KR20030076286A - Concentric winding DC motor and compressor having the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 로터 관성(Inertia)을 향상시켜 진동의 저감을 도모하면서, 비용의 상승을 억제하는 집중권식 DC모터를 제공한다.The present invention provides a concentrated winding DC motor that suppresses an increase in cost while improving rotor inertia and reducing vibration.
스테이터 코어(4)에 코일이 집중권방식으로 권장되는 스테이터(3)와, 이 스테이터 내에서 회전함과 동시에 로터코어(9)에 형성되는 슬롯(11)내에 영구자석(12)을 구비하는 로터(2)로 이루어지는 집중권식 DC모터(1)에 있어서, 로터코어의 적재두께를 스테이터 코어의 적재두께보다도 크게 하고, 영구자석의 길이를 스테이터 코어의 적재두께보다도 작게하며, 해당 스테이터 코어의 범위 내에 배치하였다.A rotor having a stator 3 whose coil is recommended in the stator core 4 in the stator core 4 and a permanent magnet 12 in the slot 11 formed in the rotor core 9 while rotating in the stator. In the concentrated winding DC motor (1) consisting of (2), the loading thickness of the rotor core is made larger than the loading thickness of the stator core, the length of the permanent magnet is smaller than the loading thickness of the stator core, and within the range of the stator core. Placed.
Description
본 발명은 집중권(集中卷) 방식으로 코일이 권장(卷裝)된 스테이터와 자석이 내장된 로터로 이루어지는 집중권식 DC모터, 이를 탑재한 컴프레서, 및 이를 탑재한 냉장고 또는 공기조화기에 관한 것이다．The present invention relates to a concentrated winding DC motor comprising a stator with a coil recommended in a concentrated winding method and a rotor with a magnet, a compressor equipped with the same, and a refrigerator or an air conditioner equipped with the same.
종래부터 냉장고나 공기조화기의 냉매회로를 구성하는 컴프레서에 있어서는 소형화와 에너지효율의 향상이 요구되고 있고，그 때문에 컴프레서에 사용하는 모터도 소형·고출력의 것이 개발되어 왔다．이 경우，종래 일반적인 컴프레서의 모터는 분포권(分布卷) 방식의 브러실리스 DC모터가 사용되고 있었으나，근래에는 제조공정의 간소화와 소형화 및 효율향상을 달성할 수 있는 집중권 방식의 브러실리스 DC모터가 제안되고 있다．Conventionally, in the compressor constituting the refrigerant circuit of a refrigerator or an air conditioner, miniaturization and energy efficiency are required, and therefore, the motor used for the compressor has also been developed to have a small and high output power. Although the distribution-type brushless DC motor is used for the motor of the motor, recently, the concentrated-type brushless DC motor that can achieve the simplification, miniaturization and efficiency of the manufacturing process has been proposed.
도 6은 종래의 집중권방식의 브러실리스 DC모터(101)의 단면도를 나타낸다．6 is a sectional view of a conventional brushless DC motor 101 of the concentrated winding method.
모터(101)는 스테이터(102)와 로터(103)로 구성되고，스테이터(102)는 전자강판(규소강판)을 적층한 스테이터 코어(104)와 스테이터 코일(도시하지 않음)로 구성된다．스테이터 코어(104)에는 기어부(106)가 마련되어 있고，기어부(l06)는 소정의 폭을 가지고 그 양 옆에는 로터의 면에 따라 기어부 선단부(107)가 마련되어 있다．이 기어부(l06)에 슬롯부(l08)의 공간을 이용하여 스테이터 코일을 직접 감고，집중 직권(直卷)방식에 의해 스테이터(102)의 자극(磁極)을 형성하고 있다．The motor 101 is composed of a stator 102 and a rotor 103, and the stator 102 is composed of a stator core 104 and a stator coil (not shown) in which electromagnetic steel sheets (silicon steel sheets) are laminated. The core 104 is provided with a gear portion 106, and the gear portion l06 has a predetermined width, and the gear portion front end portion 107 is provided on both sides thereof according to the surface of the rotor. The stator coils are wound directly by using the space of the slot portion 08 in order to form magnetic poles of the stator 102 by a concentrated series system.
한편，로터(103)도 전자강판(규소강판)을 적층하여 로터코어(111)가 형성되고 있다．이 로터코어(111)의 외주부에는 절결이 4개소 형성되고 있고，이들 절결간에 돌극(突極)형상의 자극(112)를 4개소 형성하고，각 자극(112)에는 슬롯(113)이 형성되어서 각 슬롯(113)안에 영구자석(114)이 매입되고 있다．또한，영구자석(114)은 통상의 페라이트계의 자석이라도 좋으나，모터의 소형화를 위해서는 BH곱이 큰 자석，즉，네오듐，철，보론등으로 이루어지는 네오디자석，또는，사마륨 코발트계 자석등의，이른바 희토류 자석등이 사용된다．또，도면 116은 오일분리판，117은 평형추，118，119는 비자성체로 이루어지는 단면부재이며，이들이 리벳(121)에서 일체화되고 있다.On the other hand, the rotor 103 is also laminated with electromagnetic steel sheets (silicon steel sheets) to form the rotor core 111. Four notches are formed on the outer circumferential portion of the rotor core 111, and the gaps are formed between these notches. ) Four magnetic poles 112 are formed, and a slot 113 is formed in each magnetic pole 112 so that a permanent magnet 114 is embedded in each slot 113. In addition, the permanent magnet 114 is A normal ferrite magnet may be used, but for the miniaturization of a motor, a magnet having a large BH product, that is, a neodyne magnet made of neodium, iron, or boron, or a so-called rare earth magnet such as a samarium cobalt-based magnet is used. In addition, 116 is an oil separation plate, 117 is a counterweight, 118, 119 is a cross-sectional member made of a nonmagnetic material, and these are integrated in the rivet 121.
