KR102566475B1 - Motor - Google Patents
Motor Download PDFInfo
- Publication number
- KR102566475B1 KR102566475B1 KR1020180061897A KR20180061897A KR102566475B1 KR 102566475 B1 KR102566475 B1 KR 102566475B1 KR 1020180061897 A KR1020180061897 A KR 1020180061897A KR 20180061897 A KR20180061897 A KR 20180061897A KR 102566475 B1 KR102566475 B1 KR 102566475B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pole
- stator
- magnet
- rotor
- coil
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/03—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with a magnetic circuit specially adapted for avoiding torque ripples or self-starting problems
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/16—Stator cores with slots for windings
- H02K1/165—Shape, form or location of the slots
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0403—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/14—Stator cores with salient poles
- H02K1/146—Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
- H02K1/2706—Inner rotors
- H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
- H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
- H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
- H02K1/278—Surface mounted magnets; Inset magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
- H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
- H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
- H02K21/16—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having annular armature cores with salient poles
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
- H02K21/22—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating around the armatures, e.g. flywheel magnetos
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
- H02K3/48—Fastening of windings on the stator or rotor structure in slots
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
- H02K2201/03—Machines characterised by aspects of the air-gap between rotor and stator
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
- H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
본 발명은 샤프트; 상기 샤프트가 배치되는 홀을 포함하는 로터;및 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고, 제1 위상차를 갖는 2개의 역기전력 신호가 발생하도록 상기 로터의 극수와 상기 스테이터의 슬롯수가 결정되고, 상기 스테이터에 각각 감기며, 각각 별개의 전류가 공급되는 제1 코일과 제2 코일을 포함하고, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일에 각각 위상차가 상이한 전류를 공급하는 제어부를 포함하는 모터를 제공할 수 있다.The present invention is a shaft; A rotor including a hole in which the shaft is disposed; and a stator disposed outside the rotor, wherein the number of poles of the rotor and the number of slots of the stator are determined so that two counter electromotive force signals having a first phase difference are generated. To provide a motor including a first coil and a second coil wound around a stator, respectively supplied with separate currents, and a control unit supplying currents having different phase differences to the first coil and the second coil, respectively. can
Description
실시예는 모터에 관한 것이다.The embodiment relates to a motor.
전동식 조향장치(EPS)는 차량의 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공함으로써, 운전자로 하여금 안전한 주행이 가능하게 하는 장치이다. 이러한 전동식 조향장치는 차속센서, 토크 앵글센서 및 토크센서 등에서 감지한 운행조건에 따라 전자제어장치(Electronic Control Unit: ECU)를 통해 모터를 구동하여 차량의 조향축의 구동을 제어한다.An electric power steering system (EPS) is a device that enables a driver to drive safely by ensuring turning stability of a vehicle and providing a quick restoring force. Such an electric steering device controls driving of a steering shaft of a vehicle by driving a motor through an electronic control unit (ECU) according to driving conditions detected by a vehicle speed sensor, a torque angle sensor, and a torque sensor.
모터는 스테이터와 로터를 포함한다. 스테이터는 복수 개의 슬롯을 형성하는 티스를 포함할 수 있으며, 로터는 티스와 마주보는 복수 개의 마그넷을 포함할 수 있다. 인접하는 티스는 상호 떨어져 배치되어 슬롯 오픈(slot open)을 형성한다. 이때, 로터가 회전하는 과정에서 금속 재질인 스테이터와 빈 공간인 슬롯 오픈의 공기의 투자율 차이로 인하여 코깅 토크가 발생할 수 있다. 이러한 코깅 토크는 소음과 진동의 원인이 되기 때문에 코깅 토크를 줄이는 것이 모터의 품질을 높이는데 무엇보다 중요하다. 특히, 고속 조건에서 토크 리플이 발생할 수 있는데, 이러한 토크 리플은 조향 장치의 진동문제를 야기한다.A motor includes a stator and a rotor. The stator may include teeth forming a plurality of slots, and the rotor may include a plurality of magnets facing the teeth. Adjacent teeth are spaced apart from each other to form a slot open. At this time, cogging torque may occur due to a difference in air permeability between the metal stator and the slot open, which is an empty space, during the rotation of the rotor. Since this cogging torque causes noise and vibration, reducing the cogging torque is of paramount importance in improving the quality of the motor. In particular, torque ripple may occur in a high-speed condition, and this torque ripple causes a vibration problem of the steering device.
