KR102563902B1 - Rotor of line start synchronous reluctance motor with improved stiffness and power - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 양태는 중심에 샤프트홀이 형성되는 라인 기동식 동기 릴럭턴스 전동기의 회전자에 있어서, 상기 샤프트홀을 중심으로 원주 방향으로 배치되는 복수의 배리어, 상기 배리어의 양 끝단에 위치하는 복수의 회전자 슬롯 및 상기 배리어와 상기 회전자 슬롯이 이격된 사이에 형성되어 상기 배리어의 강성을 향상시키는 브릿지를 포함하고, 상기 브릿지는 상기 브릿지의 길이 방향이 원심력의 방향과 이루는 각도가 소정 각도 이하가 되도록 형성되는 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자에 관한 것이다. In 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 plurality of barriers disposed in a circumferential direction around the shaft hole, and a plurality of barriers located at both ends of the barrier A rotor slot of and a bridge formed between the barrier and the rotor slot spaced apart to improve rigidity of the barrier, wherein the bridge has a longitudinal direction of the bridge and a direction of centrifugal force at an angle equal to or less than a predetermined angle. It relates to a rotor of a line-started synchronous reluctance motor formed to be

Description

기계적 강성 및 출력 특성을 고려한 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자 {ROTOR OF LINE START SYNCHRONOUS RELUCTANCE MOTOR WITH IMPROVED STIFFNESS AND POWER}Rotor of line-started synchronous reluctance motor considering mechanical stiffness and output characteristics {ROTOR OF LINE START SYNCHRONOUS RELUCTANCE MOTOR WITH IMPROVED STIFFNESS AND POWER}

본 발명은 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기(Line Start Synchronous Reluctance Motor)의 회전자에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 기계적 강성과 출력 특성을 향상시키는 라인기동식 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 rotor of a line start synchronous reluctance motor that improves mechanical rigidity and output characteristics. will be.

일반적으로 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기는 회전자의 회전에 따른 자기 저항의 변화에 의해서 회전력이 발생되는 원리를 이용한 전동기로서, 펌프, 팬 등의 산업용 어플리케이션에 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 pumps and fans. 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.

그런데, 일반적으로 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자 슬롯 에는 알루미늄이 채워져 있어 회전시 비산이 발생할 수 있다. 이러한 비산을 방지하기 위해 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기는 립과 브릿지 구조를 가지고 있으며 브릿지 구조는 전동기의 기계적 강성과 출력 특성에 영향을 미친다.However, since the rotor slots of line-started synchronous reluctance motors are generally filled with aluminum, scattering may occur during rotation. To prevent this scattering, the line-started synchronous reluctance motor has a lip and bridge structure, and the bridge structure affects the mechanical rigidity and output characteristics of the motor.

본 발명의 일 과제는 출력 특성이 향상된 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 with improved output characteristics.

본 발명의 다른 일 과제는 기계적 강성이 개선된 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 mechanical rigidity.

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 회전자에 있어서, 상기 샤프트홀을 중심으로 원주 방향으로 배치되는 복수의 배리어, 상기 배리어의 양 끝단에 위치하는 복수의 회전자 슬롯 및 상기 배리어와 상기 회전자 슬롯이 이격된 사이에 형성되어 배리어의 강성을 향상시키는 브릿지를 포함하고, 상기 브릿지는 상기 브릿지의 길이 방향이 원심력의 방향과 이루는 각도가 소정 각도 이하가 되도록 형성되는 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자가 제공될 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 plurality of barriers disposed in a circumferential direction around the shaft hole, at both ends of the barrier It includes a plurality of rotor slots positioned and a bridge formed between the barrier and the rotor slot spaced apart to improve rigidity of the barrier, wherein the bridge has a predetermined angle between the longitudinal direction of the bridge and the direction of the centrifugal force. A rotor of a line-started synchronous reluctance motor formed to be less than or equal to an angle may be provided.

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, 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 having improved output characteristics can be provided.

