KR102397230B1 - Rotor for motor and Design method for rotor of motor - Google Patents

Rotor for motor and Design method for rotor of motor Download PDF

Info

Publication number
KR102397230B1
KR102397230B1 KR1020200050619A KR20200050619A KR102397230B1 KR 102397230 B1 KR102397230 B1 KR 102397230B1 KR 1020200050619 A KR1020200050619 A KR 1020200050619A KR 20200050619 A KR20200050619 A KR 20200050619A KR 102397230 B1 KR102397230 B1 KR 102397230B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnetic flux
shaft hole
rotation shaft
rotor
width
Prior art date
Application number
KR1020200050619A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20210132362A (en
Inventor
정준영
윤장호
이성호
Original Assignee
현대일렉트릭앤에너지시스템(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대일렉트릭앤에너지시스템(주) filed Critical 현대일렉트릭앤에너지시스템(주)
Priority to KR1020200050619A priority Critical patent/KR102397230B1/en
Publication of KR20210132362A publication Critical patent/KR20210132362A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102397230B1 publication Critical patent/KR102397230B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00—Synchronous motors or generators
    • H02K19/02—Synchronous motors
    • H02K19/04—Synchronous motors for single-phase current
    • H02K19/06—Motors having windings on the stator and a variable-reluctance soft-iron rotor without windings, e.g. inductor motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/08—Reluctance motors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 동기 릴럭턴스 전동기의 회전자는 회전축공이 형성된 회전자몸체;를 포함하고, 상기 회전자몸체에는, 그 반경방향으로 상호 이격된 다수의 자속 배리어 및 상기 자속 배리어를 둘러싼 다수의 코어 세그먼트가 형성되되, 상기 회전축공의 중심에서부터 상기 회전자몸체의 반경방향으로 연장된 자속방향의 축 상에서, 상기 회전축공에 가장 가깝게 배치된 상기 자속 배리어의 폭(W1), 상기 회전축공으로부터 i번째에 위치한 상기 자속 배리어의 폭(Wi), 상기 회전축공을 기준으로 최초의 상기 코어 세그먼트에 대해 상기 회전자몸체의 반경반향으로 후행되게 배치된 상기 코어 세그먼트의 폭(S1), 상기 회전축공을 기준으로 최초의 상기 코어 세그먼트에 대해 상기 회전자몸체의 반경반향으로 후행되게 배치된 상기 코어 세그먼트 이후로 i번째에 위치한 상기 코어 세그먼트의 폭(Si)은

Figure 112021147486355-pat00046
이 되도록 형성될 수 있다.The rotor of the synchronous reluctance motor according to an embodiment of the present invention includes a rotor body having a rotating shaft hole formed therein, and the rotor body includes a plurality of magnetic flux barriers spaced apart from each other in the radial direction and a plurality of surrounding magnetic flux barriers. on the axis of the magnetic flux extending in the radial direction of the rotor body from the center of the rotation shaft hole, the width of the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole (W 1 ), the rotation shaft hole The width (W i ) of the magnetic flux barrier located at the i-th position from the width (S 1 ) of the core segment arranged to follow in the radial direction of the rotor body with respect to the first core segment based on the rotation shaft hole, The width (S i ) of the core segment located at the i-th position after the core segment arranged to follow in the radial direction of the rotor body with respect to the first core segment with respect to the rotation shaft hole is
Figure 112021147486355-pat00046
It can be formed so that

Description

동기 릴럭턴스 전동기의 회전자 및 전동기의 회전자 설계 방법{Rotor for motor and Design method for rotor of motor}The rotor of a synchronous reluctance motor and the design method of the rotor of the motor

본 발명은 동기 릴럭턴스 전동기의 회전자 및 전동기의 회전자 설계 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a rotor of a synchronous reluctance motor and a method for designing a rotor of the motor.

전동기 특히, 동기 릴럭턴스 전동기(Synchronous Reluctance Motor; Synrm)는 영구자석이 없는 형태의 전동기이다.In particular, a synchronous reluctance motor (Synrm) is a type of motor without permanent magnets.

도 1에는 동기 릴럭턴스 전동기의 회전자(10)가 도시되어 있다.1 shows a rotor 10 of a synchronous reluctance motor.

회전자(10)에 나타난 2개의 자기적 축은 회전자(10)의 반경방향의 q축(q-axis)과 d축(d-axis)이고, 상기 q축과 d축은 자속 방향을 나타낸다.The two magnetic axes shown in the rotor 10 are q-axis and d-axis in the radial direction of the rotor 10, and the q-axis and d-axis indicate the magnetic flux direction.

동기 릴럭턴스 전동기의 토크는 d축과 q축의 자기저항의 차이(돌극성)에 의해 발생한다.The torque of a synchronous reluctance motor is generated by the difference (salient polarity) of the magnetoresistance of the d-axis and the q-axis.

따라서 동기 릴럭턴스 전동기의 토크를 높이기 위해서 d축과 q축의 자기저항의 차이를 증가시켜야 하는데 d축과 q축의 자기저항을 증가시키기 위해서는 d축 방향의 자속 흐름을 용이하게 함과 동시에, q축 방향의 자속 흐름을 억제하도록 자속 배리어를 성형하는 방법이 적용될 수 있다.Therefore, in order to increase the torque of the synchronous reluctance motor, it is necessary to increase the difference between the d-axis and q-axis magnetoresistance. A method of forming a magnetic flux barrier to suppress the flux flow of

도 2에서 보이듯, 자속 배리어(11)는 회전자(10)에 나타나는 자속 경로와 같은 부드러운 유선형으로 형성됨과 동시에, 회전자(10)의 반경방향으로 복수개가 형성되는 것이 높은 토크 발생에 효과적이다.As shown in FIG. 2 , the magnetic flux barrier 11 is formed in a smooth streamline like the magnetic flux path appearing in the rotor 10 , and it is effective to generate a high torque if a plurality are formed in the radial direction of the rotor 10 .

그러나 이와 같은 자속 배리어(11)를 회전자(10) 상에 설계하고, 형성하기 위해서는 다수의 설계 변수가 필요하기 때문에 회전자 제조 효율 및 회전자 설계 효율이 저하된다는 문제가 있다.However, since a number of design variables are required to design and form the magnetic flux barrier 11 on the rotor 10 , there is a problem in that the rotor manufacturing efficiency and the rotor design efficiency are reduced.

KR 10-2019-0098503 A (2019.08.22)KR 10-2019-0098503 A (2019.08.22)

본 발명은 동기 릴럭턴스 전동기의 회전자의 제조 효율 및 설계 효율을 향상시키는 것을 일 목적으로 한다.An object of the present invention is to improve manufacturing efficiency and design efficiency of a rotor of a synchronous reluctance motor.

또한, 동기 릴럭턴스 전동기의 회전자의 제조 및 설계에 필요한 변수들을 최소화하고, 전동기의 성능을 향상시키는 것을 일 목적으로 한다.Another object of the present invention is to minimize variables required for manufacturing and design of a rotor of a synchronous reluctance motor, and to improve the performance of the motor.

본 발명은 동기 릴럭턴스 전동기의 회전자 및 전동기의 회전자 설계 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a rotor of a synchronous reluctance motor and a method for designing a rotor of the motor.

