KR101760748B1 - 전동기 및 이를 구비한 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 전동기 및 이를 구비한 압축기에 관한 것이다. 본 발명의 전동기는, 스테이터와 로터를 구비하며, 로터는, 회전축과, 로터코어와, 로터코어에 삽입되는 도체바 및 영구자석을 구비하되, 영구자석은 회전축의 둘레에 로터의 외경의 45% 내지 75% 이내 거리에 배치되게 구성될 수 있다. 이에 의해, 는 것으로서, 를 구비하여 구성된다. 이에 의해, 로터코어의 변형을 억제할 수 있고 기동특성 및 효율을 제고할 수 있다.

Description

전동기 및 이를 구비한 압축기{ELECTRIC MOTOR AND COMPRESSOR HAVING THE SAME}
본 발명은, 전동기 및 이를 구비한 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 기동 특성 및 효율을 제고할 수 있도록 한 전동기 및 이를 구비한 압축기에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 전동기는 전류가 흐르는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기에너지를 역학적 에너지로 바꾸는 장치이다.
전동기는 전원의 종류에 따라 직류전동기와 교류전동기로 분류될 수 있다.
교류전동기는 3상 교류용과 단상 교류용으로 구분되며 각각에 유도전동기와 동기전동기가 있다.
유도전동기는 전원에 바로 연결이 가능하고 구조가 간단하며 튼튼한데 비해 염가이고 취급이 용이하여 널리 이용되고 있다.
상기 유도전동기는, 스테이터와, 상기 스테이터에 대해 소정의 공극을 두고 회전 가능하게 이격배치되는 로터를 구비할 수 있다.
상기 로터는, 회전축과, 상기 회전축에 결합되는 로터코어, 상기 로터코어의 원주를 따라 축방향으로 삽입되는 복수의 도체바와, 상기 도체바를 단락시키는 엔드링을 구비하여 구성될 수 있다.
그런데, 이러한 유도전동기의 로터는 운전시 소정의 슬립(slip)을 가지고 회전하므로 운전효율이 저하될 수 있다.
한편, 최근에는 상술한 유도전동기의 문제점을 고려하여, 도체바와 함께 영구자석이 구비된 로터를 구비한 소위 유도동기기가 제안되어 이용되고 있다.
이러한 유도동기기는 기동시에는 유도기의 케이지 토크(cage torque)를 이용하고, 정상 운전시에는 동기속도로 회전함으로써 그만큼 속도가 증가할 수 있다.
그런데, 이러한 전동기에 있어서는, 영구자석의 크기 및 위치에 따라 기동 특성, 효율 및 강성이 각각 변화할 수 있으며, 특히 기동특성 조건을 만족시키기 위해 영구자석의 위치를 변경할 경우 효율이 저하될 수 있다. 반대로, 효율을 만족시키기 위해 영구자석의 위치를 변경할 경우 기동특성이 저하될 수 있다.
또한, 영구자석이 대칭으로 배치될 경우 영구자석 간 거리가 충분히 확보되지 못하여 도체바 및/또는 회전축의 삽입 작업 시 로터코어의 손상이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명은, 로터코어의 변형을 억제할 수 있는 전동기 및 이를 구비한 압축기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 기동 특성 및 효율을 제고시킬 수 있는 전동기 및 이를 구비한 압축기를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 로터코어의 변형을 억제할 수 있고 기동특성 및 효율을 제고할 수 있는 전동기 및 이를 구비한 압축기를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 스테이터; 및 상기 스테이터에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터;를 포함하되, 상기 로터는: 회전축; 상기 회전축에 결합되는 로터코어; 상기 로터코어에 삽입되는 복수의 도체바; 및 상기 로터코어에 축방향으로 삽입되는 복수의 영구자석을 구비하고, 상기 영구자석은 상기 회전축의 둘레에 상기 로터의 외경의 45% 내지 75% 이내 거리에 배치되는 것을 특징으로 하는 전동기를 제공한다.
