KR20020047278A - 다상 횡축 자속 모터 - Google Patents

다상 횡축 자속 모터

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KR20020047278A
KR20020047278A KR1020027005307A KR20027005307A KR20020047278A KR 20020047278 A KR20020047278 A KR 20020047278A KR 1020027005307 A KR1020027005307 A KR 1020027005307A KR 20027005307 A KR20027005307 A KR 20027005307A KR 20020047278 A KR20020047278 A KR 20020047278A
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KR
South Korea
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stator
pole
poles
motor
flux
Prior art date
Application number
KR1020027005307A
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English (en)
Inventor
글란니크리스챤존웨이드
보이드존에이치.쥬니어.
Original Assignee
윌리엄 린드세이 길랜더즈
피셔 앤 페이켈 리미티드
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Publication date
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
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    • H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/12—Transversal flux machines

Abstract

횡축 자속 모터는 고정자(7)는 고정자(7)의 외부에 위치된 영구 자석 로우터(2)를 구동하도록 회전 자속을 만들어 전기적으로 정류되는 다중 고정자 상 와인딩을 갖추고 있다. 고정자(7)는 고정자 폴(12, 13) 반쪽을 각각 지탱하는 두개의 상보적으로 향한 부품(8, 9)에 의하여 형성되고, 고정자 폴은 바람직하게 클로 폴 형태이다. 고정자 와인딩(11)은 고정자 부품(8, 9) 사이에서 샌드위치되고 고정자 부품을 자기적으로 커플링하는 코어(10)와 맞닿아 감긴다. 바람직하게 모터 상(P)의 갯수는 일련의 2,3,...,N으로 선택되고, 상(W)마다의 와인딩의 갯수는 일련의 1,2,...,M으로 선택되고, 와인딩(PW) 마다의 폴의 갯수는 일련의 2,4,...,l으로 선택되고, 그리고 고정자 폴(SP)의 갯수는 P*WP*PW 곱과 동일하고 로우터 폴의 갯수가 SP±W 이다.

Description

다상 횡축 자속 모터{POLYPHASE TRANSVERSE FLUX MOTOR}
dc모터에 관한 "다상"이라는 용어의 사용은 복수의 와인딩 또는 복수의 와인딩 세트를 갖춘 모터를 의미하고, dc원으로부터 차례로 여자되는 경우 회전 지속을 만들어 낸다. 모터 상의 정류는 마이크로-프로세서에 의하여 제어되는 스위치 회로를 갖춘 브리지 장치에서 전기 스위치 디바이스를 사용하여 통상적으로 이루어진다.
횡축 자속 기계의 장점은 널리 공지되었다. 횡축 자속 기계는 종래의 전기 기계보다 몇 배 더 큰 출력 밀도를 만들어 낼 수 있다. 이것은 종래의 기계 설계에서 이루어지는 것과 같이 폴마다 동일 마그네토자력(MMF)을 유지하는 한편 많은 폴의 갯수를 가능하게 하는 횡축 자속 모터의 형상으로 부터 생겨난다.
횡축 자속 기계는 표준 코어 래미네이션(core lamination) 기술이 횡축 자속 기계에서 필요한 3 차원 자속 흐름을 쉽게 허용하지 않기 때문에 종래에는 충족시키기 어려웠다. 이와 같은 어려움은 소결된 철 코어의 파우더에 의하여 극복되고있다. 이들은 압축 모울딩 기술에 의하여 형성될 수 있다.
대부분 여기에 공개되어 형성된 횡축 자속 기계는 단상 기계이다. 실시예는 미국특허 제 5,773,910 호에 공개되었다. 다상 기계에 대한 제시는 제조상 어려움이 있는 복합 형상을 통상적으로 포함한다. 예를 들면, 미국특허 제 5,117,142 호, 제 5,633,551 호, 제 5,854,521 호에 공개되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 제조상 간단한 다상 횡축 자속 DC모터를 제공하는데 있다.
