KR102287163B1 - 전동기 및 이를 구비한 압축기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전동기 및 이를 구비한 압축기에 관한 것이다. 본 발명의 전동기는, 스테이터코어 및 스테이터코일을 구비한 스테이터; 및 회전축을 구비하고, 상기 스테이터에 대해 회전가능하게 배치되는 로터;를 포함하고, 상기 스테이터코일은, 서로 위상차를 가지게 연결되는 주권선 및 보조권선을 구비하고, 상기 주권선은, 접속 및 분리 가능하게 복수 개로 분할되고, 상기 스테이터코일은, 상기 주권선을 접속 및 분리되게 절환하는 권선절환스위치를 더 구비하여 구성된다. 이에 의해, 저부하에서의 운전 효율을 제고시킬 수 있다.
Description
본 발명은 전동기 및 이를 구비한 압축기에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 전동기는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 장치이다.
이러한 전동기는 사용하는 전원에 따라 직류전동기 및 교류전동기로 구별된다.
상기 교류전동기는 구조가 간단하고 브러시 및 정류자와 같은 소모되는 기계부품을 구비하지 아니하고, 소형 경량화가 가능하여 널리 이용된다.
상기 교류전동기는 직류전동기에 비해 제어방법이 복잡하다고 하는 단점이 있다.
상기 교류전동기는 단상식 및 삼상식으로 구별되고, 회전자의 유형에 따라 유도전동기, 동기전동기 및 정류자전동기로 구별되기도 한다.
한편, 상기 유도전동기 중 출력이 상대적으로 작은 단상 유도전동기는, 구조가 간단하고 운전이 용이하며 가격이 저렴하다. 상기 단상유도전동기는 압축기용 모터로 많이 이용된다.
그런데 이러한 종래의 단상 유도 전동기에 있어서는 불규칙한 권선 구조, 콘덴선에 의한 불평형 자계, 및/또는 2차 저항에 의한 손실 및 슬립으로 효율이 저해되는 단점이 있다.
특히, 이러한 종래의 전동기(단상 유도 전동기)를 구비한 압축기에 있어서는, 실부하에서의 운전 효율 향상이 요구되고 있다.
일부 다른 전동기에 있어서는, 스위치 및 복수의 커패시터를 구비하여 기동, 저부하 및 고부하 시 다른 커패시터가 동작하도록 구성되어 있어, 구성이 복잡하고 비용이 추가되는 문제점이 있다.
또한, 다른 일부 전동기에 있어서는, 복수 개의 운전 콘덴서(커패시터) 및 상기 운전 콘덴서의 용량을 바꿔 줄 수 있는 전자스위치를 구비하도록 되어 있어, 회로 구성이 복잡하고 제조 비용이 증가하게 된다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은, 실부하에서의 운전 효율을 제고시킬 수 있는 전동기 및 이를 구비한 압축기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 커패시터의 추가 사용을 배제할 수 있는 전동기 및 이를 구비한 압축기를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 과부하에서의 효율 감소를 억제할 수 있는 전동기 및 이를 구비한 압축기를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 과부하 운전 시 코일의 권선수가 실부하 운전시 코일의 권선수보다 작아질 수 있는 전동기 및 이를 구비한 압축기를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 압축기의 케이스의 내부 밀폐 공간에서 주권선의 절환이 가능한 전동기 및 이를 구비한 압축기를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 과제의 해결을 위한 본 발명에 따른 전동기는, 스테이터코일의 주권선이 복수개로 형성되어 서로 접속 및 분리되는 것을 기술적 특징으로 한다.
구체적으로, 스테이터코일의 주권선을 복수 개로 분할하고 분할된 주권선이 접속 및 분리 가능하게 권선절환스위치로 연결되게 구성함으로써, 상대적으로 부하가 작은 저부하(실부하 포함)에서는 분할된 주권선을 접속시키고, 상기 저부하보다 큰 고부하(과부하 포함)에서는 분할된 주권선을 분리시킬 수 있다.
이에 의해, 저부하(실부하 포함)에서는 주권선의 턴수가 증가되어 효율이 제고될 수 있고, 고부하(과부하 포함)에서는 주권선의 턴수가 오히려 감소됨으로써 고부하(과부하 포함)에서의 효율이 개선될 수 있다.
상기 전동기는, 스테이터 및 로터를 구비하고, 상기 스테이터는, 스테이터코어 및 상기 스테이터코어에 권선되는 스테이터코일을 구비하고, 상기 로터는 회전축을 구비하여 상기 스테이터에 대해 회전 가능하게 배치되게 구성된다.
상기 전동기는, 스테이터코어 및 스테이터코일을 구비한 스테이터; 및 회전축을 구비하고, 상기 스테이터에 대해 회전가능하게 배치되는 로터;를 포함하고, 상기 스테이터코일은, 서로 위상차(전류 위상차)를 가지게 연결되는 주권선 및 보조권선을 구비하고, 상기 주권선은, 접속 및 분리 가능하게 복수 개로 분할되고, 상기 스테이터코일은, 상기 주권선을 접속 및 분리되게 절환하는 권선절환스위치를 더 구비하여 구성된다.
여기서, 상기 권선절환스위치는, 고정단자 및 바이메탈부재를 구비하는 가동단자를 구비하여 구성된다.
상기 권선절환스위치는 상기 로터의 정지시 상기 주권선이 직렬로 접속되고 상기 전동기의 출력이 미리 설정된 값(설정값)에 도달하면 상기 주권선의 일부만 운전될 수 있도록 직렬 접속된 상기 주권선이 분리(접속해제)될 수 있게 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 주권선은, 제1주권선 및 제2주권선을 구비하여 구성된다.
상기 제1주권선의 일 단부는 상기 권선절환스위치의 고정단자에 연결되고 상기 제2주권선의 일 단부는 상기 권선절환스위치의 가동단자에 연결되게 구성된다.
상기 권선절환스위치의 고정단자는, 상기 제1주권선이 연결되는 제1고정단자 및 중성선이 연결되는 제2고정단자를 구비하게 구성된다.
상기 권선절환스위치는, 상기 가동단자가 상기 제1고정단자와 접촉될 경우 상기 제1주권선 및 제2주권선이 서로 직렬 연결되는 제1모드 및 상기 가동단자가 상기 제2고정단자에 접촉될 경우 상기 제1주권선 및 상기 제2주권선의 직렬 접속이 해제되는 제2모드 간을 절환 가능하게 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1주권선 및 제2주권선은 단일의 주권선의 도체의 직경에 비해 작은 직경의 도체(와이어)로 형성되고,
상기 제1주권선의 턴수 및 제2주권선의 턴수의 합은 단일의 주권선의 턴수에 비해 크게 형성될 수 있다.
이에 의해, 상대적으로 작은 부하인 제1부하(실부하 포함)에서 상기 권선절환스위치가 상기 제1모드로 절환되므로 실제 운전되는 상기 주권선의 턴수가 증가되어 운전 효율이 개선(향상)될 수 있다.
또한, 상기 제1부하보다 큰 제2부하(과부하 포함)에서 상기 권선절환스위치가 상기 제2모드로 절환되어 상기 주권선의 실제 운전되는 턴수가 감소되어 상기 제2부하(과부하)에서의 운전 효율이 개선(향상)될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1주권선은 상기 주권선의 턴수(총턴수)의 75 내지 95%의 턴수를 구비하게 구성될 수 있다.
상기 주권선의 턴수(총턴수)는 상기 제1주권선의 턴수에 상기 제2주권선의 턴수를 합한 값(턴수)과 동일하다.
상기 제1주권선은 상기 주권선의 턴수의 85 내지 90%의 턴수를 구비하게 구성되는 것이 바람직할 수 있다.
상기 권선절환스위치는 상기 전동기의 출력(설정값)이 1700 내지 3100W에서 절환되게 구성될 수 있다.
상기 권선절환스위치는 상기 전동기의 출력(설정값)이 2000W 미만에서는 상기 제1주권선 및 제2주권선이 서로 직렬로 접속되는 제1모드로 절환되게 구성될 수 있다.
상기 권선절환스위치는 상기 전동기의 출력(설정값)이 2000 내지 3000W에서 상기 제1주권선 및 상기 제2주권선이 서로 분리되고 상기 제1주권선만 운전되는 제2모드로 절환되게 구성될 수 있다.
상기 권선절환스위치는 상기 전동기의 출력(설정값)이 2400 내지 2600W에서 상기 제2모드로 절환되게 구성되는 것이 바람직할 수 있다.
