KR100991245B1 - core of a motor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모터용 코어의 적층 두께가 위치에 따라 달리 이루어질 수 있도록 하여 모터의 냉각 효율을 향상시킬 수 있도록 한 새로운 형태의 모터용 코어의 적층 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a laminated structure of a new type of core for a motor to improve the cooling efficiency of the motor by allowing the thickness of the laminated core of the motor to be different depending on the position.

이를 위해 본 발명은 구동축과, 복수의 고정자 코어가 축 방향을 따라 적층되어 형성된 고정자와, 상기 구동축에 고정되면서 복수의 회전자 코어가 축방향을 따라 적층되어 형성된 회전자를 포함하여 구성된 모터에 있어서, 상기 각 고정자 코어 및 각 회전자 코어는 각각의 코어를 여러 개씩 각각 적층하여 복수의 적층군(積層群)을 형성함과 더불어 상기한 각 적층군들은 서로 간의 사이에 공극(空隙)을 가지면서 축 방향을 따라 배치되며, 상기 각 적층군들은 배치 방향을 기준으로 볼 때 중앙측 부위에 위치되는 적층군의 두께와 외부측 부위의 위치되는 적층군의 두께는 서로 달리 이루어지도록 형성됨을 특징으로 하는 모터용 코어의 적층 구조가 제공된다.To this end, the present invention provides a motor including a drive shaft, a stator formed by stacking a plurality of stator cores along an axial direction, and a rotor formed by stacking a plurality of rotor cores stacked along an axial direction while being fixed to the drive shaft. Each of the stator cores and each of the rotor cores each have a plurality of cores stacked to form a plurality of stacking groups, and the stacking groups have voids therebetween. Arranged along the axial direction, each of the stacking group is characterized in that the thickness of the stacking group located in the central portion and the thickness of the stacking group located in the outer portion is formed to be different from each other based on the arrangement direction A laminated structure of a core for a motor is provided.

모터, 코어 적층, 두께, 공극 Motor, core lamination, thickness, air gap

Description

모터용 코어의 적층 구조{core of a motor}Laminated structure of a core for a motor

본 발명은 모터용 코어의 적층 두께가 위치에 따라 달리 이루어질 수 있도록 하여 모터의 냉각 효율을 향상시킬 수 있도록 한 새로운 형태의 모터용 코어의 적층 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a laminated structure of a new type of core for a motor to improve the cooling efficiency of the motor by allowing the thickness of the laminated core of the motor to be different depending on the position.

일반적으로 발전기 혹은, 전동기 등과 같은 모터는 첨부된 도 1과 같이 외함(10) 내에 회전자 코어(20) 및 고정자 코어(30)에 권선(40)을 삽입한 구조로 형성된다.In general, a motor such as a generator or an electric motor is formed in a structure in which the winding 40 is inserted into the rotor core 20 and the stator core 30 in the enclosure 10 as shown in FIG. 1.

이때, 상기한 회전자 코어(20) 및 고정자 코어(30)는 박판의 규소강판을 타공하여 코어(21)를 형성한 후 적층하여 구성되며, 이러한 각 코어(21)의 적층시에는 서로 간의 사이에 일정한 거리를 갖는 공극(22)이 형성되도록 구성된다.In this case, the rotor core 20 and the stator core 30 are formed by laminating a silicon steel sheet of a thin plate to form a core 21 and then laminating, and when the cores 21 are stacked, It is configured to form a gap 22 having a constant distance to.

한편, 상기한 모터의 동작시에는 상기 각 코어(21)에 의한 철손, 권선(40)에 의한 동손 등 손실이 발생되며, 이러한 손실은 모터 내부의 열로 나타나면서 모터의 효율을 감소시켰던 주요 원인이 되었다.On the other hand, during operation of the motor, losses such as iron loss caused by the cores 21 and copper loss caused by the windings 40 are generated, and these losses are caused by heat inside the motor, which is the main cause of reducing the efficiency of the motor. It became.

