KR20150115319A - 회전자 및 이를 구비한 모터 - Google Patents

회전자 및 이를 구비한 모터 Download PDF

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KR20150115319A
KR20150115319A KR1020140040136A KR20140040136A KR20150115319A KR 20150115319 A KR20150115319 A KR 20150115319A KR 1020140040136 A KR1020140040136 A KR 1020140040136A KR 20140040136 A KR20140040136 A KR 20140040136A KR 20150115319 A KR20150115319 A KR 20150115319A
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임우경
장대규
김민기
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 회전자 및 이를 구비한 모터에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 회전자는, 플럭스 배리어들이 형성된 회전자 코어와, 회전자 코어 외주 주위에 형성되는 마그네트 개구부들 내에 배치되는 마그네트들을 구비하며, 플럭스 배리어는, 마그네트 개구부의 적어도 일단에 접촉하는 접촉부와, 접촉부에 접촉하는 연장부를 구비하며, 연장부의 외선과 연장부와 내선은, 회전자 코어의 외주와 평행하다. 이에 따라, 토크 리플 개선 및 마그네트 토크의 세기를 향상시킬 수 있게 된다.

Description

회전자 및 이를 구비한 모터{Rotor and motor comprising the same}
본 발명은 회전자 및 이를 구비한 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 토크 리플 개선 및 마그네트 토크의 세기를 향상시킬 수 있는 회전자 및 이를 구비한 모터에 관한 것이다.
모터는 회전 운동을 하는 회전자와 코일이 감긴 고정자를 이용하여, 전기를 생성하는 장치이다.
한편, 모터의 효율 향상을 위해, 모터의 형상에 대해, 다양한 노력이 시도되고 있다. 근래에는, 회전자에 마그네트를 삽입하여, 회전자와 고정자 외에, 마그네트에 의한 마그네트 토크를 이용하여, 모터의 효율을 높이려는 추세이다.
한편, 마그네트의 특성상 마그네트 단부에서는, 자속이 밀집되며, 이에 따라, 밀집되는 자속으로 인해, 모터의 회전 구동시, 토크 리플(torque ripple)이 발생한다. 이러한 토크 리플을 저감하기 위해, 즉, 마그네트의 단부에 밀집되는 자속을 저감하기 위해, 플럭스 배리어를 배치하는 시도가 있으며, 이와 관련한 다양한 선행 문헌들이 존재한다.
그 중 일본특허공개공보 제2005-53669호에 따르면, 플럭스 배리어가 개시되나, 회전자 코어의 외주와, 마그네트의 배치가 멀어지는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 마그네트가 회전자 코어의 외주과 멀어지는 경우, 토크 리플은 일부 개선되나, 마그네트 토크의 세기가 약해져, 저속 저토크 영역에서, 모터의 효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 토크 리플 개선 및 마그네트 토크의 세기를 향상시킬 수 있는 회전자 및 이를 구비한 모터를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 회전자는, 플럭스 배리어들이 형성된 회전자 코어와, 회전자 코어 외주 주위에 형성되는 마그네트 개구부들 내에 배치되는 마그네트들을 구비하며, 플럭스 배리어는, 마그네트 개구부의 적어도 일단에 접촉하는 접촉부와, 접촉부에 접촉하는 연장부를 구비하며, 연장부의 외선과 연장부와 내선은, 회전자 코어의 외주와 평행하다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 회전자는, 플럭스 배리어들이 형성된 회전자 코어와, 회전자 코어 외주 주위에 형성되는 마그네트 개구부들 내에 배치되는 마그네트들을 구비하며, 플럭스 배리어는, 마그네트 개구부의 적어도 일단에 접촉하는 접촉부와, 접촉부에 접촉하며, 회전자 코어의 외주에 평행한 연장부를 구비한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 모터는, 플럭스 배리어들이 형성된 회전자 코어와, 상기 회전자 코어의 외주 주위에 형성되는 마그네트 개구부들 내에 배치되는 마그네트들을 구비하는 회전자, 및 회전자 코어의 주변에 형성되며, 코일이 감긴 고정자를 구비하며, 플럭스 배리어는, 마그네트 개구부의 적어도 일단에, 접촉하는 접촉부와, 접촉부에 접촉하는 연장부를 구비하며, 연장부의 외선과 연장부와 내선은, 회전자 코어의 외주와 평행하다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 회전자 코어 내의 형성된 플럭스 배리어가, 마그네트의 적어도 일단에, 접촉하는 접촉부와, 접촉부에 접촉하는 연장부를 구비하며, 연장부의 외선과 연장부와 내선이, 회전자 코어의 외주와 평행함으로써, 토크 리플 개선 및 마그네트 토크의 세기를 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 플럭스 배리어는, 접촉부의 내선 중 적어도 일부에 형성되는 오목부를 더 구비함으로써, 마그네트를 더 고정할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 회전자 코어의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 회전자의 평면도이다.
