KR20150080174A - Rotor for interior permanent magnet motors - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a rotor for an interior permanent magnet motor. For this, the present invention includes a rotor core body; an interior groove which are radially arranged in the rotor core body; a permanent magnet buried in the interior groove; a shaft hole formed in the center of the rotor core body; a rotor shaft inserted into the shaft hole; and a leak magnetic flux preventing part formed between the interior groove and the shaft hole. Therefore, torque density can be improved by preventing the leakage of a magnetic flux through the edge of the permanent magnet. So, space availability can be improved by reducing the volume of a motor, and high power can be obtained.

Description

매입형 영구자석 전동기용 회전자{Rotor for interior permanent magnet motors}[0001] The present invention relates to a rotor for interior permanent magnet motors,

본 발명은 매입형 영구자석 전동기용 회전자에 관한 것으로서, 특히 회전자 코어 몸체에 매입된 각각의 영구자석 사이의 내측과 축홀 사이의 공간에 누설자속방지부가 형성되도록 한 것이다.The present invention relates to a rotor for a recessed permanent magnet motor, and more particularly, to a leakage magnetic flux preventive portion formed in a space between an inner side of each permanent magnet embedded in a rotor core body and a shaft hole.

일반적으로 매입형 영구자석(interior permanent magnet) 전동기는 회전자의 표면에 자석을 부착하여 자장을 형성하는 표면부착형 영구자석(surface mounted permanent magnet) 전동기와는 다르게 회전자 속에 자석이 내장되어 있어 고속회전시 발생되는 자석의 비산현상을 구조적으로 방지하고 있어 고속구동용으로 많이 사용하고 있다. In general, an interior permanent magnet motor has a built-in magnet in a rotor, unlike a surface mounted permanent magnet motor that forms a magnetic field by attaching a magnet to a surface of a rotor, It is structurally prevented from scattering phenomenon of magnets generated during rotation and is widely used for high-speed driving.

매입형 영구자석 전동기는 회전자 내부에 자석이 매입되므로 회전자의 자극은 돌극성이 되고, 회전시 자기저항의 변화로 인하여 배리어블 리럭턴스(variable reluctance) 토오크 성분이 생기게 되므로 표면부착형 영구자석 전동기에 비해 동일한 용량의 자석으로 더 많은 토오크를 발생시킬 수 있는 장점이 있다.Since the magnet is embedded in the rotor of the recessed permanent magnet motor, the magnetic pole of the rotor becomes a salient pole, and a variable reluctance torque component is generated due to the change of the magnetoresistance at the time of rotation. It is advantageous that more torque can be generated by a magnet having the same capacity as an electric motor.

도1은 종래 기술에 따른 매입형 영구자석 회전자를 갖는 전동기의 내,외부를 절개하여 도시한 사시도이고, 도2는 종래 기술에 따른 매입형 영구자석 회전자를 갖는 전동기의 종단면도이다.FIG. 1 is a perspective view showing the inside and outside of an electric motor having a recessed permanent magnet rotor according to the related art, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the electric motor having a recessed permanent magnet rotor according to the related art.

도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 매입형 영구자석 회전자(70)는 고정자(80)의 내부에 회전 가능하게 삽입된 것으로 다수개의 영구자석(71)이 방사형태를 갖도록 내장되며, 회전자(70)의 중앙에 회전자축(72)이 결합되어 있다.1 and 2, the recessed permanent magnet rotor 70 is rotatably inserted into the stator 80 and is embedded so that a plurality of permanent magnets 71 have a radial shape, A rotor shaft 72 is coupled to the center of the electron 70.

또한, 영구자석(71)과 회전자축(72) 사이에는 마그네트의 자속을 제어하는 배리어(73)가 형성되어 코깅 토크를 저감 시킬 수 있으나, 이에 의한 효과는 미비하다.Between the permanent magnet 71 and the rotor shaft 72, a barrier 73 for controlling the magnetic flux of the magnet is formed to reduce the cogging torque, but the effect is insufficient.

코깅 토크를 줄이기 위한 방법으로 스큐(Skew), 슬롯 및 극수의 증가, 낮은 자석밀도의 영구자석을 사용하거나, 보조슬롯을 설치하는 방법이 있으나, 제작 단가가 높거나 생산효율이 낮으며, 낮은 자석밀도의 영구자석을 사용할 경우 전동기의 부피가 커지는 문제점이 있다.As a method for reducing the cogging torque, there is a method of using skew, an increase in the number of slots and poles, a permanent magnet having a low magnet density, or a method of installing an auxiliary slot, but the manufacturing cost is low or production efficiency is low, There is a problem that the volume of the motor becomes large when the permanent magnets of the density are used.

본 발명은 마그네트의 자속을 제어하는 베리어 사이를 통해 자속이 내측으로 유출되는 것을 방지하여 토크 밀도를 높일 수 있도록 하는 가운데 이를 통해 회전자 토크 밀도를 증가시켜 전동기의 부피를 줄일 수 있도록 하고, 아울러 출력을 더 높일 수 있도록 한 것이다.The present invention prevents the magnetic flux from flowing out to the inside through the barriers controlling the magnetic flux of the magnet so as to increase the torque density, thereby increasing the rotor torque density to reduce the volume of the motor, In order to increase the efficiency.

본 발명은 회전자 코어 몸체(10)와; 상기 회전자 코어 몸체(10)에 방사형태로 형성된 매입홈(20)과; 상기 매입홈(20)에 각각 매입된 영구자석(30)과; 상기 회전자 코어 몸체(10)의 중심에 형성된 축홀(40)과; 상기 축홀(40)에 삽입된 회전자축(50); 및 상기 매입홈(20) 사이와 축홀(40) 사이에 형성된 누설자속방지부(60)로 이루어짐을 특징으로 한다.The present invention relates to a rotor core body (10); A buried groove 20 formed radially in the rotor core body 10; Permanent magnets (30) embedded in the buried grooves (20); A shaft hole (40) formed at the center of the rotor core body (10); A rotor shaft 50 inserted into the shaft hole 40; And a leakage magnetic flux blocking portion 60 formed between the buried grooves 20 and the shaft hole 40.

또한, 상기 누설자속방지부(60)는 회전자 몸체(10)에 형성된 매입홈(20)의 내측 모서리에 각각 외측 부분이 맞닿게 형성되어, 이웃하는 다른 누설자속 방지부(60)와 이격되게 형성되고, 상기 누설자속방지부(60)의 내측 부분이 축홀(40)에서 이격되게 형성됨을 특징으로 한다.The leakage magnetic flux blocking portion 60 is formed so that an outer portion of the leakage magnetic flux blocking portion 60 is in contact with the inner edge of the buried groove 20 formed in the rotor body 10 and is spaced apart from other adjacent leakage magnetic flux blocking portions 60 And an inner portion of the leakage magnetic flux blocking portion 60 is formed to be spaced apart from the shaft hole 40. [

또한, 상기 누설자속방지부(60)는 매입홈(20)의 내측 모서리와 축홀(40) 사이로 위치된 방지부 몸체(61)와, 상기 방지부 몸체(61) 사이로 노출된 방지부 헤드(62)로 형성되되, 상기 방지부 몸체(61)는 내측이 반원형태를 갖는 몸체 공간부(611)가 내측 모서리에서 외측으로 연장되고, 상기 몸체공간부(611)가 연장된 끝에 회전자 코어 몸체(10)의 외부를 항하여 연장된 헤드공간부(612)가 형성됨을 특징으로 한다.The leakage magnetic flux preventing part 60 includes a prevention part body 61 positioned between the inner edge of the buried groove 20 and the shaft hole 40 and a prevention part head 62 exposed between the prevention part body 61 The body portion 611 having an inner semi-circular shape extends outward from an inner edge of the body portion 61, and the body portion 611 is extended from the end of the body portion 611, The head space portion 612 is formed to extend from the outside of the head space portion 610.

그리고 상기 헤드공간부(612)는 회전자 코어 몸체(10)를 향하여 좁아지는 형태를 갖도록 이루어짐을 특징으로 한다.The head space 612 is narrowed toward the rotor core body 10.

본 발명은 회전자 코어 몸체에 매입된 각각의 영구자석 사이의 내측과 축홀 사이의 공간에 누설자속방지부가 형성됨으로써, 영구자석의 모서리 부분을 통해 자속이 누설되는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, the leakage magnetic flux preventing portion is formed in the space between the inner side of each permanent magnet embedded in the rotor core body and the shaft hole, thereby preventing the magnetic flux from leaking through the edge portion of the permanent magnet have.

또한, 이를 통해 전체적으로 토크 밀도를 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, the torque density can be increased as a whole.

또한, 이를 통해 회전자 토크 밀도를 증가시켜 전동기 부피를 줄일 수 있는 효과를 더 얻을 수 있다.Further, it is possible to increase the rotor torque density and thereby reduce the motor volume.

그리고 전동기 크기를 줄여 소형화가 가능하도록 하여 공간 활용율을 높일 수 있도록 하는 가운데 크기에 비해 고출력을 얻을 수 있는 효과가 있다.In addition, it is possible to reduce the size of the motor to enable miniaturization, thereby increasing the space utilization rate.

도1은 종래 기술에 따른 매입형 영구자석 회전자를 갖는 전동기의 내,외부를 절개하여 도시한 사시도.
도2는 종래 기술에 따른 매입형 영구자석 회전자를 갖는 전동기의 종단면도.
도3은 본 발명에 따른 매입형 영구자석 회전자를 갖는 전동기의 내,외부를 절개하여 도시한 사시도.
도4는 본 발명에 따른 매입형 영구자석 회전자를 갖는 전동기를 분리 도시한 사시도.
도5는 본 발명에 따른 매입형 영구자석 회전자를 갖는 전동기의 종단면도.
도6은 본 발명에 따른 매입형 영구자석 회전자의 자속 누설량을 도시한 예시도.Brief Description of the Drawings Fig. 1 is a perspective view of an electric motor having a recessed permanent magnet rotor according to the related art, which is cut out inside and outside.
2 is a longitudinal sectional view of a motor having a recessed permanent magnet rotor according to the related art.
Fig. 3 is a perspective view showing the inside and outside of an electric motor having a recessed permanent magnet rotor according to the present invention. Fig.
Fig. 4 is a perspective view showing an electric motor having a recessed permanent magnet rotor according to the present invention. Fig.
5 is a longitudinal sectional view of a motor having a recessed permanent magnet rotor according to the present invention.
6 is an exemplary view showing flux leakage amount of a recessed permanent magnet rotor according to the present invention.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도3은 본 발명에 따른 매입형 영구자석 회전자를 갖는 전동기의 내,외부를 절개하여 도시한 사시도이고, 도4는 본 발명에 따른 매입형 영구자석 회전자를 갖는 전동기를 분리 도시한 사시도이고, 도5는 본 발명에 따른 매입형 영구자석 회전자를 갖는 전동기의 종단면도이다.FIG. 3 is a perspective view showing the inside and outside of an electric motor having a recessed permanent magnet rotor according to the present invention, and FIG. 4 is a perspective view showing an electric motor having a recessed permanent magnet rotor according to the present invention And Fig. 5 is a longitudinal sectional view of a motor having a recessed permanent magnet rotor according to the present invention.

본 발명에 따른 매입형 영구자석 회전자는 영구자석의 모서리 부분을 통해 자속이 누설되는 것을 방지하는 가운데 토크 밀도를 높여 전동기 부피를 줄일 수 있도록 하고, 아울러 전동기 크기를 줄여 공간 활용율을 높일 수 있도록 하는 가운데 고출력을 얻을 수 있는 기능이 제공될 수 있게 구비되어 있다.The recessed permanent magnet rotor according to the present invention prevents the magnetic flux from leaking through the corner portion of the permanent magnet so as to increase the torque density while reducing the volume of the motor and also to increase the space utilization rate by reducing the size of the motor So that a function of obtaining a high output can be provided.

이러한 기능을 갖는 매입형 영구자석 회전자는 도3 내지 도5에 도시된 바와 같이, 회전자 코어 몸체(10), 매입홈(20), 영구자석(30), 축홀(40), 회전자축(50) 및 누설자속방지부(60)로 구성되어 있다.As shown in Figs. 3 to 5, the recessed permanent magnet rotor having such a function is constituted by a rotor core body 10, a recessed groove 20, a permanent magnet 30, a shaft hole 40, a rotor shaft 50 And a leakage magnetic flux preventing portion 60. [

여기에서, 상기 회전자 코어 몸체(10)에 방사형태로 형성된 매입홈(20)에 각각 영구자석(30)이 매입되고, 상기 회전자 코어 몸체(10)의 중심에 형성된 축홀(40)에 회전자축(50)이 결합되며, 상기 매입홈(20) 사이와 축홀(40) 사이로 누설자속방지부(60)가 형성되어 있다.The permanent magnet 30 is embedded in the embossed groove 20 formed in the rotor core body 10 in a radial shape and rotatably supported by the shaft hole 40 formed in the center of the rotor core body 10, And a magnetic flux leakage preventing portion 60 is formed between the buried grooves 20 and the shaft hole 40. [

상기 누설자속방지부(60)는 영구자석(30)에서 발생된 자속이 회전자축(50) 즉, 내측방향으로 누설되는 것을 방지하여 토크 밀도를 높이기 위한 기능을 갖는 것으로 회전자 몸체(10)에 형성된 매입홈(20)의 내측 모서리에 각각 외측부분이 맞닿게 형성되어 모서리 부분을 통해 자속이 누설되는 것을 막을 수 있게 된다.The leakage flux preventer 60 has a function of preventing the magnetic flux generated from the permanent magnet 30 from leaking to the rotor shaft 50, that is, the inner direction, thereby increasing the torque density. The outer side portions of the inner side edges of the formed embossed grooves 20 are formed to abut each other to prevent the magnetic flux from leaking through the edge portions.

이러한 상기 누설자속방지부(60)는 이웃하는 다른 누설자속 방지부(60)와 평행하게 이격되게 간섭이 발생되는 것을 방지할 수 있게 구비되고, 상기 누설자속방지부(60)의 내측 부분이 축홀(40)에서 이격되게 형성되어 전체적으로 강도가 낮아지는 것을 막을 수 있게 형성되어 있다.The leakage flux preventer 60 is provided so as to prevent interference from being generated in parallel with other neighboring leakage flux preventors 60. The inner portion of the leakage flux preventer 60 is inserted into the shaft holes 60, And is formed so as to be spaced apart from each other in the longitudinal direction (40) so as to prevent the overall strength from being lowered.

이를 위해, 상기 누설자속방지부(60)는 내부가 비어 있는 방지부 몸체(61)와 방지부 헤드(62)가 일체로 형성된 것으로 상기 방지부 몸체(61)는 매입홈(20)의 내측 모서리와 축홀(40) 사이로 형성되고, 상기 방지부 몸체(61) 사이로 방지부 헤드(62)가 노출되도록 형성되어 있다.The leakage magnetic flux blocking portion 60 is formed integrally with the blocking portion body 61 and the blocking portion head 62. The blocking portion body 61 is formed at an inner edge of the buried groove 20, And the shaft hole (40), and the preventing part head (62) is exposed through the preventing part bodies (61).

상기 방지부 몸체(61)는 내측이 반원형태를 갖는 몸체 공간부(611)가 내측 모서리에서 외측으로 연장되어 영구자석(30)의 모서리 하부가 커버될 수 있게 형성되며, 상기 몸체공간부(611)가 연장된 끝에 회전자 코어 몸체(10)의 외부를 항하여 연장된 헤드공간부(612)가 형성되어 영구자석(30)의 모서리 하부 측면이 커버될 수 있게 형성되어 있다.The body portion 61 includes a body space portion 611 having a semicircular inner shape extending outward from an inner edge of the body portion 61 so that a lower portion of a corner of the permanent magnet 30 can be covered, Is formed at an end of the rotor core body 10 extending to the outside of the rotor core body 10 to form a head space portion 612 so that the lower side of the corner of the permanent magnet 30 can be covered.

이때, 상기 헤드공간부(612)는 회전자 코어 몸체(10)를 향하여 좁아지는 형태를 갖도록 하여 이웃하는 헤드공간부(612)와 일정 간격이 유지될 수 있게 형성되어 간섭이 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.At this time, the head space portion 612 is formed to be narrowed toward the rotor core body 10, so that the head space portion 612 can be maintained at a certain distance from the neighboring head space portion 612, .

도6은 본 발명에 따른 매입형 영구자석 회전자의 자속 누설량을 도시한 예시도이다.FIG. 6 is an exemplary view showing the flux leakage amount of the recessed permanent magnet rotor according to the present invention. FIG.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 매입형 영구자석 회전자는 영구자석(30)의 내측 모서리 부분이 누설자속방지부(60)에 의하여 커버되는 형태를 갖도록 함으로써, 영구자석(30)의 모서리 부분을 통해 내측으로 자속이 누설되는 것을 더 방지하여 회전자 코어 몸체(10)의 자속 밀도 즉, 토크 밀도를 높여 고출력을 얻을 수 있게 된다.As shown in the figure, the recessed permanent magnet rotor 30 according to the present invention has a shape in which the inner edge portion of the permanent magnet 30 is covered by the leakage magnetic flux preventing portion 60, so that the corner portion of the permanent magnet 30 It is possible to prevent leakage of the magnetic flux to the inside of the rotor core body 10 by increasing the magnetic flux density of the rotor core body 10, that is, the torque density, thereby obtaining a high output.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해 해야만 한다.It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims . It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative and non-restrictive in every respect.

10:회전자 코어 몸체 20:매입홈
30:영구자석 40:축홀
50:회전자축 60:누설자속방지부
61:방지부 몸체 62:방지부 헤드
611:몸체 공간부 612:헤드공간부10: rotor core body 20: buried groove
30: permanent magnet 40: shaft hole
50: Rotor shaft 60: Leakage magnetic flux prevention part
61: prevention member body 62: prevention member head
611: Body space part 612: Head space part

Claims (4)

회전자 코어 몸체(10)와;
상기 회전자 코어 몸체(10)에 방사형태로 형성된 매입홈(20)과;
상기 매입홈(20)에 각각 매입된 영구자석(30)과;
상기 회전자 코어 몸체(10)의 중심에 형성된 축홀(40)과;
상기 축홀(40)에 삽입된 회전자축(50); 및
상기 매입홈(20) 사이와 축홀(40) 사이에 형성된 누설자속방지부(60)로 이루어짐을 특징으로 하는 매입형 영구자석 전동기용 회전자.A rotor core body (10);
A buried groove 20 formed radially in the rotor core body 10;
Permanent magnets (30) embedded in the buried grooves (20);
A shaft hole (40) formed at the center of the rotor core body (10);
A rotor shaft 50 inserted into the shaft hole 40; And
And a leakage magnetic flux preventing part (60) formed between the buried grooves (20) and the shaft hole (40). 제1항에 있어서,
상기 누설자속방지부(60)는 회전자 몸체(10)에 형성된 매입홈(20)의 내측 모서리에 각각 외측부분이 맞닿게 형성되되, 이웃하는 다른 누설자속 방지부(60)와 이격되게 형성되고, 상기 누설자속방지부(60)의 내측 부분이 축홀(40)에서 이격되게 형성됨을 특징으로 하는 매입형 영구자석 전동기용 회전자.The method according to claim 1,
The leakage flux preventer 60 is formed such that an outer portion of the leakage flux preventing portion 60 abuts against the inner edge of the recessed groove 20 formed in the rotor body 10 and is spaced apart from the adjacent other leakage flux preventing portions 60 , And an inner portion of the leakage magnetic flux blocking portion (60) is formed to be spaced apart from the shaft hole (40). 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 누설자속방지부(60)는 매입홈(20)의 내측 모서리와 축홀(40) 사이로 위치된 방지부 몸체(61)와, 상기 방지부 몸체(61) 사이로 노출된 방지부 헤드(62)로 형성되되, 상기 방지부 몸체(61)는 내측이 반원형태를 갖는 몸체 공간부(611)가 내측 모서리에서 외측으로 연장되고, 상기 몸체공간부(611)가 연장된 끝에 회전자 코어 몸체(10)의 외부를 항하여 연장된 헤드공간부(612)가 형성됨을 특징으로 하는 매입형 영구자석 전동기용 회전자.3. The method according to claim 1 or 2,
The leakage magnetic flux preventing part 60 includes a prevention part body 61 positioned between the inner edge of the buried groove 20 and the shaft hole 40 and a prevention part head 62 exposed between the prevention part body 61 The body portion 611 has a semicircular inner shape. The body portion 611 extends outward from the inner edge of the body portion 611. The body portion 611 extends from the end of the body portion 611, And a head space (612) extending from the outer circumference of the head space (612). 제3항에 있어서,
상기 헤드공간부(612)는 회전자 코어 몸체(10)를 향하여 좁아지는 형태를 갖도록 이루어짐을 특징으로 하는 매입형 영구자석 전동기용 회전자.The method of claim 3,
Wherein the head space portion (612) has a shape that narrows toward the rotor core body (10).
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