KR102305556B1

KR102305556B1 - high speed motor

Info

Publication number: KR102305556B1
Application number: KR1020200005453A
Authority: KR
Inventors: 김병국
Original assignee: 김병국
Priority date: 2020-01-15
Filing date: 2020-01-15
Publication date: 2021-09-24
Also published as: KR20210092014A

Abstract

스위칭 손실이 저감되고, 토크 리플에 의한 소음, 진동 및 공진이 최소화되도록, 본 발명은 하우징부의 내부에 형성된 수용공간에 회전되도록 구비되는 영구자석부와, 상기 영구자석부가 고정되도록 연결되는 연장축부를 포함하는 회전자; 중앙부에 상기 회전자가 관통 배치되도록 중공이 형성된 다수의 적층판들이 적층된 코어의 내부에 상기 회전자를 향하여 방사상으로 복수개의 슬롯부가 돌설되며, 각 상기 슬롯부 사이에 코일권선공간이 형성되는 고정자; 각 상기 슬롯부에 상호간 독립적으로 병렬 권선되되 상호간 전기적으로 구획된 상태에서 교차 권선되며, 전류가 인가됨에 따라 상기 영구자석부와 회전자계를 형성하고, 제1코일, 제2코일 및 제3코일을 포함하는 복수개의 코일; 각 상기 코일에 개별적으로 회로 연결되되 다이오드소자와, 상기 다이오드소자의 입력단에 회로 연결된 에미터단, 상기 다이오드소자의 출력단에 회로 연결된 콜렉터단 및 제어신호가 인가되는 베이스단으로 구성된 트랜지스터로 세트화되어 구성된 복수개의 스위칭소자를 포함하는 인버터부; 상기 인버터부에 3상 전원을 인가하도록 구비되며, 상기 제1코일, 상기 제2코일 및 상기 제3코일에 상호 독립적으로 각각 전원을 공급하는 전원인가부; 및 출력 제어를 위해 각 상기 트랜지스터의 베이스단에 회로 연결되며, 상기 제1코일, 상기 제2코일 및 상기 제3코일에 상호 독립적으로 전원이 순차 공급되도록 균등시간분배 제어신호를 인가하는 제어부를 포함하는 초고속 전동기를 제공한다.In order to reduce switching loss and minimize noise, vibration, and resonance caused by torque ripple, the present invention provides a permanent magnet part provided to rotate in a receiving space formed inside the housing part, and an extension shaft part connected to the permanent magnet part to be fixed. a rotor comprising; a stator in which a plurality of slots radially protrude toward the rotor in a core on which a plurality of laminated plates having a hollow formed therein so that the rotor is disposed therethrough, and a coil winding space is formed between the slots; Each of the slot parts is independently wound in parallel and cross-wound in a state in which they are electrically separated from each other, and as a current is applied, a rotating magnetic field is formed with the permanent magnet part, and the first coil, the second coil and the third coil are wound together. a plurality of coils including; Each of the coils is individually circuit-connected and configured with a diode element, an emitter circuit connected to the input terminal of the diode element, a collector terminal circuit connected to the output terminal of the diode element, and a base terminal to which a control signal is applied. an inverter unit including a plurality of switching elements; a power supply unit provided to apply three-phase power to the inverter unit and supplying power to the first coil, the second coil, and the third coil independently of each other; and a control unit connected to a base terminal of each transistor for output control and applying an equal time distribution control signal so that power is sequentially supplied to the first coil, the second coil, and the third coil independently of each other high-speed motors are provided.

Description

high speed motor

본 발명은 초고속 전동기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스위칭 손실이 저감되고, 토크 리플에 의한 소음, 진동 및 공진이 최소화되는 초고속 전동기에 관한 것이다.The present invention relates to a high-speed motor, and more particularly, to a high-speed motor in which switching loss is reduced and noise, vibration and resonance due to torque ripple are minimized.

일반적으로, 전동기는 코일이 권선되어 자기장을 형성하는 고정자(stator)와, 상기 자기장에 의해 회전되도록 영구자석이 설치된 회전자(rotor)를 포함하여 구비된다. In general, an electric motor is provided including a stator (stator) in which a coil is wound to form a magnetic field, and a rotor (rotor) in which a permanent magnet is installed so as to be rotated by the magnetic field.

이때, 상기 코일은 3상으로 구비되어 고정자의 내주측 권선돌기를 따라 분할 권선되며, 분할 권선된 코일에 인가되는 전원의 위상 변화에 따라 회전자계가 형성된다. 그리고, 상기 회전자계에 따라 상기 영구자석에 가해지는 인력과 척력을 통해 상기 회전자가 회전될 수 있다. At this time, the coil is provided in three phases and is dividedly wound along the winding protrusion on the inner peripheral side of the stator, and a rotating magnetic field is formed according to the phase change of the power applied to the divided winding coil. In addition, the rotor may be rotated through attractive and repulsive forces applied to the permanent magnet according to the rotating magnetic field.

그리고, 일반적인 이너로터형 전동기의 고정자는 다수의 얇은 판이 적층되어 형성된다. 이때, 상기 고정자의 반경 내측으로 상기 영구자석이 구비된 상기 회전자가 배치된다. And, the stator of a general inner rotor type electric motor is formed by stacking a plurality of thin plates. At this time, the rotor provided with the permanent magnet is disposed inside the radius of the stator.

여기서, 상기 고정자에는 상기 회전자를 향하여 방사상으로 돌출되는 슬롯부가 형성되며, 상기 슬롯부 사이에는 공간이 형성된다. 그리고, 전류가 인가됨에 따라 상기 영구자석과 회전자계를 형성하도록 상기 공간에 상기 코일이 권선되어 구성된다.Here, a slot portion protruding radially toward the rotor is formed in the stator, and a space is formed between the slot portions. And, as the current is applied, the coil is wound in the space to form a rotating magnetic field with the permanent magnet.

도 1은 종래의 전동기에 구비되는 코일을 나타낸 예시도이다. 1 is an exemplary view showing a coil provided in a conventional electric motor.

도 1에서 보는 바와 같이, 종래에는 3상 구동방식으로 권선된 각 코일(1)이 폐회로로 상호간 회로 연결되었다. 그리고, 각 상기 코일(1)은 3상 전원이 순차적으로 스위칭되도록 스위칭회로에 회로 연결되었다.As shown in FIG. 1 , in the related art, each coil 1 wound in a three-phase driving method was connected to each other in a closed circuit. Then, each of the coils 1 was circuit-connected to a switching circuit so that the three-phase power was sequentially switched.

따라서, 각 상기 코일(1)에 전류가 인가되어 펄스폭 변조(PWM,pulse width modulation) 스위칭을 통한 전동기의 구동시 스위칭 손실이 발생하며 필연적으로 전동기의 온도가 상승하는 문제점이 있었다. Therefore, when a current is applied to each of the coils 1 and the motor is driven through pulse width modulation (PWM) switching, there is a problem in that a switching loss occurs and the temperature of the motor inevitably rises.

이로 인해, 전동기의 온도가 상승하면 영구자석이 과열됨으로 인하여 특정 임계온도 이상으로 과열되어 탈자가 발생하고, 한번 탈자가 발생한 영구자석은 재냉각되더라도 기존에 비해 자성이 급격히 저하되므로 전동기의 출력 저하의 원인이 되는 심각한 문제점이 있었다. For this reason, when the temperature of the motor rises, the permanent magnet is overheated to a certain critical temperature or higher and demagnetization occurs. There was a serious problem that caused it.

더욱이, 초고속으로 회전되는 전동기에서 열로 손실되는 히스테리시스 손실, 와전류로 인한 손실, 동손, 철손, 누설자속손 및 프렌지손이 발생되며 이러한 손실은 모터의 효율을 저하시키는 동시에 열로 변환되어 모터 과열의 원인이 되었다.Moreover, hysteresis loss, loss due to eddy current, copper loss, iron loss, leakage flux loss, and frenzy loss occur in a motor rotating at a high speed. became

이러한 문제를 해결하기 위해, 종래의 전동기에는 특정 주파수 영역을 차단하도록 추가적인 LC 필터가 더 구비되었으나 전동기의 구성수가 증가하며, 필터값이 고정되어 있어 부하 및 속도에 따라 최적 제어가 어려운 문제점이 있었다. In order to solve this problem, an additional LC filter is further provided in the conventional motor to block a specific frequency region, but the number of motor components is increased and the filter value is fixed, so it is difficult to optimally control the motor according to the load and speed.

또한, 종래에는 각 코일이 폐회로로 구성되어 구동됨에 따라 회전자의 회전시 토크 리플에 의한 소음, 진동 및 공진이 발생하는 문제점이 있었다.Also, in the related art, as each coil is configured and driven in a closed circuit, there is a problem in that noise, vibration, and resonance are generated due to torque ripple during rotation of the rotor.

한국 등록특허 제10-1929979호Korean Patent Registration No. 10-1929979

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 스위칭 손실이 저감되고, 토크 리플에 의한 소음, 진동 및 공진이 최소화되는 초고속 전동기를 제공하는 것을 해결과제로 한다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a high-speed electric motor in which switching loss is reduced and noise, vibration and resonance due to torque ripple are minimized.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 하우징부의 내부에 형성된 수용공간에 회전되도록 구비되는 영구자석부와, 상기 영구자석부가 고정되도록 연결되는 연장축부를 포함하는 회전자; 중앙부에 상기 회전자가 관통 배치되도록 중공이 형성된 다수의 적층판들이 적층된 코어의 내부에 상기 회전자를 향하여 방사상으로 복수개의 슬롯부가 돌설되며, 각 상기 슬롯부 사이에 코일권선공간이 형성되는 고정자; 각 상기 슬롯부에 상호간 독립적으로 병렬 권선되되 상호간 전기적으로 구획된 상태에서 교차 권선되며, 전류가 인가됨에 따라 상기 영구자석부와 회전자계를 형성하고, 제1코일, 제2코일 및 제3코일을 포함하는 복수개의 코일; 각 상기 코일에 개별적으로 회로 연결되되 다이오드소자와, 상기 다이오드소자의 입력단에 회로 연결된 에미터단, 상기 다이오드소자의 출력단에 회로 연결된 콜렉터단 및 제어신호가 인가되는 베이스단으로 구성된 트랜지스터로 세트화되어 구성된 복수개의 스위칭소자를 포함하는 인버터부; 상기 인버터부에 3상 전원을 인가하도록 구비되며, 상기 제1코일, 상기 제2코일 및 상기 제3코일에 상호 독립적으로 각각 전원을 공급하는 전원인가부; 및 출력 제어를 위해 각 상기 트랜지스터의 베이스단에 회로 연결되며, 상기 제1코일, 상기 제2코일 및 상기 제3코일에 상호 독립적으로 전원이 순차 공급되도록 균등시간분배 제어신호를 인가하는 제어부를 포함하되, 상기 슬롯부는 상기 고정자의 원주방향을 따라 순차적으로 배열되는 제1 내지 제24 슬롯부를 포함하되, 상기 제1코일의 전단은 제1 내지 제4 슬롯부의 내측부 및 제10 내지 제13 슬롯부의 외측부에 연속 권선되며, 상기 제2코일의 전단은 제5 내지 제8 슬롯부의 내측부 및 제14 내지 제17 슬롯부의 외측부에 연속 권선되고, 상기 제3코일의 전단은 제9 내지 제12 슬롯부의 내측부 및 제18 내지 제21 슬롯부의 외측부에 연속 권선되고, 상기 제1코일, 상기 제2코일 및 상기 제3코일의 각 후단은 상기 제1코일, 상기 제2코일 및 상기 제3코일의 각 전단이 권선된 슬롯부와 다른 슬롯부에 각각 교차 권선되되, 상기 제1코일, 상기 제2코일 및 상기 제3코일의 각 전단 및 각 후단은 상기 슬롯부의 내측부 및 외측부에 상호 교차 권선되며, 상기 제1코일의 후단은 제1 슬롯부의 외측부, 제13 내지 제16 슬롯부의 내측부 및 제22 내지 제24 슬롯부의 외측부에 연속 권선되고, 상기 제2코일의 후단은 제2 내지 제5 슬롯부의 외측부 및 제17 내지 제20 슬롯부의 내측부에 연속 권선되며, 상기 제3코일의 후단은 제6 내지 제9 슬롯부의 외측부 및 제21 내지 제24 슬롯부의 내측부에 연속 권선되고, 상기 제1코일의 전단 및 후단 간의 경계영역은 제1 슬롯부 및 상기 제13 슬롯부에 배치되며, 상기 제2코일의 전단 및 후단 간의 경계영역은 제5 슬롯부 및 상기 제17 슬롯부에 배치되고, 상기 제3코일의 전단 및 상기 제3코일의 후단 간의 경계영역은 제9 슬롯부 및 상기 제21 슬롯부에 배치되며, 상기 스위칭소자는 각 상기 코일의 전단 및 후단 수에 비례 대응하는 개수로 구비되되, 상기 스위칭소자는 제1 내지 제12 스위칭소자를 포함하고, 각 상기 코일의 전단 및 후단은 각 상기 스위칭소자에 개별적으로 회로 연결되되, 상기 제1코일의 전단은 제1 및 제2 스위칭소자의 사이에 회로 연결되며, 상기 제1코일의 후단은 제3 및 제4 스위칭소자의 사이에 회로 연결되고, 상기 제2코일의 전단은 제5 및 제6 스위칭소자의 사이에 회로 연결되되, 상기 제2코일의 후단은 제7 및 제8 스위칭소자의 사이에 회로 연결되며, 상기 제3코일의 전단은 제9 및 제10 스위칭소자의 사이에 회로 연결되되, 상기 제3코일의 후단은 제11 및 제12 스위칭소자의 사이에 회로 연결되고, 상기 전원인가부와 상기 인버터부의 사이에 회로 연결되어 인가되는 전류를 정류하는 정류부를 더 포함하되, 상기 하우징부는 원통형 케이스부와, 상기 케이스부의 양단부를 커버하되 각 내측단으로부터 길이방향 내측으로 일체로 연장 돌설된 연장부가 형성되는 한쌍의 커버부를 포함하고, 상기 연장부 중 적어도 어느 하나의 내측단에 배치되되, 상기 회전자의 길이방향 길이 변화를 측정하는 센서부를 더 포함하되, 상기 센서부는 상기 연장부의 길이방향 내측단에 배치되되, 상기 연장부의 반경방향 외측 테두리에 배치되고, 상기 연장부의 외경은 상기 연장축부의 외경을 초과하여 구비되며, 상기 센서부는 상기 연장축부의 반경방향 외측 테두리보다 더 외측으로 배치되되, 상기 센서부는 상기 연장축부의 외주를 감싸도록 이격 배치되고, 상기 제어부는 상기 센서부를 통해 측정된 상기 회전자의 길이방향 길이값을 실시간 감지하여 고속회전시 상기 회전자의 길이방향 팽창에 따른 상기 연장부 내측단과의 접촉이 방지되도록 상기 길이값을 기반으로 상기 회전자의 온도값을 산출하며, 상기 회전자의 온도값이 기설정온도 이상인 경우 상기 코일에 인가되는 전류를 감소 제어함을 특징으로 하는 초고속 전동기를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is a rotor comprising a permanent magnet portion provided to rotate in a receiving space formed inside the housing portion, and an extension shaft portion connected to the permanent magnet portion to be fixed; a stator in which a plurality of slots radially protrude toward the rotor in a core on which a plurality of laminated plates having a hollow formed therein so that the rotor is disposed therethrough, and a coil winding space is formed between the slots; Each of the slot parts is independently wound in parallel and cross-wound in a state in which they are electrically separated from each other, and as a current is applied, a rotating magnetic field is formed with the permanent magnet part, and the first coil, the second coil and the third coil are wound together. a plurality of coils including; Each of the coils is individually circuit-connected and configured with a diode element, an emitter circuit connected to the input terminal of the diode element, a collector terminal circuit connected to the output terminal of the diode element, and a base terminal to which a control signal is applied. an inverter unit including a plurality of switching elements; a power supply unit provided to apply three-phase power to the inverter unit and supplying power to the first coil, the second coil, and the third coil independently of each other; and a control unit connected to a base terminal of each transistor for output control and applying an equal time distribution control signal so that power is sequentially supplied to the first coil, the second coil, and the third coil independently of each other However, the slot part includes first to 24th slot parts sequentially arranged along the circumferential direction of the stator, and the front end of the first coil is an inner part of the first to fourth slot part and an outer part of the tenth to thirteenth slot part. The front end of the second coil is continuously wound on the inner side of the fifth to eighth slot portion and the outer side of the 14th through 17th slot portion, and the front end of the third coil is on the inner side of the ninth to twelfth slot portion and The first coil, the second coil, and each of the rear ends of the third coil are wound continuously on the outer part of the 18th to 21st slot parts, and each front end of the first coil, the second coil and the third coil is wound. Each of the first coil, the second coil, and the third coil is cross-wound to be cross-wound on the slot portion and the other slot portion, and the front and rear ends of the first coil, the second coil and the third coil are cross-wound on the inner and outer sides of the slot portion, and the first coil The rear end of the coil is continuously wound on the outer portion of the first slot portion, the inner portion of the 13th to 16th slot portion, and the outer portion of the 22nd to 24th slot portion, and the rear end of the second coil is the outer portion of the second to fifth slot portion and the 17th to The twentieth slot portion is continuously wound on the inner portion, and the rear end of the third coil is continuously wound on the outer portion of the sixth to ninth slot portion and the inner portion of the twenty-first to twenty-fourth slot portion, and a boundary region between the front and rear ends of the first coil. is disposed in the first slot part and the thirteenth slot part, and a boundary region between the front and rear ends of the second coil is disposed in the fifth slot part and the seventeenth slot part, and the front end and the third coil part are disposed in the fifth slot part and the seventeenth slot part. A boundary region between the rear ends of the three coils is disposed in the ninth slot portion and the twenty-first slot portion, and the number of switching elements is provided in proportion to the number of front and rear ends of each of the coils, and the switching elements are first to and a twelfth switching element, the front end of each of the coils and The rear end is individually circuit-connected to each of the switching elements, the front end of the first coil is circuit-connected between the first and second switching elements, and the rear end of the first coil is connected between the third and fourth switching elements circuit-connected, the front end of the second coil is circuit-connected between the fifth and sixth switching elements, and the rear end of the second coil is circuit-connected between the seventh and eighth switching elements, and the third The front end of the coil is circuit-connected between the ninth and tenth switching elements, and the rear end of the third coil is circuit-connected between the eleventh and twelfth switching elements, and a circuit is connected between the power supply unit and the inverter unit. Further comprising a rectifying unit connected to rectify the applied current, wherein the housing unit includes a cylindrical case unit and a pair of cover units that cover both ends of the case unit, but are formed with extensions integrally extending inwardly in the longitudinal direction from each inner end. and a sensor part disposed on the inner end of at least one of the extension parts, further comprising a sensor part for measuring a change in the longitudinal length of the rotor, wherein the sensor part is disposed on the inner end of the extension part in the longitudinal direction, the extension is disposed on the radially outer edge of the part, the outer diameter of the extension part is provided to exceed the outer diameter of the extension shaft part, and the sensor part is disposed more outward than the radial outer edge part of the extension shaft part, wherein the sensor part is the extension shaft part It is spaced apart to surround the outer periphery, and the control unit detects the longitudinal length value of the rotor measured through the sensor unit in real time to prevent contact with the inner end of the extension part according to the longitudinal expansion of the rotor during high-speed rotation. To provide an ultra-high speed motor, characterized in that the temperature value of the rotor is calculated based on the length value as much as possible, and the current applied to the coil is reduced and controlled when the temperature value of the rotor is greater than or equal to a preset temperature.

