KR20130106478A

KR20130106478A - 레졸버용 스테이터 및 이를 포함하는 레졸버

Info

Publication number: KR20130106478A
Application number: KR1020120028023A
Authority: KR
Inventors: 나병철; 이원용
Original assignee: 대성전기공업 주식회사
Priority date: 2012-03-20
Filing date: 2012-03-20
Publication date: 2013-09-30
Also published as: KR101350266B1

Abstract

본 발명은 원주방향으로 일정 간격으로 다수의 슬롯(slot)이 형성되고 상기 다수의 슬롯에 각각 여자코일, 제1 출력코일 및 제2 출력코일이 권선되는 레졸버용 스테이터 및 이를 포함하는 레졸버에 관한 것으로서, 상기 제1 출력코일과 제2 출력코일은 상기 다수의 슬롯의 순번에 따라 정현파적으로 변화하는 권선수를 갖고서 권선되되, 상기 제1 출력코일과 제2 출력코일의 권선수 간에는 소정의 위상차를 가지면서 변화하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 코일의 권선 구조를 개선함으로써 제1 및 제2 출력코일 간 임피던스를 동일하게 유지하여 정밀도를 향상시킬 수 있다.

Description

레졸버용 스테이터 및 이를 포함하는 레졸버{STATOR FOR RESOLVER AND RESOLVER COMPRISING THE SAME}

본 발명은 비접촉식 회전검출수단인 레졸버(Resolver)에 관한 것으로서, 특히 다수의 슬롯에 코일이 권선되는 방식이 개선된 레졸버용 스테이터에 관한 것이다.

종래의 레졸버는 도 1에 도시된 바와 같은 스테이터(stator, 10)를 포함한다. 스테이터(10)는 내주면으로 다수의 슬롯(11)이 원주방향으로 일정 간격으로 돌출 형성된다.

이들 슬롯(11)에는 여자코일, 제1 출력코일 및 제2 출력코일이 각기 권선되는데, 종래에는 도 2에 도시된 바와 같이, 슬롯(11)의 코어부(11a) 외주면으로 여자코일(12), 제1 출력코일(13) 및 제2 출력코일(14)을 단순히 순차 권선하는 방법을 취하였다.

이로 인해, 제2 출력코일(14)의 경우, 제1 출력코일(13)과 동일한 권선수로 감더라도 제1 출력코일(13)의 권선작업 후 적층된 두께에 따라 더 많은 코일이 소요되었으며, 결과적으로 제1 출력코일(13)과 제2 출력코일(14) 간에는 임피던스(Impedence) 차가 발생한다는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 코일의 권선 구조를 개선함으로써 출력코일 간 임피던스를 동일하게 유지하여 정밀도를 향상시킬 수 있는 레졸버용 스테이터 및 이를 포함하는 레졸버를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 원주방향으로 일정 간격으로 다수의 슬롯(slot)이 형성되고 상기 다수의 슬롯에 각각 여자코일, 제1 출력코일 및 제2 출력코일이 권선되는 레졸버용 스테이터에 있어서, 상기 제1 출력코일과 제2 출력코일은 상기 다수의 슬롯의 순번에 따라 정현파적으로 변화하는 권선수를 갖고서 권선되되, 상기 제1 출력코일과 제2 출력코일의 권선수 간에는 소정의 위상차를 가지면서 변화하는 것을 특징으로 하는 레졸버용 스테이터를 제공한다.

여기서, 상기 제1 출력코일과 제2 출력코일 중 어느 하나의 권선수는 사인파(Sine wave)적으로 변화하고, 상기 제1 출력코일과 제2 출력코일 중 나머지 하나의 권선수는 코사인파(Cosine wave)적으로 변화할 수도 있다.

이때, 동일한 슬롯에 대한 상기 제1 출력코일과 제2 출력코일 간 권선 순서는 매 슬롯마다 또는 2 이상의 슬롯을 단위로 서로 교대로 이루어질 수도 있다.

그리고, 상기 여자코일은 상기 제1 출력코일과 제2 출력코일의 권선에 앞서 상기 다수의 슬롯에 일정한 권선수로 각기 권선될 수도 있다.

