KR20010112972A - 레이디얼 권선과 레이디얼 에어 갭을 가진 브러시리스직류 모터 및 레이디얼 권선을 형성하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 레이디얼 권선과 레이디얼 에어 갭을 가진 브러시리스 직류 모터는 레이디얼 보빈(200) 및 두 가닥의 도선(210, 220)을 가진 고정자를 포함한다. 레이디얼 보빈(200)은 두 가닥의 도선(210, 220)이 감겨 있는 복수의 폴 암(201)을 포함한다. 도선(210, 220)을 폴 암 둘레에 순차로 동시에 연속적으로 감아서 레이디얼 권선(202)을 형성하여 고정자를 구성한다. 각 도선(210, 220)의 단부(211, 212, 221, 222) 각각은 제어회로와 연결되는 연결부를 형성한다. 또한, 본 발명은 레이디얼 권선(202)을 형성하는 방법을 개시한다.
Description
본 발명은 레이디얼 권선(radial winding)과 레이디얼 에어 갭(radial airgap)을 가진 브러시리스 직류 모터(DC brushless motor), 보다 구체적으로는 레이디얼 보빈(radial bobbin)의 폴 암(pole arm) 둘레에 두 가닥의 도선(conductive wire)을 동시에 감아서 레이디얼 권선을 형성하여 구성된 고정자(stator)를 가진 브러시리스 직류 모터에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 레이디얼 권선을 형성하는 방법에 관한 것이다.
1994년 2월 22일 아오키(Aoki)에게 허여된 미합중국 특허 제5,289,089호에 모터 구동회로 및 상기 구동회로를 사용하는 모터 구동시스템이 개시되어 있다. 1999년 9월 28일 홍(Horng)에게 허여된 미합중국 특허 제5,959,377호에 레이디얼 에어 갭과 축방향으로 감긴 단일 코일을 가진 소형 브러시리스 모터가 개시되어 있다. 상기 두 건의 미합중국 특허에 개시된 구동회로는 단일 세트 또는 두 세트의 권선을 가진 일반적인 브러시리스 직류 모터에 적합하다.
도 5는 종래의 레이디얼 와인딩 방법에 의하여 형성된 고정자(100)를 예시하고, 도 6은 도선(111)을 고정자(100)의 폴 암(112) 둘레에 레이디얼 와인딩하는 방법을 예시한다. 도선(111)의 일단을 제1 연결부 V1으로 형성한 후 도선(111)을 고정자(100) 둘레에 와인딩한다. 도선(111)이 고정자(100)의 폴 암(112)의 전체 개수의 절반 둘레에 감겼을 때, 와인딩을 멈추고 도선(111)을 끌어당겨 제2 연결부 V0(공통 연결부)를 형성한 다음 와인딩을 계속하여 폴 암(112)의 나머지 절반 둘레에 감는다. 와인딩이 종료된 후, 도선(111)의 타단이 제3 연결부 V2를 형성한다. 따라서, 고정자(100) 둘레에 도선(111)의 와인딩이 종료된 후 세 개의 연결부가 제공된다. 고정자(100)는 미합중국 특허 제5,289,090호의 도 2에 도시된 종래의 팬 모터 드라이버에 사용하여 교호하는 회전 자계를 발생시켜 자극 N과 S를 가진 회전자(300)를 구동할 수 있다. 그러나, 와인딩을 중단하고 제2 연결부(공통 연결부 V0)를 형성해야 한다.
도 7 및 도 8은 다른 종래의 레이디얼 와인딩 방법을 사용하는 고정자(100)를 예시한다. 또한, 상기 방법에서도 도선(111)을 폴 암(112) 둘레에 감는다. 도선(111)의 일단을 제1 연결부 V1으로 형성한 후 도선(111)을 고정자(100) 둘레에 감는다. 와인딩이 종료된 후, 도선(111)의 타단이 제2 연결부 V2를 형성한다. 고정자(100)는 미합중국 특허 제5,959,377호의 도 2에 도시된 종래의 팬 모터 드라이버에 사용하여 교호하는 회전 자계를 발생시켜 자극 N과 S를 가진 회전자(300)를 구동할 수 있다. 그러나, 한 가닥의 도선(111)을 고정자(100)의 각각의 폴 암(112) 둘레에 소정량의 턴(turn)으로 감아야 하기 때문에 와인딩이 비교적 길다. 와인딩 종료 시간은 와인딩 속도를 증가시키지 않는 한 저감될 수 없다. 또한, 와인딩 속도는 한계가 있다.
