KR102621457B1 - Wedge Rotor type Interior Permanent Magnet Motor - Google Patents
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Abstract
본 발명의 웨지 로터 타입 매입형 영구자석 모터(1)는 로터(10)의 내측 코어(22B)와 일체화되어 로터 외측부를 형성하는 외측 코어(22A)에 웨지 압입부(23,26)로 오픈 공간(Open Space) 또는 폐쇄 공간(Close Space)을 형성하고, 상기 웨지 압입부(23,26)에 압입되어 상기 오픈 공간 또는 상기 폐쇄 공간을 가려 주는 비자성체 재질의 웨지(30)가 포함됨으로써 마그넷 자속 누설 영향을 끼치면서 리브 두께 및 강성 확보가 요구되는 리브 제거로 모터 설계 자유도가 향상되고, 특히 로터 코어의 리브부를 비 자성체 부품으로 대체함으로써 누설자속 감소 방지와 함께 높은 강성 보강 자유도가 가능한 특징을 갖는다.The wedge rotor type embedded permanent magnet motor (1) of the present invention is integrated with the inner core (22B) of the rotor (10) and has an open space by wedge press-fitting portions (23, 26) on the outer core (22A) forming the outer part of the rotor. The magnet magnetic flux is formed by forming an open space or a closed space and including a wedge 30 made of a non-magnetic material that is press-fitted into the wedge press-fitting parts 23 and 26 to cover the open space or the closed space. Motor design freedom is improved by eliminating ribs that affect leakage and require securing rib thickness and rigidity. In particular, replacing the ribs of the rotor core with non-magnetic parts prevents reduction of leakage flux and allows for high rigidity reinforcement freedom. .
Description
본 발명은 매입형 영구자석 모터에 관한 것으로, 특히 리브 두께 및 강성으로 인한 마그넷 자속 누설 영향을 해소한 웨지 로터 타입 매입형 영구자석 모터에 관한 것이다.The present invention relates to embedded permanent magnet motors, and in particular to a wedge rotor type embedded permanent magnet motor that eliminates the effects of magnet flux leakage due to rib thickness and rigidity.
일반적으로 전동이륜차 구동 모터 중 매입형 영구자석 모터(Interior Permanent Magnet Motor)는 로터(즉, 회전자) 내에 영구자석이 삽입(매립)됨으로써 릴럭턴스 토크 확보에 유리한 반면 고속영역 운전 시 스테이터의 리브 부분에서 강성 부족으로 스테이터(Stator)가 손상될 수 있다.In general, among electric two-wheeled vehicle drive motors, interior permanent magnet motors are advantageous in securing reluctance torque by inserting (embedding) permanent magnets into the rotor (i.e., rotor), while the rib portion of the stator during high-speed operation is advantageous. The stator may be damaged due to lack of rigidity.
이로 인해 상기 매입형 영구자석 모터는 외측 코어와 이에 결합된 내측 코어의 2개가 하나의 코어를 이루어 로터로 형성되며, 상기 외측 코어와 상기 내측 코어는 외측 코어의 마그넷 삽입부에 대한 물리적 고정을 위해 연결부를 적용한다.For this reason, the embedded permanent magnet motor is formed as a rotor in which two outer cores and an inner core coupled thereto form one core, and the outer core and the inner core are used for physical fixation to the magnet insertion part of the outer core. Apply the connection.
특히 상기 연결부는 누설자속 발생 부위이므로 외측 코어의 마그넷 삽입부 간 간격 공간에 최소한의 두께를 적용한 리브로 형성하고, 내/외측 분리형 코어 구조를 이용하여 리브부 강성을 증대시켜 준다.In particular, since the connection part is the area where leakage magnetic flux is generated, it is formed with a rib with a minimum thickness in the space between the magnet insertions of the outer core, and the rigidity of the rib part is increased by using a separate inner and outer core structure.
이로부터 상기 매입형 영구자석 모터는 상대적으로 얇은 리브가 적용되면서도 내/외측 분리형 코어 연결부를 통한 강성 강화로 고속 모터에서 필수적으로 발생하여 성능감소를 가져오는 누설자속을 감소시켜 준다.From this, the embedded permanent magnet motor uses relatively thin ribs and strengthens rigidity through separate inner and outer core connections, thereby reducing leakage flux that is essential in high-speed motors and reduces performance.
하지만, 상기 매입형 영구자석 모터는 내/외측 분리형 코어 구조로 인해 여러 문제점을 가지고 있다.However, the embedded permanent magnet motor has several problems due to its inner/outer separated core structure.
첫째 조립 공정 문제로서, 이는 서로 분리된 내측 코어와 외측 코어의 일체 구조를 위한 압입 공정이 수행됨으로써 압입 조립을 위해선 내/외측 코어의 정밀 조립 공차가 요구되어야 한다.First, as an assembly process issue, a press-fitting process is performed for the integrated structure of the separate inner and outer cores, so precise assembly tolerances of the inner and outer cores must be required for press-fitting assembly.