본 발명은 다상 횡축 자속 dc모터에 관한 것으로 보다 상세하게는, 로우터가 고정자의 외부에서 회전하는 "인사이드 아우트(inside out)" 형식의 모터에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 모터를 통한 직경방향의 개략적인 단면도,
도 2는 제 1 고정자 부품을 도시하는 도 2a, 제 2 콤플리멘터리(complementary) 고정자 부품을 도시하는 도 2b, 및 6개의 고정자 와인딩중 4개를 도시하는 도 2c를 갖춘 도 1에서의 모터에 대한 고정자의 확대도,
도 3은 단상 와인딩에 의하여 만들어지는 자속 경로를 표시하여 나타내고 있는 고정자 주위의 부분도,
도 4는 전기 회로 보드가 장착된 고정자 부품을 도시하는 도면,
도 5는 하나의 바람직한 로우터 형태의 자기 구성요소 및 거기를 통하는 자속 흐름의 부분도,
도 6은 선택적인 로우터 형상을 도시하는 도면,
도 7은 모터에 대하여 3상 정류 회로를 개략적으로 도시하는 도면,
도 8은 모터의 고정자 부품을 형성하기 위하여 2개의 부품 몰드중 하나의 부품을 도시하는 도면, 및
도 9는 또다른 폴 형상을 도시하는 고정자 부품의 부분도.
본 발명의 한 측면에 따라, 다상 횡축 자속 dc모터는:
주위에서 교차하는 자기 폴 극성을 갖추고 있는 로우터; 및
축선 방향에서 돌출하는 복수의 원주로 배치하고 이격된 클로 폴을 갖추고 있는 제 1 고정자 부품,
상기 제 1 고정자 부품에 보완적이고 축선 간격이 있도록 상기 고정자 부품과 면한 관계로 동축으로 장착되고 제 2 폴 부품의 클로 폴이 제 1 폴 부품의 클로 폴과 원주로 교차하기 위하여 공통 축선에 대하여 향해지는 제 2 고정자 부품,
상기 클로 폴에 근접하는 고정자 축선에 대하여 배치되고 자속 경로를 제공하도록 상기 제 1 및 제 2 고정자 부품사이에 위치되는 복수의 자기투과성 브리징 코어,
상기 브리징 코어의 위치사이에서 자기 고저항의 구역으로 제공되고 있는 적어도 하나의 상기 고정자 부품, 및
여자 전류로 공급될때 대응하는 브리징 코어에 근접하여 이러한 클로 폴에 인접한 상기 공기 갭에 자속을 만들어 제 1 및 제 2 폴 부품에서 이들 고정자 클로 폴을 통하는 자속 흐름을 각각 만들어 각각의 브리징 코어에 대하여 배치되고, 각각의 와인딩 또는 선택된 와인딩의 세트가 고정자 축선에 대하여 회전하는 상기 적어도 하나의 공기 갭에서 자속을 만들도록 사용상 전기적으로 정류되는 복수의 모터 상중에서 하나에 대하여 와인딩을 이루는 고정자 와인딩, 을 포함하는 적어도 하나의 공기 갭을 제공하기 위하여 상기 로우터와 동축으로 장착되는 고정자; 를 포함한다.
본 발명의 또다른 측면에 따라, 다상 횡축 자속 dc모터는:
주위에서 교차하는 자기 폴 극성을 제공하도록 자기 투과성 재료에 의하여 원주로 분리되고 배치되는 복수의 영구 자석을 갖추고 있고, 상기 자석은 원주 방향으로 여자되고 있는 로우터; 및
축선방향으로 돌출하는 복수의 원주로 배치하고 이격된 클로 폴을 갖추고 있는 제 1 고정자 부품,
상기 제 1 고정자 부품에 보완적이고 축선 간격이 있기 위하여 상기 고정자 부품과 면한 관계로 동축으로 장착되고 제 2 폴 부품의 클로 폴이 제 1 폴 부품의 클로 폴과 원주로 교차하기 위하여 공통 축선에 대하여 향해지는 제 2 고정자 부품,
상기 클로 폴에 근접하는 고정자 축선에 대하여 배치되고 자속 경로를 제공하도록 상기 제 1 및 제 2 고정자 부품사이에 위치되는 복수의 자기 투과성 브리징코어,
상기 브리징 코어의 위치사이에서 자기 고저항의 구역으로 제공되고 있는 적어도 하나의 상기 고정자 부품, 및
여자 전류로 공급될때 대응하는 브리징 코어에 근접하여 이 클로 폴에 인접한 상기 적어도 하나의 공기 갭에 자속을 만들어 제 1 및 제 2 폴 부품에서 이들 고정자 클로 폴을 통하는 자속 흐름을 각각 만들어 각각의 브리징 코어에 대하여 배치되고, 각각의 와인딩 또는 선택된 와인딩의 세트가 고정자 축선에 대하여 회전하는 상기 공기 갭에서 자속을 만들도록 사용상 전기적으로 정류되는 복수의 모터 상 중에서 하나에 대하여 와인딩을 이루는 고정자 와인딩, 을 포함하는 적어도 하나의 공기 갭을 제공하기 위하여 상기 로우터와 동축으로 장착되는 고정자; 를 포함한다.
