KR102093309B1 - Motor of notch structure for reducing torque ripple - Google Patents

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Abstract

본 발명은 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 환형으로 형성된 고정자, 상기 고정자에 코일이 권취되도록 중심부를 향해 다수의 돌기가 형성된 티스부, 상기 고정자의 내부에 위치되도록 원통형상으로 형성된 회전자, 상기 회전자와 결합되고 전력이 인가된 상기 코일과 반응하여 상기 회전자를 회전시키도록 구비된 영구자석 및 상기 회전자의 회전 시 토크리플을 감소시키도록 상기 회전자의 외주면을 따라 형성된 다수의 노치부를 포함한다.The present invention relates to an electric motor having a notch structure for reducing torque ripple, and more specifically, a stator formed in an annular shape, a tooth portion formed with a number of projections toward the center so that a coil is wound around the stator, and positioned inside the stator. A rotor formed in a cylindrical shape, a permanent magnet provided to rotate the rotor in response to the coil coupled with the rotor and applied with power, and the rotor to reduce torque ripple when the rotor rotates It includes a plurality of notches formed along the outer circumferential surface.

Description

토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기{MOTOR OF NOTCH STRUCTURE FOR REDUCING TORQUE RIPPLE}Notch structure motor for reducing torque ripple {MOTOR OF NOTCH STRUCTURE FOR REDUCING TORQUE RIPPLE}

본 발명은 전동기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전자에 브이자형으로 자석을 구성하고, 회전자의 외주면에 노치를 설계한 것을 특징으로 하는 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기에 관한 것이다.The present invention relates to an electric motor, and more particularly, to a motor of a notched structure for reducing torque ripple, characterized in that a magnet is formed in a V-shape on the rotor, and a notch is designed on the outer peripheral surface of the rotor.

통상적으로 전동기(motor, 또는 모터)는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜 회전력을 발생시키는 장치로서, 가정용 및 산업용으로 널리 사용되고 있다. 이러한 모터는 크게 교류 모터(AC motor)와 직류 모터(DC motor)로 구분할 수 있다.In general, an electric motor (motor or motor) converts electrical energy into mechanical energy to generate a rotational force, and is widely used for home and industrial use. These motors can be broadly classified into an AC motor and a DC motor.

직류 모터는 직류 전원으로 운전되며, 입력 전압에 변화를 주어 원하는 출력을 얻는 모터로서, 속도의 조절이 비교적 쉬워 전차, 엘리베이터 등의 구동에 사용되고 있다. 직류 모터는 브러시 직류 모터(brush DC motor)와 브러시리스 직류 모터(brushless DC motor)로 구분할 수 있다. 브러시리스 직류 모터는 브러시 직류 모터에 비해 브러시와 정류자라는 기계적 접촉부가 없다는 특징을 가지고 있으며, 이에 따라 기기의 고성능화, 경박단소화, 장수명화 등을 달성할 수 있다. 또한 브러시리스 직류 모터는 고정자에 코일이 감겨 있고, 회전자에 영구자석이 매입된 구조를 갖는다. 이러한 브러시리스 직류 모터는 반도체 기술 및 부품이나 재료의 발전에 따라 다양한 기기에 많이 사용되고 있다.The DC motor is driven by a DC power supply, and is a motor that obtains the desired output by changing the input voltage. It is relatively easy to adjust the speed and is used for driving vehicles, elevators, and the like. The DC motor can be divided into a brush DC motor and a brushless DC motor. The brushless DC motor has a feature that there is no mechanical contact part between the brush DC motor and the brush, and thus it is possible to achieve high performance of the device, shortening of light weight, and long life. In addition, the brushless DC motor has a structure in which a coil is wound around the stator and a permanent magnet is embedded in the rotor. These brushless DC motors are widely used in various devices according to the development of semiconductor technology and components and materials.

교류 모터는 교류 전원으로 운전되며, 생활 주변에서 가장 널리 사용되는 모터의 일종이다. 교류 모터는 기본적으로 외부의 고정자(stator)와, 내부의 회전자(rotor)로 구성되며, 교류 전류가 고정자 권선에 공급되면 전자기 유도에 의해 전기장이 변환하고, 회전자에서 회전하는 전기장에 의해 유도 전류가 생기고 토크에 의해 회전자에 있는 회전축에서 회전력이 발생하는 모터이다.The AC motor is driven by AC power and is one of the most widely used motors around life. The AC motor basically consists of an external stator and an internal rotor, and when AC current is supplied to the stator winding, the electric field is converted by electromagnetic induction, and induced by the electric field rotating in the rotor. It is a motor that generates electric current and generates rotational force on the rotating shaft in the rotor due to torque.