특히, 전술한 철손 및 동손은 모터의 용량이 클수록(혹은, 모터의 크기가 클수록) 더욱 크게 발생되었고, 이로 인해 대용량 모터의 경우에는 고정자 코어(10) 및 회전자 코어(20)에서 발생되는 열의 저감을 위한 냉각시스템이 별도로 존재하여야만 한다는 문제점이 있다.In particular, the above-described iron loss and copper loss were generated as the capacity of the motor was increased (or the size of the motor was larger). Thus, in the case of a large-capacity motor, heat generated in the stator core 10 and the rotor core 20 was increased. There is a problem that there must be a separate cooling system for the reduction.

본 발명은 전술한 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 모터용 코어의 적층 구조를 개선함으로써 각 코어로 인한 철손을 최소화할 수 있도록 하여 온도를 저감시킬 수 있도록 하며, 전체적인 모터의 크기 역시 줄일 수 있도록 한 새로운 형태의 모터용 코어의 적층 구조를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the various problems according to the prior art described above, an object of the present invention is to improve the laminated structure of the core for the motor to minimize the iron loss due to each core to reduce the temperature In addition, the present invention is to provide a laminated structure of a new type of motor core to reduce the overall size of the motor.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 모터용 코어의 적층 구조에 따르면 구동축과, 복수의 고정자 코어가 축 방향을 따라 적층되어 형성된 고정자와, 상기 구동축에 고정되면서 복수의 회전자 코어가 축방향을 따라 적층되어 형성된 회전자를 포함하여 구성된 모터에 있어서, 상기 각 고정자 코어 및 각 회전자 코어는 각각의 코어를 여러 개씩 각각 적층하여 복수의 적층군(積層群)을 형성함과 더불어 상기한 각 적층군들은 서로 간의 사이에 공극(空隙)을 가지면서 축 방향을 따라 배치되며, 상기 각 적층군들은 배치 방향을 기준으로 볼 때 중앙측 부위에 위치되는 적층군의 두께와 외부측 부위의 위치되는 적층군의 두께는 서로 달리 이루어지도록 형성됨을 특징으로 한다.According to the laminated structure of the motor core of the present invention for achieving the above object, a stator formed by stacking a drive shaft, a plurality of stator cores along an axial direction, and a plurality of rotor cores fixed to the drive shaft while the axial direction is fixed. In the motor comprising a rotor formed by laminating according to the above, wherein each stator core and each rotor core is formed by stacking a plurality of cores, respectively, and forming a plurality of stacking groups The groups are arranged along the axial direction with voids between each other, and each of the stacking groups is a stack of the stacking group located at the center side and the outer side of the stacking group based on the arrangement direction. The thickness of the group is characterized in that it is formed to be different from each other.

여기서, 상기 각 적층군들은 배치 방향을 기준으로 볼 때 중앙측 부위에 위 치되는 적층군의 두께가 외부측 부위의 위치되는 적층군의 두께에 비해 얇게 구성됨을 특징으로 한다.Here, each of the stacking group is characterized in that the thickness of the stacking group located in the center side portion is thinner than the thickness of the stacking group located in the outer side portion in terms of the placement direction.

특히, 상기 각각의 적층군들은 배치 방향을 기준으로 볼 때 외부측 부위로부터 중앙측 부위로 갈수록 점차적으로 두께가 얇게 구성됨을 특징으로 한다.In particular, each of the stacking group is characterized in that the thickness gradually becomes thinner from the outer side portion to the center side portion based on the placement direction.

또한, 상기 각 적층군 사이에 형성되는 각 공극들은 간격이 모두 동일하도록 구성됨을 특징으로 한다.In addition, each of the voids formed between each stacking group is characterized in that the interval is configured to be the same.