도 3은 도 2의 A 영역에 대한 부분 확대도의 일예이다.
도 4는 도 2의 회전자 구조에 의한 모터의 효율 그래프의 일예이다.
도 5는 도 2의 A 영역에 대한 부분 확대도의 다른 예이다.
도 6은 도 2의 회전자를 구비한 모터의 일예이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전자 코어의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전자의 평면도이다.
도 9는 도 8의 회전자를 구비한 모터의 일예이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 회전자 코어의 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 회전자의 평면도이고, 도 3은 도 2의 A 영역에 대한 부분 확대도의 일예이고, 도 4는 도 2의 회전자 구조에 의한 모터의 효율 그래프의 일예이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 회전자 코어(100)는, 원 형상의 금속 부재로 형성되며, 내주(內周)(Lb)과 외주(外周)(La)을 구비할 수 있다. 즉, 도넛 형상으로 형성될 수 있다.
그 외, 회전자 코어(100)의 적층을 위해, 내주(Lb)과 외주(La) 사이에서, 일정 간격으로 서로 이격되어 배치되는 결합용 개구부들(130a,...130f)이 형성될 수 있다.
또한, 결합용 개구부들(130a,...130f) 사이에, 개구부들(140a,...140f)이 형성될 수 있다.
한편, 결합용 개구부들(130a,...130f) 또는 개구부들(140a,...140f)과 외주(La) 사이에, 마그네트 삽입을 위한, 마그네트 개구부들(110a,110b, ...,110f)이 형성될 수 있다.
한편, 마그네트 개구부들(110a,110b, ...,110f)의 적어도 일단에, 각각 플럭스 배리어들(120a1,120a2,120b1,120b2,...120f1,120f2)이 형성될 수 있다. 즉, 플럭스 배리어들(120a1,120a2,120b1,120b2,...120f1,120f2)의 일단에 마그네트 개구부들(110a,110b, ...,110f)이 형성될 수 있다.
도면에서는, 마그네트 개구부들(110a,110b, ...,110f)의 양단에, 두 개의 플스 배리어들(120a1,120a2,120b1,120b2,...120f1,120f2)이 형성되는 것을 예시한다.
한편, 도 2는, 마그네트 개구부들(110a,110b, ...,110f)에는, 일자 형상의 마그네트들(200a,200b, ...,200f)이 삽입되어, 마그네트들(200a,200b, ...,200f)과, 회전자 코어(100)를 포함하는 회전자(150)를 예시한다.
한편, 본 발명에서는, 모터의 마그네트 토크 이용을 향상시킬 수 있도록 하기 위해, 도 1 내지 도 2와 같은, 플럭스 배리어들(120a1,120a2,120b1,120b2,...120f1,120f2)이, 회전자 코어(100) 내에 형성되도록 한다.
한편, 도 1 및 도 2에서는, 6개의 마그네트가, 6면체를 형성하도록, 회전자 코어(100) 내에 배치되는 것을 예시하나, 이와 달리 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 4개의 마그네트, 또는 8개의 마그네트 등이 배치되는 것도 가능하다.
한편, 마그네트의 단부에서는, 자속이 밀집되며, 이에 따라, 밀집되는 자속으로 인해, 모터의 회전 구동시, 토크 리플(torque ripple)이 발생한다. 이러한 토크 리플을 저감하기 위해, 즉, 마그네트의 단부에 밀집되는 자속을 저감하기 위해, 플럭스 배리어를 배치하는 선행 문헌들이 존재한다.