이러한 전동기들은 영구자석을 이용한 동기 전동기로, 영구자석이 회전자 표현에 위치한 표면 부착형 영구자석 동기 전동기(SPMSM, Surface mounted Permanent Magnet Synchronous Machine)와 영구자석을 회전자 내부에 삽입한 매입형 영구자석 동기 전동기(IPMSM, Interior buried Permanent Magnet Synchronous Machine)가 있다.These motors are synchronous motors using permanent magnets, and the permanent magnets with surface mounted permanent magnet synchronous motors (SPMSM) and permanent magnets inserted inside the rotor are located in the rotor representation. There are synchronous motors (IPMSM, Interior buried Permanent Magnet Synchronous Machine).

매입형 영구자석 동기 전동기는 영구자석을 회전자 내부에 삽입함으로써 표면 부착형 영구자석 동기 전동기에 비해 기계적 강도를 향상할 수 있을 뿐만 아니라, 영구자석의 배치에 따른 자기적인 돌극성이 존재하여 릴럭턴스 토크가 발생하는 점에서 더 나은 출력 토크를 가진다.The embedded permanent magnet synchronous motor can improve mechanical strength compared to the surface-attached permanent magnet synchronous motor by inserting the permanent magnet into the rotor, as well as reluctance due to the presence of magnetic swelling due to the placement of the permanent magnet. It has a better output torque in that torque is generated.

그런데 영구자석 매입형 동기 전동기는 역기전압의 전고조파왜율(THD, Total Harmonic Distortion)과 코깅토크(cogging torque)에 따라 토크리플(torque ripple)이 발생하게 되고, 이는 전동기의 성능 저하 등 같은 여러 문제가 대두되었다.However, the permanent magnet embedded synchronous motor generates torque ripple according to the total harmonic distortion (THD) and cogging torque of the back electromotive voltage, which causes various problems such as deterioration of the motor performance. Has emerged.

일본공개특허공보 제 2000-197292호(2000.07.14.)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-197292 (2000.07.14.)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 매입형 전동기에서의 토크리플을 감소시키도록 위하여 위상각 제어 여부에 따른 최적의 영구자석 형상을 도출하고, 상기 영구자석 외측의 회전자 외주면에 노치 형상을 구비함으로써, 토크리플을 감소시킬 수 있는 노치구조의 전동기를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to derive the optimum permanent magnet shape according to whether or not the phase angle control in order to reduce the torque ripple in the embedded motor, by providing a notch shape on the outer peripheral surface of the rotor outside the permanent magnet, It is to provide a motor with a notched structure capable of reducing torque ripple.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description. There will be.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기는 환형으로 형성된 고정자, 상기 고정자에 코일이 권취되도록 중심부를 향해 다수의 돌기가 형성된 티스부, 상기 고정자의 내부에 위치되도록 원통형상으로 형성된 회전자, 상기 회전자와 결합되고 전력이 인가된 상기 코일과 반응하여 상기 회전자를 회전시키도록 구비된 영구자석 및 상기 회전자의 회전 시 토크리플을 감소시키도록 상기 회전자의 외주면을 따라 형성된 다수의 노치부를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the electric motor of the notch structure for reducing torque ripple according to the present invention has an annular stator, a tooth portion formed with a number of projections toward the center so that a coil is wound around the stator, inside the stator A rotor formed in a cylindrical shape to be positioned, a permanent magnet provided to rotate the rotor in response to the coil coupled with the rotor and applied with power, and the rotor to reduce torque ripple when the rotor rotates It provides a plurality of notches formed along the outer peripheral surface of the former.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 회전자의 측면에는 상기 영구자석이 매입되도록 매입홈이 구비되고, 상기 매입홈은 두개의 매입홈이 브이자형상으로 한 그룹을 이루어 다수 배치될 수 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, a recess is provided on the side of the rotor so that the permanent magnet is buried, and the recess may be arranged in a group of two recesses in a V-shape.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 노치부는 상기 돌기와 돌기 사이 공간과 대면되고, 상기 매입홈의 브이자형상의 끝단이 위치되는 상기 회전자의 외주면에 형성된 것도 가능하다.In the embodiment of the present invention, it is also possible that the notch portion is formed on the outer circumferential surface of the rotor that faces the space between the protrusion and the protrusion, and the V-shaped end of the recess is located.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 티스부에서 상기 회전자의 외주면과 대면되는 돌기의 끝단은 토크리플을 최소화하도록 양측면으로 돌출된 돌출부가 형성된 것도 가능하다.In an embodiment of the present invention, it is also possible that the protruding portions protruding from both sides to minimize torque ripple are formed at the tip portions of the protrusions facing the outer circumferential surface of the rotor in the teeth portion.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 노치부는 최적의 코깅토크 값을 산출하도록 영구자석과 최인접거리의 상기 회전자의 외주면에 형성된 것도 가능하다.In the embodiment of the present invention, it is also possible that the notch portion is formed on the outer circumferential surface of the permanent magnet and the closest distance to calculate the optimum cogging torque value.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 회전자는 상기 고정자의 내부에서 안정적인 회전을 수행하도록 상기 고정자와 상기 회전자의 반지름이 5 대 3의 비율로 제조되는 것도 가능하다.In an embodiment of the present invention, the rotor may be manufactured in a ratio of 5 to 3 in the radius of the stator and the rotor so as to perform stable rotation inside the stator.

