KR19990047517A

KR19990047517A - 전동모터 및 그 제작방법

Info

Publication number: KR19990047517A
Application number: KR1019970065968A
Authority: KR
Inventors: 김강립
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-12-04
Filing date: 1997-12-04
Publication date: 1999-07-05
Also published as: KR100251485B1

Abstract

본 발명은 고정자 코어와 고정자 코어에 감겨있는 여자코일을 갖는 고정자와, 고정자 내측에 회전 가능하게 수용되며 복수의 자석 수용 슬롯이 형성되어 있는 회전자 코어와 상기 자석 수용 슬롯에 삽입되는 영구자석재를 갖는 회전자를 포함하는 전동모터 및 그 제작방법에 관한 것으로서, 상기 고정자 코어와 상기 회전자 코어에, 착자시의 상대 위치 고정용 고정키의 장착을 위한 고정키 장착홈이 상호 대응하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 전동모터의 회전자 내에 수용된 영구자석재의 착자를 완전하고 안전하게 하도록 한 전동모터 및 그 제작방법이 제공된다.

Description

전동모터 및 그 제작방법

본 발명은 전동모터 및 그 제작방법에 관한 것으로서, 특히, 회전자 내부에 수용되어 있는 영구자석의 착자를 완전하고 안전하게 하도록 한 전동모터 및 그 제작방법에 관한 것이다.

전동모터중 어떤 것은 영구자석은 회전자쪽에 여자코일은 고정자쪽에 설치되어 있다. 도 3과 도 4는 영구자석은 회전자쪽에 여자코일은 고정자쪽에 설치된 전동모터의 일예의 종단면도와 횡단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 이러한 전동모터의 고정자(2)는 모터 프레임(1)내에 고정되어 있으며 원통형상으로 반경 내측 방향으로 돌출된 돌극(4)을 갖는 고정자 코어(3)와 돌극(4)에 감겨있는 여자코일(10)을 갖는다. 고정자(2)의 반경 내측 방향에 원통형으로 고정자(2)에 대하여 상대 회전 하는 회전자(20)가 위치한다. 이 회전자(20)는 내부에 축선에 평행하며, 원주 방향을 따라 등각도 간격으로 다수의 자석 슬롯이 형성되어 있는 회전자 코어(21)와 이들 자석 슬롯 내부에 수용되는 다수의 영구자석재(22)를 갖는다. 그리고 회전자(20)의 축심에는 회전축공이 형성되어 있으며, 이 회전축공에 회전축(50)이 압입되어 회전자(20)와 일체로 회전하며 회전력을 외부로 전달한다.

이러한 전동모터는 여자코일(10)에 전원전류가 흐르면 고정자(2)에 자기가 발생하고, 이 자기가 회전자(20)의 영구자석의 자기와 상호작용하여 회전자계를 형성하며, 이 회전자계와 여자코일(10)에 흐르는 전원전류에 의해 토크가 발생하여 회전자(20)를 회전시킨다.

여기서, 회전자(20) 내부에 수용되는 영구자석재(22)는 그 착자 및 조립장착 방법에 있어서, 별도의 착자 장치에서 착자시킨 후에 모터 내부에 장착하는 방법과, 모터의 회전자(20) 내부에 장착하여 모터의 조립 후에 고정자(2)의 여자코일(10)의 전원전류에 의해 착자시키는 방법이 있다. 그리고, 압축기등에 사용되는 전동모터의 경우 여러가지 조립 공정상의 이유로 착자되지 않은 영구자석재(22)를 장착하여 모터를 조립한 후에 고정자(2)를 착자 요크로하여 착자시키는 경우가 많다.

