KR102024473B1 - Linear Motor for Elevator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 엘리베이터용 리니어 모터에 관한 것이다. 보다 상세하게는 승강로에 설치되는 고정자를 서로 간극이 존재하도록 복수개로 분리 설치함으로써, 제작 및 설치 작업이 용이할 뿐만 아니라 설치 작업 시간을 현저히 단축할 수 있고, 설치 작업시 별도의 연결 작업이 불필요할 뿐만 아니라 고정자의 간극 조절을 통해 오차 수정이 용이하며, 고정자에 대한 수리 교체 작업시에도 일부 구간의 고정자를 단순히 부분 제거 교체할 수 있어 보수 작업 및 기타 점검 작업 또한 매우 신속하고 편리하게 수행할 수 있는 엘리베이터용 리니어 모터에 관한 것이다.The present invention relates to a linear motor for an elevator. More specifically, by separating and installing a plurality of stators installed in the hoistway so that there is a gap therebetween, not only is it easy to manufacture and install, but also significantly shortens the installation work time, and no separate connection work is required during the installation work. In addition, it is easy to correct the error by adjusting the gap of the stator, and even during repair replacement work of the stator, it is possible to simply remove and replace parts of the stator in some sections, so that repair work and other inspection work can be performed very quickly and conveniently. It relates to a linear motor for an elevator.
엘리베이터는 건물의 상하방향을 따라 형성된 승강로를 따라 승객 또는 화물을 승강시키는 장치로서, 일반적인 엘리베이터는 승강로 내에 승강 가능하도록 배치되는 엘리베이터 카와, 엘리베이터 카와 와이어로프(wire rope)에 의해 연결되어 있는 균형추(counterweight)와, 승강로의 상측에 와이어로프와 마찰 접촉되어 정역 회전함으로써 엘리베이터 카 및 균형추를 승강 구동시키는 권상기를 구비한 소위 로프식 엘리베이터가 널리 이용되고 있다.An elevator is a device for elevating passengers or cargo along a hoistway formed along the up and down direction of a building. A general elevator is a counterweight connected by an elevator car arranged to be capable of hoisting within a hoistway, and an elevator car and a wire rope. ), And a so-called rope type elevator having a hoisting machine for elevating and driving an elevator car and a counterweight by frictionally contacting with a wire rope on an upper side of a hoistway, is widely used.
그러나 로프식 엘리베이터는 엘리베이터 카가 로프에 매달린 상태이므로 승강되는 높이가 높을 경우에는 로프의 길이가 길어지게 되어 효율과 안정성 면에서 문제가 있다. 무엇보다도 현재 기술로는 하나의 승강로에 일반적으로 1대의 카만 운전할 수 있고, 수직이동만 가능하여 운송 효율성 측면에서 여러 가지로 불리한 점이 많다. 또한, 로프와 부속 부품의 무게와 안전 문제로 인해 승강로의 높이 또한 제한을 받게 되며, 이러한 이유로 건물의 높이 또한 제한을 받는 등의 문제가 발생한다.However, the rope-type elevator is in a state where the elevator car is suspended on the rope, when the height of the lift is high the length of the rope is a problem in terms of efficiency and stability. Above all, with current technology, only one car can be driven in one hoistway, and only vertical movement is possible, which has many disadvantages in terms of transportation efficiency. In addition, the height of the hoistway is also limited by the weight and safety of the ropes and accessories, which is why the height of the building is also limited.
이에 건물의 초 고층화 추세에 부응하여 건물 내부의 인력 수송을 위한 엘리베이터에 관한 기술 연구가 꾸준히 진행되고 있다.In response to the trend of high-rise buildings, technical research on elevators for manpower transportation in buildings has been continuously conducted.
초고층 건물에 적합한 엘리베이터 시스템을 운용하기 위해서는 기존의 로프 구동방식에 있어서의 한계성을 극복할 수 있어야 하고, 새로운 액추에이터에 의해 구동되는 신개념의 엘리베이터가 도입되어야 한다.In order to operate an elevator system suitable for a high-rise building, it is necessary to overcome the limitations of the existing rope driving method, and a new concept of elevator driven by a new actuator should be introduced.
또한, 구동방식 및 그 구동원으로서의 액추에이터에 대한 관련 문제 이외에도, 건물 구조에 적합한 운송효율성 및 공간 활용성을 극대화할 수 있는 새로운 형태의 엘리베이터가 필연적으로 요구되고 있다.In addition to the problems related to the drive method and the actuator as the drive source, a new type of elevator is inevitably required to maximize transportation efficiency and space utilization suitable for a building structure.
이러한 조건들을 감안해 볼 때, 초고층 건물에 적용할 수 있는 엘리베이터는 단일 통로 내에서 복수대의 엘리베이터 카를 동시에 운행할 수 있고, 엘리베이터 카가 건물 내부의 입체 통로를 따라 수직/수평 방향으로 자유롭게 이동할 수 있으며, 인근 건물 및 지하도 등에도 연계되어 활용할 수 있는 종합 운송시스템으로서의 기능을 발휘할 수 있는 것이라야 한다.Given these conditions, an elevator that can be applied to a tall building can operate multiple elevator cars simultaneously within a single passage, and the elevator car can move freely in the vertical / horizontal direction along the three-dimensional passage inside the building, It should be able to function as a comprehensive transportation system that can be used in connection with buildings and underpasses.
현재 사용되고 있는 엘리베이터는 로프의 견인에 의한 승강 구동방식을 채택하고 있어, 설계시 층수에 비례한 엘리베이터 카의 하중 및 진동 특성을 고려하여야 할 뿐만 아니라, 엘리베이터 카의 수직/수평 방향전환이 불가능한 점 등의 한계성을 갖고 있으므로, 이를 극복하기 위한 대체 구조가 시급히 마련되어야 할 것이다.The elevator currently used adopts the elevating driving method by traction of the rope, so in designing, the load and vibration characteristics of the elevator car in proportion to the number of floors must be taken into consideration, and the vertical / horizontal direction of the elevator car cannot be changed. Since there is a limit to the need for an alternative structure to overcome this, it is urgently needed.
이러한 문제들을 해결하기 위한 방안으로, 최근에는 리니어 모터를 이용한 엘리베이터가 활발히 연구되고 있다. 리니어 모터를 이용하여 엘리베이터를 구동하게 되면, 기존의 와이어로프 등이 불필요하여 더욱 다양한 운행 방식을 구현할 수 있다.In order to solve these problems, recently, elevators using linear motors have been actively studied. When the elevator is driven using the linear motor, the existing wire rope is unnecessary, and thus, more various driving methods can be realized.
리니어 모터 방식의 엘리베이터는 일반적으로 승강로의 가이드 레일을 따라 고정자를 설치하고, 엘리베이터 카에는 이동자를 설치하는 방식으로 이루어지며, 고정자와 이동자의 전자기력을 이용하여 엘리베이터 카를 수직 및 수평 이동할 수 있도록 구성된다.In general, an elevator of a linear motor type is installed by installing a stator along a guide rail of a hoistway, and installing a mover on the elevator car, and configured to vertically and horizontally move the elevator car by using the electromagnetic force of the stator and the mover.
이때, 고정자는 일반적으로 가이드 레일을 따라 길게 하나의 일체형으로 형성되는데, 이와 같이 고정자가 일체형으로 형성됨에 따라 그 설치 작업이 매우 어렵고 작업 시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 전체 구간에서의 배치 상태가 공차 등에 의해 정확하게 유지되기 어려우며, 이에 따라 엘리베이터의 주행 과정에서 오류가 발생하거나 안정적인 주행 상태를 유지하지 못하는 등의 문제가 발생한다.At this time, the stator is generally formed as a single one long along the guide rail, as the stator is formed integrally, the installation work is very difficult and takes a long time, as well as the arrangement state in the entire section due to tolerance It is difficult to maintain accurately, thereby causing problems such as an error in the driving process of the elevator or failing to maintain a stable driving state.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 승강로에 설치되는 고정자를 서로 간극이 존재하도록 복수개로 분리 설치함으로써, 제작 및 설치 작업이 용이할 뿐만 아니라 설치 작업 시간을 현저히 단축할 수 있는 엘리베이터용 리니어 모터를 제공하는 것이다.The present invention has been invented to solve the problems of the prior art, the object of the present invention is to install and install a plurality of stators installed in the hoistway so that there is a gap between each other, not only easy to manufacture and installation work but also installation time It is to provide a linear motor for an elevator that can be significantly shortened.
본 발명의 다른 목적은 설치 작업시 별도의 연결 작업이 불필요하여 설치 작업이 용이할 뿐만 아니라 고정자의 간극 조절을 통해 오차 수정이 용이하며, 고정자에 대한 수리 교체 작업시에도 일부 구간의 고정자를 단순히 부분 제거 교체할 수 있어 보수 작업 및 기타 점검 작업 또한 매우 신속하고 편리하게 수행할 수 있는 엘리베이터용 리니어 모터를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is easy to install the installation work is not necessary since the installation work is not only easy to correct the error by adjusting the gap of the stator, even in the repair replacement work for the stator simply part of the section It provides a linear motor for elevators that can be removed and replaced so that maintenance work and other checks can be done very quickly and conveniently.
본 발명의 또 다른 목적은 환경에 따른 온도 조건의 변화로 인해 고정자의 열변형량이 증가하게 되더라도, 고정자의 간극에 의해 열변형량을 보상할 수 있어 전체적인 치수 변화를 최소화할 수 있고, 이에 따라 항상 안정적인 주행 성능을 유지할 수 있는 엘리베이터용 리니어 모터를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to compensate for the thermal strain due to the gap of the stator even if the thermal strain of the stator increases due to the change of temperature conditions according to the environment, it is possible to minimize the overall dimensional change, thereby always stable It is to provide a linear motor for an elevator that can maintain driving performance.
본 발명의 또 다른 목적은 승강로에 설치되는 복수개의 고정자 사이에 간극이 존재하더라도 자속 흐름이 간극을 통과하지 않도록 함으로써, 자속 흐름이 항상 안정적이고 원활하게 이루어지며, 이를 통해 전자기력에 의한 추진력을 안정적으로 발생시킬 수 있는 엘리베이터용 리니어 모터를 제공하는 것이다.Yet another object of the present invention is to ensure that the flux flow is always stable and smooth, so that the flux flow does not pass through the gap even when there is a gap between the plurality of stators installed in the hoistway. It is to provide a linear motor for an elevator that can be generated.
