KR20090019627A - Brushless direct current motor - Google Patents

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Abstract

A brushless DC motor is provided to improve performance of a motor and to control easily the motor by preventing distortion of a maximum value and a minimum value of an induced voltage. A stator(110) includes a plurality of slots(113) and teeth. A rotator core(120) includes a magnet burial hole(121) and a flux leakage prevention hole(140). A permanent magnet(123) is buried into the magnet burial hole. The flux leakage prevention hole has an outer leakage prevention hole circumference separated along an outer circumference of the rotator core. A bent hole(150) is formed at the outer leakage prevention hole circumference toward the inside of the rotator core.

Description

브러시리스 직류 모터{BRUSHLESS DIRECT CURRENT MOTOR}Brushless DC Motors {BRUSHLESS DIRECT CURRENT MOTOR}
본 발명은 브러시리스 직류 모터에 관한 것으로, 자속누설방치홀의 구조를 개선한 브러시리스 직류 모터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless DC motor, and more particularly, to a brushless DC motor having an improved structure of a magnetic flux leakage hole.
일반적으로 구동장치는 가전기기와 산업기기 등을 생산하는 전 산업분야에 걸쳐 다양하게 사용되고 있다. 이러한 구동장치의 대표적인 것이 전기에 의해 구동되는 전동모터이다. In general, the driving device is used in various fields throughout the industrial field for producing home appliances and industrial equipment. Representative of such a drive device is an electric motor driven by electricity.
전동모터는 사용하고자 하는 목적에 따라 여러 종류로 구분된다. 그 중에서도 특히 브러시리스 직류 모터(Brushless Direct Current Motor)는 정류자와 브러시라는 기계적 접촉부가 없으며, 부피와 무게를 작게 할 수 있고 속도 제어를 용이하게 할 수 있다는 특징을 갖는다. 이에, 전기적, 기계적 마모 및 노이즈가 발생하지 않을 뿐만 아니라, 브러시가 있는 모터보다 상대적으로 수명이 길다는 장점이 있어 그 사용범위가 확대되고 있다.Electric motors are classified into various types according to their intended purpose. In particular, the brushless direct current motor has no mechanical contact parts such as a commutator and a brush, and has a feature of reducing volume and weight and facilitating speed control. Therefore, electrical and mechanical wear and noise do not occur, as well as the advantage that the relative life is longer than the brushed motor has been extended its use range.
종래의 브러시리스 직류 모터는 고정자와; 고정자의 내측에 마련되며, 자석매립홀이 형성된 회전자코어와; 자석매립홀에 매립되는 영구자석과; 회전자코어의 양측면에 리벳 결합되는 상, 하부 커버 플레이트를 포함하여 구성된다. The conventional brushless DC motor includes a stator; A rotor core provided inside the stator and having a magnet buried hole; A permanent magnet embedded in the magnet buried hole; The upper and lower cover plates are riveted to both sides of the rotor core.
그런데, 종래 기술은 자석매립홀의 양측 단부에는 영구자석에서 발생되는 자속의 누설을 방지하기 위해 형성된 자속누설방지홀은 누설되는 자속을 효율적으로 방지하지 못하는 문제점을 갖는다.However, the prior art has a problem that the magnetic flux leakage prevention hole formed to prevent the leakage of the magnetic flux generated in the permanent magnet at both ends of the magnet buried hole does not effectively prevent the leakage magnetic flux.
따라서, 본 발명의 목적은, 유기 전압의 최대값, 최소값 부근의 왜곡을 예방할 수 있는 브러시리스 직류 모터를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a brushless DC motor capable of preventing distortion near the maximum value and the minimum value of the induced voltage.
또한, 본 발명의 목적은, 모터의 성능을 향상시키고, 제어를 유리하게 가져갈 수 있는 브러시리스 직류 모터를 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a brushless DC motor which can improve the performance of the motor and advantageously take control.
본 발명의 목적은, 복수의 슬롯과 티스(teeth)가 형성된 고정자와; 상기 고정자의 내측에 마련되며, 자석매립홀과 자속누설방지홀이 형성된 회전자코어와; 상기 자석매립홀에 매립되는 영구자석을 포함하는 브러시리스 직류 모터에 있어서, 상기 자속누설방지홀은, 상기 회전자코어의 외주연을 따라 이격된 누설방지홀 외주연을 가지며, 상기 누설방지홀 외주연에서 상기 회전자코어의 내부를 향하여 절곡된 절곡홀이 형성된 것을 특징으로 하는 브러시리스 직류 모터에 의해 달성된다.An object of the present invention, the stator formed with a plurality of slots and teeth (teeth); A rotor core provided inside the stator and having a magnet buried hole and a magnetic flux leakage preventing hole; In the brushless DC motor including a permanent magnet embedded in the magnet buried hole, the magnetic flux leakage prevention hole has an outer peripheral edge of the leakage preventing hole spaced along the outer circumference of the rotor core, outside the leakage preventing hole It is achieved by a brushless direct current motor, characterized in that a bending hole bent toward the inside of the rotor core at the peripheral edge is formed.
상기 자속누설방지홈은 상기 경사부와 연통되는 누설홀 본체를 더 포함하며, 상기 절곡홀은, 상기 누설홀 본체의 일측 단부와 연통되며, 상기 누설방지홀 외주연에서 상기 회전자코어의 내부를 향하여 절곡되기 시작하는 절곡부와; 상기 절곡부에서 상기 회전자코어의 내부를 향하여 경사진 경사부와; 상기 경사부의 끝단을 형성하는 단부를 포함하는 것이 바람직하다.The magnetic flux leakage preventing groove further includes a leakage hole body communicating with the inclined portion, wherein the bending hole communicates with one end of the leakage hole body, and the inside of the rotor core is formed at an outer circumference of the leakage preventing hole. A bend that starts to bend toward; An inclined portion inclined toward the inside of the rotor core at the bent portion; It is preferred to include an end forming the end of the inclined portion.
