KR20120037901A - 동기화 자기 저항 기계의 로터, 및 동기화 자기 저항 기계의 로터를 제조하는 방법 - Google Patents

동기화 자기 저항 기계의 로터, 및 동기화 자기 저항 기계의 로터를 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은, 고정자 내부에서 회전하도록 베어링에 의해 지지되는 축을 포함하고, 로터 프레임이 상기 축에 부착되는, 동기화 자기 저항 기계를 위한 로터와, 상기 로터의 제조 방법이다. 본 발명에 따라, 프레임(12)은 자기적 비-전도성 물질로 만들어지고, 상기 자기적 비-전도성 물질은 로터 프레임을 통해 로터의 자극의 외부 표면으로부터 극의 외부 표면으로 연장하는 배치된 자기적 전도성 바-형태의 물체(16, 18)를 포함하고, 로터 프레임(2) 내부의 각 바-형태의 물체(16, 18)의 전체 길이는 비-자기 물질에 의해 둘러싸인다.

Description

동기화 자기 저항 기계의 로터, 및 동기화 자기 저항 기계의 로터를 제조하는 방법{ROTOR OF A SYNCHRONOUS RELUCTANCE MACHINE AND THE METHOD FOR MANUFACTURING THE ROTOR OF A SYNCHRONOUS RELUCTANCE MACHINE}
본 발명은 동기화 자기 저항 기계(synchronous reluctance machine)에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 동기화 자기 저항 기계의 로터를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 동기화 자기 저항 기계는 자기 전도성 시트로 만들어진 고정자 코어의 그루브에 설치되는 다상 고정자 권선(multiphase stator winding)을 갖는다. 고정자 권선은, 전기 기계에 연결된 전기 그리드 또는 주파수 변환기에 의해 한정된 속도로 회전하는 자기장을 형성한다. 고정자 권선은 비동기화 기계 또는 동기화 기계의 고정자 권선에 대응한다. 동기화 자기 저항 기계의 로터에는 로터와 고정자 사이의 공기 갭(air gap)으로 회전하도록 베어링이 설치된다.
동기화 자기 저항 기계의 동작은 이방성 로터 구조에 기초하는데, 이러한 이방성 로터 구조에서, 각 로터 폴은 최소 자기 저항 방향, d-축, 및 최대 자기 저항 방향, q-축을 갖는다. 로터의 d-축은 고정자의 회전 자기장의 피크값에 따라간다. 로터는, 자기 전도성이 d-축 방향에서 높고 q-축 방향에서 낮도록 제작된다. 동기화 자기 저항 기계의 전력 및 토크를 극대화시키기 위해, 로터의 길이 방향 인덕턴스(Ld)와 횡방향 인덕턴스(Lq)의 비율은 가능한 한 커야 한다. 큰 인덕턴스 비율(Ld/Lq)을 달성하기 위해, 양호한-전도성 라우트(well-conducting routes)가 d-축 방향으로의 플럭스에 대해 형성되고, 플럭스 배리어가 q-축 방향으로의 자기 플럭스의 흐름을 방지하도록 형성되는 구조에 대해 여러 개의 제안이 존재한다.
자기 플럭스의 전도성 라우트는 예를 들어, 자기 전도성이 d-축 방향에서 크도록 설치된 강자성 시트로 형성된다. 공기 또는 다른 비-강자성 물질은 자기 플럭스를 위한 플럭스 배리어로서 사용될 수 있다. 공기를 이용할 때, 로터의 기계적 내구성은 지지 디바이스를 통해 보장되어야 한다.
공보 JP 2005245052 및 US 6,239,526은, 플럭스 배리어가 로터 코어 시트의 부분을 펀칭하거나 절단함으로써 로터에 형성되는 동기화 자기 저항 기계 로터를 특징으로 한다.
GB 1,109,974는, 원하는 방향 특성을 갖는 얇은 전기 시트가 축 상에서 조립되는 로터 구조를 제안한다.
공보 KR 709301 및 US 6,066,904는 얇은 방향성 전기 시트로 조립되는 2-극 동기화 자기 저항 기계의 로터를 제안한다. 자기 저항의 필요한 이방성을 달성하기 위해, 공기 갭, 즉 자기 배리어는 방향 특성에 따라 자기 플럭스 라인을 따라 적층된 시트에 형성된다.
