KR20120134505A - 스위치드 릴럭턴스 모터 - Google Patents

스위치드 릴럭턴스 모터 Download PDF

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KR20120134505A
KR20120134505A KR1020110053434A KR20110053434A KR20120134505A KR 20120134505 A KR20120134505 A KR 20120134505A KR 1020110053434 A KR1020110053434 A KR 1020110053434A KR 20110053434 A KR20110053434 A KR 20110053434A KR 20120134505 A KR20120134505 A KR 20120134505A
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yoke
reluctance motor
switched reluctance
rotor
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KR1020110053434A
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김창성
최창환
배한경
이근홍
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 외주면을 따라 돌출된 복수 개의 돌극이 형성된 로터 및 상기 로터가 회전가능하도록 수용되고, 복수 개의 상기 돌극에 대향되고 코일이 권선되는 파이(π) 형상인 복수 개의 스테이터 코어를 구비하는 스테이터를 포함하고, 파이 형상인 상기 스테이터 코어와 이에 대향되는 상기 돌극을 따라 자속 경로가 형성되는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터를 제공한다.

Description

스위치드 릴럭턴스 모터{Switched Reluctance Motor}
본 발명은 스위치드 릴럭턴스 모터에 관한 것이다.
최근 들어, 자동차, 항공우주, 군수산업, 의료장비 등의 다양한 분야에서 전동기 수요가 크게 증가하고 있다. 특히, 희토류 물질의 가격 급등으로 영구자석을 활용하는 모터의 단가가 상승하여 새로운 대안으로서 스위치드 릴럭턴스(Switched Reluctance Motor, 이하 SR 모터)가 다시 주목을 받고 있다.
SR 모터의 구동원리는 자기저항(magnetic reluctance)의 변화에 따라 발생하는 릴럭턴스 토크(Reluctance Torque)를 이용하여 로터를 회전시키는 것이다.
일반적으로 스위치드 릴럭턴스 모터는 도 1에 도시된 바와 같이, 복수 개의 고정돌극(11)을 구비하는 스테이터(10)와, 상기 복수 개의 고정돌극(11)과 대향되는 복수 개의 회전돌극(22)을 구비하는 로터(20)로 구성된다.
보다 구체적으로 상기 스테이터(10)는 상기 로터(20)를 향하도록 상기 스테이터(10)의 내주면의 원주 방향을 따라 일정한 간격을 두고 돌출 형성된 복수 개의 고정돌극(11)과 각각의 상기 고정돌극(11)에 권선되는 코일(12)로 이루어진다.
상기 로터(20)는 각각의 상기 고정돌극(11)과 대향되는 복수 개의 상기 회전돌극(22)이 원주방향으로 일정한 간격을 두고 돌출 형성된 코어(21)가 적층되어 이루어진다.
또한 상기 로터(20)의 중앙으로는 외부로 모터의 구동력을 전달하는 회전축(30)이 결합되어 상기 로터(20)와 함께 일체로 회전하게 된다.
그리고 상기 고정돌극(11)에는 집중권의 상기 코일(12)이 권선되는 반면 상기 로터(20)는 어떠한 여자장치, 예를 들어 코일의 권선 또는 영구자석 없이 철심만으로 구성된다.
따라서, 외부로부터 상기 코일(12)에 전류가 흐르게 되면 상기 코일(12)에서 발생되는 자기력에 의해 상기 로터(20)가 상기 코일(12) 방향으로 이동하는 릴럭턴스 토크가 발생하게 되어 상기 로터(20)는 자기회로의 저항이 최소가 되는 방향으로 회전하게 된다.
반면, 종래의 SR 모터에 있어서 자속 경로는 상기 스테이터(10) 및 로터(20)를 모두 통과하기 때문에 코어 로스(core loss)가 발행하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 제조비용과 스테이터의 중량을 감소키기 위한 스위치드 릴럭턴스 모터를 제공하기 위한 것이다.
