KR100921468B1

KR100921468B1 - Motor and a Compressor including the same

Info

Publication number: KR100921468B1
Application number: KR1020080006048A
Authority: KR
Inventors: 하정무; 이선권; 김비섭
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-01-21
Filing date: 2008-01-21
Publication date: 2009-10-13
Also published as: KR20090080197A

Abstract

본 발명은 모터 및 이를 적용한 압축기에 관한 것이며, 보다 상세하게는 효율, 신뢰성 및 내구성을 향상시킨 모터 및 압축기에 관한 것이다. The present invention relates to a motor and a compressor using the same, and more particularly, to a motor and a compressor having improved efficiency, reliability, and durability.

본 발명에 따르면, 스테이터, 그리고 소정 외경(D5)을 갖도록 형성되고 반경 방향 외측에 원주 방향을 따라 복수 개의 슬롯이 형성되어 상기 스테이터의 내부에서 회전되도록 구비되는 로터를 포함하여 이루어지는 모터에 있어서, 상기 로터의 외경(D5)에 대한 상기 복수 개의 슬롯들이 이루는 내경(D8)의 비는 0.661 내지 0.662임을 특징으로 하는 모터 및 이를 포함하는 압축기가 제공된다.According to the present invention, in the motor comprising a stator and a rotor formed to have a predetermined outer diameter (D5) and a plurality of slots are formed in the circumferential direction on the outer side in the radial direction, so as to rotate inside the stator. A ratio of the inner diameter D8 of the plurality of slots to the outer diameter D5 of the rotor is 0.661 to 0.662, and a compressor including the same is provided.

모터, 압축기, 스테이터, 로터 Motor, compressor, stator, rotor

Description

Motor and compressor including the same {Motor and a Compressor including the same}

일반적으로 모터는 로터의 회전력을 회전축으로 전달하여, 상기 회전축이 부하를 구동하게 된다. 예를 들어, 상기 회전축이 세탁기의 드럼에 연결되어 드럼을 구동시킬 수 있으며, 냉장고의 팬과 연결되어 필요한 공간으로 냉기가 공급되도록 팬을 구동시킬 수 있다.In general, the motor transmits the rotational force of the rotor to the rotary shaft, the rotary shaft drives the load. For example, the rotating shaft may be connected to the drum of the washing machine to drive the drum, and may be connected to the fan of the refrigerator to drive the fan so that cold air is supplied to the required space.

아울러, 상기 모터는 유체 특히 냉매를 압축하는 압축기에 적용될 수 있다. 일반적으로 압축기는 회전식 모터가 적용된 회전식 압축기와 왕복동식 압축기, 그리고 리니어 모터가 적용된 리니어 압축기로 구분될 수 있다.In addition, the motor may be applied to a compressor for compressing a fluid, in particular a refrigerant. In general, the compressor may be classified into a rotary compressor with a rotary motor, a reciprocating compressor, and a linear compressor with a linear motor.

이러한 압축기에 있어서, 상기 모터는 유체를 압축하기 위한 전동기구부의 핵심을 이루며, 이러한 전동기구부를 통해 동력이 압축기구부로 전달되어 상기 압축기구부에서 유체의 압축이 일어나게 된다.In such a compressor, the motor forms the core of a power mechanism for compressing the fluid, through which power is transmitted to the compression mechanism to compress the fluid in the compression mechanism.

한편, 이러한 회전식 모터에 있어서, 로터는 스테이터와의 전자기적인 상호 작용에 의해서 회전하게 된다. 이를 위해서 상기 스테이터에는 스테이터 코일이 권 선되며, 상기 코일에 전류가 인가됨에 따라 로터가 스테이터에 대해서 회전하게 된다.On the other hand, in such a rotary motor, the rotor is rotated by electromagnetic interaction with the stator. To this end, a stator coil is recommended for the stator, and as the current is applied to the coil, the rotor rotates with respect to the stator.

도 1은 종래 기술에 따른 모터가 구비된 압축기의 종단면도, 도 2는 일반적인 모터의 평단면도이다.1 is a longitudinal sectional view of a compressor equipped with a motor according to the prior art, Figure 2 is a plan sectional view of a general motor.

종래 기술에 따른 모터가 구비된 압축기는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 압축관(1) 내에 압축기구부와 이를 구동하는 전동기구부로 구성된다.Compressor equipped with a motor according to the prior art, as shown in Figures 1 to 2, is composed of a compression mechanism unit and the electric drive unit for driving it in the compression tube (1).

상기 전동기구부는 전원이 인가되면 자력이 발생되는 스테이터(2), 상기 스테이터(2)와 전자기적 상호작용으로 회전하는 로터(3), 상기 로터의 중심부에 고정되어 회전하는 축(5)을 포함하여 이루어진다.The electric machine part includes a stator 2 for generating magnetic force when a power is applied, a rotor 3 rotating in electromagnetic interaction with the stator 2, and a shaft 5 fixed and rotating in the center of the rotor. It is done by

상기 압축기구부는 상기 전동기구부의 하부에 위치하여 냉매가스를 흡입구와 토출구로 흡입 및 토출시키는 실린더(6), 그리고 상기 실린더 내부로 액냉매가 유입되는 것을 방지하기 위한 어큐물레이터(7)를 포함하여 이루어질 수 있다.The compressor mechanism includes a cylinder (6) positioned below the power mechanism and configured to suck and discharge refrigerant gas into the suction and discharge ports, and an accumulator (7) for preventing liquid refrigerant from flowing into the cylinder. It can be done by.

상기 스테이터(2)는 판상 부재를 적층하여 형성되는데, 상기 스테이터(2)는 몸체를 구성하는 링형의 요크(11), 상기 요크(11)에서 반경 방향으로 돌출되는 복수 개의 티스(13), 그리고 이웃하는 티스들 사이에 형성되는 공간부로 코일이 수용되는 복수 개의 슬롯(12)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 티스(13)들의 반경 방향 말단은 상기 로터가 수용되도록 소정 내경(2a)을 갖는 로터 삽입홀을 형성한다.The stator 2 is formed by stacking plate members. The stator 2 includes a ring-shaped yoke 11 constituting a body, a plurality of teeth 13 protruding radially from the yoke 11, and It comprises a plurality of slots (12) for receiving the coil into the space formed between the neighboring teeth. Here, the radial ends of the teeth 13 form a rotor insertion hole having a predetermined inner diameter 2a to accommodate the rotor.

상기 요크(11)는 상기 코일에 흐르는 전류에 의해 형성된 자기장이 흐를 수 있는 공간으로, 자속 밀도를 고려하여 그 폭이 결정된다. 즉, 자속 밀도가 포화되 지 않도록 그 폭이 결정되되, 재료비와 모터의 크기 등을 아울러 고려하여 그 폭이 결정되어야 한다.The yoke 11 is a space through which the magnetic field formed by the current flowing in the coil can flow, and the width thereof is determined in consideration of the magnetic flux density. That is, the width is determined so that the magnetic flux density is not saturated, but the width should be determined in consideration of the material cost and the size of the motor.

상기 스테이터는 평단면이 소정 외경(2b)을 갖는 실질적으로 원형을 형성되며, 상기 스테이터의 외곽에는 일부가 절개된 에어컷(14)이 형성된다. 상기 에어컷은 스테이터의 외곽과 상기 압축기의 케이스(1) 사이로 기구부의 원활한 윤활과 방열을 위한 오일과 냉매가스가 통과하는 통로를 이루게 된다.The stator has a substantially circular cross-section having a predetermined outer diameter 2b, and an air cut 14 having a portion thereof cut out is formed outside the stator. The air cut forms a passage through which oil and refrigerant gas pass for smooth lubrication and heat dissipation between the outer part of the stator and the case 1 of the compressor.

그리고, 상기 스테이터는 압축기의 내부, 보다 구체적으로는 도 1에 도시된 바와 같이 압축관(1)의 내부에서 에어컷(14) 부분에 형성된 고정홈 또는 위치결정홈(15)를 통하여 고정된다.In addition, the stator is fixed through a fixing groove or a positioning groove 15 formed in the air cut 14 in the compressor, more specifically, as shown in FIG. 1, as shown in FIG. 1.

