KR20160064268A - Rotor for field winding type motor and field winding type mortor having the same - Google Patents

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김영균
유세현
이정종
정인성
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전자부품연구원
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Abstract

The present invention relates to a rotor of a field winding type motor and a field winding type motor including the rotor, in which a curved shape of the outer circumferential face of a pole shoe portion of a field winding type rotor is changed, a magnetic flux barrier is formed inside the pole shoe portion, an output torque decrease is prevented and a torque ripple is reduced without increasing the entire size according to excessive shape deformation of the pole shoe portion. The rotor of the field winding type motor includes a rotor core, a plurality of teeth portions which protrude from the outer circumferential face of the rotor core and on which a field coil is wound, and a pole shoe portion which extends from the end portion of the teeth portions to both sides and has a curved outer face. The pole shoe portion is provided with a magnetic flux barrier portion which decreases the torque ripple by increasing the density of the magnetic flux passing through the teeth portions by adjusting the density of the magnetic flux passing through the pole shoe portion.

Description

계자 권선형 모터의 로터 및 이를 갖는 계자 권선형 모터{ROTOR FOR FIELD WINDING TYPE MOTOR AND FIELD WINDING TYPE MORTOR HAVING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a rotor of a field winding type motor and a field winding type motor having the same.

본 발명은 계자 권선형 모터의 로터 및 이를 갖는 계자 권선형 모터에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명은 토크의 감소를 방지하면서 토크 리플은 감소 시킨 계자 권선형 모터의 로터 및 이를 갖는 계자 권선형 모터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotor of a field winding motor and a field winding motor having the same, and more particularly, to a field winding motor having a rotor of a field winding motor with reduced torque ripple, .

일반적으로 계자 권선형 모터는 로터의 로터 코어에 계자 코일이 권선된 모터로서, 계자 권선형 모터는 최근 전기 자동차용 모터 등으로 개발이 진행되고 있다.Generally, a field winding type motor is a motor in which a field coil is wound around a rotor core of a rotor, and a field winding type motor has recently been developed as a motor for an electric car.

일반 모터는 물론 계자 권선형 모터에서도 토크의 증가 및 토크 리플(torque ripple)의 감소는 성능에 큰 영향을 미치는 중요한 요소이다. 일반적으로 토크 리플은 토크가 불균일하게 출력되는 현상을 나타낸다.Increasing torque and decreasing torque ripple are important factors in performance as well as general motors. In general, the torque ripple indicates a phenomenon in which the torque is output unevenly.

구조적인 측면에서 보았을 때, 계자 권선형 모터에서 토크 리플이 크거나 토크 리플이 증가될 경우 출력 안정성이 감소되고 진동 및 소음이 발생된다.From a structural point of view, when the torque ripple is large or the torque ripple is increased in a field winding motor, the output stability is reduced and vibration and noise are generated.

모어 제어 측면에서 보았을 때, 토크 리플은 계자 권선형 모터의 제어에 악영향을 미치고 이와 같은 구조적인 측면 및 제어 측면에서 토크 리플을 저감시키는 기술은 매우 중요하다.From the viewpoint of the mower control, the torque ripple adversely affects the control of the field winding motor, and the technique of reducing the torque ripple in terms of such structural aspects and control is very important.

계자 권선형 모터는 스테이터 및 로터를 포함하며, 로터는 원통 형상을 갖는 로터 코어 및 로터 코어의 외주면으로부터 등 간격으로 복수개가 돌출된 티스부(teeth portion) 및 티스부의 단부로부터 좌우로 돌출된 폴슈부(pole shoe portion)를 포함하며 폴슈부는 일반적으로 스테이터의 내주면과 동일한 간격을 갖는 곡률로 형성된다.The field winding linear motor includes a rotor and a rotor. The rotor includes a rotor core having a cylindrical shape, a tooth portion protruding from the outer circumferential surface of the rotor core at regular intervals, and a pole piece protruding laterally from the end of the tooth portion. (pole shoe portion), and the pole portion is generally formed of a curvature having the same interval as the inner circumferential surface of the stator.

폴슈부는 일반적으로 계자 권선형 모터에서의 출력 토크 및 토크 리플에 영향을 주는 구성 요소이다.The pole portion is a component that generally affects the output torque and torque ripple in a field winding motor.

출력 토크 및 토크 리플에 영향을 주는 폴슈부는 로터가 스테이터의 특정 위치에 정렬되었을 때, 폴슈부에 자속선이 집중되어 자속밀도가 높아져 자속밀도가 포화되는 현상이 발생된다.When the rotor is aligned at a specific position on the stator, the magnetic flux density is increased due to the magnetic flux lines being concentrated on the pole teeth, which causes the magnetic flux density to be saturated.