또한, 상기 여자코일은, 상기 제1 출력코일과 제2 출력코일이 상기 다수의 슬롯에 권선이 완료된 후 모든 슬롯에 일정한 권선수로 각기 권선될 수도 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 상기 레졸버용 스테이터를 포함하는 레졸버를 제공한다.

이상과 같은 본 발명에 따른 레졸버용 스테이터 및 이를 포함하는 레졸버에 의하면, 제1 출력코일과 제2 출력코일이 슬롯의 순번에 따라 정현파적으로 변화하는 권선수로 권선되되, 상기 제1 출력코일과 제2 출력코일의 권선수 간에는 소정의 위상차를 가지면서 변화하고, 각 슬롯마다 권선되는 제1 출력코일과 제2 출력코일의 권선수의 합은 모든 슬롯에 걸쳐 일정해지도록 함으로써 제1 출력코일과 제2 출력코일 간 임피던스를 동일하게 유지할 수 있으며 이에 따라 레졸버의 측정상의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 레졸버용 스테이터의 부분 사시도,
도 2는 도 1의 레졸버용 스테이터에 대한 종래의 코일 권선 방법을 설명하기 위한 개략도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레졸버용 스테이터의 슬롯마다 권선되는 코일의 권선수를 도시한 그래프,
도 4는 도 3의 그래프 값에 절대치를 적용하여 얻어지는 그래프,
도 5는 도 3의 그래프에 따라 권선되는 제1 출력코일과 제2 출력코일 간의 권선 순서를 나타낸 표,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 레졸버용 스테이터에 대한 측정치(b)와 종래기술에 따른 것(a)과의 대비표이다.

본 발명의 실시예에 따른 레졸버용 스테이터는 기본적으로 도 1에 도시된 것과 같은 구조를 가지며, 여기에는 도 2에서와 마찬가지로 여자코일(12), 제1 출력코일(13) 및 제2 출력코일(14)이 권선된다.

다만, 이들 코일(12, 13, 14)의 권선방법이 상이한 바, 우선 여자코일(12)의 경우는 종래기술과 동일하게 나머지 코일(13, 14)에 앞서 각 슬롯(도 1의 11)에 일정한 권선수로 권선된다.

한편, 이후로 권선되는 제1 출력코일(13)과 제2 출력코일(14)의 경우에는 도 3에 도시된 그래프 값에 따라 권선되는 방식을 취한다. 그래프에서 가로축은 슬롯의 순번이고 세로축은 각 슬롯에 대한 제1 출력코일(OUTPUT COIL #1)과 제2 출력코일(OUTPUT COIL #2)의 권선수를 나타낸다. 그래프 상에서 가로축의 슬롯 순번마다 그래프 상의 점으로 표시된 세로값, 즉 권선수만큼 해당 코일(13, 14)이 권선된다.

그래프에서 보는 바와 같이, 본 실시예에서 슬롯(11)은 20개로 마련된 것으로 가정한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 출력코일(13)과 제2 출력코일(14)은 모두 슬롯의 순번(1~20)에 따라 정현파적으로 변화하는 권선수를 갖고서 권선됨을 알 수 있다.

특히, 제1 출력코일(13)은 사인파(Sine wave)적으로 변화하는 권선수로 권선되고, 제2 출력코일(14)은 코사인파(Cosine wave)적으로 변화하는 권선수로 권선됨으로써 양자 권선수 간에는 90도의 위상차를 가지면서 변화함을 알 수 있다.

도 3에서 음(-)의 값을 그래프 상의 권선수는 권선되는 방향이 반대방향으로 바뀜을 나타낸다.

도 4는 제1 출력코일(13)과 제2 출력코일(14)의 권선되는 방향에 관계없이 권선수만을 확인하기 위해 각 그래프의 절대값을 취하여 수정한 그래프를 나타낸다.

한편, 상기와 같은 권선수를 갖는 제1 출력코일(13)과 제2 출력코일(14)은 동일한 슬롯(11)에 대하여 도 5에 도시된 바와 같은 순서로 권선된다.

