KR20160066756A - Permanent Magnet Synchronous Motor - Google Patents

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KR20160066756A
KR20160066756A KR1020140171913A KR20140171913A KR20160066756A KR 20160066756 A KR20160066756 A KR 20160066756A KR 1020140171913 A KR1020140171913 A KR 1020140171913A KR 20140171913 A KR20140171913 A KR 20140171913A KR 20160066756 A KR20160066756 A KR 20160066756A
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Abstract

The present invention relates to a permanent magnet synchronous motor and, more specifically, to a permanent magnet synchronous motor capable of reducing an iron loss. The motor includes: a stator comprising a housing and a coil retainer installed in the housing and including a coil; and a rotor comprising an inner rotor core combined with a rotor shaft penetrating the housing and including a permanent magnet, an outer rotor fixing plate staying away from the inner rotor core at a predetermined distance to be combined with the rotor shaft, and an outer rotor core installed on the outer rotor fixing plate to face the permanent magnet at a predetermined distance.

Description

영구자석 동기 모터 {Permanent Magnet Synchronous Motor}[0001] Permanent Magnet Synchronous Motor [0002]

본 발명은 영구자석 동기 모터에 관한 것으로, 상세하게는 철손을 저감시킬 수 있는 영구자석 동기 모터에 관한 것이다.
The present invention relates to a permanent magnet synchronous motor, and more particularly, to a permanent magnet synchronous motor capable of reducing iron loss.

HSG(Hybrid Starter Generator)는 자동차 엔진과 기계적으로 연결되어 스타터(starter)와 발전기의 역할을 동시에 하는 장치로서, ISG(Integrated Starter Generator)라고도 한다.HSG (Hybrid Starter Generator) is a device that is mechanically connected to an automobile engine and acts as both a starter and a generator. It is also called an Integrated Starter Generator (ISG).

상기 HSG는 자동차 출발 시 엔진의 크랭크 축을 돌려 신속한 기동이 가능하게 하고, 운전 중에는 발전기 모드 또는 회생제동을 통해 방전된 배터리를 충전시키며, 가속시에는 순간적으로 엔진의 토크를 보조하기도 한다.The HSG turns the crankshaft of the engine at the start of the vehicle to enable quick start, charges the discharged battery in the generator mode or the regenerative braking during operation, and assists the torque of the engine instantaneously during acceleration.

HSG용 모터로 계자권선형 모터 또는 유도기에 비해 성능이 우수한 영구자석 동기 모터(PMSM: Permanent Magnet Synchronous Motor)이 주로 사용되고 있다.PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor), which is superior in performance to a field winding type motor or an induction motor, is mainly used as a HSG motor.

일반적인 PMSM의 구조는 크게 회전자와 고정자로 이루어져 있으며, 회전자는 전기강판을 사용한 코어와 코어에 부착 또는 삽입되는 영구자석으로 구성되고, 고정자는 전기강판을 사용한 코어와 권선으로 구성된다.The structure of a general PMSM is largely composed of a rotor and a stator. The rotor consists of a core using an electric steel sheet and a permanent magnet attached to or inserted into the core. The stator consists of a core and a coil using an electric steel sheet.

비영구자석 기기가 부하 시에만 철손이 발생되는 것과 달리 PMSM은 부하의 여부에 관계없이 회전시에 항상 철손이 발생하게 된다. HSG의 회전자는 크랭크 축과 기계적으로 연결되어 있어 크랭크 축과 함께 회전하기 때문에, PMSM을 사용하는 HSG는 엔진이 정지 상태가 아닌 이상 항상 철손이 발생되고 있는 상태가 된다.Unlike permanent magnet devices that generate iron loss only at the time of load, PMSM always generates iron loss at the time of rotation regardless of load. Since the HSG rotor is mechanically connected to the crankshaft and rotates together with the crankshaft, the HSG using the PMSM will always be in a condition where iron loss is occurring unless the engine is at rest.

