KR101587839B1

KR101587839B1 - 비엘디씨 모터용 링형자석의 착자 장치

Info

Publication number: KR101587839B1
Application number: KR1020140078274A
Authority: KR
Inventors: 배완성; 손인석
Original assignee: 주식회사 코아비스
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2016-01-22
Also published as: KR20160000720A; DE102015008039A1; US20150380146A1; US9576715B2

Abstract

본 발명은 회전자 코어의 외주면에 링형자석이 설치되는 회전자; 및 상기 링형자석의 외주면에 대향하여 서로 일정간격 이격되게 배치되어 상기 링형자석을 착자하여 짝수개의 단위자석을 형성하되, 상기 단위자석의 일단 및 타단을 제외한 영역에만 착자하는 다수개의 착자 요크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비엘디씨 모터용 링형자석의 착자 장치에 관한 것이다.

Description

비엘디씨 모터용 링형자석의 착자 장치{Polarizing device for a BLDC motor ring magnet}

본 발명은 비엘디씨 모터용 링형자석을 착자하기 위한 비엘디씨 모터용 링형자석의 착자 장치에 관한 것이다.

BLDC 모터를 스테이터 코어의 존재 여부에 따라 분류하면 일반적으로 컵(원통) 구조를 가지는 코어형(또는 레이디얼 갭형)과 코어레스형(또는 액시얼 갭형)으로 나뉘어진다.

코어형 구조의 BLDC 모터는 내주부에 형성된 다수개의 돌기(티스)에 전링형자석 구조를 갖기 위해 코일이 권취된 원통형의 스테이터와 원통형 영구 링형자석으로 이루어진 로터로 구성된 내부 링형자석형과, 스테이터가 외주부에 형성된 다수개의 돌기(티스)에 상하 방향으로 코일이 권취되어 있고 그 외부에 다극 착자된 원통형 영구링형자석으로 된 로터로 구성된 외부 링형자석형으로 분류된다.

코어형 BLDC 모터는 자기회로가 축을 중심으로 레이디얼 방향으로 대칭인 구조를 가지고 있으므로 축방향 진동성 노이즈가 적고, 저속 회전에 적합하며, 자로의 방향에 대하여 공극이 차지하는 부분이 극히 적어 성능이 낮은 링형자석을 사용하거나 링형자석의 양을 줄여도 높은 자속 밀도를 얻을 수 있으므로 토크가 크고 효율이 높다는 장점을 가지고 있다.

한편, BLDC 모터의 내부에 설치되는 링형자석은 모터 구동 및 주파수 발생을 위하여 착자시키는 착자 과정을 갖게 된다.

도 1은 종래의 비엘디씨 모터용 링형자석의 착자 장치의 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 비엘디씨 모터용 링형자석의 착자 장치는 내부에 회전축(11)이 삽입되는 회전자 코어(12)와, 상기 회전자 코어의 외주면에 링형자석(20)이 설치되는 회전자(10); 및 상기 링형자석의 외주면에 대향하게 설치되는 다수개의 착자 요크(30);를 포함하여 구성된다.

이 때, 상기 착자 요크(30)에 착자 전압이 인가되어 상기 착자 철심을 통해 자속이 발생하고, 이 자속에 의해 상기 링형자석(20)에 짝수개의 단위자석(21)이 착자된다.

상기 짝수개의 단위자석(21)은 서로 결합되어 한쪽이 S극 자성을 가질 수 있고 다른 한쪽이 N극 자성을 가질 수 있다.

도 2는 종래의 비엘디씨 모터용 링형자석 착자에 의해 형성된 단위자석의 전기 각도에 따른 자속 밀도 그래프이다.

도 2의 그래프 좌측에 전기각도 0 내지 180도로 도시된 부분은 N극 자성을 가진 단위자석의 전기각도에 따른 자속 밀도 그래프이고, 도 2에서 전기각도 0도에서 180도까지는 N극 자성을 가진 단위자석의 일단에서 타단까지를 의미하며, 다시 전기각도 180도에서 360도까지는 S극 자성을 가진 단위자석의 일단에서 타단까지를 의미한다.