본 발명의 일 실시 예에 따른 동기 릴럭턴스 전동기의 회전자는 회전축공이 형성된 회전자몸체;를 포함하고, 상기 회전자몸체에는, 그 반경방향으로 상호 이격된 다수의 자속 배리어 및 상기 자속 배리어를 둘러싼 다수의 코어 세그먼트가 형성되되, 상기 회전축공의 중심에서부터 상기 회전자몸체의 반경방향으로 연장된 자속방향의 축 상에서, 상기 회전축공에 가장 가깝게 배치된 상기 자속 배리어의 폭(W1), 상기 회전축공으로부터 i번째에 위치한 상기 자속 배리어의 폭(Wi), 상기 회전축공을 기준으로 최초의 상기 코어 세그먼트에 대해 상기 회전자몸체의 반경반향으로 후행되게 배치된 상기 코어 세그먼트의 폭(S1), 상기 회전축공을 기준으로 최초의 상기 코어 세그먼트에 대해 상기 회전자몸체의 반경반향으로 후행되게 배치된 상기 코어 세그먼트 이후로 i번째에 위치한 상기 코어 세그먼트의 폭(Si)은

Figure 112021147486355-pat00001
이 되도록 형성되고, 상기 회전축공을 기준으로 최초의 상기 코어 세그먼트의 폭은 S1/2으로 형성될 수 있다.The rotor of the synchronous reluctance motor according to an embodiment of the present invention includes a rotor body having a rotating shaft hole formed therein, and the rotor body includes a plurality of magnetic flux barriers spaced apart from each other in the radial direction and a plurality of surrounding magnetic flux barriers. on the axis of the magnetic flux extending in the radial direction of the rotor body from the center of the rotation shaft hole, the width of the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole (W 1 ), the rotation shaft hole The width (W i ) of the magnetic flux barrier located at the i-th position from the width (S 1 ) of the core segment arranged to follow in the radial direction of the rotor body with respect to the first core segment based on the rotation shaft hole, The width (S i ) of the core segment located at the i-th position after the core segment arranged to follow in the radial direction of the rotor body with respect to the first core segment with respect to the rotation shaft hole is
Figure 112021147486355-pat00001
The width of the first core segment based on the rotation shaft hole may be formed to be S 1/2 .

또한, 상기 회전자몸체는, 상기 회전축공의 중심에서부터 상기 회전자몸체의 반경방향으로 연장된 자속방향의 축 상에서, 다수의 상기 자속 배리어의 폭 중, 상기 회전축공에 가장 가깝게 배치된 상기 자속 배리어의 폭(W1)이 가장 두껍고, 상기 회전축공에서 가장 멀게 배치된 상기 자속 배리어의 폭이 가장 얇게 구비될 수 있다.In addition, the rotor body, on the axis of the magnetic flux extending in the radial direction of the rotor body from the center of the rotation shaft hole, among the widths of the plurality of magnetic flux barriers, the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole The width W 1 may be the thickest and the width of the magnetic flux barrier disposed furthest from the rotation shaft hole may be provided as the thinnest.

또한, 상기 회전자몸체는,

Figure 112020042972550-pat00002
일 때,
Figure 112020042972550-pat00003
이 되도록 구비될 수 있다.In addition, the rotor body,
Figure 112020042972550-pat00002
when,
Figure 112020042972550-pat00003
It can be provided so that it becomes this.

또한, 상기 회전자몸체에서 상기 회전축공에 가장 가깝게 배치된 상기 자속 배리어의 외주는, 상기 회전축공의 중심에서부터 상기 회전자몸체의 반경방향으로 연장된 자속방향의 축 상에서

Figure 112020042972550-pat00004
,
Figure 112020042972550-pat00005
의 위치에 형성되되, q1은 상기 회전축공의 외주에서부터 상기 회전축공에 가장 가깝게 배치된 상기 자속 배리어의 중심까지의 거리이고, W1은 상기 회전축공에 가장 가깝게 배치된 상기 자속 배리어의 폭일 수 있다.In addition, the outer periphery of the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole in the rotor body is on the axis of the magnetic flux direction extending in the radial direction of the rotor body from the center of the rotation shaft hole
Figure 112020042972550-pat00004
,
Figure 112020042972550-pat00005
Doedoe formed at the position of, q 1 is the distance from the outer periphery of the rotation shaft hole to the center of the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole, W 1 is the width of the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole there is.

한편 다른 측면으로서의 본 발명은 전동기의 회전자를 설계하도록, 회전자의 회전축공의 중심에서부터 상기 회전자의 반경방향으로 연장된 자속방향의 축 상에서, 상기 회전축공에 가장 가깝게 배치된 자속 배리어의 폭(W1), 상기 회전축공으로부터 i번째에 위치한 상기 자속 배리어의 폭(Wi), 상기 회전축공을 기준으로 최초의 코어 세그먼트에 대해 상기 회전자의 반경반향으로 후행되게 배치된 상기 코어 세그먼트의 폭(S1), 상기 회전축공을 기준으로 최초의 상기 코어 세그먼트에 대해 상기 회전자의 반경반향으로 후행되게 배치된 상기 코어 세그먼트 이후로 i번째에 위치한 상기 코어 세그먼트의 폭(Si)이

Figure 112021147486355-pat00006
이 되도록 형성하고, 상기 회전축공을 기준으로 최초의 상기 코어 세그먼트의 폭은 S1/2으로 형성하는 전동기의 회전자 설계 방법을 제공한다.On the other hand, in the present invention as another aspect, the width of the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole on the axis of the magnetic flux direction extending in the radial direction of the rotor from the center of the rotation shaft hole of the rotor to design the rotor of the electric motor (W 1 ), the width (W i ) of the magnetic flux barrier located at the i-th position from the rotation shaft hole, the core segment arranged to follow in the radial direction of the rotor with respect to the first core segment based on the rotation shaft hole The width (S 1 ), the width (S i ) of the core segment located at the i-th position after the core segment arranged to follow in the radial direction of the rotor with respect to the first core segment with respect to the rotation shaft hole is
Figure 112021147486355-pat00006
It provides a method for designing a rotor of an electric motor, which is formed so as to be, and the width of the first core segment based on the rotation shaft hole is S 1/2 .

본 발명의 일 실시 예에 따른 전동기의 회전자 설계 방법은 상기 회전축공의 중심에서부터 상기 회전자의 반경방향으로 연장된 자속방향의 축 상에서, 다수의 상기 자속 배리어의 폭 중, 상기 회전축공에 가장 가깝게 배치된 상기 자속 배리어의 폭(W1)이 가장 두껍고, 상기 회전축공의 중심에서 가장 멀게 배치된 상기 자속 배리어의 폭이 가장 얇게 할 수 있다.In the method for designing a rotor of an electric motor according to an embodiment of the present invention, on the axis of the magnetic flux extending in the radial direction of the rotor from the center of the rotation shaft hole, the width of the plurality of magnetic flux barriers is the most in the rotation shaft hole. The width W 1 of the magnetic flux barrier disposed close to each other may be the thickest and the width of the magnetic flux barrier disposed farthest from the center of the rotation shaft hole may be the thinnest.

또한, 상기 회전축공에 가장 가깝게 배치된 자속 배리어의 폭(W1)과 상기 회전축공으로부터 i번째에 위치한 상기 자속 배리어의 폭(Wi)의 비가

Figure 112020042972550-pat00007
일 때,
Figure 112020042972550-pat00008
이 되도록 할 수 있다.In addition, the ratio of the width (W 1 ) of the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole and the width (W i ) of the magnetic flux barrier located at the i-th position from the rotation shaft hole
Figure 112020042972550-pat00007
when,
Figure 112020042972550-pat00008
can make this

또한, 상기 회전축공에 가장 가깝게 배치된 상기 자속 배리어의 외주는, 상기 회전축공의 중심에서부터 상기 회전자의 반경방향으로 연장된 자속방향의 축 상에서

Figure 112020042972550-pat00009
,
Figure 112020042972550-pat00010
의 위치에 존재하도록 하되, q1은 상기 회전축공의 외주에서부터 상기 회전축공에 가장 가깝게 배치된 상기 자속 배리어의 중심까지의 거리이고, W1은 상기 회전축공에 가장 가깝게 배치된 상기 자속 배리어의 폭일 수 있다.In addition, the outer periphery of the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole, on the axis of the magnetic flux direction extending in the radial direction of the rotor from the center of the rotation shaft hole
Figure 112020042972550-pat00009
,
Figure 112020042972550-pat00010
q 1 is the distance from the outer periphery of the rotation shaft hole to the center of the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole, and W 1 is the width of the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole can

본 발명에 따르면 전동기의 회전자의 제조 효율 및 설계 효율이 향상된다.According to the present invention, the manufacturing efficiency and design efficiency of the rotor of the electric motor are improved.