한편, 선행 문헌들에 개시된 플럭스 배리어에 따르면, 회전자 코어의 외주와, 마그네트의 배치가 멀어지는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 마그네트(magnet)가 회전자 코어의 외주과 멀어지는 경우, 토크 리플은 일부 개선되나, 마그네트 토크의 세기가 약해져, 저속 저토크 영역에서, 모터의 효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명에서는, 토크 리플 개선 및 마그네트 토크의 세기를 향상시킬 수 있는, 회전자 및 이를 구비하는 모터를 제안한다.
본 발명의 실시예에 따른, 회전자(rotor) 내의 플럭스 배리어(flux barrier)에 대해 구체적으로 설명하기 위해, 도 3을 참조한다.
도 3의 플럭스 배리어(120a1)는, 도 2의 일부 영역(A)의 확대도로서, 마그네트의 개구부의 일단에 접촉되는 플럭스 배리어를 예시한다.
플럭스 배리어(120a1)는, 마그네트 개구부(110a)의 적어도 일단에, 접촉하는 접촉부(310)와, 접촉부(310)에 접촉하는 연장부(320)를 구비할 수 있다.
특히, 도 3은, 플럭스 배리어(120a1)가, 마그네트(200a)의 적어도 일단에, 접촉하는 접촉부(310)와, 접촉부(310)에 접촉하는 연장부(320)를 구비하는 것을 예시한다.
접촉부(310)는, 마그네트(200a)의 단변과 장변 중 단변에 대응하는 제1 선(310a), 마그네트의 장변에 일부 대응하는 제2 선(310b), 회전자 코어의 외주(La)에 대향하는 제3 선(310c), 회전자 코어의 외주(La)과 교차하는 방향의 제4 선(310d), 마그네트의 장변과 나란한 방향의 제5 선((310e)를 구비할 수 있다.
이러한 접촉부(310)는, 쐐기 형상으로서, 마그네트(200a)의 단변을 둘러싸는 형상일 수 있다.
다음, 연장부(320)는, 회전자 코어의 외주(La)와 평행한 외선인 제1 선(C1)과 내선인 제2 선(C2), 그리고, 제1 선(C1)과 제2 선C2) 사이에 교차하도록 접속되는 제3 선(C3)을 구비한다.
한편, 연장부(320)의 외선(C1)과 연장부(320)와 내선(C2)은, 회전자 코어(100)의 외주(La)와 평행함으로써, 도면과 같이, 마그네트(200a)의 위치가, 회전자 코어의 외주 방향으로, 즉 회전자 표면에 근접시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 종래에 비해, 마그네트 토크의 세기를 향상시킬 수 있게 되며, 따라서, 모터의 저속 저토크 영역에서의 효율이 향상될 수 있게 된다.
한편, 도면과 같은 플럭스 배리어(120a1)의 구조를 설계함으로써, 마그네트(200a)에 의해 발생하는 자속(magnet flux) 밀도가, 자극의 단부가 아닌, 자극 중심으로 모아지게 된다. 따라서, 자속에 기인한 고조파 성분이 감소하게 되며, 궁극적으로 모터에서 발생하는 철손이 감소된다.
한편, 도 3을 참조하면, 연장부(320)의 외주 방향의 두께(w1)와, 연장부(320)와 외주의 간격(W2)이 동일한 것이 바람직하다. 즉, 연장부(320)의 외선(C1)과 연장부(320)와 내선(C2) 사이의 간격인, 연장부(320)의 두께(w1)와, 연장부(320)의 외선(C1)과 외주(La)의 간격(W2)이 동일한 것이 바람직하다.
이에 의해, 마그네트(200a)의 위치를, 회전자 코어의 외주 방향으로, 더 근접시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 종래에 비해, 마그네트 토크의 세기를 향상시킬 수 있게 되며, 따라서, 모터의 저속 저토크 영역에서의 효율이 향상될 수 있게 된다.
한편, 연장부(320)의 두께(W1)는 일정한 것이 바람직하다. 연장부(320)가 외주와 평행하게 연장될 수 있으며, 특히 그 두께는 일정한 것이 바람직하다.
종래와 같이, 연장부의 두께가 순차적으로 얇아지는 경우, 마그네트를 회전자 코어의 외주 방향으로 근접시키기 어려워지므로, 마그네트의 위치를 회전자 코어의 외주 방향으로 더 근접시키기 위해서는, 연장부(320)의 두께(W1)는 일정한 것이 바람직하다.
