KR102623591B1

KR102623591B1 - 돌극형 하이브리드 여자 모터

Info

Publication number: KR102623591B1
Application number: KR1020227014912A
Authority: KR
Inventors: 성추안 장; 쉬에보 시옹; 리앙 팡; 타오 한; 하이성 위; 옌쥔 탄; 시아오저 린; 루이핑 왕; 인고 스콜텐
Original assignee: 쩌지앙 길리 홀딩 그룹 씨오., 엘티디.; 우시 인피모션 테크놀로지 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2022-01-14
Filing date: 2022-02-23
Publication date: 2024-01-11
Also published as: JP2023514757A; WO2022105947A3; KR20230110439A; US20230231453A1; WO2022105947A2; CN114389422B; EP4117153A2; JP7349036B2; CN114389422A; EP4117153A4

Abstract

본 발명의 돌극형 하이브리드 여자 모터는 모터 분야에 속하고, 회전자 어셈블리를 포함하고, 회전자 어셈블리는 방사형의 돌극이 있으면서, 링형으로 구성되어 자기 전도성 요크에 씌움 설치되는 전자기 회전자; 전자기 회전자의 일측에 장착되는 영구자석 회전자; 전자기 회전자와 등지는 영구자석 회전자의 일측에 장착되고, 전자기 회전자의 방사형 돌극과 이격되게 배치되고, 복수개가 전자기 회전자의 복수개의 방사형 돌극과 서로 매칭되면서, 전자기 회전자의 방사형 돌극에 대응되는 영구자석 마그네틱 스틸의 극성과 상반되는 축방향 돌극 블록을 포함한다. 본 발명은 전기 여자와 영구자석 여자가 공동으로 작용됨으로써, 전기가 통할 때 전기 여자 자기장의 방향 및 크기를 변경할 수 있어 모터의 에어 갭 자기장을 조절할 수 있다.

Description

돌극형 하이브리드 여자 모터

본 발명은 전기 모터의 분야에 관련된 것으로 특히 돌극형 하이브리드 여자 모터에 관한 것이다.

영구자석 모터는 토크 밀도와 효율성이 높으면서 가볍고 소형인 등과 같은 특징을 점점 더 중요시 여기면서 여러 분야에서 폭넓게 응용되었다. 하지만 영구자석 모터의 에어 갭 자기장이 영구자석 마그네틱 스틸과 자기 회로의 자기 전도에 의해 결정되며, 거의 일정하게 유지되면서 조절하기 어렵기 때문에 영구자석 모터가 더 발전하고 응용되는 데 제한적이다.

전기 여자 모터는 영구자석 모터와 달리 여자 모터를 제어하기 간단하고 진동에 강하고 조립이 용이하다. 여자 전류를 제어하면 자기장 강도를 제어할 수 있어 속도를 조절할 수 있고, 이는 또한 (전류)여자 모터가 가진 특수한 장점에 해당하며; 여자 모터는 고도의 기술 제어로서 안정성이 높으며, 일반적으로 큰 전력이 필요한 곳에 사용된다. 하지만 여자 모터는 구조가 복잡하고 생상 공정이 엄격하여 소형이면서 에너지를 절약시키고 간편하게 조작할 수 없어 에너지 절약 효과 및 생산 원가 측면에서 단점이 존재한다.

하이브리드 여자 모터는 영구자석 모터의 고효율, 고전력 밀도 등과 같은 많은 특징을 계승할 뿐만 아니라 모터의 에어 갭 자기장을 매끈하고 조절 가능하게 만들 수 있는 등 전기 여자 모터가 우수한 점을 겸비한다. 전기가 작동될 때 시작 토크가 크고, 속도 조절 범위가 넓은 등과 같은 이점이 있으며; 전기를 발생시켜 작동될 때 보다 넓은 전압 조절 능력 또는 넓은 범위의 변속 정전압 출력 능력을 구비할 수 있다. 하이브리드 여자 모터는 조절 가능한 자기장, 높은 토크 밀도, 높은 효율성 등과 같은 이점이 있어, 특히 전력이 일정하고, 폭이 속도 제어되어 구동되고, 일정한 압력으로 전기를 발생시키는 분야에 적용되어, 항공 우주, 풍력 바런, 전동차 등과 같은 분야에 광범위하게 응용되고 있다. 하지만 오늘날 하이브리드 여자 모터는 종류가 적고 응용 범위도 제한적이다. 따라서 하이브리드 여자 모터를 제공하여 하이브리드 여자 모터의 사용 범위를 확장해야 한다.