이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 모터용 코어의 적층 구조는 각 공극 사이의 적층 두께가 서로 달리 이루어짐과 더불어 특히 중앙측 부위의 적층 두께가 가장 얇도록 구성함으로써 고정자 및 회전자의 중앙측에 대한 발열 온도를 저감할 수 있게 된 효과를 가진다.As described above, the laminated structure of the core for the motor according to the present invention has a different stacking thickness between the pores, and in particular, the stacking thickness of the central portion is the thinnest, so that the center of the stator and the rotor is configured to be the thinnest. It has the effect of being able to reduce the exothermic temperature.

또한, 상기한 바와 같은 고정자 및 회전자의 중앙측에 대한 발열 온도의 저감에 의해 모터 성능을 향상시킬 수 있게 된 효과 역시 가진다.In addition, it is also possible to improve the motor performance by the reduction of the heat generation temperature to the center side of the stator and the rotor as described above.

또한, 대용량 모터의 경우 상기한 바와 같은 고정자 및 회전자의 중앙측에 대한 발열 온도의 저감에 의해 냉각시스템의 규모를 축소할 수 있게 된 효과를 가진다.In addition, in the case of a large-capacity motor, it is possible to reduce the scale of the cooling system by reducing the heat generation temperature for the center side of the stator and the rotor as described above.

실시예의 설명에 앞서, 모터는 권선형 유도전동기, 농형 유도전동기, 동기전동기 등이 될 수 있다.Prior to the description of the embodiment, the motor may be a wound induction motor, squirrel cage induction motor, synchronous motor, or the like.

이하, 본 발명의 모터용 코어의 적층 구조에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the laminated structure of the motor core of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

먼저, 본 발명의 모터는 구동축(100)과, 회전자(200) 및 고정자(300)를 포함하여 구성된다.First, the motor of the present invention comprises a drive shaft 100, the rotor 200 and the stator 300.

여기서, 상기 구동축(100)은 동력을 전달하는 축으로써, 상기 구동축(100)의 양 끝단은 모터의 외관을 이루는 외함(10)의 양측 벽면에 회전 가능하도록 설치된다.Here, the drive shaft 100 is a shaft for transmitting power, both ends of the drive shaft 100 is installed to be rotatable on both side walls of the enclosure 10 forming the appearance of the motor.

다음으로, 상기 회전자(200)는 상기 구동축(100)의 둘레면에 고정되는 구성으로써, 복수의 회전자 코어가 상기 구동축(100)의 축 방향을 따라 적층되어 형성된다.Next, the rotor 200 is fixed to the circumferential surface of the drive shaft 100, and a plurality of rotor cores are formed by being stacked along the axial direction of the drive shaft 100.

상기 각 회전자 코어는 통상의 규소강판을 타공하여 형성되며, 여러 개의 회전자 코어가 서로 적층됨으로써 하나의 적층군(積層群)(210)이 형성되고, 상기한 적층군(210)이 복수로 제공됨으로써 회전자(200)를 구성하게 된다.Each of the rotor cores is formed by boring a conventional silicon steel sheet, and a plurality of rotor cores are stacked on each other to form one stacking group 210, and the stacking group 210 is formed in plurality. By providing the rotor 200 is configured.

이때, 상기 각 적층군(210) 간의 사이에는 공극(空隙)(220)이 각각 형성된다. 상기 공극(220)이라 함은 구동축(100)의 축 방향을 기준으로 각 적층군(210) 간이 서로 이격되는 부위를 의미한다.In this case, the gaps 220 are formed between the stacking groups 210. The air gap 220 refers to a portion of the stacking group 210 spaced apart from each other based on the axial direction of the driving shaft 100.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 각 회전자 코어들의 적층에 의해 형성되는 복수의 적층군(210)들이 그 배치 방향을 기준으로 볼 때 중앙측 부위에 위치되는 적층군의 두께(W2)가 외부측 부위에 위치되는 적층군의 두께(W1)에 비해 얇게 구성됨을 특징으로 제시한다.In addition, in the embodiment of the present invention, when the plurality of stacking groups 210 formed by the stacking of the respective rotor cores, the thickness W2 of the stacking group located at the center side is external based on the arrangement direction thereof. It is characterized by being configured to be thinner than the thickness (W1) of the stacking group located in the side portion.