상기의 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.Through the above solution means, the present invention provides the following effects.

첫째, 코일이 폐회로로 구성되던 종래와 달리, 각 코일이 각 슬롯부에 병렬 권선되되 상호간 전기적으로 구획된 상태에서 교차 권선되고 각 전단 및 후단이 복수개의 스위칭소자에 개별 회로 연결되어 스위칭 손실이 저감되므로 발열이 최소화되어 영구자석부의 탈자가 방지되며 전동기의 성능이 현저히 개선될 수 있다. First, unlike the prior art in which the coils were composed of a closed circuit, each coil is wound in parallel in each slot part, but cross-wound in a state in which they are electrically partitioned from each other, and each front and rear ends are individually circuit connected to a plurality of switching elements to reduce switching loss Therefore, heat generation is minimized, demagnetization of the permanent magnet is prevented, and the performance of the motor can be remarkably improved.

둘째, 스위칭소자가 각 코일의 전단 및 후단 수에 비례 대응하는 개수로 구비되어 각 코일의 전단 및 후단이 각 스위칭소자에 개별적으로 회로 연결되므로 스위칭 손실을 제거하기 위한 추가적인 필터가 더 요구되지 않아 실질적인 전 주파수 대역에서 전동기를 최적 제어할 수 있어 범용성이 현저히 개선될 수 있다. Second, since the number of switching elements is provided in proportion to the number of front and rear ends of each coil, and the front and rear ends of each coil are individually circuit-connected to each switching element, an additional filter to remove the switching loss is not required. Since the motor can be optimally controlled in the entire frequency band, the versatility can be significantly improved.

셋째, 제1코일, 제2코일 및 제3코일의 각 전단이 복수개의 슬롯부 내측부 및 외측부에 연속 권선된 후 각 후단이 다른 슬롯부 외측부 및 내측부에 각각 전후/내외로 교차 권선되어 분포밀도가 균등분산 배열됨에 따라 코일과 영구자석부 간에 균일한 회전자계가 형성되므로 회전자의 회전시 역기전력이 감소됨에 따라 토크 리플에 의한 소음, 진동 및 공진이 최소화되어 전동기의 성능이 개선될 수 있다.Third, after each front end of the first coil, the second coil and the third coil is continuously wound on the inner and outer sides of a plurality of slots, each rear end is cross-wound back and forth/inside and out, respectively, on the outer and inner sides of the other slot parts, so that the distribution density is Since a uniform rotating magnetic field is formed between the coil and the permanent magnet by evenly distributed arrangement, as the counter electromotive force is reduced during rotation of the rotor, noise, vibration, and resonance caused by torque ripple are minimized, thereby improving the performance of the motor.

넷째, 온도 상승에 따른 회전자의 기설정치 이상의 길이방향 팽창이 센서부를 통해 실시간 감지되면 제어부가 회전자의 구동을 자동 제어하여 영구자석부의 감자 및 탈자 현상이 미연에 방지되므로 전동기의 작동정밀성 및 안전성이 현저히 개선될 수 있다.Fourth, when the longitudinal expansion of the rotor due to the temperature rise is detected in real time through the sensor unit, the control unit automatically controls the driving of the rotor to prevent demagnetization and demagnetization of the permanent magnet in advance, so the operation precision and safety of the motor This can be significantly improved.

도 1은 종래의 전동기에 구비되는 코일을 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 초고속 전동기를 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 초고속 전동기에서 코일의 배치관계를 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 초고속 전동기에서 고정자에 권선된 코일의 배치상태를 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 초고속 전동기를 나타낸 회로도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 초고속 전동기를 나타낸 측단면도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 초고속 전동기의 커버부를 외측에서 바라본 전면도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 초고속 전동기의 커버부를 내측에서 바라본 후면도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 초고속 전동기의 변형예를 나타낸 측단면도.1 is an exemplary view showing a coil provided in a conventional electric motor.
2 is an exemplary view showing a high-speed electric motor according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view showing the arrangement of coils in the high-speed electric motor according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an exemplary view showing the arrangement of the coil wound on the stator in the high-speed electric motor according to an embodiment of the present invention.
5 is a circuit diagram showing a high-speed electric motor according to an embodiment of the present invention.
6 is a side cross-sectional view showing a high-speed electric motor according to an embodiment of the present invention.
7 is a front view of the cover portion of the high-speed electric motor viewed from the outside according to an embodiment of the present invention.
8 is a rear view of the cover portion of the high-speed electric motor in accordance with an embodiment of the present invention viewed from the inside.
9 is a side cross-sectional view showing a modified example of the high-speed electric motor according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초고속 전동기를 상세히 설명한다. Hereinafter, a high-speed electric motor according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 초고속 전동기를 나타낸 예시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 초고속 전동기에서 코일의 배치관계를 나타낸 예시도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 초고속 전동기에서 고정자에 권선된 코일의 배치상태를 나타낸 예시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 초고속 전동기를 나타낸 회로도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 초고속 전동기를 나타낸 측단면도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 초고속 전동기의 커버부를 외측에서 바라본 전면도이며, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 초고속 전동기의 커버부를 내측에서 바라본 후면도이다.Figure 2 is an exemplary view showing a high-speed electric motor according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is an exemplary view showing the arrangement relationship of the coils in the high-speed motor according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is an example of the present invention It is an exemplary view showing the arrangement state of the coil wound on the stator in the high-speed electric motor according to the embodiment, Figure 5 is a circuit diagram showing the high-speed electric motor according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is according to an embodiment of the present invention It is a side cross-sectional view showing a high-speed motor, FIG. 7 is a front view of the cover part of the high-speed motor according to an embodiment of the present invention as viewed from the outside, and FIG. is the rear view.

도 2 내지 도 8에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 초고속 전동기(100)는 회전자(30), 고정자(20), 코일(23), 인버터부(70), 전원인가부(61) 및 제어부(60)를 포함한다. 2 to 8, the high-speed electric motor 100 according to an embodiment of the present invention includes a rotor 30, a stator 20, a coil 23, an inverter unit 70, a power supply unit ( 61) and a control unit 60 .

한편, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 회전자(30)는 하우징부(10)의 내부에 형성된 수용공간에 회전되도록 구비되는 영구자석부(31)와, 상기 영구자석부(31)가 고정되도록 연결되는 연장축부(32a,32b)를 포함하여 구비됨이 바람직하다. Meanwhile, referring to FIGS. 2 to 4 , the rotor 30 includes a permanent magnet part 31 provided to rotate in a receiving space formed inside the housing part 10 , and the permanent magnet part 31 . It is preferable to include extension shaft portions 32a and 32b connected to be fixed.

그리고, 상기 고정자(20)는 중앙부에 상기 회전자(30)가 관통 배치되도록 중공이 형성된 다수의 적층판들이 적층된 코어(21)의 내부에 상기 회전자(30)를 향하여 방사상으로 복수개의 슬롯부(22)가 돌설되며, 각 상기 슬롯부(22) 사이에 코일권선공간이 형성됨이 바람직하다. In addition, the stator 20 has a plurality of slots radially toward the rotor 30 inside the core 21 on which a plurality of laminated plates having a hollow formed therein so that the rotor 30 is disposed through the central portion of the stator 20 . (22) is protruded, and it is preferable that a coil winding space is formed between each of the slot parts (22).

상세히, 상기 고정자(20)는 상기 하우징부(10)의 케이스부(11) 반경반향 내측에 구비되되, 중공이 형성된 다수의 적층판들이 적층된 코어(21)의 내주에 반경방향 내측으로 복수개의 상기 슬롯부(22)가 돌설되며, 전류가 인가됨에 따라 회전자계가 형성되도록 상기 슬롯부(22)에 코일(23)이 권선됨이 바람직하다.In detail, the stator 20 is provided inside the case portion 11 of the housing portion 10 in a radial direction, and a plurality of the plurality of hollow laminated plates are stacked on the inner periphery of the core 21 in the radial direction. It is preferable that the slot part 22 protrudes, and the coil 23 is wound around the slot part 22 so that a rotating magnetic field is formed as current is applied.

여기서, 상기 고정자(20)는 상기 하우징부(10) 내주에 고정되되, 규소강판 등으로 구비된 링형 판재가 다단 적층되는 상기 코어(21)가 형성될 수 있다. 이때, 상기 고정자(20)의 반경방향 중앙부에는 상기 회전자(30)가 배치되도록 중공이 형성됨이 바람직하다.Here, the stator 20 is fixed to the inner periphery of the housing portion 10, and the core 21 in which ring-shaped plates made of silicon steel plate or the like are stacked in multiple stages may be formed. At this time, it is preferable that a hollow is formed in the radial central portion of the stator 20 so that the rotor 30 is disposed.

그리고, 상기 슬롯부(22)는 반경방향 내측에 상기 회전자(30)가 배치되도록 중공이 형성된 다수의 적층판들이 적층된 상기 코어(21)로부터 상기 회전자(30)를 향하여 방사상으로 복수개소 돌설 형성됨이 바람직하다. In addition, the slot part 22 protrudes from the core 21 on which a plurality of hollow laminated plates are stacked so that the rotor 30 is disposed radially inside the rotor 30 toward the rotor 30 at a plurality of points. It is preferable to form

이때, 상기 슬롯부(22)는 복수개로 형성되되, 상기 고정자(20)의 반경방향 내측에 원주방향을 따라 상호간 기설정된 각도 및 간격으로 이격되어 형성됨이 바람직하다. At this time, it is preferable that the slot part 22 is formed in plurality, and spaced apart from each other at a predetermined angle and interval along the circumferential direction inside the radial direction of the stator 20 .

또한, 상기 슬롯부(22)의 내측단 단부는 각 상기 슬롯부(22) 사이에 권선되는 상기 코일(23)이 반경방향 내측으로 이탈되지 않도록 상기 고정자(20)의 접선방향 양측으로 돌출되어 형성될 수 있다.In addition, the inner end of the slot portion 22 is formed to protrude from both sides of the stator 20 in the tangential direction so that the coil 23 wound between the slot portions 22 is not separated in the radial direction. can be

이때, 상기 회전자(30)는 각 상기 슬롯부(22)의 반경방향 내측단 프로파일의 내경보다 작은 외경으로 구비됨이 바람직하다. 여기서, 상기 슬롯부(22)의 내측단은 상기 회전자(30)와 기설정된 간격으로 이격되어 배치됨이 바람직하다. 이를 통해, 상기 슬롯부(22)와 상기 회전자(30) 사이에 이격 형성된 간격으로 외부로부터 공기가 유입됨에 따라 상기 회전자(30)의 고속회전에 의해 발생되는 열이 냉각될 수 있다.At this time, it is preferable that the rotor 30 is provided with an outer diameter smaller than the inner diameter of the radially inner end profile of each of the slot portions 22 . Here, it is preferable that the inner end of the slot part 22 is spaced apart from the rotor 30 at a predetermined interval. Through this, the heat generated by the high-speed rotation of the rotor 30 can be cooled as air is introduced from the outside at a gap formed to be spaced apart between the slot part 22 and the rotor 30 .

한편, 각 상기 슬롯부(22) 사이에는 전류가 인가됨에 따라 상기 영구자석부(31)와 회전자계를 형성하도록 구리 재질 등의 재질로 구비되는 상기 코일(23)이 분할 권선되는 코일권선공간이 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 코일권선공간은 상기 슬롯부(22) 사이에 형성되는 공간으로 이해함이 바람직하다.On the other hand, a coil winding space in which the coil 23 provided with a material such as copper material to form a rotating magnetic field with the permanent magnet part 31 as a current is applied between each of the slot parts 22 is dividedly wound. It is preferable to form In this case, the coil winding space is preferably understood as a space formed between the slot portions 22 .