공보 JP 11144930은 야금 공정으로 서로 연결되는 자기 및 비자기 물질을 계층화(layering)함으로써 자기 구조를 형성하는 것을 제안한다.
공보 WO 1996042132 A1은, 자기 및 비자기 물질로 만들어지고 그 위에 전도성 비자기 보호 층을 갖는 로터를 이용하는 것을 제안한다.
본 발명의 목적은 동기화 자기 저항 기계의 새로운 로터 구조를 생성하는 것으로, 상기 새로운 로터 구조는 높은 인덕턴스 비율(Ld/Lq)을 갖고, 기계적으로 강력하고, 심지어 고속에서도 내구성이 있고, 제조하는데 경제적이다. 본 발명에 따라, 동기화 자기 저항 기계를 위한 로터는 고정자 내부에서 회전하도록 베어링이 지지된 축을 포함하며, 로터 프레임은 이 축에 부착되고, 상기 프레임은 자기적 비-전도성 물질로 만들어지고, 상기 축은 로터 프레임을 통해 로터의 자극의 외부 표면으로부터 인접한 극의 외부 표면으로 연장하는 자기적 전도성 바-형태의(bar-shaped) 부품을 갖고, 이 경우에, 각 바-형태의 부품의 전체 길이는 로터 프레임 내부에서 비-자기 물질에 의해 둘러싸인다.
동기화 자기 저항 기계의 로터를 제조하는 본 발명에 따른 방법은 다음 단계를 포함한다:
- 원통형 로터 프레임은 자기적 비-전도성 물질로 제조되고;
- 다중 구멍은 로터의 회전축에 대해 수직으로 프레임 안으로 드릴링되고, 상기 구멍은 프레임을 통해 각 극의 외부 표면으로부터 인접한 극의 외부 표면으로 연장하고;
- 자기적 전도성 바는 구멍에 설치되고, 상기 바는 그 단부에서 동기화 자기 저항 기계의 공기 갭으로 연장한다.
동기화 자기 저항 기계의 로터를 제조하는 본 발명에 따른 다른 방법은 다음 단계를 포함한다:
- a) 부품은 자기적 전도성 시트로부터 펀칭(punched)되고, 상기 부품은 로터에서 자기 플럭스를 위한 액세스 라우트의 폭에 대응하고, 에지 부분에서, 로터의 외부 구면(outer sphere)을 따르는 연결 브리지를 갖고;
- b) 펀칭된 부품의 제 1 층은 로터 축의 방향으로 자기 플럭스의 두께를 갖는 시트 팩을 형성하기 위해 서로 겹치게(on top of each other) 적층되고;
- c) 이전 층으로부터의 거리에서, 펀칭된 부품의 추가 층은 로터 축의 방향으로 자기 플럭스의 두께를 갖는 시트 팩을 형성하기 위해 서로 겹치게 적층되고;
- d) 시트 팩 및 분리 부품에 의해 형성된 공백부(blank)의 길이가 로터의 길이와 동일할 때까지, c) 단계가 반복되고;
- f) 로터의 프레임 부분은 공백부의 자유 부분을 채우는 자기적 비-전도성 물질로 주조되고;
- g) 균일한 자기적 전도성 물질은 로터의 외부 표면으로부터 제거된다.
본 발명의 몇몇 다른 바람직한 실시예는 종속항에 한정된다. 자기적 전도성 바는 유리하게 둥근 로드(rod)이다. 그러나, 바의 단면 형태는 본 발명의 범주 내에서 매우 다를 수 있다. 따라서, 예를 들어, 육각형, 원형, 직사각형, 평행사변형 또는 타원형이 바람직한 단면 형태이다.
본 발명과 연계하여, 바는 폭넓게 이해되어야 하고, 물질의 단일화된 부품, 적층된 시트로 만들어진 적층형(laminated) 구조일 수 있거나, 또는 강철 와이어 묶음(steel wire bundles), 강철 와이어 로프 또는 편복선(braided wire)으로 만들어질 수 있다. 바 물질은 강철 또는 전기 시트일 수 있다. 또한 NiFe와 CoFe 합금이 바를 위한 가능한 물질이다.
다음에서, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 특정 실시예의 도움으로 더 구체적으로 설명될 것이다.
