KR101614146B1 - Magnetic circuit with variable capacity - Google Patents

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KR101614146B1 KR1020140139626A KR20140139626A KR101614146B1 KR 101614146 B1 KR101614146 B1 KR 101614146B1 KR 1020140139626 A KR1020140139626 A KR 1020140139626A KR 20140139626 A KR20140139626 A KR 20140139626A KR 101614146 B1 KR101614146 B1 KR 101614146B1
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Abstract

적용되는 부하의 조건에 따라 그 용량을 용이하게 변경할 수 있는 가변 용량 자기 회로가 개시된다. 상기 가변 용량 자기 회로는, 일정 간격으로 배열된 복수의 권선부를 갖는 고정자 코어 및 상기 복수의 권선부에 각각 권선된 복수의 코일을 갖는 고정자- 상기 복수의 코일 각각에는 상기 복수의 권선부의 배열 순서에 따라 서로 다른 위상을 갖는 전류가 흐름-; 및 상기 복수의 코일과 자기적인 작용하는 복수의 영구 마그넷을 배치하기 위해 일정 간격으로 형성된 복수의 마그넷 배치 영역을 갖는 이동자 코어와, 상기 복수의 마그넷 배치 영역에 각각 배치되는 복수의 영구 마그넷을 갖는 이동자를 포함한다. 상기 서로 다른 위상을 갖는 전류가 흐르는 코일 중 일 위상의 전류가 흐르는 코일 또는 상기 일 위상의 전류가 흐르는 코일이 권선된 권선부 중앙에 정렬된 상기 마그넷 배치 영역 중 적어도 하나와, 상기 일 위상의 전류가 흐르는 코일과는 다른 두 위상의 전류가 흐르는 상호 이웃한 코일 또는 상기 다른 두 위상의 전류가 흐르는 상호 이웃한 코일이 권선된 권선부 사이의 중앙에 정렬된 상기 마그넷 배치 영역 중 적어도 하나는 상기 영구 마그넷이 배치되지 않는 비워진 영역이 된다.A variable capacitance magnetic circuit capable of easily changing its capacitance in accordance with the conditions of an applied load is disclosed. Wherein the variable capacity magnetic circuit comprises: a stator core having a plurality of winding portions arranged at regular intervals; and a stator having a plurality of coils wound around the plurality of winding portions, wherein each of the plurality of coils includes a plurality of winding portions A current having a different phase is flowing; A mover core having a plurality of magnet arrangement regions formed at regular intervals to dispose a plurality of permanent magnets magnetically acting with the plurality of coils, and a plurality of permanent magnets arranged in the plurality of magnet arrangement regions, Lt; / RTI > At least one of a coil through which a current of one phase flows among the coils through which the current having the different phase flows or a magnet arrangement region which is aligned at the center of the winding portion where the coil through which the current flows in one phase, At least one of the magnet arrangement regions arranged at the center between mutually adjacent coils in which currents of two phases different from the coils through which the coils are flowing or coils wound with mutually adjacent coils through which the currents of the other two phases flow, It becomes a vacated area where the magnet is not placed.

Description

가변 용량 자기 회로{MAGNETIC CIRCUIT WITH VARIABLE CAPACITY}[0001] MAGNETIC CIRCUIT WITH VARIABLE CAPACITY [0002]

본 발명은 가변 용량 자기 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적용되는 부하의 조건에 따라 그 용량을 용이하게 변경할 수 있는 가변 용량 자기 회로에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable capacitance magnetic circuit, and more particularly, to a variable capacitance magnetic circuit capable of easily changing its capacitance in accordance with a condition of an applied load.

전동기(모터) 또는 발전기와 같이 자기 회로 구조를 갖는 장치들은 영구 마그넷을 구비하고 그 자속을 이용하여 토크나 전력 생산하는 장치이다. 이러한 자기 회로들 중 영구 마그넷(Permanent Magnet)을 적용한 전동기나 발전기는 기존의 유도식(induction) 자기 회로에 비해 여자 전류에 의한 손실이 없어 효율이 높고 소음이 적은 장점이 있다.Devices having a magnetic circuit structure, such as a motor (motor) or a generator, are devices that have a permanent magnet and produce torque or electric power using the magnetic flux. Among the magnetic circuits, the permanent magnets and the electric motors and generators applying the permanent magnets have the advantages of high efficiency and low noise as compared with the conventional induction magnetic circuits due to no loss due to the excitation current.

이러한 영구 마그넷을 적용한 자기 회로는 통상적으로 부하의 조건에 따라 그 용량이 결정되어 제조된다. 예를 들어, 영구 마그넷을 적용한 전동기의 경우, 원하는 용량에 따른 슬롯과 폴의 개수에 따라 고정자에 권선되는 코일의 수나 회전자에 부착되는 마그넷의 개수와 자속밀도가 설계되고 그에 따라 생산에 이르게 된다. 이렇게 영구 마그넷을 적용한 자기 회로가 생산되면 자기 회로 자체의 용량이 고정되고 그 이후 용량의 변경이 매우 어렵게 된다.A magnetic circuit to which such a permanent magnet is applied is usually manufactured by determining the capacity according to load conditions. For example, in the case of an electric motor using a permanent magnet, the number of coils wound on the stator, the number of magnets attached to the rotor, and the magnetic flux density are designed according to the number of slots and poles according to a desired capacity, . When the permanent magnet is applied to the magnetic circuit, the capacity of the magnetic circuit itself is fixed and the capacity of the permanent magnet is changed after that.

자기 회로의 설계 또는 생산 이후, 자기 회로의 용량을 변경하기 위한 종래의 기술로는 고정자에 감기는 코일의 권회수를 변경하거나, 영구 마그넷의 자속 밀도를 변경하는 방법이 알려져 있다.As a conventional technique for changing the capacity of the magnetic circuit after the design or production of the magnetic circuit, there is known a method of changing the winding number of the coil wound on the stator or changing the magnetic flux density of the permanent magnet.

고정자에 감기는 코일의 권회수를 변경하는 기법은, 코일의 권회수 변경에 따라 변동되는 자기 회로의 용량 변동 폭이 매우 크므로 세밀한 출력 조정이 불가능한 문제점이 있다. 또한, 영구 마그넷의 자속 밀도를 변경하는 기법은, 자기 회로에 적용된 영구 마그넷을 모두 교체하여야 하여야 하므로 매우 비효율적이라는 문제점이 있다.
The technique of changing the number of windings of the coil wound on the stator has a problem in that it is impossible to finely adjust the output because the variation range of the capacity of the magnetic circuit varies depending on the number of turns of the coil. In addition, the technique of changing the magnetic flux density of the permanent magnet is problematic in that it is very inefficient because all the permanent magnets applied to the magnetic circuit must be replaced.