상기 절곡부는 상기 자석매립홀의 중심방향으로 절곡되는 것이 바람직하다.Preferably, the bent portion is bent in the center direction of the magnet buried hole.
상기 절곡홀은 상기 자석매립홀의 중심과 상기 회전자코어의 중심이 이루는 선에 대해 상기 절곡홀과 이웃하는 다른 절곡홀과 대향되게 배치된 것이 바람직하다.The bending hole may be disposed to face another bending hole adjacent to the bending hole with respect to a line formed between the center of the magnet buried hole and the center of the rotor core.
상기 단부는, 상기 회전자코어의 중심과, 하기 식에 의해 구해진 티스의 개수(X)의 각 외측 끝단이 이루는 제1각도와, 상기 제1각도를 초과하여 이웃한 양 티스의 중간 지점과, 상기 회전자코어의 중심이 이루는 제2각도 사이에 배치된 것이 바람직하다.The end is a first angle formed by the center of the rotor core and each outer end of the number X of teeth obtained by the following equation, an intermediate point of both teeth adjacent to the first angle, It is preferably disposed between the second angle formed by the center of the rotor core.
티스의 개수(X) = 고정자 총슬롯수 / (회전자 극수*전원수)Number of teeth (X) = total number of stator slots / (number of rotor poles * power)
상기 경사부와 상기 단부가 만나는 끝점은, 상기 누설방지홀 외주연이 연장된 선과 상기 제1각도를 이루는 가까운 선과 만나는 점과, 상기 절곡부에서 상기 자석매립홀 단면의 길이방향으로 평행하게 연장한 선 사이에 배치된 것이 바람직하다.The end point where the inclined portion and the end meet, a point that meets the line extending the outer circumference of the leak-proof hole and the close line forming the first angle, and extending in parallel in the longitudinal direction of the cross section of the magnet buried hole in the bent portion It is preferred to be arranged between the lines.
상기 평행홀의 절곡부는, 상기 제2각도와, 상기 회전자코어의 중심에서 연장되어 상기 제2각도의 외측으로 이웃하는 한 쌍의 티스를 이등분하는 선이 이루는 제3각도 사이에 배치된 것이 바람직하다.Preferably, the bent portion of the parallel hole is disposed between the second angle and a third angle formed by a line extending from the center of the rotor core and dividing a pair of teeth adjacent to the outside of the second angle. .
상기 자석매립홀은 장방형의 단면 형상을 포함하며, 그 단부가 서로 일정 간격으로 이격된 상태로 상기 회전축을 둘러싸도록 배치된 것이 바람직하다.The magnet buried hole has a rectangular cross-sectional shape, it is preferable that the end portion is arranged to surround the rotating shaft in a state spaced apart from each other at a predetermined interval.
상기 경사부의 폭은 상기 경사부가 연결되는 상기 누설홀 본체의 폭과 동일 한 것이 바람직하다.The width of the inclined portion is preferably the same as the width of the leakage hole body to which the inclined portion is connected.
본 발명에 따르면, 유기전압의 최대값, 최소값 부근의 왜곡을 예방하여 모터의 성능을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the distortion of the vicinity of the maximum value and the minimum value of the induced voltage can be prevented to improve the performance of the motor.
또한, 모터의 제어성을 향상시킬 수 있어 제품의 신뢰성을 증대시킬 수 있다.In addition, the controllability of the motor can be improved, thereby increasing the reliability of the product.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 브러시리스 직류 모터의 개략적인 구조를 나타낸 단면도이며, 도 2는 도 1의 절곡홀 부분을 확대한 단면도이고, 도 3은 도 2의 경사부를 확대한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a brushless DC motor according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an enlarged cross-sectional view of the bending hole of Figure 1, Figure 3 is an enlarged cross-sectional view of the inclined portion of FIG. to be.
본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터(100)는, 고정자(110)와, 회전자코어(120)와, 자속누설방지홀(140)과, 절곡홀(150)을 포함한다.The brushless DC motor 100 according to the present invention includes a stator 110, a rotor core 120, a magnetic flux leakage preventing hole 140, and a bending hole 150.
고정자(110)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 자성 강판을 적층하여 일실시예와 같이 대략 원통 형상으로 형성되어 있다. 고정자(110)에는 복수의 슬롯(113)이 형성되어 있다. 고정자(110)는 요크(111)와, 티스(T)와, 코일(117)을 더 구비한다.As shown in FIG. 1, the stator 110 is formed to have a substantially cylindrical shape by laminating magnetic steel sheets. The stator 110 is provided with a plurality of slots 113. The stator 110 further includes a yoke 111, a tooth T and a coil 117.
요크(111)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 고정자(110)의 외주연을 포함한 외형을 형성하며, 자성 강판으로 적층되고, 원통 형상을 갖는다.As shown in FIG. 1, the yoke 111 forms an outer shape including the outer circumference of the stator 110, is laminated with a magnetic steel plate, and has a cylindrical shape.
슬롯(113)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 각 티스(T) 사이에 형성된 공간으로 코일(117)이 수용되어 있다. In the slot 113, as shown in FIG. 1, the coil 117 is accommodated in a space formed between the teeth T.
티스(T)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 요크(111)로부터 내경 방향인 회전자코어(120)의 중심(O)을 향하여 연장된 형상을 갖는다.1 and 2, the tooth T has a shape extending from the yoke 111 toward the center O of the rotor core 120 in an inner diameter direction.