이에, 실시예는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 토크를 확보하면서도, 코깅 토크와 토크 리플을 줄일 수 있는 모터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Accordingly, embodiments are intended to solve the above problems, and an object thereof is to provide a motor capable of reducing cogging torque and torque ripple while securing torque. The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned herein will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
실시예는, 샤프트와, 상기 샤프트가 배치되는 홀을 포함하는 로터 및 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고, 제1 위상차를 갖는 2개의 역기전력 신호가 발생하도록 상기 로터의 극수와 상기 스테이터의 슬롯수가 결정되고, 상기 스테이터는 회로적으로 분리되는 제1 코일과 제2 코일을 포함하고, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일에 각각 위상차가 상이한 전류를 공급하는 제어부를 포함하는 모터를 제공할 수 있다.The embodiment includes a shaft, a rotor including a hole in which the shaft is disposed, and a stator disposed outside the rotor, and the number of poles of the rotor and the stator so that two counter electromotive force signals having a first phase difference are generated. The number of slots is determined, the stator includes a first coil and a second coil separated by circuit, and a motor including a controller supplying currents having different phase differences to the first coil and the second coil, respectively. can
바람직하게는, 상기 로터는 로터코어와 상기 로터코어의 외주면에 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하고, 복수 개의 상기 마그넷은 N극과 S극 중 어느 하나의 극만 갖을 수 있다.Preferably, the rotor includes a rotor core and a plurality of magnets disposed on an outer circumferential surface of the rotor core, and the plurality of magnets may have only one of an N pole and an S pole.
바람직하게는, 상기 로터코어는 상기 마그넷과 상기 마그넷 사이에 배치되며, 상기 로터코어의 중심을 기준으로 반경방향으로 돌출되어 배치되는 요철부를 포함할 수 있다.Preferably, the rotor core may include a concave-convex portion disposed between the magnets and protruding in a radial direction with respect to the center of the rotor core.
바람직하게는 상기 로터코어의 중심을 기준으로 반경방향으로 상기 요철부의 두께는 상기 마그넷의 두께보다 같거나 작고, 상기 로터코어의 중심을 기준으로 원주방향으로 상기 요철부의 두께는 상기 마그넷의 폭보다 같거나 작을 수 있다.Preferably, the thickness of the concave-convex portion in a radial direction with respect to the center of the rotor core is equal to or smaller than the thickness of the magnet, and the thickness of the concave-convex portion in a circumferential direction with respect to the center of the rotor core is equal to a width of the magnet. or can be small.
바람직하게는, 상기 복수개의 마그넷 개수는 7개이고, 상기 요철부의 개수는 7개이고, 상기 스테이터의 슬롯수는 12슬롯이며, 상기 마그넷의 극이 N극인 경우 상기 요철부는 마그넷의 S극이며, 상기 마그넷의 극이 S극인 경우 상기 요철부는 마그넷의 N극일 수 있다.Preferably, the number of the plurality of magnets is 7, the number of concave-convex portions is 7, the number of slots of the stator is 12 slots, the concave-convex portion is the S pole of the magnet when the pole of the magnet is the N pole, and the When the pole of is the S pole, the uneven portion may be the N pole of the magnet.
바람직하게는, 상기 복수개의 마그넷 개수는 5개이고, 상기 요철부의 개수는 5개이고, 상기 스테이터의 슬롯수는 12슬롯이며, 상기 마그넷의 극이 N극인 경우 상기 요철부는 마그넷의 S극이며, 상기 마그넷의 극이 S극인 경우 상기 요철부는 마그넷의 N극일 수 있다.Preferably, the number of the plurality of magnets is 5, the number of concave-convex portions is 5, the number of slots of the stator is 12 slots, the concave-convex portion is the S pole of the magnet when the pole of the magnet is N pole, and the When the pole of is the S pole, the uneven portion may be the N pole of the magnet.
바람직하게는, 상기 제어부는 상기 제1 위상차와 동일한 위상차를 갖는 전류를 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일에 각각 공급할 수 있다.Preferably, the controller may supply current having the same phase difference as the first phase difference to the first coil and the second coil, respectively.
바람직하게는, 상기 제1 위상차는 20° 내지 40°일 수 있다.Preferably, the first phase difference may be 20° to 40°.
바람직하게는, 상기 스테이터는, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일이 권선되는 복수 개의 티스를 포함하고, 상기 티스에 배치된 슈의 끝단면에는 복수 개의 홈이 배치될 수 있다.Preferably, the stator may include a plurality of teeth on which the first coil and the second coil are wound, and a plurality of grooves may be disposed on an end surface of a shoe disposed on the teeth.
바람직하게는, 복수 개의 상기 홈은 티스의 폭 중심과 스테이터의 중심을 지나는 기준선을 기준으로 대칭되게 배치될 수 있다.Preferably, the plurality of grooves may be arranged symmetrically with respect to a reference line passing through the center of the width of the tooth and the center of the stator.
바람직하게는, 복수 개의 상기 홈은 상기 스테이터의 상단에서 하단까지 연장되어 형성될 수 있다.Preferably, the plurality of grooves may be formed extending from an upper end to a lower end of the stator.
