KR19990024024U - 전동모터 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 고정자 코어와 고정자 코어에 감겨 있는 여자코일을 갖는 고정자와, 고정자 내측에 회전 가능하게 수용되며 복수의 자석 수용 슬롯이 형성되어 있는 회전자 코어와 상기 자석 수용 슬롯에 삽입되는 영구석재를 갖는 회전자를 포함하는 전동 모터에 관한 것으로서, 상기 고정자 코어의 단부면에 착자 위치 설정을 위한 표시부가 마련되어 있는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 회전자 내에 수용된 영구자석재의 착자를 완전하고 안전하게 하도록 한 전동 모터가 제공된다.

Description

전동 모터

본 고안은 전동 모터에 관한 것으로서, 특히, 회전자 내부에 수용되는 영구자석재의 착자를 완전하고 안전하게 하도록 한 전동 모터에 관한 것이다.

전동 모터 중에 일부는 영구자석은 회전자쪽에 여자코일은 고정자쪽에 설치되어 있다. 도 2와 도 3은 이러한 전동 모터의 일예의 횡단면도와 종단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 이러한 전동 모터의 고정자(2)는 모터 프레임(1)내에 고정되어 있고, 원통 형상이며, 반경 내측 방향으로 돌출된 돌극(4)을 갖는 고정자 코어(3)와 돌극(4)에 감겨 있는 여자코일(10)을 갖는다. 고정자(2)의 반경 내측 방향에 원통형이며, 고정자(2)에 대하여 상대 회전하는 회전자(20)가 위치한다. 이 회전자(20)는 내부에 축선에 평행하며, 원주 방향을 따라 등각도 간격으로 다수의 자석 수용 슬롯이 형성되어 있는 회전자 코어(21)와 이들 자석 수용 슬롯에 수용되는 다수의 영구자석재(22)을 갖는다. 회전자(20)의 축선 방향 양단부에는 영구자석재(22)의 이탈을 방지하기 위하여 회전자 커버(30)가 장착된다. 그리고, 회전자의 축심에는 회전축공에 형성되어 있으며, 이 회전축공에 회전축(40)이 압입되어 회전자(20)와 일체로 회전하며 회전력을 외부로 전달한다.

이러한 전동 모터는 여자코일(10)에 전원 전류가 흐르면 고정자(2)에 자기가 발생하고, 이 자기가 회전자(20)의 영구자석의 자기와 상호작용하여 회전자계를 형성하며, 이 회전자계와 여자코일(10)에 흐르는 전원 전류에 의하여 토크가 발생하여 회전자(20)를 회전시킨다.

여기서, 회전자(20) 내부에 수용되는 영구자석재(22)은 그 착자 및 조립 장착 방법에 있어서, 별도의 착자 장치에서 착자시킨 후에 모터 내부에 장착하는 방법과, 모터의 회전자(20) 내부에 삽입 장착하여 모터의 조립 후에 고정자(2)를 착자 요크로 하여 착자시키는 방법이 있다. 압축기 등에 사용되는 전동 모터의 경우 여러가지 조립 공정상의 이유로 착자되지 않은 영구자석재(22)를 장착하여 모터를 조립한 후에 고정자(2)를 착자 장치로 하여 착자시키는 경우가 많다. 여기서, 착자란 자력을 갖지 않는 영구자석재(22)에 자계를 인가하여 자력을 갖도록 하는 것을 말한다.

전동 모터에 사용되는 영구자석재(22)는 보자력이 높은 이방성 자석재로, 이러한 자석재는 강한 자석으로 착자되는 일정한 방향을 가지고 있어 착자시킬 때, 착자 자계와 영구자석(22)의 위치와 착자 방향을 정확히 맞추어 주는 것이 중요하다. 전동 모터의 경우, 고정자(2)를 착자 장치로 하여 영구자석재(22)를 착자시킬 때에는 고정자(2) 여자코일(10)에 연결된 3상 전원 전류 중 2상만을 이용하여 1회 강한 순간 전류를 흘려보내며, 이 2상 전원 전류에 의하여 고정자(2) 돌극(4)은 원주 방향을 따라 교번되며 전류의 방향에 대응하는 극성의 강한 자기를 발생한다. 이 때, 회전자(20) 내에 수용되어 착자될 영구자석재(22)들 각각은 극성이 다른 자기를 발생하는 인접한 고정자(2) 돌극(4)들 사이의 경계에서 정확히 경계되어지며, 단일 극성의 자기를 발생하는 고정자(2)의 돌극(4)들과 정확히 대응하도록 위치하여야 한다. 이를 위해, 현실적으로는 여자코일(10)이 감긴 돌극(4) 중에서 2상 전류 시작점(11) 부근의 돌극의 반경 방향 내측에, 회전자(2) 내부에 수용된 영구자석재(22)들 중 같은 극성을 갖도록 착자될 예정인 영구자석재 세트(23)의 경계 부분이 오도록 육안으로 위치를 정하여 회전자(20)를 설치 조립한다. 이렇게 하면, 전동 모터는 자기를 발생하는 고정자(2)의 다른 돌극(4)들과 원통 형상의 회전자(20) 내부에 수용된 다른 영구자석재(22)들의 위치도 상호 대응되게 위치가 정하여지도록 설계되어 있어, 착자를 위한 회전자(20)와 고정자(2)의 위치가 상대적으로 정하여지게 된다.

