KR20140017943A - A multi-layer inserting type fulx-reversal machine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전동기 또는 발전기 등에서 사용되는 자속역전식기기의 고정자 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a stator structure of a magnetic flux reversing device used in an electric motor or a generator.
일반적으로 자속역전식기기(FRM, Flux-Reversal Machine)는 스위치드 릴럭턴스 전동기의 단점을 보완하고, 영구자석형 기기의 장점을 이용하기 위해 스위치드 릴럭턴스 전동기의 고정자 치에 영구자석을 설치한 형태의 구조를 갖는다. 이와 같은 자속역전식기기는 전동기 및 발전기에 이용된다.In general, Flux-Reversal Machine (FRM) is a type of permanent magnet installed in the stator of the switched reluctance motor to compensate for the disadvantages of the switched reluctance motor and to take advantage of the permanent magnet type device. Has a structure. Such magnetic flux reversing devices are used in electric motors and generators.
이러한 종래의 자속역전식기기의 구조는 회전자가 고정자 내측의 공간부에 회전 가능하게 삽입된다. 고정자 내측면에는 일정 각도의 간격으로 고정자 치가 돌출되어 형성되고, 고정자 치의 끝단에는 영구자석이 설치되며, 각각의 고정자 치에는 코일이 권선되어 각각의 고정자 치마다 고정 자극을 형성한다.In the structure of the conventional magnetic flux reversing device, the rotor is rotatably inserted into the space part inside the stator. The stator teeth protrude from the inner surface of the stator at a predetermined angle, and permanent magnets are installed at the ends of the stator teeth, and coils are wound around each stator tooth to form a fixed magnetic pole for each stator tooth.
회전자는 중앙에 회전축을 가지며, 회전자의 외측면에 일정 각도 간격으로 다수 개의 회전자 치가 돌출 형성된다. 다수 개의 회전자 치는 다수의 고정자 치의 단부와 대응하여, 비접촉 상태로 공극을 형성하여 회전한다.The rotor has a rotation axis in the center, and a plurality of rotor teeth protrude from the rotor at an angular interval. The plurality of rotor teeth corresponds to the ends of the plurality of stator teeth and rotates by forming voids in a non-contact state.
이와 같이, 고정자와 회전자로 형성된 자속역전식기기는 고정자 치에 권선된 코일에 흐르는 전류의 방향을 전환하여 고정자 치와 회전자 치 사이의 반발력 또는 흡인력으로 회전 토크를 발생시켜 전기적인 에너지를 기계적인 에너지로 전환한다.As such, the magnetic flux reversing device formed of the stator and the rotor changes the direction of the current flowing through the coil wound on the stator teeth, and generates rotational torque by the repulsive force or the suction force between the stator teeth and the rotor teeth to generate electrical energy. Switch to energy.
이와 같은 일반적인 자속역전식기기는 고정자 측의 영구자석과 회전자 측의 흡인, 반발력에 의해 발생하는 코깅 토크(cogging torque)로 인해 소음과 진동 등이 크게 발생하는 문제점이 있고, 또한, 고정자 치 표면에 영구자석이 설치되는 구조로 인해 자기회로에 누설이 많아 토크를 발생시키는 유효자속분이 저감되므로 이에 대한 개선이 필요하다.Such a general magnetic flux reversing device has a problem in that noise and vibration are greatly generated due to the cogging torque generated by the suction and repulsion of the permanent magnet and the rotor on the stator side, and also on the surface of the stator teeth. Due to the structure in which the permanent magnet is installed, the effective magnetic flux which generates torque due to the leakage of the magnetic circuit is large, and thus improvement is required.
이를 해결하기 위해 본 출원인은 국내등록특허 제10-1015468호에 개시된 바와 같이 영구자석을 고정자 치슈에 매입함으로써, 상술한 일반적인 자속역전식기기에서 발생하는 코깅토크를 줄여 소음과 진동을 저감할 수 있었고, 동시에 자기회로의 누설을 최소화할 수 있었다.In order to solve this problem, the present applicant was able to reduce noise and vibration by reducing the cogging torque generated in the above-described general magnetic flux reversing apparatus by purchasing a permanent magnet into the stator tissue as disclosed in Korean Patent No. 10-1015468. At the same time, leakage of magnetic circuits can be minimized.
