KR101244574B1 - Rotor structure for flux concentrate type motor - Google Patents

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서정호
차창환
오승태
최진우
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주식회사 효성
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Abstract

PURPOSE: A rotor structure of a magnetic flux concentration type motor is provided to prevent separation of a permanent magnet by forming a protection layer of a nonmagnetic material on the surface of the permanent magnet inserted into a rotor. CONSTITUTION: A rotor core central shaft(101) is combined with a rotor core(100). A permanent magnet insertion slot(110) is radially arranged in a specific distance along a circumference direction of the rotor core. A nonmagnetic material protection layer(131) is arranged in the permanent magnet insertion slot. A first gap(151) is arranged in a space between the permanent magnet insertion slots. A second gap(153) is arranged in a space between the edges of the permanent magnet insertion slot.

Description

자속집중형 모터의 로터 구조{Rotor Structure for Flux Concentrate Type Motor}Rotor Structure for Flux Concentrate Type Motor

본 발명은 자속집중형 모터의 로터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자속집중형 모터의 로터에 있어서 모터 회전 시 영구자석의 이탈을 방지함과 더불어 영구자석의 감자를 방지하기 위한 비자성체 재질의 보호층을 영구자석의 표면에 형성하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a rotor of a magnetic flux-focused motor, and more particularly, to a rotor of a magnetic flux-focused motor, which protects a nonmagnetic material to prevent permanent magnets from falling off and permanent magnets during rotation of the motor. The layer is formed on the surface of the permanent magnet.

최근 화석연료의 고갈 및 환경문제가 부각됨에 따라 전기자동차의 수요가 급증하고 있으며, 상기 전기자동차의 상용화를 위해 중요한 기술적 요소는 구동을 위한 모터의 고효율화 및 고출력화로 상기 전기자동차의 모터로는 유도모터와 함께 영구자석형 모터가 사용되고 있다.Recently, as the exhaustion of fossil fuels and environmental problems are highlighted, the demand for electric vehicles is increasing rapidly. An important technical factor for the commercialization of electric vehicles is the high efficiency and high output of motors for driving the induction motors. In addition, permanent magnet motors are used.

상기 영구자석형 모터의 고효율화 및 고출력화를 위해서는 모터 내 영구자석에 의해 발생하는 자속의 누설을 방지하는 것이 중요한 요인 중 하나이며, 영구자석의 자속누설을 방지하기 위해 자속장벽을 형성하는 종래 기술이 다수 출원되어 있다.In order to improve the efficiency and high output of the permanent magnet type motor, it is one of the important factors to prevent the leakage of magnetic flux generated by the permanent magnet in the motor, and the prior art of forming the magnetic flux barrier to prevent magnetic flux leakage of the permanent magnet is Many have been filed.

아울러, 상기 영구자석형 모터 중 영구자석이 내부에 매립되는 매립형 영구자석 모터(Interior Permament Magnet Motor)의 경우, 내부에 매립되는 영구자석이 모터의 회전 또는 모터 조립 시 파손되는 것을 방지하기 위한 종래 기술(일본출원 2001-189258호 등)이 출원된 바 있으며, 상기 종래 기술(일본출원 2001-189258호)의 경우 영구자석의 표면에 접착제가 도포된 시트를 부착하여 영구자석이 슬롯의 내벽과 접촉되는 등 이유로 인해 파손되는 것을 방지하는 점에 그치는 한계가 있다.In addition, in the case of an embedded permanent magnet motor in which permanent magnets are embedded in the permanent magnet motor, a conventional technique for preventing the permanent magnets embedded therein from being damaged during rotation of the motor or assembly of the motor. (Japanese Patent Application No. 2001-189258, etc.) has been filed, and in the case of the prior art (Japanese Patent Application No. 2001-189258), a sheet coated with an adhesive is attached to the surface of the permanent magnet so that the permanent magnet contacts the inner wall of the slot. There is a limit to preventing the breakage due to such reasons.

따라서, 본 발명은 상기 전술한 종래기술의 한계점을 극복하여 모터 회전에 따른 영구자석 파손 및 이탈 방지와 더불어, 비자성체 재질의 보호층을 형성하여 자속장벽으로 활용함으로써 모터의 성능을 향상시킬 수 있는 기술적 구성에 대해 아래와 같이 개시한다.Accordingly, the present invention overcomes the above-mentioned limitations of the prior art and prevents permanent magnet breakage and separation due to motor rotation, and forms a protective layer made of a nonmagnetic material to use as a magnetic flux barrier to improve the performance of the motor. The technical configuration is disclosed as follows.