따라서, 당해 기술에서 오래 동안 실현되지 못한 요구는 와인딩 도중에 중단하는 것을 해결하여 전체적인 와인딩 시간을 감소시키려는 것이다.
전술한 단점을 고려하여, 본 발명은 두 가닥의 도선을 동시에 와인딩하여 고정자 권선을 형성하는 방법을 제공한다. 각각의 도선은 필요로 하는 턴을 가진 고정자 권선의 와인딩을 종료하기 위하여 턴의 단지 절반만 감으면 되기 때문에 와인딩 효율이 향상된다. 두 가닥의 도선을 동시에 와인딩하는 방법에 의하여 고정자 권선을 형성한 후, 한 가닥의 도선 단부와 다른 한 가닥의 도선 단부를 연결하여 고정자 권선을 형성한 후 공통 연결부를 형성함으로써 세 개의 연결부를 가진 브러시리스 직류 모터용 고정자 권선이 형성된다. 이로써 브러시리스 직류 모터용 이중 권선의 와인딩 동작의 중단이 방지된다.
대안으로써, 고정자 권선을 형성한 후, 한 가닥의 도선 제2 단부와 다른 한 가닥의 도선 제1 단부를 일렬로 연결하고, 한 가닥의 도선 제1 단부와 다른 한 가닥의 도선 제2 단부가 단일 권선을 가진 브러시리스 모터용 두 개의 연결부를 형성한다.
단일 권선 또는 이중 권선을 가진 브러시리스 모터에 대한 연결부 개수는 고정자 권선을 형성한 후 정해질 수 있다. 고정자 권선을 형성하는 시간이 저감되고, 이렇게 형성된 고정자 권선은 상이한 유형의 모터에 적합한 여러 가지 구동회로에 의하여 구동될 수 있다.
본 발명의 주요 목적은 레이디얼 권선과 레이디얼 에어 갭을 가진 브러시리스 직류 모터, 및 두 가닥의 도선을 고정자의 각각의 폴 암 둘레에 동시에 와인딩하여 레이디얼 권선을 형성하는 방법을 제공하는 것이다. 연결부를 형성하기 위하여 와인딩 동작을 중단할 필요가 없고, 와인딩 시간을 절반으로 저감시킴으로써 고정자의 와인딩 효율이 향상된다.
본 발명의 다른 목적은 레이디얼 권선과 레이디얼 에어 갭을 가진 브러시리스 직류 모터, 및 상기 레이디얼 권선을 형성하는 방법을 제공하는 것으로서, 고정자가 단일 권선 또는 이중 권선을 가진 브러시리스 모터에 적용될 수 있도록 고정자 권선을 형성한 후 권선은 두 개 또는 세 개의 연결부를 갖도록 정해질 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 레이디얼 권선과 레이디얼 에어 갭을 가진 브러시리스 직류 모터, 및 두 가닥의 도선을 동시에 와인딩하여 레이디얼 권선을 형성하는 방법을 제공하는 것이다. 도선을 끌어당기는 힘이 도선에 균등하게 가해진다. 따라서, 도선이 와인딩하는 도중에 파손될 가능성이 없으므로 와인딩 효율이 향상된다.
본 발명에 따른 레이디얼 권선과 레이디얼 에어 갭을 가진 브러시리스 직류 모터는 레이디얼 고정자 보빈 및 색깔이 상이한 두 가닥의 도선을 포함한다. 레이디얼 고정자 보빈은 도선이 감겨 있는 복수의 폴 암을 포함한다. 두 가닥의 도선이 각각의 폴 암 둘레에 순차로 연속적으로 와인딩되어 레이디얼 권선을 형성하여 고정자를 구성한다. 도선의 단부는 제어 구동회로와 연결되는 연결부를 형성한다.
본 발명의 다른 목적, 특정의 장점, 및 신규성은 첨부 도면을 참조하여 개시된 다음의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로부터 보다 명백하게 이해될 것이다.
다음에, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 모터의 제1 실시예의 구조를 예시하는 개략도.
도 2는 제1 실시예의 고정자 와인딩 방법을 예시하는 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 모터의 제2 실시예의 구조를 예시하는 개략도.
도 4는 제2 실시예의 고정자 와인딩 방법을 예시하는 개략도.