실시예에 따르면, 최대 토크를 확보하면서도, 코깅 토크와 토크 리플을 줄일 수 있는 유리한 효과를 제공한다.According to the embodiment, an advantageous effect of reducing cogging torque and torque ripple while securing maximum torque is provided.
도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 도면,
도 2는 스테이터와 로터를 도시한 도면,
도 3은 로터의 마그넷과 요철부의 크기를 나타낸 도면,
도 4는 스테이터의 티스의 홈을 도시한 도면,
도 5는 위상차가 상이한 역기전력 신호를 나타낸 그래프,
도 6은 제1 코일과 제2 코일이 감긴 스테이터를 도시한 도면,
도 7은 비교예의 토크와 실시예의 토크를 비교한 그래프이다.1 is a view showing a motor according to an embodiment;
2 is a view showing a stator and a rotor;
3 is a view showing the size of the magnet and the uneven portion of the rotor;
4 is a view showing the grooves of the teeth of the stator;
5 is a graph showing back EMF signals having different phase differences;
6 is a view showing a stator in which a first coil and a second coil are wound;
7 is a graph comparing the torque of the comparative example and the torque of the embodiment.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. And, in describing the present invention, detailed descriptions of related known technologies that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms including ordinal numbers such as second and first may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a second element may be termed a first element, and similarly, a first element may be termed a second element, without departing from the scope of the present invention. The terms and/or include any combination of a plurality of related recited items or any of a plurality of related recited items.
도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 도면이다. 1 is a view showing a motor according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 모터는 샤프트(100)와, 로터(200)와, 스테이터(300)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , a motor according to an embodiment may include a
샤프트(100)는 로터(200)에 결합될 수 있다. 전류 공급을 통해 로터(200)와 스테이터(300)에 전자기적 상호 작용이 발생하면 로터(200)가 회전하고 이에 연동하여 샤프트(100)가 회전한다. 샤프트(100)는 차량의 조향축과 연결되어 조향축에 동력을 전달할 수 있다. 샤프트(100)는 베어링에 의해 지지될 수 있다.
로터(200)는 스테이터(300)와 전기적 상호 작용을 통해 회전한다. 로터(200)는 스테이터(300)의 내측에 배치된다. 로터(200)는 로터 코어와 로터 코어에 결합하는 마그넷을 포함할 수 있다. 로터(200)는 로터 코어와 마그넷의 결합 방식에 따라 다음과 같이 형태로 구분될 수 있다.The
로터(200)는 마그넷이 로터 코어의 외주면에 결합되는 타입으로 구현될 수 있다. 이러한 타입의 로터는 마그넷의 이탈을 방지하고 결합력을 높이기 위하여 별도의 캔부재가 로터 코어에 결합될 수 있다. 또는 마그넷과 로터 코어가 이중 사출되어 일체로 형성될 수 있다.The
한편, 로터 코어는 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 상호 적층되어 이루어질 수 있다. 또는, 로터 코어는 스큐(skew)각을 형성하지 않도록 하나의 통 형태로 실시될 수 있으며, 마그넷도 스큐(skew)각을 형성하지 않도록 로터 코어에 부착될 수 있다. 한편, 로터 코어는 스큐(skew)각을 형성하는 복수 개의 퍽(Puck)(단위 코어)이 적층되는 형태로도 이루어질 수 있다. Meanwhile, the rotor core may be formed by mutually stacking a plurality of plates in the form of thin steel plates. Alternatively, the rotor core may be implemented in a tubular shape so as not to form a skew angle, and the magnet may also be attached to the rotor core so as not to form a skew angle. Meanwhile, the rotor core may also be formed in a form in which a plurality of pucks (unit cores) forming a skew angle are stacked.