여기서，단(單)실린더의 로터리 컴프레서나 리시프로 컴프레서등의 1회전중의 부하변동이 큰 컴프레서에서 집중권식 DC모터를 사용한 경우，토크변동의 크기에 의한 진동·소음의 증대가 문제로 된다．이러한 문제를 해결하기 위해서는 로터(103)의 관성을 크게 하는 것이 필요하나，그 때문에 로터코어(111)의 적재두께를 확대하여 도면 6과 같이 스테이터 코어(106)의 적재두께도 동일하게 확대하고，영구자석(114)의 길이를 로터코어(111)의 적재두께와 동등하게 하면，스테이터 코어(106) 및 영구자석(114)가 필요이상으로 확대됨에 따라 모터특성의 저하나 비용의 상승을 일으킨다．Here, when a concentrated winding DC motor is used in a compressor with a large load fluctuation during one rotation such as a rotary compressor of a single cylinder or a receiver compressor, an increase in vibration and noise due to the magnitude of the torque fluctuation becomes a problem. In order to solve this problem, it is necessary to increase the inertia of the rotor 103. Therefore, the loading thickness of the rotor core 111 is enlarged, so that the loading thickness of the stator core 106 is also enlarged as shown in FIG. If the length of the permanent magnet 114 is equal to the loading thickness of the rotor core 111, the stator core 106 and the permanent magnet 114 are expanded more than necessary, causing a decrease in motor characteristics and an increase in cost.
또，도 7과 같이 영구자석(114)의 길이를 그대로 한 경우，철손(鐵損)은 감소하나，마찬가지로 스테이터 코어(106)가 필요이상으로 확대되어 동손(銅損)이 증가하여 특성의 저하가 문제로 된다．특히，도 7과 같이 영구자석(114)을 들어올려서 로터(103)의 상부에 유지하면，스테이터(102)로부터의 자속(磁束)이 아래측에 빠지고 말아 감자(減磁)되기 쉽고，모터 전류가 커지는 결점이 있다．In addition, when the length of the permanent magnet 114 is left as shown in FIG. 7, iron loss is reduced, and likewise, the stator core 106 is enlarged more than necessary to increase the copper loss, thereby deteriorating characteristics. In particular, when the permanent magnet 114 is lifted and held at the upper portion of the rotor 103 as shown in Fig. 7, the magnetic flux from the stator 102 falls to the lower side and rolls up the potato. It is easy to be used and there is a drawback that the motor current becomes large.
또한，도 8과 같이 스테이터 코어(106)의 적재두께는 그대로 두고 로터코어(111)의 적재두께 및 영구자석(114)의 길이만 확대한 경우에도，역시 영구자석(114)이 필요이상으로 확대되어 비용이 상승함과 동시에，자속밀도가 집중하여 철손이 증가하는 문제가 있다．Also, as shown in FIG. 8, even when the loading thickness of the stator core 106 is left as it is, only the loading thickness of the rotor core 111 and the length of the permanent magnet 114 are enlarged, the permanent magnet 114 is enlarged more than necessary. As the cost increases, the magnetic flux density is concentrated, and the iron loss increases.
본 발명은，이러한 종래의 기술적과제를 해결하기 위해 이루어진 것이고, 로터 관성을 향상시켜 진동의 절감을 도모하면서 비용의 상승을 억제한 집중권식 DC모터 및 그것을 탑재한 컴프레서를 제공하는 것을 목적으로 한다．SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve these conventional technical problems, and an object thereof is to provide a concentrated winding DC motor and a compressor equipped with the same, which improves rotor inertia and reduces vibration while reducing costs.
도 1은 본 발명의 실시예의 집중권식 브러실리스 DC모터의 평면도.1 is a plan view of a concentrated winding brushless DC motor of an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 모터의 A-O-A선 단면도.2 is a cross-sectional view taken along line A-O-A of the motor of FIG.
도 3은 도2의 원부분의 확대도.3 is an enlarged view of the original portion of FIG. 2;
도 4는 모터의 다른 실시예의 단면도.4 is a sectional view of another embodiment of a motor.
도 5는 도 4의 원부분의 확대도.5 is an enlarged view of the original portion of FIG. 4;
도 6은 종래 모터의 단면도.6 is a cross-sectional view of a conventional motor.
도 7은 또 종래 모터의 단면도.7 is a cross-sectional view of a conventional motor.