한편, 로터(3)도 상기 스테이터(2)와 마찬가지로 판상 부재를 적층하여 형성되는데, 상기 로터(3)는 중앙부에 형성되어 몸체를 구성하는 링형의 요크(20), 상기 요크의 반경 방향 외측에 상기 로터의 원주 방향을 따라 복수 개 구비되는 슬롯(21), 그리고 상기 슬롯(21) 사이에 형성되는 티스(23)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 슬롯(21) 내부에는 일반적으로 알루미늄 재질의 봉이 압입되거나, 몰딩된다. 이를 일반적으로 도체바(22)라 한다.On the other hand, the rotor 3 is also formed by stacking plate members similarly to the stator 2. The rotor 3 is formed in the center portion of the ring-shaped yoke 20 constituting the body, the radially outer side of the yoke It comprises a plurality of slots 21 provided in the circumferential direction of the rotor, and a tooth 23 formed between the slots 21. In this case, a rod made of aluminum is generally pressed or molded into the slot 21. This is generally referred to as conductor bar 22.

또한, 로터(3)에서 상기 요크(20)와 티스(23)는 자속이 흐르는 공간으로 자속밀도가 포화되지 않게 설계됨이 바람직하다. In addition, the yoke 20 and the tooth 23 in the rotor 3 is preferably designed such that the magnetic flux density does not saturate into a space in which magnetic flux flows.

이러한 로터(3)는 스테이터(2)이 내부에 위치하여 로터(3)와 스테이터(3) 사이에는 에어갭(9)이 형성된다. 따라서, 로터(3)는 상기 에어갭으로 인해 스테이터(2)와 물리적으로 접촉하지 않고 회전하게 된다.The rotor 3 has a stator 2 located therein, and an air gap 9 is formed between the rotor 3 and the stator 3. Thus, the rotor 3 rotates without being in physical contact with the stator 2 due to the air gap.

한편, 출원인은 냉동 능력이 7100 내지 16300Btu인 로터리 압축기를 생산하고 있으며, 상기 압축기에 사용되는 모터도 함께 생산하고 있다. 여기서, 상기 모터의 스테이터의 외경은 대략 112.04mm이며, 로터의 외경은 대략 55mm이다. On the other hand, Applicant produces a rotary compressor having a refrigeration capacity of 7100 to 16300 Btu, and also produces a motor used in the compressor. Here, the outer diameter of the stator of the motor is approximately 112.04 mm, and the outer diameter of the rotor is approximately 55 mm.

상기 압축기에서 모터의 효율은 86.3%, 압축기의 성능(EER)은 10.2, 그리고 최대 토크(정동 토크)는 53.5kgf.cm를 나타낸다.In this compressor, the efficiency of the motor is 86.3%, the performance of the compressor (EER) is 10.2, and the maximum torque (static torque) is 53.5 kgf.cm.

따라서, 상기 모터에 비하여 고효율과 고출력을 나타내는 모터를 개발할 필요성은 당연히 발생하게 된다. 아울러, 이러한 모터를 적용하여 효율을 증가시킨 압축기를 개발할 필요성도 당연히 발생하게 된다.Therefore, the necessity of developing a motor that exhibits high efficiency and high power as compared to the above-mentioned motor naturally arises. In addition, the need to develop a compressor with increased efficiency by applying such a motor also arises naturally.

모터의 특성 향상을 위하여 로터의 설계는 또한 매우 중요하다. The design of the rotor is also very important for improving the motor's characteristics.

도 2에 도시된 바와 같이, 슬롯(21)의 역할은 도체바(22)가 있는 공간으로 2차 유도 전류값을 결정하게 되고, 이 특성이 모터의 특성과 연관이 된다. 아울러 전술한 바와 같이, 티스(23) 폭과 요크(20) 폭은 자속이 흐르는 공간으로 자속밀도가 포화되지 않도록 설계됨이 바람직하다. 왜냐하면 자속이 포화되는 만큼 손실이 발생되기 때문이다. 물론, 지나친 자속 밀도의 여유는 로터의 크기가 커지는 문제점 또한 발생되기 때문에 이러한 티스 폭과 요크 폭의 결정 또한 중요하다.As shown in FIG. 2, the role of the slot 21 determines the secondary induced current value into the space where the conductor bar 22 is located, and this characteristic is related to the characteristic of the motor. In addition, as described above, the width of the tooth 23 and the width of the yoke 20 are preferably designed such that the magnetic flux density does not saturate into the space in which the magnetic flux flows. This is because the loss occurs as the magnetic flux saturates. Of course, the excessive magnetic flux density also causes a problem in that the size of the rotor increases, so the determination of the tooth width and the yoke width is also important.

여기서, 티스 폭은 이웃하는 슬롯(21) 사이의 간격을 의미하며, 요크 폭은 슬롯(21)의 반경 방향 내측 말단들이 이루는 직경(d4)에서 축이 압입되기 위한 축공의 직경(d2)을 뺀 간격을 의미한다. 한편, 도시되지는 않았지만 로터의 외경이 d1이라 할 때, 슬롯(21)의 반경 방향 외측 말단들이 이루는 직경을 d3이라 할 수 있다. 여기서, 상기 d3는 일반적으로 d1보다 작다. 왜냐하면 알루미늄이 몰딩될 때 로터의 반경 방향 외부로 누출될 수 있기 때문이다. 그러나, 도체바(22)가 상기 슬롯(21)에 압입되는 경우 등에서는 상기 d3가 d1과 동일할 수 있을 것이다. 이렇게 볼 때 슬롯의 반경 방향 길이는 d3에서 d4를 뺀 길이를 반으로 나눈 길이에 해당될 것이다. 따라서, 상기 슬롯의 폭은 티스 폭이 커짐에 따라 작아질 것이고, 상기 슬롯의 길이는 d3을 키우거나 d4를 줄임에 따라 커질 것이다. 그리고 상기 슬롯의 면적은 이러한 티스 폭과 슬롯 길이에 따라 슬롯(21)의 형상 및 면적이 결정될 것이다.Here, the tooth width means a distance between neighboring slots 21, and the yoke width is a diameter d4 formed by radially inner ends of the slot 21 minus the diameter d2 of the shaft hole through which the shaft is press-fitted. It means the interval. Meanwhile, although not shown, when the outer diameter of the rotor is d1, the diameter formed by the radially outer ends of the slot 21 may be referred to as d3. Here, d3 is generally smaller than d1. This is because aluminum can leak out of the rotor radially when molded. However, in the case where the conductor bar 22 is pressed into the slot 21, the d3 may be the same as d1. In this way, the radial length of the slot will correspond to the length of d3 minus d4. Thus, the width of the slot will be smaller as the tooth width increases, and the length of the slot will be larger as d3 is increased or d4 is decreased. In addition, the shape and area of the slot 21 may be determined according to the tooth width and the slot length.

그러나, 전술한 종래의 모터에 있어서 상기 슬롯의 면적이 작기 때문에 효율 및 정동 토크 성능이 불리한 문제가 있었다. 아울러, 이러한 모터 성능의 한계로 인하여 압축기의 효율 면에서도 불리한 문제가 있었다.However, in the above-described conventional motor, the efficiency and the static torque performance are disadvantageous due to the small area of the slot. In addition, there is a disadvantage in terms of efficiency of the compressor due to the limitation of the motor performance.

본 발명은 기본적으로 전술한 문제점을 해결하고자 하는 데 목적이 있다.The present invention basically aims to solve the above problems.

보다 구체적으로, 본 발명의 목적은 고효율과 고출력 모터 및 이를 적용한 압축기를 제공하는 데 목적이 있다. More specifically, an object of the present invention is to provide a high efficiency and high output motor and a compressor using the same.

아울러, 본 발명의 목적은 종래의 모터 전체 사이즈를 변경하지 않고도 고효율과 고출력 모터 및 이를 적용한 압축기를 제공하는 데 목적이 있다. .In addition, an object of the present invention is to provide a high efficiency and high output motor and a compressor using the same without changing the overall size of the conventional motor. .

또한, 본 발명의 목적은 모터의 재설계로 인한 압축기의 구성 변경을 최소화하여 압축기 재설계로 인하여 수반되는 문제를 최소화하는 데 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to minimize the configuration changes of the compressor due to the redesign of the motor to minimize the problems associated with the compressor redesign.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 스테이터, 그리고 소정 외경(D5)을 갖도록 형성되고 반경 방향 외측에 원주 방향을 따라 복수 개의 슬롯이 형성되어 상기 스테이터의 내부에서 회전되도록 구비되는 로터를 포함하여 이루어지는 모터에 있어서, 상기 로터의 외경(D5)에 대한 상기 복수 개의 슬롯들이 이루는 내경(D8)의 비는 0.661 내지 0.662임을 특징으로 하는 모터를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a stator, and a rotor formed to have a predetermined outer diameter (D5) and a plurality of slots are formed in the circumferential direction on the radially outer side to be rotated in the stator. In the motor made, the ratio of the inner diameter (D8) of the plurality of slots to the outer diameter (D5) of the rotor provides a motor, characterized in that 0.661 to 0.662.