스테이터(300)는 로터(200)의 외측에 배치될 수 있다. 스테이터(300)는 로터(200)와의 전기적 상호 작용을 유발하여 로터(200)의 회전을 유도한다.The
버스바(400)는 스테이터(300) 위에 배치될 수 있다. 버스바(400)는 버스바 몸체 내부에 터미널을 포함할 수 있다. 그리고 버스바(400)의 터미널은 U,V,W 상의 전원과 연결되는 상터미널과 상터미널을 전기적으로 연결하는 중성터미널을 포함할 수 있다. 이러한 버스바(400)의 터미널은 스테이터(300)에 감긴 코일과 연결된다.The
하우징(500)은 내부에 로터(200)와 스테이터(300)를 수용할 수 있다. The
로터위치감지장치(600)는 로터(200)와 연동하도록 샤프트(100)에 결합되어 로터(200)의 위치를 검출하기 위한 장치이다. 이러한 로터위치감지장치(600)는 센싱 마그넷과 센싱 플레이트를 포함할 수 있다. 센싱 마그넷과 센싱 플레이트는 동축을 갖도록 결합될 수 있다. 센싱 마그넷은 내주면을 형성하는 홀에 인접하여 원주방향으로 배치되는 메인 마그넷과 가장자리에 형성되는 서브 마그넷을 포함할 수 있다. 메인 마그넷은 모터의 로터에 삽입된 마그넷의 극과 회전축 방향으로 대응되도록 원주 방향으로 동일하게 배열될 수 있다. 서브 마그넷은 메인 마그넷 보다 세분화되어 많은 극으로 이루어진다. 이에 따라, 회전 각도를 더욱 세밀하게 분할하여 측정하는 것이 가능하며, 모터의 구동을 더 부드럽게 할 수 있다. 센싱 플레이트는 원판 형태의 금속 재질로 형성될 수 있다. 센싱 플레이트의 상면에는 센싱 마그넷이 결합될 수 있다. 그리고 센싱 플레이트는 샤프트(100)에 결합될 수 있다. 센싱 플레이트에는 샤프트(100)가 관통하는 홀이 형성된다.The rotor
인쇄회로기판(700)에는 센싱 마그넷의 자기력을 감지하는 센서가 배치될 수 있다. 이때, 센서는 홀 IC(Hall IC)일 수 있다. 센서는 메인 마그넷 또는 서브 마그넷의 N극과 S극의 변화를 감지하여 센싱 시그널을 생성한다. 인쇄회로기판(700)은 하우징(500)의 커버의 하면에 결합되어 센서가 센싱 마그넷을 마주 보도록 센싱 마그넷 위에 설치될 수 있다.A sensor for sensing the magnetic force of the sensing magnet may be disposed on the printed
도 2는 제1 실시예에 따른 모터로서, 14극 12 슬롯의 스테이터와 로터를 도시한 도면이고, 도 3은 제2 실시예에 따른 모터로서, 10극 12 슬롯의 스테이터와 로터를 도시한 도면이다.2 is a view showing a stator and a rotor of 14 poles and 12 slots as a motor according to the first embodiment, and FIG. 3 is a view showing a stator and a rotor of 10 poles and 12 slots as a motor according to the second embodiment. am.
도 2 및 도 3을 참조하면, 로터(200)는 로터코어(210)와 로터코어(210)의 외주면에 부탁되는 복수 개의 마그넷(220)을 포함할 수 있다. 복수 개의 마그넷(220)은 로터코어(210)의 중심(C)을 기준으로, 원주방향으로 일정 간격마다 이격을 두고 배치될 수 있다. 이때, 복수 개의 마그넷(220)은 N극과 S극 중 어느 하나의 극성을 갖을 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 마그넷(220)은 모두 N극의 자성을 갖을 수 있다. Referring to FIGS. 2 and 3 , the
로터코어(210)의 외주면에는 요철부(211)가 배치될 수 있다. 요철부(211)는 마그넷(220)과 마그넷(220) 사이에 배치되어 S극 역할을 한다. 요철부(211)는 로터코어(210)의 중심(C)을 기준으로, 반경방향으로 로터코어(210)의 외주면에서 돌출되어 배치될 수 있다. An
제1 실시예에 따른 모터로서, 마그넷(220)은 모두 7개가 배치될 수 있다. 그리고 이에 대응하여 요철부(211)도 7개가 배치될 수 있다. 이에, 실시예에 따른 모터는 14극을 갖는 모터일 수 있다. 그리고 티스(320)와 티스(320) 사이에 배치되는 슬롯은 12개가 마련될 수 있다.As the motor according to the first embodiment, a total of 7
제2 실시예에 따른 모터로서, 마그넷(220)은 모두 5개가 배치될 수 있다. 그리고 이에 대응하여 요철부(211)도 5개가 배치될 수 있다. 이에, 실시예에 따른 모터는 10극을 갖는 모터일 수 있다. 그리고 티스(320)와 티스(320) 사이에 배치되는 슬롯은 12개가 마련될 수 있다.As a motor according to the second embodiment, a total of five
도 3은 로터의 마그넷과 요철부의 크기를 나타낸 도면이다.3 is a view showing the size of the magnet and the uneven portion of the rotor.
