KR100643901B1 - 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 적층구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동기 릴럭턴스 모터에서 다수 개의 규소 강판이 적층되어 이루어지는 회전자에 관한 것으로서, 특히 규소 강판의 적층을 위한 안착부가 플럭스 배리어 내측에 형성됨으로써, 안착부가 자로의 외측에 배치되도록 하여 자속손실을 최소화할 수 있도록 한 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 적층구조에 관한 것이다.

본 발명에 따른 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 적층구조는, 동기 릴럭턴스 모터에 있어서, 코일이 권선된 고정자와, 상기 고정자의 내측에 회동가능하게 설치되고, 다수 개의 강판이 적층되어 이루어진 스틸부 및 상기 스틸부에 통공 형성되어 자로를 형성하는 플럭스 배리어로 구성되는 회전자와, 상기 플럭스 배리어의 단부에 형성되어 각각의 강판에 형성된 플러스 배리어가 동일한 위치에 배치되도록 하는 안착부가 포함된 것을 특징으로 한다.

동기 릴럭턴스 모터, 고정자, 회전자, 플럭스 배리어, 안착부

Description

동기 릴럭턴스 모터의 회전자 적층구조 {ROTOR PILEUP STRUCTURE OF SYNCHRONOUS RELUCTANCE MOTOR}

도 1은 일반적인 동기 릴럭턴스 모터가 도시된 구성도,

도 2는 종래 기술에 의한 동기 릴럭턴스 모터의 회전자가 도시된 평면도,

도 3은 종래 기술에 의한 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 적층구조가 도시된 단면도,

도 4는 본 발명에 의한 동기 릴럭턴스 모터의 회전자가 도시된 평면도,

도 5는 본 발명에 의한 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 적층구조가 도시된 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50 : 회전자 60 : 스틸부

70 : 플럭스 배리어 80 : 안착부

본 발명은 동기 릴럭턴스 모터에서 다수 개의 규소 강판이 적층되어 이루어지는 회전자에 관한 것으로서, 특히 규소 강판의 적층을 위한 안착부가 플럭스 배리어 내측에 형성됨으로써, 안착부가 자로의 외측에 배치되도록 하여 자속손실을 최소화할 수 있도록 한 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 적층구조에 관한 것이다.

일반적으로, 동기 릴럭턴스 모터(SYNCHRONOUS RELUCTANCE MOTOR)는 회전자의 회전에 따른 자기저항의 변화에 의해서 회전력이 발생되는 원리를 이용한 것으로, 도 1과 도 2를 참조하여 이를 간단히 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 종래 동기 릴럭턴스 모터는 전원이 인가되는 코일(C)이 권선되는 고정자(1)와, 그 고정자(1)의 내부에 회전가능하게 배치되며 90°간격으로 수개의 플럭스 배리어(FLUX BARRIER)(2)가 형성되어 각각의 극이 형성되어 있는 회전자(3)와, 그 회전자(3)에 압입되며 회전자(3)의 회전시 회전력을 전달하는 동력전달축(4)으로 구성되어 있다.

상기 고정자(1)에는 링 형상으로 이루어진 철심(5)의 내주면으로부터 다수개의 돌극(6)들이 돌출 형성되어 있고, 상기와 같은 형상의 규소강판들이 적층되어 고정자(1)를 형성하게 된다.

상기 회전자(3)도 여러 장의 규소강판을 적층하여 구성되어지며, 중앙부에는 동력전달축(4)이 압입되어지는 압입공(7)이 형성되어 있고, 상기 플럭스 배리어(2)는 공기(AIR)가 채워지도록 상,하방향으로 크기가 다르게 관통되도록 형성되어 있으며, 그 나머지 부분은 스틸부(8)로 이루어져 있다.

여기서, 상기 스틸부(8)에는 안착부(8a)가 형성되는 바, 상기 안착부(8a)는 다수 개의 규소강판이 정확한 위치에 적층되도록 하기 위한 것이고, 도 2에 도시된 바와 같이 플럭스 배리어(2)의 사이에 설치되어 4개로 이루어지는 것이 보통이다.

상기와 같이 구성된 종래 동기 릴럭턴스 모터는 고정자(1)에 권취되어 있는 코일(C)에 전류가 인가되면 그 인가된 전류에 의하여 플럭스가 형성되고, 회전자(3)의 위치에 따른 인덕턴스의 차이에 의해 릴럭턴스 토크(RELUCTANCE TORQUE)가 발생되어 회전자(3)가 회전하게 된다.

