KR101918065B1 - Electric motor with permanent magnet and compressor having the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 영구자석을 가지는 전동기 및 이를 구비한 압축기에 관한 것으로서, 본 발명의 영구자석을 가지는 전동기는, 스테이터; 및 영구자석을 구비하고 상기 스테이터에 대해 미리 설정된 공극을 두고 회전 가능하게 배치되는 로터;를 포함하고, 상기 영구자석은, 원주방향을 따라 복수의 자극이 교호적으로 배치되고, 상기 복수의 자극은 상기 공극에 자기장을 형성하게 극이방 착자되는 제1자석; 및 상기 제1자석에 비해 강한 자속을 구비하고, 상기 제1자석에 비해 상기 공극으로부터 이격되게 상기 제1자석의 복수의 자극의 중심에 배치되는 제2자석;을 구비하되, 상기 제2자석은, 중심으로부터 양 단부로 향할수록 점진적으로 두께가 감소되게 구성된다. 이에 의해, 영구자석 재료 비용을 저감할 수 있고, 진동 및 소음 발생을 억제할 수 있으며, 전동기의 출력을 제고시킬 수 있다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric motor having a permanent magnet and a compressor having the same, wherein the electric motor having the permanent magnet includes a stator; And a rotor provided with a permanent magnet and arranged so as to be rotatable with a predetermined gap with respect to the stator, wherein the permanent magnet has a plurality of magnetic poles arranged alternately along the circumferential direction, A first magnet which is polarized to form a magnetic field in the gap; And a second magnet having a magnetic flux stronger than that of the first magnet and disposed at a center of a plurality of magnetic poles of the first magnet so as to be spaced from the gap with respect to the first magnet, , And the thickness is gradually decreased toward the both ends from the center. Thereby, the cost of the permanent magnet material can be reduced, vibration and noise can be suppressed, and the output of the electric motor can be improved.
Description
본 발명은, 영구자석을 가지는 전동기 및 이를 구비한 압축기에 관한 것이다.The present invention relates to an electric motor having a permanent magnet and a compressor having the electric motor.
주지된 바와 같이, 전동기는, 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 장치이다.As is well known, an electric motor is an apparatus that converts electrical energy into mechanical energy.
전동기는, 전기 공급 방식에 따라 직류용, 단상 교류용 및 3상 교류용으로 구별된다.Electric motors are classified into direct current, single-phase alternating current, and three-phase alternating current according to the electric supply system.
이러한 전동기는, 통상 스테이터와, 상기 스테이터에 대해 소정의 공극을 두고 상대 운동 가능하게 구비되는 로터를 구비하여 구성된다.Such an electric motor generally comprises a stator and a rotor provided to the stator so as to be relatively movable with a predetermined gap therebetween.
상기 로터 중 일부는, 회전축을 구비한 로터코어, 상기 로터코어에 축방향으로 삽입되는 복수의 도체바 및 상기 도체바를 단락시키는 엔드링을 구비하여 구성된다.Some of the rotors include a rotor core having a rotating shaft, a plurality of conductor bars inserted in the rotor core in the axial direction, and an end ring for shorting the conductor bars.
상기 로터 중 다른 일부는, 영구자석 및 회전축을 구비하여 상기 영구자석을 지지하는 로터프레임을 구비하여 구성된다.Another part of the rotor is constituted by a permanent magnet and a rotor frame having a rotating shaft and supporting the permanent magnet.
그런데 이러한 종래의 영구자석을 가지는 전동기에 있어서는, 상기 영구자석의 배후에 자로(flux path,磁路)를 형성할 수 있게 자성체(백요크)가 구비되어 있어, 로터의 질량이 증가하게 된다고 하는 문제점이 있다.However, in such a conventional electric motor having a permanent magnet, a magnetic body (back yoke) is provided so as to form a flux path (magnetic path) behind the permanent magnet, thereby increasing the mass of the rotor .
상기 로터의 질량이 증가될 경우 진동 및 소음이 증가될 수 있다.Vibration and noise can be increased when the mass of the rotor is increased.
또한, 상기 로터의 질량이 증가되는 경우, 상기 로터의 관성이 증가되어 기동 및 정지 제어가 곤란하게 될 수 있다. In addition, when the mass of the rotor is increased, inertia of the rotor is increased, which makes it difficult to control start and stop.
또한, 상기 자성체는 자기적 성질이 우수한 고가(高價)의 자기강판(또는 전자강판, 규소강판)으로 형성되어 제조 비용이 상승될 수 있다. In addition, the magnetic material may be formed of a magnetic steel sheet (or an electromagnetic steel sheet or a silicon steel sheet) having a high magnetic property and a high production cost, so that the manufacturing cost may be increased.
한편, 압축기는, 케이스, 상기 케이스의 내부에 구비되어 냉매를 압축하는 압축부 및 상기 케이스의 내부에 구비되고 상기 압축부에 구동력을 제공하는 전동기를 구비하여 구성된다. On the other hand, the compressor includes a case, a compression unit provided inside the case to compress the refrigerant, and an electric motor provided inside the case and providing a driving force to the compression unit.
상기 압축부는, 실린더와 상기 실린더의 내부에 구비되고 상기 전동기의 회전축에 연결되어 회전되는 롤러를 구비한다. The compression unit includes a cylinder and a roller provided inside the cylinder and connected to the rotation shaft of the electric motor and rotated.
상기 전동기는, 상기 케이스의 내부에 고정되는스테이터 및 회전축을 중심으로 상기 스테이터의 내부에 회전 가능하게 구비되는 로터를 구비한다.The electric motor includes a stator fixed to the inside of the case and a rotor rotatably installed in the stator around a rotating shaft.
상기 실린더의 축방향을 따라 양 측에는 베어링이 각각 구비되어 상기 실린더의 양 측으로 돌출된 회전축을 회전 가능하게 지지한다. Bearings are provided on both sides along the axial direction of the cylinder so as to rotatably support a rotary shaft protruding to both sides of the cylinder.
그런데 이러한 종래의 압축기에 있어서는, 로터가 자성체로 된 로터코어 및 로터코어에 결합되는 영구자석을 구비하도록 되어 있어, 로터의 질량이 증가하게 되고, 이에 기인하여 진동 및 소음이 증가하게 된다고 하는 문제점이 있다. However, in such a conventional compressor, the rotor is provided with a rotor core made of a magnetic material and a permanent magnet coupled to the rotor core, so that the mass of the rotor is increased, thereby increasing the vibration and noise. have.
특히, 로터는 회전축의 축방향을 따라 연장된 베어링들에 의해 일 측(편측)이 지지되기 때문에, 질량 및 진동 증가 시 상기 베어링의 마모가 큰 폭으로 증가하게 된다고 하는 문제점이 있다. Particularly, since the rotor is supported on one side (one side) by the bearings extending along the axial direction of the rotary shaft, there is a problem that wear of the bearing is greatly increased when the mass and vibration are increased.
또한, 영구자석이 로터코어의 외경에 배치되는 소위 에스피엠(surface-mounted permanent magnet) 타입의 로터의 경우, 공극의 자속밀도를 높이기 위해 고가의 영구자석재질을 사용해야 하기 때문에 제조비용이 증가하게 되는 문제점이 있다. In addition, in the case of a so-called surface-mounted permanent magnet type rotor in which permanent magnets are disposed on the outer circumference of the rotor core, expensive permanent magnet materials are required to increase the magnetic flux density of the air gap, There is a problem.
따라서, 본 발명은, 진동 및 소음 발생을 억제할 수 있고 출력을 제고할 수 있는 영구자석을 가지는 전동기 및 이를 구비한 압축기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an electric motor having a permanent magnet capable of suppressing vibration and noise generation and capable of improving the output, and a compressor having the electric motor.
또한, 본 발명은, 고가의 영구자석의 사용을 저감하여 제조비용을 저감할 수 있고 출력을 제고시킬 수 있는 영구자석을 가지는 전동기 및 이를 구비한 압축기를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide an electric motor having permanent magnets capable of reducing the manufacturing cost by reducing the use of expensive permanent magnets and capable of improving the output, and a compressor having the same.
또한, 본 발명은, 로터의 제작을 용이하게 할 수 있는 영구자석을 가지는 전동기 및 이를 구비한 압축기를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.It is still another object of the present invention to provide an electric motor having a permanent magnet capable of facilitating manufacture of a rotor and a compressor having the same.
또한, 본 발명은, 영구자석의 손상 발생을 억제할 수 있는 영구자석을 가지는 전동기 및 이를 구비한 압축기를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다. It is still another object of the present invention to provide an electric motor having a permanent magnet capable of suppressing the occurrence of damage to the permanent magnet and a compressor having the permanent magnet.