도 5는 네 개의 폴 암을 가진 브러시리스 직류 모터의 종래의 레이디얼 이중 권선을 예시하는 개략도.
도 6은 도 5의 레이디얼 이중 권선을 형성하는 방법을 예시하는 개략도.
도 7은 네 개의 폴 암을 가진 브러시리스 직류 모터의 종래의 레이디얼 단일 권선을 예시하는 개략도.
도 8은 도 7의 레이디얼 단일 권선을 형성하는 방법을 예시하는 개략도.
도 1은 본 발명에 따른 모터의 실시예를 예시한다. 모터는 네 개의 폴 암(201)을 가진 레이디얼 고정자 보빈(200) 및 자극 N과 S를 가진 회전자(300)를포함한다. 제1 및 제2 도선(210, 220)이 폴 암 둘레에 와인딩되어 권선(202)을 형성하여 고정자가 구성된다. 권선(202)이 제어 구동회로(예를 들면, 미합중국 특허 제5,289,089호 및 제5,959,377호에 개시된 구동회로)와 협동하여 각각의 폴 암(201)의 반경방향으로 교호하는 자계를 발생시켜 자극 N과 S를 가진 회전자(300)를 구동시킨다. 각각의 도선(210, 220)은 필요로 하는 턴을 가진 고정자 권선(202)의 와인딩을 종료하기 위하여 턴의 단지 절반만 감으면 된다.
고정자 보빈(200) 상에 권선(202)을 형성한 후, 구동회로와 연결될 연결부 개수(두 개 또는 세 개)가 정해질 수 있다. 세 개의 연결부가 필요한 경우, 제1 도선(210)의 제1 단부(211)를 제1 연결부 V1으로 사용하고, 제1 도선(210)의 제2 단부(212)와 제2 도선(220)의 제1 단부(221)를 연결하여 제2 연결부 V0를 형성하고, 제2 도선(220)의 제2 단부(222)를 제3 연결부 V2로 사용한다. 따라서, 연결부 V0를 형성하는 종래의 방법에서 와인딩 동작의 중단이 방지된다. 이렇게 구성된 고정자는 이중 권선을 가진 브러시리스 직류 모터에 사용되도록 제어회로로 동작될 수 있다.
두 개의 연결부만 필요한 경우, 제1 도선(210)의 제2 단부(212)와 제2 도선(220)의 제1 단부(221)를 일렬로 연결하고, 제1 도선(210)의 제1 단부(211)와 제2 도선(220)의 제2 단부(222)가 두 개의 연결부를 형성한다. 이렇게 하여 두 개의 연결부를 가진 고정자가 형성된다. 연결부 개수는 고정자 권선을 형성한 후 정해질 수 있기 때문에 와인딩이 간단하다.
도 2는 제1 실시예에 따른 고정자 와인딩 방법을 예시하는 개략도이다. 도 1 및 도 2에 예시된 바와 같이, 제1 도선(210)과 제2 도선(220)을 폴 암(201a) 둘레에 시계방향을 따라 동시에 와인딩한 다음, 제1 도선(210)과 제2 도선(220)을 폴 암(201b) 둘레에 시계반대방향을 따라 동시에 와인딩한다. 다음에, 제1 도선(210)과 제2 도선(220)을 폴 암(201c) 둘레에 시계방향을 따라 동시에 와인딩하고, 최종적으로, 제1 도선(210)과 제2 도선(220)을 폴 암(201d) 둘레에 시계반대방향을 따라 동시에 와인딩한다. 즉, 제1 및 제2 도선(210, 220)을 폴 암 둘레에 순차로 연속적으로 와인딩하여 권선을 형성하며, 여기서 두 개의 인접하는 폴 암에 대한 와인딩방향은 서로 반대이다. 연결부를 형성하기 위하여 와인딩 도중에 중단할 필요가 없다. 연결부 개수는 단일-권선 모터 또는 이중-권선 모터용 고정자 권선을 형성한 후 정해질 수 있다. 와인딩 동작을 중단하지 않고, 와인딩 시간이 절반으로 저감된다. 또한, 도선을 동시에 와인딩하므로 도선이 와인딩하는 도중에 파손될 가능성이 없다.