이에 따라, 연장부(320)의 외선(C1)과 연장부(320)와 내선(C2)은, 모두 외주와 같이 곡선 형태일 수 있다. 즉, 외주의 곡률 반경과 동일한 곡률 반경을 가지며, 연장부(320)의 외선(C1)과 연장부(320)와 내선(C2)이 휘어질 수 있다.
한편, 연장부(320)의 길이가 짧아질수록, 마그네트의 단부로부터의 자속이 플럭스 배리어에 의해, 원활히 차단되지 못할 수 있으며, 연장부(320)의 길이가 길어질수록, 마그네트의 단부 외에, 마그네트의 다른 영역의 자속도 플럭스 배리어에 의해, 차단될 수 있다.
이에 따라, 연장부(320)의 길이는, 소정 범위 이내인 것이 바람직하다. 특히, 마그네트의 길이와 관련하여, 소정 범위 이내인 것이 바람직하다.
본 명세서에서는, 바람직한 연장부(320)의 길이와 관련하여, 회전자 코어를 기준으로, 플럭스 배리어의 일단과 타단 사이의 각도(θ)를 정의한다.
도 3에서는, 플럭스 배리어의 접촉부(310)의 제4 선(310d)이 회전자 코어(100)의 중심(RC)과 연결된 선(AR1)과, 플럭스 배리어의 연장부(320)의 단부인 제3 선(C3)이 회전자 코어(100)의 중심(RC)과 연결된 선(AR2) 사이의 각도 중 최적의 각도를 플럭스 배리어의 허용 각도(θp)로 정의한다.
이러한 플럭스 배리어의 허용 각도(θp)는, 10도 내지 15도인 것이 바람직하다.
도 4에서는, 플럭스 배리어의 일단과 타단 사이의 각도(θ) 대비, 공극 자속 밀도의 고조파 분포 비율 곡선(Cu1)과, 토크 리플 비율 곡선(CU2)이 예시된다. 여기서, 공극 자속 밀도의 고조파는, THD(Total Harmonic Distortion)와 관련된다.
도면에서는, 플럭스 배리어의 일단과 타단 사이의 각도(θ)가, 7도에서 10도까지 증가하는 경우, 공극 자속 밀도의 고조파가 일부 감소하며, 토크 리플이 현저히 감소하는 것을 예시한다.
다음, 플럭스 배리어의 일단과 타단 사이의 각도(θ)가, 10도 내지 15도까지 증가하는 경우, 공극 자속 밀도의 고조파는 일부 감소하나, 토크 리플이 일부 증대되기 시작하는 것을 알 수 있다. 그러나, 토크 리플의 증가량은 그렇게 크지 않음을 알 수 있다. 이와 같이, 공극 자속 밀도의 고조파도 감소하고, 토크 리플도 낮으므로, 플럭스 배리어의 허용 각도(θp)는, 10도 내지 15도일 수 있다.
한편, 플럭스 배리어의 일단과 타단 사이의 각도(θ)가, 15도 내지 20도까지 증가하는 경우, 공극 자속 밀도의 고조파는 다시 증가하기 시작하며, 토크 리플은, 일부 감소되기 시작한다. 토크 리플의 감소량은 그렇게 크지 않으나, 공극 자속 밀도의 고조파는 현저히 증가하는 것을 알 수 있다.
특히, 플럭스 배리어의 일단과 타단 사이의 각도(θ)의 15도 내지 20도 중 15도 내지 17도는, 공극 자속 밀도의 고조파 비율이 30% 이하이나, 17도 내지 20도는, 30%를 초과하는 것을 알 수 있다. 이러한 경우, 15도 내지 17도는 허용 가능 범위일 수 있으나, 17도 내지 20도는 허용 불가능한 범위로 정의할 수 있다.
따라서, 플럭스 배리어의 허용 각도(θ)는, 10도 내지 17도로 확장 가능하다.
한편, 마그네트의 두께(Wa) 대비 연장부(320)의 길이(L)의 비율은, 0.15 내지 내지 0.55인 것이 바람직하다.
마그네트의 두께가 두꺼울수록, 마그네트의 단부의 측면에서 발생하는 플럭스가 증가하므로, 이를 차단하기 위한, 연장부의 길이가 커지는 것이 바람직하다. 한편, 연장부(320)의 길이(L)는, 플럭스 배리어의 허용 각도(θp)를 고려하여, 소정 범위 내로 제한되므로, 본 실시예예서는, 마그네트의 두께(Wa) 대비 연장부(320)의 길이(L)의 비율은, 0.15 내지 내지 0.55인 것으로 설정한다.
