KR20050106511A - Stator core for linear motor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 선형 모터에 관한 것으로서, 특히 선형 모터, 선형 모터의 고정자 코어, 및 선형 모터의 이동자(mover)에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to linear motors, and more particularly to linear motors, stator cores of linear motors, and movers of linear motors.
일반적으로, 코어들로서 알려진 전기 모터들 및 기구들의 연자기(soft magnetic) 컴포넌트들은 예를 들어, 철 또는 전기 스틸과 같은 연자기 물질들의 절연 박판들로 이루어진다. 연전기 물질의 이러한 절연 박판들은 또한 적층물들로도 알려져 있다. 코어들은 와전류들의 발생을 감소시키기 위해 적층물들로 이루어짐으로써, 전기 모터들 및 기구들의 효율성을 증가시킨다.Generally, the soft magnetic components of electrical motors and appliances known as cores consist of insulated thin sheets of soft magnetic materials such as, for example, iron or electric steel. These insulating thin plates of soft electrical material are also known as laminates. The cores are made of stacks to reduce the occurrence of eddy currents, thereby increasing the efficiency of electric motors and appliances.
링 형상의 고정자 코어들과 환형 이동자(mover)들을 갖는 선형 모터들에서, 이동자는 고정자의 자기장과의 상호반응에 의해 이동되어야 하는 선형 모터의 부분이며, 각각의 금속 시트는 와전류들의 효과를 최소화하기 위해 반경 및 축 평면에 배치된다.In linear motors with ring shaped stator cores and annular movers, the mover is the portion of the linear motor that must be moved by interaction with the stator's magnetic field, and each metal sheet is designed to minimize the effects of eddy currents. Are arranged in radial and axial planes.
몇몇 선형 모터들에서 금속 시트들은 하나의 금속 시트가 반경 축 평면에 있고 다른 금속 시트들이 이와 평행하게 배치되는 코어 부분을 형성하도록 서로 평행하게 적층된다. In some linear motors the metal sheets are stacked parallel to one another to form a core portion in which one metal sheet is in the radial axis plane and the other metal sheets are arranged parallel thereto.
상술한 바와 같이 이루어진 고정자 코어들의 한가지 문제점은 코일이 고정자 코어의 슬롯에 권선되어야 한다는 것이다. 이는 특히 슬롯의 개구가 고정자 코어의 내부 원주 표면에 배치될 때 문제가 된다.One problem with stator cores made as described above is that the coil must be wound in a slot of the stator core. This is especially a problem when the opening of the slot is arranged on the inner circumferential surface of the stator core.
또한, 상술한 기술들을 이용하는 선형 모터들은 형성된 힘과 선형 모터의 전체 공간 부피의 비율, 즉 형성된 힘/공간 부피의 비율에 있어서 효율적이지 않다.Furthermore, linear motors using the techniques described above are not efficient in terms of the ratio of the formed force to the total spatial volume of the linear motor, ie the ratio of the force / space volume formed.
따라서, 보다 작은 공간 부피로 특정 힘을 생성하는 선형 모터들, 및 코일들이 보다 용이하게 제공될 수 있는 고정자들에 대한 필요성이 있다.Thus, there is a need for linear motors that produce a specific force with smaller space volume, and stators in which coils can be provided more easily.
US 6,060,810에서 엇갈린 배열의(staggered) 코어 적층물을 갖는 고정자가 선형 모터에 제공된다. 고정자는 실린더 형상으로 권선되는 고정자 코일, 및 하나의 수평 유닛과 하나의 수직 유닛을 갖는 L-형상의 적층물 시트들을 포함한다. 다수의 적층물 시트들의 수평 유닛은 상부 및 하부 표면상에 반경 형상으로 교번으로 적층되기 때문에, 실린더 형상을 형성한다.A stator having a staggered core stack in US 6,060,810 is provided for a linear motor. The stator includes a stator coil wound in a cylindrical shape, and L-shaped stack sheets having one horizontal unit and one vertical unit. Since the horizontal units of the plurality of stack sheets are alternately stacked in a radial shape on the upper and lower surfaces, they form a cylinder shape.
상기한 고정자 형성시, 고정자 코어의 슬롯으로의 개구를 통해 코일을 권선할 필요가 없다. 그러나, 코일 위에 고정자 코어를 형성하는 것은 복잡할 수 있다. In forming the stator, it is not necessary to wind the coil through the opening of the stator core to the slot. However, forming the stator core over the coil can be complicated.
더욱이, US 6,060,810에 따른 고정자 코어는 형성된 힘-대-모터의 공간 부피 비율에 도달할 때 실제로 여전히 효율적이지 못하다.Moreover, the stator cores according to US Pat. No. 6,060,810 are still not really efficient when the space volume ratio of the force-to-motor formed is reached.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 모터 및 고정자 코어의 사시도이다.1A is a perspective view of a linear motor and stator core in accordance with one embodiment of the present invention.
도 1b는 도 1a의 선형 모터의 축 방향 모습이다.FIG. 1B is an axial view of the linear motor of FIG. 1A.
도 1c는 도 1a의 선형 모터의 도 1b에서 라인 A-A에 따른 횡단면도이다.1C is a cross-sectional view along line A-A in FIG. 1B of the linear motor of FIG. 1A.
도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선형 모터와 고정자 코어의 축 방향 모습이다.2A is an axial view of a linear motor and stator core in accordance with another embodiment of the present invention.
도 2b는 도 2a에서 라인 A-A에 따른 횡단면도이다.FIG. 2B is a cross sectional view along line A-A in FIG. 2A.
도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선형 모터, 고정자 코어 및 이동자의 축 방향 모습이다.3A is an axial view of a linear motor, stator core and mover in accordance with another embodiment of the present invention.
도 3b는 도 3a에서 라인 A-A에 따른 횡단면도이다.3B is a cross sectional view along line A-A in FIG. 3A.
도 4a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선형 모터, 고정자 코어, 및 이동자의 축 방향 모습이다.4A is an axial view of a linear motor, stator core, and mover in accordance with another embodiment of the present invention.
도 4b는 도 4a에서 라인 A-A에 따른 횡단면도이다.4B is a cross sectional view along line A-A in FIG. 4A.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 2개의 고정자 부분들을 포함하는 고정자 코어의 사시도이다.5 is a perspective view of a stator core comprising two stator parts in accordance with one embodiment of the present invention.
도 6은 도 5의 고정자 코어에 해당하는 고정자 코어의 횡단면도이다.6 is a cross-sectional view of the stator core corresponding to the stator core of FIG. 5.
도 7a-7c는 2개의 분리된 고정자 부분들로의 고정자 코어 분할의 추가적인 예들을 도시하는 본 발명의 실시예들에 따른 고정자 코어들의 횡단면도들이다.7A-7C are cross-sectional views of stator cores in accordance with embodiments of the present invention showing additional examples of stator core splitting into two separate stator parts.
도 8-9는 본 발명의 일 실시예에 따른 섹션들로 분할되는 고정자 부분들의 사시도들이다.8-9 are perspective views of stator parts divided into sections according to one embodiment of the invention.
도 10은 경사진 것과 유사한 효과를 제공할 수 있는 설계의 예를 도시하는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자 코어의 횡단면도이다.10 is a cross sectional view of a stator core according to one embodiment of the present invention showing an example of a design that can provide an effect similar to that of an inclined one.
도 11은 톱니가 서로 접촉되도록 설계되는 예를 도시하는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자 코어의 횡단면도이다.11 is a cross-sectional view of a stator core according to one embodiment of the present invention showing an example where the teeth are designed to contact each other.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 2개의 고정자 코일들에 대한 고정자 코어의 횡단면도이다.12 is a cross-sectional view of a stator core for two stator coils in accordance with one embodiment of the present invention.
도 13a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동자의 사시도이다.13A is a perspective view of a mover according to an embodiment of the present invention.
도 13b는 도 13a의 선형 모터의 축 방향 모습이다.FIG. 13B is an axial view of the linear motor of FIG. 13A.
도 13c는 도 13a의 이동자의 도 13b에서 라인 A-A에 따른 횡단면도이다.13C is a cross sectional view along line A-A in FIG. 13B of the mover of FIG. 13A.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자 코어의 사시도이다.14 is a perspective view of a stator core in accordance with an embodiment of the present invention.
도 15a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선형 모터와 고정자 코어의 축 방향 모습이다.15A is an axial view of a linear motor and stator core in accordance with another embodiment of the present invention.
도 15b는 도 15a에서 라인 A-A에 따른 횡단면도이다.FIG. 15B is a cross sectional view along line A-A in FIG. 15A.
본 발명의 목적은 선형 모터들을 향상시키기 위한 수단을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a means for improving linear motors.
이러한 목적은 청구항 제1항에 따른 고정자 코어, 청구항 제9항에 따른 이동자, 청구항 제16항에 따른 선형 모터, 및 청구항 제18항에 따른 고정자 코어에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속항들에 개시된다.This object is achieved by a stator core according to claim 1, a mover according to claim 9, a linear motor according to claim 16, and a stator core according to claim 18. Preferred embodiments of the invention are disclosed in the dependent claims.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 모터를 위한 고정자 코어는, 내부 둘레, 상기 내부 둘레를 본질적으로 둘러싸는 외부 둘레, 상기 내부 둘레 또는 외부 둘레 중 하나를 따라 배치되는 제 1 및 제 2 톱니(tooth), 고정자 코일을 수용하기 위한 슬롯을 포함하며, 상기 슬롯은 상기 고정자 코어내에 배치되는 캐비티이고, 상기 고정자 코어는 제 1 고정자 부분과 제 2 고정자 부분으로 나뉘며, 상기 제 1 고정자 부분은 상기 슬롯을 부분적으로 규정하도록 배치되고 연자기 분말로 이루어진 제 1 톱니를 포함하고, 상기 제 2 고정자 부분은 상기 슬롯을 부분적으로 규정하도록 배치되고 연자기 분말로 이루어진 제 2 톱니를 포함한다.In particular, the stator core for a linear motor according to an embodiment of the present invention comprises first and second teeth disposed along one of an inner circumference, an outer circumference essentially surrounding the inner circumference, the inner circumference or an outer circumference. a slot for receiving a stator coil, the slot being a cavity disposed within the stator core, the stator core being divided into a first stator portion and a second stator portion, wherein the first stator portion is And a first tooth disposed to partially define the slot and made of soft magnetic powder, wherein the second stator portion comprises a second tooth disposed to partially define the slot and made of soft magnetic powder.
