KR20160017160A - Interior permanent magnet synchronous motor adding transverse air-gap - Google Patents

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KR20160017160A
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Abstract

The present invention relates to a permanent magnet type synchronous motor which adds a transverse air gap in a longitudinal air gap while minimizing volume increase and the material costs of the motor, so as to increase the amount of magnetic flux. According to the present invention, the permanent magnet type synchronous motor comprises: a tubular stator, a rotor, and a pair of housing end caps. The stator forms a rotor installation hole in the center part, and forms an armature winding in a plurality of teeth formed along an inner surface. The rotor is installed in the rotor installation hole of the stator, forms a longitudinal air gap between the stator, and has a plurality of permanent magnets embedded with a magnetic flux concentration type. And the pair of the housing end caps which close both sides of the stator, have an armature core for a plurality of longitudinal air gaps for forming a rotor and a transverse air gap in the center part, wherein one side of the longitudinal air gaps is in contact with the teeth.

Description

횡방향 공극이 추가된 영구자석형 동기 전동기{Interior permanent magnet synchronous motor adding transverse air-gap}[0001] The present invention relates to a permanent magnet synchronous motor having a transverse air gap,

본 발명은 영구자석형 동기 전동기(Interior permanent magnet synchronous motor; IPMs)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종방향 공극에 횡방향 공극을 추가하여 자속량을 증가시킨 횡방향 공극이 추가된 영구자석형 동기 전동기에 관한 것이다.The present invention relates to an interior permanent magnet synchronous motor (IPMs), and more particularly to a permanent magnet synchronous motor having a permanent magnet type synchronous motor To an electric motor.

최근 석유의 급격한 가격상승과, 환경문제로 인하여 석유를 연료로 하는 내연기관과 산업장비 등의 분야에서 전동기를 사용하는 전기자동차(electric vehicle; EV), 하이브리드 전기자동차(hybrid electric vehicle; HEV) 그리고 산업장비로 전환이 되고 있는 추세이다.Due to the recent sharp rise in oil prices and environmental problems, electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), and electric vehicles (EVs), which use electric motors in the fields of internal combustion engines and industrial equipment, The trend is shifting to industrial equipment.

특히, 이와 같은 전동기 중에서 체적당 출력밀도가 좋은 희토류를 사용하는 Nd계열의 영구자석을 포함하는 영구자석형 동기 전동기(IPMs 또는 IPMSM) 수요가 크게 증가하고 있다.Particularly, the demand for permanent magnet type synchronous electric motors (IPMs or IPMSM) including Nd series permanent magnets using rare earths having high output density per volume is remarkably increased.

또한 이러한 희토류 물질의 가격급등에 인하여 희토류를 적게 사용하여 전동기의 부피당 출력밀도를 높이는 자속 집중형 방식의 영구자석형 동기 전동기가 설계되고 있는 추세이다.In addition, due to the surge in the price of rare earth materials, a magnetic flux concentrating permanent magnet synchronous motor has been designed which uses less rare earth to increase the output density per unit volume of the motor.

기존의 영구자석형 동기 전동기는 고정자와 회전자 간의 배치 구조에 따라 종방향 공극을 사용하는 동기 전동기와, 횡방향 공극을 사용하는 동기 전동기로 구분할 수 있다.Conventional permanent magnet synchronous motors can be classified into synchronous motors using longitudinal voids and synchronous motors using lateral voids depending on the arrangement structure between stator and rotor.

종방향 공극을 사용하는 동기 전동기는 고정자가 형성하는 축 방향의 회전자 삽입구멍에 회전자가 삽입되어 형성하는 종방향 공극만을 사용하기 때문에, 제한된 공극 단면적으로 인해 극 당 자속량을 증가시키는데 한계가 있다.Since the synchronous motor using the longitudinal air gap uses only the longitudinal air gap formed by inserting the rotor into the axial rotor insertion hole formed by the stator, there is a limit to increase the magnetic pole magnetic flux amount due to the limited air gap cross-sectional area .

또한 횡방향 공극을 사용하는 동기 전동기는 회전자를 중심으로 축 방향에 수직한 상부 또는 하부에 회전자 간에 형성되는 횡방향 공극만을 사용하기 때문에, 제한된 공극 단면적으로 인해 극 당 자속량을 증가시키는데 한계가 있다.In addition, since the synchronous motor using the transverse air gap uses only the transverse air gap formed between the rotor at the upper portion or the lower portion perpendicular to the axial direction about the rotor, the limit of increasing the magnetic flux amount due to the limited air gap cross- .

한국등록특허 제10-1244574호(2013.03.11.)Korean Patent No. 10-1244574 (Mar.

이러한 문제점을 해소하기 위해서, 횡방향과 종방향 자속을 함께 사용하는 하이브리드형 전동기를 고려할 수 있다. 하지만 하이브리드형 전동기는 추가되는 공극에 따른 추가적인 영구자석이나 권선이 필요하기 때문에, 전동기의 부피가 커지고 재료비가 증가하는 문제점이 있다. 특히 하이브리드형 전동기는 전동기의 토크 밀도를 높여야하는 분야에 적용될 경우나, 희토류자석을 비희토류자석으로 대체해야 할 경우에 전동기의 부피가 커지는 문제가 있다. In order to solve such a problem, a hybrid type motor using both lateral and longitudinal magnetic fluxes can be considered. However, since the hybrid type electric motor requires additional permanent magnets or windings according to the added pores, there is a problem that the volume of the electric motor increases and the material cost increases. Particularly, the hybrid type motor has a problem that the motor becomes bulky when it is applied to a field where the torque density of the motor must be increased or when the rare earth magnet is replaced with a rare earth magnet.

따라서 본 발명의 목적은 전동기의 부피 증가를 최소화 하면서 종방향 공극에 횡방향 공극을 추가하여 자속량을 증가시킬 수 있는 횡방향 공극이 추가된 영구자석형 동기 전동기를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a permanent magnet type synchronous motor to which a lateral gap capable of increasing a magnetic flux amount by adding a lateral gap to a longitudinal gap while minimizing an increase in the volume of a motor.

본 발명의 다른 목적은 재료비 증가를 최소화 하면서 종방향 공극에 횡방향 공극을 추가하여 자속량을 증가시킬 수 있는 횡방향 공극이 추가된 영구자석형 동기 전동기를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a permanent magnet type synchronous motor to which a lateral gap capable of increasing a magnetic flux amount by adding a lateral gap to a longitudinal gap while minimizing an increase in material cost.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 관형의 고정자, 회전자 및 한 쌍의 하우징 엔드 캡을 포함하는 영구자석형 동기 전동기를 제공한다. 상기 고정자는 중심 부분에 회전자 설치구멍이 형성되며, 내주면을 따라서 형성된 복수의 치에 전기자권선이 형성된다. 상기 회전자는 상기 고정자의 회전자 설치구멍에 설치되어 상기 고정자와 사이에 종방향 공극을 형성하고, 자속집중타입으로 매입된 복수의 영구자석을 갖는다. 그리고 상기 한 쌍의 하우징 엔드 캡은 상기 고정자의 양쪽을 막는 한 쌍의 하우징 엔드 캡으로, 중심부분에 상기 회전자와 횡방향 공극을 형성하고 일측이 치에 접촉하여 지지되는 복수의 횡방향 공극용 전기자철심을 갖는다.In order to achieve the above object, the present invention provides a permanent magnet type synchronous motor including a tubular stator, a rotor, and a pair of housing end caps. The stator has a rotor mounting hole formed at a central portion thereof, and an armature winding is formed on a plurality of teeth formed along the inner circumferential surface. The rotor has a plurality of permanent magnets installed in the rotor mounting holes of the stator and forming a longitudinal gap between the stator and the magnetic flux concentrated type. And the pair of housing end caps are a pair of housing end caps for blocking both sides of the stator, and a plurality of transverse voids Have an armature iron core.

