KR101308154B1 - 영구자석형 선형 동기전동기 및 회전형 동기전동기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고정자를 철심만으로 구성하고 이동자에 영구자석과 코일을 동시에 취부하여 출력밀도를 높이고 동시에 제작이 편리한 영구자석형 선형 동기전동기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 철심으로 이루어지고 길이 방향으로 제1돌출부, 제2돌출부 및 제3돌출부를 포함하는 돌출부가 형성되며, 상기 돌출부에 순차적으로 A상 권선, B상 권선 및 C상 권선이 배치되는 이동자; 상기 이동자와의 사이에 공극을 두고 있으면서 표면에 치슬롯 구조로 극간격의 2배(2τp)의 주기로 형성되며, 이동자의 이동방향에 따라 길게 배치되는 고정자; 및 상기 이동자 각 돌출부 끝단에서 상기 고정부의 치슬롯 구조와 대향되는 면에 배치되는 다수의 균일한 평균 폭의 단위자석으로 구성되는 영구자석 셋을 포함하되, 상기 다수의 단위자석의 착자방향은 할박배열(Halbach array)을 기본으로 반복적으로 배치되되, 4번째는 자력이 존재하지 않는 철심으로 이루어지며,, 상기 단위자석들은 첫번째 단위자석이 상기 돌출부에 일부가 노출되게 설치되는 노출 단위자석이고, 다음은 돌출부의 하단에 일정거리 이격 설치되는 이격 단위자석이 배치되어, 전체적으로 노출 단위자석, 이격 단위자석 순으로 반복적으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

영구자석형 선형 동기전동기 및 회전형 동기전동기{Permanent magnet linear and rotating type synchronous motor}

본 발명은 영구자석형 선형 동기전동기 및 회전형 동기전동기에 관한 것으로 더욱 상세하게는 고출력밀도를 구현할 수 있고 리플이 작으며 제작이 간편한 영구자석형 선형 동기전동기 및 회전형 동기전동기에 관한 것이다.

일반적인 영구자석형 선형 동기전동기의 경우에는 먼저 고정자에 3상 권선을 배치하고 이와 대응되는 이동자에 영구자석을 배치하는 이동계자형의 경우와 고정자에 영구자석을 배치하고 이와 대응되는 이동자에 3상 권선을 배치하는 이동전기자형의 형태로 선형운동을 얻을 수 있다.

상기 두 가지 형태의 선형 전동기는 제품 생산 현장에서 비교적 짧은 거리의 이송이 필요한 물류이동이나 공작기계의 이송에 선택적으로 적용되고 있다.

하지만 장거리 이송이 필요한 경우에는 이동전기자형의 경우에는 실제 이동 경로인 고정자에 고가의 영구자석이 대량으로 배치되어 가격이 높은 단점이 있으며, 이동계자형의 경우에는 반대로 고정자에 배치되는 3상 권선에 구간별로 별도의 전력변환장치를 취부해야 하므로 고정자의 구조가 복잡하고 유지보수에 많은 비용이 발생하는 단점이 있다.

또한 상대적으로 열악한 생산환경 또는 외부환경에서 전기적으로 또는 자기적으로 능동적 역할을 수행하는 코일이나 영구자석의 표면이 노출됨으로써 고장 및 사고의 원인을 제공할 수도 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 회전형 전동기와 랙-피니언과 같은 동력변환장치를 결합하여 직선운동이 필요한 응용분야에 사용하고 있지만 이 또한 유지보수의 어려움, 정격속도의 제한, 소음 및 진동, 기계적 동력변환장치에서 발생하는 미세한 입자들에 의해 청정환경이 필요한 곳에서 운전이 제한되는 등의 문제점을 가지고 있다.

따라서, 선형 동기전동기의 고정자의 비용이 저렴하고 또한 유지보수가 편리하며, 우수한 내환경성 및 고출력의 선형 동기전동기가 필요하여 새로운 형태인 영구자석형 선형 동기 전동기가 본 출원인에 의하여 특허출원 제2010-0118250호로 제안되었다.

