KR101938797B1 - Magnetic bearing module capable of assembling and disassembling easily - Google Patents

Magnetic bearing module capable of assembling and disassembling easily Download PDF

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KR101938797B1
KR101938797B1 KR1020170116675A KR20170116675A KR101938797B1 KR 101938797 B1 KR101938797 B1 KR 101938797B1 KR 1020170116675 A KR1020170116675 A KR 1020170116675A KR 20170116675 A KR20170116675 A KR 20170116675A KR 101938797 B1 KR101938797 B1 KR 101938797B1
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김준규
안지훈
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주식회사 마그네타
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Abstract

Disclosed is an easily assemblable and disassemblable magnetic bearing module. According to one embodiment of the present invention, provided is the magnetic bearing module provided around a rotor to reduce friction, comprising: a magnetic bearing core surrounding the rotor; a permanent magnet provided on an outermost part of the magnetic bearing core; a coil surrounding the magnetic bearing core; and an auxiliary bearing disposed on an upper side of the magnetic bearing core to support the rotor.

Description

분해 및 조립이 용이한 자기 베어링 모듈{MAGNETIC BEARING MODULE CAPABLE OF ASSEMBLING AND DISASSEMBLING EASILY}[0001] MAGNETIC BEARING MODULE CAPABLE OF ASSEMBLING AND DISASSEMBLING EASILY [0002]

본 발명은 자기 베어링 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분해 및 조립이 용이한 자기 베어링 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic bearing module, and more particularly, to a magnetic bearing module that is easy to disassemble and assemble.

회전 또는 왕복 운동과 같은 움직임이 있는 부품(회전축, 이동축 등)에 있어서, 부품의 운동 과정에서 일어나는 마찰 때문에 발생될 수 있는 부품 마모나 손상 문제, 소음 문제, 에너지 낭비 문제 등과 같은 문제들을 해소하기 위하여 다양한 종류의 베어링이 구비되고 있다. 일반적으로 널리 사용되는 베어링에는 미끄럼 베어링(sliding bearing)과 구름 베어링(rolling bearing)이 있는데, 미끄럼 베어링은 축을 둘러싼 형태로 되어 베어링과 접촉하는 부분에 윤활유가 개재되어 있도록 한 형태로 되고, 구름 베어링은 베어링과 접촉하는 부분에 볼, 롤러 등과 같이 회전 가능한 부품들이 들어가 있어서 마찰을 최소화하도록 형성된다.Eliminate problems such as component wear and tear, noise, energy wastage, etc., which can be caused by friction occurring during the motion of parts in motion-sensitive parts such as rotation or reciprocating motion Various types of bearings are available. Generally, widely used bearings include a sliding bearing and a rolling bearing. The sliding bearing is formed in a shape surrounding the shaft so that a lubricant is interposed in a portion contacting the bearing. The parts that come into contact with the bearings are formed to minimize friction by including rotatable parts such as balls, rollers and the like.

일반적으로 널리 사용되는 이러한 베어링들은 어떤 부분이든 간에 축과의 접촉이 반드시 발생하게 되는데, 축과의 접촉이 없도록 하여 마찰을 최소화한 자기 베어링(magnetic bearing)이 최근 다양한 분야에서 그 사용이 확대되어 가고 있다. 자기 베어링은 축 둘레에 강한 자성을 띠는 자석 또는 전자석을 배치하여 자기 부상에 의해 축을 띄워 줌으로써 베어링 역할을 하도록 되어 있다.Generally, these bearings, which are widely used, must come into contact with the shaft regardless of any part. The magnetic bearing which minimizes the friction by preventing the contact with the shaft is recently used in various fields have. Magnetic bearings serve as bearings by disposing magnets or electromagnets with strong magnetism around the axes and floating the axes by magnetic levitation.

자기 베어링은 축과의 접촉이 전혀 없어 마찰이 0이 되므로, 부품의 마모나 손상 등이 발생하지 않아 내구성이 높고 소음이 매우 적은 등의 많은 장점이 있다. 그러나 실질적으로 자기 베어링만으로 축을 지지하도록 설계되기보다는, 보다 안정적인 축의 지지를 위하여 직접 접촉이 있는 형태로 된 보조 베어링이 더 구비되어 있는 것이 일반적이다.Since the magnetic bearing has no contact with the shaft and the friction is zero, there is no abrasion or damage of the parts, so there are many advantages such as high durability and very little noise. However, rather than being designed to substantially support the shaft with a magnetic bearing alone, it is common to further include an auxiliary bearing in direct contact form for more stable shaft support.

로터 및 자기 베어링 시스템 전체가 정상적인 작동 중일 때에는 자기 베어링들이 작동하여 로터를 자기 부상에 의하여 지지하고 있게 된다. 그러나 시스템이 정지해 있을 때에는 자기 베어링에 전력이 공급되지 않아 자력이 발생되지 않으므로 로터를 지지할 수 없으며, 따라서 이런 경우를 위해 로터에는 볼 베어링 등과 같은 일반적인 접촉식 베어링 형태로 된 보조 베어링이 구비된다.When the rotor and magnetic bearing system as a whole is in normal operation, the magnetic bearings are actuated to support the rotor by magnetic levitation. However, when the system is stopped, the magnetic bearing is not supplied with electric power, so that no magnetic force is generated. Therefore, the rotor can not be supported. Therefore, the rotor is provided with an auxiliary bearing in the form of a general contact bearing such as a ball bearing .

보조 베어링은 시스템 정지시 로터를 지지할 뿐 아니라, 비정상 동작(fault) 시에도 로터가 최대한 손상되지 않고 안전하게 회전이 멈출 수 있도록 로터를 지지하여 주는 역할을 한다. 따라서 이러한 보조 베어링은 이러한 로터에 필수적으로 구비되는 부품이다.The auxiliary bearing not only supports the rotor when the system is stopped, but also supports the rotor so that the rotor can be safely stopped without damage even when the rotor is in a faulty state. Therefore, these auxiliary bearings are essential parts for such a rotor.

보조 베어링을 구비하기 위한 공간 확보를 위하여, 로터는 보조 베어링이 차지하는 부피만큼 그 길이를 늘리도록 설계된다. 그런데, 이처럼 로터의 길이가 길어질수록 시스템 자체의 부피가 커지게 되는 문제점이 있으며, 뿐만 아니라 로터의 길이가 길어질수록 굽힘 모드에 의한 위험 속도가 낮아지게 되는 문제가 있어, 로터의 동작 속도를 높이는데 제한이 생기게 된다.In order to secure space for the auxiliary bearing, the rotor is designed to increase its length by the volume occupied by the auxiliary bearing. However, as the length of the rotor becomes longer, the volume of the system itself becomes larger. In addition, as the length of the rotor becomes longer, the dangerous speed due to the bending mode is lowered. There is a limit.

이에, 특허문헌 1(대한민국 공고특허문헌 제10-1343876호)에서는 로터의 길이 및 시스템 부피를 최소화하기 위하여 자기 베어링 및 보조 베어링이 일체형으로 구비되는 복합 자기 베어링을 개시한다.Patent Document 1 (Korean Patent Publication No. 10-1343876) discloses a composite magnetic bearing in which a magnetic bearing and an auxiliary bearing are integrally provided in order to minimize a length of a rotor and a system volume.

