KR20100093645A - Motor being able to connect coils in series or parallel - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A motor is provided to temporarily change torque and a rotation speed by including a coil connection unit. CONSTITUTION: A rotor includes a cylindrical yoke and a plurality of magnets of which polarities are crossed in a columnar direction of the yoke. A stator includes an armature core facing the yoke and a plurality of coils(11,13). A plurality of coils is wound around the armature core to face the magnet. At least one or more coil connection units(21,23,25) connect each coil in series or parallel.

Description

코일의 연결을 직렬 또는 병렬로 변경시킬 수 있는 모터{Motor being able to connect coils in series or parallel}Motor being able to connect coils in series or parallel}

본 발명은 코일의 연결을 직렬 또는 병렬로 변경시킬 수 있는 모터에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 모터를 구성하는 복수의 코일의 연결을 직렬 또는 병렬로 변경하여 회전속도 및 토크를 임의로 변경시킬 수 있는 모터에 대한 것이다.The present invention relates to a motor that can change the connection of the coil in series or in parallel, and more particularly, it is possible to arbitrarily change the rotational speed and torque by changing the connection of the plurality of coils constituting the motor in series or in parallel. It's about the motor.

자동차나 오토바이 등의 승물은 달리기 시작할 때에는 강한 토크와 낮은 회전을 필요로 한다. 그러나 속도가 빨라짐에 따라 토크보다도 회전속도를 더 필요로 한다. 그러므로 일반적으로 내연기관의 경우 엔진의 효율을 높이기 위하여 엔진을 일정한 속도로 회전시킨 후 변속기를 사용하여 바퀴의 회전수 및 토크를 조절한다. 또한, 전기모터의 경우 최적효율을 출력하는 입력 에너지로 전기모터를 회전시킨 후 변속기를 사용하여 바퀴의 회전수를 조절한다. 따라서 내연기관뿐만 아니라 전기로 구동되는 종래의 승물은 변속기를 필요로 한다.Cars, motorcycles and other vehicles require strong torque and low rotation when they start running. However, as the speed increases, it requires more rotational speed than torque. Therefore, in the case of an internal combustion engine, in order to increase the efficiency of the engine, the engine is rotated at a constant speed and then the speed and torque of the wheel are adjusted using a transmission. In addition, in the case of an electric motor, the rotation speed of the wheel is adjusted by using a transmission after rotating the electric motor with input energy outputting an optimum efficiency. Thus, conventionally powered vehicles as well as internal combustion engines require transmissions.

일반적인 자동차의 변속기는 다수의 기어로 구성되어 기어비를 조절하여 1단 내지 5단으로 변속한다. 그리고 자동변속기의 일종인 CVT(Continuously Variable Transmission)는 2개의 풀리에 벨트를 연결하여 연속적으로 변속한다.Transmission of a typical vehicle is composed of a plurality of gears to adjust the gear ratio to shift from 1 to 5 gears. And CVT (Continuously Variable Transmission), a kind of automatic transmission, continuously shifts by connecting belts to two pulleys.

구동수단으로 전기모터를 구비한 종래의 승물은 변속기를 필요로 하였다. 그러나 변속기를 사용할 경우 기어 또는 풀리의 마찰 손실 등으로 에너지 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.A conventional vehicle equipped with an electric motor as a drive means required a transmission. However, when the transmission is used, there is a problem in that energy efficiency is reduced due to frictional loss of gears or pulleys.

또한, 변속기를 사용할 경우 변속기의 무게로 인하여 승물의 무게가 증가하며, 변속기가 설치되는 공간이 필요하여 공간활용도가 좋지 않다는 문제점이 있었다.In addition, when using a transmission, the weight of the vehicle increases due to the weight of the transmission, and there is a problem that space utilization is not good because a space for installing the transmission is required.

따라서, 본 발명은 별도의 변속기가 필요없는 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a motor that does not require a separate transmission.

본 발명에 따른 모터는 회전자와, 고정자와, 적어도 1개 이상의 코일연결수단을 포함한다. 상기 회전자는 원통형 계철(Yoke)과, 상기 계철의 원주방향으로 서로 극성이 교차되게 고정된 복수의 자석을 구비한다. 상기 고정자는 상기 계철에 대향되도록 배치된 전기자철심과, 상기 자석에 대향하도록 상기 전기자철심에 권선된 복수의 코일을 구비한다. 상기 코일연결수단은 상기 각각의 코일을 직렬 또는 병렬로 변경하여 연결시킬 수 있다.The motor according to the invention comprises a rotor, a stator and at least one coil connection means. The rotor includes a cylindrical yoke and a plurality of magnets fixed in such a manner that polarities cross each other in the circumferential direction of the yoke. The stator includes an armature core disposed to face the yoke and a plurality of coils wound around the armature core so as to face the magnet. The coil connection means may be connected by changing each coil in series or in parallel.

또한, 상기의 모터에 있어서, 상기 회전자는 상기 원통형 계철이 반경방향으로 다단 배치되도록 상기 원통형 계철을 복수 개 구비하는 것이 바람직하다.In the above motor, the rotor is preferably provided with a plurality of the cylindrical yoke so that the cylindrical yoke is arranged in multiple stages in the radial direction.

또한, 상기의 모터는 상기 회전자의 회전 중심에 위치한 고정축을 더 포함하 는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 회전자는 일면이 상기 각각의 계철의 일측과 결합되며, 상기 고정축에 회전할 수 있게 결합된 회전디스크를 더 구비하며, 상기 고정자는 일면이 상기 각각의 계철 사이에 배치된 고정자철심의 일측에 결합되며, 상기 고정축에 고정된 고정디스크를 더 구비한다.In addition, the motor preferably further includes a fixed shaft located at the rotation center of the rotor. In this case, the rotor is further coupled to one side of the one side of each yoke, and further comprises a rotating disk coupled to rotate on the fixed shaft, the stator is one side of the stator iron core disposed between each yoke It is coupled to one side, and further provided with a fixed disk fixed to the fixed shaft.