본 발명에 따른 영구자석형 동기 전동기에 있어서, 상기 횡방향 공극용 전기자철심은 횡방향 공극판과 돌출부를 구비한다. 상기 횡방향 공극판은 상기 회전자와 마주보는 상기 하우징 엔드 캡의 내측면에 형성되어 횡방향 공극을 형성한다. 돌출부는 상기 횡방향 공극판의 일측에서 돌출되어 형성되며, 상기 회전자에 이웃하며 상기 전기자권선에서 이격된 상기 치의 상부에 접촉하여 지지되며, 상기 회전자에서 상기 고정자로 자로를 형성한다.In the permanent magnet type synchronous motor according to the present invention, the armature iron core for a transverse air gap includes a transverse air gap plate and a protrusion. The transverse air gap plate is formed on an inner surface of the housing end cap facing the rotor to form a transverse air gap. A protrusion is formed protruding from one side of the transverse air gap plate and is held in contact with an upper portion of the tooth adjacent to the rotor and spaced from the armature winding to form a magnetic path from the rotor to the stator.

본 발명에 따른 영구자석형 동기 전동기에 있어서, 상기 회전자는 회전자 철심과 복수의 영구자석을 포함한다. 상기 회전자 철심은 중심 부분에 회전축이 삽입되어 설치되는 회전축 삽입구멍이 형성되어 있고, 상기 회전축 삽입구멍을 중심으로 방사형으로 복수의 영구자석 매입구멍이 형성되어 있다. 상기 복수의 영구자석은 상기 복수의 영구자석 매입구멍에 각각 삽입된다.In the permanent magnet type synchronous motor according to the present invention, the rotor includes a rotor iron core and a plurality of permanent magnets. The rotor core is formed with a rotation shaft insertion hole through which a rotation shaft is inserted and a plurality of permanent magnet insertion holes are formed radially around the rotation shaft insertion hole. The plurality of permanent magnets are respectively inserted into the plurality of permanent magnet buried holes.

본 발명에 따른 영구자석형 동기 전동기에 있어서, 상기 복수의 횡방향 공극용 전기자철심은, 상기 회전자와 마주보는 상기 하우징 엔드 캡의 내측면에 상기 회전자의 복수의 영구자석에 의해 노출되는 회전자 철심 부분에 대응되게 형성되며, 각각이 복수의 치에 각각 접촉하여 지지될 수 있다.In the permanent magnet type synchronous motor according to the present invention, the plurality of transverse air gap armature iron cores may be formed on the inner side surface of the housing end cap facing the rotor by a plurality of permanent magnets of the rotor And is formed so as to correspond to the electronic iron core portion, and each can be held in contact with each of the plurality of teeth.

본 발명에 따른 영구자석형 동기 전동기에 있어서, 상기 하우징 엔드 캡과 마주보는 상기 회전자의 면에 복수의 영구자석이 직선형으로 형성된 경우, 상기 복수의 영구자석 사이에 회전자 철심이 부채꼴 형태로 노출되고, 상기 횡방향 공극용 전기자철심은 노출된 부채꼴 형태의 회전자 철심 부분에 대응되게 부채꼴 형태로 형성될 수 있다.In the permanent magnet type synchronous motor according to the present invention, when a plurality of permanent magnets are linearly formed on the surface of the rotor facing the housing end cap, a rotor iron core is exposed between the plurality of permanent magnets in a fan shape And the armature iron core for the transverse air gap may be formed in a sector shape corresponding to the exposed iron core portion of the rotor.

본 발명에 따른 영구자석형 동기 전동기에 있어서, 상기 하우징 엔드 캡과 마주보는 상기 회전자의 면에 복수의 영구자석이 V자형 또는 L자형으로 형성된 경우, 상기 횡방향 공극용 전기자철심은 상기 복수의 영구자석 사이에 노출된 회전자 철심 부분의 형태에 대응되게 V자형 또는 L자형으로 구부러진 형태로 형성될 수 있다.In the permanent magnet type synchronous motor according to the present invention, when a plurality of permanent magnets are formed in a V-shape or an L-shape on the surface of the rotor facing the housing end cap, the armature iron core for a transverse air gap, And may be formed in a V-shaped or L-shaped bent shape corresponding to the shape of the rotor iron core portion exposed between the permanent magnets.

본 발명에 따른 영구자석형 동기 전동기는 상기 고정자의 외주면을 둘러싸는 양쪽이 개방된 관형의 하우징 몸체를 더 포함한다. 이때 상기 한 쌍의 하우징 엔드 캡은 상기 하우징 몸체의 양쪽의 개방된 부분을 막는다.The permanent magnet type synchronous motor according to the present invention further includes a tubular housing body which is open at both sides to surround the outer circumferential surface of the stator. Wherein the pair of housing end caps seal open portions of both sides of the housing body.

본 발명은 또한, 회전자, 관형의 고정자 및 하우징을 포함하는 영구자석형 동기 전동기를 제공한다. 상기 회전자는 회전자 철심에 자속집중타입으로 복수의 영구자석이 매입되고, 중심 부분에 회전축이 삽입 설치된다. 상기 고정자는 중심 부분에 상기 회전자가 삽입 설치되는 회전자 삽입구멍이 형성되어 있고, 상기 회전자 삽입구멍의 내주면을 따라서 형성된 복수의 치에 전기자권선이 형성되고, 상기 회전자와의 사이에 종방향 공극을 형성한다. 그리고 상기 하우징은 상기 고정자의 외주면을 둘러싸는 양쪽이 개방된 관형의 하우징 몸체와, 상기 하우징 몸체의 양쪽의 개방된 부분을 막는 한 쌍의 하우징 엔드 캡으로, 중심부분에 상기 회전자와 횡방향 공극을 형성하고 일측이 상기 치에 접촉하여 지지되는 복수의 횡방향 공극용 전기자철심을 갖는 상기 한 쌍의 하우징 엔드 캡을 구비한다.The present invention also provides a permanent magnet type synchronous motor including a rotor, a tubular stator, and a housing. The rotor is provided with a plurality of permanent magnets embedded in a magnetic flux concentrating type in the rotor iron core, and a rotary shaft is inserted into the central portion. Wherein the stator has a rotor insertion hole in which a rotor is inserted at a central portion thereof, an armature winding is formed on a plurality of teeth formed along an inner circumferential surface of the rotor insertion hole, To form pores. The housing includes a tubular housing body that is open on both sides of the outer periphery of the stator, and a pair of housing end caps that cover the open portions of both sides of the housing body. And a pair of housing end caps having a plurality of transverse air gap armature iron cores one side of which is held in contact with the teeth.