즉, 1번 슬롯(11)부터 3번 슬롯(11)까지는 제1 출력코일(13)이 먼저 권선되고 제2 출력코일(14)이 나중에 권선되며, 4번부터 8번 슬롯(11)까지는 제2 출력코일(14)이 먼저 제1 출력코일(13)이 나중에 권선되고, 다시 9번 슬롯(11)부터 13번 슬롯(11)까지는 제1 출력코일(13)이 먼저 제2 출력코일(14)이 나중에 권선되는 방식을 취한다.

그러나, 이와 같은 방식 순서는 예시적일 뿐이며, 제1 출력코일(13)과 제2 출력코일(14)은 매 슬롯(11)마다 교대로 순서를 바꾸어 권선될 수도 있으며, 또는 2 이상의 슬롯(11)을 단위로 하여 교대로 순서를 바꾸어 권선될 수도 있다.

도 5는 상기에서 설명된 바와 같은 코일 권선법을 따를 때의 여자코일(12)과 출력코일(13, 14)의 임피던스 값을 측정한 표(b) 및 이와 대비되는 종래 임피던스 값을 측정한 표(a)이다.

도 2에서와 같은 종래의 코일 권선 방법에 의할 때 제1 출력코일(Output1)과 제2 출력코일(Output2)의 임피던스 값이 56.8 : 59로 다소 차이를 보임에 반해, 본 발명의 실시예에 따라 권선된 제1 출력코일과 제2 출력코일의 임피던스 값은 54.4 : 54.6으로 극히 근소한 차이를 나타냄을 알 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 여자코일(12)이 제1 출력코일(13)과 제2 출력코일(14)에 앞서 슬롯(11)에 권선되는 것으로 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 여자코일(12)은 제1 출력코일(13)과 제2 출력코일(14)이 권선된 후 마지막으로 슬롯(11)에 권선되는 경우에도 동일하게 적용된다.

나아가, 이상에서 설명된 레졸버용 스테이터 및 이를 포함하는 레졸버는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예에 불과하므로 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위가 상기 설명된 바에 한정하는 것으로 이해되어서는 안 된다.

본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위는 후술하는 특허청구범위 및 그 균등범위에 의해 정하여진다.

10: 레졸버용 스테이터 11: 슬롯
11a: 코어 12: 여자코일
13: 제1 출력코일 14: 제2 출력코일

Claims

원주방향으로 일정 간격으로 다수의 슬롯(slot)이 형성되고 상기 다수의 슬롯에 각각 여자코일, 제1 출력코일 및 제2 출력코일이 권선되는 레졸버용 스테이터에 있어서,
상기 제1 출력코일과 제2 출력코일은 상기 다수의 슬롯의 순번에 따라 정현파적으로 변화하는 권선수를 갖고서 권선되되, 상기 제1 출력코일과 제2 출력코일의 권선수 간에는 소정의 위상차를 가지면서 변화하는 것을 특징으로 하는 레졸버용 스테이터.
제1항에 있어서,
상기 제1 출력코일과 제2 출력코일 중 어느 하나의 권선수는 사인파(Sine wave)적으로 변화하고, 상기 제1 출력코일과 제2 출력코일 중 나머지 하나의 권선수는 코사인파(Cosine wave)적으로 변화하는 것을 특징으로 하는 레졸버용 스테이터.
제1항 또는 제2항에 있어서,
동일한 슬롯에 대한 상기 제1 출력코일과 제2 출력코일 간 권선 순서는 매 슬롯마다 또는 2 이상의 슬롯을 단위로 서로 교대로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레졸버용 스테이터.
제1항에 있어서,
상기 여자코일은 상기 제1 출력코일과 제2 출력코일의 권선에 앞서 상기 다수의 슬롯에 일정한 권선수로 각기 권선되는 것을 특징으로 하는 레졸버용 스테이터.
제1항에 있어서,
상기 여자코일은, 상기 제1 출력코일과 제2 출력코일이 상기 다수의 슬롯에 권선이 완료된 후 모든 슬롯에 일정한 권선수로 각기 권선되는 것을 특징으로 하는 레졸버용 스테이터.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 레졸버용 스테이터를 포함하는 레졸버.