상기와 같이 회전자(200)의 각 부위에 대한 적층군(210)들의 두께를 달리 형 성하는 이유는 축 방향을 기준으로 볼 때 회전자(200)의 중앙측 부위가 방열이 어려워 상기 중앙측 부위에 대한 온도가 상대적으로 외측 부위에 대한 온도에 비해 높기 때문이다.The reason for forming different thicknesses of the stacking groups 210 for each part of the rotor 200 as described above is that the central part of the rotor 200 is difficult to radiate when viewed in the axial direction. This is because the temperature for the site is relatively high compared to the temperature for the outer site.

즉, 상기 중앙측 부위의 적층군에 대한 두께(W2)가 상기 외측 부위의 적층군에 대한 두께(W1)에 비해 상대적으로 얇도록 형성함으로써 발열 면적을 감소시켜 회전자(200)의 중앙측 부위에 대한 온도가 저감될 수 있도록 한 것이다.That is, the thickness W2 of the stacking group of the central portion is formed to be relatively thin compared to the thickness W1 of the stacking group of the outer portion, thereby reducing the heat generation area, thereby reducing the center portion of the rotor 200. It is to allow the temperature to be reduced.

특히, 본 발명의 실시예에서는 상기한 회전자(200)의 각 적층군(210)들이 그 배치 방향을 기준으로 볼 때 외부측 부위로부터 중앙측 부위로 갈수록 점차적으로 두께가 얇아지게 형성됨을 특징으로 제시한다.In particular, in the embodiment of the present invention, each of the stacking groups 210 of the rotor 200 is characterized in that the thickness is gradually thinner from the outer side to the central side when viewed based on the arrangement direction present.

이러한 구조는, 회전자(200)의 전 부분에 대한 온도 분포의 불균형을 최대한 저감할 수 있도록 하기 위함이다.This structure is intended to reduce as much as possible the imbalance of the temperature distribution for all parts of the rotor 200.

이와 함께, 본 발명의 실시예에서는 상기 각 적층군(210) 간의 사이에 형성된 공극(220)들이 모두 동일한 간격을 갖도록 구성됨을 제시한다. 이는 상기한 공극(220)이 와전류를 방지하기 위한 부위임을 고려할 때 각 공극(220)의 간격을 모두 일정하게 형성함으로써 특정 공극으로 자기장이 몰리는 현상을 방지하도록 한 것이다.In addition, the embodiment of the present invention suggests that the gaps 220 formed between the stacking groups 210 are all configured to have the same spacing. This is to prevent the phenomenon that the magnetic field is concentrated in a specific pore by forming a constant interval of each pore 220 when considering the pore 220 is a site for preventing the eddy current.

다음으로, 상기 고정자(300)는 상기 외함(10) 내에 고정된 상태로 상기 회전자(200)의 둘레 부위를 따라 제공되는 일련의 구성으로써, 복수의 고정자 코어가 상기 구동축(100)의 축 방향을 따라 적층되어 형성된다.Next, the stator 300 is a series of configurations provided along the circumference of the rotor 200 in a state fixed in the enclosure 10, a plurality of stator cores in the axial direction of the drive shaft 100 It is laminated along the formation.

상기 각 고정자 코어는 통상의 규소강판을 타공하여 형성되며, 여러 개의 고 정자 코어가 서로 적층됨으로써 하나의 적층군(積層群)(310)이 형성되고, 상기한 적층군(310)이 복수로 제공됨으로써 고정자(300)를 구성하게 된다.Each stator core is formed by boring a conventional silicon steel sheet, and a plurality of stator cores are stacked on each other to form one stacking group 310, and the stacking group 310 is provided in plurality. As a result, the stator 300 is configured.