본 발명은, 엘리베이터 카의 주행 방향을 따라 설치되는 고정자 모듈과, 상기 고정자 모듈의 양측편에 서로 대향되게 위치하도록 엘리베이터 카에 결합되는 이동자 모듈을 포함하는 엘리베이터용 리니어 모터로서, 상기 고정자 모듈은 복수개의 고정자가 간극을 갖도록 이격되게 일렬 배치된 형태로 설치되며, 복수개의 상기 고정자는 각각, 상기 엘리베이터 카의 주행 방향을 따라 길게 배치되는 중심 계자 철심부와, 상기 중심 계자 철심부의 양측편에 각각 등간격으로 다수개씩 서로 어긋나게 배치되도록 돌출 형성되는 제 1 및 제 2 돌극부를 포함하고, 상기 이동자 모듈은, 상기 고정자 모듈을 중심으로 양측에 서로 대향되게 배치되며, 중간 영역에 중간 슬롯이 형성되고 상기 중간 슬롯을 중심으로 양측 영역에 상기 고정자 모듈을 향해 돌출되는 제 1 및 제 2 이동자 치가 형성되는 2개의 전기자 철심; 상기 2개의 전기자 철심의 제 1 및 제 2 이동자 치에 각각 서로 대향되게 장착되는 자석 모듈; 및 상기 중간 슬롯을 통해 상기 전기자 철심에 권취되는 전기자 권선을 포함하고, 상기 자석 모듈은 서로 상이한 극성을 갖는 영구 자석이 상기 제 1 및 제 2 돌극부의 배치 간격인 돌극 피치(P)와 동일한 배치 간격으로 교번하여 일렬 배치되는 형태로 형성되며, 상기 제 1 및 제 2 이동자 치에서 상기 영구 자석의 극성 배치 상태가 서로 동일한 경우, 상기 제 1 및 제 2 이동자 치의 배치 간격인 치 피치(Pt)가 상기 돌극 피치(P)의 (2n-1)배(여기서, n은 2 이상의 자연수)로 형성되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 리니어 모터를 제공한다.The present invention is a linear motor for an elevator comprising a stator module installed along the driving direction of the elevator car and a mover module coupled to the elevator car so as to face each other on both sides of the stator module. Two stators are arranged in a lined apart form so as to have a gap, and each of the plurality of stators is provided on both sides of the center field iron core and the center field iron core, respectively, which are arranged long along the driving direction of the elevator car. The first and second protrusions protrudingly formed so as to be offset from each other by a plurality of intervals, wherein the mover module is disposed opposite to each other on both sides with respect to the stator module, an intermediate slot is formed in the intermediate region and the intermediate Protruding toward the stator module in both regions about a slot; Two armature iron cores in which the first and second mover teeth are formed; A magnet module mounted to the first and second mover teeth of the two armature iron cores so as to face each other; And an armature winding wound around the armature core through the intermediate slot, wherein the magnet module is arranged such that a permanent magnet having a different polarity is the same as the protrusion pitch P, which is an arrangement interval of the first and second protrusions. And the pitch pitch Pt, which is an arrangement interval of the first and second mover teeth, when the polarity arrangement states of the permanent magnets are identical to each other in the first and second mover teeth. An elevator linear motor is provided, which is formed by (2n-1) times (where n is a natural number of 2 or more) of the salient pitch P.
이때, 상기 제 1 및 제 2 이동자 치에서 상기 영구 자석의 극성 배치 상태가 서로 상이한 경우, 상기 치 피치(Pt)가 상기 돌극 피치(P)의 (2n)배(여기서, n은 2 이상의 자연수)로 형성될 수 있다.At this time, when the polarity arrangement states of the permanent magnets are different from each other in the first and second mover teeth, the tooth pitch Pt is (2n) times the protrusion pitch P (where n is a natural number of 2 or more). It can be formed as.
또한, 상기 제 1 이동자 치에 장착된 영구 자석 중 상기 제 2 이동자 치에 인접한 영구 자석과, 상기 제 2 이동자 치에 장착된 영구 자석 중 상기 제 1 이동자 치에 인접한 영구 자석이 동일한 극성이면, 해당 영구 자석 사이의 배치 간격은 상기 돌극 피치(P)의 (2m-1)배(여기서, m은 자연수)로 형성될 수 있다.Further, if the permanent magnets adjacent to the second mover teeth among the permanent magnets mounted on the first mover teeth and the permanent magnets adjacent to the first mover teeth among the permanent magnets mounted on the second mover teeth are the same polarity, The spacing between the permanent magnets may be formed by (2 m −1) times (where m is a natural number) of the protrusion pitch P.
또한, 상기 제 1 이동자 치에 장착된 영구 자석 중 상기 제 2 이동자 치에 인접한 영구 자석과, 상기 제 2 이동자 치에 장착된 영구 자석 중 상기 제 1 이동자 치에 인접한 영구 자석이 상이한 극성이면, 해당 영구 자석 사이의 배치 간격은 상기 돌극 피치(P)의 (2m)배(여기서, m은 자연수)로 형성될 수 있다.Further, when the permanent magnets adjacent to the second mover teeth among the permanent magnets mounted on the first mover teeth and the permanent magnets adjacent to the first mover teeth among the permanent magnets mounted on the second mover teeth have different polarities, the corresponding The spacing between the permanent magnets may be formed by (2 m) times (where m is a natural number) of the salient pitch P.
또한, 본 발명은, 엘리베이터 카의 주행 방향을 따라 설치되는 고정자 모듈과, 상기 고정자 모듈의 양측편에 서로 대향되게 위치하도록 엘리베이터 카에 결합되는 이동자 모듈을 포함하는 엘리베이터용 리니어 모터로서, 상기 고정자 모듈은 복수개의 고정자가 간극을 갖도록 이격되게 일렬 배치된 형태로 설치되며, 복수개의 상기 고정자는 각각, 상기 엘리베이터 카의 주행 방향을 따라 길게 배치되는 중심 계자 철심부와, 상기 중심 계자 철심부의 양측편에 각각 등간격으로 다수개씩 서로 어긋나게 배치되도록 돌출 형성되는 제 1 및 제 2 돌극부를 포함하고, 상기 이동자 모듈은, 상기 고정자 모듈을 중심으로 양측에 서로 대향되게 배치되며, 중간 영역에 중간 슬롯이 형성되고 상기 중간 슬롯을 중심으로 양측 영역에 상기 고정자 모듈을 향해 돌출되는 제 1 및 제 2 이동자 치가 형성되는 2개의 전기자 철심; 상기 2개의 전기자 철심의 제 1 및 제 2 이동자 치에 각각 서로 대향되게 장착되는 자석 모듈; 및 상기 중간 슬롯을 통해 상기 전기자 철심에 권취되는 전기자 권선을 포함하고, 상기 자석 모듈은 서로 동일한 극성을 갖는 영구 자석과, 상기 영구 자석과 이웃하는 영역에 배치되는 돌극이 상기 제 1 및 제 2 돌극부의 배치 간격인 돌극 피치(P)와 동일한 배치 간격으로 서로 교번하여 일렬 배치되는 형태로 형성되며, 상기 제 1 및 제 2 이동자 치에서 상기 영구 자석과 돌극의 교번 배치 상태가 서로 동일한 경우, 상기 제 1 및 제 2 이동자 치의 배치 간격인 치 피치(Pt)가 상기 돌극 피치(P)의 (2n-1)배(여기서, n은 2 이상의 자연수)로 형성되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 리니어 모터를 제공한다.In addition, the present invention is a linear motor for an elevator comprising a stator module installed along the driving direction of the elevator car, and a mover module coupled to the elevator car so as to face each other on both sides of the stator module, wherein the stator module Is installed in a form arranged in a line spaced apart so that a plurality of stators have a gap, each of the plurality of stator, the central field iron core is arranged long along the running direction of the elevator car, and both sides of the center field iron core portion Each of the first and second protrusions protrudingly formed so as to be offset from each other at equal intervals, wherein the mover module is disposed opposite to each other on both sides of the stator module, the intermediate slot is formed in the middle region Protruding toward the stator module in both regions about the intermediate slot Are two armature cores in which the first and second mover teeth are formed; A magnet module mounted to the first and second mover teeth of the two armature iron cores so as to face each other; And an armature winding wound around the armature core through the intermediate slot, wherein the magnet module includes a permanent magnet having the same polarity as each other and a protrusion arranged in an area adjacent to the permanent magnet. When the alternating arrangement state of the permanent magnet and the salient poles is the same in the first and second mover teeth, the first and second movers are formed to be arranged alternately with each other at the same arrangement interval. To provide an elevator linear motor, characterized in that the tooth pitch Pt, which is the arrangement interval of the first and second mover teeth, is formed at (2n-1) times (where n is a natural number of two or more) of the salient pitch P. do.
이때, 상기 제 1 및 제 2 이동자 치에서 상기 영구 자석과 돌극의 교번 배치 상태가 서로 상이한 경우, 상기 치 피치(Pt)가 상기 돌극 피치(P)의 (2n)배(여기서, n은 2 이상의 자연수)로 형성될 수 있다.At this time, when the alternating arrangement state of the permanent magnet and the salient pole is different from each other in the first and second mover teeth, the tooth pitch Pt is (2n) times the salient pitch P (where n is 2 or more). Natural water).
또한, 상기 제 1 이동자 치에 장착된 영구 자석과 돌극 중 상기 제 2 이동자 치에 가장 인접한 대상과, 상기 제 2 이동자 치에 장착된 영구 자석과 돌극 중 상기 제 1 이동자 치에 가장 인접한 대상이 모두 영구 자석 또는 돌극으로 서로 동일하면, 해당 영구 자석 또는 돌극 사이의 배치 간격은 상기 돌극 피치(P)의 (2m-1)배(여기서, m은 자연수)로 형성될 수 있다.Further, among the permanent magnet mounted on the first mover tooth and the protrusion, the object closest to the second mover tooth, and the permanent magnet mounted on the second mover tooth and the object closest to the first mover tooth, are both present. If the permanent magnets or salient poles are the same as each other, the spacing between the permanent magnets or salient poles may be formed at (2 m-1) times the methane pitch P, where m is a natural number.