상기 권선절환스위치는 상기 전동기의 출력(설정값)이 2400W 미만에서 상기 제1주권선 및 제2주권선이 서로 직렬로 연결되는 제1모드로 절환되게 구성될 수 있다.
상기 권선절환스위치는 상기 전동기의 출력(설정값)이 2400 내지 2600W에서 상기 제1권선 및 제2주권선이 서로 분리되는 제2모드로 절환되게 구성될 수 있다.
상기 주권선 및 보조권선이 각각 1개로 구성되는 참고예 또는 비교예(이하, "비교예"로 표기함)에서 상기 주권선은 도체(코일)의 직경(선경)이 1.0mm이고 턴수가 162턴이고, 상기 보조권선이 도체(코일)의 직경(선경)이 1.15mm이고 턴수가 80턴일 때, 본 발명의 일 실시예의 주권선은 도체(코일)의 직경(선경)이 0.95mm이고 총턴수가 176턴이고, 보조권선은 도체(코일)의 직경이 1.10mm이고 턴수가 86턴으로 각각 구성될 수 있다.
이에 의해, 상기 제1부하(제1모드)에서 주권선은 제1주권선 및 제2주권선이 직렬로 접속되어 실제 운전되는 상기 주권선의 턴수가 176턴으로 증가되므로 운전 효율이 제고될 수 있다.
또한, 상기 제1주권선은 상기 주권선의 턴수(총턴수)의 70 내지 95% 범위를 가지게 형성되므로, 상기 제2부하(제2모드)에서 주권선은 제1주권선 및 제2주권선이 서로 분리되어 상기 제1주권선만 운전될 경우 실제 운전되는 상기 주권선의 턴수가 실질적으로 감소되어 상기 제2부하에서의 운전 효율이 제고될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1주권선은 132 내지 167 턴수를 구비하고, 상기 제2주권선은 9 내지 44턴수를 구비하게 구성될 수 있다.
여기서, 상기 제1주권선은 150 내지 159 턴수를 구비하고, 상기 제2주권선은 17 내지 26 턴수를 구비하여 구성되는 것이 더욱 바람직할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1주권선은 상기 주권선의 턴수의 85 내지 90%의 턴수를 구비하고,
상기 권선절환스위치는 상기 전동기의 출력(설정값)이 2400 내지 2800W에서 절환되게 구성될 수 있다.
여기서, 상기 제1주권선은 상기 주권선의 턴수의 90%의 턴수를 구비하고,
상기 권선절환스위치는 상기 전동기의 출력(설정값)이 2700 내지 2800W에서 절환되게 구성되는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 스테이터코일은 상기 보조권선에 연결되는 커패시터를 더 구비하여 구성될 수 있다.
이에 의해, 상기 보조권선이 상기 주권선에 비해 전기각으로 90도 빠른 위상차(입력 전류의 위상차)를 가질 수 있다.
상기 로터는, 상기 회전축에 결합되는 로터코어; 상기 로터코어에 축방향으로 결합되는 복수의 도체바; 및 상기 로터코어의 단부에 구비되고 상기 복수의 도체바를 통전 가능하게 연결하는 단락환;을 구비하여 유도기 로터로 구현될 수 있다.
이에 의해, 상기 로터는 미리 설정된 슬립(slip)을 가지고 회전될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 내부에 밀폐된 수용공간이 형성되는 케이스; 상기 케이스의 내부에 구비되고 냉매를 압축하는 압축부; 및 상기 케이스의 내부에 구비되고 상기 압축부에 구동력을 제공하는 상기 전동기;를 포함하는 압축기가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 압축부는, 서로 맞물려 상대 운동하면서 냉매를 압축하는 선회스크롤 및 비선회스크롤을 구비한 스크롤 압축기로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 권선절환스위치는 상기 케이스의 내부 밀폐된 수용공간의 내부에 배치되게 구성될 수 있다.
이에 의해, 상기 케이스의 외부에 상기 주권선의 절환을 위한 별도의 스위치 또는 회로가 구비되지 아니하여 구성이 간단하게 될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스테이터코일의 주권선을 복수 개로 분할하여 권선절환스위치에 의해 개폐되게 구성함으로써, 상대적으로 낮은 제1부하(실부하)에서의 운전 효율이 제고될 수 있다.
또한, 스테이터코일은 보조권선에 연결되는 커패시터를 제외하고 주권선의 절환에는 별도의 커패시터를 구비하지 아니함으로써 커패시터의 추가 사용이 배제될 수 있다.
또한, 상기 스테이터코일의 주권선은 로터의 정지 시 주권선이 직렬로 연결되어 주권선의 턴수가 증가되고, 상기 전동기의 출력이 미리 설정된 값에 도달하는 경우, 상기 주권선이 분리(접속해제)되어 운전되는 주권선의 턴수가 실질적으로 감소되게 함으로써, 상대적으로 부하량이 작은 제1부하(실부하 포함)에서 운전효율이 제고됨과 아울러, 상기 제1부하보다 큰 제2부하(과부하 포함)에서의 운전 효율이 제고될 수 있다.
이에 의해, 상기 제1부하(실부하 포함) 및 상기 제2부하(과부하 포함)에서의 운전효율이 모두 제고되어 상기 전동기의 운전효율이 전반적으로 제고될 수 있다.
또한, 내부에 밀폐 공간을 형성하는 압축기의 케이스의 내부에 권선절환스위치가 배치될 수 있게 구성함으로써, 상기 압축기의 케이스의 외부에 별도의 스위치 및 회로부를 구성할 필요가 없다.
이에 의해, 상기 압축기의 구성이 간단하고 제작이 용이하게 될 수 있다.
또한, 상기 주권선은 제1주권선 및 제2주권선을 구비하고, 상기 제1주권선은 상기 주권선의 총턴수의 75 내지 95%의 턴수를 구비하게 구성함으로써, 상기 제1부하(실부하 포함) 및 상기 제1부하보다 큰 제2부하(과부하 포함)에서의 효율이 모두 제고될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기를 구비한 압축기의 단면도,
도 2는 도 1의 전동기의 요부확대도,
도 3은 도 1의 전동기의 스테이터코일의 배선도,
도 4는 도 1의 권선절환스위치의 확대도,
도 5는 도 4의 권선절환스위치의 가동단자의 작용을 설명하기 위한 도면,
도 6은 도 3의 권선절환스위치의 작용을 설명하기 위한 도면,
도 7은 도 1의 전동기의 스테이터코일을 설명하기 위한 비교예의 배선도,
도 8은 도 7의 비교예의 스테이터코일의 구성을 도시한 도면,
도 9는 도 1의 전동기의 스테이터코일의 구성을 도시한 도면,
도 10은 도 1의 전동기의 스테이터코일의 주권선의 구체적인 구성을 도시한 도면,
도 11은 도 10의 전동기의 출력 및 효율을 도시한 도면,
도 12는 도 1의 스테이터코일의 주권선의 다른 실시예,
도 13은 도 12의 전동기의 출력 및 효율을 도시한 도면,
도 14는 도 1의 스테이터코일의 주권선의 또 다른 실시예,
도 15는 도 14의 전동기의 출력 및 효율을 도시한 도면,
도 16은 도 1의 스테이터코일의 또 다른 실시예,
도 17은 도 16의 전동기의 출력 및 효율을 도시한 도면,
도 18은 도 1의 스테이터코일의 주권선의 또 다른 실시예,
도 19는 도 18의 전동기의 출력 및 효율을 도시한 도면,
도 20은 도 1의 스테이터코일의 주권선의 또 다른 실시예,
도 21은 도 20의 전동기의 출력 및 효율을 도시한 도면,
도 22는 도 1의 스테이터코일의 주권선의 턴수 변화 및 효율 변화를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 전동기의 요부확대도,
도 3은 도 1의 전동기의 스테이터코일의 배선도,
도 4는 도 1의 권선절환스위치의 확대도,
도 5는 도 4의 권선절환스위치의 가동단자의 작용을 설명하기 위한 도면,
도 6은 도 3의 권선절환스위치의 작용을 설명하기 위한 도면,
도 7은 도 1의 전동기의 스테이터코일을 설명하기 위한 비교예의 배선도,
도 8은 도 7의 비교예의 스테이터코일의 구성을 도시한 도면,
도 9는 도 1의 전동기의 스테이터코일의 구성을 도시한 도면,
도 10은 도 1의 전동기의 스테이터코일의 주권선의 구체적인 구성을 도시한 도면,
도 11은 도 10의 전동기의 출력 및 효율을 도시한 도면,
도 12는 도 1의 스테이터코일의 주권선의 다른 실시예,
도 13은 도 12의 전동기의 출력 및 효율을 도시한 도면,
도 14는 도 1의 스테이터코일의 주권선의 또 다른 실시예,
도 15는 도 14의 전동기의 출력 및 효율을 도시한 도면,
도 16은 도 1의 스테이터코일의 또 다른 실시예,
도 17은 도 16의 전동기의 출력 및 효율을 도시한 도면,
도 18은 도 1의 스테이터코일의 주권선의 또 다른 실시예,
도 19는 도 18의 전동기의 출력 및 효율을 도시한 도면,
도 20은 도 1의 스테이터코일의 주권선의 또 다른 실시예,
도 21은 도 20의 전동기의 출력 및 효율을 도시한 도면,
도 22는 도 1의 스테이터코일의 주권선의 턴수 변화 및 효율 변화를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명한다. 본 명세서는, 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기를 구비한 압축기의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 전동기를 구비한 압축기는, 케이스(110), 압축부(200) 및 전동기(300)를 구비한다.