도 2를 참조하면, 종래기술은 N극 자성을 가진 단위자석의 일단 및 타단과 S극 자성을 가진 단위자석의 일단 및 타단에서 자속밀도가 급격하게 변화하는 '데드존'이 발생하는 것을 확인할 수 있다.

이에 따라, 종래기술은 링형자석을 이루는 짝수개의 단위자석의 '데드존'에 의한 자기저항의 급격한 변화로 인해 링형자석의 회전 난조인 코깅 현상 및 토크 리플 현상이 발생하는 문제점이 있다.

따라서 상술한 문제점을 해결하기 위한 다양한 비엘디씨 모터용 링형자석의 착자 장치의 개발이 필요한 실정이다.

이와 관련된 기술로는 한국공개특허 제2000-0044134호의 모터 마그네트의 착자 장치가 제시되어 있다.

한국공개특허 제2000-0044134호 (2000.07.15)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 링형자석을 이루는 단위자석의 일단 및 타단의 자속밀도의 급격한 변화를 완화하여 링형자석의 회전 난조인 코깅 현상 및 토크 리플 현상을 최소화할 수 있게 착자하는 비엘디씨 모터용 링형자석의 착자 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 비엘디씨 모터용 링형자석의 착자 장치는 회전자 코어(120)의 외주면에 링형자석(200)이 설치되는 회전자(100); 및 상기 링형자석(200)의 외주면에 대향하여 서로 일정간격 이격되게 배치되어 상기 링형자석(200)을 착자하여 짝수개의 단위자석(210)을 형성하되, 상기 단위자석(210)의 일단 및 타단을 제외한 영역에만 착자하는 다수개의 착자 요크(300);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 착자 요크(300)는 상기 단위자석(210)에 대한 착자 각도가 상기 단위자석(210)의 자극 피치의 0.7 내지 0.8 배인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 착자 요크(300)는 내주면이 상기 단위자석(210)의 내주면에 대응하는 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 착자 요크(300)는 내주면에 요철이 형성되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명에 따른 비엘디씨 모터용 링형자석의 착자 장치는 링형자석을 착자하여 짝수개의 단위자석을 형성하되, 단위자석의 일단 및 타단을 제외한 영역에만 착자하는 다수개의 착자 요크를 포함하여 구성됨으로써, 링형자석을 이루는 짝수개의 단위자석의 일단 및 타단의 자속밀도의 급격한 변화를 완화하여 링형자석의 회전 난조인 코깅 현상 및 토크 리플 현상을 최소화할 수 있게 착자하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 비엘디씨 모터용 링형자석용 착자 장치의 개략도
도 2는 종래의 비엘디씨 모터용 링형자석 착자에 의해 형성된 단위자석의 전기 각도에 따른 자속 밀도 그래프
도 3은 본 발명에 따른 비엘디씨 모터용 링형자석용 착자 장치의 개략도
도 4는 본 발명에 따른 비엘디씨 모터용 링형자석 착자에 의해 형성된 단위자석의 전기 각도에 따른 자속 밀도 그래프

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

도 3은 본 발명에 따른 비엘디씨 모터용 링형자석(200)용 착자 장치의 개략도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 비엘디씨 모터용 링형자석(200)용 착자 장치는 회전자(100), 링형자석(200), 착자 요크(300)를 포함하여 구성된다.

상기 회전자(100)는 회전축(110), 및 회전자(100)코어를 포함하여 구성된다.

상기 회전축(110)은 모터의 구동축(미도시)에 힌지 결합된다.

상기 회전자(100)코어는 상기 회전축(110)의 외주면에 결합되며, 열팽창에 의한 팽창이 최소화되기 위한 알루미늄이나 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 회전자(100)코어의 내주면과 외주면에는 흡음을 위한 고무나 실리콘 수지가 결합될 수 있다.

상기 링형자석(200)은 상기 회전자 코어(120)의 외주면에 설치되며, 강자성체 재질로 이루어질 수 있다.

상기 착자 요크(300)는 상기 링형자석(200)의 외주면에 대향하여 서로 일정간격 이격되게 배치되어 상기 링형자석(200)을 착자하여 짝수개의 단위자석(210)을 형성하되, 상기 단위자석(210)의 일단 및 타단을 제외한 영역에만 착자한다.

