KR20010068788A

KR20010068788A - 단상구동방식 ｂｌｄｃ모터의 회전자 착자구조

Info

Publication number: KR20010068788A
Application number: KR1020000000895A
Authority: KR
Inventors: 허인용
Original assignee: 이해종; 주식회사 성신
Priority date: 2000-01-10
Filing date: 2000-01-10
Publication date: 2001-07-23
Also published as: KR100359566B1

Abstract

본 발명은 단상 구동 방식 BLDC 모터의 회전자 착자구조에 관한 것으로, 단상 구동 방식의 경우에 스위칭(Switching)시 특히, 초기 기동시 자극검출소자(Hall Sensor)에 의한 자극감지와 힘의 불균형이 있어야 회전자가 어느곳에 위치하더라도 사점(Dead Point)없이 구동된다는 점에 착안하여 고정자에 형성되는 회전자(Rotor) 착자(Yoke)의 사점(Dead Point) 발생 위치에 극분리홈을 형성시켜 표면자속밀도가 비대칭되도록 구성하므로써 사점(Dead Point)을 제거할 수 있어 3상 구동 방식 모터와 동일한 특성을 가지는 동시에 종래보다 저렴한 비용으로 단상 구동 방식의 BLDC 모터의 기동특성을 극대화할 수 있는 효과를 가진다.

Description

단상 구동 방식 ＢＬＤＣ 모터의 회전자 착자구조{The fabrication of the rotor yoke for the single phase driving type ＢＬＤＣ Motor}

본 발명은 단상 구동 방식 BLDC 모터의 회전자 착자구조에 관한 것으로, 단상 구동 방식을 갖는 BLDC 모터에서 구조적으로 발생할 수 있는 사점(Dead Point) 발생을 억제하기 위하여 회전자(Rotor) 착자(Yoke)구조를 표면자속밀도가 비대칭되도록 구성한 단상 구동 방식 BLDC 모터의 회전자 착자구조에 관한 것이다.

사점(Dead Point)이란 모터(Motor)의 회전자(Rotor)가 회전시 정상적인 스위칭(Switching) 동작을 하지 못하는 어느 한점 또는 여러지점을 나타내는 것으로서, 정지상태에서 회전자(Rotor)가 사점(Dead Point) 위치에 존재한다면 전원이 온(ON)되어도 모터(Motor)가 기동되지 않는 특성을 가진다.

종래의 BLDC 모터의 회전자(Rotor) 착자(Yoke)구조는 도 1 및 도 2 에 도시한 바와 같으며, 회전자(1)의 표면에 부착된 자석(2)의 회전면 외주와 대응하는 부분이 이 자석(2)의 최외각 외경보다 큰 구경을 가지는 동시에 자석(2)의 외주와 등간격을 가지되, 회전자(1)의 회전중심을 지나는 하나의 가상선을 대칭선으로 하여 서로 대칭되도록 분리 형성된 2 슬롯(Slot) 형태의 착자(3) 구조를 가지고 있다.

도 1 의 구성은 회전자(1)의 표면 전체에 자석(2)이 원통형으로 형성되어 있는 단상 구동 방식으로, 표면자속밀도가 대칭이 되는 구조이다.

이에 비하여 도 2 의 구성은 회전자(1)의 표면에 자석(2)이 120°의 대칭각을 가지고 3개 형성되어 있는 3상 구동 방식으로, 3개의 자석(2) 이음접착부에서의부분적인 자속감소로 인해 표면자속밀도가 비대칭이 되는 구조이다.

도 2 에 도시한 3상 구동 방식의 경우에는 자석(2)의 위치가 어느위치에 있어도 자극검출소자(도면도시 생략)가 N, S극 중 어느 한극을 감지하여 출력신호를 발생시켜 회전자(1)를 회전시키게 된다.

그러나, 이러한 3상 구동 방식의 경우 회전자(1)에 자석(2) 3개를 부착한 후 2 슬롯(Slot) 착자(3)를 부착함에 따라 가격상승, 전착에 따른 신뢰성 저하 및 작업공정 증가 등 여러가지 문제점이 있어왔다.

한편, 도 1 에 도시한 단상 구동 방식의 경우에는 도 2 에 도시한 3상 구동 방식에 비해 비용이 적게 들고 작업공정도 적어 경제적으로 매우 유용하나, 구조적으로 고정자에 형성된 회전자 착자(3)와 회전자(1)간의 간격이 등간격이므로 N, S극 구성이 등배비율로 되어 반드시 하나 이상의 사점(Dead Point)을 가진다.