상기 고정자 코어를 각각 톱니를 포함하는 2개의 고정자 부분들로 분할함으로써, 코일이 고정자 부분들 중 제 1 고정자 부분에 용이하게 제공될 수 있고 상기 고정자 부분들이 분리되어 제 2 고정자 부분이 고정자 또는 고정자 섹션을 완성하기 위해 상기 제 1 고정자 부분과 밀접하게 접촉되도록 용이하게 배치될 수 있기 때문에, 고정자 코어에서 코일의 배치가 용이해질 수 있다. 이러한 실시예는 사전-권선된 코일들의 사용을 허용할 수 있고, 고정자 코어가 청구된 본 발명에 의해 규정될 수 있는 것처럼 분할될 때 고정자 코어에서 용이하게 배치될 수 있다. 따라서, 고정자들의 제조가 용이해질 수 있다.By dividing the stator core into two stator parts each comprising teeth, a coil can be easily provided to a first stator part of the stator parts and the stator parts are separated so that the second stator part is a stator or stator section. The arrangement of the coils in the stator core can be facilitated because it can be easily placed in intimate contact with the first stator portion to complete this. Such an embodiment may allow the use of pre-wound coils and may be easily disposed in the stator core when the stator core is split as may be defined by the claimed invention. Thus, the manufacture of the stators can be facilitated.
부가적으로, 연자기 분말의 고정자 부분들을 제조함으로써, 고정자 부분들이 복잡한 형상들로 형성되더라도 용이하게 제조될 수 있고 상기 고정자 부분들이 내성(robust)을 갖도록 제조될 수 있다. 또한, 필요시, 연자기 분말의 고정자 부분들이 고정밀하게 용이하게 기계가공될 수 있다. 따라서, 전술한 바에 따른 연자기 분말의 사용과 2개의 분리된 고정자 부분들로의 분할은 고정자의 조립을 용이하게 할 수 있다. 고정자의 조립은 2개의 고정자 부분들 각각이 연자기 분말의 균질성(homogenous) 몸체인 경우 보다 용이해질 수 있다. In addition, by making stator portions of soft magnetic powder, even if the stator portions are formed in complex shapes, they can be easily produced and the stator portions can be made to be robust. Also, if necessary, stator portions of the soft magnetic powder can be machined with high precision and easily. Thus, the use of soft magnetic powder as described above and the division into two separate stator parts may facilitate assembly of the stator. Assembly of the stator may be easier if each of the two stator parts is a homogenous body of soft magnetic powder.
연자기 분말의 고정자 부분들을 제조하는 다른 장점은 고정자를 포함하는 모터의 형성된 힘 대 상기 모터의 전체 공간 부피의 비율이 증가될 수 있다는 것이다. 특히, 고정자의 채움 인자(fill factor)가 증가될 수 있다. 상기 채움 인자는 능동 물질의 공간 부피 대 전체 공간 부피의 비율로서 정의된다. 그 이유는 상기 연자기 분말이 전체 고정자 코어에 대해 상대적으로 높은 자속 투자율(permeance)을 제공하도록 형성될 수 있기 때문이다. 이러한 상대적으로 높은 자속 투자율은 고정밀 부분들을 형성하는 가능성 때문에 밀착 접촉되게 배치되는 부분들의 인접 에지들에 대해 제공될 수도 있다. 적층된 고정자 코어들은 적층물의 각 시트내에 높은 투자율을 제공할 수 있고, 적층물들이 외부 둘레 및 내부 둘레를 갖는 몸체를 형성하도록 축 및 반경 평면에 적층물들이 배치될 때, 어떠한 연자기 물질들이 존재하지 않는 넓은 공간이 형성될 것이다. 상기 공간은 예를 들어, 공기 또는 몇몇 충진 물질과 같은 낮은 투자율 물질로 채워진다. 그러나, 연자기 분말의 고정자 코어들을 제조함으로써, 자속은 일정한 폭을 갖는 "플럭스 채널"로 제한되지 않고, 보다 자유롭게 흐를 수 있다(상기 적층물에 대해 상기 폭은 적층물의 각 시트의 두께에 해당함). 따라서, 고정자의 보다 많은 전체 부피가 수송 자속애 서용될 수 있기 때문에, 보다 높은 채움 인자에 도달함으로써, 모터를 소형화시킬 수 있다.Another advantage of producing stator portions of soft magnetic powder is that the ratio of the formed force of the motor comprising the stator to the total space volume of the motor can be increased. In particular, the fill factor of the stator can be increased. The filling factor is defined as the ratio of the space volume of the active material to the total space volume. This is because the soft magnetic powder can be formed to provide a relatively high magnetic flux permeance for the entire stator core. This relatively high magnetic flux permeability may be provided for adjacent edges of the parts that are placed in close contact because of the possibility of forming high precision parts. The stacked stator cores can provide a high permeability in each sheet of the stack and when the stacks are placed in the axial and radial planes so that the stacks form a body having an outer perimeter and an inner perimeter, there are no soft magnetic materials present. A large space will not be formed. The space is filled with a low permeability material, for example air or some filling material. However, by making stator cores of soft magnetic powder, the magnetic flux is not limited to "flux channels" having a constant width, but can flow more freely (for the stack, the width corresponds to the thickness of each sheet of the stack). . Thus, since a larger total volume of stator can be used in the transport flux, by reaching a higher filling factor, the motor can be miniaturized.
고정자의 일 실시예에 따라, 제 1 톱니는 제 2 고정자 부분을 향하는 축 방향의 거리로 연장되고 상기 거리는 상기 고정자 코어의 내부 둘레 또는 외부 둘레 중 하나를 따라 가변되며, 상기 제 2 고정자 부분은 상기 제 1 고정자 부분을 향하는 축 방향의 거리로 연장되고 상기 거리는 고정자 코어의 내부 둘레 또는 외부 둘레 중 하나를 따라 가변된다.According to one embodiment of the stator, the first tooth extends in an axial distance towards the second stator portion and the distance varies along one of the inner or outer perimeter of the stator core, the second stator portion being Extends in an axial distance towards the first stator portion and the distance is varied along one of the inner or outer perimeter of the stator core.
각각의 고정자 부분의 톱니가 상기 둘레를 따라 상이한 위치들에서 축상으로 연장되는 거리로 가변시킴으로써, 비대칭 회전식 모터들과 유사한 효과가 달성될 수 있다. 따라서, 이러한 고정자 설계가 제공되는 선형 모터에서 힘 변동(ripple)은 감소될 수 있다. 상기 톱니는 고정자에 제공되는 모터를 위한 의도된 이동자가 상기 고정자 외부, 즉 상기 고정자의 외부 둘레에 배치되는지 또는 상기 고정자 내부, 즉 상기 고정자의 내부 둘레에 배치되는지에 따라, 상기 고정자의 외부 둘레 또는 내부 둘레에 제공될 수 있다. By varying the teeth of each stator portion to a distance extending axially at different positions along the circumference, an effect similar to asymmetric rotary motors can be achieved. Therefore, the force ripple in the linear motor provided with this stator design can be reduced. The teeth are external circumference of the stator, depending on whether an intended mover for a motor provided to the stator is disposed outside the stator, ie outside the stator, or inside the stator, ie inside the stator. It can be provided around the inside.
일 실시예로서, 상기 제 1 톱니 및 제 2 톱니는 서로 밀착 접촉되게 배치된다. 밀착 접촉된 톱니 부분들의 반경 연장부는 상기 톱니 사이의 접촉 영역이 동작시 자기적으로 포화상태가 되도록 하는 작은 크기이다. 서로 접촉되도록 톱니를 위치설정함으로써, 상기 2개의 고정자 부분들의 조립이 보다 안정될 수 있으며, 동작시 접촉 영역이 포화상태가 되도록 함으로써 상기 접촉 영역을 통한 플럭스 누출이 적게 유지될 수 있다.In one embodiment, the first tooth and the second tooth is arranged in close contact with each other. The radial extension of the toothed parts in intimate contact is of small size such that the contact area between the teeth is magnetically saturated in operation. By positioning the teeth so that they contact each other, the assembly of the two stator parts can be more stable, and in operation the flux area through the contact area can be kept less by keeping the contact area saturated.
다른 실시예에 따라, 상기 제 1 고정자 부분과 제 2 고정자 부분은 각각 연자기 분말의 적어도 2개의 섹션들을 포함하고, 상기 섹션들은 상기 내부 및 외부 둘레의 방향에 해당하는 방향으로 서로 인접하게 배치된다. 이러한 실시예는 대형 고정자들의 제조를 용이하게 할 수 있다.According to another embodiment, the first stator portion and the second stator portion each comprise at least two sections of soft magnetic powder, the sections being disposed adjacent to each other in a direction corresponding to the direction of the inner and outer circumferences. . Such an embodiment may facilitate the manufacture of large stators.
일 실시예에 따라, 상기 고정자 부분들 각각의 밀도는 적어도 6500kg/m3이다. 이는 연자기 분말을 통해 고정자 부분들을 용이하게 형성하는 동시에 양호한 자기 특성들을 갖는 고정자 부분들을 유발할 수 있다. 구체적으로, 적층된 코어들의 경우에서처럼, 플럭스 경로가 2차원일 필요는 없다.According to one embodiment, the density of each of the stator parts is at least 6500 kg / m 3 . This can easily form stator parts through the soft magnetic powder and at the same time lead to stator parts with good magnetic properties. Specifically, as in the case of stacked cores, the flux path need not be two-dimensional.
또 다른 실시예에 따른 상기 고정자 부분들 각각 내부의 저항율은 적어도 1μΩm이다. 따라서, 와전류들에 의한 부작용들을 감소시킬 수 있다.In another embodiment, the resistivity inside each of the stator parts is at least 1 μm. Thus, side effects caused by eddy currents can be reduced.
일 실시예에서, 상기 제 1 고정자 부분과 제 2 고정자 부분은 각각 외부 둘레에 서로 밀착 접촉되도록 배치되고 상기 내부 둘레에서 서로로부터 분리되며, 상기 내부 둘레에서의 분리에 의해 제 1 및 제 2 톱니 사이의 슬롯 개구가 형성됨으로써, 슬롯이 유도된다. 이와 같은 실시예에서 코일들의 배치가 용이해질 수 있다.In one embodiment, the first stator portion and the second stator portion are each arranged in close contact with one another on the outer circumference and are separated from each other on the inner circumference and between the first and second teeth by separation at the inner circumference. The slot opening of is formed, whereby the slot is guided. In such an embodiment the placement of the coils can be facilitated.
선택적 실시예에서, 상기 제 1 고정자 부분과 제 2 고정자 부분은 각각 내부 둘레에서 서로 밀착 접촉되게 배치되고 외부 둘레에서 서로로부터 분리되며, 상기 외부 둘레에서의 분리에 의해 슬롯 개구가 형성됨으로써, 상기 슬롯이 유도된다. In an optional embodiment, the first stator portion and the second stator portion are each arranged in intimate contact with each other at an inner circumference and are separated from each other at an outer circumference and a slot opening is formed by separation at the outer circumference such that the slot This is induced.