폴슈부에서 자속선이 집중되어 자속 밀도가 포화될 경우 토크 리플이 증가될 뿐만 아니라 자속 손실이 발생되어 모터 효율이 저감되며 최대 출력 토크 역시 저감된다.When the magnetic flux density is saturated in the pole shoe, the torque ripple is increased and the magnetic flux loss is generated, so that the motor efficiency is reduced and the maximum output torque is also reduced.

이와 같이 폴슈부의 자속밀도 포화를 방지하기 위해서는 폴슈부 및 스테이터의 내측면 사이의 에어 갭을 조절하여 정현파 전류 분포 특성을 갖도록 하는 것이 중요하지만 정현파 전류 분포 특성을 최적으로 조절하기 위해서는 폴슈부와 스테이터의 내측면 사이의 에어 갭이 지나치게 커지고 이로 인해 계자 권선형 모터의 전체 사이즈가 증가되는 등 다양한 문제점이 발생될 수 있다.In order to prevent saturation of the flux density of the pole portion, it is important to adjust the air gap between the inner surfaces of the pole portion and the stator so as to have a sinusoidal current distribution characteristic. However, in order to optimally control the sinusoidal current distribution characteristic, The air gap between the inner side surfaces becomes excessively large, thereby increasing the overall size of the field winding motor.

본 발명은 계자 권선형 로터의 폴슈부의 외주면의 곡면 형상을 변경함과 동시에 폴슈부 내측 영역에 자속 장벽을 형성하여 폴슈부의 과도한 형상 변형에 따른 전체 사이즈 증가 없이 출력 토크 저하 방지 및 토크 리플을 감소시키는 계자 권선형 모터의 로터 및 이를 갖는 계자 권선형 모터를 제공한다.According to the present invention, a curved surface shape of an outer peripheral surface of a pole piece portion of a field winding type rotor is changed, and a magnetic flux barrier is formed in an inner region of a pole piece portion to prevent output torque reduction and torque ripple without increasing the overall size due to excessive shape deformation of the pole piece portion. A field winding motor and a field winding motor having the same are provided.

일실시예로서, 계자 권선형 모터의 로터는 로터 코어; 상기 로터 코어의 외주면으로부터 돌출되며 계자 코일이 권선되는 복수개의 티스부; 및 상기 티스부의 단부로부터 양쪽으로 각각 연장되며, 외측면이 곡면인 폴슈부를 포함하며, 상기 폴슈부에는 상기 폴슈부를 통과하는 자속의 밀도를 조절하여 상기 티스부를 통과하는 자속의 밀도를 증가시킴으로써 상기 토크 리플을 감소시키는 자속 장벽부가 형성된다.In one embodiment, the rotor of the field winding motor comprises a rotor core; A plurality of tooth portions protruding from an outer circumferential surface of the rotor core and wound with field coils; And a pole piece portion having a curved outer surface extending from both ends of the tooth portion, wherein a density of a magnetic flux passing through the tooth portion is increased by controlling a density of magnetic flux passing through the pole piece portion, A magnetic flux barrier portion for reducing ripples is formed.

계자 권선형 모터의 로터의 상기 자속 장벽부는 상기 폴슈부 내에 적어도 하나가 형성되어 상기 자속의 흐름을 감소시키는 관통홀 및 상기 폴슈부의 외측면과 대향하는 내측면으로부터 상기 폴슈부의 외측면을 향하는 방향으로 오목하게 형성된 홈 중 어느 하나이다.The magnetic flux barrier of the rotor of the field winding motor is formed with at least one through hole for reducing the flow of the magnetic flux and at least one through hole penetrating the through hole from the inner side facing the outer side surface of the pole piece to the outer side surface of the pole piece And is a concave formed groove.

계자 권선형 모터의 로터의 상기 폴슈부의 곡면은 토크 리플을 감소시키기 위해 상기 폴슈부의 중앙으로부터 상기 폴슈부의 끝단으로 갈수록 감소되는 곡률을 갖는다.The curved surface of the pole piece of the rotor of the field winding motor has a curvature decreasing from the center of the pole piece to the end of the pole piece to reduce torque ripple.