본 발명은, 높은 인덕턴스 비율(Ld/Lq)을 갖고, 기계적으로 강력하고, 심지어 고속에서도 내구성이 있고, 제조하는데 경제적인 새로운 로터 구조의 동기화 자기 저항 기계에 효과적이다.
도 1은 본 발명에 따른 로터를 도시한 측면도.
도 2는 도 1에서 로터 단면 A-A을 따라 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 로터의 단면을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 로터의 제 2 단면을 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 로터의 제 3 단면을 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 로터의 제 4 단면을 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 로터의 제 5 단면을 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 로터의 제 6 단면을 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 로터의 제 7 단면을 도시한 도면.
도 10은 본 발명에 따른 로터의 제 8 단면을 도시한 도면.
도 11은 본 발명에 따른 로터의 제 9 단면을 도시한 도면.
동기화 자기 저항 기계의 로터의 단면은 도 1에 도시된다. 로터는 원통형 프레임 부분(2)을 포함하는데, 이러한 원통형 프레임 부분(2)은 알루미늄; 알루미늄 청동; 예를 들어 스테인리스 스틸과 같은 전도 플럭스가 아닌 강철; 상이한 플라스틱, 수지 또는 이와 유사한 물질; 티타늄; 또는 콘크리트와 같은 자기적 비-전도성 물질로 만들어진다. 로터의 양쪽 단부는 돌출부(4)를 갖는데, 이러한 돌출부(4)는 프레임으로부터 돌출하고, 로터 축으로서 작용하고; 이 실시예에서, 로터의 양쪽 단부는 프레임 부분(2)을 갖는 동일한 물체의 부분이고, 동일한 물질로 만들어진다. 로터 축(4)은, 로터가 동기화 자기 저항 모터의 고정자 내부의 중심에서 지지되고, 고정자가 고정자로부터 공기 갭의 거리에 위치되도록 특징적인 방식으로 베어링을 갖는 동기화 자기 저항 모터의 프레임에 부착된다. 바-형태의 부품(6 및 8)은 나중에 바 상에서, 프레임 부분(2) 내부에 설치되고, 축(4) 및 도면의 평면에 수직으로 프레임 부분(2)을 통해 이어진다. 바(6)는 강철 바 또는 전기 시트와 같은 자기적 전도성 물질로 만들어진다. 전자기 효과에 따라, 바(6)는 d-축 방향으로 위치하고, 이 경우에 d-축 방향에서의 자기 저항은 낮고, q-축의 수직 방향에서의 자기 저항은 높은데, 이것은 도 1의 단면 A-A인 도 2에 도시되어 있다. 바는 바람직하게 대략 0.5-1.5의 거리 x 로터 축의 방향과 로터 반경에서의 바의 두께이다. 바에 대한 유사한 거리는 나중에 제공된 본 발명의 다른 실시예에서도 바람직하다.
도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서, 예에서와 같이 축 방향으로 바(6)의 5개의 행이 존재하고, 바(8)의 또 다른 5개의 행이 존재하고, 이 경우에 바(8)는 도면의 축 및 평면에 수직인 방향으로 바(6)와 관련하여 이동된다. 이것은, 예에서와 같이 각 행이 5개의 바를 포함하고 로터의 d-축의 방향에 위치한 총 50개의 바를 포함하는 그리드 구조를 형성한다. 도 2에서, 바(8)는 점선으로 대체된다. 자기적 전도성 바의 두께 및 이들 사이의 거리는 단지 구조를 예시하도록 제안되고, 그 치수는 모두 기계의 물질 및 크기에 따라 기계의 크기 값에 기초하여 전문가에 의해 결정된다.
도 3은 도 1 및 도 2의 원리를 통해 형성되는 동기화 자기 저항 기계의 프레임 부분의 단면을 사시도로 도시한다. 직선 바(16)는 제 1 행에서 원통형 프레임 부분(12)에 설치되었고, 직선 바(16)와 관련하여 이동된 직선 바(18)는 제 2 행에 설치된다. 모든 행은 d-축의 방향으로 로터를 통해 이어지는 7개의 바를 포함하고, 이것은 d-축의 방향으로 바 그리드 구조를 나타내는 도 3에서의 부분(98)의 그리드 구조를 생성한다.