본 발명의 또다른 측면에 따라, 다상 횡축 자속 dc모터를 위한 고정자를 만들기 위한 방법은:
축선 방향으로 돌출하는 복수의 원주로 배치되고 이격된 클로 폴을 갖추고 있는 제 1 고정자 부품을 형성하는 단계,
상기 제 1 고정자 부품에 유사하고 보완적인 제 2 고정자 부품을 형성하고, 자속 경로를 제공하도록 상기 제 1 및 제 2 고정자 부품사이에서 상기 클로 폴에 근접한 고정자 축선에 대하여 배치된 복수의 자기 투과성 브리징 코어를 제공하는 단계,
제 1 또는 제 2 고정자 부품의 어느하나 또는 양자에서 상기 브리징 코어의위치사이에 고 자기저항의 구역을 제공하는 단계,
각각의 브리징 코어에 대하여 고정자 와인딩을 배치하는 단계,
상기 제 2 폴 부품이 상기 제 1 폴 부품의 클로 폴과 원주로 교차하기 위하여 공통 축선에 대하여 향하는 상기 제 2 고정자 부품으로 상기 브리징 코어에 의하여 축선으로 이격되고 서로 면한 관계로 동축으로 제 1 및 제 2 고정자 부품을 조립하는 단계; 를 포함하고,
각각의 상기 와인딩 또는 선택된 상기 와인딩 세트는 여자 전류로 공급될때 대응하는 브리징 코어에 근접하는 제 1 및 제 2 폴 부품에서 이들 고정자 클로 폴을 통하는 자속 흐름을 만들어 사용하기 위하여 복수의 모터상 중 하나에 대하여 와인딩을 이루고 있다.
그리고 본 발명의 또다른 측면에 있어서,
로우터 폴을 형성하도록 고투과성 재료의 세그먼트에 의하여 분리된 복수의 원주방향으로 배치된 영구자석을 갖추고 있는 로우터,
공기 갭을 제공하기 위하여 상기 로우터와 동축으로 장착되고, 복수의 원주로 배치되고 이격된 폴을 갖추고 있는 고정자,
여자 전류가 공급될때 상기 폴에 인접한 상기 공기 갭에 자속을 만들도록 근접한 고정자 폴을 통하여 자속 흐름을 만들기 위하여 배치되고, 고정자 축선에 대하여 회전하는 상기 공기 갭에 자속을 만들도록 전기적으로 정류되어 사용되는 상마다의 적어도 하나의 고정자 와인딩, 을 포함하고,
관계로 한정되는 향상품에 있어서, 모터 상(P)의 갯수는 일련의 2,3,...,N으로 선택되고, 상(W)마다의 와인딩의 갯수는 일련의 1,2,...M으로 선택되고, 각각의 와인딩(PW)과 관련된 폴의 갯수는 일련의 2,4,...l으로 선택되고, 그리고 고정자 폴(SP)의 갯수는 P*WP*PW 곱과 동일하고 로우터 폴의 갯수가 SP±W이다.
본 발명의 하나의 바람직한 형태에 있어서 로우터(2)는 도 1에 나타낸 바와같이 고정자(7)의 외부에 위치된다. 후에 언급되는 바와 같이 여러 공지된 로우터 형상이 사용될 수 있다. 도시한 바와 같이 로우터(2)는 유사하게 형성된 영구 자석(3B)(도 1에서는 도시안됨)으로 산재되어 축선방향으로 향한 자성체 부품(3A)의 환형링을 포함한다. 영구자석(3B)은 반대극성으로 여자되고 있는 일련의 자석으로 원주방향으로 여자된다. 자기 구성요소의 환형 링은 원통형 비자기 뒤붙임 벽(4)에 의하여 지지되고, 로우터 샤프트(6)를 지탱하는 허브 및 베이스(5)와 일체로 플라스틱재료로 바람직하게 형성된다. 상기 샤프트는 종래에 고정자를 지지하는 하우징 또는 모터가 동력공급하도록 기구내 중 하나에 장착되는 베어링에 의하여 지지된다. 세탁기에 장착하는 후자의 타입의 실시예는 미국특허 제 5,150,589 호에 공개되었다.
선택적인 로우터 형상은 도 6에 도시되었다. 이러한 구조에 있어서 로우터(200)는 고정자의 외부에서 회전하는, 자기 투과성 재료의 환형 링을 포함한다. 이러한 형상의 하나의 실시예에 있어서 다수의 원주방향의 자석(202)은 로우터의 내부 둘레 주위에 배치된다. 영구 자석(202)은 방사상 방향으로 여자되어, 극성을 바꾸고, 환형 소프트 자기재 복귀 경로(204)와 맞닿아 자기 회로를 완성한다. 자기 구성요소의 환형링은 바람직하게 플라스틱 재료로 형성되어 로우터 샤프트를 지탱하는 허브 및 베이스(208)와 일체로 원통형 뒤붙임 벽(206)에 의하여 지지된다.