여기서, 상기 외경(D5)에 의한 상기 로터의 전체 면적에 대한 상기 복수 개의 슬롯들이 이루는 전체 슬롯 면적의 비는 0.296 내지 0.297일 수 있다. 그리고 상기 외경이 60일 경우 상기 전체 슬롯 면적은 837.87 내지 840.51임이 바람직하다. Here, the ratio of the total slot area formed by the plurality of slots to the total area of the rotor by the outer diameter D5 may be 0.296 to 0.297. And when the outer diameter is 60, the total slot area is preferably 837.87 to 840.51.

한편, 상기 모터는 냉동 능력이 7100 내지 16300Btu 인 압축기에 사용될 수 있다.Meanwhile, the motor may be used in a compressor having a refrigeration capacity of 7100 to 16300 Btu.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 또한, 모터가 구동되어 냉매를 압축하여 냉동 능력이 7100 내지 16300Btu를 나타내는 압축기에 있어서, 상기 모터는 스테이터, 그리고 소정 외경(D5)을 갖도록 형성되고 반경 방향 외측에 원주 방향을 따라 복수 개의 슬롯이 형성되어 상기 스테이터의 내부에서 회전되도록 구비되는 로터를 포함하여 이루어지고, 상기 모터의 효율(%)이 87.0 이상 그리고 상기 압축기의 효율이 10.3 이상이 되도록 하기 위해 상기 로터의 외경(D5)에 대한 상기 복수 개의 슬롯들이 이루는 내경(D8)의 비는 0.661 내지 0.662인 것을 특징으로 하는 압축기를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention also provides a compressor in which a motor is driven to compress a refrigerant to exhibit a refrigeration capacity of 7100 to 16300 Btu, wherein the motor is formed to have a stator and a predetermined outer diameter D5 and is radially outer A plurality of slots are formed in the circumferential direction to include a rotor provided to rotate inside the stator, and the efficiency (%) of the motor is 87.0 or more and the efficiency of the compressor is 10.3 or more. The ratio of the inner diameter D8 of the plurality of slots to the outer diameter D5 of the rotor is 0.661 to 0.662.

여기서, 상기 모터가 나타내는 정동 토크는 53.6 이상이며, 상기 외경(D5)에 의한 상기 로터의 전체 면적에 대한 상기 복수 개의 슬롯들이 이루는 전체 슬롯 면적의 비는 0.296 내지 0.297임이 바람직하다. 그리고 상기 외경이 60일 경우 상기 전체 슬롯 면적은 837.87 내지 840.51임이 바람직하다.Here, the static torque represented by the motor is 53.6 or more, and the ratio of the total slot area formed by the plurality of slots to the total area of the rotor by the outer diameter D5 is 0.296 to 0.297. And when the outer diameter is 60, the total slot area is preferably 837.87 to 840.51.

한편, 상기 모터에 나타나는 최대 자속밀도는 1.75 이하임이 바람직하고, 상기 스테이터의 외경(D1)에 대한 상기 스테이터의 내경(D2)의 비는 0.54임이 바람직하다.On the other hand, the maximum magnetic flux density appearing in the motor is preferably 1.75 or less, and the ratio of the inner diameter D2 of the stator to the outer diameter D1 of the stator is preferably 0.54.

상기 스테이터 코일은, 상기 스테이터 평단면의 세로 중심축을 기준으로 좌부와 우부에 서로 다른 자극을 형성하도록 권선되는 메일 코일; 그리고 상기 평단면의 가로 중심축을 기준으로 상부와 하부에 서로 다른 자극을 형성하도록 권선되는 서브 코일을 포함하여 이루어질 수 있다. The stator coil may include a mail coil wound around the left and right sides of the stator coil to form different magnetic poles based on the longitudinal center axis of the stator plane; And a sub coil wound to form different magnetic poles on the upper and lower sides with respect to the horizontal center axis of the planar cross section.

이때, 상기 스테이터의 평단면의 3시 방향과 9시 방향에 각각 2개의 소 슬롯이 형성되며, 상기 소 슬롯은 다른 슬롯(대 슬롯)에 비하여 단면적이 작게 된다.At this time, two small slots are formed in the 3 o'clock and 9 o'clock directions of the flat cross section of the stator, and the small slot has a smaller cross-sectional area than other slots (large slots).

여기서, 상기 스테이터의 외경(D1)에 대한 상기 대 슬롯들이 이루는 외경(D3)의 비는 0.767 내지 0.772이며, 상기 스테이터의 외경(D1)에 대한 상기 소 슬롯들이 이루는 외경(D4)의 비는 0.743 내지 0.747인 것이 바람직하다.Here, the ratio of the outer diameter D3 of the slots to the outer diameter D1 of the stator is 0.767 to 0.772, and the ratio of the outer diameter D4 of the small slots to the outer diameter D1 of the stator is 0.743. It is preferable that it is-0.747.

한편, 본 발명은 모터가 구동되어 냉매를 압축하여 냉동 능력이 7100 내지 16300Btu를 나타내는 압축기에 있어서, 상기 모터는 스테이터, 그리고 소정 외경(D5)을 갖도록 형성되고 반경 방향 외측에 원주 방향을 따라 복수 개의 슬롯이 형성되어 상기 스테이터의 내부에서 회전되도록 구비되는 로터를 포함하여 이루어지고, 상기 모터의 효율(%)이 87.0 이상, 상기 압축기의 효율이 10.3 이상 그리고 정동 토크가 53.6 이상이 되도록 하기 위해, 상기 로터의 외경(D5)에 대한 상기 복수 개의 슬롯들이 이루는 내경(D8)의 비는 0.661 내지 0.662이며, 상기 스테이터의 외경(D1)에 대한 스테이터의 내경(D2)의 비는 0.54인 것을 특징으로 하는 압축기를 제공한다.On the other hand, the present invention is a compressor in which the motor is driven to compress the refrigerant to exhibit a refrigeration capacity of 7100 to 16300 Btu, wherein the motor is formed to have a stator and a predetermined outer diameter (D5) and a plurality of radially outwards along the circumferential direction The rotor is formed to include a slot is formed to rotate in the interior of the stator, in order to ensure that the efficiency (%) of the motor is at least 87.0, the efficiency of the compressor is at least 10.3 and the static torque is at least 53.6, The ratio of the inner diameter D8 of the plurality of slots to the outer diameter D5 of the rotor is 0.661 to 0.662, and the ratio of the inner diameter D2 of the stator to the outer diameter D1 of the stator is 0.54. Provide a compressor.

그리고, 본 발명은 모터가 구동되어 냉매를 압축하여 냉동 능력이 7100 내지 16300Btu를 나타내는 압축기에 있어서, 상기 모터는 스테이터, 그리고 소정 외경(D5)을 갖도록 형성되고 반경 방향 외측에 원주 방향을 따라 복수 개의 슬롯이 형성되어 상기 스테이터의 내부에서 회전되도록 구비되는 로터를 포함하여 이루어지고, 상기 모터에 나타나는 최대 자속밀도는 1.75 이하이며 정동 토크는 53.6 이상을 만족시키기 위하여, 상기 로터의 외경(D5)에 대한 상기 복수 개의 슬롯들이 이루는 내경(D8)의 비는 0.661 내지 0.662이며, 상기 스테이터의 외경(D1)에 대한 스테이터의 슬롯 외경(D3)의 비는 0.767 내지 0.772인 것을 특징으로 하는 압축기를 제공한다.In addition, the present invention is a compressor in which the motor is driven to compress the refrigerant to show a refrigeration capacity of 7100 to 16300Btu, wherein the motor is formed to have a stator and a predetermined outer diameter (D5) and a plurality of radially outwards along the circumferential direction And a rotor having a slot formed to rotate in the stator, and the maximum magnetic flux density appearing in the motor is 1.75 or less and the static torque is 53.6 or more to satisfy the outer diameter D5 of the rotor. The ratio of the inner diameter D8 of the plurality of slots is 0.661 to 0.662, and the ratio of the slot outer diameter D3 of the stator to the outer diameter D1 of the stator is 0.767 to 0.772.

