KR100690673B1 - Rotor assembly for hybrid type induction motor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하이브리드 유도전동기의 회전자결합체에 관한 것으로, 본 발명은 회전축과; 원통형의 코어와, 상기 코어를 관통하여 회전축의 축선방향에 대해 소정의 스큐를 가지고 배치되는 복수의 도체바를 구비하여 상기 회전축에 일체로 회전 가능하게 결합되는 유도회전자와; 유도회전자와 소정의 공극을 두고 상기 회전축에 자유회전 가능하게 결합되는 동기회전자를 포함함으로써, 도체바의 길이가 길어져 기동특성이 향상되는 것은 물론 고조파 성분이 제거되어 토크발생이 부드럽게 되면서 팬공진소음을 크게 낮출 수 있다. The present invention relates to a rotor assembly of a hybrid induction motor, the present invention comprises a rotating shaft; An induction rotor having a cylindrical core and a plurality of conductor bars penetrating the core and having a predetermined skew in the axial direction of the rotation shaft, the induction rotor being rotatably coupled to the rotation shaft; By including a synchronous rotor that is freely coupled to the rotating shaft while having a predetermined gap with the induction rotor, the length of the conductor bar is increased, the starting characteristics are improved, as well as the harmonics are removed, and the torque is generated smoothly. Can be significantly lowered.
Description
도 1은 종래 하이브리드 유도전동기의 단면도, 1 is a cross-sectional view of a conventional hybrid induction motor,
도 2는 종래 하이브리드 유도전동기에서 유도회전자의 일부를 파단하여 보인 사시도,2 is a perspective view showing a part of the induction rotor broken in the conventional hybrid induction motor,
도 3은 본 발명 하이브리드 유도전동기의 일실시예를 보인 단면도,3 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention hybrid induction motor,
도 4는 본 발명 하이브리드 유도전동기에서 유도회전자의 일부를 파단하여 보인 사시도,Figure 4 is a perspective view showing a part of the induction rotor broken in the present invention hybrid induction motor,
도 5는 본 발명 하이브리드 유도전동기의 소음 저감 효과를 종래와 비교하여 보인 그래프.5 is a graph showing the noise reduction effect of the present invention hybrid induction motor compared with the prior art.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **
10 : 고정자 11 : 고정자코어10: stator 11: stator core
15 : 고정자코일 20 : 회전자결합체15
21 : 회전축 25 : 베어링21: rotating shaft 25: bearing
31 : 유도회전자 33 : 회전자코어31: induction rotor 33: rotor core
37 : 도체바 39 : 엔드링부37: conductor bar 39: end ring portion
41 : 동기회전자 42 : 영구자석41: synchronous rotor 42: permanent magnet
44 : 자석지지부44: magnet support
본 발명은 하이브리드 유도전동기의 회전자결합체에 관한 것으로서, 특히 도체바의 길이를 늘려 기동특성을 높이고 토크 불평형 성분을 제거하여 소음을 줄일 수 있는 하이브리드 유도전동기의 회전자결합체에 관한 것이다.The present invention relates to a rotor coupling body of a hybrid induction motor, and more particularly, to a rotor coupling body of a hybrid induction motor which can reduce the noise by increasing the length of the conductor bar to increase the maneuverability and removing torque unbalance components.
일반적으로 인덕션모터는 회전자계를 형성하는 고정자와, 고정자와 공극을 두고 회전가능하게 배치하는 회전자부를 구성하고 있다. 최근에는 고정자와 회전자부 사이에 영구자석을 개재시켜 운전효율을 제고시키고 소비전력을 저감시킬 수 있도록 한 소위 하이브리드 유도전동기가 제시되고 있다.Induction motors generally comprise a stator for forming a magnetic field, and a rotor part rotatably disposed with a space between the stator and a void. In recent years, a so-called hybrid induction motor has been proposed to improve operating efficiency and reduce power consumption by interposing a permanent magnet between the stator and the rotor part.
도 1은 종래 하이브리드 유도전동기의 단면도이고, 도 2는 종래 하이브리드 유도전동기에서 유도회전자의 일부를 파단하여 보인 사시도이다.1 is a cross-sectional view of a conventional hybrid induction motor, Figure 2 is a perspective view showing a part of the induction rotor break in the conventional hybrid induction motor.