이와 같은 경우, 보조 베어링이 파손되었을 경우 복합 자기 베어링 전체의 분해가 필요하며, 구조가 복잡하여 이의 재조립이 어려우며 보조 베어링과 자기 베어링 코어의 동심 일치가 어려운 문제점이 있었다.In such a case, if the auxiliary bearing is broken, it is necessary to disassemble the entire composite magnetic bearing, and the structure is complicated, making it difficult to reassemble it, and it is difficult to concentrate the auxiliary bearing and the magnetic bearing core.

특히, 일체형 보조 베어링의 경우 보조 베어링 및 자기 베어링의 조립 이후에 보조 베어링의 내경만을 가공할 수 있어 자기 베어링 코어와 보조 베어링의 동심을 일치시키기 어려운 문제점이 있었다.In particular, in the case of the integral type auxiliary bearing, only the inner diameter of the auxiliary bearing can be machined after the assembly of the auxiliary bearing and the magnetic bearing, so that it is difficult to match the concentricity of the magnetic bearing core and the auxiliary bearing.

특허문헌 1: 대한민국 공고특허문헌 제10-1343876호Patent Document 1: Korean Patent Publication No. 10-1343876

본 발명의 실시예들은 보조 베어링을 자기 베어링 모듈 일측에 탈부착이 가능하도록 제작하여 보조 베어링의 파손시 자기 베어링 모듈 자체의 분해 없이도 용이하게 교체가 가능하며 자기 베어링 코어와 보조 베어링의 내경을 가공하여 동심 일치가 용이한 자기 베어링 모듈을 제공하고자 한다.The embodiments of the present invention can easily replace the magnetic bearing module itself without disassembly when the auxiliary bearing is broken by manufacturing the auxiliary bearing so that the auxiliary bearing can be detachably attached to one side of the magnetic bearing module and the inside diameter of the magnetic bearing core and the auxiliary bearing is processed, And to provide a magnetic bearing module that is easy to match.

또한, 본 발명의 실시예들은 내부에 자기 베어링 코어의 정렬을 위한 정렬 지그를 통하여 수차례 분해 및 조립을 하더라도 항상 일정한 조립이 가능하며, 따라서 자기 베어링의 동심을 일정하게 유지할 수 있는 자기 베어링 모듈을 제공하고자 한다.In addition, embodiments of the present invention are capable of constantly assembling even when disassembled and assembled several times through an alignment jig for alignment of a magnetic bearing core in the interior thereof, so that a magnetic bearing module capable of constantly maintaining the concentricity of the magnetic bearings .

본 발명의 일 실시예에 따른 로터 둘레에 구비되어 마찰을 저감하는 자기 베어링 모듈은, 상기 로터 둘레를 둘러싸는 자기 베어링 코어, 상기 자기 베어링 코어의 최외측부에 구비되는 영구 자석, 상기 자기 베어링 코어를 둘러싸는 코일 및 상기 자기 베어링 코어의 상측에 배치되어 상기 로터를 지지하는 보조 베어링을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a magnetic bearing module provided around a rotor to reduce friction, comprising: a magnetic bearing core surrounding the rotor; a permanent magnet provided at an outermost portion of the magnetic bearing core; And an auxiliary bearing disposed above the magnetic bearing core and supporting the rotor.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 자기 베어링 코어는 상기 로터를 중심으로 방사 방향으로 서로 대칭되도록 복수개가 배치될 수 있다.Also, according to an embodiment of the present invention, a plurality of magnetic bearing cores may be arranged to be symmetrical to each other in the radial direction about the rotor.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 자기 베어링 코어는 서로 분리된 ㄱ자 형상의 제1 베어링 코어 및 ㄴ자 형상의 제2 베어링 코어를 포함하며, 대칭하여 배치된 상기 제1 베어링 코어 및 상기 제2 베어링 코어의 사이에 상기 영구 자석이 배치되어 상기 자기 베어링 코어는 ㄷ자 형상을 가지며, 상기 코일은 상기 제1 및 제2 베어링 코어 각각에 삽입 결합되어 상기 제1 및 제2 베어링 코어를 둘러쌀 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the magnetic bearing cores include a first bearing core separated from the first bearing core and a second bearing core formed in a cubic shape, and the first bearing core and the second bearing core, Wherein the permanent magnet is disposed between two bearing cores so that the magnetic bearing core has a U-shape and the coil is inserted into each of the first and second bearing cores to surround the first and second bearing cores have.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 영구 자석은 상기 제1 베어링 코어 및 상기 제2 베어링 코어와 접촉하는 면과 동일한 형상으로 구비될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the permanent magnet may be provided in the same shape as a surface contacting the first bearing core and the second bearing core.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 내부에 상기 로터가 수용되는 관통부가 구비되며, 상기 자기 베어링 코어와 끼움 결합이 가능한 삽입홈이 구비되는 정렬 지그를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the aligning jig may include an insertion groove into which the rotor is inserted, the insertion groove being capable of being fitted with the magnetic bearing core.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 정렬 지그는 내부에 상기 관통부가 구비된 정육면체 형상을 가지고 각 모서리에 단턱부가 형성되어 인접하는 단턱부들 사이에 상기 삽입홈을 포함하고, 상기 자기 베어링 코어는 각 단부의 양측면이 단차를 가져 일부가 돌출된 돌출부를 포함하며, 상기 자기 베어링 코어의 상기 돌출부는 상기 정렬 지그의 상기 삽입홈에 끼움 결합될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the aligning jig includes a cube having a through-hole in the inside thereof, a step formed at each corner of the aligning jig, the insert jig including between the adjacent stepped portions, And the projections of the magnetic bearing cores can be fitted into the insertion grooves of the alignment jig.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 자기 베어링 코어, 상기 영구 자석 및 상기 코일의 상부, 측부 및 하부를 커버하는 하우징을 포함하며, 상기 보조 베어링은 상기 하우징의 상부에 결합 고정될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a magnetic bearing assembly including a magnetic bearing core, a permanent magnet and a housing covering an upper portion, a side portion and a lower portion of the coil, wherein the auxiliary bearing can be fixedly coupled to the upper portion of the housing .

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 보조 베어링은, 링 형상을 가지는 하부 링 부재 및 상기 하부 링 부재의 상부에 연결되고, 상기 하부 링 부재의 외측으로 방사 방향으로 돌출되는 복수의 돌기를 포함하되, 인접하는 돌기들은 각각 일정 간격만큼 이격되어 배치되는 상부 고정 부재를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the auxiliary bearing includes a lower ring member having a ring shape and a plurality of projections connected to an upper portion of the lower ring member and projecting radially outward of the lower ring member And the adjacent protrusions may include upper fixing members spaced apart from each other by a predetermined distance.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 하우징의 상부에 상기 로터의 반경방향으로 배치되고, 상기 하우징의 측면에 형성된 홀에 삽입 결합되며, 상기 로터의 반경방향 진동을 감지하는 센서를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a sensor is disposed on the upper portion of the housing in a radial direction of the rotor, inserted into a hole formed in a side surface of the housing, and sensing a radial vibration of the rotor .

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 자기 베어링 코어 및 상기 보조 베어링는 동심을 이룰 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the magnetic bearing core and the auxiliary bearing may be concentric.

본 발명의 실시예들은 보조 베어링을 탈부착이 가능하도록 제작하여 자기 베어링 모듈의 하우징 상에 배치하여 보조 베어링의 파손시 자기 베어링 모듈 자체의 분해 없이도 교체가 용이하다.Embodiments of the present invention can easily replace the auxiliary bearing without disassembling the auxiliary bearing when the auxiliary bearing is broken by disposing the auxiliary bearing on the housing of the magnetic bearing module.