모터 고정자(7)(도 2 참조)는 또한 고투과성 재료로 형성되고 브리징 코어(bridging core)(10)에 의하여 축선방향으로 서로 이격되는 고자기 투과성의재료로부터 형성되는 두개의 콤플리멘터리를 향한 부품(8, 9)에 의하여 제조된다. 각각의 고정자 부품(8, 9)은 각각 주위에 위치되는 여러 서로 이격되고 축선방향으로 향한 폴(12, 13)을 포함한다. 고정자 폴은 클로 폴(claw pole) 형식이다.
도시된 실시예에 있어서 6개가 있는 브리징 코어(10)는 대칭적으로 고정자의 축선에 대하여 배치되고 고정자 폴에 근접하여 위치된다. 이들 코어의 목적은 하나의 고정자 부품으로부터 다른 하나의 고정자 부품으로 자속이 통하도록 허용한다. 또한 종래의 각각의 브리징 코어는 대응하는 고정자 와인딩(11)에 대한 코어를 형성한다.
설명된 고정자는 3"상", 상마다 2개의 와인딩을 갖춘 60 폴 고정자이다. 도시된 실시예에 있어서, 2개의 기본적인 고정자 부품(8, 9)은 형태가 유사하고 하부 부품의 폴(13)의 상호공간내에 위치하도록 상부 부품의 폴(12)을 허용하기 위한 각각의 고정자 부품의 상대적인 회전 방향으로 대향한 고정자 부품에 면한 각각의 축선방향으로 향한 폴(12, 13)로 면이 맞닿도록 함께 조립된다. 바람직한 형상에 있어서 폴사이 간격은 각각의 폴의 폭을 초과하고 각각의 폴의 축선 방향 길이는 두개의 고정자 부품의 대향한 폴이 겹쳐지도록 뻗어있다. 이것은 도 3에 도시되었다.
각각의 고정자 부품은 각각 주위에서 이격된 클로 폴(12, 13)을 지탱하는 원형 플레이트(15)로서 가시화될 수 있다. 공동(16)은 로우터 샤프트의 통로를 허용하도록 그리고 재료를 보호하도록 각각의 플레이트에서 중앙에 제공된다. 각각의 폴은 축선방향이고 그리고 바람직한 실시예에 있어서 폴사이 간격보다 더 작은 원주폭을 갖추고 있다. 각각의 폴은 "플레이트"(15)의 프라우드(proud)에 서있고 그리고 폴 팁은 인접한 폴 팁 그리고/또는 다른 고정자 부품사이에서 누출 자속을 감소하는 효과를 갖는 감소된 구역 팁(17)을 형성하도록 감소된다. 다른 폴 형상은 자속 누출을 최소화하도록 채택될 수 있다. 예를 들면, 클로 폴은 하나이상의 방법으로 테이퍼질 수 있다. 도 8에 있어서, 폴은 두방향으로 테이퍼져서 도시된다. 첫째로 측면(211, 212)은 폴의 루트로부터 외부 방사면으로 테이퍼질 수 있다. 둘째로 내부면(213)은 고정자 부품 '플레이트'(15)를 팁(17)에 연결하는 곳으로부터 테이퍼질 수 있다. 더욱이, 도 2에 도시된 단차형성된 폴 실시예에 있어서, 단차는 오른쪽 각도진 감소부를 나타내는 대신에 만곡된 감소부일 수 있다.
각각의 와인딩에 의하여 만들어진 자속의 적어도 대부분을 확보하기 위해서는 상기 와인딩에 근접한 폴을 통하나 플레이트 재료를 통하지않고 다른 와인딩으로 통하고 브리징 코어사이에서 적어도 하나의 플레이트(15)에 고자기저항의 구역을 제공할 필요가 있다. 이들 자기 구역은 "슬롯"으로 나타나고 바람직한 실시예에 있어서 적합한 슬롯(30)은 도 2B에 도시한 바와 같이 하부 고정자 부품 플레이트에 제공된다. 이론상 슬롯(30)은 각각의 고정자 부품의 단일 구조를 유지하기 위한 공기 갭이고, 공학적 강도가 낮은 투과성 재료가 사용된다. 바람직하게 이것은 고정자 부품으로 몰드되고 또한 도 8에 도시한 바와 같이 고정자 허브를 형성한다.
