KR102010026B1

KR102010026B1 - 유도분극 회전자

Info

Publication number: KR102010026B1
Application number: KR1020180039355A
Authority: KR
Inventors: 오영한
Original assignee: 오영한
Priority date: 2018-04-04
Filing date: 2018-04-04
Publication date: 2019-08-12

Abstract

본 발명은 유도분극 회전자에 관한 것으로서, 회전자 코어의 각 슬롯홈 사이에 유도분극용 분극공을 형성시킴으로써 유도분극 작용에 따른 전동기의 에너지 효율을 향상시키기 위한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 다수의 회전자 코어(10)가 적층 구성되는 전동기용 회전자(100)에 있어서, 상기 회전자 코어(10)는 외주를 따라 다수의 슬롯홈(11)이 일정 간격으로 형성되고; 상기 슬롯홈(11) 사이에는 분극공(12)이 형성되며; 상기 분극공(12) 형성부위의 내측에는 제1자석(13)이 구성되고; 상기 회전자 코어(10)의 중앙에 형성된 축공(15) 주변을 따라 상기 제1자석(13) 보다 큰 크기의 제2자석(14)이 일정 간격으로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

유도분극 회전자{INDUCED POLARIZATION ROTOR}

본 발명은 유도분극 회전자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전동기 내부에 장착되는 회전자의 코어 구조 변경을 통해 유도분극 작용이 이루어질 수 있도록 하여 전동기의 소비전력을 감소시키기 위한 유도분극 회전자 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 전동기(모터)는 하우징의 내주면에 고정하되 영구자석을 포함하는 고정자와, 하우징의 중앙에서 양측 베어링에 의해 지지되는 모터축과, 상기 모터축과 축착된 채 회전하는 회전자로 구성되며, 상기 회전자는 회전자 코어로 이루어진다.

상기한 회전자는 원판형 철편으로 이루어진 회전자 코어를 적층하여 이루어지는 것으로, 회전자 코어는 그 외주연부에 방사상으로 배열된 슬롯이 형성되고, 상기 슬롯을 통해 코일이 충진되어지게 된다.

한편, 종래 회전자는 종류에 따라 슬롯에 코일의 충진이 이루어지게 되므로 코일의 사용량 과다에 따른 소비전력량 증가 및 전동기의 무게 과다의 원인이 되는 지적이 있었다.

또한, 최근에는 고정자에 분극용 홈이 형성된 전동기가 개발되고 있으나, 고정자만을 분극형으로 사용할 경우에는 분극 작용에 따른 작용효과에 한계가 있는 문제점이 있었다.

1. 국내특허등록 제1145780호(2012.05.07 등록) 2. 국내특허등록 제648839호(2006.11.16 등록)

본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 회전자 코어를 분극형으로 구조 변경함으로써 전동기의 출력량은 동일하게 유지되는 가운데 코일의 사용량 및 소비전력을 절감시킬 수 있도록 하여 에너지 효율을 향상시키도록 하는데 목적이있다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 다수의 회전자 코어가 적층 구성되는 전동기용 회전자에 있어서, 상기 회전자 코어는 외주를 따라 다수의 슬롯홈이 일정 간격으로 형성되고; 상기 슬롯홈 사이에는 분극공이 형성되며; 상기 분극공 형성부위의 내측에는 제1자석이 구성되고; 상기 회전자 코어의 중앙에 형성된 축공 주변을 따라 상기 제1자석 보다 큰 크기의 제2자석이 구성된 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 유도분극 회전자는, 회전자 코어의 각 슬롯홈 사이에 유도분극용 분극홈을 형성시킴으로써 분극작용에 따른 전동기의 출력량은 동일하게 유지되는 가운데 소비전력을 절감시킬 수 있도록 하여 전동기의 에너지 효율을 향상시키는 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 회전자 평면 구조도.
도 2는 본 발명에서의 회전자 외관 사시도.
도 3은 본 발명에서의 회전자 측면 구조도.
도 4는 본 발명에서의 회전자 양단부에 커버체 분리상태 사시도.
도 5는 본 발명에서의 회전자 양단부에 커버체 결합상태 사시도.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 회전자 평면 구조도.
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 회전자 코어 확대도.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에서의 슬롯홈 단면 구조도.