또한, 상기의 모터에 있어서, 상기 코일연결수단은 상기 고정디스크의 일측에 고정되거나, 상기 고정축의 외주면에 고정될 수 있다.In addition, in the motor, the coil connecting means may be fixed to one side of the fixed disk, or may be fixed to the outer peripheral surface of the fixed shaft.

또한, 상기의 모터에 있어서, 상기 코일연결수단은 복수의 온-오프 스위치를 구비하는 것이 바람직하다.In the above motor, the coil connection means preferably includes a plurality of on-off switches.

또한, 상기의 모터에 있어서, 상기 온-오프 스위치는 릴레이 스위치 또는 반도체 스위치가 가능하다.In the above motor, the on-off switch may be a relay switch or a semiconductor switch.

본 발명에 의하면, 복수의 코일과 상기 코일을 연결을 직렬 또는 병렬로 변경시킬 수 있는 코일연결수단을 구비한 모터를 제공함으로써 모터 자체가 변속기의 역할을 할 수 있다.According to the present invention, by providing a motor having a plurality of coils and a coil connecting means capable of changing the connection in series or in parallel, the motor itself can serve as a transmission.

또한, 본 발명에 의하면, 상기 모터에서 코일의 개수를 증가시킬 경우 일정한 입력 에너지 상에서 모터의 회전속도 및 토크를 연속적으로 변화시킬 수 있다.According to the present invention, when the number of coils in the motor is increased, the rotational speed and torque of the motor can be continuously changed at a constant input energy.

도 12는 본 발명에 따른 모터의 일 실시예의 단면도이고, 도 13은 도 12에 도시된 실시예의 측면도이다.12 is a cross-sectional view of one embodiment of a motor according to the present invention, and FIG. 13 is a side view of the embodiment shown in FIG.

도 12 및 도 13에 도시된 모터는 고정축(110)과, 회전자(120)와, 고정 자(140)와, 코일연결수단(160)을 포함한다. 12 and 13 includes a fixed shaft 110, a rotor 120, a stator 140, and a coil connection unit 160.

회전자(120)는 회전디스크(131)와, 제1원통형 계철(121)과, 제2원통형 계철(123)과, 제1자석(125)와, 제2자석(127)과, 제3자석(129)을 구비한다. 회전디스크(131)는 고정축(110)에 베어링으로 결합한다. 제1원통형 계철(121)과 제2원통형 계철(123)은 고정축(110)을 중심으로 반경방향으로 배치되도록 회전디스크(131)에 결합된다. 제1자석(125)은 제1원통형 계철(121)의 내주면을 따라 복수 개가 배치된다. 제2자석(127)은 제2원통형 계철(123)의 외주면을 따라 복수 개가 배치된다. 제3자석(129)는 제2원통형 계철(123)의 내주면을 따라 복수 개가 배치된다.The rotor 120 includes a rotating disk 131, a first cylindrical yoke 121, a second cylindrical yoke 123, a first magnet 125, a second magnet 127, and a third magnet. 129 is provided. The rotating disk 131 is coupled to the fixed shaft 110 as a bearing. The first cylindrical yoke 121 and the second cylindrical yoke 123 are coupled to the rotating disk 131 so as to be disposed radially about the fixed shaft 110. A plurality of first magnets 125 are disposed along the inner circumferential surface of the first cylindrical yoke 121. A plurality of second magnets 127 are disposed along the outer circumferential surface of the second cylindrical yoke 123. A plurality of third magnets 129 are disposed along the inner circumferential surface of the second cylindrical yoke 123.

고정자(140)는 고정디스크(151)와, 제1전기자철심(141)과, 제2전기자철심(143)과, 제1코일(145)과, 제2코일(147)과, 제3코일(149)을 구비한다. 고정디스크(151)는 고정축(110)과 일체로 결합한다. 제1전기자철심(141)은 제1원통형 계철(121)과 제2원통형 계철(123)의 사이에 위치하며 고정디스크(151)에 착탈가능하게 결합한다. 제2전기자철심(143)은 제2원통형 계철(123)의 내부에 위치하며 고정축(110)에 고정결합된다. 제1코일(145)은 제1자석(125)에 대향하도록 제1전기자철심(141)의 외주측에 복수 개가 권선된다. 제2코일(147)은 제2자석(127)에 대향하도록 제1전기자철심(141)의 내주측에 복수 개가 권선된다. 제3코일(149)은 제3자석(129)에 대향하도록 제2전기자철심(143)에 복수 개가 권선된다.The stator 140 includes a fixed disk 151, a first armature core 141, a second armature magnetic core 143, a first coil 145, a second coil 147, and a third coil ( 149). The fixed disk 151 is integrally coupled with the fixed shaft 110. The first magnetic magnet core 141 is located between the first cylindrical yoke 121 and the second cylindrical yoke 123 and is detachably coupled to the fixed disk 151. The second armature core 143 is located inside the second cylindrical yoke 123 and is fixedly coupled to the fixed shaft 110. A plurality of first coils 145 are wound around the outer circumferential side of the first electric magnetic core 141 to face the first magnets 125. A plurality of second coils 147 are wound around the inner circumferential side of the first magnetic magnet core 141 to face the second magnet 127. A plurality of third coils 149 are wound around the second electric magnet core 143 so as to face the third magnet 129.