이때, 상기 각 적층군(310) 간의 사이에는 공극(空隙)(320)이 각각 형성된다. 상기 공극(320)이라 함은 구동축(100)의 축 방향을 기준으로 각 적층군(310) 간이 서로 이격되는 부위를 의미한다.At this time, the gap 320 is formed between each of the stacking groups 310. The air gap 320 refers to a portion where the stacking groups 310 are spaced apart from each other based on the axial direction of the driving shaft 100.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 각 고정자 코어들의 적층에 의해 형성되는 복수의 적층군(310)들이 그 배치 방향을 기준으로 볼 때 중앙측 부위에 위치되는 적층군의 두께(W4)가 외부측 부위에 위치되는 적층군의 두께(W3)에 비해 얇게 구성됨을 특징으로 제시한다.In addition, in the embodiment of the present invention, when the plurality of stacking groups 310 formed by the stacking of the stator cores are located on the center side of the stacking group 310, the thickness W4 of the stacking group located at the center portion is the outer side. It is characterized in that it is configured thinner than the thickness (W3) of the stacking group located in the site.

상기와 같이 고정자(300)의 각 부위에 대한 적층군(310)들의 두께를 달리 형성하는 이유는 축 방향을 기준으로 볼 때 고정자(300)의 중앙측 부위에 대한 온도가 상대적으로 외측 부위에 대한 온도에 비해 높기 때문이다.The reason for forming different thicknesses of the stacking groups 310 for each portion of the stator 300 as described above is that the temperature of the center portion of the stator 300 is relatively relative to the outer portion in the axial direction. This is because it is high compared to the temperature.

즉, 상기 중앙측 부위의 적층군에 대한 두께가 상기 외측 부위의 적층군에 대한 두께에 비해 상대적으로 얇도록 형성함으로써 발열 면적을 감소시켜 고정자(300)의 중앙측 부위에 대한 온도가 저감될 수 있도록 한 것이다.That is, by forming the thickness of the stacking group of the central portion is relatively thin compared to the thickness of the stacking group of the outer portion by reducing the heat generating area can be reduced the temperature of the central portion of the stator 300. It would be.

특히, 본 발명의 실시예에서는 상기한 고정자(300)의 각 적층군(310)들이 그 배치 방향을 기준으로 볼 때 외부측 부위로부터 중앙측 부위로 갈수록 점차적으로 두께가 얇아지게 형성됨을 특징으로 제시한다.Particularly, in the embodiment of the present invention, each of the stacking groups 310 of the stator 300 is characterized in that the thickness gradually decreases from the outer side to the center side when viewed based on the arrangement direction. do.

이러한 구조는, 고정자(300)의 전 부분에 대한 고른 온도 분포가 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.This structure is intended to allow an even temperature distribution over the entire portion of the stator 300.

이와 함께, 본 발명의 실시예에서는 상기 각 적층군(310) 간의 사이에 형성된 공극(320)들이 모두 동일한 간격을 갖도록 구성됨을 제시한다. 이는 상기한 공극(320)이 와전류를 방지하기 위한 부위임을 고려할 때 공극의 간격을 모두 일정하게 형성함으로써 자기장이 몰리는 현상을 방지하도록 한 것이다.In addition, the embodiment of the present invention suggests that the voids 320 formed between the stacking groups 310 are all configured to have the same spacing. This is to prevent the phenomenon of magnetic field crowding by forming all the gaps of the gaps in consideration of the gap 320 is a portion for preventing the eddy current.

결국, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 각 회전자 코어 및 각 고정자 코어에 대한 적층 구조로 인해 모터의 구동시 회전자(200) 및 고정자(300)의 중앙측에서 발생되는 열은 감소될 수 있게 된다.As a result, due to the laminated structure of each rotor core and each stator core according to the embodiment of the present invention described above, heat generated at the center of the rotor 200 and the stator 300 when the motor is driven may be reduced. Will be.