상기 케이스(110)의 내부에는 밀폐된 공간이 형성된다. 상기 케이스(110)의 내부에는, 예를 들면, 상기 케이스(110)의 내부 공간을 구획하는 고저압 분리판(115)이 구비될 수 있다. 상기 케이스(110)의 내부 공간 중 상기 고저압 분리판(115)의 상측에는 토출공간(117)이 형성되고, 상기 고저압 분리판(115)의 하측에는 흡입공간(119)이 형성될 수 있다.
상기 토출공간(117)은 압축된 냉매가 토출되므로 운전 시 상대적으로 압력이 높은 고압공간이 형성될 수 있다. 상기 흡입공간(119)은 상대적으로 압력이 낮은 냉매가 흡입되므로 운전 시 저압공간이 형성될 수 있다. 상기 케이스(110)의 내부(상기 흡입공간)의 저부 영역에는 오일이 저장될 수 있다.
상기 케이스(110)의 일 측에는 냉매가 흡입될 수 있게 흡입관(127)이 구비될 수 있다. 상기 흡입관(127)은 상기 흡입공간(119)과 연통되게 상기 케이스(110)에 연결될 수 있다. 상기 케이스(110)의 상부 일 측에는 냉매가 토출되는 토출관(125)이 구비될 수 있다. 상기 토출관(125)은 상기 토출공간(117)과 연통되게 연결될 수 있다.
상기 압축부(200)는, 예를 들면, 상호 맞물리게 결합되어 냉매의 압축실(S)을 형성하는 선회스크롤(210) 및 비선회스크롤(230)을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 선회스크롤(210)은, 예를 들면, 선회경판부(212) 및 상기 선회경판부(212)의 일 판면에 나선형으로 돌출형성되는 선회랩(214)을 구비할 수 있다.
상기 비선회스크롤(230)은, 예를 들면, 비선회경판부(232), 상기 비선회경판부(232)로부터 축방향으로 연장되게 형성되는 비선회측벽부(233) 및 상기 비선회측벽부(233)의 내측 상기 비선회경판부(232)의 판면에 나선형으로 형성되는 비선회랩(234)을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 압축실(S)은, 상기 선회경판부(212), 상기 선회랩(214), 상기 비선회경판부(232), 및 상기 비선회랩(234)에 의해 형성될 수 있다.
상기 비선회스크롤(230)에는 토출구(236)가 관통 형성된다. 상기 토출구(236)의 일 측에는 토출밸브(260)가 구비될 수 있다. 이에 의해 상기 토출구(236)가 선택적으로 개폐될 수 있다. 상기 비선회스크롤(230)의 일 측(도면상 상측)에는 배압실 조립체(250)가 구비될 수 있다.
상기 배압실 조립체(250)는, 예를 들면, 상기 비선회스크롤(230)의 비선회경판부(232)에 구비되는 배압플레이트(252) 및 상기 배압플레이트(252)에 결합되는 플로팅 플레이트(256)를 구비하여 구성될 수 있다. 상기 배압플레이트(252)와 상기 플로팅 플레이트(256) 사이에는 배압실(254)이 형성될 수 있다.
상기 배압실(254)은 제1배압구멍(238) 및 제2배압구멍(258)에 의해 상기 압축실(S)과 연통될 수 있다. 상기 제1배압구멍(238)은 상기 비선회스크롤(230)을 관통하여 형성될 수 있다. 상기 제2배압구멍(258)은 상기 배압플레이트(252)를 관통하여 형성될 수 있다. 이에 의해, 상기 비선회스크롤(230)은 상기 배압실(254)의 압력에 의해 축방향(도면상 하측방향)으로 가압되어 상기 선회스크롤(210)에 밀착됨으로써, 상기 선회스크롤(210)과 사이에 형성된 압축실(S)을 실링하여 냉매 누설을 억제할 수 있다.
상기 압축부(200)의 하측에는 상기 압축부(200)에 구동력을 제공하는 전동기(300)가 구비될 수 있다. 상기 전동기(300)는, 예를 들면, 스테이터(310) 및 상기 스테이터(310)에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터(400)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 스테이터(310)는, 예를 들면, 스테이터코어(320) 및 상기 스테이터코어(320)에 권선되는 스테이터코일(340)을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 로터(400)는, 예를 들면, 회전축(410) 및 상기 회전축(410)에 결합되는 로터코어(430)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 전동기(300)와 상기 압축부(200) 사이에는 메인프레임(150)이 구비될 수 있다. 상기 메인프레임(150)은 상기 케이스(110)의 내면에 고정 결합될 수 있다. 상기 메인프레임(150)의 상측에는 올담링(160)이 구비될 수 있다. 이에 의해, 상기 선회스크롤(210)의 자전이 방지될 수 있다. 상기 비선회스크롤(230)은, 예를 들면, 상기 메인프레임(150)에 상대 운동 가능하게 결합될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 비선회스크롤(230)은 상기 메인프레임(150)에 대해 축방향(도면상 상하방향)으로 상대 이동 가능하게 구성된 경우를 예시하고 있다.
상기 선회스크롤(210)에는 상기 회전축(410)이 결합될 수 있게 회전축결합부(216)가 형성될 수 있다. 이에 의해, 상기 회전축(410)의 회전력이 상기 선회스크롤(210)에 전달될 수 있다. 상기 회전축결합부(216)는 상기 선회스크롤(210)의 저부에 축방향으로 돌출되게 형성될 수 있다.
상기 회전축(410)은, 예를 들면, 상기 로터(400)의 양 측으로 돌출되게 형성될 수 있다. 상기 회전축(410)의 일 단부(도면상 상단부)는 상기 메인프레임(150)을 관통하여 상기 선회스크롤(210)(회전축결합부(216))에 결합될 수 있다. 상기 회전축(410)의 상단에는 일 측으로 편심되게 편심부(416)가 형성될 수 있다. 상기 편심부(416)는 상기 회전축결합부(216)에 결합될 수 있게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 선회스크롤(210)이 상기 회전축(410)을 중심으로 상기 비선회스크롤(230)에 대해 선회운동함으로써 상기 압축실(S)에서 냉매가 압축되어 토출될 수 있다. 상기 메인프레임(150)에는 상기 회전축(410)을 회전 가능하게 지지하는 메인베어링(155)이 구비될 수 있다. 상기 메인베어링(155)은, 예를 들면, 부시베어링으로 구현될 수 있다.
상기 회전축(410)의 타 단부(도면상 하단부)는 상기 로터코어(430)의 하측으로 연장될 수 있다. 상기 전동기(300)의 하측에는 서브프레임(170)이 구비될 수 있다. 상기 서브프레임(170)은 상기 케이스(110)에 고정 결합될 수 있다. 상기 서브프레임(170)은 상기 회전축(410)을 회전 가능하게 지지하는 서브베어링(175)을 구비할 수 있다. 상기 서브베어링(175)은, 예를 들면, 부시베어링으로 구현될 수 있다.
상기 회전축(410)에는 오일이 상향 이동될 수 있게 오일유로(412)가 형성될 수 있다. 상기 회전축(410)의 하단에는 회전 시 오일을 상측으로 이송시키는 오일이송부재(414)가 구비될 수 있다. 상기 케이스(110)의 내부에는 상기 오일이송부재(414)가 잠길 수 있는 높이로 오일이 주입될 수 있다. 상기 오일이송부재(414)에 의해 상측으로 이송된 오일은 상기 오일유로(412)를 따라 상기 회전축(410)의 상부영역으로 이동될 수 있다.