코일연결수단(160)은 제1코일(145)과, 제2코일(147)과, 제3코일(149)의 연결을 병렬 또는 직렬로 변경하여 연결할 수 있도록 고정디스크(151)의 일측에 고정된다. 코일연결수단(160)에 대해서는 아래에서 별도로 자세히 설명한다.The coil connecting means 160 is fixed to one side of the fixed disk 151 so that the connection of the first coil 145, the second coil 147, and the third coil 149 can be connected in parallel or in series. do. The coil connecting means 160 will be described in detail separately below.

도 14는 본 발명에 따른 모터의 다른 실시예의 단면도이다. 도 14에 도시된 모터는 고정축(210)과, 회전자(220)와, 고정자(240)와, 코일연결수단(260)을 포함한다. 14 is a cross-sectional view of another embodiment of a motor according to the present invention. The motor illustrated in FIG. 14 includes a fixed shaft 210, a rotor 220, a stator 240, and a coil connection unit 260.

회전자(220)는 회전디스크(229)와, 제1원통형 계철(221)과, 제2원통형 계철(223)과, 제1자석(225)과, 제2자석(227)을 구비한다. 회전디스크(229)는 고정축(210)을 중심으로 회전할 수 있게 고정축(210)과 베어링으로 결합한다. 제2원통형 계철(221)과 제2원통형 계철(223)은 고정축(210)을 중심으로 회전할 수 있게 반경방향으로 다단 배치되어 회전디스크(229)의 일측에 결합한다. 제1자석(225)은 제1원통형 계철(221)의 내주면에 반경방향을 따라 복수 개가 배치된다. 제2자석(227)은 제2원통형 계철(223)의 외주면에 반경방향을 따라 복수 개가 배치된다.The rotor 220 includes a rotating disk 229, a first cylindrical yoke 221, a second cylindrical yoke 223, a first magnet 225, and a second magnet 227. The rotating disk 229 is coupled to the fixed shaft 210 and the bearing so as to rotate about the fixed shaft 210. The second cylindrical yoke 221 and the second cylindrical yoke 223 are radially arranged in multiple stages so as to rotate about the fixed shaft 210 and coupled to one side of the rotating disk 229. A plurality of first magnets 225 are disposed along the inner circumferential surface of the first cylindrical yoke 221 along the radial direction. A plurality of second magnets 227 are disposed along the radial direction on the outer circumferential surface of the second cylindrical yoke 223.

고정자(240)는 고정디스크(247)와, 전기자철심(241)과, 제1코일(243)과, 제2코일(245)을 구비한다. 고정디스크(247)는 고정축(210)과 일체로 결합한다. 전기자철심(241)은 제1원통형 계철(221)과 제2원통형 계철(223)의 사이에 위치하며, 고정디스크(247)에 착탈할 수 있게 결합한다. 제1코일(243)은 제1자석(225)에 대향하도록 전기자철심(241)의 외주측에 복수 개가 권선된다. 제2코일(245)은 제2자석(227)에 대향하도록 전기자철심(243)의 내주측에 복수 개가 권선된다.The stator 240 includes a fixed disk 247, an armature core 241, a first coil 243, and a second coil 245. The fixed disk 247 is integrally coupled with the fixed shaft 210. The armature core 241 is positioned between the first cylindrical yoke 221 and the second cylindrical yoke 223 and is detachably coupled to the fixed disk 247. A plurality of first coils 243 are wound around the outer circumferential side of the magnetic core 241 so as to face the first magnets 225. A plurality of second coils 245 are wound around the inner circumferential side of the magnetic core 243 so as to face the second magnets 227.

코일연결수단(260)은 제1코일(243)과 제2코일(245)의 연결을 병렬 또는 직렬로 변경하여 연결할 수 있도록 고정축(210)의 외주면에 고정된다. The coil connecting means 260 is fixed to the outer circumferential surface of the fixed shaft 210 so that the connection of the first coil 243 and the second coil 245 can be connected in parallel or in series.

도 12 내지 도 14에서는 고정축을 중심으로 하우징이 회전하는 아우터러터(Outer Runner) 모터가 도시되었다. 그러나 본 발명은 하우징이 고정되고 회전축 을 가지는 인너러너(Inner Runner) 모터에도 적용이 가능하다.12 to 14 illustrate an outer runner motor in which a housing rotates about a fixed shaft. However, the present invention is also applicable to an inner runner motor having a housing fixed therein and a rotating shaft.

이하에서는 도 12 내지 도 14에 도시된 모터에 적용될 수 있는 모터의 코일연결수단에 대하여 설명한다. Hereinafter, the coil connecting means of the motor that can be applied to the motor shown in FIGS. 12 to 14 will be described.

도 1은 본 발명에 따른 3상 모터의 코일의 연결관계의 실시예의 개념도이다. 그리고 도 2 내지 도 4는 도 1에 도시된 실시예에서 코일의 연결관계의 각각의 예이다. 1 is a conceptual diagram of an embodiment of a connection relationship between coils of a three-phase motor according to the present invention. 2 to 4 are each examples of the connection relationship of coils in the embodiment shown in FIG. 1.

도 1의 실시예는 R, S, T의 3상 모터에서 고정자를 구성하는 코일의 연결관계를 설명한다.1 illustrates a connection relationship between coils constituting a stator in a three-phase motor of R, S, and T.