본 발명에 의하면, 기계적 강성이 개선된 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 mechanical rigidity 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 일 실시 예에 따른 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자를 설명하기 위한 도면이다
도 6은 일 실시 예에 따른 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자를 설명하기 위한 도면이다
도 7은 도 3의 구조에 따른 회전자를 구비한 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 유한요소 해석 기법을 이용하여 종래와 도 3 및 도 4의 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 an embodiment.
5 is a view for explaining a rotor of a line-started synchronous reluctance motor according to an embodiment.
6 is a view for explaining a rotor of a line-started synchronous reluctance motor according to an embodiment.
FIG. 7 is a view for explaining a line-started synchronous reluctance motor having a rotor according to the structure of FIG. 3 .
8 is a view showing a result of comparing analysis results for the rotor of the line-started synchronous reluctance motor according to the structure of FIGS. 3 and 4 with the conventional one 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. or may further include additional components 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 양상에 따르면, 중심에 샤프트홀이 형성되는 라인 기동식 동기 릴럭턴스 전동기의 회전자에 있어서, 상기 샤프트홀을 중심으로 원주 방향으로 배치되는 복수의 배리어, 상기 배리어의 양 끝단에 위치하는 복수의 회전자 슬롯 및 상기 배리어와 상기 회전자 슬롯이 이격된 사이에 형성되어 상기 배리어의 강성을 향상시키는 브릿지를 포함하고, 상기 브릿지는 상기 브릿지의 길이 방향이 원심력의 방향과 이루는 각도가 소정 각도 이하가 되도록 형성되는 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자가 제공될 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 plurality of barriers arranged in a circumferential direction around the shaft hole, located at both ends of the barrier and a plurality of rotor slots formed between the barrier and the rotor slot to improve rigidity of the barrier, wherein the bridge has a predetermined angle between a longitudinal direction of the bridge and a direction of centrifugal force. A rotor of a line-started synchronous reluctance motor formed to be less than or equal to an angle may be provided.

상기 브릿지의 길이 방향이 원심력의 방향과 이루는 각도가 90도인 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자가 제공될 수 있다.A rotor of a line-started synchronous reluctance motor having an angle of 90 degrees between the longitudinal direction of the bridge and the direction of the centrifugal force may be provided.

상기 브릿지의 길이 방향이 원심력의 방향과 이루는 각도가 90도 미만인 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자가 제공될 수 있다.A rotor of a line-started synchronous reluctance motor may be provided in which an angle formed between the longitudinal direction of the bridge and the direction of the centrifugal force is less than 90 degrees.

상기 브릿지를 통과하는 누설 자속의 방향과 원심력의 방향이 이루는 각도가 90도 미만인 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자가 제공될 수 있다.A rotor of a line-started synchronous reluctance motor may be provided in which an angle formed between a direction of leakage magnetic flux passing through the bridge and a direction of centrifugal force is less than 90 degrees.

상기 브릿지를 통과하는 누설 자속의 방향과 원심력의 방향이 이루는 각도가 90도인 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자가 제공될 수 있다.A rotor of a line-started synchronous reluctance motor may be provided in which an angle between a direction of leakage magnetic flux passing through the bridge and a direction of centrifugal force is 90 degrees.

상기 브릿지의 길이 방향은 상기 회전자의 동심원의 원주 방향을 따라 형성되는 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자가 제공될 수 있다.The length direction of the bridge may be provided with a rotor of a line-driven synchronous reluctance motor formed along a circumferential direction of the concentric circles of the rotor.

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 배리어는 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 are composed of a body portion 203, a first connection portion 201, and a second connection portion 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 회전자 슬롯(300)이 배치됨을 알 수 있다.It can be seen that the rotor slot 300 is disposed along the circumference adjacent to the first connection part 201 and the second connection part 202 .

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 연결부가 없는 배리어 및 폭이 깊어진 회전자 슬롯과 브릿지를 갖는 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자 구조 및 브릿지의 길이 방향과 원심력의 방향을 도시한 단면도이다.3 is a rotor structure of a line-started synchronous reluctance motor having a barrier without a connection and a rotor slot and a bridge with a deepening according to an embodiment of the present invention, and showing the longitudinal direction of the bridge and the direction of centrifugal force. it is a cross section

도 3의 구조에 따른 회전자는 배리어의 연결부가 사라지고 폭이 깊어진 슬롯을 가짐으로써 도 2의 구조를 갖는 회전자에 비해 출력 특성이 향상될 수 있다.The rotor according to the structure of FIG. 3 may have improved output characteristics compared to the rotor having the structure of FIG. 2 because the connection part of the barrier disappears and has a slot with a wider width.