본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 스테이터; 및 영구자석을 구비하고 상기 스테이터에 대해 미리 설정된 공극을 두고 회전 가능하게 배치되는 로터;를 포함하고, 상기 영구자석은, 원주방향을 따라 복수의 자극이 교호적으로 배치되고, 상기 복수의 자극은 상기 공극에 자기장을 형성하게 극이방 착자되는 제1자석; 및 상기 제1자석에 비해 강한 자속을 구비하고, 상기 제1자석에 비해 상기 공극으로부터 이격되게 상기 제1자석의 복수의 자극의 중심에 배치되는 제2자석;을 구비하고, 상기 제2자석은, 중심으로부터 양 단부로 향할수록 점진적으로 두께가 감소되게 형성되는 것을 특징으로 하는 영구자석을 가지는 전동기에 의해 달성된다.In order to achieve the above object, the present invention provides a stator comprising: a stator; And a rotor provided with a permanent magnet and arranged so as to be rotatable with a predetermined gap with respect to the stator, wherein the permanent magnet has a plurality of magnetic poles arranged alternately along the circumferential direction, A first magnet which is polarized to form a magnetic field in the gap; And a second magnet having a magnetic flux stronger than that of the first magnet and disposed at a center of a plurality of magnetic poles of the first magnet so as to be spaced from the gap with respect to the first magnet, And the thickness of the permanent magnet is gradually decreased toward the both ends from the center.
본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 상기 로터는, 회전축 및 상기 회전축과 상기 영구자석 사이에 동심적으로 구비되어 상기 영구자석을 지지하는 로터프레임을 구비하여 구성된다.According to an embodiment of the present invention, the rotor includes a rotary shaft, and a rotor frame concentrically provided between the rotary shaft and the permanent magnet to support the permanent magnet.
본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 상기 제1자석은 상기 제2자석이 삽입되는 제2자석삽입부를 구비하고, 상기 제2자석삽입부는 상기 제1자석의 외경면과 동일한 두께를 구비하게 형성된다.According to an embodiment of the present invention, the first magnet includes a second magnet insertion portion into which the second magnet is inserted, and the second magnet insertion portion is formed to have the same thickness as the outer diameter surface of the first magnet .
본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 상기 제2자석은, 반경방향을 따라 외측에 배치되는 원호 형상의 외면부 및 상기 외면부의 내측에 배치되는 직선형의 내면부를 구비하여 구성된다.According to an embodiment of the present invention, the second magnet includes an arc-shaped outer surface portion disposed on the outer side in the radial direction and a linear inner surface portion disposed on the inner side of the outer surface portion.
본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 상기 제1자석은, 양 단부에 제1방향을 따라 서로 다른 자극이 형성되는 제1자극부 및 양 단부에 상기 제1방향과 반대의 서로 다른 자극이 형성되는 제2자극부를 구비하여 구성된다.According to an embodiment of the present invention, the first magnet includes a first magnetic pole part formed with magnetic poles at both ends along a first direction, and a second magnetic pole part formed at opposite ends of the first magnetic pole opposite to the first direction And a second magnetic-pole portion.
본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 상기 제2자석은 상기 제1자극부 및 제2자극부의 경계영역에 배치된다.According to an embodiment of the present invention, the second magnet is disposed in a boundary region between the first magnetic pole portion and the second magnetic pole portion.
본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 상기 제2자석은, 반경방향을 따라 외측에 배치되는 외면부 및 상기 외면부의 내측에 배치되는 내면부를 구비하고, 상기 외면부는 양 단부에 두께가 점진적으로 감소되게 형성되는 두께감소부를 각각 구비하여 구성된다.According to an embodiment of the present invention, the second magnet includes an outer surface portion disposed on the outer side in the radial direction and an inner surface portion disposed on the inner side of the outer surface portion, wherein the outer surface portion has a thickness gradually reduced And a thickness decreasing portion formed on the substrate.
본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 상기 두께감소부는 직선 형상으로 형성된다.According to an embodiment of the present invention, the thickness reducing portion is formed in a linear shape.
본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 상기 두께감소부는 곡선형상으로 형성된다.According to an embodiment of the present invention, the thickness reducing portion is formed in a curved shape.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 스테이터; 및 영구자석을 구비하고, 상기 스테이터에 대해 미리 설정된 공극을 두고 회전 가능하게 배치되는 로터;를 포함하고, 상기 영구자석은, 원주방향을 따라 복수의 자극이 교호적으로 배치되고, 상기 복수의 자극은 상기 공극에 자기장을 형성하게 극이방 착자되는 제1자석; 및 상기 제1자석에 비해 강한 자속을 구비하고, 상기 제1자석에 비해 상기 공극으로부터 이격되게 상기 제1자석의 복수의 자극의 중심에 배치되는 제2자석;을 구비하고, 상기 제2자석은, 상기 제1자석의 외면 형상에 대응되는 외면부를 구비하게 형성되는 것을 특징으로 하는 영구자석을 가지는 전동기가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a stator comprising: a stator; And a rotor rotatably disposed at a predetermined gap with respect to the stator, wherein the plurality of magnetic poles are arranged alternately along the circumferential direction, and the plurality of magnetic poles A first magnet being polarly anisotropically magnetized to form a magnetic field in the gap; And a second magnet having a magnetic flux stronger than that of the first magnet and disposed at a center of a plurality of magnetic poles of the first magnet so as to be spaced from the gap with respect to the first magnet, And an outer surface portion corresponding to an outer surface shape of the first magnet.
상기 로터는, 회전축 및 상기 영구자석과 상기 회전축 사이에 구비되는 로터프레임을 구비하여 구성된다.The rotor includes a rotating shaft and a rotor frame provided between the permanent magnet and the rotating shaft.
또한, 본 발명의 또 다른 분야에 따르면, 스테이터; 및 회전축과 상기 회전축에 동심적으로 배치되는 영구자석을 구비하고, 상기 스테이터에 대해 미리 설정된 공극을 두고 상기 회전축을 중심으로 회전 가능하게 배치되는 로터;를 포함하고, 상기 영구자석은, 원주방향을 따라 복수의 자극이 교호적으로 배치되고, 상기 복수의 자극은 상기 공극에 자기장을 형성하게 극이방 착자되는 제1자석; 및 상기 제1자석에 비해 강한 자속을 구비하고, 상기 제1자석에 비해 상기 공극으로부터 이격되게 상기 제1자석의 복수의 자극의 중심에 배치되는 제2자석;을 구비하고, 상기 제2자석은, 원주방향을 따른 양 단부에 두께가 점진적으로 감소되는 두께감소부를 구비하는 것을 특징으로 하는 영구자석을 가지는 전동기가 제공된다. According to still another aspect of the present invention, there is provided a stator comprising: a stator; And a rotor having a rotating shaft and a permanent magnet disposed concentrically with the rotating shaft, the rotor being disposed so as to be rotatable about the rotating shaft with a predetermined gap with respect to the stator, wherein the permanent magnet has a circumferential direction A plurality of magnetic poles alternately disposed on the first magnet, and the plurality of magnetic poles are polar anisotropically magnetized to form a magnetic field in the gap; And a second magnet having a magnetic flux stronger than that of the first magnet and disposed at a center of a plurality of magnetic poles of the first magnet so as to be spaced from the gap with respect to the first magnet, And a thickness decreasing portion that gradually decreases in thickness at both ends along the circumferential direction.
본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 상기 제1자석은 본드자석이고, 상기 제2자석은 소결자석으로 구성된다.According to an embodiment of the present invention, the first magnet is a bonded magnet, and the second magnet is composed of a sintered magnet.
본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 상기 로터프레임은 비자성체로 구성된다.According to an embodiment of the present invention, the rotor frame is made of a non-magnetic material.
본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 상기 로터프레임은 경량재질의 비자성체로 구성된다. According to an embodiment of the present invention, the rotor frame is made of a non-magnetic material made of a lightweight material.
본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 상기 로터프레임에는 축방향을 따라 관통된 적어도 하나의 관통부가 형성된다.According to an embodiment of the present invention, the rotor frame is formed with at least one penetrating portion penetrating along the axial direction.
본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 상기 로터는 8극을 구비하고, 상기 스테이터는, 원주방향을 따라 서로 교호적으로 배치되는 복수의 슬롯 및 폴을 구비하고, 상기 복수의 슬롯은 12개로 구성된다.According to an embodiment of the present invention, the rotor has eight poles, and the stator includes a plurality of slots and pawls alternately arranged along the circumferential direction, and the plurality of slots are composed of twelve .