도 2는 도 1의 전동기의 요부확대도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터(310)는, 스테이터코어(320) 및 상기 스테이터코어(320)에 권선되는 스테이터코일(340)을 구비한다. 상기 스테이터코어(320)는 상기 케이스(110)의 내면에 고정 결합되게 구성될 수 있다. 상기 스테이터코어(320)는, 예를 들면, 복수의 전기강판(322)을 절연 적층하여 형성될 수 있다.
상기 스테이터코어(320)는 내부에 소정의 공극(air gap: G)을 두고 상기 로터(400)가 회전 가능하게 수용될 수 있게 로터수용공(324)이 형성될 수 있다. 상기 로터수용공(324)은 상기 스테이터코어(320)의 중앙에 축방향으로 관통형성될 수 있다. 상기 스테이터코어(320)는 상기 로터수용공(324)의 둘레에 교호적으로 형성되는 복수의 슬롯(326) 및 티스(328)를 구비할 수 있다. 상기 스테이터코일(340)은 상기 슬롯(326)을 경유하여 미리 설정된 패턴으로 권선된다.
상기 로터(400)는, 예를 들면, 회전축(410), 상기 회전축(410)에 결합되는 로터코어(430) 및 상기 로터코어(430)에 결합되는 복수의 도체바(438)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 로터코어(430)는, 예를 들면, 복수의 전기강판(432)을 절연 적층하여 형성될 수 있다. 상기 로터코어(430)에는 상기 회전축(410)이 결합될 수 있게 회전축공(434)이 구비된다. 상기 회전축공(434)은 상기 로터코어(430)의 중앙에 축방향으로 관통 형성될 수 있다. 상기 로터코어(430)에는 상기 복수의 도체바(438)가 삽입될 수 있게 복수의 도체바삽입부(436)가 구비될 수 있다. 상기 복수의 도체바삽입부(436)는, 예를 들면, 상기 로터코어(430)를 축방향으로 관통되게 각각 형성될 수 있다. 상기 복수의 도체바삽입부(436)는 상기 로터코어(430)의 외주에 근접하게 배치될 수 있다. 상기 복수의 도체바삽입부(436)는 상기 로터코어(430)의 원주방향을 따라 이격되게 배치될 수 있다.
상기 로터코어(430)에는 상기 복수의 도체바(438)를 통전 가능하게 연결하는 단락환(440)이 구비될 수 있다. 상기 각 단락환(440)은 원형 고리 형상으로 각각 형성될 수 있다. 이에 의해, 상기 복수의 도체바(438)의 단부가 서로 통전 가능하게 연결될 수 있다. 상기 단락환(440)은 상기 로터코어(430)의 양 단부에 각각 구비될 수 있다.
상기 단락환(440)은 상기 복수의 도체바(438)와 동일한 재질로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 예를 들면, 상기 복수의 도체바(438) 및 단락환(440)은 알루미늄부재를 다이캐스팅하여 형성될 수 있다. 상기 로터코어(430)에는 밸런스웨이트(445)가 구비될 수 있다. 상기 밸런스웨이트(445)는, 예를 들면, 상기 로터코어(430)의 축방향을 따라 상기 단락환(440)의 외측에 결합될 수 있다. 상기 밸런스웨이트(445)는, 예를 들면, 도면상 상기 로터코어(430)의 상측에 배치될 수 있다.
도 3은 도 1의 전동기의 스테이터코일의 배선도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터코일(340)은, 주권선(350) 및 보조권선(360)을 구비한다.
상기 스테이터코일(340)은 전력을 공급받을 수 있게 전원 또는 전원공급부(380)(이하, 전원공급부(380)로 표기함)에 연결될 수 있다.
상기 주권선(350)과 상기 보조권선(360)은 서로 병렬로 전원공급부(380)에 연결될 수 있다.
상기 스테이터코일(340)은 상기 보조권선(360)에 직렬로 연결되는 커패시터(370)를 더 구비하여 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 스테이터코일(340)의 전원(전류) 인가 시 상기 보조권선(360)은 상기 주권선(350)에 비해 전기각으로 90도 빠른 위상(위상차)을 가지게 된다.
한편, 상기 스테이터코일(340)의 주권선(350)은 서로 접속 및 분리 가능하게 복수 개로 분할되게 구성될 수 있다.
상기 스테이터코일(340)은, 복수 개로 분할되어 구성된 상기 주권선(350)을 접속 및 분리시키는 권선절환스위치(450)를 구비하여 구성될 수 있다.
이에 의해, 상기 복수의 주권선(350)이 모두 직렬연결되는 경우 상기 주권선(350)의 운전되는 턴수(turns)가 증가될 수 있고, 상기 복수의 주권선(350)이 분리되는 경우 상기 주권선(350)의 일부만이 운전되어 상기 주권선(350)의 실제(운전되는) 턴수가 감소될 수 있다.
상기 권선절환스위치(450)는, 예를 들면, 상기 전동기(300)의 출력이 미리 설정된 값(예를 들면, 2500W)에 도달하기 전까지는 상기 주권선(350)을 직렬로 연결할 수 있게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 주권선(350)의 턴수가 증가될 수 있다.
상기 권선절환스위치(450)는, 예를 들면, 상기 전동기(300)의 출력이 미리 설정된 값(예를 들면, 2500W)에 도달하면 상기 주권선(350)의 접속이 분리되어 상기 주권선(350)의 일부만 운전될 수 있게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 주권선(350)은 일부만 운전되므로 실제 운전되는 주권선(350)의 턴수는 감소될 수 있다.
참고로, 단상 유도 전동기는 실부하(예를 들면 1700W) 시 턴수가 증가되면 운전 효율이 증가되고, 과부하(예를 들면 3000W) 운전 시 턴수가 감소되면 운전 효율이 증가되는 특성을 가진다.
본 실시예의 전동기를 구비한 압축기는, 에어컨의 실외기에 구비될 수 있고, 상기 에어컨의 실외기에서 상기 실부하 및 과부하의 예를 들면, 실외온도 30℃에서 실부하 운전되고, 실외온도 40℃에서 과부하 운전되게 구성될 수 있다.
여기서, 상기 실부하는, 예를 들면, 상기 전동기(300)의 출력이 1700W이하인 경우를 의미할 수 있다. 또한, 상기 과부하는, 예를 들면, 상기 전동기(300)의 출력이 3000W 이상인 경우를 의미할 수 있다.
본 실시예의 전동기(300)는 실부하 운전 및 과부하 운전이 모두 가능하게 구성될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 전동기(300)의 출력의 미리 설정된 값(출력)은, 예를 들면, 2500W일 수 있다.
본 실시예의 전동기(300)의 권선절환스위치(450)는 상기 전동기(300)의 출력이 상기 실부하를 초과하여 상기 과부하에 접근할 경우, 예를 들면 상기 전동기(300)의 출력이 2500W 내외에서, 상기 제2모드로 절환되게 구성될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 상기 권선절환스위치(450)는 상기 전동기(300)의 출력이 미리 설정된 값(예를 들면, 2500W)에 도달하기 전까지 상기 주권선(350)이 모두 연결(제1모드)되게 함으로써, 상대적으로 부하량이 작은 제1부하(예를 들면 2500W 미만) 운전 시 상기 주권선(350)의 실제 턴수를 증가시켜 운전 효율이 제고될 수 있다.
또한, 상기 제1부하에 비해 큰 제2부하(예를 들면 2500W 이상) 운전 시 상기 주권선(350)의 접속이 해제(제2모드)되게 함으로써, 상기 제2부하(과부하) 운전 시 주권선(350)의 턴수 증가에 기인한 운전 효율 저하 발생을 억제할 수 있다. 이에 의해, 상기 제2부하 운전 시 운전 효율이 제고될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 주권선(350)은, 예를 들면, 제1주권선(351) 및 제2주권선(352)을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 제1주권선(351) 및 제2주권선(352)은 서로 다른 턴수를 각각 구비하게 구성될 수 있다.
상기 제1주권선(351) 및 제2주권선(352)은 상기 권선절환스위치(450)에 의해 접속 및 분리 가능하게 연결될 수 있다.
상기 권선절환스위치(450)는, 상기 제1주권선(351) 및 제2주권선(352)이 서로 직렬로 연결(접속)되는 제1모드 및 상기 제1주권선(351) 및 제2주권선(352)이 서로 분리되는 제2모드간을 절환 가능하게 구성될 수 있다.
상기 주권선(350)은 상기 권선절환스위치(450)에 의해 상기 제1모드 또는 제2모드로 운전 가능하게 구성될 수 있다.
