KR100777223B1 - Stator structure for linear motor - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 E형 이동자철심을 가진 영구자석여자 횡자속 선형전동기를 나타낸 사시도,1 is a perspective view showing a permanent magnet excitation transverse flux linear motor having a conventional E-type magnetic core;
도 2는 도 1에 개시된 종래의 고정자철심 및 이동자영구자석을 분리하여 나타낸 분해 사시도,FIG. 2 is an exploded perspective view showing a conventional stator core and a moving magnet permanent magnet disclosed in FIG. 1 separately; FIG.
도 3은 본 발명에 따른 고정자가 채용된 일 실시예를 나타낸 사시도,3 is a perspective view showing an embodiment in which the stator according to the present invention is employed;
도 4는 도 3의 선 A-A에 따른 계자형 고정자철심을 나타낸 종단면도,Figure 4 is a longitudinal cross-sectional view showing a field stator core along the line A-A of FIG.
도 5는 도 3의 고정자를 상부에서 바라보아 도시한 개략적인 내부 구조도, 및5 is a schematic internal structural view showing the stator of FIG. 3 seen from above; and
도 6은 본 발명에 따른 고정자철심, 장볼트, 가이드바아 및 커버의 결합관계를 설명하기 위한 조립분해 사시도.Figure 6 is an exploded perspective view for explaining the coupling relationship between the stator core, long bolt, guide bar and cover according to the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
1: 이동자영구자석 2: 이동자철심 1: moving magnetic permanent magnet 2: moving magnetic core
3: 이동자권선 4: 이동자(mover) 3: mover winding 4: mover
6: 일체형 고정자철심 6: integrated stator core
10: 고정자 11: 계자형 철심 10: stator 11: field iron
11a: 걸림돌부 13: 커버부11a: jamming portion 13: cover portion
15: 고정브라켓 20 : 장볼트 15: fixing bracket 20: long bolt
21 : 가이드바아 30 : 스페이서 21: guide bar 30: spacer
본 발명은 선형 전동기용 고정자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영구자속여자 횡자속 선형전동기의 고정자 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a stator for a linear motor, and more particularly to a stator structure of a permanent magnetic flux transverse flux linear motor.
일반적으로 직선 운동을 얻기 위하여 회전운동을 발생시키고, 상기 회전운동을 볼 스크루와 같은 직선운동 변환기를 사용하여 직선동력을 얻는다. 회전형 전동기와 볼 스쿠루등 동력전달장치를 사용하여 동력을 얻을 경우, 시스템이 복잡하고, 청정 이송시스템을 구현할 수 없다. 특별히 선형전동기를 사용하는 경우, 유도형 선형전동기 혹은 영구자석 이용 선형전동기가 주로 사용된다.In general, a rotary motion is generated to obtain a linear motion, and the linear motion is obtained by using a linear motion converter such as a ball screw. When power is obtained by using a power transmission device such as a rotary electric motor and a ball screw, the system is complicated and a clean transfer system cannot be realized. In particular, in the case of using a linear motor, an induction linear motor or a permanent magnet linear motor is mainly used.
직선운동을 위하여 선형전동기가 사용될 경우, 유도형 선형전동기는 앞부분과 뒷부분에서 단부효과가 발생하여 성능이 저하되고 고정자측에 선반가공하여 일체형 고정자 철심으로서 사용하는 경우, 자속의 누설도가 증대함으로써, 이동자측에서 많은 여자 전류를 필요로 하게 되었다.When the linear motor is used for the linear motion, the induction type linear motor has an end effect at the front and the rear part, and the performance is deteriorated, and when used as an integrated stator core by lathe on the stator side, the leakage of magnetic flux is increased. It requires a lot of excitation current on the mover side.
이에 따라, 선형유도전동기는 추력비(단위 무게당 발생 추력)가 적고, 효율이 낮아서 추진장치의 부피가 크고, 에너지가 많이 필요한 문제점이 있다.Accordingly, the linear induction motor has a problem of requiring a large thrust ratio (thrust generated per unit weight), low efficiency, large volume of propulsion device, and a large amount of energy.
또한, 영구자석이용 선형전동기를 적용할 경우, 주로 고정자에 일체형 고정 자 철심으로 구성함으로써, 고정자 철심을 선반 가공하여 재료비 및 가공임료가 많이 소요되는 등의 단점을 내포하고 있었다.In addition, when the permanent magnet linear motor is applied, the stator iron core is mainly formed of the stator core by laminating the stator core, and thus the material costs and processing fees are high.