도시된 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자(91)는 샤프트홀(100)을 중심으로 원주 방향으로 배치되며 좌우로 연장되는 형상을 갖는 복수의 배리어(20)와 일단부는 원주와 인접하게 배치되고 타단부는 상기 배리어(20)의 끝단까지 연장되는 형태의 회전자 슬롯(30)과 상기 배리어(20)와 상기 회전자 슬롯(30)의 이격된 사이에 형성된 브릿지(40)를 포함한다.The rotor 91 of the shown line-started synchronous reluctance motor is disposed in the circumferential direction around the shaft hole 100 and has a plurality of barriers 20 having a shape extending left and right and one end adjacent to the circumference and the other end includes a rotor slot 30 extending to the end of the barrier 20 and a bridge 40 formed between the barrier 20 and the rotor slot 30 spaced apart. .

상기 배리어(20)는 샤프트홀(100)로부터 가깝게 배치될수록 폭이 증대되고, 원주와 가깝게 배치될수록 폭이 감소되도록 형성될 수 있다.The barrier 20 may be formed such that its width increases as it is closer to the shaft hole 100 and decreases as it is closer to the circumference.

또한, 상기 배리어(20)는 상기 회전자(90)의 축 방향으로 관통됨과 아울러 내부에 공기가 채워질 수 있다.In addition, the barrier 20 may be penetrated in the axial direction of the rotor 90 and filled with air therein.

또한, 상기 회전자 슬롯(30)은 알루미늄이나 구리와 같은 도체로 채워질 수 있다.Also, the rotor slot 30 may be filled with a conductor such as aluminum or copper.

일 실시예에서, 각 회전자 슬롯(30)은 샤프트홀(100)로부터 가깝게 배치된 배리어(20)의 양 끝단에 위치할수록 폭이 증대되고, 원주와 가깝게 배치된 배리어(20)의 양 끝단에 위치할수록 폭이 감소되도록 형성될 수 있다. In one embodiment, the width of each rotor slot 30 increases as it is located at both ends of the barrier 20 disposed closer to the shaft hole 100, and at both ends of the barrier 20 disposed closer to the circumference. It may be formed such that the width decreases as the position increases.

하나의 배리어(20)의 양 끝단에 배치된 두 개의 회전자 슬롯(30)은 배리어(20)의 중심을 가로지르는 방향인 q축을 중심으로 대칭되게 형성될 수 있다.The two rotor slots 30 disposed at both ends of one barrier 20 may be formed symmetrically about the q axis, which is a direction crossing the center of the barrier 20 .

여기서, 상기 브릿지(40)의 길이 방향과 원심력의 방향이 이루는 각도는 도 3의 확대 도면과 같이 90도를 이룰 수 있다. 물론, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 브릿지(40)의 길이 방향과 원심력의 방향이 이루는 각도는 90도 이상이 될 수도 있다. Here, the angle formed by the longitudinal direction of the bridge 40 and the direction of the centrifugal force may form 90 degrees as shown in the enlarged view of FIG. 3 . Of course, it is not limited thereto, and the angle between the longitudinal direction of the bridge 40 and the direction of the centrifugal force may be 90 degrees or more.

상기 브릿지(40)의 길이 방향은 상기 회전자(91)의 동심원의 원주의 일부를 이루면서 상기 동심원의 원주 방향을 따라 형성될 수 있다. The longitudinal direction of the bridge 40 may be formed along the circumferential direction of the concentric circles while forming a part of the circumference of the concentric circles of the rotor 91 .

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 브릿지의 길이 방향과 원심력의 방향이 이루는 각도가 90도 미만을 이루는 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자 구조를 도시한 단면도이다. 4 is a cross-sectional view showing a rotor structure of a line-started synchronous reluctance motor in which an angle formed between a longitudinal direction of a bridge and a direction of centrifugal force is less than 90 degrees according to an embodiment of the present invention.

도시된 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자(92)는 샤프트홀(100)을 중심으로 원주 방향으로 배치되며 좌우로 연장되는 형상을 갖는 복수의 배리어(20)와 일단부는 원주와 인접하게 배치되고 타단부는 상기 배리어(20)의 끝단까지 연장되는 형태의 회전자 슬롯(30)과 상기 배리어(20)와 상기 회전자 슬롯(30)의 이격된 사이에 형성된 브릿지(40)를 포함한다.The rotor 92 of the shown line-started synchronous reluctance motor is disposed in the circumferential direction around the shaft hole 100 and has a plurality of barriers 20 having a shape extending left and right and one end adjacent to the circumference and the other end includes a rotor slot 30 extending to the end of the barrier 20 and a bridge 40 formed between the barrier 20 and the rotor slot 30 spaced apart. .