한편, 본 발명의 또 다른 분야에 따르면, 케이스; 상기 케이스의 내부에 구비되고 유체를 압축하는 압축부; 및 상기 케이스의 내부에 구비되고 상기 압축부에 구동력을 제공하는 상기 영구자석을 가지는 전동기;를 포함하는 압축기가 제공된다. According to another aspect of the present invention, A compression unit provided inside the case and compressing the fluid; And a motor provided inside the case and having the permanent magnet for providing a driving force to the compression portion.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 로터의 영구자석이, 원주방향을 따라 서로 다른 복수의 자극이 교호적으로 배치되고 공극에 자기장을 형성할 수 있게 극이방 착자되는 제1자석 및 제1자석에 비해 강한 자속을 구비하고 복수의 자극의 중심부에 배치되는 제2자석을 구비함으로써, 영구자석의 재료비용을 저감할 수 있고 주자속이 증가되어 출력이 제고될 수 있다. As described above, according to the embodiment of the present invention, the permanent magnets of the rotor are arranged such that a plurality of mutually different magnetic poles along the circumferential direction are arranged alternately and the magnetic poles of the first and second magnetic poles By providing the magnet and the second magnet having a magnetic flux stronger than that of the first magnet and disposed in the central portion of the plurality of magnetic poles, the material cost of the permanent magnet can be reduced and the runout can be increased and the output can be enhanced.
또한, 제1자석은 원통 형상으로 형성하고, 제1자석의 자극의 중심부에 제1자석에 비해 강한 자속을 가지는 제2자석이 구비됨으로써, 공극의 자속밀도는 주자속이 증가된 정현파(사인파) 형상을 가지게 되어 코깅토크가 저감되고 진동 및 소음 발생이 억제될 수 있다.Further, since the first magnet is formed in a cylindrical shape and the second magnet having a magnetic flux stronger than that of the first magnet is provided at the central portion of the magnetic pole of the first magnet, the magnetic flux density of the air gap can be changed to a sinusoidal So that the cogging torque can be reduced and the occurrence of vibration and noise can be suppressed.
또한, 제1자석은 원통 형상으로 형성하고, 제1자석의 자극의 중심부에 제1자석에 비해 강한 자속을 가지는 제2자석이 구비되고, 상기 제2자석은 중심에서 양 단부로 향할수록 점진적으로 두께가 감소되게 형성됨으로써, 상기 제2자석의 양 단부과 상기 제1자석의 외경면 사이의 두께 감소를 억제하여 제1자석의 손상발생이 억제되게 할 수 있다. Further, the first magnet is formed in a cylindrical shape, and a second magnet having a magnetic flux stronger than that of the first magnet is provided at the central portion of the magnetic pole of the first magnet, and the second magnet progressively moves from the center toward both ends It is possible to suppress the reduction in thickness between both ends of the second magnet and the outer diameter surface of the first magnet to suppress the damage of the first magnet.
또한, 제2자석이 공극에 더욱 근접 배치될 수 있어 상기 공극의 자속밀도가 더욱 증가될 수 있다.Further, the second magnet can be disposed closer to the gap, so that the magnetic flux density of the gap can be further increased.
이에 의해, 전동기의 출력이 더욱 제고될 수 있다. Thereby, the output of the electric motor can be further improved.
또한, 제1자석은 원통 형상으로 형성하고, 제1자석의 자극의 중심부에 제1자석에 비해 강한 자속을 가지는 제2자석이 구비되고, 상기 제2자석은 상기 제1자석의 외면 형상에 대응되는 외면부를 구비하게 구성됨으로써, 상기 제1자석의 외면과 상기 제2자석의 외면부 사이의 두께가 일정하게 유지됨으로써, 상기 제1자석과 상기 제2자석 사이의 두께 감소에 기인한 상기 제1자석의 손상 발생이 억제될 수 있다. The first magnet is formed in a cylindrical shape, and a second magnet having a magnetic flux stronger than that of the first magnet is provided at the central portion of the magnetic pole of the first magnet, and the second magnet corresponds to the outer shape of the first magnet The thickness between the outer surface of the first magnet and the outer surface of the second magnet is kept constant so that the thickness of the first and second magnets, Occurrence of damage of the magnet can be suppressed.
또한, 제1자석은 원통 형상으로 형성하고, 제1자석의 자극의 중심부에 제1자석에 비해 강한 자속을 가지는 제2자석이 구비되고, 상기 제2자석은 원주방향을 따른 양 단부에 두께가 점진적으로 감소되는 두께감소부를 구비하여 구성됨으로써, 상기 제1자석의 외면과 상기 제2자석의 양 단부 사이의 두께 감소에 기인한 상기 제1자석의 손상 발생이 억제될 수 있다. The first magnet is formed in a cylindrical shape, and a second magnet having a magnetic flux stronger than that of the first magnet is provided at the central portion of the magnetic pole of the first magnet, and the second magnet has a thickness By reducing the thickness of the first magnet, it is possible to suppress the damage of the first magnet due to the reduction in thickness between the outer surface of the first magnet and both ends of the second magnet.
또한, 제1자석은 본드자석으로 형성되고 제2자석은 소결자석으로 구성됨으로써, 영구자석의 재료비용을 저감할 수 있고 제작이 용이하게 될 수 있다.Further, since the first magnet is formed of the bonded magnet and the second magnet is constituted of the sintered magnet, the material cost of the permanent magnet can be reduced, and manufacturing can be facilitated.
또한, 제1자석은 본드자석으로 형성되고 로터프레임은 경량재질의 비자성체로 구성됨으로써, 로터의 제작이 용이하고 제조비용이 저감될 수 있다. In addition, since the first magnet is formed of a bonded magnet and the rotor frame is made of a non-magnetic material of a lightweight material, the rotor can be easily manufactured and the manufacturing cost can be reduced.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영구자석을 가지는 전동기를 구비한 압축기의 단면도,
도 2는 도 1의 스테이터 및 로터의 평면도,
도 3은 도 2의 스테이터의 확대도,
도 4는 도 1의 로터의 확대도,
도 5는 도 2의 제1자석의 확대도,
도 6은 도 2의 제2자석의 확대도,
도 7은 도 2의 요부확대도,
도 8은 도 6의 제2자석의 변형례,
도 9는 도 2의 로터프레임의 확대도,
도 10은 도 2의 제1자석 및 제2자석의 결합영역의 확대도,
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동기의 스테이터 및 로터의 평면도,
도 12는 도 11의 제1자석의 확대도,
도 13은 도 11의 영구자석의 변형례,
도 14는 도 13의 제1자석의 확대도이다. 1 is a cross-sectional view of a compressor including a motor having permanent magnets according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a plan view of the stator and rotor of Fig. 1,
3 is an enlarged view of the stator of Fig. 2,
Figure 4 is an enlarged view of the rotor of Figure 1,
Fig. 5 is an enlarged view of the first magnet of Fig. 2,
Fig. 6 is an enlarged view of the second magnet of Fig. 2,
7 is an enlarged view of the main part of Fig. 2,
8 is a modification of the second magnet of Fig. 6,
Fig. 9 is an enlarged view of the rotor frame of Fig. 2,
Fig. 10 is an enlarged view of a coupling region of the first magnet and the second magnet in Fig. 2,
11 is a plan view of a stator and a rotor of an electric motor according to another embodiment of the present invention,
Fig. 12 is an enlarged view of the first magnet in Fig. 11,
13 shows a modification of the permanent magnet of Fig. 11,
14 is an enlarged view of the first magnet of Fig.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명한다. 본 명세서는, 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.Hereinafter, embodiments disclosed in this specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this specification, the same or similar reference numerals are given to the same or similar components in different embodiments, and the description thereof is replaced with the first explanation. As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be blurred. In addition, it should be noted that the attached drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and should not be construed as limiting the technical idea disclosed in the present specification by the attached drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영구자석을 가지는 전동기를 구비한 압축기의 단면도이고, 도 2는 도 1의 스테이터 및 로터의 평면도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view of a compressor including a motor having permanent magnets according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the stator and the rotor of FIG. 1.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 영구자석을 가지는 전동기를 구비한 압축기는, 케이스(110); 상기 케이스(110)의 내부에 구비되고 유체를 압축하는 압축부(130); 및 상기 케이스(110)의 내부에 구비되고 상기 압축부(130)에 구동력을 제공하는 본 발명의 일 실시예에 따른 영구자석을 가지는 전동기(150);를 구비하여 구성될 수 있다.As shown in Figs. 1 and 2, a compressor including an electric motor having permanent magnets of this embodiment includes a
케이스(110)는, 예를 들면, 내부에 수용공간을 형성하게 구성될 수 있다.The
상기 케이스(110)는, 예를 들면, 내부에 밀폐된 수용공간이 형성되게 구성될 수 있다. The
상기 케이스(110)는, 예를 들면, 원통 형상의 바디(111) 및 상기 바디(111)의 개구를 차단하게 구비되는 캡을 구비할 수 있다.The
상기 바디(111)는, 예를 들면, 양 측으로 개구되게 형성될 수 있다.The
상기 캡은, 예를 들면, 상기 바디(111)의 양 측 개구를 차단하는 제1캡(113) 및 제2캡(115)을 구비하게 구성될 수 있다. The cap may be configured to include, for example, a
보다 구체적으로 예를 들면, 상기 바디(111)는 상하방향으로 배치되고, 상기 제1캡(113)은 상기 바디(111)의 상부에 구비되고 상기 제2캡(115)은 상기 바디(111)의 하부에 구비될 수 있다. More specifically, for example, the
상기 케이스(110)의 일 측에는 흡입관(117)이 구비될 수 있다.A
상기 케이스(110)의 타 측에는 토출관(119)이 구비될 수 있다.A
상기 케이스(110)의 내부에는 오일(121)이 구비될 수 있다.
