KR100748538B1 - 동기 릴럭턴스 모터 및 이를 구비한 압축기 - Google Patents

동기 릴럭턴스 모터 및 이를 구비한 압축기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 동기 릴럭턴스 모터 및 이를 구비한 압축기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 동기 릴럭턴스 모터는, 스테이터와; 회전축과, 상기 회전축이 수용 결합될 수 있도록 축공이 형성되고 상기 축공의 둘레에 원주방향을 따라 이격되게 제1플럭스배리어가 형성되어 있는 제1전기강판을 적층하여 형성되는 제1코어와, 상기 회전축이 통과할 수 있도록 상기 축공에 비해 확장된 수용공이 형성되고 상기 수용공의 둘레에 상기 제1플럭스배리어에 대응되게 제2플럭스배리어가 형성되어 있는 제2전기강판을 적층하여 형성되고 상기 제1코어의 일측에 일체로 결합되는 제2코어를 구비한 로터를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 적층 두께를 줄이지 아니하면서 지지부로부터 연장되는 축선방향의 길이를 줄일 수 있어 회전 시 신뢰성을 확보할 수 있다.

Description

동기 릴럭턴스 모터 및 이를 구비한 압축기{SYNCHRONOUS RELUCTANCE MOTOR AND COMPRESSOR HAVING THE SAME}
도 1은 종래의 밀폐형 압축기의 일 예를 도시한 종단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 릴럭턴스 모터를 구비한 압축기의 종단면도,
도 3은 도 2의 제1코어의 평면도,
도 4는 도 2의 제2코어의 평면도,
도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기 릴럭턴스 모터를 구비한 압축기의 제2코어의 평면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 케이스 121 : 압축부
125 : 상부베어링부재 131 : 동기 릴럭턴스 모터
133 : 스테이터 135 : 로터
137 : 회전축 140 : 로터코어
141 : 제1코어 142 : 제1전기강판
143 : 축공 145 : 제1플럭스배리어
151 : 제2코어 152 : 제2전기강판
153 : 수용공 155 : 제2플럭스배리어
본 발명은, 동기 릴럭턴스 모터 및 이를 구비한 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 적층 두께를 줄이지 아니하면서 지지부로부터 연장되는 축선방향의 길이를 줄일 수 있어 회전 시 신뢰성을 확보할 수 있도록 한 동기 릴럭턴스 모터 및 이를 구비한 압축기에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 동기 릴럭턴스 모터는 D축 인덕턴스(inductance) 및 Q축 인덕턴스의 차에 기인하여 발생되는 릴럭턴스 토크(reluctance torque)에 의해 동기 속도로 회전되는 동기모터의 일 종이다. 이러한 동기 릴럭턴스 모터는 제조가격이 저렴하고 신뢰성이 높고 수명이 거의 영구적이라서 그 이용이 점차 증가되고 있는 추세이다.
도 1은 종래의 밀폐형 압축기의 일 예를 도시한 종단면도이다. 도시된 바와 같이, 밀폐형 압축기는, 내부에 밀폐된 수용 공간을 형성하는 케이스(10)와, 케이스(10)의 내부에 수용 설치되어 냉매 가스 등 유체를 압축하는 압축부(21)와, 압축부(21)에 연결되는 회전축(37)을 구비하여 압축부(21)에 구동력을 제공하는 전동모터(31)를 구비하고 있다.
케이스(10)의 일 측에는 유체를 흡입하여 압축하고 압축된 유체를 외부로 토출할 수 있도록 흡입관(11) 및 토출관(12)이 각각 결합되어 있으며, 흡입관(11)에 는 기체 상태의 유체를 흡입할 수 있도록 어큐뮬레이터(15)가 연결되어 있다.
압축부(21)는, 내부에 유체의 압축 공간을 형성하는 실린더(23)와, 실린더(23)의 상,하측에 각각 배치되어 회전축(37)을 회전지지하는 상부베어링부재(25) 및 하부베어링부재(27)와, 실린더(23)의 내부에 편심 운동 가능하게 배치되어 냉매를 압축하는 롤러(29)를 구비하고 있다.