또한, 전동기의 회전자의 제조 및 설계에 필요한 변수들이 최소화되고, 전동기의 성능이 향상된다.In addition, variables necessary for manufacturing and designing the rotor of the electric motor are minimized, and the performance of the electric motor is improved.

도 1은 통상의 회전자 및 자속 배리어를 부분적으로 도시한 것이다.
도 2는 통상의 회전자 및 자속 배리어를 부분적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 회전자 및 자속 배리어를 부분적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 회전자 및 자속 배리어를 부분적으로 도시한 것이다.
도 5는 회전자의 축 방향 자속을 도시한 것이다.
도 6은 회전자의 코어 세그먼트를 도시한 것이다.
도 7은 도 6의 회전자의 코어 세그먼트에 따른 축방향 기자력을 도시한 것이다.
도 8은 회전자의 코어 세그먼트를 도시한 것이다.
도 9는 도 8의 회전자의 코어 세그먼트에 따른 축방향 기자력을 도시한 것이다.1 shows, in part, a conventional rotor and magnetic flux barrier.
Figure 2 is a partial illustration of a conventional rotor and magnetic flux barrier.
3 is a partial illustration of a rotor and magnetic flux barrier in accordance with the present invention.
4 is a partial illustration of a rotor and magnetic flux barrier in accordance with the present invention.
5 shows the axial magnetic flux of the rotor.
6 shows the core segment of the rotor.
Fig. 7 shows the axial magnetomotive force along the core segment of the rotor of Fig. 6;
8 shows the core segment of the rotor.
Fig. 9 shows the axial magnetomotive force along the core segment of the rotor of Fig. 8;

본 발명의 실시 예에 관한 설명의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 동일한 부호로 기재된 요소는 동일한 요소이고, 각 실시 예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다. In order to help the understanding of the description of the embodiment of the present invention, elements indicated by the same reference numerals in the accompanying drawings are the same elements, and related elements among the elements that perform the same action in each embodiment are the same or extended by numbers. marked.

또한, 본 발명의 요지를 명확히 하기 위하여 종래의 기술에 의해 익히 알려진 요소와 기술에 대한 설명은 생략하며, 이하에서는, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하도록 한다.In addition, in order to clarify the gist of the present invention, a description of elements and techniques well known by the prior art will be omitted, and below, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하고, 당업자에 의해 특정 구성요소가 추가, 변경, 삭제된 다른 형태로도 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명과 동일한 사상의 범위 내에 포함됨을 밝혀 둔다.However, the spirit of the present invention is not limited to the presented embodiment, and specific components may be proposed in other forms in which specific elements are added, changed, or deleted by those skilled in the art, but this is also included within the scope of the same spirit as the present invention. make it clear

도 3에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전자(100)의 일부가 도시되어 있다. 도 3에 도시된 회전자(100)는 전체 회전자의 1/4에 해당하는 영역을 도시한 것이다.3 shows a part of the rotor 100 according to an embodiment of the present invention. The rotor 100 shown in FIG. 3 shows an area corresponding to 1/4 of the entire rotor.

본 발명의 일 실시 예에 따른 회전자(100)는 회전자몸체(110)를 포함하고, 상기 회전자몸체(110)에는 회전축공(111)이 구비될 수 있다.The rotor 100 according to an embodiment of the present invention may include a rotor body 110 , and the rotation shaft hole 111 may be provided in the rotor body 110 .

상기 회전축공(111)은 상기 회전자몸체(110)를 관통하는 구멍으로 제공될 수 있다.The rotation shaft hole 111 may be provided as a hole penetrating the rotor body 110 .

상기 회전자몸체(110)의 상기 회전축공(111)의 중심에서부터 상기 회전자몸체(110)의 반경방향으로 연장된 축을 q축(q-axis)이라 하고, 상기 q축은 자속방향일 수 있다.An axis extending in a radial direction of the rotor body 110 from the center of the rotation shaft hole 111 of the rotor body 110 is referred to as a q-axis, and the q-axis may be a magnetic flux direction.

상기 회전자몸체(110)의 반경(Q)은 회전자몸체(110)에서 회전축공(111)을 제외한 영역의 직선거리이다.The radius Q of the rotor body 110 is a linear distance of the region excluding the rotation shaft hole 111 in the rotor body 110 .

상기 회전자몸체(110)에는 그 반경방향으로 다수의 자속 배리어(barrier)가 형성될 수 있다. 자속 배리어는 자속 장벽일 수 있다.A plurality of magnetic flux barriers may be formed in the rotor body 110 in a radial direction thereof. The magnetic flux barrier may be a magnetic flux barrier.

다수의 자속 배리어는 q축 방향으로 상호 일정거리 이격될 수 있고, q축에 수직한 방향으로 라운드지게 구비되어 부드러운 유선형의 형태를 가질 수 있다.The plurality of magnetic flux barriers may be spaced apart from each other by a predetermined distance in the q-axis direction, and may be provided to be rounded in a direction perpendicular to the q-axis to have a smooth streamline shape.

다수의 자속 배리어는 회전축공(111)에 가장 가깝게 배치된 제1 자속 배리어(A1), q축 방향으로 상기 제1 배리어에 후행되게 배치되는 제2 자속 배리어(A2), q축 방향으로 상기 제2 자속 배리어(A2)에 후행되게 배치되는 제3 자속 배리어(A3) 및 q축 방향으로 상기 제3 자속 배리어(A3)에 후행되게 배치되는 제4 자속 배리어(A4)를 포함할 수 있다.A plurality of magnetic flux barriers are a first magnetic flux barrier (A 1 ) disposed closest to the rotation shaft hole (111), a second magnetic flux barrier (A 2 ) disposed to follow the first barrier in the q-axis direction, in the q-axis direction A third magnetic flux barrier (A 3 ) disposed to follow the second magnetic flux barrier (A 2 ) and a fourth magnetic flux barrier (A 4 ) disposed to follow the third magnetic flux barrier (A 3 ) in the q-axis direction may include

자속 배리어의 개수는 반드시 본 발명에 의해 한정되지 않으며, 전동기의 규격, 사양 등에 의해 적절히 선택되어 적용될 수 있는 사항이다.The number of magnetic flux barriers is not necessarily limited by the present invention, and may be appropriately selected and applied according to the specifications and specifications of the electric motor.

회전자몸체(110)에는 다수의 코어 세그먼트(segment)가 형성될 수 있다.A plurality of core segments may be formed in the rotor body 110 .

다수의 코어 세그먼트는 다수의 자속 배리어의 외주를 둘러싸는 형태 또는 감싸는 형태로 회전자몸체(110)에 존재할 수 있다.The plurality of core segments may be present in the rotor body 110 in a form surrounding or surrounding the outer periphery of the plurality of magnetic flux barriers.