본 발명의 실시예에 있어서, 브이자형상으로 구비된 상기 매입홈 및 상기 영구자석은 140도 내지 150도의 각도를 갖는 것일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the recessed groove and the permanent magnet provided in a V-shape may have an angle of 140 degrees to 150 degrees.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 매입홈의 끝단과 상기 노치부의 최소지점의 두께는 고정자의 반지름과 0.005 내지 0.01의 비율로 형성된 것도 가능하다.In an embodiment of the present invention, the thickness of the end of the recess and the minimum point of the notch may be formed at a ratio of 0.005 to 0.01 with the radius of the stator.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 노치부는 고정자의 반지름과 1대 0.04 내지 0.06의 비율로 형성된 것도 가능하다.In the embodiment of the present invention, it is also possible that the notch portion is formed at a ratio of a radius of the stator to one to 0.04 to 0.06.

본 발명의 실시예에 있어서, 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기는 구동용으로 차량에 적용되는 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기를 포함하는 차량일 수 있다. In an embodiment of the present invention, a motor having a notch structure for reducing torque ripple may be a vehicle including a motor having a notch structure for reducing torque ripple applied to a vehicle for driving.

본 발명의 실시예에 있어서, 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기는 가전기기에 적용되는 것으로 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기를 포함하는 가전기기일 수 있다.In an embodiment of the present invention, an electric motor having a notch structure for reducing torque ripple is applied to a household appliance, and may be an electric household appliance including a motor having a notch structure for reducing torque ripple.

본 발명의 실시예에 따르면, 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기는 매입형 전동기에서의 토크리플을 감소시키도록 위하여 위상각 제어 여부에 따른 최적의 영구자석 형상을 도출하고, 상기 영구자석 외측의 회전자 외주면에 노치 형상을 구비함으로써, 토크리플을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, an electric motor having a notch structure for reducing torque ripple derives an optimal permanent magnet shape according to whether phase angle is controlled so as to reduce torque ripple in the embedded motor, and the outer side of the permanent magnet By providing a notch shape on the outer peripheral surface of the rotor, there is an effect that can reduce the torque ripple.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and include all effects that can be deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 A의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기의 노치 위치에 따른 토크리플을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기의 자기력선속밀도를 도시한 도면이다.1 is a cross-sectional view of a motor of a notch structure for reducing torque ripple according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged view of A according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a graph showing the torque ripple according to the notch position of the motor of the notch structure for reducing torque ripple according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing the magnetic flux linear density of the motor of the notch structure for reducing torque ripple according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be implemented in various different forms, and thus is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is "connected (connected, contacted, coupled)" to another part, this is not only when it is "directly connected", but also "indirectly" with another member in between. "It also includes the case where it is. Also, when a part is said to “include” a certain component, this means that other components may be further provided instead of excluding the other component unless otherwise stated.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as “include” or “have” are intended to indicate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, and that one or more other features are present. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 A의 확대도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기의 노치 위치에 따른 토크리플을 나타낸 그래프이고, 도 4는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기의 자기력선속밀도를 도시한 도면이다.1 is a cross-sectional view of a motor of a notch structure for reducing torque ripple according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an enlarged view of A according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is an embodiment of the present invention It is a graph showing the torque ripple according to the notch position of the motor of the notched structure for reducing torque ripple according to, Figure 4 is the magnetic force flux density of the motor of the notched structure for reducing torque ripple according to another embodiment of the present invention It is a drawing shown.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기(100)은 환형으로 형성된 고정자(110), 상기 고정자(110)에 코일(130)이 권취되도록 중심부를 향해 다수의 돌기가 형성된 티스부(111), 상기 고정자(110)의 내부에 위치되도록 원통형상으로 형성된 회전자(120), 상기 회전자(120)를 회전시키도록 전력이 인가된 상기 코일(130)과 반응하도록 구비된 영구자석(140) 및 상기 회전자(120)의 회전 시 토크리플을 감소시키도록 상기 회전자(120)의 외주면을 따라 형성된 다수의 노치부(122)를 제공한다.1 to 4, the electric motor 100 of the notch structure for reducing torque ripple according to the present invention is toward the center so that the coil 130 is wound on the stator 110 formed in an annular shape and the stator 110 Teeth 111 formed with a plurality of protrusions, a rotor 120 formed in a cylindrical shape to be located inside the stator 110, and the coil 130 to which electric power is applied to rotate the rotor 120 It provides a plurality of notches 122 formed along the outer circumferential surface of the rotor 120 to reduce the torque ripple when rotating the permanent magnet 140 and the rotor 120 provided to react with.

