KR102509568B1 - Rotor of line start synchronous reluctacne motor with q-axis slot structure for improving power characteristic - Google Patents

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출력 특성을 고려하여 q축 슬롯 구조를 개선한 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자에 관한 것으로, 일 실시예에 따른 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자는 상기 샤프트홀을 중심으로 원주 방향으로 배치되며, 원주와 가장 가깝게 배치되는 제1 배리어 및 상기 샤프트홀과 가장 가깝게 배치되는 제2 배리어를 포함한 복수의 배리어, 상기 복수의 배리어 각각의 양 끝단과 마주보는 복수의 제1 슬롯, 상기 복수의 제1 슬롯들 중 상기 제1 배리어의 양 끝단에 위치하는 두 개의 제1 슬롯들 사이에 위치하는 제2 슬롯을 포함하고, 상기 배리어는 몸체부, 제1 연결부 및 제2 연결부를 포함하고, 상기 제1 연결부 및 상기 제2 연결부가 상기 몸체부의 양 끝단에 위치하며 상기 몸체부와 상기 제1 연결부 및 상기 몸체부와 상기 제2 연결부가 이루는 각도가 90도 이상이고, 상기 제2 슬롯은 슬롯몸체부, 제1 슬롯연결부 및 제2 슬롯연결부를 포함하고, 상기 배리어와 유사한 형상을 갖도록 상기 제1 슬롯연결부 및 상기 제2 슬롯연결부가 상기 슬롯몸체부의 양 끝단에 위치하며 상기 슬롯몸체부와 상기 제1 슬롯연결부 및 상기 슬롯몸체부와 상기 제2 슬롯연결부가 이루는 각도가 90도 이상일 수 있다.It relates to a rotor of a line-started synchronous reluctance motor with an improved q-axis slot structure in consideration of output characteristics. direction, a plurality of barriers including a first barrier disposed closest to the circumference and a second barrier disposed closest to the shaft hole, a plurality of first slots facing both ends of each of the plurality of barriers, Among the plurality of first slots, a second slot positioned between two first slots located at both ends of the first barrier is included, the barrier includes a body portion, a first connection portion, and a second connection portion; , The first connection part and the second connection part are located at both ends of the body part, and the angle formed by the body part and the first connection part and the body part and the second connection part is 90 degrees or more, and the second slot It includes a slot body portion, a first slot connection portion, and a second slot connection portion, and the first slot connection portion and the second slot connection portion are positioned at both ends of the slot body portion to have a shape similar to that of the barrier, and the slot body portion and An angle between the first slot connection portion, the slot body portion, and the second slot connection portion may be 90 degrees or more.

Description

출력 특성을 고려하여 q축 슬롯 구조를 개선한 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자 {ROTOR OF LINE START SYNCHRONOUS RELUCTACNE MOTOR WITH Q-AXIS SLOT STRUCTURE FOR IMPROVING POWER CHARACTERISTIC}Rotor of line-started synchronous reluctance motor with improved q-axis slot structure considering output characteristics

본 발명은 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기(Line Start Synchronous Reluctance Motor)의 회전자에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 q축 슬롯 구조를 개선하여 출력 특성을 향상시키는 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자에 관한 것이다.The present invention relates to a rotor of a line start synchronous reluctance motor, and more particularly, to a line start synchronous reluctance motor that improves output characteristics by improving a q-axis slot structure. It's about the rotor.

일반적으로 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기는 회전자의 회전에 따른 자기 저항의 변화에 의해서 회전력이 발생되는 원리를 이용한 전동기로서, 팬, 펌프와 같은 산업용 어플리케이션 등에 널리 사용되고 있다. 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자는 복수 개의 배리어 및 도체가 채워진 회전자 슬롯을 갖는다.In general, a line-started synchronous reluctance motor is a motor using the principle that rotational force is generated by a change in magnetic resistance according to the rotation of a rotor, and is widely used in industrial applications such as fans and pumps. A rotor of a line-started synchronous reluctance motor has a rotor slot filled with a plurality of barriers and conductors.

상기 회전자가 기동되면, 자속의 흐름이 상기 배리어에 의해 방해되어 상기 배리어 측 방향, 즉 q축과 상기 회전자의 원주 방향으로 각 배리어군 사이 방향, 즉 d축 자기 저항이 달라지는데, 상기 q축과 d축의 자기 저항 차이에 의해 릴럭턴스 토크가 발생한다. 릴럭턴스 토크는 고정자의 자속과 동기되므로 회전자가 릴럭턴스 토크에 의해 동기 속도로 회전한다. When the rotor is started, the flow of magnetic flux is hindered by the barrier, so that the direction between each barrier group, that is, the d-axis magnetic resistance is different in the direction of the barrier, that is, the q-axis and the circumferential direction of the rotor. Reluctance torque is generated by the difference in magnetic resistance of the d-axis. Since the reluctance torque is synchronized with the magnetic flux of the stator, the rotor rotates at a synchronous speed by the reluctance torque.