본 발명의 다른 실시예에 따른 선형 모터를 위한 이동자는 연자기 물질의 적어도 하나의 섹션 및 적어도 하나의 영구 자석을 포함하며, 상기 연자기 물질의 적어도 하나의 섹션 및 상기 적어도 하나의 영구 자석은 상기 이동자의 축 방향으로 정렬되고, 상기 적어도 하나의 영구 자석의 분극 벡터는 축상으로 향한다.A mover for a linear motor according to another embodiment of the invention comprises at least one section of soft magnetic material and at least one permanent magnet, wherein the at least one section of soft magnetic material and the at least one permanent magnet are Aligned in the axial direction of the mover, the polarization vector of the at least one permanent magnet is directed axially.
본 발명의 범주에서 상기 축 방향은 이동자 또는 고정자가 서로에 대해 이동함에 따른 이동자 또는 고정자의 운동 방향이다.In the scope of the present invention the axial direction is the direction of movement of the mover or stator as the mover or stator moves relative to each other.
축상으로 향하는 분극 벡터를 갖는 상기 적어도 하나의 영구 자석을 연자기 물질의 적어도 하나의 섹션과 축상으로 정렬되게 배치함으로써, 로버스트 이동자를 달성할 수 있다. 또한, 영구 자석의 축 길이 대 영구 자석의 폭의 비율이 통상적으로 이동자들에 사용되는 영구 자석들에 비해 작기 때문에, 상기한 이동자에 사용될 수 있는 영구 자석들의 제조가 용이할 수 있다.Robust movers can be achieved by placing the at least one permanent magnet with an axially directed polarization vector in axial alignment with at least one section of soft magnetic material. In addition, since the ratio of the axial length of the permanent magnet to the width of the permanent magnet is typically small compared to the permanent magnets used for the movers, the manufacture of permanent magnets that can be used for the mover can be facilitated.
일 실시예에서 상기 몸체의 연자기 섹션은 연자기 분말로 이루어진다. 이러한 방식으로, 상기 연자기 섹션의 제조가 용이해질 수 있고 상기 이동자의 채움 인자는 증가될 수 있다.In one embodiment the soft magnetic section of the body is made of soft magnetic powder. In this way, the manufacture of the soft magnetic section can be facilitated and the filling factor of the mover can be increased.
다른 실시예에서, 상기 이동자는 적어도 2개의 영구 자석들로서, 상기 축 방향으로 정렬되는 제 1 영구 자석 및 제 2 영구 자석을 포함하고, 상기 적어도 2개의 영구 자석들의 축 중심들 사이의 거리는 예상 고정자 피치의 0.75-1.5배이다. 이와 같이 이동자를 설계함으로써, 보다 효율적이 될 수 있다.In another embodiment, the mover includes at least two permanent magnets, the first permanent magnet and the second permanent magnet aligned in the axial direction, wherein the distance between the axial centers of the at least two permanent magnets is an expected stator pitch. 0.75-1.5 times. By designing the mover in this way, it can be more efficient.
추가적인 실시예에 따른 이동자는 튜브형이다.According to a further embodiment the mover is tubular.
또 다른 실시예에 따른 상기 연자기 물질의 적어도 하나의 섹션에는 단부 표면을 갖는 적어도 제 1 축이 제공되고, 상기 적어도 하나의 영구 자석은 필수적으로 상기 축 단부의 전체 단부 표면과 접촉되도록 배치된다. 이러한 실시예에 따라, 상기 연자기 물질의 적어도 하나의 단부와 상기 적어도 하나의 영구 자석 사이의 접촉 표면이 커지므로, 상기 이동자는 보다 효율적이 될 수 있다.In at least one section of the soft magnetic material according to another embodiment is provided with at least a first axis having an end surface, wherein the at least one permanent magnet is arranged to be in contact with the entire end surface of the shaft end. According to this embodiment, the mover can be more efficient since the contact surface between at least one end of the soft magnetic material and the at least one permanent magnet becomes large.
일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 영구 자석의 원둘레 및 축상으로 연장되는 표면은 의도된 고정자와 대향하도록 배치되는 이동자의 원둘레 및 축상으로 연장되는 표면과 본질적으로 동일 평면으로 배치된다.In one embodiment, the circumferentially and axially extending surfaces of the at least one permanent magnet are arranged essentially coplanar with the circumferentially and axially extending surfaces of the mover, which are disposed opposite the intended stator.
본 발명의 다른 실시예에 따른 선형 모터는 전술한 고정자 코어의 실시예들 중 임의의 하나에 따른 고정자 코어를 포함한다. 이에 따라, 상기한 선형 모터는 고정자 코어의 특정 실시예와 동일한 장점들을 제공할 수 있다.The linear motor according to another embodiment of the invention comprises a stator core according to any one of the embodiments of the stator core described above. Accordingly, such linear motors can provide the same advantages as certain embodiments of stator cores.
다른 실시예에 따른 선형 모터는 전술한 이동자의 실시예들 중 임의의 하나에 따른 이동자를 더 포함한다. 이에 따라, 이러한 선형 모터는 상기 이동자의 특정 실시예와 동일한 장점들을 제공할 수 있다.The linear motor according to another embodiment further comprises a mover according to any one of the above-described embodiments of the mover. Accordingly, such a linear motor can provide the same advantages as certain embodiments of the mover.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선형 모터를 위한 고정자는 고정자 코어를 포함하며, 링이 적어도 2개의 링 형상의 고정자 부분들로서 제 1 고정자 부분과 제 2 고정자 부분으로 분할되고, 상기 고정자 부분들은 연자기 분말로 이루어진 균질성 몸체들이다.A stator for a linear motor according to another embodiment of the present invention comprises a stator core, wherein a ring is divided into at least two ring shaped stator parts into a first stator part and a second stator part, the stator parts being opened. Homogeneous bodies made of magnetic powder.
본 발명의 범주에서, 링 형상의 고정자 코어 및 고정자 부분들은 원형일 필요가 없으며 임의의 형상으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 링 형상의 고정자 코어 및 고정자 부분들은 삼각형, 2차(quadratic) 형상, 사각형, 타원형, 숫자 8을 닮은 형상 등일 수 있다.In the scope of the present invention, the ring shaped stator core and stator parts need not be circular and can be of any shape. For example, the ring-shaped stator core and stator portions can be triangular, quadratic, square, oval, shaped like number eight, and the like.
본 발명의 이러한 실시예의 장점은 링 형상의 고정자 코어를 2개의 링 형상의 고정자 부분들로 분할함으로써 고정가 코어가 하나의 부분인 고정자를 제조 설계를 용이하게 할 수 있다. 또한, 상기 고정자 코어는 용이하게 제조될 수 있으며 높은 채움 인자를 제공할 수 있다.An advantage of this embodiment of the present invention is that by dividing the ring-shaped stator core into two ring-shaped stator portions, it is possible to facilitate the manufacturing design of the stator whose fixed core is one part. In addition, the stator core can be easily manufactured and can provide a high filling factor.
이러한 고정자 코어의 일 실시예에서, 상기 고정자 코어는 고정자 코일을 수용하기 위한 슬롯을 더 포함하고, 상기 슬롯은 상기 고정자 코어내에 배치된 캐비티이며, 상기 슬롯은 상기 제 1 고정자 부분에 의해 부분적으로 규정되고 상기 제 2 고정자 부분에 의해 부분적으로 규정된다.In one embodiment of such a stator core, the stator core further comprises a slot for receiving a stator coil, the slot being a cavity disposed within the stator core, wherein the slot is defined in part by the first stator portion. And is defined in part by the second stator portion.
상기 고정자 코어의 또 다른 실시예에서, 제 1 고정자 부분은 제 1 톱니를 포함하고 상기 제 2 고정자 부분은 제 2 톱니를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 톱니는 상기 링 형상의 고정자 코어의 내부 둘레 또는 외부 둘레 중 하나를 따라 배치된다.In another embodiment of the stator core, the first stator portion comprises a first tooth and the second stator portion comprises a second tooth, wherein the first and second teeth are inside of the ring shaped stator core. Disposed along one of the perimeter or the outer perimeter.
또한, 이러한 고정자 코어는 이전에 언급된 고정자 코어의 특징들을 포함할 수 있다.This stator core may also include the features of the stator core mentioned previously.
본 발명의 적용가능성의 추가적인 범주는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나, 상세한 설명 및 특정 예들은 본 발명의 바람직한 실시예들을 나타내지만 예시로서만 주어지는 것이며, 상세한 설명으로부터 본 발명의 사상과 범주내에서 다양한 변화들과 수정들이 통상의 당업자에게 명백해질 것이다.Additional scope of applicability of the present invention will become apparent from the detailed description below. However, the detailed description and specific examples illustrate preferred embodiments of the present invention but are given by way of example only, and various changes and modifications within the spirit and scope of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the detailed description.
본 발명의 다른 특징들과 장점들은 첨부된 도면들을 참조로 바람직한 실시예에 대한 이하의 상세한 설명으로부터 명백할 것이다.Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
도 1a-1c에서 일 실시예에 따른 선형 모터의 개념도를 나타낸다. 선형 모터(10)는 고정자(12)와 이동자(14)를 포함한다. 통상적으로 상기 고정자는 고정식이고 축 방향으로 상기 이동자를 구동시키지만, 상기 이동자를 회전식으로 하고 상기 고정자가 축 방향으로 자체 구동되도록 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범주에서, 상기 축 방향은 상기 이동자 또는 고정자가 서로에 대해 이동함에 따른 상기 이동자 또는 고정자에 대한 운동 방향이다.1A-1C show a conceptual diagram of a linear motor according to one embodiment. The linear motor 10 includes a stator 12 and a mover 14. Typically the stator is stationary and drives the mover in the axial direction, but it is possible to rotate the mover and cause the stator to self-drive in the axial direction. Thus, in the scope of the present invention, the axial direction is the direction of motion relative to the mover or stator as the mover or stator moves relative to each other.
고정자는 적어도 하나의 코일(18a-18c) 및 적어도 하나의 고정자 코어(20a-20c)를 포함한다. 고정자 코일은 하나의 와이어가 코일로 권선되어 전기 공급 유닛(미도시)에 접속될 수 있는 단일 권선부(winding)이거나, 각각의 고정자 코일이 상기 공급 유닛의 상이한 출력들에 연결되는 와이어들을 포함함으로써 상이한 전기 특성들을 갖는 전기를 운반할 수 있는 분배 권선부일 수 있다. 전기 모터에 대한 통상의 당업자는 이용될 수 있는 상이한 형태들의 전기 공급 유닛들을 알고 있다. 통상의 당업자는 상기한 전기 공급 유닛들에 단일 권선부 또는 분배 권선부를 연결하는 방법도 인지하고 있다.The stator includes at least one coil 18a-18c and at least one stator core 20a-20c. The stator coil is a single winding in which one wire can be wound into a coil and connected to an electrical supply unit (not shown), or by including wires in which each stator coil is connected to different outputs of the supply unit. It can be a distribution winding that can carry electricity with different electrical properties. One skilled in the art of electric motors knows different types of electrical supply units that can be used. One skilled in the art also knows how to connect a single winding or a distribution winding to the aforementioned electrical supply units.