이에 도시한 바와 같이 종래 하이브리드 유도전동기는, 고정자(110)와, 고정자(110)의 내부에 회전가능하게 수용하는 회전자결합체(120)로 구성하고 있다.As shown in the drawing, the conventional hybrid induction motor includes a
고정자(110)는 회전자수용공(112) 및 복수의 슬롯(113)이 형성되어 있는 복수의 전기강판을 절연적층하여 형성되는 고정자코어부(111)와, 고정자코어부(111)에 권회되어 회전자계를 발생시키는 고정자코일부(115)로 이루어져 있다. The
회전자결합체(120)는 회전축(121)과, 회전축(121)의 둘레에 일체로 회전 가능하게 결합되는 유도회전자(131)와, 유도회전자(131)의 둘레에 소정의 공극을 두 고 회전축(121)에 대해 자유회전 가능하게 결합되는 동기회전자(141)를 구비하고 있다. 회전축(121)의 길이방향을 따라 유도회전자(131)의 양측에는 회전축(121)을 회전지지할 수 있도록 베어링(125)이 각각 구비되어 있다. The
유도회전자(131)는 중앙에 축공(134)이 형성되고 원주방향을 따라 복수의 슬롯(135)이 형성된 전기강판을 절연적층하여 형성되는 회전자코어부(133)와, 각 슬롯(135)의 내부에 배치되는 수 개의 도체바(137)와, 도체바(137)의 양 단이 전기적으로 연결되도록 형성되는 엔드링부(139)로 이루어져 있다. 도체바(137)는 도 2에서와 같이 회전축(121)에 대해 나란하도록 평행하게 형성되어 있다.The
동기회전자(141)는 원통형상의 영구자석(142)과, 일측은 회전축(121)에 자유회전가능하게 결합되고 타측은 영구자석(142)에 일체로 결합되어 영구자석(142)을 회전가능하게 지지하는 자석지지부(144)로 이루어져 있다.The
상기와 같은 종래 하이브리드 유도전동기는, 고정자(110)에 전원이 인가되어 회전자계가 형성되면 동기회전자(141)는 회전자계에 대응되게 회전축(121)에 대해 상대 회전되어 동기 인입되고, 동기회전자(141)의 자기력에 의해 유도회전자(131)의 각 도체바(137)에는 유도전류가 흐르게 되며, 이에 의해 유도회전자(131)는 회전축(121)과 일체로 회전하게 되는 것이었다.In the conventional hybrid induction motor as described above, when power is applied to the
그러나, 상기와 같은 종래 하이브리드 유도전동기에 있어서는, 최초 기동을 위해 큰 기자력이 필요하나 정상운전시 고효율 운전을 위해 기동 가능 운전 전압범위가 제한적이어서 기동 신뢰성이 저하되는 문제점이 있고, 운전시 토크리플에 의한 속도 불균형이 많아 소음이 발생하는 문제점이 있었다.However, in the conventional hybrid induction motor as described above, a large magnetomotive force is required for the initial start, but there is a problem in that starting reliability is deteriorated because the operating voltage range is limited for high efficiency operation in normal operation, and the torque ripple during operation is reduced. Many speed imbalances caused noise.
본 발명은 상기와 같은 종래 하이브리드 유도전동기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 정상운전시 기동 가능 운전범위를 넓혀 기동신뢰성을 높일 수 있으면서도 토크리플 성분을 제거하여 소음을 줄일 수 있는 하이브리드 유도전동기의 회전자결합체를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.The present invention has been made in view of the problems of the conventional hybrid induction motor as described above, and the hybrid induction motor that can reduce the noise by removing the torque ripple components while increasing the start-up reliability in the normal operation can be increased It is an object of the present invention to provide a rotor assembly.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 회전축과; 원통형의 코어와, 상기 코어를 관통하여 회전축의 축선방향에 대해 소정의 스큐를 가지고 배치되는 복수의 도체바를 구비하여 상기 회전축에 일체로 회전 가능하게 결합되는 유도회전자와; 유도회전자와 소정의 공극을 두고 상기 회전축에 자유회전 가능하게 결합되는 동기회전자를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 유도전동기의 회전자결합체를 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, the rotary shaft; An induction rotor having a cylindrical core and a plurality of conductor bars penetrating the core and having a predetermined skew in the axial direction of the rotation shaft, the induction rotor being rotatably coupled to the rotation shaft; It provides a rotor coupling body of a hybrid induction motor, characterized in that it comprises a synchronous rotor rotatably coupled to the rotating shaft with a predetermined space between the induction rotor.
이하, 본 발명에 의한 하이브리드 유도전동기의 회전자결합체를 첨부도면에 도시한 일실시예를 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the embodiment shown in the accompanying drawings the rotor coupling of the hybrid induction motor according to the present invention will be described in detail.