상기 특허에 개시된 발명은 높은 출력과 유지보수가 편리한 특성이 있으나, 양산 시 영구자석의 고정에 어려움이 있고, 또한 추력 리플이 비교적 높은 단점이 있어 영구자석의 고정과 추력 리플 특성이 우수한 새로운 형태의 영구자석형 선형 동기 전동기가 필요한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 극복하기 위하여 안출된 것으로 고정자를 철심만으로 구성하고 이동자에 영구자석과 코일을 동시에 취부하여 출력밀도를 높이고 동시에 제작이 편리한 영구자석형 선형 동기전동기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 회전자를 철심만으로 구성하고 고정자에는 영구자석과 코일을 동시에 취부하여 출력밀도를 높이고 제작이 편리한 영구자석형 회전형 동기전동기를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 철심으로 이루어지고 길이 방향으로 제1돌출부, 제2돌출부 및 제3돌출부를 포함하는 돌출부가 형성되며, 상기 돌출부에 순차적으로 A상 권선, B상 권선 및 C상 권선이 배치되는 이동자; 상기 이동자와의 사이에 공극을 두고 있으면서 표면에 치슬롯 구조로 극간격의 2배(2τp)의 주기로 형성되며, 이동자의 이동방향에 따라 길게 배치되는 고정자; 및 상기 이동자 각 돌출부 끝단에서 상기 고정부의 치슬롯 구조와 대향되는 면에 배치되는 다수의 균일한 평균 폭의 단위자석으로 구성되는 영구자석 셋을 포함하되, 상기 다수의 단위자석의 착자방향은 할박배열(Halbach array)을 기본으로 반복적으로 배치되되, 4번째는 자력이 존재하지 않는 철심으로 이루어지며,, 상기 단위자석들은 첫번째 단위자석이 상기 돌출부에 일부가 노출되게 설치되는 노출 단위자석이고, 다음은 돌출부의 하단에 일정거리 이격 설치되는 이격 단위자석이 배치되어, 전체적으로 노출 단위자석, 이격 단위자석 순으로 반복적으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 B상 권선 및 C상 권선은 A상 권선을 기준으로 전기각으로 각각 2nπ±2π/3 (n은 정수)의 위상차를 가질 수 있도록 상기 돌출부가 배치되며, 상기 단위자석의 착자방향은 2τp마다 반복적으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 단위자석의 착자방향은 →을 시작으로 ↓, ←, NON 순으로 반복적으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 단위자석의 시작부의 좌측면에는 단위자석 반폭의 철심부가 위치하며, 상기 단위자석의 마지막부의 우측면에도 단위자석의 반폭의 철심부가 위치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 환형의 철심으로 이루어지고 반경 내부 방향으로 제1돌출부, 제2돌출부 및 제3돌출부를 포함하는 돌출부가 형성되며, 상기 돌출부에 순차적으로 A상 권선, B상 권선 및 C상 권선이 배치되는 고정자; 상기 환형의 고정자 내측에 위치하며, 상기 고정자와의 사이에 공극을 두고 있으면서 반경 외부 방향의 표면에 치슬롯 구조로 극간격의 2배(2τp)의 주기로 형성되는 환형 철심의 회전자 및 상기 고정자의 각 돌출부 끝단에는 상기 회전자의 치슬롯 구조와 대향되는 면에 배치되는 다수의 단위자석으로 구성되는 영구자석 셋을 포함하되, 상기 다수의 단위자석의 착자방향은 할박배열(Halbach array)을 기본으로 반복적으로 배치되되, 4번째는 자력이 존재하지 않는 철심으로 이루어지며,, 상기 단위자석들은 첫번째 단위자석이 상기 돌출부에 일부가 노출되게 설치되는 노출 단위자석이고, 다음은 돌출부의 하단에 일정거리 이격 설치되는 이격 단위자석이고, 노출 단위자석, 이격 단위자석 형태로 반복 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 환형의 철심으로 이루어지고 반경 외부 방향으로 제1돌출부, 제2돌출부 및 제3돌출부를 포함하는 돌출부가 형성되며, 상기 돌출부에 순차적으로 A상 권선, B상 권선 및 C상 권선이 배치되는 고정자; 상기 환형의 고정자 외측에 위치하며, 상기 고정자와의 사이에 공극을 두고 있으면서 반경 내부 방향의 표면에 치슬롯 구조로 극간격의 2배(2τp)의 주기로 형성되는 환형 철심의 회전자 및 상기 고정자의 각 돌출부 끝단에는 상기 회전자의 치슬롯 구조와 대향되는 면에 배치되는 다수의 단위자석으로 구성되는 영구자석 셋을 포함하되, 상기 다수의 단위자석의 착자방향은 할박배열(Halbach array)을 기본으로 반복적으로 배치되되, 4번째는 자력이 존재하지 않는 철심으로 이루어지며,, 상기 단위자석들은 첫번째 단위자석이 상기 돌출부에 일부가 노출되게 설치되는 노출 단위자석이고, 다음은 돌출부의 하단에 일정거리 이격 설치되는 이격 단위자석이고, 노출 단위자석, 이격 단위자석 형태로 반복 배치되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 B상 권선 및 C상 권선은 A상 권선을 기준으로 전기각으로 각각 2nπ±2π/3 (n은 정수)의 위상차를 가질 수 있도록 상기 돌출부가 배치되며, 상기 단위자석의 착자방향은 2τp마다 반복적으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 단위자석의 착자방향은 →을 시작으로 ↓, ←, NON 순으로 반복적으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 단위자석의 시작부의 좌측면에는 단위자석 반폭의 철심부가 위치하며, 상기 단위자석의 마지막부의 우측면에도 단위자석의 반폭의 철심부가 위치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 영구자석형 선형 동기전동기 및 회전형 동기전동기는 고정자의 단순한 구조에 의하여 생산 비용이 비교적 낮고, 출력 밀도가 높으며, 추력의 리플이 낮은 장점이 있으며, 또한 분리되어 배치되는 영구자석의 배열로 인하여 이동자 또는 회전자에 영구자석의 고정이 간편하므로 제작성이 우수하여 높은 생산성을 갖는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 다른 영구자석형 선형 동기전동기의 제1실시예를 설명하는 단면도이며,
도 2는 도 1의 단위자석 단면의 또 다른 실시예를 설명하는 단면도이며,
도 3은 비교예 1의 단위자석들의 배치를 설명하는 단면도이며,
도 4는 비교예 2의 단위자석들의 배치를 설명하는 단면도이며,
도 5는 도 3의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프 및 표이며,
도 6은 도 4의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프 및 표이며,
도 7은 도 1의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프 및 표이며,
도 8은 본 발명에 다른 영구자석형 회전형 동기전동기의 제2실시예를 설명하는 단면도이며,
도 9는 본 발명에 다른 영구자석형 회전형 동기전동기의 제3실시예를 설명하는 단면도이다.