이에 의해, 마그네트(200a)를 회전자 코어의 외주 방향으로 더 근접시킬 수 있게 되며, 따라서, 마그네트 토크를 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 플럭스 배리어(120a1)는, 마그네트를 고정하기 위해, 접촉부(310)의 내선 중 적어도 일부에 형성되는 오목부(330)를 더 구비하는 것이 바람직하다.
도 3을 참조하면, 접촉부(310) 내의, 제1 선(310a)과 제4 선(310d) 사이에, 마그네트를 고정하기 위해, 회전자 코어(100)의 원주(La) 방향으로 오목한 오목부(330)가 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 이러한 오목부(330)에 의해, 마그네트(200a)의 측하부를 고정할 수 있게 되며, 따라서, 회전자(150)의 회전에도 불구하고, 마그네트(200a)과 원심력에 의해, 움직이지 않도록, 고정되게 된다.
한편, 도면에서는, 연장부가 하나의 형상으로 표시되나, 연장부가 복수개로 분할되는 것도 가능하다. 이때, 복수의 연장부 중, 접촉부와 접촉된 제1 연장부의 길이가 가장 큰 것이 바람직하다. 이는, 마그네트의 측면에 의한 자속을 보다 효율적으로 저지하기 위함이다.
도 5는 도 2의 A 영역에 대한 부분 확대도의 다른 예이다.
도 5의 회전자의 평면도는, 도 3의 부분 확대도와 유사하나, 연장부(320)가, 제1 연장부(320a)와 제2 연장부(320b)로 분리되는 것에 그 차이가 있다.
이때, 전체 연장부의 길이(L)는 도 3과 동일하나, 제1 연장부(320a)의 길이(L1)와 제2 연장부(320b)의 길이(L2)가 다를 수 있다. 구체적으로, 접촉부(310)와 접촉된 제1 연장부(320a)의 길이(L1)가 제2 연장부(320b)의 길이(L2) 보다 더 큰 것이 바람직하다. 이에 따라, 마그네트(200a)의 측면에 의한 자속을 보다 효율적으로 저지할 수 있게 된다.
도 6은 도 2의 회전자를 구비한 모터의 일예이다.
도면을 참조하면, 모터(400)는, 회전자(150)와, 회전자 주위에 환형으로 배치되며, 코일이 감긴 고정자들(300a,300b,300c,300d,300e,300f,300g,300h,300i,300j,300k,300l)를 구비한다. 회전자(150)와 고정자들 사이에는 공극(air gap)이 존재한다.
도 6의 회전자(150)의 구조는, 도 2 및 도 3에 기술한 바와 같이, 회전자 코어(100) 내의 복수의 플럭스 배리어들(120a1,120a2,120b1,120b2,...120f1,120f2)과, 플럭스 배리어들의 일단에 형성된 마그네트 개구부들 내에 배치되는 마그네트들(200a,200b, ...,200f)을 구비한다.
이 중 플럭스 배리어(120a1)는, 마그네트 개구부(110a)의 적어도 일단에, 접촉하는 접촉부(310)와, 접촉부(310)에 접촉하는 연장부(320)를 구비한다.
즉, 플럭스 배리어(120a1)는, 마그네트(200a)의 적어도 일단에, 접촉하는 접촉부(310)와, 접촉부(310)에 접촉하는 연장부(320)를 구비한다.
그리고, 연장부(320)의 외선(C1)과 연장부(320)와 내선(C2)은, 회전자 코어(100)의 외주(La)와 평행하다. 이에 의해, 마그네트(200a)의 위치가, 회전자 코어의 외주 방향으로, 즉 회전자 표면에 근접시킬 수 있게 된다. 결국, 마그네트 토크의 세기를 향상시킬 수 있게 되어, 모터의 저속 저토크 영역에서의 효율이 향상될 수 있게 된다.
한편, 이외에, 도 1 내지 도 5에 대한 설명에서 기술한, 내용들이 도 6의 모터(400)에 적용 가능하다.
즉, 모터(400) 내의, 연장부(320)의 외주 방향의 두께와, 연장부(320)와 외주의 간격이 동일한 것이 바람직하다.