PMSM에서 발생되는 철손은 HSG 발열의 원인이 되며, 엔진에 부하로 작용하기 때문에 자동차의 시스템 효율을 저하시키게 된다.
The iron loss generated in the PMSM causes the heat of the HSG, and acts as a load on the engine, which reduces the system efficiency of the vehicle.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 철손을 저감시킬 수 있는 영구자석 동기 모터를 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a permanent magnet synchronous motor capable of reducing iron loss.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 영구자석 동기 모터는, 하우징과 상기 하우징 내에 설치되며, 권선을 포함하는 권선 리테이너로 구성되는 고정자; 및 상기 하우징을 관통하는 회전자 축에 결합되며, 영구자석이 설치되는 내측 회전자 코어, 상기 내측 회전자 코어와 소정 간격으로 이격되어 상기 회전자 축에 결합하는 외측 회전자 고정판 및 상기 외측 회전자 고정판에 상기 영구자석과 소정의 간격을 두고 대향되도록 설치되는 외측 회전자 코어로 구성되는 회전자를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a permanent magnet synchronous motor including: a housing; a stator installed in the housing, the stator comprising a winding retainer including a winding; An inner rotor core coupled to a rotor shaft passing through the housing, the inner rotor core being spaced apart from the inner rotor core by a predetermined distance and coupled to the rotor shaft, And an outer rotor core that is installed on the fixed plate so as to face the permanent magnet with a predetermined gap therebetween.

상기 권선 리테이너는 상기 권선이 위치하는 다수의 홈을 포함하는 것이 바람직하다.The winding retainer preferably includes a plurality of grooves in which the windings are located.

상기 권선 리테이너는 원통형의 내측부와 상기 내측부로부터 수직하게 연장되는 다수의 연장부로 구성되고, 상기 권선은 서로 이웃하는 연장부 사이에 위치한다.The winding retainer is comprised of a cylindrical inner portion and a plurality of extensions extending perpendicularly from the inner portion, the windings being located between adjacent extensions.

상기 권선 리테이너는 상기 다수의 연장부의 끝단에서 양측으로 수직하게 연장되어 고정부를 더 포함한다.The winding retainer further includes a fixing portion extending vertically to both sides at the ends of the plurality of extending portions.

상기 권선 리테이너는 비자성, 비도체의 재질로 형성되고, 상기 내측 회전자 코어는 상기 권선 리테이너 내에 위치한다.The winding retainer is made of a non-magnetic or non-conductor material, and the inner rotor core is located in the winding retainer.

상기 하우징은 대향하는 양면에 각각 형성되는 개구부를 포함하고, 상기 권선 리테이너는 원통형이고, 상기 개구부 중 하나와 인접하여 상기 하우징 내부에 상기 개구부와 동심이 되도록 설치된다.The housing includes an opening formed on each of opposite sides, and the winding retainer is cylindrical, and is installed adjacent to one of the openings so as to be concentric with the opening inside the housing.

상기 외측 회전자 고정판은 원판형이고, 상기 외측 회전자 코어는 상기 외측 회전자 고정판의 가장자리를 따라 수직하게 형성된다.The outer rotor fixing plate is disk-shaped, and the outer rotor core is formed perpendicular to an edge of the outer rotor fixing plate.

상기 외측 회전자 코어는 원통 형태로 배치된 다수의 코어 조각으로 구성된다.The outer rotor core is composed of a plurality of core pieces arranged in a cylindrical shape.

상기 외측 회전자 고정판에 상기 외측 회전자 코어가 삽입되는 고정 홈이 형성되고, 상기 고정 홈 내에 위치하며, 상기 외측 회전자 코어의 외측에 위치하는 스프링을 포함한다.The outer rotor fixing plate includes a spring formed with a fixing groove into which the outer rotor core is inserted, and a spring located in the fixing groove and located outside the outer rotor core.

상기 외측 회전자 고정판에 외측 회전자 리테이너가 마련되고, 상기 외측 회전자 코어가 상기 외측 회전자 리테이너에 마련된다.The outer rotor retainer is provided on the outer rotor fixing plate, and the outer rotor core is provided on the outer rotor retainer.

상기 외측 회전자 고정판에 상기 외측 회전자 리테이너가 삽입되는 고정 홈이 형성되고, 상기 고정 홈 내에 위치하며, 상기 외측 회전자 리테이너의 외측에 위치하는 스프링을 포함한다.
The outer rotor retaining plate includes a spring formed with a fixing groove into which the outer rotor retainer is inserted, and a spring located in the fixing groove and located outside the outer rotor retainer.

본 발명에 따른 영구자석 동기 모터는 이중 회전자 타입의 코어리스 형태이기 때문에, 철손을 저감하여 효율을 개선할 수 있다.Since the permanent magnet synchronous motor according to the present invention is a coreless type of dual rotor type, iron loss can be reduced and efficiency can be improved.

또한, 자성에 의한 자계에 의해 발생하는 철손을 0에 가깝게 저감할 수 있기 때문에 효율을 개선할 수 있으며, 철손에 의한 발열이 감소하므로 냉각 시스템의 부담을 줄일 수 있다.Further, since the iron loss generated by the magnetic field by the magnetic field can be reduced to nearly zero, the efficiency can be improved and the heat generation due to the iron loss can be reduced, so that the burden on the cooling system can be reduced.