상기 코어 세그먼트는 q축 방향 및 q축 방향이 아닌 방향으로도 상기 자속 배리어의 외주를 둘러싸거나 감쌀 수 있다. 따라서 자속 배리어의 전체 외주는 코어 세그먼트에 의해 둘러싸이게 된다.The core segment may surround or surround the outer periphery of the magnetic flux barrier in the q-axis direction and in a direction other than the q-axis direction. The entire perimeter of the magnetic flux barrier is thus surrounded by the core segment.

본 발명의 일 실시 예에 따른 코어 세그먼트는 회전축공(111)에 가장 가깝게 배치되어 상기 회전축공(111)을 기준으로 최초의 코어 세그먼트가 되는 최초 코어 세그먼트(미도시), q축 방향으로 상기 최초 코어 세그먼트에 후행되게 배치되는 제1 코어 세그먼트(B1), q축 방향으로 상기 제1 코어 세그먼트(B1)에 후행되게 배치되는 제2 코어 세그먼트(B2), q축 방향으로 상기 제2 코어 세그먼트(B2)에 후행되게 배치되는 제3 코어 세그먼트(B3) 및 q축 방향으로 상기 제3 코어 세그먼트(B3)에 후행되게 제4 코어 세그먼트(B4)를 포함할 수 있다.The core segment according to an embodiment of the present invention is disposed closest to the rotation shaft hole 111 and becomes the first core segment based on the rotation shaft hole 111, the first core segment (not shown), the first in the q-axis direction. A first core segment (B 1 ) disposed to follow the core segment, a second core segment (B 2 ) disposed to follow the first core segment (B 1 ) in the q-axis direction, the second in the q-axis direction It may include a third core segment (B 3 ) arranged to follow the core segment (B 2 ) and a fourth core segment (B 4 ) to follow the third core segment (B 3 ) in the q-axis direction.

본 발명의 일 실시 예에 따른 회전자몸체(110)는 상기 q축 상에서 상기 회전축공(111)에 가장 가깝게 배치된 상기 자속 배리어인 제1 자속 배리어(A1)의 폭(W1), 상기 회전축공(111)으로부터 i번째에 위치한 상기 자속 배리어의 폭(Wi), 상기 제1 코어 세그먼트의 폭(S1), 상기 회전축공을 기준으로 최초의 상기 코어 세그먼트에 대해 상기 회전자몸체의 반경반향으로 후행되게 배치된 상기 코어 세그먼트 이후로 i번째에 위치한 상기 코어 세그먼트의 폭(Si)이 아래 관계식 1을 만족하도록 구비될 수 있다.The rotor body 110 according to an embodiment of the present invention has the width W 1 of the first magnetic flux barrier A 1 which is the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole 111 on the q-axis, W 1 , the The width of the magnetic flux barrier located at the i-th position from the rotation shaft hole 111 (W i ), the width of the first core segment (S 1 ), the first core segment based on the rotation shaft hole of the rotor body The width Si of the core segment located at an i-th position after the core segment arranged to follow radially may be provided to satisfy the following relational expression (1).

[관계식 1][Relational Expression 1]

Figure 112020042972550-pat00011
Figure 112020042972550-pat00011

이때, [관계식 1]에서 오차범위는 ±10%일 수 있다.In this case, the error range in [Relational Expression 1] may be ±10%.

본 발명의 일 실시 예에 따른 회전자몸체(110)는 제1 자속 배리어(A1)의 q축 방향 폭(W1)과 q축 방향으로 i번째에 존재하는 자속 배리어(미도시)의 폭(미도시)의 비율이, 제1 코어 세그먼트의 폭(S1)과 상기 제1 코어 세그먼트 이후로 q축 방향으로 i번째에 존재하는 코어 세그먼트(미도시)의 폭(미도시)의 비율이 같도록 구비될 수 있다.The rotor body 110 according to an embodiment of the present invention has a q-axis width (W 1 ) of the first magnetic flux barrier (A 1 ) and a width of a magnetic flux barrier (not shown) present at the i-th in the q-axis direction. (not shown) is the ratio of the width (S 1 ) of the first core segment to the width (not shown) of the core segment (not shown) present in the i-th direction in the q-axis direction after the first core segment is may be provided in the same way.

또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전자몸체(110)에 형성된 모든 자속 배리어에서 회전축공(111)에 가장 가깝게 존재하는 자속 배리어 즉, 제1 자속 배리어(A1)의 폭(W1)에 대한 q축방향으로의 i번째의 자속 배리어의 폭(미도시)의 비는 제1 코어 세그먼트의 폭(S1)에 대한 q축방향으로 상기 제1 코어 세그먼트 이후로 i번째에 존재하는 코어 세그먼트의 폭(미도시)의 비와 같을 수 있다.In addition, in all magnetic flux barriers formed in the rotor body 110 according to an embodiment of the present invention, the magnetic flux barrier that is closest to the rotation shaft hole 111, that is, the width W 1 of the first magnetic flux barrier A 1 ) The ratio of the width (not shown) of the i-th magnetic flux barrier in the q-axis direction to the width (S 1 ) of the first core segment is in the q-axis direction after the first core segment in the i-th core segment. It may be equal to the ratio of the width (not shown) of

이에 따르면 자속 포화가 일어나는 것을 방지할 수 있고, 전동기의 토크를 높일 수 있는 효과가 있다.According to this, it is possible to prevent magnetic flux saturation from occurring, and there is an effect of increasing the torque of the electric motor.

본 발명의 일 실시 예에 따른 회전자몸체(110)는 q축 상에 존재하는 다수의 자속 배리어들의 폭들 중, 상기 회전축공(111)에 가장 가깝게 배치된 자속 배리어 즉, 제1 자속 배리어(A1)의 폭(W1)이 q축 방향으로 가장 두껍게 구비될 수 있다.The rotor body 110 according to an embodiment of the present invention has a magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole 111 among the widths of a plurality of magnetic flux barriers present on the q-axis, that is, the first magnetic flux barrier A 1 ) of the width (W 1 ) may be provided to be the thickest in the q-axis direction.

그리고 상기 회전축공(111)에서 가장 멀게 배치된 자속 배리어 즉 제4 자속 배리어(A4)의 폭(W4)이 q축 방향으로 가장 얇게 구비될 수 있다.In addition, the width W 4 of the magnetic flux barrier disposed furthest from the rotation shaft hole 111 , that is, the fourth magnetic flux barrier A 4 , may be the thinnest in the q-axis direction.

이에 따르면 자속 포화가 일어나는 것을 방지할 수 있고, 전동기의 토크를 높일 수 있으며, 토크/토크리플을 최적화할 수 있다.According to this, magnetic flux saturation can be prevented, the torque of the electric motor can be increased, and the torque/torque ripple can be optimized.

본 발명의 일 실시 예에서 상기 회전자몸체(110)에 q축 방향으로 i번째에 형성된 자속 배리어의 폭(Wi)과 상기 회전자몸체(110)에 형성된 제1 자속 배리어의 폭(W1)이 아래 [관계식 2]에 따를 수 있다.In an embodiment of the present invention, the width (W i ) of the magnetic flux barrier formed at the i-th in the q-axis direction on the rotor body 110 and the width (W 1 ) of the first magnetic flux barrier formed on the rotor body 110 . ) can be in accordance with [Relational Expression 2] below.

[관계식 2][Relational Expression 2]

Figure 112020042972550-pat00012
Figure 112020042972550-pat00012

상기 회전자몸체(110)에 q축 방향으로 i번째에 형성된 자속 배리어의 폭(Wi)과 상기 회전자몸체(110)에 형성된 제1 자속 배리어의 폭(W1)이 위의 [관계식 2]에 따를 때, 본 발명에 따른 회전자몸체(110)에 형성된 다수의 자속 배리어의 폭들은 아래 [관계식 3]을 만족하도록 상기 회전자몸체(110)에 형성될 수 있다.The width (W i ) of the magnetic flux barrier formed in the i-th in the q-axis direction in the rotor body 110 and the width (W 1 ) of the first magnetic flux barrier formed in the rotor body 110 are the above [Relational Expression 2] ], the widths of a plurality of magnetic flux barriers formed in the rotor body 110 according to the present invention may be formed in the rotor body 110 to satisfy the following [Relational Expression 3].