또한, 상기 제 1 이동자 치에 장착된 영구 자석과 돌극 중 상기 제 2 이동자 치에 가장 인접한 대상과, 상기 제 2 이동자 치에 장착된 영구 자석과 돌극 중 상기 제 1 이동자 치에 가장 인접한 대상이 어느 하나는 영구 자석이고 나머지는 돌극으로 서로 상이하면, 해당 영구 자석과 돌극 사이의 배치 간격은 상기 돌극 피치(P)의 (2m)배(여기서, m은 자연수)로 형성될 수 있다.Further, the object closest to the second mover tooth among the permanent magnets and the salient poles mounted on the first mover teeth, and the object closest to the first mover tooth among the permanent magnets and the salient poles mounted on the second mover teeth, If one is a permanent magnet and the other is a salient pole, the arrangement interval between the permanent magnet and the salient pole may be formed by (2 m) times the Wherein pitch (P), where m is a natural number.
또한, 상기 제 1 및 제 2 이동자 치는 상기 고정자 모듈을 향해 돌출되는 폭이 서로 동일하게 형성될 수 있다.In addition, the first and second mover teeth may be formed to have the same width protruding toward the stator module.
본 발명에 의하면, 승강로에 설치되는 고정자를 서로 간극이 존재하도록 복수개로 분리 설치함으로써, 제작 및 설치 작업이 용이할 뿐만 아니라 설치 작업 시간을 현저히 단축할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by stably installing a plurality of stators installed in the hoistway so that there is a gap therebetween, the manufacturing and installation work is easy and the installation work time can be significantly shortened.
또한, 설치 작업시 별도의 연결 작업이 불필요하여 설치 작업이 용이할 뿐만 아니라 고정자의 간극 조절을 통해 오차 수정이 용이하며, 고정자에 대한 수리 교체 작업시에도 일부 구간의 고정자를 단순히 부분 제거 교체할 수 있어 보수 작업 및 기타 점검 작업 또한 매우 신속하고 편리하게 수행할 수 있는 효과가 있다.In addition, it is easy to install because there is no need for additional connection work during installation, and the error can be easily corrected by adjusting the gap of the stator. As a result, maintenance work and other inspection work can be performed very quickly and conveniently.
또한, 환경에 따른 온도 조건의 변화로 인해 고정자의 열변형량이 증가하게 되더라도, 고정자의 간극에 의해 열변형량을 보상할 수 있어 전체적인 치수 변화를 최소화할 수 있고, 이에 따라 항상 안정적인 주행 성능을 유지할 수 있는 효과가 있다.In addition, even if the thermal deformation of the stator increases due to the change of temperature conditions according to the environment, the thermal deformation can be compensated by the gap of the stator, thereby minimizing the overall dimensional change, thereby maintaining stable running performance at all times. It has an effect.
또한, 승강로에 설치되는 복수개의 고정자 사이에 간극이 존재하더라도 자속 흐름이 간극을 통과하지 않도록 함으로써, 자속 흐름이 항상 안정적이고 원활하게 이루어지며, 이를 통해 전자기력에 의한 추진력을 안정적으로 발생시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, even if there is a gap between the plurality of stators installed in the hoistway, the flux flow does not pass through the gap, thereby making the flux flow stable and smooth at all times, thereby stably generating propulsion force by electromagnetic force. There is.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터용 리니어 모터의 설치 구조를 개념적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터용 리니어 모터의 내부 구조를 설명하기 위해 도 1의 "A-A"선을 따라 취한 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터용 리니어 모터의 고정자 모듈에 대한 구성을 개념적으로 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터용 리니어 모터의 이동자 모듈에 대한 구성을 개념적으로 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터용 리니어 모터의 자속 흐름에 대한 원리를 설명하기 위한 도면,
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터용 리니어 모터의 자속 흐름 상태를 개념적으로 도시한 도면,
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동자 모듈의 다양한 형태를 예시적으로 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 모터의 기본 구조에 대한 자속 흐름 방식을 설명하기 위한 도면,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 모터의 기본 구조에서 발생할 수 있는 자속 흐름의 문제를 설명하기 위한 도면,
도 13은 도 12에 도시된 자속 흐름의 문제를 해결한 리니어 모터의 기본 구조를 설명하기 위한 도면,
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동자 모듈의 영구 자석 배치 구조를 설명하기 위한 도면,
도 15 및 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 영구 자석의 배치 구조에서 발생하는 자속 흐름을 예시적으로 도시한 도면,
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자 모듈의 간극 크기와 영구 자석의 개수와의 관계를 설명하기 위한 도면,
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동자 모듈의 전기자 권선에 대한 권취 방식을 설명하기 위한 도면,
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 모터의 또 다른 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view conceptually showing an installation structure of a linear motor for an elevator according to an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view taken along the line “AA” of FIG. 1 to explain an internal structure of an elevator linear motor according to an embodiment of the present invention;
3 is a view conceptually showing a configuration of a stator module of an elevator linear motor according to an embodiment of the present invention;
4 is a view conceptually showing a configuration of a mover module of an elevator linear motor according to an embodiment of the present invention;
5 is a view for explaining the principle of the magnetic flux flow of the linear motor for an elevator according to an embodiment of the present invention,
6 and 7 conceptually show the magnetic flux flow state of the linear motor for an elevator according to an embodiment of the present invention,
8 to 10 exemplarily illustrate various forms of a mover module according to an embodiment of the present invention;
11 is a view for explaining a magnetic flux flow scheme for the basic structure of the linear motor according to an embodiment of the present invention,
12 is a view for explaining a problem of magnetic flux flow that may occur in the basic structure of the linear motor according to an embodiment of the present invention;
13 is a view for explaining the basic structure of the linear motor solved the problem of the magnetic flux flow shown in FIG.
14 is a view for explaining a permanent magnet arrangement structure of the mover module according to an embodiment of the present invention,
15 and 16 exemplarily illustrate magnetic flux flows generated in the arrangement structure of a permanent magnet according to an embodiment of the present invention;
17 is a view for explaining the relationship between the gap size of the stator module and the number of permanent magnets according to an embodiment of the present invention,
18 is a view for explaining a winding method for the armature winding of the mover module according to an embodiment of the present invention,
19 is a view schematically showing another form of the linear motor according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터용 리니어 모터의 설치 구조를 개념적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터용 리니어 모터의 내부 구조를 설명하기 위해 도 1의 "A-A"선을 따라 취한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터용 리니어 모터의 고정자 모듈에 대한 구성을 개념적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터용 리니어 모터의 이동자 모듈에 대한 구성을 개념적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터용 리니어 모터의 자속 흐름에 대한 원리를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view conceptually showing an installation structure of an elevator linear motor according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view for explaining the internal structure of the elevator linear motor according to an embodiment of the present invention 3 is a cross-sectional view taken along line "AA", and FIG. 3 conceptually illustrates a configuration of a stator module of an elevator linear motor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a view conceptually showing a configuration of a mover module of an elevator linear motor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view for explaining a principle of magnetic flux flow of an elevator linear motor according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터용 리니어 모터는 설치 작업 및 유지 관리 작업을 더욱 편리하게 수행할 수 있는 장치로서, 엘리베이터 카(10)의 진행 방향을 따라 승강로에 길게 배치되는 고정자 모듈(40)과, 고정자 모듈(40)의 길이 방향을 따라 고정자 모듈(40)의 양측편에 서로 대향되게 위치하도록 엘리베이터 카(10)에 결합되는 이동자 모듈(50)을 포함하여 구성된다.Elevator linear motor according to an embodiment of the present invention as a device that can be more convenient to perform the installation and maintenance work, the