도 1에 도시된 R, S, T의 3상을 가진 모터는 코일(11, 13, 15, 17)과 코일연결수단(21, 23, 25)을 구비한다. 제1코일(11)은 제1코일연결수단(21)에 의하여 제2코일(13)과 연결되며, 제2코일(13)은 제2코일연결수단(23)에 의하여 제3코일(15)과 연결된다. 그리고 제3코일(15)는 제3코일연결수단(25)의 의하여 제4코일(17)과 연결된다. 그리고 각각의 코일연결수단(21, 23, 25)는 3개의 릴레이 스위치로 구성되어 있고, 각각의 릴레이 스위치는 개별적으로 온-오프(On-Off)가 가능하다. 릴레이 스위치가 온되면 회로가 연결되고, 오프되면 회로는 끊어진다. 아래에서 설명의 편의상 도 1의 실시예에서 각각의 코일(11, 13, 15, 17)은 5개의 전선이 5번 권선된 것으로 하여 설명을 한다.The motor having three phases of R, S, and T shown in FIG. 1 includes coils 11, 13, 15, 17 and coil connecting means 21, 23, 25. FIG. The first coil 11 is connected to the second coil 13 by the first coil connecting means 21, and the second coil 13 is connected to the third coil 15 by the second coil connecting means 23. Connected with The third coil 15 is connected to the fourth coil 17 by the third coil connecting means 25. And each coil connection means 21, 23, 25 is composed of three relay switches, each relay switch can be individually on-off (On-Off). The circuit is connected when the relay switch is on, and the circuit is disconnected when it is off. For convenience of explanation below, each coil 11, 13, 15, and 17 in the embodiment of FIG. 1 will be described as five wires wound five times.

도 2는 도 1의 실시예에서, 각각의 코일(11, 13, 15, 17)을 병렬로 연결한 실시예이다. 도 2의 a에서 제1코일연결수단(21)의 제1릴레이 스위치(21a) 및 제3릴레이 스위치(21c)는 연결되고, 제2릴레이 스위치(21b)는 끊어진다. 그리고 제2코일 연결수단(23)의 제1릴레이 스위치(23a) 및 제3릴레이 스위치(23c)는 연결되고, 제2릴레이 스위치(23b)는 끊어진다. 그리고 제3코일연결수단(25)의 제1릴레이 스위치(25a) 및 제3릴레이 스위치(25c)는 연결되고, 제2릴레이 스위치(25b)는 끊어진다. 그러면 각각의 코일(11, 13, 15, 17)은 도 2의 b와 같이 병렬로 연결된다. 각각의 코일(11, 13, 15, 17)이 병렬 연결되어 있으므로 도 2의 모터는 20가닥의 전선이 5번 감긴 코일을 구비한 모터와 동일하다. FIG. 2 is an embodiment in which the coils 11, 13, 15, and 17 are connected in parallel in the embodiment of FIG. 1. In FIG. 2A, the first relay switch 21a and the third relay switch 21c of the first coil connecting unit 21 are connected, and the second relay switch 21b is disconnected. The first relay switch 23a and the third relay switch 23c of the second coil connecting means 23 are connected, and the second relay switch 23b is disconnected. The first relay switch 25a and the third relay switch 25c of the third coil connecting means 25 are connected, and the second relay switch 25b is disconnected. Then each coil 11, 13, 15, 17 is connected in parallel as shown in b of FIG. Since each of the coils 11, 13, 15, and 17 is connected in parallel, the motor of FIG. 2 is the same as a motor having a coil in which 20 wires are wound five times.

도 3은 도 1의 실시예에서, 제1코일(11) 및 제2코일(13), 제3코일(15) 및 제4코일(17)은 직렬로 연결되고, 직렬로 연결된 각각의 코일들은 병렬로 연결된 실시예이다. 도 3의 a에서 제1코일연결수단(21)의 제1릴레이 스위치(21a) 및 제3릴레이 스위치(21c)는 끊어지고 제2릴레이 스위치(21b)는 연결된다. 그리고 제3코일연결수단(25)의 제1릴레이 스위치(25a) 및 제3릴레이 스위치(25c)는 끊어지고 제2릴레이 스위치(25b)는 연결된다. 그러면 도 3의 b에서와 같이 제1코일(11)과 제2코일(13)은 직렬 연결된다. 또한 제3코일(15)와 제4코일(17)은 직렬 연결된다. 그리고 제2코일연결수단(23)의 제1릴레이 스위치(23a) 및 제3릴레이 스위치(23c)는 연결되고, 제2릴레이 스위치(23b)는 끊어진다. 그러면 직렬로 연결된 제1코일(11) 및 제2코일(13)은 다른 직렬로 연결된 제3코일(15) 및 제4코일(17)과 병렬로 연결된다. 2개의 코일이 직렬 연결되고, 직렬 연결된 코일이 병렬 연결되어 있으므로 도 3의 모터는 10가닥의 전선이 10번 감긴 코일을 구비한 모터와 동일하다.FIG. 3 shows the first coil 11 and the second coil 13, the third coil 15 and the fourth coil 17 in series, and each of the coils connected in series The embodiment is connected in parallel. In FIG. 3A, the first relay switch 21a and the third relay switch 21c of the first coil connecting unit 21 are disconnected and the second relay switch 21b is connected. In addition, the first relay switch 25a and the third relay switch 25c of the third coil connecting means 25 are disconnected and the second relay switch 25b is connected. Then, as shown in b of FIG. 3, the first coil 11 and the second coil 13 are connected in series. In addition, the third coil 15 and the fourth coil 17 are connected in series. The first relay switch 23a and the third relay switch 23c of the second coil connecting means 23 are connected, and the second relay switch 23b is disconnected. Then, the first coil 11 and the second coil 13 connected in series are connected in parallel with the third coil 15 and the fourth coil 17 connected in series. Since the two coils are connected in series and the coils connected in series are connected in parallel, the motor of FIG. 3 is the same as a motor having a coil in which 10 wires are wound 10 times.