둘째 리브 강성 문제로서, 이는 상대적으로 얇은 두께의 리브는 그 강성이 일체형과 같이 약해질 수밖에 없으므로 고속 회전 원심력에 의한 로터코어 변형 및 파손 방지에 취약하고, 내/외측 분리형 코어 연결부 강화 구조는 마그넷 자속의 누설을 최소화하기 위해 리브 두께는 작을수록 유리한 특성에 반하기 때문이다.Secondly, there is a problem of rib rigidity. This is because the stiffness of relatively thin ribs is inevitably weakened like that of an integrated type, making them vulnerable to rotor core deformation and damage prevention due to high-speed rotating centrifugal force, and the reinforced structure of the inner and outer separate core connections reduces the magnet magnetic flux. This is because the smaller the rib thickness is, the more advantageous it is to minimize leakage.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 마그넷 자속 누설 영향을 끼치면서 리브 두께 및 강성 확보가 요구되는 리브 제거로 모터 설계 자유도가 향상되고, 특히 로터 코어의 리브부를 비 자성체 부품으로 대체함으로써 누설자속 감소 방지와 함께 높은 강성 보강 자유도도 가능한 웨지 로터 타입 매입형 영구자석 모터의 제공에 목적이 있다.Accordingly, taking the above into consideration, the present invention improves motor design freedom by eliminating ribs that affect magnet flux leakage and require rib thickness and rigidity, and in particular reduces leakage flux by replacing the rib portion of the rotor core with non-magnetic parts. The purpose is to provide a wedge rotor type embedded permanent magnet motor that is capable of high rigidity reinforcement and freedom, along with prevention.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 매입형 영구자석 모터는 외측 코어와 내측 코어로 이루어지고, 상기 내측 코어에 영구자석이 매입된 로터, 상기 외측 코어에 오픈 공간 또는 폐쇄 공간을 형성하는 웨지 압입부, 및 상기 웨지 압입부에 압입되는 웨지가 포함되고, 상기 웨지는 상기 오픈 공간 또는 상기 폐쇄 공간을 가려 상기 외측 코어와 함께 상기 로터의 외주면을 형성하는 것을 특징으로 한다.The embedded permanent magnet motor of the present invention for achieving the above object consists of an outer core and an inner core, a rotor with a permanent magnet embedded in the inner core, and a wedge forming an open or closed space in the outer core. A press-fit portion and a wedge press-fitted into the wedge press-fit portion are included, and the wedge covers the open space or the closed space and forms an outer peripheral surface of the rotor together with the outer core.
바람직한 실시예로서, 상기 웨지 압입부는 상기 오픈 공간을 형성하도록 상기 로터의 원주방향 전구간에서 복수개로 이루어진 리브리스 웨지 연결부로 구성되고, 상기 리브리스 웨지 연결부는 상기 내측 코어에서 상기 오픈 공간의 중간 위치로 돌출되고, 상기 웨지의 웨지 축이 압입되는 분리 좌대, 및 상기 오픈 공간의 좌/우로 위치된 상기 외측 코어의 단부에 형성되고, 상기 웨지의 웨지 날개가 안착되는 코어 엔드로 이루어진다.In a preferred embodiment, the wedge press-fitting portion is composed of a plurality of ribless wedge connecting portions in the entire circumferential section of the rotor to form the open space, and the ribless wedge connecting portion is connected from the inner core to a middle position of the open space. It consists of a separate seat that protrudes and is pressed into the wedge axis of the wedge, and a core end formed at an end of the outer core located to the left and right of the open space and on which the wedge wings of the wedge are seated.
바람직한 실시예로서, 상기 분리 좌대는 웨지 홈을 형성하고, 상기 웨지 축은 상기 웨지 홈에 압입되어 고정된다.In a preferred embodiment, the separate seat forms a wedge groove, and the wedge axis is fixed by being press-fitted into the wedge groove.
바람직한 실시예로서, 상기 코어 엔드는 단차 구조로 상기 외측 코어의 단부에 형성되고, 상기 웨지 날개는 상기 단차 구조에 안착된다.In a preferred embodiment, the core end is formed at an end of the outer core with a stepped structure, and the wedge wings are seated on the stepped structure.
바람직한 실시예로서, 상기 웨지 압입부는 상기 폐쇄 공간을 형성하도록 상기 로터의 원주방향 전구간에서 복수개로 이루어진 리브 웨지 연결부로 구성되고, 상기 리브 웨지 연결부는 상기 내측 코어에서 상기 폐쇄 공간의 중간 위치로 돌출되고, 상기 웨지의 웨지 축이 압입되는 연결 좌대, 및 상기 폐쇄 공간의 좌/우로 위치된 상기 외측 코어의 단부에 연결되고, 상기 웨지의 웨지 날개가 안착되는 리브로 이루어진다.In a preferred embodiment, the wedge press-fitting portion is composed of a plurality of rib wedge connecting portions in the entire circumferential section of the rotor to form the closed space, and the rib wedge connecting portion protrudes from the inner core to an intermediate position of the closed space. , a connecting seat on which the wedge axis of the wedge is pressed, and a rib connected to the end of the outer core located to the left and right of the closed space and on which the wedge wings of the wedge are seated.