전동모터에 사용되는 영구자석재(22)는 보자력이 높은 희토류계 이방성 자석으로, 이러한 자석은 강한 자석으로 착자되는 일정한 방향을 가지고 있어 착자시킬 때 착자자계와 영구자석재(22)의 위치와 착자 방향을 정확히 맞추어 주는 것이 중요하다. 전동모터의 경우, 고정자(2)를 착자 요크로 하여 회전자(20) 내부의 영구자석재(22)를 착자시킬 때에는 고정자(2) 여자코일(10)에 연결된 3상 전원전류 중 2상만을 이용하여 1회 강한 순간 전류를 흘려보내며, 이 2상 전원 전류에 의해 고정자(2) 돌극(4)은 원주 방향을 따라 교번되며 전류의 방향에 대응하는 극성의 강한 자기를 발생한다. 이때, 회전자(20)에 수용되어 착자될 영구자석재(22)들 하나하나는 극성이 다른 자기를 발생하는 인접한 고정자(2) 돌극(4)들 사이의 경계에서 정확히 경계되어 지며, 단일 극성의 자기를 발생하는 고정자(2)의 돌극(4)들과 정확히 대응하도록 위치하여야 한다. 이를 위해 현실적으로는 여자코일(10)을 감은 돌극(4) 중에서 2상 전류가 시작하는 부분의 반경 방향 내측에, 회전자(20) 내부에 수용된 영구자석재(22)들 중 같은 극성을 갖도록 착자될 예정인 각 영구자석재 세트(23)의 경계부분이 오도록 육안으로 위치를 정하여 회전자(20)를 설치 조립한다. 이렇게 하면, 전동모터는 자기를 발생하는 고정자(2)의 다른 돌극(4)들과 원통형상의 회전자(20) 내부에 수용된 다른 영구자석재(22)들의 위치도 상호 대응되게 위치가 정하여 지도록 설계되어 있어, 착자를 위한 회전자(20)와 고정자(2)의 위치가 상대적으로 정하여지게 된다.

그런데, 전동모터의 제작과정에서, 영구자석재(22)를 삽입하여 모터 조립 후 착자전류를 흘려 보내기까지 여러 단계의 공정을 거치게 되고, 이 과정에서 고정자(2)에 대하여 상대 회전 가능하도록 조립된 회전자(20)가 자기를 발생하는 고정자(2) 돌극(4)들과 이에 대응되게 착자될 예정인 영구자석재(22)의 상대적 위치가 어긋나게 위치 이동될 수 있다. 이렇게 될 경우, 착자될 회전자(20)의 영구자석재(23)의 위치와 자기를 발생하는 고정자(2) 돌극(4)의 위치가 어긋난 상태에서 착자 전원전류를 보내게 되면 영구자석재(22)에 정확한 극성이 착자되지 않거나 원하는 만큼의 자기 세기를 갖도록 착자되지 않는다. 또한, 이 경우 다시 완전한 착자를 시도하기 위해 회전자(20)의 위치를 바로 하여 순간적으로 강하게 인가되는 착자전원전류를 보내게 되면 이미 불완전하게 착자가 되어 있는 영구자석재(22)와 고정자(2)의 돌극(4)에서 발생하는 자기의 극성이 같아 반발하여 폭발하는 현상이 발생할 수도 있다. 그리고, 영구자석재(22)의 착자를 위하여 여자코일(10)에 흘려 보내는 전원전류는 모터 구동시 여자코일(10)에 흘려보내는 전원전류의 100배 이상 되는 강한 전류로 이러한 착자전류를 반복적으로 흘려 보내게 되면 여자코일(10)이 파손될 위험성도 그 만큼 커지게 된다. 그리고, 실제로 착자 과정에서 이러한 폭발 및 여자코일(10)의 파손 현상이 종종 발생하고 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 전동모터의 회전자 내부에 수용되는 영구자석재의 착자를 완전하고 안전하게 하도록 한 전동모터 및 그 제작방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 전동 모터의 부분 분해 사시도,

도 2는 본 발명에 의한 전동 모터의 부분 단면도,

도 3는 일반적인 전동 모터의 일예의 종단면도,

도 4은 일반적인 전동 모터의 일예의 부분 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 모터 프레임 2 : 고정자

3 : 고정자 코어 4 : 돌극

10 : 여자코일 11 : 2상 전류 시작점

20 : 회전자 21 : 회전자 코어

22 : 영구자석재 23 : 영구 자석재 세트

30 : 고정자 고정키 장착홈

31 : 회전자 고정키 장착홈

32 : 회전자 커버 고정키 장착홈

33 : 고정키 40 : 회전자 커버

50 : 회전축

상기 목적은, 본 발명에 따라, 고정자 코어와 고정자 코어에 감겨있는 여자코일을 갖는 고정자와, 고정자 내측에 회전 가능하게 수용되며 복수의 자석 수용 슬롯이 형성되어 있는 회전자 코어와 상기 자석 수용 슬롯에 삽입되는 영구자석재를 갖는 회전자를 포함하는 전동모터에 있어서, 상기 고정자 코어와 상기 회전자 코어에, 착자시의 상대 위치 고정용 고정키의 장착을 위한 고정키 장착홈이 상호 대응하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동모터에 의해 달성된다.

