KR20120045768A - Rotor structure of permanent magnet electric machine - Google Patents

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KR20120045768A KR1020100107549A KR20100107549A KR20120045768A KR 20120045768 A KR20120045768 A KR 20120045768A KR 1020100107549 A KR1020100107549 A KR 1020100107549A KR 20100107549 A KR20100107549 A KR 20100107549A KR 20120045768 A KR20120045768 A KR 20120045768A
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이종인
김근웅
이정일
김완기
손락원
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현대중공업 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 회전기의 영구자석 조립 구조는, 고정자의 외주에 설치되는 원통형 케이스와, 상기 케이스의 내주에 결합되는 링 형상의 극 모듈로 구비되는 영구자석 회전기의 회전자 구조에 있어서, 상기 극 모듈은, 상기 케이스의 내주를 따라 원주 방향으로 결합되며, 상기 케이스의 축 방향으로 길이를 가지는 제1베이스와, 상기 제1베이스의 일면에 결합되며, 상기 제1베이스의 길이방향을 따라 다수로 배열되는 제2베이스 및, 상기 케이스의 원주 방향을 따르도록 상기 제2베이스의 일면에 적어도 하나 이상으로 배열되는 영구자석을 포함한다.Permanent magnet assembly structure of the rotor according to the present invention, in the rotor structure of the permanent magnet rotor is provided with a cylindrical case installed on the outer circumference of the stator, and a ring-shaped pole module coupled to the inner circumference of the case, the pole module Is coupled in the circumferential direction along the inner circumference of the case, coupled to a first base having a length in the axial direction of the case, and coupled to one surface of the first base, and arranged in a plurality along the longitudinal direction of the first base. And a second base, and at least one permanent magnet arranged on one surface of the second base to follow the circumferential direction of the case.

Description

영구자석 회전기의 회전자 구조{ROTOR STRUCTURE OF PERMANENT MAGNET ELECTRIC MACHINE}ROTOR STRUCTURE OF PERMANENT MAGNET ELECTRIC MACHINE}

본 발명은 영구자석 회전기의 회전자 구조에 관한 것으로, 특히 회전자 케이스에 결합되는 제1베이스와, 이 제1베이스에 결합되는 별도의 제2베이스에 영구자석이 결합되는 구조를 적용함으로써, 대형 영구자석 회전기의 영구자석을 간편하면서도 안전하게 조립할 수 있는 영구자석 회전기의 회전자 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a rotor structure of a permanent magnet rotor, and in particular, by applying a structure in which the permanent magnet is coupled to the first base coupled to the rotor case and a separate second base coupled to the first base, It relates to a rotor structure of a permanent magnet rotor that can be assembled easily and safely permanent magnet of the permanent magnet rotor.

일반적으로 외전형 영구자석 회전기는 코일이 권선된 고정자(스테이터)가 중앙에 구비되고, 회전자(로터)는 고정자의 외측에 설치되어 회전할 수 있도록 하는 구조를 갖는다. 여기서, 회전자의 케이스에는 다수의 영구자석이 설치되어 있다.In general, the abduction type permanent magnet rotator is provided with a stator (stator) in which a coil is wound in the center, and the rotor (rotor) has a structure that can be rotated by being installed outside the stator. Here, the rotor case is provided with a plurality of permanent magnets.

이와 같은 영구자석 회전기는, 영구자석발전기, 선박추진용 회전기 등 저속에서 높은 토크가 요구되는 대형 회전기 등에 사용되고 있으며, 영구자석 회전기는 착자된 영구자석이 투자율이 매우 높은 회전자의 전기강판에 직접 조립되는 방법을 사용하고 있었다. Such permanent magnet rotors are used in large rotors requiring high torque at low speeds, such as permanent magnet generators and ship propulsion rotors, and permanent magnet rotors are assembled directly onto electric steel plates of rotors with high permeability. I was using the method.

종래의 영구자석 회전기는, 전압 고조파, 토크 리플 등의 요구 성능 확보를 위해 스큐(SKEW) 구조를 가진다. 즉, 회전자의 스큐는 적어도 2~3개 이상의 영구자석 블록을 회전기의 축 방향으로 일정 각도로 적층 한다. 이때, 각 영구자석(30) 블록은 적층된 전기강판(20)에 설치된다.The conventional permanent magnet rotator has a skew structure to secure required performance such as voltage harmonics and torque ripple. That is, the skew of the rotor stacks at least two or three permanent magnet blocks at an angle in the axial direction of the rotor. At this time, each permanent magnet 30 block is installed on the laminated electrical steel sheet 20.