이 때, 상기 단위자석(210)의 일단 및 타단에는 자속밀도의 급격한 변화가 완화되어 상기 링형자석(200)에서 상기 단위자석(210)의 자기저항의 급격한 변화로 인해 상기 링형자석(200)의 회전 난조인 코깅 현상 및 토크 리플 현상이 발생하는 것을 완화할 수 있다.

이에 대해 좀 더 상세하게 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 비엘디씨 모터용 링형자석(200) 착자에 의해 형성된 단위자석(210)의 전기 각도에 따른 자속 밀도 그래프이다. 도 4에서 전기각도 0도에서 180도까지는 N극 자성을 가진 단위자석(210)의 일단에서 타단까지를 의미하며, 다시 전기각도 180도에서 360도까지는 S극 자성을 가진 단위자석(210)의 일단에서 타단까지를 의미한다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 비엘디씨 모터용 링형자석(200) 착자에 의해 형성된 단위자석(210)에 있어서, N극 자성을 가진 단위자석(210)의 일단 및 타단과 S극 자성을 가진 단위자석(210)의 일단 및 타단에서 자속밀도가 급격하게 변화하는 것이 완화되는 것을 확인할 수 있다.

이에 따라, 상기 단위자석(210)의 일단 및 타단에는 자속밀도의 급격한 변화가 완화되어 상기 링형자석(200)에서 상기 단위자석(210)의 자기저항의 급격한 변화로 인해 상기 링형자석(200)의 회전 난조인 코깅 현상 및 토크 리플 현상이 발생하는 것을 완화할 수 있는 것을 확인할 수 있다.

또한, N극 자성을 가진 단위자석(210)의 일단에서 타단까지의 자속밀도와 S극 자성을 가진 단위자석(210)의 일단에서 타단까지의 자속밀도도 모두 일정하게 유지되는 것을 확인할 수 있다.

이에 따라, 상기 단위자석(210)의 일단에서 타단까지의 자속밀도도 일정하게 유지되어, 상기 링형자석(200)에서 상기 단위자석(210)의 자기저항이 일정하게 유지되어 상기 링형자석(200)의 회전 난조인 코깅 현상 및 토크 리플 현상이 발생하는 것을 완화할 수 있는 것을 확인할 수 있다.

한편, 상기 착자 요크(300)는 상기 단위자석(210)에 대한 착자 각도가 상기 단위자석(210)의 자극 피치의 0.7 내지 0.8배로 구성될 수 있다.

즉, 상기 단위자석(210)의 자극 피치의 70 % 내지 80%의 영역만 착자하는 것이다.

또한, 상기 착자 요크(300)는 내주면이 상기 단위자석(210)의 내주면에 대응하는 형태로 형성될 수 있다.

즉, 상기 단위자석(210)의 자극 피치의 전체 영역 중 일부 영역에만 착자하는 것이다.

또한, 상기 착자 요크(300)는 내주면에 요철이 형성될 수 있다.

상기 착자 요크(300)의 내주면에 요철이 형성되는 경우, 상기 착자 요크(300)가 링형 자석(200)을 착자하는 강도가 약화되어 단위자석의 자속밀도를 약화하여 링형자석의 회전 난조인 코깅 현상 및 토크 리플 현상을 약화시킬 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

100 : 회전자
110 : 회전축
120 : 회전자 코어
200 : 링형자석
210 : 단위자석
300 : 착자 요크

Claims

회전자 코어(120)의 외주면에 링형자석(200)이 설치되는 회전자(100); 및
상기 링형자석(200)의 외주면에 대향하여 서로 일정간격 이격되게 배치되어 상기 링형자석(200)을 착자하여 짝수개의 단위자석(210)을 형성하되, 상기 단위자석(210)의 일단 및 타단을 제외한 영역에만 착자하는 다수개의 착자 요크(300);를 포함하며,
상기 착자 요크(300)는 상기 단위자석(210)에 대한 착자 각도가 상기 단위자석(210)의 자극 피치의 0.7 내지 0.8 배이며, 내주면이 상기 단위자석(210)의 내주면에 대응하는 형태로 형성되며, 내주면에 요철이 형성되는 것을 특징으로 하는 비엘디씨 모터용 링형자석의 착자 장치.
삭제
삭제
삭제