도 8은 또 다른 종래 모터의 단면도.8 is a cross-sectional view of another conventional motor.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
1 : 모터2 : 로터1: motor 2: rotor
3 : 스테이터4 : 스테이터 코어3: stator 4: stator core
6 : 기어부(齒部)7 : 기어부 선단부6: gear part 7: gear end part
9 : 모터코어9A : 계지부(係止部)9: motor core 9A: locking portion
11 : 슬롯12 : 영구자석11: slot 12: permanent magnet
13, 14 : 단면부재13A, 14A : 돌기13, 14: end face member 13A, 14A: protrusion
본 발명은 스테이터 코어에 코일이 집중권 방식으로 권장되는 스테이터와，이 스테이터 안에서 회전함과 동시에，로터코어에 형성된 슬롯안에 자석을 구비하는 로터로 이루어지는 집중권식 DC모터에 있어서，로터코어의 적재두께를 스테이터 코어의 적재두께보다도 크게 하여 로터관성을 향상시켜서 진동의 절감을 도모하고，모터전류의 최대치를 절감시켜서 모터특성의 개선을 도모할 수 있게 된다. 또，자석의 길이를 스테이터 코어의 적재두께보다도 작게 하고，해당 스테이터 코어의 범위내에 배치하여 비용의 상승도 억제할 수 있게 된다．The present invention relates to a stator core, in which a coil is recommended in a concentrated winding method, and a rotor wound in a centrally wound DC motor comprising a rotor rotating in the stator and having a magnet in a slot formed in the rotor core. The rotor inertia is improved by making the stator core larger than the stacking thickness of the stator core to reduce vibrations, and the maximum motor current can be reduced to improve motor characteristics. In addition, the length of the magnet is made smaller than the stacking thickness of the stator core, and it can be placed within the range of the corresponding stator core to suppress the increase in cost.
청구항 2의 발명에서는，상기에 더하여 자석을 희토류 자석으로 하였으므로，비교적 소형의 자석으로 충분한 성능을 확보할 수 있게 된다．In the invention of claim 2, in addition to the above, since the magnet is a rare earth magnet, sufficient performance can be secured by a comparatively small magnet.
청구항 3의 발명에서는，상기 각 발명에 더하여 로터코어의 단면에 비자성체로 이루어지는 단면부재를 설치하고，이 단면부재에는 슬롯안에 진입하여 자석의 위치를 결정하는 돌기를 형성하였으므로，로터코어의 적재두께보다도 작은 자석의 편입위치를 단면부재의 돌기에 의해 규정할 수 있게 되고，자석의 편입위치 불량을 방지하여 모터특성을 확보할 수 있게 된다.In the invention of claim 3, in addition to the above inventions, a cross-section member made of a nonmagnetic material is provided on the cross section of the rotor core, and in this cross-section member, protrusions are formed in the slots to determine the position of the magnet. The incorporation position of the smaller magnet can be defined by the projection of the cross-section member, and the motor characteristics can be secured by preventing the incorporation position of the magnet from failing.
청구항 4의 발명에서는，청구항 1 또는 청구항 2에 더하여 로터코어의 양 단면에 비자성체로 이루어지는 단면부재를 설치하고，한쪽의 단면부재에는 슬롯 안에 진입하여 자석의 위치를 결정하기 위한 돌기를 형성함과 동시에，자석의 다른쪽의 단면부재측의 슬롯에는 해당 자석을 걸기 위한 계지부를 로터코어에 형성하였으므로，로터코어의 적재두께보다도 작은 자석의 편입위치를 단면부재의 돌기와 로터코어의 계지부에 의해 규정될 수 있다．이로 인해，자석의 편입위치 불량을 방지하여 모터특성을 확보할 수 있게 된다. 특히，로터 코어의 계지부의 나누어진 로터의 중량이 증가하므로，관성이 향상하는 효과도 있다．또，로터코아의 계지부에서 자석을 계지하므로다른쪽의 단면부재는 통상의 것으로도 충분하여 범용성이 증가하는 것이다．In the invention of claim 4, in addition to claim 1 or 2, a cross-section member made of nonmagnetic material is provided on both cross-sections of the rotor core, and one cross-section member forms a projection for entering the slot to determine the position of the magnet; At the same time, in the slot on the side of the other end face member of the magnet, a locking part is formed in the rotor core for engaging the magnet. Therefore, the insertion position of the magnet smaller than the loading thickness of the rotor core is determined by the protrusion of the end face member and the locking part of the rotor core. This makes it possible to prevent the magnet incorporation position defect and to secure the motor characteristics. In particular, since the weight of the divided rotor of the rotor core is increased, the inertia is also improved. In addition, since the magnet is held at the rotor core, the other end member is sufficient for general purpose. This is to increase.