즉, 상기 회전자(3)의 회전에 따라 상기 회전자(3)에 형성된 플럭스 배리어(2)의 위치가 변화하면서 자기저항이 변화하게 되는데, 그와 같은 자기저항의 변화에 의하여 고정자(1)와 회전자(3) 사이의 공극에 축척되어 있는 에너지가 변화하게 되어 회전자(3)의 회전위치에 대한 에너지의 변화가 토크가 되어 회전력이 발생하게 되며, 그와 같이 회전자(3)에 발생된 회전력은 동력전달축(4)을 통하여 외부로 동력이 전달되어 진다.

상기와 같은 회전자(3)의 인접한 플럭스 배리어(2) 사이에는 자로(9)가 형성되며, 상기 고정자(1)에서 발생된 자속은 상기 자로(9)를 따라서 이동하게 된다.

상기 자로(9)를 형성하기 위하여 회전자(3)에 통공 형성된 플럭스 배리어(2)는 밀도가 큰 쪽으로 자속이 흐르는 성질을 이용하여 상기 스틸부(8)에 형성된 것으로, 상기 플럭스 배리어(2) 방향으로는 자속이 흐르지 않고, 상기 자로(9) 방향으로만 자속이 흐르도록 구성됨이 이상적이다.

그러나, 종래 기술에 의한 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 적층구조는 다수 개의 안착부(8a)가 플럭스 배리어(2) 사이의 스틸부(8)에 형성되기 때문에 플러스 배 리어(2) 사이로 형성되는 자로에 따라 흐르는 자속의 손실을 유발시키기 때문에 모터에 공급되는 전기 에너지에 비해 발생되는 회전력이 작아 모터의 효율이 낮아지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 안착부가 플러스 배리어 내측에 배치되도록 함으로써, 플럭스 배리어의 사이로 형성되는 자로를 따라 흐르는 자속이 안착부에 의해 손실되는 것을 억제하여 모터의 효율을 극대화할 수 있도록 한 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 적층구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 적층구조는, 동기 릴럭턴스 모터에 있어서, 코일이 권선된 고정자와, 상기 고정자의 내측에 회동가능하게 설치되고, 다수 개의 강판이 적층되어 이루어진 스틸부 및 상기 스틸부에 통공 형성되어 자로를 형성하는 플럭스 배리어로 구성되는 회전자와, 상기 플럭스 배리어의 단부에 형성되어 각각의 강판에 형성된 플러스 배리어가 동일한 위치에 배치되도록 하는 안착부가 포함된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 적층구조의 일 실시 예 를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 의한 동기 릴럭턴스 모터의 회전자가 도시된 평면도이고, 도 5는 본 발명에 의한 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 적층구조가 도시된 단면도이다.

본 발명에 따른 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 적층구조는, 코일이 권선된 고정자와, 상기 고정자의 내측에 회동가능하게 설치되고, 다수 개의 강판이 적층되어 이루어진 스틸부(60) 및 상기 스틸부(60)에 통공 형성되어 자로를 형성하는 플럭스 배리어(70)로 구성되는 회전자(50)와, 상기 플럭스 배리어(70)의 단부에 형성되어 각각의 강판에 형성된 플러스 배리어(70)가 동일한 위치에 배치되도록 하는 안착부(80)가 포함되어 구성된다.

이러한 동기 릴럭턴스 모터를 제작할 때에 상기 회전자(50)는 원형의 규소강판을 다수 개 적층시켜 제작하는 바, 도 3에 도시된 바와 같이 규소강판으로 이루어지는 스틸부(60)에 다수 개의 플럭스 배리어(70)를 형성한 다음 플럭스 배리어(70)의 양측 단부에 안착부(80)를 가공하고, 플럭스 배리어(70) 및 안착부(80)가 형성된 스틸부(60)를 다수 개 적층시켜 회전자(50)를 이룬다.

이때, 스틸부(60)에 형성된 플럭스 배리어(70) 즉, 곡선을 이루는 장공이 서로 동일한 위치에 배치되어 회전자(50)를 이루어 수직 방향으로 긴 홀부를 이루도록 함으로써, 플럭스 배리어(70) 사이에는 자로가 형성되어 상기 고정자에서 발생된 자속은 상기 자로를 따라서 이동되게 한다.

여기서, 상기 안착부(80)는 상기 플럭스 배리어(70)의 양측 단부에 형성되는 바, 상기 안착부(80)는 상기 플럭스 배리어(70)의 양측 단부가 일정량 절개되어 절곡되는데, 상기 플럭스 배리어(70)의 양측 단부가 절개되어 하측 방향으로 절곡되는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 형성되는 안착부(80)에 의해 다수 개의 스틸부(60)가 정확한 위치에 적층되는 바, 도 5에 도시된 바와 같이 안착부(80)는, 플럭스 배리어(70)의 양측 단부가 일정량 절개되고 하측 방향으로 절곡되어 이루어지므로 안착부(80)는 스틸부(60)의 하측 방향으로 돌출되고, 안착부(80)의 상면에는 다른 스틸부(60)의 안착부(80)가 삽입되는 홈부가 형성된다.