이와 같은 종래의 영구자석 결합 구조는, 각 영구자석 블록을 0.5mm 두께의 전기강판에 적층 한 상태에서 영구자석을 조립시키는 구조를 가지므로, 제작이 매우 복잡하며, 다수개의 영구자석 블록의 적층 작업시에 블록간에 반발력이 작용하여 영구자석이 손상될 위험이 있다. The conventional permanent magnet coupling structure has a structure in which the permanent magnets are assembled in a state in which each permanent magnet block is laminated on a 0.5 mm thick electrical steel sheet, and thus, manufacturing is very complicated, and a stacking operation of a plurality of permanent magnet blocks is performed. There is a risk of damage to the permanent magnets due to the reaction force between blocks.

따라서, 영구자석의 손상이 없도록 간편하고 안전한 조립방법이 요구되고 있는 실정이다. Therefore, a simple and safe assembly method is required so as not to damage the permanent magnet.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 회전기의 축 방향으로 영구자석이 블록 단위로 조립되는 종래의 방법과 달리, 블록 단위 길이의 영구자석이 결합되는 다수의 제2베이스를 구성하고, 영구자석 결합된 제2베이스를 케이스의 내주에 설치되는 제1베이스의 일면에 스큐 형태로 결합시킴으로써, 대형 영구자석 회전기의 영구자석을 간편하면서도 안전하게 조립할 수 있는 영구자석 회전기의 회전자 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the conventional problems as described above, unlike the conventional method in which the permanent magnets are assembled in units of blocks in the axial direction of the rotor, a plurality of second base to which the permanent magnets of the block unit length is combined Composed of a permanent magnet coupled to the second base coupled to one surface of the first base is installed on the inner periphery of the case, the rotor of the permanent magnet rotor that can easily and safely assemble the permanent magnet of the large permanent magnet rotor The purpose is to provide a structure.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 영구자석 회전기의 회전자 구조는, 고정자의 외주에 설치되는 원통형 케이스와, 상기 케이스의 내주에 결합되는 링 형상의 극 모듈로 구비되는 영구자석 회전기의 회전자 구조에 있어서, 상기 극 모듈은, 상기 케이스의 내주를 따라 원주 방향으로 결합되며, 상기 케이스의 축 방향으로 길이를 가지는 제1베이스와, 상기 제1베이스의 일면에 결합되며, 상기 제1베이스의 길이방향을 따라 다수로 배열되는 제2베이스 및, 상기 케이스의 원주 방향을 따르도록 상기 제2베이스의 일면에 적어도 하나 이상으로 배열되는 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 한다.The rotor structure of the permanent magnet rotor of the present invention for achieving the above object, the rotor of the permanent magnet rotor is provided with a cylindrical case installed on the outer periphery of the stator, and a ring-shaped pole module coupled to the inner periphery of the case In the structure, the pole module is coupled to the circumferential direction along the inner circumference of the case, the first base having a length in the axial direction of the case, is coupled to one surface of the first base, A second base is arranged in a plurality in the longitudinal direction, and characterized in that it comprises at least one permanent magnet arranged on one surface of the second base to follow the circumferential direction of the case.

여기서, 상기 제1베이스의 결합 면에는, 축 방향으로 길이를 갖는 삽입홈이 형성되며, 상기 제2베이스의 결합 면에는, 상기 삽입홈에 대응 삽입되는 삽입돌기가 돌출 형성되는 것이 바람직하다.Here, the insertion surface having a length in the axial direction is formed on the coupling surface of the first base, it is preferable that the insertion projection corresponding to the insertion groove is formed protruding from the coupling surface of the second base.

그리고 상기 제2베이스의 양단에는 내측으로 절곡 연장되는 절곡부가 형성되며, 상기 절곡부는, 상기 제2베이스에 결합되는 상기 영구자석의 양측을 각각 지지하는 것이 바람직하다.And both ends of the second base is formed with a bent extending inwardly, the bent portion, it is preferable to support both sides of the permanent magnet respectively coupled to the second base.

또한, 상기 영구자석은, 양단이 상기 제2베이스의 양단에 각각 연결되는 적어도 하나 이상의 고정부재에 의해 지지되는 것이 바람직하다.In addition, the permanent magnet, it is preferable that both ends are supported by at least one fixing member connected to both ends of the second base, respectively.