일실시예로서, 계자 권선형 모터는 내부에 로터 수납부가 형성된 스테이터;및 상기 로터 수납부에 수납되는 로터 코어, 상기 로터 코어의 외주면으로부터 돌출되며 계자 코일이 권선되는 복수개의 티스부, 상기 티스부의 단부로부터 양측으로 각각 연장되며 외측면이 상기 스터이터의 내측면과 마주하게 배치되며 곡면인 폴슈부를 포함하며, 상기 폴슈부에는 상기 폴슈부의 자속밀도를 조절하여 상기 티스부에서의 자속밀도를 증가시킴으로써 상기 토크 리플을 감소시키기 위한 자속 장벽부가 형성된 로터를 포함한다.In one embodiment, the field winding type motor includes: a stator having a rotor housing portion formed therein; a rotor core accommodated in the rotor housing portion; a plurality of tooth portions protruded from an outer circumferential surface of the rotor core and wound with a field coil; And a poleshape portion extending from the end portion to both sides and having an outer surface facing the inner surface of the stator, and a curved surface portion, wherein the magnetic pole density of the pole portion is controlled by increasing the magnetic flux density at the tooth portion And a rotor having a magnetic flux barrier portion for reducing the torque ripple.

계자 권선형 모터의 상기 폴슈부의 중앙부 및 상기 스테이터의 상기 내측면이 이루는 제1 간격은 상기 폴슈부의 단부 및 상기 스테이터의 상기 내측면이 이루는 제2 간격보다 좁게 형성되며, 상기 폴슈부의 중앙부로부터 상기 폴슈부의 단부로 갈수록 상기 스테이터의 상기 내측면과 이루는 간격은 연속적으로 증가된다.Wherein a first gap formed by a central portion of the pole piece portion of the field winding motor and the inner side surface of the stator is formed to be narrower than a second gap formed by an end portion of the pole piece portion and the inner side surface of the stator, And an interval between the inner side surface of the stator and the inner side surface of the stator is continuously increased.

계자 권선형 모터의 상기 자속 장벽부는 상기 폴슈부의 부피를 감소시키기 위한 관통홀 또는 홈 중 어느 하나이다.The magnetic flux barrier of the field winding motor is either a through hole or a groove for reducing the volume of the pole piece.

본 발명에 따르면 계자 권취형 모터의 로터의 폴슈부에 자속 장벽을 형성하고 폴슈부의 외측면 및 스테이터 코어의 내측면 사이의 갭을 토크 리플을 감소시키기 위한 구조로 변경함으로써 토크 리플은 감소시키고 토크는 증가시키면서 계자 권취형 모터의 전체 사이즈가 증가되는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, the magnetic flux barrier is formed in the pole teeth of the rotor of the field winding type motor and the gap between the outer surface of the pole piece and the inner surface of the stator core is changed to a structure for reducing torque ripple, It is possible to prevent the total size of the field winding type motor from increasing.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 계자 권선형 모터의 스테이터 및 로터를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 'A' 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 로터의 티스부 및 폴슈부를 도시한 확대도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로터의 티스부, 폴슈부 및 자석장벽을 도시한 확대도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 로터의 티스부, 폴슈부 및 자석장벽을 도시한 확대도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 로터의 티스부, 폴슈부 및 자석장벽을 도시한 확대도이다.
도 7 및 도 8은 비교예에 따른 계자 권선형 모터 및 본 발명에 따른 계자 권선형 모터의 토크 리플을 비교한 그래프들이다.1 is a plan view showing a stator and a rotor of a field winding motor according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged view of a portion 'A' in FIG.
3 is an enlarged view showing a tooth portion and a pole portion of a rotor according to an embodiment of the present invention.
4 is an enlarged view showing a tooth portion, a pole portion and a magnet barrier of the rotor according to another embodiment of the present invention.
5 is an enlarged view showing a tooth portion, a pole portion and a magnet barrier of a rotor according to another embodiment of the present invention.
6 is an enlarged view showing a tooth portion, a pole portion and a magnet barrier of a rotor according to another embodiment of the present invention.
FIGS. 7 and 8 are graphs comparing torque ripples of a field winding motor according to a comparative example and a field winding motor according to the present invention.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.In the following description, only parts necessary for understanding the embodiments of the present invention will be described, and the description of other parts will be omitted so as not to obscure 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.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 계자 권선형 모터의 스테이터 및 로터를 도시한 평면도이다. 도 2는 도 1의 'A' 부분 확대도이다.1 is a plan view showing a stator and a rotor of a field winding motor according to an embodiment of the present invention. 2 is an enlarged view of a portion 'A' in FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 계자 권선형 모터(300)는 로터(100) 및 스테이터(200)를 포함한다.1 and 2, the field winding motor 300 includes a rotor 100 and a stator 200.

스테이터(200)는 로터(100)를 감싸는 통 형상으로 형성되며, 스테이터(200)는 스테이터 코어(210) 및 자속 발생부(220)를 포함한다.The stator 200 includes a stator core 210 and a magnetic flux generating unit 220. The stator 200 includes a stator core 210,

자속 발생부(220)는 스테이터 코어(210)의 내측면으로부터 형성된 수납 공간에 수납되며, 자속 발생부(220)는, 예를 들어, 스테이터 코어(210)에 권선되는 스테이터 코일(stator coil, 또는 전기자 코일)일 수 있다.The magnetic flux generating portion 220 is accommodated in a storage space formed from the inner side surface of the stator core 210. The magnetic flux generating portion 220 may be a stator coil wound around the stator core 210, Armature coil).

