KR101395333B1 - 전동차용 직결구동방식 견인전동기의 영구자석 안착이 가능한 회전자 및 영구자석의 포화착자 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대차에 고정되는 고정자; 영구자석을 포함하고 차축에 끼워지는 회전자;를 포함하여 구성되는 철도차량용 직결구동 방식의 견인전동기의 회전자에 있어서, 상기 회전자는 내부에 자석공이 형성된 환 형상의 낱장의 로터코어가 차례로 맞붙여 적층되고, 상기 자석공이 없는 로터코어가 상기 적층된 로터코어의 양단에 적층되어 형성되되, 상기 로터코어에는 상기 영구자석의 위치 이탈이 방지되고 상기 고정자에서 발생하는 열의 영향을 직접적으로 받지 않아 온도 상승에 의한 감자가능성이 낮아지도록, 상기 영구자석이 삽입 될 수 있는 자석공이 외주면을 따라 내부에 형성되고, 상기 자석공이 없는 로터코어는 상기 로터코어와 동일한 형상이되, 상기 로터코어의 외측에 고정 형성되어 상기 영구자석의 위치 이탈을 방지할 수 있도록 자석공이 형성되지 않은 것을 특징으로 하는 전동차용 직결구동방식 견인전동기의 영구자석 안착이 가능한 회전자를 제공한다.

Description

전동차용 직결구동방식 견인전동기의 영구자석 안착이 가능한 회전자 및 영구자석의 포화착자 방법{A railway car direct drive motor's rotor with permanent magnet}

본 발명은 전동차용 직결구동방식 견인전동기의 회전자에 관한 것으로, 구체적으로는 회전자에 안착되는 영구자석이 안정되게 포화착자 할 수 있는 전동차용 직결구동방식 견인전동기의 영구자석 안착이 가능한 회전자 및 영구자석의 포화착자 방법에 관한 것이다.

일반적으로 철도차량용 견인전동기는 동력전달장치를 통해 바퀴의 구동축을 구동시키는 간접구동 방식의 견인전동기와, 바퀴의 구동축에 결합하여 구동축을 직접 구동시키는 직결구동 방식의 견인전동기로 분류된다.

이 경우, 철도차량용 직결구동 방식의 견인전동기는 대차에 설치되어 바퀴의 구동축을 구동시키는 전동기로서, 도 1에 도시된 바와 같이 대차에 고정되는 고정자와, 차축에 끼워지는 직결구동 견인전동기의 영구자석을 포함한 회전자와, 직결구동 견인전동기의 회전자 및 샤프트와 일체화된 차륜, 베어링 및 견인전동기가 취부되는 대차로 구성되어 회전자의 외주면에 영구 자석을 매설하고, 고정자의 내주면에 코일을 배치한 구조를 구비한다.

이러한 직결구동방식 견인전동기는 견인전동기의 회전속도를 변속하여 차축에 전달하는 기어가 없고, 직접 구동하기 때문에 저속에서 대토크의 발생 및 저진동, 저소음인 것을 요하고 있다. 따라서 상기한 요구조건을 만족하기 위한 재료 및 구조의 연구개발이 활발하게 진행되고 있다.

[특허문헌 0001] 대한민국 등록 특허 10-0611590(전동차용 직접구동형 견인 전동장치, 2006.08.04)

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 발명된 것으로, 그 목적은 전동차용 직결구동방식 견인전동기의 회전자의 내부에 매입형 영구자석이 안정되게 포화 착자를 할 수 있게 하며, 회전자의 고속 회전 시 영구자석의 이탈을 방지할 수 있도록 로터코어의 내부 자석공에 영구자석을 삽입한 후, 자석공이 없는 형태의 로터코어를 외측에 적층한 후에 전체를 한꺼번에 적층하여 조립하여 구성하고, 영구자석의 포화착자를 시행하는 전동차용 직결구동방식 견인전동기의 영구자석 안착이 가능한 회전자 및 영구자석의 포화착자 방법을 제공하는 것이다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 전동차용 직결구동방식 견인전동기의 영구자석 안착이 가능한 회전자는 대차에 고정되는 고정자; 영구자석을 포함하고 차축에 끼워지는 회전자;를 포함하여 구성되는 철도차량용 직결구동 방식의 견인전동기의 회전자에 있어서, 상기 회전자는 내부에 자석공이 형성된 환 형상의 낱장의 로터코어가 차례로 맞붙여 적층되고, 상기 자석공이 없는 로터코어가 상기 적층된 로터코어의 양단에 적층되어 형성되되, 상기 로터코어에는 상기 영구자석의 위치 이탈이 방지되고 상기 고정자에서 발생하는 열의 영향을 직접적으로 받지 않아 온도 상승에 의한 감자가능성이 낮아지도록, 상기 영구자석이 삽입 될 수 있는 자석공이 외주면을 따라 내부에 형성되고, 상기 자석공이 없는 로터코어는 상기 로터코어와 동일한 형상이되, 상기 로터코어의 외측에 고정 형성되어 상기 영구자석의 위치 이탈을 방지할 수 있도록 자석공이 형성되지 않은 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 전동차용 직결구동방식 견인전동기의 회전자에 안착되는 영구자석의 포화착자 방법은 로터코어의 두께가 영구자석의 길이에 대응되도록 다수의 로터코어가 서로 맞붙어 적층 형성되는 단계; 상기 영구자석이 상기 로터코어에 구비된 자석공에 삽입되는 단계; 자석공이 없는 로터코어가 상기 영구자석이 삽입된 로터코어의 외측에 적층 형성되는 단계; 및 상기 영구자석의 포화착자를 실행하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전동차용 직결구동방식 견인전동기의 영구자석 안착이 가능한 회전자에 의하면, 로터코어에 삽입되는 영구자석을 내부에 안정되게 위치하도록 구성 한 후 외측에 자석공이 없는 로터코어의 조립을 실시하여 포화착자를 실시함으로써 자성재료의 특성을 유지하며, 높은 속도에서도 안정된 운전이 가능하고, 영구자석의 자성특성을 효율적으로 활용할 수 있어 견인전동기의 효율을 증가시키는 효과가 있다.