상기 권선절환스위치(450)는 상기 스테이터코어(320)에 각각 권선되는 제1주권선(351)의 일 단부 및 상기 제2주권선(352)의 일 단부에 각각 연결되고, 상기 케이스(110)의 내부에 배치될 수 있다.
본 실시예의 전동기(300)는 상기 권선절환스위치(450)가 상기 케이스(110)의 내부에 배치됨으로써, 상기 주권선(350)의 절환을 위해 상기 케이스(110)의 외부에 별도의 회로 및 스위치가 구비되지 아니하므로 구성이 단순하고 제작이 용이하게 될 수 있다.
도 4는 도 1의 권선절환스위치의 확대도이고, 도 5는 도 4의 권선절환스위치의 작용을 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 도 3의 권선절환스위치의 작용을 설명하기 위한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 권선절환스위치(450)는, 내부에 수용 공간을 형성하는 튜브(451), 상기 튜브(451)의 내부에 배치되는 고정단자(460) 및 상기 고정단자(460)에 접촉 및 분리 가능하게 배치되는 가동단자(470)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 튜브(451)는, 예를 들면, 일 단부가 개방된 통 형상으로 구현될 수 있다. 상기 튜브(451)의 내부는 예를 들면 진공으로 구현될 수 있다. 상기 튜브(451)의 일 단부에는 상기 튜브(451)의 내외를 기밀적으로 차단하는 밀봉부(453)가 형성될 수 있다.
상기 고정단자(460)는 상기 튜브(451)의 내부 일 측에 배치되는 제1고정단자(461) 및 상기 제1고정단자(461)로부터 이격되게 배치되는 제2고정단자(462)를 구비할 수 있다.
본 실시예의 전동기(300)의 상기 권선절환스위치(450)는, 상기 제1고정단자(461), 상기 제2고정단자(462) 및 상기 가동단자(470)를 구비한 소위 3점 스위치로 구현될 수 있다.
상기 제1고정단자(461)는, 제1고정접점(461a) 및 상기 제1고정접점(461a)에 통전 가능하게 연결되는 제1도체(461b)를 구비하여 구성될 수 있다. 상기 제1도체(461b)는 상기 밀봉부(453)를 통과하여 상기 튜브(451)의 길이방향을 따라 연장되게 배치될 수 있다. 상기 제1도체(461b)의 단부 중 상기 튜브(451)의 내측에 배치되는 단부에는 상기 제1고정접점(461a)이 구비될 수 있다. 상기 제1고정접점(461a)은 상기 튜브(451)의 내면으로부터 미리 설정된 거리 이격되게 배치될 수 있다. 상기 제1고정접점(461a)은 상기 튜브(451)의 중심측(내측)으로 돌출되게 상기 제1도체(461b)의 단부에 배치될 수 있다.
상기 제2고정단자(462)는, 제2고정접점(462a) 및 상기 제2고정접점(462a)에 통전가능하게 연결되는 제2도체(462b)를 구비하여 구성될 수 있다. 상기 제2도체(462b)는 상기 튜브(451)의 길이방향을 따라 일정 구간 연장되게 배치되고 상기 튜브(451)의 측면부를 통과하여 외부로 연장되게 구성될 수 있다. 상기 튜브(451)의 내부에 배치된 상기 제2도체(462b)의 단부에는 상기 제2고정접점(462a)이 구비될 수 있다. 상기 제2고정접점(462a)은 상기 튜브(451)의 내면으로부터 미리 설정된 거리 이격되게 배치될 수 있다. 상기 제2고정접점(462a)은 상기 튜브(451)의 중심측(내측)으로 돌출되게 상기 제2도체(462b)의 단부에 배치될 수 있다.
상기 가동단자(470)는, 가동접점(470a) 및 상기 가동접점(470a)에 통전가능하게 연결되고 통전 시 탄성변형 가능한 바이메탈부재(470b)를 구비하여 구성될 수 있다. 상기 가동접점(470a)은, 예를 들면, 상기 바이메탈부재(470b)의 양 측으로 각각 돌출되게 구성될 수 있다.
상기 바이메탈부재(470b)는, 주지된 바와 같이, 열팽창계수가 다른 2개의 긴 판상의 제1금속부재(470b1) 및 제2금속부재(470b2)를 상호 접합하여 형성될 수 있다. 상기 제1금속부재(470b1) 및 제2금속부재(470b2) 사이에는 접합층(470b3)이 형성될 수 있다. 상기 바이메탈부재(470b)의 상기 제1금속부재(470b1) 및 제2금속부재(470b2)는 통전에 의한 온도 상승 시 휨이 발생될 수 있게 얇은 두께를 각각 구비할 수 있다. 상기 바이메탈부재(470b)는 상기 밀봉부(453)를 통과하여 상기 튜브(451)의 길이방향을 따라 연장되게 형성될 수 있다. 상기 바이메탈부재(470b)는 상기 제1도체(461b)와 미리 설정된 거리 이격되게 배치될 수 있다.
상기 바이메탈부재(470b)는, 예를 들면, 전원 공급 중지 시 상기 제1금속부재(470b1)측으로 휘어지고, 전원 공급에 의한 온도 상승 시 상기 제2금속부재(470b2)측으로 휘어지게 구성될 수 있다.
상기 바이메탈부재(470b)는, 전원공급 중지 시, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 가동접점(470a)이 상기 제1고정접점(461a)에 접촉되게 구성될 수 있다.
상기 바이메탈부재(470b)는 상기 전동기(300)의 출력이 미리 설정된 값(예를 들면 2500W)에 도달될 수 있는 전류 공급 시, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 가동접점(470a)이 상기 제1고정접점(461a)으로부터 분리되어 상기 제2고정접점(462a)에 접촉될 수 있게 구성될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 운전이 개시되어 상기 스테이터코일(340)에 전원이 인가되면 상기 로터(400)는 상기 스테이터(310)와 상호 작용하여 상기 회전축(410)을 중심으로 회전될 수 있다.
상기 전동기(300)의 출력이 미리 설정된 값(2500W)에 도달하면 상기 권선절환스위치(450)의 가동단자(470)는 상기 바이메탈부재(470b)의 열팽창에 의해, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제2고정접점(462a)측으로 탄성변형되어 상기 제2고정단자(462)와 접촉될 수 있다.
이에 의해, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제2주권선(352)은 상기 제1주권선(351)으로부터 분리됨으로써, 상기 스테이터코일(340)은 상기 제1주권선(351), 상기 커패시터(370) 및 상기 보조권선(360)을 포함하는 전기 회로를 구성하게 될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 상기 제2부하(제2모드) 운전 시 상기 주권선(350)의 실제 운전되는 턴수가 감소됨으로써, 상기 제2부하에서의 운전 효율이 제고될 수 있다.
도 7은 도 1의 전동기의 스테이터코일을 설명하기 위한 비교예의 배선도이고, 도 8은 도 7의 비교예의 스테이터코일의 구성을 도시한 도면이다. 주지된 바와 같이, 전동기(300)는 연결되는 기계에서 요구되는 동력의 크기에 대응되는 용량(정격용량)을 구비하게 구성된다.
본 발명의 전동기(300)의 구성 및 특징을 보다 명확하게 설명하기 위해 도 7 및 도 8을 참조하여 전동기의 비교예의 구성에 대해 구체적으로 설명한다.
상기 비교예의 전동기는, 도 7에 도시된 바와 같이, 전원공급부(397)에 서로 병렬로 연결되는 주권선(391) 및 보조권선(393)을 구비하고, 상기 보조권선(393)에 직렬로 연결되는 커패시터(395)를 구비한 스테이터코일(390)을 포함하는 단상 유도 전동기로 구현될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 비교예의 전동기의 주권선(391)은, 예를 들면, 와이어의 선경이 1mm이고, 턴수가 162 턴으로 구성될 수 있다. 상기 비교예의 전동기의 보조권선(393)은, 예를 들면, 와이어의 선경이 1.15mm이고 턴수는 80턴으로 구성될 수 있다.
도 9는 도 1의 전동기의 스테이터코일의 구성을 도시한 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 전동기(300)의 스테이터코일(340)은, 상기 스테이터코어(320)의 슬롯(326) 및 티스(328)의 변경없이 주권선(350)의 턴수 및 보조권선(360)의 턴수가 상기 비교예의 전동기의 스테이터코일(390)의 주권선(391)의 턴수 및 보조권선(393)의 턴수에 비해 각각 증가되게 구성될 수 있다.