바람직한 실시예로서, 상기 연결 좌대는 웨지 홈을 형성하고, 상기 웨지 축은 상기 웨지 홈에 압입되어 고정된다.In a preferred embodiment, the connecting seat forms a wedge groove, and the wedge shaft is fixed by being press-fitted into the wedge groove.
바람직한 실시예로서, 상기 리브는 단차 구조로 상기 외측 코어의 단부에 형성되고, 상기 웨지 날개는 상기 단차 구조에 안착된다.In a preferred embodiment, the ribs are formed at the ends of the outer core in a stepped structure, and the wedge wings are seated in the stepped structure.
바람직한 실시예로서, 상기 로터는 상기 영구자석의 매입에 V형 마그넷 슬롯 또는 I형 마그넷 슬롯을 적용한다.In a preferred embodiment, the rotor uses a V-type magnet slot or an I-type magnet slot to embed the permanent magnet.
바람직한 실시예로서, 상기 웨지는 비자성체 재질을 적용한다.In a preferred embodiment, the wedge is made of a non-magnetic material.
이러한 본 발명의 웨지 로터 타입 매입형 영구자석 모터는 하기와 같은 작용 및 효과를 구현한다.The wedge rotor type embedded permanent magnet motor of the present invention implements the following actions and effects.
첫째, 매입형 영구자석 모터 제조 시 마그넷 자속 누설 영향을 줄이기 위해 요구되던 리브의 두께 및 강성 확보가 불필요하여 모터 설계 자유도가 향상될 수 있다. 둘째, 로터의 영구자석 누설자속 감소를 통해 매입형 영구자석 모터의 모터 출력 증대가 이루어진다. 셋째, 로터의 영구자석 누설자속 감소만큼 동일성능 대비 모터 사이즈 축소 및 영구자석 사용량 감소가 가능하다. 넷째, 로터 코어의 리브부를 비 자성체 부품인 웨지(Wedge)로 대체함으로써 로터 코어 강성 증대가 가능하다. 다섯째, 웨지 형상 및 재질을 이용한 강성 증대가 가능함으로써 로터 코어에 대한 높은 강성 보강 자유도가 확보될 수 있다.First, the degree of freedom in motor design can be improved because there is no need to secure the thickness and rigidity of the ribs, which were required to reduce the effect of magnet flux leakage when manufacturing embedded permanent magnet motors. Second, the motor output of the embedded permanent magnet motor is increased by reducing the permanent magnet leakage flux of the rotor. Third, it is possible to reduce the motor size and permanent magnet usage compared to the same performance by reducing the permanent magnet leakage flux of the rotor. Fourth, it is possible to increase the rigidity of the rotor core by replacing the rib portion of the rotor core with a wedge, a non-magnetic component. Fifth, it is possible to increase the rigidity using the wedge shape and material, thereby ensuring a high degree of freedom in reinforcing the rigidity of the rotor core.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 웨지 로터 타입 매입형 영구자석 모터의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 웨지 로터의 V형 코어와 웨지 구성도이며, 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 웨지 로터 타입 매입형 영구자석 모터의 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 웨지 로터의 I형 코어와 웨지 구성도이다.Figure 1 is a configuration diagram of a wedge rotor type embedded permanent magnet motor according to the first embodiment of the present invention, Figure 2 is a configuration diagram of the V-shaped core and wedge of the wedge rotor according to the present invention, and Figure 3 is a configuration diagram of the wedge rotor type according to the present invention. This is a configuration diagram of a wedge rotor type embedded permanent magnet motor according to the second embodiment, and Figure 4 is a configuration diagram of the I-type core and wedge of the wedge rotor according to the present invention.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached illustration drawings. These embodiments are examples and may be implemented in various different forms by those skilled in the art to which the present invention pertains, so they are described herein. It is not limited to the embodiment.
도 1 및 도 2는 제1 실시예 적용 매입형 영구자석 모터를 나타낸다.1 and 2 show an embedded permanent magnet motor applied to the first embodiment.
도 1을 참조하면, 상기 매입형 영구자석 모터(1)는 로터(10), 상기 로터(10)의 로터 코어 외측부(즉, 외주면)에 결합되어 로터 외경을 형성하는 웨지(30), 및 상기 로터(10)의 로터 코어 바디에 매입된 영구자석(40)을 포함한다. 이 경우 상기 웨지(30)는 비자성체 재질을 적용한다.Referring to FIG. 1, the embedded permanent magnet motor 1 includes a rotor 10, a wedge 30 coupled to the outer portion of the rotor core (i.e., outer peripheral surface) of the rotor 10 to form the outer diameter of the rotor, and the It includes a permanent magnet 40 embedded in the rotor core body of the rotor 10. In this case, the wedge 30 is made of a non-magnetic material.