이때, 본 발명의 일실시예에서 상기 슬롯부(22)가 상기 고정자(20)의 원주방향을 따라 순차적으로 배열되는 제1 내지 제24 슬롯부(k1,k2,k3,k4,k5,k6,k7,k8,k9,k10,k11,k12,k13,k14,k15,k16,k17,k18,k19,k20,k21,k22,k23,k24)를 포함하며 이에 대응하여 상기 코일권선공간에 24개소 형성되는 경우를 예로써 도시 및 설명하나, 개수가 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 원주방향으로 배열된 상기 슬롯부(22)의 개수가 24개인 경우에는 같은 상의 코일(23)이 권선된 원주방향으로 인접한 4개의 슬롯부(22)에 연속 배열되며, 상기 슬롯부(22)의 개수가 36개인 경우에는 인접한 6개의 슬롯부(22)에 연속 배열 될 수 있다. At this time, in an embodiment of the present invention, the first to the 24th slot parts k1, k2, k3, k4, k5, k6, in which the slot part 22 is sequentially arranged along the circumferential direction of the stator 20, k7, k8, k9, k10, k11, k12, k13, k14, k15, k16, k17, k18, k19, k20, k21, k22, k23, k24), and correspondingly 24 places are formed in the coil winding space The case is illustrated and described as an example, but the number is not limited thereto. For example, when the number of the slot portions 22 arranged in the circumferential direction is 24, the coils 23 of the same phase are continuously arranged in the four slot portions 22 adjacent to each other in the circumferential direction on which the slot portions 22 are wound. ), when the number is 36, may be sequentially arranged in the adjacent six slot portions (22).

그리고, 상기 코일(23)은 전류가 인가됨에 따라 상기 영구자석부(31)와 회전자계를 형성하되, 상호간 상이한 각 위상마다 독립적으로 병렬 권선되며 상호간 전기적으로 구획된 상태에서 각 상기 슬롯부(22)에 교차 권선되되, 제1코일(A), 제2코일(B) 및 제3코일(C)을 포함하여 구비됨이 바람직하다. In addition, the coil 23 forms a rotating magnetic field with the permanent magnet unit 31 as a current is applied, but is independently wound in parallel for each phase different from each other, and each of the slot units 22 is electrically partitioned from each other. ) is cross-wound, preferably provided including a first coil (A), a second coil (B) and a third coil (C).

이때, 도 3을 참조하면, 상기 제1코일(A), 상기 제2코일(B) 및 상기 제3코일(C)은 상호간 독립적으로 구비되어 상기 슬롯부(22)에 개별적으로 권선됨이 바람직하다. 즉, 상기 제1코일(A), 상기 제2코일(B) 및 상기 제3코일(C)은 종래와 같이 폐회로로 구성되지 않고 상호 독립적으로 병렬 권선된다. At this time, referring to FIG. 3 , it is preferable that the first coil (A), the second coil (B) and the third coil (C) are provided independently of each other and are individually wound on the slot part 22 . do. That is, the first coil (A), the second coil (B), and the third coil (C) are wound in parallel independently of each other without being configured as a closed circuit as in the prior art.

그리고, 상기 제1코일(A)의 전단(A1) 및 후단(A2)은 상호 일체로 연결되며, 상기 제2코일(B)의 전단(B1) 및 후단(B2)은 상호 일체로 연결되고, 상기 제3코일(C)의 전단(C1) 및 후단(C2)은 상호 일체로 연결됨이 바람직하다. 이때, 코일의 전단이라 함은 코일의 길이방향 중앙을 기준으로 한 일측 영역으로 이해함이 바람직하며, 코일의 후단이라 함은 상기 전단을 제외한 나머지 영역으로 이해함이 바람직하다. And, the front end (A1) and the rear end (A2) of the first coil (A) are integrally connected to each other, and the front end (B1) and the rear end (B2) of the second coil (B) are integrally connected to each other, It is preferable that the front end C1 and the rear end C2 of the third coil C are integrally connected to each other. In this case, the front end of the coil is preferably understood as a region on one side with respect to the longitudinal center of the coil, and the rear end of the coil is preferably understood as the remaining region excluding the front end.

여기서, 상기 제1코일(A), 상기 제2코일(B) 및 상기 제3코일(C)은 각 전단(A1,B1,C1) 및 각 후단(A2,B2,C2)이 상기 고정자(20)로부터 노출되어 상기 인버터부(70)의 스위칭소자(s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8,s9,s10,s11,s12)에 개별적으로 회로 연결됨이 바람직하다. 더불어, 상기 제1코일(A), 상기 제2코일(B) 및 상기 제3코일(C)은 각 중앙측이 상기 슬롯부(22)에 권선됨이 바람직하다. Here, the first coil (A), the second coil (B) and the third coil (C) each have a front end (A1, B1, C1) and each rear end (A2, B2, C2) of the stator (20) ) and individually circuit-connected to the switching elements s1, s2, s3, s4, s5, s6, s7, s8, s9, s10, s11, s12 of the inverter unit 70 . In addition, the first coil (A), the second coil (B), and the third coil (C) are preferably wound on the slot part 22 at a central side of each.

즉, 상기 제1코일(A), 상기 제2코일(B) 및 상기 제3코일(C)의 각 전단(A1,B1,C1) 및 각 후단(A2,B2,C2)이 상기 고정자(20)로부터 노출되어 상기 인버터부(70)의 스위칭소자(s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8,s9,s10,s11,s12)에 개별적으로 회로 연결되어, 종래 코일의 전단 및 후단 중 어느 하나만이 고정자로부터 노출되는 것과 차이점이 있다. That is, each of the front ends (A1, B1, C1) and each rear end (A2, B2, C2) of the first coil (A), the second coil (B) and the third coil (C) is connected to the stator 20 ) exposed from and individually circuit-connected to the switching elements s1, s2, s3, s4, s5, s6, s7, s8, s9, s10, s11, s12 of the inverter unit 70, the front end of the conventional coil and The difference is that only one of the rear ends is exposed from the stator.

그리고, 상기 코일(23)은 각 상기 코일권선공간을 관통하여 상기 고정자(20)의 외곽을 감싸도록 권선될 수 있다. 이때, 상기 코일(23)이 슬롯부(22)에 권선되는 것과 코일권선공간에 권선되는 것은 실질적으로 동일한 의미로 이해함이 바람직하다. 또한, 상기 코일(23)은 각 상기 코일권선공간를 관통하여 다발형태로 권선됨으로 이해함이 바람직하다.In addition, the coil 23 may be wound so as to pass through each of the coil winding spaces to surround the periphery of the stator 20 . At this time, it is preferable to understand that the coil 23 is wound in the slot part 22 and is wound in the coil winding space to have substantially the same meaning. In addition, it is preferable to understand that the coil 23 is wound in a bundle form through each of the coil winding spaces.

여기서, 각 상기 코일권선공간에 권선된 상기 코일(23)은 상기 고정자(20)의 접선방향 양측으로 돌출된 상기 슬롯부(22)의 내측단 단부에 의해 걸림되어 지지될 수 있다. 이에 따라, 상기 코일(23)이 상기 회전자(30)로 이탈됨이 방지되어 내구성이 현저히 향상될 수 있다.Here, the coil 23 wound in each of the coil winding spaces may be caught and supported by the inner end end of the slot part 22 protruding from both sides in the tangential direction of the stator 20 . Accordingly, the coil 23 is prevented from being separated into the rotor 30 , so that durability can be remarkably improved.

그리고, 상기 코일(23)은 인가되는 전원의 위상 변화에 따라 회전자계가 형성되도록 상이한 상으로 분할 권선될 수 있다. 이때, 상기 코일(23)은 상기 전원인가부(61)로부터 전원이 공급되어 3상 교류가 발생되도록 구비될 수 있다. 이때, 상이한 상의 전원이 인가된다 함은 각 상기 슬롯부(22)에 권선된 3상 코일에 120°위상으로 시프트된 교류 전원이 순차 공급된다는 의미로 이해함이 바람직하다. In addition, the coil 23 may be divided and wound into different phases so that a rotating magnetic field is formed according to a phase change of the applied power. In this case, the coil 23 may be provided such that power is supplied from the power supply unit 61 to generate a three-phase alternating current. At this time, it is preferable to understand that the application of power of different phases means that the AC power shifted by 120° phase is sequentially supplied to the three-phase coil wound on each of the slot units 22 .

이때, 3상 코일에 120°위상으로 시프트된 교류 전원이 순차 공급됨으로써 전압이 높은 쪽의 코일에 N극, 전압이 낮은 쪽에 S극이 발생된다. 그리고 각각의 상은 정현파 상태로 변화하므로, 각 3상 코일에서 발생하는 자극방향 및 자력이 변화된다. 그리고, 각 3상 코일에 전원이 인가되면 권선된 3상 코일 내의 전류 흐름에 대응하여 상기 슬롯부(22)를 따라 반경방향의 구동자계가 회전될 수 있다. 여기서, 회전자계는 순차적인 전원 공급에 따라 회전되는 구동자계를 의미하는 것으로 이해함이 바람직하다.At this time, the AC power shifted by 120° phase is sequentially supplied to the three-phase coil, so that an N pole is generated in the coil with a high voltage and an S pole is generated on the low voltage side. And since each phase changes to a sinusoidal state, the magnetic pole direction and magnetic force generated in each three-phase coil are changed. In addition, when power is applied to each of the three-phase coils, the driving magnetic field in the radial direction may be rotated along the slot portion 22 in response to the current flow in the wound three-phase coil. Here, the rotating magnetic field is preferably understood to mean a driving magnetic field rotated according to the sequential power supply.

슬롯부slot part k1k1 k2k2 k3k3 k4k4 k5k5 k6k6 k7k7 코일coil A1A1 A1A1 A1A1 A1A1 B1B1 B1B1 B1B1 A2A2 B2B2 B2B2 B2B2 B2B2 C2C2 C2C2 슬롯부slot part k8k8 k9k9 k10k10 k11k11 k12k12 k13k13 k14k14 코일coil B1B1 C1C1 C1C1 C1C1 C1C1 A2A2 A2A2 C2C2 C2C2 A1A1 A1A1 A1A1 A1A1 B1B1 슬롯부slot part k15k15 k16k16 k17k17 k18k18 k19k19 k20k20 k21k21 코일coil A2A2 A2A2 B2B2 B2B2 B2B2 B2B2 C2C2 B1B1 B1B1 B1B1 C1C1 C1C1 C1C1 C1C1 슬롯부slot part k22k22 k23k23 k24k24 코일coil C2C2 C2C2 C2C2 A2A2 A2A2 A2A2

표 1은 각 슬롯부(22)에 각 코일(23)이 권선된 상태를 나타낸 표이다. Table 1 is a table showing a state in which each coil 23 is wound in each slot portion 22 .

상세히, 표 1 및 도 4를 참조하면, 상기 슬롯부(22)는 상기 고정자(20)의 원주방향을 따라 순차적으로 배열되는 제1 내지 제24 슬롯부(k1,k2,k3,k4,k5,k6,k7,k8,k9,k10,k11,k12,k13,k14,k15,k16,k17,k18,k19,k20,k21,k22,k23,k24)를 포함할 수 있다. In detail, referring to Tables 1 and 4, the slot part 22 includes first to 24th slot parts k1, k2, k3, k4, k5, sequentially arranged along the circumferential direction of the stator 20. k6, k7, k8, k9, k10, k11, k12, k13, k14, k15, k16, k17, k18, k19, k20, k21, k22, k23, k24).

이때, 상기 제1코일(A), 상기 제2코일(B) 및 상기 제3코일(C)의 각 후단(A2,B2,C2)은 상기 제1코일(A), 상기 제2코일(B) 및 상기 제3코일(C)의 각 전단(A1,B1,C1)이 권선된 슬롯부(22)와 다른 슬롯부(22)에 각각 교차 권선됨이 바람직하다. At this time, the rear ends A2, B2, C2 of each of the first coil (A), the second coil (B) and the third coil (C) are the first coil (A) and the second coil (B). ) and each front end (A1, B1, C1) of the third coil (C) is preferably cross-wound in the slot portion 22 and the other slot portion 22, respectively wound.

이와 동시에, 상기 제1코일(A), 상기 제2코일(B) 및 상기 제3코일(C)의 각 전단(A1,B1,C1) 및 각 후단(A2,B2,C2)은 상기 슬롯부의 내측부 및 외측부에 상호 교차 권선됨이 바람직하다.At the same time, each of the front ends (A1, B1, C1) and the rear ends (A2, B2, C2) of the first coil (A), the second coil (B) and the third coil (C) is connected to the slot part. It is preferred that the inner and outer portions are cross-wound to each other.

여기서, 상기 제1코일(A)의 전단(A1)은 제1 내지 제4 슬롯부(k1,k2,k3,k4)의 내측부 및 제10 내지 제13 슬롯부(k10,k11,k12,k13)의 외측부에 연속 권선될 수 있다. 그리고, 상기 제1코일(A)의 후단(A2)은 제1 슬롯부(k1)의 외측부, 제13 내지 제16 슬롯부(k13,k14,k15,k16)의 내측부 및 제22 내지 제24 슬롯부(k22,k23,k24)의 외측부에 연속 권선될 수 있다. 이때, 상기 제1코일(A)의 전단(A1) 및 상기 제1코일(A)의 후단(A2) 간의 경계영역이 제1 슬롯부(k1) 및 상기 제13 슬롯부(k13)에 배치될 수 있다. Here, the front end A1 of the first coil A is an inner portion of the first to fourth slot portions k1, k2, k3, k4 and the tenth to thirteenth slot portions k10, k11, k12, k13. It can be continuously wound on the outer side of the. In addition, the rear end A2 of the first coil A is an outer portion of the first slot portion k1, an inner portion of the thirteenth to sixteenth slot portions k13, k14, k15, and k16, and the twenty-second to twenty-fourth slots. It may be continuously wound on the outer side of the parts k22, k23, and k24. At this time, a boundary region between the front end A1 of the first coil A and the rear end A2 of the first coil A is disposed in the first slot portion k1 and the thirteenth slot portion k13. can

더불어, 상기 제2코일(B)의 전단(B1)은 제5 내지 제8 슬롯부(k5,k6,k7,k8)의 내측부 및 제14 내지 제17 슬롯부(k14,k15,k16,k17)의 외측부에 연속 권선될 수 있다. 그리고, 상기 제2코일(B)의 후단(B2)은 제2 내지 제5 슬롯부(k2,k3,k4,k5)의 외측부 및 제17 내지 제20 슬롯부(k17,k18,k19,k20)의 내측부에 연속 권선될 수 있다. 이때, 상기 제2코일(B)의 전단(B1) 및 상기 제2코일(B)의 후단(B2) 간의 경계영역이 제5 슬롯부(k5) 및 상기 제17 슬롯부(k17)에 배치될 수 있다. In addition, the front end B1 of the second coil B is the inner side of the fifth to eighth slot parts k5, k6, k7, and k8 and the 14th to 17th slot parts k14, k15, k16, and k17. It can be continuously wound on the outer side of the. In addition, the rear end B2 of the second coil B is the outer side of the second to fifth slot parts k2, k3, k4, and k5 and the 17th to 20th slot parts k17, k18, k19, k20. It can be continuously wound on the inner side of the. At this time, a boundary region between the front end B1 of the second coil B and the rear end B2 of the second coil B is disposed in the fifth slot part k5 and the 17th slot part k17. can

또한, 상기 제3코일(C)의 전단(C1)은 제9 내지 제12 슬롯부(k9,k10,k11,k12)의 내측부 및 제18 내지 제21 슬롯부(k18,k19,k20,k21)의 외측부에 연속 권선될 수 있다. 그리고, 상기 제3코일(C)의 후단(C2)은 제6 내지 제9 슬롯부(k6,k7,k8,k9)의 외측부 및 제21 내지 제24 슬롯부(k21,k22,k23,k24)의 내측부에 연속 권선될 수 있다. 이때, 상기 제3코일(C)의 전단(C1) 및 상기 제3코일(C)의 후단(C2) 간의 경계영역이 제9 슬롯부(k9) 및 상기 제21 슬롯부(k21)에 배치될 수 있다. In addition, the front end C1 of the third coil C includes inner portions of the ninth to twelfth slot portions k9, k10, k11, and k12 and the eighteenth to twenty-first slot portions k18, k19, k20, and k21. It can be continuously wound on the outer side of the. In addition, the rear end C2 of the third coil C has the outer side portions of the sixth to ninth slot portions k6, k7, k8, and k9 and the twenty-first to twenty-fourth slot portions k21, k22, k23, and k24. It can be continuously wound on the inner side of the. At this time, a boundary region between the front end C1 of the third coil C and the rear end C2 of the third coil C is disposed in the ninth slot part k9 and the 21st slot part k21. can

이때, 본 발명의 일실시예에서 각 코일이 각 슬롯부의 내측부 및 외측부에 권선되는 경우를 하나의 예로써 도시 및 설명한 것으로 이해함이 바람직하며, 각 코일이 상술된 일실시예와 다르게 각 슬롯부의 내측부 및 외측부가 서로 바뀌어 권선되는 경우도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 이해함이 바람직하다. 또한, 각 슬롯부의 내측부 및 외측부라 함은 상기 고정자(20)의 반경방향 내측부 및 외측부로 이해함이 바람직하다. At this time, it is preferable to understand that the case where each coil is wound on the inner side and the outer side of each slot part in an embodiment of the present invention is illustrated and described as an example, and each coil is different from the above-described embodiment on the inner side of each slot part And it is preferable to understand that the case where the outer part is changed and wound is also included in the scope of the present invention. In addition, it is preferable that the inner and outer portions of each slot be understood as radially inner and outer portions of the stator 20 .