한편, 본 발명에 따르면, 모터의 회전속도가 증가함에 따라 공극이 증가하고, 기전력이 감소되는 구조를 가짐으로써 정출력 운전 구간에서 약계자 제어를 사용하지 않고 모터의 속도를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
According to the present invention, since the gap increases and the electromotive force decreases as the rotational speed of the motor increases, the effect of increasing the speed of the motor without using weak field control in the constant output operation period have.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 영구자석 동기 모터의 결합 단면도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 영구자석 동기 모터의 정지 상태의 경우 동기 모터의 평단면도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 영구자석 동기 모터의 동작 상태의 경우 동기 모터의 평단면도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 영구자석 동기 모터의 고정자의 단면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 영구자석 동기 모터의 고정자의 권선 리테이너와 권선의 상세 결합 평면도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 영구자석 동기 모터의 회전자의 결합 단면도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 영구자석 동기 모터를 제작하는 과정을 도시한 플로우챠트.1 is an assembled sectional view of a permanent magnet synchronous motor according to an embodiment of the present invention;
2 is a plan sectional view of a synchronous motor in a stationary state of a permanent magnet synchronous motor according to an embodiment of the present invention;
3 is a plan sectional view of the synchronous motor in the operating state of the permanent magnet synchronous motor according to the embodiment of the present invention.
4 is a sectional view of a stator of a permanent magnet synchronous motor according to an embodiment of the present invention.
5 is a detailed plan view of a winding retainer and a winding of a stator of a permanent magnet synchronous motor according to an embodiment of the present invention.
6 is a sectional view showing the connection of the rotor of the permanent magnet synchronous motor according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a process of manufacturing a permanent magnet synchronous motor according to an embodiment of the present invention. FIG.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like numbers refer to like elements throughout.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 영구자석 동기 모터에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명해 보기로 한다.Hereinafter, a permanent magnet synchronous motor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 영구자석 동기 모터의 결합 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 영구자석 동기 모터의 정지 상태의 경우 동기 모터의 평단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 영구자석 동기 모터의 동작 상태의 경우 동기 모터의 평단면도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a permanent magnet synchronous motor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of a synchronous motor in a stationary state of a permanent magnet synchronous motor according to an embodiment of the present invention. Sectional view of the synchronous motor in the case of the operating state of the permanent magnet synchronous motor according to the embodiment of Fig.

한편, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 영구자석 동기 모터의 고정자의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 영구자석 동기 모터의 고정자의 권선 리테이너와 권선의 상세 결합 평면도이며, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 영구자석 동기 모터의 회전자의 결합 단면도이다.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a stator of a permanent magnet synchronous motor according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a detailed plan view of a winding retainer and a winding of a stator of a permanent magnet synchronous motor according to an embodiment of the present invention, 6 is a sectional view of the rotor of the permanent magnet synchronous motor according to the embodiment of the present invention.

도 1 내지 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 영구자석 동기 모터(100)는 고정자(200)와 고정자(200)에 결합하는 회전자(300)로 구성되고, 고정자(200)에 교류를 인가하여 회전자계가 형성되면, 이에 따라 회전자(300)가 회전한다. 이때, 상기 영구자석 동기 모터(100)는 HSG(Hybrid Starter Generator)용으로 사용될 수 있다.1 to 6, a permanent magnet synchronous motor 100 according to an embodiment of the present invention includes a stator 200 and a rotor 300 coupled to the stator 200, So that the rotor 300 rotates accordingly. At this time, the permanent magnet synchronous motor 100 may be used for HSG (Hybrid Starter Generator).

상기 고정자(200)는 하우징(210), 권선 리테이너(230) 및 권선(250)으로 구성될 수 있다.The stator 200 may include a housing 210, a winding retainer 230, and a winding 250.

상기 하우징(210)은 영구자석 동기 모터(100)의 외형을 이루는 것으로, 내부 공간(211)을 갖는 박스 형상일 수 있으며, 하우징(210)의 대향되는 양면은 회전자(300)가 결합할 수 있도록 개구부(212, 213)가 마련되어 있다. 이때, 상기 하우징(210)의 외형은 원통형, 다각 기둥형 등 다양하게 형성될 수 있다.The housing 210 forms an outer shape of the permanent magnet synchronous motor 100 and may be in the form of a box having an internal space 211. Both opposite sides of the housing 210 may be coupled with each other, The openings 212 and 213 are provided. At this time, the outer shape of the housing 210 may be variously formed in a cylindrical shape, a polygonal column shape, or the like.