본 발명에 따른 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기(100)는 환형으로 형성된 고정자(110)를 포함한다.The electric motor 100 having a notch structure for reducing torque ripple according to the present invention includes a stator 110 formed in an annular shape.

보다 상세하게는, 상기 고정자(110)는 원통형상으로 형성되고, 단면이 환형으로 형성된다. 따라서, 상기 중심부에 상기 회전자(120)가 삽입되어 상기 고정자(110)로부터 회전하게 된다.More specifically, the stator 110 is formed in a cylindrical shape, and a cross section is formed in an annular shape. Therefore, the rotor 120 is inserted into the central portion to rotate from the stator 110.

또한, 고정자(110)에 코일(130)이 권취되도록 중심부를 향해 다수의 돌기가 형성된 티스부(111)가 구비된다.In addition, the stator 110 is provided with a tooth portion 111 in which a plurality of protrusions are formed toward the center so that the coil 130 is wound.

보다 상세하게는, 상기 고정자(110)는 환형으로 형성되고 내부를 관통하는 관통구가 구비된다. 상기 관통구의 내면에는 상기 고정자(110)의 중심축을 향해 돌출되어 형성된 다수의 돌기로 구성된 티스부(111)가 구비되고, 상기 티스부(111)를 통해 코일(130)이 권취된다. 따라서, 상기 고정자(110)에 권취된 코일(130)은 전력이 인가되어 상기 회전자(120)가 회전하도록 구비된다.More specifically, the stator 110 is formed in an annular shape and is provided with a through hole penetrating the inside. The inner surface of the through-hole is provided with a tooth portion 111 formed of a plurality of projections formed protruding toward the central axis of the stator 110, and the coil 130 is wound through the tooth portion 111. Therefore, the coil 130 wound on the stator 110 is provided so that power is applied to rotate the rotor 120.

또한, 고정자(110)의 내부에 위치되도록 원통형상으로 형성된 회전자(120)가 구비된다.In addition, a rotor 120 formed in a cylindrical shape to be located inside the stator 110 is provided.

보다 상세하게는, 상기 회전자(120)는 원통형상으로 형성되고, 상기 고정자(110)의 내부를 관통하는 관통구에 삽입된다. 따라서, 상기 고정자(110)에 권취된 코일(130)에 전력이 인가되어 상기 회전자(120)가 회전될 수 있다.In more detail, the rotor 120 is formed in a cylindrical shape, and is inserted into a through hole penetrating the interior of the stator 110. Therefore, power is applied to the coil 130 wound on the stator 110 so that the rotor 120 can be rotated.

한편, 상기 회전자(120)와 결합되고, 전력이 인가된 상기 코일(130)과 반응하여 상기 회전자(120)를 회전시키도록 영구자석(140)이 구비된다.Meanwhile, a permanent magnet 140 is provided to be coupled to the rotor 120 and rotate the rotor 120 in response to the coil 130 to which power is applied.

보다 상세하게는, 상기 영구자석(140)은 강한 자화상태를 보존하는 자석으로 외부로부터 전기에너지를 공급받지 않아도 자성을 안정적으로 유지하므로, 상기 회전자(120)와 결합되고, 전력이 인가된 상기 코일(130)과 반응하여 상기 회전자(120)를 회전시키도록 구비된다.In more detail, the permanent magnet 140 is a magnet that preserves a strong magnetization state, so that the magnetism is stably maintained even when electric energy is not supplied from the outside, so that it is combined with the rotor 120 and the power is applied It is provided to rotate the rotor 120 in response to the coil 130.

또한, 회전자(120)의 회전 시 토크리플을 감소시키도록 상기 회전자(120)의 외주면을 따라 형성된 다수의 노치부(122)가 구비된다.In addition, a plurality of notches 122 formed along the outer circumferential surface of the rotor 120 is provided to reduce torque ripple when the rotor 120 rotates.

보다 상세하게는, 상기 노치부(122)는 영구자석(140)의 누설 자속을 저감하고, 파형을 정현파에 근접하여 토크리플을 감소시키도록 상기 회전자(120)의 외주면을 따라 다수가 형성된다.In more detail, the notch portion 122 is formed along the outer circumferential surface of the rotor 120 to reduce the leakage magnetic flux of the permanent magnet 140 and reduce the torque ripple by bringing the waveform closer to the sinusoidal wave. .