도 3을 참조하면, 요철부(211)는 마그넷(220)의 크기에 대응되거나 그보다 작을 수 있다. Referring to FIG. 3 , the
예를 들어, 요철부(211)의 폭(W1)은 마그넷(220)의 폭(W2)보다 같거나 작을 수 있다. 요철부(211)의 폭(W1)이라 함은, 로터코어(210)의 중심(C)에서 원주방향으로 요철부(211)의 내측 양단(P1,P2)의 최단 직선거리 또는 원호 길이에 해당할 수 있다. 그리고, 마그넷(220)의 폭(W2)이라 함은 로터코어(210)의 중심(C)에서 원주방향으로 마그넷(220)의 내측 양단(P3,P4)의 최단 직선거리 또는 원호 길이에 해당할 수 있다.For example, the width W1 of the
또한, 요철부(211)의 두께(t1)는 마그넷(220)의 두께(t2)보다 같거나 작을 수 있다. 요철부(211)의 두께(t1)라 함은 로터코어(210)의 중심(C)에서 반경방향으로 요철부(211)의 폭 중심(C1)에서 요철부(211)의 내측에서 외측까지의 직선거리에 해당할 수 있다. 마그넷(220)의 두께(t2)라 함은 로터코어(210)의 중심(C)에서 반경방향으로 마그넷(220)의 폭 중심(C2)에서 마그넷(220)의 내측에서 외측까지의 직선거리에 해당할 수 있다. Also, the thickness t1 of the
요철부(211)의 이러한 크기는, 마그넷(220)과 마그넷(220) 사이의 공간과 요철부(211)의 외측과 스테이터와의 거리를 고려한 것이다.The size of the concave-
이렇게 단 극성의 마그넷(220)을 적용하는 경우, 모터의 제조비용을 크게 절감하는 이점이 있다. 다만, 극성간 에너지 차이로 인하여 코깅 토크의 특성와 토크 리플의 특성이 나빠질 수 있기 때문에 이에 대한 보완이 필요하다.When the
도 4는 스테이터의 티스의 홈을 도시한 도면이다.4 is a view showing the grooves of the teeth of the stator.
코깅 토크의 특성와 토크 리플의 특성을 보완하기 위해, 스테이터(300)에 홈(322)을 형성하고자 한다.In order to complement the characteristics of cogging torque and torque ripple, it is intended to form a
스테이터(300)는 환형의 요크(310) 부분이 마련되고, 요크에서 중심을 향하여 돌출되는 티스(320)가 마련될 수 있다. 티스(320)에는 코일이 감긴다. 티스(320)는 환형의 요크의 내주면을 따라 일정 간격마다 복수 개가 배치될 수 있다. 티스(320)의 개수는 모터의 슬롯수와 대응한다. 예를 들어, 도면에서와 같이, 티스(320)가 12개인 경우, 슬롯수는 12이다. 티스(320)의 끝단에는 슈(shoe)(321)가 배치된다. 슈(321)는 그 끝단면이 마그넷(220)을 마주보도록 배치된다.The
인접하는 티스(320)와 티스(320)의 사이는 코일의 권선 공간(P)으로 형성된다. 인접하는 티스(320)의 슈(321)와 슈(321)는 서로 떨어져 배치되어 슬롯 오픈(S)을 형성한다. 슬롯 오픈(S)은 권선 공간(P)의 입구로서, 코일을 권선하는 노즐이 삽입되는 곳이다.Between
슈(321)의 내주면은 홈(322)을 포함할 수 있다. 홈(322)은 슈(321)의 내주면에서 오목하게 형성될 수 있다. 홈(322)의 형상을 각형으로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 그리고, 홈(322)은 스테이터(300)의 축 방향을 따라 배치될 수 있다. 다시 말해서, 홈(322)은 스테이터(300)의 상단에서 하단까지 스테이터(300)의 높이 방향을 따라 길게 배치될 수 있다. 홈(322)은 2개가 배치될 수 있다. 티스(320)의 몸체(321)의 폭 중심과 스테이터(300)의 중심을 지나는 기준선(L)을 기준으로, 2개의 홈(322)은 대칭되게 배치될 수 있다. 이러한 홈(322)은 자속밀도의 변화를 야기하는 슬롯 오픈(S)과 대응되는 역할을 함으로써, 단위 주기당 코깅 토크의 파형의 진동수를 늘려 코깅 토크를 크게 줄이는 역할을 한다.An inner circumferential surface of the
도 5는 위상차가 상이한 역기전력 신호를 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing back EMF signals having different phase differences.
도 5를 참조하면, 실시예에 따른 모터는 로터(200)의 극수와 스테이터(300)의 슬롯수는 제1 위상차를 갖는 2개의 역기전력 신호(A,B)가 나오도록 결정될 수 있다. 예를 들어, 실시예에 따른 모터는 14극 12슬롯일 수 있다. 14극 12슬롯의 모터의 경우, 도 5에서 도시한 바와 같이, 30° 위상 차이를 갖는 2개의 역기전력 신호를 생성한다. 모터의 토크값은 역기전력에 전류를 곱한값이다. 따라서, 최대 토크값을 얻기 위해서는 역기전력의 위상과 전류의 위상이 동일하도록 전류를 공급해야 한다. 그러나, 도 5의 E와 같이, 2개의 역기전력 신호에 대하여 동일한 위상의 전류가 공급되는 경우, 토크가 손실된다. Referring to FIG. 5 , in the motor according to the embodiment, the number of poles of the
이렇게, 위상차를 갖는 역기전력이 발생하는 모터에서, 토크를 최대한 확보하면서도, 코깅 토크와 토크 리플을 줄이기 위하여, 별도의 전류가 흐르는 2개의 코일을 스테이터(300)에 감고자 한다.In this way, in a motor generating counter electromotive force having a phase difference, two coils through which separate current flows are wound around the
도 6은 제1 코일과 제2 코일이 감긴 스테이터를 도시한 도면이다.6 is a view showing a stator in which a first coil and a second coil are wound.