청구항 5의 발명에서는，청구항1 또는 청구항 2에 더하여 로터코어의 양단면에 비자성체로 이루어지는 단면부재를 설치하고，양단면 부재에는 슬롯 안에 진입하여 자석의 위치를 결정하기 위한 돌기를 각각 형성하였으므로，로터코어의 적재두께보다도 작은 자석의 편입위치를 양단면부재의 돌기에 의해 규정할 수 있다．이로 인해，자석의 편입위치 불량을 방지하여 모터특성을 확보할 수 있게 된다. 특히，로터코어를 변경할 필요가 없어지므로，로터코어의 범용성이 증가하는 것이다．In the invention of claim 5, in addition to claim 1 or 2, cross-sectional members made of nonmagnetic materials are provided on both end surfaces of the rotor core, and both end members are formed in the slots to form projections for determining the position of the magnet, respectively. The magnet incorporation position smaller than the loading thickness of the rotor core can be defined by the projections of both end face members. This makes it possible to prevent the magnet incorporation position defect and to secure the motor characteristics. In particular, since there is no need to change the rotor core, the versatility of the rotor core is increased.
청구항 6의 발명에서는，상기 각 발명의 집중권식 DC모터를 인버터에 의해 토크 제어할 때에，상술한바와 같이 모터전류가 절감됨에 따라 운전범위가 확대되고，토크제어에 의한 효율저하도 억제할 수 있게 되는 것이다．In the invention of claim 6, when controlling the concentrated winding DC motor of the invention by the inverter, as described above, as the motor current is reduced, the operation range is expanded, and the efficiency reduction by the torque control can be suppressed. It becomes.
청구항 7의 발명에서는，상기 각 발명의 집중권식 DC모터를 냉장고나 공기 조화기용의 컴프레서에 탑재하였으므로，소음·진동이 적은 고품질·고효율의 냉장고 또는 공기 조화기를 제공할 수 있게 되는 것이다．In the invention of claim 7, since the concentrated winding DC motors of the inventions are mounted in a refrigerator or a compressor for an air conditioner, it is possible to provide a high quality and high efficiency refrigerator or air conditioner with low noise and vibration.
이하，본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다．EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to drawings.
도 1은 본 발명을 적용한 실시예에 의한 집중권식 브러실리스 DC모터1의 평면도(코일을 제외)이고，도 2는 도 1의 A-O-A 단면도이고，도 3은 도 2의 원 부분의 확대도이다．실시예의 모터(1)는，예를들면 냉장고나 공기조화기의 냉매회로를 구성하는 단 실린더의 로터리 컴프레서 또는 리시프로 컴프레서의 구동모터로서 탑재되는 집중권 방식의 브러실리스 DC모터이며，스테이터(3)와 이 스테이터(3)안에서 회전하는 로터(2)로 구성되고，인버터에 의해 토크제어가 행해진다．1 is a plan view of a concentrated winding brushless DC motor 1 according to an embodiment to which the present invention is applied (excluding the coil), FIG. 2 is an AOA cross-sectional view of FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of a circle portion of FIG. 2. The motor 1 of the embodiment is a concentrated winding type brushless DC motor mounted as a driving motor of a single cylinder rotary compressor or receiver compressor constituting a refrigerant circuit of a refrigerator or an air conditioner, for example. (3) and the rotor 2 rotating in this stator 3, and torque control is performed by the inverter.
스테이터(3)는，전자강판(규소강판)을 적층하여 구성된 스테이터코어(4)와 이 스테이터 코어(4)에 권장된 도시하지 않는 스테이터코일로 구성된다．스테이터코어(4)에는 소정의 폭을 가진 기어부6이 마련되어 있고，이 기어부(6)의 선단은 양 옆으로 연장되어서 로터(2)의 면에 따른 기어부 선단부(7)이 형성되어 있다．그리고，이 기어부(6)에 슬롯부8의 공간을 이용하여 스테이터 코일(도시하지 않음)을 직접 감고，집중 직권방식에 의해 스테이터(3)의 자극을 형성하고 있다．The stator 3 is composed of a stator core 4 formed by stacking electromagnetic steel sheets (silicon steel sheets) and a stator coil (not shown) recommended for the stator core 4. The stator core 4 has a predetermined width. Excited gear part 6 is provided, and the tip of this gear part 6 extends to both sides, and the gear part tip part 7 along the surface of the rotor 2 is formed. The space of the slot 8 is used to wind the stator coil (not shown) directly to form the magnetic pole of the stator 3 by the concentrated series method.
이 기어부 선단부(7)은，도 1에 도시된 바와같이，그 일부P1，P2가 절단되어서 제거되고 있다(도면에서 P1，P2를 일개소씩 나타내나 모든 기어부 선단부7이 동일하게 절단되고 있다)．절단 부분은 로터(2)의 회전방향의 기어부 선단부(7)，예를들면 P1의 한쪽으로 충분하나 모터의 조립시에 스테이터(3)의 어느 방향으로부터도 로터(2)를 삽입할 수 있도록，기어부 선단부 (7)의 다른쪽 P2도 절단한다．이와같이，양측의 기어부 선단부(7)을 절단해도 모터의 토크특성에 미치는 영향은 무시할 수 있는 정도이다．As shown in Fig. 1, part of the gears P1 and P2 is cut off and removed, as shown in Fig. 1 (in the drawing, P1 and P2 are shown one by one, but all gears 7 are cut equally. The cutting part is sufficient for the front end of the gear part 7 in the rotational direction of the rotor 2, for example, P1, but the rotor 2 is inserted from any direction of the stator 3 when the motor is assembled. The other side P2 of the gear end portion 7 is also cut so as to be possible. Thus, even if the gear end portions 7 on both sides are cut, the effect on the torque characteristics of the motor is negligible.