더욱이, 각각의 이웃하는 고정자 철심의 사이 공극에 이물질이 쌓여 고착될 경우, 절연성이 저하되는 등의 문제점으로 인해, 자속의 누설도가 시간이 지날수록 증가하여, 보다 많은 소비전력을 요구하게 되는 문제점이 발생되고 있다.In addition, when foreign matters are accumulated and fixed in the gaps between the neighboring stator cores, the leakage property of the magnetic flux increases with time, requiring more power consumption due to problems such as poor insulation. Is occurring.
본 발명의 목적은 자속의 누설을 저감하고, 고정자 철심 사이의 공극에 이물질이 쌓이는 등의 문제점을 일거에 해소한 선형전동기의 고정자 구조를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a stator structure of a linear motor which reduces leakage of magnetic flux and solves problems such as accumulation of foreign matter in the gaps between stator cores.
본 발명은 The present invention
고정자의 고정자철심 주위에 배열되는 이동자철심에 이동자권선이 권취된 이동자를 포함하는 선형전동기의 고정자 구조에 있어서,In the stator structure of a linear motor comprising a mover wound around the stator core of the stator, the mover winding wound around the stator core,
상기 고정자철심은 일렬 종대로 배열되도록 다수개로 구성하고,The stator core is composed of a plurality to be arranged in a line,
상기 일렬 종대로 배열된 다수의 고정자철심 각각은 상기 고정자 철심을 관통하는 관통공에 접속되는 장볼트의 사이 사이에 접속 배열되는 스페이서에 의해 일정 간격으로 이격 고정된 것을 특징으로 한다.Each of the plurality of stator cores arranged in a row longitudinally is spaced and fixed at a predetermined interval by spacers connected between the long bolts connected to the through-holes passing through the stator iron cores.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 E형 이동자 철심을 가진 영구자속여자 횡자속 선형전동기를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a permanent magnetic flux transverse flux linear motor having an E-type mover iron core according to the present invention.
도 1은 종래의 E형 이동자철심을 가진 영구자석여자 횡자속 선형전동기를 나 타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 개시된 종래의 고정자철심 및 이동자영구자석을 분리하여 나타낸 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 고정자가 채용된 일 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3의 선 A-A에 따른 계자형 고정자철심을 나타낸 종단면도이며, 도 5는 본원 발명의 고정자를 상부에서 바라보아 도시한 개략적인 내부 구조도이고, 도 6은 본 발명에 따른 고정자철심, 장볼트, 가이드바아 및 커버의 결합관계를 설명하기 위한 조립분해 사시도이다.1 is a perspective view showing a permanent magnet excitation lateral flux linear motor having a conventional E-type moving magnetic core, Figure 2 is an exploded perspective view showing the conventional stator magnetic core and the moving magnetic permanent magnet separated from Figure 1, Figure 3 4 is a perspective view showing an embodiment in which a stator according to the present invention is employed, and FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view showing a field stator core according to the line AA of FIG. 3, and FIG. 5 is a top view of the stator of the present invention. Figure 6 is a schematic internal structure, Figure 6 is an exploded perspective view for explaining the coupling relationship of the stator core, long bolt, guide bar and cover according to the present invention.
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 전동기는, 일예로, E형 모양의 이동자영구자석(1), 이동자철심(2)과 이동자권선(3)을 포함한다. 이때, 상기 이동자영구자석(1), 이동자철심(2) 및 이동자권선(3)이, 도 1에 도시한 바와 같이, 서로 결합하여 이동자(4)를 구성한다.As shown in FIG. 1, the electric motor includes, for example, an E-shaped moving
이동자권선(3)은 E형 모양의 이동자영구자석(1)과 이동자철심(2) 중앙에 설치된다. 이동자(4)와 고정자철심(5) 사이는 공극(δ)을 두며, 상기 이동자(4)와 고정자철심(5) 사이에 흡인력과 추진력이 발생한다. The
이때, 상기 이동자철심(2)을 E자형으로 배치하여 철심의 중앙과 측면에서 추력이 발생되며, E형 이동자(4)의 측면과 고정자철심(5)의 측면에서 발생하는 흡인력이 서로 상쇄하도록 상기 이동자(4)를 배치하여 소음을 감소시킬 수 있다.At this time, the thrust is generated in the center and side of the iron core by arranging the moving magnetic core (2) in the E-shape, the suction force generated from the side of the E-shaped mover (4) and the side of the stator magnetic core (5) cancel each other The
이와 더불어, 길이가 짧은 1차측에 영구자석(1)과 이동자권선(3)이 설치되고, 길이가 긴 2차측에 고정자철심(5)이 설치되므로, 재료비가 적게 요구되고, 또한 이동자권선(3)을 E형 이동자(4)의 중앙에 설치하여 권선의 양을 절약한다.In addition, since the
또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 이동자철심(2)사이에 이동자영구자석(1)을 삽입하고, 상기 이동자영구자석(1)의 자극을 도 2에 도시한 순서대로 번갈아 가면서 배치하여, 이동자철심(2)에 N,S의 자극이 번갈아 발생된다. 이때, 상기 이동자영구자석(1) 및 이동자철심(2)의 한 쌍이 한 극간격을 형성한다. In addition, as shown in FIG. 2, the moving
또한, 이동자영구자석(1) 및 이동자철심(2)은 n형의 철심을 좌우 대칭되게 설치하고, 중간에 짧은 이동자영구자석(1)과 이동자철심(2)을 배치하여 전체적으로 E형으로 배치되게 한다. 이때 발생하는 추진력이 한쪽 방향으로만 발생하기 위하여 이동자영구자석(1) 및 이동자철심(2)의 좌우대칭인 부분과 중간부분이 좌우로 τ만큼 비틀어지게 이동자철심(2)과 이동자영구자석(1)을 형성한다.In addition, the moving permanent magnet (1) and the moving magnetic core (2) is installed in the n-type iron core symmetrically, and placed in the middle of the short moving magnetic permanent magnet (1) and the moving magnetic core (2) in the middle to be arranged in E do. At this time, in order to generate the driving force in only one direction, the moving magnet permanent magnet (2) and the moving magnet permanent magnet (1) such that the symmetrical part and the middle part of the moving magnet permanent magnet (1) and the moving magnet core (2) are twisted left and right by τ. ).