여기서, 상기 배리어(20)의 끝단의 경사와 상기 배리어(20)의 끝단과 인접하는 회전자 슬롯(30)의 경사가 변경되어 브릿지(40)의 길이 방향과 원심력의 방향이 이루는 각은 도 4의 확대 도면과 같이 90도 미만일 수 있다.Here, the angle formed by the longitudinal direction of the bridge 40 and the direction of the centrifugal force by changing the inclination of the end of the barrier 20 and the inclination of the rotor slot 30 adjacent to the end of the barrier 20 is shown in FIG. It may be less than 90 degrees as shown in the enlarged drawing of

일 실시예에서, 상기 브릿지(40)의 길이 방향과 원심력의 방향이 이루는 각이 90도보다 작아짐으로 인해, 브릿지(40)의 길이 방향과 원심력의 방향이 이루는 각이 90도일 때에 비해 출력 특성이 향상될 수 있다. In one embodiment, since the angle formed between the longitudinal direction of the bridge 40 and the direction of the centrifugal force is smaller than 90 degrees, output characteristics are improved compared to when the angle formed between the longitudinal direction of the bridge 40 and the direction of the centrifugal force is 90 degrees. can be improved

복수의 배리어(20)의 제1 끝단에 형성된 복수의 브릿지(40)의 길이 방향을 연결하면 가상의 직선을 형성할 수 있다. When the plurality of bridges 40 formed at the first ends of the plurality of barriers 20 are connected in the longitudinal direction, an imaginary straight line may be formed.

복수의 배리어(20)의 제1 끝단의 반대 방향에 위치한 제2 끝단에 형성된 복수의 브릿지(40)의 길이 방향을 연결하면 가상의 직선을 형성할 수 있다.An imaginary straight line may be formed by connecting the lengthwise direction of the plurality of bridges 40 formed at the second ends of the plurality of barriers 20 in the opposite direction to the first ends.

여기서, 복수의 브릿지(40)의 길이 방향이 가상의 직선을 형성함으로써, 자속 경로 중 누설 자속이 발생하기 어려운 구조를 형성할 수 있다. Here, by forming an imaginary straight line in the longitudinal direction of the plurality of bridges 40, it is possible to form a structure in which leakage magnetic flux is difficult to occur in the magnetic flux path.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자와 누설 자속을 도시한 도면이다. 5 and 6 are diagrams showing a rotor and leakage flux of a line-started synchronous reluctance motor according to an embodiment of the present invention.

도 5의 확대 도면에서와 같이 누설 자속의 방향과 원심력의 방향이 이루는 각이 90도일 수 있으며, 도 6의 확대 도면에서와 같이 누설 자속의 방향이 원심력의 방향과 이루는 각이 90도 미만일 수 있다. As in the enlarged drawing of FIG. 5, the angle between the direction of the leakage magnetic flux and the direction of the centrifugal force may be 90 degrees, and as shown in the enlarged drawing of FIG. 6, the angle between the direction of the leakage magnetic flux and the direction of the centrifugal force may be less than 90 degrees. .

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 배리어(20)와, 일단부가 원주에 인접하게 배치되고 타단부가 배리어의 양 끝단까지 연장된 회전자 슬롯(30), 상기 배리어(20)와 상기 회전자 슬롯(30) 사이에 형성된 브릿지(40) 및 상기 브릿지의 길이 방향과 원심력의 방향이 이루는 각도가 소정 각도 이하인 회전자(92)를 포함하는 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기를 도시한 도면이다. 7 shows a barrier 20 according to an embodiment of the present invention, a rotor slot 30 having one end disposed adjacent to the circumference and the other end extending to both ends of the barrier, the barrier 20 and the circuit It is a drawing showing a line-started synchronous reluctance motor including a bridge 40 formed between electronic slots 30 and a rotor 92 in which an angle between the longitudinal direction of the bridge and the direction of centrifugal force is less than a predetermined angle. .

도 7을 참조하면, 상기 배리어(20)와 회전자 슬롯(30) 및 브릿지(40)는 상기 회전자(92)의 중심에서 90도로 4등분된 제1 등분, 제2 등분, 제3 등분, 제4 등분에 각각 동일한 형태로 배치된다.Referring to FIG. 7, the barrier 20, the rotor slot 30, and the bridge 40 are divided into 4 equal parts at 90 degrees from the center of the rotor 92, the first equal parts, the second equal parts, the third equal parts, They are arranged in the same form in each of the fourth equal parts.

도 7에 따른 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기는 도 1의 종래 기술에 따른 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기에 비해 돌극비 및 역률이 개선될 수 있다.The line-started synchronous reluctance motor according to FIG. 7 can have a higher pole ratio and power factor than the line-started synchronous reluctance motor according to the prior art of FIG. 1 .

도 8은 유한요소 해석 기법을 이용하여 도 1의 종래 구조에 따른 회전자와 도 3의 구조에 따른 회전자 및 도 4의 구조에 따른 회전자를 구비한 라인 기동형 동기 릴럭턴스 전동기에 대한 해석 결과를 비교한 결과를 도시한 도면이다.8 is an analysis result of a line-started synchronous reluctance motor having a rotor according to the conventional structure of FIG. 1, a rotor according to the structure of FIG. 3, and a rotor according to the structure of FIG. 4 using finite element analysis techniques. It is a diagram showing the result of comparing.

도 8(a)는 도 3의 구조에 따라 브릿지의 길이 방향과 원심력의 방향이 90도를 이루는 경우의 응력을 도시한 도면이다.FIG. 8( a ) is a view showing stress when the longitudinal direction of the bridge and the direction of the centrifugal force form 90 degrees according to the structure of FIG. 3 .

도 8(b)는 도 4의 구조에 따라 브릿지의 길이 방향과 원심력의 방향이 90도 미만 이루는 경우의 응력을 도시한 도면이다.FIG. 8( b ) is a view showing stress when the longitudinal direction of the bridge and the direction of the centrifugal force form less than 90 degrees according to the structure of FIG. 4 .

도 8(c)는 도 1의 종래 구조에 따른 회전자와 도 3의 구조에 따른 회전자 및 도 4의 구조에 따른 회전자를 구비한 라인 기동형 동기 릴럭턴스 전동기에 대한 응력, 안전율, 돌극비 및 역률을 비교한 표이다. 8(c) shows stress, safety factor, and salient pole ratio for a line-started synchronous reluctance motor having a rotor according to the conventional structure of FIG. 1, a rotor according to the structure of FIG. 3, and a rotor according to the structure of FIG. 4 and a table comparing power factors.

도 3의 구조 및 도 4의 구조 모두에서 6.64의 돌극비를 갖는 기존 모델에 비해 8.36 및 8.61로 돌극비가 향상되었음을 알 수 있다. In both the structure of FIG. 3 and the structure of FIG. 4, it can be seen that the salient pole ratio is improved to 8.36 and 8.61 compared to the existing model having the salient pole ratio of 6.64.

도 3의 구조 및 도 4의 구조 모두에서 76.29[%]의 역률을 갖는 기존 모델에 비해 79.36[%] 및 80.23[%]로 역률이 향상되었음을 알 수 있다. In both the structure of FIG. 3 and the structure of FIG. 4 , it can be seen that the power factors are improved to 79.36 [%] and 80.23 [%] compared to the existing model having a power factor of 76.29 [%].

이는 종래의 얕은 폭을 갖는 회전자 슬롯에 비해 비해 도 3 및 도 4의 구조에 따르면 도체를 채운 회전자 슬롯의 폭이 깊어짐으로써 동기 속도에 더 빠르게 도달한 데에서 기인한 것이다.This is due to the fact that the synchronous speed is reached more quickly as the width of the rotor slot filled with conductors becomes wider according to the structures of FIGS. 3 and 4 compared to the conventional rotor slot having a shallow width.

도 4의 구조에 따른 회전자를 구비한 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기는 도 3의 구조에 따른 회전자를 구비한 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기에 비해 응력이 212.91[MPa]에서 113.49[MPa]로 감소되었음을 알 수 있다.The line-started synchronous reluctance motor having a rotor according to the structure of FIG. 4 has a stress of 212.91 [MPa] to 113.49 [MPa] compared to the line-started synchronous reluctance motor equipped with a rotor according to the structure of FIG. MPa].

도 4의 구조에 따른 회전자를 구비한 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기는 도 3의 구조에 따른 회전자를 구비한 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기에 비해 안전율이 1.24에서 2.34로 개선되었음을 알 수 있다.It can be seen that the safety factor of the line-started synchronous reluctance motor having a rotor according to the structure of FIG. 4 is improved from 1.24 to 2.34 compared to the line-started synchronous reluctance motor having a rotor according to the structure of FIG. can

이는 브릿지의 길이 방향과 원심력의 방향이 이루는 각도가 90도보다 작아짐으로써 브릿지의 수직으로 작용하는 원심력이 줄어든 것에 기인한 것이다.This is because the centrifugal force acting vertically on the bridge is reduced as the angle formed by the longitudinal direction of the bridge and the direction of the centrifugal force is smaller than 90 degrees.

