KR100841091B1

KR100841091B1 - Ａｃ 모터

Info

Publication number: KR100841091B1
Application number: KR1020060036915A
Authority: KR
Inventors: 신지 마키타; 마사유키 나시키
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2006-04-24
Publication date: 2008-06-25
Also published as: DE102006019076B4; KR20060113432A; US7508108B2; US20060244337A1; JP2006311727A; JP4654756B2; DE102006019076A1; CN1866691B; CN1866691A

Abstract

본 발명에 따른 브러시리스 AC모터는 회전자, N 고정자 자극 그룹, 및 복수의 루프형 고정자 권선을 포함한다. 상기 회전자는 North극과 South극이 동일간격으로 원주상으로 배치된 자극을 구비한다. 상기 고정자는 복수개의 고정자 자극을 구비하고, N 고정자 자극 그룹으로 나뉜다. 각 그룹은 그 그룹의 인접한 각 쌍이 소정양 만큼 원주방향 위치에 서로 다르게 위치되도록 고정자의 원주에 형성된다. 상기 고정자 권선은 고정자의 원주에 형성되고, 회전자의 축방향에 대하여 각각의 권선이 고정자 자극 그룹의 대응하는 하나에 바로 인접하도록 배치된다. 예를들어 상기 고정자 자극은 고정자의 축방향으로 상측 및 바닥측의 폭이 회전방향에서 같은 대략 평행사변형 형상을 갖고, 상측부와 베이스측부가 각각 회전방향으로 방향전환된다.

AC 모터, 고정자, 회전자, 고정자 자극, 자동차

Description

ＡＣ 모터{AC MOTOR}

도1은 본 발명의 실시예에 의해 회전자 축을 통하는 평면에 따른 3상 브러시리스 모터의 단면도.

도2는 도1의 3상 브러시리스 모터의 회전자의 외주연의 원주방향 전개도.

도3은 도1의 3상 브러시리스 모터의 고정자의 내주연의 원주방향 전개도를 나타낸 것으로서, 특히 고정자의 고정자 자극 사이의 위치관계를 나타낸 도면.

도4는 도1의 3상 브러시리스 모터의 고정자 권선을 나타낸 원주방향 전개도.

도5는 도1의 3상 브러시리스 모터의 고정자의 내주연의 다른 실시예를 나타낸 원주방향 전개도.

도6은 도1의 3상 브러시리스 모터의 고정자의 내주연의 다른 실시예를 나타낸 원주방향 전개도.

도7은 도1의 3상 브러시리스 모터의 고정자의 내주연의 다른 실시예를 나타낸 원주방향 전개도.

도8은 도1의 3상 브러시리스 모터의 고정자의 내주연의 다른 실시예를 나타낸 원주방향 전개도.

도9는 도1의 3상 브러시리스 모터의 고정자 자극의 표면 및 회전자의 외주연 을 연결하는 자기경로 나타낸 단면도.

도10은 도1의 3상 브러시리스 모터의 고정자의 내주연의 다른 실시예를 나타낸 원주방향 전개도.

도11은 도1의 3상 브러시리스 모터의 고정자 자극의 표면 및 회전자의 외주연을 연결하는 자기경로 나타낸 단면도.

도12는 도1의 3상 브러시리스 모터에서 고정자의 내주연의 다른 실시예를 나타낸 원주방향 전개도.

도13은 도1의 3상 브러시리스 모터에서 고정자의 내주연의 다른 실시예를 나타낸 원주방향 전개도.

도14는 도1의 3상 브러시리스 모터에서 고정자의 내주연의 다른 실시예를 나타낸 원주방향 전개도.

도15는 본 발명의 실시예에 따른 3상 브러시리스 모터에서 다른 실시예를 나타낸 단면도.

도16은 본 발명의 실시예에 따른 3상 브러시리스 모터에서 다른 실시예를 나타낸 단면도.

도17a 및 도17b는 3상 브러시리스 모터의 고정자의 내주연을 나타낸 원주방향 전개도.

도17c는 본 발명의 실시예에 따라 3상 브러시리스 모터의 내주연에 대한 다른 바람직한 실시예를 나타낸 원주방향 전개도.

도18은 본 발명의 실시예에 따라 조립되기 전 3상 브러시리스 모터의 다른 실시예를 나타낸 분해도.

도19는 도18에 나타낸 3상 브러시리스 모터의 조립후를 나타낸 단면도.

도20은 본 발명의 실시예에 따라 조립되기 전 3상 브러시리스 모터의 다른 실시예를 나타낸 분해도.

도21은 도20에 나타낸 3상 브러시리스 모터의 조립후를 나타낸 단면도.

도22는 본 발명의 실시예에 따른 3상 브러시리스 모터의 다른 실시예에서 고정자의 결합면을 나타낸 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 설명

11 : 회전자 샤프트 12 : 영구자석

16, 17, 18 : 고정자 권선 19, 20, 21 : 고정자 자극

191, 201, 211 : 고정자 자극 193, 203, 213 : 고정자 자극

195, 205, 215 : 고정자 자극 195A, 205A, 215A : 자기경로

195B, 205B, 215B : 모서리 195C, 205C, 215C : 절개부

195D, 215D : 단차부

본 발명은 AC 모터에 관한 것이고, 보다 구체적으로 본 발명은 자동차, 모터 트럭 등의 장착에 적합한 AC 모터에 관한 것이다.

종래기술에 따른 동조 AC 모터, 특히 브러시리스 AC 모터는 예를들어, 일본특개평06-261513호(3page, 도1 내지 도3 참조)에 기재된 바와 같이, 고정자 자극 주위에 권선된 도체층이 밀접하게 적층됨으로써 형성된 고정자 권선을 갖는 것을 제안하고 있다.

상기 일본특개평06-261513호에 기재된 종래기술에 따른 브러시리스 모터의 형상은 현재 산업용 및 가정용으로 넓게 사용된다. 그러나 브러시리스 모터는 각각의 고정자 자극 주위에 권선이 요구되어 고정자 슬롯의 내부로 배치되는 각각의 권선을 갖는 복잡한 구조로 이루어진다. 따라서, 생산성은 저하된다. 또한 상기 브러시리스 모터는 콤팩트한 크기 또는 적은 비용으로 제조하기 어려운 문제점을 지니고 있다.

상술된 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명자는 "루프 코일로 형성된 고정자 권선을 갖는 동조 AC 모터 및 AC 모터 제어장치"로 일본공개특허공보 제2005-160285호에 기재된 향상된 기술을 제안한 바 있다. 상기 향상된 기술은 동조 AC 모터를 제안한 것으로, 특히 브러시리스 모터는 단순한 구성으로 제조가 용이하고, 콤팩트한 크기로 제조될 수 있으며, 고효율로 동작할 수 있고, 적은 제조비용을 갖는다. 상기 기술은 AC 모터의 제어장치를 더 제공한다. 이와 같은 동조 AC 모터는 회전자, 고정자, 및 복수개의 루프형의 고정자 권선을 포함한다. 상기 회전자는 연속해서 교호되게 배치되는 North과 South극이 원주에 형성된 복수개의 자극을 갖는다. 상기 고정자는 내부 원주둘레로 형성되는 복수개의 고정자 자극을 구비하고, N 고정자 자극 그룹으로 배열되고,(N은 2보다 작지않은 정수) 각각의 인접한 N고정자 자극 그룹의 쌍은 동일한 양으로 원주에 서로 다르게 위치된다. 상기 복수의 루프형 고정자 권선은(회전자의 축방향에 대하여) N고정자 자극 그룹의 하나에 바로 인접하도록 배치된다.

