KR200462693Y1 - Spoke type motor - Google Patents

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KR200462693Y1 KR2020080001489U KR20080001489U KR200462693Y1 KR 200462693 Y1 KR200462693 Y1 KR 200462693Y1 KR 2020080001489 U KR2020080001489 U KR 2020080001489U KR 20080001489 U KR20080001489 U KR 20080001489U KR 200462693 Y1 KR200462693 Y1 KR 200462693Y1
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Abstract

본 고안은 자속 집중형 전동기에 관한 것으로, 본 고안의 목적은 영구자석 감자 발생이 저감되도록 하는 자속 집중형 전동기를 제공함에 있다.The present invention relates to a flux concentrating motor, and an object of the present invention is to provide a flux concentrating motor for reducing the occurrence of permanent magnet potatoes.

이를 위해 본 고안에 따른 자속 집중형 전동기는 코일이 적재되는 슬롯이 형성되는 고정자;기 고정자의 내측에서 방사형으로 배치되어 영구자석이 수용되는 영구자석안착부가 형성되도록 하는 복수의 분할코어를 구비한 회전자;상기 영구자석안착부의 외측에 형성되는 감자방지부를 포함한다.To this end, the flux concentrating motor according to the present invention includes a stator having a slot into which a coil is mounted; a rotor having a plurality of split cores disposed radially from the inside of the stator to form a permanent magnet seating portion for accommodating permanent magnets. Electron; includes a potato prevention portion formed on the outside of the permanent magnet seating portion.

자속 집중형 전동기, 영구자석, 감자 Flux-intensive motor, permanent magnet, potato

Description

자속 집중형 전동기{Spoke type motor}Magnetic flux concentration motor {Spoke type motor}

본 고안은 자속 집중형 전동기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 영구자석 감자 발생이 저감되도록 하는 자속 집중형 전동기에 관한 것이다.The present invention relates to a flux concentrating motor, and more particularly, to a flux concentrating motor for reducing the occurrence of permanent magnet potatoes.

일반적으로 자속 집중형 전동기는 중심에 회전축이 결합되는 회전자와 회전자를 외부에서 둘러싸며 내부에 형성된 슬롯에 코일이 권선되는 고정자를 포함한다. 회전자 내부에는 회전축을 중심으로 고정자 방향으로 방사형태로 뻗으며 일정 간격을 갖고 배치되는 다수의 영구자석이 설치된다. 이러한 자속 집중형 전동기는 회전자의 자속 집중도가 높아 고 토크 및 고 출력의 특성을 갖어 큰 토크를 필요로 하는 세탁기의 구동용 등으로 이용되고 있다.In general, the flux concentrating type electric motor includes a stator in which a coil is wound in a slot formed therein and surrounding the rotor and the rotor which are coupled to the rotation shaft at the center thereof. Inside the rotor, a plurality of permanent magnets are disposed at regular intervals extending radially in the direction of the stator about the axis of rotation. The flux concentration type motor has a high flux concentration of the rotor and has high torque and high output characteristics, and is used for driving a washing machine requiring a large torque.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 자속 집중형 전동기(1)는 회전축(21)을 중심으로 방사형으로 배치되어 그들 사이에 영구자석안착부(25)가 형성되는 복수의 분할코어(23)와 영구자석안착부(25)에 자계의 방향이 원주방향을 향하여 안착되는 복수의 영구자석(24) 및 회전축(21)과 복수의 분할코어(23) 및 복수의 영구자석(23)을 결합하는 몰딩 부재(22)를 구비한 회전자(20)와, 원통형의 코어본체(12)와 코어본체(12)의 내주 면에서 일정한 간격으로 회전축(21)방향으로 연장되어 형 성되는 복수의 티스부(13) 및 복수의 티스부(13)들 사이에 제공되는 코일(11)이 적재되며 회전자(20)를 향하여 개구되는 슬롯(14)을 구비한 고정자(10)을 포함한다.1 and 2, a conventional flux concentrating electric motor 1 has a plurality of split cores 23 radially disposed about a rotation shaft 21 such that a permanent magnet seating portion 25 is formed therebetween. And a plurality of permanent magnets 24 and a rotating shaft 21, a plurality of split cores 23 and a plurality of permanent magnets 23, in which the direction of the magnetic field is seated in the circumferential direction. Rotor 20 having molding member 22 and a plurality of teeth portions formed extending from the inner circumferential surface of cylindrical core body 12 and core body 12 in a direction of rotation axis 21 at regular intervals. And a stator 10 provided with a slot 14 which is loaded between the 13 and the plurality of teeth 13 and is opened toward the rotor 20.