한편, 전동모터(31)는, 케이스(10)의 내부에 고정 배치되는 스테이터(33)와, 스테이터(33)의 내부에 수용 설치되어 회전축(37)을 중심으로 회전운동하는 로터(35)를 구비하고 있다. 로터(35)는, 회전축(37)과, 회전축(37)에 일체로 회전가능하게 결합되는 로터코어(39)를 가진다. 회전축(37)의 하부영역에는 롤러(29)가 편심운동 가능하게 결합될 수 있도록 편심부(38)가 형성되어 있으며, 로터(35)의 상단 및 하단에는 밸런스웨이트(40)가 각각 결합되어 있다.
그런데, 이러한 종래의 밀폐형 압축기에 있어서는, 압축부(21)의 상측에 전동모터(31)를 배치하고 하단으로 연장된 회전축(37)의 하부영역을 상부베어링부재(25) 및 하부베어링부재(27)로 편측 지지하도록 되어 있기 때문에 상부베어링부재(25)의 상단으로부터 축선방향을 따라 연장되는 길이(L1)가 길어지게 되어 회전 시 상부베어링부재(25)로부터 이격된 로터(35)의 상부영역은 축선방향에 가로로 진동 변위가 상대적으로 많이 발생되며, 이에 기인하여 고속 회전 시 신뢰성을 확보하기가 곤란하게 된다고 하는 문제점이 있다. 특히, 유도기에 비해 상대적으로 적층 두께가 증가되는 동기 릴럭턴스 모터의 경우에 있어서는 상부베어링부재(25)의 상단으로부터 축선방향을 따라 연장되는 길이(L1)가 더 증가하게 되어 신뢰성 확보가 더욱 곤란하게 된다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 적층 두께를 줄이지 아니하면서 지지부로부터 연장되는 축선방향의 길이를 줄일 수 있어 회전 시 신뢰성을 확보할 수 있는 동기 릴럭턴스 모터 및 이를 구비한 압축기를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 스테이터와; 회전축과, 상기 회전축이 수용 결합될 수 있도록 축공이 형성되고 상기 축공의 둘레에 원주방향을 따라 이격되게 제1플럭스배리어가 형성되어 있는 제1전기강판을 적층하여 형성되는 제1코어와, 상기 회전축이 통과할 수 있도록 상기 축공에 비해 확장된 수용공이 형성되고 상기 수용공의 둘레에 상기 제1플럭스배리어에 대응되게 제2플럭스배리어가 형성되어 있는 제2전기강판을 적층하여 형성되고 상기 제1코어의 일측에 일체로 결합되는 제2코어를 구비한 로터를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터에 의해 달성된다.
여기서, 상기 제1플럭스배리어는 상기 제1코어의 원주로부터 상기 축공측으로 서로 이격 배치되는 제1 내지 제3슬롯을 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 제2플럭스배리어는 상기 제2코어의 원주로부터 상기 수용공측으로 서로 이격배치되는 제1 및 제2슬롯을 포함하도록 구성하는 것이 효과적이다.
상기 제2플럭스배리어는 상기 제2코어의 원주로부터 상기 수용공측으로 서로 이격배치되는 제1 내지 제3슬롯을 구비하며, 상기 제3슬롯에는 상기 수용공에 대응 되게 반경방향을 따라 외측으로 함몰된 함몰부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 상기 동기 릴럭턴스 모터와; 상기 동기 릴럭턴스 모터의 회전축에 연결되어 구동력을 제공받아 유체를 압축하는 압축부와; 내부에 상기 동기 릴럭턴스 모터 및 상기 압축부의 수용공간을 형성하는 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터를 구비한 압축기가 제공된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 릴럭턴스 모터를 구비한 압축기의 종단면도이고, 도 3은 도 2의 제1코어의 평면도이고, 도 4는 도 2의 제2코어의 평면도이며, 도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기 릴럭턴스 모터를 구비한 압축기의 제2코어의 평면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 동기 릴럭턴스 모터를 구비한 압축기는, 내부에 수용공간을 형성하는 케이스(110)와, 케이스(110)의 내부에 배치되어 냉매를 압축하는 압축부(121)와, 케이스(110)의 내부 압축부(121)의 일 측에 배치되어 압축부(121)에 구동력을 제공하는 동기 릴럭턴스 모터(131)를 포함하여 구성되어 있다.
