KR102466216B1 - 할바흐 배열 방식의 회전자를 구비한 전기기계 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 할바흐 배열 방식의 회전자를 구비한 전기기계에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기공학, 특히 영구 자석의 다방향 자화 벡터를 갖는 동기식 전기기계에 관한 것이며, 할바흐 배열 방식의 회전자를 갖는 모터 및 발전기에 사용될 수 있는 할바흐 배열 방식의 회전자를 구비한 전기기계에 관한 것이다.
본 발명에 따른 할바흐 배열 방식의 회전자를 구비한 전기기계는 권선 어셈블리 즉, 고정자 외측에 할바흐 배열 구조를 갖는 외부자석부를 배치하고 고정자 내측에 할바흐 배열 구조를 갖는 내부자석부를 배치함으로써 권선 어셈블리에 작용하는 자속 밀도 및 전기자의 전류 밀도를 증가시킬 수 있다.

Description

할바흐 배열 방식의 회전자를 구비한 전기기계{Electric machine with a rotor created according to the Halbach scheme}
본 발명은 할바흐 배열 방식의 회전자를 구비한 전기기계에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기공학, 특히 영구 자석의 다방향 자화 벡터를 갖는 동기식 전기기계에 관한 것이며, 할바흐 배열 방식의 회전자를 갖는 모터 및 발전기에 사용될 수 있는 할바흐 배열 방식의 회전자를 구비한 전기기계에 관한 것이다.
종래 할바흐(Halbach) 배열 구조의 로터를 갖는 프로토 타입 전기기계(러시아 특허 2720233)가 알려져 있다.
상기의 전기기계는 복수의 코일로 구성되고, 복수의 코일이 링 형태로 배열된 권선 조립체, 권선 조립체를 둘러싸는 외부 할바흐 링 형태의 복수의 외부 자석, 복수의 외부 자석에 연결되며 복수의 외부 자석을 둘러싸는 외부 자석 몸체, 내부 할바흐 링 형태의 복수의 내부 자석, 복수의 내부 자석에 연결되는 내부 자석 몸체를 포함하는 로터를 구비한다.
강자성 재료로 만든 외부 자석 몸체인 요크는 외부 할바흐 링의 외부에 있고, 강자성 재료로 만든 내부 자석 몸체인 요크는 내부 할바흐 링의 내부에 있으며, 자석은 각 요크에 고정되어 있고, 권선에는 강자성 요소 즉 코어가 없다.
상기와 같은 타입의 전기기계는 전기자 권선 코일이 링 형태로 배열되어 있기 때문에 높은 전기자 전류 밀도를 달성할 수 없다는 단점이 있다. 이는 결과적으로 엔진 모드에서 이러한 기계의 전자기 및 토크 모멘트가 적고 발전기 모드의 비출력도 작은 문제가 있다. 또한, 공극에서 자기유도 분포가 정현파가 아니므로 효율성이 감소하고 추가 손실이 증가하는 문제가 있다.
RU 2720233 RU 2718537
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 회전자 위치 센서가 장착된 별도의 강자성 톱니, 톱니형 권선으로 구성된 동기 전기기계의 고정자를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 전자기 모멘트 (모터 모드에서) 및 전력 밀도 (발전기 모드에서)를 최대화할 수 있는 할바흐 배열 방식의 회전자를 구비한 전기기계를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 할바흐 배열 방식의 회전자를 구비한 전기기계는 복수의 권선부가 환형으로 배열 고정되는 고정자와, 상기 고정자의 내측과 외측에 각각 복수의 영구자석이 환형으로 할바흐 배열 구조를 갖도록 형성된 내부자석부와 외부자석부를 포함하는 회전자를 구비하는 전기기계에 있어서, 상기 내부자석부는 강자성 소재로 형성되고 상기 고정자의 내측에 환형으로 형성되는 내부요크부와, 상기 내부요크부의 외주면에 복수의 내부영구자석이 상기 내부요크부를 따라 할바흐 구조로 인접되게 배열 및 고정되어 형성되는 내부 할바흐 링 어셈블리를 포함하고, 상기 외부자석부는 강자성 소재로 형성되고 상기 고정자의 외측에 환형으로 형성되는 외부요크부와, 상기 외부요크부의 내주면에 복수의 외부영구자석이 상기 외부요크부를 