뿐만 아니라, 자기 베어링 모듈 내부에 배치된 정렬 지그를 이용하여 자기 베어링 코어를 정렬하고 동심 가공을 수행한 후 하우징 상에 보조 베어링을 배치하여 자기 베어링 코어의 동심에 맞추어 보조 베어링의 동심 가공이 가능하여 자기 베어링 코어와 보조 베어링의 동심을 달성할 수 있으며, 이후 자기 베어링의 수차례 분해 및 조립을 하더라도 항상 일정한 동심을 유지할 수 있다.In addition, since the magnetic bearing core is aligned using the alignment jig disposed inside the magnetic bearing module, and the concentric machining is performed, the auxiliary bearing is disposed on the housing so that the concentric machining of the auxiliary bearing can be performed by aligning the concentricity of the magnetic bearing core It is possible to achieve the concentricity of the magnetic bearing core and the auxiliary bearing, and then, even if the magnetic bearing is disassembled and assembled several times, it can always maintain a constant concentricity.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 베어링 모듈이 설치된 로터 모듈을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 베어링 모듈을 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 베어링 모듈을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 베어링 모듈을 설명하기 위한 단면 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 베어링 코어와 정렬 지그의 결합관계를 설명하기 위한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 보조 베어링을 설명하기 위한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기 베어링 모듈을 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기 베어링 모듈을 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기 베어링 모듈을 설명하기 위한 단면 사시도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a rotor module including a magnetic bearing module according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view illustrating a magnetic bearing module according to a first embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating a magnetic bearing module according to a first embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional perspective view illustrating a magnetic bearing module according to a first embodiment of the present invention.
5 is a perspective view for explaining a coupling relation between the magnetic bearing core and the alignment jig according to the first embodiment of the present invention.
6 is a perspective view for explaining an auxiliary bearing according to the first embodiment of the present invention.
7 is an exploded perspective view illustrating a magnetic bearing module according to a second embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view illustrating a magnetic bearing module according to a second embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional perspective view illustrating a magnetic bearing module according to a second embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기 술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided to fully convey the spirit of the present invention to a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. The present invention is not limited to the embodiments shown herein but may be embodied in other forms. For the sake of clarity, the drawings are not drawn to scale, and the size of the elements may be slightly exaggerated to facilitate understanding.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 베어링 모듈이 설치된 로터 모듈을 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a rotor module including a magnetic bearing module according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 자기 베어링 시스템이 구비된 로터 모듈(1000)은 로터(rotor, 1) 및 자기 베어링 모듈을 포함한다.Referring to FIG. 1, a rotor module 1000 equipped with a magnetic bearing system includes a rotor 1 and a magnetic bearing module.

자기 베어링 모듈은 로터(1) 둘레에 구비되어 마찰을 저감하는데, 다시 말하면 회전 운동을 하는 부품에 있어서 회전축을 중심으로 배치되어 자기 부상에 의하여 상기 로터(1)를 지지하므로 로터(1)와의 직접적인 접촉이 없어 로터(1)의 기계 진동 및 소음이 없으며, 마모 내지 마찰이 없어 로터(1) 및 자기 베어링 모듈(100)은 반영구적으로 사용이 가능하다.The magnetic bearing module is provided around the rotor 1 to reduce friction, that is, in a component that performs rotational movement, since the rotor 1 is supported by the magnetic levitation on the rotating shaft, There is no contact, there is no mechanical vibration and noise of the rotor 1, and there is no wear or friction, so that the rotor 1 and the magnetic bearing module 100 can be used semi-permanently.

자기 베어링 시스템이 정상적으로 작동 중일 때에는 반경방향 자기 베어링이 작동 중이므로 로터(1)를 자기 부상으로 지지하나, 시스템이 정지하는 경우 자기 베어링의 자력이 발생되지 않아 로터(1)를 지지할 수 없게 된다. 이에 로터(1)의 주변에는 보조 베어링이 일반적으로 구비되며, 이러한 보조 베어링은 시스템 정지 또는 비정상적인 동작 등의 상태에서도 로터(1)를 정상적으로 지지할 수 있어, 상기 로터(1)의 손상을 방지할 수 있다.When the magnetic bearing system is normally operating, the rotor 1 is supported on the magnetic levitation because the radial magnetic bearing is in operation, but when the system is stopped, the magnetic force of the magnetic bearing is not generated and the rotor 1 can not be supported. Accordingly, auxiliary bearings are generally provided in the periphery of the rotor 1, and such auxiliary bearings can normally support the rotor 1 even in the case of system stoppage, abnormal operation or the like, thereby preventing the rotor 1 from being damaged .

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 베어링 모듈을 설명하기 위한 분해 사시도이다. 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 베어링 모듈을 설명하기 위한 단면도이다. 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 베어링 모듈을 설명하기 위한 단면 사시도이다. 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 베어링 코어와 정렬 지그의 결합관계를 설명하기 위한 사시도이다. 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 보조 베어링을 설명하기 위한 사시도이다.2 is an exploded perspective view illustrating a magnetic bearing module according to a first embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view illustrating a magnetic bearing module according to a first embodiment of the present invention. 4 is a cross-sectional perspective view illustrating a magnetic bearing module according to a first embodiment of the present invention. 5 is a perspective view for explaining a coupling relation between the magnetic bearing core and the alignment jig according to the first embodiment of the present invention. 6 is a perspective view for explaining an auxiliary bearing according to the first embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 베어링 모듈(100)을 설명하도록 한다.1 to 6, a magnetic bearing module 100 according to a first embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 제1 실시예에 따른 상기 자기 베어링 모듈(100)은, 자기 베어링 코어(10), 정렬 지그(20), 영구 자석(30), 코일(40), 하우징(50) 및 보조 베어링(60)을 포함한다. The magnetic bearing module 100 according to the first embodiment of the present invention includes a magnetic bearing core 10, an alignment jig 20, a permanent magnet 30, a coil 40, a housing 50, 60).

상기 자기 베어링 코어(10)은 상기 로터(1) 둘레를 둘러싸도록 배치된다.The magnetic bearing core 10 is disposed so as to surround the rotor 1.

예를 들어, 상기 로터(1) 상에는 상기 로터(1) 둘레를 둘러싸도록 부착되어 구비되는 로터측 코어(2)가 배치되며, 상기 로터측 코어 상에 상기 로터측 코어를 둘러싸도록 배치되되 상기 로터측 코어와 이격되는 상기 자기 베어링 코어(10)가 배치된다.For example, on the rotor 1, there is disposed a rotor-side core 2 provided so as to surround the rotor 1, and is disposed on the rotor-side core so as to surround the rotor-side core, The magnetic bearing core 10 spaced apart from the side core is disposed.

예를 들어, 상기 자기 베어링 코어(10)는 상기 로터(1)를 중심으로 방사 방향으로 서로 대칭되도록 복수개가 배치될 수 있다.For example, a plurality of magnetic bearing cores 10 may be arranged to be symmetrical to each other in the radial direction about the rotor 1.