여기서, 상기 각 고정키 장착홈은 상기 고정자 코어와 회전자 코어의 상면으로부터 상호 평행하게 소정 깊이 형성되며, 상기 고정키는 양단부 영역이 상기 각 고정키 장착홈에 삽입되는 'U'형상을 갖는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 회전자 코어는 축선 방향의 양단부면에 장착되는 회전자 커버를 가질 수도 있으며, 상기 고정키 장착홈은 상기 회전자 커버에 형성될 수 있다. 또한, 상기 고정자 코어는 반경 방향 내측으로 돌출되어 상기 여자코일이 감기는 다수의 돌극을 가질 수 있으며, 상기 고정키 장착홈은 상기 돌극에 형성되어 있을 수 있다.

한편, 상기 목적은, 본 발명의 또 다른 분야에 의하면, 고정자 코어와 고정자 코어에 감겨있는 여자코일을 갖는 고정자와, 고정자내에 회전 가능하게 수용되며 복수의 자석 수용 슬롯이 형성되어 있는 회전자 코어와 상기 자석 수용 슬롯에 삽입되는 영구자석재를 갖는 회전자를 포함하는 전동모터의 제작방법에 있어서, 상기 회전자 코어와 상기 고정자 코어의 상호 대응하는 위치에 소정의 고정키 장착홈을 형성하는 단계와, 상기 양 고정키 장착홈에 걸쳐 고정키를 장착하는 단계와, 상기 여자코일에 전원을 공급하여 상기 영구자석재를 착자시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동모터의 제작방법에 의하여서도 달성된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전동모터의 부분 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전동모터의 부분 단면도 이다.

본 발명에 따른 전동모터의 전체적인 구조와 작용은 도 3과 도 4의 전동모터에서 설명한 바와 같다.

본 발명에 따른 전동모터는 착자 요크로 사용되는 고정자(2)의 돌극(4)에 고정키(33)를 삽입할 수 있는 적어도 하나의 고정자 고정키 장착홈(30)을 형성하고, 회전자 코어(21)에는, 그 내부에 수용되어 착자될 영구자석재(22)들이 여자코일(10)에 흐르는 전원전류 방향에 대응하는 극성의 자기를 발생하는 돌극(4)들의 내측에 착자될 극성에 맞추어 정확히 위치하도록 회전자(20)를 설치 조립한 상태에서, 고정자 고정키 장착홈(30)이 형성된 부분의 반경 내측 방향에 대응하는 위치에 회전자 고정키 장착홈(31)을 형성한다. 그리고, 이들 대응하는 한 쌍의 홈을 연결하여 회전자(20)를 고정하는 'U'형 고정키(33)를 제조하여, 고정키(33)의 양단부를 서로 대응하는 고정자와 회전자의 고정키 장착홈(30,31)에 삽입하여 장착한다.

회전자(20)에 수용된 영구자석재(22)의 이탈을 방지하기 위하여, 회전자(20)의 축선 방향 양단부에 회전자 커버(40)가 장착될 때에는 회전자 커버 고정키 장착홈(32)을 회전자 커버(40)에 관통 형성한다. 그리고, 고정키(33)를 장착할 때에는 고정키(33)의 한 발이 회전자 커버 고정키 장착홈(32)을 통해 회전자 커버(40)를 관통하여 회전자 고정키 장착홈(32)에 삽입되고, 다른 발은 고정자 고정키 장착홈(30)에 삽입되어, 회전자(20)와 회전자 커버(40), 고정자(2)를 동시에 연결 고정한다.

이러한 구성에 의하여, 고정자(2)를 착자 요크로하여 회전자(20) 내부에 수용된 영구자석재(22)를 착자시키기 위하여 고정자(2) 여자코일(10)에 흐르는 2상의 착자 전원 전류에 의해 대응하는 자기를 발생하는 고정자(2) 돌극(4)의 내측에 착자될 영구자석재(22)가 대응하는 극성을 맞추어 정확히 위치하도록 회전자(20)를 설치 조립하고(여자코일(10)의 2상 전류 사작점(11) 부분의 돌극(4) 부근의 내측에 같은 극성이 착자될 예정인 영구자석재 세트(23)의 경계부분이 위치하도록 회전자를 설치 조립한다), 고정키(33)를 회전자와 고정자의 고정키 장착홈(30,31)에 삽입 장착하여 회전자(20)를 회전이동 못 하도록 고정시킨다. 그리고, 여자코일(10)에 착자전원전류를 인가하여 영구자석재(22)를 착자시키고, 그 후에 고정키(33)를 제거하여 회전자(20)를 회전 가능한 상태로 회복시킨다.

