KR20160137436A - 단상 브러시리스 모터 및 전기 장치 - Google Patents

단상 브러시리스 모터 및 전기 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20160137436A
KR20160137436A KR1020160062197A KR20160062197A KR20160137436A KR 20160137436 A KR20160137436 A KR 20160137436A KR 1020160062197 A KR1020160062197 A KR 1020160062197A KR 20160062197 A KR20160062197 A KR 20160062197A KR 20160137436 A KR20160137436 A KR 20160137436A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rotor
tooth
pole piece
brushless motor
phase brushless
Prior art date
Application number
KR1020160062197A
Other languages
English (en)
Inventor
유에 리
추이 요우 조우
강 리
용 왕
용 리
웨이 장
밍 첸
지에 차이
타오 장
준 지에 추
시아오 빙 주오
Original Assignee
존슨 일렉트릭 에스.에이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 존슨 일렉트릭 에스.에이. filed Critical 존슨 일렉트릭 에스.에이.
Publication of KR20160137436A publication Critical patent/KR20160137436A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14Stator cores with salient poles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/03Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with a magnetic circuit specially adapted for avoiding torque ripples or self-starting problems
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14Stator cores with salient poles
    • H02K1/146Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/16Stator cores with slots for windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/276Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • H02K1/2766Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

단상 브러시리스 모터 및 전기 장치를 제공한다. 모터는 고정자와 회전자를 포함한다. 고정자는 고정자 코어와 권선을 포함한다. 고정자 코어는 요크와 적어도 두 개의 투쓰를 포함한다. 투쓰는 투쓰 본체와 투쓰 팁을 포함한다. 투쓰 팁은 제1 및 제2 자극편(pole shoe)을 포함한다. 회전자는 제1 자극편과 제2 자극편 사이에 규정된 공간에 수용된다. 각각의 투쓰는 제1 자극편과 제2 자극편 사이에서 회전자에 면하는 위치지정 홈을 형성한다. 제1 및 제2 자극편은 투쓰 본체의 중심선을 중심으로 대칭이며, 위치지정 홈은 제1 자극편을 향해 벗어나 있어서, 일 방향으로의 회전자의 시동 성능은 반대 방향으로의 회전자의 시동 성능보다 크다. 단상 모터는 향상된 시동 성능에 의해 더 큰 시동 토크를 갖는다.

Description

단상 브러시리스 모터 및 전기 장치{SINGLE PHASE BRUSHLESS MOTOR AND ELECTRIC APPARATUS}
본 발명은 모터에 관한 것이며, 상세하게는 단상 브러시리스 모터와, 단상 브러시리스 모터를 사용하는 전기 장치에 관한 것이다.
단상 모터는 저가라는 장점이 있다. 그러나 그 열악한 시동 성능 때문에, 파워 툴과 같은 큰 시동 토크를 필요로 하는 응용에서 단상 모터를 사용하는 것은 제한되어왔다. 그러므로, 강력한 시동 성능을 갖는 단상 브러시리스 모터가 긴급하게 요구된다.
그에 따라, 상기 결점을 극복할 수 있는 단상 브러시리스 모터에 대한 바램이 있다.
일 양상에서, 고정자와 고정자에 대해 회전 가능한 회전자를 포함하는 단상 브러시리스 모터를 제공한다. 고정자는 고정자 코어와 고정자 코어 주위에 감기는 권선을 포함한다. 고정자 코어는 요크와 요크로부터 내부로 연장하는 적어도 두 개의 투쓰를 포함한다. 투쓰는 투쓰 본체와 투쓰 본체의 원단부에 배열되는 투쓰 팁을 포함한다. 투쓰 팁은, 그 반대편 원주 방향 측면들에 각각 위치하는 제1 자극편(pole shoe)과 제2 자극편을 포함하며, 적어도 두 개의 투쓰의 제1 자극편과 제2 자극편의 내부 원주 표면이 협력하여 그 사이에 공간을 규정한다. 회전자는 이 공간에 수용된다. 각각의 투쓰의 투쓰 팁은 회전자에 면하는 위치지정 그루브를 형성하며, 제2 자극편은 제1 자극편보다 커서, 일 방향에서의 회전자 시동 성능은 반대 방향에서의 회전자 시동 성능보다 좋다.
바람직하게도, 위치지정 그루브의 중심은 제1 자극편을 향한 방향에서 투쓰의 투쓰 본체의 중심선으로부터 벗어나 있으며, 제1 및 제2 자극편은 각각 회전자에 면하는 자극면을 가지며, 제2 자극편의 자극면은 제1 자극편의 자극면보다 크다.