고정자는 수개의 내부 와인딩을 제조동안에 제위치에 들어가하도록 두개의 부품으로 형성될 필요가 있다. 두개의 부품은 두개사이에서 자속 경로를 제공하도록 자기적으로 링크될 필요가 있고 이를 이루도록 채택된 브리징 코어는 와인딩이 놓여질 수 있는 자속 코어 맞닿음부를 제공하도록 면한 부품에 그들의 반대수로서 두개의 부품의 맞닿음부의 어셈블리위 "아이슬랜드"(10)에 상승된 하나 또는 양 고정자 플레이트(15)의 내부면에 제공함으로써 형성된다. 브리징 코어는 하나의 고정자 부품과 일체로 형성될 수 있다. 선택적으로 어떤 브리징 코어는 하나의 부품과 일체로 형성될 수 있는 한편 나머지 부품은 제 2 부품과 일체로 형성된다. 또다른 대안의 "절반높이" 브리징 코어는 고정자 조립동안에 자기 회로를 완성하도록 연속하여 물리적으로 모으는 각각의 고정자 부품에 형성될 수 있다. 이 대안적 구조가 도 2에서 도시되었다. 이러한 실시예에 있어서 고정자 부품은 동일시간 동안에 브리징 코어(10)가 각각의 부품의 폴의 오정렬을 허용하는 한편 정렬될 필요가 있기 때문에 동일하지 않으나 유사하다. 그러나 또다른 대안에 있어서 브리징 코어는 떨어져 형성될 수 있고 어셈블리 동안에 플레이트(15)와 위치될 수 있다.
이 고정자 형상은 단일 와인딩이 여러 폴을 통하여 자속을 만들어냄을 허용한다. 각각의 와인딩은 종래의 와인딩 기술에 따라 단일 보빈(14)(도 2C 참조)에 분리되어 감겨진다. 보빈(14)은 플라스틱 재료로부터 바람직하게 형성되고 각각의 브리징 코어(10)에 대하여 끼워지기 위하여 형성된다.
3상 고정자에 있어서 설명된 2개의 도식적으로 대향한 와인딩은 평행 또는 일렬로 함께 연결되고 그리고 정류는 자속을 여자된 와인딩의 부근에 고정자에서 통하도록 또다른 상의 와인딩과 직렬로 여자된다. 따라서 만들어진 하나의 자속 경로는 도 3 및 도 5에 도시되었다. 이 실시예에 있어서 각각의 와인딩은 자속을각각의 고정자 부품에서 5개의 폴을 통하여 흐름을 일으킨다. 도시된 경로에 대하여 자속은 브리징 코어(10)(자속 세그먼트 a)를 통하여 상부 고정자 조각의 플레이트(자속 세그먼트 b)로, 그리고 상부 부품(세그먼트 c)의 폴내로 통과하고, 폴을 지나가서 로우터(2)의 물리적으로 가장 근접한 소프트 자성재 부품(3A)내로 방사상 모터 공기 갭(세그먼트 d)을 교차하고(도 5에 도시됨), 원주내로 통과하고 이 자기의 대향면에 자성재 부품(3A) 내로 그리고 인접한 영구 자석(3B)을 통과하고, 축선 방향으로 소프트 자성재 부품을 통과하고 하부 고정자 부품에 가장 근접한 폴에 공기 갭을 방사상 교차하도록 소프트 자성재 부품을 지나가고, 자속 회로를 이루도록 브리징 코어(10)에 방사상(세그먼트 h) 복귀를 진행하는 하부 고정자 플레이트에 상기 폴(세그먼트 g)을 통하여 이동한다.
도 6에 도시된 대안의 로우터 구조의 경우에 있어서 로우터를 통과하는 자속 경로는 약간 다르다. 자속은 폴을 지나가고 소프트 자성재 복귀 통로(204, 도 6)를 원주로 통하여 물리적으로 가장 근접한 영구 자석(202, 도 6) 방사상 내로 그리고 하부 고정자 부품에 가장 근접한 폴에 방사상 공기 갭(세그먼트 f, 도 3)을 교차하도록 인접한 영구 자속을 방사상 뒤로 통과한다.
두개의 폴에 대한 하나의 자속 경로만이 명확히 하기 위하여 도시되었다. 실제로 자속은 와인딩(11)에 의하여 여자되는 하부 고정자 부품의 모든 5개의 폴 및 상부 고정자 부품에서 모든 5개의 폴을 통하여 3차원적으로 통한다.