그리고, 도 5를 참조하면, 상기 인버터부(70)는 각 상기 코일(23)에 개별적으로 회로 연결됨이 바람직하다. 여기서, 상기 인버터부(70)는 복수개의 스위칭소자(s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8,s9,s10,s11,s12)를 포함한다. And, referring to FIG. 5 , it is preferable that the inverter unit 70 is individually circuit-connected to each of the coils 23 . Here, the inverter unit 70 includes a plurality of switching elements s1, s2, s3, s4, s5, s6, s7, s8, s9, s10, s11, and s12.

이때, 각 상기 스위칭소자(s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8,s9,s10,s11,s12)는 다이오드소자(71)와, 상기 다이오드소자(71)의 입력단에 회로 연결된 에미터단, 상기 다이오드소자(71)의 출력단에 회로 연결된 콜렉터단 및 상기 제어부(60)에 회로 연결되어 선택적으로 제어신호가 인가되는 베이스단으로 구성된 트랜지스터(72)로 각각 세트화되어 구성됨이 바람직하다. At this time, each of the switching elements s1, s2, s3, s4, s5, s6, s7, s8, s9, s10, s11, s12 is connected to the diode element 71 and the input terminal of the diode element 71 in a circuit. It is preferable to set each transistor 72 comprising an emitter terminal, a collector terminal circuit connected to the output terminal of the diode element 71, and a base terminal circuit connected to the control unit 60 and selectively applied with a control signal. .

그리고, 상기 스위칭소자는 각 상기 코일(23)의 전단 및 후단 수에 비례 대응하는 개수로 구비되되. 상기 스위칭소자는 제1 내지 제12 스위칭소자(s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8,s9,s10,s11,s12)를 포함하고, 각 상기 코일(23)의 전단 및 후단은 각 상기 스위칭소자에 개별적으로 회로 연결됨이 바람직하다. 즉, 종래와 같이 코일의 전단 및 후단 중 어느 하나만이 스위칭소자에 회로 연결되는 구성과 차별점이 있다. 이때, 비례 대응하는 개수로 구비된다는 말은 각 상기 코일(23)의 전단 및 후단 수가 6개인 경우 상기 스위칭소자가 12개로 구비되는 것을 포괄하는 개념으로 이해함이 바람직하다. In addition, the number of the switching elements is provided in proportion to the number of front and rear ends of each of the coils 23 . The switching element includes first to twelfth switching elements s1, s2, s3, s4, s5, s6, s7, s8, s9, s10, s11, s12, and front and rear ends of each of the coils 23 . is preferably individually circuit-connected to each of the switching elements. That is, there is a difference from the configuration in which only one of the front and rear ends of the coil is circuit-connected to the switching element as in the prior art. At this time, it is preferable to understand the concept of being provided with a proportionally corresponding number as a concept encompassing 12 of the switching elements when the number of front and rear ends of each coil 23 is six.

상세히, 상기 제1코일(A)의 전단(A1)은 제1 및 제2 스위칭소자(s1,s2)의 사이에 회로 연결되되, 상기 제1코일(A)의 후단(A2)은 제3 및 제4 스위칭소자(s3,s4)의 사이에 회로 연결될 수 있다. In detail, the front end A1 of the first coil A is circuit-connected between the first and second switching devices s1 and s2, and the rear end A2 of the first coil A is connected to the third and A circuit may be connected between the fourth switching elements s3 and s4.

더불어, 상기 제2코일(B)의 전단(B1)은 제5 및 제6 스위칭소자(s5,s6)의 사이에 회로 연결되되, 상기 제2코일(B)의 후단(B2)은 제7 및 제8 스위칭소자(s7,s8)의 사이에 회로 연결될 수 있다.In addition, the front end B1 of the second coil B is circuit-connected between the fifth and sixth switching elements s5 and s6, and the rear end B2 of the second coil B is connected to the seventh and sixth switching elements s5 and s6. A circuit may be connected between the eighth switching elements s7 and s8.

또한, 상기 제3코일(C)의 전단(C1)은 제9 및 제10 스위칭소자(s9,s10)의 사이에 회로 연결되되, 상기 제3코일(C)의 후단(C2)은 제11 및 제12 스위칭소자(s11,s12)의 사이에 회로 연결될 수 있다. In addition, the front end C1 of the third coil C is circuit-connected between the ninth and tenth switching elements s9 and s10, and the rear end C2 of the third coil C is connected to the eleventh and tenth switching elements s9 and s10. A circuit may be connected between the twelfth switching elements s11 and s12.

한편, 상기 전원인가부(61)는 상기 인버터부(70)에 3상 전원을 인가하도록 구비됨이 바람직하다. 여기서, 상기 전원인가부(61)는 상기 제1코일(A), 상기 제2코일(B) 및 상기 제3코일(C)에 상호 독립적으로 각각 전원을 공급하도록 구비됨이 바람직하다. 즉, 상기 전원인가부(61)가 상기 제1코일(A)에 전원 공급시 상기 제2코일(B) 및 상기 제3코일(C)에 인가되는 전원은 차단되며, 상기 제2코일(B)에 전원 공급시 상기 제1코일(A) 및 상기 제3코일(C)에 인가되는 전원은 차단되고, 상기 제3코일(C)에 전원 공급시 상기 제1코일(A) 및 상기 제2코일(B)에 인가되는 전원은 차단됨이 바람직하다.Meanwhile, the power applying unit 61 is preferably provided to apply three-phase power to the inverter unit 70 . Here, the power supply unit 61 is preferably provided to supply power to the first coil (A), the second coil (B), and the third coil (C) independently of each other. That is, when the power supply unit 61 supplies power to the first coil A, the power applied to the second coil B and the third coil C is cut off, and the second coil B ), the power applied to the first coil (A) and the third coil (C) is cut off, and when power is supplied to the third coil (C), the first coil (A) and the second coil (C) The power applied to the coil (B) is preferably cut off.

또한, 상기 초고속 전동기(100)는 상기 전원인가부(61)와 상기 인버터부(70)의 사이에 회로 연결되어 인가되는 전류를 정류하는 정류부(62)를 더 포함함이 바람직하다. 이때, 상기 정류부(62)는 상기 전원인가부(61)로부터 상기 인버터부(70)로 3상 전원의 공급시 역류가 방지되도록 다이오드소자를 포함하여 구성될 수 있다. In addition, it is preferable that the high-speed electric motor 100 further includes a rectifying unit 62 for rectifying the applied current through a circuit connection between the power supply unit 61 and the inverter unit 70 . In this case, the rectifying unit 62 may include a diode element to prevent a reverse flow when three-phase power is supplied from the power applying unit 61 to the inverter unit 70 .

이때, 상기 정류부(62)의 전단은 제1 및 제3 및 제5 및 제7 및 제9 및 제11 스위칭소자(s1,s3,s5,s7,s9,s11)의 각 다이오드소자(71) 출력단측 공통노드에 회로 연결될 수 있다. 더불어, 상기 정류부(62)의 후단은 제2 및 제4 및 제6 및 제8 및 제10 및 제12 스위칭소자(s2,s4,s6,s8,s10,s12)의 각 다이오드소자(71) 입력단측 공통노드에 회로 연결될 수 있다. At this time, the front end of the rectifier 62 is the output terminal of each diode element 71 of the first and third and fifth and seventh and ninth and eleventh switching elements s1, s3, s5, s7, s9, s11. It may be circuit-connected to the side common node. In addition, the rear end of the rectifier 62 is the input terminal of each diode element 71 of the second and fourth and sixth and eighth and tenth and twelfth switching elements s2, s4, s6, s8, s10, s12. It may be circuit-connected to the side common node.

그리고, 상기 제어부(60)는 상기 인버터부(70)의 출력 제어를 위해 제1 내지 제12 스위칭소자(s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8,s9,s10,s11,s12)의 각 상기 트랜지스터 베이스단에 회로 연결되어 정현파 등의 제어신호를 인가하도록 구비됨이 바람직하다. In addition, the control unit 60 controls the output of the inverter unit 70. The first to twelfth switching elements s1, s2, s3, s4, s5, s6, s7, s8, s9, s10, s11, s12 ) is preferably provided so as to be circuit-connected to each of the transistor base terminals to apply a control signal such as a sine wave.

여기서, 상기 제어부(60)는 출력 제어를 위해 각 상기 트랜지스터(72)의 베이스단에 회로 연결되며, 상기 제1코일(A), 상기 제2코일(B) 및 상기 제3코일(C)에 상호 독립적으로 전원이 순차 공급되도록 균등시간분배 제어신호를 인가함이 바람직하다.Here, the control unit 60 is circuit-connected to the base terminal of each of the transistors 72 for output control, and is connected to the first coil (A), the second coil (B) and the third coil (C). It is preferable to apply the equal time distribution control signal so that power is sequentially supplied independently of each other.

이때, 상기 제어부(60)는 상기 제1코일(A), 상기 제2코일(B) 및 상기 제3코일(C)에 독립적으로 전원을 공급하도록 복수개로 구비되어 각각의 제어부가 상기 제1코일(A), 상기 제2코일(B) 및 상기 제3코일(C)에 각각 개별 회로 연결될 수 있다.At this time, the control unit 60 is provided in plurality to independently supply power to the first coil (A), the second coil (B), and the third coil (C), so that each control unit is the first coil (C). (A), the second coil (B), and the third coil (C) may be respectively connected to individual circuits.

예컨대, 상기 제어부(60)는 상기 제1코일(A)에 기설정된 시간동안 제1균등시간분배 제어신호를 인가할 수 있다. 이에 따라, 상기 전원인가부(61)가 상기 제1코일(A)에 전원을 공급함과 동시에 상기 제2코일(B) 및 상기 제3코일(C)에 인가되는 전원은 차단할 수 있다. For example, the control unit 60 may apply a first equal time distribution control signal to the first coil A for a preset time. Accordingly, the power supply unit 61 may supply power to the first coil A and at the same time cut off the power applied to the second coil B and the third coil C.

이어서, 상기 제어부(60)는 상기 제2코일(B)에 기설정된 시간동안 제2균등시간분배 제어신호를 인가할 수 있다. 이에 따라, 상기 전원인가부(61)가 상기 제2코일(B)에 전원을 공급함과 동시에 상기 제1코일(A) 및 상기 제3코일(C)에 인가되는 전원은 차단할 수 있다. Subsequently, the controller 60 may apply a second equal time distribution control signal to the second coil B for a preset time. Accordingly, the power applying unit 61 may supply power to the second coil B and at the same time cut off the power applied to the first coil A and the third coil C.

그리고, 상기 제어부(60)는 상기 제3코일(C)에 기설정된 시간동안 제3균등시간분배 제어신호를 인가할 수 있다. 이에 따라, 상기 전원인가부(61)가 상기 제3코일(C)에 전원을 공급함과 동시에 상기 제1코일(A) 및 상기 제2코일(B)에 인가되는 전원은 차단할 수 있다. In addition, the control unit 60 may apply a third equal time distribution control signal to the third coil C for a preset time. Accordingly, the power applying unit 61 may supply power to the third coil C and at the same time cut off the power applied to the first coil A and the second coil B.

이때, 상기 제1코일(A), 상기 제2코일(B) 및 상기 제3코일(C)에 각각 전원이 인가되는 시간이 상호 균등하게 분배됨이 바람직하다. 더불어, 상기 제1코일(A), 상기 제2코일(B) 및 상기 제3코일(C)에 각각 전원이 인가되지 않는 시간이 상호 균등하게 분배됨이 바람직하다.At this time, it is preferable that the time when power is applied to each of the first coil (A), the second coil (B) and the third coil (C) is equally distributed to each other. In addition, it is preferable that the time during which no power is applied to each of the first coil (A), the second coil (B) and the third coil (C) is equally distributed to each other.

또한, 상기 제1코일(A), 상기 제2코일(B) 및 상기 제3코일(C)에 각각 전원은 상호 중첩되지 않고 독립적으로 순차적으로 인가됨이 바람직하다. 즉, 상기 전원인가부(61)가 상기 제1코일(A)에 전원 공급시 상기 제2코일(B) 및 상기 제3코일(C)에 인가되는 전원은 차단되며, 상기 제2코일(B)에 전원 공급시 상기 제1코일(A) 및 상기 제3코일(C)에 인가되는 전원은 차단되고, 상기 제3코일(C)에 전원 공급시 상기 제1코일(A) 및 상기 제2코일(B)에 인가되는 전원은 차단됨이 바람직하다.In addition, it is preferable that power is applied to each of the first coil (A), the second coil (B), and the third coil (C) independently and sequentially without overlapping each other. That is, when the power supply unit 61 supplies power to the first coil A, the power applied to the second coil B and the third coil C is cut off, and the second coil B ), the power applied to the first coil (A) and the third coil (C) is cut off, and when power is supplied to the third coil (C), the first coil (A) and the second coil (C) The power applied to the coil (B) is preferably cut off.

이에 따라, 상기 제1코일(A), 상기 제2코일(B) 및 상기 제3코일(C)에 상호 독립적으로 전원이 순차 공급되도록 균등시간분배 제어신호를 인가하면 상기 전원인가부(61)가 상기 제1코일(A), 상기 제2코일(B) 및 상기 제3코일(C)에 상호 독립적으로 각각 전원을 공급함에 따라 스위칭 손실에 따른 발열이 저감되면서도 전동기의 고속 제어가 구현 가능하므로 제어정밀성이 현저히 개선될 수 있다.Accordingly, when an equal time distribution control signal is applied so that power is sequentially supplied to the first coil (A), the second coil (B), and the third coil (C) independently of each other, the power supply unit (61) As power is independently supplied to the first coil (A), the second coil (B), and the third coil (C), high-speed control of the motor can be realized while reducing heat due to switching loss. Control precision can be significantly improved.

이처럼, 각 코일이 폐회로로 구성되던 종래와 달리, 각 상기 코일(23)이 각 상기 슬롯부(22)에 상호간 개별적으로 병렬 권선되되 상호간 전기적으로 구획된 상태에서 교차 권선되어 각 전단(A1,B1,C1) 및 후단(A2,B2,C2)이 복수개의 스위칭소자에 개별 회로 연결된다. 따라서, 스위칭 손실이 저감되어 발열이 최소화됨에 따라 영구자석부의 탈자가 미연에 방지되며 전동기의 성능이 현저히 개선될 수 있다. In this way, unlike the prior art in which each coil is configured as a closed circuit, each of the coils 23 is individually wound in parallel to each other in each of the slot portions 22 and cross-wound in a state in which they are electrically separated from each other, so that each front end (A1, B1) , C1) and the rear ends (A2, B2, C2) are individually circuit-connected to the plurality of switching elements. Accordingly, as the switching loss is reduced and heat generation is minimized, demagnetization of the permanent magnet is prevented in advance, and the performance of the motor can be remarkably improved.