도 4는 도 1의 실시예에서, 각각의 모든 코일(11, 13, 15, 17)이 직렬로 연결된 실시예이다. 도 4의 a에서 제1코일연결수단(21)의 제1릴레이 스위치(21a) 및 제3릴레이 스위치(23c)는 끊어지고, 제2릴레이 스위치(21b)는 연결된다. 그리고 제2코일연결수단(23)의 제1릴레이 스위치(23a) 및 제3릴레이 스위치(23c)는 끊어지고, 제2릴레이 스위치(23b)는 연결된다. 그리고 제3코일연결수단(25)의 제1릴레이 스위치(25a) 및 제3릴레이 스위치(25c)는 끊어지고, 제2릴레이 스위치(25b)는 연결된다. 그러면 도 4의 b에서와 같이 각각의 모든 코일(11, 13, 15, 17)은 직렬로 연결된다. 4개의 코일이 직렬 연결되어 있으므로 도 4에 도시된 모터는 5가닥의 전선이 20회 감긴 코일을 구비한 모터와 동일하다.4 is an embodiment in which all of the coils 11, 13, 15, 17 are connected in series in the embodiment of FIG. 1. In FIG. 4A, the first relay switch 21a and the third relay switch 23c of the first coil connecting unit 21 are disconnected and the second relay switch 21b is connected. The first relay switch 23a and the third relay switch 23c of the second coil connecting means 23 are disconnected, and the second relay switch 23b is connected. In addition, the first relay switch 25a and the third relay switch 25c of the third coil connecting means 25 are disconnected and the second relay switch 25b is connected. Then, as in b of FIG. 4, each of all the coils 11, 13, 15, and 17 is connected in series. Since four coils are connected in series, the motor shown in FIG. 4 is the same as a motor having a coil wound five times with five wires.

도 2의 실시예의 경우 코일(11, 13, 15, 17)이 모두 병렬 연결되어 있으므로 고속 회전을 하며, 낮은 토크를 가진다. 도 3의 실시예의 경우 코일(11, 13, 15, 17)이 직렬 및 병렬로 연결되어 있으므로 중속 회전을 하며, 중간 토크를 가진다. 그리고 도 4의 실시예의 경우 코일(11,1 3, 15, 17)이 모두 직렬 연결되어 있으므로 저속 회전을 하며, 높은 토크를 가진다. 예를들어 도 2의 실시예가 800 rpm(분당회전수)과 5Nm 토크를 가지면, 도 3의 실시예는 400rpm과 10Nm토크를 가지며, 도 4의 실시예는 200rpm과 20Nm토크를 가진다. 그러므로 코일의 연결관계를 변경시키면서 토크 및 회전수를 조절할 수 있다.2, the coils 11, 13, 15, and 17 are all connected in parallel and thus rotate at high speed and have low torque. 3, the coils 11, 13, 15, and 17 are connected in series and in parallel, and thus have a medium speed rotation, and have intermediate torque. In the case of the embodiment of Figure 4 and the coils (11,1 3, 15, 17) are all connected in series to rotate at a low speed, has a high torque. For example, if the embodiment of Fig. 2 has 800 rpm (rpm) and 5 Nm torque, the embodiment of Fig. 3 has 400 rpm and 10 Nm torque, and the embodiment of Fig. 4 has 200 rpm and 20 Nm torque. Therefore, torque and rotational speed can be adjusted while changing the coil connection.

도 1에서는 4개의 코일을 사용하여 3단 변속을 하였다. 코일의 개수를 늘이면 다단 변속을 할 수 있다. 그러므로 코일의 개수를 늘여서, 모터의 회전수 및 토크를 연속적으로 변화시킬 수 있다. In FIG. 1, three shifts were performed using four coils. Increasing the number of coils allows multistage shifting. Therefore, by increasing the number of coils, it is possible to continuously change the rotational speed and torque of the motor.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 코일연결수단(21, 23, 25)을 사용하여 모터를 변속시키면 서지(surge)가 발생할 수 있다. 따라서 코일연결수단(21, 23, 25)을 사용하여 변속시 서지의 영향을 제거해야 한다. 도 15는 코일연결수단을 사용하여 모터의 속도를 변속시 서지의 영향을 제거하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 15에 도시된 바와 같이 파워서플라이(7)에서 공급된 전원은 모터컨트롤러(5)를 통하여 모터(1)에 공급된다. 코일연결수단(3)을 사용하여 모터(1)를 1단에서 2단으로 변속시 먼저 모터컨트롤러(5)의 스위치(4)를 오프(Off)시킨다. 그리고 코일연결수단(3)을 사용하여 코일의 연결을 변경하여 1단에서 2단으로 교환한다. 코일연결수단(3)을 사용하여 1단에서 2단으로 교환하면 서지가 발생하므로 서지를 소멸시키기 위하여 약간의 지연 시간을 둔다. 그 후 모터컨트롤러(5)의 스위치(4)를 온(On) 시킨다. 코일연결수단(3)을 사용하여 모터(1)의 변속시 상기의 방법으로 한다.As shown in FIGS. 1 to 4, when the motor is shifted using the coil connecting means 21, 23, 25, surge may occur. Therefore, it is necessary to use the coil connecting means (21, 23, 25) to remove the influence of the surge when shifting. 15 is a view for explaining a method of removing the influence of a surge when shifting the speed of the motor by using a coil connecting means. As shown in FIG. 15, power supplied from the power supply 7 is supplied to the motor 1 through the motor controller 5. When the motor 1 is shifted from the first stage to the second stage using the coil connecting means 3, the switch 4 of the motor controller 5 is first turned off. Then, by changing the connection of the coil using the coil connecting means (3) to exchange from the first stage to the second stage. Since the surge occurs when the coil connecting means 3 is changed from the first stage to the second stage, a slight delay time is given to dissipate the surge. After that, the switch 4 of the motor controller 5 is turned on. When the motor 1 is shifted using the coil connecting means 3, the above method is used.