복수의 고정자 자극 각각의 주위에 다수회 연속적으로 각각 권선되는 종래 형태의 고정자 권선을 갖고, 동일값과 대향하는 방향의 각 전류가 고정자 권선의 해당부분을 통해 흐르기 때문에 인접하는 폴 사이의 중간위치에 위치되는 고정자 권선부는 서로 상쇄되는 자력을 발생시키는 사실로부터 이러한 루프형 고정자 권선이 사용될 수 있다. 결국, 고정자 권선을 통해 전류가 유동되지 않는 조건에 상응하여 이들은 생략될 수 있다. 상기 기술에 따라 루프형 고정자 권선을 사용하는 것은 고정자 권선을 형성하기 위해 요구되는 구리의 양을 실제적으로 줄일 수 있고, 이에 더하여, 모터의 출력토크 및 효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 제조비용은 낮아질 수 있고, 고정자 자극의 둘레를 고정자 권선으로 감을 필요가 없어 제조가 단순해지고, 모터는 경량으로 구현될 수 있다. 또한, 종래기술에 따른 동조 AC모터에서 생략된 인접한 고정자 자극의 각 쌍 사이에 위치되는 상기 고정자 권선으로 인해, 종래기술에 따른 모터와 비교하여 발전된 기술에 따른 동조 AC모터의 고정자 자극의 수가 증가될 수 있다.

또한, 상기 회전자 축방향 뿐만 아니라 고정자의 내부원주 둘레를 따라, 고정자 자극의 위치가 균형을 이루도록 분포될 수 있어, 하나의 원주 경로를 따라 위치되는 적은 수의 고정자 자극 구비하는 것에 비하여, 더 나은 장점을 얻을 수 있 다. 특히, 회전자자극에 의해 고정자에 작용하는 자기인력이 분할됨에 따라, 결국 상기 자기인력에 의해 고정자가 변형되는 경향을 감소시킨다. 결국 상기 변형으로부터의 진동 및 소음은 감소될 수 있다.

본 발명자는 고정자 자극의 형상에 따라 AC모터의 출력토크를 증가시키고, 토크리플을 감소시키고, 고정자 코일의 단부를 제거함으로써 보다 콤팩트한 크기로 제조되는 고정자 자극의 향상된 형상을 갖는 AC모터, 및 형상에서의 자유도가 높고, 3차원 자기경로에 의한 코깅토크(cogging torque) 및 토크리플(torque ripple)을 감소시킬 수 있는 것을 발견하였다.

본 발명은 상술된 요구사항을 달성하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 단순한 구성을 가지고 및 제조가 용이한 새롭고 향상된 AC모터를 제공하기 위한 것이고, 상기 AC모터는 콤팩트한 크기로 제조될 수 있고, 고효율의 동작이 가능하며,저비용으로 제조될 수 있다.

상기된 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 회전자, 고정자, 및 복수의 루프형 고정자 권선을 포함하는 AC모터를 제공한다. 상기 회전자는 교호하는 North극과 South극이 동일한 간격으로 원주로 배치되는 복수개의 자극을 구비한다. 상기 고정자는 N 고정자 자극 그룹을 갖는다. 상기 N은 2보다 작지않은 정수이다. 각 고정자 자극 그룹은 복수의 고정자 자극을 포함하고, 각 그룹은 인접한 각 쌍이 소정량만큼 원주방향 위치에 서로 다르게 위치된다. 상기 복수개의 루프형 고정자 권선은 고정자의 원주에 형성되고, 회전자의 축방향에 대하여 N 고정자 자극 그룹의 대응하는 하나에 바로 인접하도록 배치된다. 상기 AC 모터에 있어서, 회전자의 자극을 향하는 고정자 자극의 대향면은 고정자 자극을 통해 흐르는 자속의 회전 변화율을 완화시키기 위해 분할되도록 형성된다.

본 발명에 따른 AC모터에 있어서, 상기 루프형 권선은 회전자의 축방향에 직교하는 표면에 배열 또는 배치되고, 상의 고정자 자극의 표면으로부터 다른 상의 고정자 자극의 표면을 통과하는 자기경로는 고정자의 외주연을 통하는 3차원공간으로 형성된다. 이와 같은 형상은 권선이 축방향으로 돌줄되지 않는 AC모터를 제공하고, 즉 축방향에 대한 돌출부를 제거하여 돌출부에 따른 자기저항을 감소시킨다. 결국 AC모터는 콤팩트하게 제조될 수 있다.

상술된 형상을 갖는 AC 모터에서 자속이 3차원공간으로 흐른다고 가정할 경우, 고정자에 있어 고정자 자극의 표면형상을 자유롭게 설계할 수 있다. 또한 고정자 자극을 통해 흐르는 자속의 회전 변화율을 완화시키기 위해 회전자를 향하는 고정자 자극의 영역이 분할되기 때문에 코깅코트 및 토크리플을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 다른 면에 따라 본 발명은 회전자, 고정자, 및 복수의 루프형 고정자 권선을 포함하는 AC모터를 제공한다. 상기 회전자는 연속해서 교호되는 North극과 South극이 동일한 간격으로 원주로 배치되는 복수개의 자극을 구비한다. 상기 고정자는 복수개의 고정자 자극을 구비하고, N 고정자 자극 그룹으로 나뉜다. 각 그룹은 각각이 복수의 고정자 자극을 포함하고, 각 그룹의 인접한 각 쌍이 소정량 만큼 원주방향 위치에 서로 다르게 위치되도록 고정자의 원주에 형성된다. 상기 복수개의 루프형 고정자 권선은 고정자의 원주에 형성되고, 회전자의 축방향에 대하여 N 고정자 자극 그룹의 대응하는 하나에 바로 인접하도록 배치된다. AC 모터에 있어, 공극을 통해 고정자를 향하는 회전자의 대향면 축방향 길이는 회전자를 향하는 고정자의 대향면 축방향 길이보다 길다.

결국, 축방향으로 회전자의 길이를 고정자의 길이보다 더 길게 형성시킴으로써, 인접한 고정자 자극 사이에서 발생되는 누설자속 및 3차원공간에서 자속의 우회로 현상을 감소시킬 수 있다. 상기 자속의 크기는 단지 고정자 자극의 표면에 의해 결정할 수 있다. 상기 고정자 자극의 다른 부분에서의 자속의 변화율처럼, 상기 고정자 자극의 상측부와 바닥부에서의 자속의 변화율은 고려될 수 있다. 결국, 간단한 형상으로 코깅토크 및 토크리플을 감소시키는 AC모터의 설계가 가능하다.

이하, 본 발명의 여러 실시예들은 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 다음의 여러 실시예들에서, 동일 첨가부호 또는 숫자는 여러 도면에 걸쳐 동일하거나 유사한 구성부품을 나타낸다.