상기 고정자 코일들의 목적은 상기 이동자와 상호작용하는 자속을 생성하는 것이다. 도 1a-1c의 실시예에 도시된 것처럼, 고정자 코어들(20a-20c)은 고정자 코일들(18a-18c)에 밀착되게 인접 배치되고, 상기 고정자 코일들(18a-18c)은 고정자 코어들(20a-20c)에 의해 본질적으로 둘러싸일 수 있다. The purpose of the stator coils is to generate a magnetic flux that interacts with the mover. As shown in the embodiment of FIGS. 1A-1C, the stator cores 20a-20c are disposed in close contact with the stator coils 18a-18c, and the stator coils 18a-18c are stator cores ( 20a-20c) by nature.
도 1a-1c의 실시예에 따른 각각의 고정자 코어(20a-20c)는 2개의 고정자 부분들(21a-21c, 및 22a-22c)로 분할된다. 도 1a-1c, 2a-2b 및 3a-3b의 각 고정자 코어(20a-20c)는 하나의 제 1 고정자 부분(21a-21c) 및 하나의 제 2 고정자 부분(22a-22c)으로 이루어지고, 상기 고정자 부분들은 서로 축상으로 적층된다. 도 1 내지 도 3에 도시된 것과 같은 다수의 고정자 코어들(20a-20c)을 구비한 선형 모터에서, 다른 고정자 코어의 고정자 부분과 밀착 연결되도록 배치되는 하나의 고정자의 고정자 부분은 하나의 단일 부분으로 형성될 수 있으며, 즉 고정자 부분들(22a, 21b)이 하나의 단일 부분으로서 형성되고 고정자 부분들(22b, 21c)이 하나의 단일 부분으로서 형성될 수 있으며, 이에 대해 나중에 기술된다.Each stator core 20a-20c according to the embodiment of FIGS. 1A-1C is divided into two stator parts 21a-21c and 22a-22c. Each stator core 20a-20c of FIGS. 1A-1C, 2A-2B and 3A-3B consists of one first stator portion 21a-21c and one second stator portion 22a-22c, and The stator parts are stacked on each other axially. In a linear motor with a plurality of stator cores 20a-20c as shown in FIGS. 1 to 3, the stator portion of one stator arranged in close contact with the stator portion of the other stator core is one single part. That is, stator portions 22a and 21b may be formed as one single portion and stator portions 22b and 21c may be formed as one single portion, which will be described later.
고정자들(20a-20c)을 2개의 고정자 부분들(21a-21c, 및 22a-22c)로 분할하는 상이한 방법들 및 고정자들(20a-20c)의 상이한 설계들은 이하에서 기술된다.Different methods of dividing the stators 20a-20c into two stator portions 21a-21c, and 22a-22c and different designs of the stators 20a-20c are described below.
고정자 부분들(21a-21c 및 22a-22c)은 와전류들의 발생을 감소시키기 위한 전기 저항이 제공되는 연자기 물질로 이루어진다. 상기 전기 저항을 달성하기 위해, 사용되는 물질은 전기적으로 절연된 연자기 분말, 전기 저항을 나타내는 연자기 분말, 또는 전기 저항을 나타내는 주형(moldable) 연자기 물질일 수 있다. 전기적으로 절연된 연자기 분말, 전기 저항을 나타내는 연자기 분말, 또는 전기 저항을 나타내는 주형 연자기 물질의 사용시, 일 실시예에 따라 제조되는 고정자 부분들은 와전류들의 발생을 만족스럽게 감소시키기 위해 적어도 1μΩm의 저항율을 나타내야 한다. 또한, 적층된 시트들로 이루어진 고정자에서 높은 채움 인자를 달성하기가 어려울 수 있지만, 이는 연자기 분말에 의해 극복될 수 있다. 일 실시예에 따라, 상기 고정자 부분들은 각각 연자기 분말의 하나의 균질성 피스(piece)로서 형성된다. 이러한 고정자 부분들에서 자속은 적층물들의 2차원 형상으로 제한되지 않으며, 고정자 코어를 포화시키지 않으면서 치수들을 감소시키기 위해 3차원 형상의 고정자 부분들을 이용할 수 있다. 일 실시예에 따른 연자기 분말은 최종 고정자 부분들이 적어도 1μΩm의 저항율을 나타낸다면 사용되는 연자기 물질에 따라, 원하는 형상으로 압축 또는 소결될 수 있다. 또한, 다른 실시예에 따른 고정자 부분들의 밀도는 적어도 6500kg/m3일 수 있다. 압축에 의해 고정자 부분들을 형성하기 위해 이용될 수 있는 연자기 분말들의 몇몇 예들로는 스웨덴 s-263 83 Hoganas에 위치한 Hoganas AB의 Somaloy 500, Somaloy 550, 및 Permite 75가 있다.Stator portions 21a-21c and 22a-22c are made of soft magnetic material provided with electrical resistance to reduce the occurrence of eddy currents. To achieve the electrical resistance, the material used may be an electrically insulated soft magnetic powder, a soft magnetic powder representing electrical resistance, or a moldable soft magnetic material representing electrical resistance. In the use of electrically insulated soft magnetic powder, soft magnetic powder representing electrical resistance, or mold soft magnetic material exhibiting electrical resistance, the stator parts produced according to one embodiment may have a stator portion of at least 1 μm in order to satisfactorily reduce the generation of eddy currents. Resistivity should be indicated. It may also be difficult to achieve high filling factors in a stator made of laminated sheets, but this can be overcome by soft magnetic powder. According to one embodiment, the stator portions are each formed as one homogeneous piece of soft magnetic powder. The magnetic flux in these stator parts is not limited to the two-dimensional shape of the stacks, and three-dimensional shaped stator parts can be used to reduce dimensions without saturating the stator core. According to one embodiment, the soft magnetic powder may be compressed or sintered into a desired shape, depending on the soft magnetic material used if the final stator portions exhibit a resistivity of at least 1 μm. In addition, the density of the stator parts according to another embodiment may be at least 6500 kg / m 3 . Some examples of soft magnetic powders that can be used to form stator parts by compression are Somaloy 500, Somaloy 550, and Permite 75 of Hoganas AB, Hoganas, Sweden, s-263 83 Hoganas.
통상적으로, 이동자(14)는 고정자에 대해 이동되는 선형 모터의 일부이므로, 선형 모터(10) 외부에서 명백한 작용들을 형성할 수 있다. 이동자(14)는 고정자(12)에 의해 생성되는 자기장과 상호작용하기 때문에, 고정자(12)에 의해 구동된다. 이동자(14)는 연자기 물질의 튜브(26)를 포함할 수 있다. 상기 연자기 물질은 임의의 품질 및/또는 고정자 코어들(20a-20c)과 연계하여 언급된 타입들일 수 있다. 또한, 다수의 자기 튜브들(28a-28d)은 튜브(26) 위에 장착된다. 각각의 자기 튜브는 방사형으로 향하는 분극 벡터를 갖는 영구 자석이며, 즉 상기 영구 자석의 하나의 극은 외향하게 방사형으로 향하고, 상기 영구 자석의 다른 극은 내향하게 방사형으로 향한다. 예를 들어, 도 1a-1c의 자기 튜브들(28a-28c)은 다음과 같이 배치될 수 있다: 외향하게 향하는 북극과 내향하게 향하는 남극을 갖는 자기 튜브(28a), 외향하게 향하는 남극과 내향하게 향하는 북극을 갖는 자기 튜브(28b), 외향하게 향하는 북극과 내향하게 향하는 남극을 갖는 자기 튜브(28c), 및 외향하게 향하는 남극과 내향하게 향하는 북극을 갖는 자기 튜브(28d). 자기 튜브들(28a-28d)은 통상의 당업자에게 공지된 임의의 방식으로 튜브(26)에 고정될 수 있다. Typically, the mover 14 is part of a linear motor that is moved relative to the stator, so that it can form distinct actions outside the linear motor 10. Since the mover 14 interacts with the magnetic field generated by the stator 12, it is driven by the stator 12. The mover 14 may comprise a tube 26 of soft magnetic material. The soft magnetic material may be of the types mentioned in connection with any quality and / or stator cores 20a-20c. In addition, a plurality of magnetic tubes 28a-28d are mounted on the tube 26. Each magnetic tube is a permanent magnet with a radially directed polarization vector, ie one pole of the permanent magnet faces outward radially and the other pole of the permanent magnet faces inward radially. For example, the magnetic tubes 28a-28c of FIGS. 1A-1C may be arranged as follows: magnetic tube 28a having an outwardly facing north pole and an inwardly facing south pole, outwardly facing south pole and inwardly A magnetic tube 28b having a north pole facing out, a magnetic tube 28c having an outward facing north pole and an inward facing south pole, and a magnetic tube 28d having an outward facing south pole and an inward facing north pole. Magnetic tubes 28a-28d may be secured to tube 26 in any manner known to those skilled in the art.
이동자의 축 길이는 도 1에 나타낸 길이와 상이할 수 있으며, 자기 튜브들의 개수 또한 상이할 수 있다. 자기 튜브들(28a-28d)의 축 길이 및 자기 튜브들(28a-28d)의 개수는 선형 모터(10)가 사용되는 애플리케이션에 따라 가변될 수 있다. 일 실시예에 따라, 각 자기 튜브(28a-28d)의 축 길이(Lm)는 2개의 연속적인 고정자 톱니의 중심 사이의 피치(Lp)의 0.75-1.5일 수 있으며, 즉 관계식 Lm/Lp는 0.75-1.5일 수 있다. 본 애플리케이션의 범주에서, 상기 피치는 2개의 인접 톱니의 중심선들 사이의 축 거리로서 나타낼 수 있다.The axis length of the mover may be different from the length shown in FIG. 1, and the number of magnetic tubes may also be different. The axial length of the magnetic tubes 28a-28d and the number of magnetic tubes 28a-28d can vary depending on the application in which the linear motor 10 is used. According to one embodiment, the axial length L m of each magnetic tube 28a-28d can be 0.75-1.5 of the pitch L p between the centers of two consecutive stator teeth, ie the relation L m / L p may be 0.75-1.5. In the scope of the application, the pitch can be expressed as the axial distance between the centerlines of two adjacent teeth.
도 2a-2b에서 선형 모터의 다른 실시예가 도시된다. 이러한 실시예는 도 1a-1c의 실시예와 유사하며 그 차이점들은 이하에서 설명된다.Another embodiment of a linear motor is shown in FIGS. 2A-2B. This embodiment is similar to the embodiment of FIGS. 1A-1C and the differences are described below.
