(도시하지 않음)과, 상기 케이싱의 내부에 수용 설치되어 냉매를 압축하는 압축부(도시하지 않음)와, 상기 케이싱의 내부에 설치되어 압축부에 구동력을 제공하는 본 발명의 하이브리드 유도전동기를 포함하여 구성되어 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 압축기에는, 압축부에 구동력을 제공하기 위한 전 동기로서 일반적인 유도전동기보다 고효율/고성능의 장점을 갖음과 동시에 고가의 인버터가 사용되는 비엘디씨 모터에 비해 상대적으로 원가를 대폭 절감할 수 있는 하이브리드 유도전동기가 적용됨으로써, 압축기의 성능 및 효율이 향상 될 수 있게 함은 물론 원가를 절감할 수 있게 한다.

아울러 전술한 실시예에서는 본 발명에 따른 하이브리드 유도전동기가 압축기에 적용된 예를 들어 설명하고 있지만 그외 각종 기기에 본 발명에 따른 하이브리드 유도전동기를 적용할 수 있음은 물론이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절히 변경 가능한 것이다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 유도전동기에 의하면, 부품 및 조립공수를 저감시켜 원가를 절감하고 생산성을 향상 시킬 수 있음은 물론 설치공간을 저감시켜 공간효율성 및 설계자유도를 향상 시킬 수 있으며, 기동성능을 개선하고 변속 회전을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims

회전자계가 생성되도록 구동코일이 권선되는 고정자와;

상기 고정자의 내측에 소정 공극을 두고 이격되며 회전 가능하게 삽입되는 유도회전자와;

상기 유도회전자의 중심에 압입 결합되어 상기 유도회전자의 회전력을 외부로 출력하는 회전축과;

상기 고정자와 상기 유도회전자의 사이에 소정 공극을 두고 이격되며 독립적으로 회전 가능하게 설치되되 상기 유도회전자의 원주 방향을 따라 일정 간격을 두고 이격됨과 아울러 서로 반대 극성을 갖도록 교변적으로 배치되는 복수개의 마그네트와, 상기 각 마그네트를 일체로 연결시키는 마그네트연결부로 이루어진 동기회전자;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 유도전동기.
제 1항에 있어서,

상기 각 마그네트의 표면에는 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 유도전동기.
제 1항에 있어서,

상기 각 마그네트와 상기 유도회전자의 사이 공극에는 오일이 공급되며 유막이 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 유도전동기.
제 1항에 있어서,

상기 마그네트연결부는 상기 각 마그네트와 일체로 사출 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 유도전동기.
제 1항에 있어서,

상기 마그네트연결부의 내면과 외면은 상기 각 마그네트의 두께 방향을 따라 상기 각 마그네트의 내면과 외면보다 내측에 위치되도록 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 유도전동기.
회전자계가 생성되도록 구동코일이 권선되는 고정자와;

상기 고정자의 내측에 소정 공극을 두고 이격되며 회전 가능하게 삽입되는 유도회전자와;

상기 유도회전자의 중심에 압입 결합되어 상기 유도회전자의 회전력을 외부로 출력하는 회전축과;

상기 고정자와 상기 유도회전자의 사이에 소정 공극을 두고 이격되며 독립적으로 회전 가능하게 설치되되 상기 유도회전자의 원주 방향을 따라 일정 간격을 두고 이격됨과 아울러 서로 반대 극성을 갖도록 교변적으로 배치되는 복수개의 제1마그네트와, 상기 각 제1마그네트를 일체로 연결시키는 마그네트연결부로 이루어진 제1동기회전자와;

원주 방향을 따라 복수개의 극성을 갖도록 형성되어 상기 각 제1마그네트와 축 방향을 따라 대향되게 상기 고정자와 상기 유도회전자의 사이에 소정 공극을 두고 이격되며 독립적으로 회전 가능하게 설치되는 제2마그네트와, 상기 제2마그네트에 결합되는 마그네트프레임과, 상기 마그네트프레임이 회전축 상을 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 베어링으로 이루어진 제2동기회전자;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 유도전동기.
제 6항에 있어서,

상기 각 제1마그네트와 상기 제2마그네트 중 적어도 어느 하나의 표면에는 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 유도전동기.
제 6항에 있어서,

상기 각 제1마그네트와 상기 유도회전자의 사이 공극에는 오일이 공급되며 유막이 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 유도전동기.
제 6항에 있어서,

상기 마그네트연결부는 상기 각 제1마그네트와 일체로 사출 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 유도전동기.
제 6항에 있어서,

상기 마그네트연결부의 내면과 외면은 상기 각 제1마그네트의 두께 방향을 따라 상기 각 제1마그네트의 내면과 외면보다 내측에 위치되도록 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 유도전동기.
제 6항에 있어서,

상기 고정자에 인가되는 전압의 크기를 선택적으로 가변시키기 위한 전압가변제어장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 유도전동기.
회전자계가 생성되도록 구동코일이 권선되는 고정자와;

상기 고정자의 내측에 소정 공극을 두고 이격되며 회전 가능하게 삽입되는 유도회전자와;

상기 유도회전자의 중심에 압입 결합되어 상기 유도회전자의 회전력을 외부로 출력하는 회전축과;

상기 고정자와 상기 유도회전자의 사이에 소정 공극을 두고 이격되며 독립적으로 회전 가능하게 설치되되 상기 유도회전자의 원주 방향을 따라 일정 간격을 두고 이격됨과 아울러 서로 반대 극성을 갖도록 교변적으로 배치되는 복수개의 제1마그네트와, 상기 각 제1마그네트를 일체로 연결시키는 제1마그네트연결부로 이루어진 제1동기회전자와;

상기 각 제1마그네트와 축 방향을 따라 대향되게 상기 고정자와 상기 유도회전자의 사이에 소정 공극을 두고 이격되며 독립적으로 회전 가능하게 설치되되 상 기 유도회전자의 원주 방향을 따라 일정 간격을 두고 이격됨과 아울러 서로 반대 극성을 갖도록 교변적으로 배치되는 복수개의 제2마그네트와, 상기 각 제2마그네트를 일체로 연결시키는 제2마그네트연결부로 이루어진 제2동기회전자;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 유도전동기.
제 12항에 있어서,

상기 각 마그네트의 표면에는 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 유도전동기.