한편, 종래의 자속 집중형 전동기(1)의 영구자석안차부(25)의 개구부(25a) 의 길이(D)가 작아 개구부(25a)의 일단에서 타단으로 연결하는 자로가 형성된다. 이에 따라, 회전자(20)의 자석안착부(25)에 안착되는 영구자석(24)의 자속들 중 일부가 개구부(25a)의 일단에서 타단으로 흐르는 누설자속이 발생하는 문제점이 있다. 이러한 누설자속은 자속 집중형 전동기(1)의 성능을 저하시킨다.On the other hand, the length D of the opening 25a of the permanent magnet stabilizer portion 25 of the conventional flux concentrating motor 1 is small, and a magnetic path connecting from one end of the opening 25a to the other end is formed. Accordingly, some of the magnetic fluxes of the permanent magnets 24 seated on the magnet seating portion 25 of the rotor 20 may cause leakage magnetic flux flowing from one end of the opening 25a to the other end. Such leakage magnetic flux degrades the performance of the flux concentration motor 1.

이러한 문제를 해결하기 위해, 개구부(25a)의 길이(D)를 길게 하여 개구부(25a)의 자기저항을 증가시켜 누설자속의 발생을 저감시키는 방법이 제안될 수 있을 것이다.In order to solve this problem, a method of increasing the magnetic resistance of the opening 25a by increasing the length D of the opening 25a may reduce the leakage magnetic flux.

그러나, 자기저항을 증가시켜 누설자속의 발생을 저감시키 위해 개구부(25a)의 길이(D)를 길게 하는 경우, 코일(11)에 영구자석(14)과 자기방향이 다르도록 하는 전류가 흐르는 경우 티스부(13)에서 형성되는 영구자석(14)에 대한 역 방향을 가지는 자계가 영구자석(14)의 고정자(10)와 인접한 부분으로 집중된다. 이에 따라, 영구자석(14)이 감자되는 문제점이 있다.However, in the case where the length D of the opening 25a is increased to increase the magnetoresistance to reduce the occurrence of leakage magnetic flux, a current flows in the coil 11 so that the permanent magnet 14 is different from the magnetic direction. A magnetic field having a reverse direction with respect to the permanent magnet 14 formed in the tooth portion 13 is concentrated to a portion adjacent to the stator 10 of the permanent magnet 14. Accordingly, there is a problem that the permanent magnet 14 is demagnetized.

따라서, 본 고안의 목적은 회전자의 영구자석이 감자되는 것이 저감되도록 하는 자속 집중형 전동기를 제공하는 데에 목적이 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a flux concentration type electric motor that reduces the demagnetization of the permanent magnet of the rotor.

상기와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 자속 집중형 전동기는 코일이 적재되는 슬롯이 형성되는 고정자;기 고정자의 내측에서 방사형으로 배치되어 영구자석이 수용되는 영구자석안착부가 형성되도록 하는 복수의 분할코어를 구비한 회전자;상기 영구자석안착부의 외측에 형성되는 감자방지부를 포함한다.The magnetic flux concentrating type motor according to the present invention for achieving the object of the present invention as described above is a stator in which a slot in which coils are formed; Rotor having a plurality of split core to comprise; Potato protection portion formed on the outer side of the permanent magnet seating portion.