여기서, 상기 로터는 2극이고, 상기 영구자석은 1극당 동일한 자극의 두 영구자석이 서로 근접배치되고, 상기 두 영구자석의 회전축측 내각이 92도 내지 140도 각도 범위를 가지고 배치되게 구성될 수 있다.
상기 두 영구자석은 대칭으로 배치되게 구성될 수 있다.
상기 로터는 서로 다른 자극을 가지는 두 영구자석이 상기 회전축을 중심으로 서로 대향되게 배치되게 구성될 수 있다.
상기 영구자석은 동일한 크기를 가지며, 상기 영구자석의 서로 다른 자극의 가지는 두 영구자석은 상기 영구자석 길이의 80% 내지 90%의 이격 거리를 가지고 이격 배치되게 구성될 수 있다.
상기 로터는 상기 동일한 자극의 두 영구자석이 상기 회전축의 중심에서 서로 다른 거리를 가지고 이격 배치되게 구성될 수 있다.
상기 로터는 상기 동일한 자극의 두 영구자석 중 어느 하나의 연장선이 다른 영구자석과 교차하게 배치되게 구성될 수 있다.
상기 영구자석은 동일한 크기를 가지며, 상기 동일한 자극의 두 영구자석 중 어느 하나는 다른 하나의 단부로부터 상기 영구자석 두께의 1배 내지 3배 거리로 외측으로 이격되어 배치되게 구성될 수 있다.
상기 로터는 상기 동일한 자극의 두 영구자석 중 내측에 배치되는 영구자석이 극간중심선과 내각이 20도 내지 44도 범위를 이루게 구성될 수 있다.
상기 로터는, 상기 회전축을 중심으로 사각형 형상을 이루게 배치되고, 원주방향을 따라 서로 다른 자극이 교호적으로 배치되는 제1자석 내지 제4자석을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 영구자석은 동일한 크기를 가지며, 상기 제1자석 및 제2자석과, 제3자석 및 제4자석은 서로 근접 배치되게 구성될 수 있다.
상기 로터는 상기 제1자석 및 제3자석이 상기 제1자석 및 제4자석의 중심선과 각각 20도 내지 44도의 내각을 이루도록 배치되게 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 케이스; 상기 케이스의 내부에 배치되고 냉매를 압축하는 압축부; 및 상기 케이스의 내부에 배치되어 상기 압축부에 구동력을 제공하는 상기 전동기;를 포함하는 압축기가 제공된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 영구자석이 로터의 중심에 대해 상기 로터의 외경의 45% 내지 75% 범위 이내에 배치되도록 함으로써, 로터의 강성을 확보하여 로터의 변형을 억제함과 아울러 기동 특성 및 효율을 제고시킬 수 있다.
또한, 서로 인접한 영구자석이 적절한 거리를 두고 이격 배치되게 함으로써 로터의 변형을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기를 구비한 압축기의 단면도,
도 2는 도 1의 요부확대도,
도 3은 도 1의 스테이터코어 및 로터코어의 평면도,
도 4는 도 3의 로터코어의 확대도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동기의 로터코어의 확대도,
도 6은 도 5의 로터코어의 변형례,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전동기의 로터코어의 확대도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
[1]
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기는, 내부에 수용공간을 형성하는 케이스(110)와, 상기 케이스(110)의 내부에 배치되어 냉매를 압축하는 압축부(120)와, 상기 케이스(110)의 내부에 배치되어 상기 압축부(120)에 구동력을 제공하는 전동기(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 케이스(110)의 일 측에는 냉매를 흡입하는 흡입관(112)이 구비될 수 있다. 상기 흡입관(112)의 상측에는 압축된 냉매를 토출하는 토출관(114)이 구비될 수 있다.