이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 영구자석형 선형 동기전동기(100)의 제1실시예를 도 1를 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 영구자석형 선형 동기전동기(100)는 이동자(10)와 고정자(50)를 포함한다.

상기 이동자(10)는 영구자석 셋(20), 권선(30) 및 철심(40)으로 구성되며, 상기 권선(30)은 A상 권선(31), B상 권선(32), C상 권선(33)의 3상으로 이루어진다.

상기 철심(40)은 'E'자 형태로 전체 영역에 걸친 베이스(44)를 기준으로 하방으로 제1돌출부(41), 제2돌출부(42) 및 제3돌출부(43)가 형성되어 있다.

한편, 상기 제1돌출부(41)에는 A상 권선(31)이 권취되며, 상기 제2돌출부(42)에는 B상 권선(32)이 권취되고, 마지막으로 제3돌출부(43)에는 C상 권선(33)이 권취된다.

상기 B상 권선(32) 및 C상 권선(33)은 A상 권선(31)을 기준으로 전기각으로 각각 2nπ±2π/3 (n은 정수)의 위상차를 가질 수 있도록 공간적으로 배치된다.

상기 돌출부(41, 42, 43)들은 동일 폭 b를 가지며, 상기 폭은, 극 간격 τp의 정수배의 크기를 가질 수 있으며 실시예의 경우는 6τp이다. 그리고 돌출부(41, 42, 43)들 사이의 간격 w는 b+w가 2nτp±2/3τp(n은 정수)가 되도록 배치되며 실시예의 경우는 2τp+2/3τp의 크기를 가진다.

상기 돌출부(41, 42, 43)에는 영구자석 셋(20)이 배치된다. 상기 영구자석 셋(20)은 11개(M1, M2, ..., M11라 칭한다)의 동일한 단위자석(21)으로 이루어져 있으며, 각 단위자석(21)은 일정한 규칙으로 착자방향을 형성한다.

상기 단위자석(21) M1의 왼쪽과 M11의 오른쪽은 자석 고정을 위하여 τp/4폭의 철심(40)이 위치한다.

본 발명의 제1실시예에 따른 상기 단위자석(21)의 착자 방향은 할박배열(Halbach array)을 기본으로 극간격의 2배인 2τp마다 반복적인 패턴으로 착자방향이 형성된다.

도 1에 도시된 바와 같이 단위자석(21)의 착자방향은 M1:→, M2:↓, M3:←, M4: "NON" 순이며, 나머지 단위자석(21)들은 위의 순서가 반복되도록 착자방향을 형성한다. 단, 여기서 착자방향 "→"는 자석의 극방향을 SN으로 배치한다는 의미이고, "NON"은 자석이 존재하지 않는 즉, 철심이 위치한다는 의미이다.

따라서, 상기 단위자석(21)의 "↑"는 "NON"으로 대체된다.

즉, 착자방향을 처음에 "→"에서 시작하여 시계방향으로 90도식 착자방향을 회전하여 형성한다.

그러나, 필요한 경우에는 처음의 자화 방향은 선택적으로 변경될 수 있다.

그리고, 착자 방향이 "↓"와 "NON"은 "→"와 "←"의 단위자석(21) 위에 배치하고 수평 방향으로 길이가 길게 배치한다.

한편, 상기 단위자석(21)은 첫번째 단위자석(21)은 하단부가 돌출부(41, 42, 43)에 노출되게 설치되는 노출 단위자석(21)이고, 다음의 단위자석(21)은 철심(40) 내부에 위치하게 설치되는 이격 단위자석(21)이고, 이런 형태가 반복되어 형성되는 특징이 있다.

또한, 필요한 경우 상기 이격 단위자석(21)은 적어도 노출 단위자석(21)의 높이 이상으로 돌출부(41, 42, 43)에서 이격되어 설치될 수 있으며, 이러한 경우 이격된 단위자석(21)은 단면 주변으로 철심(40)이 감싸는 형태를 가진다.

또한, 상기 돌출 단위자석(21)이 수직으로 상기 돌출부(41, 42, 43)에 배치되는 경우 상기 이격 단위자석(21)은 수평으로 배치하여 이격 단위자석(21)의 일부가 돌출 단위자석(21)의 상단에 중첩되게 형성할 수도 있다.

상기와 같은 단위자석(21)의 배치 구성은 단위자석(21)들 사이에 철심(40)들이 위치하여 개별 단위자석(21)의 고정에 매우 유리하다.

또한 수직으로 배치되는 단위자석(21)의 단면을 도 2에 도시된 바와 같이 사다리꼴로 형성하는 경우 수직 단위자석(21)의 고정도 편리하게 구현할 수 있다.

본 발명의 제1실시예에 따른 고정자(50)는 단순한 구조를 갖는 것으로 도 1에 도시된 바와 같이 치슬롯(51) 구조를 포함하는 철심으로 구성되어 있다.

상기 고정자(50)의 단위 치슬롯(51)의 크기 a는 2τp로 형성하여 상기 이동자(10)와 작용한다.

상기 이동자(10)와 고정자(20)의 철심은 철손을 줄이기 위하여 상기 이동자(10)의 이동방향으로 적층되는 것이 바람직하며, 또한, 추력의 리플을 저감하기 위하여 진행방향과 수직한 방향으로 일정각도 비스듬히 배치(skew)하는 것이 더욱 바람직하다.

한편, 도 3에 도시된 선행특허의 하나인 단위자석(21) 배열을 비교예 1이라 하고, 도 4에 도시된 또 다른 단위자석(21)의 배열을 비교예 2라 할 경우, 비교예 1의 변위에 대한 추력의 시뮬레이션 결과와 상기 추력의 특성을 도 5에 도시하였고, 비교예 2의 변위에 대한 추력의 시뮬레이션 결과와 상기 추력의 특성을 도 6에 도시하였으며, 실시예 1에 대한 변위에 대한 추력 시뮬레이션 결과와 상기 추력의 특성을 도 7에 각각 도시하였다.

상기 결과에서 알 수 있는 바와 같이 MMF(MagnetoMotive Force)가 800[AT](100%)인 경우 추력은 실시예 1이 737N으로 비교예 2의 720N보다 높게 발생함을 알 수 있었다.

또한, 리플의 경우 비교예 2는 39.95%로 높은값을 나타내나, 실시예 1은 30.15%로 상기 비교예 2보다 낮은값을 나타냄을 알 수 있었다.

결국, 실시예 1의 경우는 가장 높은 추력을 나타내고, 리플 역시 실시예 2 보다 낮게 발생되어 높은 추력을 요구하는 동기전동기에서 우수한 특성을 나타냄을 알 수 있었다.

다음은 본 발명에 따른 영구자석형 회전형 동기전동기(200)에 대한 실시예들을 설명한다.

먼저 제2실시예를 도 8을 참조하여 설명한다.

도 8에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 영구자석형 회전형 동기전동기(200)는 회전자(210)와 고정자(250)를 포함한다.

상기 회전자(210)는 제1실시예의 선형 전동기의 고정자(50)와 동일한 구조이며, 다만 환형으로 변형된 것에서만 차이를 나타낸다.

역시 치슬롯(211)을 가지며 치슬롯(211)의 주기는 2τp이다.

그리고 고정자(250)는 제1실시예의 이동자(10)와 동일한 구조이며, 다만 환형으로 변형된 것에서만 차이를 나타낸다.

다음은 제3실시예를 도 9를 참조하여 설명한다.

상기 제3실시예는 도 9에 도시된 바와 같이, 제1실시예에서 이동자(10)를 고정자(210)로 환형으로 배치하고, 선형 전동기의 고정자(50)를 회전자(210)로 환형으로 배치한 것에서만 차이를 나타낸다.

이때, 고정자(250)가 회전자(210)의 내부에 위치하는 특징이 있으며, 상기 제2실시예의 고정자(250)와 회전자(210)의 위치를 상대적으로 교체한 구조이다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

10: 이동자 20: 영구자석 셋
21: 단위자석 30: 권선
31: A상 권선 32: B상 권선
33: C상 권선 40: 철심
41: 제1돌출부 42: 제2돌출부
43: 제3돌출부 44: 베이스
50: 고정자 51: 치슬롯
61, 62: 끝단 100: 영구자석형 선형 동기전동기
200: 영구자석형 회전형 동기전동기 210: 회전자
211: 치슬롯 250: 고정자

Claims (9)

1. 철심으로 이루어지고 길이 방향으로 제1돌출부, 제2돌출부 및 제3돌출부를 포함하는 돌출부가 형성되며, 상기 돌출부에 순차적으로 A상 권선, B상 권선 및 C상 권선이 배치되는 이동자;
   상기 이동자와의 사이에 공극을 두고 있으면서 표면에 치슬롯 구조로 극간격의 2배(2τp)의 주기로 형성되며, 이동자의 이동방향에 따라 길게 배치되는 고정자; 및
   상기 이동자 각 돌출부 끝단에서 상기 고정자의 치슬롯 구조와 대향되는 면에 배치되는 다수의 균일한 평균 폭의 단위자석으로 구성되는 영구자석 셋을 포함하되,
   상기 다수의 단위자석의 착자방향은 할박배열(Halbach array)을 기본으로 반복적으로 배치되되, 4번째는 자력이 존재하지 않는 철심으로 이루어지며,
   상기 단위자석들은 첫번째 단위자석이 상기 돌출부에 일부가 노출되게 설치되는 노출 단위자석이고, 다음은 돌출부의 하단에 일정거리 이격 설치되는 이격 단위자석이배치되어, 전체적으로 노출 단위자석, 이격 단위자석 순으로 반복적으로 배치되며,
   상기 B상 권선 및 C상 권선은 A상 권선을 기준으로 전기각으로 각각 2nπ±2π/3 (n은 정수)의 위상차를 가질 수 있도록 상기 돌출부가 배치되며,
   상기 단위자석의 착자방향은 2τp마다 반복적으로 배치되며,
   상기 단위자석의 착자방향은 →을 시작으로 ↓, ←, NON 순으로 반복적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 영구자석형 선형 동기전동기.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서, 상기 단위자석의 시작부의 좌측면에는 단위자석 반폭의 철심부가 위치하며,
   상기 단위자석의 마지막부의 우측면에도 단위자석의 반폭의 철심부가 위치하는 것을 특징으로 하는 영구자석형 선형 동기전동기.
   
5. 환형의 철심으로 이루어지고 반경 내부 방향으로 제1돌출부, 제2돌출부 및 제3돌출부를 포함하는 돌출부가 형성되며, 상기 돌출부에 순차적으로 A상 권선, B상 권선 및 C상 권선이 배치되는 고정자;
   상기 환형의 고정자 내측에 위치하며, 상기 고정자와의 사이에 공극을 두고 있으면서 반경 외부 방향의 표면에 치슬롯 구조로 극간격의 2배(2τp)의 주기로 형성되는 환형 철심의 회전자 및
   상기 고정자의 각 돌출부 끝단에는 상기 회전자의 치슬롯 구조와 대향되는 면에 배치되는 다수의 단위자석으로 구성되는 영구자석 셋을 포함하되,
   상기 다수의 단위자석의 착자방향은 할박배열(Halbach array)을 기본으로 반복적으로 배치되되, 4번째는 자력이 존재하지 않는 철심으로 이루어지며,
   상기 단위자석들은 첫번째 단위자석이 상기 돌출부에 일부가 노출되게 설치되는 노출 단위자석이고, 다음은 돌출부의 하단에 일정거리 이격 설치되는 이격 단위자석이고, 노출 단위자석, 이격 단위자석 형태로 반복 배치되며,
   상기 B상 권선 및 C상 권선은 A상 권선을 기준으로 전기각으로 각각 2nπ±2π/3 (n은 정수)의 위상차를 가질 수 있도록 상기 돌출부가 배치되며,
   상기 단위자석의 착자방향은 2τp마다 반복적으로 배치되며,
   상기 단위자석의 착자방향은 →을 시작으로 ↓, ←, NON 순으로 반복적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 영구자석형 회전형 동기전동기.
   
6. 환형의 철심으로 이루어지고 반경 외부 방향으로 제1돌출부, 제2돌출부 및 제3돌출부를 포함하는 돌출부가 형성되며, 상기 돌출부에 순차적으로 A상 권선, B상 권선 및 C상 권선이 배치되는 고정자;
   상기 환형의 고정자 외측에 위치하며, 상기 고정자와의 사이에 공극을 두고 있으면서 반경 내부 방향의 표면에 치슬롯 구조로 극간격의 2배(2τp)의 주기로 형성되는 환형 철심의 회전자 및
   상기 고정자의 각 돌출부 끝단에는 상기 회전자의 치슬롯 구조와 대향되는 면에 배치되는 다수의 단위자석으로 구성되는 영구자석 셋을 포함하되,
   상기 다수의 단위자석의 착자방향은 할박배열(Halbach array)을 기본으로 반복적으로 배치되되, 4번째는 자력이 존재하지 않는 철심으로 이루어지며,
   상기 단위자석들은 첫번째 단위자석이 상기 돌출부에 일부가 노출되게 설치되는 노출 단위자석이고, 다음은 돌출부의 하단에 일정거리 이격 설치되는 이격 단위자석이고, 노출 단위자석, 이격 단위자석 형태로 반복 배치되며,
   상기 B상 권선 및 C상 권선은 A상 권선을 기준으로 전기각으로 각각 2nπ±2π/3 (n은 정수)의 위상차를 가질 수 있도록 상기 돌출부가 배치되며,
   상기 단위자석의 착자방향은 2τp마다 반복적으로 배치되며,
   상기 단위자석의 착자방향은 →을 시작으로 ↓, ←, NON 순으로 반복적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 영구자석형 회전형 동기전동기.
   
7. 삭제
8. 삭제
9. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서, 상기 단위자석의 시작부의 좌측면에는 단위자석 반폭의 철심부가 위치하며,
   상기 단위자석의 마지막부의 우측면에도 단위자석의 반폭의 철심부가 위치하는 것을 특징으로 하는 영구자석형 회전형 동기전동기.
   

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