여기서, 상기 감자방지부는 공기가 채워지는 공간을 제공한다.Here, the potato prevention portion provides a space filled with air.

그리고 상기 감자방지부는 공기와 유사한 투자율을 가지는 재질이다.And the potato prevention part is a material having a permeability similar to air.

그리고 상기 영구자석안착부와 상기 감자방지부재수용부의 사이에 형성되는 자석이탈방지부를 포함한다.And a magnet detachment prevention part formed between the permanent magnet seating part and the potato preventing member accommodating part.

상기와 같은 본 고안에 따른 자속 집중형 전동기에 의하여, 회전자의 영구자석이 감자되는 것이 저감되는 효과가 있다.By the flux-intensive motor according to the present invention as described above, the demagnetization of the permanent magnet of the rotor is reduced.

이하에서는 본 고안의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 고안의 일 실시 예에 따른 자속 집중형 전동기(1)는 내측에 회전자(200)가 설치되며 회전자(200)에 회전 자계를 제공하기 위한 코일(140)이 설치되는 고정자(100)를 포함한다.3 and 4, the magnetic flux concentrating motor 1 according to an embodiment of the present invention has a rotor 200 installed therein and a coil 140 for providing a rotating magnetic field to the rotor 200. It includes a stator 100 is installed.

고정자(100)는 규소강판이 복수 매로 적층되어 중앙에 회전자(200)가 회전 가능하게 배치되는 중공부(130)가 형성된 원통형의 고정자 코어(110) 및 고정자 코어(110)에 설치되며 외부에서 교류전원을 인가받는 경우 회전자(100)에 회전 자계를 제공하는 코일(140)을 포함한다.The stator 100 is installed in a cylindrical stator core 110 and a stator core 110 formed of a hollow part 130 in which a plurality of silicon steel sheets are stacked and the rotor 200 is rotatably disposed at the center thereof. When the AC power is applied to the rotor 100 includes a coil 140 for providing a rotating magnetic field.

고정자 코어(110)는 원통형의 코어본체(111)와 코어본체(111)의 내주 면에서 일정한 간격으로 코어본체(111)의 축 중심방향으로 연장되어 형성되는 복수의 티스부(112) 및 복수의 티스부(112)들 사이에 제공되는 코일(140)이 적재되며 회전자(200)를 향하여 소정의 개구 길이(Ls)로 개구되는 슬롯(120)을 포함한다.The stator core 110 includes a plurality of teeth 112 and a plurality of teeth 112 extending in an axial center direction of the core body 111 at regular intervals from a cylindrical core body 111 and an inner circumferential surface of the core body 111. A coil 140 provided between the teeth portions 112 is loaded and includes a slot 120 that opens at a predetermined opening length Ls toward the rotor 200.

코일(140)은 3 상 결선(예컨데, Y결선 또는 Δ결선)되어 티스부(112)에 권선되면서 슬롯(120)에 적재된다. 이러한 코일(140)에 3상의 교류전원이 인가되면 3상 회전 자계를 회전자(200)에 제공한다. 이에 따라, 3상의 회전 자계와 회전자(200)에 설치되는 영구자석(230)의 자계가 상호 작용하여 회전자(200)는 회전하게 되어 회전축(210)이 회전된다.Coil 140 is a three-phase connection (for example, Y connection or Δ connection) is wound on the tooth portion 112 is loaded in the slot 120. When three-phase AC power is applied to the coil 140, the three-phase rotating magnetic field is provided to the rotor 200. Accordingly, the three-phase rotating magnetic field and the magnetic field of the permanent magnet 230 installed in the rotor 200 interact with each other to rotate the rotor 200, thereby rotating the rotating shaft 210.