따라 할바흐 구조로 인접되게 배열 및 고정되어 형성되는 외부 할바흐 링 어셈블리를 포함하며, 상기 내부 할바흐 링 어셈블리는 상기 회전자의 샤프트를 중심으로 시계방향을 따라 상기 내부영구자석의 자화 벡터 방향이 외측 방사방향, 외측 방사방향에 대해 시계반대방향으로 45° 이내로 기울어진 좌상측 대각방향, 좌측 접선방향, 좌측 접선방향에 대해 시계반대방향으로 45° 이내로 기울어진 좌하측 대각방향, 내측 방사방향, 내측 방사방향에 대해 시계반대방향으로 45° 이내로 기울어진 우하측 대각방향, 우측 접선방향, 우측 접선 방향에 대해 시계반대방향으로 45° 이내로 기울어진 우상측 대각방향 순으로 주기적으로 반복되고, 상기 외부 할바흐 링 어셈블리는 상기 회전자의 샤프트를 중심으로 시계방향을 따라 상기 외부영구자석의 자화 벡터의 방향이 외측 방사방향, 외측 방사방향에 대해 시계방향으로 45° 이내로 기울어진 우상측 대각방향, 우측 접선방향, 우측 접선 방향에 대해 시계방향으로 45° 이내로 기울어진 우하측 대각방향, 내측 방사방향, 내측 방사방향에 대해 시계방향으로 45° 이내로 기울어진 좌하측 대각방향, 좌측 접선방향, 좌측 접선방향에 대해 시계방향으로 45° 이내로 기울어진 좌상측 대각방향 순으로 주기적으로 반복되고, 상기 내부 할바흐 링 어셈블리의 외측 방사방향 또는 내측 방사방향의 자화 벡터를 갖는 내부영구자석들과 상기 외부 할바흐 링 어셈블리의 외측 방사방향 또는 내측 방사방향의 자화 벡터를 갖는 외부영구자석들이 마주하도록 배치되며, 상기 내부 할바흐 링 어셈블리의 외측 방사방향 및 내측 방사방향의 자화 벡터를 갖는 내부영구자석들과 상기 외부 할바흐 링 어셈블리의 외측 방사방향 및 내측 방사방향의 자화 벡터를 갖는 외부영구자석들의 너비는 각각 상기 권선부의 피치의 1/2로 설정되고, 이들 이외의 내부영구자석들 및 외부영구자석들의 너비는 각각 상기 권선부의 피치의 1/6로 설정된 것을 특징으로 한다.
상기 회전자의 위치를 감지하기 위한 위치검출센서;를 더 구비하고, 상기 위치검출센서는 상기 고정자의 코어와 상기 내부요크부 사이에 배치되며, 상기 위치검출센서는 홀 효과를 이용한 홀센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 할바흐 배열 방식의 회전자를 구비한 전기기계는 권선 어셈블리 즉, 고정자 외측에 할바흐 배열 구조를 갖는 외부자석부를 배치하고 고정자 내측에 할바흐 배열 구조를 갖는 내부자석부를 배치함으로써 권선 어셈블리에 작용하는 자속 밀도 및 전기자의 전류 밀도를 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 할바흐 배열 방식의 회전자를 구비한 전기기계를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 할바흐 배열 방식의 회전자를 구비한 전기기계와 종래 프로토 타입의 전기기계에서의 자기 유도 분포를 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 할바흐 배열 방식의 회전자를 구비한 전기기계에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명에 따른 할바흐 배열 방식의 회전자를 구비한 전기기계(1)가 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 할바흐 배열 방식의 회전자를 구비한 전기기계(1)는 복수의 코일(112)을 포함하며 환형으로 배열되는 고정자(100)와, 고정자(100)의 내측과 외측에 각각 복수의 영구자석이 환형으로 할바흐 배열(Halbach array) 구조를 갖도록 형성된 내부자석부(210)와 외부자석부(250)를 포함하는 회전자(200)를 구비한다.
고정자(100)는 복수의 권선부(110)가 회전자(200)의 샤프트를 중심으로 원주 방향을 따라 일정 간격 이격되게 환형으로 배열 및 배치되어 구성되고, 각각의 권선부(110)는 코어(111)와 이 코어(111)를 감싸는 코일(112)로 구성된다. 본 실시 예에서는 18개의 권선부(110)가 샤프트 주변을 따라 배치된 것을 적용하였다.