도 5는 본 발명에 따른 반도체 스위치를 사용한 3상 모터의 코일의 연결관계의 다른 실시예의 개념도이다. 그리고 도 6 및 도 7은 도 5에 도시된 실시예에서 코일의 연결관계의 각각의 예이다. 도 1은 릴레이 스위치를 사용하여 각각의 코일을 직렬 또는 병렬로 연결한 실시예이나, 도 5는 반도체 스위치를 사용하여 각각의 코일을 연결한 실시예이다.5 is a conceptual diagram of another embodiment of the connection relationship between the coils of the three-phase motor using the semiconductor switch according to the present invention. 6 and 7 are each examples of the connection relationship of the coils in the embodiment shown in FIG. 5. FIG. 1 illustrates an embodiment in which each coil is connected in series or parallel using a relay switch, and FIG. 5 illustrates an embodiment in which each coil is connected using a semiconductor switch.

도 5에 도시된 R, S, T의 3상을 가진 모터는 코일(31, 33)과 코일연결수단(41)을 구비한다. 제1코일(31)은 코일연결수단(41)에 의하여 제2코일(33)과 연결된다. 그리고 코일연결수단(41)은 3개의 반도체 스위치로 구성되어 있다. 실렉터(35)의 스위치(35a)가 제1접점(35b)에 연결되면 제1반도체 스위치(41a) 및 제3반도체 스위치(41c)는 오프 되어, 회로가 끊어지며, 제2반도체 스위치(41b)는 온 되 어 회로가 연결된다. 그리고 실렉트(35)의 스위치(35a)가 제2접점(35c)에 연결되면 제1반도체 스위치(41a) 및 제3반도체 스위치(41c)가 온 되고, 제2반도체 스위치(41b)가 오프된다.The motor having three phases of R, S and T shown in FIG. 5 includes coils 31 and 33 and coil connecting means 41. The first coil 31 is connected to the second coil 33 by the coil connecting means 41. The coil connecting means 41 is composed of three semiconductor switches. When the switch 35a of the selector 35 is connected to the first contact 35b, the first semiconductor switch 41a and the third semiconductor switch 41c are turned off, the circuit is cut off, and the second semiconductor switch 41b Is on and the circuit is connected. When the switch 35a of the select 35 is connected to the second contact 35c, the first semiconductor switch 41a and the third semiconductor switch 41c are turned on, and the second semiconductor switch 41b is turned off. .

도 6의 실시예의 경우 도 5의 실시예에서 실렉터(35)의 스위치(35a)가 제1접점(35b)에 연결된 경우이다. 이 경우 제2반도체 스위치(41b)만 온 되므로 제1코일(31) 및 제2코일(33)은 직렬연결된다.In the embodiment of FIG. 6, the switch 35a of the selector 35 is connected to the first contact 35b in the embodiment of FIG. 5. In this case, since only the second semiconductor switch 41b is turned on, the first coil 31 and the second coil 33 are connected in series.

도 7의 실시예의 경우 도 5의 실시예에서 실렉터(35)의 스위치(35a)가 제2접점(35c)에 연결된 경우이다. 이 경우 제1반도체 스위치(41a) 및제3반도체 스위치(41c)가 온 되므로 제1코일(31) 및 제2코일(33)은 병렬연결된다.In the embodiment of FIG. 7, the switch 35a of the selector 35 is connected to the second contact 35c in the embodiment of FIG. 5. In this case, since the first semiconductor switch 41a and the third semiconductor switch 41c are turned on, the first coil 31 and the second coil 33 are connected in parallel.

도 8은 본 발명에 따른 반도체 스위치를 사용한 3상 모터의 코일의 연결관계의 또 다른 실시예의 개념도이다. 그리고 도 9 내지 도 11은 도 8에 도시된 실시예에서 코일의 연결관계의 각각의 예이다. 도 5는 2단으로 변속이 가능한 실시예이지만, 도 8은 3단으로 변속이 가능한 실시예이다.8 is a conceptual diagram of yet another embodiment of the connection relationship between the coils of a three-phase motor using a semiconductor switch according to the present invention. 9 to 11 are each examples of the connection relationship of the coils in the embodiment shown in FIG. 8. 5 is an embodiment capable of shifting in two steps, but FIG. 8 is an embodiment capable of shifting in three steps.

도 8에 도시된 모터는 코일(51, 53, 55, 57)과 코일연결수단(61, 63, 65)을 구비한다. 제1코일(51)은 제1코일연결수단(61)에 의하여 제2코일(53)과 연결되며, 제2코일(53)은 제2코일연결수단(63)에 의하여 제3코일(55)과 연결된다. 그리고 제3코일(55)은 제3코일연결수단(65)의 의하여 제4코일(57)과 연결된다. 그리고 각각의 코일연결수단(61, 63, 65)는 3개의 반도체 스위치를 구비한다. The motor shown in FIG. 8 includes coils 51, 53, 55, 57 and coil connecting means 61, 63, 65. The first coil 51 is connected to the second coil 53 by the first coil connecting means 61, and the second coil 53 is the third coil 55 by the second coil connecting means 63. Connected with The third coil 55 is connected to the fourth coil 57 by the third coil connecting means 65. Each of the coil connection means 61, 63, 65 has three semiconductor switches.