상기 압축부(120)는, 상기 케이스(110)의 내부에 고정배치되는 고정스크롤(122)과, 상기 고정스크롤(122)에 대해 선회 운동하면서 냉매를 압축하는 선회스크롤(125)을 구비할 수 있다.
상기 고정스크롤(122)은 인벌류트 형상의 고정랩(124)이 구비되며, 상기 선회스크롤(125)은 상기 고정랩(124)에 대응되는 인벌류트 형상의 선회랩(127)이 구비될 수 있다. 상기 선회스크롤(125)의 선회운동에 의해 상기 고정랩(124)과 선회랩(127) 사이에 상호 협조적으로 형성되는 압축공간의 크기가 변화하면서 냉매가 압축될 수 있다.
상기 케이스(110)의 내부 상부영역에는 메인프레임(116)이 구비될 수 있다. 상기 메인프레임(116)의 상측에는 상기 압축부(120)가 올려 놓여 지지될 수 있다.
상기 압축부(120)의 하측에는 상기 전동기(130)가 구비될 수 있다.
상기 전동기(130)는 상하로 긴 길이를 가지는 회전축(175)을 구비할 수 있다.
상기 회전축(175)의 상단에는 상기 압축부(120)에 연결될 수 있게 편심부(176)가 구비될 수 있다. 상기 편심부(176)는 상기 선회스크롤(125)에 결합될 수 있다. 이에 의해, 상기 회전축(175)의 회전 시 상기 선회스크롤(125)이 상기 고정스크롤(122)에 대해 선회운동하면서 냉매를 압축할 수 있다.
상기 케이스(110)의 내부 하부영역에는 서브프레임(118)이 구비될 수 있다.
상기 회전축(175)의 상단은 상기 메인프레임(116)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다. 상기 회전축(175)의 하단은 상기 서브프레임(118)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다. 상기 메인프레임(116) 및 서브프레임(118)에는 상기 회전축(175)을 회전 가능하게 지지할 수 있게 베어링(117,119)이 각각 구비될 수 있다. 상기 베어링(117,119)들은 레이디얼 베어링일 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전동기(130)는, 상기 케이스(110)의 내부에 고정 배치되는 스테이터(140)와, 상기 스테이터(140)에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터(160)를 구비할 수 있다.
상기 스테이터(140)는, 내부에 상기 로터(160)가 수용될 수 있게 로터수용공(144)이 형성되는 스테이터코어(141)와, 상기 스테이터코어(141)에 권선되는 스테이터코일(151)을 구비할 수 있다.
상기 스테이터코어(141)는, 중앙에 상기 로터수용공(144)이 형성되고 그 둘레에 복수의 슬롯(145) 및 티스(146)가 형성된 복수의 전기강판(142)을 절연 적층하여 형성될 수 있다. 상기 로터수용공(144)의 내부에는 소정의 공극(air gap)을 가지고 상기 로터(160)가 회전 가능하게 배치될 수 있다.
상기 로터(160)는, 회전축(175); 상기 회전축(175)에 결합되는 로터코어(161); 상기 로터코어(161)에 삽입되는 복수의 도체바(181); 및 상기 로터코어(161)에 축방향으로 삽입되는 복수의 영구자석(185)을 구비하고, 상기 영구자석(185)은 상기 회전축(175)의 둘레에 상기 로터(160)의 외경의 45% 내지 75% 범위 이내 거리에 설치되게 구성될 수 있다.
상기 로터코어(161)는 중앙에 상기 회전축(175)이 삽입될 수 있게 관통 형성된 축공을 구비할 수 있다.
상기 로터(160)는, 상기 로터코어(161)의 원주에 근접한 위치에 축방향으로 삽입되고 원주방향을 따라 이격된 복수의 도체바(181)와, 상기 도체바(181)를 단락시키는 엔드링(183)을 구비하여 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 전동기(130)는 초기 기동시 상기 도체바(181)에 작용하는 소위 케이지 토크(cage torque)를 이용할 수 있다.