상기 오일(121)은 상기 케이스(110)의 내부 하부에 미리 설정된 높이로 주입될 수 있다. The
상기 케이스(110)의 내부 하부영역에 상기 압축부(130)가 구비될 수 있다. The
상기 흡입관(117)은 상기 압축부(130)와 연통되게 연결될 수 있다. The
이에 의해, 상기 케이스(110)의 외부의 냉매가 상기 흡입관(117)을 통해 상기 케이스(110)의 내부의 상기 압축부(130)로 흡입될 수 있다.Accordingly, the refrigerant outside the
상기 압축부(130)에서 압축된 냉매는 상기 토출관(119)을 통해 상기 케이스(110)의 외부로 토출될 수 있다. The refrigerant compressed by the
상기 압축부(130)는, 예를 들면, 내부에 압축공간을 구비한 실린더(131) 및 상기 실린더(131)의 내부에서 선회하면서 냉매를 압축하는 롤러(135)를 구비할 수 있다.The
상기 실린더(131)는 상측 및 하측이 개구되게 형성될 수 있다.The
상기 압축부(130)는 상기 실린더(131)의 양 측에 구비되는 메인베어링(137) 및 서브베어링(139)을 구비하여 구성될 수 있다. The
상기 메인베어링(137)은, 예를 들면 상기 실린더(131)의 상측을 차단하게 결합될 수 있다.The
상기 서브베어링(139)은, 예를 들면, 상기 실린더(131)의 하측을 차단하게 결합될 수 있다.The
상기 메인베어링(137)은, 예를 들면, 상기 실린더(131)를 차단하게 결합되는 차단부(138a) 및 상기 차단부(138a)로부터 돌출 형성되는 베어링부(138b)를 구비할 수 있다. The
상기 메인베어링(137)의 차단부(138a)는, 예를 들면, 상기 케이스(110)의 내면에 고정결합되게 구성될 수 있다. The blocking
상기 서브베어링(139)은, 예를 들면, 상기 실린더(131)를 차단하게 결합되는 차단부(140a) 및 상기 차단부(140a)로부터 돌출된 베어링부(140b)를 구비할 수 있다. The
한편, 상기 케이스(110)의 내부에는 본 발명의 일 실시예에 따른 영구자석을 가지는 전동기(150)(이하, '전동기(150)'로 표기함)가 구비될 수 있다.The
상기 전동기(150)는, 스테이터(160) 및 상기 스테이터(160)에 대해 미리 설정된 공극(G)을 두고 회전 가능하게 배치되는 로터(180)를 구비하여 구성될 수 있다. The
상기 스테이터(160)는, 예를 들면, 스테이터코어(161) 및 상기 스테이터코어(161)에 권선되는 스테이터코일(171)을 구비할 수 있다. The
상기 스테이터코어(161)는 상기 로터(180)가 수용되는 로터수용공(163)이 구비될 수 있다. The
상기 스테이터코어(161)는, 예를 들면, 중앙에 상기 로터수용공(163)이 형성된 전기강판(162)을 절연 적층하여 형성될 수 있다. The
상기 로터(180)는, 회전축(185) 및 상기 회전축(185)과 동심적으로 배치되는 영구자석(190)을 구비하여 구성될 수 있다. The
상기 로터(180)는, 예를 들면, 회전축(185), 상기 회전축(185)과 동심적으로 배치되는 영구자석(190) 및 상기 영구자석(190)과 상기 회전축(185) 사이에 구비되는 로터프레임(221)을 구비하여 구성될 수 있다. The
상기 회전축(185)은 일 단이 상기 롤러(135)에 연결되고 타 단은 상기 로터프레임(221)에 연결될 수 있게 긴 길이를 구비하게 구성될 수 있다. The
상기 회전축(185)의 내부에는 관통공(187)이 형성될 수 있다. A through
이에 의해, 상기 회전축(185)의 회전 시 상기 케이스(110)의 오일(121)이 상측으로 이동될 수 있다. Accordingly, the
상기 회전축(185)에는 편심부(188)가 형성될 수 있다. An
상기 편심부(188)에는 상기 롤러(135)가 결합될 수 있다. The
상기 롤러(135)는 상기 회전축(185)의 회전 시 상기 실린더(131)의 내부에서 편심운동 하면서 상기 실린더(131)의 내부의 냉매를 압축할 수 있다. The
한편, 도 3은 도 2의 스테이터의 확대도이고, 도 4는 도 1의 로터의 확대도이다. 3 is an enlarged view of the stator of Fig. 2, and Fig. 4 is an enlarged view of the rotor of Fig.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터코어(161)는, 상기 로터수용공(163)의 둘레에 상호 교호적으로 형성되는 복수의 슬롯(165) 및 폴(166)을 구비할 수 있다. 3, the
상기 복수의 슬롯(165)은, 예를 들면, 12개로 형성될 수 있다. The plurality of
상기 폴(166)은 자유 단부에 원주방향으로 확장된 폴슈(168)를 구비하여 구성될 수 있다.The
상기 폴슈(168)는, 예를 들면, 상기 스테이터코어(161)의 중심에서 상기 폴슈(168)의 양 단부를 연결한 연결선(L1,L2)들 사이의 내각(θ)이 19.8도 내지 25.2도 이내로 형성되는 것이 바람직할 수 있다. The angle of the internal angle θ between the connecting lines L1 and L2 connecting both ends of the
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 편심부(188)로부터 이격된 상기 회전축(185)의 상부영역에는 상기 로터프레임(221)이 구비될 수 있다. As shown in FIG. 4, the
상기 로터프레임(221)은, 대략 원통 형상으로 구현될 수 있다.The
상기 로터프레임(221)의 외곽에는 상기 영구자석(190)이 구비될 수 있다. The
상기 영구자석(190)은, 예를 들면, 상기 로터프레임(221)의 외곽에 구비되는 제1자석(191) 및 상기 제1자석(191)의 외경면에 비해 내측에 구비되는 제2자석(211)을 구비하여 구성될 수 있다. The
도 5는 도 2의 제1자석의 확대도이고, 도 6은 도 2의 제2자석의 확대도이다.Fig. 5 is an enlarged view of the first magnet of Fig. 2, and Fig. 6 is an enlarged view of the second magnet of Fig. 2. Fig.