그런데, 이와 같은 영구자석 매입형 자속역전식기기는 고정자 치에 권선을 시행하기 위해 고정자의 요크와 고정자 치슈 사이에 확보되는 공간 면적의 제약에 따라 영구자석의 전체적인 크기(두께의 증가에 따른 크기)를 더 늘리지 못하는 구조적인 문제로 인해 자속역전식기기 토크 및 출력을 높이는데 한계가 있었다.However, such a permanent magnet embedded magnetic flux reversing device is used to determine the overall size of the permanent magnet (size according to the increase in thickness) according to the constraint of the space area secured between the yoke of the stator and the stator tooth in order to wind the stator teeth. Structural problems that could not be further increased have limited the ability to increase torque and output of the magnetic flux reversing device.
이에 따라 자속역전식기기의 토크 및 출력을 높이기 위해서는 전체적인 자속역전식기기의 길이를 증가시키거나 외경을 증가시켜야 하는데, 이 경우 자속역전식기기의의 부피가 증가하게 되는 문제가 있었다.Accordingly, in order to increase the torque and output of the magnetic flux reversing device, the total length of the magnetic flux reversing device should be increased or the outer diameter should be increased. In this case, the volume of the magnetic flux reversing device has been increased.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 고정자 치슈의 두께를 증가시켜 고정자 치슈에 매입되는 다층의 영구자석의 사용량을 늘리고, 권선은 고정자 요크부에 시행함으로써 유효자속분의 증가로 토크 상수 및 출력 밀도를 향상시킬 수 있는 자속역전식기기를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems, and increases the use of the multi-layer permanent magnet embedded in the stator tissue by increasing the thickness of the stator tissue, the winding is applied to the stator yoke to increase the effective magnetic flux torque The object of the present invention is to provide a magnetic flux reversing device that can improve the constant and power density.
또한, 본 발명의 다른 목적은 단일 고정자의 내측 및 외측에 배치되는 2개의 회전자를 구비함으로써 토크 및 출력을 효과적으로 증가시킬 수 있는 자속역전식기기를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a magnetic flux reversing device that can effectively increase torque and output by having two rotors disposed inside and outside a single stator.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 코일이 권선되는 요크와, 상기 요크 내측에 방사상으로 동일 간격을 두고 돌출 형성되는 복수의 고정자와, 상기 복수의 고정자 치의 단부에 각각 형성되는 고정자 치슈를 포함하는 고정자; 상기 각 고정자 치슈에 매입되는 영구자석; 및 상기 고정자의 내측 공간에 회전 가능하게 설치되며, 상기 복수의 고정자 치와 마주하는 복수의 회전자 치를 가지는 회전자;를 포함하며, 상기 코일은 상기 복수의 고정자 치들 사이에 해당하는 상기 요크 각 부분에 권선되는 것을 특징으로 하는 자속역전식기기를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a yoke, the coil is wound, a plurality of stators protruding radially equally spaced inside the yoke, and a stator tissue formed at each end of the plurality of stator teeth Stator; Permanent magnets embedded in each stator tissue; And a rotor rotatably installed in the inner space of the stator, the rotor having a plurality of rotor teeth facing the plurality of stator teeth, wherein the coils each of the yokes corresponding to the plurality of stator teeth. It provides a magnetic flux reversing device, characterized in that wound on.
상기 복수의 고정자 치에 권선되는 추가 코일을 더 포함할 수 있다.It may further include an additional coil wound around the plurality of stator teeth.
상기 영구자석은 상기 고정자 치슈의 중심을 기준으로 양측에 서로 다른 극성을 가지도록 복수 개가 매입 설치되는 것도 물론 가능하다.Of course, it is also possible to have a plurality of permanent magnets installed so as to have different polarities on both sides with respect to the center of the stator tissue.
상기 영구자석은 상기 고정자 치슈 두께의 90%~95%의 두께를 차지하도록 매입된 것이 바람직하다.The permanent magnet is preferably embedded to occupy a thickness of 90% to 95% of the stator tissue thickness.