도 3은 본 발명에 따른 모터의 제2 실시예의 구조를 예시하는 개략도이고, 도 4는 제2 실시예의 고정자 와인딩 방법을 예시하는 개략도이다. 제1 도선(210)과 제2 도선(220)을 폴 암(210a, 201c) 둘레에 시계방향을 따라 동시에 와인딩한 다음, 제1 도선(210)과 제2 도선(220)을 폴 암(201b, 201d) 둘레에 시계반대방향을 따라 동시에 와인딩한다. 즉, 제1 및 제2 도선(210, 220)을 두 개의 인접하지 않는 폴 암 둘레에 일방향으로 와인딩한 다음, 다른 두 개의 인접하지 않는 폴 암 둘레에 역방향으로 와인딩하여 권선을 형성한다. 연결부를 형성하기 위하여 와인딩동작을 도중에 중단할 필요가 없다. 제1 도선과 제2 도선은 외관상 색깔이 상이하다.
본 발명을 전술한 바와 같은 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 여러 가지로 변형 및 변경할 수 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 특허청구 범위는 이들 변형 및 변경을 본 발명의 범위 내에 포함되도록 하려는 것이다.
본 발명은 두 가닥의 도선을 고정자의 각각의 폴 암 둘레에 동시에 와인딩하여 레이디얼 권선을 형성함으로써, 연결부를 형성하기 위하여 와인딩 동작을 중단할 필요가 없고, 와인딩 시간을 절반으로 저감시킴으로써 고정자의 와인딩 효율이 향상된다.
Claims (12)
- 레이디얼 권선과 레이디얼 에어 갭을 가진 브러시리스 직류 모터에 있어서,복수의 짝수개 폴 암(201)을 포함하는 레이디얼 고정자 보빈(200),제1 단부(211)와 제2 단부(212)를 가진 제1 도선(210), 및제1 단부(221)와 제2 단부(222)를 가진 제2 도선(220)을 포함하고,상기 제1 도선(210) 및 제2 도선(220)을 고정자 보빈(200)의 폴 암(201) 둘레에 동시에 연속적으로 와인딩하여 권선(202)을 형성하며, 제1 도선(210)의 제1 단부(211)와 제2 단부(212) 및 제2 도선(220)의 제1 단부(221)와 제2 단부(222)에 의하여 제어 구동회로에 연결시키는데 적합한 적어도 두 개의 연결부를 형성하고,상기 고정자 보빈(200) 상의 권선(202)이 구동회로와 협동하여 고정자 보빈(200)의 반경방향으로 교호하는 자계를 발생시켜 자극 N과 S를 가진 회전자(300)를 구동시키는브러시리스 직류 모터.
- 제1항에 있어서,상기 제1 도선(210) 및 제2 도선(220)을 각각의 상기 폴 암(201) 둘레에 동시에 와인딩하고, 상기 제1 도선(210)의 제1 단부(211)를 제1 연결부 V1으로 사용하며, 상기 제1 도선(210)의 제2 단부(212)와 제2 도선(220)의 제1 단부(221)를 연결하여 제2 연결부 V0를 형성하고, 상기 제2 도선(220)의 제2 단부(222)를 제3 연결부 V2로 사용함으로써 세 개의 연결부 V0, V1, V2를 가진 고정자 권선(202)이 형성되는브러시리스 직류 모터.
- 제1항에 있어서,상기 제1 도선(210) 및 제2 도선(220)을 각각의 상기 폴 암(201) 둘레에 동시에 와인딩하고, 상기 제1 도선(210)의 제2 단부(212)와 제2 도선(220)의 제1 단부(221)를 일렬로 연결하며, 상기 제1 도선(210)의 제1 단부(211)와 제2 도선(220)의 제2 단부(222)가 두 개의 연결부를 형성함으로써 두 개의 연결부를 가진 고정자 권선(202)이 형성되는 브러시리스 직류 모터.
- 제1항에 있어서,상기 제1 도선(210) 및 제2 도선(220)이 외관상 색깔이 상이한 브러시리스 직류 모터.
- 레이디얼 권선과 레이디얼 에어 갭을 가진 브러시리스 직류 모터용 권선을 형성하는 방법에 있어서,레이디얼 고정자 보빈(200) 상에 권선이 형성되도록 제1 도선(210) 및 제2도선(220)이 모든 폴 암(201) 둘레에 연속적 및 순차적으로 와인딩될 때까지 두 가닥의 도선(210, 220)을 레이디얼 고정자 보빈(200)의 복수의 짝수개 폴 암(201) 중 하나의 둘레에 한 가닥씩 동시에 와인딩하는 단계를 포함하고,두 개의 인접하는 폴 암(201a, 201c)에 대한 와인딩 방향은 폴 암(201b, 201d)과 서로 반대 방향이고,소정 연결부를 형성하기 위하여 상기 와인딩 동작의 중단이 필요 없는브러시리스 직류 모터용 권선 형성 방법.