더불어, 제1코일(A), 제2코일(B) 및 제3코일(C)의 각 전단(A1,B1,C1)이 상기 고정자(20)에 순차적으로 배열된 복수개의 슬롯부(22)의 내측부 및 외측부에 연속 권선된 후 각 후단(A2,B2,C2)이 각 전단(A1,B1,C1)이 권선된 슬롯부(22)와 다른 슬롯부(22)의 외측부 및 내측부에 각각 전후/내외로 교차 권선된다. 따라서, 권선의 분포밀도가 균등분산 배열됨에 따라 각 상기 코일(23)과 상기 영구자석부(31) 간에 균일한 회전자계가 형성되어 상기 회전자(30)의 회전시 역기전력이 감소됨에 따라 토크 리플에 의한 소음, 진동 및 공진이 최소화되어 전동기의 성능이 현저히 개선될 수 있다.In addition, the first coil (A), the second coil (B), and each front end (A1, B1, C1) of the third coil (C) is a plurality of slot portions 22 sequentially arranged in the stator (20) After continuous winding on the inner and outer parts of / Cross winding in and out. Accordingly, as the distribution density of the windings is evenly distributed, a uniform rotating magnetic field is formed between each of the coils 23 and the permanent magnet unit 31 , and as the counter electromotive force is reduced when the rotor 30 rotates, the torque ripple Noise, vibration and resonance caused by the motor can be minimized, so that the performance of the motor can be remarkably improved.

또한, 코일의 전단 및 후단 중 어느 하나만이 스위칭소자에 회로 연결되어 스위칭 손실을 제거하기 위한 추가적인 필터가 더 요구되던 종래와 달리, 상기 스위칭소자는 각 상기 코일(23)의 전단 및 후단 수에 비례 대응하는 개수로 구비되어 각 상기 코일(23)의 전단 및 후단이 각 상기 스위칭소자에 개별적으로 회로 연결된다. 따라서, 스위칭 손실을 제거하기 위한 추가적인 필터가 더 요구되지 않아 실질적인 전 주파수 대역에서 전동기를 최적 제어할 수 있어 전동기의 범용성이 현저히 개선될 수 있다. In addition, unlike the prior art in which only one of the front and rear ends of the coil is circuit-connected to the switching element and an additional filter for removing the switching loss is further required, the switching element is proportional to the number of front and rear ends of each coil 23 . Corresponding numbers are provided so that the front and rear ends of each of the coils 23 are individually circuit-connected to each of the switching elements. Therefore, since an additional filter for removing the switching loss is not required further, the motor can be optimally controlled in a substantially full frequency band, and thus the versatility of the motor can be remarkably improved.

한편, 도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 초고속 전동기(100)는 상기 하우징부(10), 에어베어링부(40), 센서부(50)를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, referring to FIGS. 6 to 8 , the high-speed electric motor 100 according to an embodiment of the present invention may further include the housing unit 10 , the air bearing unit 40 , and the sensor unit 50 . .

상세히, 상기 하우징부(10)는 상기 케이스부(11)와, 한쌍의 커버부(13a,13b)를 포함함이 바람직하다. 상세히, 상기 케이스부(11)는 비자성체 재질의 원통형으로 구비되되, 내부에 상기 고정자(20), 상기 회전자(30)가 수용되도록 수용공간이 형성됨이 바람직하다. 여기서, 상기 케이스부(11)의 내경은 상기 고정자(20)의 외경에 대응되어 구비됨이 바람직하다. In detail, the housing part 10 preferably includes the case part 11 and a pair of cover parts 13a and 13b. In detail, the case part 11 is provided in a cylindrical shape made of a non-magnetic material, and it is preferable that an accommodation space is formed therein so that the stator 20 and the rotor 30 are accommodated therein. Here, it is preferable that the inner diameter of the case part 11 corresponds to the outer diameter of the stator 20 .

그리고, 상기 케이스부(11)의 내주에 상기 고정자(20)가 별도의 고정수단을 통해 상호간 고정될 수 있다. 여기서, 상기 고정자(20)의 외주가 안착되도록 상기 케이스부(11)의 길이방향 일측이 반경방향 내측으로 단턱지게 연장될 수도 있다.In addition, the stator 20 may be mutually fixed to the inner periphery of the case portion 11 through a separate fixing means. Here, one longitudinal side of the case part 11 may be stepped inward in the radial direction so that the outer periphery of the stator 20 is seated.

또한, 상기 케이스부(11)의 반경방향 테두리에는 상기 커버부(13a,13b)와 체결 및 고정되도록 원주방향을 따라 기설정된 간격으로 복수개의 결합홀(12)이 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 결합홀(12)은 상기 케이스부(11)의 길이방향을 따라 관통 형성될 수 있으며, 경우에 따라 관통된 홀 형태가 아닌, 함몰 형성된 홈 형태로 형성될 수도 있다.In addition, it is preferable that a plurality of coupling holes 12 are formed at predetermined intervals along the circumferential direction so as to be fastened and fixed to the cover portions 13a and 13b in the radial rim of the case portion 11 . At this time, the coupling hole 12 may be formed through the longitudinal direction of the case portion 11, and in some cases, may be formed in the form of a recessed groove rather than the form of a through hole.

그리고, 각 상기 커버부(13a,13b)는 상기 케이스부(11)의 양단부를 커버하도록 구비됨이 바람직하다. 이때, 각 상기 커버부(13a,13b)는 상기 케이스부(11)와 동일한 비자성체 재질로 구비됨이 바람직하며, 상기 케이스부(11)의 외경과 실질적으로 대응되는 외경으로 구비됨이 바람직하다.In addition, each of the cover portions 13a and 13b is preferably provided to cover both ends of the case portion 11 . In this case, each of the cover parts 13a and 13b is preferably made of the same non-magnetic material as that of the case part 11 , and preferably has an outer diameter substantially corresponding to the outer diameter of the case part 11 . .

여기서, 각 상기 커버부(13a,13b)에는 상기 결합홀(12)에 대응되는 반경방향 테두리에 원주방향을 따라 기설정된 간격으로 복수개의 체결홀(18a,18b)이 각각 형성됨이 바람직하다.Here, it is preferable that a plurality of fastening holes 18a and 18b are formed in each of the cover parts 13a and 13b at predetermined intervals along a circumferential direction on a radial edge corresponding to the coupling hole 12 , respectively.

이를 통해, 상기 케이스부(11)의 결합홀(12)과 각 상기 커버부(13a,13b)의 체결홀(18a,18b)이 상호간 정렬된 상태에서 별도의 체결부재를 통해 상기 케이스부(11) 및 각 상기 커버부(13a,13b)가 상호간 체결 및 고정될 수 있다. Through this, the case part 11 through a separate fastening member in a state in which the coupling hole 12 of the case part 11 and the fastening holes 18a and 18b of each of the cover parts 13a and 13b are aligned with each other. ) and each of the cover parts 13a and 13b may be mutually fastened and fixed.

그리고, 각 상기 커버부(13a,13b)에는 각 상기 커버부(13a,13b)의 각 내측단으로부터 길이방향 내측으로 일체로 연장 돌설된 연장부(15a,15b)가 각각 형성됨이 바람직하다.In addition, it is preferable that extension portions 15a and 15b integrally extending inwardly in the longitudinal direction from the respective inner ends of the cover portions 13a and 13b are formed on each of the cover portions 13a and 13b, respectively.

상세히, 각 상기 커버부(13a,13b)에는 각 내측단으로부터 길이방향 내측으로 단턱지게 연장 돌설된 끼움단턱(14a,14b)이 각각 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 끼움단턱(14a,14b)의 외경은 상기 케이스부(11)의 내경에 실질적으로 대응되어 형성됨이 바람직하다.In detail, it is preferable that fitting steps 14a and 14b protruding stepwisely extending inward from each inner end in the longitudinal direction are formed in each of the cover portions 13a and 13b, respectively. At this time, the outer diameter of the fitting step (14a, 14b) is preferably formed to substantially correspond to the inner diameter of the case portion (11).

이를 통해, 각 상기 커버부(13a,13b)의 끼움단턱(14a,14b)이 상기 케이스부(11) 양단부 내주로 삽입되어 끼움 결합력을 제공하므로 상기 초고속 전동기(100)의 고속회전시에도 진동이 저감되어 내구성이 개선될 수 있다.Through this, the fitting steps 14a and 14b of each of the cover portions 13a and 13b are inserted into the inner periphery of both ends of the case portion 11 to provide a fitting coupling force, so that vibration is generated even during high-speed rotation of the high-speed motor 100. reduced and durability may be improved.

그리고, 각 상기 연장부(15a,15b)는 각 상기 끼움단턱(14a,14b)의 내측단으로부터 길이방향 내측으로 일체로 연장 돌설 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 연장부(15a,15b)의 외경은 상기 회전자(30)의 외경을 초과하여 형성되되, 상기 케이스부(11)의 내경 미만으로 형성됨이 바람직하며, 상기 연장부(15a,15b)의 외경이 상기 회전자(30)의 외경보다 미세하게 초과되는 외경으로 형성되는 것이 가장 바람직하다.In addition, each of the extension portions (15a, 15b) is preferably formed to protrude integrally in the longitudinal direction from the inner end of each of the fitting step (14a, 14b). At this time, the outer diameter of the extension (15a, 15b) is formed to exceed the outer diameter of the rotor (30), preferably formed to be less than the inner diameter of the case portion (11), the extension (15a, 15b) It is most preferable that the outer diameter is formed as an outer diameter that slightly exceeds the outer diameter of the rotor 30 .

또한, 각 상기 연장부(15a,15b)는 상기 회전자(30)의 길이방향 외측단의 반경방향 테두리측과 대향 배치되며, 상기 회전자(30)의 길이방향 외측단과 기설정된 간격으로 이격 배치됨이 바람직하다. In addition, each of the extension parts (15a, 15b) is disposed opposite to the radial edge side of the longitudinal outer end of the rotor 30, and spaced apart from the longitudinal outer end of the rotor 30 at a predetermined interval This is preferable.

그리고, 상기 회전자(30)의 길이방향 외측단의 반경방향 테두리측에 대향되는 각 상기 연장부(15a,15b)의 내측단에는 상기 연장부(15a,15b)의 길이방향 외측으로 함몰 형성되는 센서삽입홀(16a,16b)이 형성될 수 있다.And, the inner end of each of the extension parts (15a, 15b) opposite to the radial edge side of the longitudinal outer end of the rotor (30) is recessed in the longitudinal direction of the extension (15a, 15b) is formed Sensor insertion holes 16a and 16b may be formed.

이를 통해, 상기 센서부(50)가 상기 센서삽입홀(16a,16b)에 삽입 및 고정되어 상기 회전자(30)의 길이방향 외측단과 대향 배치됨에 따라 상기 연장부(15a,15b) 및 상기 회전자(30)의 길이방향 외측단 사이의 거리가 측정 및 산출될 수 있다.Through this, as the sensor unit 50 is inserted and fixed into the sensor insertion holes 16a and 16b and disposed to face the longitudinal outer end of the rotor 30, the extension parts 15a and 15b and the rotation The distance between the longitudinal outer ends of the former 30 may be measured and calculated.

그리고, 각 상기 커버부(13a,13b)에는 상기 회전자(30)의 각 회전축부(33a,33b) 및 상기 에어베어링부(40)가 통과되도록 반경방향 내측에 축삽입홀(17a,17b)이 각각 관통 형성됨이 바람직하다. In addition, each of the cover parts 13a and 13b has shaft insertion holes 17a and 17b in the radial direction so that each of the rotation shaft parts 33a and 33b of the rotor 30 and the air bearing part 40 pass therethrough. Each of these is preferably formed through.

이때, 각 상기 축삽입홀(17a,17b)이 각 상기 연장부(15a,15b)를 포함하는 각 상기 커버부(13a,13b)의 반경방향 내측에 길이방향을 따라 관통 형성됨으로 이해함이 바람직하다.At this time, it is preferable to understand that each of the shaft insertion holes 17a and 17b is formed through the radially inner side of each of the cover portions 13a and 13b including the extension portions 15a and 15b in the longitudinal direction. .

또한, 각 상기 축삽입홀(17a,17b)의 내경은 상기 에어베어링부(40)의 외경과 실질적으로 대응되어 형성됨이 바람직하다. 그리고, 각 상기 축삽입홀(17a,17b)의 길이방향 중앙부에는 원주방향을 따라 반경방향 외측으로 단턱지게 함몰 확장되는 확장여유부(17c,17d)가 형성될 수 있다.In addition, the inner diameter of each of the shaft insertion holes (17a, 17b) is preferably formed to substantially correspond to the outer diameter of the air bearing portion (40). In addition, expansion margins 17c and 17d that are stepped down to the outside in the radial direction along the circumferential direction may be formed in the longitudinal center of each of the shaft insertion holes 17a and 17b.

그리고, 각 상기 커버부(13a,13b)에는 후술되는 확장단턱(44a,44b)의 위치에 대응되어 각 상기 축삽입홀(17a,17b)에 인접한 각 상기 커버부(13a,13b)의 길이방향 외측의 원주방향을 따라 상기 축삽입홀(17a,17b)을 감싸는 형태로 복수개의 나사홈(19a,19b)이 형성될 수 있다.In addition, each of the cover parts 13a and 13b has the lengthwise direction of each of the cover parts 13a and 13b adjacent to the shaft insertion holes 17a and 17b corresponding to the positions of the extended step steps 44a and 44b to be described later. A plurality of screw grooves 19a and 19b may be formed to surround the shaft insertion holes 17a and 17b along the outer circumferential direction.

또한, 각 상기 커버부(13a,13b) 중 적어도 어느 하나에는 상기 고정자(20)에 권선된 각 상기 코일(23)의 전단(A1,B1,C1) 및 후단(A2,B2,C2)이 외부로 통과됨과 동시에 상기 하우징부(10) 내부에서 발생된 열이 배출되도록 배출홀이 관통 형성될 수 있다.In addition, the front ends A1, B1, C1 and rear ends A2, B2, C2 of each of the coils 23 wound on the stator 20 are external to at least one of the cover parts 13a and 13b. A discharge hole may be formed so that the heat generated inside the housing unit 10 is discharged at the same time as passing through the furnace.

한편, 상기 회전자(30)는 상기 고정자(20)의 반경방향 내측에 배치되되 상기 코일(23)에 전류가 인가됨에 따라 회전되도록 구비되는 상기 영구자석부(31)와, 상기 영구자석부(31)의 길이방향 양단부에 각각 결합되되 길이방향 외측 단부가 상기 연장부(15a,15b)의 내측단과 기설정된 간격으로 이격되며 대향 배치되는 한쌍의 연장축부(32a,32b)를 포함함이 바람직하다. On the other hand, the rotor 30 is disposed on the radially inner side of the stator 20 and the permanent magnet part 31 provided to rotate as a current is applied to the coil 23, and the permanent magnet part ( 31) coupled to both ends in the longitudinal direction, the longitudinal outer ends of which are spaced apart from the inner ends of the extensions 15a and 15b at a predetermined interval and are preferably opposite to each other. .

여기서, 상기 회전자(30)는 상기 고정자(20)의 반경방향 중앙부에 형성된 중공, 즉, 각 상기 슬롯부(22)의 반경방향 내측단 프로파일의 내측에 배치됨이 바람직하다. 이때, 상기 회전자(30)가 회전 가능하도록 상기 회전자(30) 및 상기 고정자(20)의 각 상기 슬롯부(22)는 기설정된 간격을 두고 배치됨이 바람직하다.Here, the rotor 30 is preferably disposed inside the hollow formed in the radial central portion of the stator 20 , that is, the radially inner end profile of each of the slot portions 22 . At this time, it is preferable that the slot portions 22 of the rotor 30 and the stator 20 are arranged at a predetermined interval so that the rotor 30 is rotatable.