또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 코일이 권선되는 요크와, 상기 요크 내측에 방사상으로 동일 간격을 두고 돌출 형성되는 복수의 내측 고정자와, 각 내측 고정자의 단부에 각각 형성되는 고정자 치슈와, 상기 요크 외측에 방사상으로 동일 간격을 두고 돌출 형성되는 복수의 외측 고정자와, 각 외측 고정자의 단부에 각각 형성되는 고정자 치슈를 포함하는 고정자; 상기 각 내측 고정자 치슈 및 각 외측 고정자 치슈에 각각 매입되는 영구자석; 및 상기 고정자의 내측 공간에 회전 가능하게 설치되며, 상기 복수의 내측 고정자 치와 마주하는 복수의 회전자 치를 가지는 내측 회전자; 및 상기 고정자의 외측을 둘러싸면서 회전 가능하게 설치되며, 상기 복수의 외측 고정자 치와 마주하는 복수의 회전자 치를 가지는 외측 회전자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자속역전식기기를 제공할 수 있다.In addition, the present invention, to achieve the above object, the yoke coil is wound, a plurality of inner stator and radially equally spaced protruding inside the yoke, stator tissue and each formed at the end of each inner stator and A stator including a plurality of outer stators protruding radially at equal intervals from the outside of the yoke, and stator tissues formed at ends of each outer stator; Permanent magnets embedded in the inner stator tissues and the outer stator tissues, respectively; And an inner rotor rotatably installed in the inner space of the stator, the inner rotor having a plurality of rotor teeth facing the plurality of inner stator teeth; And an outer rotor rotatably installed surrounding the outside of the stator, the outer rotor having a plurality of rotor teeth facing the plurality of outer stator teeth.
상기 복수의 외측 고정자 치 중 일부는 상기 복수의 내측 고정자 치에 대응하는 위치에 설정되고, 나머지는 상기 복수의 내측 고정자 치에 대응하는 위치에 설정된 각 외측 고정자 치 사이에 위치 설정될 수 있다.Some of the plurality of outer stator teeth may be set at positions corresponding to the plurality of inner stator teeth, and others may be positioned between the outer stator teeth set at positions corresponding to the plurality of inner stator teeth.
상기 코일은 상기 복수의 외측 고정자 치들 사이에 해당하는 상기 요크 각 부분에 권선되는 것이 바람직하다.Preferably, the coil is wound around each part of the yoke corresponding to the plurality of outer stator teeth.
상기 복수의 내측 고정자 치와 상기 복수의 외측 고정자 치에 각각 권선되는 추가 코일을 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include additional coils wound around the plurality of inner stator teeth and the plurality of outer stator teeth.
상술한 바와 같이 본 발명에 있어서는,종래에 비해 영구자석의 사용량 및 코일 권선 량을 늘림으로써 유효자속분의 증가로 인한 토크 상수 및 출력 밀도를 향상할 수 있는 이점이 있다.As described above, in the present invention, the torque constant and the output density due to the increase in the effective magnetic flux are increased by increasing the amount of permanent magnets used and the amount of coil windings.