상기 권선 리테이너(230)는 하우징(210)에 형성된 2개의 개구(212, 213) 중 하나와 인접하여 하우징(210) 내부에 설치되는 원통형일 수 있다. 이때, 권선 리테이너(230)의 중심이 개구(212, 213)의 중심과 동심이 되도록 설치되는 것이 바람직하다.The winding retainer 230 may be formed in a cylindrical shape inside the housing 210 adjacent to one of the two openings 212 and 213 formed in the housing 210. At this time, it is preferable that the center of the winding retainer 230 is provided so as to be concentric with the centers of the openings 212, 213.

한편, 상기 권선(250)은 권선 리테이너(230)에 위치하며, 권선(250)이 안정적으로 고정될 수 있도록 권선 리테이너(230)에 권선(250)이 설치될 수 있는 공간이 마련되는 것이 바람직하다.It is preferable that the winding 250 is located in the winding retainer 230 and a space in which the winding 250 is installed in the winding retainer 230 is provided so that the winding 250 can be stably fixed .

이에, 상기 권선 리테이너(230)에는 다수의 홈이 형성되며, 권선 리테이너(230)에 형성된 다수의 홈 내에 권선(250)이 위치한다.A plurality of grooves are formed in the winding retainer 230, and the windings 250 are located in the plurality of grooves formed in the winding retainer 230.

예를 들어, 상기 권선 리테이너(230)는 원통형의 내측부(231), 내측부(231)로부터 수직하게 연장되는 다수의 연장부(233)로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 연장부(233)는 내측부(231)의 길이를 따라 전체적으로 형성되는 것이 바람직하며, 이웃하는 연장부(233) 사이에 권선(250)이 위치한다.For example, the winding retainer 230 may include a cylindrical inner portion 231 and a plurality of extension portions 233 extending vertically from the inner portion 231. At this time, the extension part 233 is formed entirely along the length of the inner part 231, and the winding 250 is positioned between the adjacent extension parts 233.

이에 더하여, 권선(250)의 이탈을 방지하기 위하여, 상기 권선 리테이너(230)는 다수의 연장부(233)의 끝단에서 양측으로 수직하게 연장되는 고정부(235)를 더 포함할 수 있다.In addition, the winding retainer 230 may further include a fixing portion 235 extending vertically to both sides at the ends of the plurality of extending portions 233 in order to prevent the winding 250 from being separated.

이와 같이, 상기 권선 리테이너(230)는 고정자 코어가 없는 구조이기 때문에, 권선 리테이너(230)에 권선 작업을 할 수 있다.As described above, since the winding retainer 230 has no stator core, the winding retainer 230 can be wound.

상기 권선 리테이너(230)는 권선(250)에 발생하는 자기력에 의해 권선(250)이 움직이지 않도록 고정시키고, 권선(250)의 무게를 지탱할 수 있도록 하우징(210) 내에 고정되도록 마련된다.The winding retainer 230 is fixed to the housing 210 so as to fix the winding 250 by the magnetic force generated in the winding 250 and to support the weight of the winding 250.

상기 권선 리테이너(230)는 자속 흐름에 영향을 주지 않기 위해 비자성, 비도체의 재질로 형성되고, 예를 들어 엔지니어링 플라스틱으로 형성될 수 있다.The winding retainer 230 is formed of a non-magnetic or non-conductor material so as not to affect the magnetic flux flow, and may be formed of, for example, engineering plastic.

따라서, 영구자석 동기 모터의 철손은 주로 고정자 코어에서 발생하는데, 본 발명에 따른 고정자는 자성체를 포함하지 않기 때문에 철손을 크게 저감시킬 수 있다.Therefore, the iron loss of the permanent magnet synchronous motor mainly occurs in the stator core, and since the stator according to the present invention does not include the magnetic substance, the iron loss can be greatly reduced.

상기 회전자(300)는 회전자 축(310), 내측 회전자 코어(320), 영구자석(330), 외측 회전자 고정판(340), 회측 회전자 코어(350) 및 스프링(360)을 포함하며, 외측 회전자 리테이너(370), 제 1 및 제 2 베어링(380, 390)을 더 포함할 수 있다.The rotor 300 includes a rotor shaft 310, an inner rotor core 320, a permanent magnet 330, an outer rotor fixture 340, a rotor core 350 and a spring 360 And may further include an outer rotor retainer 370, first and second bearings 380 and 390.