상기 자기 베어링 코어(10)는 상기 로터(1)를 자기 부상으로 지지하기 위한 부재로서, 상기 로터(1)를 중심으로 방사 방향으로 총 4개가 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 자기 베어링 코어(10)는 상기 로터(1) 축을 향하여 인접하는 부재들이 서로 수직하게 배치되어 상기 로터를 4방향으로 자기 부상으로 지지할 수 있다.The magnetic bearing core 10 is a member for supporting the rotor 1 on the magnetic levitations, and a total of four are preferably arranged radially about the rotor 1. That is, in the magnetic bearing core 10, adjacent members facing the shaft of the rotor 1 are vertically arranged to support the rotor in four directions by magnetic levitation.

예를 들어, 상기 자기 베어링 코어(10)는 서로 분리된 ㄱ자 형상의 제1 베어링 코어(10A) 및 ㄴ자 형상의 제2 베어링 코어(10B)를 포함한다.For example, the magnetic bearing core 10 includes a first bearing core 10A and a second bearing core 10B, which are separated from each other.

상기 제1 베어링 코어(10A) 및 상기 제2 베어링 코어(10B)는 대칭하여 배치되어 상기 자기 베어링 코어(10)는 ㄷ자 형상을 가지게 된다. 또한, 대칭하여 배치된 상기 제1 베어링 코어(10A) 및 상기 제2 베어링 코어(10B)의 사이에 상기 영구 자석(30)이 배치된다.The first bearing core 10A and the second bearing core 10B are symmetrically arranged so that the magnetic bearing core 10 has a U-shape. In addition, the permanent magnet 30 is disposed between the first bearing core 10A and the second bearing core 10B which are symmetrically arranged.

상기 자기 베어링 코어(10)는 단면이 모두 직사각형의 형태를 가진다. 기존에는 영구 자석과 접하는 자기 베어링 코어의 외경이 호 형태를 가져 영구 자석 역시 자기 베어링 코어의 외경과 동일한 형상인 호 형상으로 제작되어야 하였으며, 이에 자기 베어링 모듈의 사이즈 변경시 영구 자석의 제작에 큰 어려움이 있었다.The magnetic bearing core 10 has a rectangular cross-section. Conventionally, the outer diameter of the magnetic bearing core in contact with the permanent magnets has an arc shape, and the permanent magnets have to be manufactured in a shape having a shape equal to the outer diameter of the magnetic bearing core. Therefore, when the size of the magnetic bearing module is changed, .

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 베어링 코어(10)의 경우 상기 영구 자석(30)과 접하는 외경이 직사각형의 형태를 가지도록 제작되어 상기 영구 자석(30) 역시 직사각형의 형태로 제작이 가능하다. 따라서, 상기 영구 자석(30)의 제작시 사이즈의 변경에 따라 용이하게 제단을 할 수 있어, 원하는 사이즈의 제작이 용이하다.However, in the case of the magnetic bearing core 10 according to an embodiment of the present invention, the outer diameter of the permanent magnet 30 in contact with the permanent magnet 30 is formed to have a rectangular shape so that the permanent magnet 30 can also be formed into a rectangular shape Do. Therefore, the permanent magnet 30 can be easily cut according to the change in the size of the permanent magnet 30, and a desired size can be easily manufactured.

예를 들어, 상기 코일(40)은 상기 제1 및 제2 베어링 코어(10A, 10B) 각각에 삽입 결합되어 상기 제1 및 제2 베어링 코어(10A, 10B)를 둘러쌀 수 있다.For example, the coil 40 may be inserted into each of the first and second bearing cores 10A and 10B to surround the first and second bearing cores 10A and 10B.

상기 제1 실시예에 따르면, 상기 코일(coil, 40)은 상기 자기 베어링 코어(10)의 상측 및 하측을 둘러싸는 형태로 복수개가 배치된다. 이는 헤테로폴라(heteropolar) 형 자기 베어링 형태를 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 베어링 코어(10A) 측에 하나의 코일(40)이 배치되고, 상기 제2 베어링 코어(10B) 측에 또 다른 하나의 코일(40)이 배치될 수 있으며, 상기 자기 베어링 코어(10)에는 2개의 코일(40)이 각각 삽입 결합되어 배치되어 있을 수 있다.According to the first embodiment, a plurality of coils (coil) 40 are disposed so as to surround the upper and lower sides of the magnetic bearing core 10. Which may have the form of a heteropolar magnetic bearing. In other words, one coil 40 may be disposed on the first bearing core 10A side, and another coil 40 may be disposed on the second bearing core 10B side. And two coils 40 may be inserted into and coupled to each other.

이와 달리 후술할 제2 실시예로서 도 1 및 도 7 내지 도 9를 참조하면, 코일이 자기 베어링 코어를 둘러싸도록 배치되되, 영구 자석을 둘러싸는 형태를 가지는 호모폴라(homopolar) 형 자기 베어링 형태를 가질 수 있다. 이에 관한 상세한 구성은 후술하도록 한다.In a second embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 7 to 9, a coil is arranged to surround a magnetic bearing core, and a homopolar magnetic bearing type having a permanent magnet surrounding the coil Lt; / RTI > A detailed configuration thereof will be described later.

상기 자기 베어링 모듈(100)에 전력이 공급되면 상기 자기 베어링 코어(10)의 상기 영구 자석(30) 및 상기 코일(40) 각각에서 자기력이 발생하게 되며, 상기 로터(1)는 방사 방향으로 배치된 상기 자기 베어링 코어(10)의 각 방향으로부터 부상력을 받게 된다. 따라서, 방사 방향으로 서로 대칭하여 배치된 상기 자기 베어링 코어(10)들 사이의 공간에 상기 로터(1)가 부양된다. 즉, 자기 부상 원리를 이용하여 상기 로터(1)를 상기 자기 베어링 코어(10) 상에 부상시켜 지지하는 것이며, 이에 상기 코일(40)에 인가되는 전력의 세기, 주기 등을 조절하여 상기 자기 베어링 코어(10)에서 발생되는 자기력을 용이하게 제어할 수 있다.When electric power is supplied to the magnetic bearing module 100, a magnetic force is generated in each of the permanent magnet 30 and the coil 40 of the magnetic bearing core 10, and the rotor 1 is arranged in the radial direction The magnetic bearing core 10 is subjected to a levitation force from each direction. Therefore, the rotor 1 is floated in the space between the magnetic bearing cores 10 arranged symmetrically with respect to each other in the radial direction. That is, the rotor 1 is lifted and supported on the magnetic bearing core 10 by using the magnetic levitation principle, and by controlling the intensity and the cycle of the electric power applied to the coil 40, The magnetic force generated in the core 10 can be easily controlled.

상기 정렬 지그(20)는 상기 자기 베어링 코어(10)의 내측에 배치되어, 상기 자기 베어링 코어(10)와 서로 탈부착이 용이하도록 즉 서로 끼움 결합이 가능한 구조를 가진다.The alignment jig 20 is disposed on the inner side of the magnetic bearing core 10 and has a structure that facilitates detachment and attachment with respect to the magnetic bearing core 10,

보다 상세하게, 도 5를 참조하면, 상기 정렬 지그(20)는 내부에 상기 로터(1)가 수용되는 관통부(H)가 구비되며, 상기 자기 베어링 코어(10)와 끼움 결합이 가능한 삽입홈(21)이 구비된다.5, the aligning jig 20 is provided with a penetration portion H in which the rotor 1 is received, and the insertion jig 20 is inserted into the insertion jig 20 to be fitted with the magnetic bearing core 10, (21).