또한, 영구자석이 안착된 회전자의 조립 구성이 완성된 후 포화착자를 실시함으로써 영구자석의 강력한 보자력으로 인해 주변의 쇳가루등을 끌어 당겨서 발생되는 영구자석이 파손되는 등 여러 가지 문제점을 예방한다.

도 1은 전동차용 직결구동방식 견인전동기의 개략도.
도 2는 본 발명에 의한 직결구동방식 경인전동기의 회전자의 단면사시도.
도 3은 본 발명에 의한 로터코어(110)의 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 자석공이 없는 로터코어(210)의 사시도.
도 5는 본 발명에 의한 회전자의 분해 사시도.
도 6은 본 발명에 의한 영구자석 포화착자 방법을 도시한 흐름도.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

철도차량용 직결구동 방식의 견인전동기는 상기한 바와 같이 대차에 설치되어 바퀴의 구동축을 구동시키는 전동기로서 대차에 고정되는 고정자와, 영구자석을 포함하고 차축에 끼워지는 회전자와, 직결구동 견인전동기의 회전자 및 샤프트와 일체화된 차륜과 차축, 베어링 및 견인전동기가 취부되는 대차로 구성된다.

이 경우 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상기 회전자(100)는 환 형상의 소정 두께를 갖고 자석공(111)이 형성된 낱장의 로터코어(110)가 차례로 맞붙여 고정 형성된 후, 상기 자석공(111)이 없는 소정 개수의 로터코어(210)가 양단에 설치된다.

상기 로터코어(110)는 영구자석이 끼워질 수 있는 자석공(111)이 외부에 돌출 형성되지 않고 내부에 형성되어 있다.

상기 자석공(111)은 두 개가 V 형상으로 위치 형성된 것을 한 세트로 상기 로터코어(110) 외주면을 따라 내부에 소정 깊이로 형성되어 있는 것을 특징으로 하여 일직선으로 구성한 형태보다 자로(Flux Path) 구성이 유리하며 아울러 자석의 생산 및 제작 비용과 제조에 유리한 장점이 있다.

상기 자석공이 없는 로터코어(210)는 상기 로터코어(110)와 동일한 형상이나, 단지 상기 로터코어(110)에 형성된 자석공(111)이 형성되어 있지 않다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 로터코어(110)에는 외주면 내부에 형성된 상기 자석공(111)으로 영구자석(120)이 삽입되어, 상기 영구자석(120)이 로터코어(110)의 내부에 위치하게 되고, 이 후 상기 자석공(111)이 없는 로터코어(210)가 외측에 적층되어 상기 영구자석(120)의 위치 이탈이 방지되고, 이후 착자 된 영구자석의 강력한 보자력으로 인해 주변의 쇳가루등을 끌어 당겨서 발생되는 영구자석이 파손 등 여러 가지 문제점을 예방할 수 있게 된다.

또한, 상기 영구자석(120)의 유격을 제거하여 내구력을 높일 수 있게 되며, 아울러 상기 고정자에서 발생하는 열의 영향을 직접적으로 받지 않아 온도 상승에 의한 상기 영구자석(120)의 감자가능성이 적어지는 효과가 있다.