상기 도체바(181)는 상기 로터(160)의 원주에 근접하게 배치되어 원주방향을 따라 서로 이격되게 배치될 수 있다. 상기 도체바(181)의 단면은 반경방향으로 긴 길이를 가지게 구성될 수 있다. 상기 도체바(181)는 상기 로터코어(161)의 원주부근에서 반경방향을 따라 점진적으로 단면 폭이 감소되게 구성될 수 있다.
상기 로터코어(161)에는 상기 도체바(181)가 삽입될 수 있게 도체바삽입공(166)이 각각 형성될 수 있다.
상기 로터코어(161)의 양 단부에는 엔드링(183)이 각각 구비될 수 있다.
상기 도체바(181) 및 엔드링(183)은 전기도체(예를 들면 알루미늄(Al))를 다이캐스팅하여 일체로 형성될 수 있다.
상기 로터(160)는 축방향으로 삽입되는 복수의 영구자석(185)을 구비할 수 있다. 이에 의해, 상기 전동기(130)는 정상속도 운전시 동기속도로 회전할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 전동기(130)는 기동 초기에는 상기 도체바(181)에 흐르는 유도전류에 의한 흡인 및 반발 작용으로 회전하는 유도기이고, 정상 속도 운전 시 상기 로터(160)는 동기 속도로 회전하는 동기기로 운전될 수 있다. 이에 의해, 상기 전동기(130)의 기동특성 및 운전효율이 모두 제고될 수 있다.
상기 로터코어(161)에는 상기 영구자석(185)이 축방향으로 삽입될 수 있게 영구자석삽입부(168)가 구비될 수 있다.
상기 로터코어(161)는 복수의 전기강판(162)을 절연 적층하여 형성될 수 있다.
상기 로터코어(161)의 각 전기강판(162)에는 상기 축공(164), 상기 도체바삽입공(166) 및 영구자석삽입부(168)가 각각 관통형성될 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 로터(160)는 상기 로터(160)의 외경의 45% 내지 75% 범위 이내에 배치되는 복수의 영구자석(185)을 구비하여 구성될 수 있다. 즉, 상기 영구자석(185)들은 로터(160)의 외경의 45%인 직경을 가지는 내측 원(C1)과, 로터(160)의 직경의 75%인 직경을 가지는 외측 원(C2) 사이에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 내측 원(C1) 및 외측 원(C2)은 상기 로터(160)의 외주와 중심이 같은 동심원들이다. 이에 의해, 상기 로터코어(161)의 강성이 확보되어 로터코어(161)의 변형이 억제될 수 있다. 즉, 상기 영구자석(185)이 상기 로터(160)의 외경의 45% 미만 범위(상기 내측 원(C1)의 내부)에 배치될 경우 상기 회전축(175)의 삽입 시 상기 로터코어(161)의 변형이 발생할 수 있다. 또한, 상기 영구자석(185)이 상기 로터(160)의 외경의 75% 초과 범위(상기 외측 원(C2)의 외부)에 배치되면 상기 도체바(181)의 삽입시 상기 로터코어(161)의 변형이 발생할 수 있다.
또한, 상기 로터(160)의 기동 특성 및 효율이 제고될 수 있다. 여기서, 상기 영구자석(185)이 로터(160)의 외경의 45% 미만 범위에 배치될 경우 상기 로터(160)의 기동성능은 향상될 수 있으나 효율이 저하될 수 있다. 또한, 상기 영구자석(185)이 상기 로터(160)의 외경의 75% 초과 범위에 위치할 경우 효율은 향상될 수 있으나 기동특성이 저하될 수 있다.
상기 로터(160)는 2극으로 구성될 수 있다.
상기 로터(160)는 1극당 2개의 영구자석(185)을 구비하여 구성될 수 있다. 상기 영구자석(185)은 총 4개로 구성될 수 있다.