즉, 상기 노치부(122)는 상기 회전자(120)의 외주면에 홈형상으로 형성되고 토크리플을 감소시켜 전동기의 진동 및 소음 발생을 억제할 수 있다.That is, the notch portion 122 is formed in a groove shape on the outer circumferential surface of the rotor 120 and reduces torque ripple to suppress vibration and noise generation of the electric motor.

또한, 회전자(120)의 측면에는 상기 영구자석(140)이 매입되도록 매입홈(121)이 구비되고, 상기 매입홈(121)은 두개의 매입홈(121)이 브이자형상으로 한 그룹을 이루어 다수 배치된다.In addition, the side of the rotor 120 is provided with a recess groove 121 so that the permanent magnet 140 is buried, and the recess groove 121 has two buried grooves 121 in a V-shaped group. Many are arranged.

보다 상세하게는, 상기 매입홈(121)은 상기 영구자석(140)이 상기 코일(130)과 반응하도록 상기 회전자(120)의 측면에 매입되고, 매입홈(121)과 매입홈(121)이 브이자형상으로 한 그룹으로 이루져 다수개 배치된다.In more detail, the recessed groove 121 is embedded in the side of the rotor 120 so that the permanent magnet 140 reacts with the coil 130, and the recessed groove 121 and the recessed groove 121 In this V-shape, a plurality of groups are arranged.

즉, 상기 매입홈(121)은 상기 회전자(120)의 측면에 중심점을 기준으로 방사형으로 다수 구비되고, 매입홈(121)과 매입홈(121)이 브이자형상으로 하나의 그룹을 이루어 다수의 그룹이 상기 회전자(120)의 측면에 구비된다.That is, the recessed groove 121 is provided in a plurality of radially based on the center point on the side of the rotor 120, and the recessed groove 121 and the recessed groove 121 form a group in a V-shape. A group of is provided on the side of the rotor 120.

따라서, 상기 매입홈(121)의 형상과 대응하도록 영구자석(140)도 브이자형상으로 하나의 그룹을 이루어 다수의 그룹이 방사형으로 상기 회전자(120)의 측면에 배치된다.Therefore, the permanent magnet 140 is also formed into a group in a V-shape to correspond to the shape of the recessed groove 121, and a plurality of groups are radially arranged on the side surface of the rotor 120.

또한, 노치부(122)는 상기 돌기와 돌기 사이 공간과 대면되고, 상기 매입홈(121)의 브이자형상의 끝단이 위치되는 상기 회전자(120)의 외주면에 형성된다.In addition, the notch portion 122 is formed on the outer circumferential surface of the rotor 120 facing the space between the protrusion and the protrusion, and the V-shaped end of the recessed groove 121 is located.

보다 상세하게는, 상기 티스부(111)는 다수의 돌기로 구성되고, 상기 돌기와 돌기 사이의 공간과 대면되는 상기 회전자(120)의 외주면에 상기 노치부(122)가 구비된다.More specifically, the tooth portion 111 is composed of a plurality of projections, the notch portion 122 is provided on the outer circumferential surface of the rotor 120 facing the space between the projections.

이와 동시에, 상기 노치부(122)는 브이자형상으로 구비된 매입홈(121)의 끝단이 위치되는 상기 회전자(120)의 외주면에 배치된다.At the same time, the notch portion 122 is disposed on the outer circumferential surface of the rotor 120 in which the end of the buried groove 121 provided in a V-shape is located.

즉, 상기 노치부(122)는 상기 매입홈(121)의 끝단과 상기 회전자(120)의 외주면의 두께가 가장 얇은 지점에 형성된다. 따라서, 상기 노치부(122)는 최적의 코깅토크 값을 산출할 수 있다.That is, the notch portion 122 is formed at a point where the thickness of the outer circumferential surface of the rotor 120 and the end of the buried groove 121 is the thinnest. Therefore, the notch unit 122 may calculate an optimal cogging torque value.

다시말하면, 상기 노치부(122)는 최적의 코깅토크 값을 산출하도록 영구자석(140)과 최인접거리의 상기 회전자(120)의 외주면에 형성된다.In other words, the notch portion 122 is formed on the outer circumferential surface of the permanent magnet 140 and the rotor 120 at the closest distance to calculate an optimal cogging torque value.

한편, 상기 회전자(120)는 상기 고정자(110)의 내부에서 안정적인 회전을 수행하도록 상기 고정자(110)와 상기 회전자(120)의 반지름이 소정의 비율로 제조될 수 있다.On the other hand, the rotor 120 may be manufactured in a predetermined ratio of the radius of the stator 110 and the rotor 120 to perform a stable rotation inside the stator 110.