본 발명에 따르면 기본적으로 종래 모터 및 압축기의 문제점을 해결할 수 있다.According to the present invention can basically solve the problems of the conventional motor and compressor.

보다 구체적으로, 본 발명에 따르면 고효율과 고출력 모터 및 이를 적용한 압축기를 제공할 수 있다.More specifically, according to the present invention can provide a high efficiency and high output motor and a compressor using the same.

아울러, 본 발명에 따르면 종래의 모터 전체 사이즈를 변경하지 않고도 고효율과 고출력 모터 및 이를 적용한 압축기를 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention can provide a high efficiency and high output motor and a compressor using the same without changing the overall size of the conventional motor.

또한, 본 발명에 따르면 모터의 재설계로 인한 압축기의 구성 변경을 최소화하여 압축기 재설계로 인하여 수반되는 문제를 최소화할 수 있다.In addition, according to the present invention it is possible to minimize the configuration changes of the compressor due to the redesign of the motor to minimize the problems associated with the compressor redesign.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 모터와 압축기에 대해서 상세히 설명한다.Hereinafter, a motor and a compressor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

여기서, 본 발명에 따른 모터는 7100 내지 16300 Btu의 냉동 능력을 갖는 압축기에 적용되는 것을 실시예로 한다. 따라서, 본 명세서에서 설명되는 종래의 모터라 함은 본 발명에 따른 모터와 외형 사이즈는 실질적으로 동일하고 7100 내지 16300 Btu의 냉동 능력을 갖는 압축기에 적용되는 모터를 의미한다. 아울러, 모터의 사이즈는 다른 설명이 없는 경우 mm를 기준으로 하며, 토크 단위는 kgf.cm를 기 준으로 한다. 그리고 면적의 단위는 mm²를 기준으로 한다.Here, the embodiment according to the present invention is applied to a compressor having a refrigeration capacity of 7100 to 16300 Btu. Therefore, the conventional motor described herein refers to a motor applied to a compressor according to the present invention and the compressor having an external size of substantially the same and having a refrigeration capacity of 7100 to 16300 Btu. In addition, the motor size is based on mm unless otherwise stated, and the torque unit is based on kgf.cm. The area unit is based on mm ² .

아울러, 종래와 동일한 구성에 대해서는 별도의 설명을 하지 않는다.In addition, the same structure as the conventional one is not described separately.

설명의 편의상 본 발명에 따른 모터의 로터를 먼저 설명하고, 이 후 본 발명에 따른 모터의 스테이터에 대하여 설명한다. For convenience of explanation, the rotor of the motor according to the present invention will be described first, and then the stator of the motor according to the present invention will be described.

본 발명에 따른 모터는 종래의 모터에 비하여 고효율과 고출력을 나타내는 모터를 제공함과 아울러 고효율의 압축기를 제공하고자 함을 목적으로 한다. 따라서 본 발명에 따른 모터 및 압축기에 따르면 전술한 모터의 효율 및 출력 그리고 압축기의 효율보다 증진된 효과를 나타내는 모터 및 압축기가 제공된다.The motor according to the present invention is to provide a high efficiency and high output of the motor as compared to the conventional motor and to provide a high efficiency compressor. Therefore, according to the motor and the compressor according to the present invention, there is provided a motor and a compressor exhibiting an improved effect than the efficiency and output of the above-described motor and the efficiency of the compressor.

따라서, 본 발명에 따른 압축기의 냉동 능력이 7100 내지 16300 Btu 인 경우, 압축기의 효율(EER)은 10.2 보다 높은 10.3 이상이 되도록 함을 하나의 목적으로 한다. 또한, 이러한 압축기에 사용되는 모터의 효율은 86.3 보다 높은 87.0 이상이 되도록 하고, 정동 토크는 53.5 보다 높은 53.6 이상이 되도록 함을 또 하나의 목적으로 한다.Therefore, when the refrigeration capacity of the compressor according to the present invention is 7100 to 16300 Btu, one purpose is that the efficiency (EER) of the compressor is 10.3 or more higher than 10.2. In addition, the purpose of the motor used in such a compressor is to be 87.0 or more higher than 86.3, and the static torque is 53.6 or more higher than 53.5.

한편, 본 발명에 따른 모터에서 발생되는 최고 자속 밀도는 1.75 T 이하가 되도록 하고자 함을 하나의 목적으로 한다. 이는, 로터와 스테이터의 재질인 스틸의 특성상 자속 밀도의 포화 수준이 1.75 T이기 때문이다. 그러나, 시뮬레이션에서는 실측되는 자속 밀도보다 크게 나타나므로, 시뮬레이션에서의 최고 자속 밀도는 1.80 T 이하인 모터를 제공하고자 함을 또 하나의 목적으로 한다. On the other hand, it is one object that the maximum magnetic flux density generated in the motor according to the present invention is 1.75 T or less. This is because the saturation level of the magnetic flux density is 1.75 T due to the characteristics of the steel, which is the material of the rotor and the stator. However, it is another object of the present invention to provide a motor having a maximum magnetic flux density of 1.80 T or less in the simulation because it is larger than the measured magnetic flux density.

도 3을 참조하여 본 발명에 따른 모터의 로터를 상세히 설명한다.The rotor of the motor according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 3.

도 3에 도시된 바와 같이 로터(200)는 소정 외경(D5)을 갖도록 형성되고, 반경 방향 외측에 원주 방향을 따라 형성된 복수 개의 슬롯(221)을 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 3, the rotor 200 is formed to have a predetermined outer diameter D5 and includes a plurality of slots 221 formed along the circumferential direction on the radially outer side.

종래의 로터는 실질적으로 로터의 외경이 55이며, 전체 슬롯 면적은 실질적으로 451.11를 나타낸다. 이러한 로터를 갖는 종래의 모터 및 압축기의 성능은 전술하였다.Conventional rotors have a rotor outer diameter of 55 and the total slot area substantially represents 451.11. The performance of conventional motors and compressors having such rotors has been described above.

본 발명에 따른 모터의 로터는 상기 로터에서 슬롯 전체의 면적을 더욱 증가시킨 것이다. 물론, 본 발명에 따른 모터의 로터의 외경은 일정 편차를 가질 수 있을 것이다. 그러나 로터의 사이즈는 스테이터의 사이즈에 종속될 수밖에 없고, 스테이터의 사이즈는 압축기의 사이즈에 종속될 수밖에 없다. 따라서, 일정 편차는 있겠지만 냉동 능력이 7100 내지 16300 Btu인 압축기에 적용되는 모터의 사이즈는 경제성 및 효율을 고려하여 지나치게 커지지 않을 것이다. 즉, 본 발명에서 달성하고자 하는 목적들을 달성하기 위해서는 물리적으로 모터의 사이즈는 일정한 한계를 갖게 될 것이다. 물론, 최고 자속 밀도를 1.75 T 이하로 하고자 하는 것에 의해서도 물리적으로 모터의 사이즈는 일정한 한계를 갖게 될 것이다.The rotor of the motor according to the invention further increases the area of the entire slot in the rotor. Of course, the outer diameter of the rotor of the motor according to the invention may have a certain deviation. However, the size of the rotor is inevitably dependent on the size of the stator, and the size of the stator is inevitably dependent on the size of the compressor. Therefore, there will be a certain deviation, but the size of the motor applied to the compressor having a refrigeration capacity of 7100 to 16300 Btu will not be excessively large in consideration of economy and efficiency. That is, in order to achieve the objects to be achieved in the present invention, the size of the motor will be physically limited. Of course, even if the maximum magnetic flux density is to be 1.75 T or less, the size of the motor will be physically limited.

로터의 슬롯은 다음과 같은 이유에서 중요하다. 이러한 슬롯(221)의 역할은 도체바(222)가 있는 공간으로 2차 유도 전류값을 결정하게 된다. 따라서 이러한 특성은 모터의 특성과 매우 연관된다. 여기서, 슬롯의 면적은 전기 저항을 결정한다. 즉, 전기 저항은 면적에 반비례하므로 슬롯의 면적이 작을수록 전기 저항이 커진다. The slot of the rotor is important for the following reasons. The role of the slot 221 determines the secondary induced current value into the space where the conductor bar 222 is located. Therefore, this characteristic is very related to the characteristics of the motor. Here, the area of the slot determines the electrical resistance. That is, since the electrical resistance is inversely proportional to the area, the smaller the area of the slot, the larger the electrical resistance.