도 1에 도시된 바와 같이 건물 내부에는 엘리베이터 카(10)가 이동할 수 있는 승강로가 설치되는데, 리니어 모터 방식의 엘리베이터 장치에서는 승강로가 수직 뿐만 아니라 수평 방향, 경사진 방향으로도 설치될 수 있다. 엘리베이터 카(10)는 리니어 모터 등을 통해 승강로를 따라 이동하게 된다.As shown in FIG. 1, a hoistway through which the
승강로의 승강로 벽(20)에는 승강로의 방향을 따라 가이드 레일(30)이 설치될 수 있고, 가이드 레일(30)이 설치된 경우, 승강로 내에서는 가이드 레일(30)을 따라 엘리베이터 카(10)가 이동하는데, 이때, 엘리베이터 카(10)는 리니어 모터(60)에 의해 이동하게 된다.The
리니어 모터(60)는 고정자 모듈(40)과 이동자 모듈(50)을 포함하여 구성되는데, 고정자 모듈(40)은 엘리베이터 카(10)의 진행 방향을 따라 승강로에 길게 설치된다. 고정자 모듈(40)은 승강로의 승강로 벽(20)에 직접 설치될 수도 있으며, 승강로 벽(20)에 가이드 레일(30)이 설치된 경우, 가이드 레일(30)을 따라 길게 형성되어 가이드 레일(30)의 일단부에 결합 고정되는 형태로 설치될 수 있다. 이동자 모듈(50)은 고정자 모듈(40)의 길이 방향을 따라 고정자 모듈(40)의 양측면에 위치하도록 엘리베이터 카(10)에 결합 고정된다. 고정자 모듈(40)과 이동자 모듈(50) 사이에 발생하는 전자기력에 의해 추진력이 발생하며, 이러한 추진력에 의해 이동자 모듈(50) 및 엘리베이터 카(10)가 고정자 모듈(40)을 따라 이동한다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 고정자 모듈(40)은 가이드 레일(30)을 따라 복수개의 고정자(100)가 일정 간극(d)을 갖도록 이격되게 일렬 배치된 형태로 설치된다.The
즉, 본 발명의 일 실시예에서는 종래 기술과 달리 고정자가 일체로 형성되는 것이 아니라 고정자(100)가 상대적으로 짧은 길이로 복수개 구비되어 일정 간극(d)을 갖는 분리된 형태로 설치된다.That is, in one embodiment of the present invention, unlike the prior art, the stator is not integrally formed, but the
이때, 이동자 모듈(50)과 고정자 모듈(40)은 이동자 모듈(50)과 고정자 모듈(40)을 통해 형성되는 자속의 흐름이 고정자(100)의 간극(d)을 통과하지 않는 형태로 이루어지도록 형성된다.At this time, the
이와 같이 이동자 모듈(50)과 고정자 모듈(40)을 통한 자속 흐름이 고정자(100)의 간극(d)을 통과하지 않도록 형성됨으로써, 고정자 모듈(40)에 간극(d)이 존재하더라도 자속 흐름의 중단이나 급격한 저하 없이 안정적으로 자속 흐름이 발생하여 전자기력에 의한 추진력이 안정적으로 발생하게 된다.As such, the magnetic flux flows through the
또한, 승강로를 따라 길게 설치되는 고정자 모듈(40)이 복수개의 고정자(100)에 의해 분리 설치되므로, 고정자 모듈(40)의 제작 및 설치 작업이 용이할 뿐만 아니라 설치 작업 시간을 현저히 단축할 수 있다.In addition, since the
종래 기술에 따른 고정자 모듈의 경우, 가이드 레일을 따라 승강로 전체 구간에서 하나의 일체형으로 설치되므로, 설치 과정에서 고정자 모듈 연결 부위를 모두 용접 등의 방식으로 연결해야 하고, 오차 발생시 수정이 복잡하고 어려우며, 이후 고정자 모듈에 대한 수리 교체 작업시에도 일체형 고정자 모듈의 일부 구간을 절단하는 등의 방식으로 보수 작업을 수행해야 하므로, 그 작업이 매우 어렵고 힘들다는 문제가 있다.In the case of the stator module according to the prior art, it is installed as one unit in the entire section of the hoistway along the guide rail, so that all the connection parts of the stator module must be connected by welding or the like during the installation process, and when an error occurs, the correction is complicated and difficult. Since there is a problem that the repair work must be performed in a manner such as cutting some sections of the integrated stator module even during repair replacement work for the stator module, the work is very difficult and difficult.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자 모듈(40)은 복수개의 고정자(100)를 일정 간극(d)을 갖는 형태로 복수개로 분리 설치함으로써, 설치 작업시 별도의 연결 작업이 불필요하여 설치 작업이 용이할 뿐만 아니라 간극(d) 조절을 통해 오차 수정이 용이하며, 고정자 모듈(40)에 대한 수리 교체 작업시에도 일부 구간의 고정자(100)를 단순히 부분 제거 교체할 수 있어 보수 작업 및 기타 점검 작업 또한 매우 신속하고 편리하게 이루어질 수 있다.However, the
아울러, 고정자 모듈(40)이 일체로 길게 형성된 경우, 환경에 따른 온도 조건의 변화로 인해 고정자 모듈(40)의 열변형량이 증가하게 되고, 이에 따라 치수 변화가 발생하여 엘리베이터의 주행시 주행 성능에 문제가 발생하게 되는데, 본 발명의 일 실시예에서는 고정자 모듈(40)을 복수개의 고정자(100)를 통해 분리 설치하게 되므로, 열변형이 발생하더라도 간극(d)에 의해 열변형량을 보상할 수 있어 전체적인 치수 변화를 최소화할 수 있고, 이에 따라 항상 안정적인 주행 성능을 유지할 수 있다.In addition, when the
세부 구성을 좀더 자세히 살펴보면, 먼저, 복수개의 고정자(100)는 모두 동일한 형태로 형성될 수 있으며, 각각의 고정자(100)는, 엘리베이터 카(10)의 진행 방향을 따라 길게 형성되는 중심 계자 철심부(110)와, 중심 계자 철심부(110)의 양측편에 각각 다수개씩 돌출 형성되는 제 1 돌극부(120) 및 제 2 돌극부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.Looking at the detailed configuration in more detail, first, the plurality of
이때, 제 1 돌극부(120)와 제 2 돌극부(130)는 중심 계자 철심부(110)의 폭 방향을 따라 서로 어긋나게 배치된다. 좀더 구체적으로는, 제 1 돌극부(120)는 중심 계자 철심부(110)의 일측면에 돌출되게 형성되고, 제 2 돌극부(130)는 중심 계자 철심부(110)의 타측면에 돌출되게 형성되며, 제 1 돌극부(120)와 제 2 돌극부(130)는 동일한 돌출 형상으로 형성된다. 다수개의 제 1 돌극부(120)는 동일한 배치 간격(2P)을 갖도록 이격되게 배치되며, 다수개의 제 2 돌극부(130)는 제 1 돌극부(120)의 이격 간격 사이에 위치하도록 동일한 배치 간격(2P)으로 이격되게 배치된다. 또한, 제 2 돌극부(130)가 제 1 돌극부(120)의 이격 간격 중간 지점에 위치하여 제 1 돌극부(120)와 제 2 돌극부(130)의 배치 간격 또한 동일한 배치 간격(P)을 갖는다.At this time, the first
이러한 다수개의 제 1 돌극부(120) 및 제 2 돌극부(130)를 갖는 고정자(100)가 서로 간극(d)을 가지며 다수개 일렬 배치되는데, 제 1 돌극부(120)의 배치 간격(2P)이 서로 이웃하는 2개의 고정자(100) 사이에서도 동일하게 유지되도록 배치된다. 제 2 돌극부(130)의 배치 간격(2P) 또한 마찬가지로 서로 이웃하는 2개의 고정자(100) 사이에서 동일하게 유지되도록 배치된다.The
즉, 도 3에 도시된 바와 같이 서로 어긋나게 배치되는 제 1 돌극부(120)와 제 2 돌극부(130)의 배치 간격은 P 이고, 제 1 돌극부(120) 끼리의 배치 간격 및 제 2 돌극부(130) 끼리의 배치 간격은 2P 이다. 이때, 서로 인접한 고정자(100) 사이에는 간극 d가 존재하는데, 이러한 간극(d)이 존재하더라도, 서로 인접한 고정자(100) 중 상측 고정자(100)의 맨 하단 제 1 돌극부(120)와, 하측 고정자(100)의 맨 상단 제 2 돌극부(130)의 배치 간격은 P 로 동일하게 유지되고, 서로 인접한 고정자(100) 중 상측 고정자(100)의 맨 하단 제 2 돌극부(130)와, 하측 고정자(100)의 맨 상단 제 2 돌극부(130)의 배치 간격은 2P 로 동일하게 유지된다.That is, as shown in FIG. 3, the arrangement interval between the
이와 같이 서로 인접한 고정자(100) 사이에서도 제 1 돌극부(120) 및 제 2 돌극부(130) 사이의 배치 간격(P, 2P)이 일정하게 유지되도록 하기 위해 복수의 고정자(100) 사이의 간극(d)을 조절할 수 있다. In this way, even between the
이러한 고정자(100) 사이 간극(d)은 복수개의 고정자(100) 제작 단계에서 미리 결정되고, 고정자(100) 설치 작업시 미리 결정된 간극(d) 치수에 맞게 간극(d)을 설정하여 설치함으로써, 정상적인 설치 작업을 수행할 수 있는데, 이때, 오차 등이 발생할 수 있으므로, 간극(d)을 조절하는 방식으로 제 1 돌극부(120) 및 제 2 돌극부(130) 사이의 배치 간격(P, 2P)을 일정하게 유지시킬 수 있다.The gap (d) between the
한편, 제작 단계에서 미리 결정되는 고정자(100) 사이 간극(d)은 제 1 돌극부(120) 및 제 2 돌극부(130)가 제거되지 않고 일부라도 일정 배치 간격(P)으로 존재하도록 제 1 돌극부(120)와 제 2 돌극부(130) 사이의 배치 간격인 P 보다 작게 결정될 수 있다. 즉, 고정자(100) 사이 간극 d는 (0 < d < P) 의 범위로 결정될 수 있다.On the other hand, the gap d between the
이동자 모듈(50)은, 고정자 모듈(40)을 중심으로 양측에 서로 대향되게 배치되며 중간 영역에 중간 슬롯(203)이 형성되고 중간 슬롯(203)을 중심으로 양측 영역에 고정자 모듈(40)을 향해 돌출되는 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)가 형성되는 2개의 전기자 철심(201,202)과, 2개의 전기자 철심(201,202)의 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)에 각각 서로 대향되게 장착되며 제 1 및 제 2 돌극부(120,130)와 동일한 배치 간격(P,2P)을 갖도록 배치되는 적어도 하나 이상의 영구 자석(210)을 포함하는 자석 모듈(M)과, 중간 슬롯(203)을 통해 전기자 철심(201,202)에 권취되는 전기자 권선(230,240)을 포함하여 구성될 수 있다.The
2개의 전기자 철심(201,202)은 제 1 전기자 철심(201)이 고정자 모듈(40)의 일측편에 배치되고 제 2 전기자 철심(202)이 고정자 모듈(40)의 타측편에 배치되는 형태로 서로 대향 배치되게 이루어질 수 있다. The two
자석 모듈(M)은 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 2개의 전기자 철심(201,202)에 각각 형성된 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)에 각각 서로 대향되게 형성되는데, 각 자석 모듈(M)은, 서로 동일한 극성(N극 또는 S극)을 갖는 영구 자석(210)과, 영구 자석(210)과 이웃하는 영역에 배치되는 돌극(220)이 제 1 및 제 2 돌극부(120,130)의 배치 간격인 돌극 피치(P)와 동일한 배치 간격으로 서로 교번하여 일렬 배치되는 형태로 구성될 수 있다.As shown in FIGS. 2 and 4, the magnet module M is formed to face each other on the first and
즉, 서로 동일한 극성(N극)을 갖는 영구 자석(210)이 서로 이격되게 일렬 배치되고, 그 사이 영역에 단순 자성체인 돌극(220)이 형성되도록 구성될 수 있으며, 이때, 돌극(220)은 영구 자석(210)의 극성(N극)과 반대 극성(S극)을 나타내게 된다.That is, the
이와 달리 자석 모듈(M)은, 서로 상이한 극성(N극,S극)을 갖는 영구 자석(210: 211,212)이 돌극 피치(P)와 동일한 배치 간격으로 교번하여 일렬 배치되는 형태로 구성될 수도 있다(도 8 참조).Alternatively, the magnet module M may be configured in such a way that the permanent magnets 210 (211, 212, 212) having different polarities (N pole, S pole) are alternately arranged in a row at the same placement interval as the protrusion pitch P. FIG. (See Figure 8).