본 발명의 목적은, 자속집중형 모터의 로터 내 삽입되는 영구자석의 표면에 비자성재질로 된 보호층을 형성함으로써, 모터 조립 시 영구자석의 파손 및 모터의 회전 시 영구자석의 이탈을 방지함과 더불어 누설자속을 방지할 수 있는 자속집중형 모터의 로터 구조를 제공함에 있다.An object of the present invention, by forming a protective layer made of a non-magnetic material on the surface of the permanent magnet inserted into the rotor of the magnetic flux-focused motor, thereby preventing damage to the permanent magnet when assembling the motor and separation of the permanent magnet during rotation of the motor In addition, the present invention provides a rotor structure of a flux-intensive motor that can prevent leakage magnetic flux.

본 발명에 따른 자속집중형 모터의 로터는, 로터코어 및 상기 로터코어와 결합되어 있는 로터코어 중심축으로 구성되고,상기 로터코어 내 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 방사형으로 배치되는 영구자석 삽입슬롯; 상기 영구자석 삽입슬롯 내에 배치되며, 소정의 두께를 갖는 비자성재질의 보호층이 표면에 형성되어 있는 영구자석; 을 포함한다.The rotor of the flux-focused motor according to the present invention comprises a rotor core and a rotor core central axis coupled to the rotor core, and a permanent magnet insertion slot radially disposed at regular intervals along the circumferential direction of the rotor core. ; A permanent magnet disposed in the permanent magnet insertion slot and having a protective layer of a nonmagnetic material formed on a surface thereof; .

이때, 상기 보호층은, 상기 영구자석의 표면 중 상기 로터코어의 표면에 노출된 측면 및 상기 로터코어 중심축과 마주보고 있는 측면을 감싸도록 형성되는 것이 바람직하다.In this case, the protective layer is preferably formed to surround the side of the surface of the permanent magnet exposed to the surface of the rotor core and the side facing the central axis of the rotor core.

또한 이때, 상기 보호층은, 알루미늄(Al), 구리(Cu) 및 플라스틱 중 적어도어느 하나의 재질로 형성되는 것이 바람직하다.In this case, the protective layer is preferably formed of at least one of aluminum (Al), copper (Cu) and plastic.

또한 이때, 상기 영구자석은, 페라이트(Ferrite) 자석인 것이 바람직하다.In this case, the permanent magnet is preferably a ferrite magnet.

또한 이때, 상기 로터는 자속장벽을 형성하기 위한 공극을 더 포함하되, 상기 공극은, 상기 영구자석 삽입슬롯 사이의 공간에 배치되는 제1 공극; 및 상기 로터코어 중심축과 마주보는 상기 영구자석 삽입슬롯의 끝단 사이의 공간에 배치되는 제2 공극; 중 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.In this case, the rotor further includes a void for forming a magnetic flux barrier, the void, the first void is disposed in the space between the permanent magnet insertion slot; And a second gap disposed in a space between ends of the permanent magnet insertion slot facing the rotor core central axis. It is preferable to include any one or more of them.

아울러, 상기 제1 공극 및 상기 제2 공극의 단면은 원형이며, 상기 제1 공극의 단면 면적이 상기 제2 공극의 단면 면적보다 큰 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the cross section of the said 1st space | gap and said 2nd space | gap is circular, and the cross-sectional area of the said 1st space | gap is larger than the cross-sectional area of the said 2nd space | gap.

본 발명에 따르면, 로터 내 삽입된 영구자석의 표면에 비자성재질로 보호층을 형성하여 모터의 회전 시 영구자석의 이탈을 방지함과 동시에 모터 조립 시 영구자석의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by forming a protective layer of a non-magnetic material on the surface of the permanent magnet inserted into the rotor to prevent the permanent magnet from falling off during the rotation of the motor and at the same time to prevent damage to the permanent magnet when assembling the motor have.

또한, 본 발명에 따르면, 모터 내 삽입된 영구자석의 표면에 비자성재질로 보호층을 형성함에 따라, 상기 보호층이 자속장벽 역할을 수행하여 로터코어 중심축 방향으로 누설되는 자속을 방지하여 모터의 효율을 상승시킴과 더불어 저온 감자에 따른 모터의 성능 저하를 방지하는 효과도 있다.In addition, according to the present invention, by forming a protective layer of a nonmagnetic material on the surface of the permanent magnet inserted into the motor, the protective layer serves as a magnetic flux barrier to prevent magnetic flux leaking in the rotor core central axis direction In addition to increasing the efficiency of the motor is also effective in preventing the degradation of the motor due to the low temperature potato.