상기 1극에 배치되는 2개의 영구자석(185)은 동일한 자극을 구비하여 자극중심선(L1)에 대해 서로 대칭으로 배치될 수 있다. 여기서, 상기 자극중심선(L1)은 동일한 자극을 가지는 두 영구자석(185)의 사이를 반분함과 동시에 상기 회전축(175)의 중심을 통과하는 직선을 의미한다.
상기 영구자석(185)은 상기 회전축(175)의 둘레에 대략 직사각형 형상으로 배치될 수 있다. 즉, 상기 각 영구자석(185)은 사각형의 각 변에 대응되게 배치될 수 있다.
상기 동일한 자극을 가지는 2개의 영구자석(185)은 두 영구자석 간 내각(θi)이 92도 내지 140도 범위 내로 배치되게 구성될 수 있다.
상기 서로 다른 자극을 가지는 영구자석(185)들은 극간중심선(L2)에 대해 대칭으로 배치될 수 있다. 여기서, 상기 극간중심선(L2)은 서로 다른 자극을 가지는 두 영구자석(185)사이를 지남과 동시에 상기 회전축(175)의 중심을 통과하고, 상기 자극중심선(L1)과 수직인 직선을 의미한다.
상기 각 영구자석(185)은 상기 극간중심선(L2)에 대해 20도 내지 44도 범위 내의 각도(θ)로 각각 배치되게 구성될 수 있다.
상기 영구자석(185)들은 모두 동일한 크기를 가지게 구성될 수 있다. 즉, 상기 영구자석(185)들은 동일한 길이, 동일한 폭 및 동일한 두께를 가지게 구성될 수 있다.
상기 영구자석(185)의 길이가 L(㎜)이고, 상기 영구자석(185)과 상기 극간중심선(L2)과의 내각이 θ(˚)일 때, 상기 내각(θ)의 영구자석(185) 길이(L)에 대한 비의 값(θ/L)은 1.2 내지 2.7로 구성되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 비의 값(θ/L)이 1.2 미만이면 전동기(130)의 기동 특성은 향상되나 전동기(130)의 효율이 저하될 수 있다. 또한, 상기 비의 값(θ/L)이 2.7을 초과하면 전동기(130)의 효율은 향상될 수 있으나 전동기(130)의 기동특성이 저하될 수 있다.
상기 영구자석(185)의 길이(L)의 상기 로터(160)의 외경(D)에 대한 비의 값(L/D)은 0.16 내지 0.28로 구성될 수 있다.
한편, 상기 영구자석(185)은 서로 동일한 자극을 가지는 영구자석(185)들은 근접 배치되고, 서로 다른 자극을 가지는 영구자석(185)들은 소정의 극간 거리를 가지고 멀리 이격되게 배치될 수 있다.
상기 영구자석삽입부(168)의 양 단부에는 플럭스배리어(171)가 각각 형성될 수 있다. 이에 의해, 누설 자속 발생을 억제하여 모터의 효율이 제고될 수 있다. 상기 각 영구자석삽입부(168)에는 영구자석(185)이 상기 플럭스배리어(171)측으로 이동되는 것을 억제할 수 있게 내측으로 돌출된 돌출부(169)가 각각 형성될 수 있다.
상기 플럭스배리어(171)는, 서로 근접 배치된 두 영구자석(185)의 단부에 각각 형성되는 제1플럭스배리어(172)와, 서로 근접 배치된 두 영구자석(185)의 타측 단부에 각각 형성되는 제2플럭스배리어(174)를 각각 구비할 수 있다. 상기 제2플럭스배리어(174)들은 일 측은 상기 영구자석삽입부(168)와 연통되고 타 측은 상기 도체바삽입공(166)에 근접되게 구성될 수 있다. 이에 의해, 누설 자속 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
[2]
이하, 도 5 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다.