상기 회전자 축(310)은 고정자(200)를 관통하도록 마련되고, 이때, 회전자(300)의 하우징(210)의 개구부(212, 213)를 통과하도록 마련된다.The rotor shaft 310 is provided to pass through the stator 200 and pass through the openings 212 and 213 of the housing 210 of the rotor 300 at this time.

상기 내측 회전자 코어(320)는 회전자 축(310)을 감싸는 형태로 고정자(200) 내에 마련되고, 내측 회전자 코어(320)에 상기 영구자석(330)이 설치된다. 이때, 상기 내측 회전자 코어(320)는 권선 리테이너(230) 내에 위치한다.The inner rotor core 320 is provided in the stator 200 so as to surround the rotor shaft 310 and the permanent magnet 330 is installed in the inner rotor core 320. At this time, the inner rotor core 320 is located in the winding retainer 230.

상기 영구자석(330)은 내측 회전자 코어(320)의 둘레를 따라 소정의 간격으로 다수 형성되는 것이 바람직하다.Preferably, the permanent magnets 330 are formed at a predetermined interval along the circumference of the inner rotor core 320.

상기 외측 회전자 고정판(340)은 회전자 축(310)에 결합되는 원판형으로서, 외측 회전자 고정판(340)의 가장자리에 상기 외측 회전자 코어(350)가 마련된다.The outer rotor fixing plate 340 is of a disk shape coupled to the rotor shaft 310 and the outer rotor core 350 is provided at an edge of the outer rotor fixing plate 340.

이때, 상기 외측 회전자 코어(350)는 외측 회전자 고정판(340)의 가장자리를 따라 수직하게 형성되고, 고정자(200)의 권선(250) 외측에 대향하여 위치한다.The outer rotor core 350 is vertically formed along the edge of the outer rotor fixing plate 340 and is positioned opposite to the outer side of the windings 250 of the stator 200.

상기 외측 회전자 코어(350)는 자석과 권선에서 발생하는 자속을 외부로 나가지 못하게 차폐시켜 자속의 누설을 막고 안정적인 자기회로를 만드는 역할을 한다.The outer rotor core 350 shields the magnetic flux generated from the magnets and the windings to prevent them from leaking to the outside, thereby preventing leakage of the magnetic flux and forming a stable magnetic circuit.

이때, 상기 외측 회전자 코어(350)는 하나의 원통 형태로 형성될 수 있으나, 본 실시 예에서와 같이, 상기 외측 회전자 코어(350)는 외측 회전자 고정판(340)의 가장자리를 따라 서로 인접하여 마련되어 원통 형태를 이루는 다수의 코어 조각(351)으로 구성될 수 있다. In this case, the outer rotor core 350 may be formed in a single cylindrical shape. However, as in the present embodiment, the outer rotor core 350 may be formed to be adjacent to each other along the edge of the outer rotor fixing plate 340 And a plurality of core pieces 351 having a cylindrical shape.

즉, 상기 외측 회전자 코어(350)는 원통 형태로 배치된 다수의 코어 조각(351)으로 이루어질 수 있다.That is, the outer rotor core 350 may include a plurality of core pieces 351 arranged in a cylindrical shape.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 외측 회전자 코어(350)가 분할된 다수의 코어 조각(351)으로 이루어지면, 회전자(300)가 회전함에 따라, 다수의 코어 조각(351)은 원심력에 의해 외측으로 기울어지면서, 외측 회전자 코어(350)와 고정자(200)의 권선(250) 사이의 공극(α)이 증가하고, 공극(α)이 증가하여 권선(250)에 쇄교하는 자속량과 기전력이 감소한다.3, when the outer rotor core 350 is composed of a plurality of divided core pieces 351, as the rotor 300 rotates, the plurality of core pieces 351 are rotated by centrifugal force The air gap? Between the outer rotor core 350 and the windings 250 of the stator 200 increases while the air gap? Increases and the magnetic flux amount And electromotive force decreases.

하기 표 1은 공극 증가에 따른 기전력을 도시한 것이다.Table 1 below shows the electromotive force with increasing voids.

공극(α) 증가분(mm)Increase in pore (α) (mm) 기전력(V)Electromotive force (V) 00 16.7716.77 1One 15.7815.78 22 15.0515.05 33 14.4814.48 44 14.0114.01 55 13.6213.62

상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 외측 회전자 코어(350)와 고정자(200)의 권선(250) 사이의 공극(α)이 증가함에 따라 기전력이 감소되어, 공극(α)이 5mm 증가된 경우에는 기전력이 18.78% 감소된다.As can be seen from Table 1, the electromotive force is decreased as the gap? Between the outer rotor core 350 and the windings 250 of the stator 200 is increased, and the gap? Is increased by 5 mm The electromotive force is reduced by 18.78%.