또한, 회전자 코어의 중심(RC)을 기준으로, 모터(400) 내의, 플럭스 배리어의 일단과 타단 사이의 각도는, 10도 내지 15도인 것이 바람직하다.
또한, 모터(400) 내의, 마그네트 두께 대비 연장부의 길이의 비율은, 0.15 내지 내지 0.55인 것이 바람직하다.
또한, 모터(400) 내의, 연장부(320)는, 복수로 분할가능하다.
이러한 모터(400)는, 매입형 영구 자석 모터(Interior Permanent Magnet Motor; IPM)로서, 토크 리플 개선 및 마그네트 토크의 세기가 향상되게 된다.
이러한 모터(400)는, 특히, 저속 저토크 영역에서도 마그네트 토크의 세기가 향상되므로, 공기조화기 내에 적용되는 것이 가능하다. 특히, 복수의 실외기와, 복수의 실내기들을 구비하는 대용량의 공기조화기에 적용되는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전자 코어의 평면도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전자의 평면도이다.
도 7 내지 도 8에 따른 회전자(160)는, 도 1 내지 도 2의 회전자(150)와 거의 유사하나, 일자형의 마그네트가 분할된 것에 그 차이가 있다.
즉, 도 2의 6개의 마그네트들(200a,200b, ...,200f)이, 각각 분할되어, 도 7과 같이, 12개의 마그네트들(200a1,200a2,200b1,200b2, ...,200f2)로 나뉘게 되는 것에 그 차이가 있다.
즉, 마그네트의 일단에, 플럭스 배리어가 형성되며, 마그네트의 타단에는, 플럭스 배리어가 아닌, 인접한 다른 마그네트의 일단과 이격되어 대향하게 된다. 이와 같이, 마그네트가 분할된 경우, 마그네트의 파손 위험이 더 감소하게 된다.
도 9는 도 8의 회전자를 구비한 모터의 일예이다.
도면을 참조하면, 모터(500)는, 회전자(160)와, 회전자 주위에 환형으로 배치되며, 코일이 감긴 고정자들(300a,300b,300c,300d,300e,300f,300g,300h,300i,300j,300k,300l)를 구비한다. 회전자(160)와 고정자들 사이에는 공극(air gap)이 존재한다.
도 9의 회전자(160)의 구조는, 도 7 및 도 8에 기술한 바와 같이, 회전자 코어(100) 내의 복수의 플럭스 배리어들(120a1,120a2,120b1,120b2,...120f1,120f2)과, 플럭스 배리어들의 일단에 형성된 마그네트 개구부들 내에 배치되는 마그네트들(200a1,200a2,200b1,200b2, ...,200f2)을 구비한다.
이 중 플럭스 배리어(120a1)는, 마그네트(200a)의 적어도 일단에, 접촉하는 접촉부(310)와, 접촉부(310)에 접촉하는 연장부(320)를 구비한다.
그리고, 연장부(320)의 외선(C1)과 연장부(320)와 내선(C2)은, 회전자 코어(100)의 외주(La)와 평행하다. 이에 의해, 마그네트(200a)의 위치가, 회전자 코어의 외주 방향으로, 즉 회전자 표면에 근접시킬 수 있게 된다. 결국, 마그네트 토크의 세기를 향상시킬 수 있게 되어, 모터의 저속 저토크 영역에서의 효율이 향상될 수 있게 된다.
한편, 이외에, 도 1 내지 도 5에 대한 설명에서 기술한, 내용들이 도 9의 모터(500)에 적용 가능하다.
즉, 모터(400) 내의, 연장부(320)의 외주 방향의 두께와, 연장부(320)와 외주의 간격이 동일한 것이 바람직하다.
또한, 회전자 코어의 중심(RC)을 기준으로, 모터(400) 내의, 플럭스 배리어의 일단과 타단 사이의 각도는, 10도 내지 15도인 것이 바람직하다.
또한, 모터(400) 내의, 마그네트 두께 대비 연장부의 길이의 비율은, 0.15 내지 내지 0.55인 것이 바람직하다.
또한, 모터(400) 내의, 연장부(320)는, 복수로 분할가능하다.
이러한 모터(400)는, 매입형 영구 자석 모터(Interior Permanent Magnet Motor; IPM)로서, 토크 리플 개선 및 마그네트 토크의 세기가 향상되게 된다.