그런데, 여기서, 고정자(2)의 축선 방향 단부에서 보면 여자코일(10)의 감겨있는 상태가 복잡하여 여자코일(10)에 연결된 2상 전류 각각의 시작점과 종료점(11,12)을 찾기가 번거롭고 시간이 많이 걸리며, 실수하여 2상 전류의 시작점과 종료점(11,12)을 잘못 인지하는 수도 많이 있다. 이러한 상황에서, 착자를 위해 영구자석재(22)의 위치를 정확히 맞추어 회전자(20)를 설치 조립하고자 할 때 작업성이 떨어지며, 또한, 영구자석재(22)의 위치가 잘못 정하여진 상태에서 착자를 시도할 경우, 영구자석재(22)에 정확한 극성이 착자되지 않거나, 원하는 만큼의 자력을 갖도록 착자되지 않게 된다. 이 경우, 다시 영구자석재(22)의 위치를 바로하여 재착자를 시도할 경우, 불완전하게 착자된 영구자석재(22)와 착자 전원 전류에 의하여 강한 자기를 발하는 고정자(2) 돌극(4) 사이에서 극성의 불일치에 의한 자속력의 반발로 심한 폭발 및 모터의 변형이 발생할 수 있고, 특히, 안전 사고가 발생할 수 있는 문제점이 있었다. 또한, 여자코일(10)에 인가하는 전원은 고전압, 고전류로 이러한 전원 전류를 재착자 시도를 위하여 반복적으로 인가하므로써 여자코일(10)이 파손되는 경우도 종종 발생하였다.

따라서, 본 고안의 목적은 전동 모터의 회전자 내부에 수용되는 영구자석재의 착자를 완전하고 안전하게 하도록 한 전동 모터를 제공하는 것이다.

도 1은 본 고안에 의한 전동 모터의 일예의 부분 횡단면도,

도 2는 일반적인 전동 모터의 일예의 종단면도,

도 3은 일반적인 전동 모터의 일예 부분 횡단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 모터 프레임 2 : 고정자

3 : 고정자 코어 4 : 돌극

5 : 표시부 10 : 여자코일

11 : 2상 전류 시작점 12 : 2상 전류 종료점

20 : 회전자 21 : 회전자 코어

22 : 영구자석재 23 : 영구자석재 세트

30 : 회전자 커버 40 : 회전축

상기 목적은, 본 고안에 따라, 고정자 코어와 고정자 코어에 감겨 있는 여자코일을 갖는 고정자와, 고정자 내측에 회전 가능하게 수용되며 복수의 자석 수용 슬롯이 형성되어 있는 회전자 코어와 상기 자석 수용 슬롯에 삽입되는 영구석재를 갖는 회전자를 포함하는 전동 모터에 있어서, 상기 고정자 코어의 단부면에 착자 위치 설정을 위한 표시부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 모터에 의하여 달성된다.

여기서, 상기 표시부는 여자코일의 2상 전류의 시작점이나 종료점 중 어느 하나가 위치하는 고정자 코어의 단부면 부분에 마련되는 것이 바람직할 것이다.

이하, 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 의한 전동 모터의 부분 단면도이다.