도 1은 본 발명에 따른 자속집중형 모터의 로터 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자속집중형 모터의 로터 내 삽입되는 영구자석의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자속집중형 모터의 로터 일부부분을 확대한 측면도이다.1 is a cross-sectional view of a rotor of a flux concentration motor according to the present invention.
2 is a cross-sectional view of a permanent magnet inserted into the rotor of the flux-focused motor according to the present invention.
Figure 3 is an enlarged side view of a part of the rotor of the magnetic flux concentrated motor according to the present invention.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하기에 앞서, 본 발명의 기술적 요지와 직접적 관련이 없는 구성에 대해서는 본 발명의 기술적 요지를 흩뜨리지 않는 범위 내에서 생략하였음에 유의하여야 할 것이다. 또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 발명자가 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 적절한 용어의 개념을 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.
Before describing the embodiments of the present invention in detail, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be modified and changed without departing from the scope and spirit of the invention. In addition, the terms or words used in the present specification and claims are intended to comply with the technical spirit of the present invention based on the principle that the inventor can define the concept of appropriate terms in order to best explain the invention. It should be interpreted as a concept.

이하, 본 발명에 따른 자속집중형 모터의 로터에 대해 첨부한 예시도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 자속집중형 모터의 로터 단면도이다.Hereinafter, the rotor of the flux-intensive motor according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 is a cross-sectional view of a rotor of a flux concentration motor according to the present invention.

본 발명에 따른 자속집중형 모터의 로터는, 상기 로터코어(100) 내 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 방사형으로 배치되는 영구자석 삽입슬롯(110); 상기 영구자석 삽입슬롯(110) 내에 배치되며, 소정의 두께를 갖는 비자성재질의 보호층(131)이 표면에 형성되어 있는 영구자석(130); 을 포함하여 구성된다.The rotor of the magnetic flux concentrated motor according to the present invention, the rotor core 100, the permanent magnet insertion slot 110 is disposed radially at regular intervals along the circumferential direction; A permanent magnet 130 disposed in the permanent magnet insertion slot 110 and having a non-magnetic protective layer 131 having a predetermined thickness formed on a surface thereof; .

이때, 상기 영구자석(130)은 페라이트(Ferrite) 자석인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 아니한다.In this case, the permanent magnet 130 is preferably a ferrite magnet, but is not limited thereto.

또한, 상기 보호층(131)은 상기 자속집중형 모터의 로터 조립 시 영구자석(130)의 파손 및 모터의 고속 회전 시 영구자석(130)의 이탈을 방지하는 역할을 함과 더불어, 소정의 두께를 갖는 비자성재질로 형성되어 상기 자속집중형 모터 내 로터에서 누설자속을 감소시키는 자속장벽의 역할도 수행하는 것이 바람직하다.In addition, the protective layer 131 serves to prevent breakage of the permanent magnet 130 during assembly of the rotor of the magnetic flux concentrated motor and detachment of the permanent magnet 130 during high speed rotation of the motor, and a predetermined thickness. It is preferable that the magnetic flux barrier is formed of a nonmagnetic material having a magnetic flux barrier to reduce the leakage magnetic flux in the rotor in the magnetic flux concentrated motor.

덧붙여, 상기 비자성재질은 알루미늄(Al), 구리(Cu) 및 플라스틱 중 적어도어느 하나로 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.In addition, the nonmagnetic material is preferably formed of at least one of aluminum (Al), copper (Cu), and plastic, but is not limited thereto.

예를 들어, 본 발명에 따른 자속집중형 모터의 로터 내 삽입되는 영구자석(130)이 페라이트(Ferrite) 계열의 영구자석인 경우 저온에서 불가역 감자되어 모터의 성능이 저하되므로, 상기 보호층(131)을 형성하는 재질을 빛과 열의 반사성이 양호한 비자성재질인 알루미늄(Al)으로 형성하여 자속장벽의 역할을 수행함과 동시에 저온 감자를 방지한다.For example, when the permanent magnet 130 inserted into the rotor of the magnetic flux concentrated motor according to the present invention is a ferrite permanent magnet, irreversible demagnetization at low temperature results in deterioration of the motor performance, and thus, the protective layer 131 ) Is formed of aluminum (Al), which is a nonmagnetic material with good light and heat reflectivity, and serves as a magnetic flux barrier and prevents low temperature potatoes.