선형 모터(10)의 고정자(12)는 부가적인 부분으로서 내부 고정자 부분(30)을 포함한다. 내부 고정자 부분(30)은 내부 고정자 부분(30)의 외부 둘레와 고정자 부분들(21a-21c 및 22a-22c)의 내부 둘레 사이에 공간을 유지하면서 고정자 부분들(21a-21c 및 22a-22c) 내부에 위치되는 튜브일 수 있다. 상기 내부 고정자 부분의 기능은 고정자 부분들(21a-21c 및 22a-22c)로 이루어지는 자기 회로의 일부분으로서 작용하는 것이다. 내부 고정자 부분(30)은 전술한 고정자의 나머지 부분과 동일한 기술을 이용함으로써 동일한 연자기 물질로 이루어질 수 있다. 내부 고정자 부분은 고정자 부분들(21a-21c, 및 22a-22c)에 대해 그 위치를 유지하도록 배치된다.The stator 12 of the linear motor 10 includes an internal stator portion 30 as an additional portion. The inner stator portion 30 maintains a space between the outer circumference of the inner stator portion 30 and the inner circumference of the stator portions 21a-21c and 22a-22c while the stator portions 21a-21c and 22a-22c. It may be a tube located therein. The function of the internal stator portion is to act as part of a magnetic circuit consisting of stator portions 21a-21c and 22a-22c. The internal stator portion 30 can be made of the same soft magnetic material by using the same technology as the rest of the stator described above. The inner stator portion is arranged to maintain its position relative to the stator portions 21a-21c and 22a-22c.
또한, 이동자는 도 1a-1c의 이동자와 상이한 설계로 이루어진다. 도 2a-2b의 실시예의 이동자는 자기 튜브들(28a-28d)만으로 이루어진다. 이러한 자기 튜브들은 또한 도 1a-1c의 실시예에서처럼 영구 자석들이고, 도 1a-1c와 연계하여 나타낸 영구 자석들의 분극 벡터들의 방향에 해당하는 방향으로 향하는 분극 벡터들을 갖도록 배치될 수 있다. 이러한 방식으로 상기 이동자는 도 1a-1c의 이동자 보다 더 가볍게 제조될 수 있지만, 결과적으로 이동자가 특히 2개의 자기 튜브들(28a-28d) 사이의 연결부에서 보다 깨지기 쉬워진다. 관계식 Lm/Lp는 도 1a-1c에서 나타낸 실시예와 동일할 수 있다.The mover also has a different design than the mover of FIGS. 1A-1C. The mover of the embodiment of FIGS. 2A-2B consists solely of magnetic tubes 28a-28d. These magnetic tubes are also permanent magnets, as in the embodiment of FIGS. 1A-1C, and may be arranged with polarization vectors facing in the direction corresponding to the polarization vectors of the permanent magnets shown in conjunction with FIGS. 1A-1C. In this way the mover can be made lighter than the mover of FIGS. 1A-1C, but as a result the mover is more prone to breakage, especially at the connection between the two magnetic tubes 28a-28d. The relation L m / L p may be the same as the embodiment shown in FIGS. 1A-1C.
도 3a-3b에서 선형 모터의 또 다른 실시예가 도시된다. 이러한 실시예는 도 1a-1c의 실시예와 유사하고 그 차이점들은 이하에서 설명된다.Another embodiment of a linear motor is shown in FIGS. 3A-3B. This embodiment is similar to the embodiment of FIGS. 1A-1C and the differences are described below.
고정자(12)는 도 1a-1c의 것과 동일할 수 있다. 그러나, 이동자(14)는 연자기 튜브(32a-32d)일 수 있으며, 상기 연자기 튜브(32a-32d)의 섹션들은 영구 자석 링들(34a-34c)로 대체된다. 상기 영구 자석 링들은 영구 자석들의 분극 벡터들이 축상으로 향하도록 연자기 튜브에 배치된다. 이러한 형태의 이동자는 이하에서 보다 상세히 설명된다.Stator 12 may be the same as that of FIGS. 1A-1C. However, the mover 14 may be soft magnetic tubes 32a-32d, and sections of the soft magnetic tubes 32a-32d are replaced with permanent magnet rings 34a-34c. The permanent magnet rings are disposed in the soft magnetic tube such that the polarization vectors of the permanent magnets are axially directed. This type of mover is described in more detail below.
도 1a-1c, 2a-2b, 및 3a-3b의 실시예들에서 3개의 고정자 코어들과 3개의 코일들을 갖는 고정자가 개시된다. 그러나, 고정자 코어들과 코일들의 개수는 더 많거나 더 적을 수 있다. 예를 들어, 도 1a-1c의 고정자는 부가적인 고정자 코어 및 해당 고정자 코일과 함께 연장될 수 있다. 또한, 고정자 코일들의 개수는 도 1a-1c, 2a-2b, 및 3a-3b의 선형 모터로부터 고정자 코어들(20a-20c)과 해당 고정자 코일들을 제거함으로써 감소될 수 있다. In the embodiments of FIGS. 1A-1C, 2A-2B, and 3A-3B, a stator having three stator cores and three coils is disclosed. However, the number of stator cores and coils may be more or less. For example, the stator of FIGS. 1A-1C may extend with additional stator cores and corresponding stator coils. In addition, the number of stator coils can be reduced by removing stator cores 20a-20c and corresponding stator coils from the linear motors of FIGS. 1A-1C, 2A-2B, and 3A-3B.
도 4a-4b에서, 하나의 고정자 코일(18)과 하나의 고정자 코어(20)를 구비한 선형 모터가 도시된다. 상기 도면에서 이동자는 이하에서 보다 상세히 기술되는 도 3a-3b에 도시된 선형 모터의 이동자에 해당하는 이동자이다. 그러나, 상기 이동자는 예를 들어 도 1a-1c 및 2a-2b에 도시된 이동자들 중 하나와 같이 임의의 형태일 수 있다.In FIGS. 4A-4B, a linear motor is shown with one stator coil 18 and one stator core 20. In this figure, the mover is a mover corresponding to the mover of the linear motor shown in Figs. 3A-3B described in more detail below. However, the mover may be in any form such as, for example, one of the movers shown in FIGS. 1A-1C and 2A-2B.
도 5 및 도 6에서 일 실시예에 따른 고정자 코어(20)가 도시된다. 전술한 바와 같이, 고정자 코어(20)는 2개의 분리된 고정자 부분들로서, 제 1 고정자 부분(21) 및 제 2 고정자 부분(22)으로 분할된다. 고정자 코어(20)는 내부 둘레(50), 외부 둘레(52), 및 분할 평면(54)을 갖는다. 상기 내부 둘레는 고정자 코어(20)의 내부 경계를 규정하는 라인으로서 이해되어야 하고, 상기 외부 둘레는 고정자 코어(20)의 외부 경계를 규정하는 라인으로서 이해되어야 한다. 이러한 고정자 코어는 원형 링 형상을 갖는 것으로서 기술될 수도 있다. 상기 도면에서 외부 둘레(52)는 내부 둘레(50)를 둘러싸고 있지만, 고정자 코어(20)가 고정자 코어(20)를 통해 방사형으로 연장되는 갭들을 포함할 수 있으며, 적어도 필수적으로 내부 둘레를 둘러싸는 형태로 내부 둘레를 둘러싸는 외부 둘레를 구비하는 것이 고려될 수 있다. 분할 평면(54)은 고정자 코어를 2개의 고정자 부분들(21, 22)로 분할함으로써 발생되는 평면이다.5 and 6 a stator core 20 is shown according to one embodiment. As described above, the stator core 20 is divided into two separate stator parts, the first stator part 21 and the second stator part 22. The stator core 20 has an inner circumference 50, an outer circumference 52, and a split plane 54. The inner circumference should be understood as a line defining the inner boundary of the stator core 20 and the outer circumference should be understood as a line defining the outer boundary of the stator core 20. Such stator cores may be described as having a circular ring shape. In this figure the outer perimeter 52 surrounds the inner perimeter 50, but the stator core 20 may comprise gaps extending radially through the stator core 20 and at least essentially surrounding the inner perimeter. It may be contemplated to have an outer perimeter that encloses the inner perimeter in the form. The dividing plane 54 is a plane generated by dividing the stator core into two stator parts 21, 22.
또한, 고정자 코어(20)는 적어도 2개의 톱니로서 제 1 톱니(56) 및 제 2 톱니(58), 및 후방 코어(60)를 포함한다. 톱니들(56, 58)은 이동자 주변으로 및 이동자 주변으로부터 자속을 유도하기 위해 내부 둘레(50)를 따라 배치된다. 후방 코어(60)는 제 1 톱니(56) 및 제 2 톱니(58) 사이의 높은 투자율 플럭스 경로를 제공하기 위해 외부 둘레(52)를 따라 배치된다. 도 5 및 도 6에 도시된 실시예에서, 각각의 고정자 부분(21, 22)은 각각 하나의 톱니(56, 58)와 후방 코어(60)의 일부분을 포함한다.The stator core 20 also includes a first tooth 56 and a second tooth 58, and a rear core 60 as at least two teeth. The teeth 56, 58 are disposed along the inner circumference 50 to induce magnetic flux around and from the mover. The rear core 60 is disposed along the outer perimeter 52 to provide a high permeability flux path between the first tooth 56 and the second tooth 58. In the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, each stator portion 21, 22 comprises one tooth 56, 58 and a portion of the rear core 60, respectively.
캐비티의 형태인 슬롯(62)은 고정자 코일을 수용하기 위해 고정자 코어(20) 내부에 배치된다. 따라서, 슬롯은 외부 둘레(52) 및 내부 둘레 사이에 배치되고, 제 1 고정자 부분(21) 및 제 2 고정자 부분(22)에 의해 적어도 부분적으로 규정된다. 따라서, 슬롯(62)은 원형 링 형상을 가질 수도 있다.Slot 62 in the form of a cavity is disposed inside stator core 20 to receive the stator coils. Thus, the slot is disposed between the outer circumference 52 and the inner circumference and is defined at least in part by the first stator portion 21 and the second stator portion 22. Thus, the slot 62 may have a circular ring shape.
고정자 코어(20)의 톱니들(56, 58)은 이들사이에 슬롯 개구(64)를 남겨두면서 서로를 향해 축 방향으로 연장된다. 슬롯 개구(64)는 고정자 코어(20)의 슬롯(62)으로 유도된다.The teeth 56, 58 of the stator core 20 extend axially towards each other, leaving slot openings 64 therebetween. Slot opening 64 is led to slot 62 of stator core 20.
따라서, 고정자 부분들(21, 22) 및 고정자 코어(20)는 도 1a-1c와 연계하여 상술한 특징들을 갖는 연자기 물질로 이루어질 수 있다.Thus, the stator portions 21, 22 and the stator core 20 may be made of soft magnetic material having the features described above in connection with FIGS. 1A-1C.