따라서, 회전자(300)의 회전 속도가 증가함에 따라 외측 회전자 코어(350)와 고정자(200)의 권선(250) 사이의 공극이 증가하고 기전력이 감소하므로, 정출력 운전 구간에서 약계자 제어를 사용하지 않고, 회전자(300)의 속도를 증가시킬 수 있다.Therefore, as the rotational speed of the rotor 300 increases, the gap between the outer rotor core 350 and the windings 250 of the stator 200 increases and the electromotive force decreases, so that the weak field control The speed of the rotor 300 can be increased.

여기서, 회전자(300)의 회전 속도는 곧 모터의 회전 속도를 의미하므로, 정출력 운전 구간에서 약계자 제어를 사용하지 않고, 모터의 속도를 증가시킬 수 있다.Here, since the rotational speed of the rotor 300 means the rotational speed of the motor, the speed of the motor can be increased without using weak field control in the constant output operation period.

한편, 상기 외측 회전자 고정판(340)에는 외측 회전자 코어(350)의 고정을 위한 고정 홈(도면부호 미표시)이 형성되어, 고정 홈에 외측 회전자 코어(350)가 삽입되어 고정될 수 있다.A fixing groove (not shown) for fixing the outer rotor core 350 is formed in the outer rotor fixing plate 340 so that the outer rotor core 350 can be inserted and fixed in the fixing groove .

이때, 상기 외측 회전자 코어(350)가 직접 외측 회전자 고정판(340)에 마련될 수 있으나, 본 발명의 실시 예에서와 같이 외측 회전자 고정판(340)에 외측 회전자 리테이너(370)가 마련되고, 외측 회전자 리테이너(370)에 외측 회전자 고정판(340)이 마련되는 구조일 수 있다.At this time, the outer rotor core 350 may be provided directly on the outer rotor fixing plate 340. However, as in the embodiment of the present invention, the outer rotor retainer 370 is provided on the outer rotor fixing plate 340 And the outer rotor retainer 370 is provided with the outer rotor retainer plate 340.

한편, 상기 스프링(360)은 외측 회전자 고정판(340) 상에 외측 회전자 코어(350)의 외측에 마련된다.On the other hand, the spring 360 is provided on the outer rotor fixing plate 340 on the outer side of the outer rotor core 350.

이때, 본 실시 예에서와 같이 외측 회전자 고정판(340)에 고정 홈이 형성되는 경우, 상기 스프링 역시 외측 회전자 코어(350)와 함께 고정 홈에 삽입되는 것이 바람직하다.In this case, when the fixing plate is formed in the outer rotor fixing plate 340 as in the present embodiment, the spring is also inserted into the fixing groove together with the outer rotor core 350.

상기 스프링(360)은 원심력에 의해 기울어진 외측 회전자 코어(350)를 원상태로 복귀시키기 위하여 구성되는 것으로, 일례로 링 스프링 혹은 판 스프링일 수 있다.The spring 360 is configured to return the outer rotor core 350, which is inclined by the centrifugal force, to the original state, and may be, for example, a ring spring or a leaf spring.

즉, 상기 스프링(360)은 원심력에 의해 외측 회전자 코어(350)가 기울어짐에 따라 압축되었다가, 원심력이 감소하거나 발생하지 않는 경우에 복원력에 의해 팽창하면서 외측 회전자 코어(350)를 원상태로 복귀시킨다.That is, when the outer rotor core 350 is tilted by the centrifugal force, the spring 360 is compressed, and when the centrifugal force is not reduced or generated, the outer rotor core 350 is re- .

한편, 본 실시 예에서와 같이 외측 회전자 리테이너(370)에 외측 회전자 고정판(340)이 마련되는 경우, 외측 회전자 리테이너(370)와 외측 회전자 리테이너(370)의 외측에 위치하는 스프링(360)이 고정 홈 내에 위치한다.In the meantime, when the outer rotor retainer 370 is provided with the outer rotor retainer plate 340 as in this embodiment, a spring (not shown) located outside the outer rotor retainer 370 and the outer rotor retainer 370 360 are positioned in the fixing grooves.

상기 제 1 및 제 2 베어링(380, 390)은 회전자 축(310)과 하우징(210) 사이에 위치하는 것으로, 회전자 축(310)에 고정된 형태로 마련될 수 있다.The first and second bearings 380 and 390 are positioned between the rotor shaft 310 and the housing 210 and may be fixed to the rotor shaft 310.