아울러, 상기 고정부재는 상기 제2베이스의 축 방향 양단에 각각 연결되는 것이 바람직하다.In addition, the fixing member is preferably connected to both ends of the axial direction of the second base.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 영구자석의 베이스에 조립 단계에서 자력발생이 전혀 없게 되므로 조립이 매우 용이한 장점이 있다. 그리고 제2베이스 조립 단계에서는 조립 면이 영구자석이 아닌 제2베이스가 되므로 영구자석의 손상이 없을 뿐만 아니라, 제2베이스 두께에 비례하여 조립 면의 자력이 감소 되기 때문에 안전하게 조립할 수 있는 장점이 있다. 또한, 적층 고정부재, 영구자석이 일체화된 구조로 케이스의 내부에 조립되므로 제작 공정이 매우 간편하면서도 안전한 장점이 있다. As described above, the present invention has the advantage that the assembly is very easy since there is no magnetic force generated in the assembly step on the base of the permanent magnet. In the second base assembly step, since the assembly surface becomes the second base instead of the permanent magnet, there is no damage to the permanent magnet, and the magnetic force of the assembly surface is reduced in proportion to the thickness of the second base, so that the assembly can be safely assembled. . In addition, since the laminated fixing member and the permanent magnet are assembled inside the case, the manufacturing process is very simple and safe.

도 1은 본 발명에 따른 영구자석 회전기의 회전자 구조를 도시한 사이도이다.
도 2는 본 발명에 따른 영구자석 회전기의 회전자 구조에서 제1베이스, 제2베이스 및 영구자석의 결합구조를 보여주기 위한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 영구자석 회전기의 회전자 구조에서 제2베이스와 영구자석의 결합구조를 보여주기 위한 사시도이다.1 is a diagram illustrating a rotor structure of a permanent magnet rotor according to the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing a coupling structure of the first base, the second base and the permanent magnet in the rotor structure of the permanent magnet rotor according to the present invention.
Figure 3 is a perspective view showing a coupling structure of the second base and the permanent magnet in the rotor structure of the permanent magnet rotor according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.In describing the present invention, the defined terms are defined in consideration of the function of the present invention, and should not be understood in a limiting sense of the technical elements of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 영구자석 회전기의 회전자(100) 구조는, 고정자의 외주에 설치되는 원통형 케이스(200)와, 상기 케이스(200)의 내주에 결합되는 링 형상의 극 모듈(300)로 구비되는 영구자석 회전기의 회전자 구조에 있어서, 상기 극 모듈(300)은, 상기 케이스(200)의 내주를 따라 원주 방향으로 결합되며, 상기 케이스(200)의 축 방향으로 길이를 가지는 제1베이스(310)와, 상기 제1베이스(310)의 일면에 결합되며, 상기 제1베이스(310)의 길이방향을 따라 다수로 배열되는 제2베이스(320) 및, 상기 케이스(200)의 원주 방향을 따르도록 상기 제2베이스(320)의 일면에 적어도 하나 이상으로 배열되는 영구자석(330)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the structure of the rotor 100 of the permanent magnet rotor according to the present invention includes a cylindrical case 200 installed at an outer circumference of a stator, and a ring shape coupled to an inner circumference of the case 200. In the rotor structure of the permanent magnet rotor provided with the pole module 300, the pole module 300 is coupled in the circumferential direction along the inner circumference of the case 200, in the axial direction of the case 200 A first base 310 having a length, a second base 320 coupled to one surface of the first base 310, arranged in a plurality along the longitudinal direction of the first base 310, and the case At least one permanent magnet 330 arranged on one surface of the second base 320 to follow the circumferential direction of the (200).

먼저, 케이스(200)는 일면이 개방되고 내부에 공간부를 형성하는 원통 형상으로 구비되며, 중앙에는 축 방향 양면으로 관통된 중공부(미도시)가 형성될 수 있다. 즉, 상기 중공부 내에 고정자(미도시)가 관통 위치하게 된다.First, the case 200 may be provided in a cylindrical shape in which one surface is opened and a space part is formed therein, and a hollow part (not shown) penetrating in both directions in the axial direction may be formed in the center. That is, a stator (not shown) is penetrated in the hollow part.

제1베이스(310)는, 길이를 갖는 직사각 판재 형상을 가지며, 일면이 케이스(100)의 내부 면에 결합되고, 반대되는 타측 면에 제2베이스(320)의 일면이 결합된다. 즉, 제1베이스(310)는 길이방향이 케이스(100)의 축 방향을 향하도록 배열될 수 있다.The first base 310 has a rectangular plate shape having a length, one surface is coupled to the inner surface of the case 100, and one surface of the second base 320 is coupled to the other side surface opposite to the first base 310. That is, the first base 310 may be arranged such that the longitudinal direction is toward the axial direction of the case 100.