또한, 본 발명은 고정자 내외측에 각각 회전자를 배치함에 따라, 단일 회전자를 구비하는 것이 비해 토크 및 출력을 효과적으로 증가시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, as the rotors are disposed inside and outside the stator, torque and output can be effectively increased as compared to having a single rotor.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자속역전식기기를 나타내는 개략도이고,
도 2는 도 1에 도시된 고정자 치 및 고정자 치슈의 구조를 발췌하여 도시한 사시도이고,
도 3은 종래의 자속역전식기기와 본 발명의 일 실시예에 따른 자속역전식기기 간 역기전력(토크 상수)를 비교한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자속역전식기기를 나타내는 개략도이고,
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 자속역전식기기를 나타내는 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a magnetic flux reversing device according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a perspective view illustrating the structure of the stator tooth and the stator tissue shown in FIG. 1;
3 is a graph comparing a counter electromotive force (torque constant) between a conventional magnetic flux reversing device and a magnetic flux reversing device according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a schematic diagram showing a magnetic flux reversing device according to a second embodiment of the present invention,
5 is a schematic diagram showing a magnetic flux reversing device according to a third embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 자속역전식기기를 설명한다. 한편, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, a magnetic flux reversing device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
도 1을 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 자속역전식기기는 고정자(10)와 고정자(10) 내측에 회전 가능하게 배치되는 회전자(20)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the magnetic flux reversing device according to the first embodiment of the present invention includes a
고정자(10)는 얇은 철판을 적층하여 구성된다. 이와 같은 고정자(10)는 대략 원형의 요크(11)가 형성되며, 요크(11) 내측으로 연장 형성되는 복수의 고정자 치(13)를 구비한다.The
요크(11)에는 각 고정자 치(13) 사이에 해당하는 부분에 각각 코일(12)이 권선되어 있다. 이와 같이 요크(11)의 각 부분에 코일(12)을 권선함에 따라 종래에 비해 더 많은 양의 코일을 권선할 수 있다.In the
복수의 고정자 치(13)는 동일 간격을 두고 방사상으로 배열되며, 도 1에는 그 일예로써 총 6개의 고정자 치(13)가 요크(11)에 형성된 구조가 도시된다. 각 고정자 치(13)는 그 끝단에는 고정자 치(13)의 두께보다 더 큰 폭을 가지는 고정자 치슈(15)가 연장 형성된다. 즉, 고정자 치슈(15)는 고정자 치(13)를 중심으로 양쪽으로 벌어진 "⊥" 형상으로 이루어지며, 복수의 영구자석(30)이 매입될 수 있도록 복수의 매입홈(17)이 고정자 치슈(15)의 길이 방향으로 형성된다.The plurality of
이 경우, 본 발명의 제1 실시예에서는, 고정자 치(13)에 권선되는 코일을 생략할 수 있으므로, 종래의 자속역전식기기에 비해 고정자 치슈(15)의 두께(t1)를 더 두껍게 형성할 수 있다. 이에 따라, 각 고정자 치슈(15)의 매입홈(17)의 깊이를 종래에 비해 더 깊게 형성하고 이에 매입되는 영구자석(30)의 두께(t2) 또한 종래보다 더 두껍게 형성할 수 있어, 전체적으로 자속역전식기기에 사용되는 영구자석(30)의 사용량을 증대시킬 수 있다.In this case, since the coil wound around the
한편, 각 매입홈(17)의 깊이는 매입되는 영구자석(30)이 고정자 치슈(15)의 선단보다 더 돌출되지 않도록 대략 영구자석(30))의 두께(t2)와 대응되도록 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 각 매입홈(17)은 고정자 치슈(15)의 중심을 기준으로 좌우에 각각 2개의 매입홈(17)을 형성하여 각 고정자 치슈(15)에 대하여 4개씩 형성할 수 있으며, 이에 따라 영구자석(30)을 다층 구조로 배열할 수 있다.On the other hand, the depth of each embedded
회전자(20)는 중앙에 회전자 축(21)이 설치되고, 고정자(10)의 내측에 마련된 공간에 삽입된다. 회전자(20)의 외측면에는 복수 개의 회전자 치(23)가 방사상으로 돌출 배열된다. 도 2에서는 그 일예로 회전자 치(25)의 갯수가 8개인 실시예가 도시되어 있다. 한편, 회전자(20)도 고정자(10)와 마찬가지로 얇은 철판을 적층하여 구성하는 것이 바람직하다. 회전자(20)는 일반적인 자속역전식기기에 적용되는 구조이므로 상세한 설명은 생략한다.The
영구자석(30)은 소결 희토류(Nd-Fe-B)를 사용하는 것이 바람직하며, 고정자 치슈(15)의 양측에 서로 다른 극성의 영구자석(30)이 설치된다. 예를 들면, 1개의 고정자 치슈(15)에 매입된 4개의 영구자석(30) 중, 고정자 치슈(15)의 일측에 매입된 한 쌍의 영구자석이 N극을 가질 경우, 고정자 치슈(15)의 타측에 매입된 나머지 한 쌍의 영구자석이 S극을 갖는다.The
영구자석(30)은 고정자 치슈(1)의 두께(t1)에 대하여 대략 90~95%의 두께(t2)를 가지도록 형성하는 것이 바람직하다.The
이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 자속역전식기기의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the magnetic flux reversing device according to the first embodiment of the present invention will be described.