그리고, 상기 영구자석부(31)는 반경방향을 따라 극성을 갖도록 착자된 원통형의 자석으로 구비되어 상기 고정자(20)의 반경방향 내측, 즉, 상기 슬롯부(22)의 반경방향 내측단 프로파일의 내측에 배치됨이 바람직하다.And, the permanent magnet part 31 is provided with a cylindrical magnet magnetized to have a polarity along the radial direction of the radially inner side of the stator 20, that is, the radially inner end profile of the slot part 22. It is preferable to be disposed on the inside.

또한, 상기 영구자석부(31)는 네오디움 자석 등으로 구비될 수 있으며, 양극이 N극과 S극으로 착자되어 배치됨이 바람직하다. 예컨대, 상기 영구자석부(31)의 자극이 일방향으로 착자되어 형성되되, 자극이 N극과 S극으로 서로 상하로 대칭을 이루도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 영구자석부(31)의 일면이 N극으로 형성되고, 중심점으로부터 일면과 대칭되는 타면이 S극으로 형성될 수 있다.In addition, the permanent magnet part 31 may be provided with a neodymium magnet or the like, and it is preferable that the anode is magnetized to the N pole and the S pole. For example, the magnetic poles of the permanent magnet part 31 may be formed by being magnetized in one direction, and the magnetic poles may be vertically symmetrical with each other with an N pole and an S pole. Here, one surface of the permanent magnet part 31 may be formed as an N pole, and the other surface symmetrical to the one surface from the central point may be formed as an S pole.

또한, 상기 영구자석부(31)는 한 쌍의 N극과 S극으로 착자되어 배치될 수 있으며, 더욱이, 복수개의 N극과 S극이 순차적으로 착자되되, 각각의 N극과 S극은 상하 대칭을 이루도록 구비될 수도 있다.In addition, the permanent magnet unit 31 may be arranged to be magnetized as a pair of N poles and S poles, and furthermore, a plurality of N poles and S poles are sequentially magnetized, and each N pole and S pole are vertically It may be provided to achieve symmetry.

여기서, 상기 영구자석부(31)의 착자 방법은 다음과 같다. 먼저, 상기 영구자석을 제조하기 위한 착자 대상물인 마그네트가 준비될 수 있다. 이때, 상기 마그네트는 페라이트, 알니코, 코발트, 인코넬 등의 소재로 준비될 수 있다. 그리고, 상기 마그네트는 별도의 착자장치 내에 배치되고, 상기 착자장치에 순간적으로 높은 착자 전원을 인가하게 되면 자장의 범위 내에 있는 상기 마그네트의 자구가 일정방향으로 배열되면서 상기 마그네트가 반영구적인 극성을 띠게된다.Here, the magnetization method of the permanent magnet part 31 is as follows. First, a magnet, which is a magnetization object for manufacturing the permanent magnet, may be prepared. In this case, the magnet may be prepared from a material such as ferrite, alnico, cobalt, inconel. In addition, the magnet is disposed in a separate magnetizing device, and when high magnetizing power is applied to the magnetizing device instantaneously, the magnetic domains of the magnet within the range of the magnetic field are arranged in a certain direction and the magnet has a semi-permanent polarity. .

이를 통해, 상기 고정자(20)에 권선된 코일(23)이 여자되어 구동자계가 형성되면, 구동자계에 대응되는 방향으로 상기 영구자석부(31)에 인력 및 척력이 가해지게 되고, 구동자계가 회전되면 인력 및 척력의 방향이 전환되며 상기 영구자석부(31) 및 상기 회전자(30)에 회전토크가 발생된다. Through this, when the coil 23 wound around the stator 20 is excited to form a driving magnetic field, attractive and repulsive forces are applied to the permanent magnet part 31 in a direction corresponding to the driving magnetic field, and the driving magnetic field is When rotated, the direction of the attractive force and the repulsive force is switched, and rotational torque is generated in the permanent magnet part 31 and the rotor 30 .

한편, 각 상기 연장축부(32a,32b)는 상기 영구자석부(31)의 길이방향 양단부에 각각 결합되되 길이방향 외측 단부가 상기 연장부(15a,15b)의 내측단과 기설정된 간격으로 이격되며 대향 배치됨이 바람직하다.On the other hand, each of the extension shaft portions (32a, 32b) is coupled to both ends in the longitudinal direction of the permanent magnet portion 31, respectively, the longitudinal outer ends are spaced apart from the inner ends of the extension portions (15a, 15b) at a predetermined distance and face each other It is preferred to place

여기서, 각 상기 연장축부(32a,32b)는 원통형 등으로 구비될 수 있으며, 각 상기 연장축부(32a,32b)의 외경은 상기 영구자석부(31)의 외경보다 크게 구비되되 상기 고정자(20)의 내경보다 작게 형성됨이 바람직하다.Here, each of the extension shaft portions (32a, 32b) may be provided in a cylindrical shape, etc., and the outer diameter of each of the extension shaft portions (32a, 32b) is larger than the outer diameter of the permanent magnet portion (31) The stator (20) It is preferable to be formed smaller than the inner diameter of

또한, 각 상기 연장축부(32a,32b)의 길이방향 길이는 길이방향 내측단이 상기 영구자석부(31)에 접촉된 상태에서 길이방향 외측단이 상기 연장부(15a,15b)의 내측단과 기설정된 간격으로 이격되며 대향 배치되는 길이로 구비됨이 바람직하다.In addition, the longitudinal length of each of the extension shaft portions (32a, 32b) is in the state in which the longitudinal inner end is in contact with the permanent magnet portion 31, the longitudinal outer end is the inner end of the extension portion (15a, 15b) and the It is preferable to be provided with a length spaced apart from each other at a set interval and arranged to face each other.

그리고, 각 상기 연장축부(32a,32b) 중 어느 하나의 반경방향 외측 테두리로부터 원주방향을 따라 길이방향 내측으로 일체로 연장 돌설되되, 상기 영구자석부(31)의 외주를 감싸도록 캔부(34)가 구비될 수 있다. And, doedoe extending integrally in the longitudinal direction along the circumferential direction from the radial outer edge of any one of the extension shaft parts 32a and 32b, the can part 34 so as to surround the outer periphery of the permanent magnet part 31 may be provided.

여기서, 상기 캔부(34)는 비자성 재질의 원통형 부재로 구비되어 상기 영구자석부(31)의 표면을 감싸되, 상기 연장축부(32a,32b)와 일체로 회전되도록 구비됨이 바람직하다. 이때, 상기 캔부(34)는 고속회전시 상기 영구자석부(31)의 비산을 방지하고 변형을 최소화하기 위하여 충분한 강도를 갖고, 자력의 통과가 용이해질 수 있도록 인코넬 등의 비자성체로 형성될 수 있다.Here, it is preferable that the can part 34 is provided as a cylindrical member of a non-magnetic material to surround the surface of the permanent magnet part 31, and is provided to rotate integrally with the extension shaft parts 32a and 32b. At this time, the can part 34 has sufficient strength to prevent scattering of the permanent magnet part 31 and minimize deformation during high-speed rotation, and may be formed of a non-magnetic material such as Inconel to facilitate the passage of magnetic force. have.

이를 통해, 상기 회전자(30)의 고속 회전시에도 각 상기 연장축부(32a,32b) 중 어느 하나로부터 연장되어 상기 영구자석부(31)를 감싸는 상기 캔부(34)에 의해 상기 영구자석부(31)의 반경방향 외측으로의 이탈이 방지되므로 내구성이 개선될 수 있다. Through this, even during high-speed rotation of the rotor 30, the permanent magnet part ( 31) is prevented from departing radially outward, so that durability can be improved.

또한, 상기 연장축부(32a,32b) 중 다른 하나의 반경방향 외측 테두리에는 상기 캔부(34)가 끼움 결합되도록 원주방향을 따라 길이방향 외측으로 함몰 형성된 끼움홈이 형성될 수 있다.In addition, a fitting groove recessed in the longitudinal direction along the circumferential direction may be formed in the outer edge of the other one of the extension shaft portions 32a and 32b in the circumferential direction so that the can portion 34 may be fitted.

이를 통해, 상기 캔부(34)의 반경방향 내측으로 상기 영구자석부(31)가 삽입되고 각 상기 연장축부(32a,32b)가 상호간 끼움 결합되면 상기 영구자석부(31)의 길이방향 및 반경방향 이탈이 방지되므로 내구성이 개선될 수 있다.Through this, when the permanent magnet part 31 is inserted in the radial direction of the can part 34 and the extension shaft parts 32a and 32b are fitted with each other, the permanent magnet part 31 in the longitudinal and radial directions. Since separation is prevented, durability can be improved.

물론, 경우에 따라 각 상기 연장축부(32a,32b)의 반경방향 외측 테두리에 원주방향을 따라 길이방향 외측으로 함몰 형성된 끼움홈이 각각 형서되고, 상기 캔부(34)가 각 상기 연장축부(32a,32b)와는 별도로 구비되어 상호간 끼움 결합될 수도 있다.Of course, in some cases, fitting grooves recessed in the longitudinal direction along the circumferential direction are formed on the radially outer edges of each of the extension shaft portions 32a and 32b, respectively, and the can portion 34 is formed in each of the extension shaft portions 32a, 32b) may be provided separately from each other and may be coupled to each other.

그리고, 상기 회전자(30)는 상기 연장축부(32a,32b)의 길이방향 외측단으로부터 길이방향 외측으로 일체로 연장 돌설되는 회전축부(33a,33b)를 포함함이 바람직하다. 이때, 상기 회전축부(33a,33b)의 외경은 상기 연장축부(32a,32b)의 외경 미만으로 형성됨이 바람직하다.And, it is preferable that the rotor 30 includes rotating shaft portions 33a and 33b integrally extending outwardly in the longitudinal direction from the longitudinal outer ends of the extension shaft portions 32a and 32b. At this time, it is preferable that the outer diameter of the rotation shaft portion (33a, 33b) is formed to be less than the outer diameter of the extension shaft portion (32a, 32b).

여기서, 각 상기 회전축부(33a,33b)의 길이방향 외측단은 각 상기 커버부(13a,13b)의 축삽입홀(17a,17b)에 배치된 상기 에어베어링부(40)의 내주를 통과하여 길이방향 외측으로 노출될 수 있다.Here, the longitudinal outer ends of each of the rotation shaft portions 33a and 33b pass through the inner periphery of the air bearing portion 40 disposed in the shaft insertion holes 17a and 17b of the cover portions 13a and 13b, respectively. It may be exposed longitudinally outward.

그리고, 각 상기 연장축부(32a,32b) 및 각 상기 회전축부(33a,33b)는 알루미늄 등 가벼우면서도 높은 강도를 갖는 비자성체 재질로 구비될 수 있다. 또한, 경우에 따라 상기 회전자(30)에는 상기 회전자(30)의 반경방향 중앙부에 길이방향을 따라 관통되는 냉각유로가 형성될 수도 있다. In addition, each of the extension shaft portions 32a and 32b and each of the rotation shaft portions 33a and 33b may be made of a non-magnetic material such as aluminum, which is light and has high strength. In addition, in some cases, the rotor 30 may be formed with a cooling passage passing through the longitudinal direction in the radial central portion of the rotor 30 .

한편, 상기 에어베어링부(40)는 각 상기 커버부(13a,13b)의 축삽입홀(17a,17b)을 관통하며 배치됨이 바람직하다. 여기서, 상기 에어베어링부(40)는 한쌍의 제1베어링부(41a,41b)와, 한쌍의 제2베어링부(42a,42b)와, 한쌍의 에어유로부(43a,43b)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 에어베어링부(40)는 상기 회전축부(33a,33b)의 외주를 감싸며 배치되어 상기 회전자(30)의 회전시 회전지지 기능을 제공함이 바람직하다. On the other hand, it is preferable that the air bearing part 40 passes through the shaft insertion holes 17a and 17b of the cover parts 13a and 13b, respectively. Here, the air bearing part 40 may include a pair of first bearing parts 41a and 41b, a pair of second bearing parts 42a and 42b, and a pair of air passage parts 43a and 43b. have. In this case, it is preferable that the air bearing part 40 is disposed to surround the outer periphery of the rotation shaft parts 33a and 33b to provide a rotation support function when the rotor 30 rotates.

그리고, 상기 제1베어링부(41a,41b)는 중공형 몸체로 구비되어 각 상기 커버부(13a,13b)의 반경방향 내측에 배치되되, 상기 제1베어링부(41a,41b)에는 상기 커버부(13a,13b)로부터 노출된 길이방향 외측단이 반경방향 외측으로 확장되는 확장단턱(44a,44b)이 형성됨이 바람직하다.In addition, the first bearing parts 41a and 41b are provided as a hollow body and are disposed radially inside each of the cover parts 13a and 13b, and the first bearing parts 41a and 41b have the cover part. It is preferable that the extended steps 44a and 44b extending outwardly in the longitudinal direction exposed from the (13a, 13b) are formed.

여기서, 상기 확장단턱(44a,44b)은 상기 커버부(13a,13b)의 길이방향 외면부에 안착 걸림되되, 상기 확장단턱(44a,44b)의 반경방향 외측 테두리에는 원주방향을 따라 복수개의 나사홀(45a,45b)이 형성될 수 있다. Here, the extended steps 44a and 44b are seated and caught on the longitudinal outer surfaces of the cover parts 13a and 13b, and a plurality of screws along the circumferential direction are provided on the radial outer edges of the extended steps 44a and 44b. Holes 45a and 45b may be formed.

이때, 상기 나사홀(45a,45b)은 각 상기 커버부(13a,13b)의 나사홈(19a,19b)과 대응되는 위치에 형성되며, 상기 나사홀(45a,45b) 및 상기 나사홈(19a,19b)이 상호간 정렬되어 볼트 체결됨에 따라 상기 커버부(13a,13b) 및 상기 에어베어링부(40)가 상호간 고정될 수 있다.At this time, the screw holes 45a and 45b are formed at positions corresponding to the screw grooves 19a and 19b of the cover parts 13a and 13b, respectively, and the screw holes 45a and 45b and the screw grooves 19a are formed. , 19b) are aligned with each other and bolted, so that the cover parts 13a and 13b and the air bearing part 40 may be fixed to each other.

그리고, 상기 제1베어링부(41a,41b)의 길이방향 내측이 상기 축삽입홀(17a,17b)의 내주에 밀착 배치되며, 상기 제1베어링부(41a,41b)의 길이방향 내측 외주 및 상기 축삽입홀(17a,17b)의 내주 사이에 상호간 억지 끼움력이 증가되도록 고무링 등의 부재가 더 구비될 수 있다.And, the longitudinal inner side of the first bearing part (41a, 41b) is disposed in close contact with the inner periphery of the shaft insertion hole (17a, 17b), the longitudinal direction inner outer periphery of the first bearing part (41a, 41b) and the A member such as a rubber ring may be further provided to increase the interfering force between the inner periphery of the shaft insertion holes 17a and 17b.

한편, 상기 제2베어링부(42a,42b)는 상기 제1베어링부(41a,41b)의 반경방향 내측 및 상기 회전축부(33a,33b)의 외주 사이에 배치되되, 상기 회전자(30)의 회전축부(33a,33b)를 감싸며 배치됨이 바람직하다. 여기서, 상기 제1베어링부(41a,41b) 및 상기 제2베어링부(42a,42b)는 상호간 반경방향으로 기설정된 간격만큼 이격 배치됨이 바람직하다. On the other hand, the second bearing parts (42a, 42b) are disposed between the radially inner side of the first bearing part (41a, 41b) and the outer periphery of the rotation shaft part (33a, 33b), the rotor (30) It is preferable to wrap around the rotating shaft portion (33a, 33b). Here, it is preferable that the first bearing parts 41a and 41b and the second bearing parts 42a and 42b are spaced apart from each other by a predetermined distance in the radial direction.

