KR20050028349A - 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석 및 그 착자방법 - Google Patents

하이브리드 인덕션 모터의 영구자석 및 그 착자방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석 및 그 착자방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석은, 스테이터의 내부에 회전축을 중심으로 회전가능하게 배치되는 인덕션로터부와, 상기 스테이터의 내측에 상기 회전축을 중심으로 자유회전가능하게 결합되는 영구자석지지부를 구비한 하이브리드 인덕션 모터에 있어서, 자성체로 된 원통형상의 바디의 내측에 자속을 발생시킬 수 있게 코일을 구비한 내부착자코어를 배치하여 상기 바디의 내경면을 착자하여 형성되고 일측이 상기 영구자석지지부에 일체로 회전가능하게 결합되어 상기 스테이터와 상기 인덕션로터부 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 착자면적 및 유효자속의 세기를 증대시킬 수 있어 효율을 제고시킬 수 있다.

Description

하이브리드 인덕션 모터의 영구자석 및 그 착자방법{MAGNET FOR HYBRID INDUCTION MOTOR AND MAGNETIZATION METHOD THEREOF}
본 발명은, 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석 및 그 착자방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 착자면적 및 유효자속의 세기를 증대시킬 수 있도록 한 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석 및 그 착자방법에 관한 것이다.
도 1은 종래의 하이브리드 인덕션 모터의 평면도이고, 도 2는 도 1의 로터의 단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 하이브리드 인덕션 모터는, 내측으로 개방된 복수의 슬롯(13a)을 구비한 스테이터(11)와, 스테이터(11)의 내부에 회전가능하게 배치되는 인덕션로터부(21)와, 인덕션로터부(21)와 스테이터(11) 사이에 회전가능하게 배치되는 영구자석로터부(31)를 구비하고 있다.
스테이터(11)는 내측으로 개방된 복수의 슬롯(13a) 및 티스(13b)가 형성된 전기강판을 층상으로 적층하여 형성되는 스테이터코어(12)와, 스테이터코어(12)의 슬롯(13a)에 삽입되는 코일(14)로 구성되어 있다.
인덕션로터부(21)는 외주면을 따라 복수의 슬롯(24)이 형성된 전기강판을 적층하여 형성되는 로터코어(23)와, 로터코어(23)의 슬롯(24)내에 삽입되는 도체바(26)와, 로터코어(23)의 축심에 일체로 회전가능하게 결합되는 회전축(25)을 구비하고 있다.
영구자석로터부(31)는, 인덕션로터부(21)와 스테이터(11) 사이에 소정의 공극을 두고 회전가능하게 배치되는 원통형상의 영구자석(32)과, 회전축(25)에 자유회전 가능하게 결합되어 영구자석(32)을 회전 지지하는 영구자석지지부(33)로 구성되어 있다. 영구자석지지부(33)의 축심에는 베어링부(35)가 형성되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 스테이터(11)의 코일(14)에 의해 형성된 회전자계에 의해 영구자석로터부(31)가 회전축(25)을 중심으로 회전되고, 영구자석(32)에 의해 형성된 회전자계에 의해 인덕션로터부(21)가 회전축(25)과 일체로 회전하게 된다.
한편, 도 3은 도 1의 영구자석의 착자를 설명하기 위한 도면이다. 도시된 바와 같이, 영구자석(32)은, 자성체로 원통형상을 가지도록 형성된 바디(41)의 외측에 자속을 발생시킬 수 있도록 코일(44)이 구비된 외부착자코어(42)를 배치하고, 바디(41)의 내측에는 자로를 형성하는 내부착자요크(45)를 배치하여 외부착자코어(42)에 전원을 인가함으로써 바디(41)의 외경면을 착자하여 형성된다.
그런데, 이러한 종래의 하이브리드 인덕션 모터에 있어서는, 원통형상의 바디(41)의 외측에 자속을 발생시키는 외부착자코어(42)를 배치하여 바디(41)의 외경면을 착자하도록 되어 있어, 외부착자코어(42)의 슬롯영역에서는 바디(41)를 통과하는 유효자속의 밀도가 현저하게 저하되어 포화착자자계를 형성하지 못하게 되어 실질적으로 착자 면적이 작아질 뿐만 아니라 전반적으로 자계의 세기를 충분히 확보하지 못하게 된다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 착자면적 및 유효자속의 세기를 증대시킬 수 있는 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석 및 그 착자방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 스테이터의 내부에 회전축을 중심으로 회전가능하게 배치되는 인덕션로터부와, 상기 스테이터의 내측에 상기 회전축을 중심으로 자유회전가능하게 결합되는 영구자석지지부를 구비한 하이브리드 인덕션 모터에 있어서, 자성체로 된 원통형상의 바디의 내측에 자속을 발생시킬 수 있게 코일을 구비한 내부착자코어를 배치하여 상기 바디의 내경면을 착자하여 형성되고 일측이 상기 영구자석지지부에 일체로 회전가능하게 결합되어 상기 스테이터와 상기 인덕션로터부 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석에 의해 달성된다.
여기서, 상기 바디의 외측에 자속을 발생시킬 수 있게 코일을 구비한 외부착자코어를 배치하여 상기 바디의 외경면을 더 착자시켜 형성되는 것이 바람직하다.
상기 바디의 내경면 및 외경면은 동시에 착자되는 것이 효과적이다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 스테이터의 내측에 회전축을 중심으로 회전가능하게 배치되는 인덕션로터부와, 상기 스테이터와 상기 인덕션로터부사이에 상기 회전축에 대해 자유회전가능하게 배치되는 영구자석을 가지는 영구자석로터부를 구비한 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석 착자방법에 있어서, 자성체로 원통형상을 가지도록 형성된 바디의 내측에 자속을 발생시킬 수 있도록 코일을 구비한 내부착자코어를 배치하는 단계와; 상기 내부착자코어에 전원을 인가하여 상기 바디를 착자하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석 착자방법이 제공된다.
여기서, 상기 바디의 착자단계 전에 상기 바디의 외부에 자성체로 된 외부착자요크를 배치하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 바디의 착자단계 전에 상기 바디의 외부에 자속을 발생시킬 수 있도록 코일을 구비한 외부착자코어를 배치하는 단계를 더 포함하는 것이 효과적이다.
상기 내부착자코어 및 외부착자코어는 동시에 전원이 인가되도록 하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석의 착자를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석의 착자방법을 설명하기 위한 도면이다. 전술 및 도시한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도면 설명의 편의상 동일한 참조부호를 부여하고 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석은, 자성체로 원통형상을 이루도록 형성되고 둘레방향을 따라 복수의 극방향 배향, 예를 들면 6극 배향을 이루도록 내경면을 착자하여 형성되어 있다.
본 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석의 착자방법은, 먼저 스테이터(11) 및 인덕션로터부(21) 사이에 소정의 공극을 두고 배치될 수 있게 외경 및 내경을 가지는 자성체로 원통형상의 바디(41)가 형성되면, 바디(41)의 내측에 착자될 극수에 대응되게 외주측에 슬롯(53)이 형성된 코어(52)에 코일(54)을 권회하여서 된 내부착자코어(51)를 배치하고(S5), 바디(41)의 외측에는 자로를 형성할 수 있도록 자성체로 된 외부착자요크(55)를 배치한다(S15). 여기서, 바디(41)는 등방성 자석으로 형성하는 것이 바람직하다.
내부착자코어(51)의 코일(54)에 전원이 인가되도록 하면 바디(41)의 내경면은 6극 배향으로 착자가 이루어진다(S25).
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석의 착자를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석의 착자방법을 설명하기 위한 도면이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석은, 본 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석은, 자성체로 원통형상을 이루도록 형성되고 둘레방향을 따라 복수의 극방향 배향, 예를 들면 6극 배향을 이루도록 내경면 및 외경면을 동시에 착자하여 형성되어 있다.
본 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석의 착자방법은, 먼저 스테이터(11) 및 인덕션로터부(21) 사이에 소정의 공극을 두고 배치될 수 있게 외경 및 내경을 가지는 자성체로 원통형상의 바디(41)가 형성되면, 바디(41)의 내측에 착자될 극수에 대응되게 외주측에 슬롯(53)이 형성된 코어(52)에 코일(54)을 권회하여서 된 내부착자코어(51)를 배치한다(S10). 바디(41)의 외측에는 내부착자코어(51)에 대응되게 내측에 복수의 슬롯(63)이 형성된 코어(62)에 코일(64)을 권회하여서 된 외부착자코어(61)를 배치한다. 여기서, 바디(41)는 등방성 자석으로 형성하는 것이 바람직하다.
내부착자코어(51) 및 외부착자코어(61)의 각 코일(54,64)에 전원을 인가하면 바디(41)의 내경면 및 외경면은 6극 배향으로 동시에 착자가 이루어진다(S30).
한편, 도 8은 본 발명의 각 실시예에 따른 영구자석의 외경면의 착자자계 세기를 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 각 실시예에 따른 영구자석의 내경면의 착자자계 세기를 도시한 도면이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 외부착자코어의 슬롯영역에서 유효자속의 밀도가 저하되는 종래(C3)의 경우에는, 내경면 및 외경면 모두 슬롯 영역에서 자계의 세기가 포화 착자 자계의 세기(C4)에 미치지 못하게 되어 포화착자 자계 세기(C4) 이상을 가지는 착자면적(도 8 및 도 9의 6도와 54도 사이 구간)이 감소되고, 전반적으로 자계의 세기가 충분치 못함을 알 수 있다.
내경면을 착자시킨 실시예(C1)에 있어서는, 종래에 비해 전반적으로 자계의 세기가 증가되고 내경면의 경우 내부착자코어(52)의 슬롯(53)에 대응되는 영역에서 자계의 세기가 급격하게 증가되어 있다.
내경면 및 외경면을 동시에 착자시킨 실시예(C2)에 있어서는, 내경면 및 외경면 모두 전반적으로 자계의 세기가 증가되어 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 자성체로 원통형상을 가지도록 형성된 바디의 내측에 자속을 발생할 수 있게 코일이 구비된 내부착자코어를 배치하여 바디의 내경면을 착자하여 영구자석이 형성되도록 함으로써 유효착자면적을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 전반적으로 자속의 세기를 증대시킬 수 있는 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석 및 그 착자방법이 제공된다.
도 1은 종래의 하이브리드 인덕션 모터의 평면도,
도 2는 도 1의 로터의 단면도,
도 3은 도 1의 영구자석의 착자를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석의 착자를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석의 착자방법을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석의 착자를 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석의 착자방법을 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명의 각 실시예에 따른 영구자석의 외경면의 착자자계 세기를 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 각 실시예에 따른 영구자석의 내경면의 착자자계 세기를 도시한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 스테이터 21 : 인덕션로터부
25 : 회전축 31 : 영구자석로터부
41 : 바디 42 : 외부착자코어
44 : 코일 45 : 내부착자요크

Claims (7)

  1. 스테이터의 내부에 회전축을 중심으로 회전가능하게 배치되는 인덕션로터부와, 상기 스테이터의 내측에 상기 회전축을 중심으로 자유회전가능하게 결합되는 영구자석지지부를 구비한 하이브리드 인덕션 모터에 있어서,
    자성체로 된 원통형상의 바디의 내측에 자속을 발생시킬 수 있게 코일을 구비한 내부착자코어를 배치하여 상기 바디의 내경면을 착자하여 형성되고 일측이 상기 영구자석지지부에 일체로 회전가능하게 결합되어 상기 스테이터와 상기 인덕션로터부 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바디의 외측에 자속을 발생시킬 수 있게 코일을 구비한 외부착자코어를 배치하여 상기 바디의 외경면을 더 착자시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 바디의 내경면 및 외경면은 동시에 착자되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석.
  4. 스테이터의 내측에 회전축을 중심으로 회전가능하게 배치되는 인덕션로터부와, 상기 스테이터와 상기 인덕션로터부사이에 상기 회전축에 대해 자유회전가능하게 배치되는 영구자석을 가지는 영구자석로터부를 구비한 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석 착자방법에 있어서,
    자성체로 원통형상을 가지도록 형성된 바디의 내측에 자속을 발생시킬 수 있도록 코일을 구비한 내부착자코어를 배치하는 단계와;
    상기 내부착자코어에 전원을 인가하여 상기 바디를 착자하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석 착자방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 바디의 착자단계 전에 상기 바디의 외부에 자성체로 된 외부착자요크를 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석 착자방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 바디의 착자단계 전에 상기 바디의 외부에 자속을 발생시킬 수 있도록 코일을 구비한 외부착자코어를 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석 착자방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 내부착자코어 및 외부착자코어는 동시에 전원이 인가되도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석 착자방법.
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