이에 의해, 본 실시예의 전동기(300)는 스테이터코일(340)의 주권선(350) 및 보조권선(360)의 각 총턴수가 상기 비교예의 전동기의 스테이터코일(390)의 주권선(391) 및 보조권선(393)의 각 총 턴수에 비해 증가되게 구성됨으로써, 제1부하(실부하 포함) 운전 시 운전효율이 제고될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 실시예의 스테이터코일(340)은, 예를 들면, 주권선(350)은 와이어의 선경이 0.95mm로 상기 비교예의 주권선(391)의 와이어의 선경 1.0mm에 비해 0.05mm 감소되게 구성될 수 있다.
또한, 본 실시예의 스테이터코일(340)의 주권선(350)은 총턴수가 176 턴으로, 상기 비교예의 스테이터코일(390)의 주권선(391)의 162턴에 비해 14턴이 증가되게 구성될 수 있다.
본 실시예의 스테이터코일(340)은, 예를 들면, 보조권선(360)은 와이어의 선경이 1.10mm로서 상기 비교예의 스테이터코일(390)의 보조권선(393)의 와이어의 선경 1.15mm에 비해 0.05mm 감소되게 구성될 수 있다.
또한, 본 실시예의 스테이터코일(340)의 보조권선(360)은 턴수가 86턴으로 상기 비교예의 스테이터코일(390)의 보조권선(393)의 80턴에 비해 6턴이 증가되게 구성될 수 있다.
한편, 본 실시예의 전동기(300)의 스테이터코일(340)의 제1주권선(351)은 상기 주권선(350)의 턴수의 75 내지 95%의 턴수를 구비하게 구성될 수 있다.
본 실시예의 전동기(300)의 스테이터코일(340)의 제1주권선(351)은 상기 주권선(350)의 턴수의 85 내지 90%의 턴수를 구비하게 구성되는 것이 더욱 바람직할 수 있다.
상기 제1주권선(351)은, 예를 들면, 132 내지 167 턴수를 구비하고, 상기 제2주권선(352)은 9 내지 44턴수를 구비하게 구성될 수 있다.
상기 제1주권선(351)은 150 내지 159 턴수를 구비하고, 상기 제2주권선(352)은 17 내지 26 턴수를 구비하게 구성되는 것이 더욱 바람직할 수 있다.
상기 권선절환스위치(450)는 상기 전동기(300)의 효율을 우선적으로 고려할 경우, 상기 전동기(300)의 출력(설정값)이 2000 내지 3000W에서 절환되게 구성될 수 있다.
상기 권선절환스위치(450)는 상기 전동기(300)의 효율을 우선적으로 고려할 경우, 상기 전동기(300)의 출력(설정값)이 2400 내지 2600W에서 절환되게 구성되는 것이 더욱 바람직할 수 있다.
상기 제1주권선(351)은 상기 주권선(350)의 턴수의 85 내지 90%의 턴수를 구비하고, 상기 권선절환스위치(450)는 상기 전동기(300)의 출력(설정값)이 2400 내지 2600W에서 절환되게 구성될 수 있다.
상기 제1주권선(351)은 상기 주권선(350)의 턴수의 90%의 턴수를 구비하고, 상기 권선절환스위치(450)는 상기 전동기(300)의 출력(설정값)이 2700 내지 2800W에서 절환되게 구성되는 것이 더욱 바람직할 수 있다.
이하 도 10 내지 도 22를 참조하여 본 발명의 각 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 10은 도 1의 전동기의 스테이터코일의 주권선의 구체적인 구성을 도시한 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 전동기(300)의 스테이터코일(340)의 주권선(350)은 제1주권선(351) 및 제2주권선(352)을 구비하여 구성된다.
상기 제1주권선(351)은, 예를 들면, 도체(와이어)의 선경은 0.95mm 이고, 턴수(N1)는 159 턴으로 구성될 수 있다.
상기 제2주권선(352)은 도체(와이어)의 선경은 0.95mm 이고, 턴수(N2)는 17 턴으로 구성될 수 있다.
상기 주권선(350)은 총턴수가 176턴으로 구성될 수 있다.
상기 제1주권선(351)은, 예를 들면, 상기 주권선(350)의 턴수(총턴수)의 90%의 턴수(N1)로 형성될 수 있다.
상기 제1주권선(351)의 상기 주권선(350)의 총턴수에 대한 비는 0.903일 수 있다.
본 실시예의 전동기(300)의 권선절환스위치(450)는, 예를 들면, 상기 전동기(300)의 출력이 2400 내지 2800W에서 상기 주권선(350)이 제1모드에서 제2모드로 절환되게 구성될 수 있다.
본 실시예의 권선절환스위치(450)는, 예를 들면, 상기 전동기(300)의 출력이 2400 내지 2800W 에서 상기 제2주권선(352)이 상기 제1주권선(351)으로부터 분리되게 구성될 수 있다.
도 11은 도 10의 전동기의 출력 및 효율을 도시한 도면이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 전동기(300)의 스테이터코일(340)은 상기 제1모드 운전 시 상기 주권선(350)의 턴수는 176턴 이므로 제1부하(실부하 포함) 운전 시 효율이 제고될 수 있다.
또한, 상기 제2모드 운전 시 상기 제1주권선(351)만 운전되므로, 상기 주권선(350)의 실제 턴수는 상기 제1주권선(351)의 턴수(N1)인 152턴이 되고, 상기 비교예의 전동기의 스테이터코일(390)의 주권선(391)의 턴수인 160턴 보다 작아지므로 제2부하(과부하 포함) 운전 시 운전 효율이 제고될 수 있다.
다시 도 11을 참조하면, 본 실시예의 전동기(300)는, 상기 제1모드 운전(2750W 내외, 실부하 포함) 시 상기 비교예의 전동기에 비해 운전 효율이 향상될 수 있다.
본 실시예의 전동기(300)는, 상기 제2모드 운전(2750W 내외, 과부하 포함) 시 상기 비교예의 전동기와 거의 동일한 수준의 운전효율을 유지할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 실시예의 권선절환스위치(450)는, 예를 들면, 상기 전동기(300)의 출력이 2750W 내외(예를 들면, 2700 내지 2800W)에서 상기 제2주권선(352)이 상기 제1주권선(351)으로부터 분리되게 구성될 수 있다.
한편, 본 실시예에서, 상기 전동기(300)의 운전 효율, 상기 권선절환스위치(450)의 절환회수 및 신뢰성을 종합적으로 고려할 경우, 상기 권선절환스위치(450)는 상기 전동기(300)의 출력이 2500W에서 상기 제1모드에서 상기 제2모드로 절환되게 구성될 수 있다.
도 12는 도 1의 스테이터코일의 주권선의 다른 실시예이고, 도 13은 도 12의 전동기의 출력 및 효율을 도시한 도면이다. 본 실시예의 전동기(300)의 스테이터코일(340)은 주권선(350), 보조권선(360), 커패시터(370) 및 권선절환스위치(450)를 구비한다.
상기 주권선(350)은, 제1주권선(351) 및 제2주권선(352)을 구비한다.
상기 제1주권선(351)은 상기 권선절환스위치(450)를 개재하여 상기 제2주권선(352)과 연결된다.
한편, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 제1주권선(351)은 도체(와이어)의 선경은 0.95mm 이고, 턴수((N1a)는, 예를 들면, 124 턴으로 구성될 수 있다.
상기 제2주권선(352)은 도체의 선경은 0.95mm이고, 턴수(N2a)는 52 턴으로 구성될 수 있다.
본 실시예의 주권선(350)의 턴수(총턴수)는 176 턴으로 동일하다.
상기 주권선(350)의 총턴수에 대한 상기 제1주권선(351)의 비는 0.704 일 수 있다.
상기 제1주권선(351)은 상기 주권선(350)의 총턴수의 70%의 턴수((N1a)로 구성될 수 있다.
도 13을 참조하면, 본 실시예의 전동기(300)는 실부하(예를 들면 1700W 이하)에서, 상기 제1모드로 운전 시, 상기 비교예의 전동기에 비해 효율이 상승될 수 있다.
본 실시예의 전동기(300)는 상기 실부하를 초과하면 상기 제1모드 및 상기 제2모드 각각 운전할 경우, 상기 비교예의 전동기에 비해 운전 효율이 각각 저하될 수 있다.
본 실시예의 전동기(300)는 대략 전동기(300)의 출력이 2300W 내외에서 상기 제1모드 운전에 비해 상기 제2모드 운전 시 운전 효율이 상승됨을 알 수 있다.