이하에서 티스(T)에 대한 참조번호는 필요에 따라 제1티스(T1), 제2티스(T2) 등으로 나타내며 통칭하여 참조번호 “T”로 표시할 수 있다.Hereinafter, the reference number for the tooth (T) is represented by the first tooth (T1), the second tooth (T2), etc., if necessary, may be collectively represented by the reference number "T".
코일(117)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 슬롯(113)에 수용되어 영구자석(123)과 작용하여 자계를 형성하여 자속의 흐름을 유도한다.As shown in FIG. 1, the coil 117 is accommodated in the slot 113 to act with the permanent magnet 123 to form a magnetic field to induce the flow of magnetic flux.
회전자코어(120)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 고정자(110)로부터 일정 거리로 이격되며, 고정자(110)에 대해 회전 운동 가능하게 결합된다. 회전자코어(120)는 고정자(110)와 마찬가지로 다수의 자성 강판을 적층하여 원통 형상으로 이루어져 있다. 회전자코어(120)는, 자석매립홀(121)과, 영구자석(123)과, 회전축(125)을 포함한다. As shown in FIG. 1, the rotor core 120 is spaced apart from the stator 110 by a predetermined distance and coupled to the stator 110 so as to be rotatable. The rotor core 120 has a cylindrical shape by stacking a plurality of magnetic steel plates similarly to the stator 110. The rotor core 120 includes a magnet buried hole 121, a permanent magnet 123, and a rotating shaft 125.
자석매립홀(121)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 회전자코어(120)의 중심부 외측에 원주방향으로 형성되어 복수로 이루어져 있다. 자석매립홀(121)에는 자속을 발생시킬 수 있는 영구자석(123)을 수용한다. As shown in FIG. 1, the magnet buried hole 121 is formed in a circumferential direction outside the center of the rotor core 120 and is formed in plural. The magnet buried hole 121 accommodates a permanent magnet 123 capable of generating magnetic flux.
자석매립홀(121)은 장방형의 단면 형상을 포함하며, 그 단부가 서로 일정 간격으로 이격된 상태로 회전축(125)을 둘러싸도록 배치되는 것이 바람직하다.The magnet buried hole 121 includes a rectangular cross-sectional shape, and is preferably disposed to surround the rotation shaft 125 in a state in which ends thereof are spaced apart from each other by a predetermined interval.
회전축(125)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 회전자코어(120)의 중공(미도시)으로 된 중심에 압입되어 회전자코어(120)와 함께 회전한다. As shown in FIG. 1, the rotating shaft 125 is pressed into a hollow (not shown) center of the rotor core 120 to rotate together with the rotor core 120.
리벳홀(127)은 영구자석(123)이 자석매립홀(121)로부터 이탈되지 않도록 자석매립홀(121)의 외측에 설치되며 복수로 이루어진 상부 및 하부플레이트(미도시) 를 상호 결합한다.The rivet hole 127 is installed on the outside of the magnet buried hole 121 so that the permanent magnet 123 is not separated from the magnet buried hole 121, and combines the upper and lower plates (not shown).
자속누설방지홀(140)은 자석매립홀(121) 사이의 영역에 마련되며, 영구자석(123)에서 발생되는 자속의 누설을 방지하는 기능을 한다. The magnetic flux leakage preventing hole 140 is provided in an area between the magnet buried holes 121 and serves to prevent leakage of magnetic flux generated from the permanent magnet 123.
여기서, 자속누설방지홀(140a, 140b)은 일실시예로 도 1에 도시된 바와 같이 자석매립홀(121)의 중앙과 회전자코어(120)의 중심(O)을 잇는 선을 대칭으로 두 쌍으로 이루어져 있다. 즉, 한 쌍의 자속누설방지홀(140a)은 회전자코어(120)의 중심(O)에 인접하게 배치되고 삼각형 단면을 가지며, 다른 한 쌍의 자속누설방지홀(140b)은 삼각형 단면의 자속누설방지홀(140a)의 외측에 배치되고 대략 “L” 형상으로 이루어져 있다. 이하에서는 자속누설방지홀(140)은 대략 “L”형상을 갖는 자속누설방지홀(140b)에 대해서만 설명한다. 그러나, 자속누설방지홀(140)은 일실시예와 달리 다양한 형상을 가질 수 있다. 이하에서 자속누설방지홀(140)에 대한 참조번호는 별도의 구별이 없으면, 참조번호 “140” 로 통칭한다.Here, the magnetic flux leakage preventing holes (140a, 140b) is a symmetrical line between the center of the magnet buried hole 121 and the center (O) of the rotor core 120 as shown in FIG. Consists of a pair. That is, a pair of magnetic flux leakage preventing holes 140a are disposed adjacent to the center O of the rotor core 120 and have a triangular cross section, and another pair of magnetic flux leakage preventing holes 140b has a magnetic flux having a triangular cross section. It is disposed outside the leakage preventing hole 140a and has an approximately "L" shape. Hereinafter, the magnetic flux leakage preventing hole 140 will be described only with respect to the magnetic flux leakage preventing hole 140b having an approximately “L” shape. However, the magnetic flux leakage preventing hole 140 may have a variety of shapes, unlike in one embodiment. Hereinafter, the reference number for the magnetic flux leakage preventing hole 140 is referred to collectively as the reference number "140", unless otherwise distinguished.
자속누설방지홀(140)은 “L” 자 형상의 누설홀 본체(141)와, 누설홀 본체(141)의 일측 단부와 연통되며, 누설방지홀 외주연(143)에서 회전자코어(120)의 내부를 향하여 경사지게 연장된 절곡홀(150)을 포함한다. The magnetic flux leakage preventing hole 140 communicates with the “L” shaped leakage hole main body 141 and one end of the leakage hole main body 141, and the rotor core 120 at the leakage preventing hole outer periphery 143. It includes a bending hole 150 extending inclined toward the interior of the.
