KR20030050734A - 두 개의 회전자를 갖는 전동기 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 두 개의 회전자를 갖는 전동기는 중앙에 공간을 갖는 고정자와; 상기 고정자의 내측에 회전 가능하게 배치된 제 1 회전자와; 상기 고정자의 외측에 회전 가능하게 배치된 제 2 회전자를 포함하여 구성되고, 동일 크기와 중량의 전동기에 비하여 고출력을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Description

두 개의 회전자를 갖는 전동기{ Motor having two rotor}
본 발명은 전기로 구동되는 전동기에 있어서, 하나의 고정자를 공용하고 고정자 내측과 외측에 회전자를 설치하여 전동기의 사이즈 및 중량에 비해 출력을 증대시킬 수 있는 두 개의 회전자를 갖는 전동기에 관한 것이다.
일반적으로 전동기는 전기적 에너지를 입력받아 기계적 에너지로 변환하는 장치로서, 공장의 기계설비, 엘리베이터, 전기자동차, 세탁기, 에어컨 등의 구동에 사용된다.
이러한 전동기는 크게 케이스와, 상기 케이스에 고정된 고정자와, 상기 고정자 주변에 형성된 전자기력에 의해 회전되고 중앙에 회전축이 고정된 회전자로 구성되고, 상기 회전자의 배치 위치에 따라 내전형 전동기와 외전형 전동기로 구분된다.
도 1은 종래 기술에 따른 내전형 전동기 일예의 주요부 구성이 도시된 개략도로서, 고정자(2)의 내주면에 돌극(4)이 복수개 돌출 형성되어 코일(6)이 돌극(4)에 감기고, 상기 돌극(4)의 내둘레방향으로 마그네트(10)가 배치되고 회전축(미도시)이 연결된 회전자(12)가 돌극(4)과 소정의 간격을 갖고 회전 가능하게 배치된다.
상기한 내전형 전동기는 상기 코일(6)에 전류가 공급되면 상기 코일(6) 주변에 형성된 전자기력에 의해 상기 회전자(12)와 회전축이 회전된다.
도 2는 종래 기술에 따른 외전형 전동기 일예의 주요부 구성이 도시된 개략도로서, 고정자(22)의 외주면에 돌극(24)이 돌출 형성되어 코일(26)이 돌극(24)에 감기고, 돌극(24)의 외둘레방향으로 마그네트(30)가 배치되고 회전축(미도시)이 연결된 회전자(32)가 돌극(24)과 소정의 간격을 갖고 회전 가능하게 배치된다.
상기한 외전형 전동기는 상기 내전형 전동기와 마찬가지로 상기 코일(26)에 전원이 공급되면 상기 코일(26) 주변에 형성된 전자기력에 의해 상기 회전자(32) 및 회전축이 회전된다.
그러나, 종래의 내전형 또는 외전형 전동기는 상기 회전축을 통한 출력을 증가시키려면, 전동기의 외경을 증가시키거나 축방향 길이를 증가시켜야 하므로 전동기 전체의 크기와 중량이 증가하게 된다.
특히, 전기자동차용 전동기나 가전기기용 전동기와 같이 크기가 작고 경량이면서도 높은 출력을 필요로 하는 장치의 경우, 종래의 전동기는 적은 크기와 중량으로 고출력을 발생시킬 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 하나의 고정자에 복수개의 회전자가 설치되어 동일 크기와 중량에 비하여 고출력을 얻을 수 있는 두 개의 회전자를 갖는 전동기를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 내전형 전동기의 주요부 구성이 도시된 개략도,
도 2는 종래 기술에 따른 외전형 전동기의 주요부 구성이 도시된 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 두 개의 회전자를 갖는 전동기의 주요부 구성이 도시된 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
50: 고정자 52: 요크
53: 내측 돌극 54: 내측 코일
55: 외측 돌극 56: 외측 코일
60: 제 1 회전자 62: 제 1 프레임
64: 제 1 마그네트70: 제 2 회전자
72: 제 2 프레임 74: 제 2 마그네트
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 두 개의 회전자를 갖는 전동기는 중앙에 공간을 갖는 고정자와; 상기 고정자의 내측에 회전 가능하게 배치된 제 1 회전자와; 상기 고정자의 외측에 회전 가능하게 배치된 제 2 회전자를 포함하여구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 두 개의 회전자를 갖는 전동기의 주요부 구성이 도시된 개략도이다.
본 발명에 의한 전동기는 도 3에 도시된 바와 같이, 중앙에 공간을 갖는 고정자(50)와, 상기 고정자(50)의 내측에 회전 가능하게 배치된 제 1 회전자(60)와, 상기 고정자(50)의 외측에 회전 가능하게 배치된 제 2 회전자(70)를 포함하여 구성된다.