그리고, 이동자권선(3)은 E형 이동자영구자석(1)과 이동자철심(2)의 중앙에 배치한다.Then, the moving wound winding (3) is disposed in the center of the E-type moving permanent magnet (1) and the moving magnetic core (2).
또한, 상기 이동자권선(3)은 아주 간단한 사각형 모양으로 형성하며, E형 이동자영구자석(1)과 이동자철심(2)의 중앙부분에서 좌우로 감기도록 하고, 경우에 따라서는 여러가지 병렬회로도 가능하게 한다. In addition, the mover winding (3) is formed in a very simple rectangular shape, it is wound to the left and right in the center portion of the E-type moving permanent magnet (1) and the moving magnetic core (2), and in some cases also possible to parallel circuit do.
도 4는 본 발명에 의한, 이동자철심(2)의 중앙과 측면에 추력을 발생하는 이동자영구자석(1)과 상기 이동자철심(2)의 중앙 부분에서 좌우로 감기도록 설치된 이동자권선(3)을 구비한 이동자(4)의 측면과 고정자철심(11)의 측면에서 발생하는 흡인력이 서로 상쇄하기 위한 이동자(4)를 포함하는 횡자속 선형전동기의 고정자 구조를 나타낸 것으로서, 분활형이나, 또는 직육면체형 고정자철심(11)으로 이루어진 고정자(10)를 예시하고 있다.Figure 4 according to the present invention, the moving magnetic permanent magnet (1) for generating a thrust in the center and side of the moving magnetic core (2) and the moving magnetic winding (3) installed so as to wind from side to side in the central portion of the moving magnetic core (2) The stator structure of the transverse flux linear motor including the
상기 고정자(10)는 상기 이동자철심에 이동자권선이 권취된 이동자가 주위에 배치되는 고정자철심(11)을 구비하되, 상기 고정자철심(11)은 일렬 종대로 배열되도록 다수개로 구성되어 있다.The
또, 상기 일렬 종대로 배열된 다수의 고정자철심(11) 각각은 상기 고정자철심(11)을 관통하는 관통공(11a)에 접속되는 장볼트(20)의 사이 사이에 접속 배열되는 스페이서(30)에 의해 일정 간격으로 이격 고정되어 있다.In addition, each of the plurality of
상기 고정자(10)의 고정자철심(11)은 분활형으로 강판(12)을 적층하여 계자형 고정자철심(11) 또는 직육면체 형성으로 절삭가공된 고정자철심(11)으로서 구성되어 있다.The
또한, 상기 계자형 고정자철심(11)은 일정간격으로 일렬 종대로 편성된 상태에서 전체를 커버하는 커버부(13)와 함께 패키지로 구성되어 있다.In addition, the
또, 상기 계자형 고정자철심(11)의 하측 양단은 상기 고정자철심(11)의 측면보다 더 돌출형성된 한 쌍의 계합돌부(11a, 11a)를 구비하며, 상기 계합돌부(11a, 11a)에는 상기 계자형 고정자철심(11)의 계합돌부(11a, 11a)를 감싸도록 양단이 절곡형성된 한 쌍의 고정브라켓(15, 15)이 탑재되어 있다.In addition, both ends of the field-
여기에서, 상기 계자형 고정자철심(11)은 철심(11)을 나열하여 상기 고정자철심(11)의 옆면 끝부분에 일정 간격의 고정공(15a)이 있는 L자형 고정브라켓(15)을 이용하여 커버시 고정자철심(11)의 이탈과 변형을 방지할 수 있게 되는 구성으로 된다.Here, the field-
또한, 상기 커버부(13)는 상기 계자형 고정자철심(11)의 계합돌부(11a)를 감싸도록 양단이 절곡형성되어 있다.In addition, both ends of the
또, 상기 계자형 고정자철심(11)은 일정간격으로 일렬 종대로 편성된 상태에서 전체를 커버하는 커버부(13)와 함께 패키지로 구성되어 있다.In addition, the
상기 스페이서(30)는 상기 장볼트(20)의 사이 사이에 접속 배열되는 스페이의 확보를 위한 부재의 일환으로서, 상기 고정자철심(11)들의 사이에 이중으로 접속배열된 부시 쌍(31, 31)으로 구성되어 있다.The
또한, 상기 스페이서(30)는 상기 장볼트(20)의 사이 사이에 접속 배열되는 스페이서로서, 상기 고정자철심(11)들의 사이에 이중으로 접속배열된 볼트 쌍(33, 33)으로 구성되어도 좋다.In addition, the