고정자 코어(20)의 분할 평면(54)은 축상으로 향하는 고정자 코어의 제 1 표면(66) 및 반대 방향으로 축상으로 향하는 고정자 코어의 제 2 표면(68)으로부터 동일한 축상의 거리로 배치될 수 있다. 톱니들(56, 58)이 동일 축상의 거리로 내부 둘레를 따라 축상으로 연장되고 분할 평면(54)이 이전에 언급한 바와 같이 배치되는 경우, 2개의 고정자 부분들은 동일하고 하나의 세트의 제조 툴들이 상기 고정자 부분들을 형성하는데 사용될 수 있다. 따라서, 고정자를 형성하는 초기 비용이 상이한 고정자 부분들(21, 22)을 형성하기 위한 2개의 상이한 세트들의 툴들을 요구하는 고정자에 비해 감소될 수 있다.The dividing plane 54 of the stator core 20 can be arranged at the same axial distance from the first surface 66 of the stator core facing axially and the second surface 68 of the stator core facing axially in the opposite direction. . If the teeth 56, 58 extend axially along the inner circumference with the same axial distance and the dividing plane 54 is arranged as previously mentioned, the two stator parts are the same and one set of manufacturing tools Can be used to form the stator parts. Thus, the initial cost of forming the stator can be reduced compared to the stator requiring two different sets of tools for forming different stator portions 21, 22.
그러나, 분할 평면(54)은 도 5 및 도 6과 상이하게 위치될 수 있다. 고정자 코어(20)를 제 1 고정자 부분(21)과 제 2 고정자 부분(22)으로 분할하는 몇가지 다른 방법들은 도 7a-7c에 도시된다. 이러한 도면들은 고정자 코어를 분할하는 가능한 변형예들의 완전한 모습을 나타내는 것은 아니다. 고정자 코어(20)를 적어도 2개의 고정자 부분들(21, 22)로 분할하는 한가지 이유는 고정자(20)의 슬롯(62)에 코일을 제공하는 방법을 용이하게 하는 것이다. 상술한 바와 같이 고정자(20)를 분할함으로써, 사전-권선된 코일이 사용될 수 있으며, 그 슬롯에 배치되는 코일을 구비한 고정자 코어의 제조는 사전 권선된 코일을 상기 고정자 부분들 중 하나(21 또는 22)에 배치한 다음 초기 고정자 부분(21 또는 22)과 밀착 접촉되도록 다른 고정자 부분(21 또는 22)을 배치함으로써 고정자를 완성하는 것만큼 용이할 수 있다.However, the dividing plane 54 may be located differently from FIGS. 5 and 6. Several other ways of dividing the stator core 20 into the first stator portion 21 and the second stator portion 22 are shown in FIGS. 7A-7C. These figures do not represent the complete view of possible variants of dividing the stator core. One reason for dividing the stator core 20 into at least two stator portions 21, 22 is to facilitate a method of providing a coil to the slot 62 of the stator 20. By dividing the stator 20 as described above, a pre-wound coil can be used, and the manufacture of a stator core with a coil disposed in its slot allows the pre-wound coil to be replaced by one (21 or 21) of the stator parts. By placing another stator portion 21 or 22 in close contact with the initial stator portion 21 or 22 and then as easy as completing the stator.
도 8-9에서 내부 및 외부 둘레 방향에 해당하는 방향으로 인접하게 배치되는 몇몇 섹션들(74a-74b, 75a-75b, 76a-76d, 및 77a-77d)로 분할되는 실시예들을 나타낸다. 적어도 대형 고정자들이 제조될 때 이와 같이 고정자 부분들을 분할하는 것은 장점들을 가질 수 있다.8-9 illustrate embodiments divided into several sections 74a-74b, 75a-75b, 76a-76d, and 77a-77d disposed adjacently in directions corresponding to the inner and outer circumferential directions. Splitting the stator parts in this way can have advantages, at least when large stators are manufactured.
도 10에서, 고정자 코어(20)의 다른 실시예가 도시된다. 이러한 실시예는 이전에 기술된 고정자 코어 실시예들 중 임의의 하나를 기반으로 할 수 있다. 이러한 실시예에서, 각 고정자 톱니(56, 58)의 내부 둘레 표면(50)을 따르는 축 길이는 가변될 수 있다. 상기 도면에서, 톱니(56, 58)의 이러한 축 길이는 길이 Lmax 내지 길이 Lmin로 가별될 수 있으며, 내부 둘레(70)의 원주 길이를 따라 톱니(56, 58)의 축 길이를 고려할 때 다시 Lmax로 가변될 수 있다. 이러한 변화는 선형적일 수 있다. 슬롯 개구(64)는 내부 둘레(70)를 따르는 위치와 무관하게 동일한 축 거리로 연장될 수 있으며, 이는 하나의 고정자 부분의 톱니의 축 연장이 다른 톱니의 축 연장이 Lmin인 둘레의 동일 위치에서 Lmax가 되도록 고정자 부분들을 배치함으로써 달성될 수 있다.In FIG. 10, another embodiment of a stator core 20 is shown. Such an embodiment may be based on any one of the stator core embodiments previously described. In this embodiment, the axial length along the inner circumferential surface 50 of each stator tooth 56, 58 may vary. In this figure, this axial length of the teeth 56, 58 can be separated by the length L max to the length L min , taking into account the axial length of the teeth 56, 58 along the circumferential length of the inner circumference 70. Can be changed back to L max . This change can be linear. The slot opening 64 can extend at the same axial distance irrespective of the position along the inner circumference 70, which means that the axial extension of the teeth of one stator portion is the same position around the axial extension of the other teeth L min . It can be achieved by placing the stator parts to be L max at.
상기 톱니의 가변 축 길이의 도입은 회전식 모터들에 도입된 비틀림(skew)과 유사하다. 비틀림은 회전식 모터들과 연계하여 사용될 때 전기적 각도에 의해 축 방향으로부터 떨어진 슬롯의 "트위스트" 각도를 지칭한다. 대부분의 경우들에서 비틀림은 회전자의 특징으로서, 이에 관해 M.G. Say, "Alternating Current Machines", 5th ed., Longman Scientific & Technical, 1983, (ISBN 0-582-98875-6), page 106을 참조한다. 따라서, 톱니(56, 58)의 가변 축 길이를 도입함으로써 선형 모터의 힘 변동(ripple)이 감소될 수 있다.The introduction of the variable shaft length of the teeth is similar to the skew introduced in rotary motors. Torsion when used in conjunction with rotary motors refers to the "twist" angle of the slot away from the axial direction by an electrical angle. In most cases the torsion is characteristic of the rotor, in this regard M.G. See, Say, "Alternating Current Machines", 5th ed., Longman Scientific & Technical, 1983, (ISBN 0-582-98875-6), page 106. Thus, the force ripple of the linear motor can be reduced by introducing variable shaft lengths of the teeth 56, 58.
도 11에서 고정자 코어(20)의 다른 실시예가 도시된다. 이러한 실시예는 이전에 언급된 고정자 코어 실시예들 중 임의의 하나를 기반으로 할 수 있다. 이러한 실시예에서 톱니(56, 58)의 축 길이는 톱니(56, 58)가 서로 접촉되도록 연장된다. 상기 연장된 부분은 톱니(56, 또는 58)의 나머지 부분에 대해 반경 방향으로 좁아지기 때문에, 돌출부(72)를 형성한다. 돌출부(72)는 돌출부(72)가 플럭스 포화에 도달하는 반경 방향으로 좁아져야 하므로, 돌출부(72)의 경로를 통해 흐르는 작은 양의 누출 플럭스를 나타낸다. 부가적으로, 돌출부(72)는 상기 돌출부가 서로 밀착 접속되게 2개의 고정자 부분들(21, 22)을 배치할 때 보완 지지부로서 작용할 수 있는 반경 방향으로 넓어질 수 있다.Another embodiment of the stator core 20 is shown in FIG. 11. Such an embodiment may be based on any one of the stator core embodiments previously mentioned. In this embodiment the axial length of the teeth 56, 58 extends so that the teeth 56, 58 contact each other. The extended portion narrows radially with respect to the remaining portion of the tooth 56, or 58, thereby forming a protrusion 72. The protrusion 72 exhibits a small amount of leak flux flowing through the path of the protrusion 72 because the protrusion 72 must be narrowed in the radial direction where the protrusion 72 reaches flux saturation. In addition, the protrusions 72 can be widened in the radial direction, which can act as a complementary support when placing the two stator parts 21, 22 such that the protrusions are in close contact with each other.
예를 들어, 도 4a-4b에 도시된 것과 같은 단일 고정자 코일을 갖는 선형 모터를 제조하기 위해, 상술한 고정자 코어들 중 임의의 하나가 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 1a-1c, 2a-2b, 및 3a-3b에 도시된 것들과 같은 다수의 고정자 코일들을 갖는 선형 모터를 제조하기 위해, 다수의 전술한 고정자 코어들이 서로 인접하게 배치될 수 있다. 상기한 고정자들, 즉 상기 고정자 코어들이 서로 인접하게 배치되는 고정자들에서, 2개의 인접 고정자 코어들의 인접 톱니는 자속 관점에서 하나의 단일 톱니로 보여질 수 있다. 따라서, 이러한 "자기(magnetic)" 톱니의 중심은 이러한 고정자들의 피치를 결정할 때 사용되어야 한다. 이러한 설계들에서, 2개의 상이한 고정자 코어들로부터 연자기 물질을 포함하는 자기 톱니는 풀 톱니(full tooth)로 지칭될 수 있으며, 고정자의 각 단부에서 각각의 자기 톱니는 하나의 고정자 코어로부터의 연자기 물질만을 포함하고 하프 톱니(half tooth)로 지칭될 수 있다. 부가적으로, 다수의 코일들을 갖는 선형 모터를 위한 고정자(12)는 도 12에 도시된 바와 같이 설계될 수도 있다.For example, any one of the stator cores described above may be used to produce a linear motor having a single stator coil as shown in FIGS. 4A-4B. For example, in order to manufacture a linear motor having a plurality of stator coils such as those shown in FIGS. 1A-1C, 2A-2B, and 3A-3B, a plurality of aforementioned stator cores may be arranged adjacent to each other. . In the stators, ie stators in which the stator cores are arranged adjacent to each other, the adjacent teeth of two adjacent stator cores can be seen as one single tooth in terms of magnetic flux. Therefore, the center of these "magnetic" teeth should be used when determining the pitch of these stators. In such designs, magnetic teeth comprising soft magnetic material from two different stator cores may be referred to as full teeth, with each magnetic tooth at each end of the stator being connected from one stator core. It contains only magnetic material and may be referred to as a half tooth. In addition, a stator 12 for a linear motor with multiple coils may be designed as shown in FIG. 12.