이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.

먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유도분극 회전자의 구성을 도 1 내지 도 5를 통해 살펴보면 다음과 같다.

본 실시 예에서의 전동기용 회전자(100)는 다수의 회전자 코어(10)가 적층 구성되는 것으로서, 각각의 회전자 코어(10)는 외주를 따라 다수의 슬롯홈(11)이 일정 간격으로 형성되고, 슬롯홈(11) 사이에는 분극공(12)이 형성되며, 분극공(12) 형성부위의 내측에는 제1자석(13)이 구성되고, 회전자 코어(10)의 중앙에 형성된 축공(15) 주변을 따라 상기 제1자석(13) 보다 큰 크기의 제2자석(14) 8개가 일정 간격으로 구성되어지게 된다.

즉, 제1자석(13)은 제2자석(14) 보다 작은 크기의 봉형상을 이루는 것으로서 N극과 S극이 교번하는 형태로 삽입됨으로서, 분극을 밀어치는 작용을 수행하게 된다.

또한, 슬롯홈(11)은 타원 형상을 이루는 가운데 외측이 개방된 형상을 이루는 것을 확인할 수 있다.

또한, 회전자 코어(10)는 슬롯홈(11)이 대각선 형상으로 회전자(100) 측면에 나타내어질 수 있도록 적층 구비됨으로써, 전체적인 밸런스가 안정적으로 유지될 수 있도록 하였다.

도면 중 미설명 부호 200은 회전자(100)의 양단부에 결합되는 커버체이고, 300은 마감판을 각각 나타낸다.

이와 같은 구성을 이루는 본 발명 유도분극 회전자(100)의 사용에 따른 작용효과를 살펴보기로 한다.

이와 같이 코어 분극공(12)이 형성되고 슬롯홈(11)에는 액체가 충진되어진 회전자(100)가 전동기에 장착되어지면, 슬롯홈(11)의 양쪽 계자면은 분극공(12)으로 인해 유도분극 작용이 이루어져 기자력(Magnetmotive Force)이 배가되어짐으로써 고정자와의 작용에 의해 회전이 이루어지게 된다.

즉, 분극공(12)의 구성으로 인해 슬롯홈(11) 형성 부위 사이에서 자력에 의한 유도분극 작용이 이루어질 수 있게 된다.

또한, 분극공(12) 내측 부위에는 제1자석(13)이 구성되고, 상기 제1자석(13) 내측 부위에는 좀더 큰 크기의 제2자석(14)이 구성됨으로써 유도분극 효과를 극대화시킬 수 있게 된다.

즉, 제1자석(13)은 분극을 밀어치는 작용을 수행하게 되며, 제2자석(14)은 고정자측에 구성된 자석과 연동됨으로써 유도분극 효과가 더욱 증대되어질 수 있게 됨을 알 수 있다.

이와 함께 본 실시 예에서는 회전자 코어(10)의 배열시 각 층별로 조금씩 틀어진 형태로 적층시킴으로써, 슬롯홈(11)이 대각선 방향으로 배열된 형태를 이루게 되고, 이에 따른 전체적인 회전동작시 밸런스가 안정적으로 유지되어질 수 있는 이점을 나타낸다.

따라서, 본 발명은 고정자 코어(20)의 구조 및 코일(40)의 권선형태를 변화시킴으로써 재료비 절감과 함께 전동기의 에너지 소비효율을 극대화시키는 이점을 나타낼 수 있게 됨을 알 수 있다.

한편, 도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 구조를 나타낸 것으로서, 슬롯홈(11)은 외주측이 개방된 개방형 구조를 이루도록 개방부(11a)가 형성된 것을 확인할 수 있다.

이와 같은 구성을 이루게 되면, 분극의 힘이 개방부(11a)를 통해 분출되어질 수 있게 된다.

또한, 도 7 및 도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 구조를 나타낸 것으로서, 슬롯홈(11)에는 방열기능 향상을 위한 황동과 알루미늄이 혼합된 황동 혼합물(S)이 다이케스팅 충진되어지게 된다.