고정자(100)는 18개의 권선부(110)가 A상 권선어레이(121)와, B상 권선어레이(122)와, C상 권선어레이(123)로 각각 그룹핑되어 이루어진다.
고정자(100)는 2개의 A상 권선어레이(121)와, 2개의 B상 권선어레이(122)와, 2개의 C상 권선어레이(123)가 샤프트를 중심으로 원주 방향을 따라 순차적으로 반복되는 구조를 가지며, 각 상의 권선어레이는 3개의 권선부(110)로 구성된다.
회전자(200)는 고정자(100)의 내측과 외측에 각각 복수의 영구자석이 환형으로 할바흐 배열 구조를 갖도록 형성된 내부자석부(210) 및 외부자석부(250)와, 샤프트를 포함하여 구성된다.
내부자석부(210)는 내부요크부(220)와, 내부 할바흐 링 어셈블리(230)로 구성된다.
내부요크부(220)는 강자성 소재로 형성되고, 고정자(100)의 내측에 고정자(100)와 접촉되지 않은 범위내에서 환형으로 형성된다.
내부 할바흐 링 어셈블리(230)는 고정자(100)를 향하는 내부요크부(220)의 외주면에 서로 다른 자화 벡터 방향을 갖는 복수의 내부영구자석을 내부요크부(220)를 따라 할바흐 구조로 인접되게 배열 및 고정하여 형성한다.
내부 할바흐 링 어셈블리(230)는 회전자(200)의 샤프트를 중심으로 시계방향을 따라 내부영구자석의 자화 벡터 방향이 외측 방사방향, 외측 방사방향에 대해 시계반대방향으로 45° 이내로 기울어진 좌상측 대각방향, 좌측 접선방향, 좌측 접선방향에 대해 시계반대방향으로 45° 이내로 기울어진 좌하측 대각방향, 내측 방사방향, 내측 방사방향에 대해 시계반대방향으로 45° 이내로 기울어진 우하측 대각방향, 우측 접선방향, 우측 접선 방향에 대해 시계반대방향으로 45° 이내로 기울어진 우상측 대각방향 순으로 주기적으로 반복되게 내부영구자석들을 배치한 것이다.
더욱 상세하게, 내부 할바흐 링 어셈블리(230)는 자화 벡터 방향이 내부요크부(220)에서 외부요크부(260)를 향하는 외측 방사방향인 제1내부영구자석(231)과, 자화 벡터 방향이 제1내부영구자석(231)의 자화 벡터 방향에 대해 시계반대방향으로 45° 이내로 기울어진 좌상측 대각방향인 제2내부영구자석(232)과, 자화 벡터 방향이 제1내부영구자석(231)의 자화 벡터 방향에 대해 시계반대방향으로 90도 이내로 기울어진 방향 또는 제2내부영구자석(232)의 자화 벡터 방향에 대해 시계반대방향으로 45° 이내로 기울어진 방향 또는 내부요크부(220)의 좌측 접선방향인 제3내부영구자석(233)과, 자화 벡터 방향이 제3내부영구자석(233)의 자화 벡터 방향에 대해 시계반대방향으로 45° 이내로 기울어진 좌하측 대각방향인 제4내부영구자석(234)과, 자화 벡터 방향이 제1내부영구자석(231)의 자화 벡터 방향과 반대방향 또는 외부요크부(260)에서 내부요크부(220)를 향하는 내측 방사방향인 제5내부영구자석(235)과, 자화 벡터 방향이 제5내부영구자석(235)의 자화 벡터 방향에 대해 시계반대방향으로 45° 이내로 기울어진 우하측 대각방향인 제6내부영구자석(236)과, 자화 벡터 방향이 제5내부영구자석(235)의 자화 벡터 방향에 대해 시계반대방향으로 90도 이내로 기울어진 방향 또는 내부요크부(220)의 우측 접선방향인 제7내부영구자석(237)과, 자화 벡터 방향이 제7내부영구자석(237)의 자화 벡터 방향에 대해 시계반대방향으로 45° 이내로 기울어진 우상측 대각방향인 제8내부영구자석(238)이 시계방향을 따라 순차적으로 교번하여 인접되게 배열 및 고정되는 할바흐 배열 구조를 가진다.