[관계식 3][Relational Expression 3]

Figure 112020042972550-pat00013
Figure 112020042972550-pat00013

본 발명에 따른 회전자몸체(110)에 형성된 다수의 자속 배리어의 폭들이 위의 [관계식 2] 및 [관계식 3]을 만족할 때, 본 발명의 회전자몸체(110)에 형성된 다수의 자속 배리어의 폭들은 회전축공(111)에서 멀어질수록 순차적으로 얇아질 수 있다.When the widths of the plurality of magnetic flux barriers formed in the rotor body 110 according to the present invention satisfy the above [Relational Expressions 2] and [Relational Expressions 3], the plurality of magnetic flux barriers formed in the rotor body 110 of the present invention The widths may be sequentially thinner as the distance from the rotation shaft hole 111 increases.

도 4에서 보이듯, 제1 자속 배리어의 외주는 제1 위치 및 제2 위치에 존재할 수 있다.As shown in FIG. 4 , the outer periphery of the first magnetic flux barrier may exist at a first position and a second position.

제1 위치는 q축 상에서 아래 [관계식 4]를 만족하는 위치이고, 제2 위치는 아래 [관계식 5]를 만족하는 위치이다. 아래 [관계식 4] 및 [관계식 5]에 있어서, q1은 회전축공(111)의 외주에서부터 제1 자속 배리어의 q축 방향으로의 중심까지의 거리이고, W1은 제1 자속 배리어의 q축 상에서의 폭의 두께이다.The first position is a position on the q-axis that satisfies [Relational Expression 4] below, and the second position is a position that satisfies [Relational Expression 5] below. In the following [Relational Expressions 4] and [Relational Expressions 5], q 1 is the distance from the outer periphery of the rotation shaft hole 111 to the center of the first magnetic flux barrier in the q-axis direction, and W 1 is the q-axis of the first magnetic flux barrier It is the thickness of the width of the image.

[관계식 1], [관계식 2]를 만족시키는 경우, [관계식 4]와 같이 q1이 특정된다. [관계식 4]에서 Q는 회전자(100)의 반경방향 길이로서 도 3에 도시되어 있고, n은 자속 배리어의 수를 나타낸다.When [Relational Expression 1] and [Relational Expression 2] are satisfied, q 1 is specified as in [Relational Expression 4]. In [Relational Expression 4], Q is the radial length of the rotor 100 and is shown in FIG. 3, and n represents the number of magnetic flux barriers.

[관계식 4][Relational Expression 4]

Figure 112020042972550-pat00014
Figure 112020042972550-pat00014

[관계식 5][Relational Expression 5]

Figure 112020042972550-pat00015
Figure 112020042972550-pat00015

[관계식 6][Relational Expression 6]

Figure 112020042972550-pat00016
Figure 112020042972550-pat00016

위 [관계식 4] 내지 [관계식 6]에 의해 회전자몸체(110) 상에서 제1 자속 배리어의 외주가 q축 상에 놓이는 위치를 설정할 수 있다. 그런 다음에 회전자몸체(110) 상에 나타나는 자속선을 따라 제1 자속 배리어의 외주의 위치를 잡아나갈 수 있다.A position at which the outer periphery of the first magnetic flux barrier lies on the q-axis on the rotor body 110 may be set by the above [Relational Expressions 4] to [Relational Expressions 6]. Then, the position of the outer periphery of the first magnetic flux barrier along the magnetic flux line appearing on the rotor body 110 can be taken out.

즉, 제1 자속 배리어의 외주의 q축 상에서의 제1 위치 및 제2 위치를 정했으면 q축이 아닌 곳에서서 제1 자속 배리어의 외주의 위치를 회전자몸체(110) 상에 나타나는 자속선을 따라 유선형으로 완성해나갈 수 있다.That is, if the first position and the second position on the q-axis of the outer periphery of the first magnetic flux barrier are determined, the position of the outer periphery of the first magnetic flux barrier in a place other than the q-axis is the magnetic flux line appearing on the rotor body 110 It can be completed in a streamlined shape.

이와 같은 원리로 제2 자속 배리어(A2)의 외주가 q축 상에서 놓이는 위치는 아래 [관계식 7] 내지 [관계식 9]에 의해 결정할 수 있다. 제2 자속 배리어(A2)의 외주는 제3 위치 및 제4 위치에 존재할 수 있고, 제2 자속 배리어(A2)의 제3 위치는 아래 [관계식 8]을 만족하고, 제2 자속 배리어의 제4 위치는 아래 [관계식 9]를 만족한다.In this way, the position at which the outer periphery of the second magnetic flux barrier A 2 lies on the q-axis may be determined by the following [Relational Expressions 7] to [Relational Expressions 9]. The outer periphery of the second magnetic flux barrier A 2 may exist at the third position and the fourth position, and the third position of the second magnetic flux barrier A 2 satisfies the following [Relational Expression 8], and the second magnetic flux barrier The fourth position satisfies the following [Relational Expression 9].

[관계식 7][Relational Expression 7]

Figure 112020042972550-pat00017
Figure 112020042972550-pat00017

[관계식 8][Relational Expression 8]

Figure 112020042972550-pat00018
Figure 112020042972550-pat00018

[관계식 9][Relational Expression 9]

Figure 112020042972550-pat00019
Figure 112020042972550-pat00019

위 [관계식 7] 내지 [관계식 9]에 있어서, q2는 회전축공(111)의 외주에서부터 제2 자속 배리어(A2)의 q축 방향으로의 중심까지의 거리이고, W2은 제2 자속 배리어(A2)의 q축 상에서의 폭의 두께이다.In the above [Relational Expressions 7] to [Relational Expressions 9], q 2 is the distance from the outer periphery of the rotation shaft hole 111 to the center of the second magnetic flux barrier A 2 in the q-axis direction, and W 2 is the second magnetic flux It is the thickness of the width on the q-axis of the barrier A 2 .

이와 같은 원리로 회전자몸체(110) 상에서 제3 자속 배리어(A3)의 위치는 아래 [관계식 10] 내지 [관계식 12]에 의해 결정할 수 있고, 상기 제4 자속 배리어(A4)의 위치는 아래 [관계식 13] 내지 [관계식 15]에 의해 결정할 수 있다.In this way, the position of the third magnetic flux barrier A 3 on the rotor body 110 can be determined by the following [Relational Expressions 10] to [Relational Expressions 12], and the position of the fourth magnetic flux barrier A 4 is It can be determined by [Relational Expression 13] to [Relational Expression 15] below.

[관계식 10][Relational Expression 10]

Figure 112020042972550-pat00020
Figure 112020042972550-pat00020

[관계식 11][Relational Expression 11]

Figure 112020042972550-pat00021
Figure 112020042972550-pat00021

[관계식 12][Relational Expression 12]

Figure 112020042972550-pat00022
Figure 112020042972550-pat00022

[관계식 13][Relational Expression 13]

Figure 112020042972550-pat00023
Figure 112020042972550-pat00023

[관계식 14][Relational Expression 14]

Figure 112020042972550-pat00024
Figure 112020042972550-pat00024

[관계식 15][Relational Expression 15]

Figure 112020042972550-pat00025
Figure 112020042972550-pat00025

본 발명의 일 실시 예에서 회전자몸체(110)의 반경(Q) 대비 총 배리어의 q축으로의 폭의 비율(Kwq)은 아래 [관계식 16]에 따른다.In an embodiment of the present invention, the ratio (K wq ) of the width of the total barrier along the q-axis to the radius (Q) of the rotor body 110 is according to the following [Relational Expression 16].