먼저, 고정자(10)의 요크(11)에 권선된 코일(12)에 전류가 흐를 경우, 각 고정자 치(13)가 고정자 극으로 형성된다. 고정자 극을 각 고정자 치(13)는 서로 대각선 방향의 고정자 극들끼리 서로 전기적으로 연결되어 동일 극성이 발생되도록 형성된다.First, when current flows through the
한편, 영구자석(30)에 의한 자속은 고정자(10)와 회전자(20)에서만 순환하므로, 회전자(20)가 도 1의 시계 반대 방향으로 회전하면, 자속은 점차 고정자 요크(11)를 통해 흘러, 권선에 쇄교자속(Flux linkage)은 역방향으로 증가한다. 따라서 고정자(10)에 고정된 영구자석(30)의 한 극과 회전자 치(23)가 완전히 일치하면 쇄교자속은 최대가 된다. 본 실시예의 경우 동일한 극이 고정자 치슈(15)의 양측으로 한 쌍씩 배치되어 있으므로 쇄교자속이 최대가 되는 지점에 2군데 피크가 형성된다(도 3의 그래프 참고).On the other hand, since the magnetic flux by the
또한, 상기 상태에서 회전자(20)가 계속해서 시계 반대 방향으로 회전하면, 쇄교자속의 양은 점점 감소하게 되므로, 회전자(20)의 돌출되지 않은 부분의 중심부가 영구자석(30)의 극과 극 사이에 위치하면서, 쇄교자속은 '0'이 된다.In addition, if the
그리고, 회전자(20)가 계속해서 시계 반대 방향으로 회전하면, 자속의 극성은 바뀌게 되고, 영구자석(30)의 한쪽 극과 회전자 치(23)가 일치하면 쇄교자속은 최대 다시 된다. 이 경우에도 쇄교자속이 최대가 되는 지점에 2군데 피크가 형성된다(도 3의 그래프 참고).If the
회전이 계속되어, 회전자(200)가 계속해서 시계 반대 방향으로 회전하면, 쇄교자속의 양은 점점 감소하게 되므로, 회전자(200)의 돌출되지 않은 부분의 중심부가 영구자석(30)의 극과 극 사이에 위치하면서, 쇄교 자속은 '0'이 된다.As the rotation continues and the
상기와 같은 과정을 반복하면서, 회전자(20)는 고정자(10) 내부에서 회전할 수 있다.While repeating the above process, the
한편, 자속역전식기기의 역기전력 상수 및 토크 상수는 브러시리스 직류 전동기(brushless DC motor)와 마찬가지로 동일하다. 따라서, 역기전력 파형을 이용하여 본 발명에 의한 자속역전식기기의 토크 능력을 평가할 수 있다.On the other hand, the reverse electromotive force constant and torque constant of the magnetic flux reversing device is the same as the brushless DC motor (brushless DC motor). Therefore, the torque capability of the magnetic flux reversing apparatus according to the present invention can be evaluated using the counter electromotive force waveform.