본 실시예에서, 실부하 운전 시 운전 효율을 최우선적으로 고려할 경우, 상기 권선절환스위치(450)는 상기 1700W에서 제1모드에서 제2모드로 절환되게 구성될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 전동기(300)의 운전 효율, 상기 권선절환스위치(450)의 절환회수 및 신뢰성을 종합적으로 고려할 경우, 상기 권선절환스위치(450)는 상기 전동기(300)의 출력이 2500W에서 상기 제1모드에서 상기 제2모드로 절환되게 구성될 수도 있다.
도 14는 도 1의 스테이터코일의 주권선의 또 다른 실시예이고, 도 15는 도 14의 전동기의 출력 및 효율을 도시한 도면이다. 전술한 바와 같이, 본 실시예의 전동기(300)의 스테이터코일(340)은, 주권선(350), 보조권선(360), 커패시터(370) 및 권선절환스위치(450)를 구비한다.
상기 주권선(350)은, 제1주권선(351) 및 제2주권선(352)을 구비한다.
상기 제1주권선(351) 및 제2주권선(352)은 상기 권선절환스위치(450)를 개재하여 결합된다.
상기 주권선(350)은, 도체의 선경이 0.95mm 이고, 총턴수는 176턴으로 구성될 수 있다.
한편, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 제1주권선(351)은 도체(와이어)의 선경은 0.95mm이고, 턴수(N1b)는, 예를 들면, 132 턴으로 구성될 수 있다.
상기 제2주권선(352)은, 도체(와이어)의 선경은 0.95mm이고, 턴수(N2b)는 44턴으로 구성될 수 있다.
상기 제1주권선(351)은 상기 주권선(350)의 총턴수의 75%의 턴수(N1b)를 구비하게 구성될 수 있다.
상기 주권선(350)의 총턴수에 대한 상기 제1주권선(351)의 비는 0.75일 수 있다.
도 15를 참조하면, 본 실시예의 전동기(300)는 출력이 2000W 이하에서 상기 제1모드 운전 시 상기 비교예의 전동기에 비해 운전 효율이 상승될 수 있다.
본 실시예의 전동기(300)는 출력이 2400W 부근에서 상기 제2모드 운전 시 효율이 상기 제1모드 운전 시 효율을 상회할 수 있다.
본 실시예에서, 운전 효율을 최우선적으로 고려할 경우, 상기 권선절환스위치(450)는 상기 2400W에서 제1모드에서 제2모드로 절환되게 구성될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 전동기(300)의 운전 효율, 상기 권선절환스위치(450)의 절환회수 및 신뢰성을 종합적으로 고려할 경우, 상기 권선절환스위치(450)는 상기 전동기(300)의 출력이 2500W에서 상기 제1모드에서 상기 제2모드로 절환되게 구성될 수도 있다.
도 16은 도 1의 스테이터코일의 주권선의 또 다른 실시예이고, 도 17은 도 16의 전동기의 출력 및 효율을 도시한 도면이다. 전술한 바와 같이, 본 실시예의 전동기(300)의 스테이터코일(340)은, 주권선(350), 보조권선(360), 커패시터(370) 및 권선절환스위치(450)를 구비한다.
상기 주권선(350)은, 제1주권선(351) 및 제2주권선(352)을 구비한다.
상기 제1주권선(351) 및 제2주권선(352)은 상기 권선절환스위치(450)를 개재하여 결합된다.
상기 주권선(350)은, 도체의 선경이 0.95mm 이고, 총턴수는 176턴으로 구성될 수 있다.
한편, 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 제1주권선(351)은 도체(와이어)의 선경은 0.95mm이고, 턴수(N1c)는, 예를 들면, 141 턴으로 구성될 수 있다.
상기 제2주권선(352)은, 도체(와이어)의 선경은 0.95mm이고, 턴수(N2c)는 35턴으로 구성될 수 있다.
상기 제1주권선(351)은 상기 주권선(350)의 총턴수의 80%의 턴수(N1c)를 구비하게 구성될 수 있다.
상기 주권선(350)의 총턴수에 대한 상기 제1주권선(351)의 비는 0.801일 수 있다.
도 17를 참조하면, 본 실시예의 전동기(300)는 출력이 2200W 이하에서 상기 제1모드 운전 시 상기 비교예의 전동기에 비해 운전 효율이 상승될 수 있다.
본 실시예의 전동기(300)는 출력이 2400W 내지 2500W에서 상기 제2모드 운전 시 효율이 상기 제1모드 운전 시 효율을 상회할 수 있다.
본 실시예에서, 운전 효율을 최우선적으로 고려할 경우, 상기 전동기의 출력이 2400W 내지 2500W에서 상기 권선절환스위치(450)는 상기 제1모드에서 상기 제2모드로 절환되게 구성될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 전동기(300)의 운전 효율, 상기 권선절환스위치(450)의 절환회수 및 신뢰성을 종합적으로 고려할 경우, 상기 권선절환스위치(450)는 상기 전동기(300)의 출력이 2500W에서 상기 제1모드에서 상기 제2모드로 절환되게 구성될 수도 있다.
도 18은 도 1의 스테이터코일의 주권선의 또 다른 실시예이고, 도 19는 도 18의 전동기의 출력 및 효율을 도시한 도면이다. 전술한 바와 같이, 본 실시예의 전동기(300)의 스테이터코일(340)은, 주권선(350), 보조권선(360), 커패시터(370) 및 권선절환스위치(450)를 구비한다.
상기 주권선(350)은, 제1주권선(351) 및 제2주권선(352)을 구비한다.
상기 제1주권선(351) 및 제2주권선(352)은 상기 권선절환스위치(450)를 개재하여 결합된다.
상기 주권선(350)은, 도체의 선경이 0.95mm 이고, 총턴수는 176턴으로 구성될 수 있다.
한편, 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 제1주권선(351)은 도체(와이어)의 선경은 0.95mm이고, 턴수(N1d)는 150 턴으로 구성될 수 있다.
상기 제2주권선(352)은, 도체(와이어)의 선경은 0.95mm이고, 턴수(N2d)는 26턴으로 구성될 수 있다.
상기 제1주권선(351)은 상기 주권선(350)의 총턴수의 85%의 턴수(N1d)를 구비하게 구성될 수 있다.
상기 주권선(350)의 총턴수에 대한 상기 제1주권선(351)의 비는 0.852일 수 있다.
도 19를 참조하면, 본 실시예의 전동기(300)는 출력이 2600W 내외(2550 내지 2650W)에서 상기 제1모드 운전 시 상기 비교예의 전동기에 비해 운전 효율이 상승될 수 있다.
본 실시예의 전동기(300)는 출력이 2600W 내외(2550 내지 2650W)에서 상기 제2모드 운전 시 효율이 상기 제1모드 운전 시 효율을 상회할 수 있다.
본 실시예에서, 운전효율을 최우선적으로 고려할 경우, 상기 권선절환스위치(450)는 상기 전동기의 출력이 2600W 내외(2550 내지 2650W)에서 상기 제1모드에서 상기 제2모드로 절환되게 구성될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 전동기(300)의 운전 효율, 상기 권선절환스위치(450)의 절환회수 및 신뢰성을 종합적으로 고려할 경우, 상기 권선절환스위치(450)는 상기 전동기(300)의 출력이 2500W에서 상기 제1모드에서 상기 제2모드로 절환되게 구성될 수도 있다.
도 20은 도 1의 스테이터코일의 주권선의 또 다른 실시예이고, 도 21은 도 20의 전동기의 출력 및 효율을 도시한 도면이다. 전술한 바와 같이, 본 실시예의 전동기(300)의 스테이터코일(340)은, 주권선(350), 보조권선(360), 커패시터(370) 및 권선절환스위치(450)를 구비한다.
상기 주권선(350)은, 제1주권선(351) 및 제2주권선(352)을 구비한다.
상기 제1주권선(351) 및 제2주권선(352)은 상기 권선절환스위치(450)를 개재하여 결합된다.
상기 주권선(350)은, 도체의 선경이 0.95mm 이고, 총턴수는 176턴으로 구성될 수 있다.
한편, 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 제1주권선(351)은 도체(와이어)의 선경은 0.95mm이고, 턴수(N1e)는, 예를 들면, 167 턴으로 구성될 수 있다.
상기 제2주권선(352)은, 도체(와이어)의 선경은 0.95mm이고, 턴수(N2e)는 9턴으로 구성될 수 있다.
상기 제1주권선(351)은 상기 주권선(350)의 총턴수의 95%의 턴수(N1e)를 구비하게 구성될 수 있다.
상기 주권선(350)의 총턴수에 대한 상기 제1주권선(351)의 비는 0.9488일 수 있다.