또한, 상기 정렬 지그(20)는 내부에 상기 관통부(H)가 구비된 정육면체 형상을 가질 수 있다.In addition, the alignment jig 20 may have a cuboid shape having the penetration portion H therein.

예를 들어, 상기 정렬 지그(20)는 각 모서리 일부가 돌출되어 있는 단턱부(22)가 형성되어 인접하는 단턱부들(22) 사이에 상기 삽입홈(21)을 포함한다.For example, the aligning jig 20 includes the insertion groove 21 between the adjacent stepped portions 22 in which the stepped portion 22 with the protruding portions of each corner is formed.

상기 자기 베어링 코어(10)는 각 단부의 양측면이 단차를 가져 일부가 돌출된 돌출부(11)를 포함하며, 상기 자기 베어링 코어(10)의 상기 돌출부(11)는 상기 정렬 지그(20)의 상기 삽입홈(21)에 끼움 결합되게 된다.The magnetic bearing core according to claim 1, wherein the magnetic bearing core (10) comprises protrusions (11) each having a step on both sides thereof with a stepped portion and the protrusions (11) And is fitted into the insertion groove 21.

자기 베어링 모듈에 있어서 베어링의 목적을 달성하기 위하여는 각 부품의 동심도가 유지되는 것이 매우 중요하다. 그런데 실제로는 각 부품 제작시의 가공 공차나 조립 시 부품들이 살짝 어그러지는 조립 공차 때문에 동심도가 흐트러지게 되며, 더구나 실제 자기 베어링이 고속 회전하는 로터에 장착되었을 때에는 외부 진동이나 충격 등의 영향으로 이처럼 동심도가 어긋나게 되는 문제점이 있으며, 자기 베어링 모듈에서 자기 베어링 코어와 보조 베어링의 동심도가 유지되지 못하는 경우 자기 베어링의 목적을 달성하기 어려운 문제점이 있다.In magnetic bearing modules, it is very important that the concentricity of each part is maintained in order to achieve the purpose of the bearing. However, in reality, the concentricity is disturbed due to the machining tolerance at the time of manufacturing each component and the assembly tolerance at which parts are slightly collapsed during assembly. Moreover, when the actual magnetic bearing is mounted on a rotor rotating at high speed, If the concentricity of the magnetic bearing core and the auxiliary bearing is not maintained in the magnetic bearing module, it is difficult to achieve the object of the magnetic bearing.

종래의 자기 베어링 및 보조 베어링 일체형 복합 자기 베어링의 경우, 보조 베어링이 자기 베어링 코어와 일체형으로 조립되어 보조 베어링만 가공이 가능하며, 자기 베어링 코어의 가공은 불가능하였다.In the case of conventional magnetic bearing and auxiliary bearing integrated type magnetic bearing, the auxiliary bearing is assembled with the magnetic bearing core so that only the auxiliary bearing can be machined, and the magnetic bearing core can not be machined.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기 베어링 모듈(100)에 따르면, 자기 베어링 코어(10) 및 코일(40)은 상기 정렬 지그(20)를 통하여 반복적인 분해 및 조립에도 항상 일정한 동심을 유지할 수 있다. 즉, 자기 베어링 코어(10) 조립 후에 보조 베어링(60)을 부착하는 구조로서 자기 베어링 코어(10)의 정렬 후 동심 가공이 이루어지고 이후 보조 베어링(60)을 배치한 후 자기 베어링 코어(10)의 동심에 맞추어 동심 가공이 이루어져 자기 베어링 코어(10)의 동심에 용이하게 맞출 수 있으며, 1회의 동심 가공 후 항상 일정한 동심을 유지할 수 있어, 반복적인 분해 조립 후에도 재차 동심 가공을 수행할 필요가 없다. 따라서, 본 발명의 자기 베어링 모듈(1000)의 상기 자기 베어링 코어(10) 및 상기 보조 베어링(60)는 동심을 이룰 수 있다.According to the magnetic bearing module 100 according to the embodiment of the present invention, the magnetic bearing core 10 and the coil 40 can always maintain a constant concentricity even through repetitive disassembly and assembly through the alignment jig 20 . That is, after the alignment of the magnetic bearing cores 10 is performed after the alignment of the auxiliary bearings 60 after the assembly of the magnetic bearing cores 10, the magnetic bearing cores 10, The concentric machining can be performed in conformity with the concentricity of the magnetic bearing core 10 so that it can be easily aligned with the concentricity of the magnetic bearing core 10 and the concentric concentricity can always be maintained after one concentric machining and it is not necessary to perform the concentric machining again after the repeated disassembly and assembly . Accordingly, the magnetic bearing core 10 and the auxiliary bearing 60 of the magnetic bearing module 1000 of the present invention can be concentric.

상기 영구 자석(30)은 상기 자기 베어링 코어(10)의 최외측부에 구비된다.The permanent magnet (30) is provided at the outermost portion of the magnetic bearing core (10).

예를 들어, 상기 영구 자석(30)은 상기 제1 베어링 코어(10A) 및 상기 제2 베어링 코어(10B)와 접촉하는 면과 동일한 형상으로 구비될 수 있다.For example, the permanent magnet 30 may have the same shape as a surface of the permanent magnet 30 contacting the first bearing core 10A and the second bearing core 10B.

상술한 바와 같이, 상기 자기 베어링 코어(10)는 단면이 모두 직사각형의 형태를 가진다. 기존에는 영구 자석과 접하는 자기 베어링 코어의 외경이 호 형태를 가져 영구 자석 역시 자기 베어링 코어의 외경과 동일한 형상인 호 형상으로 제작되어야 하였으며, 이에 자기 베어링 모듈의 사이즈 변경시 영구 자석의 제작에 큰 어려움이 있었다.As described above, the magnetic bearing core 10 has a rectangular cross-section. Conventionally, the outer diameter of the magnetic bearing core in contact with the permanent magnets has an arc shape, and the permanent magnets have to be manufactured in a shape having a shape equal to the outer diameter of the magnetic bearing core. Therefore, when the size of the magnetic bearing module is changed, .

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 베어링 코어(10)의 경우 상기 영구 자석(30)과 접하는 외경이 직사각형의 형태를 가지도록 제작되어 상기 영구 자석(30) 역시 직사각형의 형태로 제작이 가능하다. 따라서, 상기 영구 자석(30)의 제작시 사이즈의 변경에 따라 용이하게 제단을 할 수 있어, 원하는 사이즈의 제작이 용이하다.However, in the case of the magnetic bearing core 10 according to an embodiment of the present invention, the outer diameter of the permanent magnet 30 in contact with the permanent magnet 30 is formed to have a rectangular shape so that the permanent magnet 30 can also be formed into a rectangular shape Do. Therefore, the permanent magnet 30 can be easily cut according to the change in the size of the permanent magnet 30, and a desired size can be easily manufactured.

상기 코일(40)은 상기 자기 베어링 코어(10)를 둘러쌀 수 있다.The coil 40 may surround the magnetic bearing core 10.

예를 들어, 본 발명의 제1 실시예에 있어서 상기 코일(40)은 상기 로터(10)의 축 방향으로 상기 자기 베어링 코어(10)를 둘러쌀 수 있다.For example, in the first embodiment of the present invention, the coil 40 may surround the magnetic bearing core 10 in the axial direction of the rotor 10.