도 3은 본 발명에 의한 자속역전식기기를 이용하여 역기전력을 종래의 자속역전기기와 비교한 그래프이다.3 is a graph comparing the counter electromotive force with a conventional magnetic flux reverser using the magnetic flux reversing apparatus according to the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자속역전식기기는 동일 회전수 조건에서, 종래의 자속역전식기기에 비해 더 피크 값을 가진다는 것을 알 수 있으며, 따라서 종래에 비해 더 큰 크기의 역기전력을 가지고 있음을 확인할 수 있다. 이는 본 발명의 일실시예에 따른 자속역전식기기가 종래에 비해 영구자석(30)의 사용량 및 권선 량을 늘린 결과로서, 유효자속분의 증가로 인한 토크 상수 및 출력 밀도를 향상할 수 있다는 것을 보여준다.As shown, it can be seen that the magnetic flux reversing device according to the embodiment of the present invention has a higher peak value than the conventional magnetic flux reversing device under the same rotational speed condition, and thus has a larger magnitude of counter electromotive force than the conventional magnetic flux reversing device. You can check that you have it. This shows that the magnetic flux reversing device according to the embodiment of the present invention increases the amount of use and winding of the
도 4에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자속역전식기기가 개략적으로 도시된다.4 schematically shows a magnetic flux reversing device according to a second embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 자속역전식기기는 상술한 제1 실시예의 자속역전식기기와 대부분 동일한 구성으로 이루어지며, 다만, 요크(11)에 형성된 복수의 고정자 치(13a)에 각각 코일(19)이 추가 권선된 점에 차이가 있다.The magnetic flux reversing device shown in FIG. 4 has the same configuration as the magnetic flux reversing device of the first embodiment described above, except that a
이와 같이, 제2 실시예의 자속역전식기기는 요크(11)에 코일(12)이 권선되는 것은 물론 고정자 치(13a)에도 코일(19)이 권선됨에 따라 코일의 권선량을 극대화할 수 있다.As described above, the magnetic flux reversing apparatus of the second embodiment may maximize the winding amount of the coil as the
이 경우, 고정자 치(13a)에 코일(19)을 권선할 수 있도록 각 고정자 치슈(15a)와 요크(11) 간의 간격을 확보할 필요가 있다. 이에 따라, 고정자 치슈(15a)의 두께는 제1 실시예의 고정자 치슈(15)의 두께보다 다소 줄어들 수 있으며, 이에 다라 영구자석(30a)의 사용량도 제1 실시예에 비해 다소 줄어들 수 있다. 따라서, 제2 실시예의 경우, 영구자석(30a)의 사용량을 감안하여 자속역전식기기의 토크 상수 및 출력 밀도를 제1 실시예와 유사한 수준으로 유지할 수 있도록 고정자 치슈(15a)의 두께를 적절히 설정하는 것이 바람직하다.In this case, it is necessary to secure a space between the
상술한 제1 및 제2 실시예는 각각 단일 고정자와 단일 회전자로 이루어지는데, 하기에 설명하는 제3 실시예에 따른 자속역전식기기는 단일 고정자와 내/외측 회전자를 포함하여 이루어진다.Each of the first and second embodiments described above includes a single stator and a single rotor, and the magnetic flux reversing apparatus according to the third embodiment described below includes a single stator and an inner / outer rotor.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 자속역전식기기를 나타내는 개략도이다.5 is a schematic diagram showing a magnetic flux reversing device according to a third embodiment of the present invention.
제3 실시예에 따른 자속역전식기기는 고정자(100)와, 고정자(100)의 내측에 회전 가능하게 배치되는 내측 회전자(210)와, 고정자(100)의 외측을 둘러싸면서 회전 가능하게 배치되는 외측 회전자(230)를 포함한다.The magnetic flux reversing device according to the third embodiment is rotatably disposed while surrounding the outside of the
고정자(100)는 대략 원형으로 이루어진 요크(111)와, 요크(111)의 내측으로 동일 간격을 두고 돌출되는 복수의 내측 고정자 치(113)(일 예로 내측 고정차 치(113)의 개수는 6개로 한다)와, 요크(111)의 외측으로 동일 간격을 두고 돌출되는 복수의 외측 고정자 치(123)(일 예로 외측 고정차 치(123)의 개수는 12개로 한다)를 포함한다.The