여기서, 누설방지홀 외주연(143)은 자속누설방지홀(140)의 외측 영역으로 회전자코어(120)의 외주연과 일정한 간격을 갖는다. Here, the leakage preventing hole outer circumferential edge 143 has a predetermined distance from the outer circumference of the rotor core 120 to the outer region of the magnetic flux leakage preventing hole 140.
절곡홀(150)은 누설홀 본체(141)의 누설방지홀 외주연(143)을 따른 단부와 연통된다. 절곡홀(150)은,누설방지홀 외주연(143)에서 회전자코어(120)의 내부를 향하여 절곡된다. 절곡홀(150)은 절곡부(151)와, 경사부(153)와, 단부(155)를 포함 한다. The bending hole 150 communicates with an end portion of the leakage hole main body 141 along the leakage preventing hole outer circumference 143. The bending hole 150 is bent toward the inside of the rotor core 120 at the leakage preventing hole outer circumference 143. The bending hole 150 includes a bent portion 151, an inclined portion 153, and an end portion 155.
절곡홀(150)은 자석매립홀(121)의 중심과 회전자코어(120)의 중심(O)이 이루는 선에 대해 이웃하는 절곡홀(150)과 대향되게 배치된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 절곡홀(150)은 자석매립홀(121)의 중심과 회전자코어(120)의 중심이 이루는 선(도 2의 “O-O1" 선 참조)에 대해 이웃하는 다른 절곡홀(150)과 대향되게 배치된다. 즉, 하나의 절곡홀(150)은 선 “O-O1”에 대해 이웃한 다른 절곡홀(150)과 대칭으로 배치된다. The bending hole 150 is disposed to face the bending hole 150 adjacent to a line formed by the center of the magnet buried hole 121 and the center O of the rotor core 120. That is, as shown in FIG. 2, one of the bending holes 150 is a line formed by the center of the magnet buried hole 121 and the center of the rotor core 120 (see line “O-O1” in FIG. 2). It is disposed opposite the other bending hole 150 adjacent to, that is, one bending hole 150 is disposed symmetrically with the other bending hole 150 adjacent to the line "O-O1".
이에, 절곡홀(150)에 의해 유기전압의 최대값, 최소값 부근의 왜곡을 예방하여 모터의 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 모터의 제어 능력을 향상시킬 수 있어 제품의 신뢰성을 증대시킬 수 있다. Thus, the bending hole 150 may improve the performance of the motor by preventing distortion near the maximum value and the minimum value of the induced voltage. In addition, the control ability of the motor can be improved, thereby increasing the reliability of the product.
제1각도(A)는 회전자코어(120)의 중심(O)과, 티스 개수(X) 의 각 외측끝단(도 2 및 도 3의 “O-O2” 선 참조)이 이루는 각도이다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1각도(A)는 티스 개수(X) 에 해당하는 제1티스(T1)와, 제2티스(T2)의 외측 끝단과 회전자코어(120)의 중심(O)이 이르는 각도이다.The first angle A is an angle formed by the center O of the rotor core 120 and each outer end of the number of teeth X (see the line “O-O2” in FIGS. 2 and 3). That is, as shown in Figure 2, the first angle (A) is the first tooth (T1) corresponding to the number of teeth (X), the outer end of the second tooth (T2) of the rotor core 120 This is the angle at which the center O reaches.
제2각도(B)는, 회전자코어(120)의 중심(O)과, 제1각도(A)를 초과하여 바로 이웃한 한 쌍의 티스(T)의 중간 지점(도 2 및 도 3의 “O-O3” 선 참조)이 이루는 각도이다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2각도(B)는 제1각도(A)를 초과하여 바로 이웃한 한 쌍의 티스(T3, T4) 사이의 중간 지점과, 회전자코어(120)의 중심(O)이 이루는 각도이다.The second angle B is an intermediate point between the center O of the rotor core 120 and a pair of teeth T immediately adjacent beyond the first angle A (see FIGS. 2 and 3). Angle of “O-O3”). That is, as shown in FIG. 2, the second angle B is an intermediate point between the pair of teeth T3 and T4 immediately adjacent to the first angle A and the rotor core 120. Is the angle formed by the center (O) of.
제3각도(C)는, 회전자코어(120)의 중심(O)에서 연장되어 제2각도(B)의 외측 으로 이웃하는 한 쌍의 티스(T)를 이등분하는 선(도 2 및 도 3의 “O-O4" 선 참조)이 이루는 각도이다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 제3각도(C)는 회전자코어(120)의 중심(O)에서 연장되어 제2각도(B)의 외측으로 이웃하는 한 쌍의 티스(T3, T4)를 이등분하는 선이 이루는 각도이다The third angle C is a line extending from the center O of the rotor core 120 and bisecting a pair of teeth T adjacent to the outside of the second angle B (FIGS. 2 and 3). 2), that is, the third angle C extends from the center O of the rotor core 120 to extend the second angle B. As shown in FIG. Is an angle formed by a line that bisects a pair of neighboring teeth (T3, T4) outward)
절곡부(151)는 누설방지홀 외주연(143)에서 회전자코어(120)의 내부를 향하여 절곡되기 시작하는 영역이다. 절곡부(151)는 자석매립홀(121)의 중심방향으로 절곡된다. 절곡부(151)는 제2각도(B)와 제3각도(C) 사이에 배치되도록 형성된다. The bent portion 151 is an area that begins to be bent toward the inside of the rotor core 120 at the outer circumference of the leakage preventing hole 143. The bent portion 151 is bent in the center direction of the magnet buried hole 121. The bent portion 151 is formed to be disposed between the second angle B and the third angle C. FIG.