먼저, 실렉터의 스위치(67a)가 제1접점(67b)에 연결되면 제1코일연결수단(61)의 제1반도체 스위치(61a) 및 제3반도체 스위치(61c)는 오프 되어 회로가 끊 어지고, 제2반도체 스위치(61b)는 온 되어 회로가 연결된다. 그리고 제2코일연결수단(63)의 제1반도체 스위치(63a) 및 제3반도체 스위치(63c)는 오프 되고 제2반도체 스위치(63b)는 온 되며, 제3코일연결수단(65)의 제1반도체 스위치(65a) 및 제3반도체 스위치(65c)는 오프 되고 제2반도체 스위치(65b)는 온 된다. First, when the switch 67a of the selector is connected to the first contact point 67b, the first semiconductor switch 61a and the third semiconductor switch 61c of the first coil connecting means 61 are turned off to break the circuit. The second semiconductor switch 61b is turned on so that the circuit is connected. The first semiconductor switch 63a and the third semiconductor switch 63c of the second coil connecting means 63 are turned off and the second semiconductor switch 63b is turned on, and the first coil connecting means 65 is turned on. The semiconductor switch 65a and the third semiconductor switch 65c are turned off and the second semiconductor switch 65b is turned on.

다음, 실렉터의 스위치(67a)가 제2접점(67c)에 연결되면 제1코일연결수단(61)의 제1반도체 스위치(61a) 및 제3반도체 스위치(61c)가 오프 되고, 제2반도체 스위치(61b)가 온 된다. 그리고 제2코일연결수단(63)의 제1반도체 스위치(63a) 및 제3반도체 스위치(63c)가 온 되고 제2반도체 스위치(63b)가 오프 되며, 제3코일연결수단(65)의 제1반도체 스위치(65a) 및 제3반도체 스위치(65c)가 오프되고 제2반도체 스위치(65b)가 온 된다. Next, when the selector switch 67a is connected to the second contact point 67c, the first semiconductor switch 61a and the third semiconductor switch 61c of the first coil connecting means 61 are turned off, and the second semiconductor switch is turned off. 61b is turned on. The first semiconductor switch 63a and the third semiconductor switch 63c of the second coil connecting means 63 are turned on, the second semiconductor switch 63b is turned off, and the first coil connecting means 65 is turned off. The semiconductor switch 65a and the third semiconductor switch 65c are turned off and the second semiconductor switch 65b is turned on.

다음, 실렉터의 스위치(67a)가 제3접점(67d)에 연결되면 제1코일연결수단(61)의 제1반도체 스위치(61a) 및 제3반도체 스위치(61c)가 온 되고 제2반도체 스위치(61b)가 오프 된다. 그리고 제2코일연결수단(63)의 제1반도체 스위치(63a) 및 제3반도체 스위치(63c)가 온 되고 제2반도체 스위치(63b)가 오프 되며, 제3코일연결수단(65)의 제1반도체 스위치(65a) 및 제3반도체 스위치(65c)가 온 되고 제2반도체 스위치(65b)가 오프 된다.Next, when the selector switch 67a is connected to the third contact point 67d, the first semiconductor switch 61a and the third semiconductor switch 61c of the first coil connecting means 61 are turned on and the second semiconductor switch ( 61b) is turned off. The first semiconductor switch 63a and the third semiconductor switch 63c of the second coil connecting means 63 are turned on, the second semiconductor switch 63b is turned off, and the first coil connecting means 65 is turned off. The semiconductor switch 65a and the third semiconductor switch 65c are turned on and the second semiconductor switch 65b is turned off.

도 9의 실시예의 경우 도 8의 실시예에서 실렉터의 스위치(67a)가 제1접점(67b)에 연결된 경우이다. 이 경우 각각의 코일연결수단(61, 63, 65)의 제1반도체 스위치 및 제3반도체 스위치가 오프 되고, 제2반도체 스위치가 온 된 경우이므로 제1코일(51), 제2코일(53), 제3코일(55) 및 제4코일(57)은 모두 직렬연결된다.In the case of the embodiment of FIG. 9, the switch 67a of the selector is connected to the first contact 67b in the embodiment of FIG. 8. In this case, since the first semiconductor switch and the third semiconductor switch of each of the coil connection means 61, 63, and 65 are turned off and the second semiconductor switch is turned on, the first coil 51 and the second coil 53 are turned off. , The third coil 55 and the fourth coil 57 are all connected in series.

도 10의 실시예의 경우 도 8의 실시예에서 실렉터의 스위치(67a)가 제2접점(67c)에 연결된 경우이다. 이 경우 제1코일(51) 및 제2코일(53)은 직렬연결되고 제3코일(55) 및 제4코일(57)은 직렬연결되며, 직렬연결된 코일들은 병렬연결된다.In the case of the embodiment of FIG. 10, the switch 67a of the selector is connected to the second contact 67c in the embodiment of FIG. 8. In this case, the first coil 51 and the second coil 53 are connected in series, the third coil 55 and the fourth coil 57 are connected in series, and the coils connected in series are connected in parallel.

도 11의 실시예의 경우 도 8의 실시예에서 실렉터의 스위치(67a)가 제3접점(67d)에 연결된 경우이다. 이 경우 각각의 코일(51, 53, 55, 57)은 모두 병렬연결된다.In the embodiment of FIG. 11, the switch 67a of the selector is connected to the third contact 67d in the embodiment of FIG. 8. In this case, each of the coils 51, 53, 55, 57 are all connected in parallel.

본 발명은 3상 모터의 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 6상 모터 또는 2상 모터 등 다양하게 적용될 수 있다. 그리고 본 발명은 집중권선 코일, 분포권방식 코일, 중권·파권 방식 코일 등 다양한 모터에 적용될 수 있다.The present invention has been described an embodiment of a three-phase motor, the present invention can be applied in various ways, such as a six-phase motor or a two-phase motor. The present invention can be applied to various motors, such as a concentrated winding coil, a distributed winding coil, a mid winding, and a winding winding coil.

상기에서 설명한 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.An embodiment of the present invention described above should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The protection scope of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can change and change the technical idea of the present invention in various forms. Therefore, such improvements and modifications will fall within the protection scope of the present invention, as will be apparent to those skilled in the art.