이와 같이 본 발명에 따른 회전자는 고정자 코어 없이 회전자만으로 안정된 자기회로를 구성할 수 있는 구조이고, 외측 회전자와 내측 회전자가 같은 속도로 회전하기 때문에 외측 및 내측 코어에서 자석에 의한 자계의 변화가 발생하지 않게 되어, 코어에서 발생하는 철손을 제거할 수 있다.
As described above, the rotor according to the present invention has a structure that can form a stable magnetic circuit by only the rotor without the stator core, and since the outer rotor and the inner rotor rotate at the same speed, the change of the magnetic field by the magnets in the outer and inner cores It is possible to remove iron loss generated in the core.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 영구자석 동기 모터를 제작하는 과정을 간단하게 살펴보도록 한다.Hereinafter, a process of fabricating the permanent magnet synchronous motor according to the embodiment of the present invention will be briefly described.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 영구자석 동기 모터를 제작하는 과정을 도시한 플로우챠트이다.7 is a flowchart illustrating a process of manufacturing a permanent magnet synchronous motor according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시 예에 따른 영구자석 동기 모터는 회전자 어셈블리와 고정자 어셈블리를 각각 제작한 후, 회전자 어셈블리를 고정자 어셈블리와 결합하여 제조할 수 있다.The permanent magnet synchronous motor according to the embodiment of the present invention can be manufactured by manufacturing the rotor assembly and the stator assembly, respectively, and then combining the rotor assembly with the stator assembly.

도 7을 참조하면, 회전자 어셈블리는 내측 회전자 코어를 제작하여 영구자석을 삽입한 후(S710), 내측 회전자 코어와 회전자 축을 연결하고(S720), 외측 회전자 코어와 외측 회전자 고정판을 제작하여 회전자 축에 고정하고(S730), 회전자 축 양단에 베어링을 부착하는(S740) 과정을 통해 제조할 수 있다.Referring to FIG. 7, after the inner rotor core is manufactured and the permanent magnets are inserted (S710), the inner rotor core is connected to the rotor shaft (S720), and the outer rotor core and the outer rotor fixing plate (S730), and attaching the bearings to both ends of the rotor shaft (S740).

한편, 고정자 어셈블리는 권선 리테이너를 제작하여(S750) 권선 리테이너에 권선을 시행한 후(S760), 하우징을 제작하여(S770), 하우징에 권선 리테이너를 고정하는(S780) 과정을 통해 제조할 수 있다.Meanwhile, the stator assembly can be manufactured through a process of manufacturing a winding retainer (S750), winding the winding retainer (S760), fabricating the housing (S770), and fixing the winding retainer to the housing (S780) .

이와 같이 제조된 회전자 어셈블리와 고정자 어셈블리를 결합함으로써(S790) 본 발명의 영구자석 동기 모터를 제조할 수 있다.
By combining the rotor assembly and the stator assembly thus manufactured (S790), the permanent magnet synchronous motor of the present invention can be manufactured.

한편, 본 발명에 따른 영구자석 동기 모터를 실시 예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
However, the scope of the present invention is not limited to the specific embodiments, and various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Alternatives, modifications, and alterations may be made.

따라서, 본 발명에 기재된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Therefore, the embodiments described in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate rather than limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100 : 영구자석 동기 모터 200 : 고정자
210 : 하우징 230 : 권선 리테이너
250 : 권선 300 : 회전자
310 : 회전자 축 320 : 내측 회전자 코어
330 : 영구자석 340 : 외측 회전자 고정판
350 : 외측 회전자 코어 360 : 스프링
370 : 외측 회전자 리테이너 380, 390 : 베어링100: permanent magnet synchronous motor 200: stator
210: Housing 230: Winding retainer
250: winding 300: rotor
310: Rotor axis 320: Inner rotor core
330: permanent magnet 340: outer rotor fixing plate
350: outer rotor core 360: spring
370: outer rotor retainer 380, 390: bearing

Claims (12)