본 발명에 따라 AC모터에 적용되는 브러시리스 모터를 첨부도면을 참조하여 설명한다.

도1은 브러시리스 모터(100)의 실시예로서 모터 샤프트를 따라 나타낸 단면도이다. 이 브러시모터는 베어링(3)에 장착된 회전자 샤프트(11), 영구자석(12)를 갖는 회전자(10), 및 고정자(14)를 포함하는 3상 8자극 모터이고 이들은 하우 징(21)에 둘러싸여진다.

상기 회전자(10)의 외주연 둘레를 따라 도2의 주연방향 전개도에 나타낸 바와 같이, 연속해서 교호되게 배치되는 N극과 S극을 갖고, 회전자(10)의 원주방향으로 주연 둘레에 원주방향으로 배치되는 영구자석(12)을 구비한다. 상기 회전자의 360도(기계각: mechanical angle)의 원주는 1440도의 전기각(electric angle)과 동일하다.

상기 고정자(14)는 4개의 U상 고정자 자극(19), 4개의 V상 고정자 자극(20), 및 4개의 W상 고정자 자극(21)을 구비하고, 각각은 상기 회전자(10)의 주연을 향하여 내측 반경방향으로 돌출된다. 도3은 상기 고정자(14)의 고정자 자극(19,20,21) 사이의 위치관계를 나타낸 것으로 고정자(14)의 원주방향 전개도이다.

도3에 나타낸 바와 같이, 상기 U상 고정자 자극(19)은 공통의 원주둘레에 배치된다. 상기 V상 고정자 자극(20)은 U상 고정자 자극(19)에 인접한 원주경로 둘레로 배치되고 , 상기 W상 고정자 자극(21)은 V상 고정자 자극(20)에 인접한 공통의 원주경로 둘레로 배치된다. 이하, 4개의 U상 고정자 자극(19)의 세트는 고정자 자극 그룹(19)이라 하고, 상기 4개의 V상 고정자 자극(20)의 세트는 고정자 자극 그룹(20)이라 하고, 상기 4개의 W상 고정자 자극(21)의 세트는 고정자 자극 그룹(21)이라 한다. 상기, 고정자 자극 그룹(20)이 중간고정자 자극 그룹이라 칭하고, 외측단부(고정자 샤프트(11)의 방향에 대하여)에 위치된 상기 고정자 자극 그룹(19) 및 고정자 자극 그룹(21)은 가장자리 위치 고정자 자극 그룹이라 칭한다.

도3에 나타낸 바와 같이, 상기 U,V, 및 W 고정자 자극 그룹(19,20,21)은 원주방향 및 회전자 샤프트 방향을 따라 소정양 만큼 각각 상호적으로 쉬프트되어 위치된다. 구체적인 실시예로서, 상기 원주방향 변위량은 원주방향 고정자 자극 피치(각 고정자 자극 그룹 내)가 360도의 상 변화에 대응하기 때문에 약 120도의 전기각(위상차)에 동일한 30도의(기계각) 각도이다.

상기 영구자석(12)의 피치(즉, 두 인접한 North극 사이 또는 두 인접한 South극 사이의 각 변위)는 360 정도의 전기각에 대응한다. 유사하게, 상기와 같이 각각 상기 고정자 자극 그룹 내의 고정자 자극의 피치는 360도의 전기각과 동일하다.

U상 고정자 권선(15) 및 V상 고정자 권선(16)는 각각(회전자 축방향을 따라) 고정자(14)의 고정자 자극 그룹(19) 및 고정자 자극 그룹(20)사이에 연속되게 배치 즉, U상 고정자 권선(15) 및 V상 고정자 권선(16)이 고정자 자극 그룹(19) 및 고정자 자극 그룹(20)에 각각 인접하고, V상 고정자 권선(17) 및 W상 고정자 권선(18)가 각각 유사하게 배치, 즉, V상 고정자 권선(17)가 고정자 자극 그룹(20)에 인접하고, W상 고정자 권선(18)가 고정자 자극(21)에 인접되도록 배치된다. 도4는 이와 같은 구성을 나타낸 것으로, 고정자(14)에 배열되는 상기 권선들을 원주방향으로 전개한 것을 나타낸 것이다. 각각의 U상 고정자 권선(15), V상 고정자 권선(16), V상 고정자 권선(17), W상 고정자 권선(18)는 루프형으로 형성되고, 고정자(14)의 내주둘레로 360도 연장된다.

다음에서 Iu,Iv 및 Iw로 나타낸 120도의 연속적인 위상을 갖는 3상(3-phase) AC 전류는 U상 고정자 권선(15), V상 고정자 권선(16), V상 고정자 권선(17), W상 고정자 권선(18)에 각각 흐른다.

어느 특정순간에서의 하나의 상의 권선에서 전류흐름 방향, 즉 시계방향(모터 샤프트의 방향을 따라 바라보는 방향에서와 같이)을 임의로 전류흐름의 포지티브 방향으로 명시하고, 반시계방향의 전류흐름은 네거티브 방향으로 명시한다. 네거티브 전류(-Iu)는 U상 고정자 권선(15)에 흐르는 것으로 가정한다. 이 경우, 포지티브 전류(+Iv)는 V상 고정자 권선(17)에 흐르고, 포지티브 전류(+Iw)는 V상 고정자 권선(18)에 흐른다. 도1에서 도면번호(90)는 센서위치를 나타낸 것이다.

각 상 고정자 자극의 형상은 일본공개특허공보 제2005-160285호에 자세히 기재되어 있어, 그에 대한 설명은 생략한다. 고정자(14)를 통과하는 자속은 상기한 구성을 갖는 브러시리스 AC 모터의 3차원공간에서의 방향을 흐르기 때문에, 고정자의 표면형상에 대한 자유로운 설계가 가능하다.

상기 고정자(14)에서 회전자(12)의 전기각에 대한 각 고정자 자극의 표면 공간이 사인파형으로 형성될 경우, 회전자(12)의 회전각에 대한 고정자(14)의 자속의 변화율은 사인파형이 된다. 이와 같은 구성은 코깅토크와 토크리플을 감소시킨다.

이러한 특성을 실현시키기 위하여 각각의 고정자 자극의 표면형태는 예를 들어, 도5 및 도6에 나타낸 바와 같이, 전기각이 180도의 폭을 갖는 사인파형 또는 근사 사인파형을 갖는 것이 바람직하다. 즉 도5에 나타낸 바와 같이, 회전자(12)에 대한 고정자(14)의 U상 고정자 자극(191), V상 고정자 자극(201), W상 고정자 권선(211) 각각의 고정자 자극의 표면형상의 일측은 라인형상으로 형성되고, 타측은 원형 형상으로 형성되거나, 도6에 나타낸 바와 같이, U상 고정자 자극(192), V상 고정자 자극(202), W상 고정자 권선(212) 각각의 고정자 자극 각각의 양표면의 형 태가 원형 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 도5 및 도6은 각 상이 회전자(12) 및 고정자(14)의 축방향으로 쉬프트되더라도, 본 발명의 개념은 방향전환 방향으로의 위치에 의해 제한되지 않는다.