또한 도 4의 구조에 따른 회전자를 구비한 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기는 도 3의 구조에 따른 회전자를 구비한 라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기에 비해 돌극비가 8.36에서 8.61로, 역률이 79.36[%]에서 80.23[%]로 향상되었음을 알 수 있다. In addition, the line-started synchronous reluctance motor having a rotor according to the structure of FIG. 4 has a salient pole ratio of 8.36 to 8.61 compared to the line-started synchronous reluctance motor equipped with a rotor according to the structure of FIG. It can be seen that the power factor has improved from 79.36 [%] to 80.23 [%].

이는 브릿지의 길이 방향을 원심력과 90도 미만의 각도를 이루도록 변경함으로써 자속 경로 중 누설 자속이 발생하기 어려운 구조가 된 것에 기인한 것이다.This is attributable to the fact that the structure is difficult to generate magnetic flux leakage in the magnetic flux path by changing the longitudinal direction of the bridge to form an angle of less than 90 degrees with the centrifugal force.

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 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 실시 예들 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 배치되는 복수의 배리어들;
상기 복수의 배리어들 각각의 양 끝단에 위치하는 복수의 회전자 슬롯들 -상기 복수의 회전자 슬롯들은 상기 복수의 회전자 슬롯들 각각의 일단이 원주와 인접하게 배치되고 타단은 상기 복수의 배리어들 각각의 끝단까지 연장되도록 형성됨- ; 및
상기 복수의 배리어들과와 상기 복수의 회전자 슬롯들이 이격된 사이에 형성되어 상기 복수의 배리어들의 강성을 향상시키는 브릿지;를 포함하고,
상기 브릿지는 상기 브릿지의 길이 방향이 원심력의 방향과 이루는 각도가 소정 각도 이하가 되도록 형성되되,
상기 브릿지의 길이 방향이 상기 원심력의 방향과 이루는 각도가 90도를 형성하도록 상기 브릿지의 길이 방향은 상기 회전자의 동심원의 원주 방향을 따라 형성되고,
상기 복수의 배리어들 각각은 상기 샤프트홀로부터 가깝게 배치될수록 폭이 증대되고, 원주와 가깝게 배치될수록 폭이 감소되도록 형성되고,
상기 복수의 회전자 슬롯들 각각은 상기 샤프트홀로부터 가깝게 배치된 배리어의 양 끝단에 위치할수록 폭이 증대되고, 원주와 가깝게 배치된 배리어의 양 끝단에 위치할수록 폭이 감소되도록 형성되는
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 arranged in a circumferential direction around the shaft hole;
A plurality of rotor slots located at both ends of each of the plurality of barriers -One end of each of the plurality of rotor slots is disposed adjacent to the circumference and the other end is disposed adjacent to the plurality of barriers. Formed to extend to each end-; and
A bridge formed between the plurality of barriers and the plurality of rotor slots to improve rigidity of the plurality of barriers;
The bridge is formed such that an angle between the longitudinal direction of the bridge and the direction of the centrifugal force is less than or equal to a predetermined angle,
The longitudinal direction of the bridge is formed along the circumferential direction of the concentric circles of the rotor so that the longitudinal direction of the bridge and the direction of the centrifugal force form an angle of 90 degrees,
Each of the plurality of barriers is formed to increase in width as it is closer to the shaft hole and decrease in width as it is closer to the circumference,
Each of the plurality of rotor slots is formed so that its width increases as it is located at both ends of the barrier disposed closer to the shaft hole and decreases as it is located at both ends of the barrier disposed closer to the circumference
The rotor of a line-started synchronous reluctance motor.
 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 브릿지를 통과하는 누설 자속의 방향과 상기 원심력의 방향이 이루는 각도가 90도 미만인,
라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자.
According to claim 1,
An angle formed between the direction of the leakage magnetic flux passing through the bridge and the direction of the centrifugal force is less than 90 degrees,
The rotor of a line-started synchronous reluctance motor.
 제1항에 있어서,
상기 브릿지를 통과하는 누설 자속의 방향과 원심력의 방향이 이루는 각도가 90도인,
라인 기동식 동기형 릴럭턴스 전동기의 회전자.
According to claim 1,
The angle formed by the direction of the leakage magnetic flux passing through the bridge and the direction of the centrifugal force is 90 degrees,
The rotor of a line-started synchronous reluctance motor.
 삭제delete
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