도 1, 도 2 및 도 3에 도시된 예에서, 자기적 전도성 바는 직선이고, 둥근 단면을 갖는다. 이들 바는 상이한 방법으로 만들어질 수 있다. 자기적 전도성 바에 의해 형성된 그리드 구조는 프레임 부분의 주조 몰드에 부착된 개별적인 지지 구조를 갖는 원하는 형태로 지지될 수 있다. 그 후에, 프레임 부분은 주조되고, 필요시 지지 구조가 제거된다. 프레임 부분은 또한 먼저 주조되도록 준비될 수 있고, 바를 위한 구멍는 그 후에 그 안에 드릴링될 수 있다. 바는 구멍에 설치되고, 접착(gluing)에 의해, 또는 구멍에 나사산(threads)을 형성하고 나사산 형성된(threadedd) 바를 프레임 부분에 나사 연결(screwing)함으로써 부착된다.
바 구조는 또한 적합한 자기적 전도성 전기 시트 스트립을 축 방향으로 서로 겹치게 적층시킴으로써 제조될 수 있다. 형성된 스트립 팩은 원하는 그리드 구조를 형성하도록 설치되고, 로터 프레임 부분은 비-자기 물질의 주조이다.
도 4는 본 발명에 따른 동기화 자기 저항 기계의 로터의 제 2 단면을 도시한다. 로터 프레임 부분(22)은 도 1 및 도 2에 도시된 실시예와 유사한 자기적 비-전도성 물질로 만들어진다. 자기적 전도성 바(26 및 28)는 프레임 부분(22)에서의 구멍을 통해 이어지고 원통형 표면(30) 외부로 연장하도록 설치되고, 이 경우에 바 단부(32)는 원통형 표면(30)으로부터 돌출한다. 동기화 자기 저항 기계의 고정자로부터의 바 단부(32)의 거리는 공기 갭과 동일하다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 로터 프레임은, 바람직하게 로터 축을 형성할 수 있는 내부 원통형 프레임 부분(32)의 2개의 상이한 물질로 형성된다. 외부 표면이 기계의 공기 갭 내부에 한정되는 외부 로터 프레임 부분(44)은 내부 프레임 부분(42) 주위에 위치한다. 도 1 및 도 2의 실시예와 동일한 방식으로, 자기적 전도성 바(46 및 48)는 로터를 통해 위치하고, 상기 바는 외부 프레임 부분(44) 및, 적용가능한 경우, 내부 프레임 부분(42)을 통해 이어진다. 내부 프레임 부분(42)은 자기 플럭스를 양호하게 또는 불량하게 도통시키는 물질로 만들어질 수 있다. 도 5에 도시된 실시예에서, 자기적 전도성 바(46 및 48)는 로터의 외부 프레임 부분(44)의 외부 표면(50)으로 연장한다. 도 4의 실시예와 동일한 방식으로, 자기적 전도성 바(46 및 48)는 또한 로터의 외부 프레임 부분(44)의 외부 표면(50) 위로 돌출할 수 있고, 이 경우에, 고정자로부터의 바 단부의 거리는 기계의 공기 갭이다.
본 발명의 제 4 실시예는 도 6에 도시된다. 로터 프레임은 내부 부분(62), 및 내부 부분(62)을 둘러싸는 외부 부분(64)으로 만들어지고, 이 경우에 로터 프레임의 적어도 외부 부분(64)은 자기 플럭스를 불량하게 도통시키는 물질로 만들어진다. 동시에, 내부 부분은 바람직하게 로터 축을 형성한다. 자기적 전도성 바(66)는 로터 프레임의 외부 부분(64)을 통해 이어지도록 설치된다. 바(66)는 곡선으로 만들어져서, 로터 표면(68)으로부터 내부 부분(62)을 우회하는 대향 표면(70)으로 이어진다. 따라서, 구조는 d-축의 방향으로 매우 우수한 자기 전도성을 갖고, 이에 대응하여, q-축의 방향으로 불량한 전도성을 갖는다. 제 4 실시예의 제조에 있어서, 원하는 자기적 전도성 바(66)를 달성하기 위해 로터 축의 방향으로 서로 겹치게 적층된 전기 시트로 만들어진 스트립을 이용하는 것이 바람직하다. 바는 주조 몰딩에 지지되고, 프레임 부분(62 및 64)은 주조이어서, 바(66)의 에지는 자기 플럭스를 불량하게 도통시키는 프레임 부분(64)에 의해 완전히 둘러싸이고, 바는 로터의 외부 표면까지 연장한다. 이 실시예에서, 자기 플럭스를 도통시키는 바(66)는 1-5에서와 같이 그리드 구조에 배치될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 5 실시예를 도시하며, 여기서 자기적 전도성 물질로 만들어진 고체 부분(72)은 바람직하게 전기 시트로부터 펀칭함으로써 제조된다. 부분(72)의 외부 에지는, 본질적으로 로터의 d-축의 방향으로 위치한 스트립(76)을 적소에 유지시키는 좁은 구면 부분(74)을 포함한다. 부분(72)은 또한 로터 축 또는 내부 부분 주위에 이어지는 내부 림(78)을 갖고, 내부 림(78)은 스트립(77)을 갖는 구면 부분에 연결된다. 전기 시트로부터 펀칭된 시트는 서로 겹치게 적층되어, 충분히 두꺼운 자기적 전도성 부분(74, 76, 77 및 78)을 형성한다. 적층된 시트는 주조 몰딩에 설치되어, 시트 적층을 서로 분리시키기 위해 시트 적층 사이에 공간이 남아있다. 내부 림(74)은 바람직하게 구조를 또한 지지하는 축(75) 상에 설치된다. 로터 프레임의 외부 부분은 자기 플럭스를 불량하게 도통시키는 물질의 주조이다. 마지막으로, 림 부분(74)은 로터의 길이 전체에 걸쳐 제거되고, 이 경우에, d-축의 방향으로의 스트립은 로터의 외부 표면으로 연장할 것이다. 따라서, 제 5 실시예에 따른 로터의 외부 표면은 본질적으로 도 6에서의 제 4 실시예에 따른 로터와 유사하다.
4-극 로터를 실현하는 본 발명에 따른 구조는 제 6 실시예로서 도 8에 제공된다. 로터의 하나의 d-축 및 하나의 q-축은 화살표로 도시된다. 자기적 전도성 바(82 및 84)는 90° 증분치를 갖는 4개의 세그먼트로 그룹화된다. 각 바(82 및 84)는 로터의 외부 구면(86)까지 연장한다. 로터 프레임 부분(88)은 자기 플럭스를 도통시키지 않는 물질로 만들어지고, 각 바(82 및 84)를 둘러싼다. 바(82 및 84)는, 드릴링된 구멍에 설치되거나 다른 경우 프레임 부분 상에 만들어지는 둥근 단부를 가질 수 있다. 바의 단부의 형태는 또한 정사각형 또는 직사각형일 수 있고, 바는 전기 시트로 만들어질 수 있고, 이 경우에, 바는, 프레임 부분(88)이 주조되는 주조 몰딩에 설치될 수 있다. 도 8의 실시예에서, 자기적 전도성 바는 직선이다. 대안적으로, 바는 안쪽으로 굴곡질 수 있으며, 따라서 바의 중간은 로터의 회전축에 더 가깝다.
본 발명의 제 7 실시예는 도 9에 도시되며, 여기서 자기적 비-전도성 물질로 만들어진 프레임 부분(92)은 축(90) 주위에 설치된다. 자기적 전도성 바(94)는 곡선으로 성형되어, 안쪽으로 굴곡진다. 더욱이, 바깥쪽으로 굴곡진 바(96)는 프레임 부분에 설치된다. 바는 점선으로 도시되고, 바(94)를 향한 거리 내의 로터 축의 방향으로 위치한다. 축 방향으로 로터의 한 단부로부터 다른 단부로 이동할 때, 모든 제 2 바는 안쪽으로(94) 굴곡지고, 모든 제 2 바는 바깥쪽으로(96) 굴곡진다. 각 바의 전체 길이는 프레임 부분(92) 물질에 의해 둘러싸이고, 이 경우에 자기 플럭스는 바를 통해 액세스 라우트를 갖고, 하나의 바로부터 다른 바로의 자기 플럭스의 흐름이 방지된다.
본 발명의 제 8 실시예는 도 10에 도시된다. 이 실시예는 도 7의 기술, 즉 제 5 실시예를 이용하고, 여기서 바 공백부는 먼저 전기 시트로 만들어진다. 제 8 실시예에 따라, 공백부는, 이들과 관련된 자기 플럭스의 전도체로서 동작하는 스트립(102 및 104) 및 좁은 림 부분(100)을 갖는 외부 에지를 구비한 전기 시트로 만들어진다. 스트립(102 및 104)은 안쪽으로 굴곡져서, 로터 에지로부터 로터 에지의 다른 부분으로 연장하고, 스트립의 중간은 단면의 수평 중간 축에 더 가깝다. 더욱이, 2개의 스트립(106)은 구면 부분에 부착되고, 상기 스트립은 로터 축(108) 주위에 내부 림(110)에 부착된다. 대향 측으로부터, 내부 림(110)은 스트립(107)과 함께 구면 부분(100)에 연결된다. 공백부는 스트립(102, 104, 106, 107) 및 내부 림(110)으로부터 충분히 두꺼운 바를 형성하기 위해 서로 겹치게 적층된다. 거리 내에서, 도 10에서 점선으로 도시된, 바깥쪽으로 굴곡진 스트립(112, 113 및 114)을 갖는 다른 공백부가 있다. 스트립(112, 113, 114)의 중간은 스트립의 단부보다 단면의 수평 중간 축으로부터 더 멀리 떨어져 있다. 스트립(112, 113 및 114)은 또한 양쪽 단부에서 좁은 구면 부분에 부착되고, 이러한 좁은 구면 부분은 외부 에지 상에 공백부를 둘러싼다. 스트립(116)은 하나의 단부로부터 제 2 공백부의 내부 림에 부착되고, 다른 단부로부터 외부 에지의 구면 부분에 부착된다. 제 2 공백부의 내부 림은 또한 로터 샤프트(108) 상에 설치된다. 제 1 및 제 2 공백부로부터 적층된 시트 팩은 로터 축 상에 차례로 위치하여, 인접한 시트 팩 사이에 갭이 있다. 자기 플럭스를 도통시키는 스트립 사이의 갭은 자기 플럭스를 도통시키지 않는 물질로 채워진다. 마지막으로, 외부 에지 상에 위치한 좁은 구면 부분(100)이 제거되고, 이 경우에 전기 시트로 만들어지고 자기 플럭스를 도통시키는 바는 로터의 외부 표면까지 연장한다.
본 발명의 제 9 실시예는 도 11에 도시된다. 이 실시예는 또한 도 7의 기술, 즉 제 5 실시예를 이용하고, 여기서 바 공백부는 먼저 전기 시트로 만들어진다. 제 8 실시예와 동일한 방식으로, 공백부는, 이들과 관련된 자기 플럭스의 전도체로서 동작하는 스트립(122 및 124) 및 좁은 림 부분(120)을 갖는 외부 에지를 구비한 전기 시트로 만들어진다. 스트립(122 및 124)은 안쪽으로 굴곡져서, 로터 에지로부터 로터 에지의 다른 부분으로 연장한다. 더욱이, 하나의 스트립(126)은 로터 축(128) 주위에서 내부 림(130)에 부착된 구면 부분에 부착된다. 대향 측으로부터, 내부 림(130)은 스트립(132)과 함께 구면 부분(120)에 연결된다. 공백부의 하부 절반 상에, 바깥쪽으로 굴곡진 3개의 스트립(134, 136 및 138)이 있다. 공백부는 서로 적층되어, 스트립(122, 124, 126, 132, 134, 136, 138) 및 내부 림(110)으로부터 충분히 두꺼운 바를 형성하여, 바의 제 1 세트를 형성한다.
바의 제 1 세트로부터의 거리 내에, 바의 제 2 세트가 있다. 바의 제 2 세트는 스트립(142, 144 및 146)을 갖는 제 2 공백부로 구성되고, 이러한 스트립은 단면의 상부 부분 상에서 바깥쪽으로 굴곡지고, 도 11에서 점선으로 도시된다. 스트립(142, 144 및 146)은 또한 양쪽 단부에서, 외부 에지 상의 공백부를 둘러싸는 좁은 구면 부분에 부착된다. 스트립(148)은 한 단부로부터 제 2 공백부의 내부 림에 부착되고, 다른 단부로부터 외부 에지의 구면 부분에 부착된다. 제 2 공백부의 내부 림은 또한 로터 샤프트(128) 상에 설치된다. 제 2 공백부의 하부 절반 상에, 안쪽으로 굴곡진 2개의 스트립(150 및 152)이 있다. 제 1 및 제 2 세트의 공백부는 유사하지만, 회전된다. 따라서 하나의 펀칭 툴만이 모든 공백부를 만들기 위해 필요하다. 제 1 및 제 2 공백부로부터 적층된 시트 팩은 로터 축 상에 차례로 위치되어, 인접한 시트 팩 사이에 갭이 있다. 자기 플럭스를 도통시키는 스트립 사이의 갭은 자기 플럭스를 도통시키지 않는 물질로 채워진다. 마지막으로, 외부 에지 상에 위치한 좁은 구면 부분(120)이 제거되며, 이 경우에 전기 시트로 만들어지고 자기 플럭스를 도통시키는 바는 로터의 외부 표면까지 연장한다.
상기에서, 본 발명은 특정 실시예의 도움으로 설명되었다. 그러나, 설명은 본 발명의 보호 범위를 한정하는 것으로 간주되지 않아야 하고; 본 발명의 실시예는 청구 범위 내에서 변할 수 있다.

Claims (22)

  1. 고정자 내부에서 회전하도록 베어링으로 지지되고, 고정자 프레임이 부착되는 축을 포함하는 동기화 자기 저항 기계를 위한 로터로서,
    상기 프레임(2)은 자기적 비-전도성 물질로 만들어지고, 로터 프레임을 통해 로터의 자극의 외부 표면으로부터 인접한 극의 외부 표면으로 연장하는 자기적 전도성 바-형태 부품(6, 8)을 갖고, 각 바-형태의 부품(6, 8)의 전체 길이는 로터 프레임(2) 내부의 비-자기 물질에 의해 둘러싸이는 것을 특징으로 하는, 동기화 자기 저항 기계를 위한 로터.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 바-형태의 부품(6, 8)은 직선인 것을 특징으로 하는, 동기화 자기 저항 기계를 위한 로터.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 바-형태의 부품(6, 8)은 굴곡지는 것을 특징으로 하는, 동기화 자기 저항 기계를 위한 로터.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 바-형태의 부품의 단면의 형태는 육각형인 것을 특징으로 하는, 동기화 자기 저항 기계를 위한 로터.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 바-형태의 부품(6, 8)은 대략 0.5-1.5 x 로터 축의 방향 및 로터 반경 모두에서의 바의 두께의 거리에 서로 위치되는 것을 특징으로 하는, 동기화 자기 저항 기계를 위한 로터.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 바-형태의 부품(6, 8)의 단면은 둥근 것을 특징으로 하는, 동기화 자기 저항 기계를 위한 로터.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 바-형태의 부품의 단면의 형태는 직사각형인 것을 특징으로 하는, 동기화 자기 저항 기계를 위한 로터.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 바-형태의 부품의 단면의 형태는 평행사변형인 것을 특징으로 하는, 동기화 자기 저항 기계를 위한 로터.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 바-형태의 부품의 단면의 형태는 타원형인 것을 특징으로 하는, 동기화 자기 저항 기계를 위한 로터.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 바(6, 8)는 강철 또는 전기 시트로 만들어지는, 동기화 자기 저항 기계를 위한 로터.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 바는 전기 시트의 작은 스택, 또는 강철 와이어 묶음(steel wire bundle), 또는 강철 와이어, 또는 편복선(braided wire)으로 만들어지는 것을 특징으로 하는, 동기화 자기 저항 기계를 위한 로터.
  12. 제 11항에 있어서, 강철 와이어로 만들어진 그리드는 알루미늄 청동으로 주조되는 것을 특징으로 하는, 동기화 자기 저항 기계를 위한 로터.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 바(6, 8)의 단부는 로터의 외부 표면의 레벨에 있는 것을 특징으로 하는, 동기화 자기 저항 기계를 위한 로터.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 바(32)의 단부는 로터의 표면(30)으로부터 돌출하는 것을 특징으로 하는, 동기화 자기 저항 기계를 위한 로터.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 로터 프레임은 고체이고, 상기 로터 축(4)은 로터 단부에 부착되는 것을 특징으로 하는, 동기화 자기 저항 기계를 위한 로터.