경사부(153)는 절곡부(151)에서 회전자코어(120)의 내부를 향하여 경사진 영역이다. 경사부(153)는 동일한 폭으로 형성된 것이 바람직하다. 그러나, 경사부(153)는 자속 누설을 방지하기 위한 범위에서 폭이 다소 변하는 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 경사부(153)의 일측은 절곡부(151)와 연결되고, 타측에는 단부(155)가 형성된다. The inclined portion 153 is a region inclined toward the inside of the rotor core 120 at the bent portion 151. The inclined portion 153 is preferably formed in the same width. However, the inclined portion 153 may have a variety of shapes, such as the width is slightly changed in the range for preventing magnetic flux leakage. One side of the inclined portion 153 is connected to the bent portion 151, and the other end portion 155 is formed.
여기서, 절곡부(151)와 경사부(153)의 폭은 누설홀 본체(141)의 폭과 동일한 것이 바람직하다. Here, the width of the bent portion 151 and the inclined portion 153 is preferably the same as the width of the leakage hole body 141.
단부(155)는 제1각도(A)와 제2각도(B) 사이에 배치되도록 형성된다. The end 155 is formed to be disposed between the first angle A and the second angle B. FIG.
또한, 경사부(153)와 단부(155)가 만나는 끝점(P1)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 누설방지홀 외주연(143)이 연장된 선과 제1각도(A)를 이루는 가까운 선과 만나는 점(P2)과, 절곡부(151)에서 자석매립홀(121) 단면의 길이방향을 따라 평행하게 연장한 선(L1) 사이(도 3의 높이 “H" 참조)에 배치된다.In addition, the end point P1 where the inclined portion 153 and the end 155 meet each other, as shown in FIG. It is disposed between the meeting point P2 and the line L1 extending in parallel in the longitudinal direction of the end face of the magnet buried hole 121 at the bent portion 151 (see height “H” in FIG. 3).
본 발명에 적용되는 티스(T)의 갯수 “X” 는 다음의 <식 1>에 의해 정해진 다. The number “X” of the teeth T applied to the present invention is determined by the following Equation 1.
X = 고정자 슬롯수 / (회전자 극수 × 전원수) ..... <식 1>X = number of stator slots / (number of rotor poles x power) ..... <Equation 1>
이를 이하에서 본발명의 일실시예로 도 1을 설명한다. 고정자 슬롯수가 24 개이며, 회전자 극수가 4극이고, 전원수가 3상인 경우, <식 1>에서 티스(T)의 개수 “X”는 24/(4*3)=2 가 된다. 이하에서는 티스(T)의 개수가 2 개인 경우에 대해 설명하나, 티스(T)의 개수는 고정자(110)에 형성된 슬롯(113) 수 등에 의해 변경될 수 있다. 1 will be described below as an embodiment of the present invention. If the number of stator slots is 24, the number of poles of the rotor is 4 poles and the number of power sources is three-phase, the number "X" of teeth T in Equation 1 is 24 / (4 * 3) = 2. Hereinafter, a case in which the number of teeth T is two will be described. However, the number of teeth T may be changed by the number of slots 113 formed in the stator 110.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터(100)의 작동 과정을 살펴보면 다음과 같다. Looking at the operation of the brushless DC motor 100 according to the present invention having such a configuration as follows.
먼저, 브러시리스 직류 모터(100)를 작동하기 위해 고정자(110)의 복수 슬롯(113)에 감겨진 코일(117)에 전류를 인가한다. 각 코일(117)의 극성이 순차적으로 변하게 된다. 이에, 각 코일(117)에 대응하는 각각의 영구자석(123)의 극성과 각 코일(117)에 형성되는 극성이 동일한 경우에 발생되는 반발력과 상이에 경우에 발생되는 흡인력이 발생하게 된다. 이에 따라 회전자코어(120)가 회전축(125)과 함께 회전하면서 회전 구동력을 갖는다.First, a current is applied to the coil 117 wound on the plurality of slots 113 of the stator 110 to operate the brushless DC motor 100. The polarity of each coil 117 is changed sequentially. Accordingly, the repulsive force generated when the polarity of each permanent magnet 123 corresponding to each coil 117 and the polarity formed in each coil 117 are the same as the suction force generated when the polarity is different. Accordingly, the rotor core 120 rotates together with the rotation shaft 125 to have a rotational driving force.
이러한 과정에서, 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 종래기술의 브러시리스 직류 모터(100)와, 도 5a 내지 도 5f를 참조하여 본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터(100)를 비교하면 다음과 같다. In this process, the brushless DC motor 100 according to the present invention is compared with the brushless DC motor 100 according to the present invention with reference to FIGS. 4A to 4D as follows.
먼저, 도 5a는 본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터(100)의 자속 흐름을 나타낸 도면이고, 도 5b 및 도 5c는 도 5a의 고정자(120) 티스(T)에서 회전자코 어(120)의 회전에 따라 자속 흐름의 변화를 설명하기 위한 개략도이다. 도 5d 및 도 5e는 각각 도 5b 및 도 5c의 고정자 티스(T)에서 회전자코어(120)의 회전에 따른 자속 흐름을 나타낸 자속 흐름 선도이다. 도 5f는 도 5a의 유기전압 변화를 나타낸 유기전압 선도이다.First, Figure 5a is a view showing the magnetic flux flow of the brushless DC motor 100 in accordance with the present invention, Figures 5b and 5c is the rotation of the rotor core 120 in the stator (120) T of Figure 5a Is a schematic diagram for explaining the change of magnetic flux flow. 5D and 5E are magnetic flux flow diagrams showing magnetic flux flow according to rotation of the rotor core 120 in the stator teeth T of FIGS. 5B and 5C, respectively. FIG. 5F is an organic voltage diagram illustrating variation of the induced voltage of FIG. 5A.