도 3은 본 발명 하이브리드 유도전동기의 일실시예를 보인 단면도이고, 도 4는 본 발명 하이브리드 유도전동기에서 유도회전자의 일부를 파단하여 보인 사시도이며, 도 5는 본 발명 하이브리드 유도전동기의 소음 저감 효과를 종래와 비교하여 보인 그래프이다.3 is a cross-sectional view showing an embodiment of the hybrid induction motor of the present invention, Figure 4 is a perspective view showing a part of the induction rotor in the hybrid induction motor of the present invention, Figure 5 is a noise reduction effect of the hybrid induction motor of the present invention Is a graph shown in comparison with the prior art.
이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 하이브리드 유도전동기는, 회전자계를 형성할 수 있도록 고정자코어부(11)와 고정자코일부(15)를 구비한 고정자(10) 와, 고정자(10)의 내부에 회전가능하게 결합되는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 유도전동기의 회전자결합체(20)를 포함한다. As shown therein, the hybrid induction motor according to the present invention includes a
회전자결합체는 회전축(21)과, 원통형의 회전자코어(33)와 회전자코어(33)를 관통하여 스큐 형상으로 배치되는 복수의 도체바(37)를 구비하여 회전축(21)에 일체로 회전 가능하게 결합되는 유도회전자(31)와, 유도회전자(31)와 소정의 공극을 두고 회전축(21)에 자유회전 가능하게 결합되는 동기회전자(41)로 이루어진다. 회전축(21)의 양측에는 그 회전축(21)을 회전 가능하게 지지할 수 있도록 한 쌍의 베어링(25)이 각각 구비되어 이루어진다.The rotor assembly includes a
유도회전자(31)는 중앙에 회전축(21)이 결합될 수 있도록 축공(34)이 관통형성된 전기강판을 절연 적층하여 형성되는 회전자코어(33)와, 회전자코어(33)의 동일 원주상에 서로 이격되게 배치되는 복수의 도체바(37)로 이루어진다. 도체바(37)는 회전축(21)의 축방향에 대해 소정의 각도로 스큐를 갖도록 비틀리게 배치되되 각 도체바(37)는 등간격으로 형성되고, 그 양단에는 각각의 도체바(37)를 전기적으로 연결하도록 엔드링부(39)가 각각 일체형으로 형성되어 이루어진다. 여기서, 복수 개의 도체바(37)와 엔드링부(39)는 알루미늄을 이용한 다이캐스팅 방법에 의해 서로 일체로 형성되는 것이 바람직하다.
도면중 미설명 부호인 12는 회전자수용공, 13 및 35는 슬롯, 42는 영구자석, 44는 자석지지부, 45는 베어링이다.In the drawings,
상기와 같은 본 발명에 의한 하이브리드 유도전동기의 회전자결합체는 다음과 같은 작용 효과가 있다.The rotor coupling of the hybrid induction motor according to the present invention as described above has the following effects.
즉, 고정자(10)에 전원이 인가되어 회전자계를 형성하게 되면, 동기회전자(41)가 회전축(21)을 중심으로 회전자계에 대응되게 먼저 회전되어 동기 인입되고, 유도회전자(31)의 각 도체바(37)에는 상기 동기회전자(41)의 영구자석(42)에 의해 유도전류가 흐르게 됨으로써 회전축(21)과 일체로 회전하게 된다.That is, when power is applied to the
이때, 도체바(37)가 도 4에서와 같이 스큐 형상으로 비틀려 배치됨에 따라 그만큼 도체바(37)의 길이가 길어지게 되고 이로 인해 도체바(37)에 의한 2차저항이 증가하면서 기동특성이 향상되는 것은 물론 도 5에서와 같이 종래(도 5의 a)의 모터에 비해 본 발명( 도 5의 b)의 모터가 토크불균형을 야기시키던 고조파 성분이 제거되어 토크발생이 부드럽게 되면서 팬공진소음을 크게 낮출 수 있다.At this time, as the
본 발명에 의한 하이브리드 유도전동기의 회전자결합체는, 도체바를 스큐 형상으로 배열함으로써, 도체바의 길이가 길어져 기동특성이 향상되는 것은 물론 고조파 성분이 제거되어 토크발생이 부드럽게 되면서 팬공진소음을 크게 낮출 수 있다.In the rotor coupling body of the hybrid induction motor according to the present invention, by arranging the conductor bars in a skew shape, the length of the conductor bars is increased, the maneuverability is improved, and harmonic components are removed, thereby smoothly generating torque and greatly reducing fan resonance noise. Can be.
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