회전자(200)는 회전축(210)을 중심으로 방사형으로 배치되어 그들 사이에 영구자석안착부(240)와 감자방지부(250)가 형성되는 복수의 분할코어(220)와, 영구자석안착부(240)에 자계의 방향이 회전축(210)을 중심으로 원주방향을 향하여 안착되는 복수의 영구자석(230), 및 회전축(210)과 복수의 분할코어(220) 및 복수의 영구자석(230)을 몰딩 처리 되어 결합하는 몰딩부재(270)를 포함한다.The rotor 200 is disposed radially about the rotating shaft 210 and has a plurality of split cores 220 having a permanent magnet seating portion 240 and a potato prevention portion 250 therebetween, and a permanent magnet seating portion. The plurality of permanent magnets 230, and the rotation shaft 210, the plurality of split cores 220, and the plurality of permanent magnets 230, are disposed in the circumferential direction about the rotation axis 210 in the direction of the magnetic field. It includes a molding member 270 that is molded by the molding process.

그리고 회전자(200)는 고정자(100)와 공극(g1)을 가지며 고정자(100)의 중공부(130)에 회전 가능하게 설치된다.The rotor 200 has a stator 100 and a space g1 and is rotatably installed in the hollow part 130 of the stator 100.

감자방지부(250)는 고정자(100)에 인접하는 영구자석안착부(240)의 외측에서 소정의 개구길이(Lr)와 소정의 깊이(g2)를 가지며 공기가 채워지는 공간을 제공한다. Potato protection unit 250 has a predetermined opening length (Lr) and a predetermined depth (g2) on the outside of the permanent magnet seating portion 240 adjacent to the stator 100 provides a space filled with air.

한편, 감자방지부(250)는 투자율이 공기와 유사하거나 작은 재질일 수 있으며 분할코어(220)와 영구자석(230)을 결합하는 몰딩부재(270)가 이용될 수 있다. 이때, 소정의 개구길이(Lr)는 투자율이 공기와 유사하거나 작은 재질의 고정자(100)을 향하여 노출되는 길이이고, 소정의 깊이(g2)는 투자율이 공기와 유사하거나 작은 재질의 두께이다.Meanwhile, the potato prevention part 250 may be made of a material having a permeability similar to or smaller than that of air, and a molding member 270 that couples the split core 220 and the permanent magnet 230 may be used. In this case, the predetermined opening length Lr is a length exposed toward the stator 100 of a material having a permeability similar to or smaller than air, and the predetermined depth g2 is a thickness of a material having a permeability similar to or smaller than air.

이러한 감자방지부(250)는 고정자(100)의 티스부(111)에서 생성되는 감자발생 역자계의 방향을 변경함으로써 영구자석(230)의 고정자(100)와 인접한 부분에 집중되는 것을 방지하여 영구자석(230)의 감자발생을 감소시킨다.The potato prevention part 250 prevents concentration on the adjacent part of the stator 100 of the permanent magnet 230 by changing the direction of the potato generating magnetic field generated by the teeth 111 of the stator 100 and thus permanently. Demagnetization of the magnet 230 is reduced.

그리고 감자방지부(250)의 바닥에는 회전자(200)가 회전하는 경우 영구자석안착부(240)에 안착되는 영구자석(230)이 원심력방향으로 이탈되는 것을 방지하는 영구자석이탈방지부(251)가 형성된다. 본 고안의 실시 예에서는 감자방지부(250)의 일측면에서 감자방지부(250)의 내측으로 돌출되는 돌기로서 구현되었다. 이러한 영구자석이탈방지부(251)의 작용은 감자방지부(250)가 공기를 채우는 공간을 제공할 때 극명해진다.And when the rotor 200 is rotated on the bottom of the potato prevention portion 250, permanent magnet departure prevention portion 251 to prevent the permanent magnet 230 which is seated on the permanent magnet seating portion 240 is separated in the centrifugal force direction ) Is formed. In the embodiment of the present invention was implemented as a protrusion protruding inward of the potato prevention portion 250 on one side of the potato prevention portion 250. The action of the permanent magnet separation prevention portion 251 becomes apparent when the potato prevention portion 250 provides a space to fill the air.