따라서, 본 발명은 설계나 생산이 완료된 이후에도 적용되는 부하의 조건에 따라 그 용량을 정밀하고 용이하게 변경할 수 있는 가변 용량 자기 회로를 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.Accordingly, it is a technical object of the present invention to provide a variable capacitance magnetic circuit capable of precisely and easily changing its capacitance according to the conditions of a load applied even after design or production is completed.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,According to an aspect of the present invention,

일정 간격으로 배열된 복수의 권선부를 갖는 고정자 코어 및 상기 복수의 권선부에 각각 권선된 복수의 코일을 갖는 고정자- 상기 복수의 코일 각각에는 상기 복수의 권선부의 배열 순서에 따라 서로 다른 위상을 갖는 전류가 흐름-; 및A stator comprising: a stator core having a plurality of winding portions arranged at regular intervals; and a stator having a plurality of coils wound on the plurality of winding portions, wherein each of the plurality of coils includes a current Flow -; And

상기 복수의 코일과 자기적인 작용하는 복수의 영구 마그넷을 배치하기 위해 일정 간격으로 형성된 복수의 마그넷 배치 영역을 갖는 이동자 코어와, 상기 복수의 마그넷 배치 영역에 각각 배치되는 복수의 영구 마그넷을 갖는 이동자를 포함하며,A mover core having a plurality of magnet arrangement regions formed at regular intervals to dispose a plurality of permanent magnets magnetically acting on the plurality of coils; and a mover having a plurality of permanent magnets respectively disposed in the plurality of magnet arrangement regions ≪ / RTI &

상기 서로 다른 위상을 갖는 전류가 흐르는 코일 중 일 위상의 전류가 흐르는 코일 또는 상기 일 위상의 전류가 흐르는 코일이 권선된 권선부 중앙에 정렬된 상기 마그넷 배치 영역 중 적어도 하나와, 상기 일 위상의 전류가 흐르는 코일과는 다른 두 위상의 전류가 흐르는 상호 이웃한 코일 사이 또는 상기 다른 두 위상의 전류가 흐르는 상호 이웃한 코일이 권선된 권선부 사이의 중앙에 정렬된 상기 마그넷 배치 영역 중 적어도 하나는 상기 영구 마그넷이 배치되지 않는 비워진 영역인 것을 특징으로 하는 가변 용량 자기 회로를 제공한다.At least one of a coil through which a current of one phase flows among the coils through which the current having the different phase flows or a magnet arrangement region which is aligned at the center of the winding portion where the coil through which the current flows in one phase, At least one of the magnet arranging regions arranged in the center between mutually adjacent coils through which currents of two phases different from the coils through which the coils flow, or between the coils wound with mutually adjacent two coils through which the current of the other two phases flow, Wherein the permanent magnet is a vacant area in which the permanent magnet is not disposed.

본 발명의 일 실시형태에서, 식 ‘

Figure 112014098500595-pat00001
’(Nspp: 매극 매상 당 슬롯수, Nph: 상기 서로 다른 위상의 수, Ns: 가변 용량 자기 회로의 슬롯수, Nm: 복수의 영구 마그넷의 극수)에 의해 정의된 매극 매상 당 슬롯수가 0.25인 경우, 상기 비워진 영역의 수는 ‘
Figure 112014098500595-pat00002
’(
Figure 112014098500595-pat00003
, n은 양의 정수)일 수 있다.In one embodiment of the present invention,
Figure 112014098500595-pat00001
(N spp : number of slots per active pole, N ph : number of the different phases, N s : number of slots of the variable capacity magnetic circuit, N m : number of poles of the permanent magnets) When the number is 0.25, the number of the vacated areas is'
Figure 112014098500595-pat00002
'(
Figure 112014098500595-pat00003
, and n is a positive integer).

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 매극 매상 당 슬롯수가 0.25인 경우, 상기 비워진 영역에 인접한 마그넷은 상호 동일한 극성을 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, when the number of slots per active pole is 0.25, the magnets adjacent to the emptied area may have the same polarity with respect to each other.

본 발명의 일 실시형태에서, 식 ‘

Figure 112014098500595-pat00004
’(Nspp: 매극 매상 당 슬롯수, Nph: 상기 서로 다른 위상의 수, Ns: 가변 용량 자기 회로의 슬롯수, Nm: 복수의 영구 마그넷의 극수)에 의해 정의된 매극 매상 당 슬롯수가 0.5인 경우, 상기 비워진 영역의 수는 ‘
Figure 112014098500595-pat00005
’(
Figure 112014098500595-pat00006
, n은 양의 정수)일 수 있다.In one embodiment of the present invention,
Figure 112014098500595-pat00004
(N spp : number of slots per active pole, N ph : number of the different phases, N s : number of slots of the variable capacitance magnetic circuit, N m : number of poles of the permanent magnets) When the number is 0.5, the number of vacant areas is'
Figure 112014098500595-pat00005
'(
Figure 112014098500595-pat00006
, and n is a positive integer).

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 매극 매상 당 슬롯수가 0.5인 경우, 상기 비워진 영역의 인접 마그넷은 적어도 하나의 다른 비워진 영역의 인접 마그넷과 서로 다른 극성을 가질 수 있다.In an embodiment of the present invention, when the number of slots per active pole is 0.5, the adjacent magnet of the vacated area may have a different polarity from the adjacent magnet of at least one other vacated area.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 가변 용량 자기 회로는 전동기, 발전기 또는 선형 모터일 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the variable capacity magnetic circuit may be an electric motor, a generator, or a linear motor.

특히, 본 발명은 전동기나 발전기와 같은 회전 운동하는 3상의 가변 용량 자기 회로에 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 3상의 가변 용량 자기 회로는, In particular, the present invention can be applied to a three-phase variable-capacity magnetic circuit that rotates, such as an electric motor or a generator. The three-phase variable-capacitance magnetic circuit according to the present invention comprises:

일정 간격으로 배열된 복수의 티쓰를 갖는 고정자 코어 및 상기 복수의 티쓰에 각각 권선된 복수의 코일을 갖는 고정자- 상기 복수의 코일 각각에는 티쓰 배열 순서에 따라 U상, V상 및 W상의 3상 전류가 번갈아 흐름-; 및A stator having a plurality of teeth arranged at regular intervals and a stator having a plurality of coils each wound on the plurality of teeth, wherein each of the plurality of coils has a U phase, V phase and W phase three phase current Alternating flow -; And

상기 복수의 코일과 자기적인 작용을 하는 복수의 영구 마그넷을 배치하기 위해 일정 간격으로 형성된 복수의 마그넷 배치 영역을 갖는 회전자 코어와, 상기 복수의 마그넷 배치 영역에 각각 배치되는 복수의 영구 마그넷을 갖는 회전자를 포함하며,A rotor core having a plurality of magnet arrangement regions formed at regular intervals to dispose a plurality of permanent magnets magnetically acting on the plurality of coils; and a plurality of permanent magnets arranged respectively in the plurality of magnet arrangement regions Comprising a rotor,

상기 U상의 전류가 흐르는 코일 또는 상기 U상의 전류가 흐르는 코일이 권선된 티쓰의 중앙에 정렬된 마그넷 배치 영역 중 적어도 하나와, 상기 V상 및 W상의 전류가 흐르는 코일 또는 상기 V상 및 W상의 전류가 흐르는 코일이 권선된 티쓰 사이의 중앙에 정렬된 마그넷 배치 영역 중 적어도 하나는 상기 영구 마그넷이 배치되지 않는 비워진 영역인 것을 특징으로 하는 가변 용량 자기 회로를 제공한다.At least one of a coil through which the U phase current flows or a magnet placement region in which a coil through which the U phase current flows is arranged at the center of the coil, and a coil in which the V phase current flows and a W phase current Wherein at least one of the magnet arrangement regions arranged in the center between the coils through which the coils are wound is a vacant region in which the permanent magnets are not disposed.