이와 달리, 후술할 도 7 내지 도 9를 참조하면 본 발명의 제2 실시예에 있어서 상기 코일(40)은 상기 로터(10)의 반경 방향으로 상기 자기 베어링 코어(10)를 둘러쌀 수 있다. 즉, 상기 영구 자석(30)을 둘러싸는 형태일 수 있다.7 to 9, a coil 40 may surround the magnetic bearing core 10 in a radial direction of the rotor 10 according to the second embodiment of the present invention. That is, the permanent magnet 30.

상기 하우징(50)은 상기 자기 베어링 코어(10), 상기 영구 자석(30) 및 상기 코일(40)의 상부, 측부 및 하부를 커버한다. 상기 하우징(50)은 복수개의 하우징 부재를 통하여 상기 자기 베어링 코어(10), 상기 영구 자석(30) 및 상기 코일(40)의 상부, 측부 및 하부를 커버할 수 있다.The housing 50 covers the top, sides and bottom of the magnetic bearing core 10, the permanent magnet 30, and the coil 40. The housing 50 may cover the top, side, and bottom of the magnetic bearing core 10, the permanent magnet 30, and the coil 40 through a plurality of housing members.

예를 들어, 본 발명의 제1 실시예의 하우징(50)은 상부 하우징(50A), 측부 하우징(50B) 및 하부 하우징(50C, 50D)을 포함하여 구성될 수 있다.For example, the housing 50 of the first embodiment of the present invention may be configured to include an upper housing 50A, a side housing 50B, and lower housings 50C and 50D.

이와 달리, 후술할 도 7 내지 도 9를 참조하면 본 발명의 제2 실시예의 하우징은 상부 하우징 및 하부 하우징을 포함하여 구성될 수도 있다.7 to 9, which will be described later, the housing of the second embodiment of the present invention may include an upper housing and a lower housing.

상기 하우징(50)의 구성은 특별히 한정되는 것은 아니며, 상기 자기 베어링 코어(10), 상기 영구 자석(30) 및 상기 코일(40)의 상부, 측부 및 하부를 커버할 수 있고, 상기 보조 베어링(60)을 상부에 고정시킬 수 있는 구성이면 용이하게 변경될 수 있다.The structure of the housing 50 is not particularly limited and may cover the upper, side and lower portions of the magnetic bearing core 10, the permanent magnet 30 and the coil 40, 60 can be fixed to the upper portion.

상기 보조 베어링(60)은 상기 자기 베어링 코어(10)의 상측에 배치되어 상기 로터(1)를 지지한다.The auxiliary bearing (60) is disposed on the upper side of the magnetic bearing core (10) to support the rotor (1).

일반적으로 상기 로터(1) 상에 보조 베어링을 구비하며 이러한 보조 베어링은 볼 베어링을 사용하여 왔으며 이 경우 보조 베어링 배치에 따라 로터의 길이가 증가하게 되며, 로터 길이 증가에 따라 시스템 부피가 증가하여 안정정인 로터의 회전이 어려운 문제점이 있었다. 또한, 상기의 문제점을 극복하기 위하여 자기 베어링 코어의 내측, 예를 들어 고정자측 코어의 내측에 보조 베어링을 배치하여 이러한 시스템 부피 증가의 문제를 해결하고자 하였으나, 이의 경우 보조 베어링 상에 자기 베어링 코어를 설치하여 조립하는 구조로서 보조 베어링의 형상이 매우 복잡하게 제작되어 이의 가공이 어려우며, 보조 베어링의 파손시 자기 베어링 모듈 전체를 분해하여 보조 베어링을 교체한 후 다시 자기 베어링 모듈을 조립해야 하므로 작업에 시간 및 비용이 상당히 소모되는 문제점이 있었다.Generally, auxiliary bearings are provided on the rotor 1, and these auxiliary bearings have been made of ball bearings. In this case, the length of the rotor is increased according to the arrangement of the auxiliary bearings, and the volume of the system is increased There is a problem that rotation of the stationary rotor is difficult. In order to overcome the above problem, an auxiliary bearing is disposed on the inner side of the magnetic bearing core, for example, on the inner side of the stator side core, to solve the problem of increasing the system volume. In this case, In case of failure of auxiliary bearings, it is necessary to disassemble the entire magnetic bearing module, replace the auxiliary bearing, and then assemble the magnetic bearing module again. And the cost is considerably wasted.

이에 본 발명의 상기 보조 베어링(60)은 상기 자기 베어링 코어(10)의 상측에 배치되며, 이에 상기 보조 베어링(60)은 상기 하우징(50)의 상부에 결합 고정될 수 있다. 상기 자기 베어링 모듈(1000)의 사용 중에 상기 보조 베어링(60)이 파손되는 경우 상기 자기 베어링 모듈(1000)을 분해하지 않더라도 용이하게 상기 보조 베어링(60)을 분리하여 새제품으로 탈부착이 가능하다.The auxiliary bearing 60 of the present invention is disposed on the upper side of the magnetic bearing core 10 so that the auxiliary bearing 60 can be fixedly coupled to the upper portion of the housing 50. If the auxiliary bearing 60 is broken during use of the magnetic bearing module 1000, the auxiliary bearing 60 can be easily detached and attached to the new product without disassembling the magnetic bearing module 1000.

예를 들어, 상기 보조 베어링(60)은 하부 링 부재(60A) 및 상부 고정 부재(60B)를 포함할 수 있다.For example, the auxiliary bearing 60 may include a lower ring member 60A and an upper fixing member 60B.

상기 하부 링 부재(60A)는 링(ring) 형상을 가질 수 있다. 상기 상부 고정 부재(60B)는 상기 하부 링 부재(60A)의 상부에 연결되고, 상기 하부 링 부재(60A)의 외측으로 방사 방향으로 돌출되는 복수의 돌기를 포함하되, 인접하는 돌기들은 각각 일정 간격만큼 이격되어 배치될 수 있다.The lower ring member 60A may have a ring shape. The upper fixing member 60B includes a plurality of protrusions connected to the upper portion of the lower ring member 60A and projecting radially outward of the lower ring member 60A, As shown in Fig.

상부 고정 부재(60B)는 상기 하우징(50)의 상부에 결합 고정되는데, 도시하지는 않았으나 상기 하우징(50)과 볼트 결합을 통하여 고정될 수 있다.The upper fixing member 60B is fixedly coupled to the upper portion of the housing 50. The upper fixing member 60B may be fixed to the housing 50 through a bolt connection.

예를 들어, 상기 하우징(50)은 상기 자기 베어링 코어(10), 상기 영구 자석(30) 및 상기 코일(40)의 상부를 커버하는 상부 하우징(50A), 상기 상부 하우징(50A)과 결합되어 측부를 커버하는 측부 하우징(50B) 및 상기 측부 하우징(50B)과 결합되어 하부를 커버하는 하부 하우징(50C, 50D)를 포함하고, 이때 상기 상부 하우징(50A)은, 상기 로터(1)가 수용되는 관통홀(미도시), 상기 관통홀보다 큰 내경을 가져 상기 하부 링 부재(60A)를 지지하는 하부 결합홈(미도시) 및 상기 하부 결합홈보다 큰 내경을 가져 상기 상부 고정 부재(60B)를 지지하는 상부 결합홈(미도시)을 포함할 수 있다.For example, the housing 50 may include an upper housing 50A covering the upper portion of the magnetic bearing core 10, the permanent magnet 30 and the coil 40, And a lower housing 50C and 50D coupled to the lower housing 50B and covering the lower portion of the upper housing 50A, (Not shown) having an inner diameter larger than that of the through hole and supporting the lower ring member 60A, and an upper fixing member 60B having an inner diameter larger than that of the lower coupling groove, (Not shown) for supporting the upper plate.