보다 상세하게는, 상기 회전자(120) 및 상기 고정자(110)는 소정의 비율을 갖고 결합되는데 상기 회전자(120)가 상기 고정자(110)의 비율이 너무 작게되면 우수한 모터 성능을 달성하는데 제약이 있고, 상기 회전자(120)가 상기 고정자(110)의 비율이 너무 크게되면 상기 회전자(120)가 상기 고정자(110)로부터 회전하는데 어려움이 발생하게 된다.In more detail, the rotor 120 and the stator 110 are combined with a predetermined ratio. When the ratio of the stator 110 is too small, the rotor 120 is limited in achieving excellent motor performance. There is, when the ratio of the stator 110 of the rotor 120 is too large, it is difficult for the rotor 120 to rotate from the stator 110.

따라서, 상기 회전자(120)는 상기 고정자(110)의 내부에서 안정적인 회전을 수행하도록 상기 고정자(110)의 반지름(B) 및 상기 회전자(120)의 반지름(C)은 5 대 3의 비율로 제조되는 것이 바람직하다.Accordingly, the rotor 120 has a radius (B) of the stator 110 and a radius (C) of the rotor 120 in a ratio of 5 to 3 to perform stable rotation inside the stator 110. It is preferably made of.

또한, 브이자형상으로 구비된 상기 매입홈(121) 및 상기 영구자석(140)은 소정의 각도(D)로 배치될 수 있다.In addition, the buried groove 121 and the permanent magnet 140 provided in a V-shape may be disposed at a predetermined angle (D).

보다 상세하게는, 상기 매입홈(121) 및 상기 영구자석(140) 브이자형상으로 상기 회전자(120)의 중심을 기준으로 방사형으로 배치되고, 상기 브이자형상은 위상각을 제어하여 토크리플을 감소시키도록 소정의 각도(D)로 배치된다.More specifically, the buried groove 121 and the permanent magnet 140 are arranged in a radial shape based on the center of the rotor 120 in a V-shape, and the V-shape controls the torque angle to control the phase angle. It is arranged at a predetermined angle D to reduce.

즉, 상기 매입홈(121) 및 상기 영구자석(140)은 140도 내지 150도의 각도로 브이자 형상으로 배치되고, 상기 각도를 통해서 토크리플을 감소시킬 수 있다.That is, the buried groove 121 and the permanent magnet 140 are arranged in a V-shape at an angle of 140 degrees to 150 degrees, and torque ripple can be reduced through the angle.

또한, 매입홈(121)의 끝단과 상기 노치부(122)의 최소지점의 두께(F)는 고정자(110)의 반지름과 소정의 비율로 형성될 수 있다.In addition, the thickness F of the end of the buried groove 121 and the minimum point of the notch portion 122 may be formed at a predetermined ratio with the radius of the stator 110.

보다 상세하게는, 상기 노치부(122)는 상기 매입홈(121)의 끝단이 위치되는 회전자(120)의 외주면에 원호형상의 홈으로 구비되고, 상기 매입홈(121)의 끝단과 상기 노치부(122) 사이의 최소지점의 두께(F)는 고정자(110)의 반지름(B)과 1 대 0.005 내지 0.01의 비율로 형성되는 것이 바람직하다.More specifically, the notch portion 122 is provided as an arc-shaped groove on the outer circumferential surface of the rotor 120 in which the end of the recessed groove 121 is located, the end of the recessed groove 121 and the furnace The thickness (F) of the minimum point between the teeth 122 is preferably formed at a ratio of the radius (B) of the stator 110 to 0.005 to 0.01.

즉, 상기 회전자(120)의 중심부로부터 상기 노치부(122)의 원호의 중심축 및 상기 매입홈(121)의 끝단은 일직선 상에 위치되고, 상기 매입홈(121)의 끝단과 상기 노치부(122) 사이의 두께는 상기 고정자(110)의 반지름이 1일 경우 0.005 내지 0.01의 비율로 형성된다.That is, from the center of the rotor 120, the central axis of the arc of the notch portion 122 and the end of the recessed groove 121 are located in a straight line, and the end of the recessed groove 121 and the notched portion The thickness between 122 is formed in a ratio of 0.005 to 0.01 when the radius of the stator 110 is 1.

이때, 상기 두께가 소정의 비율보다 너무 크거나 너무 작을 경우 전동기의 토크리플이 효율적으로 감소되지 않아 진동 및 소음이 증가될 수 있다.At this time, if the thickness is too large or too small than a predetermined ratio, the torque ripple of the electric motor is not effectively reduced, and vibration and noise may be increased.

또한, 노치부(122)는 고정자(110)의 반지름과 소정의 비율을 갖는 원호형상의 홈(E)으로 형성될 수 있다.Further, the notch portion 122 may be formed of an arc-shaped groove E having a predetermined ratio with a radius of the stator 110.