이러한 구성에 의해， 로터(2)의 외주면에 따라 로터(2)와의 거리가 한결같이 동일간격으로는 되지 않게 되므로，기어부 선단부(7)은로터(2)와의 거리가 절단한 만큼 커짐에 따라，절단한 부분에서의 자기저항이 커지고，로터(2)의 회전방향의 기어부 선단부(7)에 자속의 집중이 생김이 없이 평균화된다．With such a configuration, since the distance from the rotor 2 does not become equally spaced along the outer circumferential surface of the rotor 2, the gear part tip portion 7 becomes larger as the distance from the rotor 2 becomes larger. The magnetoresistance in the cut part becomes large, and it averages without concentration of magnetic flux in the front-end | tip part 7 of the gear part of the rotation direction of the rotor 2. As shown in FIG.
이 절단이 없는 경우에는，모터(1)의 로터(2)의 로터코어(9)(후술)의 중심측에 작용하는 힘의 피크값이 커지고，힘의 변화의 폭도 커져서 시간적인 변동율이 증가하여 모터 진동의 요인으로 된다．이에 대하여，절단이 있는 경우는，피크값이 커지지 않고 비교적 완만한 곡선으로 되므로，힘의 변화의 폭도 작아져 시간적인 변동율도 작아지기 때문에，모터(1)의 진동을 억제할 수 있다．In the absence of this cutting, the peak value of the force acting on the center side of the rotor core 9 (to be described later) of the rotor 2 of the motor 1 increases, and the width of the force change also increases, thereby increasing the temporal variation rate. On the other hand, if there is a cut, the peak value does not increase and the curve becomes a relatively gentle curve. Therefore, the amplitude of the change of the force decreases and the rate of change of the temporality also decreases. It can be suppressed.
그 결과，모터(1)의 로터 회전각과 토크의 관계는 고조파 성분이 적어져 매끈한 파형으로 되어 토크의 변동을 절감할 수 있고，모터1의 회전시의 진동을 줄일 수 있게 된다．As a result, the relationship between the rotor rotation angle and the torque of the motor 1 has a low harmonic component, resulting in a smooth waveform, which can reduce torque fluctuations and reduce vibration during rotation of the motor 1.
한편，로터(2)는 동일한 전자강판(규소강판)을 적층하여 구성된 로터코어(9)와, 이로터코어(9)에 형성된 슬롯(11 ···)내에 매입된 영구자석(12···)과,비자성체로 이루어지는 단면부재(13，14)，평형추(16) 및 오일분리판(17)으로 구성되고，이들이 리벳(18)에 일체화되어 구성된다(도 2)．On the other hand, the rotor 2 includes a rotor core 9 formed by stacking the same electromagnetic steel sheet (silicon steel sheet) and a permanent magnet 12 embedded in a slot 11 formed in the rotor core 9. ), Cross-sectional members 13 and 14, counterweights 16, and oil separation plates 17 made of a non-magnetic material, which are integrated with the rivets 18 (FIG. 2).
이 경우，로터(2)의 로터코어(9)의 적재두께는 스테이터(3)의 스테이터코어(4)의 적재두께보다도 크게 되어 있다(도3)．또한，영구자석(12)의 길이는 스테이터코어(4)의 적재두께보다 짧게 되어 있다．또，상하의 단면부재(13，14)에는 슬롯(11···) 안에 진입하는 돌기(13A，14A)가 각각 절기(切起)되어 있고，이들 돌기(13A，14A)는 도 3과 같이 각 영구자석(12)의 상 하면에 맞닿아서 각 영구자석(12)이 슬롯(11) 안에서 움직이지 않도록 지지한다．In this case, the loading thickness of the rotor core 9 of the rotor 2 is larger than the loading thickness of the stator core 4 of the stator 3 (Fig. 3). The length of the permanent magnet 12 is the stator It is shorter than the loading thickness of the core 4. Moreover, the projection 13A, 14A which enters into the slot 11 ... is provided in the upper and lower end surface members 13 and 14, respectively, The projections 13A and 14A abut against the upper and lower surfaces of each permanent magnet 12 as shown in FIG. 3 to support each permanent magnet 12 so as not to move in the slot 11.
이 경우，단면부재(13，14)의 돌기(13A，14A)의 길이는 동일하고, 그것에 의해 영구자석12는 스테이터 코어(4)의 범위내에 배치됨과 동시에，영구자석(12)의 중심은 로터코어(9) 및 스테이터 코어(4)의 축방향의 중심과 합치하도록 구성된다．이러한 구성에 의해 스테이터(3)으로부터의 자속이 영구자석(12)의 상하에 균등하게 빠지게 되기 때문에，감자하기 어렵게 된다．In this case, the lengths of the projections 13A and 14A of the end face members 13 and 14 are the same, whereby the permanent magnet 12 is disposed within the range of the stator core 4 and the center of the permanent magnet 12 is the rotor. It is configured to coincide with the axial centers of the core 9 and the stator core 4. The magnetic flux from the stator 3 falls out evenly above and below the permanent magnet 12 by this configuration, making it difficult to cut potatoes. do.