일례로 상기 로터(10)는 샤프트(3)가 관통하는 축 홀이 뚫려 축 중심(O-O)을 형성하는 원통형의 로터 코어(21), 상기 로터 코어(21)의 로터 코어 바디에 원주방향 전구간(즉, 전 둘레)으로 천공되어 복수개로 형성된 V형 마그넷 슬롯(22C), 및 상기 V형 마그넷 슬롯(22C)간 인접 구간을 형성하는 리브리스 웨지 연결부(23)를 포함한다. 이 경우 상기 리브리스 웨지 연결부(23)는 리브 웨지 연결부(26)(도 3,4 참조)와 함께 웨지 압입부(23,26)를 구성한다.For example, the rotor 10 includes a cylindrical rotor core 21 with an axial hole through which the shaft 3 penetrates to form an axial center (O-O), and a circumferential entire section on the rotor core body of the rotor core 21 ( That is, it includes a plurality of V-shaped magnet slots (22C) perforated around the entire circumference (22C), and a ribless wedge connection portion (23) forming an adjacent section between the V-shaped magnet slots (22C). In this case, the ribless wedge connecting portion 23 forms the wedge pressing portions 23 and 26 together with the rib wedge connecting portion 26 (see FIGS. 3 and 4).
일례로 상기 웨지(30)는 리브리스 웨지 연결부(23)에 조립되어 V형 마그넷 슬롯(22C)간 인접 구간을 메워줌으로써 로터 코어(21)의 로터 외경을 원형으로 형성하여 준다.For example, the wedge 30 is assembled to the ribless wedge connection portion 23 and fills the adjacent section between the V-shaped magnet slots 22C, thereby forming the rotor outer diameter of the rotor core 21 into a circular shape.
일례로 상기 영구자석(40)은 V형 마그넷 슬롯(22C)의 좌/우 마그넷 슬롯 각각에 끼워짐으로써 로터 코어(21)의 로터 코어 바디에 매입되어 로터(10)와 일체화된다.For example, the permanent magnet 40 is embedded in the rotor core body of the rotor core 21 by being inserted into each of the left and right magnet slots of the V-type magnet slot 22C and is integrated with the rotor 10.
도 2를 참조하면, 상기 V형 마그넷 슬롯(22C), 상기 리브리스 웨지 연결부(23) 및 상기 웨지(30)에 대한 상세 구조가 예시된다.Referring to FIG. 2, detailed structures of the V-shaped magnet slot 22C, the ribless wedge connection portion 23, and the wedge 30 are illustrated.
구체적으로 상기 V형 마그넷 슬롯(22C)은 좌측 마그넷 슬롯과 우측 마그넷 슬롯으로 나누어지도록 슬롯 격벽(22D)을 V형의 연결부로 형성함으로써 로터 코어(21)의 외측 코어(22A)와 내측 코어(22B)가 슬롯 격벽(22D)을 매개로 일체형 구조로 형성된다. 이 경우 상기 외측 코어(22A)는 로터(10)의 외측부를 구성하여 로터외경을 형성하며, 상기 내측 코어(22B)는 로터(10)의 내측부를 구성하여 축 홀이 뚫린 로터 코어 바디를 형성한다.Specifically, the V-shaped magnet slot 22C is divided into a left magnet slot and a right magnet slot by forming the slot partition wall 22D into a V-shaped connection part to form the outer core 22A and the inner core 22B of the rotor core 21. ) is formed as an integrated structure via the slot partition 22D. In this case, the outer core 22A constitutes the outer portion of the rotor 10 to form the rotor outer diameter, and the inner core 22B constitutes the inner portion of the rotor 10 to form a rotor core body with an axial hole. .
특히 상기 로터 코어(21)는 360°원형 구간을 축 중심(O)에 대해 소정의 웨지 배열 각도(K)로 분할하고, 상기 웨지 배열 각도(K) 마다 슬롯 격벽(22D)을 형성함으로써 V형 마그넷 슬롯(22C)이 원주방향 전구간(즉, 전 둘레)에 균일하게 형성된다.In particular, the rotor core 21 divides the 360° circular section into predetermined wedge arrangement angles (K) with respect to the axis center (O), and forms slot partitions 22D at each wedge arrangement angle (K) to form a V-shaped rotor core 21. Magnet slots 22C are formed uniformly across the entire circumferential section (i.e., around the entire circumference).
일례로 상기 웨지 배열 각도(K)는 약 45°를 적용함으로써 V형 마그넷 슬롯(22C)이 약 8개로 형성된다. 이 경우 상기 웨지 배열 각도(K)는 45°보다 작거나 크게 하여 V형 마그넷 슬롯(22C)의 수량을 8개 보다 많게 하거나 또는 작게 함으로써 로터(10)의 자기력 세기를 조절할 수 있다.For example, by applying the wedge arrangement angle K of about 45°, about eight V-shaped magnet slots 22C are formed. In this case, the wedge arrangement angle K can be adjusted to be smaller or larger than 45° and the magnetic force strength of the rotor 10 can be adjusted by increasing or reducing the number of V-shaped magnet slots 22C to more than 8.
구체적으로 상기 리브리스 웨지 연결부(23)는 분리 좌대(24) 및 코어 엔드(25)로 이루어지고, 로터 코어(21)의 로터 코어 바디에서 로터 코어 외측부(즉, 외주면)를 오픈 공간(Open Space)으로 형성함으로써 웨지(30)의 조립위치를 제공한다.Specifically, the ribless wedge connection part 23 consists of a separate seat 24 and a core end 25, and separates the outer part of the rotor core (i.e., the outer peripheral surface) from the rotor core body of the rotor core 21 in an open space. ) to provide an assembly position for the wedge 30.