보다 상세하게는, 상기 노치부(122)는 매입홈(121)의 끝단이 위치된 회전자(120)의 외주면에 원호형상으로 형성되고, 상기 원호(E)는 상기 고정자(110)의 반지름 1일 경우 0.04 내지 0.06의 비율로 형성된다.In more detail, the notch portion 122 is formed in an arc shape on the outer circumferential surface of the rotor 120 where the end of the recessed groove 121 is located, and the arc E is the radius of the stator 110 1 In one case, it is formed at a ratio of 0.04 to 0.06.

이때, 상기 원호(E)가 소정의 비율보다 너무 크거나 너무 작을 경우 전동기의 토크리플이 효율적으로 감소되지 않아 진동 및 소음이 증가될 수 있다.At this time, if the arc (E) is too large or too small than a predetermined ratio, the torque ripple of the electric motor is not effectively reduced, and vibration and noise may be increased.

또한, 본발명에 따른 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기(100)는 차량에 적용되거나 가전기기에 적용되는 것일 수 있다.Further, the notch structure electric motor 100 for reducing torque ripple according to the present invention may be applied to a vehicle or to a home appliance.

도 3을 참조하면, 회전자의 외주를 따라 형성된 노치부의 위치에 따라 토크리플의 값은 변화되므로, 최적의 코깅토크 값을 산출하고, 토크리플을 감소시키도록 노치부는 영구자석과 최인접거리의 회전자의 외주면에 형성된다.Referring to Figure 3, since the value of the torque ripple is changed according to the position of the notch formed along the outer periphery of the rotor, the optimum notch portion is calculated so as to calculate the optimum cogging torque value and reduce the torque ripple. It is formed on the outer peripheral surface of the rotor.

보다 상세하게는, 브이자형으로 배치된 매입홈과 대면되는 고정자의 티스부는 돌기와 돌기 사이의 공간으로 이루어진 돌기홈이 구비되고, 상기 돌기홈과 대면되는 상기 회전자의 외주면에 노치부가 형성된다.More specifically, the teeth portion of the stator facing the buried groove arranged in a V-shape is provided with a protrusion groove formed of a space between the protrusion and the protrusion, and a notch is formed on the outer peripheral surface of the rotor facing the protrusion groove.

즉, 상기 브이자형으로 배치된 매입홈 및 영구자석과 대면되는 상기 티스부의 돌기 사이의 6개의 돌기홈이 하나의 그룹으로 구성되고, 상기 회전자의 중심축을 기준으로 방사형으로 배치된다.That is, the six recessed grooves between the buried grooves arranged in the V-shape and the protrusions of the teeth portion facing the permanent magnet are constituted as one group, and are radially arranged based on the central axis of the rotor.

이때, 상기 회전자의 외주면은 상기 돌기홈의 위치와 대응되어 노치부가 형성될 수 있고, 상기 돌기홈 중 최외측에 위치된 돌기홈과 대면되는 위치에 구비된 노치부의 토크리플이 가장 낮은 수치를 나타낸다.At this time, the outer circumferential surface of the rotor may correspond to the position of the protrusion groove and a notch portion may be formed, and the torque ripple provided at the position facing the protrusion groove located at the outermost side of the protrusion groove has the lowest torque ripple. Shows.

따라서, 상기 노치부는 상기 매입홈의 끝단에 구비되어 토크리플을 감소시킬 수 있다.Accordingly, the notch portion may be provided at the end of the recess to reduce torque ripple.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustration only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be interpreted to be included in the scope of the present invention.

100: 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기
110: 고정자
111: 티스부
120: 회전자
121: 매입홈
122: 노치부
130: 코일
140: 영구자석100: motor with notched structure for reducing torque ripple
110: stator
111: Tisbu
120: rotor
121: purchase home
122: Notch
130: coil
140: permanent magnet

Claims (11)