도 6을 참조하면, 스테이터(300)의 티스(320)에는 회로적으로 분리된 제1코일(330)과 제2 코일(340)이 감길수 있다. 제어부(800)는 제1 코일(330)과 제2 코일(340)에 각각 위상차가 상이한 전류를 공급할 수 있다. 제어부(800)는 인쇄회로기판(700)에 실장된 전자소자일 수 있다. Referring to FIG. 6 , a
스테이터(300)의 원주방향을 기준으로, 제1 코일(330)과 제2 코일(340)은 번갈아 배치될 수 있다. 구체적으로, 복수 개의 티스(320) 중 어느 한 티스(320)에는 제1 코일(330)이 감기고, 해당 티스(320)에 인접한 티스(320)에는 제2 코일(340)이 감길 수 있다.Based on the circumferential direction of the
제어부(800)는 2개의 역기전력 신호의 제1 위상차가 30°라 하면, 30°의 위상차를 갖는 전류를 제1 코일(330)과 제2 코일(340)에 공급함으로써 최대 토크를 확보할 수 있다. If the first phase difference between the two back EMF signals is 30°, the
도 7은 비교예 1의 토크와 제1 실시예의 토크를 비교한 그래프이고, 도 2는 비교예 2의 토크와 제2 실시예의 토크를 비교한 그래프이다.7 is a graph comparing the torque of Comparative Example 1 and the torque of the first embodiment, and FIG. 2 is a graph comparing the torque of Comparative Example 2 and the torque of the second embodiment.
비교예1은, 회로적으로 단일한 코일이 감긴 14극 12슬롯의 모터이다. 비교예2는, 회로적으로 단일한 코일이 감긴 10극 12슬롯의 모터이다.Comparative Example 1 is a 14-pole, 12-slot motor in which a single coil is wound circuitwise. Comparative Example 2 is a 10-pole, 12-slot motor in which a single coil is wound circuitwise.
도 7 및 도 8을 각각 참조하면, 비교예 1과 비교예 2의 경우, 동일상(U상,V상,W상)에서 전기각도가 상이한 2개의 코일에서 위상에 차이가 있는 2개의 역기전력 신호가 발생하지만, 해당 코일에 동일한 위상의 전류가 공급되기 때문에, 토크에 손실이 발생된다. 그 결과, 비교예 1과 비교예 2는 실시예보다 토크가 상대적으로 낮게 나타난다. 반면에, 제1 실시예 및 제2 실시예의 경우, 회로적으로 분리된 2개의 코일에 2개의 역기전력 신호의 위상차만큼의 위상차를 갖는 전류를 각각 공급함으로써, 토크의 손실 없이 최대 토크를 확보할 수 있다. 그 결과, 제1 실시예와 제2 실시예는 비교예 1과 1 비교예2 보다 각각 토크가 높게 나타난다. Referring to FIGS. 7 and 8 , in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, two counter electromotive force signals having different phases in two coils having different electrical angles in the same phase (U phase, V phase, W phase) occurs, but since the current of the same phase is supplied to the corresponding coil, a loss occurs in torque. As a result, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 show a relatively lower torque than Example. On the other hand, in the case of the first and second embodiments, it is possible to secure maximum torque without loss of torque by supplying current having a phase difference equal to the phase difference between the two back EMF signals to two coils separated circuitically. there is. As a result, the first and second embodiments exhibit higher torque than Comparative Examples 1 and 1 and Comparative Example 2, respectively.
또한, 제1 실시예의 토크 리플(M1)과 제2 실시예의 토크 리플(M3)은 비교예 1의 토크 리플(M2)과 비교예 2의 토크 리블(M4) 비해 낮게 나타난다. 이는 위상차가 상이한 2개의 토크가 합성될 때, 토크 리플이 상쇄되기 때문이다. 그 결과, 최대 토크가 확보되면서도, 토크 리플도 감소하는 효과를 확보할 수 있다.In addition, the torque ripple M1 of the first embodiment and the torque ripple M3 of the second embodiment appear lower than the torque ripple M2 of Comparative Example 1 and the torque ripple M4 of Comparative Example 2. This is because the torque ripple is canceled when two torques having different phase differences are synthesized. As a result, it is possible to secure an effect of reducing torque ripple while securing maximum torque.