일례로 상기 분리 좌대(24)는 V형 마그넷 슬롯(22C)의 슬롯 격벽(22D) 사이에서 내측 코어(22B)로부터 외측 코어(22A) 쪽으로 돌출됨으로써 외측 코어(22A)와 이에 인접된 외측 코어(22A)가 형성한 오픈 공간(Open Space)의 중간에 위치된다.For example, the separation seat 24 protrudes from the inner core 22B toward the outer core 22A between the slot partition walls 22D of the V-shaped magnet slot 22C, thereby forming the outer core 22A and the outer core adjacent thereto ( It is located in the middle of the open space formed by 22A).
그리고 상기 코어 엔드(25)는 외측 코어(22A)의 좌/우 양쪽 부위에서 그 끝단부를 깎아낸 단차 구조로 이루어지고, 상기 단차 구조는 웨지(30)의 웨지 날개(33)가 안착되어 지지된다. 이 경우 상기 단차 구조는 외측 코어(22A)의 두께 중 약 1/2 정도 제거하여 단차 깊이(G)를 형성한다. 하지만, 상기 단차 깊이(G)는 외측 코어(22A)의 강성을 위해 1/2 두께 보다 작거나 크게 설정될 수 있다.And the core end 25 is made of a stepped structure with the ends cut off on both the left and right sides of the outer core 22A, and the stepped structure is supported by the wedge wings 33 of the wedge 30. . In this case, the step structure forms a step depth G by removing approximately 1/2 of the thickness of the outer core 22A. However, the step depth G may be set to be smaller or larger than 1/2 the thickness for the rigidity of the outer core 22A.
특히 상기 분리 좌대(24)는 그 상부로 웨지 홈(24a)을 형성하고, 상기 웨지 홈(24a)은 개구 구조로 이루어짐으로써 웨지(30)의 웨지 축(31)이 끼워져 고정된다. 이 경우 상기 웨지 홈(24a)의 단면 구조는 직선 단면의 입구 끝부에 웨지(30)의 웨지 축(31)과 동일하게 원형 단면을 형성한다. 하지만, 상기 웨지 홈(24a)의 원형 단면은 웨지(30)의 웨지 축(31)이 갖는 형상에 맞춰 변형가능하다.In particular, the separating seat 24 forms a wedge groove 24a on its upper part, and the wedge groove 24a has an open structure so that the wedge shaft 31 of the wedge 30 is inserted and fixed. In this case, the cross-sectional structure of the wedge groove 24a forms a circular cross-section at the entrance end of the straight cross-section, the same as the wedge axis 31 of the wedge 30. However, the circular cross section of the wedge groove 24a can be modified to match the shape of the wedge axis 31 of the wedge 30.
구체적으로 상기 웨지(30)는 로터(10)의 축 방향 두께와 동일한 길이로 이루어지고, 웨지 축(31)과 웨지 날개(33)로 구성된다. 이 경우 상기 웨지(30)는 비자성체 재질이다.Specifically, the wedge 30 has a length equal to the axial thickness of the rotor 10 and is composed of a wedge shaft 31 and wedge wings 33. In this case, the wedge 30 is made of a non-magnetic material.
일례로 상기 웨지 축(31)은 웨지 날개(33)의 중앙 위치에서 원형 로드로 이루어지고, 상기 원형 로드가 분리 좌대(24)의 웨지 홈(24a)으로 끼워져 고정된다. 이 경우 상기 원형 로드의 길이는 로터(10)의 축 방향 두께와 동일한 길이이다.For example, the wedge shaft 31 is made of a circular rod at the central position of the wedge wing 33, and the circular rod is fixed by being inserted into the wedge groove 24a of the separation seat 24. In this case, the length of the circular rod is the same as the axial thickness of the rotor 10.
그리고 상기 웨지 날개(33)는 웨지 축(31)을 중간 위치에 구비한 판 형상으로 이루어지고, 코어 엔드(25)의 단차 깊이(G)와 동일한 두께를 갖는다.In addition, the wedge wing 33 is formed in a plate shape with the wedge axis 31 at an intermediate position, and has a thickness equal to the step depth (G) of the core end 25.
특히 상기 웨지 날개(33)는 원둘레의 일부 구간에 일치하는 호형상으로 이루어지고, 상기 호형상은 로터 코어(21)는 360°원형 구간을 구획하는 웨지 배열 각도(K)인 약 45°영역의 호 구간과 동일하다.In particular, the wedge blades 33 are formed in an arc shape that matches a portion of the circumference, and the arc shape is in an area of about 45°, which is the wedge arrangement angle (K) dividing the rotor core 21 into a 360° circular section. It is the same as the arc section.