상기 제1자석(191)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 대략 원통 형상을 구비할 수 있다.The
상기 제1자석(191)은, 예를 들면, 본드자석으로 형성될 수 있다.The
보다 구체적으로, 상기 제1자석(191)은 네오디뮴(Nd) 본드 자석으로 구현될 수 있다. More specifically, the
상기 제1자석(191)은 원주방향을 따라 서로 다른 복수의 자극(N극, S극)이 교호적으로 배치되게 구성될 수 있다. The
상기 제1자석(191)은, 예를 들면, 8극을 구비하게 구성될 수 있다. The
상기 제1자석(191)은, 예를 들면, 상기 공극(G)에 자기장이 형성되고 상기 제1자석(191)의 내부에는 자기장이 형성되지 아니하게 구성될 수 있다.The
상기 제1자석(191)은, 예를 들면, 상기 공극(G)에만 자기장이 형성되게 극이방 착자될 수 있다. The
상기 제1자석(191)은, 예를 들면, 양 단부에 제1방향을 따라 서로 다른 자극(N극,S극)이 형성되는 제1자극부(193a) 및 양 단부에 상기 제1방향과 반대로 서로 다른 자극이 형성되는 제2자극부(193b)를 구비할 수 있다.The
보다 구체적으로, 상기 제1자석(191)은 원주방향을 따라 8개의 구간으로 구획되고, 각 구간은, 양 단부에 서로 다른 자극(N극, S극)이 각각 형성되게 각각 극이방 착자될 수 있다.More specifically, the
상기 제1자석(191)은, 예를 들면, 4개의 제1자극부(193a) 및 4개의 제2자극부(193b)를 구비할 수 있다.The
상기 제1자극부(193a)는, 예를 들면, 상기 제1방향(도면상 시계방향)을 따라 좌측 단부에 S극이 형성되고 우측 단부에 N극이 형성되게 극이방 착자될 수 있다.The first magnetic-
상기 제2자극부(193b)는, 예를 들면, 상기 제1방향과 반대(도면상 반시계방향)로 좌측 단부에는 N극이 형성되고 우측 단부에는 S극이 형성되게 극이방 착자될 수 있다. The second magnetic-
한편, 상기 제2자석(211)은, 상기 제1자석(191)에 강한 자속을 구비하게 구성될 수 있다.Meanwhile, the
상기 제2자석(211)은 소결자석으로 구성될 수 있다.The
보다 구체적으로 상기 제2자석(211)은 네오디뮴(Nd) 소결자석으로 구현될 수 있다. More specifically, the
상기 제2자석(211)은 상기 공극(G)으로부터 상기 제1자석(191)의 외경면에 비해 상기 회전축(185)을 향해 이격되게 배치될 수 있다. The
보다 구체적으로, 본 실시예의 영구자석을 가지는 전동기(150)는, 전체적인 자속을 형성하는 제1자석(191)은 본드자석을 원통 형상으로 형성하여 극이방 착자하고, 주자속은 제1자석(191)에 비해 강한 자속을 가지는 소결자석으로 막대 형상으로 형성되어 상기 제1자석(191)의 배후에 배치되는 제2자석(211)에 의해 증대되게 구성함으로써, 영구자석(190)의 전체 재료 비용을 저감할 수 있다.More specifically, in the
또한, 주자속은 제2자석(211)에 의해 증대되게 함으로써, 역기전력의 크기를 증대시켜 전체 출력이 제고될 수 있다. Further, by increasing the magnitude of the runner by the
또한, 상기 제2자석(211)에 의해 주자속이 증대되어 상기 공극(G)에서의 전체 공극 자속 밀도는 정현파(사인파) 형상을 구비하게 되어, 코깅토크가 저감될 수 있고, 상기 코깅토크에 기인한 진동 및 소음 발생이 억제될 수 있다. In addition, since the magnetic flux density of the air gap G in the gap G is increased by the
한편, 상기 제2자석(211)은 가능한 한 상기 공극(G)에 근접될수록 주자속(역기전력)이 증대될 수 있어 바람직할 수 있다. On the other hand, the
상기 제2자석(211)이 상기 공극(G)에 근접할수록 상기 제1자석(191)의 상기 제2자석(211)이 결합되는 영역은 두께가 감소되므로 지지강도가 미흡하게 되고, 이에 기인하여 상기 제1자석(191)은 상기 두께 감소영역의 균열 및/또는 손상이 발생될 수 있다. As the
이를 위해, 상기 제1자석(191)에는 상기 제2자석(211)이 삽입될 수 있게 제2자석삽입부(195a)가 형성되며, 상기 제2자석삽입부(195a)는 상기 제1자석(191)의 외경면으로부터 미리 설정된 거리를 두고 내측으로 이격되게 형성될 수 있다.To this end, the
여기서, 상기 미리 설정된 거리는, 상기 제1자석(191)에 상기 제2자석삽입부(195a)의 형성시 상기 제1자석(191)의 외경면과 상기 제2자석삽입부(195a)의 사이의 최소 두께가 상기 제1자석(191)의 크랙 또는 손상이 발생되지 아니할 수 있는 정도의 두께를 가지게 설정될 수 있다.The predetermined distance may be a distance between the outer surface of the
상기 제1자석(191)의 외경면과 상기 제2자석삽입부(195a)의 사이의 최소 두께는, 1mm 이상으로 형성되는 것이 바람직할 수 있다. The minimum thickness between the outer surface of the
이러한 점을 고려하여, 상기 제1자석(191)의 두께 감소에 기인한 손상 발생을 억제할 수 있도록 하기 위해, 상기 제2자석(211)은 중심으로부터 양 단부로 향할수록 점진적으로 두께가 감소되게 구성될 수 있다. In consideration of this point, in order to suppress the occurrence of damage due to the reduction in the thickness of the
이에 의해, 상기 제1자석(191)은 상기 제2자석(211)이 결합되는 제2자석삽입부(195a) 중 주변에 비해 두께가 특히 작아지게 되는 특정 영역 발생을 억제할 수 있어, 상기 제1자석(191)의 두께 감소에 기인한 상기 특정 영역의 크랙 또는 손상 발생이 억제될 수 있다. Accordingly, the
상기 제2자석(211)은, 상기 제1자석(191)의 축방향 길이에 대응되는 길이(축방향 길이)를 구비하게 구성될 수 있다.The
상기 제2자석(211)은, 예를 들면, 대략 직육면체 형상을 구비하게 구성될 수 있다. The
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제2자석(211)은 상기 제1자석(191)의 외면 형상에 대응되는 외면부(212a)를 구비하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 6, the
상기 제2자석(211)은, 예를 들면, 곡선형의 외면부(212a), 직선형의 내면부(212b) 및 직선형의 양 측면부(212c)를 구비하여 구성될 수 있다. The
상기 제2자석(211)의 외면부(212a)는, 예를 들면, 미리 설정된 반경(R2)을 가지는 원호로 구현될 수 있다. The
여기서, 상기 미리 설정된 반경(R2)은, 상기 제1자석(191)의 반경(R1)에 비해 소정 축소된 크기를 가지며 중심은 서로 동일하게 설정될 수 있다.Here, the predetermined radius R2 may be set to be smaller than a radius R1 of the
이에 대응하여, 상기 제1자석(191)에는 상기 제2자석(211)이 삽입될 수 있게 제2자석삽입부(195a)가 구비될 수 있다.In response to this, the
다시, 도 5를 참조하면, 상기 제2자석삽입부(195a)는, 반경방향을 따라 내측이 개방되게 형성될 수 있다. Referring to FIG. 5 again, the second
상기 제2자석삽입부(195a)는, 상기 제2자석(211)의 외면부(212a)와 면접촉되는 외면접촉부 및 상기 제2자석(211)의 양 측면부와 접촉되는 측면접촉부를 구비하게 구성될 수 있다.The second
상기 제2자석삽입부(195a)의 외면접촉부는 상기 제2자석(211)의 외면부(212a)의 반경(R2)에 대응되는 반경(R2)의 원호로 구현될 수 있다. The outer surface contact portion of the second
상기 제2자석(211)의 외면부(212a)와 상기 제2자석삽입부(195a)의 외면접촉부는 반경이 R2로 동일하지만 조립공차가 다르게 설정될 수 있다. The
보다 구체적으로 예를 들면, 상기 제2자석(211)의 외면부(212a)는 마이너스(-) 공차를 가지고, 상기 제2자석삽입부(195a)의 외면접촉부(196a)는 플러스(+) 공차를 구비하게 구성될 수 있다. More specifically, for example, the
이러한 구성에 의하면, 상기 제2자석삽입부(195a)의 외면접촉부(196a)와 상기 제1자석(191)의 외경면 사이의 두께가 일정하게 될 수 있다.According to this configuration, the thickness between the outer