상기 고정자(50)는 다수개의 철심이 적층된 요크(52)와, 상기 요크(52) 내주면에 돌출된 내측 돌극(53)에 감긴 내측 코일(54)과, 상기 요크(52) 외주면에 돌출된 외측 돌극(55)에 감긴 외측 코일(56)으로 이루어져 전동기 케이스(미도시)에 고정 설치된다.
상기한 2개의 회전자(60,70)를 갖는 전동기는 유도 전동기나 SRM(Switched Reluctance Motor)이나 SynRM(Synchronous Reluctance Motor)이나 브러시리스 직류전동기 등 어느 종류의 경우에도 적용 가능하고 상기 제 1 회전자(60)와 제 2 회전자(70)가 서로 다른 종류의 것이라도 적용 가능하다.
본 실시예에서는 상기 제 1 회전자(60)가 상기 고정자(50)의 내측 돌극(53) 단부와 간격을 갖도록 고정자(50)의 내둘레방향으로 배치된 제 1 프레임(62)과, 상기 제 1 프레임(62)의 외주면에 원주방향으로 장착된 제 1 마그네트(64)로 구성되고, 상기 제 2 회전자(70)가 상기 고정자(50)의 외측 돌극(55) 단부와 간격을 갖도록 고정자(50)의 외둘레방향으로 배치된 제 2 프레임(72)과, 상기 제 2 프레임(72)의 내주면에 원주방향으로 장착된 제 2 마그네트(74)로 구성된다.
그리고, 상기한 2개의 회전자를 갖는 전동기는 상기 제 1 회전자(60)에 고정된 제 1 회전축(68)과, 상기 제 2 회전자(70)에 고정된 제 2 회전축(78)을 더 포함하여 구성되고, 상기 제 1 회전축(68)과 제 2 회전축(78)은 서로 반대방향으로 돌출되어 동일방향 또는 반대방향으로 회전된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 내측 코일(54)과 외측 코일(56)에 전류가 공급되면 상기 코일(54,56) 각각의 주변에는 전자기력이 작용하고, 상기 제 1 마그네트(64)가 설치된 제 1 프레임(62) 및 제 1 회전축(68)은 회전되며, 상기 제 2 마그네트(74)가 설치된 제 2 프레임(72) 및 제 2 회전축(74)은 회전되어, 제 1 회전축(68)과 제 2 회전축(74)에 연결된 장치(미도시)에 회전력을 제공한다.
여기서, 상기 내측 코일(54) 또는 외측 코일(56)로 공급되는 전류의 입력방향에 의해 상기 제 1 회전축(68)과 제 2 회전축(74)은 동일 방향으로 회전되거나 반대방향으로 회전된다.
한편, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 않고, 상기 제 1 프레임(62)과 제 2 프레임(72)의 중앙에 공용 회전축(미도시)이 고정되고, 공용회전축이 제 1 프레임(62)과 제 2 프레임(72)의 각각으로부터 회전력을 전달받아 전동기의 출력을증대시키는 것이 가능해진다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 두 개의 회전자를 갖는 전동기는 고정자의 내측에 제 1 회전자가 배치되고 고정자의 외측에 제 2 회전자가 배치되어 동일 크기와 중량의 전동기에 비하여 고출력을 얻을 수 있는 이점이 있다.

Claims (5)

  1. 중앙에 공간을 갖는 고정자와; 상기 고정자의 내측에 회전 가능하게 배치된 제 1 회전자와; 상기 고정자의 외측에 회전 가능하게 배치된 제 2 회전자를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 두 개의 회전자를 갖는 전동기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전동기는 상기 제 1 회전자에 고정된 제 1 회전축과, 상기 제 2 회전자에 고정된 제 2 회전축을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 두 개의 회전자를 갖는 전동기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 회전축과 제 2 회전축은 동일방향 또는 반대방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 두 개의 회전자를 갖는 전동기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전동기는 상기 제 1 회전자 및 제 2 회전자에 고정되어 회전되는 공용 회전축을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 두 개의 회전자를 갖는 전동기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 회전자와 제 2 회전자는 다른 종류의 타입인 것을 특징으로 하는 두 개의 회전자를 갖는 전동기.
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