그 밖에 케이스(100), 제1베이스(310), 제2베이스(320) 및 영구자석(330)은 별도의 접착제 등으로 결합할 수도 있다.In addition, the case 100, the first base 310, the second base 320, and the permanent magnet 330 may be combined with a separate adhesive or the like.

그리고 제1베이스(310)의 결합 면에는, 축 방향으로 길이를 갖는 삽입홈(311)이 형성되며, 상기 제2베이스(320)의 결합 면에는 삽입홈(311)에 대응 삽입되는 삽입돌기(322)가 돌출 형성될 수 있다. An insertion groove 311 having a length in the axial direction is formed on a coupling surface of the first base 310, and an insertion protrusion (3) corresponding to the insertion groove 311 is formed on the coupling surface of the second base 320. 322 may protrude.

제2베이스(320)는, 제1베이스(310)보다 작은 크기를 갖는 직육면체의 블럭 형태를 가질 수 있다. 이와 같은 상기 제2베이스(320)는 길이방향이 제1베이스(310)의 가로방향을 향하도록 배치되며, 제1베이스(310)의 길이방향을 따라 다수로 배치될 수 있다.The second base 320 may have a block shape of a rectangular parallelepiped having a size smaller than that of the first base 310. The second base 320 is disposed such that its longitudinal direction is in the transverse direction of the first base 310, and may be disposed in a plurality along the longitudinal direction of the first base 310.

그리고, 상기 제2베이스(320)의 양단에는 내측으로 절곡 연장되는 절곡부(321)가 각각 형성될 수 있다. 상기 절곡부(321)는 제2베이스(320)에 결합되는 영구자석(330)의 양측을 각각 지지하는 것이 바람직하다.And, both ends of the second base 320 may be formed with bent portions 321 extending inwardly. The bent portion 321 preferably supports both sides of the permanent magnet 330 coupled to the second base 320, respectively.

또한, 영구자석(330)은 금속제로 이루어진 적어도 하나 이상의 고정부재(340)에 의해 제2베이스(320)의 일면에 고정될 수 있다.In addition, the permanent magnet 330 may be fixed to one surface of the second base 320 by at least one fixing member 340 made of metal.

상기 고정부재(340)는, 양단이 제2베이스(320)의 축 방향 양단에 각각 연결되며, 부도체를 사용하여 와이어 형태로 제작할 수 있다. 물론, 고정부재(340)의 고정 형태는 한정하지 않고 다양하게 실시할 수 있다.Both ends of the fixing member 340 are connected to both ends of the second base 320 in the axial direction, and may be manufactured in the form of a wire using a non-conductor. Of course, the fixing form of the fixing member 340 can be variously performed without limitation.

아울러, 전술한 케이스(100), 제1베이스(310), 제2베이스(320) 및 영구자석(330)은, 접착제(미도시)를 이용하여 부착하거나, 암수로 대응되는 돌기(미도시)와 이에 대응하는 홈(미도시)을 형성시켜 상호 결합시킬 수도 있다. In addition, the case 100, the first base 310, the second base 320, and the permanent magnet 330 are attached to each other using an adhesive (not shown) or a protrusion (not shown) corresponding to a male or female. And a groove (not shown) corresponding thereto may be formed and coupled to each other.

이와 다른 방법으로는, 별도의 체결부재(미도시)를 결합될 수 있는데, 이를 위해, 케이스(100), 제1베이스(310), 제2베이스(320) 및 영구자석(330)에는, 상기 체결부재를 관통결합시킬 수 있도록 동일 선상으로 관통된 적어도 하나 이상의 체결홀(미도시)이 형성될 수도 있다. Alternatively, a separate fastening member (not shown) may be coupled, for this purpose, the case 100, the first base 310, the second base 320 and the permanent magnet 330, At least one fastening hole (not shown) may be formed to pass through the same line so as to pass through the fastening member.