여기서, 도 5a에 도시된 바와 같이, 제1티스(T1)와 인접한 슬롯(113)에는 U상의 코일(117)이 권선되어 있고, 제5티스(T5)와 인접한 슬롯(113)에는 V상의 코일(117)이 권선되어 있고, 제4티스(T4)와 인접한 슬롯(113)에는 W상의 코일(117)이 권선되어 있다고 가정한다. 다만, 이하에서는 U상의 코일(117)과 영구자석(123)에 의해 발생되는 자속의 변화만을 고려한다. Here, as shown in FIG. 5A, the U-phase coil 117 is wound around the slot 113 adjacent to the first tooth T1, and the V-phase coil is wound around the slot 113 adjacent to the fifth tooth T5. Assume that 117 is wound, and the coil 117 on the W is wound in the slot 113 adjacent to the fourth tooth T4. However, hereinafter, only the change in the magnetic flux generated by the U-phase coil 117 and the permanent magnet 123 is considered.
도 5a에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 자속 흐름은 도 4a의 종래 기술의 자속 흐름과 차이를 갖는다. 이에 대해서는 상세하게 후술한다.As shown in FIG. 5A, the flux flow according to the present invention is different from the flux flow of the prior art of FIG. 4A. This will be described later in detail.
도 5a와 같이 회전자코어(120)가 위치하면, 제1티스(T1)에서 자속량이 최대이고, 제5티스(T5)에서의 자속량이 최저이고, 제2티스(T2) 및 제3티스(T3)에서는 제1티스(T1)보다 적은 량의 자속이 흐른다. When the rotor core 120 is positioned as shown in FIG. 5A, the magnetic flux amount is maximum at the first tooth T1, the magnetic flux amount at the fifth tooth T5 is the lowest, and the second tooth T2 and the third tooth ( In T3), less magnetic flux flows than the first tooth T1.
즉, 도 5b에 도시된 바와 같이, 경사부(153)의 외측과 제5티스(T5) 사이(도 5b의 “K1” 참조)에서는 자속이 거의 형성되지 않는다. 즉, 제5티스(T5)의 단부와 자속누설방지홀 외주연(143) 사이가 매우 근접되어 있으며 거리가 일정하다. 따라서, 제5티스(T5)와 자속누설방지홀(140)의 누설홀 본체(141) 사이에서 U상 코일(117)과 영구자석(123)에 의해 형성되는 자속량은 최소이다. That is, as shown in FIG. 5B, the magnetic flux is hardly formed between the outside of the inclined portion 153 and the fifth tooth T5 (see “K1” in FIG. 5B). That is, the end of the fifth tooth (T5) and the magnetic flux leakage preventing hole outer periphery 143 is very close and the distance is constant. Accordingly, the amount of magnetic flux formed by the U-phase coil 117 and the permanent magnet 123 between the fifth tooth T5 and the leakage hole main body 141 of the magnetic flux leakage preventing hole 140 is minimal.
도 5c에 도시된 바와 같이 회전자코어(120)가 고정자(110)에 대해 반시계방 향으로 회전한다. As shown in FIG. 5C, the rotor core 120 rotates counterclockwise with respect to the stator 110.
이에, 회전자코어(120)의 반시계방향의 회전에 따라 제3티스(T3)에서의 자속량은 정현적으로 증가하고, 제1티스(T1) 및 제2티스(T2)에서의 자속량은 정현적으로 점점 감소한다. Accordingly, as the rotor core 120 rotates in the counterclockwise direction, the magnetic flux in the third tooth T3 increases sine, and the magnetic flux in the first tooth T1 and the second tooth T2. Decreases sine gradually.
그리고, 제5티스(T5)와 경사부(153) 사이에 소정의 통로( 도 5c의 “K2" 참조)가 형성된다. 즉, 제5티스(T5)의 단부와 자속누설방지홀 외주연(143) 사이는 경사부(153)에 의해 소정 간격(“K2”)이 형성되어 소정 간격인 “K2” 영역을 통해 자속이 통과하는 통로가 형성된다. 즉, 경사부(153)에 의해 형성된 제5티스(T5)와의 간격(“T2")으로 인해 영구자석(123)과 제5티스(T5) 사이를 따라 자속이 흐른다. Then, a predetermined passage (see “K2” in FIG. 5C) is formed between the fifth tooth T5 and the inclined portion 153. That is, the end of the fifth tooth T5 and the outer periphery of the magnetic flux leakage preventing hole ( Between the 143, a predetermined interval "K2" is formed by the inclined portion 153, and a passage through which magnetic flux passes through the "K2" region, which is a predetermined interval, is formed. The magnetic flux flows between the permanent magnet 123 and the fifth tooth T5 due to the interval between the five teeth T5 (“T2”).
이러한 자속의 변화량을 미분한 유기전압의 변화를 살펴보면, 제1티스(T1)에 속한 U상의 유기전압은 제로인 상태이고, 반시계방향으로 회전자코어(120)가 회전함에 따라 U상의 유기전압은 제로에서 최소치로 변한다. 반면에, 제5티스(T5)에서 U상의 유기전압은 자속량이 제로에서 정현적으로 증가하므로 유기전압은 최대치에서 제로로 변한다. Looking at the change in the induced voltage obtained by differentiating the change amount of the magnetic flux, the induced voltage of the U phase belonging to the first tooth (T1) is zero, and as the rotor core 120 rotates counterclockwise, the induced voltage of the U phase is decreased. Change from zero to minimum On the other hand, the induced voltage of the U phase in the fifth tooth (T5) is increased from zero to the induced voltage because the amount of magnetic flux is increased from zero to zero.