한편, 제 1 이동자 치(204)에 장착되는 다수개의 영구 자석(210) 중 제 2 이동자 치(205)에 인접한 영구 자석(210)과, 제 2 이동자 치(205)에 장착되는 다수개의 영구 자석(210) 중 제 1 이동자 치(204)에 인접한 영구 자석(210) 사이의 배치 간격은 돌극 피치(P)의 n배(여기서, n은 자연수)로 형성된다(도 14 참조). 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이 제 1 이동자 치(204)의 영구 자석(210) 중 최하단에 위치한 영구 자석(210)과 제 2 이동자 치(205)의 영구 자석(210) 중 최상단에 위치한 영구 자석(210) 사이의 배치 간격은 돌극 피치(P)의 3배인 3P로 형성될 수 있다.Meanwhile, of the plurality of
좀더 구체적으로는, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 제 1 이동자 치(204)에 장착되는 다수개의 영구 자석(210) 중 제 2 이동자 치(205)에 인접한 영구 자석(210)과, 제 2 이동자 치(205)에 장착되는 다수개의 영구 자석(210) 중 제 1 이동자 치(204)에 인접한 영구 자석(210)의 극성이 같으면, 해당 2개의 영구 자석(210) 사이의 배치 간격은 돌극 피치(P)의 홀수배로 형성될 수 있다. More specifically, as shown in FIGS. 2 and 4, the
이를 통해 제 1 이동자 치(204)에 장착된 영구 자석(210)과 제 2 이동자 치(205)에 장착된 영구 자석(210)은 고정자(100)의 제 1 돌극부(120) 및 제 2 돌극부(130)에 대해 서로 다른 상대 위치를 갖게 된다.As a result, the
즉, 도 4에 도시된 상태를 기준으로, 전기자 철심(201,202)의 제 1 이동자 치(204)에 위치한 영구 자석(210)은 제 2 돌극부(130)와 동일 직선상에 위치하게 되고, 전기자 철심(201,202)의 제 2 이동자 치(205)에 위치한 영구 자석(210)은 제 1 돌극부(120)와 동일 직선상에 위치하게 된다. That is, based on the state shown in FIG. 4, the
이러한 구성에 따라 2개의 전기자 철심(201,202)의 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)에 장착된 영구 자석에 의한 자속의 흐름은 도 5에 도시된 바와 같이 나타난다. 즉, 제 2 전기자 철심(202)의 제 1 이동자 치(204)에 장착된 영구 자석(210)이 N극이므로, 해당 영구 자석(210)으로부터 자속 흐름이 나오는 형태로 형성되는데, 이러한 자속 흐름은 해당 영구 자석(210)에 인접한 고정자(100)의 제 2 돌극부(130)로 유입되고, 중심 계자 철심부(110)에서 분기되어 제 2 돌극부(130)의 상하부에 이격되게 위치한 제 1 돌극부(120)로 흘러가며, 제 1 전기자 철심(201)의 제 1 이동자 치(204)에 장착된 영구 자석(210)의 상하부 측으로, 즉, 돌극(220) 부위로 유입되는 흐름을 나타낸다. 이때, 제 1 전기자 철심(201)의 영구 자석(210) 또한 N극을 나타내므로, 자속 흐름은 제 1 전기자 철심(201)의 영구 자석(210)으로 유입되지 않고, 그 상하부 돌극(220) 측으로 유입된다. 이때, 돌극(220)이 제 1 돌극부(120)와 상대적으로 더 인접하므로, 자속 흐름은 제 1 돌극부(120)로부터 돌극(220) 측으로 유입되며, 이 경우, 돌극(220)은 영구 자석(210)과 다른 극성인 S극으로 작용하게 된다. 또한, 제 2 전기자 철심(202)의 영구 자석(210)으로부터 나오는 자속 흐름은 제 1 전기자 철심(201)의 영구 자석(210)이 동일 극성(N극)이므로, 서로 반발하는 힘이 발생하여 자속 흐름의 분기 과정이 더욱 원활하게 이루어지고, 이에 따라 제 1 전기자 철심(201)의 돌극(220) 측으로의 자속 흐름 유입이 더욱 원활하게 이루어진다.According to this configuration, the flow of magnetic flux by the permanent magnets mounted to the first and
한편, 전기자 권선(230,240)은 제 1 이동자 치(204)와 제 2 이동자 치(205)에서 서로 반대 방향으로 권취된다. 2개의 전기자 철심(201,202)의 상호 대향면 중심부에는 중간 슬롯(203)이 형성되는데, 이러한 중간 슬롯(203)을 중심으로 양측에 제 1 이동자 치(204) 및 제 2 이동자 치(205)가 형성되며, 전기자 권선(230,240)은 중간 슬롯(203)을 통해 제 1 이동자 치(204) 및 제 2 이동자 치(205)를 각각 감싸는 형태로 서로 반대 방향으로 권취될 수 있다. 각각의 전기자 권선(230,240)은 독립적으로 권취되는 형태로 형성된 후, 별도로 직렬 연결되도록 구성될 수도 있다.On the other hand, the
이상에서 설명한 구조에 따라 전체적인 자속 흐름을 살펴보면, 먼저, 도 6에 도시된 바와 같이 제 2 전기자 철심(202)의 제 2 이동자 치(205)에 장착된 다수개의 영구 자석(210)으로부터 자속 흐름이 방출되어 고정자(100)의 제 2 돌극부(130)로 유입되고, 각각의 자속 흐름은 고정자(100)의 중심 계자 철심부(110)에서 분기된 후 제 1 돌극부(120)를 통해 제 1 전기자 철심(201)으로 유입된다. 이때, 제 1 전기자 철심(201)의 제 2 이동자 치(205)에 장착된 영구 자석(210) 사이사이 돌극(220) 영역으로 유입된다. 이러한 자속의 분기 및 흐름은 도 5에서 설명한 원리에 따른 것이므로, 여기에서 상세한 설명은 생략한다.Referring to the entire magnetic flux flow according to the above-described structure, first, as shown in FIG. 6, the magnetic flux flow from the plurality of
또한, 제 1 전기자 철심(201)의 제 1 이동자 치(204)에 장착된 다수개의 영구 자석(210)으로부터도 자속 흐름이 방출되어 고정자(100)의 제 1 돌극부(120)로 유입되고, 각각의 자속 흐름은 고정자(100)의 중심 계자 철심부(110)에서 분기된 후 제 2 돌극부(130)를 통해 제 2 전기자 철심(202)으로 유입된다. 이때, 제 2 전기자 철심(202)의 제 1 이동자 치(204)에 장착된 영구 자석(210) 사이사이 돌극(220) 영역으로 유입된다.In addition, magnetic flux flow is also emitted from the plurality of
제 2 전기자 철심(202)의 제 2 이동자 치(205)의 영구 자석(210)으로부터 방출된 자속 흐름은 제 1 전기자 철심(201)의 제 2 이동자 치(205)의 돌극(220)으로 유입된 후, 제 1 전기자 철심(201)에서 전체적으로 제 1 이동자 치(204)의 영구 자석(210) 측으로 흘러가고, 이후, 제 1 전기자 철심(201)의 제 1 이동자 치(204)의 영구 자석(210)으로부터 방출되어 제 2 전기자 철심(202)의 제 1 이동자 치(204)의 돌극(220) 영역으로 유입되며, 제 2 전기자 철심(202)에서 전체적으로 제 2 이동자 치(205)의 영구 자석(210) 측으로 흘러간 후, 다시 방출되는 순환 흐름을 나타낸다.The magnetic flux flow emitted from the
이러한 자속 흐름에 따라 전기자 철심(201,202)의 제 1 이동자 치(204)와 제 2 이동자 치(205)에서 자속의 흐름이 반대이고, 이에 대응하여 전기자 권선(230,240)의 권취 방향이 제 1 이동자 치(204)와 제 2 이동자 치(205)에서 반대이므로, 이동자 모듈(50)에는 전자기력에 의한 추진력이 모두 동일하게 발생하게 된다.According to the magnetic flux flow, the magnetic flux flows in the
또한, 이와 같이 하나의 전기자 철심(201,202)의 영구 자석(210)으로부터 방출된 자속 흐름이 고정자(100)에서 분기되어 어긋나게 배치된 돌극부(120,130)를 통해 나머지 하나의 전기자 철심(201,202)으로 유입되며, 2개의 전기자 철심(201,202)에서 전체적으로 제 1 이동자 치(204)와 제 2 이동자 치(205)을 순차적으로 통과하는 커다란 순환 흐름을 나타내므로, 고정자(100)가 간극(d)을 통해 분리되어 있더라도, 고정자(100)의 간극(d)을 통과하는 자속 흐름이 방지되며, 간극(d)를 통과하는 자속 흐름이 발생한다고 하더라도, 매우 미미하여 이는 무시할만한 수준이다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자 모듈(40)은 복수개의 고정자(100)를 간극(d)를 통해 분리 설치하더라도, 자속 흐름에 전혀 영향이 없어 리니어 모터의 주행 성능이 안정적으로 유지된다.In addition, the flux flow discharged from the
한편, 도 7에는 도 6에 도시된 상태를 기준으로 이동자 모듈(50)이 엘리베이터 카(10)와 함께 우측 방향으로 P 간격만큼 이동한 상태에서의 자속 흐름이 도시된다. 도 6에서와 마찬가지 원리로 자속 흐름이 나타나는데, 다만, 자속 흐름의 전체적인 방향이 도 6에서는 시계 방향으로 형성된 반면, 도 7에서는 반시계 방향으로 나타난다. 이 과정에서 전기자 권선(230,240)에 흐르는 전류의 방향이 바뀌게 되므로, 전자기력에 의한 추진력 방향은 이동자 모듈(50)의 이동 상태와 무관하게 항상 동일하게 유지된다.On the other hand, Figure 7 shows the magnetic flux flow in the state in which the
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동자 모듈(50) 및 고정자 모듈(40)에 대한 세부 구조를 좀더 자세히 살펴본다.Hereinafter, a detailed structure of the
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동자 모듈의 다양한 형태를 예시적으로 도시한 도면이다.8 to 10 are views exemplarily illustrating various forms of a mover module according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 이동자 모듈(50)은 전술한 바와 같이 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)가 형성된 전기자 철심(201,202)과, 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)에 장착된 적어도 하나 이상의 영구 자석(210)을 포함하는 자석 모듈(M)과, 전기자 권선(230)을 포함하여 구성된다.As described above, the
이때, 자석 모듈(M)은 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 서로 상이한 극성(N극,S극)을 갖는 영구 자석(210: 211,212)이 교번하여 일렬 배치되는 형태로 구성될 수 있다. 또한, 도 8의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이 서로 동일한 극성(N극)을 갖는 영구 자석(210)과, 영구 자석(210)과 이웃하는 영역에 배치되는 돌극(220)이 서로 교번하여 일렬 배치되는 형태로 구성될 수도 있다. 이 경우, 영구 자석(210)과 돌극(220)의 배치 구조는 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)에서 도 8의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이 서로 다르게 설정될 수 있다.In this case, the magnet module M may be configured such that the permanent magnets 210 (211, 212, 212) having different polarities (N pole, S pole) are alternately arranged in a row as shown in (a) of FIG. . In addition, as shown in FIGS. 8B and 8C, the
한편, 영구 자석(210) 및 돌극(220)은 그 배치 간격이 돌극 피치(P)와 동일하게 설정되는데, 이때, 영구 자석(210) 및 돌극(220)의 폭 또한 도 8에 도시된 바와 같이 돌극 피치(P)와 동일하게 형성되어 다수개의 영구 자석(210) 및 돌극(220)이 서로 인접한 것끼리 접촉하는 형태로 배치될 수 있다. 또한, 도 9에 도시된 바와 같이 영구 자석(210) 및 돌극(220)의 폭이 돌극 피치(P) 보다 작게 형성되어 다수개의 영구 자석(210) 및 돌극(220)이 서로 접촉하지 않는 형태로 이격되게 배치될 수도 있다.On the other hand, the
전기자 철심(201,202)의 중간 영역에는 중간 슬롯(203)이 형성되고, 중간 슬롯(203)을 중심으로 양측편에 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)가 형성되는데, 이때, 중간 슬롯(203)은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 일측면으로 개방된 형태로 형성될 수도 있으며(오픈 타입), 도 10에 도시된 바와 같이 일측면으로 개방되지 않는 형태로 형성될 수도 있다(클로즈드 타입).An