환형으로 형성된 고정자;
상기 고정자에 코일이 권취되도록 중심부를 향해 다수의 돌기가 형성된 티스부;
상기 고정자의 내부에 위치되도록 원통형상으로 형성된 회전자;
상기 회전자의 측면에 구비된 매입홈에 인입하여 결합되고, 전력이 인가된 상기 코일과 반응하여 상기 회전자를 회전시키도록 구비된 영구자석; 및
상기 회전자의 회전 시 토크리플을 감소시키도록 상기 회전자의 외주면을 따라 형성된 다수의 노치부;를 포함하고,
상기 노치부는 상기 고정자의 반지름과 1대 0.04 내지 0.06의 비율을 갖는 원호형상의 홈으로 형성되고,
상기 매입홈은 두개의 매입홈이 브이자형상으로 한 그룹을 이루어 다수 배치되며,
상기 매입홈의 끝단과 상기 노치부 사이의 최소지점의 두께(F)는 고정자의 반지름(B)과 1 대 0.005 내지 0.01의 비율로 형성되어,
상기 노치부는, 상기 매입홈의 브이자형상의 끝단과 최인접되도록 상기 회전자의 외주면에 형성되고,
상기 노치부는, 상기 매입홈의 브이자형상의 끝단을 기준으로, 상기 매입홈의 브이자형상으로부터 이격되는 방향으로 치우쳐 형성됨으로써,
토크가 83 내지 90 Nm의 범위 내에서 폭 변동되어, 토크리플이 효율적으로 감소됨으로써 상기 회전자의 회전 시 진동 및 소음이 감소되는 것을 특징으로 하는 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기.An annular stator;
Teeth portion formed with a plurality of projections toward the center so that the coil is wound on the stator;
A rotor formed in a cylindrical shape to be located inside the stator;
A permanent magnet coupled to the recessed groove provided on the side of the rotor and provided to rotate the rotor in response to the coil to which power is applied; And
It includes; a plurality of notches formed along the outer circumferential surface of the rotor to reduce the torque ripple when the rotor rotates; includes,
The notch portion is formed as an arc-shaped groove having a ratio of the stator to a radius of 1 to 0.04 to 0.06,
The buying grooves are arranged in a plurality of two buying grooves in a V-shaped group,
The thickness (F) of the minimum point between the end of the recess and the notch is formed at a ratio of 0.005 to 0.01 with a radius (B) of the stator,
The notch portion is formed on the outer circumferential surface of the rotor so as to be closest to the V-shaped end of the recess.
The notch portion is formed by being biased in a direction away from the V-shape of the recess, based on the end of the V-shape of the recess.
The motor having a notch structure for reducing torque ripple, characterized in that vibration and noise during rotation of the rotor are reduced by the torque fluctuation being efficiently reduced by varying the torque within a range of 83 to 90 Nm. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 노치부는 상기 돌기와 돌기 사이 공간과 대면되도록, 상기 매입홈의 브이자형상의 끝단이 위치되는 상기 회전자의 외주면에 형성된 것을 특징으로 하는 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기.[3] The motor of claim 1, wherein the notch portion is formed on the outer circumferential surface of the rotor in which the V-shaped end of the recess is positioned so as to face the space between the protrusion and the protrusion. 제 3 항에 있어서, 상기 노치부는 최적의 코깅토크 값을 산출하도록 영구자석과 최인접거리의 상기 회전자의 외주면에 형성된 것을 특징으로 하는 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기.[4] The motor having a notch structure for reducing torque ripple according to claim 3, wherein the notch portion is formed on the outer circumferential surface of the permanent magnet and the closest distance to calculate the optimum cogging torque value. 제 4 항에 있어서, 상기 티스부에서 상기 회전자의 외주면과 대면되는 돌기의 끝단은 토크리플을 최소화하도록 양측면으로 돌출된 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기.[5] The motor having a notch structure for reducing torque ripple according to claim 4, wherein an end of the protrusion facing the outer circumferential surface of the rotor in the teeth portion is formed with protrusions protruding from both sides to minimize torque ripple. 제 5 항에 있어서, 상기 회전자는 상기 고정자의 내부에서 안정적인 회전을 수행하도록 상기 고정자와 상기 회전자의 반지름이 5 대 3의 비율로 제조되는 것을 특징으로 하는 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기.[6] The motor having a notch structure for reducing torque ripple according to claim 5, wherein the rotor is manufactured in a ratio of 5 to 3 between the stator and the rotor so as to perform stable rotation inside the stator. 제 6 항에 있어서, 브이자형상으로 구비된 상기 매입홈 및 상기 영구자석은 140도 내지 150도의 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기.The motor of claim 6, wherein the buried groove and the permanent magnet provided in a V-shape have an angle of 140 degrees to 150 degrees. 삭제delete 삭제delete 제 1항 및 제 3항 내지 제 7항 중 선택되는 어느 하나의 항에 의한 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기는 구동용으로 차량에 적용되는 것을 특징으로 하는 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기를 포함하는 차량.A motor with a notch structure for reducing torque ripple, characterized in that the motor with a notch structure for reducing torque ripple according to any one of claims 1 and 3 to 7 is applied to a vehicle for driving. Vehicle comprising a. 제 1항 및 제 3항 내지 제 7항 중 선택되는 어느 하나의 항에 의한 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기는 가전기기에 적용되는 것을 특징으로 하는 토크리플 감소를 위한 노치구조의 전동기를 포함하는 가전기기.
An electric motor having a notch structure for reducing torque ripple according to any one of claims 1 and 3 to 7, wherein the electric motor having a notch structure for reducing torque ripple is applied to a household appliance. Home appliances.
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