또한, 자속 경로가 짧아지도록 하기 위하여 파이(π) 형상의 스테이터 코어를 포함하는 스위치드 릴럭턴스 모터를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 외주면을 따라 돌출된 복수 개의 돌극이 형성된 로터 및 상기 로터가 회전가능하도록 수용되고, 복수 개의 상기 돌극에 대향되고 코일이 권선되는 파이(π) 형상인 복수 개의 스테이터 코어를 구비하는 스테이터를 포함하고, 파이 형상인 상기 스테이터 코어와 이에 대향되는 상기 돌극을 따라 자속 경로가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 하나의 상기 스테이터 코어는 요크 및 상기 돌극과 대향되도록 상기 요크로부터 돌출형성되는 두 개의 스테이터 돌극을 포함하고, 회전축을 기준으로 이와 직교하는 상기 스테이터 코어의 단면은 파이(π) 형상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스테이터는 복수 개의 상기 스테이터 코어 사이에 채워져 각각의 상기 스테이터 코어를 고정결합시키는 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지지부는 비자성이고 절연물질인 수지재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 모터에서 발생하는 열을 방열하기 위하여 상기 스테이터 코어와 스테이터 코어 사이에 채워지는 상기 지지부의 내부에 냉각수단이 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 돌극과 돌극 사이에 비자성이고 절연물질인 수지재가 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 로터는 회전축이 고정결합되는 중공홀이 형성된 로터 코어 및 상기 스테이터 코어와 대향되도록 상기 로터 코어의 외주면으로부터 돌출형성되는 상기 돌극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 로터 코어는 원주 방향을 따라 상기 중공홀과 상기 돌극 사이에 위치하는 복수 개의 홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스테이터는 상기 스테이터 돌극과 상기 로터의 돌극의 비가 12:10가 되도록 6개의 파이 형상인 스테이터 코어를 포함하여 3상을 이루는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 요크의 양측 단부는 이웃하는 요크의 단부를 향하도록 연장되고, 연장형성되어 서로 마주보는 상기 요크의 단부는 각각 끼움결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 요크의 일단부는 외부로 돌출형성되는 돌출부가 형성되고, 타단부는 이웃하는 상기 요크의 일단부에 형성된 상기 돌출부와 끼움결합되기 위한 결합홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 요크의 양측에 연결된 상기 스테이터 코어로 자속이 흐르는 것을 차단하기 위하여 서로 일정 간격 이격되어 상기 요크에 위치하는 복수 개의 차단홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스테이터 돌극은 상기 요크로부터 상기 돌극과 대향되는 단부로 향할수록 경사지는 테이퍼(taper) 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 요크의 양측 단부는 이웃하는 상기 요크의 단부를 향하도록 연장되어 서로 결합되어, 파이 형상인 복수 개의 스테이터 코어가 일체로 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 로터의 돌극을 지나 상기 요크로 흐르는 자속이 양측에 연결된 상기 요크로 흐르는 것을 차단하기 위하여 서로 일정 간격 이격되어 상기 요크에 위치하는 복수 개의 차단홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 파이(π) 형상의 스테이터 코어를 제공함으로써, 자속 경로가 짧아지게 되는 효과가 있다.
또한, 자속의 경로를 짧게 함으로써, 모터 특성과 효율을 향상시키고 코어 로스(core loss)를 줄이는 효과가 있다.
또한, 파이 형상의 스테이터 코어를 제공함으로써, 스테이터를 파이 형상인 복수 개의 스테이터 코어가 결합하는 분리형 또는 결합 일체형 또는 일체형으로 제작함으로써, 모터의 제조비용 및 스테이터의 중량을 감소시키는 효과가 있다.
도 1은 종래 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터의 단면도.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동을 개략적으로 도시한 단면도.
도 3은 도 2에 도시된 스위치드 릴럭턴스 모터의 사시도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터의 단면도.
도 5는 도 4에 도시된 스위치드 릴럭턴스 모터의 사시도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터의 단면도.
도 7은 도 6에 도시된 스위치드 릴럭턴스 모터의 사시도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 변형된 로터의 단면도.
도 9는 도 8에 도시된 변형된 로터가 적용된 스위치드 릴럭턴스 모터의 단면도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 변형된 스테이터가 적용된 스위치드 릴럭턴스 모터의 단면도.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관 되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동을 개략적으로 도시한 단면도이고 도 3은 도 2에 도시된 스위치드 릴럭턴스 모터의 사시도이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터는 스테이터(100) 및 상기 스테이터(100)와의 자기력에 의해 발생하는 릴럭턴스 토크에 의해 일방향으로 회전하는 로터(200)를 포함한다.
보다 구체적으로 상기 로터(200)는 로터 코어(210)와 복수 개의 돌극(220)을 포함한다.
도시된 바와 같이, 상기 로터 코어(210)의 중앙에는 상기 모터의 회전력을 외부로 전달하기 위한 회전축(230)이 고정결합되는 중공홀(211)이 형성된다.