앞서 살펴 보았듯이, 모터에서 단 극성의 마그넷을 적용하는 경우, 제조 비용은 크게 절감할 수 있으나. 출력 저하, 코깅 토크 및 토크 리플이 증가하는 문제가 있었다. 실시예에 따른 모터의 경우, 슈(321)에 배치된 홈(322)을 통해 코깅 토크를 줄이고, 2개의 코일에 역기전력 신호의 위상차만큼의 위상차를 갖는 전류를 각각 공급함으로써, 최대 토크를 확보함과 동시에 토크 리플을 줄이는 이점이 있다.As we have seen before, if a unipolar magnet is applied to the motor, the manufacturing cost can be greatly reduced. There were problems of power drop, cogging torque and torque ripple increase. In the case of the motor according to the embodiment, the maximum torque is secured by reducing the cogging torque through the
이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 모터에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다. In the above, the motor according to one preferred embodiment of the present invention has been examined in detail with reference to the accompanying drawings.
전술된 본 발명의 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.One embodiment of the present invention described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting, and the scope of the present invention will be indicated by the claims to be described later rather than the detailed description above. And it should be construed that all changes or transformable forms derived from the meaning and scope of the claims as well as their equivalent concepts are included in the scope of the present invention.
100: 샤프트
200: 로터
210: 로터코어
211: 요철부
220: 마그넷
300: 스테이터
310: 요크
320: 티스
321: 슈
322: 홈
400: 버스바
500: 하우징
600: 로터위치감지장치
700: 인쇄회로기판
800: 제어부100: shaft
200: rotor
210: rotor core
211: uneven portion
220: magnet
300: stator
310: yoke
320: teeth
321: shoe
322 Home
400: bus bar
500: housing
600: Rotor position detection device
700: printed circuit board
800: control unit
Claims (11)
상기 샤프트가 배치되는 홀을 포함하는 로터;및
상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고,
제1 위상차를 갖는 2개의 역기전력 신호가 발생하도록 상기 로터의 극수와 상기 스테이터의 슬롯수가 결정되고,
상기 스테이터는 회로적으로 분리되는 제1 코일과 제2 코일을 포함하고,
상기 제1 코일과 상기 제2 코일에 각각 위상차가 상이한 전류를 공급하는 제어부를 포함하고,
상기 로터는 로터코어와 상기 로터코어의 외주면에 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하고, 복수 개의 상기 마그넷은 N극과 S극 중 어느 하나의 극만 갖고, 상기 로터코어는 상기 마그넷과 상기 마그넷 사이에 배치되며, 상기 로터코어의 중심을 기준으로 반경방향으로 돌출되어 배치되는 요철부를 포함하고, 상기 로터코어의 중심을 기준으로 반경방향으로 상기 요철부의 두께는 상기 마그넷의 두께보다 같거나 작고, 상기 로터코어의 중심을 기준으로 원주방향으로 상기 요철부의 폭은 상기 마그넷의 폭보다 같거나 작고, 상기 스테이터의 슈의 내주면에서 오목하게 형성되는 홈을 포함하고, 상기 제1 위상차와 동일한 위상차를 갖도록 전류를 상기 제1 코일과 상기 제2 코일에 각각 공급하는 모터.shaft;
A rotor including a hole in which the shaft is disposed; And
Including a stator disposed outside the rotor,
The number of poles of the rotor and the number of slots of the stator are determined so that two back EMF signals having a first phase difference are generated;
The stator includes a first coil and a second coil that are circuitically separated,
A controller supplying currents having different phase differences to the first coil and the second coil,
The rotor includes a rotor core and a plurality of magnets disposed on an outer circumferential surface of the rotor core, the plurality of magnets have only one of an N pole and an S pole, and the rotor core is disposed between the magnets and the magnets. and a concave-convex portion protruding in a radial direction with respect to the center of the rotor core, wherein a thickness of the concave-convex portion in a radial direction with respect to the center of the rotor core is equal to or smaller than a thickness of the magnet, and the rotor core The width of the uneven portion in the circumferential direction based on the center of is equal to or smaller than the width of the magnet, includes a groove formed concavely on the inner circumferential surface of the shoe of the stator, and generates a current to have the same phase difference as the first phase difference. A motor that supplies each of the first coil and the second coil.
상기 복수개의 마그넷 개수는 7개이고, 상기 요철부의 개수는 7개이고,
상기 스테이터의 슬롯수는 12슬롯이며,
상기 마그넷의 극이 N극인 경우 상기 요철부는 마그넷의 S극이며,
상기 마그넷의 극이 S극인 경우 상기 요철부는 마그넷의 N극인 모터.According to claim 1,
The number of the plurality of magnets is 7, the number of the concave-convex parts is 7,
The number of slots of the stator is 12 slots,
When the pole of the magnet is the N pole, the uneven portion is the S pole of the magnet,
When the pole of the magnet is the S pole, the uneven portion is the N pole of the motor.