전술 및 도시한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도시를 생략하고 동일한 참조부호를 부여하여 설명한다. 또한, 일부 구성에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
전술한 바와 같이, 본 영구자석 삽입식 전동기(130)는, 스테이터(140); 및 상기 스테이터(140)에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터(160);를 포함하되, 상기 로터(160)는: 회전축(175); 상기 회전축(175)에 결합되는 로터코어(161); 상기 로터코어(161)에 삽입되는 복수의 도체바(181); 및 상기 로터코어(161)에 축방향으로 삽입되는 복수의 영구자석(185)을 구비하고, 상기 영구자석(185)은 상기 회전축(175)의 둘레에 상기 로터(160)의 외경의 45% 내지 75% 이내 거리에 배치되게 구성될 수 있다.
상기 스테이터(140)는, 상기 케이스(110)의 내부에 고정배치되는 스테이터코어(141) 및 상기 스테이터코어(141)에 권선되는 스테이터코일(151)을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 스테이터(140)의 내부에는 로터(160)가 회전 가능하게 배치될 수 있다.
상기 로터(160)는, 회전축(175)과, 상기 회전축(175)에 결합되는 로터코어(161)와, 상기 로터코어(161)에 축선방향으로 삽입되는 도체바(181)와, 상기 로터코어(161)에 축선방향으로 삽입되는 영구자석(185)을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 로터코어(161)는 복수의 전기강판(162)을 절연 적층하여 형성될 수 있다. 상기 로터코어(161)의 각 전기강판(162)에는, 축공(164), 도체바삽입공(166) 및 영구자석삽입부(168)가 각각 관통형성될 수 있다.
상기 로터(160)는 상기 로터(160)(로터코어(161))의 외경의 45% 내지 75% 범위 이내 거리에 배치되는 복수의 영구자석(185)을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 로터(160)는 2극으로 구성될 수 있다. 상기 로터(160)는 1극당 2개의 영구자석(185)을 구비하여 총 4개로 구성될 수 있다.
상기 1극에 배치되는 2개의 영구자석(185)은 동일한 자극을 구비하여 서로 대칭으로 배치될 수 있다.
상기 영구자석(185)은 상기 회전축(175)의 둘레에 대략 직사각형 형상으로 배치될 수 있다. 즉, 상기 각 영구자석(185)은 직사각형의 각 변에 대응되게 배치될 수 있다.
상기 동일한 자극을 가지는 2개의 영구자석(185)은 내각이 92도 내지 140도 범위 내로 배치되게 구성될 수 있다.
상기 영구자석(185)들은 모두 동일한 크기를 가지게 구성될 수 있다. 즉, 상기 영구자석(185)들은 동일한 길이, 동일한 폭 및 동일한 두께를 가지게 구성될 수 있다.
상기 영구자석(185)의 길이가 L(㎜)이고, 상기 영구자석(185)과 상기 극간중심선(L2)과의 내각이 θ(˚)일 때, 상기 내각(θ)의 영구자석(185) 길이(L)에 대한 비의 값(θ/L)은 1.2 내지 2.7로 구성되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 비의 값(θ/L)이 1.2 미만이면 모터의 기동 특성은 향상되나 모터의 효율이 저하될 수 있다. 또한, 상기 비의 값(θ/L)이 2.7을 초과하면 모터의 효율은 향상될 수 있으나 기동특성이 저하될 수 있다.
상기 영구자석(185)의 길이(L)의 상기 로터(160)의 외경(D)에 대한 비의 값(L/D)은 0.16 내지 0.28로 구성될 수 있다. 이에 의해 모터의 효율이 제고될 수 있다.
상기 영구자석(185)은 서로 동일한 자극을 가지는 영구자석(185)들은 근접 배치되고, 서로 다른 자극을 가지는 영구자석(185)들은 소정의 극간 거리를 가지고 멀리 이격되게 배치될 수 있다.