[관계식 16][Relation 16]

Figure 112020042972550-pat00026
Figure 112020042972550-pat00026

위와 같이 [관계식 1], [관계식 2], [관계식 16]을 활용하여 자속 배리어의 폭 W1 내지 W4를 결정할 수 있다. As above, by using [Relational Expression 1], [Relational Expression 2], and [Relational Expression 16], the widths W 1 to W 4 of the magnetic flux barrier can be determined.

[관계식 17][Relation 17]

Figure 112020042972550-pat00027
Figure 112020042972550-pat00027

[관계식 18][Relational Expression 18]

Figure 112020042972550-pat00028
Figure 112020042972550-pat00028

[관계식 19][Relational Expression 19]

Figure 112020042972550-pat00029
Figure 112020042972550-pat00029

[관계식 20][Relational Expression 20]

Figure 112020042972550-pat00030
Figure 112020042972550-pat00030

[관계식 1] 내지 [관계식 20]을 이용하여 회전자몸체(110)에 다수의 자속 배리어를 형성할 경우, 설계에 필요한 변수가 자속 배리어의 개수 n개(Kwq, β21 ,…, βn1)로 현저히 감소되므로 적은 양의 데이터만으로 높은 토크/전류, 토크/리플을 내는 동기 릴럭턴스 전동기의 회전자를 설계하고 제작할 수 있다.When a plurality of magnetic flux barriers are formed in the rotor body 110 using [Relational Expressions 1] to [Relational Expressions 20], the variable required for design is the number n of magnetic flux barriers (K wq , β 21 , …, β n1 ). ), it is possible to design and manufacture a rotor of a synchronous reluctance motor that produces high torque/current and torque/ripple only with a small amount of data.

따라서 전동기의 회전자의 제조 효율 및 설계 효율이 향상된다.Accordingly, the manufacturing efficiency and design efficiency of the rotor of the electric motor are improved.

본 발명의 일 실시 예에 따른 회전자몸체(110)는 도 5에서 보이듯, d축(d-axis) 방향의 자속 흐름을 용이하게 함과 동시에 q축(q-axis) 방향의 자속 흐름을 억제한다.As shown in FIG. 5 , the rotor body 110 according to an embodiment of the present invention facilitates the magnetic flux flow in the d-axis direction and suppresses the magnetic flux flow in the q-axis direction at the same time. do.

따라서 회전자의 돌극성 및 토크를 높일 수 있다.Accordingly, it is possible to increase the salient polarity and torque of the rotor.

도 6 및 도 7에는 d축 방향에 최대 기자력(magnetomotive force; MMF)을 인가할 때, 자속의 경로와 원주방향(도 5의 D1)으로의 기자력이 도시되어 있다.6 and 7 show the magnetic flux path and the magnetomotive force in the circumferential direction (D 1 in FIG. 5 ) when a maximum magnetomotive force (MMF) is applied in the d-axis direction.

도 6 및 도 7을 참조하면 d축 근처에서의 기자력이 크기 때문에 d축 근처에서 코어 세그먼트를 넓게 할수록 자속의 경로가 충분히 확보되어 자속 흐름이 원활해지는 것을 알 수 있다.Referring to FIGS. 6 and 7 , since the magnetomotive force near the d-axis is large, it can be seen that as the core segment is widened near the d-axis, the magnetic flux path is sufficiently secured and the magnetic flux flow becomes smooth.

즉, 회전자몸체(110)의 원주방향으로 임의의 코어 세그먼트들(S'1,S'2,S'3,S'4)을 할당하고, 상기 코어 세그먼트들(S'1,S'2,S'3,S'4)의 면적을 S'1>S'2>S'3>S'4를 만족하게 하면 d축 자속이 효과적으로 흐를 수 있게 된다.That is, any core segments S' 1 , S' 2 , S' 3 , S' 4 are allocated in the circumferential direction of the rotor body 110 , and the core segments S' 1 , S' 2 ,S' 3 ,S' 4 If the area of S' 1 >S' 2 >S' 3 >S' 4 is satisfied, the d-axis magnetic flux can flow effectively.

도 8 및 도 9에는 q축 방향에 최대 기자력을 인가시의 자속 경로와 회전자몸체(110)의 원주방향을 따른 기자력이 도시되어 있다.8 and 9 show the magnetic flux path and the magnetomotive force along the circumferential direction of the rotor body 110 when the maximum magnetomotive force is applied in the q-axis direction.

q축 방향의 자속 흐름을 억제하기 위해서는 자기 절연 역할을 하는 배리어를 배치해야 하는데 임의로 회전자몸체(110)의 원주방향으로 다수의 코어 세그먼트(W'1,W'2,W'3,W'4)를 할당하고, 상기 코어 세그먼트들의 면적을 W'1>W'2>W'3>W'4를 만족하게 하면 기자력의 강하가 효과적으로 일어나 자기 절연 효과가 커지게 된다. 따라서 q축 자속 흐름을 효과적으로 억제할 수 있게 된다.In order to suppress the magnetic flux flow in the q-axis direction, a barrier that serves as magnetic insulation must be disposed, and a plurality of core segments W' 1 , W' 2 , W' 3 , W' arbitrarily in the circumferential direction of the rotor body 110 . 4 ) is allocated, and when the area of the core segments satisfies W' 1 >W' 2 >W' 3 >W' 4 , the magnetomotive force drops effectively and the magnetic insulation effect increases. Accordingly, it is possible to effectively suppress the flow of the q-axis magnetic flux.

그러므로 상기와 같은 기자력의 분포를 고려하면 회전축공(111)에 가까울수록 자속 배리어의 두께를 최대값으로 하면 높은 돌극비 및 높은 토크를 달성하는 것에 더욱 효과적일 수 있다.Therefore, considering the distribution of the magnetomotive force as described above, it may be more effective to achieve a high salient pole ratio and a high torque when the thickness of the magnetic flux barrier is set to a maximum value as it is closer to the rotation shaft hole 111 .

한편, 다른 측면으로서의 본 발명은 전동기의 회전자 설계 방법을 제공한다.On the other hand, the present invention as another aspect provides a method for designing a rotor of an electric motor.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전동기의 회전자 설계 방법은, 도 4에서 보이듯, 회전자의 회전축공(111)의 중심에서부터 상기 회전자의 반경방향으로 연장된 자속방향의 축인 q축(q-axis)상에서, 상기 회전축공(111)에 가장 가깝게 배치된 자속 배리어의 폭(W1), 상기 회전축공으로부터 q축 방향으로 i번째에 위치한 상기 자속 배리어의 폭(Wi), 회전축공(111)에 가장 가깝게 배치되어 상기 회전축공(111)을 기준으로 최초의 코어 세그먼트가 되는 최초 코어 세그먼트(미도시)에 대해 q축 방향으로 후행되게 배치되는 제1 코어 세그먼트(B1)의 폭(S1), q축 방향으로 상기 제1 코어 세그먼트 이후로 i번째에 위치한 코어 세그먼트의 폭(Si)의 관계가

Figure 112021147486355-pat00031
을 만족하도록 할 수 있다.In the method of designing a rotor of an electric motor according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4 , the q-axis (q-) which is an axis in the magnetic flux direction extending in the radial direction of the rotor from the center of the rotation shaft hole 111 of the rotor. axis), the width of the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole 111 (W 1 ), the width of the magnetic flux barrier located at the i-th in the q-axis direction from the rotation shaft hole (W i ), the rotation shaft hole 111 ) and the width (S) of the first core segment (B 1 ) disposed to follow in the q-axis direction with respect to the first core segment (not shown) which is the first core segment based on the rotation shaft hole 111 1 ), the relationship between the width (S i ) of the core segment located at the i-th position after the first core segment in the q-axis direction is
Figure 112021147486355-pat00031
can be satisfied.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전동기의 회전자 설계 방법은 다수의 상기 자속 배리어의 q축으로의 폭 중, 상기 회전축공(111)에 가장 가깝게 배치된 상기 자속 배리어의 폭(W1)이 가장 두껍고, 상기 회전축공(111)의 중심에서 가장 멀게 배치된 상기 자속 배리어의 폭이 가장 얇도록 할 수 있다.In the method for designing a rotor of an electric motor according to an embodiment of the present invention, among the widths of the plurality of magnetic flux barriers along the q-axis, the width W 1 of the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole 111 is the most It may be thick and the width of the magnetic flux barrier disposed farthest from the center of the rotation shaft hole 111 may be the thinnest.