일반적으로 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 출력은 배리어의 수와 구조에 의해 결정되지만 회전자 슬롯의 개수, 두께, 깊이에 따라 배리어의 수, 두께 등이 제약을 받는다. 특히 배리어 수의 경우 회전자 슬롯 개수에 의해 제한되며 출력 특성의 한계를 가진다는 문제점이 있다. In general, the output of a line-started synchronous reluctance motor is determined by the number and structure of barriers, but the number, thickness, and the like of barriers are limited by the number, thickness, and depth of rotor slots. In particular, there is a problem in that the number of barriers is limited by the number of rotor slots and has limitations in output characteristics.

본 발명의 일 과제는 기존 유도 전동기의 형상을 탈피하고 배리어의 수를 향상시킨 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a rotor of a line-started synchronous reluctance motor in which the number of barriers is improved by breaking away from the shape of a conventional induction motor.

본 발명의 다른 일 과제는 돌극비 및 출력 특성이 향상된 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a rotor of a line-started synchronous reluctance motor with improved salient pole ratio and output characteristics.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the accompanying drawings. .

본 발명의 일 양태에 따르면, 중심에 샤프트홀이 형성되는 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자는 상기 샤프트홀을 중심으로 원주 방향으로 배치되며, 원주와 가장 가깝게 배치되는 제1 배리어 및 상기 샤프트홀과 가장 가깝게 배치되는 제2 배리어를 포함한 복수의 배리어, 상기 복수의 배리어 각각의 양 끝단과 마주보는 복수의 제1 슬롯, 상기 복수의 제1 슬롯들 중 상기 제1 배리어의 양 끝단에 위치하는 두 개의 제1 슬롯들 사이에 위치하는 제2 슬롯을 포함하고, 상기 배리어는 몸체부, 제1 연결부 및 제2 연결부를 포함하고, 상기 제1 연결부 및 상기 제2 연결부가 상기 몸체부의 양 끝단에 위치하며 상기 몸체부와 상기 제1 연결부 및 상기 몸체부와 상기 제2 연결부가 이루는 각도가 90도 이상이고, 상기 제2 슬롯은 슬롯몸체부, 제1 슬롯연결부 및 제2 슬롯연결부를 포함하고, 상기 배리어와 유사한 형상을 갖도록 상기 제1 슬롯연결부 및 상기 제2 슬롯연결부가 상기 슬롯몸체부의 양 끝단에 위치하며 상기 슬롯몸체부와 상기 제1 슬롯연결부 및 상기 슬롯몸체부와 상기 제2 슬롯연결부가 이루는 각도가 90도 이상일 수 있다.According to one aspect of the present invention, a rotor of a line-driven synchronous reluctance motor having a shaft hole formed in the center is disposed in a circumferential direction around the shaft hole, and a first barrier disposed closest to the circumference and the shaft A plurality of barriers including a second barrier disposed closest to the hole, a plurality of first slots facing both ends of each of the plurality of barriers, located at both ends of the first barrier among the plurality of first slots A second slot positioned between the two first slots, wherein the barrier includes a body portion, a first connection portion, and a second connection portion, wherein the first connection portion and the second connection portion are provided at both ends of the body portion. The angle formed by the body portion and the first connection portion and the body portion and the second connection portion is 90 degrees or more, and the second slot includes a slot body portion, a first slot connection portion, and a second slot connection portion, The first slot connection portion and the second slot connection portion are positioned at both ends of the slot body portion to have a shape similar to that of the barrier, and the slot body portion, the first slot connection portion, and the slot body portion and the second slot connection portion are positioned at both ends of the slot body portion. The formed angle may be 90 degrees or more.

본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The solutions to the problems of the present invention are not limited to the above-described solutions, and solutions not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the accompanying drawings. You will be able to.

본 발명에 의하면, 기존 유도 전동기의 형상을 탈피하고 배리어의 수를 향상시킨 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자가 제공될 수 있다. According to the present invention, it is possible to provide a rotor of a line-started synchronous reluctance motor in which the shape of an existing induction motor is broken and the number of barriers is improved.

본 발명에 의하면, 돌극비 및 출력 특성이 향상된 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자가 제공될 수 있다.According to the present invention, a rotor of a line-started synchronous reluctance motor with improved salient pole ratio and output characteristics can be provided.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the accompanying drawings.

도 1은 종래 기술에 따른 회전자를 구비한 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자를 설명하기 위한 도면이다
도 4는 다른 일 실시 예에 따른 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자를 설명하기 위한 도면이다.
도 5은 도 3의 구조에 따른 회전자를 구비한 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 유한요소 해석 기법을 이용하여 종래와 도 3의 구조에 따른 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자에 대한 해석 결과를 비교한 결과를 나타낸 도면이다.1 is a view for explaining a line-driven synchronous reluctance motor having a rotor according to the prior art.
2 is a view for explaining a rotor of a line-started synchronous reluctance motor according to the prior art.
3 is a view for explaining a rotor of a line-started synchronous reluctance motor according to an embodiment.
4 is a view for explaining a rotor of a line-started synchronous reluctance motor according to another embodiment.
FIG. 5 is a view for explaining a line-started synchronous reluctance motor having a rotor according to the structure of FIG. 3 .
FIG. 6 is a diagram showing results obtained by comparing analysis results for a rotor of a conventional line-started synchronous reluctance motor according to the structure of FIG. 3 using a finite element analysis technique.