  16. 제 1항에 있어서, 상기 로터 프레임(44)은 고체이고, 로터 축(42) 상에 설치되는 것을 특징으로 하는, 동기화 자기 저항 기계를 위한 로터.
  17. 제 1항에 있어서, 상기 프레임은 알루미늄, 알루미늄 청동, 플럭스를 도통하지 않는 강철, 상이한 플라스틱, 수지, 티타늄, 콘크리트 중 하나로 만들어지는 것을 특징으로 하는, 동기화 자기 저항 기계를 위한 로터.
  18. 동기화 자기 저항 기계의 로터를 제조하는 방법으로서, 상기 로터는 자기적 비-전도성 프레임 물질(2) 및 자기 플럭스를 위한 자기적 전도성 액세스 라우트(access routes)(6, 8)를 포함하는, 동기화 자기 저항 기계의 로터를 제조하는 방법에 있어서,
    - 자기적 비-전도성 물질로 원통형 로터 프레임(2)을 제조하는 단계와,
    - 로터의 회전 축에 관해 수직으로 프레임 안으로 다중 구멍을 드릴링(drilled)하는 단계로서, 상기 구멍은 상기 프레임(2)을 통해 각 극의 외부 표면으로부터 다음 극의 외부 표면으로 연장하는, 다중 구멍의 드릴링 단계와,
    - 상기 구멍에 자기적 전도성 바(6, 8)를 설치하는 단계로서, 상기 바는 양쪽 단부에서 동기화 자기 저항 기계의 공기 갭(air gap)으로 연장하는, 자기적 전도성 바(6, 8)의 설치 단계를
    포함하는 것을 특징으로 하는, 동기화 자기 저항 기계의 로터를 제조하는 방법.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 방법에서, 로터 축은 프레임을 주조하기 전에 적소에 설치되는 것을 특징으로 하는, 동기화 자기 저항 기계의 로터를 제조하는 방법.
  20. 제 18항에 있어서, 상기 방법에서, 상기 축은 로터 프레임의 양쪽 단부에 설치되는 것을 특징으로 하는, 동기화 자기 저항 기계의 로터를 제조하는 방법.
  21. 동기화 자기 저항 기계의 로터를 제조하는 방법으로서, 상기 로터는 자기적 비-전도성 프레임 물질 및 자기 플럭스를 위한 자기적 전도성 액세스 라우트를 포함하는, 동기화 자기 저항 기계의 로터를 제조하는 방법에 있어서,
    - a) 자기적 전도성 시트로부터 부품(72)을 펀칭(punched)하는 단계로서, 상기 부품은 상기 로터에서 자기 플럭스를 위한 액세스 라우트의 폭에 대응하고, 에지 부분에서, 상기 로터의 외부 구면(outer sphere)을 따르는 연결 브리지(74)를 갖는, 펀칭 단계와;
    - b) 펀칭된 부품의 제 1 층은 로터 축의 방향으로 자기 플럭스의 두께를 갖는 시트 팩을 형성하기 위해, 펀칭된 부품의 제 1 층을 서로 겹치게(on top of each other) 적층하는 단계와;
    - c) 이전 층으로부터의 거리에서, 로터 축의 방향으로 자기 플럭스의 두께를 갖는 시트 팩을 형성하기 위해, 펀칭된 부품의 추가 층을 서로 겹치게 적층하는 단계와;
    - d) 시트 팩 및 분리 부품에 의해 형성된 공백부(blank)의 길이가 로터의 길이와 동일할 때까지, 상기 c) 단계를 반복하는 단계와;
    - f) 상기 로터의 프레임 부분이, 상기 공백부의 자유 부분을 채우는 자기적 비-전도성 물질의 주조가 되는 단계와;
    - g) 상기 로터의 외부 표면으로부터 균일한 자기적 전도성 물질을 제거하는 단계를
    포함하는 것을 특징으로 하는, 동기화 자기 저항 기계의 로터를 제조하는 방법.
  22. 제 21항에 있어서, 분리 부품은 상기 c) 단계의 거리를 한정하도록 상기 층들 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는, 동기화 자기 저항 기계의 로터를 제조하는 방법.
KR1020110104196A 2010-10-12 2011-10-12 동기화 자기 저항 기계의 로터, 및 동기화 자기 저항 기계의 로터를 제조하는 방법 KR101247297B1 (ko)

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