로터(100)는 스테이터(200)의 내부에 형성된 수납공간(또는 회전 공간)에 배치되며, 로터(100)는 스테이터(200)에 대하여 회전된다.The rotor 100 is disposed in a storage space (or a rotating space) formed inside the stator 200 and the rotor 100 is rotated with respect to the stator 200.

로터(100)는 로터 코어(110), 티스부(120), 계자 코일(미도시), 폴슈부(130) 및 자속 장벽(140)을 포함한다.The rotor 100 includes a rotor core 110, a tooth portion 120, a field coil (not shown), a pole portion 130 and a magnetic flux barrier 140.

로터 코어(110)는, 예를 들어, 원통 형상으로 형성되며, 로터 코어(110)에는 회전 중심에 회전축과 결합되는 축공(115)이 형성된다.The rotor core 110 is formed, for example, in a cylindrical shape, and the rotor core 110 is formed with a shaft hole 115 which is coupled to the rotation shaft at the rotation center.

티스부(teeth portion;120)은 로터 코어(110)의 외주면으로부터 복수개가 등 간격으로 돌출된다.A plurality of teeth portions 120 protrude from the outer circumferential surface of the rotor core 110 at regular intervals.

본 발명의 일실시예에서, 티스부(120)는 로터 코어(110)의 외주면으로부터, 예를 들어, 8 개가 등 간격으로 돌출된다.In an embodiment of the present invention, the tooth portions 120 are protruded from the outer circumferential surface of the rotor core 110 at, for example, eight equally spaced.

로터 코어(110)의 외주면으로부터 등 간격으로 돌출된 각 티스부(120)들에는 계자 코일(미도시)이 권선된다. 티스부(120)에 권선된 계자 코일에 인가되는 계자 전류 및 스테이터의 스테이터 코일에 제공된 전기자 전류를 통해 로터(100)의 출력이 제어된다. 계자 코일로는 도시되지 않은 슬립 링 및 브러시를 통해 계자 전류가 제공된다.Field cores (not shown) are wound around the tooth portions 120 protruding from the outer circumferential surface of the rotor core 110 at regular intervals. The output of the rotor 100 is controlled through the field current applied to the field coil wound on the tooth portion 120 and the armature current supplied to the stator coil of the stator. The field coil is supplied with a field current through a slip ring and a brush which are not shown.

폴슈부(pole shoe portion, 130)는, 예를 들어, 각 티스부(120)와 일체로 형성되며, 폴슈부(130)는 각 티스부(120)의 단부로부터 티스부(120)의 양측으로 각각 연장된다.The pole shoe portion 130 is formed integrally with each tooth portion 120. The pole shoe portion 130 extends from the end of each tooth portion 120 to both sides of the tooth portion 120 Respectively.

폴슈부(130)는 출력 토크에 영향을 미칠 뿐만 아니라 토크 리플에도 영향을 미치는 구성 요소로서, 본 발명의 일실시예에서는 정현파 전류 분포 특성을 갖도록 함으로써 토크 리플은 감소시키면서 토크는 증가될 수 있는 구조를 갖는다.In one embodiment of the present invention, the choke 130 is a component that affects not only the output torque but also the torque ripple. In one embodiment of the present invention, the torque ripple can be reduced while the torque can be increased .

티스부(120)의 단부로부터 양쪽으로 돌출된 폴슈부(130)는 스테이터 코어(210)의 내주면과 마주하게 배치되는 폴슈부 외측면(132) 및 폴슈부 외측면(132)과 마주하게 배치되는 폴슈부 내측면(134)을 포함한다.The pole piece 130 protruding from both ends of the tooth portion 120 is disposed to face the pole piece outer side face 132 and the pole piece outer side face 132 disposed to face the inner peripheral face of the stator core 210 And a pole shoe inner surface 134.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 로터의 티스부 및 폴슈부를 도시한 확대도이다.3 is an enlarged view showing a tooth portion and a pole portion of a rotor according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 폴슈부 외측면(132)은 곡면 형상으로 형성되며, 정현파 전류 분포 특성을 향상시키기 위해 폴슈부 외측면(132)의 곡률은 풀슈부(130)의 위치에 따라 서로 다르게 형성된다.3, the outer surface 132 of the pole piece is formed in a curved shape. In order to improve the sine wave current distribution characteristic, the curvature of the outer surface 132 of the pole piece is formed differently according to the position of the pull- do.

구체적으로, 폴슈부 외측면(132)의 곡률은 폴슈부 외측면(132)의 중앙으로부터 폴슈부 외측면(134)의 끝단으로 갈수록 연속하여 감소된다.Concretely, the curvature of the outer surface 132 of the pawsub portion decreases continuously from the center of the outer surface 132 of the pawsub portion to the end of the outer surface 134 of the pawsub portion.

즉, 폴슈부 외측면(132)의 중앙에서 폴슈부 외측면(132) 및 스테이터 코어(210)의 내측면 사이에는 제1 갭(G1)이 형성되고, 폴슈부 외측면(132)의 단부 및 스테이터 코어(210)의 내측면 사이에는 제2 갭(G2)이 형성되는데, 제2 갭(G2)은 제1 갭(G1) 보다 크게 형성된다.That is, a first gap G1 is formed between the outer surface 132 of the pawsubstrate and the inner surface of the stator core 210 at the center of the outer surface 132 of the pawsub portion 132, A second gap G2 is formed between the inner surfaces of the stator core 210. The second gap G2 is formed larger than the first gap G1.

이와 같이 폴슈부 외측면(132)의 곡률을 위치에 따라 서로 다르게 형성하여 폴슈부 외측면(132) 및 스테이터 코어(210)의 내측면 사이의 에어 갭을 조절함으로써 1차적으로 토크 리플을 감소시킬 수 있다.The curvature of the outer surface 132 of the pole piece may be different from each other depending on the position so that the air gap between the outer surface 132 of the pole piece and the inner surface of the stator core 210 is adjusted to reduce the torque ripple .

그러나, 폴슈부 외측면(132)의 곡률을 조절하여 1차적으로 토크 리플을 감소시킬 수 있지만 폴슈부 외측면(132)의 곡률을 조절하는 것 만으로 토크 리플을 크게 감소시키기는 어렵다.However, it is possible to primarily reduce the torque ripple by adjusting the curvature of the outer surface 132 of the pawshub, but it is difficult to greatly reduce the torque ripple simply by adjusting the curvature of the outer surface 132 of the pawshub.

이는 폴슈부 외측면(132)의 단부 부분의 곡률을 지나치게 감소시킬 경우 계자권선형 모터의 전체 사이즈가 크게 증가되고 오히려 토크가 감소되기 때문이다.This is because, if the curvature of the end portion of the pole piece outer side surface 132 is excessively reduced, the overall size of the field winding motor is greatly increased and the torque is reduced.

반대로 토크 감소를 억제 및 계자권선형 모터의 전체 사이즈의 증가를 억제하기 위해서 폴슈부 외측면(132)의 단부의 곡률을 크게 할 경우 토크 리플이 크게 증가된다.The torque ripple is greatly increased when the curvature of the end portion of the pole shoe outer side surface 132 is increased in order to suppress torque reduction and to suppress an increase in the overall size of the field winding motor.

본 발명의 일실시예에서는 폴슈부 외측면(132)의 단부 부분의 곡률을 지나치게 감소시키지 않아 모터의 전체 사이즈가 증가 및 토크의 감소가 발생되지 않도록 하면서 토크 리플을 감소시킨다.In one embodiment of the present invention, the curvature of the end portion of the outer flange portion 132 is not excessively reduced, and the torque ripple is reduced while preventing the increase of the overall size of the motor and the reduction of the torque.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로터의 티스부, 폴슈부 및 자석장벽을 도시한 확대도이다.4 is an enlarged view showing a tooth portion, a pole portion and a magnet barrier of the rotor according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 폴슈부 외측면(132)의 단부 부분의 곡률을 지나치게 감소시키지 않아 모터의 전체 사이즈가 증가 및 토크의 감소가 발생되지 않도록 하면서 토크 리플을 감소시키기 위해 폴슈부(130)와 대응하는 부분에는 자속 장벽(136)이 형성된다.4, in order to reduce the torque ripple while preventing the curvature of the end portion of the outer surface 132 of the pole piece 132 from being excessively reduced, the overall size of the motor is increased and the torque is not reduced, A magnetic flux barrier 136 is formed at the corresponding portion.

자속 장벽(136)은 폴슈부(130)에 형성되며, 본 발명의 일실시예에서, 자속 장벽(136)은, 예를 들어, 폴슈부(130)의 내측에 관통홀의 형태로 형성할 수 있고, 자속 장벽(136)에 의하여 토크 리플을 감소시킬 수 있다.The magnetic flux barrier 136 is formed in the pole portion 130 and in one embodiment of the present invention the magnetic flux barrier 136 may be formed in the form of a through hole in the inside of the pole portion 130, , The magnetic flux barrier 136 can reduce the torque ripple.

자속 장벽(136)을 폴슈부(130)에 형성할 경우, 티스부(120)를 통과하여 폴슈부(130)를 지나가는 자속의 일부는 폴슈부(130)에 형성된 자속 장벽(136)에 의하여 차단되고, 이로 인해 티스부(120)를 통과하는 자속이 자속 장벽(136)들 사이로 집중하여 통과하여 스테이터 코어(120)의 스테이터 코일로부터 발생된 자속과 쇄교함으로서 계자 권선형 모터(300)의 출력 토크를 보다 향상 시킬 뿐만 아니라 폴슈부(130)에서 자속선이 밀집되어 발생되는 자속 밀도의 증가에 따라 발생되는 토크 리플을 보다 감소시킬 수 있다.A portion of the magnetic flux passing through the teeth portion 120 and passing through the tooth brush portion 130 is blocked by the magnetic flux barrier 136 formed in the brush brush portion 130 when the magnetic flux barrier 136 is formed on the brush portion 130. [ So that the magnetic flux passing through the tooth portion 120 passes through the magnetic flux barrier 136 and passes through the magnetic flux barrier 136 to be bridged with the magnetic flux generated from the stator coil of the stator core 120, It is possible to further reduce the torque ripple generated due to the increase of the magnetic flux density generated by the flux lines in the pole shud 130.

본 발명의 일실시예에서는 특히 폴슈부(130)의 폴슈부 외측면(132)의 단부에서 스테이터 코어(120)의 내측면과 이루는 갭을 지나치게 크게 형성하지 않음으로써 계자 권선형 모터(300)의 사이즈 증가를 방지하면서 자속 장벽(136)을 이용하여 자속 밀도의 증가에 의한 포화를 방지하여 토크 리플을 감소 시킬 수 있다.The gap between the end of the pole piece outer side surface 132 of the pole piece 130 and the inner side surface of the stator core 120 is not formed excessively large in the embodiment of the present invention, It is possible to prevent saturation due to an increase in magnetic flux density by using the magnetic flux barrier 136 while preventing an increase in size, thereby reducing torque ripple.

본 발명의 일실시예에서 폴슈부(130)에 관통홀 형태로 형성되며 폴슈부(130) 내부에서 한 쌍이 형성된 자속 장벽(136)들 사이의 간격(L1)은 티스부(120)의 폭(L2) 보다 넓게 형성되도록 형성할 수 있다.The gap L1 formed between the magnetic flux barrier 136 formed in the pawshoot portion 130 in the shape of a through hole in the pawshoot portion 130 in the embodiment of the present invention is smaller than the width of the tooth portion 120 L2).

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 로터의 티스부, 폴슈부 및 자석장벽을 도시한 확대도이다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 계자 권선형 모터는 자속 장벽을 제외하면 앞서 도 1 내지 도 4에 도시된 계자 권선형 모터와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.5 is an enlarged view showing a tooth portion, a pole portion and a magnet barrier of a rotor according to another embodiment of the present invention. The field winding type motor according to another embodiment of the present invention has substantially the same configuration as the field winding type motor shown in Figs. 1 to 4 except for the magnetic flux barrier. Therefore, redundant description of the same configuration will be omitted, and the same names and the same reference numerals will be given to the same configurations.

도 5를 참조하면, 계자 권선형 모터(300)의 로터(100)의 티스부(120)의 양쪽으로 각각 연장된 폴슈부(130)에는 각각 자속 장벽(130)이 형성되는데, 도 5에 도시된 바에 의하면, 각 폴슈부(130)에 배치된 자속 장벽(130)은 적어도 2 개로 분할되어 형성된다.5, magnetic flux barriers 130 are respectively formed on the pole teeth 130 extending to both sides of the teeth 120 of the rotor 100 of the field winding motor 300, The magnetic flux barrier 130 disposed in each of the pole portions 130 is divided into at least two portions.

이와 같이 각 폴슈부(130)에 배치된 자속 장벽(130a,130b;130)을 적어도 2개로 분할 할 경우, 분할된 자속 장벽(130a,130b;130)들 사이에는 자속 장벽(130)이 형성되지 않은 공간이 형성되는데 자속 장벽(130a,130b;130)들 사이의 공간으로는 자속이 통과하게 된다.When the magnetic flux barriers 130a, 130b, 130 disposed in the respective pole portions 130 are divided into at least two magnetic flux barriers 130, a magnetic flux barrier 130 is formed between the divided magnetic flux barriers 130a, 130b A magnetic flux passes through a space between the magnetic flux barrier 130a, 130b,

이와 같이 자속 장벽(130a,130b;130)들을 적어도 2개로 분할함으로써 폴슈부(130)를 통과하는 자속의 양을 조절할 수 있어 보다 정밀하게 폴슈부(130)를 통과하는 자속의 양을 조절할 수 있다.By dividing the magnetic flux barriers 130a, 130b, 130 into at least two, the amount of the magnetic flux passing through the pole shoe 130 can be adjusted and the amount of the magnetic flux passing through the pole shoe 130 can be adjusted more precisely .

비록 본 발명의 일실시예에서는 자속 장벽을 2개로 분할한 것이 도시 및 설명되고 있지만, 자속 장벽은 적어도 3 개로 분할되어도 무방하며, 복수개로 분할된 자속 장벽들이 슬릿 형태로 형성될 경우 슬릿 형상을 갖는 자속 장벽들의 방향을 변경하여 자속의 진행 방향을 조절할 수 있다.Although the magnetic flux barrier is divided into two in the embodiment of the present invention, the magnetic flux barrier may be divided into at least three, and when the plurality of divided magnetic flux barriers are formed in a slit shape, The direction of the magnetic flux can be adjusted by changing the direction of the magnetic flux barriers.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 로터의 티스부, 폴슈부 및 자속장벽을 도시한 확대도이다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 계자 권선형 모터는 자속 장벽을 제외하면 앞서 도 1 내지 도 4에 도시된 계자 권선형 모터와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.6 is an enlarged view showing a tooth portion, a pole portion and a magnetic flux barrier of a rotor according to another embodiment of the present invention. The field winding type motor according to another embodiment of the present invention has substantially the same structure as the field winding type motor shown in Figs. 1 to 4 except for the magnetic flux barrier. Therefore, redundant description of the same configuration will be omitted, and the same names and the same reference numerals will be given to the same configurations.

도 5를 참조하면, 계자 권선형 모터(300)의 로터(100)의 티스부(120)의 양쪽으로 각각 연장된 폴슈부(130)에는 각각 자속 장벽(140)이 형성되는데, 도 6에 도시된 바에 의하면, 각 폴슈부(130)에 배치된 자속 장벽(140)은 폴슈부(130)의 폴슈부 내측면(134)로부터 폴슈부 외측면(132)를 향하는 방향으로 오목하게 형성된다.5, magnetic flux barriers 140 are respectively formed on the pole teeth 130 extending to both sides of the teeth 120 of the rotor 100 of the field winding motor 300, The magnetic flux barrier 140 disposed in each of the pole portions 130 is formed concavely in the direction from the inner surface 134 of the pole portion 130 to the outer surface 132 of the pole portion.

이와 같이 폴슈부 내측면(134)으로부터 폴슈부 외측면(132)을 향하는 방향으로 오목하게 자속 장벽(140)을 형성하고 폴슈부 내측면(134)로부터 측정한 자속 장벽(140)의 깊이를 조절함으로써 폴슈부(130)를 통과하는 자속의 양을 조절할 수 있다.The magnetic flux barrier 140 is formed concavely in the direction from the inner surface 134 of the pole piece to the outer surface 132 of the pole piece and the depth of the magnetic flux barrier 140 measured from the inner surface 134 of the pole piece is adjusted So that the amount of magnetic flux passing through the pole shoe 130 can be adjusted.

도 7 및 도 8은 비교예에 따른 계자 권선형 모터 및 본 발명에 따른 계자 권선형 모터의 토크 리플을 비교한 그래프들이다.FIGS. 7 and 8 are graphs comparing torque ripples of a field winding motor according to a comparative example and a field winding motor according to the present invention.

도 7을 참조하면, 자속 장벽이 형성되지 않은 계자 권선형 모터에서는 약 15%의 토크 리플이 발생한 반면 도 8을 참조하면 자속 장벽이 형성된 계자 권선형 모터에서는 토크 리플이 동일한 조건에서 약 9.5%로 크게 감소된 것이 도시되어 있다.Referring to FIG. 7, in the field winding motor in which the magnetic flux barrier is not formed, about 15% of the torque ripple occurs. On the other hand, referring to FIG. 8, in the field winding motor in which the magnetic flux barrier is formed, the torque ripple is about 9.5% Which is greatly reduced.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 계자 권취형 모터의 로터의 폴슈부에 자속 장벽을 형성하고 폴슈부의 외측면 및 스테이터 코어의 내측면 사이의 갭을 토크 리플을 감소시키기 위한 구조로 변경함으로써 토크 리플은 감소시키고 토크는 증가시키면서 계자 권취형 모터의 전체 사이즈가 증가되는 것을 방지할 수 있다.As described above in detail, the magnetic flux barrier is formed in the pole teeth of the rotor of the field winding type motor and the gap between the outer surface of the pole piece and the inner surface of the stator core is changed to a structure for reducing torque ripple, The total size of the field winding type motor can be prevented from increasing while the torque is increased.