또한 이때, 상기 로터코어(100) 내 원주방향을 따라 방사형으로 일정간격을 두고 형성된 영구자석 삽입슬롯(110) 사이의 공간 또는 상기 로터코어 중심축(101)과 마주보는 상기 영구자석 삽입슬롯(110)의 끝단 사이의 공간에 자속장벽을 형성하는 공극; 을 형성시키는 것이 바람직하다.In addition, at this time, the space between the permanent magnet insertion slot 110 formed at a predetermined interval radially along the circumferential direction in the rotor core 100 or the permanent magnet insertion slot 110 facing the rotor core central axis 101. Voids forming a magnetic flux barrier in the space between the ends of the beam; It is preferable to form

그리고, 상기 공극은, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 영구자석 삽입슬롯(110) 사이의 공간에 배치되는 제1 공극(151); 및 상기 로터코어 중심축(101)과 마주보는 상기 영구자석 삽입슬롯(110)의 끝단 사이의 공간에 배치되는 제2 공극(153); 중 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.The voids may include a first gap 151 disposed in a space between the permanent magnet insertion slots 110 as shown in FIG. 1; And a second gap 153 disposed in a space between ends of the permanent magnet insertion slot 110 facing the rotor core central axis 101. It is preferable to include any one or more of them.

덧붙여, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1 공극(151) 및 상기 제2 공극(153)의 단면은 원형이며, 상기 제1 공극(151)의 단면 면적이 상기 제2 공극(153)의 단면 면적보다 큰 것이 바람직하나, 다만 이에 한정되지 아니한다.
In addition, as shown in FIG. 1, the cross section of the first gap 151 and the second gap 153 is circular, and the cross-sectional area of the first gap 151 is equal to that of the second gap 153. It is preferred to be larger than the cross-sectional area, but is not limited thereto.

이하, 본 발명에 따른 자속집중형 모터의 로터에 있어서 상기 영구자석(130)의 표면에 형성되는 보호층(131)에 관해 첨부한 예시도면을 통해 보다 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 자속집중형 모터의 로터 내 삽입되는 영구자석(130)을 a-a'선을 경계로 하여 로터코어 중심축(101) 방향으로 자른 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 자속집중형 모터의 로터 일부를 확대하여 A방향에서 바라본 측면도이다.Hereinafter, the protective layer 131 formed on the surface of the permanent magnet 130 in the rotor of the magnetic flux concentrated motor according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. 2 is a cross-sectional view of the permanent magnet 130 inserted into the rotor of the flux-focused motor according to the present invention in the direction of the rotor core central axis 101 with the a-a 'line as a boundary, and FIG. This is a side view of the rotor of the flux-focused motor as viewed in the A direction.

본 발명에 따른 자속집중형 모터의 로터 내 영구자석 삽입슬롯(110)에 배치되는 영구자석(130)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 보호층(131)이 상기 영구자석(130)의 표면 중 로터코어(100)의 외주면에 노출된 측면 및 상기 로터코어 중심축(101)과 마주보고 있는 측면을 둘러싸도록 형성되어 있다.Permanent magnet 130 is disposed in the permanent magnet insertion slot 110 in the rotor of the magnetic flux concentrated motor according to the present invention, as shown in Figures 2 and 3, the protective layer 131 is the permanent magnet 130 It is formed to surround the side surface exposed to the outer circumferential surface of the rotor core 100 and the side facing the rotor core central axis 101 of the surface.

그리고, 상기 영구자석(130)의 표면 중 인접한 영구자석(130) 삽입슬롯에 배치되어 있는 영구자석과 마주보고 있는 영구자석의 표면(130a 또는 130b), 즉 다시 말해 상기 제1 공극(151) 및 상기 제2 공극(153)과 마주보고 있는 영구자석의 표면에는 상기 보호층(131)이 형성되어 있지 않다. Then, the surface 130a or 130b of the permanent magnet facing the permanent magnet disposed in the insertion slot of the adjacent permanent magnet 130 of the surface of the permanent magnet 130, that is, the first void 151 and The protective layer 131 is not formed on the surface of the permanent magnet facing the second gap 153.

따라서, 본 발명에 따른 자속집중형 모터의 경우, 상기 보호층(131)에 의해 영구자석(130)에서 발생하는 자속이 상기 전술한 제1 공극(151) 또는 제2 공극(153) 쪽으로 집중됨과 더불어, 상기 영구자석(130)의 표면 중 상기 로터코어 중심축(101)과 마주보는 측면에 형성된 상기 보호층(131)이 자속장벽 역할을 수행하여 상기 로터코어 중심축(101) 방향으로 누설되는 자속을 감소시킬 수 있다.
Therefore, in the case of the magnetic flux concentrated motor according to the present invention, the magnetic flux generated in the permanent magnet 130 is concentrated toward the first void 151 or the second void 153 by the protective layer 131. In addition, the protective layer 131 formed on the side facing the rotor core central axis 101 among the surfaces of the permanent magnet 130 serves as a magnetic flux barrier to leak in the direction of the rotor core central axis 101. Can reduce the magnetic flux.