도 12는 2개의 고정자 코일들(미도시)에 대한 고정자(12)의 실시예의 개념도이다. 고정자 코어들이 분리되어 서로 인접하게 배치되는 상술한 바와 같은 고정자 코어들을 포함하는 고정자와의 차이점은 본 실시예가 중간 부분(80)을 포함한다는 것이다. 중간 부분(80)은 일체로 형성되고, 도 6에서 기술된 단일 고정자 코어의 제 2 톱니(58)에 해당하는 톱니(82), 및 상기 첫 번째 단일 고정자 코어와 밀착 접촉되게 배치되는 다른 단일 고정자 코어의 제 1 톱니(56)에 해당하는 톱니(84)를 포함한다. 따라서, 상기 중간 부분(80)은 제 1 고정자 슬롯(86) 및 제 2 고정자 슬롯(88)을 부분적으로 규정한다. 이러한 중간 부분(80)은 2 이상의 개수의 고정자 코일들을 포함하는 고정자들(12)을 형성하기 위해 사용될 수도 있다.12 is a conceptual diagram of an embodiment of a stator 12 for two stator coils (not shown). The difference from the stator comprising the stator cores as described above, in which the stator cores are separated and placed adjacent to each other, is that the present embodiment comprises an intermediate portion 80. The intermediate portion 80 is formed integrally with the teeth 82 corresponding to the second teeth 58 of the single stator core described in FIG. 6, and another single stator arranged in intimate contact with the first single stator core. Tooth 84 corresponding to the first tooth 56 of the core. Thus, the intermediate portion 80 partially defines the first stator slot 86 and the second stator slot 88. This intermediate portion 80 may be used to form the stators 12 comprising two or more numbers of stator coils.
도 13a-13c에서 도 3a-3b의 선형 모터에 나타낸 이동자의 일 실시예에 해당하는 이동자(14)가 도시된다. 상기 이동자는 즉 도 1a-1c와 연계하여 기술된 물질들 중 하나인 연자기 물질의 연자기 섹션들(32a-32d), 및 영구 자석 섹션들(34a-34c)을 포함할 수 있다. 영구 자석 섹션들(34a-34c)은 본질적으로 이동자(14)의 내부 표면(102)에서 외부 표면(104)으로 연장될 수 있으며 이동자(14)의 원둘레를 따라 연속적으로 연장될 수 있다. 연자기 섹션들(32a-32d)로 자속을 전달하기 위해, 영구 자석 섹션들(34a-34c)은 연자기 섹션들(32a-32d)과 밀착 접촉되게 배치될 수 있다. 영구 자석 섹션들(34a-34c)은 고정자에 대향하는 이동자의 표면을 지나가도록 연장되어서는 안된다. 또한, 상기 영구 자석 섹션들이 고정자에 대향하는 상기 표면과 동일 평면으로 배치될 필요는 없지만, 상기 표면에 도달하기 직전에 종단될 수 있다. 상기 축 방향에서 영구 자석은 연자기 섹션들(32a-32d) 보다 더 짧아질 수 있다. 13a-13c a mover 14 is shown that corresponds to one embodiment of the mover shown in the linear motor of FIGS. 3a-3b. The mover may comprise soft magnetic sections 32a-32d of soft magnetic material, namely one of the materials described in connection with FIGS. 1A-1C, and permanent magnet sections 34a-34c. The permanent magnet sections 34a-34c may extend essentially from the inner surface 102 of the mover 14 to the outer surface 104 and may extend continuously along the circumference of the mover 14. In order to transfer the magnetic flux to the soft magnetic sections 32a-32d, the permanent magnet sections 34a-34c may be arranged in intimate contact with the soft magnetic sections 32a-32d. The permanent magnet sections 34a-34c should not extend past the surface of the mover opposite the stator. Furthermore, the permanent magnet sections need not be coplanar with the surface opposite the stator, but can be terminated just before reaching the surface. The permanent magnet in this axial direction can be shorter than the soft magnetic sections 32a-32d.
영구 자석들(34a-34c)은 축 방향으로 대향하는 N극 및 S극으로 배치된다. 또한, 영구 자석 섹션들(34a-34c)은 예를 들어, 영구 자석 섹션(34b)과 같은 영구 자석 섹션의 북극 N이 영구 자석 섹션(34c)과 같은 인접 영구 자석 섹션의 북극 N과 대향하도록 배치된다. 따라서, 영구 자석 섹션의 남극 S는 영구 자석 섹션들(34a, 34b)와 같은 인접 영구 자석 섹션의 남극에 대향한다. 이것은 연자기 섹션들(32a-32d)이 방사형으로 향하는 분극 벡터를 갖는 자석들로서 작용할 수 있도록 한다.The permanent magnets 34a-34c are arranged with the N poles and the S poles facing in the axial direction. Further, the permanent magnet sections 34a-34c are arranged such that, for example, the north pole N of the permanent magnet section such as the permanent magnet section 34b faces the north pole N of the adjacent permanent magnet section such as the permanent magnet section 34c. do. Thus, the south pole S of the permanent magnet section opposes the south pole of adjacent permanent magnet sections, such as the permanent magnet sections 34a, 34b. This allows the soft magnetic sections 32a-32d to act as magnets with radially directed polarization vectors.
또한, 상기 영구 자석들은 축 방향으로 더 짧게 형성될 수 있으며, 즉 자석의 이동자 내부 표면에서 외부 표면으로 축 길이와 반경 길이 사이의 비율, La/Lr이 도 1a-1c의 선형 모터들의 이동자들에서 영구 자석들에 대한 해당 비율 보다 더 작을 수 있다. 따라서, 더 작은 La/Lr 값을 갖는 영구 자석들을 제조하는 것이 보다 쉽기 때문에 영구 자석들의 제조가 용이해진다. 이와 같이 설계될 때 이동자 또한 보다 강력(robust)해진다.Further, the permanent magnets may be formed shorter in the axial direction, that is, the ratio between the axial length and the radial length from the inner surface of the magnet to the outer surface of the magnet, L a / L r is the mover of the linear motors of FIGS. 1A-1C. Can be smaller than the corresponding ratio for permanent magnets. Thus, the manufacture of permanent magnets is facilitated because it is easier to manufacture permanent magnets with smaller L a / L r values. When designed in this way, the mover is also more robust.
그러나, 이동자는 그루브들이 자석들을 수용하도록 배치되는 튜브일 수도 있다. 이러한 실시예에서, 그루브들은 고정자에 대향하도록 배치되고, 이에 따라 상기 그루브에 수용되어 상기 고정자로부터 멀어지는 자석의 일부분은 상기 튜브의 물질에 대향한다. 상기한 이동자의 다른 특징들은 이동자의 다른 실시예들의 특징들과 적어도 일치할 수 있다.However, the mover may be a tube in which grooves are arranged to receive the magnets. In this embodiment, the grooves are arranged opposite the stator, so that a portion of the magnet received in the groove and away from the stator faces the material of the tube. The other features of the mover described above can at least match the features of other embodiments of the mover.
일 실시예에 따른 선형 모터를 위한 이동자는 연자기 물질의 적어도 하나의 섹션과 적어도 하나의 영구 자석을 포함할 수 있으며, 상기 연자기 물질의 적어도 하나의 섹션과 상기 적어도 하나의 영구 자석은 이동자의 축 방향으로 정렬되고, 상기 적어도 하나의 영구 자석의 분극 벡터는 축상으로 향한다.A mover for a linear motor according to one embodiment may comprise at least one section of soft magnetic material and at least one permanent magnet, wherein the at least one section of soft magnetic material and the at least one permanent magnet may comprise Axially aligned, the polarization vector of the at least one permanent magnet is directed axially.
또한, 상기 연자기 물질로 이루어진 이동자의 섹션은 연자기 분말로 이루어질 수 있다.In addition, the section of the mover made of the soft magnetic material may be made of soft magnetic powder.
다른 실시예에 따른 상기 이동자는 적어도 2개의 영구 자석들로서, 상기 축 방향으로 정렬되는 제 1 영구 자석과 제 2 영구 자석을 포함할 수 있으며, 상기 적어도 2개의 영구 자석들의 축 중심 사이의 거리는 각각의 예상 고정자 피치의 0.75-1.5배이다.According to another embodiment, the mover is at least two permanent magnets, and may include a first permanent magnet and a second permanent magnet aligned in the axial direction, wherein a distance between the axial centers of the at least two permanent magnets 0.75-1.5 times the expected stator pitch.
이전의 실시예와 더불어, 상기 영구 자석들은 어떠한 다른 영구 자석이 제 2 영구 자석보다 제 1 영구 자석에 더 근접하게 배치되지 않도록 배치될 수 있다.In addition to the previous embodiment, the permanent magnets may be arranged such that no other permanent magnet is disposed closer to the first permanent magnet than the second permanent magnet.
또 다른 실시예에 따른 이동자는 튜브형일 수 있다.According to yet another embodiment the mover may be tubular.
추가적인 실시예에 따른 상기 연자기 물질의 적어도 하나의 섹션에는 단부 표면을 갖는 적어도 제 1 축 단부가 제공되며, 상기 적어도 하나의 영구 자석은 상기 제 1 축 단부의 전체 단부 표면과 본질적으로 접촉되도록 배치된다.According to a further embodiment at least one section of the soft magnetic material is provided with at least a first axial end having an end surface, wherein the at least one permanent magnet is arranged in intimate contact with the entire end surface of the first axial end. do.
다른 실시예에 따른 상기 적어도 하나의 영구 자석의 원둘레 및 축상으로 연장되는 표면은 의도된 고정자에 대향하도록 배치되는 이동자의 원둘레 및 축상으로 연장되는 표면과 본질적으로 동일 평면으로 배치된다.The circumferentially and axially extending surfaces of the at least one permanent magnet according to another embodiment are arranged essentially coplanar with the circumferentially and axially extending surfaces of the mover which are arranged opposite the intended stator.
일 실시예에 따라, 본 명세서의 임의의 실시예들에 기술된 선형 모터는 전술한 이동자 실시예들 중 임의의 하나에 따른 이동자를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the linear motor described in any of the embodiments herein may comprise a mover according to any one of the above-described mover embodiments.