본 발명은 하이브리드 여자 모터의 사용 범위를 확장하고 모터의 에어 갭 자기장을 조절할 수 있도록 돌극형 하이브리드 여자 모터를 제공하는 것이 목적이다.

본 발명에서 제공하는 돌극형 하이브리드 여자 모터는 회전자 어셈블리를 포함하고, 상기 회전자 어셈블리는,

자기 전도성 요크;

링형이면서 상기 자기 전도성 요크에 씌움 설치되고, 링형의 외주면에 방사형으로 돌출되어 뻗어진 복수개의 방사형 돌극이 이격 설치되는 전자기 회전자;

상기 자기 전도성 요크에 씌움 설치되면서 상기 전자기 회전자의 일측에 설치되는 적어도 한 세트의 영구자석 회전자; 각 세트의 상기 영구자석 회전자는,

- 링형으로 형성되면서 상기 자기 전도성 요크에 씌움 설치되고, 이에 복수개의 영구자석 마그네틱 스틸이 장착되고, 복수개의 위치고정홈이 이격되게 설치되는 영구자석 회전자의 철심을 포함하고-;

상기 전자기 회전자의 복수개의 방사형 돌극과 대응되는 복수개의 축방향 돌극 블록;을 포함하고, 상기 복수개의 축방향 돌극 블록이 상기 영구자석 회전자의 철심의 외측에 장착되면서, 각 상기 축방향 돌극 블록과 상기 전자기 회전자의 복수개의 방사형 돌극이 이격되게 배치되고, 상기 복수개의 축방향 돌극 블록과 상기 전자기 회전자에 있는 복수개의 방사형 돌극이 매칭되고, 상기 축방향 돌극 블록과 상기 전자기 회전자의 방사형 돌극에 대응되는 영구자석 마그네틱 스틸의 극성이 상반된다.

더 나아가서, 상기 돌극형 하이브리드 여자 모터는 두 세트의 상기 영구자석 회전자와 두 세트의 상기 축방향 돌극 블록을 포함하고, 상기 두 세트의 상기 영구자석 회전자가 상기 자기 전도성 요크에 씌움 설치되면서 상기 전자기 회전자의 양측에 각각 설치되고, 상기 두 세트의 상기 축방향 돌극 블록이 상기 두 세트의 영구자석 회전자의 다른 일단부에 각각 설치된다.

더 나아가서, 상기 축방향 돌극 블록과 가까운 상기 영구자석 회전자의 철심의 일단에 이격 설치되는 복수개의 위치고정홈이 설치되고, 단측의 상기 축방향 돌극 블록의 수량과 상기 위치고정홈의 수량이 동일하고, 상기 축방향 돌극 블록이 상기 위치고정홈에 대응되어 설치되고, 적어도 일부인 상기 축방향 돌극 블록이 상기 위치고정홈 내에 위치되고; 상기 영구자석 회전자의 철심에 관통홀이 설치되어 상기 영구자석 마그네틱 스틸을 설치하는 데 사용되고, 상기 위치고정 홈이 상기 영구자석 회전자의 철심의 외주면과 상기 관통홀 사이에 위치된다.

더 나아가서, 상기 방사형 돌극의 수량, 단측의 상기 축방향 돌극 블록의 수량과 상기 영구자석 회전자의 극대수(極對數)가 동일하다.

더 나아가서, 여기에서, 상기 모터는 단 커버를 더 포함하고, 상기 단 커버가 상기 회전자 어셈블리의 양단에 설치되고, 상기 단 커버에 오목홈이 있는 자기 전도 링이 설치되고, 상기 오목홈 내에 여자 어셈블리가 설치된다.

더 나아가서, 상기 여자 어셈블리는 여자 코일과 코일 지지대를 포함하고, 상기 코일 지지대에 지지대홈이 설치되고, 상기 코일 지지대에 지지대홈이 설치되고, 상기 지지대홈으로 상기 여자 코일을 장착시킬 수 있다.

더 나아가서, 고정자 어셈블리는 고정자 권선과 고정자 철심을 포함하고, 상기 고정자 내부 캐비티는 제1 내부 캐비티와 제2 내부 캐비티를 포함하고, 상기 고정자 철심에 상기 제1 내부 캐비티가 둘러싸여 형성되고, 상기 고정자 권선에는 상기 제2 내부 캐비티가 둘러싸여 형성되고, 상기 고정자 철심은 상기 고정자 권선을 지지하고, 상기 고정자 어셈블리의 축방향을 따라, 상기 전자기 회전자 및 적어도 일부인 상기 영구자석 회전자가 상기 제1 내부 캐비티에 위치되고, 적어도 단측의 상기 여자 어셈블리의 적어도 일부분이 상기 제2 내부 캐비티에 위치된다.

