KR101150595B1

KR101150595B1 - 동기 릴럭턴스 모터의 로터

Info

Publication number: KR101150595B1
Application number: KR1020050116026A
Authority: KR
Inventors: 이경훈; 원준희; 이길수; 신현훈; 안준호; 오재윤
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2012-06-12
Also published as: KR20070056873A

Abstract

본 발명은 동기 릴럭턴스 모터의 로터에 관한 것으로서, 회전축과; 상기 회전축이 삽입 결합되는 축공과, 상기 축공의 주변에 원주방향을 따라 이격되게 배치되는 플럭스 배리어를 구비한 전기강판을 적층하여 형성되는 로터코어와; 상기 로터코어의 D축 인덕턴스를 증가시키도록 상기 로터코어에 배치되는 제1영구자석을 포함하되, 상기 제1영구자석은 상기 D축 선상에 서로 다른 착자 방향을 가지고 상기 로터의 회전방향을 따라 교호적으로 배치되는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 크기를 증가시키지 아니하면서 토크를 증대시킬 수 있는 동기 릴럭턴스 모터의 로터가 제공된다.

Description

동기 릴럭턴스 모터의 로터{ROTOR FOR SYNCHRONOUS RELUCTANCE MOTOR}

도 1은 종래의 동기 릴럭턴스 모터의 로터의 사시도,

도 2는 도 1의 로터코어의 평면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 릴럭턴스 모터의 로터의 사시도,

도 4는 도 3의 로터코어의 평면도,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기 릴럭턴스 모터의 로터의 사시도,

도 6은 도 5의 로터코어의 평면도,

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기 릴럭턴스 모터의 로터의 로터코어의 평면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

111 : 회전축 121 : 로터코어

125 : 플럭스 배리어 126a~126c : 제1 내지 제3슬롯

129 : 제1자석수용부 131 : 제1영구자석

본 발명은, 동기 릴럭턴스 모터의 로터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 크기를 증가시키지 아니하고 릴럭턴스 토크를 증대시킬 수 있도록 한 동기 릴럭턴스 모터의 로터에 관한 것이다.

동기 릴럭턴스 모터는, 주지된 바와 같이, D축 인덕턴스(inductance)(Ld) 및 Q축 인덕턴스(Lq)의 차(Ld-Lq)에 기인하여 발생되는 릴럭턴스 토크(reluctance torque)에 의해 동기 속도로 회전되는 동기모터의 일 종이다. 이러한 동기 릴럭턴스 모터는 제조가격이 저렴하고 신뢰성이 높고 수명이 거의 영구적이라서 그 이용이 점차 증가되고 있는 추세이다.

도 1은 종래의 동기 릴럭턴스 모터의 로터의 사시도이고, 도 2는 도 1의 로터코어의 평면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 동기 릴럭턴스 모터의 로터는, 회전축(11)과, 회전축(11)을 중심으로 회전가능하게 일체로 결합되는 로터코어(21)를 구비하고 있다.

로터코어(21)는, 중앙에 축공(23)이 형성되고 축공(23)의 둘레에 복수의 플럭스 배리어(barrier)(25)가 형성되어 있는 복수의 전기강판(22)을 절연 적층하여 형성되어 있다.

그런데, 이러한 종래의 동기 릴럭턴스 모터의 로터에 있어서는, 로터코어(21)의 D축 및 Q축 인덕턴스의 차에 의해 릴럭턴스 토크가 주로 결정되므로 플럭스 배리어(25)의 형상, 개수 및 배치 설계에 많은 관심과 노력이 집중되고 있으나, 로터코어(21)의 크기를 증가시키지 아니하면서 플럭스 배리어의 형상, 개수 및 배치의 변경을 통해 릴럭턴스 토크를 제고시키는 데에는 한계가 있다고 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 크기를 증가시키지 아니하면서 토크를 증대시킬 수 있는 동기 릴럭턴스 모터의 로터를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 회전축과; 상기 회전축이 삽입 결합되는 축공과, 상기 축공의 주변에 원주방향을 따라 이격되게 배치되는 플럭스 배리어를 구비한 전기강판을 적층하여 형성되는 로터코어와; 상기 로터코어의 D축 인덕턴스를 증가시키도록 상기 로터코어에 배치되는 제1영구자석을 포함하되, 상기 제1영구자석은 상기 D축 선상에 서로 다른 착자 방향을 가지고 상기 로터의 회전방향을 따라 교호적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터의 로터에 의해 달성된다.