2 상 파이어링(firing) 실시예에 있어서(도 7 참조), 상(A, B)의 와인딩을 통하는 모터 전류의 정류후에, 모터 전류는 고정자의 주위에서 만들어진 방사상으로 향한 자속을 원하는 방향으로 고정자 주변의 주위로 이동시키는 상(A, C) 와인딩을 통과하는 흐름이 정류된다. 소프트 자기재 부품(3A)사이에 선택적으로 위치된 로우터(2)에서 영구자석은 로우터를 회전 고정자 자속과 동기로 이동하도록 일으키는 고정자 자속에 의하여 끌어당기거나 반발한다. 와인딩 전류의 공급 및 와인딩의 정류는 한 방향 또는 다른 한 방향으로 선택된 고정자에 대하여 회전하는 자속을 만들도록 원통 방식으로 실행을 일으키는 스위치 패턴의 회로를 지정하는 마이크로-프로세서(도시 생략)의 제어하에서 스위치되는 디바이스를 갖춘 dc 레일사이에서 브리지 구성으로 상("토템(totem) 폴")마다 두개의 반도체 스위치 디바이스를 사용하는 공지된 방식으로 이행될 수 있다. 이러한 고정자 와인딩 정류 제어는 미국특허 제 4,540,921 호, 제 4,857,814 호 및 WO 98/35429에 공개되었고, 특히 후자의 도 1(도 7을 대응하여 도시한) 및 도 2를 참조한다.
본 발명은 상대적으로 쉽게 제조되는 단일 형상을 갖추고 있는 다상 횡축 자속 dc모터를 제공한다. 고정자 형상을 제안하는 여러 종래기술에 대항하여 단일 공기 갭을 갖추고 있는 모터를 허용한다.
본 발명에 따른 모터에 있어서 다음과 같은 관계가 지속된다:
상의 갯수(P)가 2,3,...,N 이고;
상(W)마다 와인딩의 갯수는 1,2,...,M 이고;
와인딩(PW)마다 폴의 갯수는 2,4,...,L 이면;
이때 고정자 폴(SP)의 갯수는 SP=P×W×PW; 및
로우터 폴(RP)의 갯수는 상마다 SP±W이다.
상마다 와인딩의 갯수를 만드는데 장점이 되어도 상이 여자되는 경우 작용하는 방사상 힘을 균형 맞추는 것이 장점이 되고 그리고 어느 경우에 있어서 대항된 쌍의 클로 폴 형상이 선택되는 경우에 조차도 와인딩 마다 폴의 갯수가 바람직하다. 그러나, 실시예 9에 대하여, 와인딩 마다 폴의 갯수를 홀수로 갖추는게 가능하다.
상마다 와인딩의 갯수가 2개이상일 경우 와인딩은 직렬 또는 평행으로 연결될 수 있다. 그러나 평행 연결은 공기 갭 비대칭의 여부에 있어서 방사상 비대칭 힘을 감소시키는 장점을 갖출 수 있다.
도시되고 설명된 실시예에 있어서 3상은 와인딩 마다 10개의 폴 및 상 마다 2개의 와인딩으로 선택될 수 있다. 이것은 60 폴을 갖추고 있는 고정자를 초래하고 고정자를 갖추어 사용하도록 로우터는 62 또는 58개의 로우터를 갖추어야 한다.
모터와 관련한 물리적으로 모터 정류 전기를 위치시키기 위한 목적으로 종래에 제조되었다. 이것은 전자가 고정자 부품(8)에 고정되는 프린트된 회로 보드(20)에 위치되어 도 4에 도시되었다.
고정자 부품은 철 파우더와 같이 상기 목적을 위하여 형성된 몰드(40)로 소프트 자성재 파우더를 가압함으로써 형성될 수 있다(도 8참조). 2개의 고정자 부품중 하나에 대하여 저투과성 재료로 만들어진 형성기(41)는 고정자 부품에서 고자기저항 슬롯(30)을 제공하도록 바람직하게 사용된다. 형성기는 몰드로부터 부품의 제거에 고정자 부품의 합체 부분으로서 유지한다. 또한 이 형성기는 베어링 유지기로서 작동한다. 형성기 주위에 소프트 자성재 파우더를 가압함으로써 베어링과공기갭사이에서 매우 정확한 동심성을 허용한다. 바람직한 실시예에 있어서 다른 고정자 부품은 슬롯을 필요로 하지 않고 형성기도 필요로 하지 않는다.