- 제5항에 있어서,상기 고정자 보빈(200) 상에 권선(202)을 형성한 후, 제1 도선(210)의 제1 단부(211)를 제1 연결부 V1으로 사용하고, 제1 도선(210)의 제2 단부(212)와 제2 도선(220)의 제1 단부(221)를 연결하여 제2 연결부 V0를 형성하며, 제2 도선(220)의 제2 단부(222)를 제3 연결부 V2로 사용함으로써 세 개의 연결부 V0, V1, V2를 가진 고정자 권선(202)이 형성되는 브러시리스 직류 모터용 권선 형성 방법.
- 제5항에 있어서,상기 고정자 보빈(200) 상에 권선(202)을 형성한 후, 제1 도선(210)의 제2 단부(212)와 제2 도선(220)의 제1 단부(210)를 일렬로 연결하고, 제1 도선(210)의제1 단부(211)와 제2 도선(220)의 제2 단부(222)가 두 개의 연결부를 형성함으로써 두 개의 연결부를 가진 고정자 권선(202)이 형성되는 브러시리스 직류 모터용 권선 형성 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 제1 도선(210) 및 제2 도선(220)이 외관상 색깔이 상이한 브러시리스 직류 모터용 권선 형성 방법.
- 레이디얼 권선과 레이디얼 에어 갭을 가진 브러시리스 직류 모터용 권선을 형성하는 방법에 있어서,두 가닥의 도선(210, 220)을 레이디얼 고정자 보빈(200)의 복수의 짝수개 폴 암(201) 중 두 개－여기서 두 개의 폴 암(201a, 201c)은 서로 인접하지 않음－의 둘레에 일방향으로 동시에 와인딩하는 단계,두 가닥의 도선(210, 220)을 다음 두 개의 인접하지 않는 폴 암(201b, 201d) 둘레에 역방향으로 동시에 와인딩하는 단계, 및두 가닥의 도선(210, 220)을 또 다른 다음 두 개의 인접하지 않는 폴 암 둘레에 일방향으로 동시에 와인딩하여 제1 도선 및 제2 도선이 모든 폴 암(201) 둘레에 와인딩되어 레이디얼 고정자 보빈(200) 상에 권선(202)이 형성되는 단계를 포함하고,상기 연결부를 형성하기 위하여 상기 와인딩 동작의 중단이 필요없는브러시리스 직류 모터용 권선 형성 방법.
- 제9항에 있어서,상기 고정자 보빈(200) 상에 권선(202)을 형성한 후, 제1 도선(210)의 제1 단부(211)를 제1 연결부 V1으로 사용하고, 제1 도선(210)의 제2 단부(212)와 제2 도선(220)의 제1 단부(221)를 연결하여 제2 연결부 V0를 형성하며, 제2 도선(220)의 제2 단부(222)를 제3 연결부 V2로 사용함으로써 세 개의 연결부 V0, V1, V2를 가진 고정자 권선(202)이 형성되는 브러시리스 직류 모터용 권선 형성 방법.
- 제9항에 있어서,상기 고정자 보빈(200) 상에 권선(202)을 형성한 후, 제1 도선(210)의 제2 단부(212)와 제2 도선(220)의 제1 단부(210)를 일렬로 연결하고, 제1 도선(210)의 제1 단부(211)와 제2 도선(220)의 제2 단부(222)가 두 개의 연결부를 형성함으로써 두 개의 연결부를 가진 고정자 권선(202)이 형성되는 브러시리스 직류 모터용 권선 형성 방법
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|---|---|---|---|---|
| CN109301950A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-02-01 | 深圳贝格动力科技有限公司 | 一种定子绕组及盘式电机 |
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2000
- 2000-06-15 KR KR1020000032968A patent/KR20010112972A/ko not_active Application Discontinuation
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| CN109301950A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-02-01 | 深圳贝格动力科技有限公司 | 一种定子绕组及盘式电机 |
| CN109301950B (zh) * | 2018-11-12 | 2023-09-26 | 深圳贝格动力科技有限公司 | 一种定子绕组及盘式电机 |
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