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 모터의 기본 구조에 대한 자속 흐름 방식을 설명하기 위한 도면이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 모터의 기본 구조에서 발생할 수 있는 자속 흐름의 문제를 설명하기 위한 도면이고, 도 13은 도 12에 도시된 자속 흐름의 문제를 해결한 리니어 모터의 기본 구조를 설명하기 위한 도면이다.11 is a view for explaining a magnetic flux flow scheme for the basic structure of the linear motor according to an embodiment of the present invention, Figure 12 is a magnetic flux flow that may occur in the basic structure of the linear motor according to an embodiment of the present invention FIG. 13 is a view for explaining the basic structure of the linear motor which solves the problem of magnetic flux flow shown in FIG. 12.
본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 모터에서 자속 흐름을 발생하기 위해서는 도 11에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)에 각각 서로 다른 극성을 갖는 영구 자석(210)이 최소 1개씩 2개 장착되는 구조가 기본 구조가 된다. 이 경우, 자속 흐름은 도 11에 화살표 방향으로 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)의 영구 자석(210)과 고정자 모듈(40)을 통해 순환하는 흐름을 나타낸다. 이러한 자속 흐름은 도 1 내지 도 7에서 설명한 바와 마찬가지 원리이므로, 여기서는 상세한 설명을 생략한다.In order to generate the magnetic flux flow in the linear motor according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 11, at least one
이때, 본 발명의 일 실시예에 따라 고정자 모듈(40)에 간극(d)이 존재하게 되면, 도 12의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 간극(d)이 어느 위치에 형성되든지 간에 자속 흐름이 간극(d) 부위를 통과해야 하는 문제가 발생한다. 자속 흐름이 간극(d) 부위를 통과하는 과정에서 자속 흐름이 급격히 저하되므로, 이와 같은 자속 흐름이 발생하면, 리니어 모터의 추진력이 안정적으로 발생할 수 없다. 따라서, 고정자 모듈(40)을 복수개의 고정자(100)를 이용하여 간극(d)이 존재하는 형태로 설치하는 경우, 자속 흐름이 간극(d)을 통과하지 않고 원활하게 형성되도록 구성되어야 한다.At this time, when the gap (d) is present in the
본 발명의 일 실시예에서는 도 13에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)에 각각 장착된 서로 다른 극성(N극,S극)을 갖는 영구 자석(210)의 개수를 최소 3개로 하고, 그 배치 구조를 전술한 바와 같이 돌극 피치(P)와 동일한 배치 간격으로 함으로써, 고정자 모듈(40)에 간극(d)이 존재하더라도 자속 흐름이 간극(d)을 통과하지 않는 안정적인 자속 흐름이 형성될 수 있다. 이때, 영구 자석(210)의 배치 구조에 대해서는 좀더 세부적인 배치 규칙이 적용될 수 있고, 이에 대한 설명은 후술한다.According to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 13, the number of
도 11 내지 도 13에서는 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)에 서로 다른 극성(N극,S극)의 영구 자석(210:211,212)이 일렬 배치되는 구조에 대해 도시되었으나, 이는 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 서로 동일한 극성(N극)의 영구 자석(210)과 돌극(220)이 일렬 배치되는 구조에서도 돌극(220)이 실질적으로 S극으로 기능하게 되므로, 이 경우에도 마찬가지 원리로 안정적인 자속 흐름이 형성된다.11 to 13 illustrate the structure in which the permanent magnets 210: 211 and 212 having different polarities (N pole and S pole) are arranged in a row on the first and
이하에서도 자석 모듈(M)에 대해 서로 다른 극성(N극,S극)을 갖는 영구 자석(210:211,212)이 일렬 배치되는 구조를 중심으로 설명하며, 서로 동일한 극성(N극)의 영구 자석(210)과 돌극(220)이 일렬 배치되는 구조에 대해서는 돌극(220)이 S극 영구 자석으로 치환된 경우와 마찬가지 이므로, 이에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, a description will be given of a structure in which the permanent magnets 210: 211 and 212 having different polarities (N pole and S pole) are arranged in a line with respect to the magnet module M, and the permanent magnets having the same polarity (N pole) ( The structure in which the 210 and the
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동자 모듈의 영구 자석 배치 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 15 및 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 영구 자석의 배치 구조에서 발생하는 자속 흐름을 예시적으로 도시한 도면이다.14 is a view for explaining the structure of the permanent magnet arrangement of the mover module according to an embodiment of the present invention, Figures 15 and 16 are the flux flow generated in the arrangement of the permanent magnet according to an embodiment of the present invention Illustrated as an example.
전기자 철심(201,202)은 전술한 바와 같이 중간 영역에 중간 슬롯(203)이 형성되고, 중간 슬롯(203)을 중심으로 양측 영역에 고정자 모듈(40)을 향해 돌출되는 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)가 형성되며, 이러한 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)에 자석 모듈(M)이 장착된다.As described above, the
제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)는 고정자 모듈(40)을 향해 돌출되는 돌출 높이 및 폭이 동일한 형태로 형성되며, 따라서, 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)에 장착된 영구 자석(210)의 개수는 서로 동일하다. 물론, 자석 모듈(M)이 영구 자석(210) 및 돌극(220)으로 형성된 경우에도, 마찬가지로 영구 자석(210) 및 돌극(220)의 전체 개수가 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)에서 서로 동일하다.The first and
이러한 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)의 형태에 따라 제 1 이동자 치(204)의 중심선과 제 2 이동자 치(205)의 중심선 사이의 거리를 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)의 배치 간격인 치 피치(Pt)라고 정의할 수 있는데, 이러한 치 피치(Pt)는 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)에서 영구 자석(210)의 극성 배치 상태가 서로 동일한지 여부에 따라 서로 다르게 형성된다.According to the shape of the first and
즉, 도 14의 (a)에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)에서 영구 자석(210)의 극성 배치 상태가 서로 동일한 경우, 치 피치(Pt)는 돌극 피치(P)의 (2n-1)배(여기서, n은 2 이상의 자연수)로 형성되고, 도 14의 (b)에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)에서 영구 자석(210)의 극성 배치 상태가 서로 상이한 경우, 치 피치(Pt)는 돌극 피치(P)의 (2n)배(여기서, n은 2 이상의 자연수)로 형성된다.That is, as shown in FIG. 14A, when the polarity arrangement states of the
다시 말하면, 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)에서 영구 자석(210)의 극성 배치 상태가 서로 동일한 경우, 치 피치(Pt)는 돌극 피치(P)의 3이상의 홀수배로 형성되고, 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)에서 영구 자석(210)의 극성 배치 상태가 서로 상이한 경우, 치 피치(Pt)는 돌극 피치(P)의 4이상의 짝수배로 형성된다.In other words, when the polarity arrangement states of the
이러한 구조를 통해 고정자 모듈(40)에 간극(d)이 존재하더라도, 영구 자석(210)을 통한 자속 흐름이 간극(d)을 통과하지 않도록 형성되어 안정적인 자속 흐름을 형성하게 된다.Through this structure, even if the gap d is present in the
한편, 이 경우, 도 14의 (a)에 도시된 바와 같이 제 1 이동자 치(204)에 장착된 영구 자석(210) 중 제 2 이동자 치(205)에 인접한 영구 자석(210)과, 제 2 이동자 치(205)에 장착된 영구 자석(210) 중 제 1 이동자 치(204)에 인접한 영구 자석(210)이 동일한 극성이면, 해당 2개의 영구 자석(210) 사이의 배치 간격은 돌극 피치(P)의 (2m-1)배(여기서, m은 자연수)로 형성되고, 도 14의 (b)에 도시된 바와 같이 제 1 이동자 치(204)에 장착된 영구 자석(210) 중 제 2 이동자 치(205)에 인접한 영구 자석(210)과, 제 2 이동자 치(205)에 장착된 영구 자석(210) 중 제 1 이동자 치(204)에 인접한 영구 자석(210)이 상이한 극성이면, 해당 2개의 영구 자석(210) 사이의 배치 간격은 돌극 피치(P)의 (2m)배(여기서, m은 자연수)로 형성된다.Meanwhile, in this case, the
이러한 구조에 따라 제 1 이동자 치(204)의 영구 자석(210)과 제 2 이동자 치(205)의 영구 자석(210)이 고정자 모듈(40)의 제 1 및 제 2 돌극부(120,130)에 대해 엘리베이터 카(10)의 진행 방향으로의 상대 위치가 서로 다르게 배치된다. 즉, 제 1 이동자 치(204)의 N극 영구 자석(211)이 제 2 돌극부(130)와 동일 수평선 상에 위치한 상태에서 제 2 이동자 치(205)의 N극 영구 자석(211)은 제 1 돌극부(120)와 동일 수평선 상에 위치한다. 이에 따라 도 6 및 도 7에서 설명한 바와 같이 전체적으로 안정적인 자속 흐름이 발생하게 된다.According to this structure, the
한편, 도시되지는 않았으나, 자석 모듈(M)이 영구 자석(210)과 돌극(220)이 교번하여 일렬 배치되는 형태로 형성되는 경우, 도 14의 S극 영구 자석(210) 대신에 돌극(220)이 위치한 상태로, 동일한 배치 구조가 적용된다.Meanwhile, although not shown, when the magnet module M is formed in a form in which the
도 15 및 도 16은 도 14에서 설명한 배치 구조에 따른 치 피치(Pt)와 영구 자석(210)의 개수 상태를 예시적으로 도시한 것으로, 도 15에 도시된 이동자 모듈(50)은 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)에서 영구 자석(210)의 극성 배치 상태가 동일한 경우이고, 치 피치(Pt)가 돌극 피치(P)의 5배인 5P인 상태에서, 자속 흐름이 간극(d)을 통과하지 않고 안정적인 흐름을 나타낸다. 이때, 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)에서 서로 인접한 영구 자석(210)의 배치 간격은 돌극 피치(P)의 짝수배인 2P이다. 도 16에 도시된 이동자 모듈(50)은 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)에서 영구 자석(210)의 극성 배치 상태가 상이한 경우이고, 치 피치(Pt)가 돌극 피치(P)의 4배인 4P인 상태에서, 자속 흐름이 간극(d)을 통과하지 않고 안정적인 흐름을 나타낸다. 이때, 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)에서 서로 인접한 영구 자석(210)의 배치 간격은 돌극 피치(P)의 홀수배인 P이다. 15 and 16 exemplarily illustrate the tooth pitch Pt and the number of
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자 모듈의 간극 크기와 영구 자석의 개수와의 관계를 설명하기 위한 도면이다.17 is a view for explaining the relationship between the gap size of the stator module and the number of permanent magnets according to an embodiment of the present invention.