여기서, 상기 플럭스 배리어는 Q축 방향을 따라 서로 이격된 복수의 슬롯을 구비하며, 상기 제1영구자석은 스테이터코일에 의해 형성된 자속의 흐름 방향을 따라 상기 슬롯 사이에 배치되는 것이 효과적이다.

삭제

상기 로터코어의 Q축 인덕턴스를 감소시키도록 상기 플럭스 배리어의 내부에 배치되는 제2영구자석을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 플럭스 배리어의 내부에는 상기 제2영구자석의 유동을 방지할 수 있도록 돌출된 유동방지턱이 형성되어 있는 것이 효과적이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 릴럭턴스 모터의 로터의 사시도이 고, 도 4는 도 3의 로터코어의 평면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 동기 릴럭턴스 모터의 로터는, 회전축(111)과, 플럭스배리어를 구비하여 회전축(111)에 일체로 결합되는 로터코어(121)와, 로터코어(121)의 D축 인덕턴스를 증가시키도록 로터코어(121)에 결합되는 제1영구자석(131)을 포함하여 구성되어 있다.

로터코어(121)는 원반형상을 가지며 회전축(111)의 축선방향을 따라 절연 적층되는 복수의 전기강판(122)을 구비하고 있다. 각 전기강판(122)의 중앙에는 회전축(111)이 삽입 결합될 수 있도록 관통된 축공(123)이 형성되어 있으며, 축공(123)의 둘레에는 원주방향을 따라 서로 이격되게 복수의 플럭스 배리어(125)가 형성되어 있다. 각 플럭스 배리어(125)는 Q축 방향을 따라 원주로부터 축공(123)측으로 서로 이격된 복수의 제1 내지 제3슬롯(126a~126c)을 구비하도록 형성되어 있다.

한편, 로터코어(121)의 원주방향을 따라 각 플럭스 배리어(125) 사이와 각 플럭스 배리어(125)의 제2슬롯(126b) 및 제3슬롯(126c) 사이에는 제1영구자석(131)이 삽입 결합될 수 있도록 관통된 제1자석수용부(129)가 각각 형성되어 있다. 각 제1자석수용부(129)에 결합되는 제1영구자석(131)은 도 4의 실선화살표로 도시된 바와 같은 서로 다른 착자 방향을 가지고 착자되어 D축 인덕턴스를 증가시킬 수 있도록 스테이터 코일(미도시)에 의해 형성되는 도 4의 점선 화살표로 도시된 바와 같은 자속의 흐름 방향을 따라 각 제1자석수용부(129)의 내부에 삽입 결합되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 각 제1영구자석(131)은 Q축 인덕턴스(Lq)는 거의 변 화가 없는 상태에서 D축 인덕턴스(Ld)를 증가시키게 됨으로써 D축 인덕턴스(Ld)와 Q축 인덕턴스(Lq)의 차(Ld-Lq)에 의해 발생되는 릴럭턴스 토크를 증대시키게 된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기 릴럭턴스 모터의 로터의 사시도이고, 도 6은 도 5의 로터코어의 평면도이며, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기 릴럭턴스 모터의 로터의 로터코어의 평면도이다. 전술 및 도시한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도면 설명의 편의상 동일한 참조부호를 부여하여 설명하기로 한다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 동기 릴럭턴스 모터의 로터는, 회전축(111)과, 플럭스 배리어(125)를 구비하여 회전축(111)에 일체로 결합되는 로터코어(121)와, 로터코어(121)의 D축 인덕턴스를 증대시킬 수 있도록 로터코어(121)에 결합되는 제1영구자석(131)과, 로터코어(121)의 Q축 인덕턴스를 감소시킬 수 있도록 로터코어(121)에 결합되는 제2영구자석(141)을 포함하여 구성되어 있다.