또한, 본 발명의 실시예는 3상의 릴럭턴스 스위치드 모터를 구현하는 것으로서, 도시된 바와 같이 상기 로터 코어(210)의 외주면으로부터 돌출 형성되는 상기 돌극(220)은 총 10가 형성된다.
뿐만 아니라, 본 발명의 실시예에서는 로터의 돌극은 총 10 개로 이루어 지지만 로터 코어로부터 돌출 형성되는 로터의 돌극은 총 5 개로 이루어질 수도 있다.
또한, 상기 로터 코어(210)와 돌극(220)은 릴럭턴스 토크를 발생시키기 위하여 금속 재질로 이루어진다.
도시된 바와 같이, 상기 스테이터(100)는 복수 개의 스테이터 코어(100a, 100b, 100c)와 지지부(140) 및 냉각수단(150)을 포함한다.
보다 구체적으로, 복수 개의 상기 스테이터 코어(100a, 100b, 100c)는 원통 형상을 이루도록 배열되어 내부로는 상기 로터(200)를 회전 가능하도록 수용한다.
또한, 하나의 상기 스테이터 코어(100a)는 요크(110a) 및 복수 개의 스테이터 돌극(120a)으로 이루어진다.
또한, 하나의 상을 구성하기 위하여 도시된 바와 같이, 하나의 스테이터 코어(100a)와 다른 하나의 스테이터 코어(100a)는 서로 마주보도록 동일 선상에 배치되는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로, 상기 스테이터 돌극(120a)은 상기 돌극(220)과 대향되도록 상기 요크(110a)의 내주면으로부터 돌출 형성되며, 하나의 상기 요크(110a)에는 두 개의 스테이터 돌극(120a)이 구비된다.
따라서, 하나의 상기 스테이터 돌극(120a)은 회전축을 기준으로 이와 직교하는 단면이 파이(π) 형상 또는 ㅠ 형상으로 이루어진다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따라 복수 개의 상기 스테이터 코어(100a, 100b, 100c)는 동일하게 파이(π) 형상 또는 ㅠ 형상으로 이루어진다.
또한, 상기 스테이터 돌극(120a)으로는 외부로부터 전원이 인가되는 코일(130)이 다수 회 권선된다.
그리고, 상기 요크(110a)와 스테이터 돌극(120a)은 릴럭턴스 토크를 발생시키기 위하여 금속 재질로 이루어진다.
또한, 앞서 언급한 바와 같이 본 발명의 실시예는 3상의 스위치드 릴럭턴스 모터를 구현한다.
따라서, 상기 로터(200)에 대향하는 스테이터 코어의 수는 서로 마주보는 스테이터 코어가 하나의 상을 이루도록 3쌍의 스테이터 코어(100a, 100b, 100c)로 구성되어 상기 스테이터(100)는 총 6 개의 파이 형상(π)의 스테이터 코어로 이루어진다.
따라서, 상기 스테이터 돌극(120)의 수는 총 12 개로 이루어진다.
또한, 본 발명의 실시예에 따라서 상기 스테이터 돌극(120)과 상기 로터(200)의 돌극(220)의 비가 12:10 되도록 6개의 파이 형상인 스테이터 코어를 포함하지만, 스테이터 돌극과 로터의 돌극의 비가 또는 6:5가 되도록 3개의 파이 형상인 스테이터 코어를 포함하여 3상의 스위치드 릴럭턴스 모터를 구현할 수도 있다.
또한, 하나의 상기 스테이터 코어(100a)를 구성하는 상기 스테이터 돌극(120a)과 스테이터 돌극(120a) 사이 및 서로 이웃하는 상기 스테이터(100a, 100b, 100c) 사이에는 지지부(140)가 채워진다.
보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따라 상기 스테이터 코어(100a, 100b, 100c)는 각각 세그먼트 형태로 분리되어 있기 때문에 스테이터 코어를 서로 결합시키기 위하여 상기 스테이터 코어(100a)와 스테이터 코어(100b) 및 스테이터 코어(100c) 사이의 공간에는 상기 지지부(140)가 채워진다.
또한, 본 발명의 실시예에 따라 상기 스테이터 코어(100a, 100b, 100c) 상호 간의 자속 이동을 차단하기 위하여 상기 지지부(140)는 비자성이고 절연물질인 수지재로 이루어지는 것이 바람직하다.
이로써, 스테이터의 일체를 금속으로 제작한 종래의 스위치드 릴럭턴스 모터에 비해 본 발명의 실시예에 따라 자속이 흐르는 파이 형상인 스테이터 코어만을 금속재질로 구성하고 그 이외의 부분을 수지재로 구성함으로써, 스테이터의 중량 및 스테이터의 제조비용이 감소되는 효과가 있다.