그리고, 상기 제2베어링부(42a,42b)의 길이방향 내측단은 상기 연장축부(32a,32b)의 길이방향 외측단에 밀착 배치됨이 바람직하다. 이를 위해, 상기 제2베어링부(42a,42b)의 길이방향 내측단이 상기 연장부(15a,15b)의 길이방향 내측단보다 더 길이방향 내측으로 배치됨이 바람직하다. 즉, 상기 연장축부(32a,32b)의 길이방향 외측단이 상기 제2베어링부(42a,42b)의 길이방향 내측단과는 밀착되되, 상기 연장부(15a,15b)의 길이방향 내측단과는 이격 배치됨으로 이해함이 바람직하다.In addition, the longitudinal inner ends of the second bearing parts 42a and 42b are preferably disposed in close contact with the longitudinal outer ends of the extension shaft parts 32a and 32b. To this end, it is preferable that the longitudinally inner ends of the second bearing parts 42a and 42b are disposed more longitudinally inward than the longitudinally inner ends of the extensions 15a and 15b. That is, the longitudinal outer ends of the extension shaft portions 32a and 32b are in close contact with the longitudinal inner ends of the second bearing portions 42a and 42b, and are spaced apart from the longitudinal inner ends of the extension portions 15a and 15b. It is desirable to understand that it is arranged.

또한, 상기 제2베어링부(42a,42b)에는 상기 제2베어링부(42a,42b)의 길이방향 내측단으로부터 반경방향 외측으로 확장된 밀착단턱이 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1베어링부(41a,41b)의 길이방향 내측단에는 반경방향 외측으로 함몰된 단턱홈이 형성될 수 있다.In addition, close contact steps extending radially outward from the longitudinal inner ends of the second bearing parts 42a and 42b may be formed on the second bearing parts 42a and 42b. In this case, a stepped groove recessed radially outwardly may be formed at the longitudinally inner ends of the first bearing parts 41a and 41b.

이를 통해, 상기 제2베어링부(42a,42b)의 길이방향 내측단으로부터 반경방향 외측으로 확장된 밀착단턱에 의해 상기 제2베어링부(42a,42b)가 상기 제1베어링부(41a,41b)에 걸림됨에 따라 길이방향 외측으로의 이탈이 방지될 수 있다.Through this, the second bearing parts 42a and 42b are connected to the first bearing parts 41a and 41b by the close contact step extending radially outward from the longitudinal inner ends of the second bearing parts 42a and 42b. As it is caught in the longitudinal direction, it can be prevented from coming out.

그리고, 상기 에어유로부(43a,43b)는 상기 에어베어링부(40)의 완충기능이 제공되도록 상기 제1베어링부(41a,41b) 및 상기 제2베어링부(42a,42b) 사이에 길이방향을 따라 형성됨이 바람직하다.In addition, the air flow passages 43a and 43b are formed between the first bearing portions 41a and 41b and the second bearing portions 42a and 42b in the longitudinal direction to provide a buffer function of the air bearing portion 40 in the longitudinal direction. It is preferable to be formed along

이에 따라, 상기 회전자(30)의 고속회전시에도 상기 에어베어링부(40)에 의해 상기 회전자(30)의 길이방향 양단부가 회전지지되므로 내구성이 현저히 개선될 수 있다. Accordingly, even when the rotor 30 rotates at a high speed, both ends of the rotor 30 in the longitudinal direction are rotatably supported by the air bearing unit 40 , so that durability can be remarkably improved.

한편, 상기 센서부(50)는 상기 연장부(15a,15b) 중 적어도 어느 하나의 내측단에 배치되되, 상기 회전자(30)의 길이방향 길이 변화를 측정하도록 구비됨이 바람직하다. 이때, 본 발명의 일실시예에서 상기 센서부(50)가 한쌍으로 구비되어 각 상기 연장부(15a,15b)의 내측단에 배치됨으로 도시 및 설명한다.On the other hand, the sensor unit 50 is disposed on the inner end of at least one of the extension parts (15a, 15b), it is preferable that it is provided to measure a change in length in the longitudinal direction of the rotor (30). At this time, in an embodiment of the present invention, the sensor unit 50 is provided as a pair and is illustrated and described as being disposed at the inner end of each of the extension units 15a and 15b.

그리고, 상기 센서부(50)는 상기 연장부(15a,15b)의 길이방향 내측단에 배치되되 상기 연장축부(32a,32b)의 길이방향 외측단에 대향되는 반경방향 외측 테두리에 배치됨이 바람직하다. In addition, the sensor unit 50 is preferably disposed at the inner longitudinal end of the extension portion (15a, 15b) disposed on the outer edge of the radial direction opposite to the longitudinal outer end of the extension shaft portion (32a, 32b). .

상세히, 상기 센서부(50)는 상기 회전자(30)의 길이방향 양단부의 반경방향 테두리측에 대향되는 각 상기 연장부(15a,15b)의 내측단에 상기 연장부(15a,15b)의 길이방향 외측으로 함몰 형성되는 상기 센서삽입홀(16a,16b)에 삽입 및 고정될 수 있다.In detail, the sensor unit 50 includes the lengths of the extensions 15a and 15b at the inner ends of the extensions 15a and 15b opposite to the radial edge sides of both longitudinal ends of the rotor 30 . It may be inserted and fixed in the sensor insertion holes 16a and 16b which are recessed outward in the direction.

여기서, 상기 센서부(50)는 상기 회전자(30)의 길이방향 길이 변화량을 측정하기 위해 수 밀리미터 단위 또는 밀리미터 보다 작은 단위의 정밀한 측정이 가능한 레이저 변위측정 센서, 라이다(lidar) 센서, 원적외선 센서, 초음파 센서 등의 센서 중 적어도 어느 하나로 구비될 수 있다.Here, the sensor unit 50 is a laser displacement measuring sensor, a lidar sensor, a far infrared ray that can precisely measure a unit of several millimeters or a unit smaller than a millimeter in order to measure the amount of change in the length direction of the rotor 30 . At least one of sensors, such as a sensor and an ultrasonic sensor, may be provided.

그리고, 상기 센서부(50)는 상기 회전자(30) 단부의 구동전 길이방향 기준길이로부터 상기 회전자(30)의 고속회전시 팽창되는 길이값을 측정함이 바람직하다. 즉, 상기 센서부(50)를 통해 상기 연장부(15a,15b)의 길이방향 내측단 및 상기 회전자(30)의 연장축부(32a,32b)의 길이방향 외측단 사이의 거리값을 실시간 감지 및 측정함이 바람직하다.In addition, it is preferable that the sensor unit 50 measures a length value expanded during high-speed rotation of the rotor 30 from a reference length in the longitudinal direction before driving of the end of the rotor 30 . That is, the distance value between the longitudinal inner ends of the extension portions 15a and 15b and the longitudinal outer ends of the extension shaft portions 32a and 32b of the rotor 30 is sensed in real time through the sensor unit 50 . and measuring.

이때, 상기 센서부(50)의 송신부를 통해 송신된 레이저 등이 상기 회전자(30)의 연장축부(32a,32b)의 길이방향 외측단에서 반사되어 수신부로 복귀하는데 소요되는 시간을 측정하는 방법을 통해, 상기 연장부(15a,15b)의 길이방향 내측단 및 상기 회전자(30)의 연장축부(32a,32b)의 길이방향 외측단 사이의 거리값이 측정될 수 있다.At this time, the laser transmitted through the transmitter of the sensor unit 50 is reflected from the longitudinal outer ends of the extension shaft portions 32a and 32b of the rotor 30 to measure the time it takes to return to the receiver. Through , a distance value between the longitudinal inner ends of the extension parts 15a and 15b and the longitudinal outer ends of the extension shaft parts 32a and 32b of the rotor 30 can be measured.

이에 따라, 상기 회전자(30)의 연장축부(32a,32b)의 길이방향 외측단과 대향되는 상기 커버부(13a,13b)의 연장부(15a,15b)에 배치되는 상기 센서부(50)를 통해 상기 연장부(15a,15b)의 길이방향 내측단 및 상기 회전자(30)의 연장축부(32a,32b)의 길이방향 외측단 사이의 거리값이 비접촉식으로 실시간 측정되므로 측정정밀성 및 내구성이 개선될 수 있다.Accordingly, the sensor unit 50 disposed in the extension portions 15a and 15b of the cover portions 13a and 13b opposite to the longitudinal outer ends of the extension shaft portions 32a and 32b of the rotor 30 are removed. Since the distance value between the longitudinal inner ends of the extension parts 15a and 15b and the longitudinal outer ends of the extension shaft parts 32a and 32b of the rotor 30 is measured in real time in a non-contact manner, the measurement precision and durability are improved. can be

한편, 상기 제어부(60)는 상기 센서부(50)를 통해 측정된 상기 회전자(30)의 길이방향 길이값을 실시간 감지하여 고속회전시 상기 회전자(30)의 길이방향 팽창에 따른 상기 연장부(15a,15b) 내측단과의 접촉이 방지되도록 상기 코일(23)을 자동 제어함이 바람직하다. On the other hand, the control unit 60 detects the longitudinal length value of the rotor 30 measured through the sensor unit 50 in real time, and the extension according to the longitudinal expansion of the rotor 30 during high-speed rotation. Preferably, the coil 23 is automatically controlled to prevent contact with the inner ends of the portions 15a and 15b.

그리고, 상기 제어부(60)는 별도로 구비된 전원부(미도시)에 연결되어, 상기 전원부(미도시)로부터 전력을 공급받도록 구비됨이 바람직하다.In addition, it is preferable that the control unit 60 is connected to a separately provided power supply unit (not shown) to receive power from the power supply unit (not shown).

여기서, 상기 제어부(60)는 상기 센서부(50)를 통해 측정된 상기 회전자(30)의 고속회전시 팽창되는 길이값이 기설정치 이상인 경우 상기 코일(23)에 인가되는 전류를 감소 제어함이 바람직하다. 다시 말해, 상기 제어부(60)는 상기 연장부(15a,15b)의 길이방향 내측단 및 상기 회전자(30)의 연장축부(32a,32b) 길이방향 외측단 사이의 거리값이 기설정치 미만인 경우, 상기 회전자(30)의 구동 속도가 감소되거나 구동이 정지되도록 상기 코일(23)에 인가되는 전류를 감소시키거나 전류의 인가를 중단함이 바람직하다. Here, the control unit 60 reduces the current applied to the coil 23 when the value of the length expanded during high-speed rotation of the rotor 30 measured through the sensor unit 50 is greater than or equal to a preset value. This is preferable. In other words, when the distance value between the longitudinal inner ends of the extension parts 15a and 15b and the longitudinal outer ends of the extension shaft parts 32a and 32b of the rotor 30 is less than a preset value, the control unit 60 is , it is preferable to reduce the current applied to the coil 23 or stop the application of the current so that the driving speed of the rotor 30 is reduced or the driving is stopped.

또한, 시간이 경과됨에 따라 가열된 상태로부터 상기 회전자(30)가 냉각될 수 있다. 이때, 상기 제어부(60)는 상기 센서부(50)를 통해 측정된 상기 회전자(30)의 길이값이 기설정치 미만인 경우 상기 코일(23)에 전류를 인가함이 바람직하다. 다시 말해, 상기 제어부(60)는 상기 연장부(15a,15b)의 길이방향 내측단 및 상기 회전자(30)의 연장축부(32a,32b)의 길이방향 외측단 사이의 거리값이 기설정치 이상인 경우, 상기 회전자(30)가 구동되도록 상기 코일(23)에 전류를 인가함이 바람직하다. In addition, as time elapses, the rotor 30 may be cooled from a heated state. At this time, it is preferable that the control unit 60 applies a current to the coil 23 when the length value of the rotor 30 measured through the sensor unit 50 is less than a preset value. In other words, the control unit 60 determines that the distance value between the longitudinal inner ends of the extension portions 15a and 15b and the longitudinal outer ends of the extension shaft portions 32a and 32b of the rotor 30 is equal to or greater than a preset value. In this case, it is preferable to apply a current to the coil 23 so that the rotor 30 is driven.

이에 따라, 상기 회전자(30)의 길이방향 길이값을 실시간 측정하는 상기 센서부(50)를 통해 고속회전되는 상기 회전자(30)의 기설정치 이상의 길이방향 팽창이 실시간 감지되면 상기 제어부(60)가 상기 코일(23)에 인가되는 전류를 신속히 감소시키므로 상기 회전자(30) 및 상기 에어베어링(40) 간의 접촉에 따른 에어베어링(40)의 소손이 미연에 방지됨에 따라 초고속 전동기(100)의 파손이 예방되어 작동안정성 및 내구성이 현저히 개선될 수 있다. Accordingly, when the longitudinal expansion of the rotor 30 rotating at high speed is sensed in real time through the sensor unit 50 that measures the longitudinal length value of the rotor 30 in real time, the control unit 60 ) rapidly reduces the current applied to the coil 23, so that the burnout of the air bearing 40 due to the contact between the rotor 30 and the air bearing 40 is prevented in advance. It is possible to prevent breakage of the product and significantly improve operational stability and durability.

또한, 상기 제어부(60)는 상기 센서부(50)를 통해 측정된 상기 회전자(30)의 길이방향 길이값을 기반으로 상기 회전자(30)의 온도값을 산출함이 바람직하다. 즉, 상기 제어부(60)는 상기 센서부(50)를 통해 측정된 상기 연장부(15a,15b)의 길이방향 내측단 및 상기 회전자(30)의 연장축부(32a,32b)의 길이방향 외측단 사이의 거리값을 기반으로 상기 회전자의 온도값을 산출함이 바람직하다.In addition, it is preferable that the control unit 60 calculates the temperature value of the rotor 30 based on the longitudinal length value of the rotor 30 measured through the sensor unit 50 . That is, the control unit 60 includes the lengthwise inner ends of the extension portions 15a and 15b measured through the sensor unit 50 and the lengthwise outer sides of the extension shaft portions 32a and 32b of the rotor 30 . It is preferable to calculate the temperature value of the rotor based on the distance value between the stages.

여기서, 상기 회전자(30)의 영구자석부(31) 및 연장축부(32a,32b)의 각 재질에 대한 온도변화에 따른 길이변화 특성데이터가 상기 제어부(60)에 기저장됨이 바람직하다. 이때, 본 발명의 일실시예에서 각 상기 연장축부(32a,32b)가 알루미늄으로 구비됨으로 설명된다. Here, it is preferable that the length change characteristic data according to the temperature change for each material of the permanent magnet part 31 and the extension shaft parts 32a and 32b of the rotor 30 is pre-stored in the controller 60 . At this time, in an embodiment of the present invention, each of the extension shaft portions (32a, 32b) will be described as being provided with aluminum.

그리고, 상기 제어부(60)는 상기 특성데이터를 기반으로 상기 센서부(50)를 통해 측정된 상기 회전자(30)의 길이값을 이에 비례하여 대응되는 온도값으로 환산하여 산출함이 바람직하다. 즉, 상기 제어부(60)는 상기 특성데이터를 기반으로 상기 센서부(50)를 통해 측정된 상기 연장부(15a,15b)의 길이방향 내측단 및 상기 회전자(30)의 연장축부(32a,32b)의 길이방향 외측단 사이의 거리값을 이에 반비례 대응되는 온도값으로 환산하여 산출함이 바람직하다.In addition, it is preferable that the control unit 60 converts the length value of the rotor 30 measured through the sensor unit 50 into a temperature value corresponding thereto based on the characteristic data. That is, the control unit 60 includes the longitudinal inner ends of the extension portions 15a and 15b measured through the sensor unit 50 based on the characteristic data and the extension shaft portion 32a of the rotor 30 , 32b) is preferably calculated by converting the distance value between the outer ends in the longitudinal direction into a temperature value corresponding in inverse proportion to it.