더 나아가서, 여기에서, 상기 각 여자 어셈블리는 상기 고정자 권선의 축방향 최외단을 초과하지 않고, 상기 코일 지지대의 최외단이 상기 고정자 권선의 축방향 최외단을 초과하지 않는다.

더 나아가서, 상기 자기 전도 링의 방사형 외측부에 있는 상기 회전자 어셈블리를 향하는 축방향 단면과 상기 축방향 돌극 블록의 축방향 단면이 대향되게 설치되고, 둘 사이에 제1 축방향 보조 에어 갭이 존재한다.

더 나아가서, 상기 자기 전도 링의 방사형 내측부에 회전자 어셈블리를 향하는 축방향 단면과 상기 자기 전도성 요크의 단면이 대향되게 설치되고, 둘 사이에 제2 축방향 보조 에어 갭이 존재한다.

더 나아가서, 상기 전자기 회전자의 방사형 돌극이 N극이고, 상기 축방향 돌극 블록이 S극이며, 상기 축방향 돌극 블록과 상기 영구자석의 N극이 대향되게 설치된다.

본 발명은 전기 여자와 영구자석 여자가 공동으로 작용됨으로써, 전기가 통할 때 전기 여자 자기장의 방향 및 크기를 변경할 수 있어 모터의 에어 갭 자기장을 조절할 수 있고; 본 발명은 축방향 돌극 블록과 전자기 회전자의 방사형 돌극이 회전자 어셈블리의 이중 돌극을 형성하여, 모터의 영구자석 여자를 실현할 뿐만 아니라 모터의 전자기 여자 또한 실현할 수 있으며, 영구자석 여자와 전자기 여자를 서로 결합함으로써 영구자석 모터가 지닌 일련의 장점을 이어오는 한편, 전기 여자 모터의 자기장을 매끈하고 조절 가능하게 만들어 모터의 적용 범위 및 사용 조건을 확장할 수 있다.

도면을 결합하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한 것에 따르면, 통상의 기술자는 본 발명의 위와 같은 내용 및 기타 목적, 장점, 특징을 더 잘 이해할 수 있다.

도면을 참조하여 예시적이면서 비제한적인 방식으로 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 도면에서 동일한 도면 표기는 동일하거나 유사한 부품 또는 일부를 나타낸다. 통상의 기술자는 이러한 도면들이 반드시 비율에 따라 제작된 것이 아니라는 것을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 따른 이중 돌극형 하이브리드 여자 모터의 구조 분해도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예를 따른 이중 돌극형 하이브리드 여자 모터의 회전자 어셈블리 구조의 분해도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예를 따른 이중 돌극형 하이브리드 여자 모터의 구조 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예를 따른 이중 돌극형 하이브리드 여자 모터의 여자 어셈블리 구조의 분해도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예를 따른 이중 돌극형 하이브리드 여자 모터의 고정자 어셈블리 구조의 개략도이다.
도 6은 도 3의 국부 확대도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예를 따른 이중 돌극형 하이브리드 여자 모터의 전자기 통로를 나타내는 구조 개략도이다.
도 8은 도 7의 측면도이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예를 따른 이중 돌극형 하이브리드 여자 모터의 구조 분해도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예를 따른 이중 돌극형 하이브리드 여자 모터의 회전자 어셈블리 구조의 분해도이다. 일 실시예에서, 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 제공하는 돌극형 하이브리드 여자 모터는 주로 제1 여자 어셈블리(1), 회전자 어셈블리(2), 고정자 어셈블리(3), 제2 여자 어셈블리(4)를 포함하며, 회전자 어셈블리(2)를 고정자 어셈블리(3) 내에 장착시키고, 제1 여자 어셈블리(1)와 제2 여자 어셈블리(4)를 고정자 어셈블리(3)의 양단에 씌움 설치되고, 회전자 어셈블리(2)에 전기 여자를 제공한다. 이를 통해 하이브리드 여자 모터의 모터 에어 갭 자기장을 매끈하고 조절 가능하게 실현할 수 있다. 물론 일부 실시예에서, 한 세트의 여자 어셈블리만을 포함할 수 있고, 예를 들어, 제1 여자 어셈블리(1)와 제2 여자 어셈블리(4) 중 하나만 포함될 수 있고, 이러한 제1 여자 어셈블리(1)와 제2 여자 어셈블리(4) 중 하나가 고정자 어셈블리(3)의 양단 중 하나에 위치되고, 여자 어셈블리의 수량과 고정자 어셈블리의 영구자석 회전자의 수량은 대응 관계를 나타내어, 그 예로 여자 어셈블리의 수량과 회전자 어셈블리의 영구자석 회전자의 수량이 동일하다.

여기에서, 회전자 어셈블리(2)는 주로 축방향 돌극 블록(20), 전자기 회전자(22), 영구자석 회전자(21), 자기 전도성 요크(23)를 포함하고, 전자기 회전자(22)는 링형 구조이면서 자기 전도성 요크(23)에 씌움 설치되고, 전자기 회전자(22)이 링형의 외주면에 바깥으로 돌기되는 복수개의 방사형 돌극(220)이 더 이격 설치되고, 방사형 돌극(220)이 회전자 어셈블리의 방사형으로 연장된다. 영구자석 회전자(21)가 자기 전도성 요크(23)에 씌움 설치되고, 본 실시예에서, 영구자석 회전자(21)가 두개이면서 두개의 영구자석 회전자(21)가 각각 전자기 회전자(22)의 양측에 설치되고, 전자기 회전자(22)와 결합되고; 영구자석 회전자(21)는 영구자석 회전자의 철심(210)과 영구자석 마그네틱 스틸(211)을 포함하고, 영구자석 마그네틱 스틸(211)이 영구자석 회전자의 철심(210) 내의 관통홀(2102) 내에 삽입 설치되고, 영구자석 회전자의 철심(210)과 공동으로 영구자석 회전자(21)를 결성하고, 이외에도, 영구자석 회전자의 철심(210)에 이격되게 설치되는 복수개의 위치고정홈(2101)이 더 설치되어 축방향 돌극 블록(20)을 장착시키고, 돌기 블록(20)이 회전자 어셈블리의 축방향으로 연장되고, 축방향 돌극 블록(20)과 전자기 회전자(22)의 방사형 돌극(220)이 매칭되어, 공동으로 전자기 회전자(22)의 전자기 자기극을 결성하고, 축방향 돌기 블록(20)과 방사형 돌극(220) 사이에 형성되는 오목홈이 축방향으로 정렬되어 완전한 전자기 통로가 형성된다.

본 실시예에서, 축방향 돌극 블록(20)과 전자기 회전자(22)의 방사형 돌극(220)이 회전자 어셈블리(2)의 이중 돌극을 형성하여, 모터의 영구자석 여자를 실현할 뿐만 아니라 모터의 전자기 여자 또한 실현할 수 있으며, 영구자석 여자와 전자기 여자를 서로 결합함으로써 영구자석 모터가 지닌 일련의 장점을 이어오는 한편, 전기 여자 모터의 자기장을 매끈하고 조절 가능하게 만들어 모터의 적용 범위 및 사용 조건을 확장할 수 있다. 본 실시예에서, 회전자 어셈블리는 두개의 영구자석 회전자를 포함하고, 두개의 영구자석 회전자가 하나의 전자기 회전자(22)를 공용하고, 두개의 영구자석 회전자의 일단과 영구자석 회전자가 접촉되고, 두개의 영구자석 회전자의 다른 일단에 한 세트의 축방향 돌극 블록이 설치된다. 본 실시예에서, 회전자 어셈블리(2)가 삼중 돌극 구조이고, 삼중 돌극에서, 전자기 회전자(22)의 방사형 돌극(220)이 회전자 어셈블리의 방사형으로 연장되고, 두 세트의 축방향 돌극 블록이 회전자 어셈블리의 축방향으로 연장된다.

더 나아가서, 제1 여자 어셈블리(1)와 제2 여자 어셈블리(4)를 통해 여자 어셈블리가 모터 양측의 단 커버에 설치되어 브러시와 슬립 링(slip ring) 장치 없이도 모터 운행의 안정성과 사용 수명을 더 보장할 수 있다.

일 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 영구자석 회전자(21)의 영구자석 회전자의 철심(210)에 복수개의 위치고정홈(2101)이 설치되고, 위치고정홈(2101)의 형상과 축방향인 축방향 돌극 블록(20)의 형상이 서로 대응되고, 또한, 위치고정홈(2101)의 외부에 관통홀(2102)이 설치되고, 영구자석 마그네틱 스틸(211)이 관통홀(2102)을 통해 영구자석 회전자의 철심(210)에 장착된다. 여기에서, 축방향 돌극 블록(20)이 전자기 회전자(22)에서 멀리 떨어진 영구자석 회전자의 철심(210)의 일측에 장착되고, 이는 즉 영구자석 회전자의 철심(210)의 외측을 말한다.

본 실시예에서, 영구자석 마그네틱 스틸(211)의 형상이 특정된 것이 아니며, 실제 상황에 따라 선택되면 되고, 일자형, V자형, 더블V자형, U자형 등 다양한 구조를 포함하되 이에 국한되지 않고, 관통홀(2102)의 형상도 고정되지 않아 영구자석 마그네틱 스틸(211)과 맞춰지면 된다.

진일보한 일 실시예중에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 전자기 회전자(22)에 있는 방사형 돌극(220)의 수량과 영구자석 회전자(21)의 극대수(極對數)가 서로 연관이 있고, 방사형 돌극(220)의 수량이 영구자석 회전자(21)의 극대수보다 작거나 같다. 방사형 돌극(220)과 축방향 돌극 블록(20)은 상호 매칭되게 대응되므로 방사형 돌극(220)의 수량과 단측의 축방향 돌극 블록(20)의 수량은 동일하다.

일 실시예에서, 도 4 에 도시된 바와 같이, 모터의 양단에 단 커버가 각각 설치되고, 각 단 커버에 여자 어셈블리가 더 설치되고, 본 실시예는 제1 여자 어셈블리(1)를 예시로 들어 설명하며, 여기에서, 제1 여자 어셈블리(1)는 주로 자기 전도 링(10), 여자 코일(11), 지지대(13)를 포함한다. 지지대(13)에 지지대홈(12)이 설치되어 여자 코일(11)을 장착하는 데 사용된다. 자기 전도 링(10)에 오목홈(14)이 개설되므로 오목홈(14)을 통해 자기 전도 링(10)이 방사형 방향에서 각각 오목홈(14) 외측의 방사형 외측부 및 오목홈(14) 내측의 방사형 내측부에 위치된다. 여자 코일(11)을 지지대홈(12) 내에 장착시킨 후, 전체 지지대(13) 및 여자 코일(11)을 오목홈(14) 내에 놓고, 마지막으로 다시 제1 여자 어셈블리(1)를 단 커버 내에 장착시키고, 회전자 어셈블리(2)의 일측에 설치된다.

제2 여자 어셈블리(4)와 제1 여자 어셈블리(1)는 동일한 구조이며, 여기에서 재차 언급하지 않는다. 제2 여자 어셈블리(4)와 제1 여자 어셈블리(1)가 각각 고정자 어셈블리(3)의 양측에 장착되어 회전자 어셈블리(2)에 전기 여자를 제공한다.

더 나아가서, 도 3에 도시된 바와 같이, 고정자 어셈블리(3)는 고정자 철심(31)과 고정자 권선(30)을 포함한다. 고정자 어셈블리(3)에 고정자 내부 캐비티(32)가 더 형성되고, 고정자 내부 캐비티(32)는 제1 내부 키비티(321)과 제2 내부 캐비티(322)를 포함하고, 여기에서, 제1 내부 캐비티(321)는 고정자 철심(31)에 의해 둘러싸여 형성되고, 제2 내부 캐비티(322)는 고정자 권취(30)에 의해 둘려싸여 형성되며, 고정자 철심(31)이 고정자 권선을 지지한다. 고정자 어셈블리(3)의 축방향을 따른 입장에서 보면, 전자기 회전자(22) 및 적어도 일부인 영구자석 회전자(21)가 제1 내부 캐비티에 위치되고, 제1 여자 어셈블리(1) 및 제2 여자 어셈블리(4) 중 적어도 하나의 여자 어셈블리의 적어도 일부분이 제2 내부 캐비티(322)의 내부에 설치된다. 일 실시예에서, 전자기 회전자(22)와 영구자석 회전자(21)가 제1 내부 캐비티(321) 내에 위치되고, 축방향 돌극 블록(20)이 제2 내부 캐비티(322)의 내부에 위치되고, 제1 여자 어셈블리(1)와 제2 여자 어셈블리(4)의 적어도 일부가 제2 내부 캐비티(322)의 내부에 위치된다.

본 실시예에서, 회전자 어셈블리(2)의 양측에 여자 어셈블리가 설치됨으로써, 일 양상으로, 회전자 어셈블리(2)에 전기 여자를 제공하고; 다른 일 양상으로, 전통적인 모터의 브러시 시스템과 슬립 링 장치를 없애 모터의 안정성과 사용 수명을 향상시키면서 모터의 유지 비용을 줄였다. 또한, 축방향 돌극 및 방사형 돌극의 복합적인 돌극 구조를 채택하고, 여자 어셈블리의 양단이 고정자 어셈블리(3)의 내부에 설치됨으로써 고정자 권선(30)의 단부 하방에 있는 공간을 충분히 이용하여 모터 전체의 부피를 줄일 뿐만 아니라 모터의 전력 밀도와 토크 밀도를 향상시키는 데 유용하다.

더 나아가서, 전자기 회전자(22)는 실리콘 스틸 시트를 사용해 겹겹이 눌러서 제조되거나, 연자성 복합 재료를 이용하여 압축 성형되어 제조가 간단하면서 편리할 뿐만 아니라 비용이 낮고; 자기 전도성 요크(23), 오목홈(14)이 있는 자기 전도 링(10), 축방향 돌극 블록(20)이 연자성 복합 재료에 의해 압축 성형되어 제조가 마찬가지로 간단하면서 편리할 뿐만 아니라 비용이 낮으며, 연자성 복합 재료의 고주파 환경에서 철 손상이 낮아 고속일 때 운행 효율성을 향상시키는 데 유용하다.

진일보한 일 실시예중에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 자기 전도 링(10)의 방사형 외측부가 축방향 돌극 블록(20)의 높이와 대응되고, 자기 전도 링(10)의 방사형 외측부에 회전자 어셈블리(2)를 향하는 축방향 단면이 축방향 돌극 블록(20)의 축방향 단면과 대향되게 설치되고 둘 사이에 제1 축방향 보조 에어 갭(5)이 존재한다.

더 나아가서, 자기 전도 링(10)의 방사형 내측부에 회전자 어셈블리(2)를 향하는 축방향 단면과 상기 자기 전도성 요크(23)의 단면이 대향되게 설치되고, 둘 사이에 제2 축방향 보조 에어 갭(6)이 존재한다.

본 실시예에서, 제1 축방향 보조 에어 갭(5) 및 제2 축방향 보조 에어 갭(6)을 통해 완전한 전자기 통로가 형성될 수 있다.

본 발명에서, 본 발명은 설명 및 이해를 용이하게 하기 위해 방사형 돌극(220)에 대응되는 N극, 축방향 돌극 블록(220)에 대응되는 S극을 선택하였다.

도 7과 도 8 에 도시된 바와 같이, 여자 코일(11)에 전기가 통하지 않을 때, 영구자석 마그네틱 스틸(211)에서 생성된 자속(magnetic flux)은 일부분이 영구자석 마그네틱 스틸의 N극으로부터 출발되어, 메인 에어 갭(8), 고정자 톱니부, 고정자 요크부, 서로 인접한 고정자 톱니부, 메인 애어 갭(8)을 통해 서로 인접한 S극에 도달하고, 회전자 요크부를 거쳐 자기 회로 폐쇄 루프가 형성되고; 일부분은 영구자석 마그네틱 스틸(211)의 N극으로부터 출발되어, 전자기 회전자(22), 자기 전도성 요크(23), 제2 축방향 보조 에어 갭, 오목홈(14)이 있는 자기 전도 링(10)의 내측, 오목홈(14)이 있는 자기 전도 링(10)의 외측, 제1 축방향 보조 에어 갭, 축방향 돌극 블록(20)을 통해 서로 인접한 S극에 도달하고, 회전자 요크부를 거쳐 자기 회로 폐쇄 루프가 형성된다. 이로 보아, 제1 부분의 자기 회로는 메인 에어 갭을 통과한 것으로 외부로 출력 토크를 생성하고; 제2 부분의 자기 회로는 메인 에어 갭을 통한 것이 아닌 보조 에어 갭을 거쳐 클로징되어 누설 자속에 속해 외부에 작동되지 않는다.

도 6 및 도 8 에 도시된 바와 같이, 여자 코일(11)에 전기가 통하고, 전자기 회전자(22)의 방사형 돌극(220)이 N극일 때, 이때가 자기가 증가되는 작용에 속하고, 이는 즉 전기 여자에서 생성되는 자속으로, 제2 축방향 보조 에어 갭, 자기 전도성 요크(23), 전자기 회전자(22)의 방사형 돌극(200), 메인 에어 갭(8), 고정자 톱니부, 고정자 요크부, 메인 에어 갭(8), 서로 인접한 S극, 축방향 돌극 블록(20), 제1 축방향 보조 에어 갭(5), 오목홈(14)이 있는 자기 전도 링(10)의 외측, 오목홈(14)이 있는 자기 전도 링(10)의 내측을 통해 폐루프가 형성되고, 이때, 전자기 회전자(22)의 방사형 돌극(220)의 일부도 N극이고, 영구자석 마그네틱 스틸의 N극과 병렬되어 메인 에어 갭에 에너지를 출력한다.

도 6, 도 7, 도 8에 도시된 바와 같이, 여자 코일(11)에 역방향으로 전류가 통과되고, 전자기 회전자(22)의 방사형 돌극(220)이 S극일 때, 이때는 자기 감속 작용에 속하며, 영구자석 마그네틱 스틸(211)의 N극에서 생성되는 자속이 전자기 회전자(22)의 방사형 돌극(220), 자기 전도성 요크(23), 제2 축방향 보조 에어 갭, 오목홈(14)이 있는 자기 전도 링(10)의 내측, 오목홈(14)이 있는 자기 전도 링(10)의 외측, 제1 축방향 보조 에어 갭, 축방향 돌극 블록(20), 영구자석 회전자 S극을 거쳐, 회전자 요크부를 통해 폐루프가 형성되어 영구자석 마그네틱 스틸(211)의 자속이 대부분 에어 갭을 경유하지 않는다.

상술한 여자 코일에 전기가 통하게 함으로써 메인 에어 갭 자기장을 조절할 수 있다. 본 발명의 축방향 및 방사형 복합 돌극을 지닌 하이브리드 여자 모터는 영구자석 마그네틱 스틸 여자 및 여자 전류 여자를 채택하여 에어 갭 자기장을 조절하고 제어할 수 있다. 저속일 때는 여자 전류가 보조 자기를 제공하여 저속 상태일 때 출력 토크를 높이는 데 유용하고; 고속일 때는 여자 전류가 약한 자기를 제공하여 모터의 운영 범위를 개선하여 폭의 속도 조절 범위를 운영할 수 있다.

통상의 기술자는 본 발명이 본 발명의 복수개의 예시적인 실시예를 상세하게 서술하였음에도, 본 발명의 구상 및 범위를 벗어나지 않는 전제 하에 본 발명에서 개시한 내용에 근거하여 직접적으로 확정하거나 또는 본 발명 원리와 부합되는 많은 기타 변형 또는 보정을 도출할 수 있음을 인지해야 한다. 따라서 본 발명의 범위는 모든 기타 변형 또는 보정을 포함하고 있는 것으로 인식해야 한다.

1: 제1 여자 어셈블리
10: 자기 전도 링
11: 여자 코일
12: 지지대홈
13: 지지대
14: 오목홈
2: 회전자 어셈블리
20: 축방향 돌극 블록
21: 영구자석 회전자
210: 영구자석 회전자의 철심
2101: 위치고정홈
2102: 관통홀
211: 영구자석 마그네틱 스틸
22: 전자기 회전자
220: 방사형 돌기
23: 자기 전도성 요크
3: 고정자 어셈블리
30: 고정자 권선
31: 고정자 철심
4: 제2 여자 어셈블리
5: 제1 축방향 보조 에어 갭
6: 제2 축방향 보조 에어 갭
8: 메인 에어 갭

Claims

돌극형 하이브리드 여자 모터에 있어서,
고정자 어셈블리와 회전자 어셈블리를 포함하고, 상기 고정자 어셈블리는 고정자 내부 캐비티를 구비하고, 상기 회전자 어셈블리가 상기 고정자 내부 캐비티에 위치되고, 상기 회전자 어셈블리는,
자기 전도성 요크;
링형이면서 상기 자기 전도성 요크에 씌움 설치되고, 링형의 외주면에 방사형으로 돌출되어 뻗어진 복수개의 방사형 돌극이 이격 설치되는 전자기 회전자;
상기 자기 전도성 요크에 씌움 설치되면서 상기 전자기 회전자의 일측에 설치되는 적어도 한 세트의 영구자석 회전자; 각 상기 영구자석 회전자는,
- 링형으로 형성되면서 상기 자기 전도성 요크에 씌움 설치되고, 이에 복수개의 영구자석 마그네틱 스틸이 장착되는 영구자석 회전자의 철심을 포함하고-; 및
상기 전자기 회전자의 복수개의 방사형 돌극과 대응되는 복수개의 축방향 돌극 블록;을 포함하고, 상기 복수개의 축방향 돌극 블록이 상기 영구자석 회전자의 철심의 외측에 장착되면서, 각 상기 축방향 돌극 블록과 상기 전자기 회전자의 복수개의 방사형 돌극이 이격되게 배치되고, 상기 복수개의 축방향 돌극 블록과 상기 전자기 회전자에 있는 복수개의 방사형 돌극이 매칭되고, 상기 축방향 돌극 블록과 상기 전자기 회전자의 방사형 돌극에 대응되는 영구자석 마그네틱 스틸의 극성이 상반되는 것을 특징으로 하는 돌극형 하이브리드 여자 모터.
제1항에 있어서,
상기 돌극형 하이브리드 여자 모터는 두 세트의 상기 영구자석 회전자와 두 세트의 상기 축방향 돌극 블록을 포함하고, 두 세트의 상기 영구자석 회전자가 상기 자기 전도성 요크에 씌움 설치되면서 상기 전자기 회전자의 양측에 각각 설치되고, 두 세트의 상기 축방향 돌극 블록이 상기 두 세트의 영구자석 회전자의 다른 일단부에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 돌극형 하이브리드 여자 모터.
제2항에 있어서,
여기에서, 상기 축방향 돌극 블록과 가까운 상기 영구자석 회전자의 철심의 일단에 이격되는 복수개의 위치고정홈이 설치되고, 단측의 상기 축방향 돌극 블록의 수량과 상기 위치고정홈의 수량이 동일하고, 상기 축방향 돌극 블록이 상기 위치고정홈에 대응되어 설치되고, 적어도 일부인 상기 축방향 돌극 블록이 상기 위치고정홈 내에 위치되고; 상기 영구자석 회전자의 철심에 관통홀이 설치되어 상기 영구자석 마그네틱 스틸을 설치하는 데 사용되고, 상기 위치고정홈이 상기 영구자석 회전자의 철심의 외주면과 상기 관통홀 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 돌극형 하이브리드 여자 모터.
제3항에 있어서,
여기에서, 상기 방사형 돌극의 수량, 단측의 상기 축방향 돌극 블록의 수량과 상기 영구자석 회전자의 극대수(極對數)가 동일한 것을 특징으로 하는 돌극형 하이브리드 여자 모터.
제4항에 있어서,
여기에서, 상기 모터는 단 커버를 더 포함하고, 상기 단 커버가 상기 회전자 어셈블리의 양단에 설치되고, 상기 단 커버에 오목홈이 있는 자기 전도 링이 설치되고, 상기 오목홈 내에 여자 어셈블리가 설치되는 것을 특징으로 하는 돌극형 하이브리드 여자 모터.
제5항에 있어서,
여기에서, 상기 여자 어셈블리는 여자 코일과 코일 지지대를 포함하고, 상기 코일 지지대에 지지대홈이 설치되고, 상기 지지대홈으로 상기 여자 코일을 장착시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 돌극형 하이브리드 여자 모터.
제5항에 있어서,
여기에서, 상기 고정자 어셈블리는 고정자 권선과 고정자 철심을 포함하고, 상기 고정자 내부 캐비티는 제1 내부 캐비티와 제2 내부 캐비티를 포함하고, 상기 고정자 철심에 상기 제1 내부 캐비티가 둘러싸여 형성되고, 상기 고정자 권선에는 상기 제2 내부 캐비티가 둘러싸여 형성되고, 상기 고정자 철심은 상기 고정자 권선을 지지하고, 상기 고정자 어셈블리의 축방향을 따라, 상기 전자기 회전자 및 적어도 일부인 상기 영구자석 회전자가 상기 제1 내부 캐비티에 위치되고, 적어도 단측의 상기 여자 어셈블리의 적어도 일부분이 상기 제2 내부 캐비티에 위치되는 것을 특징으로 하는 돌극형 하이브리드 여자 모터.
제6항에 있어서,
여기에서, 상기 각 여자 어셈블리는 상기 고정자 권선의 축방향 최외단을 초과하지 않고, 상기 코일 지지대의 최외단이 상기 고정자 권선의 축방향 최외단을 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 돌극형 하이브리드 여자 모터.
제6항에 있어서,
여기에서, 상기 자기 전도 링의 방사형 외측부에 있는 상기 회전자 어셈블리를 향하는 축방향 단면과 상기 축방향 돌극 블록의 축방향 단면이 대향되게 설치되고, 둘 사이에 제1 축방향 보조 에어 갭이 존재하는 것을 특징으로 하는 돌극형 하이브리드 여자 모터.
제8항에 있어서,
여기에서, 상기 자기 전도 링의 방사형 내측부에 상기 회전자 어셈블리를 향하는 축방향 단면과 상기 자기 전도성 요크의 단면이 대향되게 설치되고, 둘 사이에 제2 축방향 보조 에어 갭이 존재하는 것을 특징으로 하는 돌극형 하이브리드 여자 모터.
제9항 또는 제 10항에 있어서,
여기에서, 상기 전자기 회전자의 방사형 돌극이 N극이고, 상기 축방향 돌극 블록이 S극이며, 상기 축방향 돌극 블록과 상기 영구자석의 N극이 대향되게 설치되는 것을 특징으로 하는 돌극형 하이브리드 여자 모터.