즉, 자석(2)의 N, S극 분리점이 자극검출소자(도면도시 생략)의 정중앙에 위치하여 자극검출소자가 N, S극 양쪽을 동시에 감지할 경우 출력신호를 보내지 못해 회전자(1)를 회전시키지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 단상 구동 방식의 경우에 스위칭(Switching)시 특히, 초기 기동시 자극검출 소자 (Hall Sensor)에 의한 자극감지와 힘의 불균형이 있어야 회전자가 어느곳에 위치하더라도 사점(Dead Point)없이 구동된다는 점에 착안하여 고정자에 형성되는 회전자(Rotor) 착자(Yoke)구조를 표면자속밀도가 비대칭되도록 구성하므로써 사점 (Dead Point)을 없애 종래보다 저렴한 비용으로 단상 구동 방식의 BLDC 모터의 기동특성을 극대화할 수 있는 단상 구동 방식 BLDC 모터의 회전자 착자구조를 제공함을 그 목적으로 한다.

도 1 은 종래의 단상 구동 방식 BLDC 모터의 착자구조의 단면도.

도 2 는 종래의 3상 구동 방식 BLDC 모터의 착자구조의 단면도.

도 3 은 본 발명 착자구조의 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 회전자 2 : 자석

3 : 착자 4 : 극분리홈

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작 효과를 보다 상세히 설명한다.

도 3 은 본 발명 착자구조의 단면도로, 본 발명에서 제시한 단상 구동형 BLDC 모터의 회전자(Rotor) 착자(Yoke) 구조는 회전자(1)에 부착된 자석(2)의 회전면 외주와 대응하는 부분이 이 자석(2)의 최외각 외경보다 큰 구경을 가지는 동시에 자석(2)의 외주와 등간격을 가지되 회전자(1)의 회전중심을 지나는 하나의 가상선을 대칭선으로 하여 서로 대칭되도록 분리 형성된 2 슬롯(Slot) 형태의 착자(3)구조에서의 사점(Dead Point) 발생 위치에 극분리홈(4)을 형성하여 표면자속밀도가 비대칭되도록 구성한 것이다.

이 때, 착자(3)에서 자극의 방향을 결정하는 코일의 권선방향은 분리된 2 슬롯(Slot) 고정자 각각에 대해 동일 방향으로 권선하여 각각의 고정자내의 착자(3)에 형성되는 자극은 동일하도록 한다.

상기와 같이 구성하므로써 극분리홈(4)이 형성된 부분에서는 표면자속밀도가 낮아지게되어 비대칭 구조를 이루게 되며, 슬롯(Slot)수를 N, 착자(Yoke)극수를 P라고 할 때, 종래의 단상 구동 방식 BLDC 모터의 경우에는 N=P임에 비해 본 발명의 경우에는 N=2P이 되므로 착자극수가 슬롯수의 2배가 되는 2극구조 특성을 가진다.

따라서, 사점(Dead Point)이 제거되므로써 모터의 초기 기동시 및 운전시 자극검출소자(Hall Sensor, 도면도시 생략)에 의한 회전자 N, S극 감지 후 스위칭 트랜지스터로의 신호전달이 원활하게 이루어져 모터의 기동특성을 향상시키게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 구성 및 동작특성을 가지는 본 발명에 의해 얻을 수 있는 효과는 3상 구동 방식과 동일한 특성 효과를 얻는 동시에 3상 구동 방식에 비해 비용이 적게 들고, 공정수가 단축되므로 경제적으로 유용할 뿐 만 아니라 생산성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims

회전자(1)에 부착된 자석(2)의 회전면 외주와 대응하는 부분이 이 자석(2)의 최외각 외경보다 큰 구경을 가지는 동시에 자석(2)의 외주와 등간격을 가지되 회전자(1)의 회전중심을 지나는 하나의 가상선을 대칭선으로 하여 서로 대칭되도록 분리 형성된 2 슬롯(Slot) 형태의 착자(3)구조에서의 사점(Dead Point) 발생 위치에 극분리홈(4)을 형성하여 표면자속밀도가 비대칭되도록 구성한 것을 특징으로 하는 단상 구동 방식 BLDC 모터의 회전자 착자구조.