또한，영구자석(12)로서는 통상의 페라이트계의 자석이라도 좋으나，모터의 소형화를 위해서는 BH곱이 큰 자석，즉，네오듐，철，보론으로 되는 네오디자석，또는，사마륨 코발트계 자석등의，이른바 희토류 자석등이 사용된다．The permanent magnet 12 may be a normal ferrite magnet, but for the miniaturization of the motor, a magnet having a large BH product, i.e., a neodymite made of neodium, iron, boron, or a samarium cobalt magnet, So-called rare earth magnets are used.
이와 같이，로터코어(9)의 적재두께를 스테이터 코어(4)의 적재두께보다도 크게 하였으므로，로터(2)의 관성을 향상시켜서 진동의 경감을 도모하고，모터전류의 최대치를 절감시켜서 모터특성의 개선을 도모할 수 있게 된다. 또，영구자석(12)의 길이를 스테이터 코어(4)의 적재두께보다도 작게 하고，해당스테이터 코어(4)의 범위내에 배치하고 있으므로，비용의 상승도 억제할 수 있게 된다．Thus, since the loading thickness of the rotor core 9 is made larger than the loading thickness of the stator core 4, the inertia of the rotor 2 is improved to reduce vibration, and the maximum value of the motor current is reduced to reduce the motor characteristics. Improvements can be made. Moreover, since the length of the permanent magnet 12 is made smaller than the loading thickness of the stator core 4, and it is arrange | positioned in the range of the said stator core 4, the increase of cost can also be suppressed.
또，영구자석(12)을 상술한 희토류자석으로 하면，비교적 소형의 영구자석으로 충분한 성능을 확보할 수 있게 된다．In addition, if the permanent magnet 12 is the rare earth magnet described above, it is possible to secure sufficient performance with a comparatively small permanent magnet.
또한，로터(2)의 단면부재(13, 14)에 슬롯(11)안에 진입하여 영구자석(12)의 위치를 결정하기 위한 돌기(13A，14A)를 형성하고 있으므로，로터코어(9)의 적재두께보다도 작아지는 영구자석(12)의 편입위치를 단면부재(13，14)의 돌기(13A，14A)에 의해 규정할 수 있게 되며，영구자석 (12)의 편입위치 불량을 방지하여 모터 특성을 확보할 수 있게 된다．In addition, since the projections 13A and 14A for entering the slot 11 in the end faces 13 and 14 of the rotor 2 to determine the position of the permanent magnet 12 are formed, the rotor core 9 The incorporation position of the permanent magnet 12 which becomes smaller than the loading thickness can be defined by the projections 13A and 14A of the end face members 13 and 14, and the motor characteristics can be prevented by preventing the incorporation position of the permanent magnet 12 from being defective. Can be secured.
특히，단면부재(13，14)의 돌기(13A，14A)의 나누어진 로터의 중량이 증가하면，로터(2)의 관성이 향상된다．또，이 경우 로터코어(9) 자체에 영구자석(12)를 유지하는 구조를 마련할 필요가 없으므로，로터코어(9)의 범용성이 증가한다．In particular, when the weight of the divided rotor of the projections 13A and 14A of the end face members 13 and 14 increases, the inertia of the rotor 2 is improved. In this case, the rotor core 9 itself has a permanent magnet ( 12) Since there is no need to provide a structure for holding, the versatility of the rotor core 9 increases.
다음에，도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예를 나타내고 있다．각 도면에 있어서 도 1 내지 도 3과 동일부호는 동일 또는 동일한 기능을 나타내는 것으로 한다．이 경우，한쪽(상측)의 단면부재(13)에는 돌기(13A)가 형성되어 있으나，다른쪽(하측)의 단면부재(14)에는 돌기가 형성되지 않는다．그 대신에，영구자석(12)의 단면부재(14)측에 위치하는 슬롯(11)부분의 로터코어(9)에는 해당 슬롯(11)측에 돌출하는 계지부(9A)가 형성되어 있다．4 and 5 show another embodiment of the present invention. In each of the drawings, the same reference numerals as those in Figs. 1 to 3 denote the same or identical functions. In this case, one (upper) cross section is shown. The projection 13A is formed on the member 13, but the projection is not formed on the end face 14 of the other side (lower side). Instead, the projection 13 is located on the end face 14 side of the permanent magnet 12. In the rotor core 9 of the slot 11, the locking portion 9A projecting on the slot 11 side is formed.
이 계지부(9A)는 도 5와 같이 슬롯(11)에 면하는 로터코어(9)의 양면 또는 한쪽 면의 전부 또는 일부를 슬롯(11)측에 돌출시키는(예를들면 전자강판의 1장의슬롯내 치수를 축소하는 등)것으로 구성된다．This locking portion 9A projects all or part of both or one side of the rotor core 9 facing the slot 11 to the slot 11 side as shown in FIG. 5 (for example, one sheet of the electromagnetic steel sheet). To reduce the size of the slot.