하우징과 상기 하우징 내에 설치되며, 권선을 포함하는 권선 리테이너로 구성되는 고정자; 및
상기 하우징을 관통하는 회전자 축에 결합되며, 영구자석이 설치되는 내측 회전자 코어, 상기 내측 회전자 코어와 소정 간격으로 이격되어 상기 회전자 축에 결합하는 외측 회전자 고정판 및 상기 외측 회전자 고정판에 상기 영구자석과 소정의 간격을 두고 대향되도록 설치되는 외측 회전자 코어로 구성되는 회전자;
를 포함하는 영구자석 동기 모터.
A stator comprising a housing and a winding retainer installed in the housing and including a winding; And
An inner rotor core coupled to a rotor shaft passing through the housing and having a permanent magnet, an outer rotor fixing plate spaced apart from the inner rotor core by a predetermined distance and coupled to the rotor shaft, And an outer rotor core disposed to face the permanent magnet with a predetermined gap therebetween.
And a permanent magnet synchronous motor.
제 1 항에 있어서,
상기 권선 리테이너는 상기 권선이 위치하는 다수의 홈을 포함하는 것인 영구자석 동기 모터.
The method according to claim 1,
Wherein the winding retainer includes a plurality of grooves in which the windings are located.
제 1 항에 있어서,
상기 권선 리테이너는 원통형의 내측부와 상기 내측부로부터 수직하게 연장되는 다수의 연장부로 구성되고, 상기 권선은 서로 이웃하는 연장부 사이에 위치하는 것인 영구자석 동기 모터.
The method according to claim 1,
Wherein the winding retainer comprises a cylindrical inner portion and a plurality of extensions extending perpendicularly from the inner portion, the windings being located between adjacent ones of the extensions.
제 3 항에 있어서,
상기 권선 리테이너는 상기 다수의 연장부의 끝단에서 양측으로 수직하게 연장되어 고정부를 더 포함하는 것인 영구자석 동기 모터.
The method of claim 3,
And the winding retainer further includes a fixing portion extending vertically to both sides at the ends of the plurality of extending portions.
제 1 항에 있어서,
상기 권선 리테이너는 비자성, 비도체의 재질로 형성되는 것인 영구자석 동기 모터.
The method according to claim 1,
And the winding retainer is made of a non-magnetic or non-conductor material.
제 1 항에 있어서,
상기 내측 회전자 코어는 상기 권선 리테이너 내에 위치하는 것인 영구자석 동기 모터.
The method according to claim 1,
And the inner rotor core is located in the winding retainer.
제 1 항에 있어서,
상기 하우징은 대향하는 양면에 각각 형성되는 개구부를 포함하고, 상기 권선 리테이너는 원통형이고, 상기 개구부 중 하나와 인접하여 상기 하우징 내부에 상기 개구부와 동심이 되도록 설치되는 것인 영구자석 동기 모터.
The method according to claim 1,
Wherein the housing includes openings formed on opposite sides of the housing and the winding retainer is cylindrical and is disposed adjacent to one of the openings and concentric with the openings in the housing.
제 1 항에 있어서,
상기 외측 회전자 고정판은 원판형이고, 상기 외측 회전자 코어는 상기 외측 회전자 고정판의 가장자리를 따라 수직하게 형성되는 것인 영구자석 동기 모터.
The method according to claim 1,
Wherein the outer rotor fixing plate is of a disk shape and the outer rotor core is formed perpendicular to an edge of the outer rotor fixing plate.
제 1 항에 있어서,
상기 외측 회전자 코어는 원통 형태로 배치된 다수의 코어 조각으로 구성되는 것인 영구자석 동기 모터.
The method according to claim 1,
Wherein the outer rotor core is composed of a plurality of core pieces arranged in a cylindrical shape.
제 1 항에 있어서,
상기 외측 회전자 고정판에 상기 외측 회전자 코어가 삽입되는 고정 홈이 형성되고,
상기 고정 홈 내에 위치하며, 상기 외측 회전자 코어의 외측에 위치하는 스프링을 포함하는 영구자석 동기 모터.
The method according to claim 1,
A fixing groove into which the outer rotor core is inserted is formed in the outer rotor fixing plate,
And a spring located in the fixing groove and located on the outer side of the outer rotor core.
제 1 항에 있어서,
상기 외측 회전자 고정판에 외측 회전자 리테이너가 마련되고,
상기 외측 회전자 코어가 상기 외측 회전자 리테이너에 마련되는 것인 영구자석 동기 모터.
The method according to claim 1,
An outer rotor retainer is provided on the outer rotor fixing plate,
And the outer rotor core is provided in the outer rotor retainer.
제 11 항에 있어서,
상기 외측 회전자 고정판에 상기 외측 회전자 리테이너가 삽입되는 고정 홈이 형성되고,
상기 고정 홈 내에 위치하며, 상기 외측 회전자 리테이너의 외측에 위치하는 스프링을 포함하는 영구자석 동기 모터.
12. The method of claim 11,
Wherein the outer rotor retaining plate is formed with a fixing groove into which the outer rotor retainer is inserted,
And a spring located in the fixing groove and located outside the outer rotor retainer.
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