따라서, 상기 센서부(50)를 통해 온도 상승에 따른 회전자(30)의 길이방향 팽창을 실시간 감지하여 상기 회전자(30)의 구동이 한계범위 이내에서 구동되도록 자동 제어되므로 상기 영구자석부(31)의 감자 및 탈자 현상이 미연에 방지되어 전동기의 작동정밀성 및 안전성이 현저히 개선될 수 있다.Therefore, the permanent magnet part ( 31), the demagnetization and demagnetization phenomenon can be prevented in advance, so that the operation precision and safety of the motor can be remarkably improved.

더욱이, 상기 센서부(50)를 통해 측정된 상기 회전자(30)의 길이방향 길이값을 기반으로 상기 제어부(60)가 상기 회전자(30)의 온도값을 자동 산출하므로 상기 회전자(30)의 고속회전시 온도값이 실시간 파악 가능하므로 사용정밀성이 현저히 개선될 수 있다.Moreover, since the control unit 60 automatically calculates the temperature value of the rotor 30 based on the longitudinal length value of the rotor 30 measured through the sensor unit 50 , the rotor 30 ), the temperature value can be grasped in real time during high-speed rotation, so the precision of use can be significantly improved.

또한, 경우에 따라 상기 회전자(30)의 길이값 및 온도값에 대한 데이터가 표시되는 디스플레이부(미도시)가 더 구비되어 사용자에 의해 상기 회전자(30)의 길이값 및 온도값이 용이하게 파악할 수도 있다.In addition, in some cases, a display unit (not shown) for displaying data on the length value and temperature value of the rotor 30 is further provided, so that the length value and temperature value of the rotor 30 are easily provided by the user. might be able to figure it out.

그리고, 상기 제어부(60)는 상기 회전자(30)의 온도값이 기설정온도 이상인 경우 상기 회전자(30)의 구동 속도가 감소되도록 상기 코일(23)에 인가되는 전류를 감소시킬 수 있다.In addition, when the temperature value of the rotor 30 is equal to or greater than a preset temperature, the controller 60 may reduce the current applied to the coil 23 so that the driving speed of the rotor 30 is reduced.

이에 따라, 상기 회전자(30)의 기설정치 이상의 길이방향 팽창이 상기 센서부(50)를 통해 실시간 감지되면 상기 제어부(60)가 상기 코일(23)에 인가되는 전류를 신속히 감소 제어함에 따라 상기 회전자(30)의 구동 속도가 감소되므로 상기 영구자석부(31)의 감자 및 탈자 현상이 미연에 방지되어 전동기의 작동정밀성 및 안전성이 현저히 개선될 수 있다.Accordingly, when the longitudinal expansion of the rotor 30 over a preset value is sensed in real time through the sensor unit 50 , the control unit 60 rapidly reduces and controls the current applied to the coil 23 . Since the driving speed of the rotor 30 is reduced, demagnetization and demagnetization of the permanent magnet part 31 are prevented in advance, so that the operation precision and safety of the motor can be remarkably improved.

한편, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 초고속 전동기의 변형예를 나타낸 측단면도이다. 본 변형예에서는 센서부(50)의 배치 위치를 제외한 기본적인 구성은 상술한 일실시예와 동일하므로 동일한 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.On the other hand, Figure 9 is a side cross-sectional view showing a modified example of the high-speed electric motor according to an embodiment of the present invention. In this modified example, since the basic configuration except for the arrangement position of the sensor unit 50 is the same as that of the above-described embodiment, a detailed description of the same configuration will be omitted.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 센서부(50)는 상기 연장부(15a,15b) 중 적어도 어느 하나의 내측단에 배치되되, 상기 회전자(30)의 길이방향 길이를 측정하도록 구비됨이 바람직하다. 이때, 본 변형예에서 상기 센서부(50)가 한쌍으로 구비되어 각 상기 연장부(15a,15b)의 내측단에 배치됨으로 도시 및 설명한다.9, the sensor unit 50 is disposed on the inner end of at least one of the extension parts 15a and 15b, and is provided to measure the longitudinal length of the rotor 30 desirable. At this time, in this modified example, the sensor unit 50 is provided as a pair and is illustrated and described as being disposed at the inner end of each of the extension units 15a and 15b.

그리고, 상기 센서부(50)는 상기 연장부(15a,15b)의 길이방향 내측단에 배치되되, 상기 연장부(15a,15b)의 반경방향 외측 테두리에 배치됨이 바람직하다. 여기서, 상기 연장부(15a,15b)의 외경이 상기 연장축부(32a,32b)의 외경을 초과하여 구비됨이 바람직하다.In addition, the sensor unit 50 is disposed on the longitudinal inner end of the extension portion (15a, 15b), it is preferable to be disposed on the radially outer edge of the extension portion (15a, 15b). Here, it is preferable that the outer diameters of the extension portions 15a and 15b exceed the outer diameters of the extension shaft portions 32a and 32b.

이때, 상기 센서부(50)가 상기 연장축부(32a,32b)의 길이방향 내측단에 대향되어 센서삽입홀(16a,16b)에 삽입 및 고정되던 일실시예와 달리, 본 변형예의 센서부(50)는 상기 연장축부(32a,32b)의 반경방향 외측 테두리보다 더 외측으로 배치됨이 바람직하다.At this time, unlike the one embodiment in which the sensor unit 50 is inserted and fixed to the sensor insertion holes 16a and 16b while being opposed to the longitudinal inner ends of the extension shaft portions 32a and 32b, the sensor unit ( 50) is preferably disposed more outward than the radially outer edge of the extension shaft portion (32a, 32b).

여기서, 상기 센서부(50)가 상기 연장부(15a,15b)에 고정되되 상기 연장축부(32a,32b)의 외주를 감싸며 기설정된 간격으로 이격 배치됨이 바람직하다. 즉, 상기 센서부(50)의 내주부 및 상기 회전자의 반경방향 외측 사이가 기설정된 간격으로 이격됨이 바람직하다.Here, it is preferable that the sensor part 50 is fixed to the extension parts 15a and 15b and surrounds the outer periphery of the extension shaft parts 32a and 32b and is spaced apart from each other at a predetermined interval. That is, it is preferable that the inner periphery of the sensor unit 50 and the radially outer side of the rotor are spaced apart from each other by a predetermined interval.

또한, 경우에 따라 상기 센서부(50)가 고정되도록 상기 센서부(50) 및 상기 연장축부(32a,32b)의 반경방향 외측을 감싸는 고정부재가 더 구비될 수도 있다.In addition, in some cases, a fixing member surrounding the radially outer side of the sensor unit 50 and the extension shaft portions 32a and 32b may be further provided so that the sensor unit 50 is fixed.

그리고, 상기 센서부(50)는 상기 회전자(3)의 상기 연장축부(32a,32b) 길이방향 외측단의 길이변화량를 측정하되, 상기 길이변화량은 상기 연장축부(32a,32b) 길이방향 외측단의 구동전 기준 위치로부터 상기 회전자의 고속회전시 상기 기준 위치로부터 길이방향 외측으로 팽창되는 길이값으로 이해함이 바람직하다. And, the sensor unit 50 measures the length change of the lengthwise outer end of the extension shaft portion 32a, 32b of the rotor 3, and the length change amount is the lengthwise outer end of the extension shaft portion 32a, 32b. It is preferable to understand as a length value that expands outward in the longitudinal direction from the reference position during high-speed rotation of the rotor from the reference position before driving.

이때, 상기 센서부(50)의 송신부를 통해 송신된 레이저 등이 상기 회전자(30)의 연장축부(32a,32b) 또는 회전축부(33a,33b)의 길이방향 외측단에서 반사되어 수신부로 복귀하는데 소요되는 시간을 측정하는 방법을 통해, 상기 길이변화량이 측정될 수 있다.At this time, the laser, etc. transmitted through the transmitter of the sensor unit 50 is reflected from the longitudinal outer ends of the extension shaft parts 32a and 32b or the rotation shaft parts 33a and 33b of the rotor 30 and returned to the receiver. Through a method of measuring the time required to do so, the amount of change in length can be measured.

이에 따라, 상기 연장부(15a,15b)의 반경방향 외측 테두리에 고정되되 상기 연장축부(32a,32b)의 외주를 감싸며 기설정된 간격으로 이격 배치되는 상기 센서부(50)를 통해 상기 회전자(30)의 연장축부(32a,32b)의 길이방향 외측단 길이변화량이 비접촉식으로 실시간 측정되므로 측정정밀성 및 내구성이 개선될 수 있다.Accordingly, the rotor (50) is fixed to the radially outer edge of the extension parts (15a, 15b) and surrounds the outer periphery of the extension shaft parts (32a, 32b) and is spaced apart from the sensor part 50 at a predetermined interval ( 30), since the amount of change in the length of the outer ends in the longitudinal direction of the extension shaft portions 32a and 32b is measured in real time in a non-contact manner, measurement precision and durability can be improved.

여기서, 상기 제어부(60)는 상기 길이변화량, 즉, 상기 길이값이 기설정치 이상인 경우 상기 회전자(30)의 구동 속도가 감소되거나 구동이 정지되도록 상기 코일(23)에 인가되는 전류를 감소시키거나 전류의 인가를 중단함이 바람직하다. Here, the control unit 60 reduces the current applied to the coil 23 so that the driving speed of the rotor 30 is reduced or the driving is stopped when the length change amount, that is, the length value is greater than or equal to a preset value. Or, it is desirable to stop the application of the current.

이에 따라, 상기 회전자(30)의 길이방향 길이값을 실시간 측정하는 상기 센서부(50)를 통해 고속회전되는 상기 회전자(30)의 기설정치 이상의 길이방향 팽창시 상기 제어부(60)가 상기 코일(23)에 인가되는 전류를 감소시켜 상기 연장부(15a,15b) 내측단과의 접촉이 미연에 방지됨에 따라 초고속 전동기의 파손이 예방되므로 작동안정성 및 내구성이 현저히 개선될 수 있다. Accordingly, when the longitudinal direction expansion of the rotor 30 rotated at high speed through the sensor unit 50 that measures the longitudinal length value of the rotor 30 in real time is greater than a preset value, the control unit 60 controls the As the current applied to the coil 23 is reduced to prevent contact with the inner ends of the extension parts 15a and 15b in advance, damage to the high-speed motor is prevented, so that the operation stability and durability can be remarkably improved.

이때, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In this case, terms such as "include", "comprise" or "comprise" described above mean that the corresponding component may be inherent unless otherwise stated, so other components are excluded. Rather, it should be construed as being able to include other components further. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless otherwise defined. Terms commonly used, such as those defined in the dictionary, should be interpreted as being consistent with the contextual meaning of the related art, and are not interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present invention.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형 실시는 본 발명의 범위에 속한다.As described above, the present invention is not limited to each of the above-described embodiments, and modifications can be implemented by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the scope of the claims of the present invention. and such modifications are within the scope of the present invention.

100 : 초고속 전동기 10: 하우징부
20: 고정자 21: 코어
22: 슬롯부 23: 코일
30: 회전자 31: 영구자석부
60: 제어부 61: 전원인가부
62: 정류부 70: 인버터부100: high-speed electric motor 10: housing unit
20: stator 21: core
22: slot part 23: coil
30: rotor 31: permanent magnet part
60: control unit 61: power supply unit
62: rectifying unit 70: inverter unit

Claims

a rotor including a permanent magnet portion provided to rotate in a receiving space formed inside the housing portion, and an extension shaft portion connected to the permanent magnet portion to be fixed;
a stator in which a plurality of slots radially protrude toward the rotor in a core on which a plurality of laminated plates having a hollow formed therein so that the rotor is disposed therethrough, and a coil winding space is formed between the slots;
Each of the slot parts is independently wound in parallel and cross-wound in a state in which they are electrically separated from each other, and as a current is applied, a rotating magnetic field is formed with the permanent magnet part, and the first coil, the second coil and the third coil are wound together. a plurality of coils including;
Each of the coils is individually circuit-connected and configured with a diode element, an emitter circuit connected to the input terminal of the diode element, a collector terminal circuit connected to the output terminal of the diode element, and a base terminal to which a control signal is applied. an inverter unit including a plurality of switching elements;
a power supply unit provided to apply three-phase power to the inverter unit and supplying power to the first coil, the second coil, and the third coil independently of each other; and
A control unit circuit connected to the base terminal of each transistor for output control and applying an equal time distribution control signal so that power is sequentially supplied to the first coil, the second coil, and the third coil independently of each other; ,
The slot part includes first to twenty-fourth slot parts sequentially arranged along the circumferential direction of the stator, and the front end of the first coil is continuous to the inner part of the first to fourth slot part and the outer part of the tenth to thirteenth slot part. is wound, the front end of the second coil is continuously wound on the inner side of the fifth to eighth slot part and the outer side of the 14th to 17th slot part, and the front end of the third coil is the inner side of the ninth to twelfth slot part and the 18th part Continuously wound on the outer side of the to 21 slot portion,
Each of the rear ends of the first coil, the second coil and the third coil is cross-wound in a slot portion different from the slot portion in which each front end of the first coil, the second coil and the third coil is wound, Each front end and each rear end of the first coil, the second coil and the third coil are cross-wound on the inner side and the outer side of the slot part,
The rear end of the first coil is continuously wound on the outer portion of the first slot portion, the inner portion of the 13th to 16th slot portion, and the outer portion of the 22nd to 24th slot portion, and the rear end of the second coil is the outer portion of the second to fifth slot portion. and the 17th to 20th slot portions are continuously wound on the inner side, and the rear end of the third coil is continuously wound on the outer side of the sixth to ninth slot portions and the inner portions of the 21st to 24th slot portions,
A boundary region between the front and rear ends of the first coil is disposed in the first slot portion and the thirteenth slot portion, and a boundary region between the front and rear ends of the second coil is disposed in a fifth slot portion and the seventeenth slot portion and a boundary region between the front end of the third coil and the rear end of the third coil is disposed in the ninth slot portion and the 21st slot portion,
The switching elements are provided in a number proportional to the number of front and rear ends of each of the coils, wherein the switching elements include first to twelfth switching elements, and the front and rear ends of each coil are individually to each of the switching elements connected in a circuit with
The front end of the first coil is circuit-connected between the first and second switching elements, the rear end of the first coil is circuit-connected between the third and fourth switching elements, and the front end of the second coil is connected to the first A circuit is connected between the fifth and sixth switching elements, the rear end of the second coil is circuit-connected between the seventh and eighth switching elements, and the front end of the third coil is connected between the ninth and tenth switching elements Doedoe circuit-connected, the rear end of the third coil is circuit-connected between the eleventh and twelfth switching elements,
Further comprising a rectifying unit for rectifying the applied current is connected in a circuit between the power supply unit and the inverter unit,
The housing part includes a cylindrical case part, and a pair of cover parts covering both ends of the case part but having extension parts integrally extending in the longitudinal direction from each inner end and formed at the inner end of at least one of the extension parts. Doedoe arranged, further comprising a sensor unit for measuring a change in the longitudinal length of the rotor,
The sensor unit is disposed at the inner longitudinal end of the extension portion, disposed on the radially outer edge of the extension portion, the outer diameter of the extension portion is provided in excess of the outer diameter of the extension shaft portion, the sensor portion is the radial direction of the extension shaft portion Doedoe disposed more outward than the outer rim, the sensor part is spaced apart so as to surround the outer periphery of the extension shaft part,
The control unit detects the longitudinal length value of the rotor measured through the sensor unit in real time to prevent contact with the inner end of the extension part according to the longitudinal expansion of the rotor during high-speed rotation based on the length value. A high-speed electric motor, characterized in that calculating the temperature value of the rotor, and controlling the reduction of the current applied to the coil when the temperature value of the rotor is equal to or greater than a preset temperature.

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