본 발명에 있어서 로우터는 고정자 외부에 위치된다. 그리고, 여러 공지된 로우터 형상이 사용될 수 있다. 로우터는 유사하게 형성된 영구 자석으로 산재된 축선방향으로 향한 자성체 부품의 환형링을 포함한다. 영구자석은 반대극성으로 여자되는 일련의 자석으로 원주방향으로 여자된다. 자기 구성요소의 환형 링은 원통형 비자기 뒤붙임 벽에 의하여 지지되고, 로우터 샤프트를 지탱하는 허브 및 베이스와 일체로 플라스틱재로부터 바람직하게 형성된다. 상기 샤프트는 종래에 고정자를 지지하는 하우징 또는 모터가 동력공급되는 기구내에 장착되는 베어링에 의하여 지지된다.

Claims (12)

  1. 주위에서 교차하는 자기 폴 극성을 제공하도록 자기 투과성 재료에 의하여 원주로 분리되고 배치되는 복수의 영구 자석을 갖추고 있고, 상기 자석은 원주 방향으로 여자되고 있는 로우터; 및
    축선방향으로 돌출하는 복수의 원주로 배치하고 이격된 클로 폴을 갖추고 있는 제 1 고정자 부품,
    상기 제 1 고정자 부품에 보완적이고 축선 간격이 있기 위하여 상기 고정자 부품과 면한 관계로 동축으로 장착되고 제 2 폴 부품의 클로 폴이 제 1 폴 부품의 클로 폴과 원주로 교차하기 위하여 공통 축선에 대하여 향해지는 제 2 고정자 부품,
    상기 클로 폴에 근접하는 고정자 축선에 대하여 배치되고 자속 경로를 제공하도록 상기 제 1 및 제 2 고정자 부품사이에 위치되는 복수의 자기 투과성 브리징 코어,
    상기 브리징 코어의 위치사이에서 자기 고저항의 구역으로 제공되고 있는 적어도 하나의 상기 고정자 부품, 및
    여자 전류로 공급될때 대응하는 브리징 코어에 근접하여 이 클로 폴에 인접한 상기 적어도 하나의 공기 갭에 자속을 만들어 제 1 및 제 2 폴 부품에서 이들 고정자 클로 폴을 통하는 자속 흐름을 각각 만들어 각각의 브리징 코어에 대하여 배치되고, 각각의 와인딩 또는 선택된 와인딩의 세트가 고정자 축선에 대하여 회전하는 상기 공기 갭에서 자속을 만들도록 사용상 전기적으로 정류되는 복수의 모터 상 중에서 하나에 대하여 와인딩을 이루는 고정자 와인딩, 을 포함하는 적어도 하나의 공기 갭을 제공하기 위하여 상기 로우터와 동축으로 장착되는 고정자; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 다상 횡축 자속 dc모터.
  2. 주위에서 교차하는 자기 폴 극성을 갖추고 있는 로우터; 및
    축선 방향에서 돌출하는 복수의 원주로 배치하고 이격된 클로 폴을 갖추고 있는 제 1 고정자 부품,
    상기 제 1 고정자 부품에 보완적이고 축선 간격이 있도록 상기 고정자 부품과 면한 관계로 동축으로 장착되고 제 2 폴 부품의 클로 폴이 제 1 폴 부품의 클로 폴과 원주로 교차하기 위하여 공통 축선에 대하여 향해지는 제 2 고정자 부품,
    상기 클로 폴에 근접하는 고정자 축선에 대하여 배치되고 자속 경로를 제공하도록 상기 제 1 및 제 2 고정자 부품사이에 위치되는 복수의 자기투과성 브리징 코어,
    상기 브리징 코어의 위치사이에서 자기 고저항의 구역으로 제공되고 있는 적어도 하나의 상기 고정자 부품, 및
    여자 전류로 공급될때 대응하는 브리징 코어에 근접하여 이러한 클로 폴에 인접한 상기 공기 갭에 자속을 만들어 제 1 및 제 2 폴 부품에서 이들 고정자 클로 폴을 통하는 자속 흐름을 각각 만들어 각각의 브리징 코어에 대하여 배치되고, 각각의 와인딩 또는 선택된 와인딩의 세트가 고정자 축선에 대하여 회전하는 상기 적어도 하나의 공기 갭에서 자속을 만들도록 사용상 전기적으로 정류되는 복수의 모터 상중에서 하나에 대하여 와인딩을 이루는 고정자 와인딩, 을 포함하는 적어도 하나의 공기 갭을 제공하기 위하여 상기 로우터와 동축으로 장착되는 고정자; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 다상 횡축 자속 dc모터.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 로우터는 자기 투과성 복귀 경로 주위에 원주로 배치되고 복수의 영구자석을 포함하고, 상기 자석은 방사상 방향으로 여자되고 있는 것을 특징으로 하는 다상 횡축 자속 dc모터.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 브리징 코어는 하나의 고정자 부품의 부분으로서 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 다상 횡축 자속 dc모터.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 수개의 브리징 코어는 하나의 고정자 부품의 부분으로서 일체로 형성되는 동안 밸런스가 다른 하나의 고정자 부품의 부분으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 다상 횡축 자속 dc모터.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 각각의 브리징 코어의 콤플리멘터리 반쪽이 각각의 고정자 부품의 부분으로서 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 다상 횡축 자속 dc모터.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 클로 폴사이의 내부 간격은 각각의 클로 폴의 폭을 초과하는 것을 특징으로 하는 다상 횡축 자속 dc모터.