케이스(110)의 일 측 및 상단에는 유체를 흡입하여 토출할 수 있도록 흡입관(111) 및 토출관(112)이 각각 결합되어 있으며, 흡입관(111)에는 어큐뮬레이터(115)가 연결되어 있다.
압축부(121)는, 내부에 유체의 압축공간을 형성하는 실린더(123)와, 실린더(123)의 상,하측에 각각 결합되는 상부베어링부재(125) 및 하부베어링부재(127)와, 실린더(123)의 내부에 편심운동 가능하게 수용되어 실린더(123)의 내경면을 따라 선회하면서 유체를 흡입 및 압축하는 롤러(129)를 구비하고 있다.
한편, 동기 릴럭턴스 모터(131)는, 케이스(110)의 내부에 고정 배치되는 스테이터(133)와, 하부영역에 편심부(138)가 형성되어 있는 회전축(137)과 회전축(137)을 수용할 수 있도록 축공(143)이 형성된 제1코어(141)와 회전축(137)이 통과할 수 있도록 축공(143)에 비해 확장된 크기를 가지는 수용공(153)을 구비하여 축선방향을 따라 제1코어(141)의 일 측에 일체로 결합되는 제2코어(151)를 가지는 로터코어(140)를 구비하고 있다.
제1코어(141)는 중앙에 축공(143)이 형성되고 축공(143)의 둘레에 원주방향을 따라 서로 이격배치되는 제1플럭스배리어(145)가 형성된 복수의 제1전기강판(142)을 절연 적층하여 형성되어 있다. 각 제1플럭스배리어(145)는 원주로부터 축공(143)측으로 서로 이격 배치되게 관통 형성되는 제1 내지 제3슬롯(146a~146c)을 각각 구비하고 있다.
제2코어(151)는 중앙에 축공(143)에 비해 확장된 크기, 즉 상부베어링부재(125)의 상부 영역이 상대 회전가능하게 수용될 수 있는 크기를 가지는 수용공(153)이 형성되고 수용공(153)의 둘레에 제2플럭스배리어(155)가 형성되어 있는 복수의 제2전기강판(152)을 절연 적층하여 형성되어 있다. 각 제2플럭스배리어(155)는 원주로부터 수용공(153)측으로 이격 배치되게 관통 형성된 제1슬롯(156a) 및 제2슬롯(156b)을 각각 구비하고 있다.
여기서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2코어(161)는 중앙에 수용공(163)이 형 성되고 수용공(163)의 둘레에 제1코어(141)의 제1슬롯(146a) 및 제2슬롯(146b)과 동일한 크기 및 형상을 가지고 상호 연통되게 형성되는 제1슬롯(166a) 및 제2슬롯(166b)를 가지는 제2플럭스배리어(165)가 형성된 제2전기강판(162)을 절연 적층하여 형성되도록 구성할 수도 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2전기강판(172)의 중앙에 수용공(173)을 형성하고 수용공(173)의 둘레에는 제1코어(141)의 제1 내지 제3슬롯(146a~146c)과 동일한 크기 및 형상을 가지고 상호 연통되게 제1 내지 제3슬롯(176a~176c)을 형성하되, 제3슬롯(176c)에는 수용공(173)에 대응되게 반경방향을 따라 외측으로 함몰되게 함몰부(177)가 형성되는 제2플럭스배리어(175)를 구비하도록 제2코어(171)를 형성할 수도 있다.