상기 로터코어(110) 및 자석공이 없는 로터코어(210)의 중심부에는 중공이 형성되어 바퀴의 구동축 또는 차축이 삽입되어 구동축 또는 차축과 함께 회전된다. 이때, 상기 고정자는 전류를 공급받아 자력을 발생하고, 상기 영구자석(120)을 포함한 로터코어(110)로 이루어진 회전자(100)의 자력과 상호작용하여 전체적으로 상기 견인전동기에 토크를 전달 할 수 있게 되는 것이다.

또한, 본 발명에 의한 전동차용 직결구동방식 견인전동기의 회전자에 안착되는 영구자석의 포화착자 방법은 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 로터코어(110)의 두께가 영구자석(120)의 길이에 대응되도록 다수의 로터코어(110)가 서로 맞붙어 적층 형성되는 단계(S110);로 시작된다.

이 후, 상기 영구자석(120)이 상기 로터코어(110)에 구비된 자석공(111)에 삽입되는 단계(S120); 와 자석공이 없는 로터코어(210)가 상기 영구자석(120)이 삽입된 로터코어(110)의 외측에 적층 형성되는 단계(S130); 및 상기 영구자석(120)의 포화착자를 실행하는 단계(S140); 로 포함하여 구성된다.

따라서, 상기한 바와 같이 상기 영구자석(120)의 주위가 상기 로터코어(110)와 상기 자석공이 없는 로터코어(210)로 밀폐되어 상기 영구자석(120)을 안정되게 삽입된 후 전체적으로 적층하여 조립되므로 착자된 영구자석의 강력한 보자력으로 인해 주변의 쇳가루등을 끌어 당겨서 발생되는 영구자석이 파손되는 등 여러 가지 문제점을 예방할 수 있게 된다.

이상에서 설명된 본 발명의 전동차용 직결구동방식 견인전동기의 영구자석 안착이 가능한 회전자 및 영구자석의 포화착자 방법의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 회전자 110 : 로터코어
111 : 자석공 120 : 영구자석
210 : 자석공이 없는 로터코어

Claims (2)

1. 대차에 고정되는 고정자; 영구자석(120)을 포함하고 차축에 끼워지는 회전자(100);를 포함하여 구성되는 철도차량용 직결구동 방식의 견인전동기의 회전자에 있어서,
   상기 회전자(100)는 환 형상의 자석공(111)이 형성된 소정의 두께를 갖는 낱장의 로터코어(110)가 영구자석(120)의 길이에 대응되도록 차례로 맞붙여 적층되고, 상기 자석공이 없는 로터코어(210)가 상기 적층된 로터코어(110)의 양단에 적층되어 형성되되,
   상기 로터코어(110)에는 상기 영구자석(120)의 위치 이탈이 방지되고, 상기 고정자에서 발생하는 열의 영향을 직접적으로 받지 않아 온도 상승에 의한 감자가능성이 낮아지도록, 상기 영구자석(120)이 삽입될 수 있는 자석공(111)이 외주면을 따라 내부에 형성되고,
   상기 자석공이 없는 로터코어(210)는 상기 로터코어(110)와 동일한 형상이되, 상기 로터코어(110)의 외측에 고정 형성되어 상기 영구자석(120)의 위치 이탈을 방지할 수 있으며, 상기 영구자석(120)의 주위가 상기 로터코어(110)와 상기 자석공이 없는 로터코어(210)로 밀폐되어 이후 착자된 영구자석(120)의 강력한 보자력으로 인해 주변의 쇳가루등을 끌어 당겨서 발생되는 영구자석(120)이 파손 등 여러 가지 문제점을 예방할 수 있게 되도록 자석공(111)이 형성되지 않은 것을 특징으로 하는 전동차용 직결구동방식 견인전동기의 영구자석 안착이 가능한 회전자.
2. 로터코어(110)의 두께가 영구자석(120)의 길이에 대응되도록 소정의 두께를 갖는 다수의 로터코어(110)가 서로 맞붙어 적층 형성되는 단계(S110);
   상기 영구자석(120)이 상기 로터코어(110)의 내부에는, 고정자에서 발생하는 열의 영향을 직접적으로 받지 않아 온도 상승에 의한 감자가능성이 낮아지도록, 자석공(111)이 구비되어 상기 영구자석(120)이 삽입되는 단계(S120);
   상기 영구자석(120)의 주위가 밀폐되어, 상기 영구자석(120)의 강력한 보자력으로 인해 주변의 쇳가루등을 끌어 당겨서 발생되는 영구자석(120)이 파손 등 여러 가지 문제점을 예방할 수 있게 되도록 자석공이 없는 로터코어(210)가 상기 영구자석(120)이 삽입된 로터코어(110)의 외측에 적층 형성되는 단계(S130); 및
   상기 영구자석(120)의 포화착자를 실행하는 단계(S140);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동차용 직결구동방식 견인전동기의 회전자에 안착되는 영구자석의 포화착자 방법.
   

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