또한, 스위치드 릴럭턴스 모터는 장시간 구동에 의해 발열을 하게 되는데 도 2a, 2b 및 3에 도시된 바와 같이, 상기 모터의 내부에서 발생하는 열을 방열시키기 위하여 서로 이웃하는 상기 스테이터 코어(100a, 100b, 100c) 사이에 채워지는 상기 지지부(140)의 내부에 냉각수단(150)이 결합된다.
보다 구체적으로, 상기 냉각수단은(150)은 서로 이웃하는 상기 스테이터 코어(100a, 100b, 100c)에 권선된 상기 코일(130)과 접촉하지 않도록 상기 지지부(140)의 중앙에 결합되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 냉각수단(150)은 워터 쿨링 파이프(water cooling pipe)로 구성되지만, 본 발명의 실시예에 있어서 기타 다른 냉매를 이용한 냉각수단을 한정하지는 않는다.
따라서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 코일(130)로 전원이 인가되면 자기저항(magnetic reluctance)의 변화에 따라 릴럭턴스 토크가 발생 되어 이후 상기 로터(200)는 가장 근접한 파이 형상인 상기 스테이터 코어(100a)의 상기 스테이터 돌극(120a)을 향하는 방향으로 회전하게 된다.
이때, 상기 스테이터 코어(100a)와 로터(200)에 흐르는 자속의 흐름은 도 2b에 도시된 바와 같이, 파이(π) 형상을 이루는 상기 요크(110a) 및 두 개의 상기 스테이터 돌극(120a)과 상기 로터(200)를 지나게 된다.
보다 구체적으로, 자속의 흐름은 다음은 다음과 같다.
먼저, 하나의 상기 스테이터 돌극(120a)과 대향하는 하나의 상기 돌극(220)으로 흐르고 그 다음으로 상기 로터 코어(210)를 경유한 후 다시 나머지 다른 하나의 상기 돌극(220)을 따라 흐른 다음 나머지 다른 하나의 상기 스테이터 돌극(120a)을 경유한 후 상기 요크(110a)로 흐름으로써 종래의 스위치드 릴럭턴스 모터의 자속 경로보다 자속 경로가 짧게 이루어 지게 된다.
이에 따라서, 파이 형상의 상기 스테이터 코어(100a, 100b,100c)와 이에 대향되는 상기 로터(200)에 의해 자속 경로가 짧아지도록 함으로써 종래의 스위치드 릴럭턴스 모터에 비해 코어 로스(core loss)를 줄이는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터의 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 스위치드 릴럭턴스 모터의 사시도이다. 본 실시예를 설명함에 있어 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하고, 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터에 대해 설명하기로 한다.
도시된 바와 같이, 스위치드 릴럭턴스 모터는 복수 개의 스테이터 코어(300a, 300b, 300c)를 포함하는 스테이터(300)와 상기 스테이터(300)와 릴럭턴스 토크에 의해 일방향으로 회전하는 로터(200)를 포함한다.
보다 구체적으로, 하나의 상기 스테이터 코어(300a)는 요크(310a)와 상기 요크(310a)의 내주면으로부터 돌출형성되는 두 개의 스테이터 돌극(320a)으로 이루어 진다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따라 복수 개의 상기 스테이터 코어(300a, 300b, 300c)는 동일하게 파이(π) 형상 또는 ㅠ 형상으로 이루어진다.
또한, 하나의 상기 스테이터 요크(310a)의 양측 단부(330a, 332a)는 서로 이웃하는 스테이터 요크의 단부(332b, 330c)를 향하도록 연장되어 서로 결합된다.
보다 구체적으로, 하나의 상기 스테이터 요크(310a)의 일단부(330a)에는 외부로 돌출형성되는 돌출부(331a)가 형성된다.
그리고, 반대편 타단부(332a)에는 상기 돌출부(331a)의 형상과 대응되는 결합홈(333a)이 형성된다.
따라서, 도 4의 확대도 A 및 B에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터 코어(300a)는 상기 요크(310a)의 양측 단부(330a, 332a)에 형성된 상기 돌출부(331a)와 결합홈(333a)을 이용하여 양측에 배치된 상기 스테이터 코어(300b, 300c)와 결합된다.
보다 구체적으로, 상기 요크(310a)의 일단부(330a)에 형성된 상기 돌출부(331a)는 이웃하는 상기 요크(310b)의 타단부(332b)에 형성된 결합홈(333b)과 끼움결합하게 된다.