바람직하게도, 회전자는 회전자의 원주 방향을 따라 배치되는 복수의 영구 자극을 포함하며, 회전자의 외부 원주 표면은 동일한 원통 표면 상에 위치하지 않아서, 제1 자극편과 제2 자극편의 내부 원주 표면과 회전자의 외부 원주 표면은 그 사이에 불균일한 두께의 간격을 형성한다.
바람직하게도, 회전자는 회전자 코어를 또한 포함하며, 영구 자극은 회전자 코어에 삽입되는 복수의 영구 자석에 의해 형성되며, 회전자 코어의 외측 반경은 각 영구 자극의 원주 중심으로부터 두 측으로 점진적으로 감소한다.
바람직하게도, 간격의 최대 두께 대 최소 두께의 비는 2와 4 사이의 범위에 있다.
바람직하게도, 회전자는 회전자의 원주 방향을 따라 배치되는 복수의 영구 자극을 포함하며, 회전자의 외측 반경은 영구 자극의 원주 중심으로부터 두 측을 향해 점진적으로 감소한다.
바람직하게도, 회전자는 회전자 코어를 또한 포함하고, 영구 자극은 회전자 코어에 삽입되는 복수의 영구 자석에 의해 형성되며, 회전자 코어의 외측 반경은 각각의 영구 자극의 원주 중심으로부터 두 측으로 점진적으로 감소한다.
바람직하게도, 모터는 고정자 권선과 연결되는 제어기를 또한 포함하고, 제어기는 고정자 권선을 통해 흐르는 전류의 방향을 반전시켜 회전자의 시동 방향을 변화시키도록 구성되며, 일 방향에서의 회전자의 시동 성능은 반대 방향에서의 회전자의 시동 성능보다 더 좋다.
바람직하게도, 적어도 두 개의 투쓰에서, 제1 투쓰의 제1 자극편과 제2 투쓰의 제2 자극편은 서로 인접하게 위치하고, 슬롯 개구에 의해 이격되어 있으며, 슬롯 개구는, 제1 투쓰와 제2 투쓰 사이에서 제1 투쓰에 인접한 중간선 측 상에 대체로 위치한다.
바람직하게도, 슬롯 개구의 폭은 2mm보다 크다.
바람직하게도, 적어도 두 개의 투쓰에서, 제1 투쓰의 제1 자극편과 제2 투쓰의 제2 자극편은 서로 인접하게 위치하고, 슬롯 개구에 의해 이격하며, 위치지정 그루브의 폭은 슬롯 개구의 폭의 1 내지 2배이다.
바람직하게도, 슬롯 개구의 폭은 2mm보다 크다.
바람직하게도, 위치지정 그루브의 중심 위치는 투쓰의 투쓰 본체의 중심선에서 10 내지 15도만큼 벗어나 있다.
바람직하게도, 위치지정 그루브의 폭은 투쓰의 투쓰 본체의 폭 이상이다.
바람직하게도, 제1 자극편 및/또는 제2 자극편의 내부 원주 표면으로부터 회전자의 중심까지의 거리는 투쓰 본체의 중심선에 접근하는 방향에서 점진적으로 증가한다.
다른 구성에서, 앞서 기재한 바와 같이 단상 브러시리스 모터를 이용하는 파워 툴과 같은 전기 장치가 제공된다.
본 발명의 상기 실시예의 단상 모터는, 고정자 투쓰와 간격의 비대칭성을 증가시킴으로써 모터의 코깅 토크가 증가하며, 이점은, 모터에 전원이 공급되지 않을 때 모터의 정지 위치를 감소시킨다. 코깅 토크의 하강 에지의 0점을, 전자기 토크의 0-교차점에서부터 멀리 벗어나게 함으로써 그리고 코깅 토크의 상승 에지의 0점을 가능한 최대 전자기 토크 위치에 가깝게 함으로써, 모터의 시동 성능은 향상된다. 비대칭성으로 인해, 일 방향에서의 회전자의 시동 성능은 다른 방향에서의 회전자의 시동 성능보다 좋으며, 이점은 모터가 특히 파워 툴과 같은 응용에서 사용하기에 적절하게 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 단상 브러시리스 모터의 간략한 개략도이다.
도 3은 도 1의 회전자의 간략한 도면이다.
도 4는 코깅 토크와 도 1의 모터의 전자기 토크 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 5는 자연적인 정지 위치에서의 도 1의 모터 회전자의 자속 분포를 예시하는 도면이다.
도 6은 불안정한 위치 주위에서의 도 1의 모터 회전자의 자속 분포를 예시한다.