이와 같은 구성을 이루게 되면, 슬롯홈(11)에 충진되어진 황동, 알루미늄 혼합물(S)에 의해 회전자(100)의 상하에 구성되는 헤드가 일체로 성형되어짐으로써 적층 구조물 상호간에 전체적으로 보다 안정적인 결합상태가 유지되어질 수 있게 된다.

또한, 본 실시 예에서 슬롯홈(11)에 충진된 황동 혼합물(S)은 방열기능을 수행하게 됨으로서, 회전자의 동작과정에서 온도상승을 저감시킬 수 있는 이점을 나타내게 된다.

특히, 회전자 코어(10)의 배열시 각 층별로 조금씩 틀어진 형태로 적층됨으로 인해 슬롯홈(11)이 일정 경사형태를 이루어 배열됨으로서 도 6에서와 같이 충진 과정에서 황동 혼합물(S)이 경사면을 따라 흘러내려가게 되면서 황동 혼합물(S)의 충진작업이 보다 용이하게 이루어질 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 응용 예로는 상기 혼합물(S)에 카본블랙과 염화제일철이 추가로 첨가되어지게 된다.

즉, 이때에는 황동 30~50중량%, 알루미늄 20~40중량%, 카본블랙 10~30중량%, 염화제일철 10~20중량%의 비율로 혼합이 이루어지게 된다.

이와 같은 혼합이 이루어지게 되면, 미세한 탄소분말인 카본블랙은 혼합물(S)의 내열성을 향상시킬 수 있게 되고, 염화제일철은 황동의 고온 수축현상을 방지하여 내부의 기공 발생이 방지되는 효과를 나타냄으로써 방열기능 저하를 방지할 수 있게 된다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 분극형 회전자 구조가 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.

예를 들면, 상기 실시 예의 도면에서는 회전자의 슬롯홈이 특정 갯수로 표현되었으나, 이러한 슬롯홈 갯수는 전동기 또는 회전자의 규격에 따라 가변되어질 수 있게 된다.

따라서, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.

10 : 회전자 코어 11 : 슬롯홈
12 : 분극공 13 : 제1자석
14 : 제2자석 15 : 축공
100 : 회전자 200, 200': 커버체
300 : 마감판

Claims

다수의 회전자 코어(10)가 적층 구성되는 전동기용 회전자(100)에 있어서,
상기 회전자 코어(10)는 외주를 따라 다수의 슬롯홈(11)이 일정 간격으로 형성되고;
상기 슬롯홈(11)은 외주측이 개방된 개방형 구조를 이루도록 개방부(11a)가 형성되며,
상기 슬롯홈(11)과 슬롯홈(11) 사이에는 분극공(12)이 형성되며;
상기 회전자 코어(10)는 슬롯홈(11)이 대각선 형상으로 회전자(100) 측면에 나타내어질 수 있도록 적층 구비되고,
상기 분극공(12) 형성부위의 내측에는 봉 형상을 이루는 제1자석(13)이 구성되고;
상기 회전자 코어(10)의 중앙에 형성된 축공(15) 주변을 따라 상기 제1자석(13) 보다 큰 크기의 봉 형상으로 N극과 S극이 교번하는 형태를 이루어 배치된 된 제2자석(14)이 일정 간격으로 구성된 것을 특징으로 하는 유도분극 회전자.
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청구항 1에 있어서,
상기 슬롯홈(11)에는 회전자(100)의 상하에 구성되는 헤드가 일체로 성형되어짐으로써 적층 구조물 상호간에 전체적으로 보다 안정적인 결합상태가 유지되고, 방열기능 향상을 위한 황동과 알루미늄 혼합물(S)이 충진되어진 것을 특징으로 하는 유도분극 회전자.
청구항 4에 있어서,
상기 슬롯홈(11)에 충진되는 혼합물(S)에는 혼합물(S)의 내열성을 향상시킬 수 있고, 황동의 고온 수축현상을 방지하여 내부의 기공 발생이 방지되는 효과를 나타냄으로써 방열기능 저하를 방지하도록 카본블랙과 염화제일철이 추가로 첨가됨을 특징으로 하는 유도분극 회전자.