고정자(12)와 이동자(14)의 반경 섹션의 형상은 원형일 필요는 없다. 몇몇 애플리케이션들에서, 다른 형상의 반경 섹션이 보다 최적일 수 있다. 도 14에서, 2개의 고정자 부분들(21, 22)을 포함하는 삼각형 고정자 코어(20)가 도시된다. 상기 고정자 코어는 삼각형 링으로서 기술될 수도 있다. 이러한 고정자 코어(20)는 전술한 고정자들 중 임의의 하나와 동일한 방식으로 제조 및/또는 배치될 수 있다. 상기 고정자 코어에 배치되는 고정자 코일은 반경 섹션의 형상과 무관하게 사전-권선될 수 있다. 상기 삼각형 고정자 코어가 제공되는 선형 모터의 이동자도 최상의 성능을 위해 이러한 삼각형으로 형성되어야 할 수 있다. 고정자 및/또는 이동자의 반경 섹션의 형상은 거의 임의의 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 타원형, 사각형, 별-모양, 2개의 원들이 함께 결합된 형상으로서 숫자 8과 같은 형상 등일 수 있으며, 그 가능성들은 무한하다. 기묘하고 통상 난해한 형상들의 고정자들 및 이동자들의 제조는 상술한 바와 같은 전류들에 대한 양호한 자속 투자율 및 저항의 특성들을 적어도 갖는 연자기 분말 또는 주형 물질에 의해 형성될 수 있다.The shape of the radial sections of the stator 12 and the mover 14 need not be circular. In some applications, other shaped radial sections may be more optimal. In FIG. 14, a triangular stator core 20 is shown comprising two stator parts 21, 22. The stator core may be described as a triangular ring. Such stator core 20 may be manufactured and / or arranged in the same manner as any one of the stators described above. The stator coils disposed in the stator cores may be pre-wound regardless of the shape of the radial section. The mover of a linear motor provided with the triangular stator core may also have to be formed into such a triangle for best performance. The shape of the radial section of the stator and / or the mover can take almost any shape. For example, oval, square, star-shaped, two circles joined together, such as the number 8, etc., and the possibilities are endless. The manufacture of stators and movers of strange and usually difficult shapes can be formed by soft magnetic powder or mold material having at least the properties of good magnetic flux permeability and resistance to currents as described above.
도 15a-15b에서 선형 모터의 다른 실시예가 도시된다. 선형 모터의 이러한 실시예는 도 1a-1c, 2a-2b, 및 3a-3b와 연계하여 기술된 선형 모터들과 같이, 고정자(112) 및 이동자(114)를 포함한다. 그러나, 이러한 실시예에서 고정자(112)는 이동자(114)내에 위치되고, 즉 이동자(114)는 본질적으로 고정자(112)를 둘러싼다. 고정자(112)는 다수의 고정자 코일들을 포함할 수 있으며, 본 도면의 실시예는 3개의 고정자 코일들(118a-118c)을 포함한다. 그러나, 이러한 형태의 선형 모터는 단지 하나의 고정자 코일로 배치될 수도 있다.Another embodiment of a linear motor is shown in FIGS. 15A-15B. This embodiment of a linear motor includes a stator 112 and a mover 114, such as the linear motors described in connection with FIGS. 1A-1C, 2A-2B, and 3A-3B. However, in this embodiment the stator 112 is located within the mover 114, ie the mover 114 essentially surrounds the stator 112. The stator 112 may include a plurality of stator coils, and the embodiment of this figure includes three stator coils 118a-118c. However, this type of linear motor may be arranged with only one stator coil.
고정자(112)의 고정자 코어들(120a-120c)은 상술한 외부 고정자 코어들과 같은 방식으로 제 1 고정자 부분(121a-121c) 및 제 2 고정자 부분(122a-122c)으로 분할될 수도 있다. 도 1-3의 선형 모터들의 고정자들과 본 실시예의 선형 모터의 하나의 큰 차이점은 고정자 코어들(120a-120c)의 톱니(156a-156c, 158a-158c)가 이동자(114)와의 자기적 상호작용을 가능하게 하기 위해 고정자(112)의 외부 둘레(150)를 따라 배치된다는 점이다.Stator cores 120a-120c of stator 112 may be divided into first stator portions 121a-121c and second stator portions 122a-122c in the same manner as the external stator cores described above. One major difference between the stators of the linear motors of FIGS. 1-3 and the linear motor of this embodiment is that the teeth 156a-156c, 158a-158c of the stator cores 120a-120c are magnetically mutual with the mover 114. It is arranged along the outer periphery 150 of the stator 112 to enable the action.
또한, 고정자 코어들(120a-120c)은 내부 이동자 대신에 외부 이동자(114)와의 자기적 상호작용을 가능하게 하기 위해 요구되는 구조적 차이점들을 가지면서, 상술한 외부 고정자 코어들과 유사한 방식으로 설계될 수 있다. 따라서, 도 10의 실시예와 유사하게 축 톱니 길이를 가변시키고 도 11의 실시예의 돌출부들과 유사한 톱니 돌출부들을 갖도록 설계될 수 있다. 따라서, 이전에 기술된 외부 고정자 코어들의 특징들은 이러한 내부 고정자 코어들(120a-120c)에 적용할 수 있다.In addition, the stator cores 120a-120c may be designed in a manner similar to the external stator cores described above, with the structural differences required to enable magnetic interaction with the external mover 114 instead of the internal mover. Can be. Thus, it can be designed to vary the axial tooth length and to have tooth projections similar to those of the embodiment of FIG. 11 similar to the embodiment of FIG. 10. Thus, the features of the external stator cores described previously can apply to these internal stator cores 120a-120c.
도시된 실시예에서, 고정자(112)는 고정자 코어들(120a-120c)의 중심에서 축상의 홀을 규정하는 내부 둘레(152)를 포함한다. 다른 실시예에서, 이러한 홀이 제공되지 않을 수 있으며, 즉 각각의 고정자 코어(120a-120c)의 중심이 고정자 코어의 나머지 부분과 동일한 연자기 물질의 고체일 수 있다.In the illustrated embodiment, the stator 112 includes an inner perimeter 152 that defines an axial hole in the center of the stator cores 120a-120c. In other embodiments, such holes may not be provided, ie the center of each stator core 120a-120c may be a solid of a soft magnetic material that is the same as the rest of the stator core.
이동자(114)는 영구 자석들(128a-128d)이 연자기 튜브(126)의 내부상에 배치된다는 차이점을 가지면서 도 1a-1c의 이동자와 유사한 방식으로 형성된다. 이동자(114)는 도 13a-13b에 기술된 형태일 수도 있으며, 이러한 이동자는 설계상의 임의의 변화들 없이 사용될 수 있다.The mover 114 is formed in a manner similar to the mover of FIGS. 1A-1C with the difference that permanent magnets 128a-128d are disposed on the interior of the soft magnetic tube 126. The mover 114 may be in the form described in FIGS. 13A-13B, which may be used without any changes in design.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101242468B1 (en) * | 2011-10-12 | 2013-03-12 | 한국철도기술연구원 | Core for tubular permanent magnet actuator and tubular permanent magnet actuator using the same |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100748979B1 (en) * | 2005-05-17 | 2007-08-13 | 엘지전자 주식회사 | Stator of Linear motor |
| DE112006002553T5 (en) * | 2005-09-21 | 2008-08-21 | Ricardo Uk Ltd., Shoreham-By-Sea | Linear actuator |
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| NL2003653C2 (en) * | 2009-10-16 | 2011-04-19 | Brainct Noord B V | Lineair actuator, device and method therefor. |
| KR101081516B1 (en) * | 2010-02-02 | 2011-11-10 | 미래산업 주식회사 | Mover of Linear Motor, Method for Manufacturing thereof, and Linear Motor having the same |
| CN101997388A (en) * | 2010-09-21 | 2011-03-30 | 佛山市顺德区精艺动力科技有限公司 | Primary magnetic conduction structure of linear motor |
| CN102510145B (en) * | 2011-11-03 | 2014-01-15 | 中国石油天然气股份有限公司 | Component force type rotor of underground cylindrical linear motor |
| FR2986923B1 (en) * | 2012-02-15 | 2014-10-31 | Moving Magnet Tech | COMPACT DIRECT DRIVE ACTUATOR GENERATING CONSTANT FORCE |
| TWI484724B (en) * | 2012-07-27 | 2015-05-11 | Chieftek Prec Co Ltd | A coil unit and coil assembly for non-ferrite core linear motor |
| TWI525962B (en) | 2014-12-05 | 2016-03-11 | 財團法人工業技術研究院 | Outer-rotor permanent magnet brushless motor |
| JP2017060288A (en) * | 2015-09-16 | 2017-03-23 | Ｋｙｂ株式会社 | Linear motor, linear actuator therewith, and method of manufacturing linear motor |
| CN106685174B (en) * | 2016-08-11 | 2019-07-19 | 邢台旭力机电科技有限公司 | A kind of humorous bat electric linear percussion mechanism |
| CN112335161B (en) * | 2018-06-18 | 2021-10-29 | 三菱电机株式会社 | Linear motor holder, linear motor, and linear motor system |
| CN111009978A (en) * | 2019-12-18 | 2020-04-14 | 安徽德科电气科技有限公司 | Single-phase generator for illumination |
| KR102466986B1 (en) * | 2020-03-27 | 2022-11-11 | 엘지전자 주식회사 | Linear motor and a linear compressor using the same |
| CN114200663B (en) * | 2021-10-19 | 2023-04-28 | 江南大学 | Novel high efficiency voice coil driver of structure and deformable mirror |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH10323008A (en) * | 1997-05-14 | 1998-12-04 | Minolta Co Ltd | Shaft-type linear motor |
| JPH10164806A (en) * | 1996-11-26 | 1998-06-19 | Okuma Mach Works Ltd | Reluctance motor |
| EP1020013B1 (en) | 1997-10-04 | 2004-04-28 | Z & D Limited | Linear motor compressor |
| EP0915553B1 (en) * | 1997-11-10 | 2006-02-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Linear motor |
| KR100301480B1 (en) * | 1998-07-13 | 2001-09-06 | 구자홍 | Stator core for linear motor and stator manufacturing method using same |
| JP3428486B2 (en) * | 1999-03-11 | 2003-07-22 | 三菱電機株式会社 | Linear motor |
| SE519302C2 (en) * | 1999-05-11 | 2003-02-11 | Hoeganaes Ab | Stator core with teeth made of soft magnetic powder material and stator assembly |
| CA2374351A1 (en) * | 1999-06-21 | 2000-12-28 | Fisher & Paykel Limited | Linear motor |
| JP2001352747A (en) * | 2000-06-09 | 2001-12-21 | Aida Eng Ltd | Linear motor and press molding machine using the same as drive source |
| US7049925B2 (en) * | 2000-09-26 | 2006-05-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Linear actuator |
| KR100374837B1 (en) * | 2001-02-02 | 2003-03-04 | 엘지전자 주식회사 | Stator for linear motor |
| JP2002305865A (en) * | 2001-03-30 | 2002-10-18 | Sanyo Denki Co Ltd | Cylindrical laminated core unit and cylindrical laminated core |
| KR100477111B1 (en) * | 2002-02-01 | 2005-03-17 | 삼성전자주식회사 | Linear compressor |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101242468B1 (en) * | 2011-10-12 | 2013-03-12 | 한국철도기술연구원 | Core for tubular permanent magnet actuator and tubular permanent magnet actuator using the same |
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