그러므로, 슬롯의 면적이 작으면 기동 토크에는 유리하나 정동 토크와 모터의 효율면에서는 매우 불리하다. 따라서, 모터의 기동시 또는 압축기의 기동시 성능에 여유가 있는 경우 가능한 슬롯의 면적을 크게 하는 것이 바람직하다. 물론, 이 경우 자속 밀도가 포화되는 것은 방지되어야 한다. 이를 통해서 모터의 성능과 압축기의 효율을 높이는 것이 가능하다.Therefore, the small area of the slot is advantageous for starting torque but very disadvantageous in terms of static torque and motor efficiency. Therefore, it is desirable to increase the area of the slot as much as possible when there is a margin in performance when starting the motor or starting the compressor. Of course, in this case, the saturation of the magnetic flux density should be prevented. Through this, it is possible to increase the performance of the motor and the efficiency of the compressor.

본 발명에 따른 모터의 로터는 그 외경(D5)이 60.0 일 때, 상기 복수 개의 슬롯들이 이루는 전체 면적이 837.87 내지 840.51인 것이 바람직하다. In the rotor of the motor according to the present invention, when the outer diameter D5 is 60.0, it is preferable that the total area formed by the plurality of slots is 837.87 to 840.51.

여기서, 상기 로터의 외경(D5)은 본원 발명에 따른 모터의 스테이터 외경이 112.04임을 전제로 한 것이다. 즉, 종래와 마찬가지로 스테이터 외경이 고정됨을 전제로 한 것이다. 이는 스테이터 외경이 달라지면 모터, 특히 스테이터가 수용되는 압축기(특히 압축관으로 도 1의 1 참조)의 크기가 달라져야 하므로, 종래의 압축기 구성을 변경하여야 하는 문제를 방지하기 위함이다. 따라서, 상기 슬롯 전체의 면적을 더욱 높이기 위하여 상기 로터의 외경을 60.0 이상이 되도록 하는 것은 바람직하지 않다. 왜냐하면 스테이터의 외경이 고정된 상태에서 로터의 외경을 키우게 되면, 필연적으로 스테이터의 요크 폭이 좁아질 수밖에 없기 때문이다. 따라서 요크 폭이 좁아지면 자속 포화로 인한 손실을 무시할 수 없게 된다. Here, the outer diameter (D5) of the rotor is assuming that the stator outer diameter of the motor according to the present invention is 112.04. That is, it is assumed that the stator outer diameter is fixed as in the prior art. This is to prevent the problem of changing the conventional compressor configuration because the size of the motor, in particular the compressor (in particular, the compression tube, see 1 in FIG. 1) to accommodate the stator outer diameter is changed. Therefore, in order to further increase the area of the entire slot, it is not desirable to make the outer diameter of the rotor 60.0 or more. This is because if the outer diameter of the rotor is increased while the outer diameter of the stator is fixed, the yoke width of the stator is inevitably narrowed. Therefore, when the yoke width is narrowed, the loss due to the magnetic flux saturation cannot be ignored.

그러나, 상기 로터의 외경과 스테이터의 외경은 본 발명의 일 실시예이며, 이러한 수치들은 상대적으로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 상기 로터의 외경(D5)에 의한 로터 전체의 면적에 대한 상기 복수 개의 슬롯(221) 전체가 차지하는 면적의 비는 0.296 내지 0.297임이 바람직하다. However, the outer diameter of the rotor and the outer diameter of the stator are an embodiment of the present invention, and these values may be relatively changed. Therefore, the ratio of the area occupied by the entirety of the plurality of slots 221 to the total area of the rotor by the outer diameter D5 of the rotor is preferably 0.296 to 0.297.

한편, 이러한 슬롯 면적을 증가시키기 위하여 상기 외경(D5)에 대한 상기 슬롯(221)의 반경 방향 내측 말단들이 이루는 내경(D8)의 비(D8/D5)은 0.661 내지 0.662임이 바람직하다. 이를 통해서 슬롯의 반경 방향 길이를 증가시켜 전체적으로 슬롯 각각의 면적을 증가시킬 수 있다. On the other hand, in order to increase the slot area, the ratio D8 / D5 of the inner diameter D8 formed by the radially inner ends of the slot 221 to the outer diameter D5 is preferably 0.661 to 0.662. This may increase the radial length of the slot, thereby increasing the area of each slot as a whole.

또한, 상기 슬롯의 반경 방향 길이를 증가시키기 위해서 슬롯의 반경 방향 외측 말단들이 이루는 외경(D7)을 증가시키는 것뿐만 아니라(이는 D5를 증가시킴에 따라 증가된다) 상기 내경(D8)을 줄임으로써도 가능하다. 그러나, 이 경우 로터의 요크(220)의 폭이 줄어들기 때문에 자속 포화를 감안하면 일정한 한계가 있게 된다. 아울러, 상기 요크(220)의 폭을 키우기 위해서는 로터의 내경(D6)을 줄여야 하는데, 축(5, 도 1 참조)의 강도를 고려하면 상기 로터의 내경(D6)을 줄이는 것도 일정한 한계가 있다. 물론, 종래의 축을 그대로 이용한다는 장점을 위해서 상기 로터의 내경(D6)은 종래와 같도록 함이 바람직하다.In addition to increasing the radial length of the slot, not only by increasing the outer diameter D7 formed by the radially outer ends of the slot (which is increased by increasing D5), but also by reducing the inner diameter D8. It is possible. However, in this case, since the width of the yoke 220 of the rotor is reduced, there is a certain limit in consideration of the magnetic flux saturation. In addition, in order to increase the width of the yoke 220, the inner diameter (D6) of the rotor should be reduced. Considering the strength of the shaft (5, see FIG. 1), there is a certain limit in reducing the inner diameter (D6) of the rotor. Of course, in order to use the conventional shaft as it is, the inner diameter (D6) of the rotor is preferably to be the same as the conventional.

아울러, 본 발명에 의한 로터의 슬롯은 33개 형성됨이 바람직하다.In addition, it is preferable that 33 slots of the rotor according to the present invention are formed.

이 경우, 슬롯의 면적을 증가시키기 위해 슬롯의 원주 방향 폭의 길이를 키울 수 있다. 그러나 이를 통해서 필연적으로 로터의 티스 폭(슬롯 사이의 거리)이 좁아지고 이 부분에서 자속 포화가 발생될 우려가 있다. 따라서 슬롯의 원주 방향 폭의 길이를 키우는 것은 바람직하지 않다.In this case, the length of the circumferential width of the slot can be increased to increase the area of the slot. However, this inevitably narrows the tooth width (distance between slots) of the rotor and may cause magnetic flux saturation in this area. Therefore, it is not desirable to increase the length of the circumferential width of the slot.

전술한 예에서는 전술한 목적을 달성시키기 위하여 증가시킨 슬롯의 면적을 전제로 이러한 면적의 증가를 위한 슬롯의 형상을 결정하는 치수(예를 들어 로터의 외경(D5), 슬롯 외경(D7), 그리고 슬롯 내경(D8))들에 대해서 설명하였다. 그러나 이와는 반대로 전술한 목적을 달성시키기 위하여 슬롯의 형상을 결정하는 치수를 전제로 증가된 슬롯의 면적이 결정될 수도 있을 것이다.In the above example, dimensions for determining the shape of the slot for the increase of the area (for example, outer diameter D5 of the rotor, slot outer diameter D7, and Slot inner diameters (D8)). On the contrary, however, the area of the increased slot may be determined on the premise of determining the shape of the slot in order to achieve the above object.

한편, 전술한 바와 같이 로터의 슬롯 면적을 높이는 경우 기동 토크 성능이 저하된다. 일반적으로 220V의 교류 전원을 입력받는 모터에 있어서 초기 기동할 때의 전압값은 170V 이하여야 한다. 이러한 기동 토크는 정지 상태에서 운전 시작 순간의 토크를 의미하는데, 압축기의 최저 냉기동 시험 즉 상온보다 낮은 온도에서 초기 기동할 때의 전압값을 통해 평가된다. 여기서, 토크는 전압의 제곱에 반비례한다.On the other hand, when increasing the slot area of a rotor as mentioned above, starting torque performance falls. In general, in the motor receiving 220V AC power, the voltage value at the initial startup should be 170V or less. This starting torque refers to the torque at the start of operation in the stationary state, which is evaluated by the lowest cold starting test of the compressor, that is, the voltage value at the initial starting at a temperature lower than room temperature. Here, the torque is inversely proportional to the square of the voltage.