따라서, 본 발명은 영구자석(330)의 베이스에 조립 단계에서 자력발생이 전혀 없게 되므로 조립이 매우 용이하다. 그리고 제2베이스(320) 조립 단계에서는 조립 면이 영구자석(330)이 아닌 제2베이스(320)가 되므로 영구자석(330)의 손상이 없을 뿐만 아니라, 제2베이스(320) 두께에 비례하여 조립 면의 자력이 감소 되기 때문에 안전하게 조립할 수 있다. 또한, 적층 고정부재, 영구자석(330)이 일체화된 구조로 케이스의 내부에 조립되므로 제작 공정이 매우 간편하면서도 안전하다. Therefore, the present invention is very easy to assemble since there is no magnetic force generated in the assembly step on the base of the permanent magnet 330. In addition, in the assembling step of the second base 320, the assembly surface becomes the second base 320 instead of the permanent magnet 330. It can be assembled safely because the magnetic force of the assembly surface is reduced. In addition, since the laminated fixing member and the permanent magnet 330 are assembled inside the case, the manufacturing process is very simple and safe.

이상에서 본 발명에 따른 영구자석 회전기의 회전자 구조에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.Although the technical idea of the rotor structure of the permanent magnet rotator according to the present invention has been described with the accompanying drawings, this is illustrative of the best embodiment of the present invention and is not intended to limit the present invention.

따라서 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이며 이러한 변형 및 모방은 본 발명의 기술 사상의 범위에 포함된다.Accordingly, it is a matter of course that various modifications and variations of the present invention are possible without departing from the scope of the present invention. And are included in the technical scope of the present invention.

100: 회전자 200: 케이스
300: 극 모듈 310: 제1베이스
311: 삽입홈 320: 제2베이스
321: 절곡부 322: 삽입돌기
330: 영구자석 340: 고정부재100: rotor 200: case
300: pole module 310: first base
311: insertion groove 320: second base
321: bend portion 322: insertion protrusion
330: permanent magnet 340: fixing member

Claims (5)

고정자의 외주에 설치되는 원통형 케이스와, 상기 케이스의 내주에 결합되는 링 형상의 극 모듈로 구비되는 영구자석 회전기의 회전자 구조에 있어서,
상기 극 모듈은, 상기 케이스의 내주를 따라 원주 방향으로 결합되며, 상기 케이스의 축 방향으로 길이를 가지는 제1베이스;
상기 제1베이스의 일면에 결합되며, 상기 제1베이스의 길이방향을 따라 다수로 배열되는 제2베이스; 및
상기 케이스의 원주 방향을 따르도록 상기 제2베이스의 일면에 적어도 하나 이상으로 배열되는 영구자석:을 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석 회전기의 회전자 구조.In the rotor structure of the permanent magnet rotor provided with a cylindrical case installed on the outer circumference of the stator and a ring-shaped pole module coupled to the inner circumference of the case,
The pole module may include: a first base coupled in an circumferential direction along an inner circumference of the case and having a length in an axial direction of the case;
A second base coupled to one surface of the first base and arranged in a plurality along the longitudinal direction of the first base; And
Rotor structure of a permanent magnet rotor comprising: a permanent magnet: arranged at least one or more on one surface of the second base to follow the circumferential direction of the case. 제1항에 있어서,
상기 제1베이스의 결합 면에는, 축 방향으로 길이를 갖는 삽입홈이 형성되며,
상기 제2베이스의 결합 면에는, 상기 삽입홈에 대응 삽입되는 삽입돌기가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 영구자석 회전기의 회전자 구조.The method of claim 1,
In the coupling surface of the first base, an insertion groove having a length in the axial direction is formed,
The rotor structure of the permanent magnet rotor, characterized in that the engaging surface of the second base, the insertion projection is inserted into the corresponding insertion groove is formed projecting. 제1항에 있어서,
상기 제2베이스의 양단에는, 내측으로 절곡 연장되는 절곡부가 형성되며,
상기 절곡부는, 상기 제2베이스에 결합되는 상기 영구자석의 양측을 각각 지지하는 것을 특징으로 하는 영구자석 회전기의 회전자 구조.The method of claim 1,
At both ends of the second base, bent portions extending inwardly are formed,
The bent portion, the rotor structure of the permanent magnet rotor, characterized in that for supporting both sides of the permanent magnet coupled to the second base, respectively. 제1항에 있어서,
상기 영구자석은, 양단이 상기 제2베이스의 양단에 각각 연결되는 적어도 하나 이상의 고정부재에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 영구자석 회전기의 회전자 구조.The method of claim 1,
The permanent magnet, the rotor structure of the permanent magnet rotor, characterized in that both ends are supported by at least one fixing member connected to both ends of the second base, respectively. 제4항에 있어서,
상기 고정부재는, 상기 제2베이스의 축 방향 양단에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 영구자석 회전기의 회전자 구조.The method of claim 4, wherein
The fixing member is a rotor structure of the permanent magnet rotor, characterized in that connected to each of the axial direction of the second base.
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