상기 하부 링 부재(60A)는 상기 하우징(50)의 하부 결합홈의 내경에 삽입되어 상기 로터(1)의 반경 방향 움직임을 제어할 수 있다.The lower ring member 60A can be inserted into the inner diameter of the lower engaging groove of the housing 50 to control the radial movement of the rotor 1.

이에, 상기 보조 베어링(60)은 상기 자기 베어링 모듈(1000)에 포함되어 상기 하우징(50) 상에 배치되어 상기 로터(1) 상에 상기 보조 베어링(60)이 설치되기 위한 별도의 공간 내지 로터의 길이를 필요로 하지 않으며, 뿐만 아니라 상기 보조 베어링(60)의 탈착 내지 부착이 용이하여 상기 자기 베어링 모듈(1000)의 분해가 없이도 용이하게 수리 내지 교체가 가능한 장점이 있다.The auxiliary bearing 60 is included in the magnetic bearing module 1000 and is disposed on the housing 50 so that the auxiliary bearing 60 can be installed in a separate space for installing the auxiliary bearing 60 on the rotor 1, And the auxiliary bearing 60 can be easily detached or attached so that the magnetic bearing module 1000 can be easily repaired or replaced without disassembly.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기 베어링 모듈(1000)은 상기 로터(1)의 반경방향 진동을 감지하는 센서(70)를 포함한다.The magnetic bearing module 1000 according to an embodiment of the present invention includes a sensor 70 for sensing the radial vibration of the rotor 1.

상기 센서(70)은 상기 하우징(50)의 상부에 상기 로터(1)의 반경방향으로 배치된다.The sensor 70 is disposed on the upper portion of the housing 50 in the radial direction of the rotor 1.

상기 센서(70)는 상기 로터(1)와 상기 자기 베어링 코어(10) 사이의 간격을 감지한다. 즉, 상기 로터(1)의 반경방향의 변위를 감지할 수 있다.The sensor 70 senses the gap between the rotor 1 and the magnetic bearing core 10. That is, the displacement of the rotor 1 in the radial direction can be sensed.

상기 센서(70)는 상기 코일(40)과 전기적으로 연결되어 있으며, 측정된 상기 로터(1)와 상기 자기 베어링 코어(10)의 간격을 감지하여 갭 센서 앰프(미도시)로 전기적 신호를 전달하고, 상기 갭 센서 앰프는 상기 간격을 기초로 상기 코일(40)에 제공되는 구동 전류를 계산하며 상기 계산된 구동 전류는 전류 드라이버(미도시)를 통하여 상기 코일(40)에 공급한다. 이에 상기 로터(1)와 상기 자기 베어링 코어(10)의 간격을 일정하게 유지할 수 있다.The sensor 70 is electrically connected to the coil 40 and detects an interval between the measured rotor 1 and the magnetic bearing core 10 to transmit an electrical signal to a gap sensor amplifier The gap sensor amplifier calculates a driving current provided to the coil 40 based on the interval and supplies the calculated driving current to the coil 40 through a current driver (not shown). Accordingly, the interval between the rotor 1 and the magnetic bearing core 10 can be maintained constant.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기 베어링 모듈을 설명하기 위한 분해 사시도이다. 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기 베어링 모듈을 설명하기 위한 단면도이다. 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기 베어링 모듈을 설명하기 위한 단면 사시도이다.7 is an exploded perspective view illustrating a magnetic bearing module according to a second embodiment of the present invention. 8 is a cross-sectional view illustrating a magnetic bearing module according to a second embodiment of the present invention. 9 is a cross-sectional perspective view illustrating a magnetic bearing module according to a second embodiment of the present invention.

도 1 및 도 7 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기 베어링 모듈을 설명하도록 한다.Referring to Figs. 1 and 7 to 9, a magnetic bearing module according to a second embodiment of the present invention will be described.

제2 실시예에 따른 자기 베어링 모듈(200)은 제1 실시예에 따른 자기 베어링 모듈(100)과 자기 베어링 코어 및 코일의 결합 관계, 그리고 이들 결합 관계에 따라 변화된 하우징을 제외하고는 나머지 구성은 동일 내지 유사하다. 따라서, 이후 반복되는 설명은 생략하거나 간략히 하도록 한다.The magnetic bearing module 200 according to the second embodiment differs from the magnetic bearing module 100 according to the first embodiment in the coupling relationship between the magnetic bearing module 100 and the magnetic bearing core and the coils, The same or similar. Therefore, the repeated description thereafter will be omitted or simplified.

본 발명의 제2 실시예에 따른 상기 자기 베어링 모듈(200)은, 자기 베어링 코어(110), 정렬 지그(120), 영구 자석(130), 코일(140), 하우징(150) 및 보조 베어링(160)을 포함한다.The magnetic bearing module 200 according to the second embodiment of the present invention includes a magnetic bearing core 110, an alignment jig 120, a permanent magnet 130, a coil 140, a housing 150, 160).

제2 실시예로서 도 1 및 도 7 내지 도 9를 참조하면, 코일(140)이 자기 베어링 코어(110)를 둘러싸도록 배치되되, 영구 자석(130)을 둘러싸는 형태를 가지는 호모폴라(homopolar) 형 자기 베어링 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 코일(40)은 상기 로터(10)의 반경 방향으로 상기 자기 베어링 코어(10)를 둘러쌀 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 7 to 9 as a second embodiment, a coil 140 is disposed to surround the magnetic bearing core 110, and a homopolar structure having a shape surrounding the permanent magnet 130, Type magnetic bearing. For example, the coil 40 may surround the magnetic bearing core 10 in the radial direction of the rotor 10.

제2 실시예로서 도 1 및 도 7 내지 도 9를 참조하면, 하우징(150)은 상부 하우징(150A) 및 하부 하우징(150B)을 포함하여 구성될 수도 있다.Referring to FIGS. 1 and 7 to 9 as a second embodiment, the housing 150 may include an upper housing 150A and a lower housing 150B.

이러한 하우징 구성은 제1 실시예와 목적 내지 효과의 면에서 상이하지 않으며, 상부 및 측부 하우징이 분리된 형태이거나 이들이 일체형으로 제조된 형태인 것을 사용할 수 있다. 즉, 하우징은 상기 자기 베어링 코어(110), 상기 영구 자석(130), 및 상기 코일(140)의 상부, 측부 및 하부를 커버하고, 상부에 보조 베어링(160)이 탈부착 가능한 구조라면, 이에 한정되지 않고 다양하게 제작될 수 있다.Such a housing configuration is not different from the first embodiment in terms of the object and effect, and the upper and side housings may be separated from each other, or they may be of an integrated type. That is, if the housing covers the upper portion, the lower portion and the lower portion of the magnetic bearing core 110, the permanent magnet 130, and the coil 140 and the auxiliary bearing 160 can be detachably attached to the upper portion, And can be manufactured variously.

상기 도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 자기 베어링 시스템이 구비된 로터 모듈(1000)은, 로터(1) 및 자기 베어링 모듈들(100, 200)을 포함한다.1 to 9, a rotor module 1000 including a magnetic bearing system according to embodiments of the present invention includes a rotor 1 and magnetic bearing modules 100 and 200.