이로써, 다수 개의 스틸부(60)를 적층시킬 때는 상측에 배치되는 스틸부(60)의 안착부(80)가 하측에 배치되는 안착부(80)의 상면에 삽입되도록 함으로써, 상측에 배치되는 스틸부의 플럭스 배리어(70)와 하측에 배치되는 스틸부의 플럭스 배리어가 동일한 위치에 배치되어 정확한 적층을 이룰 수 있다.

아울러, 상기 안착부(80)는 플럭스 배리어(70)의 양측 단부에 형성되므로 총 8개의 안착부가 형성되므로 스틸부(60)의 정확한 배치가 용이하게 이루어짐과 동시에 각 스틸부(60) 사이의 체결력 또한 향상되어 회전자(50)의 제작이 용이해짐과 동시에 모터의 장기간 사용에 의한 회전자(50)의 파손이 방지되는 이점이 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 적층구조의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 사용자의 조작에 의해 모터가 구동되면 고정자에 권취되어 있는 코일에 전류가 인가되고, 그 인가된 전류에 의하여 플럭스가 형성되고, 회전자(50)의 위치에 따른 인덕턴스의 차이에 의해 릴럭턴스 토크(RELUCTANCE TORQUE)가 발생되어 회전자(50)가 회전하게 된다.

즉, 상기 회전자(50)의 회전에 따라 상기 회전자(50)에 형성된 플럭스 배리어(70)의 위치가 변화하면서 자기저항이 변화하게 되는데, 그와 같은 자기저항의 변화에 의하여 고정자와 회전자(50) 사이의 공극에 축척되어 있는 에너지가 변화하게 되어 회전자(50)의 회전위치에 대한 에너지의 변화가 토크가 되어 회전력이 발생하게 되며, 그와 같이 회전자(50)에 발생된 회전력은 스틸부의 중앙에 형성된 홀부(62)에 삽입된 동력전달축을 통하여 외부로 동력이 전달되어 진다.

상기와 같은 회전자(50)의 플럭스 배리어(70) 사이에는 자로가 형성되며, 상기 고정자에서 발생된 자속은 상기 자로를 따라서 이동하게 된다.

이때, 상기 안착부(80)는 플럭스 배리어(70) 내측에 형성되기 때문에 플럭스 배리어(70) 사이에 형성된 자로를 따라 자속이 흐르므로 안착부(80)에 의해 발생되는 자속의 손실을 방지할 수 있으므로 회전자(50)에 발생되는 회전력이 최대로 증가될 수 있다.

상기한 바와 같은 구성 및 작동에 의해 모토 효율이 극대화된 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 적층구조를 이룰 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 적층구조는 규소강판으로 이루어지는 다수 개의 스틸부에 형성된 플럭스 배리어 내측에 안착부가 형성됨으로써, 스틸부를 적층시켜 회전자를 제작할 때에 다수 개의 스틸부가 동일한 위치에 배치되도록 하므로 회전자 제작에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있고, 스틸부 사이의 체결력이 향상되어 모터의 장기간 사용에 의한 회전자의 파손을 방지할 수 있어 모터의 수명이 연장되는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 동기 릴럭턴스 모터는 안착부가 플럭스 배리어 내측에 형성됨으로써, 플럭스 배리어 사이의 스틸부를 따라 흐르는 자속과 간섭되는 것을 방지하므로 자속 손실을 억제하여 모터의 효율이 극대화되는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 동기 릴럭턴스 모터에 있어서;

   코일이 권선된 고정자와;

   상기 고정자의 내측에 회동가능하게 설치되고, 다수 개의 강판이 적층되어 이루어진 스틸부 및 상기 스틸부에 통공 형성되어 자로를 형성하는 플럭스 배리어로 구성되는 회전자와;

   상기 플럭스 배리어의 단부에 형성되어 각각의 강판에 형성된 플러스 배리어가 동일한 위치에 배치되도록 하는 안착부가 포함된 것을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 적층구조.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 안착부는 상기 플럭스 배리어의 양측 단부에 형성된 것을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 적층구조.
3. 제 1 항에 있어서;

   상기 안착부는 상기 플럭스 배리어의 양측 단부가 일정량 절개되어 절곡된 것을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 적층구조.
4. 제 1 항에 있어서;

   상기 안착부는 상기 플럭스 배리어의 양측 단부가 일정량 절개되어 하측 방향으로 절곡된 것을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 적층구조.

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