즉, 제5티스(T5)에서 U상에 의해 발생되는 유기전압은 도 5e에 도시된 바와 같이 다소 정현적인 곡선을 이루고 있다. 반면에, 도 4c에 도시된 시간에 따른 유기전압 변화는 직선을 나타낸다. 본 발명에 따른 경사부(153)를 종래기술에서는 채택하고 있지 않기 때문이다.That is, the induced voltage generated by the U phase at the fifth tooth T5 has a somewhat sinusoidal curve as shown in FIG. 5E. On the other hand, the induced voltage change with time shown in FIG. 4C represents a straight line. This is because the inclined portion 153 according to the present invention is not adopted in the prior art.
여기서, 유기전압과 총자속량은 패러데이 법칙이라고 부르는 다음과 같은 관 계를 갖는다.Here, the induced voltage and the total magnetic flux have the following relationship called Faraday's law.
유기전압 = d(총자속량)/dtInduced voltage = d (total flux) / dt
즉, 예를 들어, 총자속량이 정현적인 함수 사인(sine)파나 코사인(cosine)파라면, 그의 미분치가 유기전압이므로 유기전압과 총자속량의 그래프는 90도 위상 차이를 갖게 된다.That is, for example, if the total magnetic flux is a sinusoidal function sine wave or cosine wave, the derivative value is an induced voltage, and thus the graph of the induced voltage and the total magnetic flux has a 90 degree phase difference.
이상 도 5b 내지 도 5c는 회전자코어(120)의 미세 회전에 따른 복수의 티스(T) 중 제5티스(T5)에서의 자속량 및 유기전압 변화를 살펴보았다. 5B to 5C have described changes in magnetic flux and induced voltage at the fifth tooth T5 among the plurality of teeth T due to the fine rotation of the rotor core 120.
이러한 유기전압의 변화를 전체적으로 보면 도 5f와 같다. 즉, 유기전압의 최대치 및 최소치에서 본 발명에 따른 절곡홀(150)에 따라 유기전압 곡선은 종래기술보다 정현파에 가깝다. 즉, 도 4d에서 보는 바와 같이 유기전압의 최대치 및 최소치에서의 발생되는 왜곡 현상을 방지할 수 있다.This change in induced voltage as a whole is shown in FIG. 5F. That is, according to the bending hole 150 according to the present invention at the maximum and minimum of the induced voltage, the induced voltage curve is closer to the sine wave than the prior art. That is, as shown in FIG. 4D, distortion occurring at the maximum and minimum values of the induced voltage can be prevented.
이에, 본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터는 유기전압의 최대값 또는 최소값 부근에서의 왜곡 현상을 방지 내지 완화시킬 수 있어 모터의 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 유기전압의 변화가 정현파에 더욱 근접되므로 모터의 제어 능력을 향상시킬 수 있다. Thus, the brushless DC motor according to the present invention can prevent or alleviate the distortion phenomenon near the maximum value or the minimum value of the induced voltage, thereby improving the performance of the motor. In addition, since the change in the induced voltage is closer to the sinusoidal wave, the control capability of the motor can be improved.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 브러시리스 직류 모터의 단면도,1 is a cross-sectional view of a brushless DC motor according to an embodiment of the present invention;
도 2는 도 1의 절곡홀을 확대한 확대 단면도,2 is an enlarged cross-sectional view illustrating an enlarged bending hole of FIG. 1;
도 3은 도 2의 경사부를 확대한 확대 단면도,3 is an enlarged cross-sectional view illustrating an enlarged inclination portion of FIG. 2;
도 4a는 종래기술에 따른 브러시리스 직류 모터의 자속 흐름을 나타낸 자속흐름도,Figure 4a is a magnetic flux flow diagram showing the magnetic flux flow of the brushless DC motor according to the prior art,
도 4b는 도 4a의 고정자 티스에서 자속 흐름을 나타낸 자속흐름 선도,4b is a magnetic flux flow diagram showing the flux flow in the stator tooth of FIG. 4a,
도 4c는 도 4b의 자속 흐름을 유기전압으로 표시한 유기전압 선도,FIG. 4C is an induced voltage diagram in which the flux flow of FIG. 4B is expressed by an induced voltage;
도 4d는 도 4a의 자속 흐름에 따른 유기전압 변화를 나타낸 선도,Figure 4d is a diagram showing the variation of the induced voltage according to the magnetic flux flow of Figure 4a,
도 5a는 본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터의 자속 흐름을 나타낸 자속 흐름도,5a is a magnetic flux flow diagram illustrating a magnetic flux flow of a brushless DC motor according to the present invention;
도 5b 및 도 5c는 도 5a의 고정자 티스에서 자속 흐름을 회전자의 회전에 따라 설명하기 위한 개략도,5b and 5c are schematic views for explaining the flux flow in accordance with the rotation of the rotor in the stator tooth of Fig. 5a,
도 5d는 도 5b 및 도 5c의 고정자 티스에서 회전자코어의 회전에 따른 자속 흐름을 나타낸 선도,Figure 5d is a diagram showing the magnetic flux flow according to the rotation of the rotor core in the stator teeth of Figures 5b and 5c,
도 5e는 도 5d의 자속 흐름을 유기전압 변화로 표시한 선도,FIG. 5E is a diagram showing the flux flow of FIG.