내부 할바흐 링 어셈블리(230)는 제1내부영구자석(231) 내지 제8내부영구자석(238)이 하나의 내부계자그룹을 형성하며, 이 계자그룹은 총 8개로 구성되며, 8개의 계자그룹이 원주 방향을 따라 순차적으로 반복되는 구조를 가진다.
외부자석부(250)는 외부요크부(260)와, 외부 할바흐 링 어셈블리(270)로 구성된다.
외부요크부(260)는 강자성 소재로 형성되고, 고정자(100)의 외측에 고정자(100)와 접촉되지 않는 범위내에서 환형으로 형성된다.
외부 할바흐 링 어셈블리(270)는 고정자(100)를 향하는 외부요크부(260)의 내주면에 서로 다른 자화 벡터 방향을 갖는 복수의 외부영구자석을 외부요크부(260)를 따라 할바흐 구조로 인접되게 배열 및 고정하여 형성한다.
외부 할바흐 링 어셈블리(270)는 회전자(200)의 샤프트를 중심으로 시계방향을 따라 상기 외부영구자석의 자화 벡터의 방향이 외측 방사방향, 외측 방사방향에 대해 시계방향으로 45° 이내로 기울어진 우상측 대각방향, 우측 접선방향, 우측 접선 방향에 대해 시계방향으로 45° 이내로 기울어진 우하측 대각방향, 내측 방사방향, 내측 방사방향에 대해 시계방향으로 45° 이내로 기울어진 좌하측 대각방향, 좌측 접선방향, 좌측 접선방향에 대해 시계방향으로 45° 이내로 기울어진 좌상측 대각방향 순으로 주기적으로 반복되게 외부영구자석들을 배치한 것이다.
더욱 상세하게, 외부 할바흐 링 어셈블리(270)는 자화 벡터 방향이 내부요크부(220)에서 외부요크부(260)를 향하는 외측 방사방향인 제1외부영구자석(271)과, 자화 벡터 방향이 제1외부영구자석(271)의 자화 벡터 방향에 대해 시계방향으로 45° 이내로 기울어진 우상측 대각방향인 제2외부영구자석(272)과, 자화 벡터 방향이 제1외부영구자석(271)의 자화 벡터 방향에 대해 시계방향으로 90도 이내로 기울어진 방향 또는 제2외부영구자석(272)의 자화 벡터 방향에 대해 시계방향으로 45° 이내로 기울어진 방향 또는 외부요크부(260)의 우측 접선방향인 제3외부영구자석(273)과, 자화 벡터 방향이 제3외부영구자석(273)의 자화 벡터 방향에 대해 45° 이내로 기울어진 우하측 대각방향인 제4외부영구자석(274)과, 자화 벡터 방향이 제1외부영구자석(271)의 자화 벡터 방향과 반대방향 또는 외부요크부(260)에서 내부요크부(220)를 향하는 내측 방사방향인 제5외부영구자석(275)과, 자화 벡터 방향이 제5외부영구자석(275)의 자화 벡터 방향에 대해 시계방향으로 45° 이내로 기울어진 좌하측 대각방향인 제6외부영구자석(276)과, 자화 벡터 방향이 제5외부영구자석(275)의 자화 벡터 방향에 대해 시계방향으로 90도 이내로 기울어진 방향 또는 외부요크부(260)의 좌측 접선방향인 제7외부영구자석(277)과, 자화 벡터 방향이 제7외부영구자석(277)의 자화 벡터 방향에 대해 시계방향으로 45° 이내로 기울어진 좌상측 대각방향인 제8외부영구자석(278)이 시계방향을 따라 순차적으로 교번하여 인접되게 배열 및 고정되는 할바흐 배열 구조를 가진다.
외부 할바흐 링 어셈블리(270)는 제1외부영구자석(271) 내지 제8외부영구자석(278)이 하나의 외부계자그룹을 형성하며, 이 계자그룹은 총 8개로 구성되며, 8개의 계자그룹이 원주 방향을 따라 순차적으로 반복되는 구조를 가진다.
또한, 본 발명에 따른 할바흐 배열 방식의 회전자를 구비한 전기기계(1)는 내부 할바흐 링 어셈블리(230)의 외측 방사방향의 자화 벡터를 갖는 제1내부영구자석(231)들이 외부 할바흐 링 어셈블리(270)의 외측 방사방향의 자화 벡터를 갖는 제1외부영구자석(271)들과 서로 대응되는 위치에 마주하도록 배치된다. 또한, 내부 할바흐 링 어셈블리(230)의 내측 방사방향의 자화 벡터를 갖는 제5내부영구자석(235)들이 외부 할바흐 링 어셈블리(270)의 내측 방사방향의 자화 벡터를 갖는 제5외부영구자석(275)들과 서로 대응되는 위치에 마주하도록 배치된다.
또한, 본 발명에 따른 할바흐 배열 방식의 회전자를 구비한 전기기계(1)는 내부 할바흐 링 어셈블리의 외측 방사방향의 자화 벡터를 갖는 제1내부영구자석(231)과, 내부 할바흐 링 어셈블리의 내측 방사방향의 자화 벡터를 갖는 제5내부영구자석(235)의 너비를 각각 권선부 피치(τ)의 1/2로 설정하는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명에 따른 할바흐 배열 방식의 회전자를 구비한 전기기계(1)는외부 할바흐 링 어셈블리의 외측 방사방향의 자화 벡터를 갖는 제1외부영구자석(271)과, 외부 할바흐 링 어셈블리의 내측 방사방향의 자화 벡터를 갖는 제5외부영구자석(275)의 너비를 각각 권선부 피치(τ)의 1/2로 설정하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 할바흐 배열 방식의 회전자를 구비한 전기기계(1)는 제1내부영구자석(231), 제5내부영구자석(235), 제1외부영구자석(271), 제5외부영구자석(275)을 제외한 나머지 제2내부영구자석(232) 내지 제4내부영구자석(234), 제6내부영구자석(236) 내지 제8내부영구자석(238), 제2외부영구자석(272) 내지 제4외부영구자석(274), 제6외부영구자석(276) 내지 제8외부영구자석(278)의 너비를 각각 권선부 피치(τ)의 1/6로 설정하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 할바흐 배열 방식의 회전자를 구비한 전기기계(1)는 고정자(100)를 중심으로 할바흐 배열 구조를 갖는 내부자석부(210)가 고정자(100)에 내측에서 고정자(100) 측으로 편향 또는 집중된 자속을 제공하고, 할바흐 배열 구조를 갖는 외부자석부(250)가 고정자(100) 외측에서 고정자(100) 측으로 편향 또는 집중된 자속을 제공함으로써 고정자(100)의 자속밀도를 대폭 증가시킬 수 있고, 이에 따라 고정자(100)에 유도되는 전류 밀도를 증가시킬 수 있다. 이는 내부자석부(210) 및 외부자석부(250)의 자화 방향이 일치하여 내부자석부(210) 및 외부자석부(250)에 의해 생성된 자속이 추가적으로 제공됨에 따른다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 할바흐 배열 방식의 회전자를 구비한 전기기계(1)의 자기유도분포(S2)는 도 2에 도시된 바와 같이 프로토 타입의 전기기계의 자기유도분포(S1)와 비교하여 임의의 공극에서 정현파에 가까운 자기유도분포를 얻을 수 있다. 이로 인해 프로토 타입의 전기기계에 비해 효율성이 증가하고 추가 손실이 감소한다.
또한, 본 발명에 따른 할바흐 배열 방식의 회전자를 구비한 전기기계(1)는 회전자(200)의 위치를 감지하기 위한 위치검출센서를 더 구비한다.
본 실시 예에서 위치검출센서는 고정자(100)의 코어(111)와 내부요크부(220) 사이에 배치되는 것을 적용하였으며, 위치검출센서는 홀 효과를 이용한 홀 센서를 적용한다.
이와 다르게 위치검출센서는 고정자(100)의 코너와 외부요크부(260) 사이에 배치될 수도 있고, 홀 센서 이외에도 회전자(200)의 위치를 검출할 수 있는 다양한 센서장치를 적용할 수 있음은 물론이다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 할바흐 배열 방식의 회전자를 구비한 전기기계는 첨부된 도면을 참조로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서만 정해져야 할 것이다.
1 : 전기기계
100 : 고정자
110 : 권선부
111 : 코어
112 : 코일
121 : A상 권선어레이
122 : B상 권선어레이
123 : C상 권선어레이
200 : 회전자
210 : 내부자석부
220 : 내부요크부
230 : 내부 할바흐 링 어셈블리
231 : 제1내부영구자석
232 : 제2내부영구자석
233 : 제3내부영구자석
234 : 제4내부영구자석
235 : 제5내부영구자석
236 : 제6내부영구자석
237 : 제7내부영구자석
238 : 제8내부영구자석
250 : 외부자석부
260 : 외부요크부
270 : 외부 할바흐 링 어셈블리
271 : 제1외부영구자석
272 : 제2외부영구자석
273 : 제3외부영구자석
274 : 제4외부영구자석
275 : 제5외부영구자석
276 : 제6외부영구자석
277 : 제7외부영구자석
278 : 제8외부영구자석

Claims (2)

  1. 복수의 권선부가 환형으로 배열 고정되는 고정자와, 상기 고정자의 내측과 외측에 각각 복수의 영구자석이 환형으로 할바흐 배열 구조를 갖도록 형성된 내부자석부와 외부자석부를 포함하는 회전자를 구비하는 전기기계에 있어서,
    상기 내부자석부는 강자성 소재로 형성되고 상기 고정자의 내측에 환형으로 형성되는 내부요크부와, 상기 내부요크부의 외주면에 복수의 내부영구자석이 상기 내부요크부를 따라 할바흐 구조로 인접되게 배열 및 고정되어 형성되는 내부 할바흐 링 어셈블리를 포함하고,
    상기 외부자석부는 강자성 소재로 형성되고 상기 고정자의 외측에 환형으로 형성되는 외부요크부와, 상기 외부요크부의 내주면에 복수의 외부영구자석이 상기 외부요크부를 따라 할바흐 구조로 인접되게 배열 및 고정되어 형성되는 외부 할바흐 링 어셈블리를 포함하며,
    상기 내부 할바흐 링 어셈블리는 상기 회전자의 샤프트를 중심으로 시계방향을 따라 상기 내부영구자석의 자화 벡터 방향이 외측 방사방향, 외측 방사방향에 대해 시계반대방향으로 45° 이내로 기울어진 좌상측 대각방향, 좌측 접선방향, 좌측 접선방향에 대해 시계반대방향으로 45° 이내로 기울어진 좌하측 대각방향, 내측 방사방향, 내측 방사방향에 대해 시계반대방향으로 45° 이내로 기울어진 우하측 대각방향, 우측 접선방향, 우측 접선 방향에 대해 시계반대방향으로 45° 이내로 기울어진 우상측 대각방향 순으로 주기적으로 반복되고,
    상기 외부 할바흐 링 어셈블리는 상기 회전자의 샤프트를 중심으로 시계방향을 따라 상기 외부영구자석의 자화 벡터의 방향이 외측 방사방향, 외측 방사방향에 대해 시계방향으로 45° 이내로 기울어진 우상측 대각방향, 우측 접선방향, 우측 접선 방향에 대해 시계방향으로 45° 이내로 기울어진 우하측 대각방향, 내측 방사방향, 내측 방사방향에 대해 시계방향으로 45° 이내로 기울어진 좌하측 대각방향, 좌측 접선방향, 좌측 접선방향에 대해 시계방향으로 45° 이내로 기울어진 좌상측 대각방향 순으로 주기적으로 반복되고,
    상기 내부 할바흐 링 어셈블리의 외측 방사방향 또는 내측 방사방향의 자화 벡터를 갖는 내부영구자석들과 상기 외부 할바흐 링 어셈블리의 외측 방사방향 또는 내측 방사방향의 자화 벡터를 갖는 외부영구자석들이 마주하도록 배치되며,
    상기 내부 할바흐 링 어셈블리의 외측 방사방향 및 내측 방사방향의 자화 벡터를 갖는 내부영구자석들과 상기 외부 할바흐 링 어셈블리의 외측 방사방향 및 내측 방사방향의 자화 벡터를 갖는 외부영구자석들의 너비는 각각 상기 권선부의 피치의 1/2로 설정되고, 이들 이외의 내부영구자석들 및 외부영구자석들의 너비는 각각 상기 권선부의 피치의 1/6로 설정되며,
    상기 회전자의 위치를 감지하기 위한 위치검출센서;를 더 구비하고,
    상기 위치검출센서는 상기 고정자의 코어와 상기 내부요크부 사이에 배치되며,
    상기 위치검출센서는 홀 효과를 이용한 홀센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 할바흐 배열 방식의 회전자를 구비한 전기기계.
  2. 삭제
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