본 발명에 따르면, 회전자와 고정자 사이에 종방향 공극을 형성하고, 하우징 엔드 캡에 형성된 횡방향 공극용 전기자철심을 통하여 횡방향 공극용 전기자철심과 회전자 간에 횡방향 공극을 형성함으로써, 전체 공극 단면적의 증가를 통하여 극 당 자속량을 증가시킬 수 있다.According to the present invention, a longitudinal air gap is formed between the rotor and the stator, and a transverse air gap is formed between the armature iron core and the rotor for the transverse air gap through the armature iron core for the lateral air gap formed in the housing end cap, By increasing the cross-sectional area, the magnetic flux amount can be increased.

이로 인해 본 발명에 따른 동기 전동기는, 동일한 전기자권선수를 적용하더라도 종방향 공극만 사용한 전동기에 비해, 역기전력이 커지므로 토크밀도를 높일 수 있는 장점을 갖는다.Therefore, the synchronous motor according to the present invention has an advantage that the counter electromotive force is larger than that of the electric motor using only the longitudinal air gap even when the same armature winding is used, so that the torque density can be increased.

본 발명에 따른 동기 전동기는 추가적인 영구자석이나 권선의 사용 없이 하우징 엔드 캡에 횡방향 공극용 전기자철심을 형성함으로써, 횡방향 공극을 형성하기 때문에, 동기 전동기의 부피 증가 및 재료비 증가를 최소화 하면서 종방향 공극에 횡방향 공극을 추가하여 자속량을 증가시킬 수 있다.The synchronous motor according to the present invention forms the transverse air gap by forming the armature iron core for the transverse air gap in the housing end cap without the use of the additional permanent magnet or the winding, The magnetic flux can be increased by adding a transverse air gap to the air gap.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 횡방향 공극이 추가된 영구자석형 동기 전동기를 보여주는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기에 있어서, 회전자에 대해서 횡방향 공극용 전기자철심이 분리된 상태를 보여주는 부분 절개 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기에 있어서, 횡방향 공극용 전기자철심이 고정자의 치에 접촉하여 지지되는 상태를 보여주는 부분 절개 사시도이다.
도 4는 하우징 엔드 캡이 하우징 몸체에서 분리된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 5는 하우징 엔드 캡이 하우징 몸체에 결합된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명 및 비교예에 따른 영구자석형 동기 전동기의 무부하역기전력의 파형을 보여주는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기에 있어서, 회전자에 대해서 횡방향 공극용 전기자철심이 분리된 상태를 보여주는 부분 절개 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기에 있어서, 횡방향 공극용 전기자철심이 고정자의 치에 접촉하여 지지되는 상태를 보여주는 부분 절개 사시도이다.
도 9는 본 발명 및 비교예에 따른 영구자석형 동기 전동기의 무부하역기전력의 파형을 보여주는 그래프이다.1 is an exploded perspective view showing a permanent magnet type synchronous motor to which a lateral gap is added according to a first embodiment of the present invention.
2 is a partially cutaway perspective view showing a state in which the armature iron core for a transverse air gap is separated from the rotor in the permanent magnet type synchronous motor according to the first embodiment of the present invention.
3 is a partially cutaway perspective view showing a state in which the armature iron core for a lateral air gap is held in contact with the teeth of the stator in the permanent magnet type synchronous motor according to the first embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing the housing end cap separated from the housing body;
5 is a cross-sectional view showing the housing end cap coupled to the housing body;
6 is a graph showing waveforms of no-load back electromotive force of a permanent magnet type synchronous motor according to the present invention and a comparative example.
7 is a partially cutaway perspective view showing a state in which the armature iron core for a lateral air gap is separated from the rotor in the permanent magnet type synchronous motor according to the second embodiment of the present invention.
8 is a partially cutaway perspective view showing a state in which the armature iron core for the lateral clearance is held in contact with the teeth of the stator in the permanent magnet type synchronous motor according to the second embodiment of the present invention.
9 is a graph showing waveforms of no-load back EMF of a permanent magnet type synchronous motor according to the present invention and a comparative example.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.In the following description, only parts necessary for understanding embodiments of the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted to the extent that they do not disturb the gist of the present invention.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and the inventor is not limited to the meaning of the terms in order to describe his invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely preferred embodiments of the present invention, and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention, so that various equivalents And variations are possible.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1 실시예First Embodiment

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 횡방향 공극이 추가된 영구자석형 동기 전동기를 보여주는 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view showing a permanent magnet type synchronous motor to which a lateral gap is added according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기(100)는 고정자(10), 회전자(20) 및 횡방향 공극용 전기자철심(35)을 구비하는 하우징(30)을 포함하며, 종방향 공극(도 5의 18)과 횡방향 공극(도 5의 38)을 형성하는 하이브리드형 동기 전동기이다.1, a permanent magnet type synchronous motor 100 according to the first embodiment includes a housing 30 having a stator 10, a rotor 20, and an armature core 35 for a laterally- And forms a longitudinal cavity (18 in Fig. 5) and a lateral cavity (38 in Fig. 5).

즉 제1 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기(100)는 기본적으로 고정자(10)와 회전자(20) 간에 종방향 공극(18)을 형성하고, 하우징(30)의 횡방향 공극용 전기자철심(35)과 회전자(20) 간에 횡방향 공극(38)을 추가적으로 형성한다.That is, the permanent magnet type synchronous motor 100 according to the first embodiment basically has the longitudinal air gap 18 between the stator 10 and the rotor 20, and the armature iron core for the lateral pore of the housing 30 A lateral gap 38 is additionally formed between the rotor 35 and the rotor 20.

이와 같은 제1 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기(100)에 대해서 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기(100)에 있어서, 회전자(20)에 대해서 횡방향 공극용 전기자철심(35)이 분리된 상태를 보여주는 부분 절개 사시도이다. 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기(100)에 있어서, 횡방향 공극용 전기자철심(35)이 고정자(10)의 치(14)에 접촉하여 지지되는 상태를 보여주는 부분 절개 사시도이다. 도 4는 하우징 엔드 캡(33)이 하우징 몸체(31)에서 분리된 상태를 보여주는 단면도이다. 그리고 도 5는 하우징 엔드 캡(33)이 하우징 몸체(31)에 결합된 상태를 보여주는 단면도이다.The permanent magnet synchronous motor 100 according to the first embodiment will now be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. 2 is a partially cutaway perspective view of a permanent magnet type synchronous motor 100 according to a first embodiment of the present invention in which the armature iron core 35 for a lateral air gap is separated from the rotor 20 . 3 shows a state in which the armature iron core 35 for a lateral air gap is held in contact with the teeth 14 of the stator 10 in the permanent magnet type synchronous motor 100 according to the first embodiment of the present invention. Partial incision perspective view. 4 is a sectional view showing a state in which the housing end cap 33 is separated from the housing body 31. Fig. And Fig. 5 is a sectional view showing a state in which the housing end cap 33 is coupled to the housing body 31. Fig.

고정자(10)는 고정자 철심(11)과 전기자권선(16)을 포함하며, 관형으로 형성된다. 즉 고정자(10)는 회전자 삽입구멍(12)이 형성된 고정자 철심(11)과, 고정자 철심(11)의 회전자 삽입구멍(12)의 내주면을 따라서 권선된 전기자권선(16)을 포함한다. 이때 회전자 삽입구멍(12)의 내경은 회전자(20)의 외경보다는 크게 형성되며, 회전자 삽입구멍(12)의 내경과 회전자(20)의 외경의 차이가 종방향 공극(18)을 형성한다.The stator 10 includes a stator core 11 and an armature winding 16, and is formed into a tubular shape. The stator 10 includes a stator core 11 in which a rotor insertion hole 12 is formed and an armature winding 16 wound around the inner circumferential surface of the rotor insertion hole 12 of the stator core 11. [ The inner diameter of the rotor insertion hole 12 is formed to be larger than the outer diameter of the rotor 20 and the difference between the inner diameter of the rotor insertion hole 12 and the outer diameter of the rotor 20 is greater than the longitudinal gap 18 .