이하에서, 본 발명은 도면에 예시한 실시예와 연계하여 더 설명될 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 브러시리스 모터(10)는 고정자(20)와, 고정자(20)에 대해 회전 가능한 회전자(30)를 포함한다. 고정자(20)는 실리콘 강과 같은 자기 전도성 연질 자성 소재(magnetic-conductive soft magnetic material)로 되어 있는 고정자 코어와, 고정자 코어 주위에 감기는 권선(28)(단지 세 개의 권선을 도면에서 도시한다)을 포함한다. 고정자 코어는 요크(21)와, 요크(21)로부터 내부로 연장하는 적어도 두 개의 투쓰(22)를 포함한다. 투쓰(22)는 투쓰 본체(26)와, 투쓰 본체(26)의 원단부에 배열되는 투쓰 팁(23)을 포함한다. 투스 팁(23)은, 투쓰의 두 측 쪽으로 각각 연장하는 제1 자극편(24)과 제2 자극편(25)을 포함한다. 각각의 자극편(24 및 25)은 회전자(30)에 면하는 자극면을 갖는다. 제1 자극편(24)의 자극면의 길이는 제2 자극편(25)의 자극면의 길이 미만이다. 바람직하게도, 제1 자극편(24)과 제2 자극편(25)의 내부 원주 표면은 동일한 원 상에 위치하지 않는다.
게다가, 각각의 투쓰(22)의 투쓰 팁(23)은 제1 자극편(24)과 제2 자극편(25) 사이에서 회전자(30)에 면하는 위치지정 그루브(50)를 형성한다.
두 개의 인접한 투쓰(22)에서, 하나의 투쓰의 제1 자극편(24)은 다른 투쓰의 제2 자극편(25)에 인접하게 위치하며, 제1 자극편(24)과 제2 자극편(25)은 슬롯 개구(60)에 의해 이격된다. 즉, 두 인접한 투쓰(22)의 투쓰 팁(23)은 슬롯 개구(60)에 의해 중단/분리된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 제1 자극편(24)과 제2 자극편(25)의 길이는 각각 L1 및 L2로 표시하고, 제1 자극편(24)과 제2 자극편(25)의 방사상 두께는 각각 W1 및 W2로 표시하고, 위치지정 그루브(50)의 폭은 a로 표시하며, 슬롯 개구(60)의 폭은 b로 표시한다. 이 실시예에서, L2>L1이며, 바람직하게도, L2≥L1+b이다. 즉, 인접한 두 개의 투쓰(22) 사이의 슬롯 개구(60)는, 제1 자극편(24)에 인접한 두 개의 투쓰(22) 사이의 중간선의 일 측 상에 대체로 위치한다.
이 실시예에서, 위치지정 그루브(50)는 투쓰(22)의 제1 자극편(24)을 향해 벗어나 있다. 특히, 위치지정 그루브(50)의 중심 위치는 투쓰(22)의 투쓰 본체(26)의 중심선에서부터 각도(θ)만큼 벗어나 있어서(회전자(30)의 중심(0)은 중심각도의 정점이며, 각도(θ)의 일 측은 투쓰(22)의 투쓰 본체(26)의 중심선(11)이며 다른 측은 회전자의 중심(O)과 위치지정 그루브(50)의 중심점을 통과하는 선(12)임), 투쓰(22)의 비대칭성을 또한 증가시킨다. 바람직하게도, 각도(θ)는 10도와 15도 사이의 범위에 있다.
이 실시예에서, 위치지정 그루브(50)의 폭(a)은 투쓰(22)의 투쓰 본체(26)의 폭과 실질적으로 같다. 대안적인 실시예에서, 위치지정 그루브(50)의 폭(a)은 투쓰(22)의 투쓰 본체(26)의 폭보다 작거나 클 수 있다.
이 실시예에서, 위치지정 그루브(50)의 폭(a)은 슬롯 개구(60)의 폭(b)보다 크지만, 슬롯 개구(60)의 폭(b)의 두 배미만이다. 즉, b<a<2b이다. 바람직하게도, 슬롯 개구(60)의 폭(b)은 2mm보다 크며, 더욱 바람직하게는 2.5mm보다 크다. 더 큰 크기의 슬롯 개구(60)는 고정자 권선의 권선 감기를 용이하게 하며, 또한 모터의 코깅 토크를 증가시킬 수 있으며, 이점은, 모터에 전원이 공급되지 않을 때 모터의 정지 영역, 즉 코깅 토크가 마찰 토크 미만인 정지 위치의 범위를 감소시킬 수 있다.