이 경우，단면부재(13)의 돌기(13A)의 길이와 로터코어(9)의 단면부재(14) 측의 면으로부터 계지부(9A)까지의 치수는 동일하게 되고，그로 인해 영구자석(12)는 스테이터코어(4)의 범위내에 배치됨과 동시에，영구자석(12)의 중심은 로터코어(9) 및 스테이터코어(4)의 축방향의 중심과 합치하도록 구성된다．이러한 구성에 의해 마찬가지로 스테이터(3)으로부터의 자속이 영구자석(12)의 상하에 균등하게 빠지게 되기 때문에，감자하기 어렵게 된다．In this case, the length of the projection 13A of the end face member 13 and the dimension from the surface on the end face member 14 side of the rotor core 9 to the locking portion 9A are the same, and thus the permanent magnet 12 ) Is arranged within the range of the stator core 4, and the center of the permanent magnet 12 is configured to coincide with the center of the rotor core 9 and the stator core 4 in the axial direction. Since the magnetic flux from (3) falls evenly above and below the permanent magnet 12, it becomes difficult to potato.
이와같이，이 경우의 실시예에서는 한쪽의 단면부재(13)에 슬롯(11)안에 진입하여 영구자석(12)의 위치를 결정하기 위한 돌기(13A)를 형성함과 동시에，영구자석(12)의 다른쪽의 단면부재(14)측의 슬롯(11)에는 영구자석(12)의 계지하기 위한 계지부(9A)를 로터코어(9)에 형성하였으므로，로터코어(9)의 적재두께보다도 작아지는 영구자석12가 편입위치를 단면부재(13)의 돌기(13A)와 로터코어(9)의 계지부(9A)에 의해 규정할 수 있다．As described above, in the embodiment in this case, the projection 13A for entering the slot 11 in one end member 13 to determine the position of the permanent magnet 12 is formed, and the permanent magnet 12 In the slot 11 on the side of the other end face member 14, a locking portion 9A for locking the permanent magnet 12 is formed in the rotor core 9, so that it becomes smaller than the loading thickness of the rotor core 9. The incorporation position of the permanent magnet 12 can be defined by the projection 13A of the end face member 13 and the locking portion 9A of the rotor core 9.
이로 인해，영구자석(12)의 편입위치 불량을 방지하여 모터특성을 확보할 수 있게 된다．특히，로터코어(9)의 계지부(9A)의 나누어진 로터(2)의 중량이 증가하므로，관성이 향상하는 효과도 있다．또，로터코어(9)의 계지부(9A)에서 영구자석(12)를 계지하므로，다른쪽의 단면부재(14)는 통상의 것으로 충분하여 범용성이 증가한다.This makes it possible to prevent the improper insertion position of the permanent magnet 12 and to secure the motor characteristics. In particular, since the weight of the divided rotor 2 of the locking portion 9A of the rotor core 9 increases, In addition, there is an effect of improving inertia. In addition, since the permanent magnet 12 is latched by the locking portion 9A of the rotor core 9, the other end face member 14 is sufficient as usual and its versatility increases.
그리고 어떤 경우에도，집중권식 DC모터(1)을 인버터에 의해 토크제어함에 있어서，상술한 바와 같이 모터전류가 경감되기 때문에 운전범위가 확대되고, 토크제어에 의한 효율저하도 억제할 수 있게 된다．In any case, in the torque control of the central winding type DC motor 1 by the inverter, the motor current is reduced as described above, so that the operation range is extended, and the decrease in efficiency due to the torque control can be suppressed.
또，이러한 집중권식 DC모터(1)을 냉장고나 공기조화기용의 컴프레서에 탑재하는 것으로，소음·진동이 적은 고품질·고효율의 냉장고 또는 공기조화기를 제공할 수 있게 된다．In addition, by mounting such a concentrated winding DC motor (1) in a compressor for a refrigerator or an air conditioner, it is possible to provide a high quality and high efficiency refrigerator or an air conditioner with low noise and vibration.
이상 상술한 것처럼 본 발명에 의하면，스테이터코어에 코일이 집중권 방식으로 권장되는 스테이터와，이 스테이터안에서 회전함과 동시에，로터코어에 형성된 슬롯안에 자석을 구비하는 로터로 이루어지는 집중권식 DC모터에 있어서，로터코어의 적재두께를 스테이터코어의 적재두께보다도 크게 하였으므로，로터관성을 향상시켜서 진동의 경감을 도모하고，모터전류의 최대치를 절감시켜서 모터특성의 개선을 도모할 수 있게 된다. 또，자석의 길이를 스테이터코어의 적재두께보다도 작게 하고，해당 스테이터코어의 범위내에 배치하였으므로，비용의 상승도 억제할 수 있게 되는 것이다．As described above, according to the present invention, in a concentrated winding DC motor comprising a stator in which a coil is recommended in a concentrated winding method in a stator core, and a rotor rotating in the stator and having a magnet in a slot formed in the rotor core. Since the loading thickness of the rotor core is made larger than the loading thickness of the stator core, the rotor inertia can be improved to reduce vibration, and the maximum motor current can be reduced to improve the motor characteristics. In addition, since the length of the magnet is made smaller than the stator core loading thickness, and the magnet length is disposed within the range of the corresponding stator core, the increase in cost can be suppressed.