여기서 고정자 철심(11)은 동일한 형상의 고정자 철판 복수 개를 축방향으로 적층하여 형성할 수 있다. 고정자 철심(11)은 내측에 회전자(20)가 삽입되어 위치할 수 있는 회전자 삽입구멍(12)이 형성되어 있다. 고정자 철심(11)은 내주면을 따라서 일정 간격으로 복수의 치(14)가 형성되어 있다. 복수의 치(14)는 고정자 철심(11)의 내주면에서 고정자 철심(11)의 중심축을 향하여 돌출되며, 회전자 삽입구멍(12)에 삽입되어 설치되는 회전자(20)의 외주면에 근접하게 배치되어 종방향 공극(18)을 형성한다. 이때 고정자 철판으로는 규소 철판이 사용될 수 있다. 고정자 철심(11)의 안쪽의 치(14)의 끝단이 형성하는 가상면 안쪽이 회전자 삽입구멍(12)을 형성한다.Here, the stator iron core 11 can be formed by stacking a plurality of stator iron plates of the same shape in the axial direction. The stator iron core 11 has a rotor insertion hole 12 formed therein with a rotor 20 inserted therein. The stator core (11) has a plurality of teeth (14) formed at regular intervals along the inner circumferential surface. The plurality of teeth 14 protrude from the inner circumferential surface of the stator core 11 toward the center axis of the stator core 11 and are disposed close to the outer circumferential surface of the rotor 20 inserted into the rotor insertion hole 12 Thereby forming the longitudinal voids 18. At this time, a silicon steel plate may be used as the stator steel plate. The inside of the imaginary plane formed by the end of the inner tooth 14 of the stator core 11 forms the rotor insertion hole 12.

그리고 전기자권선(16)은 복수의 치(14)에 각각 권선됨으로써, 교류 전원이 인가되면 고정자(10)의 구조로 인해 회전 자속을 발생시킨다.The armature windings 16 are wound on the plurality of teeth 14 to generate a rotating magnetic flux due to the structure of the stator 10 when AC power is applied.

회전자(20)는 고정자(10)의 회전자 삽입구멍(12)에 삽입되어 회전 가능하게 설치되는 영구자석형 동기 전동기(100)의 회전자로서, 회전자 철심(25)과, 회전자 철심(25)에 자속집중타입으로 매입된 복수의 영구자석(29)을 포함한다.The rotor 20 is a rotor of a permanent magnet type synchronous motor 100 inserted into a rotor insertion hole 12 of the stator 10 so as to be rotatably installed and includes a rotor iron core 25, And a plurality of permanent magnets 29 embedded in the magnetic flux concentration type in the permanent magnet 25.

회전자 철심(25)은 중심 부분에 회전축이 삽입 설치되는 회전축 삽입구멍(23)이 형성되어 있고, 회전축 삽입구멍(23)을 중심으로 방사형으로 복수의 영구자석 매입구멍(27)이 형성되어 있다. 회전자 철심(25)에는 축 방향으로 영구자석 매입구멍(27)이 형성된다. 복수의 영구자석(29)은 복수의 영구자석 매입구멍(27)에 각각 삽입되어 자극을 형성한다.The rotor iron core 25 is formed with a rotation shaft insertion hole 23 into which a rotation shaft is inserted and a plurality of permanent magnet injection holes 27 are formed radially around the rotation shaft insertion hole 23 . A permanent magnet burying hole 27 is formed in the rotor core 25 in the axial direction. A plurality of permanent magnets (29) are inserted into the plurality of permanent magnet buried holes (27) to form magnetic poles.

제1 실시예에서는 회전자(20)의 상부면에서 보았을 때, 영구자석 매입구멍(27)은 회전축 삽입구멍(23)을 중심으로 직선형으로 형성되고, 직선형의 영구자석 매입구멍(27)에 직선형의 영구자석(29)이 매입된 예를 개시하였다. 즉 제1 실시예에 따른 영구자석(29)은 두께가 얇은 직육면체 판 형태를 가질 수 있다. 이로 인해 회전자(20)의 상부면에서 보았을 때, 복수의 영구자석(29) 사이에는 부채꼴 형태의 회전자 철심(25)이 위치하게 된다.In the first embodiment, the permanent magnet bored hole 27 is formed linearly around the rotation axis insertion hole 23 as viewed from the upper surface of the rotor 20, and the linear permanent magnet burying hole 27 is formed in a straight Of the permanent magnet 29 is embedded. That is, the permanent magnet 29 according to the first embodiment may have a thin rectangular parallelepiped plate shape. As a result, when viewed from the upper surface of the rotor 20, the rotor iron core 25 in the shape of a sector is positioned between the plurality of permanent magnets 29.

회전축 삽입구멍(23)은 회전자 철심(25)의 중심 부분을 관통시켜 형성할 수도 있지만, 제1 실시예에서는 비자성체를 이용하여 형성한 예를 개시하였다. 즉 회전자(20)는 관 형태의 비자성체를 이용하여 회전축 삽입구멍(23)을 구비하는 회전축 삽입관(22)을 구비하고, 회전축 삽입관(22)의 둘레에 회전자 철심(25)과 영구자석(29)이 교대로 형성된 구조를 갖는다. 회전축 삽입관(22)의 외주면에는 회전자 철심(25)을 결합할 수 있는 결합 홈(22a)이 형성될 수 있다. 회전자 철심(25)에는 회전축 삽입관(22)의 결합 홈(22a)에 대응되게 결합 돌기(25a)가 형성되어 있다. 반대로 회전축 삽입관(22)에 결합 돌기를 형성하고, 회전자 철심(25)에 결합 홈을 형성할 수도 있다. 영구자석(29)은 회전자 철심(25) 사이에 형성된 영구자석 매입구멍(27)에 삽입된다.The rotating shaft insertion hole 23 may be formed so as to pass through the central portion of the rotor iron core 25. However, in the first embodiment, an example in which the non-magnetic body is used is disclosed. That is, the rotor 20 has a rotary shaft insertion tube 22 having a rotary shaft insertion hole 23 using a tubular non-magnetic body, and a rotor iron core 25 And the permanent magnets 29 are alternately formed. The outer circumferential surface of the rotary shaft insertion tube 22 may be provided with an engaging groove 22a capable of engaging the rotor iron core 25. [ An engaging projection 25a is formed in the rotor core 25 so as to correspond to the engaging groove 22a of the rotating shaft insertion tube 22. [ Conversely, a coupling protrusion may be formed in the rotary shaft insertion tube 22, and a coupling groove may be formed in the rotor iron core 25. [ The permanent magnet 29 is inserted into the permanent magnet buried hole 27 formed between the rotor iron cores 25.