이하에서는 도면과 함께 감자방지부(250)의 깊이(g2)와 회전자(200)와 고정자(100)의 공극(g1)의 비율(g2/g1)을 결정하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of determining the depth g2 of the potato prevention part 250 and the ratio g2 / g1 of the gap g1 of the rotor 200 and the stator 100 together with the drawings will be described.

도 5는 감자방지부(250)의 깊이(g2)와 회전자(200)와 고정자(100)의 공극(g1)의 비율(g2/g1)에 따른 영구자석(230)의 3% 감자발생전류의 크기를 나타낸 그래프이다. 여기서, 영구자석(230)의 3% 감자발생전류의 크기는 영구자석(230)을 3% 감자시키는 코일(140)에 인가되는 전류의 크기이다.FIG. 5 illustrates a 3% potato generation current of the permanent magnet 230 according to the depth g2 of the potato prevention part 250 and the ratio g2 / g1 of the gap g1 of the rotor 200 and the stator 100. A graph showing the size of. Here, the magnitude of the 3% potato generation current of the permanent magnet 230 is the magnitude of the current applied to the coil 140 for demagnetizing the permanent magnet 230 3%.

도 5에서 도시되는 바와 같이, 회전자(200)와 고정자(100)의 공극(g1)과 감자방지부(250)의 깊이(g2)의 비율(g2/g1)은 제1 기준값(R1) 이상 자속 집중형 전동기(90)의 토크특성이 저감하기 시작하는 제2 기준 값(R2) 이하에서 결정된다. 여기서, 제1 기준 값은 자속 집중형 전동기(1)의 운전 시에 코일(140)에 인가될 수 있는 최대 전류 크기가 영구자석(230)을 3% 감자하는 코일(140)에 인가되는 전류의 크기와 같을 때의 회전자(200)와 고정자(100)의 공극(g1)과 감자방지부재수용부(250)의 깊이(g2)의 비율(g2/g1)이다. As shown in FIG. 5, the ratio g2 / g1 of the gap g1 of the rotor 200 and the stator 100 and the depth g2 of the potato prevention part 250 is equal to or greater than the first reference value R1. The torque characteristic of the flux-intensive electric motor 90 is determined below the second reference value R2 which starts to decrease. Here, the first reference value is the maximum current that can be applied to the coil 140 at the time of the operation of the flux-intensive motor 1, which is the current of the current applied to the coil 140 which demagnetizes the permanent magnet 230 by 3%. It is the ratio (g2 / g1) of the gap g1 of the rotor 200 and the stator 100 and the depth g2 of the potato prevention member accommodating part 250 when it is the same size.

이하에서는 도면과 함께 감자방지부(250)의 개구길이(Lr)와 슬롯(120)의 개구길이(Ls)의 비율(Lr/Ls)을 결정하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of determining the ratio Lr / Ls of the opening length Lr of the potato prevention part 250 and the opening length Ls of the slot 120 together with the drawings will be described.

도 6은 감자방지부(250)의 개구길이(Lr)와 슬롯(120)의 개구길이(Ls) 의 비율(Lr/Ls)에 따른 누설자속율과 자속 집중형 전동기(1)가 정격속도로 회전할 때에 코일에 유기되는 유기전압증가율을 나타낸 그래프이다.      6 shows the leakage flux rate and the flux concentration type motor 1 according to the ratio Lr / Ls of the opening length Lr of the potato prevention part 250 and the opening length Ls of the slot 120 at the rated speed. It is a graph showing the induced voltage increase rate induced in the coil when rotating.