상기 로터(1)의 상측 및 하측에 2개 이상의 자기 베어링 모듈이 배치될 수 있는데, 이때에 배치되는 자기 베어링 모듈은 상기 제1 실시예에 따른 자기 베어링 모듈(100)이 상하측에 모두 배치될 수 있다. 이와 달리 상기 자기 베어링 모듈은 상기 제2 실시예에 따른 자기 베어링 모듈(200)이 상하측에 모두 배치될 수도 있으며, 추가로 상기 제1 실시예에 따른 자기 베어링 모듈(100) 및 상기 제2 실시예에 따른 자기 베어링 모듈(200)이 위아래로 혼합하여 배치된 구조를 가질 수도 있다.Two or more magnetic bearing modules may be disposed on the upper side and the lower side of the rotor 1, and the magnetic bearing modules disposed at this time may be arranged such that the magnetic bearing modules 100 according to the first embodiment are all disposed on the upper and lower sides . Alternatively, the magnetic bearing module may be disposed on both the upper and lower sides of the magnetic bearing module 200 according to the second embodiment. Further, the magnetic bearing module 100 according to the first embodiment and the second embodiment The magnetic bearing modules 200 according to the examples may have a structure in which they are mixed up and down.

상기 로터(1) 상에 자기 베어링 모듈들(100, 200)이 배치되는 자기 베어링 시스템이 구비된 로터 모듈(1000)에 있어서, 시스템 구성의 조건 내지 기타 요구 조건에 따라 자기 베어링 형태는 헤테로폴라 형 및/또는 호모폴라 형 자기 베어링 형태를 선택적으로 설치할 수 있다.In the rotor module 1000 having the magnetic bearing system in which the magnetic bearing modules 100 and 200 are disposed on the rotor 1, the magnetic bearing type may be a heteropolar type And / or a homo-polar magnetic bearing configuration.

상술한 바에 있어서, 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited thereto. Those skilled in the art will readily obviate modifications and variations within the spirit and scope of the appended claims. It will be understood that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.

1000: 로터 모듈
100, 200: 제1, 제2 자기 베어링 모듈
1: 로터 10, 110: 자기 베어링 코어
20, 120: 정렬 지그 30, 130: 영구 자석
40.140: 코일 50, 150: 하우징
60, 160: 보조 베어링 70, 170: 센서1000: Rotor module
100, 200: first and second magnetic bearing modules
1: rotor 10, 110: magnetic bearing core
20, 120: alignment jig 30, 130: permanent magnet
40.140: coil 50, 150: housing
60, 160: auxiliary bearing 70, 170: sensor

Claims (10)

로터 둘레에 구비되어 마찰을 저감하는 자기 베어링 모듈에 있어서,
상기 로터 둘레를 둘러싸며, 상기 로터를 중심으로 방사 방향으로 서로 대칭되도록 복수개가 배치되는 자기 베어링 코어;
상기 자기 베어링 코어의 최외측부에 구비되는 영구 자석;
상기 자기 베어링 코어를 둘러싸는 코일;
상기 자기 베어링 코어의 상측에 배치되어 상기 로터를 지지하는 보조 베어링; 및
내부에 상기 로터가 수용되는 관통부가 구비되며, 상기 자기 베어링 코어와 끼움 결합이 가능한 삽입홈이 구비되는 정렬 지그를 포함하며,
상기 정렬 지그는 각 모서리에 단턱부가 형성되어 인접하는 단턱부들 사이에 상기 삽입홈을 포함하고, 상기 자기 베어링 코어는 각 단부의 양측면이 단차를 가져 일부가 돌출된 돌출부를 포함하며, 상기 자기 베어링 코어의 상기 돌출부는 상기 정렬 지그의 상기 삽입홈에 끼움 결합되는 자기 베어링 모듈.A magnetic bearing module provided around a rotor to reduce friction,
A plurality of magnetic bearing cores surrounding the rotor and disposed symmetrically with respect to the rotor in a radial direction;
A permanent magnet provided at an outermost portion of the magnetic bearing core;
A coil surrounding the magnetic bearing core;
An auxiliary bearing disposed above the magnetic bearing core to support the rotor; And
And an alignment jig having an insertion groove through which the rotor is received and which can be fitted with the magnetic bearing core,
Wherein the aligning jig has a stepped portion formed at each corner to include the insertion groove between adjacent stepped portions, and the magnetic bearing core includes protrusions each having a stepped portion at both sides of each end portion, Wherein the protrusion of the alignment jig is fitted into the insertion groove of the alignment jig. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 자기 베어링 코어는 서로 분리된 ㄱ자 형상의 제1 베어링 코어 및 ㄴ자 형상의 제2 베어링 코어를 포함하며,
대칭하여 배치된 상기 제1 베어링 코어 및 상기 제2 베어링 코어의 사이에 상기 영구 자석이 배치되어 상기 자기 베어링 코어는 ㄷ자 형상을 가지며,
상기 코일은 상기 제1 및 제2 베어링 코어 각각에 삽입 결합되어 상기 제1 및 제2 베어링 코어를 둘러싸는 자기 베어링 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the magnetic bearing core includes a first bearing core and a second bearing core separated from each other,
Wherein the permanent magnet is disposed between the symmetrically disposed first bearing core and the second bearing core, the magnetic bearing core has a U-
Wherein the coil is inserted into and engaged with each of the first and second bearing cores to surround the first and second bearing cores. 제3항에 있어서,
상기 영구 자석은 상기 제1 베어링 코어 및 상기 제2 베어링 코어와 접촉하는 면과 동일한 형상으로 구비되는 자기 베어링 모듈.The method of claim 3,
Wherein the permanent magnet is provided in the same shape as a surface contacting the first bearing core and the second bearing core. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 자기 베어링 코어, 상기 영구 자석 및 상기 코일을 커버하는 하우징을 포함하며,
상기 보조 베어링은 상기 하우징의 상부에 결합 고정되는 자기 베어링 모듈.The method according to claim 1,
And a housing covering the magnetic bearing core, the permanent magnet, and the coil,
And the auxiliary bearing is coupled to the upper portion of the housing. 제7항에 있어서,
상기 보조 베어링은,
링 형상을 가지는 하부 링 부재; 및
상기 하부 링 부재의 상부에 연결되고, 상기 하부 링 부재의 외측으로 방사 방향으로 돌출되는 복수의 돌기를 포함하되, 인접하는 돌기들은 각각 일정 간격만큼 이격되어 배치되는 상부 고정 부재를 포함하는 자기 베어링 모듈.8. The method of claim 7,
Wherein the auxiliary bearing comprises:
A lower ring member having a ring shape; And
And an upper fixing member connected to an upper portion of the lower ring member and including a plurality of protrusions radially projecting outwardly of the lower ring member, the adjacent protrusions being spaced apart from each other by a predetermined distance, . 제7항에 있어서,
상기 하우징의 상부에 상기 로터의 반경방향으로 배치되고, 상기 하우징의 측면에 형성된 홀에 삽입 결합되며, 상기 로터의 반경방향 진동을 감지하는 센서를 포함하는 자기 베어링 모듈.8. The method of claim 7,
And a sensor disposed on the upper portion of the housing in a radial direction of the rotor and inserted into a hole formed in a side surface of the housing and sensing a radial vibration of the rotor. 제1항에 있어서,
상기 자기 베어링 코어 및 상기 보조 베어링는 동심을 이루는 자기 베어링 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the magnetic bearing core and the auxiliary bearing are concentric.
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