상기 복수개의 마그넷 개수는 5개이고, 상기 요철부의 개수는 5개이고,
상기 스테이터의 슬롯수는 12슬롯이며,
상기 마그넷의 극이 N극인 경우 상기 요철부는 마그넷의 S극이며,
상기 마그넷의 극이 S극인 경우 상기 요철부는 마그넷의 N극인 모터.According to claim 1,
The number of the plurality of magnets is 5, the number of convex and convex portions is 5,
The number of slots of the stator is 12 slots,
When the pole of the magnet is the N pole, the uneven portion is the S pole of the magnet,
When the pole of the magnet is the S pole, the uneven portion is the N pole of the motor.
상기 제1 위상차는 20° 내지 40°인 모터.According to claim 1,
The first phase difference is 20 ° to 40 ° motor.
복수 개의 상기 홈은 티스의 폭 중심과 스테이터의 중심을 지나는 기준선을 기준으로 대칭되게 배치되는 모터.According to claim 1,
A motor in which the plurality of grooves are arranged symmetrically with respect to a reference line passing through the center of the width of the teeth and the center of the stator.
복수 개의 상기 홈은 상기 스테이터의 상단에서 하단까지 연장되어 형성되는 모터.According to claim 10,
A plurality of the grooves are formed extending from the upper end to the lower end of the stator.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170161703 | 2017-11-29 | ||
KR20170161703 | 2017-11-29 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20190063361A KR20190063361A (en) | 2019-06-07 |
KR102566475B1 true KR102566475B1 (en) | 2023-08-14 |
Family
ID=66850080
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180061897A KR102566475B1 (en) | 2017-11-29 | 2018-05-30 | Motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102566475B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7348829B2 (en) * | 2019-12-16 | 2023-09-21 | 株式会社日立製作所 | Hoisting machine and elevator |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004357489A (en) * | 2003-05-28 | 2004-12-16 | Akira Chiba | Unidirectionally magnetized permanent magnet motor |
JP2010246241A (en) * | 2009-04-03 | 2010-10-28 | Asmo Co Ltd | Rotor and motor |
JP2012157236A (en) * | 2011-01-04 | 2012-08-16 | Asmo Co Ltd | Brushless motor and brushless motor drive method |
JP2015070663A (en) * | 2013-09-27 | 2015-04-13 | アスモ株式会社 | Motor |
-
2018
- 2018-05-30 KR KR1020180061897A patent/KR102566475B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004357489A (en) * | 2003-05-28 | 2004-12-16 | Akira Chiba | Unidirectionally magnetized permanent magnet motor |
JP2010246241A (en) * | 2009-04-03 | 2010-10-28 | Asmo Co Ltd | Rotor and motor |
JP2012157236A (en) * | 2011-01-04 | 2012-08-16 | Asmo Co Ltd | Brushless motor and brushless motor drive method |
JP2015070663A (en) * | 2013-09-27 | 2015-04-13 | アスモ株式会社 | Motor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20190063361A (en) | 2019-06-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5646092B2 (en) | Permanent magnet type motor | |
US8324768B2 (en) | Rotational angle detection device and method for permanent magnet dynamo-electric machine and electric power steering device | |
JP6305394B2 (en) | Permanent magnet type motor and electric power steering device | |
US9564779B2 (en) | Permanent magnet motor | |
US10396612B2 (en) | Permanent magnet type concentrated winding motor | |
JP6218997B1 (en) | Rotating electric machine, electric power steering device, and method of manufacturing rotating electric machine | |
US8333259B2 (en) | Motor and electric power steering apparatus using motor | |
US10644552B2 (en) | Brushless motor | |
US20150200576A1 (en) | Brushless motor | |
WO2017073199A1 (en) | Rotating electric machine | |
CN111342574A (en) | Permanent magnet motor and electric power steering apparatus | |
JP6282326B2 (en) | Permanent magnet type motor and electric power steering device | |
JP6188639B2 (en) | Electric motor | |
US20180034352A1 (en) | Disc rotor- and axial flux-type rotating electric machine | |
KR20180022594A (en) | Electronically commutated electric motor with two rotor cores | |
JP6385854B2 (en) | Brushless motor | |
JP2014107939A (en) | Brushless motor | |
KR102566475B1 (en) | Motor | |
KR102673752B1 (en) | Stator and motor having the same | |
US11362559B2 (en) | Motor | |
KR102468303B1 (en) | Stator and motor having the same | |
JP6675139B2 (en) | Switch reluctance motor | |
KR20130073466A (en) | Switched reluctance motor | |
JP2013192359A (en) | Brushless motor | |
WO2017014211A1 (en) | Motor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |