KR19980084556A

KR19980084556A - 모터

Info

Publication number: KR19980084556A
Application number: KR1019970020389A
Authority: KR
Inventors: 정태성
Original assignee: 정태성
Priority date: 1997-05-23
Filing date: 1997-05-23
Publication date: 1998-12-05

Abstract

본 발명은 모터에 관한 것으로 특히 회전자와 고정자에 영구자석의 자장을 효율적으로 이용하여 전력 소모를 줄일 수 있도록 한 모터에 관한 것으로, 복수개의 영구자석(21)이 회전축(10)을 중심으로 배열되되 영구자석과 영구자석 사이에 동일한 간격으로 전자석(22)이 고정된 구조로 회전축(10)의 길이 방향으로 소정의 간격을 두고 적어도 2개 이상 짝수개의 고정자가 동일한 구조로 배열된 고정자(20),(20')와, 각각 고정자(20),(20')의 중심에 위치하여 고정자 영구자석(21),(21')과 동일한 간격으로 회전자 영구자석(32)이 코어(31)를 통해 회전축(10)에 고정된 구조로 상·하에 위치한 회전자 영구자석(32),(32')이 각각 이들이 배열된 폭 만큼 서로 비틀린 상태로 고정된 회전자(30)와, 상기 회전축(10)의 회전각도를 감지하여 회전축의 위치에 따라 서로 다른 전극의 전류가 복수의 고정자 전자석(22)에 인가되도록 한 전원공급센서(40)로 구성되어, 기본적으로는 상실되지 않는 영구자석의 자장을 이용하고 부가적으로 전자석의 힘을 빌어 회전자를 회전시켜 줌으로써 적은 소비전력으로도 큰 회전력을 낼 수 있도록 한 것이다.

Description

모터

본 발명은 모터에 관한 것으로 특히 회전자와 고정자에 영구자석의 자장을 효율적으로 이용하여 전력소모를 줄일 수 있도록 한 모터에 관한 것이다.

일반적으로 모터의 구조를 살펴보면 고정자와 회전자 중 어느 하나가 영구자석으로 형성되고 나머지 하나가 코일이 권취된 구조를 가지고 있다.

그리고 이 권취된 코일에 전류를 흘려 형성된 자장과 영구자석 자장의 상호 반발력을 이용하여 회전자를 회전시키게 된다.

그러나 이러한 종래의 모터의 구조로 모터의 효율을 향상시키는 데에는 한계가 있어 근본적으로 어려운 실정이었다.

본 발명은 이러한 종래 문제점을 해소하기 위해 영구자석과 전자석을 서로 교차 반복되도록 배열함으로써 영구자석의 힘을 배가시켜 모터의 효율을 극대화시키고자 한 것을 기술적 과제로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 모터의 전제적 구조를 나타낸 분해 사시도.

도 2a∼도 2d는 각각 본 고안에 의한 모터의 작동 원리를 설명한 상·하 고정자와 회전자의 배치도 상태도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10:회전축20,20':고정자

21,21':고정자 영구자석22,22':전자석

21a,21a':철편22a,22b:코일

30,30':회전자31,31':코어

32,32':회전자 영구자석40:전원공급 센서

이하, 본 발명의 바람직한 실시예 및 작용을 첨부된 도면에 따라서 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 모터의 전체적인 구조를 나타낸 사시도이다.

이 실시예에 의하면, 모터는 복수개의 영구자석(21)이 회전축(10)을 중심으로 배열되되 영구자석과 영구자석 사이에 동일한 간격으로 전자석(22)이 고정된 구조의 고정자(20)가 회전축(10)의 길이 방향으로 소정의 간격을 두고 적어도 2개 이상 짝수개가 동일한 구조로 배열되고, 각각 고정자(20),(20')의 중심에 위치하여 고정자 영구자석(21),(21')과 동일한 간격으로 회전자 영구자석(32)이 코어(31)를 통해 회전축(10)에 고정된 구조로 상·하에 위치한 회전자 영구자석(32),(32')이 각각 이들이 배열된 폭만큼 서로 비틀린 상태로 고정된 상기 회전자(30)와, 상기 회전축(10)의 회전각도를 감지하여 회전축의 위치에 따라 서로 다른 전극의 전류가 복수의 고정자 전자석(22)에 인가되도록 한 전원공급센서(40)로 구성된다.

상기 고정자의 전자석(21)은 각각 말굽 모양의 철편(21a)에 코일(21b)을 동일한 방향으로 권취하되 상·하에 위치한 고정자 전자석(21')이 철편(21a')에는 역방향으로 코일(21b')이 연결되어 상기 전원공급센서(40)와 접속되는 구조를 형성된다.

상술한 구조를 갖는 본 발명에 의한 모터의 동작과정을 2a∼2d를 참고로 설명하면 다음과 같다.

도 2a는 모터에 전원이 인가되기 직전의 상태로 좌측은 상부 회전자와 고정자를 우측은 하부 회전자와 고정자의 위치를 각각 나타낸 것이다.

이때 상기 상·하 회전자 영구자석(32),(32')은 전자석(22),(22')의 영향을 받지 않기 때문에 고정자 영구자석(21),(21')의 자극에 끌려 고정자 영구자석과 전자석(22),(22')의 중간에 위치하게 된다.

도 2b는 도 2a의 상태에서 전원이 전원공급센서(40)를 통해 전원이 인가되면 상부에 위치한 고정자(20)의 전자석(22)에는 고정자 영구자석(21)의 자극 배열과 동일한 자장이 형성되어 근접한 자장이 서로 끌어 당겨져 회전자(30),(30')측으로 자장이 뻗지 못하여 고정자 영구자석(21)에 영향을 미치지 않게 된다.

한편, 하부에 위치한 고정자(20')에서는 고정자 영구자석(21')의 자극과 전자석(22')에서 형성된 자극 배열이 달라져 근접한 극에서 서로 회전자(30')측으로 자장이 뻗치면서 동일 자극의 반발력에 의해 회전자 영구자석(32')을 밀어 회전자(30')를 일방향으로 회전한다.

상술한 동작으로 회전자(30)가 도 2c의 위치에 다다르면 다시 전원공급센서(40)에 의하여 역방향의 전류가 인가되면서 상·하 고정자(20),(20')의 전자석(22),(22') 자극의 방향이 바뀌게 된다.

이때 상부 고정자(20)의 고정자 영구자석(21)의 자극과 전자석(22)에서 형성된 자극 배열이 서로 달라져 회전자(30)측으로 인접한 동극의 자장이 뻗치면서 근접한 위치에 있는 동일 자극의 반발력에 의해 회전자 영구자석(32)을 밀어 회전자(30)를 회전시킨다. 이대 하부 고정자(20')의 전자석(22')은 고정자 영구자석과 동일한 자극 배열상태를 갖게 되어 자극이 회전자 영구자석(32')에는 아무런 영향을 미치지 않게 되므로 하부 회전자(30')는 상부 회전자(30)의 회전력에 의해 회전된다.

다시 각각의 회전자(30),(30')가 회전하여 도 2d의 위치에 오고 전원공급센서(40)에 의해 전류의 방향이 바뀌게 되면 상부 고정자(20)의 전자석(22)은 고정자 영구자석(21)과 동일한 자극으로 변환되어 자극의 영향이 없어지고, 하부 고정자(20')의 전자석(22')은 고정자 영구자석(21')과 다른 극성을 갖게 되어 근접하는 동일 극성의 반발력에 의해 회전자(30')를 회전시키게 된다.

이와 같이 회전축(10)의 회전각에 따라 전원공급센서(40)는 상·하부 고정자(20),(20')의 전자석(22),(22')에 인가되는 전극을 바뀌어 고정자 영구자석(21),(21')과 회전자 영구자석(32),(32')의 반발력을 이용하여 상·하부 회전자(30),(30')를 교대로 밀어 회전시키게 된다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 고정자(20)의 영구자석(21)과 전자석(22)이 각각 4개씩 구성될 경우 회전자를 1회 회전시키기 위해서는 전원공급센서(40)가 전극을 8회(회전축의 45° 회전시 마다 1회) 변환시켜 주어야 한다.

도면에서는 고정자와 회전자가 각각 2개씩 배열되고 고정자의 영구자석과 전자석이 각각 4개씩 구성된 구조를 설명하였으나 모터의 용량이나 크기에 따라 그 숫자는 바뀔 수 있다.

본 발명은 회전자의 영구자석에 고정자의 영구자석의 힘에 전자석의 힘을 추가하여 자장의 반발력을 배가시켜 줌으로써 원활하게 회전되도록 해준다.

즉 본 발명은 기본적으로는 상실되지 않는 영구자석의 자장을 이용하고 부가적으로 전자석의 힘을 빌어 회전자를 회전시켜 줌으로써 적은 소비 전력으로도 큰 회전력을 낼 수 있는 효과를 갖게 된다.

본 발명은 영구자석의 힘을 배가시켜 전력을 적게 소비하면서 큰 출력을 낼 수 있도록 한 모터를 제공하는데 목적이 있다.

Claims

중심이 회전축에 고정된 회전자와 회전자의 주위에 고정된 고정자를 구비한 모터에 있어서,

상기 회전자는 복수개의 영구자석(21)이 회전축(10)을 중심으로 배열되되 영구자석과 영구자석 사이에 동일한 간격으로 전자석(22)이 고정된 구조로 회전축(10)의 길이 방향으로 소정의 간격을 두고 적어도 2개 이상 짝수개의 고정자가 동일한 구조로 배열되고,

상기 회전자(30)는 각각 고정자(20),(20')의 중심에 위치하여 고정자 영구자석(21),(21')과 동일한 간격으로 회전자 영구자석(32)이 코어(31)를 통해 회전축(10)에 고정된 구조로 상·하에 위치한 회전자 영구자석(32).(32')이 각각 이들이 배열된 폭 만큼 서로 비틀린 상태로 고정되고,

상기 회전축(10)의 회전각도를 감지하여 회전축의 위치에 따라 서로 다른 전극의 전류가 복수의 고정자 전자석(22)에 인가되도록 한 전원공급센서(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서, 상기 고정자의 전자석(21)은 각각 말굽 모양의 철편(21a)에 코일(21b)을 동일한 방향으로 권취하되 상·하에 위치한 고정자 전자석(21')의 철편(21a')에는 역방향으로 코일(21b')이 연결되어 상기 전원공급센서(40)와 접속되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 모터.