이에 의해, 상기 제1자석(191)의 외경면과 상기 제2자석삽입부(195a)의 간격이 협소하게 되는 협소구간 발생을 억제할 수 있고, 상기 협소구간의 응력집중에 기인한 상기 제1자석(191)의 균열(crack) 및 손상 발생을 억제할 수 있다. This makes it possible to suppress the occurrence of a narrow section in which the distance between the outer diameter surface of the
또한, 상기 제2자석(211)은 상대적으로 두께가 얇은 상기 제2자석삽입부(195a)의 외측 구간의 자속을 강화시키므로, 상기 제2자석삽입부(195a)의 외측 구간의 감자 내력 신뢰성 향상에 기여할 수 있다. In addition, since the
상기 제2자석삽입부(195a)는, 예를 들면, 상기 제1자석(191)의 제1자극부(193a) 및 제2자극부(193b)의 경계에 중심이 배치되게 구성될 수 있다.The second
상기 제2자석삽입부(195a)는, 상기 제1자극부(193a) 및 제2자극부(193b)의 경계를 중심으로 대칭으로 형성될 수 있다. The second
한편, 도 7은 도 2의 요부확대도이고, 도 8은 도 6의 제2자석의 변형례이다.FIG. 7 is an enlarged view of the main part of FIG. 2, and FIG. 8 is a modification of the second magnet of FIG.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제2자석(211)은, 상기 스테이터(160)의 폴슈(168)의 크기에 대응되는 크기를 구비하게 구성될 수 있다.As shown in FIG. 7, the
보다 구체적으로, 상기 제2자석(211)은 내면부(212b)의 양 모서리와 상기 로터수용공(163)의 중심을 각각 연결한 연결선(L1,L2)들 사이의 내각(θ)이 19.8도 내지 25.2도로 구성될 수 있다. More specifically, the
본 실시예에서, 상기 제2자석(211)은, 외면부(212a)의 양 단부의 모서리는 상기 연결선(L1,L2)들에 접촉되지 아니하고 내측으로 이격된 형상을 구비하고 있으나, 이는 예시일 뿐이고, 도 8에 도시된 바와 같이, 제2자석(211a)은 상기 로터수용공(163)의 중심(O)과 상기 폴슈(168)의 양 단부를 각각 연결한 연결선(L1,L2)들과 나란하게 형성되는 경사진 측면부(212d)를 구비하게 구성될 수도 있다. In the present embodiment, the
도 9는 도 2의 로터프레임의 확대도이다.Fig. 9 is an enlarged view of the rotor frame of Fig. 2;
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 로터프레임(221)에는 상기 제1자석(191)의 제2자석삽입부(195a)와 상호 협조적으로 상기 제2자석(211a)을 수용하는 제2자석삽입부(195b)가 구비될 수 있다.9, the
상기 로터프레임(221)의 제2자석삽입부(195b)는, 예를 들면, 상기 제2자석(211)이 반경방향을 따라 내측으로 삽입되게 상기 로터프레임(221)의 외면에 형성될 수 있다.The second
상기 로터프레임(221)의 제2자석삽입부(195b)는, 예를 들면, 상기 제2자석(211)의 내면부(212b)와 면접촉 가능하게 직선형으로 절취되게 구성될 수 있다. The second
상기 로터프레임(221)의 제2자석삽입부(195b)는, 예를 들면, 상기 제2자석(211)의 내면부(212b)와 면접촉 가능한 내면접촉부(196b) 및 제2자석(211)의 양 측면부(212c)와 접촉 가능한 측면접촉부(197b)를 구비하여 구성될 수 있다. The second
상기 로터프레임(221)의 중앙에는 상기 회전축(195)이 삽입될 수 있게 회전축공(223)이 마련될 수 있다. A
상기 로터프레임(221)은 축방향으로 관통된 관통부(225)를 구비할 수 있다.The
상기 관통부(225)는, 예를 들면, 상기 로터프레임(221)의 제2자석삽입부(195b)에 근접 배치되는 제1관통부(226)를 구비할 수 있다.The penetrating
이에 의해, 상기 제2자석(211)의 주변의 온도 상승이 억제될 수 있다. Thus, the temperature rise around the
상기 제1관통부(226)는, 예를 들면, 소정 직경을 가지는 원형으로 형성될 수 있다.The first penetrating
상기 관통부(225)는, 상기 회전축공(223)의 둘레에 형성되는 제2관통부(227)를 구비할 수 있다. The penetrating
상기 제2관통부(227)는, 예를 들면, 원주방향으로 긴 길이를 가지는 장공으로 구현될 수 있다. The second through-
상기 제2관통부(227)는 상기 제1관통부(226)의 사이에 배치될 수 있다. The
상기 제2관통부(227)는 상기 제1관통부(226)에 비해 반경방향을 따라 상기 회전축공(223)에 근접 배치될 수 있다.The second penetrating
상기 제1관통부(226)는 상기 제2자석(211)의 개수에 대응되게 8개로 형성될 수 있다.The first through-
상기 제2관통부(227)는 상기 제1관통부(226)의 개수에 대응되게 8개로 형성될 수 있다. The second through-
이에 의해, 상기 로터프레임(221)의 축방향을 따라 양 측(도면상 상측 및 하측)의 유체 이동이 원활하게 될 수 있다. Thus, fluid movement on both sides (upper side and lower side in the figure) along the axial direction of the
이에 의해, 상기 케이스(110)의 내부의 국부 온도 편차 발생이 억제될 수 있다. Thus, occurrence of a local temperature variation within the
또한, 상기 제1관통부(226) 및 제2관통부(227)에 의해 상기 로터프레임(221)의 질량이 저감될 수 있다. In addition, the mass of the
이에 의해, 상기 로터(180)의 기동 및 정지 제어가 용이하게 될 수 있다. This makes it easy to start and stop the
또한, 상기 제1관통부(226)에 의해 상기 제2자석(211)의 주변의 온도 상승이 억제될 수 있다. In addition, the temperature of the periphery of the
한편, 도 10은 도 2의 제1자석 및 제2자석의 결합영역의 확대도이다.FIG. 10 is an enlarged view of a coupling region of the first magnet and the second magnet of FIG. 2. FIG.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제2자석(211)은 상기 제1자석(191) 및 로터프레임(221)에 의해 형성되는 제2자석삽입부(195a,195b)에 삽입될 수 있다.10, the
상기 제2자석(211)은 상기 제1자극부(193a) 및 제2자극부(193b)에 의해 형성된 자극(N극,S극)과 동일한 자극(N극,S극)이 배치되게 착자될 수 있다.The
보다 구체적으로, 상기 제1자석(191)의 제1자극부(193a)의 우측 단부가 N극이면, 상기 제2자극부(193b)의 좌측 단부의 자극도 N극이 된다. More specifically, if the right end of the first magnetic-
이때, 상기 제2자석(211)은 외면부(212a)가 N극이 되고 내면부(212b)가 S극이 되게 두께방향을 따라 착자되게 구성될 수 있다.At this time, the
반대로, 상기 제1자석(191)의 제1자극부(193a)의 우측 단부가 S극이면, 상기 제2자극부(193b)의 좌측 단부의 자극도 S극이 되므로, 상기 제2자석(211)은 외면부(212a)가 S극이 되고 내면부(212b)가 N극이 되게 두께방향을 따라 착자되게 구성될 수 있다. On the other hand, when the right end of the first
이러한 구성에 의하여, 상기 회전축(185)의 편심부(188)에 상기 롤러(135)가 결합되고, 상기 롤러(135)는 상기 실린더(131)의 내부에 수용 결합될 수 있다.The
상기 실린더(131)의 상측 및 하측에 상기 메인베어링(137) 및 서브베어링(139)이 각각 결합될 수 있다. The
상기 회전축(185)의 로터프레임(221)에 상기 제1자석(191) 및 제2자석(211)이 각각 결합될 수 있다. The
여기서, 상기 제1자석(191), 제2자석(211) 및 상기 로터프레임(221)의 상호 접촉영역에 접착제(210)가 적절히 도포될 수 있다. Here, the adhesive 210 may be appropriately applied to the mutual contact areas of the
한편, 운전이 개시되어 상기 스테이터코일(171)에 전원이 인가되면 상기 로터(180)는 상기 스테이터코일(171)에 의해 형성된 자계와 상기 영구자석(190)에 의해 형성된 자계가 상호 작용하여 상기 회전축(185)을 중심으로 회전될 수 있다. When the operation is started and power is applied to the
상기 로터(180)가 회전되면 상기 롤러(135)는 상기 실린더(131)의 내부에서 편심 운동을 하고, 이에 의해 상기 실린더(131)의 내부로 상기 흡입관(117)을 통해 냉매가 흡입되고, 흡입된 냉매는 압축되어 상기 실린더(131)의 외부로 토출될 수 있다. When the
상기 압축된 냉매는 상기 토출관(119)을 통해 상기 케이스(110)의 외부로 배출되고, 냉동사이클의 냉매배관을 따라 순환될 수 있다. The compressed refrigerant is discharged to the outside of the
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동기의 스테이터 및 로터의 평면도이고, 도 12는 도 11의 제1자석의 확대도이며, 도 13은 도 11의 영구자석의 변형례이고, 도 14는 도 13의 제1자석의 확대도이다. 11 is a plan view of a stator and a rotor of a motor according to another embodiment of the present invention, Fig. 12 is an enlarged view of the first magnet of Fig. 11, Fig. 13 is a modification of the permanent magnet of Fig. 13 is an enlarged view of the first magnet of Fig.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 영구자석을 가지는 전동기는, 스테이터(160); 및 영구자석(190)을 구비하고 상기 스테이터(160)에 대해 미리 설정된 공극(G)을 두고 회전 가능하게 배치되는 로터(180);를 포함하고, 상기 영구자석(190)은, 원주방향을 따라 복수의 자극이 교호적으로 배치되고, 상기 복수의 자극은 상기 공극(G)에 자기장을 형성하게 극이방 착자되는 제1자석(191); 및 상기 제1자석(191)에 비해 강한 자속을 구비하고, 상기 제1자석(191)에 비해 상기 공극(G)으로부터 이격되게 상기 제1자석(191)의 복수의 자극의 중심에 배치되는 제2자석(211b);을 구비하고, 상기 제2자석(211b)은, 원주방향을 따른 양 단부에 두께가 점진적으로 감소되는 두께감소부(215)를 구비하여 구성될 수 있다. As shown in Fig. 11, the electric motor having the permanent magnet of this embodiment includes a
상기 제1자석(191)은 원통형상을 구비하고 본드자석으로 구성될 수 있다.The
상기 제1자석(191)은 원주방향을 따라 복수의 자극이 형성되게 극이방 착자될 수 있다.The
상기 제1자석(191)은, 양 단부에 제1방향을 따라 서로 다른 자극이 형성되는 제1자극부(193a) 및 양 단부에 제1방향과 반대로 서로 다른 자극이 형성되는 제2자극부(193b)를 구비할 수 있다. The
상기 제2자석(211b)은 막대형상을 구비하고 소결자석으로 구성될 수 있다.The
한편, 상기 제2자석(211b)의 원주방향을 따른 양 단부에는 두께가 점진적으로 감소되게 두께감소부(215)가 형성될 수 있다. On both ends of the
이에 의해, 상기 제2자석(211b)이 상기 공극(G)을 향해 더 이동되어도 상기 제1자석(191)의 외경면과 상기 제2자석(211b)의 두께감소부(215) 사이의 두께가 협소하게 되는 것이 억제될 수 있다. Even if the
이러한 구성에 의하면, 상기 제2자석(211b)이 상기 공극(G)에 근접되어 주자속이 증대되고, 이에 의해 전동기(150)의 출력이 제고될 수 있다.According to such a configuration, the
또한, 상기 제1자석(211b)의 외경면과 상기 두께감소부(215) 사이의 두께가 확보되어 상기 제1자석(211b)의 크랙 또는 손상 발생이 억제될 수 있다. In addition, the thickness between the outer diameter surface of the
상기 제2자석(211b)은, 예를 들면, 직사각 형상을 가지는 외면부(212a), 내면부(212b), 양 측면부(212c) 및 두께감소부(215)를 구비하여 구성될 수 있다.The
보다 구체적으로, 상기 제2자석(211b)의 두께감소부(215)는 상기 외면부(212a)의 양 측에서 경사지게 절취된 형상으로 각각 형성될 수 있다. More specifically, the thickness-
상기 제1자석(191)에는 상기 제2자석(211b)이 삽입될 수 있게 제2자석삽입부(195a)가 형성될 수 있다.The
상기 제1자석(191)의 제2자석삽입부(195a)는, 예를 들면 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 제2자석(211b)의 외면부(212a)와 접촉되는 외면접촉부(196a), 상기 두께감소부(215)와 접촉되게 경사지게 형성되는 경사부(198), 및 상기 제2자석(211b)의 양 측면부(212c)와 접촉되는 측면접촉부(197a)를 구비하여 구성될 수 있다. 12, the second
이에 의해, 상기 제1자석(191)의 제2자석삽입부(195a)는 상기 경사부(198)에 의해 상기 제1자석(191)의 외경면과 상기 경사부(198) 사이의 두께가 미리 설정된 두께 이하로 작아지지 아니하면서 상기 제2자석(211b)의 외면부(212a)를 상기 공극(G)에 더 근접되게 수용할 수 있다.As a result, the second
이러한 구성에 의하면, 상기 제1자석(191)의 손상이 발생되는 것을 억제할 수 있고, 상기 공극(G)의 주자속이 더욱 증대될 수 있어 상기 전동기(150)의 출력이 제고될 수 있다. According to such a configuration, damage to the
상기 로터프레임(221)에는 상기 제2자석(211b)이 삽입될 수 있게 제2자석삽입부(195b)가 형성될 수 있다. A second
한편, 제2자석(211c)은, 도 13에 도시된 바와 같이, 직선형의 외면부(212a), 내면부(212b) 및 양 측면부(212c)와, 상기 외면부(212a)의 양 측에 두께가 감소되게 형성되는 곡선형의 두께감소부(215a)를 구비하여 구성될 수 있다. 13, the second magnet 211c has a straight
상기 곡선형의 두께감소부(215a)는, 예를 들면, 외측으로 볼록한 원호형상으로 구현될 수 있다.The curved thick-
상기 제1자석(191)에는 상기 제2자석(211c)이 삽입될 수 있게 제2자석삽입부(195a)가 형성될 수 있다. The
상기 제1자석(191)의 제2자석삽입부(195a)는, 상기 제2자석(211c)의 외면부(212a)와 접촉되는 외면접촉부(196a), 상기 외면접촉부(196a)의 양 측에 상기 두께감소부(215a)와 접촉되게 형성되는 곡면부(199) 및 상기 제2자석(211c)의 양 측면부(212c)와 접촉되는 측면접촉부(197a)를 구비하여 구성될 수 있다.The second
이에 의해, 상기 제1자석(191)의 제2자석삽입부(195a)는 상기 곡면부(199)에 의해 상기 제1자석(191)의 외경면과 상기 곡면부(199) 사이의 두께가 미리 설정된 두께 이하로 작아지지 아니하면서 상기 제2자석(211c)의 외면부(212a)를 상기 공극(G)에 더 근접되게 수용할 수 있다.The second
이러한 구성에 의하면, 상기 제1자석(191)의 손상이 발생되는 것을 억제할 수 있고, 상기 공극(G)의 주자속이 더욱 증대될 수 있어 상기 전동기(150)의 출력이 제고될 수 있다. According to such a configuration, damage to the
상기 로터프레임(221)에는 상기 제2자석(211c)이 삽입될 수 있게 제2자석삽입부(195b)가 형성될 수 있다.A second
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. The foregoing has been shown and described with respect to specific embodiments of the invention. However, the present invention may be embodied in various forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof, so that the above-described embodiments should not be limited by the details of the detailed description.
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.Further, even when the embodiments not listed in the detailed description have been described, it should be interpreted broadly within the scope of the technical idea defined in the appended claims. It is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.