이 경우, 요크(111)에는 각 외측 고정자 치(123) 사이에 해당하는 부분에 각각 코일(212)이 권선되어 있다.In this case, coils 212 are wound around the
복수의 내측 고정자 치(113)는, 제1 및 제2 실시예의 고정차 치(13,13a)와 마찬가지로, 대략 방사상으로 배열되며 각 고정자 치(113)의 끝단에는 고정자 치(113)의 두께보다 더 큰 폭을 가지는 내측 고정자 치슈(115)가 연장 형성된다. 이 경우 내측 고정자 치슈(115)는 복수의 영구자석(310)이 매입될 수 있도록 복수의 매입홈이 형성된다. 상기 각 매입홈의 깊이와 영구자석(310)의 자극은 상술한 제1 실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.The plurality of
복수의 외측 고정자 치(123)는 대략 방사상으로 배열되며 각 고정자 치(123)의 끝단에는 외측 고정자 치(123)의 두께보다 더 큰 폭을 가지는 외측 고정자 치슈(125)가 연장 형성된다. 이 경우 외측 고정자 치슈(125)는 복수의 영구자석(330)이 매입될 수 있도록 복수의 매입홈이 형성된다. 상기 외측 고정자 치슈(125)에 형성된 각 매입홈의 깊이와 영구자석(330)의 자극은 상술한 제1 실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.The plurality of
한편, 12개의 외측 고정자 치(123) 중 6개는 6개의 내측 고정자 치(113)과 대응하는 위치에 설정되며, 나머지 6개의 외측 고정자 치(123)는 내측 고정자 치(113)과 대응 배열된 6개의 외측 고정자 치(123) 사이에 각각 동일한 간격으로 위치 설정된다.Meanwhile, six of the twelve
내측 회전자(210)는, 제1 및 제2 실시예와 마찬가지로, 중앙에 회전자 축(211)이 설치되고, 고정자(100)의 내측에 마련된 공간에 삽입된다. 내측 회전자(210)의 외측면에는 고정자(100)의 내측 고정자 치슈(115)와 마주하는 복수 개의 회전자 치(213)가 방사상으로 돌출 배열된다. 도 5에서는 그 일예로 회전자 치(213)의 개수가 8개인 것이 도시되어 있다.As in the first and second embodiments, the
외측 회전자(230)는 고정자(100)의 외측을 둘러싸도록 배치되며, 도면에 도시하지 않았으나 외측 회전자(230)의 외측을 슬라이딩 가능하게 지지하는 소정의 하우징에 의해 회전 가능하게 배치된다. The
상기 외측 회전자(230)는 내측면에 고정자(100)의 외측 고정자 치슈(125)와 마주하는 복수 개의 회전자 치(233)가 방사상으로 돌출 배열된다. 도 5에서는 그 일예로 회전자 치(233)의 개수가 16개인 것이 도시되어 있다.The
이와 같이, 제3 실시예에서는 고정자(100)의 내측 및 외측에 각각 내측 및 외측 회전자(210,230)를 배치함에 따라, 단일 회전자를 구비하는 자속역전식기기에 비해 토크 및 출력을 더욱 효과적으로 증가시킬 수 있다.As such, in the third embodiment, as the inner and
또한, 제3 실시예는 도면에 도시하지는 않았으나, 제1 실시예와 같이 각 내측 고정자 치(113) 및 각 외측 고정자 치(123)에 권선된 코일(114,124)을 생략하고, 각 내측 및 외측 고정자 치슈(115,125)의 두께를 더 두껍게 형성할 수 있다. 아울러, 두꺼워진 각 내측 및 외측 고정자 치슈(115,125)에 매입되는 영구자석(310,330)의 두께를 늘릴 수 있다. 이에 따라 제3 실시예의 경우에도 제1 실시예와 마찬가지로 영구자석의 사용량을 늘릴 수 있음은 물론이다.In addition, although the third embodiment is not shown in the drawings, like the first embodiment, the inner and
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.
10,100: 고정자 11, 111: 요크
12,114,124,212: 코일 13,13a: 고정자 치
15,15a: 고정자 치슈 17: 매입홈
20: 회전자 21,211: 회전자 축
23,213,233: 회전자 치 30,310,330: 영구자석
113: 내측 고정자 치 115: 내측 고정자 치슈
123: 외측 고정자 치 125: 외측 고정자 치슈
210: 내측 회전자 230: 외측 회전자10,100:
12,114,124,212:
15, 15a: stator tissue 17: recess
20: rotor 21,211: rotor shaft
23,213,233: Rotor teeth 30,310,330: Permanent magnet
113: inner stator tooth 115: inner stator tooth
123: outer stator teeth 125: outer stator teeth
210: inner rotor 230: outer rotor
Claims (9)
상기 각 고정자 치슈에 매입되는 영구자석; 및
상기 고정자의 내측 공간에 회전 가능하게 설치되며, 상기 복수의 고정자 치와 마주하는 복수의 회전자 치를 가지는 회전자;를 포함하며,
상기 코일은 상기 복수의 고정자 치들 사이에 해당하는 상기 요크 각 부분에 권선되는 것을 특징으로 하는 자속역전식기기.A stator including a yoke in which coils are wound, a plurality of stators protruding radially inside the yoke, and stator tissues formed at ends of the plurality of stator teeth;
Permanent magnets embedded in each stator tissue; And
And a rotor rotatably installed in the inner space of the stator and having a plurality of rotor teeth facing the plurality of stator teeth.