그러나, 전술한 종래 모터에서의 기동 토크 전압값은 130V를 나타낸다. 따라서 로터의 슬롯 면적을 높이는 경우에도 요구되는 170V 이하를 만족하므로 기동 토크 성능 저하로 인한 문제가 발생되지 않는다. However, the starting torque voltage value in the above-mentioned conventional motor represents 130V. Therefore, even when increasing the slot area of the rotor satisfies the required 170V or less, there is no problem due to the deterioration of starting torque performance.

반대로, 본 발명에 따른 모터에서 로터의 슬롯 면적을 높임으로써 간단한 구조의 변경이나 재설계로 인한 모터 및 압축기의 효율을 증진시키는 것이 가능하다. 효율의 증진은 아무리 강조해도 지나치지 않는다. 또한, 본 발명에 따르면 정동 토크, 즉 최대 토크를 증진시킬 수 있다. 정동 토크는 압축기의 기구부에서 외부 영향으로 과부하가 걸렸을 때 이러한 과부하를 얼마나 견딜 수 있는지를 가늠하는 척도이다. 따라서, 본 발명에 따르면 과부하에서도 정상적인 작동이 가능한 모터 및 압축기를 제공할 수 있어서 신뢰성을 높일 수 있다.On the contrary, by increasing the slot area of the rotor in the motor according to the present invention, it is possible to improve the efficiency of the motor and compressor due to a simple structure change or redesign. The increase in efficiency cannot be overemphasized. Further, according to the present invention, the static torque, that is, the maximum torque can be enhanced. The static torque is a measure of how much an overload can withstand when the mechanism of the compressor is overloaded by external influences. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a motor and a compressor capable of normal operation even under overload, thereby increasing reliability.

이하에서는 본 발명에 따른 모터의 스테이터를 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 모터의 스테이터의 평단면도이다.Hereinafter, the stator of the motor according to the present invention will be described. 4 is a plan sectional view of the stator of the motor according to the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이 상기 스테이터(100)의 형상은 대략 스테이터의 외경(D1), 내경(D2), 슬롯 외경(D3)로 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 슬롯 외경(D3)는 대 슬롯(112)의 외경일 수 있고, 이 경우 소 슬롯(112') 외경을 D4라 할 수 있다.As shown in FIG. 4, the shape of the stator 100 may be represented by an outer diameter D1, an inner diameter D2, and a slot outer diameter D3 of the stator. Here, the slot outer diameter D3 may be the outer diameter of the large slot 112, in which case the outer diameter of the small slot 112 'may be referred to as D4.

여기서, 상기 스테이터는 실질적으로 원형으로 형성되며, 이때 상기 원형의 외경이 D1이며, 상기 스테이터의 원주 방향을 따라 에어컷(114)과 스테이터의 고정을 위한 홈(115) 등을 위하여 소정 부분 절개되어 부분적으로 외경이 D1 보다 작은 부분이 형성된다.Here, the stator is formed in a substantially circular shape, wherein the outer diameter of the circular is D1, a predetermined portion is cut for the air cut 114 and the groove 115 for fixing the stator in the circumferential direction of the stator In part, a portion having an outer diameter smaller than D1 is formed.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예에서 상기 외경 D1은 종래와 실질적으로 동일함이 바람직하다. 이는 압축기의 구성을 크게 변경하지 않기 위함이다.As described above, in the embodiment according to the present invention, the outer diameter D1 is preferably substantially the same as the prior art. This is because the configuration of the compressor is not significantly changed.

그러나, 종래 스테이터의 내경이 56.0인 경우 본 실시예에서의 내경(D2)는 61.0인 것이 바람직하다. 즉 로터의 외경(D5)에서 1mm의 여유를 두어 전체적으로 에어갭이 0.5mm가 되도록 함이 바람직하다.However, when the inner diameter of the conventional stator is 56.0, the inner diameter D2 in this embodiment is preferably 61.0. That is, it is preferable to leave an allowance of 1 mm in the outer diameter D5 of the rotor so that the air gap becomes 0.5 mm as a whole.

먼저, 상기 내경(D2)가 최대한 확장시킴으로서 로터의 외경(D5)를 최대한 확장시킬 수 있다. 그러나, 내경 확장으로 인한 스테이터 요크 부분에서 자속 포화가 발생될 우려가 있음으로 그 한계가 존재하게 된다.First, the inner diameter D2 is maximally expanded so that the outer diameter D5 of the rotor can be maximized. However, there is a possibility that magnetic flux saturation may occur in the stator yoke portion due to the expansion of the inner diameter, and thus there is a limit.

따라서, 상기 스테이터의 외경(D1)에 대한 스테이터의 내경(D2)의 비는 0.54임이 바람직하다. 이는 종래의 0.50 보다 높은 것이다.Therefore, the ratio of the inner diameter D2 of the stator to the outer diameter D1 of the stator is preferably 0.54. This is higher than conventional 0.50.

이러한 내경의 증가로 인하여 슬롯 외경(D3)는 좀 더 커지게 되며, 외경(D1)에 대한 슬롯 외경(D3)의 비는 0.767 내지 0.772가 되도록 함이 바람직하다. 이는 종전의 비인 0.75보다 높은 것이다.Due to the increase in the inner diameter, the slot outer diameter D3 becomes larger, and the ratio of the slot outer diameter D3 to the outer diameter D1 is preferably 0.767 to 0.772. This is higher than the previous ratio of 0.75.

여기서, 슬롯 외경(D3)가 커지고 스테이터의 외경(D1)이 고정된다면 실질적으로 스테이터의 요크 폭(D1 - D3)는 작아지게 된다. 따라서 요크 폭이 좁아짐에 따라 자속 포화가 발생될 우려가 있다. Here, if the slot outer diameter D3 is large and the outer diameter D1 of the stator is fixed, the yoke widths D1-D3 of the stator become substantially smaller. Therefore, there is a fear that magnetic flux saturation may occur as the yoke width becomes narrower.

따라서, 상기 슬롯 외경(D3)는 자속 포화가 발생되지 않을 정도까지만 확장됨이 바람직하며, 상기 0.772는 이러한 임계점을 의미하게 된다.Therefore, the slot outer diameter D3 is preferably extended only to the extent that magnetic flux saturation does not occur, and 0.772 denotes such a critical point.

마찬가지로, 대 슬롯(112)뿐만 아니라 소 슬롯(112')이 형성된다면 소 슬롯 외경(D4) 또한 종래에 비해서 증가하게 되며, 외경(D1)에 대한 소 슬롯 외경(D4)의 비는 0.743 내지 0.747임이 바람직하다. 이는 종래의 0.71 보다 증가됨을 의미한다.Similarly, if the small slot 112 'as well as the large slot 112 is formed, the small slot outer diameter D4 also increases as compared with the conventional, and the ratio of the small slot outer diameter D4 to the outer diameter D1 is 0.743 to 0.747. Is preferred. This means that it is increased than the conventional 0.71.

한편, 소 슬롯 부근의 요크(111) 폭은 대 슬롯 부근의 요크 폭 보다는 커지게 된다. 그러나, 후술하는 바와 같이 소 슬롯 부근에는 에어컷(114)이 형성된다. 아울러, 상기 에어컷은 자속 포화가 발생되지 않을 정도로 최대한 확보됨이 바람직하다. 따라서, 소 슬롯(112') 부근에서의 요크 폭은 실질적으로 대 슬롯(112) 부근에서의 요크 폭과 실질적으로 동일하게 함이 바람직하다. On the other hand, the width of the yoke 111 near the small slot becomes larger than the width of the yoke near the large slot. However, as will be described later, the air cut 114 is formed near the small slot. In addition, the air cut is preferably secured to the maximum that no magnetic flux saturation occurs. Thus, the yoke width in the vicinity of the small slot 112 ′ is preferably made substantially the same as the yoke width in the vicinity of the large slot 112.

도 5는 본원 발명에 따른 모터에서의 자속 분포를 시뮬레이션한 자속분포도이다. 아울러 상기 자속분포도는 정상운전시의 자속분포도이다. 이하에서는 설명의 편의상 도 5에 도시된 평면의 가로 중심축 방향을 각각 3시 방향과 9시 방향이라 하고, 세로 중심축 방향을 각각 12시 방향과 6시 방향이라 한다. 즉, 시계 방향과 동일하게 지칭한다.5 is a magnetic flux distribution diagram simulating a magnetic flux distribution in a motor according to the present invention. In addition, the magnetic flux distribution diagram is a magnetic flux distribution diagram during normal operation. Hereinafter, for convenience of description, the horizontal central axis directions of the plane illustrated in FIG. 5 will be referred to as the 3 o'clock direction and the 9 o'clock direction, respectively, and the vertical central axis directions will be referred to as the 12 o'clock direction and the 6 o'clock direction, respectively. That is, the same as the clockwise direction.