이상으로, 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였으나, 본 발명은 상기 설명 및 도시 대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니다. 아울러 본 발명의 기술적 사상의 범주를 일탈하지 않는 범위 내에서 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자는 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 모든 적절한 변경 및 수정이 가해진 발명 및 본 발명의 균등물에 속하는 발명들도 본 발명에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.As described above, the present invention has been described and illustrated in connection with a preferred embodiment for illustrating the spirit of the present invention, but the present invention is not limited to the above-described configuration and operation as illustrated. It will be apparent to those skilled in the art that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, it is to be understood that the invention encompasses all such changes and modifications as come within the scope of the appended claims.

100 : 로터코어(Rotor core)
101 : 로터코어(Rotor core)의 중심축
110 : 영구자석 삽입슬롯
130 : 영구자석 131 : 보호층
151 : 제1 공극 153 : 제2 공극100: rotor core
101: central axis of the rotor core
110: permanent magnet insertion slot
130: permanent magnet 131: protective layer
151: first gap 153: second gap

Claims (6)

영구자석의 이탈 및 감자를 방지하기 위한 자속집중형 모터의 로터에 있어서,
상기 로터는 로터코어(100) 및 상기 로터코어(100)와 결합되어 있는 로터코어 중심축(101)으로 구성되고,
상기 로터코어(100) 내 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 방사형으로 배치되는 영구자석 삽입슬롯(110); 상기 영구자석 삽입슬롯(110) 내에 배치되며, 소정의 두께를 갖는 비자성재질의 보호층(131)이 표면에 형성되며,
상기 로터는 자속장벽을 형성하기 위한 공극을 더 포함하되,
상기 공극은, 상기 영구자석 삽입슬롯(110) 사이의 공간에 배치되는 제1 공극(151); 및 상기 로터코어 중심축(101)과 마주보는 상기 영구자석 삽입슬롯(110)의 끝단 사이의 공간에 배치되는 제2 공극(153); 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 자속집중형 모터의 로터.In the rotor of the magnetic flux concentrated motor to prevent the separation of permanent magnets and potatoes,
The rotor is composed of a rotor core 100 and the rotor core central axis 101 coupled to the rotor core 100,
A permanent magnet insertion slot 110 disposed radially at regular intervals along the circumferential direction of the rotor core 100; Is disposed in the permanent magnet insertion slot 110, a non-magnetic protective layer 131 having a predetermined thickness is formed on the surface,
The rotor further includes a void for forming a magnetic flux barrier,
The air gap may include: a first air gap 151 disposed in a space between the permanent magnet insertion slots 110; And a second gap 153 disposed in a space between ends of the permanent magnet insertion slot 110 facing the rotor core central axis 101. Rotor of the magnetic flux-focused motor, characterized in that it comprises any one or more of. 제 1 항에 있어서,
상기 보호층(131)은, 상기 영구자석(130)의 표면 중 상기 로터코어(100)의 표면에 노출된 측면 및 상기 로터코어 중심축(101)과 마주보고 있는 측면을 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 자속집중형 모터의 로터.The method of claim 1,
The protective layer 131 is formed to surround a side exposed to the surface of the rotor core 100 and a side facing the rotor core central axis 101 among the surfaces of the permanent magnet 130. Rotors for magnetic flux-intensive motors. 제 1 항에 있어서,
상기 보호층(131)은, 알루미늄(Al), 구리(Cu) 및 플라스틱 중 적어도 어느 하나의 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 자속집중형 모터의 로터.The method of claim 1,
The protective layer 131, the rotor of the magnetic flux-focused motor, characterized in that formed of at least one material of aluminum (Al), copper (Cu) and plastic. 제 1 항에 있어서,
상기 영구자석(130)은, 페라이트(Ferrite) 자석인 것을 특징으로 하는 자속집중형 모터의 로터.The method of claim 1,
The permanent magnet 130, the rotor of the magnetic flux concentrated motor, characterized in that the ferrite (Ferrite) magnet. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제1 공극(151) 및 상기 제2 공극(153)의 단면은 원형이며, 상기 제1 공극(151)의 단면 면적이 상기 제2 공극(153)의 단면 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 자속집중형 모터의 로터.The method of claim 1,
The cross section of the first gap 151 and the second gap 153 is circular, the cross-sectional area of the first gap 151 is larger than the cross-sectional area of the second gap 153 magnetic flux concentration Rotor of type motor.
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