도5 및 도6은 각각 고정자 자극의 표면이 완만한 사인파형을 갖는 이상적인 경우를 나타낸다. 실제로 각 고정자 자극의 표면을 완만한 사인파형으로 형성시키기는 어렵다. 또한, 인접한 자기 자극 사이의 간섭현상을 피하기 위하여, 소위 회전자(12)의 축방향에 대하여 서로 쉬프트되는 다른 위치를 갖는 자기자극을 형성시키는 것이 필요하다. 결국, 고정자(14)에서 데드 스페이스가 나타나고, 고정자(14)에서 고정자 자극에 의해 발생된 자속을 효율적으로 사용하는 것이 불가능하다

이와 같은 역효과를 방지하기 위하여, 각 고정자 자극(193,203,213)의 양 상측 및 하측은 도7에 나타낸 바와 같이, 같은 폭을 갖는 선으로 형성되고, 상기 고정자 자극의 상측 및 하측의 각 권선의 회전부는 예를 들어 60도로 서로 전환된다. 이는 도7에 나타낸 바와같이 평행사변형 형상의 고정자 자극을 용이하게 제조할 수 있다. 각 고정자 자극의 상단선 및 하단선 사이의 60도의 회전쉬프트는 최대의 자속 및 자속의 변화율에 있어 최저의 고조화요소(higher-harmonic component)를 제공할 수 있고, 코깅 토크 및 토크 리플을 감소시킬 수 있다. 다른 회전 전환각 또한 코깅토크 및 토크리플을 감소시킬 수 있다. 도7에 분명하게 나타낸 바와 같이 인접한 고정자 자극(193,203), 인접한 고정자 자극(203,213) 등이 60도 범위로 오버랩된다.

도7에 나타낸 바와 같이, 평행사변형으로 형성되고, 상기한 조건을 만족하는 상기 고정자 자극은 비록 각 상이 도8에 나타낸 최상한도 까지 축방향으로 연장되더라도 인접한 고정자 자극(194,204,214) 사이에서 야기되는 간섭을 피할 수 있다. 이와 같은 형상은 최대의 자속을 사용하는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 같은 면적을 갖는 상기 고정자(14)의 각 상의 고정자 자극은 상들 사이의 면적에서의 밸런스 때문에 코깅토크 및 토크 리플을 감소시킬 수 있다.

반대로, 고정자 자극의 표면이 도8에 나타낸 형상을 갖는 때, 고정자 자극(194,204,214)을 상기 고정자(14)로 연결하는 자기경로(194A,204A,214A)(도9에 나타냄)는 루프형상을 갖는 고정자 권선에 의해 제한되고, 상기 자기경로는 면적(도9에 나타낸 고정자 자극의 표면에 연결된 자기경로(194A,204A,214A)의 부분면적)에 의해 제한되기 때문에, 자기포화(magnetic saturation)가 종종 발생된다.

도10에 나타낸 바와 같이, 평행사변형 고정자 자극(205)과 사다리꼴(195,215)이 조합된 형상은 상기 결점을 피할 수 있다.

상기 고정자 자극(195, 215)은 사다리꼴 형상을 갖고, 고정자 자극(205)은 도10에 나타낸 평행사면형 형상을 구비함에 따라 도8에 나타낸 자기자극의 면적을 유지한다. 상기 고정자 자극(195)은 고정자 자극(215)이 역으로 배열된 것이고, 상기 고정자 자극(195)의 사다리꼴의 상측은 상기 고정자 자극(215)의 사다리꼴 바닥측으로 쉬프트되어 배열된다. 따라서 각 자기경로(195A,205A,215A)는 증가된 단면적을 구비할 수 있고, 도8에 나타낸 고정자 자극의 면적과 동일한 고정자 자극(195,205,215)의 전체면적을 유지할 수 있다. 도10에 나타낸 경우에 있어서, 고정자 자극(205)의 평행사변형 형상이 변하지 않기 때문에, 즉 도8에 나타낸 고정자 자극(204)의 형상과 동일하기 때문에, 도11에 나타낸 고정자 자극(195) 내의 자기경로(205A, 215A)의 증가된 면적을 통과하는 자속의 균형을 유지하거나 지키기 위해, 축방향으로 고정자 자극(205)의 자기경로(205A)의 면적을 증가시킬 필요가 있다.

상기 고정자 자극은 형상이 단지 고정자 자극의 표면과 권선의 단면적으로 설명되더라도, 실제 자기경로는 복잡한 3차원 형상을 갖는다. 따라서 상기 자기경로는 도11에 나타낸 사다리꼴의 자기경로(195A,215A)의 사용에 의해 용이하게 형성될 수 있다.

상기한 바와 같이, 도5 및 도6에 나타낸 바와 같이 사인파와 유사한 형상을 갖는 상기 고정자 자극(191,192,201,202,211,212)은 도8 및 도10에 나타낸 형상을 갖는 고정자 자극에 비하여 코깅 토크와 토크 리플을 더 많이 고려한 것이다. 그러나, 도8 및 도10에 나타낸 고정자 자극은 도5 및 도6에 나타낸 사인파와 유사한 형상을 갖는 고정자 자극(191,192,201,202,211,212)에 비하여 생산성 및 자속의 효율이 좋다. 도8 및 도10에 나타낸 형상은 도5 및 도6에 나타낸 형상에 비하여 쉽게 형성될 수 있다.

또한, 도8 및 도10에 나타낸 형상을 갖는 각 고정자 자극의 가장자리부는 사인파형 또는 그 형태에 근접되도록 하기 위해 모서리가 없도록 또는 반경을 갖도록 하는 것이 바람직하다. 상기 사인파형으로부터 차이점을 고려할 경우, 평행사변형 또는 사다리꼴 형상의 4보서리부에서 고정자 자극의 중심에 보다 근접한 두 코너가 도12 및 도13에 나타낸 바와 같이, 사인파형과 다른 형성이고, 적어도 평행사변형 또는 사다리꼴 형상의 모서리(194A,195B,204A,205B,214A, 및 215B)는 모서리가 없는 또는 반경을 갖도록 형성된다. 이와 같은 형상은 코깅토크 및 토크리플을 완화시킬 수 있다.

도8 및 도10에 나타낸 고정자 자극의 형상을 고려해볼 경우, 고정자 자극의 표면이 축방향으로 긴 치수를 갖거나, 고정자 자극의 수가 증가될 때, 상기 고정자 자극의 표면은 가로방향에 비하여 세로방향으로 매우 길게 이루어진다. 이와 같은 형상은 고정자의 강도를 감소시키고, 고정자 권선을 갖는 고정자 자극의 표면을 연결하는 자기경로를 복잡하게 하는 문제를 발생시킨다. 상기 결점을 감소시키거나 방지하기 위하여, 상기 고정자 자극(195,205,215)의 일부를 절개하는 것이 바람직하다. 그러나, 세로방향의 고정자 길이는 감소되지 않고, 한 상에 있어서 절개되는 각 고정자 자극은 다른 상의 각 고정자 자극과 그 크기가 같다. 예를들어, 도14에 나타낸 바와 같이, 2부분이 절개되었고, 하나는 평행사변형 고정자 자극(205)의 중앙에 근접한 모서리부(205C)이고, 다른 하나는 대략 사다리꼴 고정자 자극(195,215)의 회전방향으로 폭이 짧은 절개부(195C,215C)이다. 각 상에서 절개부가 같은 크기로 절개될 경우, 각 상에서 자속의 변화율을 유지시키면서 축방향으로 고정자 자극의 길이를 감소시킬 수 있다. 이와 같은 형상으로 제조가 용이하고 높은 효율을 제공한다.