도 5에는 도시되지 않았지만, 상기 원형의 스테이터 평단면의 세로 중심축의 좌부와 우부, 즉 상기 세로 중심축을 기준으로 좌반구와 우반구가 서로 다른 자극이 형성되도록 스테이터 코일이 권선된다. 즉, 상기 코일에 전류가 흐르면서 상기 평단면의 세로 중심축을 기준으로 스테이터의 좌측에 N극이 형성된다면, 스테이터의 우측부에는 S극이 형성된다. 물론, N극과 S극의 중심선은 상기 평단면의 가로 중심축이 될 것이다.Although not shown in FIG. 5, the stator coil is wound so that the left and right hemispheres having different magnetic poles are formed on the left and right sides of the vertical central axis of the circular stator plane cross section, that is, the vertical hemisphere. That is, if an N pole is formed on the left side of the stator with respect to the longitudinal center axis of the flat cross section while current flows through the coil, an S pole is formed on the right side of the stator. Of course, the center line of the north pole and the south pole will be the horizontal center axis of the plane cross section.

여기서, 스테이터 코일은 스테이터에 권선되는 메인 코일일 수 있다. 따라서, 스테이터 코일이 서브 코일을 포함하는 경우, 상기 서브 코일은 상기 메인 코일에 대해서 공간적 전기각으로 수직이 되도록 상기 스테이터에 권선될 수 있다. 여기서, 서브 코일은 로터의 기동 토크를 발생시키는 기능을 수행하며, 메인 코일과 함께 정동 토크 성능을 향상시키는 기능을 수행한다. Here, the stator coil may be a main coil wound around the stator. Therefore, when the stator coil includes a sub coil, the sub coil may be wound around the stator to be perpendicular to a spatial electric angle with respect to the main coil. Here, the sub coil performs a function of generating the starting torque of the rotor, and improves the static torque performance together with the main coil.

다시 말하면, 메인 코일이 상기 평단면의 좌반구와 우반구에 권선되는 경우 상기 서브 코일은 상기 평단면의 상반구와 하반구에 권선될 것이다.In other words, when the main coil is wound in the left hemisphere and the right hemisphere of the flat cross section, the sub coils will be wound in the upper and lower hemispheres of the flat cross section.

따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 메인 코일과 서브 코일에 모두 여자되었을 때 자속 밀도의 양상이 가장 크게 나타남을 알 수 있고, 이 경우 스테이터의 3시 부근과 9시 부근, 그리고 로터의 12시 부근과 6시 부근에서 자속 밀도가 가장 높게 나타남을 알 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 5, it can be seen that when the main coil and the sub coil are both excited, the magnetic flux density appears to be the largest. In this case, the stator is near 3 o'clock and 9 o'clock, and the rotor 12 o'clock. It can be seen that the magnetic flux density is highest in the vicinity and around 6 o'clock.

여기서, 로터에 나타나는 최고 자속 밀도는 1.75 T이며, 이는 시뮬레이션시 자속 포화 임계점이 1.8 T임을 감안하여 허용될 수 있다. 또한, 스테이터에 나타나는 최고 자속 밀도는 1.80 T이며, 이 또한 허용될 수 있다.Here, the highest magnetic flux density appearing in the rotor is 1.75 T, which may be acceptable considering that the magnetic flux saturation threshold is 1.8 T in simulation. In addition, the highest magnetic flux density appearing on the stator is 1.80 T, which is also acceptable.

여기서, 상기 스테이터에서 3시와 9시 방향에서 최고 자속 밀도가 발생되는 것은 반경 방향 말단 부분에 절개부가 형성되어 스테이터의 요크 폭이 상대적으로 다른 부분에 비해서 좁아졌기 때문이다. 즉, 이는 에어컷을 최대한 확보하기 위하여 가능한 많은 부분을 절개했기 때문이며, 도 5에 나타난 바와 같이 그 임계치는 스테이터의 외경(D1) 대비 에어컷(114)의 폭(L0)의 비가 0.938 임을 알 수 있다. 예를 들어 스테이터의 외경(D1)이 112.04인 경우 에어컷의 폭(L0)은 105.1를 나타내게 된다.Here, the maximum magnetic flux density is generated in the stator at the 3 o'clock and 9 o'clock directions because the incision is formed at the radially distal end portion so that the yoke width of the stator is narrower than the other portions. That is, this is because as many parts as possible are cut to secure the air cut, and as shown in FIG. 5, the threshold is 0.938 of the ratio of the width L0 of the air cut 114 to the outer diameter D1 of the stator. have. For example, if the outer diameter D1 of the stator is 112.04, the width L0 of the air cut represents 105.1.

따라서, 에어컷의 폭이 상기 비율을 초과하는 경우 에어컷 부분에서 자속 포화로 인한 손실이 발생되게 된다. 그러므로 최대한 에어 컷을 확보함과 동시에 자속 포화를 방지하기 위하여 상기 절개부의 폭은 105.1이어야 한다. 그러나, 에어 컷 확보의 필요가 다소 낮다면 상기 절개부의 폭은 자속 포화의 염려를 더욱 낮추기 위해 105.1 보다 커질 수 있을 것이다. 즉, D1에 대한 L0의 비는 0.938 이상이 될 수 있을 것이다.Therefore, when the width of the air cut exceeds the above ratio, a loss due to magnetic flux saturation occurs in the air cut portion. Therefore, the width of the cutout portion should be 105.1 to ensure maximum air cut and to prevent magnetic flux saturation. However, if the need for securing air cuts is rather low, the width of the incision may be greater than 105.1 to further reduce the concern of magnetic flux saturation. That is, the ratio of L0 to D1 may be greater than 0.938.

한편, 상기 절개부 부분에는 전술한 바와 같이 소 슬롯이 형성되며, 도 3에는 대 슬롯이 20개 소 슬롯이 4개 형성된 예가 도시되어 있다. 따라서, 전체적으로 24개의 슬롯이 형성된 예가 도시되어 있다.Meanwhile, as described above, a small slot is formed in the cutout portion, and FIG. 3 shows an example in which 20 small slots and four small slots are formed. Thus, an example is shown in which 24 slots are formed in total.

물론, 이러한 소 슬롯(122')으로 인하여 스테이터 코일이 상대적으로 적게 권선될 수밖에 없겠지만, 전술한 바와 같이 소 슬롯을 기준으로 상부와 하부에 각각 다른 극이 형성되도록 서브 코일이 권선되므로 모터의 성능에는 큰 변화가 없게 된다. Of course, due to the small slot (122 ') will be forced to relatively less winding stator coil, but as described above, the sub-coil is wound so that different poles are formed on the upper and lower sides based on the small slot, so the performance of the motor There is no big change.

아울러, 상기 소 슬롯(122')에는 메인 코일이 권선되지 않고, 서브 코일만 권선되도록 함으로써 상기 소 슬롯 부근에서의 자속 포화를 방지할 수 있다. 왜냐하면 메인 코일에 비해서 서브 코일이 형성하는 자속은 작기 때문이다.In addition, the main slot is not wound around the small slot 122 ′, and only the sub coil is wound, thereby preventing magnetic flux saturation near the small slot. This is because the magnetic flux generated by the sub coil is smaller than that of the main coil.

한편, 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 스테이터를 압축기에 고정하기 위한 고정홈 내지 위치결정홈(115)는 스테이터의 3시 방향과 9시 방향에 형성되지 않음이 바람직하다. 즉, 에어컷(114)의 실질적인 중간 부분에 이러한 홈(115)들이 형성되지 않음이 바람직하다. 이는 도 1에 도시된 바와 같이 종래에는 에어컷(14) 부분의 중간 부분에 홈(15)이 형성되어 실제적으로 에어컷(114) 부분에서의 스테이트 요크 폭을 더욱 좁히는 결과를 낳게 된다. On the other hand, as shown in Figures 4 and 5, it is preferable that the fixing groove or positioning groove 115 for fixing the stator to the compressor is not formed in the 3 o'clock and 9 o'clock directions of the stator. That is, it is preferable that such grooves 115 are not formed in the substantially middle portion of the air cut 114. This results in the groove 15 being formed in the middle portion of the air cut 14 portion as shown in FIG. 1, which actually further narrows the width of the state yoke in the air cut 114 portion.