본 발명의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다. 다만, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예들을 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다.The foregoing objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention can apply various changes and can have various embodiments. Hereinafter, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail.

본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별 기호에 불과하다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.If it is determined that a detailed description of a known function or configuration related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, numbers (eg, first, second, etc.) used in the description process of this specification are only identification symbols for distinguishing one component from another component. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.When a component is referred to as being connected or connected to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it may be understood that another component may exist in the middle. .

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. In this specification, terms such as include or include should not be construed as necessarily including all of the various components or steps described in the specification, and some of the components or steps may not be included. and may further include additional elements or steps.

또한, 각 실시 예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조 부호를 사용하여 설명한다. In addition, components having the same function within the scope of the same idea appearing in the drawings of each embodiment are described using the same reference numerals.

본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다. The spirit of the present invention is not limited to the presented embodiments, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention may add, change, delete, etc. other elements within the scope of the same spirit, through other degenerate inventions or the spirit of the present invention. It will be possible to easily suggest other embodiments included within the scope of, but it will also be said to be included within the scope of the present invention.

본 발명의 일 양태에 따르면, 중심에 샤프트홀이 형성되는 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자에 있어서, 상기 샤프트홀을 중심으로 원주 방향으로 배치되며, 원주와 가장 가깝게 배치되는 제1 배리어 및 상기 샤프트홀과 가장 가깝게 배치되는 제2 배리어를 포함한 복수의 배리어, 상기 복수의 배리어 각각의 양 끝단과 마주보는 복수의 제1 슬롯, 상기 복수의 제1 슬롯들 중 상기 제1 배리어의 양 끝단에 위치하는 두 개의 제1 슬롯들 사이에 위치하는 제2 슬롯을 포함하고, 상기 배리어는 몸체부, 제1 연결부 및 제2 연결부를 포함하고, 상기 제1 연결부 및 상기 제2 연결부가 상기 몸체부의 양 끝단에 위치하며 상기 몸체부와 상기 제1 연결부 및 상기 몸체부와 상기 제2 연결부가 이루는 각도가 90도 이상이고, 상기 제2 슬롯은 슬롯몸체부, 제1 슬롯연결부 및 제2 슬롯연결부를 포함하고, 상기 배리어와 유사한 형상을 갖도록 상기 제1 슬롯연결부 및 상기 제2 슬롯연결부가 상기 슬롯몸체부의 양 끝단에 위치하며 상기 슬롯몸체부와 상기 제1 슬롯연결부 및 상기 슬롯몸체부와 상기 제2 슬롯연결부가 이루는 각도가 90도 이상일 수 있다.According to one aspect of the present invention, in the rotor of a line-driven synchronous reluctance motor having a shaft hole formed at the center, a first barrier disposed in a circumferential direction around the shaft hole and disposed closest to the circumference and a plurality of barriers including a second barrier disposed closest to the shaft hole, a plurality of first slots facing both ends of each of the plurality of barriers, and both ends of the first barrier among the plurality of first slots. and a second slot located between two first slots located on the body, the barrier includes a body, a first connection and a second connection, wherein the first connection and the second connection are provided on the body. It is located at both ends, and the angle formed by the body portion and the first connection portion and the body portion and the second connection portion is 90 degrees or more, and the second slot includes the slot body portion, the first slot connection portion, and the second slot connection portion. The first slot connection part and the second slot connection part are located at both ends of the slot body part to have a shape similar to that of the barrier, and the slot body part and the first slot connection part and the slot body part and the second slot connection part are located at both ends of the slot body part. An angle formed by the slot connection portion may be 90 degrees or more.

상기 슬롯몸체부는 상기 원주로부터 일정거리 이격되어 배치되고, 상기 제1 슬롯연결부는 상기 슬롯몸체부의 일단부에서 상기 회전자의 원주를 향하는 방향으로 배치될 수 있다.The slot body portion may be disposed at a predetermined distance from the circumference, and the first slot connection portion may be disposed in a direction toward the circumference of the rotor from one end of the slot body portion.

상기 제2 슬롯연결부는 상기 슬롯몸체부의 타단부에서 상기 회전자의 원주를 향하는 방향으로 배치될 수 있다.The second slot connection part may be disposed in a direction from the other end of the slot body toward the circumference of the rotor.

상기 제1 슬롯 및 상기 제2 슬롯에는 도체가 삽입될 수 있다.A conductor may be inserted into the first slot and the second slot.

상기 제1 슬롯연결부 및 상기 제2 슬롯연결부의 상기 슬롯몸체부와 연결되지 않은 말단은 라운드지게 형성될 수 있다.Ends of the first slot connection portion and the second slot connection portion not connected to the slot body portion may be formed to be rounded.

상기 제2 슬롯은 상기 배리어의 중심을 가로지르는 축인 q축에 위치할 수 있다.The second slot may be located on a q-axis that is an axis crossing the center of the barrier.

아래에서는 도면을 참조하여, 상술한 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자의 구성에 대해 살펴보기로 한다. Below, with reference to the drawings, the configuration of the rotor of the above-described line-started synchronous reluctance motor will be described.

도 1은 종래 기술에 따른 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기를 도시한 도면이고, 도 2는 종래 기술에 따른 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자를 도시한 도면이다.1 is a view showing a line-started synchronous reluctance motor according to the prior art, and FIG. 2 is a view showing a rotor of the line-started synchronous reluctance motor according to the prior art.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자(90)는 중심에 샤프트홀(100)이 형성된 원형 형상으로, 상기 샤프트홀(100)을 중심으로 원주 방향으로 복수의 배리어(200)가 배치되며, 상기 배리어(200)는 몸체부(203)와 제1 연결부(201) 및 제2 연결부(202)로 구성된다.Referring to FIGS. 1 and 2, the rotor 90 of the line-driven synchronous reluctance motor according to the prior art has a circular shape with a shaft hole 100 formed in the center, centering on the shaft hole 100. A plurality of barriers 200 are disposed in the circumferential direction, and the barriers 200 are composed of a body part 203, a first connection part 201, and a second connection part 202.

상기 제1 연결부(201)와 상기 제2 연결부(202)는 상기 몸체부(203)의 양 끝단과 90도 이상의 각을 이루도록 연결되며 회전자(90)의 원주 부근까지 연장된 말단을 갖는다. The first connection part 201 and the second connection part 202 are connected to both ends of the body part 203 at an angle of 90 degrees or more and have ends extending to the vicinity of the circumference of the rotor 90 .

상기 배리어(200)는 상기 회전자(90)의 축 방향으로 관통됨과 아울러 내부에 공기가 채워질 수 있다.The barrier 200 may be penetrated in the axial direction of the rotor 90 and filled with air therein.

이와 같은 배리어(200)는 고정자에 회전 자기장이 형성되면 상기 회전 자기장에 의해 상기 회전자(90)가 자화되어 고정자와 회전자(90) 사이에 자속의 흐름이 생기는데, 이 자속의 흐름을 방해하여 자기 저항이 커지도록 한다.When a rotating magnetic field is formed in the stator, the barrier 200 as described above generates a flow of magnetic flux between the stator and the rotor 90 by magnetizing the rotor 90 by the rotating magnetic field. increase the magnetic resistance.

상기 제1 연결부(201) 및 상기 제2 연결부(202)와 인접하게 원주를 따라 방사 방향으로 회전자 슬롯(300)이 배치됨을 알 수 있다.It can be seen that the rotor slot 300 is disposed in a radial direction along the circumference adjacent to the first connection part 201 and the second connection part 202 .

상기 회전자 슬롯(300) 중 일부는 상기 배리어(200)의 중심을 가로지르는 축인 q축에 위치한 q축 최외각 슬롯(300a)이다. Some of the rotor slots 300 are q-axis outermost slots 300a located on the q-axis, which is an axis crossing the center of the barrier 200 .

도 1 및 도 2의 구조에 따른 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기는 회전자 슬롯(300)의 개수에 의해 배리어(200)의 수에 제한을 받는 문제점이 존재할 수 있다.The line-started synchronous reluctance motor according to the structure of FIGS. 1 and 2 may have a problem in that the number of barriers 200 is limited by the number of rotor slots 300 .

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 배리어와 유사한 형상을 갖는 제2 슬롯을 포함하는 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자 구조를 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a rotor structure of a line-started synchronous reluctance motor including a second slot having a shape similar to a barrier according to an embodiment of the present invention.

도시된 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자(91)는 샤프트홀(100)을 중심으로 원주 방향으로 배치되는 복수의 배리어(40)와 상기 복수의 배리어(40) 각각의 양 끝단과 마주보는 복수의 제1 슬롯(30)과 상기 배리어(40)와 유사한 형상을 갖는 제2 슬롯(20)을 포함한다.The rotor 91 of the shown line-started synchronous reluctance motor faces a plurality of barriers 40 disposed in the circumferential direction around the shaft hole 100 and both ends of each of the plurality of barriers 40 Bo includes a plurality of first slots 30 and a second slot 20 having a shape similar to that of the barrier 40 .

상기 배리어(40)는 원주와 가장 가깝게 배치되는 제1 배리어(40a)와 샤프트홀(100)과 가장 가깝게 배치되는 제2 배리어(40b)를 포함할 수 있다.The barrier 40 may include a first barrier 40a disposed closest to the circumference and a second barrier 40b disposed closest to the shaft hole 100 .

상기 배리어(40)는 상기 회전자(90)의 축 방향으로 관통됨과 아울러 내부에 공기가 채워질 수 있다.The barrier 40 may be penetrated in the axial direction of the rotor 90 and filled with air therein.

이와 같은 배리어(40)는 고정자에 회전 자기장이 형성되면 상기 회전 자기장에 의해 상기 회전자(90)가 자화되어 고정자와 회전자(90) 사이에 자속의 흐름이 생기는데, 이 자속의 흐름을 방해하여 자기 저항이 커지도록 한다.Such a barrier 40, when a rotating magnetic field is formed in the stator, the rotor 90 is magnetized by the rotating magnetic field and a flow of magnetic flux is generated between the stator and the rotor 90. increase the magnetic resistance.

도 3의 확대 도면에서와 같이 상기 배리어(40)는 몸체부(43), 제1 연결부(41) 및 제2 연결부(42)를 포함할 수 있다. As shown in the enlarged view of FIG. 3 , the barrier 40 may include a body part 43 , a first connection part 41 and a second connection part 42 .

상기 제1 연결부(41) 및 상기 제2 연결부(42)는 상기 몸체부(43)의 양 끝단과 연결되며, 상기 제1 연결부(41)와 상기 몸체부(43)가 이루는 각도 및 상기 제2 연결부(42)와 상기 몸체부(43)가 이루는 각도는 90도 이상일 수 있다.The first connection part 41 and the second connection part 42 are connected to both ends of the body part 43, and the angle formed by the first connection part 41 and the body part 43 and the second An angle formed between the connection part 42 and the body part 43 may be 90 degrees or more.

상기 제1 슬롯(30)은 원주를 따라 방사 방향으로 배치될 수 있다. The first slots 30 may be radially arranged along the circumference.

상기 제2 슬롯(20)은 상기 복수의 제1 슬롯(30)들 중 상기 제1 배리어(40a)의 양 끝단에 위치하는 두 개의 제1 슬롯(30)들 사이에 위치할 수 있다.The second slot 20 may be located between two first slots 30 located at both ends of the first barrier 40a among the plurality of first slots 30 .

상기 제2 슬롯(20)은 상기 배리어(40)의 중심을 가로지르는 방향인 q축에 위치할 수 있다.The second slot 20 may be located in the q-axis, which is a direction crossing the center of the barrier 40 .

도 3의 확대 도면에서와 같이 상기 제2 슬롯(20)은 슬롯몸체부(23), 제1 슬롯연결부(21) 및 제2 슬롯연결부(22)를 포함할 수 있다.As shown in the enlarged drawing of FIG. 3 , the second slot 20 may include a slot body 23 , a first slot connection unit 21 and a second slot connection unit 22 .

상기 제1 슬롯연결부(21) 및 상기 제2 슬롯연결부(22)는 상기 슬롯몸체부(23)의 양 끝단과 연결되며, 상기 제1 슬롯연결부(21)와 상기 슬롯몸체부(23)가 이루는 각도 및 상기 제2 슬롯연결부(22)와 상기 슬롯몸체부(23)가 이루는 각도는 90도 이상일 수 있다. 따라서 상기 제2 슬롯(20)은 전체로써 상기 배리어(40)와 유사한 형상을 가질 수 있다. The first slot connection part 21 and the second slot connection part 22 are connected to both ends of the slot body part 23, and the first slot connection part 21 and the slot body part 23 form The angle and the angle between the second slot connection part 22 and the slot body part 23 may be 90 degrees or more. Accordingly, the second slot 20 as a whole may have a shape similar to that of the barrier 40 .

상기 제1 슬롯연결부(21) 및 상기 제2 슬롯연결부(22)의 상기 슬롯몸체부(23)와 연결되지 않은 말단은 라운드지게 형성될 수 있다.Ends of the first slot connection portion 21 and the second slot connection portion 22 that are not connected to the slot body portion 23 may be rounded.

상기 슬롯몸체부(23)는 원주로부터 일정 거리 이격되어 배치될 수 있다.The slot body portion 23 may be disposed at a predetermined distance from the circumference.

상기 제1 슬롯연결부(21)는 상기 슬롯몸체부(23)의 일단부에서 회전자(91)의 원주를 향하는 방향으로 배치될 수 있다. The first slot connection part 21 may be disposed in a direction toward the circumference of the rotor 91 at one end of the slot body part 23 .

상기 제2 슬롯연결부(22)는 상기 슬롯몸체부(23)의 타단부에서 회전자(91)의 원주를 향하는 방향으로 배치될 수 있다.The second slot connection part 22 may be disposed in a direction toward the circumference of the rotor 91 at the other end of the slot body part 23 .

상기 제1 슬롯(30) 및 상기 제2 슬롯(20)은 알루미늄이나 구리와 같은 도체로 채워질 수 있다.The first slot 30 and the second slot 20 may be filled with a conductor such as aluminum or copper.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 방사 방향이 아닌, 배리어의 제1 연결부 및 제2 연결부가 연장되는 방향으로 배치된 제2 슬롯을 포함하는 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자 구조를 도시한 단면도이다. 4 is a rotor structure of a line-started synchronous reluctance motor including a second slot disposed in a direction in which a first connection portion and a second connection portion of a barrier extend, rather than in a radial direction, according to an embodiment of the present invention. is a cross-sectional view showing

도 4를 참조하면, 도시된 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자(92)는 샤프트홀(100)을 중심으로 원주 방향으로 배치된 복수의 배리어(40)와 상기 배리어(40) 각각의 양 끝단과 마주보는 복수의 제1 슬롯 (50)과 상기 배리어(40)와 유사한 형상을 갖는 제2 슬롯(20)을 포함한다. Referring to FIG. 4 , the rotor 92 of the shown line-driven synchronous reluctance motor includes a plurality of barriers 40 disposed in the circumferential direction around the shaft hole 100 and each of the barriers 40 It includes a plurality of first slots 50 facing both ends and a second slot 20 having a shape similar to that of the barrier 40.

상기 배리어(40)는 원주와 가장 가깝게 배치되는 제1 배리어(40a)와 샤프트홀(100)과 가장 가깝게 배치되는 제2 배리어(40b)를 포함할 수 있다.The barrier 40 may include a first barrier 40a disposed closest to the circumference and a second barrier 40b disposed closest to the shaft hole 100 .

상기 배리어(40)는 상기 회전자(92)의 축 방향으로 관통됨과 아울러 내부에 공기가 채워질 수 있다. The barrier 40 may be penetrated in the axial direction of the rotor 92 and filled with air therein.

도 4의 확대 도면에서와 같이 상기 배리어(40)는 몸체부(43), 제1 연결부(41) 및 제2 연결부(42)를 포함할 수 있다. As shown in the enlarged view of FIG. 4 , the barrier 40 may include a body part 43 , a first connection part 41 and a second connection part 42 .

상기 제1 연결부(41) 및 상기 제2 연결부(42)는 상기 몸체부(43)의 양 끝단과 연결되며, 상기 제1 연결부(41)와 상기 몸체부(43)가 이루는 각도 및 상기 제2 연결부(42)와 상기 몸체부(43)가 이루는 각도는 90도 이상일 수 있다.The first connection part 41 and the second connection part 42 are connected to both ends of the body part 43, and the angle formed by the first connection part 41 and the body part 43 and the second An angle formed between the connection part 42 and the body part 43 may be 90 degrees or more.

상기 제1 연결부(41)에 인접한 제1 슬롯(50)은 상기 제1 연결부(41)가 연장되는 방향으로 배치될 수 있다.The first slot 50 adjacent to the first connection part 41 may be disposed in a direction in which the first connection part 41 extends.

상기 제2 연결부(42)에 인접한 제1 슬롯(50)은 상기 제2 연결부(42)가 연장되는 방향으로 배치될 수 있다.The first slot 50 adjacent to the second connection part 42 may be disposed in a direction in which the second connection part 42 extends.

상기 제1 슬롯(50)이 방사 방향이 아닌 상기 배리어(40)의 제1 연결부(41) 및 제2 연결부(42)가 연장되는 방향으로 배치됨으로써 배리어(40)와 제1 슬롯(50) 사이의 자속 경로가 동일하게 되어 돌극비 및 출력 특성을 향상시킬 수 있다. The first slot 50 is arranged in a direction in which the first connection part 41 and the second connection part 42 of the barrier 40 extend, instead of in a radial direction, so that a gap between the barrier 40 and the first slot 50 is formed. Since the magnetic flux path of is the same, salient pole ratio and output characteristics can be improved.

상기 제2 슬롯(20)은 상기 복수의 제1 슬롯(50)들 중 상기 제1 배리어(40a)의 양 끝단에 위치하는 두 개의 제1 슬롯(50)들 사이에 위치할 수 있다.The second slot 20 may be positioned between two first slots 50 positioned at both ends of the first barrier 40a among the plurality of first slots 50 .

상기 제2 슬롯(20)은 상기 배리어(40)의 중심을 가로지르는 방향인 q축에 위치할 수 있다.The second slot 20 may be located in the q-axis, which is a direction crossing the center of the barrier 40 .

도 4의 확대 도면에서와 같이 상기 제2 슬롯(20)은 슬롯몸체부(23), 제1 슬롯연결부(21) 및 제2 슬롯연결부(22)를 포함할 수 있다.As shown in the enlarged drawing of FIG. 4 , the second slot 20 may include a slot body 23 , a first slot connection unit 21 and a second slot connection unit 22 .

상기 제1 슬롯연결부(21) 및 상기 제2 슬롯연결부(22)는 상기 슬롯몸체부(23)의 양 끝단과 연결되며, 상기 제1 슬롯연결부(21)와 상기 슬롯몸체부(23)가 이루는 각도 및 상기 제2 슬롯연결부(22)와 상기 슬롯몸체부(23)가 이루는 각도는 90도 이상일 수 있다. The first slot connection part 21 and the second slot connection part 22 are connected to both ends of the slot body part 23, and the first slot connection part 21 and the slot body part 23 form The angle and the angle between the second slot connection part 22 and the slot body part 23 may be 90 degrees or more.

따라서 상기 제2 슬롯(20)은 전체로써 상기 배리어(40)와 유사한 형상을 가질 수 있다.Accordingly, the second slot 20 as a whole may have a shape similar to that of the barrier 40 .

상기 제1 슬롯연결부(21) 및 상기 제2 슬롯연결부(22)의 상기 슬롯몸체부(23)와 연결되지 않은 말단은 라운드지게 형성될 수 있다.Ends of the first slot connection portion 21 and the second slot connection portion 22 that are not connected to the slot body portion 23 may be rounded.

상기 슬롯몸체부(23)는 원주로부터 일정 거리 이격되어 배치될 수 있다.The slot body portion 23 may be disposed at a predetermined distance from the circumference.

상기 제1 슬롯연결부(21)는 상기 슬롯몸체부(23)의 일단부에서 원주를 향하는 방향으로 배치될 수 있다. The first slot connection part 21 may be disposed in a direction toward the circumference from one end of the slot body part 23 .

상기 제2 슬롯연결부(22)는 상기 슬롯몸체부(23)의 타단부에서 원주를 향하는 방향으로 배치될 수 있다.The second slot connection part 22 may be disposed in a direction toward the circumference from the other end of the slot body part 23 .

상기 제1 슬롯(50) 및 상기 제2 슬롯(20)은 알루미늄이나 구리와 같은 도체로 채워질 수 있다.The first slot 50 and the second slot 20 may be filled with a conductor such as aluminum or copper.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 3의 구조를 갖는 회전자를 포함하는 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기를 도시한 도면이다. 5 is a view showing a line-started synchronous reluctance motor including a rotor having the structure of FIG. 3 according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 도 5에 따른 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기는 샤프트홀(100)을 중심으로 원주 방향으로 배치되는 복수의 배리어(40)와 상기 복수의 배리어(40) 각각의 양 끝단과 마주보는 복수의 제1 슬롯(30)과 상기 배리어(40)와 유사한 형상을 갖는 제2 슬롯(20)을 포함하는 회전자를 포함할 수 있다.Referring to the drawings, the line-driven synchronous reluctance motor according to FIG. 5 includes a plurality of barriers 40 disposed in a circumferential direction around a shaft hole 100 and both ends of each of the plurality of barriers 40 and It may include a rotor including a plurality of first slots 30 facing each other and a second slot 20 having a shape similar to that of the barrier 40 .

도 5에 따르면, 상기 배리어(40)와 제1 슬롯(30) 및 제2 슬롯(20)은 상기 회전자의 중심에서 90도로 4등분 된 제1 등분, 제2 등분, 제3 등분, 제4 등분에 각각 동일한 형태로 배치된다.According to FIG. 5, the barrier 40, the first slot 30, and the second slot 20 are divided into 4 equal parts at 90 degrees from the center of the rotor: first equal parts, second equal parts, third equal parts, and fourth equal parts. Arranged in the same form, each in equal parts.

도 5에 따른 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기는 도 1의 종래 기술에 따른 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기 에 비해 출력, 돌극비, 효율 및 역률이 모두 개선될 수 있다.The line-started synchronous reluctance motor according to FIG. 5 can all have improved output, salient pole ratio, efficiency, and power factor compared to the line-started synchronous reluctance motor according to the prior art of FIG. 1 .

도 6은 유한요소 해석 기법을 이용하여 도 1의 종래 구조에 따른 회전자와 도 3의 구조에 따른 회전자를 구비한 라인 기동형 동기 릴럭턴스 전동기에 대한 해석 결과를 비교한 결과가 도시한 도면이다.FIG. 6 is a diagram showing a comparison result of analysis results for a line-driven synchronous reluctance motor having a rotor according to the conventional structure of FIG. 1 and a rotor according to the structure of FIG. 3 using finite element analysis techniques; .

도 6은 7.5kW 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기를 기준으로 출력 특성을 해석한 결과이다. 6 is a result of analyzing output characteristics based on a 7.5kW line-started synchronous reluctance motor.

도 3의 구조에 따르면 종래에 비해 출력이 7.61[kW]에서 7.62[kW]로 향상되었음을 알 수 있다.According to the structure of FIG. 3 , it can be seen that the output has been improved from 7.61 [kW] to 7.62 [kW] compared to the prior art.

도 3의 구조에 따르면 종래에 비해 q축 인덕턴스와 d축 인덕턴스의 비율인 돌극비가 6.64에서 7.54로 개선되었음을 알 수 있다.According to the structure of FIG. 3 , it can be seen that the salient pole ratio, which is the ratio of q-axis inductance to d-axis inductance, is improved from 6.64 to 7.54 compared to the prior art.

도 3의 구조에 따르면 종래에 비래 효율이 94.45[%]에서 94.67[%]로, 역률이 76.29[%]에서 77.54[%]로 개선되었음을 알 수 있다.According to the structure of FIG. 3 , it can be seen that the conventional flight efficiency has improved from 94.45 [%] to 94.67 [%] and the power factor has improved from 76.29 [%] to 77.54 [%].

이는 제2 슬롯이 배리어와 유사한 형상을 가짐으로써 실질적으로 배리어의 수가 늘어나 q축 인덕턴스가 감소한 데에서 기인한 것이다.This is due to the fact that the q-axis inductance is reduced by substantially increasing the number of barriers as the second slot has a shape similar to that of the barrier.

즉, 도시한 형태의 배리어의 형상을 갖는 제2 슬롯은 효과적으로 q축 인덕턴스를 감소시켜 돌극비 및 효율을 개선시킴을 알 수 있다. That is, it can be seen that the second slot having the shape of the barrier as shown effectively reduces the q-axis inductance to improve the salient pole ratio and efficiency.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited examples and drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques may be performed in an order different from the method described, and/or the components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.

Claims (6)

중심에 샤프트홀이 형성되는 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자에 있어서,
상기 샤프트홀을 중심으로 원주 방향으로 배치되며, 원주와 가장 가깝게 배치되는 제1 배리어 및 상기 샤프트홀과 가장 가깝게 배치되는 제2 배리어를 포함한 복수의 배리어;
상기 복수의 배리어 각각의 양 끝단과 마주보는 복수의 제1 슬롯, 상기 복수의 제1 슬롯들 중 상기 제1 배리어의 양 끝단에 위치하는 두 개의 제1 슬롯들 사이에 위치하는 제2 슬롯;을 포함하고,
상기 배리어는 몸체부, 제1 연결부 및 제2 연결부를 포함하고, 상기 제1 연결부 및 상기 제2 연결부가 상기 몸체부의 양 끝단에 위치하며 상기 몸체부와 상기 제1 연결부 및 상기 몸체부와 상기 제2 연결부가 이루는 각도가 90도 이상이고,
상기 제2 슬롯은 슬롯몸체부, 제1 슬롯연결부 및 제2 슬롯연결부를 포함하고, 상기 배리어와 유사한 형상을 갖도록 상기 제1 슬롯연결부 및 상기 제2 슬롯연결부가 상기 슬롯몸체부의 양 끝단에 위치하며 상기 슬롯몸체부와 상기 제1 슬롯연결부 및 상기 슬롯몸체부와 상기 제2 슬롯연결부가 이루는 각도가 90도 이상이고,
상기 복수의 제1 슬롯은 상기 복수의 배리어 각각의 제1 연결부 및 제2 연결부로부터 소정 거리 이격되어 배치되되, 상기 복수의 배리어 각각의 제1 연결부 및 제2 연결부로부터 연장되는 방향이 아닌 회전자의 방사 방향으로 배치되는
라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자.
In the rotor of a line-started synchronous reluctance motor in which a shaft hole is formed in the center,
a plurality of barriers disposed in a circumferential direction around the shaft hole and including a first barrier disposed closest to the circumference and a second barrier disposed closest to the shaft hole;
A plurality of first slots facing opposite ends of each of the plurality of barriers, a second slot located between two first slots located at both ends of the first barrier among the plurality of first slots; include,
The barrier includes a body portion, a first connection portion, and a second connection portion, wherein the first connection portion and the second connection portion are positioned at both ends of the body portion, and the body portion, the first connection portion, and the body portion and the second connection portion are positioned at both ends of the body portion. 2 The angle formed by the connecting part is 90 degrees or more,
The second slot includes a slot body portion, a first slot connection portion, and a second slot connection portion, and the first slot connection portion and the second slot connection portion are positioned at both ends of the slot body portion to have a shape similar to that of the barrier, An angle between the slot body and the first slot connection portion and between the slot body portion and the second slot connection portion is 90 degrees or more,
The plurality of first slots are disposed at a predetermined distance from the first connection part and the second connection part of each of the plurality of barriers, but not in a direction extending from the first connection part and the second connection part of each of the plurality of barriers. arranged in a radial direction
The rotor of a line-started synchronous reluctance motor.
 제1항에 있어서,
상기 슬롯몸체부는 상기 원주로부터 일정거리 이격되어 배치되고, 상기 제1 슬롯연결부는 상기 슬롯몸체부의 일단부에서 상기 회전자의 원주를 향하는 방향으로 배치되는
라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자.
According to claim 1,
The slot body portion is disposed at a predetermined distance from the circumference, and the first slot connection portion is disposed in a direction toward the circumference of the rotor from one end of the slot body portion.
The rotor of a line-started synchronous reluctance motor.
 제2항에 있어서,
상기 제2 슬롯연결부는 상기 슬롯몸체부의 타단부에서 상기 회전자의 원주를 향하는 방향으로 배치되는
라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자.
According to claim 2,
The second slot connection portion is disposed in a direction from the other end of the slot body toward the circumference of the rotor
The rotor of a line-started synchronous reluctance motor.
 제1항에 있어서,
상기 제1 슬롯 및 상기 제2 슬롯에는 도체가 삽입되는
라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자.
According to claim 1,
A conductor is inserted into the first slot and the second slot.
The rotor of a line-started synchronous reluctance motor.
 제1항에 있어서,
상기 제1 슬롯연결부 및 상기 제2 슬롯연결부의 상기 슬롯몸체부와 연결되지 않은 말단은 라운드지게 형성된
라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자.
According to claim 1,
Ends of the first slot connection portion and the second slot connection portion that are not connected to the slot body portion are rounded.
The rotor of a line-started synchronous reluctance motor.
 제1항에 있어서,
상기 제2 슬롯은 상기 배리어의 중심을 가로지르는 축인 q축에 위치하는
라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자.

According to claim 1,
The second slot is located on the q-axis, which is an axis crossing the center of the barrier
The rotor of a line-started synchronous reluctance motor.
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