도 5f는 도 5a의 자속 흐름에 따른 유기전압을 변화를 나타낸 선도이다.FIG. 5F is a diagram illustrating changes in induced voltages according to magnetic flux flow in FIG. 5A.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : 브러시리스 직류 모터 110 : 고정자100 brushless DC motor 110 stator
111 : 요크 113 : 슬롯111: York 113: Slot
T : 티스 117 : 코일T: Teeth 117: coil
120 : 회전자코어 121 : 자석매립홀120: rotor core 121: magnet buried hole
123 : 영구자석 125 : 회전축123: permanent magnet 125: rotation axis
140 : 자속누설방지홀 141 : 누설홀 본체140: magnetic flux leakage prevention hole 141: leakage hole body
143 : 누설방지홀 외주연143: outer circumference
150 : 절곡홀 151 : 절곡부150: bending hole 151: bending part
153 : 경사부 155 : 단부153: inclined portion 155: end

Claims (9)

  1. 복수의 슬롯과 티스(teeth)가 형성된 고정자와; 상기 고정자의 내측에 마련되며, 자석매립홀과 자속누설방지홀이 형성된 회전자코어와; 상기 자석매립홀에 매립되는 영구자석을 포함하는 브러시리스 직류 모터에 있어서,A stator formed with a plurality of slots and teeth; A rotor core provided inside the stator and having a magnet buried hole and a magnetic flux leakage preventing hole; In the brushless DC motor comprising a permanent magnet embedded in the magnet buried hole,
    상기 자속누설방지홀은, 상기 회전자코어의 외주연을 따라 이격된 누설방지홀 외주연을 가지며, 상기 누설방지홀 외주연에서 상기 회전자코어의 내부를 향하여 절곡된 절곡홀이 형성된 것을 특징으로 하는 브러시리스 직류 모터.The magnetic flux leakage preventing hole has an outer periphery of the leakage preventing hole spaced along the outer periphery of the rotor core, and a bending hole bent toward the inside of the rotor core is formed at the outer periphery of the leakage preventing hole. Brushless DC motor.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 자속누설방지홈은 상기 경사부와 연통되는 누설홀 본체를 더 포함하며,The magnetic flux leakage preventing groove further includes a leakage hole body in communication with the inclined portion,
    상기 절곡홀은,The bending hole,
    상기 누설홀 본체의 일측 단부와 연통되며, 상기 누설방지홀 외주연에서 상기 회전자코어의 내부를 향하여 절곡되기 시작하는 절곡부와;A bent portion communicating with one end of the leakage hole main body and beginning to be bent toward the inside of the rotor core at an outer circumference of the leakage preventing hole;
    상기 절곡부에서 상기 회전자코어의 내부를 향하여 경사진 경사부와;An inclined portion inclined toward the inside of the rotor core at the bent portion;
    상기 경사부의 끝단을 형성하는 단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 브러시리스 직류 모터.Brushless DC motor comprising an end forming the end of the inclined portion.
  3. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 절곡부는 상기 자석매립홀의 중심방향으로 절곡되는 것을 특징으로 하 는 브러시리스 직류 모터.And the bent portion is bent in a center direction of the magnet buried hole.
  4. 제1항에 있어서,상기 절곡홀은 상기 자석매립홀의 중심과 상기 회전자코어의 중심이 이루는 선에 대해 상기 절곡홀과 이웃하는 다른 절곡홀과 대향되게 배치된 것을 특징으로 하는 브러시리스 직류 모터.The brushless DC motor of claim 1, wherein the bending hole is disposed to face another bending hole adjacent to the bending hole with respect to a line formed between the center of the magnet buried hole and the center of the rotor core.
  5. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 단부는, The end is,
    상기 회전자코어의 중심과, 하기 식에 의해 구해진 티스의 개수(X)의 각 외측 끝단이 이루는 제1각도와, A first angle formed between the center of the rotor core and each outer end of the number X of teeth obtained by the following equation,
    상기 제1각도를 초과하여 이웃한 양 티스의 중간 지점과, 상기 회전자코어의 중심이 이루는 제2각도 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 브러시리스 직류 모터.And a second point formed between the intermediate point of both teeth adjacent to the first angle and the second angle formed by the center of the rotor core.
    티스의 개수(X) = 고정자 총슬롯수 / (회전자 극수*전원수)Number of teeth (X) = total number of stator slots / (number of rotor poles * power)
  6. 제5항에 있어서,The method of claim 5,
    상기 경사부와 상기 단부가 만나는 끝점은,The end point where the inclined portion and the end meet,
    상기 누설방지홀 외주연이 연장된 선과 상기 제1각도를 이루는 가까운 선과 만나는 점과,A point at which the outer circumference of the leakage preventing hole meets an extended line and a close line forming the first angle,
    상기 절곡부에서 상기 자석매립홀 단면의 길이방향으로 평행하게 연장한 선 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 브러시리스 직류 모터.Brushless direct current motor, characterized in that disposed between the lines extending in parallel in the longitudinal direction of the cross section of the magnet buried hole in the bent portion.
  7. 제5항에 있어서,The method of claim 5,
    상기 평행홀의 절곡부는, The bent portion of the parallel hole,
    상기 제2각도와,With the second angle,
    상기 회전자코어의 중심에서 연장되어 상기 제2각도의 외측으로 이웃하는 한 쌍의 티스를 이등분하는 선이 이루는 제3각도 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 브러시리스 직류 모터.And a third angle formed by a line extending from the center of the rotor core and bisecting a pair of neighboring teeth outwardly of the second angle.
  8. 제5항 또는 제7항에 있어서,The method according to claim 5 or 7,
    상기 자석매립홀은 장방형의 단면 형상을 포함하며, 그 단부가 서로 일정 간격으로 이격된 상태로 상기 회전축을 둘러싸도록 배치된 것을 특징으로 하는 브러시리스 직류 모터.The magnet buried hole has a rectangular cross-sectional shape, the brushless DC motor, characterized in that the end portion is arranged so as to surround the rotating shaft spaced apart from each other at a predetermined interval.
  9. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 경사부의 폭은 상기 경사부가 연결되는 상기 누설홀 본체의 폭과 동일한 것을 특징으로 하는 브러시리스 직류 모터.The width of the inclined portion is brushless DC motor, characterized in that the same as the width of the leakage hole main body connected to the inclined portion.
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