한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.It should be noted that the embodiments disclosed in the drawings are merely examples of specific examples for the purpose of understanding, and are not intended to limit the scope of the present 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.

100: 로터 200...스테이터
300...계자 권선형 모터100: rotor 200 ... stator
300 ... Field winding motor

Claims (6)

로터 코어;
상기 로터 코어의 외주면으로부터 돌출되며 계자 코일이 권선되는 복수개의 티스부; 및
상기 티스부의 단부로부터 양쪽으로 각각 연장되며, 외측면이 곡면인 폴슈부를 포함하며,
상기 폴슈부에는 상기 폴슈부를 통과하는 자속의 밀도를 조절하여 상기 티스부를 통과하는 자속의 밀도를 증가시킴으로써 상기 토크 리플을 감소시키는 자속 장벽부가 형성된 계자 권선형 모터의 로터.Rotor core;
A plurality of tooth portions protruding from an outer circumferential surface of the rotor core and wound with field coils; And
And a pole piece portion extending from both ends of the tooth portion, the pole piece portion having a curved outer surface,
Wherein the pole piece portion has a magnetic flux barrier portion for reducing the torque ripple by increasing the density of the magnetic flux passing through the tooth portion by controlling the density of the magnetic flux passing through the pole piece portion. 제1항에 있어서,
상기 자속 장벽부는 상기 폴슈부 내에 적어도 하나가 형성되어 상기 자속의 흐름을 감소시키는 관통홀 및 상기 폴슈부의 외측면과 대향하는 내측면으로부터 상기 폴슈부의 외측면을 향하는 방향으로 오목하게 형성된 홈 중 어느 하나인 계자 권선형 모터의 로터.The method according to claim 1,
Wherein the magnetic flux barrier includes at least one through hole formed in the pole piece to reduce the flow of the magnetic flux and a groove recessed from the inner side opposite to the outer side surface of the pole piece to the outer side surface of the pole piece, Rotor of field winding motor. 제1항에 있어서,
상기 폴슈부의 곡면은 토크 리플을 감소시키기 위해 상기 폴슈부의 중앙으로부터 상기 폴슈부의 끝단으로 갈수록 감소되는 곡률을 갖는 계자 권선형 모터의 로터.The method according to claim 1,
Wherein the curved surface of the pole piece has a curvature decreasing from a center of the pole piece to an end of the pole piece to reduce torque ripple. 내부에 로터 수납부가 형성된 스테이터;및
상기 로터 수납부에 수납되는 로터 코어, 상기 로터 코어의 외주면으로부터 돌출되며 계자 코일이 권선되는 복수개의 티스부, 상기 티스부의 단부로부터 양측으로 각각 연장되며 외측면이 상기 스터이터의 내측면과 마주하게 배치되며 곡면인 폴슈부를 포함하며, 상기 폴슈부에는 상기 폴슈부의 자속밀도를 조절하여 상기 티스부에서의 자속밀도를 증가시킴으로써 상기 토크 리플을 감소시키기 위한 자속 장벽부가 형성된 로터를 포함하는 계자 권선형 모터.A stator having a rotor housing portion therein;
A plurality of tooth portions protruding from the outer circumferential surface of the rotor core and wound around the field coils and extending from both ends of the tooth portion and facing the inner surface of the stator, And a rotor having a magnetic flux barrier portion for reducing the torque ripple by increasing the magnetic flux density in the teeth portion by adjusting the magnetic flux density of the pole portion to the pole tooth portion, . 제4항에 있어서,
상기 폴슈부의 중앙부 및 상기 스테이터의 상기 내측면이 이루는 제1 간격은 상기 폴슈부의 단부 및 상기 스테이터의 상기 내측면이 이루는 제2 간격보다 좁게 형성되며, 상기 폴슈부의 중앙부로부터 상기 폴슈부의 단부로 갈수록 상기 스테이터의 상기 내측면과 이루는 간격은 연속적으로 증가되는 계자 권선형 모터.5. The method of claim 4,
The first gap formed by the center portion of the pole piece portion and the inner side surface of the stator is formed to be narrower than the second gap formed by the end portion of the pole piece portion and the inner side surface of the stator and the distance from the center portion of the pole piece portion to the end portion of the pole piece portion And the gap between the inner surface of the stator and the inner surface of the stator is continuously increased. 제4항에 있어서,
상기 자속 장벽부는 상기 폴슈부의 부피를 감소시키기 위한 관통홀 또는 홈 중 어느 하나인 계자 권선형 모터.5. The method of claim 4,
Wherein the magnetic flux barrier portion is any one of a through hole and a groove for reducing the volume of the pole piece portion.
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