인접한 고정자 자극 사이에서 최소의 길이 공극을 갖는 영역의 길이가 모든 고정자 자극에서 같은 길이로 형성될 경우, 인접한 고정자 자극 사이 예를들어, 인접한 고정자 자극(195,205) 사이 및 인접한 고정자 자극(205,215)에서 같거나 동등 한 누설자속을 갖는 것이 가능하게 된다. 이와 같은 구성은 코깅토크 및 토크리플을 감소시킬 수 있다. 이는 상기 인접한 고정자 자극 사이에서 영역과 그에 대향되는 길이를 가능한 작게 감소시킴으로써, 누설자속의 크기를 감소시키고, 브러시리스 AC모터의 토크를 증가시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 다양한 변형들은 고정자 자극의 자속 크기가 각 고정자 자극의 표면적에 의해 결정된다는 조건하에 설명된 것이다. 그러나 실제 브러시리스 AC모터에서 인접한 고정자 자극 사이의 3차원 공간에서 누설자속과 자속의 우회로가 존재하기 때문에, 자속의 크기는 단지 고정자 자극의 표면적에 의해 결정될 수 없다.

본 발명은 실제 브러시리스 AC모터에서 인접한 고장자자극 사이의 3차원 공간에서 우회자속의 영향을 감소시키거나 제거하는 향상된 방법을 제공한다. 상기 우회자속의 영향을 감소시키거나 제거하기 위하여, 도15는 브러시리스 AC모터의 형성방법을 나타내고, 축방향에서 회전자(10A)의 길이는 상단(L1)과 하단(L2)만큼 고정자(14)의 길이보다 길다. 비록, L1<L2 또는 L1>L2의 길이관계가 적용될 수 있지만, 최적의 경우는 L1=L2의 조건이다. 본 발명에 따른 상기 브러시리스 AC모터는 고정자의 축방향으로 고정자 자극의 위치가 각 상과 다른 고정자를 구비한다. 이 경우, 3차원공간에서 자속의 우회로의 존재에 의해 각 상에서 불균형한 자속의 변화율이 야기될 수 있다. 이와 같은 사항을 제거하기 위해, 회전자(10A)의 길이가 축방향으로 고정자(14)의 길이보다 길게 형성될 경우, 상기 고정자 자극(19,20,21)에서 서로 다른 부분인 상단 및 하단에서 자속의 변화를 얻을 수 있게 된다.

결국, 적은 코킹토크와 감소된 토크리플의 고정자 자극을 갖는 AC모터의 설계가 가능하게 된다.

또한 도16에 나타낸 바와 같이, 회전자의 축방향으로 고정자에 대한 회전자(10)의 대향면, 회전자에 대한 고정자(14)의 대향면 보다 긴 브러시리스 AC모터가 형성될 수 있다. 즉, 도16에 나타낸 바와 같이, 상기 회전자에 대한 고정자(14)의 대향면은 단차부(195D, 215D)와 잔부를 갖는다. 또한 고정자(14)의 전체길이가 축방향으로 회전자(10)의 길이 이상이고, 단차부(195D,215D) 이외의 잔부는 회전자보다 짧도록 적용가능하다. 이는 데드공간을 감소시키고, 권선의 공간을 증가시키며, 도15에 나타낸 축방향으로 고정자보다 긴 회전자의 형상과 비교해 볼 때, 결국 AC모터의 출력토크를 증가시킨다. 또한, 대향면의 길이가 공극폭보다 두배이상으로 형성될 경우, 회전자(10)와 회전자(10)에 대한 고정자(14)의 연장영역 사이의 누설자속이 대략 발생하지 않는다.

다음으로, 인접한 고정자 자극사이에서 발생되는 누설자속의 영향을 감소시키는 방법에 대하여 기술한다. 소형모터 및 다수의 고정자 자극의 경우, 인접한 고정자 자극사이에 큰 공극을 갖지 않을 수 있다. 예를들어, 도17a에 나타낸 이상적인 경우로, 자석 및 자기포화의 이용인자를 고려해볼 때, 각 고정자 자극의 폭을 가능한 크게 증가시키고, 인접한 고정자 자극 사이의 공극을 가능한 작게 감소시키는 것이 보다 바람직하다. 그러나 고정자의 내경이 매우 작고, 고정자 자극의 수가 많을 경우, 도17a에 나타낸 구성은 인접한 고정자 자극 사이에서 매우작은 공극을 갖고, 누설자속이 증가된다. 누설자속의 크기증가는 특히 AC모터의 시동시 증가된다. 이는 대전류가 흐르더라도, AC모터의 출력토크는 증가되지 않는다.

도17b와 같은 경우는 인접하는 고정자 자극 사이의 공극이 같은 수의 고정자 자극 조건하에서 증가될 경우, 각 고정자 자극의 폭이 반드시 증가되기 때문에 상기한 문제점을 해결할 수 없다. 또한 도17b와 같은 경우 AC모터의 출력토크를 감소시킨다.

이러한 문제점을 방지하거나 해결하기 위해서, 고정자 자극의 수를 감소시키는 것이 바람직하다. 예를들어 도17c에 나타낸 바와 같이, 절반수의 고정자 자극은 각 고정자 자극의 폭을 감소시키지 않고, 인접한 고정자 자극 사이의 공극을 증가시킨다. 또한, 고정자 자극의 수가 절반으로 감소될 경우 각 고정자 자극에서 발생된 출력 토크를 두배로 증가시킬 필요가 있다. 그러나, 각 고정자 자극이 작은내경을 갖고, 고정자가 많은 고정자 자극을 구비할 경우, 출력토크를 두배 또는 그 이상으로 증가시키는 것이 불가능하다.

상기한 바와 같이, 인접한 고정자 자극이 충분한 공극을 갖는 경우, 각 고정자 자극의 위치를 회전방향으로 쉬프트시킴으로써 코깅토크 및 토크리플을 감소시킬 수 있다. 특히, 각 고정자 자극의 위치가 30도로 쉬프트될 때, 코깅토크와 토크리플을 감소시킬 수 있고, 출력토크의 감소를 방지할 수 있다.

상기 AC 모터의 구체적인 제조방법에 있어, 코깅토크 및 토크리플을 발생시키는 하나의 인자는 AC 모터의 분할된 고정자 코어에서 발생된 자기저항이다. 본 발명에 따른 AC 모터의 고정자에 대한 구성을 이해하는 방법은 여러가지가 있다. 도18은 각 상의 고정자 자극이 축방향에 따라 복수개로 분할되고, 상기 분할된 고정자 자극은 권선으로 가정되는 전형적인 실시예를 나타낸 것이다.

상기 고정자 코어가 도18에 나타낸 형상을 갖는 경우, 회전자의 축방향에 대한 고정자의 대향면(19E,20E,21E)(도18에 나타낸 고정자의 외주연)은 자기저항소자가 된다. 상기 회전자의 축방향에 대한 고정자의 대향면(19E,20E,21E)(도18에 나타낸 고정자의 외주연)인 분할된 고정자 코어의 대향면이 도19에 나타낸 바와 같이 서로 연결되더라도, 3차원 자기경로는 증가되고, 결국 출력토크는 감소된다. 브러시리스 AC 모터의 실시예에서 상기 분할된 고정자는 다른 권선수를 구비하기 때문에, 분할된 고정자코어가 같은 자기저항을 갖더라도 자속의 불균형성이 발생된다. 상기 불균형성은 코깅토크 및 토크리플을 발생시킨다. 각 상에서 자속의 변화에 의한 불균형을 제거하기 위한 최적의 저항을 설정하는 것이 매우 어렵기 때문에, 최적의 방법은 각 분할된 고정자 코어에서 자속 변화의 불균형을 감소시키기 위해 각 분할된 고정자 코어에서 저항을 최소한으로 감소시키는 것이다.

이를 위한 하나의 가능성 있는 방식을 AC모터의 전체크기를 증가시키지 않고, 가능한 크게 분할된 고정자 코어(19,20,21)의 대향면(19E,20E,21E)의 각 면적을 증가시키는 것이다.

도20은 상술된 가능한 방법을 실현화시키는 실시예를 나타낸 것이다. 도20에 나타낸 바와 같이, 분할된 상기 고정자 코어(19,21)는 각각 외주에 형성된 단차부(19F,21F)를 구비한다. 또한, 상기 분할된 고정자부(20)는 외주에 양단에 형성된 단차부(20F)를 구비한다. 도21에 나타낸 바와 같이, 분할된 상태 코어(20)의 단차부(20F)는 분할된 고정자 코어(19,21)의 단차부(19F,21F)에 대응하여 연결된다. 그러나, 본 발명은 도20에 나타낸 단차부(19F,20F,21F)의 형상에 제한되지 않고, AC 모터의 전체크기를 유지하면서, 각 대향면을 면적이 다른 형상을 갖는 단차부로 적용될 수 있다.

도22에 나타낸 바와 같이, 회전자의 축방향에 대한 고정자코어(14)의 대향면(14B)이 정사각형으로 형성되는 구성을 이용함으로써, 고정자 코어의 대향면의 면적을 증가시킬 수 있다. 상기 대향면(14B)은 고정자코어(14)의 원통형부의 외주면(14A) 보다 크다. 실제 AC 모터는 회전자의 축방향에 수직인 표면에서 발생되는 자기경로를 갖기 때문에, 전술한 가능성 있는 방식을 상기 고정자 자극 사이의 자속의 불안정한 상태를 발생시킨다. 그러나, 상기된 본 발명에 따른 형상을 갖는 브러시리스 AC모터의 대향면에 축방향으로 자속이 흐르기 때문에 어떠한 불균형도 발생되지 않는다.

상술된 바와 같이, 본 발명은 회전자, 고정자, 및 복수의 루프형 고정자 권선을 포함하는 AC모터를 제공한다. 상기 회전자는 연속해서 교호되는 North극과 South극이 동일한 간격으로 원주로 배치되는 복수개의 자극을 구비한다. 상기 고정자는 복수개의 고정자 자극을 구비하고, N 고정자 자극 그룹으로 나뉜다. 각 그룹은 그 그룹에 인접한 각 쌍이 소정양 만큼 원주에 서로 다르게 위치되는 고정자의 원주에 형성된다. 상기 복수개의 루프형 고정자 권선은 고정자의 원주에 형성되고, 회전자의 축방향에 대하여 N 고정자 자극 그룹의 대응하는 하나에 바로 인접하도록 배치된다. 상기 AC 모터에 있어서, 회전자의 자극을 향하는 고정자 자극의 대향면은 고정자 자극을 통해 흐르는 자속의 회전 변화율을 완화시키기 위한 분할부를 구비하도록 형성된다.

본 발명에 따른 AC모터에 있어서, 상기 루프형 권선은 회전자의 축방향에 직교하는 표면에 배열 또는 배치되고, 상의 고정자 자극의 표면으로부터 다른 상의 고정자 자극의 표면을 통과하는 자기경로는 고정자의 외주연 통해 3차원공간으로 형성된다. 이와 같은 형상은 권선이 축방향으로 돌출되지 않는 AC모터를 제공하고, 즉 축방향에 대한 돌출부를 제거하고, 돌출부에 따른 자기저항을 감소시킨다. 결국 AC 모터는 콤팩트하게 제조될 수 있다.

상술된 형상을 갖는 AC 모터에서 자속은 3차원공간으로 흐른다고 가정할 경우, 고정자 자극의 표면형상을 자유롭게 설계할 수 있다. 또한 고정자 자극을 통해 흐르는 자속의 회전 변화율이 완화되도록 회전자를 향하는 고정자 자극의 영역이 분할되기 때문에 코깅토크 및 토크리플을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 다른 면에 의하면, 각 고정자 자극은 고정자 자극의 상측 및 바닥측의 폭이 대략 같은 평행사변형 형상을 갖고, 상측부와 베이스부가 각각 회전방향으로 쉬프트된다. 상기 형상을 갖는 고정자 자극은 쉽게 제조될 수 있다. 회전방향에 따른 60도의 쉬프트는 자속 변화율에 있어 최고의 자속과 최저의 고조화요소를 제공한다.

이에 더하여, 본 발명의 다른 면에 의하면, 대략 평행사면형 형상 및 대략 사다리꼴 형상이 조합된 형상의 고정자 자극의 전체면적을 유지하면서 고정자 자극의 표면과 고정자의 외주연 통과하는 자기경로의 큰 분할영역을 구비하는 것이 가능하다. 이와 같은 형상에서 대략 평행사변형 형상의 고정자 자극의 면적이 변하지않기 때문에, 양 형상의 고정자 자극의 균형을 유지하기 위해 축방향에 있어, 대략 평행사변형 형상의 고정자 자극 내의 자기경로 면적을 증가시킬 필요가 있다.

또한, 본 발명의 다른 면에 의하면, 고정자 자극을 사인파형으로 근접시키기 위해 각 고정자 자극의 가장자리부가 챔퍼 또는 반경을 갖도록 완화시킬 필요가 있다. 특히, 고정자 자극의 중심에 가까운 두 개의 모서리는 사인파형과 다르기 때문에, 고정자 자극의 적어도 두 개의 모서리를 라운딩함에 따라 코깅토크와 토크리플을 감소시킬 수 있다.

그리고, 본 발명의 다른 면에 의하면, 고정자 자극의 일부를 절개함으로써 고정자 자극이 축방향으로 길고, 자극의 수가 많을 경우, 고정자 자극의 표면은 대략 타원형 형상이 된다. 이와 같은 구성 및 방법으로 고정자 자극의 표면강도를 유지하기 어려운 문제점과, 고정자 자극의 표면으로부터 권선까지의 자기경로를 형성시키 어려운 문제점을 해결할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 면에 의하면 각 상의 고정자 자극이 같은 면적으로 절개될 때, 각 상의 자속의 변화율을 유지시키면서, 축방향으로 고정자 자극의 길이를 감소시키는 것이 가능하다.

그리고, 본 발명의 다른 면에 의하면, 인접한 고정자 자극 사이의 최소한 공극을 갖는 영역을 길이를 설정함으로써, 인접한 고정자 자극 사이의 누설자속의 양을 동일하게 할 수 있다. 이와 같은 방법은 3상에서 누설자속의 불균형에 의해 야기되는 코깅토크 및 토크리플을 감소시킬 수 있다.

누설자속을 감소시키고, AC 모터의 출력토크를 증가시키기 위해, 인접한 고정자 자극 사이의 공극의 길이와 대향면의 면적을 가능한 작게 형성시키는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 다른 면에 의하면, 각 고정자 자극의 표면을 같은 영역으로 형성시키는 것이 바람직하다.

이에 더하여, 본 발명의 다른 면에 의하면, 축방향으로 회전자의 길이를 고정자의 길이보다 더 길게 형성시킴으로써, 인접한 고정자 자극 사이에서 발생되는 누설자속 및 3차원공간에서 우회자속의 현상을 감소시킬 수 있다. 상기 자속의 크기는 단지 고정자 자극의 표면에 의해 결정할 수 있다. 상기 고정자 자극의 다른 부분에서의 자속의 변화율처럼, 상기 고정자 자극의 상측부와 바닥부에서의 자속의 변화율은 고려될 수 있다. 이로 인해 간단한 형상으로 적은 코깅토크 및 토크리플을 갖는 AC모터의 설계가 가능하다.

또한, 본 발명의 개념은 고정자를 향하는 회전자의 대향면이 회전자를 향하는 고정자의 대향면 보다 긴 회전자를 구비하는 AC모터로 적용가능하다.

그리고, 본 발명에 따른 다른면에 의하면, 고정자와 회전자 사이의 공극폭 보다 두배이상인 롱거부를 형성함으로써, 회전자보다 긴 고정자의 일부와 회전자 사이에서 발생되는 누설자속의 제거가 가능하다.

또한, 본 발명의 개념은 고정자 자극의 감소된 수를 갖는 AC 모터로 적용가능하다. 종래기술에 있어, AC모터가 작은 크기이거나 많은 수의 자극을 구비할 경우 인접한 고정자 자극 사이의 큰 공극을 갖기 어렵다. 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 인접한 고정자 자극 사이에서 큰 공극을 구비할 필요가 있다. 그러나 자극수를 줄이지 않고, 인접한 고정자 자극 사이의 공극이 크게 형성될 경우, 각 고정자 자극의 폭이 감소될 필요가 있다. 이는 AC모터의 출력토크를 감소시킨다. 반대로, 본 발명에 따른 AC모터에 따르면 자극의 수가 절반으로 감소될 경우 인접한 고정자 자극 사이의 공극의 폭이 적합해질 수 있고, 결국 공극의 폭을 감소시킬 필요가 없게 된다. 자극의 수가 절반으로 감소될 경우, 각 고정자 자극에서 발생되는 출력토크를 두배로 증가시켜야 한다. 그러나 상기 고정자가 작은 내경과 많은 자극을 구비할 경우 두배 이상으로 출력토크를 증가시키는 것이 적합하게 가능하다. 예를 들어 서로 인접한 고정자 자극이 240도의 전기각의 간격으로 형성될 때 같은 효과를 얻을 수 있다.

따라서, 인접한 고정자 자극 사이의 공극이 적합한 폭으로 정해진다면, 회전방향으로 고정자 자극의 위치를 쉬프트시켜 코깅토크 및 토크리플을 감소시키는 것이 가능하다. 30도로 쉬프트될 경우, 출력토크의 감소없이 코깅토크와 토크리플을 감소시키는 것이 가능하다.

이에 더하여, 본 발명에 의하면 서로 연결되는 분할될 고정자 코어의 대향면의 면적이 가능한 크게 형성될 수 있다.

AC모터를 제조하기 위한 구체적인 방법에 있어, 코깅토크 및 코트리플을 야기시키는 하나의 인자는 AC모터의 분할부에서 발생되는 자기저항이다. 상기 AC모터의 고정자 코어가 복수개의 분할된 고정자 코어로 이루어진 형상을 갖는 경우, 대향면은 자기저항요소가 된다. 이 경우, 3차원자속 경로의 전체 저항은 증가되고, 출력토크는 결국 감소된다.

또한, 본 발명에 따른 브러시리스 AC모터에서, 분할부가 그를 통하는 권선의 수와 다른 수를 갖기 때문에 비록 각 분할된 고정자 코어가 같은 저항을 갖더라도, 분할부에서 자속의 불균형이 발생된다.

비록 각 분할부가 같은 자기저항을 갖더라도 상기 불균형은 코깅토크 및 토크리플을 발생시킨다. 같은 저항을 갖는 각각의 분할부를 제조하거나, 각 상에서 자속의 변화에 의한 불균형을 제거하기 위한 최적의 저항을 설정하는 것이 매우 어렵기 때문에, 최적의 방법은 각 분할부에서 자속 변화의 불균형을 감소시키기 위해 각 분할부에서 저항을 최소한으로 감소시키는 것이다. 한가지 가능한 방법은 AC 모터의 전체 크기를 증가시키지 않고, 고정자코어의 분할부의 대향면 각 면적을 증가시키는 것이다. 그러나, 본 발명은 도면에 나타낸 분할부를 갖는 실시예에 제한되지 않는다. AC모터의 전체 크기를 유지하면서 대향면의 면적이 가능한 크게 형성되는 다양한 형상을 갖는 분할된 고정자코어를 형성하는 것이 가능하다.

이에 더하여, 본 발명의 다른면에 따르면, 고정자 코어의 외주 원통형 형상부 보다 회전자의 축방향에 대한 고정자코어의 대향면을 크게 형성함으로써, 대향면의 전체면적을 증가시키는 것이 가능하다. 일반적인 AC모터는 회전자의 축방향에 수직면에서 발생되는 자속경로를 구비함에 따라, 상기 가능한 방법은 고정자 자극 사이의 자속의 불균형한 상태를 야기시킨다. 그러나, 본 발명에 따른 상술된 형상을 갖는 브러시리스 AC모터에서, 대향면의 축방향으로 자속이 흐르기 때문에, 어떠한 불균형도 발생되지 않는다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

Claims

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교호하는 North극과 South극이 동일간격으로 원주로 배치되는 복수개의 자극을 구비하는 회전자;

N고정자 자극 그룹을 구비하고, 각각 원주에 형성되고, 각각은 복수의 고정자 자극을 포함하고, 각각 인접한 쌍의 N고정자 자극 그룹은 동일한 양으로 원주에 서로 다른 위치에 위치되는 고정자; 및

상기 고정자의 원주로 형성되고, 상기 회전자의 축방향에 대하여 N고정자 자극 그룹의 대응하는 하나에 바로 인접하도록 각각 배치되는 복수개의 루프형 고정자 권선을 포함하고,

상기 N은 2보다 작지않은 정수이며, 회전자의 자극을 향하는 고정자 자극의 대향면은 그 고정자 자극을 통해 흐르는 자속의 회전 변화율을 완화시키기 위해 분할되고,