상기 각 영구자석(185)은 상기 극간중심선(L2)에 대해 20도 내지 44도 범위 내에서 배치될 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 영구자석(185)들은 자극중심선(L1)에 대해 비대칭으로 배치될 수 있다.
상기 동일한 자극을 가지는 영구자석(185)들은 상기 회전축(175)의 중심으로부터 서로 다른 이격 거리를 가지고 배치될 수 있다. 도 5의 좌측의 영구자석을 186a이고, 도 5의 우측의 영구자석은 186b로 표기한다.
보다 구체적으로, 상기 동일한 자극을 가지는 두 영구자석(185)은 상기 자극중심선(L1)에 대해 동일한 이격거리(t)를 가지게 서로 이격 배치될 수 있다.
상기 두 영구자석(185)중 어느 하나의 영구자석(186b)의 단부는 다른 영구자석(186a)의 단부로부터 상기 자극중심선(L1)을 따라 상기 영구자석(185)의 두께(W)의 1배 내지 3배 거리로 외측으로 수평이동되어 배치되게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 도체바(181) 및/또는 회전축(175)의 결합 시 상기 로터코어(161)의 변형이 억제될 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 동일한 자극을 가지는 두 영구자석(185) 중 어느 하나는 다른 하나의 극간중심선(L2)의 내각(θ1,θ3)과 동일 내지 50% 범위 내에서 증가된 내각(θ2,θ4)을 가지게 배치될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 회전축(175)에 근접하게 배치되는 영구자석(185)과 극간중심선(L2)과의 내각이 20도일 때 회전축(175)으로부터 더 멀리 배치되는 영구자석(185)은 극간중심선(L2)과 20도 내지 30도 범위의 내각을 가지게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 도체바(181) 및/또는 회전축(175)의 삽입 시 상기 로터코어(161)의 변형이 억제될 수 있다.
여기서, 상기 회전축(175)을 중심으로 대향된 위치에 배치되는 서로 다른 자극을 가지는 영구자석(185)들은 서로 평행하게 배치되지 아니할 수도 있다. 예를 들면, 상기 회전축(175)을 중심으로 대향된 위치(대략 회전방향을 따라 180도 위상차를 가지는 위치)에 배치된 두 영구자석(185) 중 어느 하나의 극간중심선(L2)과의 내각이 21도인 경우 대향측에 배치된 영구자석(185)은 22도로 배치될 수 있다.
또한, 상기 4개의 영구자석(185)의 극간중심선(L2)과의 내각을 각각 θ1,θ2, θ3,θ4라고 할 때, θ1은 21도, θ2는 24도, θ3는 22도,θ4는 25도로 각각 구성될 수도 있다.
한편, 상기 로터(160)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 4극으로 구성될 수도 있다.
상기 로터(160)는 상기 회전축(175)의 둘레에 축방향으로 삽입되는 복수의 영구자석(185)을 구비할 수 있다.
상기 영구자석(185)은 상기 로터(160)의 회전방향을 따라 서로 다른 자극이 교호적으로 배치되는 제1자석(191), 제2자석(192), 제3자석(193) 및 제4자석(194)을 구비하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 영구자석(185)의 배치 위치 및 각도는, 도 4 내지 도 6과 관련하여 전술한 구성과 동일하게 구성될 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이상에서, 본 발명의 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었다. 그러나, 본 발명은, 그 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 실시될 수 있으므로, 위에서 설명된 실시예는 그 상세한 설명의 내용에 의해 제한되지 않아야 한다.
또한, 앞서 기술한 상세한 설명에서 일일이 나열되지 않은 실시예라 하더라도 첨부된 특허청구범위에서 정의된 그 기술 사상의 범위 내에서 넓게 해석되어야 할 것이다. 그리고, 상기 특허청구범위의 기술적 범위와 그 균등범위 내에 포함되는 모든 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 포섭되어야 할 것이다.