And the coil is wound around each part of the yoke corresponding to the plurality of stator teeth.
상기 복수의 고정자 치에 권선되는 추가 코일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자속역전식기기.The method of claim 1,
And a coil further wound around the plurality of stator teeth.
상기 영구자석은 상기 고정자 치슈의 중심을 기준으로 양측에 서로 다른 극성을 가지도록 복수 개가 매입 설치되는 것을 특징으로 하는 자속역전식기기.The method of claim 1,
And a plurality of permanent magnets are installed so as to have a different polarity on both sides with respect to the center of the stator tissue.
상기 영구자석은 상기 고정자 치슈 두께의 90%~95%의 두께를 차지하도록 매입된 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 자속역전식기기.The method of claim 1,
The permanent magnet is characterized in that the permanent magnet is embedded so as to occupy a thickness of 90% to 95% of the thickness of the stator tissue.
상기 각 내측 고정자 치슈 및 각 외측 고정자 치슈에 각각 매입되는 영구자석; 및
상기 고정자의 내측 공간에 회전 가능하게 설치되며, 상기 복수의 내측 고정자 치와 마주하는 복수의 회전자 치를 가지는 내측 회전자; 및
상기 고정자의 외측을 둘러싸면서 회전 가능하게 설치되며, 상기 복수의 외측 고정자 치와 마주하는 복수의 회전자 치를 가지는 외측 회전자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자속역전식기기.A yoke in which coils are wound, a plurality of inner stators protruding radially at equal intervals inside the yoke, stator tissues formed at ends of each inner stator, and protruding radially at equal intervals outside the yoke A stator including a plurality of outer stators to be formed, and stator tissue formed at ends of each outer stator;
Permanent magnets embedded in the inner stator tissues and the outer stator tissues, respectively; And
An inner rotor rotatably installed in an inner space of the stator and having a plurality of rotor teeth facing the plurality of inner stator teeth; And
And an outer rotor rotatably installed surrounding the outer side of the stator, the outer rotor having a plurality of rotor teeth facing the plurality of outer stator teeth.
상기 복수의 외측 고정자 치 중 일부는 상기 복수의 내측 고정자 치에 대응하는 위치에 설정되고, 나머지는 상기 복수의 내측 고정자 치에 대응하는 위치에 설정된 각 외측 고정자 치 사이에 위치 설정되는 것을 특징으로 하는 자속역전식기기.6. The method of claim 5,
A part of the plurality of outer stator teeth is set at a position corresponding to the plurality of inner stator teeth, and the other is positioned between each outer stator tooth set at a position corresponding to the plurality of inner stator teeth. Magnetic flux reversing device.
상기 코일은 상기 복수의 외측 고정자 치들 사이에 해당하는 상기 요크 각 부분에 권선되는 것을 특징으로 하는 자속역전식기기.The method according to claim 6,
And the coil is wound around each of the yokes corresponding to the plurality of outer stator teeth.
상기 복수의 내측 고정자 치와 상기 복수의 외측 고정자 치에 각각 권선되는 추가 코일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자속역전식기기.8. The method according to any one of claims 5 to 7,
And a further coil wound around the plurality of inner stator teeth and the plurality of outer stator teeth, respectively.
상기 영구자석은 상기 내측 고정자 치슈 및 외측 고정자 치슈 두께의 90%~95%의 두께를 차지하도록 매입된 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 자속역전식기기.6. The method of claim 5,
The permanent magnet is characterized in that it is embedded to occupy a thickness of 90% to 95% of the thickness of the inner stator and the outer stator tissue.
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