도 21을 참조하면, 본 실시예의 전동기(300)는 출력이 2200W 이하에서 상기 제1모드 운전 시 상기 비교예의 전동기에 비해 운전 효율이 소폭 상승될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 실시예의 전동기(300)는 출력이 1700W에서 상기 제1모드 운전 시 상기 비교예의 전동기에 비해 운전 효율이 소폭 상승될 수 있다.
본 실시예의 전동기(300)는 출력이 1700W를 초과한 구간에서 운전효율이 점진적으로 감소하여 2100W 내지 2500W 구간에서 상기 비교예의 전동기의 운전효율과 거의 동일한 수준을 유지하고 있다.
본 실시예의 전동기(300)는 출력이 3100W 내외에서 상기 제2모드 운전 시 효율이 상기 제1모드 운전 시 효율을 상회할 수 있다.
본 실시예의 전동기(300)는, 운전효율을 최우선적으로 고려할 경우, 상기 권선절환스위치(450)는 3100W에서 상기 제1모드에서 상기 제2모드로 절환되게 구성될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 전동기(300)의 운전 효율, 상기 권선절환스위치(450)의 절환회수 및 신뢰성을 종합적으로 고려할 경우, 상기 권선절환스위치(450)는 상기 전동기(300)의 출력이 2500W에서 상기 제1모드에서 상기 제2모드로 절환되게 구성될 수도 있다.
도 22는 도 1의 스테이터코일의 턴수 변화 및 효율 변화를 도시한 도면이다. 도 22에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 전동기(300)는 상기 제1주권선(351)의 턴수(N1)의 상기 주권선(350)의 총턴수에 대한 비가 0.7 내지 0.95에서 상기 비교예의 전동기의 실부하(1700W) 운전효율에 비해 증가된 실부하 운전효율을 구비함을 알 수 있다.
또한, 본 실시예의 전동기(300)는 상기 제1주권선(351)의 턴수(N1)의 상기 주권선(350)의 총턴수에 대한 비가 0.8 내지 0.9에서 운전효율이 상기 비교예의 전동기의 운전 효율에 비해 현저하게 상승됨을 알 수 있다.
이상에서, 본 발명의 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었다. 그러나, 본 발명은, 그 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 실시될 수 있으므로, 위에서 설명된 실시예는 그 상세한 설명의 내용에 의해 제한되지 않아야 한다.
또한, 앞서 기술한 상세한 설명에서 일일이 나열되지 않은 실시예라 하더라도 첨부된 특허청구범위에서 정의된 그 기술 사상의 범위 내에서 넓게 해석되어야 할 것이다. 그리고, 상기 특허청구범위의 기술적 범위와 그 균등범위 내에 포함되는 모든 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 포섭되어야 할 것이다.
Claims (19)
- 스테이터코어 및 스테이터코일을 구비한 스테이터; 및
회전축을 구비하고, 상기 스테이터에 대해 회전가능하게 배치되는 로터;를 포함하고,
상기 스테이터코일은, 서로 위상차를 가지게 연결되는 주권선 및 보조권선을 구비하고,
상기 주권선은, 접속 및 분리 가능하게 복수 개로 분할되고,
상기 스테이터코일은, 상기 주권선을 접속 및 분리되게 절환하는 권선절환스위치를 더 구비하고,
상기 주권선은, 제1주권선 및 제2주권선을 구비하고,
상기 제1주권선 및 제2주권선은 단일의 주권선의 도체의 직경에 비해 작은 직경의 도체로 형성되고,
상기 제1주권선의 턴수 및 제2주권선의 턴수의 합은 단일의 주권선의 턴수에 비해 크게 형성되며
상기 제1주권선은 상기 주권선의 턴수의 70 내지 95%의 턴수를 구비하는 전동기. - 제1항에 있어서,
상기 권선절환스위치는, 고정단자 및 바이메탈부재를 구비하는 가동단자를 포함하는 전동기. - 제2항에 있어서,
상기 제1주권선의 일 단부는 상기 고정단자에 연결되고 상기 제2주권선의 일 단부는 상기 가동단자에 연결되는 전동기. - 제3항에 있어서,
상기 고정단자는, 상기 제1주권선이 연결되는 제1고정단자 및 중성선이 연결되는 제2고정단자를 구비하는 전동기. - 삭제
- 제3항에 있어서,
상기 제1주권선은 상기 주권선의 턴수의 85 내지 90%의 턴수를 구비하는 전동기. - 제3항에 있어서,
상기 권선절환스위치는 상기 로터의 정지시 상기 주권선이 직렬로 접속되고 출력이 미리 설정된 값에 도달하면 상기 주권선의 일부만 운전될 수 있게 상기 주권선을 분리시킬 수 있게 구성되는 전동기. - 제7항에 있어서,
상기 권선절환스위치는 상기 출력이 1700 내지 3100W에서 절환되게 구성되는 전동기. - 제8항에 있어서,
상기 권선절환스위치는 상기 출력이 2400 내지 2600W에서 절환되게 구성되는 전동기. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1주권선은 132 내지 167 턴수를 구비하고, 상기 제2주권선은 9 내지 44턴수를 구비하는 전동기. - 제11항에 있어서,
상기 제1주권선은 150 내지 159 턴수를 구비하고, 상기 제2주권선은 17 내지 26 턴수를 구비하는 전동기. - 제1항에 있어서,
상기 제1주권선은 상기 주권선의 턴수의 85 내지 90%의 턴수를 구비하고,
상기 권선절환스위치는 출력이 2400 내지 2800W에서 절환되게 구성되는 전동기. - 제13항에 있어서,
상기 제1주권선은 상기 주권선의 턴수의 90%의 턴수를 구비하고,
상기 권선절환스위치는 상기 출력이 2700 내지 2800W에서 절환되게 구성되는 전동기. - 제1항에 있어서,
상기 스테이터코일은 상기 보조권선에 연결되는 커패시터를 더 구비하는 전동기. - 제1항 내지 제4항, 제6항 내지 제9항, 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 로터는,
상기 회전축에 결합되는 로터코어;
상기 로터코어에 축방향으로 결합되는 복수의 도체바; 및
상기 로터코어의 단부에 구비되고 상기 복수의 도체바를 통전 가능하게 연결하는 단락환;을 구비하는 전동기. - 내부에 밀폐된 수용공간이 형성되는 케이스;
상기 케이스의 내부에 구비되고 냉매를 압축하는 압축부; 및
상기 케이스의 내부에 구비되고 상기 압축부에 구동력을 제공하는 제1항 내지 제4항, 제6항 내지 제9항, 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항의 전동기;를 포함하는 압축기. - 제17항에 있어서,
상기 압축부는,
서로 맞물려 상대 운동하면서 냉매를 압축하는 선회스크롤 및 비선회스크롤을 구비하는 압축기. - 제17항에 있어서,
상기 전동기의 권선절환스위치는 상기 케이스의 내부에 구비되는 압축기.
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100885447B1 (ko) * | 2007-10-29 | 2009-02-24 | 엘지전자 주식회사 | 모터 및 이를 포함하는 압축기 |
| JP2015109732A (ja) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | 日立アプライアンス株式会社 | 密閉型電動圧縮機 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3126895B2 (ja) | 1994-08-31 | 2001-01-22 | 三菱電機株式会社 | 単相誘導電動機並びに該単相誘導電動機を用いた冷蔵庫 |
| JPH09250484A (ja) * | 1996-03-11 | 1997-09-22 | Toshiba Corp | コンプレッサ |
| JP2008022665A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Sharp Corp | モータ駆動装置、圧縮機駆動装置及び空調・冷凍装置 |
| CN101179216B (zh) * | 2006-11-10 | 2012-06-27 | 乐金电子(天津)电器有限公司 | 旋转式压缩机 |
| KR100985897B1 (ko) | 2008-06-04 | 2010-10-08 | 주식회사 에스 피 지 | 고효율 운전을 위한 단상 유도전동기의 전자스위치 |
| EP2908416B1 (en) * | 2013-12-24 | 2020-12-02 | LG Electronics Inc. | Motor driving device and air conditioner including the same |
| AU2017424860B2 (en) * | 2017-07-25 | 2020-10-22 | Mitsubishi Electric Corporation | Driving device, compressor, air conditioner, and driving method |
-
2020
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100885447B1 (ko) * | 2007-10-29 | 2009-02-24 | 엘지전자 주식회사 | 모터 및 이를 포함하는 압축기 |
| JP2015109732A (ja) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | 日立アプライアンス株式会社 | 密閉型電動圧縮機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| CN212278006U (zh) | 2021-01-01 |
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