고정자 모듈(40)의 복수개의 고정자(100) 사이 간극(d)은 도 1 내지 도 7에서 설명한 바와 같이 돌극 피치(P) 보다 작게 설정되는 것이 바람직한데, 이와 별개로 좀더 넓은 간극을 갖도록 형성될 수도 있다.The gap d between the plurality of
제 1 및 제 2 돌극부(120,130)는 돌극 피치(P) 간격으로 이격 배치되는데, 이 경우, 제 1 및 제 2 돌극부(120,130)의 돌출 폭(bw)은 모두 동일하게 형성된다. 도 13에서 설명한 바와 같이 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)에 각각 장착된 영구 자석(210)의 개수는 최소 3개 이상으로 설정되는데, 고정자(100) 사이 간극(d)이 제 1 및 제 2 돌극부(120,130)의 폭(bw) 미만으로 설치되면, 도 13에 도시된 바와 같이 영구 자석(210)의 개수가 3개인 경우에도 자속 흐름이 안정적으로 이루어진다. 즉, 고정자(100) 사이 간극(d)이 제 1 및 제 2 돌극부(120,130)의 폭(bw) 미만으로 설치되면, 영구 자석(210)의 개수가 3개 이상으로 설정될 수 있다.The first and
이와 달리, 고정자 사이 간극(d)이 제 1 및 제 2 돌극부(120,130)의 폭(bw) 이상으로 설치된 경우에는 다음과 같은 규칙에 따라 영구 자석(210)의 최소 개수가 설정된다.On the contrary, when the gap d between the stators is provided to be equal to or greater than the width bw of the first and
고정자 사이 간극(d)이 nP + bw ≤ d < (n+1)P + bw 인 범위에서, 영구 자석(210)의 개수는 (n+4) 이상으로 설정된다. 여기서, n은 0 이상의 정수, P는 돌극 피치, bw는 제 1 및 제 2 돌극부의 폭, d는 간극이다.In the range where the gap d between stators is nP + bw < d < (n + 1) P + bw, the number of
예를 들어, 도 17에 도시된 바와 같이 고정자 사이 간극(d)이 제 1 돌극부(120) 또는 제 2 돌극부(130)의 폭(bw)보다 크고 그 폭(bw)과 돌극 피치(P)의 합보다 작은 경우, 영구 자석(210)의 개수는 최소 4개로 설정되며, 이 경우, 자속 흐름은 간극(d)을 통과하지 않는 형태로 안정적으로 형성된다.For example, as shown in FIG. 17, the gap d between the stators is greater than the width bw of the
도 17에는 제 1 및 제 2 이동자 치(204,205)에 서로 다른 극성(N극,S극)을 갖는 영구 자석(210)이 교번하여 일렬 배치된 형태가 도시되었으나, 전술한 바와 같이 서로 동일한 극성(N극)을 갖는 영구 자석(210)과 돌극(220)이 교번하여 일렬 배치된 형태의 경우에도 마찬가지로 적용된다. 즉, 고정자 사이 간극(d)이 nP + bw ≤ d < (n+1)P + bw 인 범위에서, 영구 자석(210)과 돌극(220)의 전체 개수가 (n+4) 이상으로 설정되며, 고정자(100) 사이 간극(d)이 제 1 및 제 2 돌극부(120,130)의 폭(bw) 미만으로 설치되면, 영구 자석(210)과 돌극(220)의 전체 개수가 3개 이상으로 설정된다.FIG. 17 illustrates a configuration in which the
이와 같이 고정자 사이 간극(d)의 크기에 따라 영구 자석(210)의 최소 개수를 조절함으로써, 도 17에 도시된 바와 같이 자속 흐름이 간극(d)을 통과하지 않는 형태로 안정적으로 형성될 수 있다.As such, by adjusting the minimum number of
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동자 모듈의 전기자 권선에 대한 권취 방식을 설명하기 위한 도면이고, 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 모터의 또 다른 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 18 is a view illustrating a winding method of an armature winding of a mover module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 19 schematically illustrates another form of a linear motor according to an embodiment of the present invention. to be.
도 18에는 이동자 모듈(50)의 전기자 권선(230)에 대한 권선 방식이 예시적으로 도시되는데, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 달리 전기자 권선(230)은 중간 슬롯(203)을 통해 전기자 철심(201,202)을 횡방향으로 감싸는 형태로 권선될 수 있다.FIG. 18 exemplarily shows a winding scheme for the armature winding 230 of the
이러한 전기자 권선(230)은 권선 형태의 내부 공간에 자속 흐름이 통과하는 형태로 이루어지는 한 권선 방식은 다양하게 변경될 수 있다.The armature winding 230 may be variously changed as long as the armature winding 230 has a form in which magnetic flux flows through an inner space of a winding form.
또한, 도 19에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 모터는 2개의 전기자 철심(201,202)과, 자석 모듈(M)과, 전기자 권선(230)을 포함하는 이동자 모듈(50:50a,50b,50c)이 3개 구비되어 엘리베이터 카의 진행 방향을 따라 일렬 배치되도록 구성될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 19, a linear motor according to an embodiment of the present invention includes a mover module 50: 50a including two
각각의 이동자 모듈(50a,50b,50c)을 상호 전기각 120°씩 어긋난 3개의 전압을 갖는 3상 기기로 사용할 수 있으며, 이외에도 이동자 모듈(50)을 2개 또는 그 이상 구비하고 상호 전기각을 어긋나게 배치하여 다상 교류 전력을 소비하는 전동기 또는 다상 기전력을 발생시키는 다상 기기로 사용할 수 있다. 물론, 하나의 이동자 모듈(50)은 단상 교류 전압과 전류에 의해 동작하거나 또는 단상 교류 기전력을 발생시킬 수 있다.Each
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
40: 고정자 모듈 50: 이동자 모듈
60: 리니어 모터
100: 고정자
110: 중심 계자 철심부
120: 제 1 돌극부 130: 제 2 돌극부
201: 제 1 전기자 철심 202: 제 2 전기자 철심
203: 중간 슬롯
204: 제 1 이동자 치 205: 제 2 이동자 치
210: 영구 자석 220: 돌극
230, 240: 전기자 권선40: stator module 50: mover module
60: linear motor
100: stator
110: core field iron core
120: first salient pole 130: second salient pole
201: first armature iron core 202: second armature iron core
203: middle slot
204: first mover teeth 205: second mover teeth
210: permanent magnet 220: salient pole
230, 240: armature winding
Claims (9)
상기 고정자 모듈은 복수개의 고정자가 간극을 갖도록 이격되게 일렬 배치된 형태로 설치되며,
복수개의 상기 고정자는 각각
상기 엘리베이터 카의 주행 방향을 따라 길게 배치되는 중심 계자 철심부와, 상기 중심 계자 철심부의 양측편에 각각 등간격으로 다수개씩 서로 어긋나게 배치되도록 돌출 형성되는 제 1 및 제 2 돌극부를 포함하고,
상기 이동자 모듈은
상기 고정자 모듈을 중심으로 양측에 서로 대향되게 배치되며, 중간 영역에 중간 슬롯이 형성되고 상기 중간 슬롯을 중심으로 양측 영역에 상기 고정자 모듈을 향해 돌출되는 제 1 및 제 2 이동자 치가 형성되는 2개의 전기자 철심;
상기 2개의 전기자 철심의 제 1 및 제 2 이동자 치에 각각 서로 대향되게 장착되는 자석 모듈; 및
상기 중간 슬롯을 통해 상기 전기자 철심에 권취되는 전기자 권선을 포함하고,
상기 자석 모듈은 서로 상이한 극성을 갖는 영구 자석이 상기 제 1 및 제 2 돌극부의 배치 간격인 돌극 피치(P)와 동일한 배치 간격으로 교번하여 일렬 배치되는 형태로 형성되며,
상기 제 1 및 제 2 이동자 치에서 상기 영구 자석의 극성 배치 상태가 서로 동일한 경우, 상기 제 1 및 제 2 이동자 치의 배치 간격인 치 피치(Pt)가 상기 돌극 피치(P)의 (2n-1)배(여기서, n은 2 이상의 자연수)로 형성되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 리니어 모터.