한편, 제1코어(141)의 상단 및 제2코어(151)의 하단에는 밸런스웨이트(139)가 각각 결합되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 회전축(137)의 편심부(138)에 롤러(129)를 결합하고, 롤러(129)가 실린더(123)의 내부에 수용된 상태에서 상부베어링부재(125) 및 하부베어링부재(127)를 결합한다. 다음 축선방향을 따라 제1코어(141) 및 제2코어(151)를 결합하여 로터코어(140)를 형성한다. 로터코어(140)를 회전축(137)의 상단에 결합하면 제2코어(151)의 수용공(153)의 내부에 상부베어링부재(125)의 상부영역이 수용 결합 됨으로써 상부베어링부재(125)의 상단으로부터 축선방향을 따라 연장되는 길이(L2)를 줄일 수 있어 회전 시 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 축공이 형성된 제1코어와 축공에 비해 확장된 크기를 가지는 수용공을 구비한 제2코어를 결합하여 로터코어를 형성하여 상부베어링부재의 상단으로부터 축선방향을 따라 돌출되는 로터의 길이를 줄일 수 있도록 함으로써 회전 시 축선방향에 가로로 로터의 변위를 줄일 수 있어 신뢰성을 확보할 수 있는 동기 릴럭턴스 모터 및 이를 구비한 압축기가 제공된다.

Claims (5)

  1. 스테이터와;
    회전축과, 상기 회전축이 수용 결합될 수 있도록 축공이 형성되고 상기 축공의 둘레에 원주로부터 축공측으로 서로 이격 배치되는 제1 내지 제3슬롯을 각각 구비하여 원주방향을 따라 이격되게 제1플럭스배리어가 형성되어 있는 제1전기강판을 적층하여 형성되는 제1코어와, 상기 회전축이 통과할 수 있도록 상기 축공에 비해 확장된 수용공이 형성되고 상기 수용공의 둘레에 상기 제1플럭스배리어에 대응되게 제2플럭스배리어가 형성되어 있는 제2전기강판을 적층하여 형성되고 상기 제1코어의 일측에 일체로 결합되는 제2코어를 구비한 로터를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터.
  2. 삭제
  3. 스테이터와;
    회전축과, 상기 회전축이 수용 결합될 수 있도록 축공이 형성되고 상기 축공의 둘레에 원주방향을 따라 이격되게 제1플럭스배리어가 형성되어 있는 제1전기강판을 적층하여 형성되는 제1코어와, 상기 회전축이 통과할 수 있도록 상기 축공에 비해 확장된 수용공이 형성되고 상기 수용공의 둘레에 상기 제1플럭스배리어에 대응되게 원주로부터 상기 수용공측으로 서로 이격배치되는 제1 및 제2슬롯을 구비한 제2플럭스배리어가 형성되어 있는 제2전기강판을 적층하여 형성되고 상기 제1코어의 일측에 일체로 결합되는 제2코어를 구비한 로터를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터.
  4. 스테이터와;
    회전축과, 상기 회전축이 수용 결합될 수 있도록 축공이 형성되고 상기 축공의 둘레에 원주방향을 따라 이격되게 제1플럭스배리어가 형성되어 있는 제1전기강판을 적층하여 형성되는 제1코어와, 상기 회전축이 통과할 수 있도록 상기 축공에 비해 확장된 수용공이 형성되고 상기 수용공의 둘레에 상기 제1플럭스배리어에 대응되게 원주로부터 상기 수용공측으로 서로 이격배치되는 제1 내지 제3슬롯을 구비하며, 상기 제3슬롯에는 상기 수용공에 대응되게 반경방향을 따라 외측으로 함몰된 함몰부가 형성되어 있는 제2플럭스배리어가 형성되어 있는 제2전기강판을 적층하여 형성되고 상기 제1코어의 일측에 일체로 결합되는 제2코어를 구비한 로터를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터.
  5. 제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항의 동기 릴럭턴스 모터와;
    상기 동기 릴럭턴스 모터의 회전축에 연결되어 구동력을 제공받아 유체를 압축하는 압축부와;
    내부에 상기 동기 릴럭턴스 모터 및 상기 압축부의 수용공간을 형성하는 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터를 구비한 압축기.
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