그리고 하우징(30)은 고정자(10)와 회전자(20)를 둘러싸며, 외부 환경으로부터 고정자(10)와 회전자(20)를 보호한다. 회전자(20)의 회전축은 하우징(30)의 일측 또는 마주보는 양측으로 돌출될 수 있다. 이러한 하우징(30)은 하우징 몸체(31)와 한 쌍의 하우징 엔드 캡(33)을 포함한다. 하우징 몸체(31)는 양쪽이 개방된 관형으로, 고정자(10)의 외주면을 둘러싼다. 한 쌍의 하우징 엔드 캡(33)은 하우징 몸체(31)의 양쪽의 개방된 부분을 막는다. 한 쌍의 하우징 엔드 캡(33) 중에 적어도 한 쪽으로 회전자(20)의 회전축이 돌출된다.The housing 30 surrounds the stator 10 and the rotor 20 and protects the stator 10 and the rotor 20 from the external environment. The rotary shaft of the rotor 20 may protrude from one side or both sides of the housing 30. The housing 30 includes a housing body 31 and a pair of housing end caps 33. The housing body 31 surrounds the outer peripheral surface of the stator 10 in a tubular shape with both open sides. A pair of housing end caps (33) block both open portions of the housing body (31). The rotary shaft of the rotor (20) projects to at least one of the pair of housing end caps (33).

제1 실시예에 따른 하우징 엔드 캡(33)은 중심부분에 회전자(20)와 일정 간격의 횡방향 공극(38)을 형성하고, 일측이 치(14)에 접촉하여 지지되는 복수의 횡방향 공극용 전기자철심(35)을 갖는다. 복수의 횡방향 공극용 전기자철심(35)은 각각 복수의 치(14)에 각각 접촉하여 지지된다. 즉 복수의 횡방향 공극용 전기자철심(35)의 개수는 복수의 치(14)와 동일한 개수이다.The housing end cap 33 according to the first embodiment has the rotor 20 and the transverse air gap 38 formed at a predetermined distance in the central portion thereof and has a plurality of lateral directions And an armature iron core 35 for pores. The plurality of transverse air gap armature iron cores (35) are respectively held in contact with the plurality of teeth (14). In other words, the number of the plurality of armature iron cores 35 for the lateral air gap is the same as the number of the teeth 14.

횡방향 공극용 전기자철심(35)은 횡방향 공극판(37)과 돌출부(39)를 구비한다. 횡방향 공극판(37)은 회전자(20)와 마주보는 하우징 엔드 캡(33)의 내측면에 형성되어 회전자(20)의 상부면 간에 횡방향 공극(38)을 형성한다.The transverse air gap armature iron core 35 has a transverse air gap plate 37 and a projection 39. The transverse air gap plate 37 is formed on the inner surface of the housing end cap 33 facing the rotor 20 to form a transverse air gap 38 between the upper surface of the rotor 20.

돌출부(39)는 횡방향 공극판(37)의 일측에서 돌출되어 형성되며, 회전자(20)에 이웃하며 전기자권선(16)에서 이격된 치(14)의 상부에 접촉하여 지지되며, 회전자(20)에서 고정자(10)로 자로를 형성한다.The protrusion 39 is protruded from one side of the transverse air gap plate 37 and is held in contact with the upper portion of the tooth 14 adjacent to the rotor 20 and spaced from the armature winding 16, A magnetic path is formed from the stator 20 to the stator 10.

이때 횡방향 공극용 전기자철심(35)은 횡방향 공극판(37)이 하우징 엔드 캡(33)의 내주면에 부착되고, 돌출부(39)에 의해 고정자(10)의 치(14)에 지지되기 때문에, 회전자(20)의 회전에 영향을 미치지 않으면서 회전자(20)와의 사이에 횡방향 공극(38)을 형성함으로써, 회전자(20)에서 고장자로 자로를 형성한다. 형성한 자로를 통해서 고정자(10)에 자속을 추가할 수 있기 때문에, 제1 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기(100)는 극당 자속량을 증가시킬 수 있다.At this time, the transverse air gap armature core 35 is attached to the inner circumferential surface of the housing end cap 33 by the transverse air gap plate 37 and is supported by the teeth 14 of the stator 10 by the projections 39 , A lateral gap 38 is formed between the rotor 20 and the rotor 20 without affecting the rotation of the rotor 20 to form a magnetic path from the rotor 20 to the permanent magnet. Since the magnetic flux can be added to the stator 10 through the formed magnetic path, the permanent magnet type synchronous motor 100 according to the first embodiment can increase the pole magnetic flux amount.

이때 횡방향 공극용 전기자철심(35)은 영구자석(29) 간의 누설을 억제하면서 횡방향 공극(38)을 통한 극당 자속량을 늘리기 위해서, 회전자(20)와 마주보는 하우징 엔드 캡(33)의 내측면에 회전자(20)의 복수의 영구자석(29)에 의해 노출되는 회전자 철심(25) 부분에 대응되게 형성된다. 즉 제1 실시예와 같이, 하우징 엔드 캡(33)과 마주보는 회전자(20)의 면에 복수의 영구자석(29)이 직선형으로 형성된 경우, 복수의 영구자석(29) 사이에 회전자 철심(25)이 부채꼴 형태로 노출된다. 따라서 횡방향 공극용 전기자철심(35)은 노출된 부채꼴 형태의 회전자 철심(25) 부분에 대응되게 부채꼴 형태로 형성하는 것이 바람직하다.At this time, the armature iron core 35 for the lateral air gap has a housing end cap 33 facing the rotor 20 in order to increase the magnetic flux amount through the lateral air gap 38 while suppressing leakage between the permanent magnets 29. [ And is formed on the inner surface of the rotor core 20 so as to correspond to the portion of the rotor core 25 exposed by the plurality of permanent magnets 29 of the rotor 20. That is, as in the first embodiment, when a plurality of permanent magnets 29 are linearly formed on the surface of the rotor 20 facing the housing end cap 33, a plurality of permanent magnets 29, (25) is exposed in a fan shape. Therefore, it is preferable that the armature iron core 35 for the lateral air gap is formed in a fan shape corresponding to the exposed portion of the rotor iron core 25.

이와 같이 제1 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기(100)는 회전자(20)와 고정자(10) 사이에 종방향 공극(18)을 형성하고, 하우징 엔드 캡(33)에 형성된 횡방향 공극용 전기자철심(35)을 통하여 횡방향 공극용 전기자철심과 회전자(20) 간에 횡방향 공극(38)을 형성함으로써, 전체 공극 단면적의 증가를 통하여 극 당 자속량을 증가시킬 수 있다.As described above, the permanent magnet type synchronous motor 100 according to the first embodiment has the longitudinal air gap 18 formed between the rotor 20 and the stator 10, and the lateral air gap 18 formed in the housing end cap 33 By forming the transverse air gap 38 between the armature iron core for the transverse air gap and the rotor 20 through the armature iron core 35, the magnetic pole flux amount can be increased by increasing the total air gap cross-sectional area.

이와 같은 점은 도 6의 제1 실시예 및 비교예에 따른 영구자석형 동기 전동기(100)의 무부하역기전력의 측정을 통해서 확인할 수 있다. 여기서 도 6은 본 발명 및 비교예에 따른 영구자석형 동기 전동기(100)의 무부하역기전력의 파형을 보여주는 그래프이다.This can be confirmed by measuring the no-load back electromotive force of the permanent magnet type synchronous motor 100 according to the first embodiment and the comparative example of FIG. 6 is a graph showing waveforms of no-load back electromotive force of the permanent magnet type synchronous motor 100 according to the present invention and a comparative example.

비교예에 따른 영구자석형 동기 전동기는 제1 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기(100)와 비교하여 횡방향 공극용 전기자철심(35)이 없는 것을 제외하면 제1 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기(100)와 동일한 구조를 갖는다. 즉 비교예에 따른 영구자석형 동기 전동기는 종방향 공극(18)만을 사용한다.The permanent magnet type synchronous motor according to the comparative example is different from the permanent magnet type synchronous motor 100 according to the first embodiment in that the permanent magnet type synchronous motor according to the first embodiment is the same as the permanent magnet type synchronous motor according to the first embodiment, And has the same structure as the synchronous motor 100. That is, the permanent magnet type synchronous motor according to the comparative example uses only the longitudinal air gap 18.

도 6을 참조하면, 파란색 파형은 비교예의 영구자석형 동기 전동기의 무부하역기전력을 보여준다. 빨간색 파형은 제1 실시예의 영구자석형 동기 전동기(100)의 무부하역기전력을 보여준다.Referring to FIG. 6, the blue waveform shows the no-load back electromotive force of the permanent magnet type synchronous motor of the comparative example. The red waveform shows no-load back electromotive force of the permanent magnet type synchronous motor 100 of the first embodiment.

두 개의 파형을 비교하면, 제1 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기(100)의 무부하역기전력이 비교예에 따른 영구자석형 동기 전동기의 무부하역기전력에 비해서 상대적은 높은 것을 확인할 수 있다.Comparing the two waveforms, it can be seen that the no-load back electromotive force of the permanent magnet type synchronous motor 100 according to the first embodiment is relatively higher than the no-load back electromotive force of the permanent magnet type synchronous motor according to the comparative example.

이와 같이 제1 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기(100)가 비교예의 영구자석형 동기 전동기와 비교하여 무부하역기전력이 높은 것은 횡방향 공극(38)의 추가로 극당 자속량의 증가로 인한 것으로 해석할 수 있다.The reason why the permanent magnet type synchronous motor 100 according to the first embodiment is higher than the permanent magnet type synchronous motor according to the comparative example in comparison with the permanent magnet type synchronous motor according to the first embodiment is that the lateral gap 38 is further increased can do.

이로 인해 제1 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기(100)는, 동일한 전기자권선(16)수를 적용하더라도 종방향 공극(18)만 사용한 비교예에 따른 영구자석형 동기 전동기에 비해, 역기전력이 커지므로 토크밀도를 높일 수 있다.As a result, the permanent magnet type synchronous motor 100 according to the first embodiment is superior to the permanent magnet type synchronous motor according to the comparative example in which only the longitudinal void 18 is used even when the same number of armature windings 16 is applied, The torque density can be increased.

그리고 제1 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기(100)는 추가적인 영구자석(29)이나 권선의 사용 없이 하우징 엔드 캡(33)에 횡방향 공극용 전기자철심(35)을 형성함으로써, 횡방향 공극(38)을 형성하기 때문에, 영구자석형 동기 전동기(100)의 부피 증가 및 재료비 증가를 최소화 하면서 종방향 공극(18)에 횡방향 공극(38)을 추가하여 자속량을 증가시킬 수 있다.The permanent magnet type synchronous motor 100 according to the first embodiment can be manufactured by forming the armature 35 for the lateral air gap in the housing end cap 33 without using the additional permanent magnet 29 or the winding, The magnetic flux amount can be increased by adding the transverse air gap 38 to the longitudinal air gap 18 while minimizing the volume increase and the material cost increase of the permanent magnet type synchronous motor 100. [

제2 실시예Second Embodiment

한편 제1 실시예에서는 회전자(20)에 매입된 영구자석(29)이 직선 형태로 형성된 예를 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 회전자(20)에 매입된 영구자석(29)은 V자형으로 형성될 수 있다.On the other hand, in the first embodiment, the example in which the permanent magnet 29 embedded in the rotor 20 is formed in a linear shape is not limited to this. For example, as shown in Figs. 7 and 8, the permanent magnet 29 embedded in the rotor 20 may be formed in a V-shape.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기(200)에 있어서, 회전자(20)에 대해서 횡방향 공극용 전기자철심(35)이 분리된 상태를 보여주는 부분 절개 사시도이다. 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기(200)에 있어서, 횡방향 공극용 전기자철심(35)이 고정자(10)의 치(14)에 접촉하여 지지되는 상태를 보여주는 부분 절개 사시도이다.7 is a partially cutaway perspective view showing a state in which the armature iron core 35 for the lateral air gap is separated from the rotor 20 in the permanent magnet type synchronous motor 200 according to the second embodiment of the present invention. 8 shows a state in which the armature iron core 35 for the lateral air gap is held in contact with the teeth 14 of the stator 10 in the permanent magnet type synchronous motor 200 according to the second embodiment of the present invention Partial incision perspective view.

도 7 및 도 8을 참조하면, 제2 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기(200)는 고정자(10), 회전자(20) 및 횡방향 공극용 전기자철심(35)을 구비하는 하우징(30)을 포함하며, 종방향 공극(18)과 횡방향 공극(38)을 형성하는 하이브리드형 동기 전동기이다. 제2 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기(200)는 제1 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기(100)와 비교할 때, 영구자석(29) 및 그에 따른 횡방향 공극용 전기자철심(35)을 제외하면 동일한 구조를 갖기 때문에, 회전자(20)에 매입된 영구자석(29) 및 그에 따른 횡방향 공극용 전기자철심(35)을 중심으로 설명하면 다음과 같다.7 and 8, a permanent magnet type synchronous motor 200 according to the second embodiment includes a housing 30 having a stator 10, a rotor 20 and an armature core 35 for a laterally- And forms a longitudinal gap 18 and a transverse gap 38. The hybrid type synchronous motor of the present invention is a hybrid type synchronous motor. The permanent magnet type synchronous motor 200 according to the second embodiment is different from the permanent magnet type synchronous motor 100 according to the first embodiment in that the permanent magnet 29 and the armature iron core 35 for the laterally- The permanent magnet 29 embedded in the rotor 20 and the armature core 35 for the laterally-spaced armature will be mainly described below.

하우징 엔드 캡(33)과 마주보는 회전자(20)의 면에 복수의 영구자석(29)이 V자형으로 매입된다. 이때 횡방향 공극용 전기자철심(35)은 복수의 영구자석(29) 사이에 노출된 회전자 철심(25) 부분의 형태에 대응되게 V자형으로 구부러진 형태로 형성된다.A plurality of permanent magnets 29 are embedded in the V-shape on the surface of the rotor 20 facing the housing end cap 33. At this time, the armature iron core 35 for the lateral air gap is formed in a V shape bent corresponding to the shape of the portion of the rotor iron core 25 exposed between the plurality of permanent magnets 29.

이와 같이 횡방향 공극용 전기자철심(35)을 형성하는 이유는 영구자석(29) 간의 누설을 방지하면서 극당 자속량을 극대화할 수 있기 때문이다. 예컨대 V자형으로 매입된 영구자석(29)과 무관하게 제1 실시예와 같이 부채꼴 형태의 횡방향 공극용 전기자철심(35)을 형성하는 경우, 횡방향 공극용 전기자철심(35)을 형성하지 않는 제1 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기(100)보다는 극당 자속량은 증가시킬 수 있다. 하지만 제1 실시예에 따른 횡방향 공극용 전기자철심(35)은 V자형의 영구자석(29)을 덮는 형태를 갖기 때문에, 일부 자속의 누설이 발생될 수 있기 때문이다.The reason for forming the armature iron core 35 for the lateral air gap in this manner is to prevent leakage between the permanent magnets 29 while maximizing the pole magnetic flux amount. For example, in the case of forming the armature iron core 35 for the transverse air gap in the shape of a sector like the first embodiment regardless of the permanent magnet 29 embedded in the V shape, the armature iron core 35 for the lateral air gap is not formed The magnetic flux amount per pole can be increased as compared with the permanent magnet type synchronous motor 100 according to the first embodiment. However, since the armature iron core 35 for the lateral air gap according to the first embodiment has a shape that covers the V-shaped permanent magnet 29, leakage of some magnetic flux may occur.

이와 같이 제2 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기(200)는 회전자(20)와 고정자(10) 사이에 종방향 공극(18)을 형성하고, 하우징 엔드 캡(33)에 형성된 횡방향 공극용 전기자철심(35)을 통하여 횡방향 공극용 전기자철심(35)과 회전자(20) 간에 횡방향 공극(38)을 형성함으로써, 전체 공극 단면적의 증가를 통하여 극 당 자속량을 증가시킬 수 있다.As described above, the permanent magnet type synchronous motor 200 according to the second embodiment has the longitudinal air gap 18 formed between the rotor 20 and the stator 10 and the lateral air gap 18 formed in the housing end cap 33 By forming the transverse air gap 38 between the armature iron core 35 and the rotor 20 for the transverse air gap through the use of the armature iron core 35, the magnetic pole flux amount can be increased by increasing the total air gap cross- .

이와 같은 점은 도 9의 제2 실시예 및 비교예에 따른 영구자석형 동기 전동기(200)의 무부하역기전력의 측정을 통해서 확인할 수 있다. 여기서 도 9는 본 발명 및 비교예에 따른 영구자석형 동기 전동기(200)의 무부하역기전력의 파형을 보여주는 그래프이다.This can be confirmed by measuring the no-load back electromotive force of the permanent magnet type synchronous motor 200 according to the second embodiment and the comparative example of FIG. 9 is a graph showing waveforms of no-load back electromotive force of the permanent magnet type synchronous motor 200 according to the present invention and a comparative example.

도 9를 참조하면, 파란색 파형은 비교예의 영구자석형 동기 전동기의 무부하역기전력을 보여준다. 빨간색 파형은 제2 실시예의 영구자석형 동기 전동기(200)의 무부하역기전력을 보여준다.Referring to FIG. 9, the blue waveform shows the no-load back electromotive force of the permanent magnet type synchronous motor of the comparative example. The red waveform shows no-load back electromotive force of the permanent magnet type synchronous motor 200 of the second embodiment.

두 개의 파형을 비교하면, 제2 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기(200)의 무부하역기전력이 비교예에 따른 영구자석형 동기 전동기의 무부하역기전력에 비해서 상대적은 높은 것을 확인할 수 있다.Comparing the two waveforms, it can be seen that the no-load back electromotive force of the permanent magnet type synchronous motor 200 according to the second embodiment is relatively higher than the no-load back electromotive force of the permanent magnet type synchronous motor according to the comparative example.

이와 같이 제2 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기(200)가 비교예의 영구자석형 동기 전동기와 비교하여 무부하역기전력이 높은 것은 횡방향 공극(38)의 추가로 극당 자속량의 증가로 인한 것으로 해석할 수 있다.The reason why the permanent magnet type synchronous motor 200 according to the second embodiment has a higher unloaded back electromotive force than the permanent magnet type synchronous motor according to the comparative example is that the transverse air gap 38 is additionally caused by an increase in the pole- can do.

이로 인해 제2 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기(200)는, 동일한 전기자권선(16)수를 적용하더라도 종방향 공극(18)만 사용한 비교예에 따른 영구자석형 동기 전동기에 비해, 역기전력이 커지므로 토크밀도를 높일 수 있다.As a result, the permanent magnet type synchronous motor 200 according to the second embodiment is superior to the permanent magnet type synchronous motor according to the comparative example in which only the longitudinal void 18 is used even when the same number of armature windings 16 is applied, The torque density can be increased.

그리고 제2 실시예에 따른 영구자석형 동기 전동기(200)는 추가적인 영구자석(29)이나 권선의 사용 없이 하우징 엔드 캡(33)에 횡방향 공극용 전기자철심(35)을 형성함으로써, 횡방향 공극(38)을 형성하기 때문에, 영구자석형 동기 전동기(200)의 부피 증가 및 재료비 증가를 최소화 하면서 종방향 공극(18)에 횡방향 공극(38)을 추가하여 자속량을 증가시킬 수 있다.The permanent magnet type synchronous motor 200 according to the second embodiment is characterized in that the armature 35 for lateral air gap is formed in the housing end cap 33 without using additional permanent magnets 29 or windings, The magnetic flux amount can be increased by adding the transverse air gap 38 to the longitudinal air gap 18 while minimizing the volume increase and the material cost increase of the permanent magnet type synchronous motor 200. [

한편 제2 실시예에서는 회전자(20)에 매입된 영구자석(29)이 V자형으로 형성된 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 회전자(20)에 영구자석(29)은 L자형으로 매입될 수 있으며, 이 경우 매입된 영구자석(29)에 대응되게 횡방향 공극용 전기자철심(35) 또한 L자형으로 구부러진 형태로 형성된다. 그리고 횡방향 공극용 전기자철심(35)은 L자형 영구자석(29) 사이에 노출된 회전자 철심(25) 부분에 대응되는 형태로 하우징 엔드 캡(33)의 측면에 형성된다.On the other hand, in the second embodiment, the example in which the permanent magnet 29 embedded in the rotor 20 is formed in a V-shape is described, but the present invention is not limited thereto. For example, the permanent magnet 29 may be embedded in the rotor 20 in an L-shape. In this case, the armature 35 for laterally-facing armature is also bent into an L-shape corresponding to the embedded permanent magnet 29 do. The armature iron core 35 for the lateral air gap is formed on the side surface of the housing end cap 33 in a shape corresponding to the portion of the rotor iron core 25 exposed between the L-shaped permanent magnets 29.

그리고 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention, and are not intended to limit the scope of the invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

10 : 고정자 11 : 고정자 철심
12 : 회전자 삽입구멍 14 : 치
16 : 전기자권선 18 : 종방향 공극
20 : 회전자 22 : 회전축 삽입관
22a : 결합 홈 23 : 회전축 삽입구멍
25 : 회전자 철심 25a : 결합 돌기
27 : 영구자석 매입구멍 29 : 영구자석
30 : 하우징 31 : 하우징 몸체
33 : 하우징 엔드 캡 35 : 횡방향 공극용 전기자철심
37 : 횡방향 공극판 38 : 횡방향 공극
39 : 돌출부 100, 200 : 영구자석형 동기 전동기10: stator 11: stator core
12: rotor inserting hole 14: tooth
16: armature winding 18: longitudinal air gap
20: Rotor 22: Rotary shaft inserting tube
22a: coupling groove 23: rotation axis insertion hole
25: rotor iron core 25a: engaging projection
27: permanent magnet buried hole 29: permanent magnet
30: housing 31: housing body
33: housing end cap 35: armature for transverse clearance iron core
37: transverse air gap plate 38: transverse air gap
39: protrusion 100, 200: permanent magnet type synchronous motor