이와 같이 도 1,2의 상기 매입형 영구자석 모터(1)는 비자성체 재질의 웨지(30) 사용으로 로터(10)에 적용되었던 기존의 로터 코어 리브부 삭제가 가능함으로써 누설자속 감소와 함께 로터 코어 외측부의 강성 보강 자유도가 높아진 웨지 로터 타입 매입형 영구자석 모터로 특징된다.In this way, the embedded permanent magnet motor 1 of FIGS. 1 and 2 uses the wedge 30 made of a non-magnetic material, enabling the removal of the existing rotor core rib portion applied to the rotor 10, thereby reducing the leakage magnetic flux and reducing the rotor. It is characterized as a wedge rotor type embedded permanent magnet motor with an increased degree of freedom to reinforce the rigidity of the outer part of the core.
한편 도 3 및 도 4는 제2 실시예 적용 매입형 영구자석 모터를 나타낸다.Meanwhile, Figures 3 and 4 show an embedded permanent magnet motor applied to the second embodiment.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 매입형 영구자석 모터(1)는 외/내측 코어(22A,22B)로 이루어진 로터(10), 비자성체 재질의 웨지(30) 및 영구자석(40)을 포함하고, 상기 로터(10)에는 I형 마그넷 슬롯(22E)과 외/내측 코어(22A,22B)를 연결하여 일체 구조로 만들어 주는 리브 웨지 연결부(26)가 적용된다. 이 경우 상기 리브 웨지 연결부(26)는 리브리스 웨지 연결부(23)(도 1,2 참조)와 함께 웨지 압입부(23,26)를 구성한다.Referring to FIGS. 3 and 4, the embedded permanent magnet motor 1 includes a rotor 10 made of outer/inner cores 22A and 22B, a wedge 30 made of a non-magnetic material, and a permanent magnet 40. In addition, the rotor 10 is equipped with a rib wedge connection part 26 that connects the I-type magnet slot 22E and the outer and inner cores 22A and 22B to form an integrated structure. In this case, the rib wedge connection portion 26 forms the wedge press-fit portions 23 and 26 together with the ribless wedge connection portion 23 (see FIGS. 1 and 2).
그러므로 상기 로터(10), 상기 웨지(30) 및 상기 영구자석(40)은 도 1,2에서 기술된 로터(10)와 웨지(30) 및 영구자석(40)과 동일한 구성요소이다.Therefore, the rotor 10, the wedge 30, and the permanent magnet 40 are the same components as the rotor 10, the wedge 30, and the permanent magnet 40 described in FIGS. 1 and 2.
다만, 상기 I형 마그넷 슬롯(22E)은 도 1,2의 V형 마그넷 슬롯(22C)과 다른 형상으로 이루어지며, 상기 리브 웨지 연결부(26)는 도 1,2의 리브리스 웨지 연결부(23)와 다른 구조로 이루어지는 차이가 있다.However, the I-type magnet slot 22E has a different shape from the V-type magnet slot 22C of FIGS. 1 and 2, and the rib wedge connection portion 26 is the ribless wedge connection portion 23 of FIGS. 1 and 2. There is a difference in that it has a different structure.
구체적으로 상기 I형 마그넷 슬롯(22E)은 직선 형상으로 천공됨으로써 로터 코어(21)를 외측 코어(22A)와 내측 코어(22B)로 구분한다. 이 경우 상기 외측 코어(22A)는 로터(10)의 외측부를 구성하여 로터외경을 형성하며, 상기 내측 코어(22B)는 로터(10)의 내측부를 구성하여 축 홀이 뚫린 로터 코어 바디를 형성한다.Specifically, the I-type magnet slot 22E is perforated in a straight line, thereby dividing the rotor core 21 into an outer core 22A and an inner core 22B. In this case, the outer core 22A constitutes the outer portion of the rotor 10 to form the rotor outer diameter, and the inner core 22B constitutes the inner portion of the rotor 10 to form a rotor core body with an axial hole. .
특히 상기 로터 코어(21)는 360°원형 구간을 축 중심(O)에 대해 소정의 웨지 배열 각도(K)로 분할하고, 상기 웨지 배열 각도(K) 마다 그 중앙에 리브 웨지 연결부(26)를 형성함으로써 I형 마그넷 슬롯(22E)이 원주방향 전구간(즉, 전 둘레)에 균일하게 형성된다.In particular, the rotor core 21 divides the 360° circular section into predetermined wedge arrangement angles (K) with respect to the axis center (O), and has a rib wedge connection portion 26 at the center for each wedge arrangement angle (K). By forming the I-type magnet slot 22E, the entire circumferential section (i.e., the entire circumference) is formed uniformly.
구체적으로 상기 리브 웨지 연결부(26)는 연결 좌대(27)와 리브(28)로 이루어지고, 로터 코어(21)의 로터 코어 바디에서 로터 코어 외측부(즉, 외주면)를 폐쇄 공간(Close Space)으로 형성함으로써 웨지(30)의 조립위치를 제공한다.Specifically, the rib wedge connection part 26 consists of a connection seat 27 and a rib 28, and connects the outer part of the rotor core (i.e., the outer peripheral surface) from the rotor core body of the rotor core 21 into a closed space. By forming it, an assembly position for the wedge 30 is provided.