이는, 첨부된 도 2의 종래 기술에 따른 모터 내부의 온도분포에 대한 해석 결과와 첨부된 도 4의 본 발명 기술에 따른 모터 내부의 온도분포에 대한 해석 결과를 비교해 봄으로써 더욱 명백히 알 수 있다.This can be seen more clearly by comparing the analysis results for the temperature distribution in the motor according to the prior art of the attached Figure 2 and the analysis results for the temperature distribution in the motor according to the present invention of Figure 4 attached.

도 1은 종래 기술에 따른 모터의 내부 구조 중 일부를 나타낸 상태도1 is a state diagram showing a part of the internal structure of the motor according to the prior art

도 2는 종래 기술에 따른 모터의 동작시 온도 분포에 대한 해석결과를 나타낸 상태도Figure 2 is a state diagram showing the analysis results for the temperature distribution during operation of the motor according to the prior art

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모터의 내부 구조 중 일부를 나타낸 상태도Figure 3 is a state diagram showing a part of the internal structure of the motor according to an embodiment of the present invention

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 모터의 동작시 온도 분포에 대한 해석결과를 나타낸 상태도Figure 4 is a state diagram showing the analysis results for the temperature distribution during operation of the motor according to an embodiment of the present invention

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

10. 외함 100. 구동축10. Enclosure 100. Drive shaft

200. 회전자 300. 고정자200. Rotor 300. Stator

210,310. 적층군 220,320. 공극210,310. Lamination Group 220,320. air gap

Claims (4)

구동축과, 복수의 고정자 코어가 축 방향을 따라 적층되어 형성된 고정자와, 상기 구동축에 고정되면서 복수의 회전자 코어가 축방향을 따라 적층되어 형성된 회전자를 포함하여 구성된 모터에 있어서,In a motor comprising a drive shaft, a stator formed by laminating a plurality of stator cores along an axial direction, and a rotor formed by laminating a plurality of rotor cores along the axial direction while being fixed to the drive shaft, 상기 각 고정자 코어 및 각 회전자 코어는 각각의 코어를 여러 개씩 각각 적층하여 복수의 적층군(積層群)을 형성함과 더불어 상기한 각 적층군들은 서로 간의 사이에 공극(空隙)을 가지면서 축 방향을 따라 배치되며,Each of the stator cores and each of the rotor cores each have a plurality of cores stacked to form a plurality of stacking groups, and the stacking groups have a gap therebetween. Placed along the direction, 상기 각 적층군들은 배치 방향을 기준으로 볼 때 중앙측 부위에 위치되는 적층군의 두께와 외부측 부위의 위치되는 적층군의 두께는 서로 달리 이루어지도록 형성됨을 특징으로 하는 모터용 코어의 적층 구조.Each of the stacking groups is a laminated structure of a core for a motor, characterized in that the thickness of the stacking group located in the central portion and the thickness of the stacking group located in the outer portion is formed to be different from each other when viewed in the arrangement direction. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 각 적층군들은 배치 방향을 기준으로 볼 때 중앙측 부위에 위치되는 적층군의 두께가 외부측 부위의 위치되는 적층군의 두께에 비해 얇게 구성됨을 특징으로 하는 모터용 코어의 적층 구조.Each of the stacking groups is a laminated structure of the core for the motor, characterized in that the thickness of the stacking group located in the center portion is thinner than the thickness of the stacking group located in the outer side portion in terms of the placement direction. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 각각의 적층군들은 배치 방향을 기준으로 볼 때 외부측 부위로부터 중앙측 부위로 갈수록 점차적으로 두께가 얇게 구성됨을 특징으로 하는 모터용 코어 의 적층 구조.Each of the stacking group is a laminated structure of the core for the motor, characterized in that the thickness is gradually formed from the outer side portion to the center side portion based on the placement direction. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,4. The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 각 적층군 사이에 형성되는 각 공극들은 간격이 모두 동일하도록 구성됨을 특징으로 하는 모터용 코어의 적층 구조.Lamination structure of the core for the motor, characterized in that the gaps formed between each of the stacking group is configured so that the intervals are all the same.
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