또한, 상기 요크(310a)의 타단부(332a)에 형성된 상기 결합홈(333a)은 이웃하는 상기 요크(310c)의 일단부(330c)에 형성된 돌출부(331c)와 끼움결합하게 된다.
따라서, 상기 모터의 제조 공정에 있어서 스테이터 코어를 손쉽게 결합시킬 수 있기 때문에 조립의 수율이 향상되는 효과가 있다.
또한, 상기 모터의 작동 중 파손에 의한 스테이터 코어의 교환 또는 수리를 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 하나의 상기 요크(310a)에는 양측에 결합된 상기 스테이터 코어(300b, 300c)방향으로 자속 이동을 차단하기 위하여 복수 개의 차단홀(340)이 형성된다.
따라서, 도시된 바와 같이 자속 경로는 상기 스테이터 코어(300a) 및 상기 스테이터 코어(300a)와 대향하는 두 개의 상기 돌극(220)만으로 이루어지기 때문에 종래의 스위치드 릴럭턴스 모터에 비해 자속 경로를 짧게 할 수 있다.
또한, 상기 돌극(220)으로부터 상기 스테이터 돌극(320a)을 지나 상기 요크(310a)로 들어오는 자속 이동 경로를 상기 차단홀(340)의 안쪽으로 흐르도록 하여 더욱더 짧은 자속 경로를 얻을 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터의 단면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 스위치드 릴럭턴스 모터의 사시도이다. 본 실시예를 설명함에 있어 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하고, 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터에 대해 설명하기로 한다.
도시된 바와 같이, 스위치드 릴럭턴스 모터는 스테이터(500) 및 상기 스테이터(500)와 릴럭턴스 토크에 의해 일방향으로 회전하는 로터(200)를 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 스테이터(500)는 요크(510) 및 상기 요크(510)로부터 상기 돌극(220)에 대향하도록 돌출형성되는 복수 개의 스테이터 돌극(520)으로 구성된다.
따라서, 상기 스테이터(500)는 파이(π) 형상 또는 ㅠ 형상으로 이루어진다.
도시된 바와 같이, 서로 이웃하는 요크(510a, 510b, 510c)는 서로 일체로 연결되어 원통 형상의 외곽(530)을 형성함으로써 상기 스테이터(500)를 구성한다.
이로써, 본 발명의 제3 실시예에 따라 파이(π) 형상인 복수 개의 스테이터 코어(500a, 500b, 500c)를 일체형으로 제작할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 변형된 로터의 단면도이고 도 9는 도 8에 도시된 변형된 로터가 적용된 스위치드 릴럭턴스 모터의 단면도이다.
도시된 바와 같이 로터 코어(410)의 외주면과 각각의 돌극(420) 사이에는 수지재(430)가 결합된다.
보다 구체적으로, 상기 수지재(430)는 비자성이고 절연물질로 이루어져 하나의 상기 돌극(420)을 따라 이동하는 자속의 흐름이 이웃하는 다른 하나의 상기 돌극(420)으로 이동하는 것을 차단하고, 구조적으로 각각의 상기 돌극(420)을 지지할 수 있다.
또한, 상기 돌극(420) 사이의 빈 공간에 의해 발생할 수 있는 회전 소음을 방지할 수 있으며 또한 공기와의 마찰을 줄여 회전력을 향상시킬 수 있다.
또한, 회전축(미도시)이 고정결합되는 중공홀(411)과 상기 돌극(420) 사이에는 상기 로터(410)의 원주 방향을 따라 복수 개의 차단홀(412)이 형성된다.
보다 구체적으로 도 9에 도시된 바와 같이, 복수 개의 상기 차단홀(412)에 의하여 상기 돌극(420)을 경유하여 상기 로터 코어(410)로 들어오는 자속을 상기 차단홀(412)의 안쪽으로 흐르도록 함으로써 더욱더 자속 경로를 짧게 할 수 있다.
그리고, 상기 로터(400)는 도 9에 도시된 파이 형인 상기 스테이터 코어(100a, 100b, 100c)뿐만 아니라 도 4에 도시된 서로 이웃하는 스테이터 코어가 결합되는 스테이터 및 도 6에 도시된 일체형 스테이터에도 모두 적용될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 변형된 스테이터 코어가 적용된 스위치드 릴럭턴스 모터의 단면도이다. 도시된 바와 같이 스위치드 릴럭턴스 모터는 복수 개의 스테이터 코어(700a, 700b, 700c)를 포함하는 스테이터(700)와 상기 스테이터(700)와 릴럭턴스 토크에 의해 일방향으로 회전하는 로터(200)를 포함한다.