또, 상기 고정자철심(11)의 하측 양단은 상기 고정자철심(11)의 측면보다 더 돌출형성된 한 쌍의 계합돌부(11a, 11a)를 구비하며, 상기 계합돌부(11a, 11a)에는 상기 계자형 고정자철심(11)의 계합돌부(11a, 11a)를 감싸도록 절곡형성된 한 쌍의 고정브라켓(15, 15)이 탑재되어 있다.Further, both ends of the lower side of the
또한, 상기 커버부(13)는 상기 계자형 고정자철심(11)의 계합돌부(11a, 11a)를 감싸도록 단이지거나 절곡형성되고, 일정간격을 가지고 간헐적으로 체결공이 관통형성되도록 구성해도 좋다.In addition, the
또, 상기 고정자(10)는 상기 고정자철심(11)에 상기 관통공(11b)의 양측에 형성된 가이드공(11c, 11c)에 접속하는 가이드바아(21)에 의해 고정자철심(11) 사이의 평행상태를 조력하도록 일체적으로 결합되어 있다.Further, the
상기 스페이서(30)는 절연성 자재로 이루어짐이 바람직하다.The
또한, 상기 다수의 강판(12)이 적층된 계자형 고정자철심(11)은 직사각형의 철심으로 구성되고, 주기 간격은 2τ가 된다. 상기 철심의 좌우측면에 상부면에서 힘을 발생시키면, 분활형 고정자철심(11)은 서로 떨어져 있기 때문에 지지물로서 커버부(13)가 성형되어 있다.In addition, the field-shaped
상술한 구성의 고정자(10)를 영구자석이용 선형전동기에 적용할 경우, 고정자(10) 철심을 다수의 강판(12)을 트리밍 가공한 후, 이를 적층한 계자형으로 구성하고, 이 적층된 고정자철심(11) 각각을 일정 주기 간격(2τ)으로 일렬 종대로 배열한 후 거푸집이나 사출성형금형을 이용한 커버방식으로 제작함으로써, 전체적으로 볼 때, 제조코스트를 대폭적으로 절감할 수 있음과 더불어, 현장 설치 시, 패키지 형식으로 일괄 조립이 가능하게 됨으로써, 조립효율을 개선할 수 있는 등의 매우 효과가 있는 것이다.When the
더욱이, 각각의 이웃하는 고정자철심(11)의 사이 공극에 이물질이 쌓여 고착될 우려가 없어, 이웃하는 고정자철심(11)과의 절연성이 보장됨으로써, 신뢰성이 향상되고, 누설자속을 제거함으로써, 결국 소비전력을 절감할 수 있는 부가적인 효과가 있는 것이다.Moreover, there is no fear that foreign matters may accumulate in the gaps between the neighboring
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 자속의 누설을 저감하고, 현장 설치 시, 패키지 형식으로 일괄 조립이 가능하게 됨으로써, 조립성을 대폭 개선할 수 있도록 하였다.As described above in detail, according to the present invention, the leakage of the magnetic flux is reduced, and when the field installation is carried out, assembling in a package form is possible, thereby greatly improving the assemblability.
또한, 커버부를 씌어 고정자(10) 철심 사이의 공극에 이물질이 쌓이는 등의 문제점을 일거에 해소한 선형전동기의 고정자(10) 구조를 제공할 수 있다는 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.In addition, there is a very excellent effect that can provide the structure of the
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.In the above, the present invention has been illustrated and described with reference to specific preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention is not limited to the spirit of the present invention. Various changes and modifications will be possible by those who have the same.
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2006
- 2006-09-05 KR KR1020060085107A patent/KR100777223B1/en active IP Right Grant
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