110: 케이스, 130 : 압축부, 131 : 실린더, 135 : 롤러,
137 : 메인베어링, 139 : 서브베어링, 150: 전동기, 160 : 스테이터,
162 : 전기강판, 163 : 로터수용공, 165 ; 슬롯, 166 : 폴, 168 : 폴슈,
171 : 스테이터코일, 180 : 로터, 185 ; 회전축, 187: 관통공, 188: 편심부,
190 : 영구자석, 191 : 제1자석, 193 : 자극부, 193a, : 제1자극부,
193b : 제2자극부, 195a,195b : 제2자석삽입부, 198 : 경사부,
199 : 곡면부, 210 : 접착제
211, 211a, 211b, 211c : 제2자석, 212a : 외면부, 212b : 내면부,
212c,212d : 측면부, 215, 215a : 두께감소부
221 : 로터프레임, 223: 회전축공, 225: 관통부 110: case, 130: compression part, 131: cylinder, 135: roller,
137: main bearing, 139: sub bearing, 150: electric motor, 160: stator,
162: electric steel plate, 163: rotor receiving hole, 165; Slot, 166: pole, 168: poleshoe,
171: stator coil, 180: rotor, 185; 187: through hole, 188: eccentric portion,
190: permanent magnet, 191: first magnet, 193: stimulating portion, 193a,: first stimulating portion,
193b: second magnetic pole portion, 195a, 195b: second magnet inserting portion, 198: inclined portion,
199: curved portion, 210: adhesive
211, 211a, 211b, 211c: second magnet, 212a: outer surface portion, 212b: inner surface portion,
212c, 212d: a side surface portion, 215, 215a:
221: rotor frame, 223: rotating shaft hole, 225:
Claims (15)
회전축 및 상기 회전축에 동심적으로 배치되는 영구자석을 구비하고, 상기 스테이터에 대해 미리 설정된 공극을 두고 상기 회전축을 중심으로 회전 가능하게 배치되는 로터;를 포함하고,
상기 영구자석은,
원주방향을 따라 복수의 자극이 교호적으로 배치되게 원통형상으로 형성되고, 상기 복수의 자극은 상기 공극에 자기장을 형성하게 극이방 착자되는 제1자석; 및
상기 제1자석에 비해 강한 자속을 구비하고, 상기 제1자석에 비해 상기 공극으로부터 이격되게 상기 제1자석의 복수의 자극의 중심에 각각 배치되는 제2자석;을 구비하고,
상기 제2자석은, 중심으로부터 양 단부로 향할수록 점진적으로 두께가 감소되게 원호형상으로 형성되고,
상기 제1자석은 상기 제2자석이 삽입되는 제2자석삽입부를 구비하고,
상기 제2자석삽입부는 상기 제1자석의 외경면과 동일한 두께를 구비하게 상기 제1자석의 외경면과 이격되어 동심적으로 배치되는 원호형상의 외면접촉부를 구비하는 것을 특징으로 하는 영구자석을 가지는 전동기.Stator; And
And a rotor having a rotating shaft and a permanent magnet disposed concentrically with the rotating shaft, the rotor being rotatable about the rotating shaft with a predetermined gap set to the stator,
Wherein the permanent magnet comprises:
A plurality of magnetic poles formed in a cylindrical shape such that a plurality of magnetic poles are arranged alternately along a circumferential direction, the plurality of magnetic poles being polar anisotropically magnetized to form a magnetic field in the gap; And
And a second magnet having a magnetic flux stronger than that of the first magnet and being respectively disposed at centers of a plurality of magnetic poles of the first magnet so as to be spaced apart from the gap with respect to the first magnet,
Wherein the second magnet is formed in an arc shape so as to gradually decrease in thickness from the center toward both ends,
The first magnet includes a second magnet insertion portion into which the second magnet is inserted,
Wherein the second magnet inserting portion has an arc-shaped outer surface contact portion concentrically spaced apart from an outer diameter surface of the first magnet so as to have the same thickness as the outer diameter surface of the first magnet. Electric motor.
상기 제2자석은, 반경방향을 따라 외측에 배치되는 원호 형상의 외면부 및 상기 외면부의 내측에 배치되는 직선형의 내면부를 구비하는 것을 특징으로 하는 영구자석을 가지는 전동기. The method according to claim 1,
Wherein the second magnet has an arc-shaped outer surface portion disposed on an outer side along a radial direction and a linear inner surface portion disposed on an inner side of the outer surface portion.
상기 제1자석은, 양 단부에 제1방향을 따라 서로 다른 자극이 형성되는 제1자극부 및 양 단부에 상기 제1방향과 반대의 서로 다른 자극이 형성되는 제2자극부를 구비하고,
상기 제2자석은 상기 제1자극부 및 제2자극부의 경계영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 영구자석을 가지는 전동기.The method of claim 3,
Wherein the first magnet has a first magnetic-pole portion formed with magnetic poles that are different from each other along the first direction at both ends thereof, and a second magnetic-pole portion formed at both ends with different magnetic poles opposite to the first direction,
And the second magnet is disposed in a boundary region between the first magnetic pole portion and the second magnetic pole portion.
상기 제2자석삽입부는 내측이 개방되게 형성되는 것을 특징으로 하는 영구자석을 가지는 전동기. The method of claim 3,
And the second magnet inserting portion is formed so that the inside of the second magnet inserting portion is opened.
상기 제2자석은 상기 스테이터의 폴슈의 크기에 대응되는 크기를 구비하는 것을 특징으로 하는 영구자석을 가지는 전동기. The method according to claim 1,
Wherein the second magnet has a size corresponding to the size of the pole piece of the stator.
상기 스테이터는 상기 로터가 수용되는 로터수용공을 구비하고,
상기 제2자석은 상기 로터수용공의 중심과 상기 스테이터의 폴슈의 양 단부를 각각 연결한 연결선과 나란하게 형성되는 경사진 측면부를 구비하는 것을 특징으로 하는 영구자석을 가지는 전동기. The method according to claim 6,
The stator has a rotor receiving hole in which the rotor is received,
Wherein the second magnet has a sloped side portion formed parallel to a connecting line connecting the center of the rotor receiving hole and both ends of the poles of the stator, respectively.
회전축 및 상기 회전축에 동심적으로 배치되는 영구자석을 구비하고, 상기 스테이터에 대해 미리 설정된 공극을 두고 상기 회전축을 중심으로 회전 가능하게 배치되는 로터;를 포함하고,
상기 영구자석은,
원주방향을 따라 복수의 자극이 교호적으로 배치되게 원통형상으로 형성되고, 상기 복수의 자극은 상기 공극에 자기장을 형성하게 극이방 착자되는 제1자석; 및
상기 제1자석에 비해 강한 자속을 구비하고, 상기 제1자석에 비해 상기 공극으로부터 이격되게 상기 제1자석의 복수의 자극의 중심에 각각 배치되는 제2자석;을 구비하고,
상기 제2자석은, 상기 제1자석의 외면 형상에 대응되는 외면부를 구비하게 형성되고,
상기 제1자석은 상기 제2자석이 삽입되는 제2자석삽입부를 구비하고,
상기 제2자석삽입부는 상기 제1자석의 외경면과 동일한 두께를 구비하게 상기 제1자석의 외경면과 이격되어 동심적으로 배치되는 원호형상의 외면접촉부를 구비하는 것을 특징으로 하는 영구자석을 가지는 전동기.Stator; And
And a rotor having a rotating shaft and a permanent magnet disposed concentrically with the rotating shaft, the rotor being rotatable about the rotating shaft with a predetermined gap set to the stator,
Wherein the permanent magnet comprises:
A plurality of magnetic poles formed in a cylindrical shape such that a plurality of magnetic poles are arranged alternately along a circumferential direction, the plurality of magnetic poles being polar anisotropically magnetized to form a magnetic field in the gap; And
And a second magnet having a magnetic flux stronger than that of the first magnet and being respectively disposed at centers of a plurality of magnetic poles of the first magnet so as to be spaced apart from the gap with respect to the first magnet,
Wherein the second magnet is formed to have an outer surface portion corresponding to an outer surface shape of the first magnet,
The first magnet includes a second magnet insertion portion into which the second magnet is inserted,
Wherein the second magnet inserting portion has an arc-shaped outer surface contact portion concentrically spaced apart from an outer diameter surface of the first magnet so as to have the same thickness as the outer diameter surface of the first magnet. Electric motor.
상기 제1자석은 본드자석이고, 상기 제2자석은 소결자석인 것을 특징으로 하는 영구자석을 가지는 전동기. 9. The method according to any one of claims 1 to 8,
Wherein the first magnet is a bonded magnet, and the second magnet is a sintered magnet.
상기 로터는 상기 회전축과 상기 영구자석 사이에 구비되는 로터프레임을 더 포함하는 영구자석을 가지는 전동기. 11. The method of claim 10,
Wherein the rotor further comprises a rotor frame provided between the rotating shaft and the permanent magnet.
상기 로터프레임은 비자성체인 것을 특징으로 하는 영구자석을 가지는 전동기. 12. The method of claim 11,
Wherein the rotor frame is a non-magnetic material.
상기 로터프레임에는 축방향을 따라 관통된 적어도 하나의 관통부가 형성되는 것을 특징으로 하는 영구자석을 가지는 전동기. 12. The method of claim 11,
Wherein at least one penetrating portion penetrating along the axial direction is formed in the rotor frame.
상기 로터는 8극을 구비하고,
상기 스테이터는, 원주방향을 따라 서로 교호적으로 배치되는 복수의 슬롯 및 폴을 구비하고,
상기 복수의 슬롯은 12개인 것을 특징으로 하는 영구자석을 가지는 전동기. 11. The method of claim 10,
The rotor has eight poles,
The stator has a plurality of slots and pawls alternately arranged along the circumferential direction,
And the plurality of slots are twelve (12).
상기 케이스의 내부에 구비되고 유체를 압축하는 압축부; 및
상기 케이스의 내부에 구비되고 상기 압축부에 구동력을 제공하는 제1항, 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항의 영구자석을 가지는 전동기;를 포함하는 압축기. case;
A compression unit provided inside the case and compressing the fluid; And
And a motor provided within the case and having a permanent magnet according to any one of claims 1 to 8 for providing a driving force to the compression section.
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- 2017-04-06 KR KR1020170044932A patent/KR101918065B1/en active IP Right Grant
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