상기 회전자를 향하는 고정자 자극은 평행사변형 형상 및 사다리꼴 형상의 조합을 갖고,

평행사변형 형상을 갖는 고정자 자극의 축방향으로의 상측부과 베이스부는 회전방향으로 같은 폭을 가지며, 고정자 자극의 상측부와 베이스부는 회전방향으로 서로 쉬프트되고,

사다리꼴형상을 갖는 고정자 자극의 축방향으로의 상측부와 베이스부는 회전방향으로 서로 다른 폭을 갖는

AC 모터.
교호하는 North극과 South극이 동일간격으로 원주로 배치되는 복수개의 자극을 구비하는 회전자;

N고정자 자극 그룹을 구비하고, 각각 원주에 형성되고, 각각은 복수의 고정자 자극을 포함하고, 각각 인접한 쌍의 N고정자 자극 그룹은 동일한 양으로 원주에 서로 다른 위치에 위치되는 고정자; 및

상기 고정자의 원주로 형성되고, 상기 회전자의 축방향에 대하여 N고정자 자극 그룹의 대응하는 하나에 바로 인접하도록 각각 배치되는 복수개의 루프형 고정자 권선을 포함하고,

상기 N은 2보다 작지않은 정수이며, 회전자의 자극을 향하는 고정자 자극의 대향면은 그 고정자 자극을 통해 흐르는 자속의 회전 변화율을 완화시키기 위해 분할되고,

상기 회전자를 향하는 각 고정자 자극은 축방향으로 볼 때, 상측 및 베이스측이 회전방향으로의 폭과 같은 평행사변형을 갖고, 상기 상측의 위치와 베이스측의 위치가 서로 회전방향으로 쉬프트되고,

상기 회전자를 향하는 각 고정자 자극의 중심에 가까운 적어도 두 모서리부는 모서리가 없는 또는 반경을 갖도록 형성된

AC 모터.
제3항에 있어서.

상기 회전자를 향하는 각 고정자 자극의 중심에 가까운 적어도 두 모서리부는 모서리가 없는 또는 반경을 갖도록 형성된

AC 모터.
교호하는 North극과 South극이 동일간격으로 원주로 배치되는 복수개의 자극을 구비하는 회전자;

N고정자 자극 그룹을 구비하고, 각각 원주에 형성되고, 각각은 복수의 고정자 자극을 포함하고, 각각 인접한 쌍의 N고정자 자극 그룹은 동일한 양으로 원주에 서로 다른 위치에 위치되는 고정자; 및

상기 고정자의 원주로 형성되고, 상기 회전자의 축방향에 대하여 N고정자 자극 그룹의 대응하는 하나에 바로 인접하도록 각각 배치되는 복수개의 루프형 고정자 권선을 포함하고,

상기 N은 2보다 작지않은 정수이며, 회전자의 자극을 향하는 고정자 자극의 대향면은 그 고정자 자극을 통해 흐르는 자속의 회전 변화율을 완화시키기 위해 분할되고,

상기 회전자를 향하는 고정자 자극은 평행사변형 형상 및 사다리꼴 형상의 조합으로 이루어지고,

평행사변형 형상을 갖는 고정자 자극의 축방향에 의한 상측부과 베이스부는 회전방향으로 같은 폭을 갖고,

고정자 자극의 상측부와 베이스부는 서로 회전방향으로 쉬프트되고, 사다리꼴형상을 갖는 고정자 자극의 축방향에 의한 상측부와 베이스부는 회전방향으로 서로 다른 폭을 갖고, 각 고정자 자극의 일부가 절개되는

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제6항에 있어서.

평행사변형 형상을 갖는 고정자 자극의 중심에서 가까운 모서리부는 절개되고, 사다리꼴 형상을 갖는 고정자 자극의 회전방향으로는 짧은 길이를 갖는 일측이 절개되는

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제3항에 있어서,

인접한 고정자 자극 사이의 최소공극은 모든 고정자 자극에서 같은 길이를 갖는

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제3항에 있어서,

상기 회전자를 향하는 고정자 자극은 같은 표면적을 갖는

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교호하는 North극과 South극이 동일간격으로 원주로 배치되는 복수개의 자극을 구비하는 회전자;

N고정자 자극 그룹을 구비하고, 각각 원주에 형성되고, 각각은 복수의 고정자 자극을 포함하고, 각각 인접한 쌍의 N고정자 자극 그룹은 동일한 양으로 원주에 서로 다른 위치에 위치되는 고정자; 및

상기 고정자의 원주로 형성되고, 상기 회전자의 축방향에 대하여 N고정자 자극 그룹의 대응하는 하나에 바로 인접하도록 각각 배치되는 복수개의 루프형 고정자 권선을 포함하고,

상기 N은 2보다 작지않은 정수이며, 공극을 통해 고정자의 대향면을 향하는 회전자의 대향면의 축방향 길이는 고정자의 축방향 길이보다 긴

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제10항에 있어서,

상기 회전자의 대향면을 향하는 고정자의 대향면인 고정자의 축방향 길이는 회전자의 축방향 길이보다 작은

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제11항에 있어서,

상기 고정자의 축방향 길이는 고정자와 회전자사이의 공극을 통하는 회전자에 대한 고정자의 대향면으로부터 공극폭의 0초과 2배이하 만큼 반경방향으로 떨어진 영역에서, 상기 회전자의 축방향 길이보다 작은

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제10항에 있어서,

고정자 자극 수의 일부는 제거되고,

여기서 NP은 상의 수, Pn은 한 쌍의 회전자 자극수, 2×Pn은 자극의 수, NP×Pn은 고정자 자극의 수인

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제13항에 있어서,

3×Pn 고정자 자극 수의 일부는 제거되고,

인접한 고정자 자극은 전기각 240도로 서로 다르게 배열되는

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제13항에 있어서,

상기 고정자 자극을 갖는 고정자와 자극을 갖는 회전자중 적어도 하나는 회전방향에 대하여 쉬프트되는

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제14항에 있어서,

상기 고정자의 고정자 자극과 회전자의 자극 중 적어도 하나는 회전방향에 대하여 30도의 전기각으로 쉬프트되는

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제3항에 있어서,

상기 고정자는

고정자 자극이 형성되고, 서로 결합되는 복수개의 분할된 고정자 코어를 포함하고, 상기 분할된 고정자 코어는 단차부를 갖고, 서로 대응하여 결합되는 회전자의 축방향에 대한 대향면을 포함하고,

단차부가 형성되고 서로를 향하며 회전자의 축방향에 대한 상기 분할된 고정자 코어의 대향면 전체 면적은 회전자의 축방향에 대한 분할된 고정자코어의 대향면의 전체 단면적보다 큰

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제10항에 있어서,

상기 고정자는

고정자 자극이 형성되고, 서로 결합되는 복수개의 분할된 고정자 코어를 포함하고, 상기 분할된 고정자 코어는 단차부를 갖고, 서로 대응하여 결합되는 회전자의 축방향에 대한 대향면을 포함하고,

단차부가 형성되고 서로를 향하며 회전자의 축방향에 대한 상기 분할된 고정자 코어의 대향면 전체 면적은 회전자의 축방향에 대한 분할된 고정자코어의 대향면의 전체 단면적보다 큰

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제17항에 있어서,

상기 고정자를 형성하는 복수개의 고정자 코어의 회전자에 대한 축방향 대향면은 정사각형으로 형성되는

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