본 고안에 의한 전동 모터의 전체적인 구조와 작용은 도 2와 도 3의 일반적인 전동 모터에서 설명한 바와 같다. 이러한 전동 모터에서, 본 고안은 고정자 코어(3)에 관한 것으로, 고정자 코어(3)의 축선 방향 단부면에 착자 위치 설정을 위한 표시부(5)를 형성하는 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 고정자(2)는 원통 형상이며, 반경 내측 방향으로 돌출된 다수의 돌극(4)을 갖는 고정자 코어(3)와 돌극(4)에 감겨있는 여자코일(10)로 구성되어 있다. 여자코일(10)은 고정자(2)의 축선 방향 일단부면에서 그 말단부가 도출되어서 3상 전원에 연결된다. 여자코일(10)에 연결된 3상 전원 중에서 착자시에는 2상만 사용되며, 고정자(2)의 일단부면에서, 착자시에 사용되는 2상 전원이 연결된 여자코일(10)이 들어가는 부분과 나오는 부분의 고정자 코어(3)의 단부면 부근에 표시부(5)가 형성되어 있다. 이 표시부(5)는 2상 전원이 연결된 여자코일(10)에 흐르는 전류가 흘러 들어가는 것과 흘러 나오는 것을 각각 나타내는 변별 기호 표시(예를 들면, +,-, 또는 →,← )나, 여자코일(10)에 흐르는 전류의 방향에 따른 극성을 나타내는 극성 표시(N,S)등을 가질 수 있으며, 이러한 표시부는 고정자 코어(3)의 단부면 부분에 음각 또는 양각 형성될 수 있으며, 어떤 마킹으로 마련될 수 있다.

전동 모터에 있어서, 모터 구동시에는 전원이 인가되면 여자코일(10)에 3상 전류가 위상차를 두고 순차적으로 흐르게 되며, 이에 의해, 고정자(2) 돌극(4)에서 순차적으로 자기가 발생되어 회전자(20)를 회전시킨다. 한편, 착자시에는 이 3상 전원 중 2상만을 이용하여 1회 강한 순간 전류를 여자코일(10)에 흘려 보낸다. 그렇게 되면, 고정자 코어(3)의 돌극(4)은 여자코일(10)에 흐르는 전류의 방향에 대응하는 극성의 자기를 발생한다. 2상 전원 전류에 의하여 돌극(4)에서 발생하는 자기는 원주 방향을 따라 그 극성이 교번되며 나타난다.

한편, 회전자(20) 내부에 영구자석재(22)가 수용되는 형태를 회전자(20)의 축선 방향 단부면에서 본 일예는 도면에 도시된 바와 같다. 여기서, 회전자(20)의 외경부를 향하여 열린 'V'형을 이루는 한 쌍의 영구자석재(22)가 같은 극성을 갖도록 착자될 영구자석재 세트(23)가 된다. 이 영구자석재 세트(23)는, 착자를 위해, 여자코일(10)에 흐르는 2상의 착자 전원 전류에 의하여 원주 방향을 따라 교번되는 극성의 자기를 발하는 고정자(2) 돌극(4)들 중 극성이 바뀌는 인접한 돌극(4) 사이의 경계에서 영구자석재 세트(23)가 정확히 경계되어 지며, 같은 극성의 자기를 발하는 돌극(4)들 세트와 마주보도록 위치하여야 한다.

여기서, 본 고안의 구성에 의하여, 착자를 위해 회전자 설치 조립시, 고정자 코어(3)의 표시부(5)의 여자코일의 2상 전류 시작점(11)과 2상 전류의 종료점(12) 표시에 의하여 극성이 바뀌는 돌극(4) 사이 경계를 쉽게 그리고 정확하게 찾아서, 이 표시부(5) 영역의 돌극(4) 내측에 착자될 영구자석재 세트(23)의 경계 부분이 위치하도록 회전자(20)를 위치 설정하여 조립한다.

상술 및 도시한 실시예에서는 고정자 코어에 표시된 표시부는 여자코일의 2상 전류 시작점이나 종료점 영역의 고정자 코어의 단부면 부분에 마련되어 있으나 이러한 표시부는 착자위치 설정을 위해 정한 어느 기준위치에 하나만 형성되어도 이 표시부에 의하여 회전자 설치 조립시 다른 부분은 자동적으로 그 위치가 정하여 지므로 본 고안의 목적을 충분히 달성할 수 있다.

이에 의하여, 착자를 위해 영구자석재를 수용한 회전자의 설치 조립시 그 위치 설정을 쉽고 정확하게 할 수 있어 작업성이 향상되며, 착자를 완전하고 안전하게 할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 고안에 따르면, 전동 모터의 영구자석재의 착자를 완전하고 안전하게 하도록 한 전동 모터가 제공된다.

Claims (2)

1. 고정자 코어와 고정자 코어에 감겨 있는 여자코일을 갖는 고정자와, 고정자 내측에 회전 가능하게 수용되며 복수의 자석 수용 슬롯이 형성되어 있는 회전자 코어와 상기 자석 수용 슬롯에 삽입되는 영구석재를 갖는 회전자를 포함하는 전동 모터에 있어서,

   상기 고정자 코어의 단부면에 착자 위치 설정을 위한 표시부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 모터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 표시부는 여자코일의 2상 전류 시작점과 종료점 중 어느 하나가 있는 고정자 코어 단부면 부분에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 모터.