도 1은 본 발명에 따른 3상 모터의 코일의 연결관계의 일 실시예의 개념도,1 is a conceptual diagram of one embodiment of a connection relationship between coils of a three-phase motor according to the present invention;

도 2는 도 1에 도시된 실시예의 코일의 제1연결 예,2 is a first connection example of the coil of the embodiment shown in FIG.

도 3은 도 1에 도시된 실시예의 코일의 제2연결 예,3 is a second connection example of the coil of the embodiment shown in FIG.

도 4는 도 1에 도시된 실시예의 코일의 제연결 예,4 is an example of disconnection of the coil of the embodiment shown in FIG.

도 5는 본 발명에 따른 3상 모터의 코일의 연결관계의 다른 실시예의 개념도,5 is a conceptual diagram of another embodiment of the connection relationship between the coils of a three-phase motor according to the present invention;

도 6은 도 5에 도시된 실시예의 코일의 제1연결 예,FIG. 6 is a first connection example of the coil of the embodiment shown in FIG. 5;

도 7은 도 5에 도시된 실시예의 코일의 제2연결 예,FIG. 7 illustrates a second connection example of the coil of the embodiment illustrated in FIG. 5;

도 8은 본 발명에 따른 3상 모터의 코일의 연결관계의 또 다른 실시예의 개념도,8 is a conceptual diagram of another embodiment of the connection relationship between the coils of a three-phase motor according to the present invention;

도 9는 도 8에 도시된 실시예의 코일의 제1연결 예,FIG. 9 is a first connection example of the coil of the embodiment shown in FIG. 8;

도 10은 도 8에 도시된 실시예의 코일의 제2연결 예,FIG. 10 is a second connection example of the coil of the embodiment shown in FIG. 8;

도 11은 도 8에 도시된 실시예의 코일의 제3연결 예,11 is a third example connection of the coil of the embodiment shown in FIG. 8,

도 12는 본 발명에 따른 모터의 일 실시예의 단면도,12 is a cross-sectional view of one embodiment of a motor according to the present invention;

도 13은 도 12에 도시된 실시예의 측면도,FIG. 13 is a side view of the embodiment shown in FIG. 12;

도 14는 본 발명에 따른 모터의 다른 실시예의 단면도,14 is a sectional view of another embodiment of a motor according to the present invention;

도 15는 본 발명에 따른 코일연결수단을 사용하여 모터의 속도를 변속하는 개념도이다.15 is a conceptual diagram of shifting the speed of a motor using a coil connection unit according to the present invention.

<도면부호의 간단한 설명><Brief Description of Drawings>

11, 31, 51 : 제1코일, 13, 33, 53 : 제2코일11, 31, 51: 1st coil, 13, 33, 53: 2nd coil

15, 55 : 제3코일, 17, 57 : 제4코일15, 55: 3rd coil, 17, 57: 4th coil

21, 41, 61 : 제1코일연결수단, 23, 63 : 제2코일연결수단21, 41, 61: first coil connecting means, 23, 63: second coil connecting means

25, 65 : 제3코일연결수단, 35 : 실렉터25, 65: third coil connecting means, 35: selector

Claims (8)

원통형 계철(Yoke)과, 상기 계철의 원주방향으로 서로 극성이 교차되게 고정된 복수의 자석을 구비한 회전자와,A rotor having a cylindrical yoke and a plurality of magnets fixed to cross each other in the circumferential direction of the yoke, 상기 계철에 대향되도록 배치된 전기자철심과, 상기 자석에 대향하도록 상기 전기자철심에 권선된 복수의 코일을 구비한 고정자와,A stator having an armature core disposed to face the yoke and a plurality of coils wound on the armature core so as to face the magnet; 상기 각각의 코일을 직렬 또는 병렬로 변경하여 연결시킬 수 있는 적어도 1개 이상의 코일연결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.And at least one coil connecting means capable of connecting each coil in series or in parallel. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 회전자는 상기 원통형 계철이 반경방향으로 다단 배치되도록 상기 원통형 계철을 복수 개 구비하는 것을 특징으로 하는 모터.The rotor is characterized in that the motor having a plurality of cylindrical yoke to be arranged in the radial direction multi-stage. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 회전자의 회전 중심에 위치한 고정축을 더 포함하며,Further comprising a fixed shaft located at the center of rotation of the rotor, 상기 회전자는 일면이 상기 각각의 계철의 일측과 결합되며, 상기 고정축에 회전할 수 있게 결합된 회전디스크를 더 구비하며,The rotor further includes a rotating disk, one surface of which is coupled to one side of each yoke, and coupled to rotate on the fixed shaft. 상기 고정자는 일면이 상기 각각의 계철 사이에 배치된 고정자철심의 일측에 결합되며, 상기 고정축에 고정된 고정디스크를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 모터.The stator has a surface coupled to one side of the stator iron core disposed between each yoke, the motor further comprises a fixed disk fixed to the fixed shaft. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 코일연결수단은 상기 고정디스크의 일측에 고정된 것을 특징으로 하는 모터.The coil connecting means is a motor, characterized in that fixed to one side of the fixed disk. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 코일연결수단은 상기 고정축의 외주면에 고정된 것을 특징으로 하는 모터.The coil connecting means is a motor, characterized in that fixed to the outer peripheral surface of the fixed shaft. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,6. The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 코일연결수단은 복수의 온-오프 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 모터.And the coil connection means comprises a plurality of on-off switches. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 온-오프 스위치는 릴레이 스위치인 것을 특징으로 하는 모터.And the on-off switch is a relay switch. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 온-오프 스위치는 반도체 스위치인 것을 특징으로 하는 모터.And the on-off switch is a semiconductor switch.
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