An elevator linear motor including a stator module installed along a driving direction of an elevator car, and a mover module coupled to an elevator car so as to face each other on both sides of the stator module.
The stator module is installed in a form arranged in a line spaced apart so that a plurality of stators have a gap,
Each of the plurality of stators
A center field iron core disposed long along the driving direction of the elevator car, and first and second salient poles protrudingly arranged to be offset from each other at equal intervals on both sides of the center field iron core;
The mover module
Two armatures disposed opposite to each other on both sides of the stator module and having an intermediate slot formed in an intermediate region and protruding toward the stator module in both regions around the intermediate slot. Iron core;
A magnet module mounted to the first and second mover teeth of the two armature iron cores so as to face each other; And
An armature winding wound around the armature core through the intermediate slot,
The magnet module is formed in such a way that the permanent magnets having different polarities are alternately arranged in the same arrangement interval with the protrusion pitch P, which is the arrangement interval of the first and second protrusions.
When the polarity arrangement states of the permanent magnets are the same in the first and second mover teeth, the tooth pitch Pt, which is an arrangement interval of the first and second mover teeth, is equal to (2n-1) of the salient pitch P. An elevator linear motor, characterized in that formed of a ship (where n is a natural number of 2 or more).
상기 제 1 및 제 2 이동자 치에서 상기 영구 자석의 극성 배치 상태가 서로 상이한 경우, 상기 치 피치(Pt)가 상기 돌극 피치(P)의 (2n)배(여기서, n은 2 이상의 자연수)로 형성되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 리니어 모터.
The method of claim 1,
When the polarity arrangement states of the permanent magnets are different from each other in the first and second mover teeth, the tooth pitch Pt is formed by (2n) times (where n is a natural number of 2 or more) of the protrusion pitch P. Elevator linear motor, characterized in that the.
상기 제 1 이동자 치에 장착된 영구 자석 중 상기 제 2 이동자 치에 인접한 영구 자석과, 상기 제 2 이동자 치에 장착된 영구 자석 중 상기 제 1 이동자 치에 인접한 영구 자석이 동일한 극성이면, 해당 영구 자석 사이의 배치 간격은 상기 돌극 피치(P)의 (2m-1)배(여기서, m은 자연수)로 형성되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 리니어 모터.
The method of claim 2,
If the permanent magnets adjacent to the second mover teeth among the permanent magnets mounted on the first mover teeth and the permanent magnets adjacent to the first mover teeth among the permanent magnets mounted on the second mover teeth are the same polarity, the corresponding permanent magnets The arrangement interval therebetween is a linear motor for elevators, characterized in that it is formed by (2 m-1) times (where m is a natural number) of the salient pole pitch (P).
상기 제 1 이동자 치에 장착된 영구 자석 중 상기 제 2 이동자 치에 인접한 영구 자석과, 상기 제 2 이동자 치에 장착된 영구 자석 중 상기 제 1 이동자 치에 인접한 영구 자석이 상이한 극성이면, 해당 영구 자석 사이의 배치 간격은 상기 돌극 피치(P)의 (2m)배(여기서, m은 자연수)로 형성되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 리니어 모터.
The method of claim 3, wherein
If the permanent magnets attached to the first mover teeth and the permanent magnets adjacent to the second mover teeth and the permanent magnets attached to the second mover teeth and the permanent magnets adjacent to the first mover teeth have different polarities, the permanent magnets are different. The arrangement interval between the elevator linear motor for elevator characterized in that it is formed by (2m) times (where m is a natural number) of the pole pitch (P).
상기 고정자 모듈은 복수개의 고정자가 간극을 갖도록 이격되게 일렬 배치된 형태로 설치되며,
복수개의 상기 고정자는 각각
상기 엘리베이터 카의 주행 방향을 따라 길게 배치되는 중심 계자 철심부와, 상기 중심 계자 철심부의 양측편에 각각 등간격으로 다수개씩 서로 어긋나게 배치되도록 돌출 형성되는 제 1 및 제 2 돌극부를 포함하고,
상기 이동자 모듈은
상기 고정자 모듈을 중심으로 양측에 서로 대향되게 배치되며, 중간 영역에 중간 슬롯이 형성되고 상기 중간 슬롯을 중심으로 양측 영역에 상기 고정자 모듈을 향해 돌출되는 제 1 및 제 2 이동자 치가 형성되는 2개의 전기자 철심;
상기 2개의 전기자 철심의 제 1 및 제 2 이동자 치에 각각 서로 대향되게 장착되는 자석 모듈; 및
상기 중간 슬롯을 통해 상기 전기자 철심에 권취되는 전기자 권선을 포함하고,
상기 자석 모듈은 서로 동일한 극성을 갖는 영구 자석과, 상기 영구 자석과 이웃하는 영역에 배치되는 돌극이 상기 제 1 및 제 2 돌극부의 배치 간격인 돌극 피치(P)와 동일한 배치 간격으로 서로 교번하여 일렬 배치되는 형태로 형성되며,
상기 제 1 및 제 2 이동자 치에서 상기 영구 자석과 돌극의 교번 배치 상태가 서로 동일한 경우, 상기 제 1 및 제 2 이동자 치의 배치 간격인 치 피치(Pt)가 상기 돌극 피치(P)의 (2n-1)배(여기서, n은 2 이상의 자연수)로 형성되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 리니어 모터.
An elevator linear motor including a stator module installed along a driving direction of an elevator car, and a mover module coupled to an elevator car so as to face each other on both sides of the stator module.
The stator module is installed in a form arranged in a line spaced apart so that a plurality of stators have a gap,
Each of the plurality of stators
A center field iron core disposed long along the driving direction of the elevator car, and first and second salient poles protrudingly arranged to be offset from each other at equal intervals on both sides of the center field iron core;
The mover module
Two armatures disposed opposite to each other on both sides of the stator module and having an intermediate slot formed in an intermediate region and protruding toward the stator module in both regions around the intermediate slot. Iron core;
A magnet module mounted to the first and second mover teeth of the two armature iron cores so as to face each other; And
An armature winding wound around the armature core through the intermediate slot,
The magnet module has a permanent magnet having the same polarity as each other, and a protrusion arranged in an area adjacent to the permanent magnet alternates with each other at an arrangement interval equal to the protrusion pitch P, which is an arrangement interval of the first and second protrusions. It is formed in the form of being placed,
When the arrangement state of the permanent magnet and the salient poles is the same in the first and the second mover teeth, the tooth pitch Pt, which is the arrangement interval of the first and the second mover teeth, is equal to (2n−) of the salient pitch P. 1) A linear motor for an elevator, characterized in that formed by a ship (where n is a natural number of 2 or more).
상기 제 1 및 제 2 이동자 치에서 상기 영구 자석과 돌극의 교번 배치 상태가 서로 상이한 경우, 상기 치 피치(Pt)가 상기 돌극 피치(P)의 (2n)배(여기서, n은 2 이상의 자연수)로 형성되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 리니어 모터.
The method of claim 5,
When the alternating arrangement state of the permanent magnet and the salient poles in the first and second mover teeth is different from each other, the tooth pitch Pt is (2n) times the salient pitch P, where n is a natural number of 2 or more. Elevator linear motor, characterized in that formed by.
상기 제 1 이동자 치에 장착된 영구 자석과 돌극 중 상기 제 2 이동자 치에 가장 인접한 대상과, 상기 제 2 이동자 치에 장착된 영구 자석과 돌극 중 상기 제 1 이동자 치에 가장 인접한 대상이 모두 영구 자석 또는 돌극으로 서로 동일하면, 해당 영구 자석 또는 돌극 사이의 배치 간격은 상기 돌극 피치(P)의 (2m-1)배(여기서, m은 자연수)로 형성되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 리니어 모터.
The method of claim 6,
The permanent magnet mounted to the first mover tooth and the object closest to the second mover tooth among the salient poles, and the permanent magnet mounted to the second mover tooth and the object closest to the first mover tooth among the salient poles are all permanent magnets. Or if the salient poles are the same, the interval between the permanent magnets or the salient poles is formed at (2 m-1) times (where m is a natural number) of the salient pitch (P).
상기 제 1 이동자 치에 장착된 영구 자석과 돌극 중 상기 제 2 이동자 치에 가장 인접한 대상과, 상기 제 2 이동자 치에 장착된 영구 자석과 돌극 중 상기 제 1 이동자 치에 가장 인접한 대상이 어느 하나는 영구 자석이고 나머지는 돌극으로 서로 상이하면, 해당 영구 자석과 돌극 사이의 배치 간격은 상기 돌극 피치(P)의 (2m)배(여기서, m은 자연수)로 형성되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 리니어 모터.
The method of claim 7, wherein
Any one of the permanent magnets mounted on the first mover teeth and the poles closest to the second mover teeth, and the one closest to the first mover teeth, the permanent magnets mounted on the second mover teeth and the poles If the permanent magnet is different from each other by the salient poles, the arrangement interval between the permanent magnet and the salient poles is formed by (2 m) times (where m is a natural number) of the salient pitch P, where m is a natural number. .
상기 제 1 및 제 2 이동자 치는 상기 고정자 모듈을 향해 돌출되는 폭이 서로 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 리니어 모터.
The method according to any one of claims 1 to 8,
And the first and second mover teeth are formed to have the same width protruding toward the stator module.
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2018
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