청구항 2의 발명에 의하면，상기에 더하여 자석을 희토류 자석으로 하였으므로，비교적 소형의 자석으로 충분한 성능을 확보할 수 있게 되는 것이다．According to the invention of claim 2, in addition to the above, since the magnet is a rare earth magnet, sufficient performance can be secured by a comparatively small magnet.
청구항 3의 발명에 의하면，상기 각 발명에 더하여 로터코어의 단면에 비자성체로 이루어지는 단면부재를 설치하고，이 단면부재에는 슬롯안에 진입하여 자석을 위치결정하기 위한 돌기를 형성하였으므로，로터코어의 적재두께보다도 작아지는 자석의 편입위치를 단면부재의 돌기에 의해 규정할 수 있게 되고，자석의 편입위치 불량을 방지하여 모터특성을 확보할 수 있게 된다.According to the invention of claim 3, in addition to the above-described inventions, a cross-section member made of a nonmagnetic material is provided on the cross section of the rotor core, and in this cross-section member, protrusions for entering magnets and positioning magnets are formed. The incorporation position of the magnet smaller than the thickness can be defined by the projection of the cross section member, and the motor characteristics can be secured by preventing the incorporation position of the magnet from being defective.
청구항 4의 발명에 의하면，청구항1 또는 청구항2에 더하여 로터코어의 양단면에 비자성체로 이루어지는 단면부재를 설치하고，한쪽의 단면부재에는 슬롯 안에 진입하여 자석을 위치결정하기 위한 돌기를 형성함과 동시에，자석의 다른쪽의 단면부재측의 슬롯에는 해당 자석을 계지하기 위한 계지부를 로터코어에 형성하였으므로，로터코어의 적재두께보다도 작아지는 자석의 편입 위치를 단면부재의 돌기와 로터코어의 계지부에 의해 규정할 수 있다．이로 인해，자석의 편입위치 불량을 방지하여 모터특성을 확보할 수 있게 된다．특히，로터코어의 계지부의 나누어진 로터의 중량이 증가하므로，관성이 향상한 효과도 있다．또，로터코어의 계지부에서 자석을 계지하므로，다른쪽의 단면부재는 통상의 것으로 충분하고 범용성이 증가하는 것이다.According to the invention of claim 4, in addition to claim 1 or 2, non-magnetic cross-sectional members are provided on both end surfaces of the rotor core, and one cross-sectional member forms a projection for positioning the magnet by entering a slot. At the same time, in the slot on the side of the other end face member of the magnet, a locking portion for locking the magnet is formed in the rotor core, so that the magnet incorporation position smaller than the loading thickness of the rotor core is the protrusion of the cross section member and the locking portion of the rotor core. This makes it possible to prevent the magnet incorporation position defect and to secure the motor characteristics. In particular, since the weight of the divided rotor of the rotor core is increased, the inertia is also improved. In addition, since the magnet is held at the locking portion of the rotor core, the other end face member is normal and increases in versatility. The.
청구항 5의 발명에 의하면，청구항1 또는 청구항2에 더하여 로터코어의 양단면에 비자성체로 이루어지는 단면부재를 설치하고，양단면 부재에는 슬롯 안에 진입하여 자석을 위치결정하기 위한 돌기를 각각 형성하였으므로，로터코어의 적재두께보다도 작아지는 자석의 편입위치를 양단면 부재의 돌기에 의해 규정할 수 있다.According to the invention of claim 5, in addition to claim 1 or 2, cross-sectional members made of nonmagnetic materials are provided on both end faces of the rotor core, and both end members are formed in the slots to form projections for positioning the magnets, respectively. The incorporation position of the magnet smaller than the loading thickness of the rotor core can be defined by the projections of both end face members.
이로 인해，자석의 편입위치 불량을 방지하여 모터특성을 확보할 수 있게 된다. 특히，로터코어를 변경할 필요가 없어지므로 로터코어의 범용성이 증가하는 것이다．As a result, it is possible to prevent the magnet incorporation position defects to ensure the motor characteristics. In particular, since the rotor core does not need to be changed, the versatility of the rotor core is increased.
청구항 6의 발명에 의하면，상기 각 발명의 집중권식 DC모터를 인버터에 의해 토크제어함에 있어서，상술과 같이 모터전류가 경감되기 때문에 운전범위가 확대되고，토크제어에 의한 효율저하도 억제할 수 있게 되는 것이다．According to the invention of claim 6, in the torque control of the concentrated winding DC motors of the above inventions by the inverter, the motor current is reduced as described above, so that the operating range can be expanded, and the efficiency reduction by the torque control can be suppressed. It becomes.
청구항 7의 발명에 의하면，상기 각 발명의 집중권식 DC모터를 냉장고나 공기조화기용의 컴프레서에 탑재하였으므로，소음·진동이 적은 고품질·고효율의 냉장고 또는 공기조화기를 제공할 수 있게 되는 것이다．According to the invention of claim 7, since the concentrated winding DC motors of the above inventions are mounted in a compressor for a refrigerator or an air conditioner, it is possible to provide a high quality and high efficiency refrigerator or an air conditioner with low noise and vibration.
Claims (7)
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