또한 일 실시 예에서,

Figure 112020042972550-pat00032
일 때,
Figure 112020042972550-pat00033
을 만족하도록 회전자를 설계할 수 있다.Also in one embodiment,
Figure 112020042972550-pat00032
when,
Figure 112020042972550-pat00033
The rotor can be designed to satisfy

또한 일 실시 예에서 상기 회전축공(111)에 가장 가깝게 배치된 상기 자속 배리어의 일측 외주는 q축 상에서

Figure 112020042972550-pat00034
의 위치에 존재하고, 타측 외주는 q축 상에서
Figure 112020042972550-pat00035
의 위치에 존재하도록 할 수 있다.In addition, in one embodiment, the outer periphery of one side of the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole 111 is on the q-axis
Figure 112020042972550-pat00034
exists at the position of , and the outer periphery of the other side is on the q-axis
Figure 112020042972550-pat00035
can exist in the position of

이때, q1은 상기 회전축공(111)의 외주에서부터 상기 회전축공에 가장 가깝게 배치된 상기 자속 배리어의 중심까지의 거리이고, W1은 상기 회전축공(111)에 가장 가깝게 배치된 상기 자속 배리어의 q축 방향 폭이다.At this time, q 1 is the distance from the outer periphery of the rotation shaft hole 111 to the center of the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole, and W 1 is the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole 111. It is the width in the q-axis direction.

이와 같은 방법으로 회전자를 설계 하면 회전자 설계에 필요한 변수를 최소화할 수 있다.If the rotor is designed in this way, the variables required for the rotor design can be minimized.

또한, 높은 돌극비 및 높은 토크를 달성할 수 있다.In addition, a high salient pole ratio and high torque can be achieved.

이상에서 설명한 사항은 본 발명의 일 실시 예에 관하여 설명한 것이며, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.The above has been described with respect to an embodiment of the present invention, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be apparent to one of ordinary skill in the art.

100 : 회전자 110 : 회전자몸체
111 : 회전축공100: rotor 110: rotor body
111: rotation shaft hole

Claims (8)

회전축공이 형성된 회전자몸체;를 포함하고,
상기 회전자몸체에는,
그 반경방향으로 상호 이격된 다수의 자속 배리어 및 상기 자속 배리어를 둘러싼 다수의 코어 세그먼트가 형성되되, 상기 회전축공의 중심에서부터 상기 회전자몸체의 반경방향으로 연장된 자속방향의 축 상에서, 상기 회전축공에 가장 가깝게 배치된 상기 자속 배리어의 폭(W1), 상기 회전축공으로부터 i번째에 위치한 상기 자속 배리어의 폭(Wi), 상기 회전축공을 기준으로 최초의 상기 코어 세그먼트에 대해 상기 회전자몸체의 반경반향으로 후행되게 배치된 상기 코어 세그먼트의 폭(S1), 상기 회전축공을 기준으로 최초의 상기 코어 세그먼트에 대해 상기 회전자몸체의 반경반향으로 후행되게 배치된 상기 코어 세그먼트 이후로 i번째에 위치한 상기 코어 세그먼트의 폭(Si)은
Figure 112021147486355-pat00036
이 되도록 형성되고, 상기 회전축공을 기준으로 최초의 상기 코어 세그먼트의 폭은 S1/2으로 형성된 동기 릴럭턴스 전동기의 회전자.
Including; the rotor body in which the rotating shaft hole is formed;
In the rotor body,
A plurality of magnetic flux barriers spaced apart from each other in the radial direction and a plurality of core segments surrounding the magnetic flux barrier are formed, and on the axis of the magnetic flux direction extending in the radial direction of the rotor body from the center of the rotation shaft hole, the rotation shaft hole The width of the magnetic flux barrier disposed closest to (W 1 ), the width of the magnetic flux barrier located at the i-th position from the rotation shaft hole (W i ), the rotor body for the first core segment based on the rotation shaft hole The width (S 1 ) of the core segment arranged to follow in the radial direction of the first, based on the rotation shaft hole, i-th after the core segment arranged to follow in the radial direction of the rotor body The width (S i ) of the core segment located in
Figure 112021147486355-pat00036
The rotor of the synchronous reluctance electric motor is formed so as to be, and the width of the first core segment with respect to the rotation shaft hole is S 1/2 .
 제1항에 있어서,
상기 회전자몸체는,
상기 회전축공의 중심에서부터 상기 회전자몸체의 반경방향으로 연장된 자속방향의 축 상에서, 다수의 상기 자속 배리어의 폭 중, 상기 회전축공에 가장 가깝게 배치된 상기 자속 배리어의 폭(W1)이 가장 두껍고, 상기 회전축공에서 가장 멀게 배치된 상기 자속 배리어의 폭이 가장 얇게 구비된 동기 릴럭턴스 전동기의 회전자.
According to claim 1,
The rotor body,
On the axis in the magnetic flux direction extending in the radial direction of the rotor body from the center of the rotation shaft hole, among the widths of the plurality of magnetic flux barriers, the width W of the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole (W 1 ) is the most The rotor of the synchronous reluctance motor is thick and the width of the magnetic flux barrier disposed furthest from the shaft hole is the thinnest.
 제2항에 있어서,
상기 회전자몸체는,
Figure 112020042972550-pat00037
일 때,
Figure 112020042972550-pat00038
이 되도록 구비된 동기 릴럭턴스 전동기의 회전자.
3. The method of claim 2,
The rotor body,
Figure 112020042972550-pat00037
when,
Figure 112020042972550-pat00038
The rotor of a synchronous reluctance motor equipped to be this.
 제2항에 있어서,
상기 회전자몸체에서 상기 회전축공에 가장 가깝게 배치된 상기 자속 배리어의 외주는,
상기 회전축공의 중심에서부터 상기 회전자몸체의 반경방향으로 연장된 자속방향의 축 상에서
Figure 112020042972550-pat00039
,
Figure 112020042972550-pat00040
의 위치에 형성되되, q1은 상기 회전축공의 외주에서부터 상기 회전축공에 가장 가깝게 배치된 상기 자속 배리어의 중심까지의 거리이고, W1은 상기 회전축공에 가장 가깝게 배치된 상기 자속 배리어의 폭인 동기 릴럭턴스 전동기의 회전자.
3. The method of claim 2,
The outer periphery of the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole in the rotor body,
On the axis of the magnetic flux direction extending in the radial direction of the rotor body from the center of the rotation shaft hole
Figure 112020042972550-pat00039
,
Figure 112020042972550-pat00040
Doedoe formed at the position of, q 1 is the distance from the outer periphery of the rotation shaft hole to the center of the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole, W 1 is the width of the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole Synchronous The rotor of a reluctance motor.
 전동기의 회전자를 설계하도록,
회전자의 회전축공의 중심에서부터 상기 회전자의 반경방향으로 연장된 자속방향의 축 상에서, 상기 회전축공에 가장 가깝게 배치된 자속 배리어의 폭(W1), 상기 회전축공으로부터 i번째에 위치한 상기 자속 배리어의 폭(Wi), 상기 회전축공을 기준으로 최초의 코어 세그먼트에 대해 상기 회전자의 반경반향으로 후행되게 배치된 상기 코어 세그먼트의 폭(S1), 상기 회전축공을 기준으로 최초의 상기 코어 세그먼트에 대해 상기 회전자의 반경반향으로 후행되게 배치된 상기 코어 세그먼트 이후로 i번째에 위치한 상기 코어 세그먼트의 폭(Si)이
Figure 112021147486355-pat00041
이 되도록 형성하고, 상기 회전축공을 기준으로 최초의 상기 코어 세그먼트의 폭은 S1/2으로 형성하는 전동기의 회전자 설계 방법.
To design the rotor of the electric motor,
On the axis in the magnetic flux direction extending in the radial direction of the rotor from the center of the rotation shaft hole of the rotor, the width W 1 of the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole, the magnetic flux located at the i-th position from the rotation shaft hole The width (W i ) of the barrier, the width (S 1 ) of the core segment arranged to follow in the radial direction of the rotor with respect to the first core segment with respect to the rotation shaft hole, the first one based on the rotation shaft hole The width (S i ) of the core segment located at the i-th position after the core segment disposed to follow the core segment in a radial direction of the rotor is
Figure 112021147486355-pat00041
and the width of the first core segment based on the rotation shaft hole is S 1/2 .
 제5항에 있어서,
상기 회전축공의 중심에서부터 상기 회전자의 반경방향으로 연장된 자속방향의 축 상에서, 다수의 상기 자속 배리어의 폭 중, 상기 회전축공에 가장 가깝게 배치된 상기 자속 배리어의 폭(W1)이 가장 두껍고, 상기 회전축공의 중심에서 가장 멀게 배치된 상기 자속 배리어의 폭이 가장 얇게 하는 전동기의 회전자 설계 방법.
6. The method of claim 5,
On the axis of the magnetic flux extending in the radial direction of the rotor from the center of the rotation shaft hole, among the widths of the plurality of magnetic flux barriers, the width W of the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole (W 1 ) is the thickest and , A method of designing a rotor of an electric motor in which the width of the magnetic flux barrier disposed furthest from the center of the rotation shaft hole is the thinnest.
 제6항에 있어서,
상기 회전축공에 가장 가깝게 배치된 자속 배리어의 폭(W1)과 상기 회전축공으로부터 i번째에 위치한 상기 자속 배리어의 폭(Wi)의 비가
Figure 112020042972550-pat00042
일 때,
Figure 112020042972550-pat00043
이 되도록 하는 전동기의 회전자 설계 방법.
7. The method of claim 6,
The ratio of the width (W 1 ) of the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole and the width (W i ) of the magnetic flux barrier located at the i-th position from the rotation shaft hole
Figure 112020042972550-pat00042
when,
Figure 112020042972550-pat00043
How to design the rotor of an electric motor to be this.
 제7항에 있어서,
상기 회전축공에 가장 가깝게 배치된 상기 자속 배리어의 외주는,
상기 회전축공의 중심에서부터 상기 회전자의 반경방향으로 연장된 자속방향의 축 상에서
Figure 112020042972550-pat00044
,
Figure 112020042972550-pat00045
의 위치에 존재하도록 하되, q1은 상기 회전축공의 외주에서부터 상기 회전축공에 가장 가깝게 배치된 상기 자속 배리어의 중심까지의 거리이고, W1은 상기 회전축공에 가장 가깝게 배치된 상기 자속 배리어의 폭인 전동기의 회전자 설계 방법.