그러나, 본 발명에 따른 모터의 스테이터는 에어컷(114)를 최대한으로 하되, 스테이터의 내경을 확장하였기 때문에 이 부분에 상기 홈(115)를 형성하는 것은 자속 포화를 감안하여 바람직하지 않다. 따라서 본 발명에 따른 모터의 스테이터(100)는 실질적으로 에어컷(114)의 말단 부분에 이러한 홈(115)가 형성됨이 바람직하다. 여기서, 상기 홈(115)이 형성되는 부분은 도 5에 도시된 바와 같이 스테이터에서 자속 밀도가 가장 높은 부분의 상부와 하부이며, 대략 2시와 4시 그리고 8시와 10시 방향이라 할 수 있다. 따라서, 이러한 홈(115)로 인하여 자속 밀도가 증가하는 것을 최소화할 수 있으며, 그만큼 에어컷을 더욱 확보할 수 있는 효과가 있게 된다.However, in the stator of the motor according to the present invention, the air cut 114 is maximized, but since the inner diameter of the stator is expanded, it is not preferable to form the groove 115 in this portion in consideration of the magnetic flux saturation. Therefore, the stator 100 of the motor according to the present invention, it is preferable that such a groove 115 is formed in the end portion of the air cut 114 substantially. Here, the portions in which the grooves 115 are formed are upper and lower portions of the highest magnetic flux density in the stator, as shown in FIG. 5, and may be referred to as approximately 2 o'clock, 4 o'clock, 8 o'clock and 10 o'clock directions. . Therefore, it is possible to minimize the increase in the magnetic flux density due to this groove 115, there is an effect that can further secure the air cut.

도 5에 도시된 바와 같이 본 발명자의 실험에 의하면 이러한 에어컷(114)과 스테이터(100) 및 로터(200)의 설계로 인하여 자속 포화 수준은 만족할 만함을 알 수 있었다. 따라서, 자속 분포의 변화로 인한 모터의 성능 저하는 최소화할 수 있고, 오히어 종래의 모터와 압축기에 비하여 최적의 효과를 나타낼 수 있게 된다. 이를 도 6에 도시된 표를 참조하여 상세히 설명한다.As shown in FIG. 5, the experiments of the present inventors show that the magnetic flux saturation level is satisfactory due to the design of the air cut 114, the stator 100, and the rotor 200. Therefore, the performance degradation of the motor due to the change in the magnetic flux distribution can be minimized, and it is possible to exhibit the optimum effect as compared with the conventional motors and compressors. This will be described in detail with reference to the table shown in FIG. 6.

도 1에 도시된 종래의 일반적인 압축기에 있어서, 모터의 효율은 86.3이며 압축기의 효율(EER)은 10.2임을 알 수 있다. 아울러, 본 발명에서 모터의 효율은 87.8이며 압축기의 효율(EER)은 10.4임을 알 수 있다. 또한, 종래의 정동 토크는 53.5이며, 본 발명에서의 정동 토크는 53.7임을 알 수 있다.In the conventional general compressor shown in FIG. 1, the efficiency of the motor is 86.3 and the efficiency EER of the compressor is 10.2. In addition, it can be seen that the efficiency of the motor in the present invention is 87.8 and the efficiency (EER) of the compressor is 10.4. In addition, the conventional static torque is 53.5, it can be seen that the static torque in the present invention is 53.7.

따라서, 본 발명에 따른 모터의 효율, 압축기의 효율 그리고 정동 토크면에서 매우 효과적으로 증진된 성능을 나타냄을 알 수 있다. 그리고, 모터 및 압축기의 사용 환경 및 실험 오차 등을 감안하면, 적어도 본 발명에 따른 모터의 효율은 87.0 이상, 압축기의 효율은 10.3 이상 그리고 정동 토크는 53.6 이상을 만족할 수 있음을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that the improved performance is very effective in terms of the efficiency of the motor, the efficiency of the compressor and the static torque according to the present invention. In consideration of the use environment and experimental error of the motor and the compressor, it can be seen that at least the efficiency of the motor according to the present invention is 87.0 or more, the efficiency of the compressor is 10.3 or more, and the static torque is 53.6 or more.

도 1은 압축기의 단면도;1 is a cross-sectional view of a compressor;

도 2는 일반적인 모터의 평단면도;2 is a plan sectional view of a typical motor;

도 3은 본 발명에 따른 모터의 로터의 평단면도;3 is a plan sectional view of a rotor of a motor according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 모터의 스테이터의 평단면도;4 is a plan sectional view of a stator of a motor according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 모터의 자속 분포도;5 is a magnetic flux distribution diagram of a motor according to the present invention;

도 6은 종래의 압축기와 본 발명에 따른 압축기의 성능 비교표이다.6 is a performance comparison table of the conventional compressor and the compressor according to the present invention.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **** Explanation of symbols for main parts of drawings **

100: 스테이터 111: 요크100: stator 111: York

113: 티쓰 114: 에어컷113: Tee 114: Aircut

122: 대 슬롯 122': 소 슬롯122: large slot 122 ': small slot

200: 로터 221 : 슬롯200: rotor 221: slot

Claims

In the motor comprising a stator and a rotor formed to have a predetermined outer diameter (D5) and a plurality of slots are formed in the circumferential direction outside the radial direction to be rotated in the stator,

And a ratio of an inner diameter (D8) of the plurality of slots to an outer diameter (D5) of the rotor is 0.661 to 0.662.

The method of claim 1,

The ratio of the total slot area of the plurality of slots to the total area of the rotor by the outer diameter (D5) is 0.296 to 0.297.

The method according to claim 1 or 2,

And wherein when the outer diameter is 60, the total slot area is 837.87 to 840.51.

The method of claim 3, wherein

The rotor of the rotor is characterized in that the 33 is formed.

The method of claim 3, wherein

Wherein the motor is used in a compressor having a refrigeration capacity of 7100 to 16300 Btu.

A compressor in which a motor is driven to compress a refrigerant so that a refrigeration capacity is 7100 to 16300 Btu,

The motor includes a stator and a rotor which is formed to have a predetermined outer diameter D5 and a plurality of slots are formed in a circumferential direction on an outer side in a radial direction, and is provided to rotate in the stator.

The ratio of the inner diameter D8 of the plurality of slots to the outer diameter D5 of the rotor is 0.661 to 0.662 so that the efficiency (%) of the motor is 87.0 or more and the efficiency of the compressor is 10.3 or more. Compressor made.

The method of claim 6,

Compressor characterized in that the static torque represented by the motor is 53.6 or more.

The method of claim 6,

The method according to any one of claims 6 to 8,

And the total slot area is 837.87 to 840.51 when the outer diameter is 60.

The method according to any one of claims 6 to 8,

Compressor, characterized in that the maximum magnetic flux density appearing on the motor is less than 1.75.

The method of claim 10,

The ratio of the inner diameter (D2) of the stator to the outer diameter (D1) of the stator is 0.54.

The method of claim 11,

The stator is characterized in that the compressor is characterized in that the 24 slots are wound around the stator coil is formed.

The method of claim 12,

The stator coil,

A mail coil wound around the left and right sides of the stator flat cross section to form different magnetic poles; And

And a sub coil wound to form different magnetic poles at an upper side and a lower side with respect to the horizontal center axis of the planar cross section.

The method of claim 13,

And two small slots each formed at the 3 o'clock and 9 o'clock directions of the flat cross section of the stator, wherein the small slot has a smaller cross-sectional area than other slots (large slots).

The method of claim 14,

And the ratio of the outer diameter (D3) of the slots to the outer diameter (D1) of the stator is 0.767 to 0.772.

The method of claim 14,

The ratio of the outer diameter (D4) of the small slots to the outer diameter (D1) of the stator is 0.743 to 0.747.

The ratio of the inner diameter D8 of the plurality of slots to the outer diameter D5 of the rotor is such that the efficiency (%) of the motor is at least 87.0, the efficiency of the compressor is at least 10.3, and the static torque is at least 53.6. Is 0.661 to 0.662, and the ratio of the inner diameter D2 of the stator to the outer diameter D1 of the stator is 0.54.

In order to satisfy the maximum magnetic flux density of 1.75 or less and the static torque of 53.6 or more, the ratio of the inner diameter D8 of the plurality of slots to the outer diameter D5 of the rotor is 0.661 to 0.662, and the stator Compressor, characterized in that the ratio of the slot outer diameter (D3) of the stator to the outer diameter (D1) of 0.767 to 0.772.