상술 및 도시한 실시예에서는, 고정키는 'U'형 이었으나, 고정키는 'U'형이 아니더라도 한 쌍의 고정자와 회전자의 위치 고정용 구멍에 삽입되는 두 발을 가지며, 회전자를 고정시킬 수 있는 구조를 가지기만 하면 충분하다. 그리고, 고정자 고정키 장착홈은 고정자 코어의 돌극이 아닌 고정자 코어의 다른 부분에 형성되어도 고정키가 장착될 수 있도록 형성되어 있으면 된다.

이에 의해, 영구자석재의 조립 장착 후에 착자 전원을 인가하기까지 여러단계의 공정 과정에서 모터의 움직임이 있게 되어도 회전자는 고정자에 대하여 상대 회전하지 않고 그 위치가 고정되므로 착자를 위한 고정자 돌극과 이에 대응하는 영구자석재의 위치가 어긋나지 않게된다. 그리하여, 여자코일에 순간적으로 강한 착자 전원전류를 인가하여 영구자석재를 착자시킬 때 1회적으로 완전하고 안전하게 착자시킬 수 있게된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 전동모터의 회전자 내부에 수용되는 영구자석재의 착자를 완전하고 안전하게 하도록 한 전동모터 및 그 제작방법이 제공된다.

Claims

고정자 코어와 고정자 코어에 감겨있는 여자코일을 갖는 고정자와, 고정자 내측에 회전 가능하게 수용되며 복수의 자석 수용 슬롯이 형성되어 있는 회전자 코어와 상기 자석 수용 슬롯에 삽입되는 영구자석재를 갖는 회전자를 포함하는 전동모터에 있어서,

상기 고정자 코어와 상기 회전자 코어에, 착자시의 상대 위치 고정용 고정키의 장착을 위한 고정키 장착홈이 상호 대응하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동모터
제 1 항에 있어서,

상기 각 고정키 장착홈은 상기 고정자 코어와 상기 회전자 코어의 상면으로부터 상호 평행하게 소정 깊이 형성되며, 상기 고정키는 양단부 영역이 상기 각 고정키 장착홈에 삽입되는 'U'형상을 갖는 것을 특징으로 하는 전동모터.
제 2 항에 있어서,

상기 회전자 코어는 축선 방향의 양 단부면에 장착되는 회전자 커버를 가지며, 상기 고정키 장착홈은 상기 회전자 커버에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동모터.
제 2 항에 있어서,

상기 고정자 코어는 반경 방향 내측으로 돌출되어 상기 여자코일이 감기는 다수의 돌극을 가지며, 상기 고정키 장착홈은 상기 돌극에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동모터.
고정자 코어와 고정자 코어에 감겨있는 여자코일을 갖는 고정자와, 고정자 내측에 회전 가능하게 수용되며 복수의 자석 수용 슬롯이 형성되어 있는 회전자 코어와 상기 자석 수용 슬롯에 삽입되는 영구자석재를 갖는 회전자를 포함하는 전동모터의 제작방법에 있어서,

상기 회전자 코어와 상기 고정자 코어의 상호 대응하는 위치에 소정의 고정키 장착홈을 형성하는 단계와,

상기 양 고정키 장착홈에 걸쳐 고정키를 장착하는 단계와,

상기 여자코일에 전원을 공급하여 상기 영구자석재를 착자시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동모터의 제작방법.
제 5 항에 있어서,

상기 각 고정키 장착홈은 상기 고정자 코어와 상기 회전자 코어의 상면으로부터 상호 평행하게 소정 깊이 형성되며, 상기 고정키는 양단부 영역이 상기 각 고정키 장착홈에 삽입되는 'U'형상을 갖는 것을 특징으로 하는 전동모터의 제작방법.
제 5 항에 있어서,

상기 회전자 코어는 축선 방향의 양 단부면에 장착되는 회전자 커버를 가지며, 상기 고정키 장착홈은 상기 회전자 커버에 형성되는 것을 특징으로 하는 전동모터의 제작방법.
제 5 항에 있어서,

상기 고정자 코어는 반경 방향 내측으로 돌출되어 상기 여자코일이 감기는 다수의 돌극을 가지며, 상기 고정키 장착홈은 상기 돌극에 형성하는 것을 특징으로 하는 전동모터의 제작방법.