일례로 상기 연결 좌대(27)는 I형 마그넷 슬롯(22E)과 이에 인접된 I형 마그넷 슬롯(22E) 사이에서 내측 코어(22B)로부터 외측 코어(22A) 쪽으로 돌출됨으로써 외측 코어(22A)와 이에 인접된 외측 코어(22A)의 중간에 위치된다.For example, the connection seat 27 protrudes from the inner core 22B toward the outer core 22A between the I-type magnet slot 22E and the I-type magnet slot adjacent thereto (22E), thereby connecting the outer core 22A to the outer core 22A. It is located in the middle of the adjacent outer core 22A.
특히 상기 연결 좌대(27)는 그 상부로 웨지 홈(27a)을 형성하고, 상기 웨지 홈(27a)은 개구 구조로 이루어짐으로써 웨지(30)의 웨지 축(31)이 끼워져 고정된다. 이 경우 상기 웨지 홈(27a)의 단면 구조는 직선 단면의 입구 끝부에 웨지(30)의 웨지 축(31)과 동일하게 원형 단면을 형성한다. 하지만, 상기 웨지 홈(27a)의 원형 단면은 웨지(30)의 웨지 축(31)이 갖는 형상에 맞춰 변형가능하다.In particular, the connecting seat 27 forms a wedge groove 27a on its upper part, and the wedge groove 27a has an open structure so that the wedge shaft 31 of the wedge 30 is inserted and fixed. In this case, the cross-sectional structure of the wedge groove 27a forms a circular cross-section at the entrance end of the straight cross-section, the same as the wedge axis 31 of the wedge 30. However, the circular cross section of the wedge groove 27a can be modified to match the shape of the wedge axis 31 of the wedge 30.
그리고 상기 리브(28)는 연결 좌대(27)의 상부에서 좌/우 양쪽으로 연장되어 좌측의 외측 코어(22A)와 우측의 외측 코어(22A)에 각각 연결됨으로써 외측 코어(22A)와 이에 인접된 외측 코어(22A) 사이를 폐쇄 공간(Close Space)으로 형성한다.And the ribs 28 extend to both left and right from the upper part of the connecting seat 27 and are connected to the outer core 22A on the left and the outer core 22A on the right, respectively, thereby connecting the outer core 22A and the adjacent core 22A. A closed space is formed between the outer cores 22A.
특히 상기 리브(28)는 외측 코어(22A)의 아래쪽부위를 연장함으로써 외측 코어(22A)의 위쪽부위와 단차 구조를 형성하고, 상기 단차 구조는 웨지(30)의 웨지 날개(33)가 안착되어 지지된다. 이 경우 상기 단차 구조는 단차 깊이(G)를 형성하고, 상기 단차 깊이(G)는 외측 코어(22A)의 두께(T)를 1로 하여 약 1/2 두께로 설정함으로써 리브(28)의 두께(t)를 외측 코어(22A)의 두께(T) 대비 약 1/2 두께로 설정되도록 한다. 하지만, 상기 단차 깊이(G)는 1/2 두께 보다 작게 설정될 수 있는데, 이는 외측 코어(22A)의 강성을 위해 리브(28)의 두께(t)를 외측 코어(22A)의 두께(T) 대비 1/2 두께 보다 크게 설정되는 경우이다.In particular, the rib 28 extends the lower portion of the outer core 22A to form a stepped structure with the upper portion of the outer core 22A, and the stepped structure is formed by seating the wedge wings 33 of the wedge 30. Supported. In this case, the step structure forms a step depth (G), and the step depth (G) is set to about 1/2 the thickness by setting the thickness (T) of the outer core (22A) to 1, thereby reducing the thickness of the ribs (28). (t) is set to about 1/2 the thickness of the thickness (T) of the outer core (22A). However, the step depth (G) may be set to be smaller than 1/2 the thickness, which means that for the rigidity of the outer core (22A), the thickness (t) of the ribs (28) is equal to the thickness (T) of the outer core (22A). This is the case when the contrast is set larger than 1/2 the thickness.