  8. 제 7 항에 있어서, 각각의 고정자 부품의 각각의 클로 폴의 끝부는 대항의 고정자 부품의 인터클로 공간으로 축선방향으로 뻗어있는 것을 특징으로 하는 다상 횡축 자속 dc모터.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 모터 상(P)의 갯수는 일련의 2,3,...,N으로부터 선택되고, 상(W)마다 와인딩의 갯수는 일련의 1,2,...M으로 선택되고, 각각의 와인딩(PW)과 관련된 폴의 갯수는 일련의 2,4,...,l으로 선택되고, 그리고 고정자 폴(SP)의 갯수는 P*WP*PW의 곱과 같고 로우터 폴의 갯수는 SP±W인 것을 특징으로 하는 다상 횡축 자속 dc모터.
  10. 축선 방향으로 돌출하는 복수의 원주로 배치되고 이격된 클로 폴을 갖추고 있는 제 1 고정자 부품을 형성하는 단계,
    상기 제 1 고정자 부품에 유사하고 보완적인 제 2 고정자 부품을 형성하고, 자속 경로를 제공하도록 상기 제 1 및 제 2 고정자 부품사이에서 상기 클로 폴에 근접한 고정자 축선에 대하여 배치된 복수의 자기 투과성 브리징 코어를 제공하는 단계,
    제 1 또는 제 2 고정자 부품의 어느하나 또는 양자에서 상기 브리징 코어의위치사이에 고 자기저항의 구역을 제공하는 단계,
    각각의 브리징 코어에 대하여 고정자 와인딩을 배치하는 단계,
    상기 제 2 폴 부품이 상기 제 1 폴 부품의 클로 폴과 원주로 교차하기 위하여 공통 축선에 대하여 향하는 상기 제 2 고정자 부품으로 상기 브리징 코어에 의하여 축선으로 이격되고 서로 면한 관계로 동축으로 제 1 및 제 2 고정자 부품을 조립하는 단계; 를 포함하고,
    각각의 상기 와인딩 또는 선택된 상기 와인딩 세트는 여자 전류로 공급될때 대응하는 브리징 코어에 근접하는 제 1 및 제 2 폴 부품에서 이들 고정자 클로 폴을 통하는 자속 흐름을 만들어 사용하기 위하여 복수의 모터상 중 하나에 대하여 와인딩을 이루는 것을 특징으로 하는 다상 횡축 자속 dc모터를 위해 고정자를 만들기 위한 방법.
  11. 로우터 폴을 형성하도록 고투과성 재료의 세그먼트에 의하여 분리된 복수의 원주방향으로 배치된 영구자석을 갖추고 있는 로우터,
    공기 갭을 제공하기 위하여 상기 로우터와 동축으로 장착되고, 복수의 원주로 배치되고 이격된 폴을 갖추고 있는 고정자,
    여자 전류가 공급될때 상기 폴에 인접한 상기 공기 갭에 자속을 만들도록 근접한 고정자 폴을 통하여 자속 흐름을 만들기 위하여 배치되고, 고정자 축선에 대하여 회전하는 상기 공기 갭에 자속을 만들도록 전기적으로 정류되어 사용되는 상마다의 적어도 하나의 고정자 와인딩, 을 포함하고,
    관계로 한정되는 향상품에 있어서, 모터 상(P)의 갯수는 일련의 2,3,...,N으로 선택되고, 상(W)마다의 와인딩의 갯수는 일련의 1,2,...M으로 선택되고, 각각의 와인딩(PW)과 관련된 폴의 갯수는 일련의 2,4,...l으로 선택되고, 그리고 고정자 폴(SP)의 갯수는 P*WP*PW 곱과 동일하고 로우터 폴의 갯수가 SP±W 인 것을 특징으로 하는 다상 횡축 자속 dc모터.
  12. 첨부한 도면을 참조하여 설명되는 것을 특징으로 하는 다상 횡축 자속 dc모터.
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