로터코어(121)의 원주방향을 따라 각 플럭스 배리어(125) 사이와 각 플럭스 배리어(125)의 제1슬롯(126a) 및 제2슬롯(126b) 사이에는 제1영구자석(131)이 삽입 결합될 수 있도록 관통된 제1자석수용부(129)가 각각 형성되어 있다. 각 제1자석수용부(129)에 결합되는 제1영구자석(131)은 도 6의 실선화살표로 도시된 바와 같은 서로 다른 착자 방향을 가지고 착자되어 D축 인덕턴스를 증가시킬 수 있도록 스테이터 코일(미도시)에 의해 형성되는 도 6의 점선 화살표로 도시된 바와 같은 자속의 흐름방향을 따라 각 제1자석수용부(129)의 내부에 각각 삽입 결합되어 있다.

한편, 각 플럭스 배리어(125)의 제2슬롯(126b)의 내부 양 측에는 로터코어(121)의 Q축 인덕턴스를 감소시킬 수 있도록 제2영구자석(141)이 각각 결합되어 있다. 각 제2영구자석(141)은 Q축에 대해 서로 대칭을 이루도록 배치되어 있으며, 각 제2슬롯(126b)의 내부에는 각 제2영구자석(141)의 유동을 방지할 수 있도록 제2영구자석(141)과 접촉되게 돌출된 유동방지턱(142)이 형성되어 있다. 여기서, 제2영구자석(151)은 도 7에 도시된 바와 같이, 제2슬롯(126b)의 중앙에 Q축과 교차되게 배치되도록 구성할 수도 있으며, 이 때 각 제2영구자석(141,151)은 도 6 및 도 7의 실선화살표로 도시된 바와 같이, 자속이 로터코어(121)의 원주측으로 향하는 착자 방향을 가지도록 배치되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 각 제1영구자석(131)은 D축 인덕턴스(Ld)를 증가시키고 각 제2영구자석(141,151)은 로터코어(121)의 Q축 인덕턴스(Lq)를 감소킴으로써, D축 인덕턴스(Ld)와 Q축 인덕턴스(Lq)의 차(Ld-Lq)에 의해 발생되는 릴럭턴스 토크를 증대시키게 된다.

전술 및 도시한 실시예에서는, 제1영구자석은 각 플럭스 배리어 사이와 제1 슬롯 및 제2슬롯 사이에 배치되도록 구성한 경우를 예를 들고, 제2영구자석은 제2슬롯의 내부 양 측에 배치되거나 제2슬롯의 중앙에 배치되도록 구성한 경우를 각각 예를 들어 설명하고 있지만, 그 개수나 위치는 D축 인덕턴스를 증가시키거나 Q축 인덕턴스를 감소시키는 범위 내에서 적절히 조절할 수 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, D축 인덕턴스가 증가되게 제1영구자석을 구비하도록 함으로써 크기를 증가시키지 아니하면서 토크를 증대시킬 수 있는 동기 릴럭턴스 모터의 로터가 제공된다.

또한, Q축 인덕턴스를 감소시키는 제2영구자석을 더 구비하도록 함으로써 크기를 증가시키지 아니하면서 토크를 증대시킬 수 있는 동기 릴럭턴스 모터의 로커가 제공된다.

Claims

회전축과;

상기 회전축이 삽입 결합되는 축공과, 상기 축공의 주변에 원주방향을 따라 이격되게 배치되는 플럭스 배리어를 구비한 전기강판을 적층하여 형성되는 로터코어와;

상기 로터코어의 D축 인덕턴스를 증가시키도록 상기 로터코어에 배치되는 제1영구자석을 포함하되,

상기 제1영구자석은 상기 D축 선상에 서로 다른 착자 방향을 가지고 상기 로터의 회전방향을 따라 교호적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터의 로터.
삭제
제1항에 있어서,

상기 플럭스 배리어는 Q축 방향을 따라 서로 이격된 복수의 슬롯을 구비하며, 상기 제1영구자석은 스테이터코일에 의해 형성된 자속의 흐름 방향을 따라 상기 슬롯 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터의 로터.
제1항 또는 제3항에 있어서,

상기 로터코어의 Q축 인덕턴스를 감소시키도록 상기 플럭스 배리어의 내부에 배치되는 제2영구자석을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터의 로터.
제4항에 있어서,

상기 플럭스 배리어의 내부에는 상기 제2영구자석의 유동을 방지할 수 있도록 돌출된 유동방지턱이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터의 로터.