도 6에서 도시되는 바와 같이, 감자방지부(250)의 개구길이(Lr)와 슬롯(120)의 개구길이(Ls)의 비율(Lr/Ls)은 누설자속비율의 변화율과 유기전압 증가율의 변화율이 급격히 변하지 않는 제3 기준 값(R3) 이상 자속 집중형 전동기(90)의 토크특성을 저감하기 시작하는 제4 기준 값(R4) 이하에서 결정된다.As shown in FIG. 6, the ratio Lr / Ls of the opening length Lr of the potato prevention part 250 and the opening length Ls of the slot 120 is a change rate of the leakage magnetic flux rate and a change rate of the induced voltage increase rate. The third reference value R3 which does not change rapidly is determined to be equal to or less than the fourth reference value R4 which starts to reduce the torque characteristic of the magnetic flux-intensive motor 90.

도 1은 종래의 자속 집중형 전동기를 개략적으로 나타낸 부분 횡단면도이다.1 is a partial cross-sectional view schematically showing a conventional flux-intensive motor.

도 2는 도 1의 B를 나타낸 확대도이다.FIG. 2 is an enlarged view of B of FIG. 1.

도 3은 본 고안에 따른 자속 집중형 전동기를 개략적으로 나타낸 부분 횡단면도이다.Figure 3 is a partial cross-sectional view schematically showing a flux concentration electric motor according to the present invention.

도 4은 도 3의 A를 나타낸 확대도이다.4 is an enlarged view illustrating A of FIG. 3.

도 5는 본 고안에 따른 감자방지부재수용부의 깊이와, 회전자와 고정자의 공극의 비율에 따른 영구자석의 3% 감자발생 전류의 크기를 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the size of the 3% potato generation current of the permanent magnet according to the depth of the potato prevention member accommodating part and the ratio of the pores of the rotor and the stator according to the present invention.

도 6은 본 고안에 따른 감자방지부재수용부의 개구길이와 슬롯의 개구길이의 비율에 따른 누설자속비율과 자속 집중형 전동기의 유기전압증가율을 나타낸 그래프이다. Figure 6 is a graph showing the leakage magnetic flux ratio and the induced voltage increase rate of the magnetic flux-intensive motor according to the ratio of the opening length and the opening length of the slot of the potato prevention member accommodating portion according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100: 고정자 200: 회전자100: stator 200: rotor

250: 감자방지부 251: 영구자석이탈방지부250: potato protection unit 251: permanent magnet departure prevention unit

Claims (4)

코일이 적재되는 슬롯이 형성되는 고정자;A stator in which a slot into which a coil is loaded is formed; 상기 고정자의 내측에서 방사형으로 배치되어 영구자석이 수용되는 영구자석안착부가 형성되도록 하는 복수의 분할코어를 구비한 회전자;A rotor having a plurality of split cores disposed radially inside the stator to form a permanent magnet seating portion for accommodating permanent magnets; 상기 복수의 분할코어 사이에 형성되되 상기 영구자석안착부의 외측에 형성되는 감자방지부를 포함하고,It is formed between the plurality of split cores and includes a potato prevention portion formed on the outer side of the permanent magnet seating portion, 상기 감자 방지부는 상기 슬롯의 개구 길이보다 긴 개구 길이와, 상기 회전자와 고정자의 공극보다 깊은 깊이를 갖는 공간으로 형성되는 자속 집중형 전동기.The potato prevention part is formed of a magnetic flux concentrating electric motor having a space having an opening length longer than the opening length of the slot and a depth deeper than the gap between the rotor and the stator. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 감자방지부는 공기가 채워지는 공간을 제공하는 자속 집중형 전동기.The potato prevention portion magnetic flux concentrated electric motor providing a space filled with air. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 감자방지부는 투자율이 공기와 유사한 재질의 몰딩부재인 자속 집중형 전동기.The potato prevention part is a magnetic flux concentrated electric motor of a molding member having a permeability similar to that of air. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 영구자석안착부와 상기 감자방지부 사이에는 상기 영구자석이 이탈되는 것을 방지하는 영구자석이탈방지부가 형성되는 자속 집중형 전동기.A magnetic flux concentration type motor having a permanent magnet release preventing portion formed between the permanent magnet seating portion and the potato prevention portion to prevent the permanent magnet from being separated.
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