보다 구체적으로, 하나의 상기 스테이터 코어(700a)는 요크(710a)와 상기 요크(710a)의 내주면으로부터 돌출 형성되는 두 개의 스테이터 돌극(720a)으로 이루어 진다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따라 복수 개의 상기 스테이터 코어(700a, 700b, 700c)는 동일하게 파이(π) 형상 또는 ㅠ 형상으로 이루어진다.
보다 구체적으로, 상기 스테이터 돌극(720a)은 상기 요크(710a)로부터 상기 돌극(220)과 대향되는 단부(721a)로 향할수록 점점 경사지는 테이퍼(taper) 형상으로 이루어진다.
따라서, 상기 스테이터 돌극(720a)의 단부(721a)에 자속이 포화되는 것을 방지하여 파이(π) 형상인 상기 스테이터 코어(700a, 700b, 700c)와 이에 대향하는 상기 로터(200)의 상기 돌극(220)으로 자속의 이동을 원활하게 할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100a, 100b, 100c: 스테이터 코어 110a, 110b, 110c: 요크
120a, 120b, 120c: 스테이터 돌극 130: 코일
140: 지지부 150: 냉각수단
200: 로터 210: 로터 코어
220: 돌극 230: 회전축

Claims (15)

  1. 외주면을 따라 돌출된 복수 개의 돌극이 형성된 로터; 및
    상기 로터가 회전가능하도록 수용되고, 복수 개의 상기 돌극에 대향되고 코일이 권선되는 파이(π) 형상인 복수 개의 스테이터 코어를 구비하는 스테이터를 포함하고,
    파이 형상인 상기 스테이터 코어와 이에 대향되는 상기 돌극을 따라 자속 경로가 형성되는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    하나의 상기 스테이터 코어는
    요크; 및
    상기 돌극과 대향되도록 상기 요크로부터 돌출형성되는 두 개의 스테이터 돌극을 포함하고,
    회전축을 기준으로 이와 직교하는 상기 스테이터 코어의 단면은 파이(π) 형상인 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 스테이터는
    복수 개의 상기 스테이터 코어 사이에 채워져 각각의 상기 스테이터 코어를 고정결합시키는 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 지지부는
    비자성이고 절연물질인 수지재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 모터에서 발생하는 열을 방열하기 위하여 상기 스테이터 코어와 스테이터 코어 사이에 채워지는 상기 지지부의 내부에 냉각수단이 결합되는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 돌극과 돌극 사이에 비자성이고 절연물질인 수지재가 결합되는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 로터는
    회전축이 고정결합되는 중공홀이 형성된 로터 코어; 및
    상기 스테이터 코어와 대향되도록 상기 로터 코어의 외주면으로부터 돌출형성되는 상기 돌극을 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 로터 코어는
    원주 방향을 따라 상기 중공홀과 상기 돌극 사이에 위치하는 복수 개의 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 스테이터는
    상기 스테이터 돌극과 상기 로터의 돌극의 비가 12:10가 되도록 6개의 파이 형상인 스테이터 코어를 포함하여 3상을 이루는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 요크의 양측 단부는 이웃하는 요크의 단부를 향하도록 연장되고, 연장형성되어 서로 마주보는 상기 요크의 단부는 각각 끼움결합되는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 요크의 일단부는 외부로 돌출형성되는 돌출부가 형성되고, 타단부는 이웃하는 상기 요크의 일단부에 형성된 상기 돌출부와 끼움결합되기 위한 결합홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 요크의 양측에 연결된 상기 스테이터 코어로 자속이 흐르는 것을 차단하기 위하여 서로 일정 간격 이격되어 상기 요크에 위치하는 복수 개의 차단홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터.
  13. 청구항 2에 있어서,
    상기 스테이터 돌극은
    상기 요크로부터 상기 돌극과 대향되는 단부로 향할수록 경사지는 테이퍼(taper) 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 요크의 양측 단부는 이웃하는 상기 요크의 단부를 향하도록 연장되어 서로 결합되어, 파이 형상인 복수 개의 스테이터 코어가 일체로 연결되는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 로터의 돌극을 지나 상기 요크로 흐르는 자속이 양측에 연결된 상기 요크로 흐르는 것을 차단하기 위하여 서로 일정 간격 이격되어 상기 요크에 위치하는 복수 개의 차단홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터.
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