이와 같이 도 3,4의 상기 매입형 영구자석 모터(1)는 비자성체 재질의 웨지(30) 사용으로 로터(10)에 적용되었던 기존의 로터 코어 리브부 두께가 최소 약 1/2만큼 보다 얇게 형성됨으로써 누설자속 감소와 함께 로터 코어 외측부의 강성 보강 자유도가 높아진 웨지 로터 타입 매입형 영구자석 모터로 특징된다.In this way, in the embedded permanent magnet motor 1 of FIGS. 3 and 4, the thickness of the existing rotor core rib portion applied to the rotor 10 is made thinner by at least about 1/2 by using the wedge 30 made of non-magnetic material. As a result, it is characterized as a wedge rotor type embedded permanent magnet motor with reduced leakage flux and increased freedom to reinforce the rigidity of the outer part of the rotor core.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 웨지 로터 타입 매입형 영구자석 모터(1)는 로터(10)의 내측 코어(22B)와 일체화되어 로터 외측부를 형성하는 외측 코어(22A)에 웨지 압입부(23,26)로 오픈 공간(Open Space) 또는 폐쇄 공간(Close Space)을 형성하고, 상기 웨지 압입부(23,26)에 압입되어 상기 오픈 공간 또는 상기 폐쇄 공간을 가려 주는 비자성체 재질의 웨지(30)가 포함됨으로써 마그넷 자속 누설 영향을 끼치면서 리브 두께 및 강성 확보가 요구되는 리브 제거로 모터 설계 자유도가 향상되고, 특히 로터 코어의 리브부를 비 자성체 부품으로 대체함으로써 누설자속 감소 방지와 함께 높은 강성 보강 자유도가 가능하다.As described above, the wedge rotor type embedded permanent magnet motor 1 according to the present embodiment is integrated with the inner core 22B of the rotor 10 and has a wedge press-fitting portion ( 23, 26) to form an open space or a closed space, and a wedge made of non-magnetic material that is press-fitted into the wedge press-fitting portions 23, 26 to cover the open space or the closed space. 30), the freedom of motor design is improved by eliminating ribs that affect magnet flux leakage and require rib thickness and rigidity. In particular, replacing the ribs of the rotor core with non-magnetic parts prevents reduction of leakage flux and provides high rigidity. Reinforcement freedom is possible.
1 : 매입형 영구자석 모터
3 : 샤프트
10 : 로터
21 : 로터 코어 22A : 외측 코어
22B : 내측 코어 22C : V형 마그넷 슬롯
22D : 슬롯 격벽 22E : I형 마그넷 슬롯
23 : 리브리스 웨지 연결부 24 : 분리 좌대
24a,27a : 웨지 홈 25 : 코어 엔드
26 : 리브 웨지 연결부 27 : 연결 좌대
28 : 리브
30 : 웨지 31 : 웨지 축
33 : 웨지 날개
40 : 영구자석1: Embedded permanent magnet motor
3: shaft
10: rotor
21: rotor core 22A: outer core
22B: Inner core 22C: V-shaped magnet slot
22D: Slot bulkhead 22E: Type I magnet slot
23: Libris wedge connection 24: Separate seat
24a, 27a: Wedge groove 25: Core end
26: rib wedge connection part 27: connection seat
28: rib
30: wedge 31: wedge axis
33: wedge wings
40: permanent magnet
Claims (11)
상기 외측 코어에 폐쇄 공간(Close Space)을 형성하는 웨지 압입부, 및
상기 웨지 압입부에 압입되는 웨지가 포함되고,
상기 웨지는 상기 폐쇄 공간을 가려 상기 외측 코어와 함께 상기 로터의 외주면을 형성하며,
상기 웨지 압입부는 상기 폐쇄 공간을 형성하는 리브 웨지 연결부로 구성되고, 상기 리브 웨지 연결부는 상기 내측 코어에서 상기 폐쇄 공간의 중간 위치로 돌출되고, 상기 웨지의 웨지 축이 압입되는 연결 좌대, 및 상기 폐쇄 공간의 좌/우로 위치된 상기 외측 코어의 단부에 연결되고, 상기 웨지의 웨지 날개가 안착되는 리브로 이루어지고;
상기 리브는 단차 구조로 상기 외측 코어의 단부에 형성되며, 상기 단차 구조는 상기 리브가 상기 외측 코어의 아래쪽부위에서 연장되어 상기 외측 코어의 위쪽부위에 대해 단차 깊이를 형성하고, 상기 단차 깊이는 상기 외측 코어의 두께와 상기 리브의 두께에 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 매입형 영구자석 모터.
A rotor consisting of an outer core and an inner core, and a permanent magnet embedded in the inner core,
A wedge press-fitting portion forming a closed space in the outer core, and
A wedge is included that is press-fitted into the wedge press-fitting part,
The wedge covers the closed space and forms an outer peripheral surface of the rotor together with the outer core,
The wedge press-fitting portion is composed of a rib wedge connecting portion forming the closed space, the rib wedge connecting portion protrudes from the inner core to a middle position of the closed space, a connection seat into which the wedge axis of the wedge is press-fitted, and the closing It is connected to the end of the outer core located to the left and right of the space and consists of a rib on which the wedge wing of the wedge is seated;
The rib is formed at an end of the outer core in a step structure, and the step structure is such that the rib extends from a lower portion of the outer core to form a step depth with respect to an upper portion of the outer core, and the step depth is the outer core. An embedded permanent magnet motor, characterized in that it is formed according to the thickness of the core and the thickness of the ribs.
상기 웨지 축은 상기 웨지 홈에 압입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 매입형 영구자석 모터.
The method according to claim 1, wherein the connection seat forms a wedge groove,
An embedded permanent magnet motor, characterized in that the wedge shaft is fixed by being press-fitted into the wedge groove.
The embedded permanent magnet motor according to claim 1, wherein the wedge blade is seated on the step structure.
The embedded permanent magnet motor according to claim 1, wherein the rib wedge connection portion is composed of a plurality of parts in the entire circumferential section of the rotor.
The embedded permanent magnet motor according to claim 1, wherein the rotor uses a V-type magnet slot or an I-type magnet slot to embed the permanent magnet.
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