본 발명에 따르면, 자기 회로를 구성하는 이동자나 고정자의 설계 변경이나 신규 제작의 과정을 거치지 않더라도 용이하고 정밀하게 그 용량을 조정할 수 있다.According to the present invention, it is possible to adjust the capacity easily and precisely without changing the design of the mover or the stator constituting the magnetic circuit or the process of newly making it.

특히, 본 발명에 따르면, 고정자에 권선된 복수의 코일에 흐르는 전류의 위상에 따라 마그넷을 배치하지 않고 비워두는 위치를 결정함으로써 자기 회로의 다른 특성 저하를 최소화하면서 그 용량 변화를 도모할 수 있다.Particularly, according to the present invention, it is possible to minimize the deterioration of other characteristics of the magnetic circuit while changing the capacity of the magnetic circuit by determining the positions where the magnets are not disposed according to the phases of the currents flowing through the plurality of coils wound on the stator.

또한, 본 발명에 따르면, 다양한 부하 조건을 갖는 전동기 또는 발전기를 제작하는데 매우 적합하다. 즉, 본 발명에 따르면, 다양한 부하 조건에 따라 전동기 또는 발전기의 설계 및 제작을 별도로 할 필요 없이 하나의 회전자-고정자 구조에서 회전자에 적용되는 마그넷의 배치구조만 변경함으로써 다양한 용량의 전동기 또는 발전기를 용이하게 생산할 수 있게 한다.Further, according to the present invention, it is very suitable for manufacturing an electric motor or a generator having various load conditions. That is, according to the present invention, there is no need to separately design and manufacture the motor or the generator in accordance with various load conditions, and by changing only the arrangement structure of the magnet applied to the rotor in one rotor-stator structure, Can be easily produced.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 가변 용량 자기 회로의 일례를 간략하게 도시한 분해 사시도이다.
도 2의 (a)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 가변 용량 자기 회로의 회전자의 일례를 도시한 사시도이고, (b)는 마그넷 배치 구조의 다양한 예를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 가변 용량 자기 회로의 마그넷 배치 구조의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 가변 용량 자기 회로의 마그넷 배치 구조의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 가변 용량 자기 회로의 일 회전 속도에서 마그넷 배치와 그에 따른 토크 파형을 도시한 것이다.
도 7은 도 5 및 도 6의 측정에 적용된 회전 속도에서의 마그넷 수에 따른 FEM 해석 결과를 도시한 표이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따른 가변 용량 자기 회로의 다른 회전 속도에서 마그넷 배치와 그에 따른 토크 파형을 도시한 것이다.
도 10은 도 8 및 도 8의 측정에 적용된 회전 속도에서의 마그넷 수에 따른 FEM 해석 결과를 도시한 표이다.1 is an exploded perspective view briefly showing an example of a variable capacitance magnetic circuit according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 (a) is a perspective view showing an example of a rotor of a variable capacity magnetic circuit according to an embodiment of the present invention, and Fig. 2 (b) is a perspective view showing various examples of a magnet arrangement structure.
3 is a diagram showing an example of a magnet arrangement structure of a variable capacitance magnetic circuit according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing another example of the magnet arrangement structure of the variable capacitance magnetic circuit according to the embodiment of the present invention.
FIGS. 5 and 6 show the magnet arrangement and the torque waveform according to one rotation speed of the variable capacity magnetic circuit according to the embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 7 is a table showing FEM analysis results according to the number of magnets at the rotational speeds applied to the measurements of FIGS. 5 and 6. FIG.
8 and 9 show magnet arrangements and torque waveforms at different rotational speeds of the variable capacitance magnetic circuit according to an embodiment of the present invention.
10 is a table showing FEM analysis results according to the number of magnets at the rotational speed applied to the measurements of FIGS. 8 and 8. FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. In addition, in describing the present invention, the defined terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and they may be changed depending on the intention or custom of the technician working in the field, so that the technical components of the present invention are limited It will not be understood as meaning.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 가변 용량 자기 회로의 일례를 간략하게 도시한 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view briefly showing an example of a variable capacitance magnetic circuit according to an embodiment of the present invention.

이하의 설명은 가변 용량 자기 회로 중 토크를 생성하는 회전 전동기(모터)에 대한 예를 설명한다. 그러나, 본 발명은 회전 전동기에 한정되는 것은 아니며, 당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 이하의 설명을 통해 회전 전동기뿐만 아니라 발전기 또는 선형 모터 등과 같이 영구 마그넷과 코일의 상호 자기적 작용을 통해 운전되는 다양한 자기 회로에 응용할 수 있음은 자명하다. The following description explains an example of a rotary electric motor (motor) that generates torque among the variable capacity magnetic circuits. However, the present invention is not limited to a rotating electric motor. Those skilled in the art will be able to understand the operation of the rotating electric motor through mutual magnetic action between the permanent magnet and the coil, such as a generator or a linear motor, It is obvious that the present invention can be applied to various magnetic circuits.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 가변 용량 자기 회로는 영구 마그넷(12)을 포함하는 이동자(10)와 코일(미도시)이 권선되는 고정자(20)를 포함하여 구성될 수 있다. 1, a variable capacitance magnetic circuit according to an embodiment of the present invention may include a stator 20 in which a mover 10 including a permanent magnet 12 and a coil (not shown) are wound. have.

고정자(20)는 코일을 권선하기 위한 복수의 권선부를 갖는 고정자 코어(21)를 포함한다. 회전 전동기 또는 발전기에서 고정자 코어가 갖는 권선부는 티쓰(teeth)라고도 한다. 고정자 코어에 포함된 복수의 티쓰는 상호 일정한 간격으로 배열된다. The stator 20 includes a stator core 21 having a plurality of winding portions for winding the coils. The winding portion of the stator core in the rotary motor or generator is also referred to as teeth. The plurality of teeth in the stator core are arranged at regular intervals.

도 1에 도시하지는 않았지만, 고정자 코어(21)의 복수의 티쓰 각각에는 코일이 권선된다. 모터 구동 시 각 코일에는 서로 다른 위상을 갖는 전류가 코일이 권선된 순서대로 반복하여 흐른다. 예를 들어, 서로 다른 위상을 갖는 전류가 3상인 경우, 코일이 배열된 순서대로 반복하여 ‘제1 상- 제2 상-제3 상-제1 상-제2 상-제3 상-제1 상-…’의 전류가 의 복수의 코일에 각각 흐른다. Although not shown in Fig. 1, each of the plurality of teeth of the stator core 21 is wound with a coil. When the motor is driven, currents having different phases are repeatedly supplied to the respective coils in the order in which the coils are wound. For example, when the currents having different phases are three phases, the coils are repeatedly arranged in the order of 'first phase-second phase-third phase-first phase-second phase-third phase-first Prize-… Of the current flows through the plurality of coils of each.

이동자(20)는 회전 자기 회로에서 회전자(rotor)라고도 불리는 요소이다. 이동자(20)는 회전자 코어(11) 및 회전자 코어(11)의 내주면에 일정간격으로 배열된 영구 마그넷(12)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 1에 예로서 도시된 가변 용량 전동기는 특히 36 슬롯 48 폴의 외전형 전동기로, 회전자(20)는 스테이터(20)의 외부에 배치되어 회전자(10) 내 마그넷과 스테이터(20)에 권선된 코일의 상호 전자기적 작용을 통해 회전력(토크)를 생산할 수 있다. The mover 20 is an element also called a rotor in a rotating magnetic circuit. The mover 20 may include a permanent magnet 12 arranged at regular intervals on the inner circumferential surfaces of the rotor core 11 and the rotor core 11. The variable capacity electric motor shown as an example in FIG. 1 is an external type electric motor of 36 slots and 48 poles in particular. The rotor 20 is disposed outside the stator 20 and is connected to the magnet in the rotor 10 and the stator 20 The torque (torque) can be produced through the mutual electromagnetic action of the wound coils.

회전자 코어(11)는 복수의 마그넷을 배열하기 위해 일정 간격으로 형성된 복수의 마그넷 배치 영역을 갖는다. 이 마그넷 배치 영역은 자기 회로의 설정된 슬롯수 및 폴수에 따라 결정될 수 있다. The rotor core (11) has a plurality of magnet arrangement regions formed at regular intervals to arrange a plurality of magnets. This magnet placement area can be determined according to the number of slots and the number of poles set in the magnetic circuit.

마그넷(12)은 회전자 코어(11)에 형성된 마그넷 배치 영역에 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 마그넷은 일부 마그넷 배치 영역을 비워둔 상태로 배치될 수 있다. 일반적인 영구 마그넷 자기 회로에서는 복수의 마그넷이 일정한 간격으로 상호 극성을 번갈아 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서는, 일정한 원칙에 따라 마그넷 중 일부를 제거하여 회전자 코어(11)의 마그넷 배치 영역을 비워둠으로써 자기 회로의 용량을 조정한다.The magnet 12 may be disposed in a magnet arrangement region formed in the rotor core 11. [ In one embodiment of the present invention, the magnet may be arranged with some magnet placement areas empty. In a general permanent magnet magnetic circuit, a plurality of magnets can be alternately arranged with mutual polarities at regular intervals. In the embodiment of the present invention, the capacity of the magnetic circuit is adjusted by removing a part of the magnet according to a certain principle to make the magnet arrangement region of the rotor core 11 clear.

도 2의 (a)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 가변 용량 자기 회로의 회전자의 일례를 도시한 사시도이고, (b)는 마그넷 배치 구조의 다양한 예를 도시한 사시도이다.Fig. 2 (a) is a perspective view showing an example of a rotor of a variable capacity magnetic circuit according to an embodiment of the present invention, and Fig. 2 (b) is a perspective view showing various examples of a magnet arrangement structure.

도 2의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 복수의 마그넷(12)이 배치된 회전자 코어(11)는 회전자 프레임(13)의 내주면에 설치될 수 있으며, 회전자 코어(11)에 배치되는 마그넷은 일정한 원칙에 따라 일부 마그넷 배치 영역을 비워둔 상태(e)로 배치될 수 있다. 비워둔 상태가 되는 마그넷 배치 영역(e)의 위치와 개수에 대해서 도 3 및 도 4를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.2 (a) and 2 (b), the rotor core 11 in which the plurality of magnets 12 are disposed can be installed on the inner peripheral surface of the rotor frame 13, and the rotor core 11 may be arranged in a state (e) in which some of the magnet placement regions are empty according to a certain principle. The position and the number of the magnet disposition area e that is left empty will be described in more detail with reference to Figs. 3 and 4. Fig.

도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 가변 용량 자기 회로의 마그넷 배치 구조의 일례를 도시한 도면이다. 특히, 도 3은 회전형 전동기의 마그넷 배치구조를 이해하기 쉽도록 직선형으로 변형한 도면이다.3 is a diagram showing an example of a magnet arrangement structure of a variable capacitance magnetic circuit according to an embodiment of the present invention. Particularly, Fig. 3 is a diagram that is linearly deformed so as to facilitate understanding of the magnet arrangement structure of the rotating electric motor.

도 3은 매극 매상 당 슬롯수(Nspp)가 0.25 인 가변 용량 자기회로에 적용되는 마그넷 배치 방법의 일례를 도시한다. 매극 매상 당 슬롯수는 하기 식 1과 같이 정의될 수 있다.3 shows an example of a magnet placement method applied to a variable capacity magnetic circuit having a slot number (N spp ) of 0.25 for each pass of the magnetic pole. The number of slots per pass through can be defined as: < EMI ID = 1.0 >

[식 1][Formula 1]

Figure 112014098500595-pat00007
Figure 112014098500595-pat00007

상기 식 1에서 Nph는 자기회로의 상(phase), 즉 각 코일에 제공되는 전류의 상의 개수이고, Ns는 슬롯수이고 Nm은 마그넷 극수이다. In Equation 1, N ph is the phase of the magnetic circuit, that is, the number of phases of current supplied to each coil, N s is the number of slots, and N m is the number of magnetic poles.

0.25의 매극 매상 당 슬롯수(Nspp)를 갖는 자기회로는 통상적으로 많이 사용되는 ‘슬롯수/폴수’가 3/4, 9/12, 12/16, 15/20, 18/24, 21/28, 36/48인 3상(U상, V상, W상) 전동기일 수 있다. 이 경우 마그넷이 배치되지 않고 비워둔 상태가 되는 마그넷 배치 영역의 수는 ‘

Figure 112014098500595-pat00008
’(
Figure 112014098500595-pat00009
, n은 양의 정수)로 결정될 수 있다.A magnetic circuit having a slot number (N spp ) of 0.25 for each magnetic pole spot is generally used in a number of slots of 3/4, 9/12, 12/16, 15/20, 18/24, 21 / 28, and 36/48 (U-phase, V-phase, W-phase) motors. In this case, the number of the magnet placement regions in which the magnet is not disposed and becomes empty is "
Figure 112014098500595-pat00008
'(
Figure 112014098500595-pat00009
, and n is a positive integer).

도 3의 (a) 및 (b)에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서는, 일 위상의 전류가 흐르는 코일 또는 일 위상의 전류가 흐르는 코일이 권선된 권선부의 중앙에 정렬된 회전자 코어의 마그넷 배치 영역 중 적어도 하나와, 상기 일 위상의 전류가 흐르는 코일과는 다른 두 위상의 전류가 흐르는 상호 이웃한 코일 또는 다른 두 위상의 전류가 흐르는 상호 이웃한 코일이 권선된 티쓰 사이의 중앙에 정렬된 마그넷 배치 영역 중 적어도 하나에 영구 마그넷을 배치하지 않고 비워둘 수 있다.As shown in Figs. 3 (a) and 3 (b), in an embodiment of the present invention, a coil through which a current flows in one phase or a rotor core in which a coil through which a single- And a coil disposed in the center between the adjacent coils to which currents of two phases different from the coils through which the current of one phase flows, And may be left empty without disposing a permanent magnet in at least one of the aligned magnet placement regions.

더욱 구체적으로, 도 3의 (a)에서 U상의 코일(22-u)이 권선된 티쓰의 중앙에 정렬된 마그넷 배치 영역에 마그넷을 배치하지 않고 비워두는 경우, 비워진 상태의 마그넷 배치 영역(e)이 정렬된 U상의 코일(22-u)에 바로 인접한 V상의 코일(22-v) 및 W상의 코일(22-w) 사이 또는 바로 인접한 V상의 코일(22-v) 및 W상의 코일(22-w)이 권선된 티쓰 사이의 중앙에 정렬된 마그넷 배치 영역이 마그넷이 배치되지 않는 비워진 영역(e)이 될 수 있다.More specifically, when the U-phase coil 22-u in FIG. 3 (a) is left empty without disposing the magnet in the magnet placement area aligned at the center of the wound tees, the magnet placement area e in the empty state, The V-phase coil 22-v and the W-phase coil 22-v between or immediately adjacent to the aligned U-phase coil 22-u and between the V-phase coil 22- w) a centered magnet placement area between the wound tees can be the emptied area e where no magnet is placed.

이와 마찬가지로, 도 3의 (b)에 나타난 바와 같이, U상의 코일(22-u) 또는 U상의 코일(22-u)이 권선된 티쓰의 중앙에 정렬된 마그넷 배치 영역에 마그넷을 배치하지 않고 비워두는 경우, 비워진 상태의 마그넷 배치 영역(e)이 정렬된 U상의 코일(22-u)에서 이격된 V상의 코일(22-v) 및 W상의 코일(22-w) 사이 또는 이격된 V상의 코일(22-v) 및 W상의 코일(22-w)이 권선된 티쓰 사이의 중앙에 정렬된 마그넷 배치 영역을 비워둔 영역(e)으로 결정할 수 있다. 마그넷이 배치되지 않는 두 개의 마그넷 배치 영역이 이격된 거리는 크게 중요하지 않으며, 3상인 경우 하나의 상에 하나의 비워둔 마그넷 배치 영역이 정렬되는 경우 나머지 두 상의 사이에 나머지 비워둔 마그넷 배치 영역이 정렬되도록 마그넷 배치 구조를 결정할 수 있다.Likewise, as shown in FIG. 3 (b), the U-phase coil 22-u or the U-phase coil 22-u is emptied without arranging a magnet in the magnet arrangement region aligned at the center of the wound- The coil 22-v of the V-phase and the coil 22-w of the W-phase separated from the coil 22-u of the U-phase arranged in the vacated magnet placement region e, (22-v) and the W-phase coil (22-w) can be determined as the area (e) where the magnet arrangement area aligned in the center between the wound tees is empty. The distances between the two magnet placement regions where the magnets are not disposed are not important. If the three magnetization placement regions are aligned on one phase, the remaining magnetization placement regions between the remaining two phases are aligned So that the magnet arrangement structure can be determined.

본 발명에서 마그넷 배치 영역의 일부를 비워둔 상태를, 통상적인 서로 다른 극성의 마그넷을 번갈아 배치하는 회전자의 마그넷 배치구조에서 마그넷을 제거하는 것으로 설명한다면, 도 3의 예는 통상적인 마그넷 배치구조에서 동일 극성의 마그넷을 제거하게 된다. 따라서, 도 3에 도시된 예에서, 마그넷이 배치되지 않는 비워둔 영역(e)의 인접 마그넷은 모두 동일한 극성을 가지게 된다. 예를 들어, 마그넷이 배치되지 않는 비워둔 일 영역(e)의 인접 마그넷이 N극이면 다른 하나의 비워둔 영역(e)의 인접 마그넷도 N극이 된다.In the present invention, in a state in which a part of the magnet arrangement region is left empty, the magnet is arranged to be removed from a magnet arrangement structure of a rotor which alternately arranges magnets of different polarities. In the example of FIG. 3, The magnet of the same polarity is removed. Therefore, in the example shown in Fig. 3, adjacent magnets in the emptied area e where the magnets are not disposed all have the same polarity. For example, if the adjacent magnet in the unoccupied area e in which the magnet is not disposed is the N pole, the adjacent magnet in the other unoccupied area e becomes the N pole.

도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 가변 용량 자기 회로의 마그넷 배치 구조의 다른 예를 도시한 도면이다.4 is a view showing another example of the magnet arrangement structure of the variable capacitance magnetic circuit according to the embodiment of the present invention.

도 4는 상기 식 1에 의해 정의된 매극 매상 당 슬롯수(Nspp)가 0.5 인 가변 용량 자기회로에 적용되는 마그넷 배치 방법의 일례를 도시한다. Figure 4 illustrates an example of a magnet disposed method to be applied to the number of slots per maegeuk sales (N spp) is 0.5, the variable capacity magnetic circuit defined by the expression (1).

0.5의 매극 매상 당 슬롯수(Nspp)를 갖는 자기회로는 통상적으로 많이 사용되는 ‘슬롯수/폴수’가 3/2, 9/6, 12/8, 15/10, 18/12, 21/14, 36/24인 3상(U상, V상, W상) 전동기일 수 있다. 이 경우 마그넷이 배치되지 않고 비워둔 상태가 되는 마그넷 배치 영역의 수는 ‘

Figure 112014098500595-pat00010
’(
Figure 112014098500595-pat00011
, n은 양의 정수)로 결정될 수 있다.A magnetic circuit having a slot number (N spp ) of 0.5 for each magnetic pole spot is commonly used in the case where the number of slots / poles is 3/2, 9/6, 12/8, 15/10, 18/12, 21 / 14, and 36/24 (U-phase, V-phase, W-phase) motors. In this case, the number of the magnet placement regions in which the magnet is not disposed and becomes empty is "
Figure 112014098500595-pat00010
'(
Figure 112014098500595-pat00011
, and n is a positive integer).

전술한 도 3에 도시된 예와 마찬가지로, 도 4의 (a) 및 (b) 도시된 본 발명의 일 실시형태에서는, 일 위상의 전류가 흐르는 코일 또는 일 위상의 전류가 흐르는 코일이 권선된 권선부의 중앙에 정렬된 회전자 코어의 마그넷 배치 영역 중 적어도 하나와, 상기 일 위상의 전류가 흐르는 코일과는 다른 두 위상의 전류가 흐르는 상호 이웃한 코일 사이 또는 다른 두 위상의 전류가 흐르는 상호 이웃한 코일이 권선된 권선부 사이의 중앙에 정렬된 마그넷 배치 영역 중 적어도 하나에 영구 마그넷을 배치하지 않고 비워둘 수 있다.In the embodiment of the present invention shown in Figs. 4 (a) and 4 (b), like the example shown in Fig. 3 described above, a coil through which a current flows in one phase or a coil through which a current in one phase flows is wound And a magnet disposed in the center of the rotor core and a magnet disposed in the center of the rotor core, wherein at least one of the magnet coils is disposed between adjacent coils of the two coils adjacent to each other, The permanent magnet may not be disposed in at least one of the magnet arranged regions arranged in the center between the wound coils.

더욱 구체적으로, 도 4의 (a)에서 U상의 코일(22-u) 또는 U상의 코일(22-u)이 권선된 티쓰의 중앙에 정렬된 마그넷 배치 영역에 마그넷을 배치하지 않고 비워두는 경우, 비워진 상태의 마그넷 배치 영역(e)이 정렬된 U상의 코일(22-u)에 바로 인접한 V상의 코일(22-v) 및 W상의 코일(22-w) 사이 또는 바로 인접한 V상의 코일(22-v) 및 W상의 코일(22-w)이 권선된 티쓰 사이의 중앙에 정렬된 마그넷 배치 영역이 마그넷이 배치되지 않는 비워진 영역(e)이 될 수 있다.More specifically, when the U-phase coil 22-u or the U-phase coil 22-u in FIG. 4A is left empty without disposing the magnet in the magnet placement area aligned in the center of the wound tees, The V-phase coil 22-v and the W-phase coil 22-w immediately adjacent to the U-phase coil 22-u aligned in the vacated magnet placement area e or between the immediately adjacent V- v) and the W-phase coil 22-w may be a vacant area e in which the magnet is not disposed, in which the magnet placement area aligned in the center between the coils is wound.

이와 마찬가지로, 도 4의 (b)에 나타난 바와 같이, U상의 코일(22-u) 또는 U상의 코일(22-u)이 권선된 티쓰의 중앙에 정렬된 마그넷 배치 영역에 마그넷을 배치하지 않고 비워두는 경우, 비워진 상태의 마그넷 배치 영역(e)이 정렬된 U상의 코일(22-u)에서 이격된 V상의 코일(22-v) 및 W상의 코일(22-w)의 사이 또는 이격된 V상의 코일(22-v) 및 W상의 코일(22-w)이 권선된 티스 사이의 중앙에 정렬된 마그넷 배치 영역을 비워둔 영역(e)으로 결정할 수 있다. Similarly, as shown in Fig. 4 (b), the U-phase coil 22-u or the U-phase coil 22-u is emptied without arranging the magnet in the magnet arrangement region aligned in the center of the wound tees , The magnet placement region e in the vacated state is arranged between the V-phase coil 22-v and the W-phase coil 22-w spaced apart from the aligned U-phase coil 22-u or between the V- The coil 22-v and the W-phase coil 22-w can be determined as the area e in which the magnet arrangement area aligned at the center between the wound teeth is left empty.

도 3의 예와 마찬가지로, 도 4의 예에서도, 마그넷이 배치되지 않는 두 개의 마그넷 배치 영역이 이격된 거리는 크게 중요하지 않으며, 3상인 경우 하나의 상에 하나의 비워둔 마그넷 배치 영역이 정렬되는 경우 나머지 두 상의 사이에 나머지 비워둔 마그넷 배치 영역이 정렬되도록 마그넷 배치 구조를 결정할 수 있다.As in the example of Fig. 3, in the example of Fig. 4, the distances between the two magnet placement regions where the magnets are not disposed are not important, and when the three magnetization placement regions are aligned on one phase The magnet arrangement structure can be determined so that the remaining empty magnet arrangement regions are aligned between the remaining two phases.

본 발명에서 마그넷 배치 영역의 일부를 비워둔 상태를, 통상적인 서로 다른 극성의 마그넷을 번갈아 배치하는 회전자의 마그넷 배치구조에서 마그넷을 제거하는 것으로 설명한다면, 도 4의 예는 통상적인 마그넷 배치구조에서 서로 다른 극성의 마그넷을 제거하게 된다. 따라서, 도 4에 도시된 예에서, 마그넷이 배치되지 않는 비워둔 영역(e)의 인접 마그넷은 적어도 하나의 다른 비워둔 영역의 인접 마그넷과 상호 다른 극성을 가지게 된다. 예를 들어, 비워둔 하나의 마그넷 배치 영역(e)에 인접한 마그넷의 극성이 N극인 경우, 나머지 하나의 비워둔 마그넷 배치 영역(e)에 인접한 마그넷의 극성은 S극이 된다. In the present invention, in a state in which a part of the magnet disposition region is left empty, the magnet is arranged to be removed from a magnet arrangement structure of a rotor which alternately arranges magnets of different polarities. The magnets of different polarities are removed. Thus, in the example shown in Fig. 4, the adjacent magnet in the emptied area e where the magnet is not disposed has a polarity different from that of the adjacent magnet in at least one other emptied area. For example, when the polarity of the magnet adjacent to the one magnet placement area e is N poles, the polarity of the magnet adjacent to the remaining one magnet placement area e becomes the S pole.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 가변 용량 자기 회로의 일 회전 속도에서 마그넷 배치와 그에 따른 토크 파형을 도시한 것이다. 특히, 도 5 및 도 6은 36 슬롯 48 폴의 외전형 전동기가 50 rpm의 속도로 회전할 때 마그넷 배치에 따른 토크 파형을 도시한 것이다. 도 5 및 도 6에서 마그넷 제거수는 통상적인 서로 다른 극성의 마그넷을 번갈아 배치하는 회전자의 마그넷 배치구조에서 마그넷을 제거한 수를 의미하는 것으로, 본 발명의 일 실시형태에서 회전자의 마그넷 배치 영역 중 마그넷이 배치되지 않은 영역의 수를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.FIGS. 5 and 6 show the magnet arrangement and the torque waveform according to one rotation speed of the variable capacity magnetic circuit according to the embodiment of the present invention. FIG. In particular, FIGS. 5 and 6 show torque waveforms according to the magnet arrangement when the outer rotor of the 36-slot 48 pole rotates at a speed of 50 rpm. In FIGS. 5 and 6, the number of magnet removal means the number of times the magnet is removed in the magnet arrangement structure of the rotator in which the magnets of different polarities are alternately arranged. In one embodiment of the present invention, Is meant to indicate the number of areas in which no magnet is disposed.

도 5 및 도 6에 나타난 바와 같이, 모든 마그넷 배치 영역에 극성을 번갈아 마그넷을 배치한 통상적인 마그넷 배치 구조(마그넷 제거수 0)에서 마그넷을 제거한 개수를 증가시킬수록 토크가 거의 일정한 레벨로 감소됨을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 5 and FIG. 6, as the number of removed magnets from the conventional magnet arrangement structure (magnet removal number 0) in which the magnets are arranged alternately in all the magnet arrangement regions is increased, the torque is reduced to a substantially constant level Can be confirmed.

도 7은 도 5 및 도 6의 측정에 적용된 회전 속도에서의 마그넷 수에 따른 FEM 해석 결과를 도시한 표이다. 즉, 도 7은 50 rpm의 속도로 회전하는 36 슬롯 48 폴의 외전형 전동기의 FEM 해석 결과이다.FIG. 7 is a table showing FEM analysis results according to the number of magnets at the rotational speeds applied to the measurements of FIGS. 5 and 6. FIG. That is, FIG. 7 shows the results of FEM analysis of a 36-slot 48 pole outer-rotor type motor rotating at a speed of 50 rpm.

도 7을 참조하면, 마그넷 배치 영역을 비워둔 개수에 따라 가변 용량 전동기의 용량(P_out)이 78.5 W 내지 153.7 W의 범위에서 조정될 수 있음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7, it can be seen that the capacity (P_out) of the variable capacity electric motor can be adjusted in the range of 78.5 W to 153.7 W according to the number of the magnet arrangement regions emptied.

도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따른 가변 용량 자기 회로의 다른 회전 속도에서 마그넷 배치와 그에 따른 토크 파형을 도시한 것이다. 도 8 및 도 9는 36 슬롯 48 폴의 외전형 전동기가 1250 rpm의 속도로 회전할 때 마그넷 배치에 따른 토크 파형을 도시한 것이다. 도 8 및 도 9에서 마그넷 제거수는 통상적인 서로 다른 극성의 마그넷을 번갈아 배치하는 회전자의 마그넷 배치구조에서 마그넷을 제거한 수를 의미하는 것으로, 본 발명의 일 실시형태에서 회전자의 마그넷 배치 영역 중 마그넷이 배치되지 않은 영역의 수를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.8 and 9 show magnet arrangements and torque waveforms at different rotational speeds of the variable capacitance magnetic circuit according to an embodiment of the present invention. FIGS. 8 and 9 show torque waveforms according to the magnet arrangement when the outer rotor of the 36-slot 48 pole rotates at a speed of 1250 rpm. In FIGS. 8 and 9, the number of magnet removal means the number of times the magnet is removed from the magnet arrangement structure of the rotor in which the magnets of different polarities are alternately disposed. In one embodiment of the present invention, Is meant to indicate the number of areas in which no magnet is disposed.

도 8 및 도 9에 나타난 바와 같이, 모든 마그넷 배치 영역에 극성을 번갈아 마그넷을 배치한 통상적인 마그넷 배치 구조(마그넷 제거수 0)에서 마그넷을 제거한 개수를 증가시킬수록 토크가 거의 일정한 레벨로 감소됨을 확인할 수 있다.As shown in FIGS. 8 and 9, as the number of removed magnets from the conventional magnet arrangement structure (magnet removal number 0) in which the magnets are arranged alternately in all the magnet arrangement regions is increased, the torque is reduced to a substantially constant level Can be confirmed.

도 10은 도 8 및 도 9의 측정에 적용된 회전 속도에서의 마그넷 수에 따른 FEM 해석 결과를 도시한 표이다. 즉, 도 7은 1250 rpm의 속도로 회전하는 36 슬롯 48 폴의 외전형 전동기의 FEM 해석 결과이다.FIG. 10 is a table showing FEM analysis results according to the number of magnets at the rotational speeds applied to the measurements of FIGS. 8 and 9. FIG. That is, FIG. 7 shows the results of FEM analysis of a 36-slot 48-pole outer-rotor type motor rotating at a speed of 1250 rpm.

도 10을 참조하면, 마그넷 배치 영역을 비워둔 개수에 따라 가변 용량 전동기의 용량(P_out)이 477 W 내지 955 W의 범위에서 조정될 수 있음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 10, it can be seen that the capacity (P_out) of the variable capacity electric motor can be adjusted within the range of 477 W to 955 W according to the number of the magnet arrangement region being empty.

도 10은 도 8 및 도 8의 측정에 적용된 회전 속도에서의 마그넷 수에 따른 FEM 해석 결과를 도시한 표이다.10 is a table showing FEM analysis results according to the number of magnets at the rotational speed applied to the measurements of FIGS. 8 and 8. FIG.

도 5 내지 도 10에 나타난 것과 같이, 저속 및 고속의 모든 영역에서 본 발명의 일 실시형태에 따른 가변 용량 전동기는 동일 입력 전류 조건에서 그 용량을 용이하게 가변할 수 있음을 확인할 수 있다.
As shown in FIGS. 5 to 10, it can be seen that the variable capacity electric motor according to the embodiment of the present invention can easily change its capacity under the same input current condition in all the areas of low speed and high speed.

이상에서 설명한 것과 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 자기 회로의 마그넷 배치구조에 의하면 자기 회로를 구성하는 이동자나 고정자의 설계 변경이나 신규 제작의 과정을 거치지 않더라도 용이하고 정밀하게 그 용량을 조정할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시형태는, 고정자에 권선된 복수의 코일에 흐르는 전류의 위상에 따라 마그넷을 배치하지 않고 비워두는 위치를 결정함으로써 자기 회로의 다른 특성 저하를 최소화하면서 용량 변화를 가능하게 한다.As described above, according to the magnet arrangement structure of the magnetic circuit according to the embodiment of the present invention, it is possible to easily and precisely adjust the capacity even if the design of the mover or the stator constituting the magnetic circuit is not changed or a new manufacturing process is not performed have. Particularly, an embodiment of the present invention makes it possible to change the capacitance while minimizing the deterioration of other characteristics of the magnetic circuit by determining the position where the magnet is not disposed and emptied according to the phase of the current flowing through the plurality of coils wound on the stator .

이러한 본 발명의 일 실시형태에 따른 가변 용량 자기 회로는 다양한 부하 조건을 갖는 전동기 또는 발전기를 제작하는데 매우 적합하다. 즉, 본 발명의 의하면, 다양한 부하 조건에 따라 전동기 또는 발전기의 설계 및 제작을 별도로 할 필요 없이 하나의 회전자-고정자 구조에서 회전자에 적용되는 마그넷의 배치구조만 변경함으로써 다양한 용량의 전동기 또는 발전기를 용이하게 생산할 수 있다.
The variable capacity magnetic circuit according to an embodiment of the present invention is well suited for manufacturing an electric motor or a generator having various load conditions. That is, according to the present invention, it is not necessary to separately design and manufacture the motor or the generator according to various load conditions, and only the arrangement structure of the magnet applied to the rotor in one rotor-stator structure is changed, Can be easily produced.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위 및 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the embodiments described, but should be determined by the scope of the following claims and equivalents thereof.

10: 회전자(이동자) 11: 회전자 코어
12: 마그넷 13: 회전자 프레임
20: 고정자 21: 고정자 코어
22-u, 22-v, 22-w: 코일 e: 비워둔 마그넷 배치 영역10: rotor (mover) 11: rotor core
12: Magnet 13: Rotor frame
20: stator 21: stator core
22-u, 22-v, 22-w: Coil e: Empty magnet placement area

Claims (8)

일정 간격으로 배열된 복수의 티쓰를 갖는 고정자 코어 및 상기 복수의 티쓰에 각각 권선된 복수의 코일을 갖는 고정자- 상기 복수의 코일 각각에는 티쓰 배열 순서에 따라 U상, V상 및 W상의 3상 전류가 번갈아 흐름-; 및
상기 복수의 코일과 자기적인 작용을 하도록 영구 마그넷을 배치하기 위해 일정 간격으로 형성된 복수의 마그넷 배치 영역을 갖는 회전자 코어와, 상기 복수의 마그넷 배치 영역에 각각 배치되는 복수의 영구 마그넷을 갖는 회전자를 포함하며,
매극 매상 당 슬롯수 및 지정된 용량을 고려하여 상기 복수의 마그넷 배치 영역 중 비워진 영역의 수를 결정하고, 상기 U상의 전류가 흐르는 코일 또는 상기 U상의 전류가 흐르는 코일이 권선된 티쓰의 중앙에 정렬된 제1 마그넷 배치 영역과, 상기 V상 및 W상의 전류가 흐르는 코일 사이 또는 상기 V상 및 W상의 전류가 흐르는 코일이 권선된 티쓰 사이의 중앙에 정렬된 제2 마그넷 배치 영역은 상기 영구 마그넷을 배치하지 않는 비워진 영역으로 결정하고, 상기 제1 마그넷 배치 영역 및 상기 제2 마그넷 배치 영역과 동일한 패턴의 상기 비워진 영역을 상기 비워진 영역의 수에 기반하여 상기 복수의 마그넷 배치 영역에 결정하고,
여기에서, 상기 제1 마그넷 배치 영역 및 상기 제2 마그넷 배치 영역에서 비워지는 영구 마그넷 극성의 제외 패턴은, 상기 매극 매상 당 슬롯 수에 기반하여 동일하거나 교차되는 것을 특징으로 하는 가변 용량 자기 회로.A stator having a plurality of teeth arranged at regular intervals and a stator having a plurality of coils each wound on the plurality of teeth, wherein each of the plurality of coils has a U phase, V phase and W phase three phase current Alternating flow -; And
A rotor core having a plurality of magnet arrangement regions formed at regular intervals so as to arrange the permanent magnets so as to have a magnetic action with the plurality of coils and a rotor having a plurality of permanent magnets arranged in the plurality of magnet arrangement regions, / RTI >
Determining the number of vacant regions of the plurality of magnet placement regions in consideration of the number of slots and the designated capacity per each magnetic pole recording, and determining whether the coils through which the U phase current flows or the coils through which the U phase current flows The second magnet arrangement region in which the first magnet arrangement region and the coil in which the V-phase and W-phase current flow or the V-phase and W-phase current coils are wound on the second magnet arrangement region, And determines the plurality of magnet placement regions based on the number of the vacant regions in the same pattern as the first magnet placement region and the second magnet placement region,
Wherein the exclusion patterns of the permanent magnet polarities emptied in the first magnet arrangement region and the second magnet arrangement region are the same or intersect based on the number of slots per the active pole phase. 제1항에 있어서,
식 ‘
Figure 112015114260217-pat00028
’(Nspp: 매극 매상 당 슬롯수, Nph: 상기 서로 다른 위상의 수, Ns: 가변 용량 자기 회로의 슬롯수, Nm: 복수의 영구 마그넷의 극수)에 의해 정의된 상기 매극 매상 당 슬롯수가 0.25인 경우, 상기 비워진 영역의 수는 ‘
Figure 112015114260217-pat00029
’(
Figure 112015114260217-pat00030
, n은 양의 정수)인 것을 특징으로 하는 가변 용량 자기 회로.The method according to claim 1,
Expression '
Figure 112015114260217-pat00028
(N spp : number of slots per active pole, N ph : number of the different phases, N s : number of slots of the variable capacity magnetic circuit, N m : number of poles of the permanent magnets) When the number of slots is 0.25, the number of vacant areas is'
Figure 112015114260217-pat00029
'(
Figure 112015114260217-pat00030
, and n is a positive integer). 제2항에 있어서,
상기 매극 매상 당 슬롯수가 0.25인 경우, 상기 비워진 영역에 인접한 마그넷은 상호 동일한 극성을 갖는 것을 특징으로 하는 가변 용량 자기 회로.3. The method of claim 2,
Wherein when the number of slots per the active pole is 0.25, the magnets adjacent to the vacated area have the same polarity to each other. 제1항에 있어서,
식 ‘
Figure 112015114260217-pat00031
’(Nspp: 매극 매상 당 슬롯수, Nph: 상기 서로 다른 위상의 수, Ns: 가변 용량 자기 회로의 슬롯수, Nm: 복수의 영구 마그넷의 극수)에 의해 정의된 상기 매극 매상 당 슬롯수가 0.5인 경우, 상기 비워진 영역의 수는 ‘
Figure 112015114260217-pat00032
’(
Figure 112015114260217-pat00033
, n은 양의 정수)인 것을 특징으로 하는 가변 용량 자기 회로.The method according to claim 1,
Expression '
Figure 112015114260217-pat00031
(N spp : number of slots per active pole, N ph : number of the different phases, N s : number of slots of the variable capacity magnetic circuit, N m : number of poles of the permanent magnets) When the number of slots is 0.5, the number of vacant areas is'
Figure 112015114260217-pat00032
'(
Figure 112015114260217-pat00033
, and n is a positive integer). 제4항에 있어서,
상기 매극 매상 당 슬롯수가 0.5인 경우, 상기 비워진 영역의 인접 마그넷은 적어도 하나의 다른 비워진 영역의 인접 마그넷과 서로 다른 극성을 갖는 것을 특징으로 하는 가변 용량 자기 회로.5. The method of claim 4,
Wherein the adjacent magnet in the emptied area has a different polarity from the adjacent magnet in at least one other emptied area when the number of slots per the monolayer is 0.5. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가변 용량 자기 회로는 전동기, 발전기 또는 선형 모터인 것을 특징으로 하는 가변 용량 자기 회로.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the variable capacity magnetic circuit is an electric motor, a generator, or a linear motor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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