110 : 케이스 117,119 : 베어링
120 : 압축부 122 : 고정스크롤
125 : 선회스크롤 130 : 영구자석 삽입식 전동기
140 : 스테이터 141 : 스테이터코어
151 : 스테이터코일 160 : 로터
161 : 로터코어 166 : 도체바삽입공
168 : 영구자석삽입부 171 : 회전축
181 : 도체바 183 : 엔드링
185 : 영구자석

Claims (13)

  1. 스테이터; 및 상기 스테이터에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터;를 포함하되,
    상기 로터는: 회전축; 상기 회전축에 결합되는 로터코어; 상기 로터코어에 삽입되는 복수의 도체바; 및 상기 로터코어에 축방향으로 삽입되는 복수의 영구자석을 구비하고,
    상기 복수의 영구자석 각각은 상기 회전축의 둘레에 상기 로터의 외경의 45% 내지 75% 이내에 거리에 배치되고,
    상기 복수의 영구자석은, 상기 회전축을 중심으로 원주방향을 따라 사각형상을 이루게 각각 배치되고, 서로 동일한 크기를 가지는 4개의 영구자석을 구비하고,
    상기 4개의 영구자석은 수평방향을 따라 서로 인접 배치된 두 영구자석의 단부 사이를 반분하는 중간지점과 상기 회전축의 중심을 통과하게 연장되는 수직방향의 중심선에 대해 서로 비대칭으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로터는 2극이고, 상기 영구자석은 1극당 동일한 자극의 두 영구자석이 서로 근접배치되고, 상기 두 영구자석의 회전축측 내각이 92도 내지 140도 각도 범위를 가지게 배치되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 영구자석 중 서로 동일한 자극의 두 영구자석은 근접배치되고, 서로 다른 자극의 두 영구자석은 상기 서로 동일한 자극의 두 영구자석에 비해 더 멀리 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 로터는 서로 다른 자극을 가지는 두 영구자석이 상기 회전축을 중심으로 서로 대향되게 배치되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 영구자석 중 서로 다른 자극을 가지는 두 영구자석은 상기 영구자석 길이의 80% 내지 90%의 극간 거리를 가지게 서로 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 로터는 상기 동일한 자극의 두 영구자석이 상기 회전축의 중심에서 서로 다른 거리로 각각 이격 배치되게 형성되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 동일한 자극의 두 영구자석은 상기 두 영구자석의 단부 사이를 반분하는 중간지점과 상기 회전축의 중심을 통과하게 연장되는 상기 수직방향의 중심선으로부터 동일한 이격거리를 가지게 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 동일한 자극의 두 영구자석 중 어느 하나는 다른 하나의 단부로부터 상기 영구자석 두께의 1배 내지 3배 거리로 외측으로 이격되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 로터는 상기 동일한 자극의 두 영구자석 중 내측에 배치되는 영구자석이 상기 수직방향의 중심선과 수직인 수평방향의 중심선과 내각이 20도 내지 44도 범위를 이루게 배치되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 영구자석은 상기 로터의 원주방향을 따라 서로 다른 자극이 교호적으로 배치될 수 있게 서로 이격 배치되는 제1자석 내지 제4자석을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1자석은 상기 제4자석에 비해 상기 제2자석에 근접 배치되고, 상기 제3자석은 상기 제2자석에 비해 상기 제4자석에 근접 배치되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 로터는 상기 제1자석 및 제3자석이 상기 제1자석의 단부 및 제4자석의 단부를 연결한 선의 중심과 상기 회전축의 중심을 연결한 수평방향의 중심선과 각각 20도 내지 44도의 내각을 이루게 배치되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  13. 케이스;
    상기 케이스의 내부에 배치되고 냉매를 압축하는 압축부; 및
    상기 케이스의 내부에 배치되어 상기 압축부에 구동력을 제공하는 제1항의 전동기;를 포함하는 압축기.
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