8. The method of claim 7,
The outer periphery of the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole,
On the axis of the magnetic flux direction extending in the radial direction of the rotor from the center of the rotation shaft hole
Figure 112020042972550-pat00044
,
Figure 112020042972550-pat00045
q 1 is the distance from the outer periphery of the rotation shaft hole to the center of the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole, and W 1 is the width of the magnetic flux barrier disposed closest to the rotation shaft hole How to design the rotor of an electric motor.
KR1020200050619A 2020-04-27 2020-04-27 Rotor for motor and Design method for rotor of motor KR102397230B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200050619A KR102397230B1 (en) 2020-04-27 2020-04-27 Rotor for motor and Design method for rotor of motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200050619A KR102397230B1 (en) 2020-04-27 2020-04-27 Rotor for motor and Design method for rotor of motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210132362A KR20210132362A (en) 2021-11-04
KR102397230B1 true KR102397230B1 (en) 2022-05-12

Family

ID=78521688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200050619A KR102397230B1 (en) 2020-04-27 2020-04-27 Rotor for motor and Design method for rotor of motor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102397230B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240071752A (en) 2022-11-16 2024-05-23 에이치디현대일렉트릭 주식회사 APPARATUS FOR ANALYZING STARTING CHARACTERISTIC OF MOTOR's ROTOR

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002199675A (en) * 2000-12-21 2002-07-12 Hitachi Ltd Synchronous reluctance motor
JP2006325297A (en) 2005-05-17 2006-11-30 Denso Corp Rotor core for reluctance motor and its manufacturing method

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101660893B1 (en) * 2014-12-31 2016-09-28 주식회사 효성 Rotor of electric motor
KR102015214B1 (en) 2018-02-14 2019-08-27 한양대학교 산학협력단 Rotor by application of end-plate with saliency

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002199675A (en) * 2000-12-21 2002-07-12 Hitachi Ltd Synchronous reluctance motor
JP2006325297A (en) 2005-05-17 2006-11-30 Denso Corp Rotor core for reluctance motor and its manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210132362A (en) 2021-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10594177B2 (en) Rotary electric machine and rotor core manufacturing method
US8513850B2 (en) Electric machine and rotor arrangement
US8129880B2 (en) Concentrated winding machine with magnetic slot wedges
JP5092579B2 (en) Permanent magnet reluctance motor rotor
EP3089327B1 (en) Permanent magnet motor
US20100219712A1 (en) Rotor of rotary electric machine, and production method therefor
EP3200321A1 (en) Permanent magnet type rotor and permanent magnet type synchronous rotary electric machine
US11264878B2 (en) Rotor for rotary electric machine and method of manufacturing rotary electric machine
US10284063B2 (en) Synchronous reluctance motor
US10680475B2 (en) Rotor for rotary electric machine
JP2017050965A (en) Rotor structure for rotary electric machine
KR102397230B1 (en) Rotor for motor and Design method for rotor of motor
EP2626977A2 (en) Rotary electric machine
JP6826412B2 (en) Synchronous reluctance type rotary electric machine
JP2017201849A (en) Embedded permanent magnet type synchronous motor
JP6737354B1 (en) Rotor
US11881746B2 (en) Rotor and motor having rotor
US20080282531A1 (en) Concentrated winding machine with magnetic slot wedges
JP7050808B2 (en) Permanent magnet type rotary electric machine
JP5494767B2 (en) Permanent magnet reluctance motor rotor
JP3598804B2 (en) Motor rotor
JP4491211B2 (en) Permanent magnet rotating electric machine
JP2016021820A (en) Embedded permanent magnet rotary machine
US20230223804A1 (en) Rotor and rotary electric machine
JP6886994B2 (en) Permanent magnet motor

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant