KR102534232B1 - 회전 전기기기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 전동기, 발전기 등과 같은 회전 전기기기에 관한 것이다.
본 발명은, 복수의 외부고정자권선슬롯(213)이 내주면에 원주방향으로 일정 간격으로 형성되는 외부고정자철심(211)과, 서로 인접한 한 쌍의 상기 외부고정자권선슬롯(213)에 의하여 상대적으로 형성되는 외부고정자철심치(218)를 중심으로 권선되는 외부권선(510)을 포함하는 외부고정자(210)와; 복수의 내부고정자권선슬롯(223)이 외주면에 원주방향으로 일정간격으로 형성되는 내부고정자철심(221)을 포함하는 내부고정자(220)와; 상기 외부고정자(210)와 내부고정자(220) 사이에 외부에 대하여 제1공극(610)과 내부에 대하여 제2공극(620)을 가지며, 복수의 회전자철심(340)과 복수의 영구자석(330)들이 상기 회전자철심(340) 사이에서 원주방향을 따라 결합되어 회전가능하도록 설치되는 회전자(300)를 포함하며; 상기 외부고정자철심(211)은, 내주면에 하나 이상의 외부고정자철심슬롯(212)이 서로 인접한 한 쌍의 상기 외부고정자권선슬롯(213) 사이에서 오목하게 형성되며, 상기 내부고정자철심(221)은, 외주면에 하나 이상의 내부고정자철심슬롯(222)이 서로 인접한 한 쌍의 내부고정자권선슬롯(223) 사이에서 오목하게 형성된 것을 특징으로 하는 회전 전기기기를 개시한다.

Description

회전 전기기기 {Rotating electrical machine}
본 발명은, 전동기, 발전기 등과 같은 회전 전기기기에 관한 것이다.
최근 들어 전기를 이용한 이동수단에 대한 관심이 증가하면서 전기차, 전기 자전거, 전기 이륜차 및 삼륜차 등이 많이 상품화되고 있으며, 또한 공장 자동화를 위한 로봇 분야 등에 전동기와 산업에서 전기를 생산하기 위한 발전기의 고출력화가 요구됨에 따라 소형화와 가격 경쟁력을 갖추기 위한 노력이 증대되고 있다.
특히 이러한 전기를 이용한 이동수단과 로봇에 필수로 장착되는 전동기와 산업에서 전기를 생산하는 발전기는 이송체에 설치될 경우 설치 부피가 작으면서도 고출력이 요구되며, 고출력 소형 전동기와 발전기(전기기기)의 대량 생산화가 필요하게 되었다.
그런데, 종래의 전동기와 발전기 철심은, 돌출부인 치와 홈이 있는 슬롯으로 구성되어 있는데, 슬롯은 권선이 권취하기 위해서 홈 형태로 되어 있다.
그리고 종래의 일반적인 3상 권선인 경우 홈에 A+, B-, C+, A-, B+, C- 순서로 권선이 권취되고, 3상 권선의 한 상인 A+, A- 사이에 다른 상의 권선 B-, C+가 설치되어, 권선의 끝 부분에서 교차하므로 권선을 위한 공간이 협소하고 이에 따라 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
따라서 전동기와 발전기의 용도에 따라서 고효율로 에너지를 절약할 수 있고 단위 무게당 출력이 큰 고출력의 요구조건에 충족되며, 자동화 공정으로 대량생산이 가능한 전동기와 발전기의 개발이 시급하다.
(특허문헌 1) KR10-1027935 B
(특허문헌 2) US20150069875 A1
(특허문헌 3) KR10-2007-0070355 A
(특허문헌 4) KR10-2003-0054753 A
(논문 1) 내측 고정자 여자를 제외한 이중공극과 단일 공극 버니어 모터의 비교 (2115년 대한전기학회 전기기기 및 에너지변환시스템부문회 춘계학술대회 논문집)
(논문 2) Analysis of a PM Vernier Motor With Spoke Structure (IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, VOL. 52, NO. 1, JANUARY/FEBRUARY 2016)
(논문 3) Analysis of a Vernier Motor with Concentrated Windings (IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, VOL. 49, NO. 5, MAY 2013)
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점 및 요구조건을 해결하기 위하여, 단위 무게당 출력효율을 크게 높이고, 고효율화, 제작이 용이한 전동기와 발전기 등 회전 전기기기를 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 복수의 외부고정자권선슬롯(213)이 내주면에 원주방향으로 일정 간격으로 형성되는 외부고정자철심(211)과, 서로 인접한 한 쌍의 상기 외부고정자권선슬롯(213)에 의하여 상대적으로 형성되는 외부고정자철심치(218)를 중심으로 권선되는 외부권선(510)을 포함하는 외부고정자(210)와; 복수의 내부고정자권선슬롯(223)이 외주면에 원주방향으로 일정간격으로 형성되는 내부고정자철심(221)을 포함하는 내부고정자(220)와; 상기 외부고정자(210)와 내부고정자(220) 사이에 외부에 대하여 제1공극(610)과 내부에 대하여 제2공극(620)을 가지며, 복수의 회전자철심(340)과 복수의 영구자석(330)들이 상기 회전자철심(340) 사이에서 원주방향을 따라 결합되어 회전가능하도록 설치되는 회전자(300)를 포함하며; 상기 외부고정자철심(211)은, 내주면에 하나 이상의 외부고정자철심슬롯(212)이 서로 인접한 한 쌍의 상기 외부고정자권선슬롯(213) 사이에서 오목하게 형성되며, 상기 내부고정자철심(221)은, 외주면에 하나 이상의 내부고정자철심슬롯(222)이 서로 인접한 한 쌍의 내부고정자권선슬롯(223) 사이에서 오목하게 형성된 것을 특징으로 하는 회전 전기기기를 개시한다.
상기 외부권선(510)은, 상기 외부고정자권선슬롯(213) 내부에 설치되며, 상기 외부고정자권선슬롯(213)은, 3상 전원의 인가 또는 발전을 위하여 상기 외부고정자(210)에 3배수로 형성될 수 있다.
상기 외부고정자권선슬롯(213)은, 권선 면적을 확장하는 외부고정자 권선슬롯연장부(214)가 상기 회전자(300)를 향하는 면에 적어도 일부가 원주방향을 따라서 더 연장 형성될 수 있다.
상기 외부고정자철심(211)은, 원주방향을 따라 복수개로 분할되고, 분할된 상기 외부고정자철심(211)은, 원주방향을 따라 결합되어 전체로 원통형상을 형성하며, 분할된 각 외부고정자철심(211)은, 상기 외부고정자권선슬롯(213)에 외부권선(510)이 권취될 수 있다.
상기 외부고정자(210)가 고정되는 하우징(100)을 포함하며, 상기 회전자(300)의 회전축(310)과 상기 하우징(100)에는, 상기 회전자(300)의 회전위치를 감지하기 위한 위치센서(700)가 설치될 수 있다.
상기 외부고정자(210)의 외부권선(510)에 인가되는 3상 전원 또는 유기되는 3상 전원에 의하여 자속의 전자기적 상호작용에 의하여 일정한 방향으로 회전 또는 발전되도록, 상기 내부고정자철심슬롯(222)은, 상기 외부고정자철심치(218)의 중간에 위치되고, 상기 회전자(300)의 복수의 영구자석(330)들이 상기 회전자철심(340) 사이에서 원주방향을 따라 N극 및 S극(→ ←)이 서로 번갈아가면서 설치될 수 있다.
상기 외부고정자(210)의 자속이 상기 회전자(300)의 영구자석(330) 및 회전자철심(340)을 통해 상기 내부고정자(220)로 원활히 통하도록, 상기 제1공극(610)에 접하고 있는 외부고정자철심치(218)와, 상기 제2공극(620)이 접하고 있는 내부고정자철심치(219)는, 서로 엇갈리게 위치할 수 있다.
상기 내부고정자(220)는, 서로 인접한 한 쌍의 내부고정자권선슬롯(223)에 의하여 상대적으로 형성되는 내부고정자철심치(219)를 중심으로 권선되는 내부권선(520)을 추가로 포함할 수 있다.
상기 내부권선(520)은, 상기 내부고정자슬롯(223) 내부에 설치되며, 상기 내부고정자슬롯(223)은, 3상 전원의 인가 또는 발전을 위하여 상기 내부고정자(220)에 3배수로 형성될 수 있다.
상기 내부고정자철심(221)은, 원주방향을 따라 복수개로 분할되고, 분할된 상기 내부고정자철심(221)은, 원주방향을 따라 결합되어 전체로 원통형상을 형성하며, 상기 내부고정자철심(221)은, 상기 내부고정자권선슬롯(223)에 내부권선(520)이 권취될 수 있다.
상기 외부고정자(210)가 고정되는 하우징(100)을 포함하며, 상기 회전자(300)의 양단 중 적어도 일단은, 상기 회전자(300)의 회전축(310)과 연결되며 상기 하우징(100)의 내부에 설치되는 회전자중심축허브(380)가 결합될 수 있다.
상기 하우징(100)은, 상기 회전자(300)가 상기 제1공극(610) 및 상기 제2공극(620)을 유지하면서 회전될 수 있도록 상기 내부고정자(220)를 지지하는 내부지지부(400)가 설치되며, 상기 내부지지부(400)는, 상기 회전자중심축허브(380)를 내부지지부외측베어링(921)에 의하여 회전가능하게 지지할 수 있다.
상기 하우징(100)은, 상기 회전자(300)가 상기 제1공극(610) 및 상기 제2공극(620)을 유지하면서 회전될 수 있도록 상기 내부고정자(220)를 지지하는 내부지지부(400)가 설치되며, 상기 내부지지부(400)는, 그 끝단 일부가 상기 회전자중심축허브(380)의 내측으로 삽입되고, 삽입된 부분에 설치된 내부지지부외측베어링(921)에 의하여 상기 회전자중심축허브(380)를 회전가능하게 지지할 수 있다.
상기 하우징(100)은, 상기 회전축(310)이 외부로 노출될 수 있도록 개구부(121)가 형성되며, 상기 회전축(310)은, 상기 하우징(100)에 설치된 하나 이상의 축지지베어링(911, 912)에 의하여 회전가능하게 지지될 수 있다.
상기 외부고정자(210)가 고정되는 하우징(100)을 포함하며, 상기 회전자(300)의 양단 중 적어도 일단은, 상기 회전자(300)의 회전축(310)과 연결되며 상기 하우징(100)의 외부로 돌출되는 회전자수평허브(381)가 결합되며, 상기 회전자수평허브(381)의 외주면은, 상기 하우징(100)에 설치된 회전자수평허브베어링(923)에 의하여 회전가능하게 지지될 수 있다.
상기 하우징(100)은, 상기 회전자(300)가 상기 제1공극(610) 및 상기 제2공극(620)을 유지하면서 회전될 수 있도록 상기 내부고정자(220)를 지지하는 내부지지부(400)가 설치될 수 있다.
상기 하우징(100)은, 상기 회전자(300)가 상기 제1공극(610) 및 상기 제2공극(620)을 유지하면서 회전될 수 있도록 상기 내부고정자(220)를 지지하는 내부지지부(400)가 설치되며, 상기 내부지지부(400)는, 그 끝단 일부가 상기 회전자수평허브(381)의 내측으로 삽입되고, 삽입된 부분에 설치된 회전자수평허브베어링(923)에 의하여 상기 회전자수평허브(381)를 회전가능하게 지지할 수 있다.
상기 외부고정자(210)가 고정되는 하우징(100)을 포함하며, 상기 회전자(300)는, 일단이 상기 회전자(300)의 회전축(310)과 연결되는 허브부(380)가 결합되며, 타단이 상기 하우징(100)에 설치된 베어링(924, 925)에 의하여 회전가능하게 지지되는 연장부(320)를 포함할 수 있다.
상기 연장부(320)를 회전가능하게 지지하는 베어링은, 상기 연장부(320)의 내주면 측에 설치되는 내측지지베어링(925) 또는 상기 연장부(320)의 끝단 및 하우징(100)의 내측면에 설치되는 회전자측면베어링(924)을 포함할 수 있다.
상기 외부고정자권선슬롯(213)은, 3상 전원의 인가 또는 발전을 위하여 상기 외부고정자(210)에 3n개(n은 2 이상의 자연수)로 형성되며, 상기 외부고정자권선슬롯(213)에 권선되는 상기 외부권선(510)은, 원주방향을 따라서 각 외부고정자권선슬롯(213)에 대하여 3상 전원이 A, B 및 C 순으로 연결되는, A1 내지 An, B1 내지 Bn, 및 C1 내지 Cn 권선을 가질 수 있다.
상기 A1 내지 An은, 직렬 또는 병렬로 연결되며, 상기 B1 내지 Bn은, 직렬 또는 병렬로 연결되며, 상기 C1 내지 Cn은, 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.
상기 내부고정자(220)는, 서로 인접한 한 쌍의 내부고정자권선슬롯(223)에 의하여 상대적으로 형성되는 내부고정자철심치(219)를 중심으로 권선되는 내부권선(520)을 추가로 포함하며, 상기 내부고정자권선슬롯(223)는, 3상 전원의 인가 또는 발전을 위하여 상기 내부고정자(220)에 3n개(n은 2 이상의 자연수)로 형성되며, 상기 내부고정자권선슬롯(223)에 권선되는 상기 내부권선(520)은, 원주방향을 따라서 각 내부고정자권선슬롯(223)에 대하여 3상 전원이 a, b 및 c 순으로 연결되는, a1 내지 an, b1 내지 bn, 및 c1 내지 cn 권선을 가질 수 있다.
상기 a1 내지 an은, 직렬 또는 병렬로 연결되며, 상기 b1 내지 bn은, 직렬 또는 병렬로 연결되며, 상기 c1 내지 cn은, 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.
상기 외부권선(510) 및 상기 내부권선(520)은, 3상 전원에 대응되어, 상기 A1 내지 An와, 상기 a1 내지 an가 서로 쌍을 이루어 연결되고, 쌍을 이룬 An 및 an은, 직렬 또는 병렬로 연결되며, 상기 B1 내지 Bn와, 상기 b1 내지 bn가 서로 쌍을 이루어 연결되고, 쌍을 이룬 Bn 및 bn은, 직렬 또는 병렬로 연결되며, 상기 C1 내지 An와, 상기 c1 내지 cn가 서로 쌍을 이루어 연결되고, 쌍을 이룬 Cn 및 cn은, 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.
본 발명은, 또한 양단 중 적어도 일단이 회전축(310)과 연결되며 원통형상을 가지는 회전자(300)와; 상기 회전자(300)의 외주면 및 내주면 각각에 위치되는 2개의 공극(610, 620)을 가지고 설치되는 하나 이상의 고정자(210, 220)를 포함하며, 상기 고정자(210, 220)는, 상기 회전자(300)의 외주면과 제1공극(610)을 가지고 설치되는 외부고정자(210)와; 상기 회전자(300)의 내주면과 제2공극(620)을 가지고 설치되는 내부고정자(220)를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 전기기기를 개시한다.
본 발명에 따른 회전 전기기기, 즉 전동기 또는 발전기는, 원주방향으로 일정 간격으로 형성되는 복수의 권선슬롯들과, 서로 인접한 한 쌍의 권선슬롯에 의하여 상대적으로 돌출된 부분에서 오목하게 형성되는 하나 이상의 철심슬롯을 가지는 내부고정자 및 외부고정자를 포함함으로써 회전 전기기기의 무게 당 출력을 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
그리고 본 발명에 따른 회전 전기기기, 전동기 또는 발전기는, 회전자를 중심으로 내측 및 외측에 각각 외부고정자 및 내부고정자가 배치되도록 하여 힘이 발생되는 면적을 증가시킴으로써 회전 전기기기의 무게 당 출력을 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
더 나아가 외부고정자의 자속이 회전자를 통해 내부고정자로 잘 통과하고, 회전자의 영구자석과 회전자철심을 배치하여 자속을 집중함에 따라 공극자속 밀도를 높혀 단위 부피당 출력을 높일 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 회전 전기기기, 전동기 또는 발전기는 외부고정자 및 내부고정자 중 적어도 어느 하나를 코일이 권선되는 복수의 고정자부재들의 결합에 의하여 형성되도록 함으로써 고정자에 권선되는 코일의 권선 작업 효율 및 회전 전기기기의 제작효율을 극대화 하는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 회전 전기기기, 특히 전동기는 회전자의 회전위치를 감지하기 위한 위치센서를 전동기에 일체로 형성되도록 함으로써 구조가 간단하고 사용을 편리하게 하는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명의 제1실시예에 따른 회전 전기기기를 보여주는 횡단면도이다.
도 2는, 도 1의 회전 전기기기를 Ⅱ-Ⅱ방향에서 보여주는 종단면도이다.
도 3은, 본 발명의 제2실시예에 따른 회전 전기기기를 보여주는 횡단면도이다.
도 4는, 도 3의 회전 전기기기를 Ⅱ-Ⅱ방향에서 보여주는 종단면도이다.
도 5 및 도 6은, 도 2 및 도 4에 도시된 회전 전기기기의 회전자의 변형 예들을 보여주는 종단면도들이다.
도 7a 내지 도 7c는, 본 발명의 실시예들에 사용되는 외부고정자와 내부고정자에서 각각의 철심의 변형 예들을 보여주는 횡단면도들이다.
도 8은, 본 발명의 실시예들에서 외부고정자 및 내부고정자에 권선되는 코일의 권선을 보여주는 권선배치도이다.
도 9a 내지 도 9c는, 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 따른 외부권선과 내부권선의 권선의 연결을 보여주는 3상 중에서 1상의 결선도들이다.
도 10a 및 도 10b는, 도 3 및 도 4에 도시된 실시예에 따른 회전 전기기기로서, 외부권선만 있을 경우 권선의 연결을 보여주는 3상 중에서 1상의 결선도들이다.
도 11은, 본 발명의 실시예들에 사용되는 회전자와 위치센서의 결합을 보여주는 개념도이다.
도 12a 내지 도 12d는, 본 발명의 실시예들에 사용되는 회전자 및 회전축의 결합구조의 실시예들을 보여주는 종단면도들이다.
도 13a 내지 도 13d는, 종래기술에 따른 전동기의 횡단면도들이다.
이하 본 발명에 따른 회전 전기기기에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저 본 발명의 주요 요지는, 전기 인가에 의하여 회전력을 발생시키는 전동기, 회전에 의하여 발전되는 발전기 등 회전 전기기기 모두에 적용이 가능하며, 전동기 또는 발전기 특유의 작동원리를 제외하고 전체적인 구조는 실질적으로 동일 또는 유사하다.
이하 전동기의 실시예를 들어 본 발명에 관하여 설명한다.
본 발명에 따른 전동기는, 높은 회전력을 발생시키기 위해서 외부고정자(210), 내부고정자(220) 및 회전자(300)로 구성된 2중공극 구조를 가지며, 이 2중 공극은, 외부고정자(210)와 회전자(300) 사이에서 회전력을 발생시키기 위해서 형성된 제1공극(610)과, 내부고정자(220) 및 회전자(300) 사이에서 회전력을 발생시키기 위해서 형성된 제2공극(620)을 포함함을 특징으로 하며, 다양한 실시예가 가능하다.
이하 본 발명에 따른 전동기에 관하여, 첨부된 도면 및 실시예에 따라 설명한다.
1. 제1실시예
본 발명의 제1실시예에 따른 전동기는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 외부고정자(210), 내부고정자(220), 회전자(300)를 포함한다.
- 외부고정자
상기 외부고정자(210)는, 복수의 외부고정자권선슬롯(213)이 내주면에 원주방향으로 일정 간격으로 형성되는 외부고정자철심(211)과, 서로 인접한 한 쌍의 상기 외부고정자권선슬롯(213)에 의하여 상대적으로 형성되는 외부고정자철심치(218)를 중심으로 권선되는 외부권선(510)을 포함하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
상기 외부고정자철심(211)은, 복수의 외부고정자권선슬롯(213)이 내주면에 원주방향으로 일정 간격으로 형성되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
여기서 상기 외부고정자권선슬롯(213)은, 서로 인접한 외부고정자권선슬롯(213)과 쌍을 이루어 외부권선(510)이 권선되도록 외부고정자(210)의 내주면에 형성되는 홈으로서 외부권선(510)의 권선구조에 따라서 다양한 구조로 형성될 수 있다.
예로서, 상기 외부고정자권선슬롯(213)은, 3상 전원이 인가 또는 유기될 수 있도록 외부고정자(210)의 내주면에 원주방향을 따라서 3배수, 예를 들면 6개로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 외부고정자권선슬롯(213)은, 내측에 형성된 부분이 원주방향을 따라서 더 연장된, 예를 들면 역 'T'자 형상을 가지는 권선슬롯연장부(214)가 형성됨이 바람직하다.
상기 권선슬롯연장부(214)는, 내측에 형성된 부분이 원주방향을 따라서 더 연장되도록 형성되며 권선 면적을 증가시킬 수 있게 된다.
특히 상기 권선슬롯연장부(214)는, 외부고정자(210)의 내면에 형성되는 외부고정자권선슬롯(213)에 원주방향을 따라서 더 연장되도록 형성되는 것이 바람직하다.
한편 상기 외부고정자권선슬롯(213)은, 외부고정자권선슬롯(213)에 외부권선(510)이 권선된 후 외부권선(510)의 보호를 위하여 후술하는 회전자(300) 쪽으로 권선된 외부권선(510)을 보호하는 보호부재(216)가 추가로 설치될 수 있다.
상기 보호부재(216)는, 외부권선의 권선 후 회전자(300) 쪽으로 외부권선(510)이 돌출되는 등 회전자(300)에 대하여 외부권선(510)을 보호하는 구성으로서 외부고정자(210)의 길이방향을 따라서 삽입되는 등 다양한 방식에 의하여 설치될 수 있다.
이때, 상기 보호부재(216)의 삽입이 용이하기 위하여 상기 외부고정자(210)는, 보호부재삽입슬롯(217)이 추가로 형성될 수 있다.
상기 보호부재삽입슬롯(217)은, 보호부재(216)의 삽입이 용이하기 위하여 형성되는 구조로서 다양한 구조 및 형태가 가능하다.
또한 상기 외부고정자권선슬롯(213)의 내면에는, 전도성 재질의 외부고정자(210)와의 전기적 절연을 위하여 전기적 절연재질의 시트가 설치될 수 있다.
그리고 상기 외부고정자(210)는, 외부고정자권선슬롯(213)에 권선된 외부권선(510)에 인가되는 전원에 의하여 전자기장을 형성할 수 있는 재질이면 어떠한 재질도 가능하며 복수의 철판이 적층된 구조, 즉 적층철심구조를 가지는 등 다양한 재질 및 구조가 가능하다.
한편 상기 외부고정자(210)와 회전자(300) 사이, 즉 외부고정자(210)의 내주면 및 회전자(300)의 외주면 사이(회전자(300)의 외부에 대하여)에는, 전기에너지가 기계에너지로 변하는 미리 설정된 공극, 즉 제1공극(610)을 가진다.
상기 제1공극(610)은, 외부고정자(210)가 회전자(300)의 회전으로부터 간섭받는 것을 최소화하기 위하여 형성되는 공극으로 설계 및 디자인에 따라서 적절한 크기를 가진다.
한편 상기 외부고정자(210)는, 서로 인접한 한 쌍의 외부고정자권선슬롯(213)에 의하여 상대적으로 형성되는 돌출부, 즉 외부고정자철심치(218)의 내주면에 하나 이상의 외부고정자철심슬롯(212)이 오목하게 형성됨이 바람직하다.
즉, 상기 외부고정자철심슬롯(212)은, 서로 인접한 한 쌍의 외부고정자권선슬롯(213) 사이에서 오목하게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 하나 이상의 외부고정자철심슬롯(212)은, 복수의 외부고정자권선슬롯(213) 사이에 일정 간격으로 배치되고, 각각의 외부고정자철심슬롯(212)은, 외부고정자(210)의 길이방향을 따라 형성될 수 있다.
상기 외부고정자철심슬롯(212)은, 시뮬레이션에 따르면 회전자(300)의 외주면의 면적 대비 힘의 크기가 크게 증가됨을 확인하였는바, 복수의 외부고정자권선슬롯(213) 사이에 일정 간격으로 배치되고, 각각의 외부고정자철심슬롯(212)은, 외부고정자(210)의 길이방향을 따라 형성됨이 바람직하다.
한편 상기 외부고정자철심슬롯(212)의 형성깊이는, 회전자(300)를 향하는 외부고정자(210)의 일측면으로부터 외부고정자권선슬롯(213)보다 덜 깊게 형성됨이 바람직하다.
그리고 상기 외부고정자철심슬롯(212)의 숫자 및 폭은, 설계 및 디자인에 따라서 다양하게 형성될 수 있다.
상기 외부권선(510)은, 서로 인접한 한 쌍의 외부고정자권선슬롯(213)에 의하여 상대적으로 형성되는 돌출부, 즉 외부고정자철심치(218)를 중심으로 외부권선(510)이 권선되는 구성으로서 코일의 권선방식에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 외부권선(510)은, 3상 전원이 인가(발전기의 경우 유기)될 수 있도록 6개의 외부고정자권선슬롯(213)에 대하여 인접한 한 쌍의 외부고정자권선슬롯(213)에 의하여 형성되는 외부고정자철심치(218)를 중심으로 3상 전원 하나에 대응되는 전원이 인가(발전기의 경우 유기)되는 코일이 권선될 수 있다.
- 내부고정자
상기 내부고정자(220)는, 복수의 내부고정자권선슬롯(223)이 외주면에 원주방향으로 일정간격으로 형성되는 내부고정자철심(221)과, 서로 인접한 한 쌍의 내부고정자권선슬롯(223)에 의하여 상대적으로 형성되는 내부고정자철심치(219)를 중심으로 권선되는 내부권선(520)을 포함하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
상기 내부고정자(220)는, 후술하는 제2공극(620)을 가지며 회전자(300)의 내측에 설치되는 구성으로서 내부권선(520)의 권선여부 등에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
상기 내부고정자철심(221)은, 복수의 내부고정자권선슬롯(223)이 외주면에 원주방향으로 일정간격으로 형성되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
여기서 상기 내부고정자권선슬롯(223)은, 서로 인접한 내부고정자권선슬롯(223)과 쌍을 이루어 내부권선(520)이 권선되도록 내부고정자(220)의 외주면에 형성되는 홈으로서 내부권선(520)의 권선구조에 따라서 다양한 구조로 형성될 수 있다.
예로서, 상기 내부고정자권선슬롯(223)은, 3상 전원이 인가(발전기의 경우 발전)될 수 있도록 내부고정자(220)의 외주면에 3배수, 예를 들면 2배수, 즉 6개로 형성될 수 있다.
특히 상기 내부고정자권선슬롯(223)은, 외부고정자권선슬롯(213)의 수 및 위치에 대응되어 형성됨이 바람직하다.
보다 구체적으로 상기 외부고정자(210)의 자속이 회전자(300)의 영구자석(330)과 회전자철심(340)을 통해 내부고정자(220)로 원활히 통하도록 제1공극(610)에 접하고 있는 외부고정자철심치(218)와 내부고정자철심치(219)는 반경방향으로 서로 엇갈리게 위치하는 것이 바람직하다.
즉 상기 회전자(300)의 중심에서 반경방향으로 가상의 선을 그으면 외부고정자철심치(218)는, 내부고정자철심슬롯(222)과 일직선상에 놓이는 것이 바람직하다.
다시 말하면, 상기 외부고정자(210)와 내부고정자(220)의 상대적 배치는, 회전자(300)가 한 방향으로 회전력을 발생시키기 위해서 외부고정자(210)의 자속이 회전자(300)의 영구자석(330)과 회전자철심(340)을 통해 내부고정자(220)로 원활히 통하도록 제1공극(610)에 접하고 있는 외부고정자철심치(218)과 제2공극(620)에 접하고 있는 내부고정자철심치(219)는 서로 엇갈리게 위치 즉 회전자(300)의 중심에서 반경방향으로 가상의 선을 그으면 외부고정자철심치(218)는 내부고정자철심슬롯(222)과 일치하게 된다.
상기 내부고정자권선슬롯(223)의 내면에는, 전도성 재질의 내부고정자(220)와의 전기적 절연을 위하여 전기적 절연재질의 시트가 설치될 수 있다.
그리고 상기 내부고정자(220)는, 내부고정자권선슬롯(223)에 권선된 내부권선(520)에 인가되는 전원에 의하여 전자기장을 형성할 수 있는 재질이면 어떠한 재질도 가능하며 복수의 철판이 적층된 구조를 가지는 등 다양한 재질 및 구조가 가능하다.
한편 상기 내부고정자(220)와 회전자(300) 사이, 즉 내부고정자(220)의 외주면 및 회전자(300)의 내주면 사이(회전자(300)의 내부에 대하여)에는, 전기에너지가 기계에너지로 변하는 미리 설정된 공극을 가지는 제2공극(620)이 형성된다.
상기 제2공극(620)은, 내부고정자(220)가 회전자(300)의 회전으로부터 간섭받는 것을 최소화하기 위하여 형성되는 공극으로 설계 및 디자인에 따라서 적절한 크기를 가진다.
한편 상기 내부고정자(220)는, 서로 인접한 한 쌍의 내부고정자권선슬롯(223)에 의하여 상대적으로 형성되는 돌출부의 외주면에 하나 이상의 내부고정자철심슬롯(222)이 오목하게 형성됨이 바람직하다.
즉, 상기 하나 이상의 내부고정자철심슬롯(222)은, 서로 인접한 한 쌍의 내부고정자권선슬롯(223) 사이에서 내부고정자철심(221)의 외주면에 오목하게 형성될 수 있다.
상기 하나 이상의 내부고정자철심슬롯(222)은, 복수의 내부고정자권선슬롯(223) 사이에 일정 간격으로 배치되고, 각각의 내부고정자권선슬롯(223)은, 내부고정자(220)의 길이방향을 따라 형성될 수 있다.
상기 내부고정자철심슬롯(222)은, 시뮬레이션에 따르면 회전자(300)의 내주면의 면적 대비 힘의 크기(발전기의 경우 발전되는 전력의 크기)가 크게 증가됨을 확인하였는바, 복수의 내부고정자권선슬롯(223) 사이에 일정 간격으로 배치되고, 각각의 내부고정자철심슬롯(222)은, 내부고정자(220)의 길이방향을 따라 형성됨이 바람직하다.
한편 상기 내부고정자철심슬롯(222)의 형성깊이는, 회전자(300)를 향하는 내부고정자(220)의 일측면으로부터 내부고정자권선슬롯(223)보다 덜 깊게 형성됨이 바람직하다.
그리고 상기 내부고정자철심슬롯(222)의 숫자 및 폭은, 설계 및 디자인에 따라서 다양하게 형성될 수 있다.
상기 내부권선(520)은, 서로 인접한 한 쌍의 내부고정자권선슬롯(223)에 의하여 상대적으로 형성되는 돌출부, 즉 내부고정자철심치(219)를 중심으로 권선되는 구성으로서 코일의 권선방식에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 내부권선(520)의 권선 및 배치구조는, 3상 전원(발전기의 경우 발전)이 인가될 수 있도록 6개의 내부고정자권선슬롯(223)에 대하여 인접한 한 쌍의 내부고정자권선슬롯(223)에 의하여 형성되는 돌출부를 중심으로 3상 전원 하나에 대응되는 전원이 연결되는 코일이 권선될 수 있다.
- 회전자
상기 회전자(300)는, 외부고정자(210)와 내부고정자(220) 사이에서 외부, 즉 외부고정자(210)에 대하여 제1공극(610)과, 내부, 즉 내부고정자(220)에 대하여 제2공극(620)을 가지며, 복수의 회전자철심(340)과 복수의 영구자석(330)들이 회전자철심(340) 사이에서 원주방향을 따라 결합되어 회전가능하도록 설치되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 회전자(300)는, 원주방향을 따라 결합되는 복수의 회전자철심(340)과 복수의 영구자석(330)들을 포함할 수 있다.
한편, 상기 외부고정자(210)의 외부권선(510)에 인가되는 3상 전원 또는 유기되는 3상 전원에 의하여 자속의 전자기적 상호작용에 의하여 일정한 방향으로 회전 또는 발전되도록, 내부고정자철심슬롯(222)은, 외부고정자철심치(218)의 중간에 위치되고, 회전자(300)의 복수의 영구자석(330)들이 상기 회전자철심(340) 사이에서 원주방향을 따라 N극 및 S극(→ ←)이 서로 번갈아가면서 설치(도면 상에 자극방향을 기준으로 →, ←로 표시)될 수 있다.
예로서, 상기 회전자(300)는, 복수의 회전자철심(340)들 및 복수의 영구자석(330)들이 회전자철심(340) 사이에서 원주방향을 따라서 결합되는 원통형상의 원통부분 및 회전력을 외부로 전달하기 위한 회전축(310)-발전기는 외부의 기계적 동력에 의하여 회전자(200)를 회전시키는 회전축(310)-을 가지는 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
그리고 상기 원통부분은, 그 외주면에 설계 및 디자인에 따라서 영구자석(340)의 배치 및 숫자가 결정될 수 있다.
구체적으로 상기 원통부분은, 전체적으로 원통형상을 형성하며 회전자철심(340) 및 영구자석(330)이 순차적으로 배치되어 형성될 수 있다.
여기서 상기 영구자석(330)의 자극의 방향은, 자속을 집중시켜 출력을 높이기 위하여 원주방향을 따라서 ←, → 극성으로 배치됨이 바람직하다.
한편 상기 전동기는, 외부고정자(210)가 고정되는 하우징(100)을 포함할 수 있다.
그리고 상기 회전자(300)가 제1공극(610)과 제2공극(620)에서 회전가능하도록 내부고정자(220)를 지지하는 내부지지부(400)가 하우징(100)에 더 설치될 수 있다.
상기 내부지지부(400)는, 회전자(300)가 제1공극(610)과 제2공극(620)에서 회전가능하도록 내부고정자(220)를 지지하는 구성으로서 내부고정자(220)와 일체로 또는 분리가능한 부재로서 설치되는 등 다양한 구성이 가능하다.
이를 위하여 상기 내부지지부(400)는, 회전자(300)의 내측으로 삽입되어 회전자(300)를 회전가능하게 지지하도록 하우징(100)에 고정되어 설치된다.
특히 상기 내부지지부(400)는, 후술하는 내부고정자(220)에 삽입되어 내부고정자(220)를 지지할 수 있도록 내부고정자(220)의 길이방향으로 형성되는 관통홀(224)에 관통설치되는 등 다양한 구성이 가능하다.
그리고 상기 내부지지부(400)는, 일단(도면에서 좌측 끝단)이 하우징(100)에 고정되어 설치되며 타단(도면에서 우측 끝단)이 내부지지부외측베어링(921) 또는 회전자수평허브베어링(923)이 설치되어 회전자(300)를 직접 또는 간접으로 회전가능하게 지지할 수 있다.
예로서, 상기 내부지지부(400)는, 하우징(100)에 대하여 회전되지 않도록 일체로 또는 탈착가능하게 조립되는 등 다양한 방식에 의하여 하우징(100)에 설치될 수 있다.
그리고, 상기 내부지지부(400)는, 일단(도면에서 좌측 끝단)이 하우징(100)에 결합되며 회전자(300)의 내부에 삽입설치되며, 회전자(300)는, 내부지지부(400)의 타단(도면에서 우측 끝단)에서 직접 또는 간접으로 지지될 수 있다.
한편 상기 내부지지부(400)의 외경이 회전자(300)(또는 후술하는 회전자(300) 또는 회전자수평허브(381))의 내경보다 작아 회전자(300)(또는 후술하는 회전자(300) 또는 회전자수평허브(381))를 적절하게 지지할 수 없는 경우가 있다.
이에 상기 내부지지부(400)는, 끝단에 외경을 확장하는 보조지지부(410)가 결합되어 회전자수평허브베어링(923)에 의하여 회전자(300)(또는 후술하는 회전자(300) 또는 회전자수평허브(381))를 회전가능하게 지지할 수 있다.
한편 본 발명의 제1실시예에 따른 전동기는, 하우징(100)을 포함한다.
상기 하우징(100)은, 외부고정자(210) 등이 고정설치됨과 아울러 후술하는 회전자(300)를 지지하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
특히 상기 하우징(100)은, 후술하는 회전자(300)의 회전가능 지지구조에 따라서 복수의 지점에 베어링 등과 같이 회전가능지지구조가 설치되는 등 다양한 구조가 가능하다.
예로서, 상기 하우징(100)은, 내부에 외부고정자(210)가 결합되는 하우징본체(110)와; 하우징본체(110)의 양단에 각각 결합되는 하우징부재들(120, 130) 등을 포함할 수 있다.
즉, 상기 하우징본체(110)는, 내부에 외부고정자(210)가 결합되도록 내주면이 원통형상을 가지는 등 다양한 구조 및 형상을 가질 수 있다.
상기 하우징부재들(120, 130)들은, 하우징본체(110)의 양단에 각각 결합되는 구성으로서, 회전축(310) 또는 회전자(300)의 적어도 일부가 노출되는 개구(131)가 형성되는 제1하우징부재(120)와, 제1하우징부재(120)와 대향되는 위치에서 하우징본체(110)에 결합되는 제2하우징부재(130)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 하우징부재(120, 130)들 중 어느 하나는, 회전자(300)의 적어도 일부가 외부로 노출 가능하도록 형성된다.
구체적으로 상기 하우징부재(120, 130)들 중 어느 하나는, 후술하는 회전축(310)이 외부 방향으로 회전력을 전달(발전기의 경우 외부의 기계적 동력에 의하여 회전됨)할 수 있도록 개구(131)가 형성되는 것이 바람직하다.
2. 제2실시예
한편 상기 내부고정자(220)의 구성과 관련하여, 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서 내부고정자철심(221) 및 내부고정자철심(221)에 권선된 내부권선(520)을 포함하는 구성을 중심으로 설명하였으나, 내부권선(520)이 권선되지 않는 등 다양한 변형이 가능하다. 그 예로 전동기의 직경이 적은 경우 내부권선(520)의 권선 작업이 힘들고, 권선할 수 있는 코일 수가 매우 적으므로 출력되는 토크(발전기의 경우 발전량)의 증가를 거의 기대할 수 없다
즉, 본 발명에 따른 제2실시예에 따른 전동기는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예의 구성에서, 내부고정자(220)가 내부권선(520)의 권선 없이 철심으로만 구성될 수 있다.
정리하며, 도 1과 도 2는, 제1실시예로서, 상기 설명에서 외부권선(510)과 내부권선(520)이 동시에 설치된 경우이고, 제2실시예로서, 도 3과 도 4는 상기 설명에서 외부권선(510)만 설치된 경우이다. 외부권선(510)과 내부권선(520)이 모두 설치된 경우는 권선이 다소 복잡하나 권선 단면적이 넓어서 손실을 줄일 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 전동기는, 내부권선(520)이 권선되지 않은 것만 빼고 나머지 구성은 동일한바 자세한 설명은 생략한다.
3. 기타 구성의 따른 세부 실시예
이하 기타 구성의 세부실시예를 설명한다. 편의상 각 실시예의 설명에서 자세한 부분 내지 변형된 부분에 대해서만 설명한다.
- 회전자의 실시예
한편 상기 회전자(300)는, 회전축(310)과의 결합구조 및 하우징(100)에 대한 회전가능한 지지구조에 따라서 다양한 실시예가 가능하다.
상기 회전자(300)의 실시예로서, 상기 회전자(300)는, 도 1 및 도 2(도면부호는 도 12a 및 도 12b 참조)에 도시된 바와 같이, 회전자(300)의 회전축(310)과 연결되며 하우징(100)의 내부에 설치되는 회전자중심축허브(380)가 회전자(300)의 양단 중 적어도 일단에 결합될 수 있다.
상기 회전자중심축허브(380)는, 회전자(300)의 양단 중 적어도 일단에서 회전자(300)의 회전축(310)과 연결되며 하우징(100)의 내부에 설치되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 회전자중심축허브(380)는, 회전자(300)의 양단 중 적어도 일단에 결합되어 전체 형상이 원통형상을 이루도록 구성될 수 있다.
한편 상기 하우징(100)은, 회전자(300)가 제1공극(610) 및 제2공극(620)을 유지하면서 회전될 수 있도록 내부고정자(220)를 지지하는 내부지지부(400)가 설치될 수 있다.
상기 내부지지부(400)는, 회전자(300)가 제1공극(610) 및 제2공극(620)을 유지하면서 회전될 수 있도록 내부고정자(220)를 지지하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
그리고 상기 내부지지부(400)는, 회전자중심축허브(380)를 내부지지부외측베어링(921)에 의하여 회전가능하게 지지할 수 있다.
상기 내부지지부(400)에 의한 회전자중심축허브(380)의 지지구조는, 다양한 실시예들이 가능하며, 도 2 및 도 4(도 12a 및 도 12b)에 도시된 바와 같이, 그 끝단 일부가 회전자중심축허브(380)의 내측으로 삽입되고, 삽입된 부분에 설치된 내부지지부외측베어링(921)에 의하여 회전자중심축허브(380)를 회전가능하게 지지할 수 있다.
다른 예로서, 상기 내부지지부(400)에 의한 회전자중심축허브(380)의 지지구조는, 회전자중심축허브(380)의 내주면을 내부지지부외측베어링(921)에 의하여 회전자중심축허브(380)를 회전가능하게 지지할 수 있다.
한편 상기 회전자중심축허브(380)가 하우징(100)의 내부에 설치됨을 고려하여 하우징(100)은, 회전축(310)이 외부로 노출될 수 있도록 개구부(121)가 형성된다.
그리고 상기 회전축(310)은, 하우징(100)에 설치된 하나 이상의 축지지베어링(911, 912), 예를 들면 제1축지지베어링(911) 및 제2축지지베어링(912)에 의하여 회전가능하게 지지된다.
이때 상기 하우징(100)의 내측에 위치되는 부분, 즉 회전자중심축허브(380)와 결합된 결합부(313)는, 제1축지지베어링(911)에 의한 원활한 지지를 위하여 그 외경이 하우징(100)의 외부로 돌출된 부분보다 더 크게 형성됨이 바람직하다.
여기서 상기 하우징(100)의 제1하우징부재(120)는, 결합부(313)의 외형에 대응되는 형상을 가질 수 있다.
상기 회전자(300)의 다른 실시예로서, 회전자(300)는, 도 5 및 도 6(도면부호는 도 12c 및 도 12d 참조)에 도시된 바와 같이, 회전자(300)의 양단 중 적어도 일단은, 회전자(300)의 회전축(310)과 연결되며 하우징(100)의 외부로 돌출되는 회전자수평허브(381)가 결합될 수 있다.
상기 회전자수평허브(381)는, 회전자(300)의 양단 중 적어도 일단에서 회전자(300)의 회전축(310)과 연결되며 하우징(100)의 외부로 돌출되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 회전자수평허브(381)는, 회전자(300)의 양단 중 적어도 일단에 결합되어 전체 형상이 원통형상을 이루도록 구성될 수 있다.
여기서 상기 회전자수평허브(381)의 외주면은, 하우징(100)에 설치된 회전자수평허브베어링(923)에 의하여 회전가능하게 지지될 수 있다.
한편 상기 하우징(100)은, 앞서 설명한 바와 같이, 회전자(300)가 제1공극(610) 및 제2공극(620)을 유지하면서 회전될 수 있도록 내부고정자(220)를 지지하는 내부지지부(400)가 설치될 수 있다.
상기 내부지지부(400)는, 회전자(300)가 제1공극(610) 및 제2공극(620)을 유지하면서 회전될 수 있도록 내부고정자(220)를 지지하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
그리고 상기 내부지지부(400)는, 회전자수평허브(381)를 회전자수평허브베어링(923)에 의하여 회전가능하게 지지할 수 있다.
상기 내부지지부(400)에 의한 회전자수평허브(381)의 지지구조는, 다양한 실시예들이 가능하며, 그 끝단 일부가 회전자수평허브(381)의 내측으로 삽입되고, 삽입된 부분에 설치된 회전자수평허브베어링(923)에 의하여 회전자수평허브(381)를 회전가능하게 지지할 수 있다.
다른 예로서, 상기 내부지지부(400)에 의한 회전자수평허브(381)의 지지구조는, 도 5 및 도 6(도 12c 및 도 12d)에 도시된 바와 같이, 회전자수평허브(381)의 내주면을 회전자수평허브베어링(923)에 의하여 회전자수평허브(381)를 회전가능하게 지지할 수 있다.
한편 상기 회전자(300)는, 일단(도면에서 우측부분)이 앞서 설명한 회전자(300)의 회전축(310)과 연결되는 회전자중심축허브(380) 또는 회전자수평허브(381)가 결합되며, 타단(도면에서 좌측부분)이 하우징(100)에 설치된 베어링에 의하여 회전가능하게 지지되는 연장부(320)를 포함할 수 있다.
상기 연장부(320)는, 회전자중심축허브(380) 또는 회전자수평허브(381)가 결합된 끝단의 반대쪽 끝단에 회전자(300)에 결합되어 하우징(100)에 설치된 베어링에 의하여 회전가능하게 지지되는 부분으로서, 앞서 설명한 회전자(300) 및 허브부(380)와 함께 전체 형상이 원통형상을 이룬다.
여기서 상기 연장부(320)를 회전가능하게 지지하는 베어링은, 하우징(100)에 설치되어 연장부(320)를 회전가능하게 지지하는 구성으로서, 도 12a 및 도 12c에 도시된 바와 같이, 연장부(320)의 내주면 측에 설치되는 내측지지베어링(925)으로 구성되거나, 도 12b 및 도 12d에 도시된 바와 같이, 연장부(320)의 끝단 및 하우징(100)의 내측면에 설치, 즉 연장부(320)를 회전축(310) 방향으로 회전가능하게 지지하는 회전자측면베어링(924)으로 구성되는 등 다양한 구성이 가능하다.
도 2, 도 4 내지 도 6을 참조하여 정리하면, 상기 회전자(300)는, 회전축(310)과의 결합을 위한 실시예들 도시하는 도 2와 도 4는, 하우징(100) 내부에서 회전자(300)에 결합된 회전자중심축허브(380)로부터 전동기 중심에서 회전축(310)을 빼낸 형태인 반면, 도 5 및 도 6은 회전자(300)에서 평행으로 연장된 회전자수평허브(381)를 외측으로 노출시킨 후 외부에 노출된 회전자수평허브(381)에 회전축(310)이 결합된 경우이다.
여기서 도 5는, 외부권선(510)과 내부권선(520)이 권선된 경우이고, 도 6은 외부권선(510) 만이 권선된 경우이다.
- 외부고정자 및 내부고정자의 철심 실시예들
한편 상기 외부고정자(210) 및 내부고정자(220)의 철심은 다양한 실시예들이 가능하다.
철심구조의 제1실시예로서, 도 7a에 도시된 바와 같이, 상기 외부고정자(210)는, 외부고정자철심(211)이 원주방향을 따라 복수개로 분할되고, 내부고정자(220)의 내부고정자철심(221)이 일체로 원통형상을 가질 수 있다.
그리고 분할된 각 외부고정자철심(211)은, 외부고정자권선슬롯(213)에 외부권선(510)이 권취되어 한 단위의 코어로서, 원주방향을 따라서 순차적으로 결합되어 전체로 원통형상을 형성할 수 있다.
즉, 상기 분할된 복수의 외부고정자철심(211)들은, 인접한 외부고정자철심(211)과 서로 밀착되는 양 측면에 고정구조(215)가 형성될 수 있다.
상기 고정구조(215)는, 분할된 복수의 외부고정자철심(211)들이 서로 밀착되는 밀착면에 형성되어, 복수의 외부고정자철심(211)들이 고정되기 위하여 형성되는 구조로서 다양한 구조가 가능하다.
구체적으로 상기 고정구조(215)는, 인접한 위치에 위치된 외부고정자철심(211)과 밀착되는 일면에 돌출 형성되는 하나 이상의 돌출부와; 타면에 상기 돌출부와 대응되도록 형성되는 오목부를 포함할 수 있다.
상기와 같이 상기 외부고정자(210)가 분할된 복수의 외부고정자철심(211)들에 의하여 원통형상을 이루어 형성되며, 더 나아가 외부고정자권선슬롯(213)에 분할되어 외부권선(510)이 권선된 상태로 인접한 외부고정자철심(211)과 서로 결합되게 되면 외부권선(510)의 권선이 용이함과 아울러 외부고정자(210)의 전체 조립이 용이한 이점이 있다.
철심구조의 제2실시예로서, 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 외부고정자(210)는, 외부고정자철심(211)이 일체로 원통형상을 가지며, 내부고정자(220)의 내부고정자철심(221)이 원주방향을 따라 복수개로 분할될 수 있다.
그리고 분할된 각 내부고정자철심(221)은, 내부고정자권선슬롯(223)에 외부권선(520)이 권취되어 한 단위의 코어로서, 원주방향을 따라서 순차적으로 결합되어 전체로 원통형상을 형성할 수 있다.
즉, 상기 내부고정자철심(221)이 원주방향을 따라 복수개로 분할되고, 분할된 내부고정자철심(221)은, 원주방향을 따라 결합되어 전체로 원통형상을 형성할 수 있다.
그리고, 상기 분할된 각 내부고정자철심(221)은, 내부고정자권선슬롯(223)에 분할되어 내부권선(520)이 권선된 상태로 인접한 내부고정자철심(221)과 서로 결합됨이 바람직하다.
예로서, 상기 분할된 복수의 내부고정자철심(221)들은, 인접한 내부고정자철심(221)과 서로 밀착되는 양 측면에 고정구조(225)가 형성될 수 있다.
상기 고정구조(225)는, 분할된 복수의 내부고정자철심(221)들이 서로 밀착되는 밀착면에 형성되어, 분할된 복수의 내부고정자철심(221)들이 고정되기 위하여 형성되는 구조로서 다양한 구조가 가능하다.
구체적으로 상기 고정구조(225)는, 인접한 위치에 위치된 분할된 내부고정자철심(221)과 밀착되는 일면에 돌출 형성되는 하나 이상의 돌출부와; 타면에 상기 돌출부와 대응되도록 형성되는 오목부를 포함할 수 있다.
상기와 같이 상기 내부고정자(220)가 분할된 복수의 내부고정자철심(221)들에 의하여 원통형상을 이루어 형성되며, 더 나아가 내부고정자권선슬롯(223)에 분할되어 내부권선(520)이 권선된 상태로 인접한 내부고정자철심(221)과 서로 결합되게 되면 내부권선(520)의 권선이 용이함과 아울러 내부고정자(220)의 전체 조립이 용이한 이점이 있다.
철심구조의 제3실시예로서, 도 7c에 도시된 바와 같이, 상기 외부고정자(210)의 외부고정자철심(211) 및 내부고정자(220)의 내부고정자철심(221)이 일체로 원통형상을 가질 수 있다.
정리하면 도 7a에 도시된 바와 같이, 외부고정자(210)는, 원주방향을 따라서 분할되어 전체로 원통형상을 가지며, 내부고정자(220)는, 분할됨 없이 원통형상을 가질 수 있다.
또한 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 외부고정자(210)는, 분할됨 없이 원통형상을 가지며, 내부고정자(220)는, 원주방향을 따라서 분할되어 전체로 원통형상을 가질 수 있다.
또한 도 7c에 도시된 바와 같이, 상기 외부고정자(210) 및 내부고정자(220)는, 모두 분할됨 없이 원통형상을 가질 수 있다.
마지막으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 외부고정자(210)의 외부고정자철심(211)과 내부고정자(220)의 내부고정자철심(221) 모두가 모두 원주방향을 따라서 분할되어 전체로 원통형상을 가질 수 있다.
- 코일권선의 실시예들
상기 외부고정자권선슬롯(213)은, 3상 전원의 인가 또는 발전을 위하여 외부고정자(210)에 3n개(n은 2 이상의 자연수)로 형성되며, 외부고정자권선슬롯(213)에 권선되는 외부권선(510)은, 원주방향을 따라서 각 외부고정자권선슬롯(213)에 대하여 3상 전원이 A, B 및 C 순으로 인가되는, A1 내지 An, B1 내지 Bn, 및 C1 내지 Cn 권선을 가진다.
예로서, 상기 외부권선(510)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 외부권선(510)이 3상 전원에 대응되어 원주방향을 따라서 A1 +- A1 -, B1 +- B1 -, C1 +- C1 -, A2 +- A2 -, B2 +- B2 -, C2 +- C2 - 순서로 배치될 수 있다.
그리고, 각 상에 대응되는 권선은, 서로 직렬 또는 병렬로 연결되어 전원이 인가될 수 있다.
즉, A1 +- A1 - 및 A2 +- A2 -,의 직렬연결 또는 병렬연결, B1 +- B1 - 및 B2 +- B2 -,의 직렬연결 또는 병렬연결, C1 +- C1 - 및 C2 +- C2 -,의 직렬연결 또는 병렬연결 등 다양한 연결이 가능하다.
한편 상기 내부권선(520)은, 각 상에 대응되도록 외부권선(520)과 대응되어 권선 및 배치됨이 바람직하다.
그리고 상기 외부권선(510) 및 내부권선(520)은, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 유기기전력이 동일하게 하기 위해서 공극을 마주하고 있는 권선이 직렬로 연결됨이 바람직하다.
그리고, 상기 외부권선(510) 및 내부권선(520)이 연결됨에 있어서, 도 9a에 도시된 바와 같이, 전체로 직렬로 연결되거나, 도 9b에 도시된 바와 같이 내부순환전류가 발생하지 않도록 서로 병렬로 결선됨이 바람직하다.
그리고, 상기 내부고정자권선슬롯(223)는, 3상 전원의 인가 또는 발전을 위하여 내부고정자(220)에 3n개(n은 2 이상의 자연수)로 형성되며, 내부고정자권선슬롯(223)에 권선되는 내부권선(520)은, 원주방향을 따라서 각 내부고정자권선슬롯(223)에 대하여 3상 전원이 a, b 및 c 순으로 인가되는, a1 내지 an, b1 내지 bn, 및 c1 내지 cn 권선을 가진다.
예로서, 상기 내부권선(520)의 권선 및 배치구조는, 도 8에 도시된 바와 같이, 내부권선(520)이 3상 전원에 대응되어 원주방향을 따라서 a1 +- a1 -, b1 +- b1 -, c1 +- c1 -, a2 +- a2 -, b2 +- b2 -, c2 +- c2 - 순서로 배치될 수 있다.
그리고, 각 상에 대응되는 권선은, 서로 직렬 또는 병렬로 연결되어 전원이 인가될 수 있다.
즉, a1 +- a1 - 및 a2 +- a2 -,의 직렬연결 또는 병렬연결, b1 +- b1 - 및 b2 +- b2 -,의 직렬연결 또는 병렬연결, c1 +- c1 - 및 c2 +- c2 -,의 직렬연결 또는 병렬연결 등 다양한 연결이 가능하다.
한편 상기와 같은 권선은, 도 9a 내지 도 9c, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 다양한 방식에 의하여 결선될 수 있다.
즉, 상기 A1 내지 An은, 직렬 또는 병렬로 연결되며, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, B1 내지 Bn은, 직렬 또는 병렬로 연결되며, 상기 C1 내지 Cn은, 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.
또한 상기 a1 내지 an은, 직렬 또는 병렬로 연결되며, 상기 b1 내지 bn은, 직렬 또는 병렬로 연결되며, 상기 c1 내지 cn은, 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.
다른 예로서, 외부권선(510) 및 내부권선(520)의 조합에 의한 권선례로서, 도 9a 내지 도 9c와 같이 다양한 실시예가 가능하다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 하나의 상에 대응되는 권선이 A1 +-A1 --a1 +-a1 --A2 +-A2 --a2 +- a2 순서로 직렬로 결선될 수 있다.
즉, 상기 외부권선(510) 및 내부권선(520)이 연결됨에 있어서, 전체로 직렬로 연결될 수 있다.
도 9b에 도시된 바와 같이, A1 +-A1 --a1 +-a1 -, A2 +-A2 --a2 +- a2 각각이 직렬로 결선된 후 서로 병렬로 결선될 수 있다.
도 9c에 도시된 바와 같이, A1 +-A1 --A2 +-A2 -, a1 +-a1 --a2 +- a2 각각이 직렬로 결선된 후 서로 병렬로 결선될 수 있다.
즉, 상기 외부권선(510) 및 내부권선(520)이 연결됨에 있어서, 각각 전원의 상이 복수개로 배치된 각 상의 외부권선(510) 및 내부권선(520)이 직렬로 연결되고, 복수개로 배치된 각 상들은 서로 병렬로 연결될 수 있다.
한편 도 9a 및 도 9b는, 도 8의 구조에서 권선 배치도 및 결선도로서 외부권선(510)과 내부권선(520)에서 유기되는 기전력이 다르므로 병렬 연결시 내부순환전류가 발생하여 전동기가 소손될 우려가 있으므로 병렬회로로 연결시 대칭이 되도록 결선되어야 한다.
구체적으로 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 직렬 또는 병렬로 결선됨이 바람직하다.
한편 도 3 및 도 4에 도시된 실시예에서와 같이, 내부권선(520)이 없는 경우, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 내부권선(520)에 대응되는 권선 없이 직렬 또는 병렬 결선로 결선됨이 바람직하다.
한편 도 9a 내지 도 10b는, 3상에서 1상만 나타내고 있으나 나머지 2상과 Y 혹은 Δ 결선을 할 수도 있음은 물론이다.
- 회전자 위치 감지센서
한편 본 발명의 실시예들에 따른 전동기는, 그 회전제어를 위하여 회전자(300)의 회전축(310)과 하우징(100)에는, 회전자(300)의 회전위치를 감지하기 위한 회전자위치센서(700)가 설치될 수 있다.
상기 회전자위치센서(700)는, 상대적으로 고정된 상태의 하우징(100)에 대한 회전자(300)의 회전위치를 감지하기 위하여 설치되는 구성으로서, 회전자(300)의 회전위치를 감지할 수 있으면 다양한 구성이 가능하다.
그리고 상기 회전자위치센서(700)는, 하우징(100), 외부고정자(210) 및 회전자(300)의 형태 및 구조에 따라 다양한 위치에 설치 가능하다.
특히 상기 회전자(300)의 형태 및 구조에 따라 상기 회전자위치센서(700)의 구조, 형태 및 배치는 다양하게 가능하다.
예로서, 상기 회전자위치센서(700)는, 회전자(300)의 회전축(310)에 하나 이상 설치되어 회전하는 제1감지부(710)와, 하우징(100)에 설치되어 제1감지부(710)의 위치를 감지하기 위하여 고정된 제2감지부(720)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제1감지부(710)는, 회전자(300)의 회전축(310)에는 반경방향으로 복수로 돌출된 자성체 돌출부로 구성되고, 제2감지부(720)는 제1감지부(710)인 자성체 돌출부에 대응되는 2개의 센싱부로 구성될 수 있다.
상기 제1감지부(710)의 자성체 돌출부는, 회전자(300)의 회전축(310)에는 반경방향으로 복수로 돌출되는 구성으로서 회전축(310)과 일체로 형성되거나 별도의 부재로서 회전축(310)에 결합될 수 있다.
특히 상기 자성체 돌출부의 구성은, 특허문헌 1에 개시된 구조와 유사한 구조를 가질 수 있다. 특허문헌 1에는, 선형구조로 개시되어 있으나 돌출구성 및 센서모듈이 원형으로 배치되도록 변형될 수 있다.
한편 상기 자성체 돌출부는, 도 11에 도시된 바와 같이, 원주방향으로 각도가 2τ가 되도록 형성될 수 있다.
이때 상기 제2감지부(720)의 센서모듈은, 제1감지부(710)의 자성체 돌출부의 배치에 대응되어 2개 설치되는데, 이 중에서 한 개와 다른 한 개의 제2감지부(720) 센서모듈은 제1감지부(710)의 자성체 돌출부에 대하여 τ/2의 각도 차를 이루도록 배치됨이 바람직하다.
상기와 같은 배치에 의하여, 상기 감지센서는, 특허문헌 1의 도 6에 도시된 식을 이용하여 회전축(310), 즉 회전자(300)의 회전위치를 감지할 수 있게 된다.
- 2중공극을 가진 회전자의 설치구조
한편 상기 회전자(300) 및 회전축(310)은, 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 앞서 설명한 바와 같이, 다양한 방식에 의하여 결합될 수 있으며, 본 발명에 따른 2중공극 전동기의 실시예들에 국한되지 않고 종래의 일반적인 전동기, 즉, 유도전동기, 영구자석 전동기 등에도 출력을 높이기 위해서 적용이 가능하다.
구체적으로 본 발명의 다른 기술적 요지로서, 본 발명에 따른 전동기의 회전자(300) 및 회전축(310) 결합구조는, 외부고정자(210), 내부고정자(520), 회전자(300), 하우징(100), 내부지지부(400) 및 베어링(990, 991, 992, 993)으로 구성된다.
그리고 상기 외부고정자(210)의 안쪽과 회전자(300) 사이에는, 제1공극(610)과 내부고정자(520)의 바깥쪽과 회전자(300) 사이에는 제 2공극(620), 즉 2개의 공극을 형성한다.
상기 외부고정자(210)는, 가장 일반적인 내전형 전동기의 고정부에 해당하고, 내부고정자(520)는, 외전형 전동기의 고정부에 해당되므로, 2중공극 전동기 회전자(300)는 내전형 전동기 회전부와 외전형 전동기의 회전부 역할을 동시에 하므로 주어진 체적에서 기계적 출력(발전기의 경우 발전량)이 증가한다.
2중공극 전동기의 권선의 경우도 마찬가지로 2개의 권선(500)을 가지는데 외부고정자(210)에는 외부권선(510), 내부고정자(220)에는 내부권선(520)으로 구성되고, 전동기의 형태에 따라 외부권선(510)은 다양하게 집중권선 혹은 분포권선이 배치됨이 바람직하다.
2중공극 전동기의 구조는 회전자 및 회전축의 형태, 베어링이 위치에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
2중공극 전동기의 구조 예로 도 12a 내지 도 12d에 도시된 바와 같이, 회전자 및 회전축의 형태에 따라 회전자(300) 및 회전축(310)가 결합되는 위치에 따라서 그 실시예가 구분된다.
예로서 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 상기 회전축(300)이 결합되는 회전자중심축허브(380)를 하우징(100)의 내부에 위치시키고 회전축(310)이 하우징(100)을 관통하여 설치된 경우 베어링(911, 912, 921, 925)이 4개의 지점에 설치되어야 한다.
반면, 도 12c 및 도 12d에 도시된 바와 같이, 상기 회전축(300)이 결합되는 회전자수평허브(381)를 하우징(100)의 외부에 위치시키고 회전축(310)이 하우징(100)의 외부에서 회전자수평허브(381)와 결합된 경우 축지지베어링(911, 912)이 불필요하여 베어링(921, 923, 925)이 3개의 지점에 설치되어 보다 안정적이다.
한편 상기 회전자(300)의 종단, 즉 연장부(320)를 지지하는 베어링(924, 925)을 다양한 위치에 위치시킬 수 있으며, 도 12a 및 도 12c에 도시된 바와 같이, 연장부(320)를 지지하는 베어링(924, 925)은, 연장부(320)의 내주면에 내측지지베어링(925)으로서 위치되거나, 도 12b 및 도 12d에 도시된 바와 같이, 연장부(320)를 지지하는 베어링(924, 925)은, 연장부(320)의 끝단 및 하우징(100)의 내측면 사이에서 회전자측면베어링(924)으로서 위치될 수 있다.
한편 도 12a 내지 도 12d에 도시된 구조 및 상기한 구성은, 코일의 권선 등 전동기의 타입에 무관하게 회전자(300) 및 회전축(310)의 설치구조에 관한 것으로서 확대가 가능하다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동기는, 양단 중 적어도 일단이 회전력을 외부로 전달하는 회전축(310)과 연결되며 원통형상을 가지는 회전자(300)와; 회전자(300)의 외주면 및 내주면 각각에 위치되는 2개의 공극(610, 620)을 가지고 설치되는 하나 이상의 고정자(210, 220)를 포함할 수 있다.
그리고 실시예로서, 상기 고정자(210, 220)는, 회전자(300)의 외주면과 제1공극(610)을 가지고 설치되는 외부고정자(210)와; 회전자(300)의 내주면과 제2공극(620)을 가지고 설치되는 내부고정자(220)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 회전자(300)는, 도 2, 도 4 내지 도 6, 도 12a 내지 도 12d에 도시된 실시예들로 구성되는 등 다양한 구성이 가능하다.
한편 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 전동기 및 종래기술에 따른 전동기를 비교하면 다음 표들과 같다.
제1공극과 제2공극이 0.3mm인 경우
구분 회전자 외주면 단위면적 당 힘(kN/㎡)
도 13a에 도시된 구조를 가지는 전동기 41
도 13b에 도시된 구조를 가지는 전동기 71
도 13c에 도시된 구조를 가지는 전동기 18.6
도 13d에 도시된 구조를 가지는 전동기 21
본 발명 (도 3 및 도 4에 도시된 구조) 82
본 발명 (도 1 및 도 2에 도시된 구조) 118
여기서 회전자 외주면 단위면적 당 힘은, 회전축(310)에서 발생된 토크를 회전자의 표면적으로 나눈 값으로 정의된다.
Figure 112017095386733-pat00001
한편, 회전자 외주면 단위면적 당 힘을 토크로 표시하면 아래와 같다.
Figure 112017095386733-pat00002
여기서 T는, 토크, r은, 반경, Lst는 회전자 힘발생부분 원통의 길이이다.
제1공극 및 제2공극이 0.8mm인 경우
구분 회전자 외주면 단위면적 당 힘(kN/㎡)
도 13a에 도시된 구조를 가지는 전동기 30
도 13b에 도시된 구조를 가지는 전동기 44
도 13c에 도시된 구조를 가지는 전동기 14.4
도 13d에 도시된 구조를 가지는 전동기 18
본 발명 (도 3 및 도 4에 도시된 구조) 42
본 발명 (도 1 및 도 2에 도시된 구조) 66
상기 시뮬레이션과 같이, 도 1 내지 도 12d에 도시된 구조를 가지는 경우, 회전자 외주면 단위면적 당 힘(kN/㎡)이 종래기술에 비하여 크게 향상됨을 확인할 수 있다.
한편 본 발명에 관하여, 전동기의 예를 들어 설명하였으나 전동기 특유의 구성을 제외한 본 발명의 본질적 구성들은 발전기로도 적용될 수 있음은 물론이다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
210: 외부고정자 220 : 내부고정자
300: 회전자 510: 외부권선

Claims (34)

  1. 복수의 외부고정자권선슬롯(213)이 내주면에 원주방향으로 일정 간격으로 형성되는 외부고정자철심(211)과, 서로 인접한 한 쌍의 상기 외부고정자권선슬롯(213)에 의하여 상대적으로 형성되는 외부고정자철심치(218)를 중심으로 권선되는 외부권선(510)을 포함하는 외부고정자(210)와;
    복수의 내부고정자권선슬롯(223)이 외주면에 원주방향으로 일정간격으로 형성되는 내부고정자철심(221)을 포함하는 내부고정자(220)와;
    상기 외부고정자(210)와 내부고정자(220) 사이에 외부에 대하여 제1공극(610)과 내부에 대하여 제2공극(620)을 가지며, 복수의 회전자철심(340)과 복수의 영구자석(330)들이 상기 회전자철심(340) 사이에서 원주방향을 따라 결합되어 회전가능하도록 설치되는 회전자(300)를 포함하며;
    상기 외부고정자철심(211)은, 내주면에 하나 이상의 외부고정자철심슬롯(212)이 서로 인접한 한 쌍의 상기 외부고정자권선슬롯(213) 사이에서 오목하게 형성되며,
    상기 내부고정자철심(221)은, 외주면에 하나 이상의 내부고정자철심슬롯(222)이 서로 인접한 한 쌍의 내부고정자권선슬롯(223) 사이에서 오목하게 형성된 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 외부권선(510)은, 상기 외부고정자권선슬롯(213) 내부에 설치되며, 상기 외부고정자권선슬롯(213)은, 3상 전원의 인가 또는 발전을 위하여 상기 외부고정자(210)에 3배수로 형성되는 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 외부고정자권선슬롯(213)은,
    권선 면적을 확장하는 외부고정자 권선슬롯연장부(214)가 상기 회전자(300)를 향하는 면에 적어도 일부가 원주방향을 따라서 더 연장 형성된 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 외부고정자철심(211)은, 원주방향을 따라 복수개로 분할되고, 분할된 상기 외부고정자철심(211)은, 원주방향을 따라 결합되어 전체로 원통형상을 형성하며,
    분할된 각 외부고정자철심(211)은, 상기 외부고정자권선슬롯(213)에 외부권선(510)이 권취된 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 외부고정자(210)가 고정되는 하우징(100)을 포함하며,
    상기 회전자(300)의 회전축(310)과 상기 하우징(100)에는, 상기 회전자(300)의 회전위치를 감지하기 위한 위치센서(700)가 설치된 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 외부고정자(210)의 외부권선(510)에 인가되는 3상 전원 또는 유기되는 3상 전원에 의하여 자속의 전자기적 상호작용에 의하여 일정한 방향으로 회전 또는 발전되도록,
    상기 내부고정자철심슬롯(222)은, 상기 외부고정자철심치(218)의 중간에 위치되고, 상기 회전자(300)의 복수의 영구자석(330)들이 상기 회전자철심(340) 사이에서 원주방향을 따라 N극 및 S극(→ ←)이 서로 번갈아가면서 설치된 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 외부고정자(210)의 자속이 상기 회전자(300)의 영구자석(330) 및 회전자철심(340)을 통해 상기 내부고정자(220)로 원활히 통하도록,
    상기 제1공극(610)에 접하고 있는 외부고정자철심치(218)와, 상기 제2공극(620)이 접하고 있는 내부고정자철심치(219)는, 서로 엇갈리게 위치하는 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 내부고정자(220)는,
    서로 인접한 한 쌍의 내부고정자권선슬롯(223)에 의하여 상대적으로 형성되는 내부고정자철심치(219)를 중심으로 권선되는 내부권선(520)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 내부권선(520)은, 상기 내부고정자권선슬롯(223) 내부에 설치되며,
    상기 내부고정자권선슬롯(223)은, 3상 전원의 인가 또는 발전을 위하여 상기 내부고정자(220)에 3배수로 형성되는 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 내부고정자철심(221)은, 원주방향을 따라 복수개로 분할되고, 분할된 상기 내부고정자철심(221)은, 원주방향을 따라 결합되어 전체로 원통형상을 형성하며,
    상기 내부고정자철심(221)은, 상기 내부고정자권선슬롯(223)에 내부권선(520)이 권취된 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
  11. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 외부고정자(210)가 고정되는 하우징(100)을 포함하며,
    상기 회전자(300)의 양단 중 적어도 일단은, 상기 회전자(300)의 회전축(310)과 연결되며 상기 하우징(100)의 내부에 설치되는 회전자중심축허브(380)가 결합된 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 하우징(100)은, 상기 회전자(300)가 상기 제1공극(610) 및 상기 제2공극(620)을 유지하면서 회전될 수 있도록 상기 내부고정자(220)를 지지하는 내부지지부(400)가 설치되며,
    상기 내부지지부(400)는, 상기 회전자중심축허브(380)를 내부지지부외측베어링(921)에 의하여 회전가능하게 지지하는 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 하우징(100)은, 상기 회전자(300)가 상기 제1공극(610) 및 상기 제2공극(620)을 유지하면서 회전될 수 있도록 상기 내부고정자(220)를 지지하는 내부지지부(400)가 설치되며,
    상기 내부지지부(400)는, 그 끝단 일부가 상기 회전자중심축허브(380)의 내측으로 삽입되고, 삽입된 부분에 설치된 내부지지부외측베어링(921)에 의하여 상기 회전자중심축허브(380)를 회전가능하게 지지하는 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 하우징(100)은, 상기 회전축(310)이 외부로 노출될 수 있도록 개구부(121)가 형성되며,
    상기 회전축(310)은, 상기 하우징(100)에 설치된 하나 이상의 축지지베어링(911, 912)에 의하여 회전가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
  15. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 외부고정자(210)가 고정되는 하우징(100)을 포함하며,
    상기 회전자(300)의 양단 중 적어도 일단은, 상기 회전자(300)의 회전축(310)과 연결되며 상기 하우징(100)의 외부로 돌출되는 회전자수평허브(381)가 결합되며,
    상기 회전자수평허브(381)의 외주면은, 상기 하우징(100)에 설치된 회전자수평허브베어링(923)에 의하여 회전가능하게 지지되는 특징으로 하는 회전 전기기기
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 하우징(100)은, 상기 회전자(300)가 상기 제1공극(610) 및 상기 제2공극(620)을 유지하면서 회전될 수 있도록 상기 내부고정자(220)를 지지하는 내부지지부(400)가 설치되는 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 하우징(100)은, 상기 회전자(300)가 상기 제1공극(610) 및 상기 제2공극(620)을 유지하면서 회전될 수 있도록 상기 내부고정자(220)를 지지하는 내부지지부(400)가 설치되며,
    상기 내부지지부(400)는, 그 끝단 일부가 상기 회전자수평허브(381)의 내측으로 삽입되고, 삽입된 부분에 설치된 회전자수평허브베어링(923)에 의하여 상기 회전자수평허브(381)를 회전가능하게 지지하는 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
  18. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 외부고정자(210)가 고정되는 하우징(100)을 포함하며,
    상기 회전자(300)는, 일단이 상기 회전자(300)의 회전축(310)과 연결되는 허브부(380)가 결합되며, 타단이 상기 하우징(100)에 설치된 베어링(924, 925)에 의하여 회전가능하게 지지되는 연장부(320)를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 연장부(320)를 회전가능하게 지지하는 베어링은, 상기 연장부(320)의 내주면 측에 설치되는 내측지지베어링(925) 또는 상기 연장부(320)의 끝단 및 하우징(100)의 내측면에 설치되는 회전자측면베어링(924)을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
  20. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 외부고정자권선슬롯(213)은, 3상 전원의 인가 또는 발전을 위하여 상기 외부고정자(210)에 3n개(n은 2 이상의 자연수)로 형성되며,
    상기 외부고정자권선슬롯(213)에 권선되는 상기 외부권선(510)은, 원주방향을 따라서 각 외부고정자권선슬롯(213)에 대하여 3상 전원이 A, B 및 C 순으로 연결되는, A1 내지 An, B1 내지 Bn, 및 C1 내지 Cn 권선을 가지는 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 A1 내지 An은, 직렬 또는 병렬로 연결되며, 상기 B1 내지 Bn은, 직렬 또는 병렬로 연결되며, 상기 C1 내지 Cn은, 직렬 또는 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 내부고정자(220)는, 서로 인접한 한 쌍의 내부고정자권선슬롯(223)에 의하여 상대적으로 형성되는 내부고정자철심치(219)를 중심으로 권선되는 내부권선(520)을 추가로 포함하며,
    상기 내부고정자권선슬롯(223)는, 3상 전원의 인가 또는 발전을 위하여 상기 내부고정자(220)에 3n개(n은 2 이상의 자연수)로 형성되며,
    상기 내부고정자권선슬롯(223)에 권선되는 상기 내부권선(520)은, 원주방향을 따라서 각 내부고정자권선슬롯(223)에 대하여 3상 전원이 a, b 및 c 순으로 연결되는, a1 내지 an, b1 내지 bn, 및 c1 내지 cn 권선을 가지는 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 a1 내지 an은, 직렬 또는 병렬로 연결되며, 상기 b1 내지 bn은, 직렬 또는 병렬로 연결되며, 상기 c1 내지 cn은, 직렬 또는 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
  24. 청구항 22에 있어서,
    상기 외부권선(510) 및 상기 내부권선(520)은, 3상 전원에 대응되어,
    상기 A1 내지 An와, 상기 a1 내지 an가 서로 쌍을 이루어 연결되고, 쌍을 이룬 An 및 an은, 직렬 또는 병렬로 연결되며,
    상기 B1 내지 Bn와, 상기 b1 내지 bn가 서로 쌍을 이루어 연결되고, 쌍을 이룬 Bn 및 bn은, 직렬 또는 병렬로 연결되며,
    상기 C1 내지 An와, 상기 c1 내지 cn가 서로 쌍을 이루어 연결되고, 쌍을 이룬 Cn 및 cn은, 직렬 또는 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
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  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 청구항 18에 있어서,
    상기 연장부(320)를 회전가능하게 지지하는 베어링은, 상기 연장부(320)의 내주면 측에 설치되는 내측지지베어링(925) 또는 상기 연장부(320)의 끝단 및 하우징(100)의 내측면에 설치되는 회전자측면베어링(924)을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201720363D0 (en) * 2017-12-06 2018-01-17 Trw Ltd Handwheel actuator assembly
US20230018260A1 (en) * 2019-12-20 2023-01-19 Vam Co., Ltd. Dual and multiple air gap rotary device
TWI729648B (zh) * 2019-12-23 2021-06-01 綠達光電股份有限公司 模組化馬達轉子及模組化馬達轉子結構
KR102449014B1 (ko) * 2020-11-27 2022-09-28 경성대학교 산학협력단 비자성 차단부재를 구비한 이중 공극형 표면 영구자석 동기모터
KR102504873B1 (ko) * 2020-11-27 2023-02-28 경성대학교 산학협력단 복식 제어장치를 구비한 이중 공극형 표면 영구자석 동기모터
US11641150B2 (en) * 2021-02-25 2023-05-02 O Chan KWON Smart generator
KR102542504B1 (ko) * 2021-03-04 2023-06-12 한양대학교 에리카산학협력단 에너지 변환 장치
KR102568399B1 (ko) * 2021-07-01 2023-08-21 인천대학교 산학협력단 요크리스 회전자를 이용한 이중 공극 방사형 자속 영구 자석 버니어 전동기
KR102564286B1 (ko) * 2021-07-20 2023-08-04 한양대학교 에리카산학협력단 에너지 변환 장치
CN114673664A (zh) * 2022-03-25 2022-06-28 合肥恒大江海泵业股份有限公司 一种自体供电电泵
US20240072623A1 (en) * 2022-08-26 2024-02-29 NextPower360 Co. Improved intrinsically adapting variable generators and motors

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202282690U (zh) * 2011-10-28 2012-06-20 雅科贝思精密机电(上海)有限公司 一种高转矩低惯性的直接驱动电机
JP2015173583A (ja) * 2014-02-20 2015-10-01 北田 保雄 電気回転機

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0742226Y2 (ja) 1985-02-22 1995-09-27 三菱電機株式会社 永久磁石界磁形同期機
DE3915526A1 (de) 1989-02-13 1990-08-16 Rolf Hopf Duplexelektromotor
JP3152405B2 (ja) * 1992-06-10 2001-04-03 オークマ株式会社 電動機
JP3691345B2 (ja) * 2000-05-25 2005-09-07 三菱電機株式会社 永久磁石型電動機
KR100440389B1 (ko) 2001-12-26 2004-07-14 한국전기연구원 2상 횡자속형 영구자석 여자 선형 전동기
US6924574B2 (en) * 2003-05-30 2005-08-02 Wisconsin Alumni Research Foundation Dual-rotor, radial-flux, toroidally-wound, permanent-magnet machine
KR100785276B1 (ko) 2005-12-29 2007-12-13 한국전기연구원 외전형 영구자석 여자 횡자속 전동기
KR101273594B1 (ko) * 2007-04-05 2013-06-14 삼성전자주식회사 모터 및 이를 갖춘 드럼세탁기
KR101027935B1 (ko) 2008-10-21 2011-04-12 한국전기연구원 선형 위치 검출용 자기 센서 및 이를 이용한 선형 전동기 위치 검출 방법
CN101741155B (zh) * 2008-11-14 2012-09-05 山东科汇电力自动化有限公司 一种开关磁阻发电机
JP5359398B2 (ja) * 2009-03-10 2013-12-04 マツダ株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
KR101265994B1 (ko) * 2011-04-04 2013-05-22 오장수 전기 자동차용 구동장치 및 이의 제어방법
CN102427290A (zh) 2011-10-28 2012-04-25 雅科贝思精密机电(上海)有限公司 一种高转矩低惯性的直接驱动电机
JP6095267B2 (ja) * 2012-02-24 2017-03-15 株式会社クリーンクラフト 三相永久磁石式同期モータ
US9595858B2 (en) 2013-09-09 2017-03-14 Wisconsin Alumni Research Foundation Double air gap, spoke type vernier machine
CN103618424B (zh) * 2013-12-02 2016-08-17 南京工程学院 一种双定子磁悬浮开关磁阻启动/发电机
JP5901678B2 (ja) 2014-03-27 2016-04-13 株式会社豊田中央研究所 情報処理装置、情報記憶装置、及び回転電機の制御装置
CN106602823A (zh) 2017-02-23 2017-04-26 武汉理工大学 一种双爪极定子聚磁式游标电机

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202282690U (zh) * 2011-10-28 2012-06-20 雅科贝思精密机电(上海)有限公司 一种高转矩低惯性的直接驱动电机
JP2015173583A (ja) * 2014-02-20 2015-10-01 北田 保雄 電気回転機

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Publication number Publication date
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