Claims (8)

중심 부분에 회전자 설치구멍이 형성되며, 내주면을 따라서 형성된 복수의 치에 전기자권선이 형성된 관형의 고정자;
상기 고정자의 회전자 설치구멍에 설치되어 상기 고정자와 사이에 종방향 공극을 형성하고, 자속집중타입으로 매입된 복수의 영구자석을 갖는 회전자;
상기 고정자의 양쪽을 막는 한 쌍의 하우징 엔드 캡으로, 중심부분에 상기 회전자와 횡방향 공극을 형성하고 일측이 치에 접촉하여 지지되는 복수의 횡방향 공극용 전기자철심을 갖는 상기 한 쌍의 하우징 엔드 캡;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석형 동기 전동기.A tubular stator in which a rotor mounting hole is formed in a central portion and an armature winding is formed on a plurality of teeth formed along the inner circumferential surface;
A rotor provided in the rotor mounting hole of the stator and having a plurality of permanent magnets embedded in the magnetic flux concentrating type forming a longitudinal gap between the rotor and the stator;
A pair of housing end caps for blocking both sides of the stator, the pair of housings having a plurality of transverse air gap armature iron cores forming a transverse air gap with the rotor at a central portion thereof, End cap;
And a permanent magnet type synchronous motor. 제1항에 있어서, 상기 횡방향 공극용 전기자철심은,
상기 회전자와 마주보는 상기 하우징 엔드 캡의 내측면에 형성되어 횡방향 공극을 형성하는 횡방향 공극판;
상기 횡방향 공극판의 일측에서 돌출되어 형성되며, 상기 회전자에 이웃하며 상기 전기자권선에서 이격된 상기 치의 상부에 접촉하여 지지되며, 상기 회전자에서 상기 고정자로 자로를 형성하는 돌출부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석형 동기 전동기.The armature iron core for a transverse air gap according to claim 1,
A transverse air gap plate formed on an inner surface of the housing end cap facing the rotor to form a transverse air gap;
A protrusion formed to protrude from one side of the transverse air gap plate and supported in contact with an upper portion of the teeth adjacent to the rotor and spaced from the armature winding to form a magnetic path from the rotor to the stator;
And a permanent magnet type synchronous motor. 제2항에 있어서, 상기 회전자는,
중심 부분에 회전축이 삽입되어 설치되는 회전축 삽입구멍이 형성되어 있고, 상기 회전축 삽입구멍을 중심으로 방사형으로 복수의 영구자석 매입구멍이 형성된 회전자철심;
상기 복수의 영구자석 매입구멍에 각각 삽입되는 상기 복수의 영구자석;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석형 동기 전동기.3. The apparatus of claim 2,
A rotor iron core formed with a rotation shaft insertion hole through which a rotary shaft is inserted in a central portion and a plurality of permanent magnet embedding holes formed radially around the rotary shaft insertion hole;
The plurality of permanent magnets each inserted into the plurality of permanent magnet buried holes;
And a permanent magnet type synchronous motor. 제3항에 있어서, 상기 복수의 횡방향 공극용 전기자철심은,
상기 회전자와 마주보는 상기 하우징 엔드 캡의 내측면에 상기 회전자의 복수의 영구자석에 의해 노출되는 회전자 철심 부분에 대응되게 형성되며, 각각이 복수의 치에 각각 접촉하여 지지되는 것을 특징으로 하는 영구자석형 동기 전동기.The armature according to claim 3, wherein said plurality of armatures for laterally-
And a plurality of permanent magnets provided on the inner surface of the housing end cap facing the rotor and corresponding to the rotor iron core portions exposed by the plurality of permanent magnets of the rotor, A permanent magnet type synchronous motor. 제4항에 있어서,
상기 하우징 엔드 캡과 마주보는 상기 회전자의 면에 복수의 영구자석이 직선형으로 형성된 경우,
상기 복수의 영구자석 사이에 회전자 철심이 부채꼴 형태로 노출되고, 상기 횡방향 공극용 전기자철심은 노출된 부채꼴 형태의 회전자 철심 부분에 대응되게 부채꼴 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 영구자석형 동기 전동기.5. The method of claim 4,
When a plurality of permanent magnets are linearly formed on the surface of the rotor facing the housing end cap,
Wherein the rotor iron core is exposed in a fan shape between the plurality of permanent magnets and the armature iron core for the transverse air gap is formed in a fan shape corresponding to the exposed iron core portion of the fan- . 제4항에 있어서,
상기 하우징 엔드 캡과 마주보는 상기 회전자의 면에 복수의 영구자석이 V자형 또는 L자형으로 형성된 경우,
상기 횡방향 공극용 전기자철심은 상기 복수의 영구자석 사이에 노출된 회전자 철심 부분의 형태에 대응되게 V자형 또는 L자형으로 구부러진 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 영구자석형 동기 전동기.5. The method of claim 4,
When a plurality of permanent magnets are formed in a V-shape or L-shape on the surface of the rotor facing the housing end cap,
Wherein the armature iron core for the transverse air gap is bent in a V-shape or an L-shape so as to correspond to the shape of the rotor iron core portion exposed between the plurality of permanent magnets. 제1항에 있어서,
상기 고정자의 외주면을 둘러싸는 양쪽이 개방된 관형의 하우징 몸체;를 더 포함하며,
상기 한 쌍의 하우징 엔드 캡은 상기 하우징 몸체의 양쪽의 개방된 부분을 막는 것을 특징으로 하는 영구자석형 동기 전동기.The method according to claim 1,
And a tubular housing body surrounding the outer circumferential surface of the stator and having both open sides,
Wherein the pair of housing end caps block both open portions of the housing body. 회전자 철심에 자속집중타입으로 복수의 영구자석이 매입되고, 중심 부분에 회전축이 삽입 설치되는 회전자;
중심 부분에 상기 회전자가 삽입 설치되는 회전자 삽입구멍이 형성되어 있고, 상기 회전자 삽입구멍의 내주면을 따라서 형성된 복수의 치에 전기자권선이 형성되고, 상기 회전자와의 사이에 종방향 공극을 형성하는 관형의 고정자;
상기 고정자의 외주면을 둘러싸는 양쪽이 개방된 관형의 하우징 몸체와, 상기 하우징 몸체의 양쪽의 개방된 부분을 막는 한 쌍의 하우징 엔드 캡으로, 중심부분에 상기 회전자와 횡방향 공극을 형성하고 일측이 상기 치에 접촉하여 지지되는 복수의 횡방향 공극용 전기자철심을 갖는 상기 한 쌍의 하우징 엔드 캡을 구비하는 하우징;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석형 동기 전동기.A rotor in which a plurality of permanent magnets are embedded in the rotor iron core in a magnetic flux concentration type and a rotary shaft is inserted in the central portion;
Wherein an armature winding is formed in a plurality of teeth formed along an inner circumferential surface of the rotor insertion hole and a longitudinal gap is formed between the rotor insertion hole and the rotor, A tubular stator;
A pair of housing end caps for closing the open portions of both sides of the housing body, and a pair of housing end caps each of which forms a lateral gap with the rotor at a center portion, A housing having a pair of housing end caps having a plurality of transverse air gap armature iron cores supported in contact with the teeth;
And a permanent magnet type synchronous motor.
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