이러한 모터(400)는, 특히, 저속 저토크 영역에서도 마그네트 토크의 세기가 향상되므로, 공기조화기 내에 적용되는 것이 가능하다. 특히, 복수의 실외기와, 복수의 실내기들을 구비하는 대용량의 공기조화기에 적용되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 회전자 및 이를 구비한 모터는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (19)

  1. 플럭스 배리어들이 형성된 회전자 코어; 및
    상기 회전자 코어 외주 주위에 형성되는 마그네트 개구부들 내에 배치되는 마그네트들;을 구비하며,
    상기 플럭스 배리어는,
    상기 마그네트 개구부의 적어도 일단에 접촉하는 접촉부와, 상기 접촉부에 접촉하는 연장부를 구비하며,
    상기 연장부의 외선과 상기 연장부와 내선은, 상기 회전자 코어의 외주와 평행한 것을 특징으로 하는 회전자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연장부의 상기 외주 방향의 두께와, 상기 연장부와 상기 외주의 간격이 동일한 것을 특징으로 하는 회전자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연장부의 두께는 일정한 것을 특징으로 하는 회전자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회전자 코어의 중심을 기준으로, 상기 플럭스 배리어의 일단과 타단 사이의 각도는, 10도 내지 15도인 것을 특징으로 하는 회전자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 마그네트 두께 대비 상기 연장부의 길이의 비율은, 0.15 내지 내지 0.55인 것을 특징으로 하는 회전자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 마그네트의 양단에, 상기 플럭스 배리어가 형성되는 것을 특징으로 하는 회전자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 마그네트의 일단에, 상기 플럭스 배리어가 형성되며,
    상기 마그네트의 타단에는, 다른 마그네트의 일단과 이격되며 대향되는 것을 특징으로 하는 회전자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 연장부는, 복수로 분할된 것을 특징으로 하는 회전자.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 플럭스 배리어는,
    상기 마그네트를 고정하기 위해, 상기 접촉부의 내선 중 적어도 일부에 형성되는 오목부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 회전자.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 마그네트는, 일자 형상인 것을 특징으로 하는 회전자.
  11. 플럭스 배리어들이 형성된 회전자 코어; 및
    상기 회전자 코어 외주 주위에 형성되는 마그네트 개구부들 내에 배치되는 마그네트들;을 구비하며,
    상기 플럭스 배리어는,
    상기 마그네트 개구부의 적어도 일단에 접촉하는 접촉부와, 상기 접촉부에 접촉하며, 상기 회전자 코어의 외주에 평행한 연장부를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전자.
  12. 플럭스 배리어들이 형성된 회전자 코어와, 상기 회전자 코어의 외주 주위에 형성되는 마그네트 개구부들 내에 배치되는 마그네트들을 구비하는 회전자; 및
    상기 회전자 코어의 주변에 형성되며, 코일이 감긴 고정자;를 구비하며,
    상기 플럭스 배리어는,
    상기 마그네트 개구부의 적어도 일단에, 접촉하는 접촉부와, 상기 접촉부에 접촉하는 연장부를 구비하며,
    상기 연장부의 외선과 상기 연장부와 내선은, 상기 회전자 코어의 외주와 평행한 것을 특징으로 하는 모터.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 연장부의 상기 외주 방향의 두께와, 상기 연장부와 상기 외주의 간격이 동일한 것을 특징으로 하는 모터.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 회전자 코어의 중심을 기준으로, 상기 플럭스 배리어의 일단과 타단 사이의 각도는, 10도 내지 15도인 것을 특징으로 하는 모터.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 마그네트 두께 대비 상기 연장부의 길이의 비율은, 0.15 내지 내지 0.55인 것을 특징으로 하는 모터.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 마그네트의 양단에, 상기 플럭스 배리어가 형성되는 것을 특징으로 하는 모터.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 마그네트의 일단에, 상기 플럭스 배리어가 형성되며,
    상기 마그네트의 타단에는, 다른 마그네트의 일단과 이격되며 대향되는 것을 특징으로 하는 모터.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 연장부는, 복수로 분할된 것을 특징으로 하는 모터.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 플럭스 배리어는,
    상기 마그네트를 고정하기 위해, 상기 접촉부의 내선 중 적어도 일부에 형성되는 오목부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 모터.

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