이 실시예에서, 바람직하게도, 제1 자극편(24)의 방사상 두께(W1)는 투쓰 본체로부터 먼 방향을 따라 점진적으로 감소하며, 제2 자극편(25)의 방사상 두께(W2)는 투쓰 본체로부터 먼 방향을 따라 점진적으로 감소한다. 즉, 제1 자극편(24)과 제2 자극편(25)은 슬롯 개구(60)에 더 가까운 위치에서 더 큰 자기 릴럭턴스를 갖는다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 회전자(30)는 적어도 두 개의 투쓰의 제1 자극편(24)과 제2 자극편(25)에 의해 규정되는 공간에 수용한다. 회전자(30)는, 회전자(30)의 원주 방향을 따라 배치되는 복수의 영구 자극(32)을 포함한다. 회전자(30)의 외부 원주 표면은 동일한 원통 표면 상에 위치하지 않는다. 그러므로, 제1 자극편(24)과 제2 자극편(25)의 내부 원주 표면과 회전자(30)의 외부 원주 표면은 그 사이에 불균일한 두께의 간격(40)을 규정한다. 바람직하게도, 간격(40)의 최대 두께 대 최소 두께의 비는 2배와 4배 사이의 범위에 있다. 이러한 구성은 모터(10)의 코딩 토크를 증가시키며 그에 따라 모터에 전원이 공급되지 않을 때 모터의 정지 영역을 감소시키는 것을 용이하게 한다.
이 실시예에서, 회전자(30)는 회전자 코어(31)를 또한 포함한다. 회전자 코어(31)는 그 중심에 장착 구멍(33)을 가져 회전 샤프트(미도시)에 고정되게 장착된다. 영구 자극(32)은 회전자 코어(31)에 삽입되는 복수의 영구 자석(32)에 의해 형성되며, 영구 자극(32)의 수는 바람직하게는 고정자 투쓰(22)의 수와 같다. 이 실시예에서, 영구 자극(32)의 수와 고정자 투쓰(22)의 수는 모두 4개이다.
이 실시예에서, 도 3에 도시한 바와 같이, 회전자 코어(31)의 외부 원주 표면은, 동일한 원 상에 위치하지 않은 요철 호-형상 구조이다. 특히, 회전자 코어(31)의 외측 반경(R)(도 2)은 영구 자극(32)의 원주 중심으로부터 두 측을 향해 점진적으로 감소한다. 바람직하게도, 회전자 코어(31)의 외부 원주 표면은 영구 자극(32)의 원주 중심을 통과하는 회전자 반경을 중심으로 대칭이다. 제1 자극편(24)과 제2 자극편(25)의 내부 원주 표면으로부터 회전자 중심까지의 거리는 투쓰 본체의 중심선에 접근하는 방향에서 점진적으로 증가한다. 이처럼, 회전자 코어(31)의 외부 원주 표면과 제1 자극편(24)과 제2 자극편(25)의 내부 원주 표면은 그 사이에 불균일한 두께의 간격(40)을 형성한다. 그러므로, 회전자(30)가 정지할 때, 최대 외측 반경(즉, 영구 자극(32)의 원주 중심)을 갖는 회전자 코어(31)의 부분은 제1 자극편(24) 또는 제2 자극편(25)에 인접할 가능성이 더욱 있으며, 이점은 회전자(30)가 사점 위치에서 정지하는 것을 방지한다.
상기 구성의 장점은, 이것이 회전자(30)가 사점 위치에서 정지하는 것을 방지할 수 있으며, 시동 동안 전자기 토크를 증가시킬 수 있다는 점이다. 특히, 도 4에 도시한 바와 같이, 도 4의 상단 그래프는 1 전기 사이클 동안 모터의 코깅 토크의 곡선을 도시하며, 이때 수평 좌표는 시간을 나타내고 수직 좌표는 코깅 토크를 나타낸다. 모터(10)의 회전부터 정지까지의 경로 동안, 회전자(30)는 코깅 토크가 마찰 토크 미만일 때 아마도 정지할 것임을 이해해야 한다. 본 발명의 상기 구성은 코깅 토크의 피크 값을 증가시켜, 회전자(30)의 대부분의 위치에서의 코깅 토크는 마찰 토크보다 커서, 모터에 전원이 공급되지 않을 때 모터의 가능한 정지 위치/영역을 감소시키며 그에 따라 회전자(30)가 사점 위치에서 정지하는 것을 방지한다.
도 4의 하단 그래프는 1 전기 사이클 동안 모터(10)의 (역-EMF에 의존하는, 즉 역-EMF에 정비례하는) 전자기 토크를 반영하며, 이때 수평 좌표는 시간을 나타내며 수직 좌표는 전자기 토크를 나타낸다. 전자기 토크가 코깅 토크와 마찰 토크의 합보다 클 때 회전자(30)는 시작될 수 있음을 이해해야 한다.
도 4의 표시선(L5)이 코깅 토크가 0인 회전자(30)의 정지 위치를 표시한다. 바람직하게도, 정지 위치는 전자기 토크 곡선의 0-교차점으로부터 40도보다 큰 전기 각도만큼 이격되어 있다. 바람직하게도, 일 방향에서 시작하는 회전자의 평균 출력 토크의 다른 방향에서 시작하는 회전자의 평균 출력 토크에 대한 비는 11:9보다 크다.
회전자(30)는, 코깅 토크가 0, 예컨대 도 4에서 표시선(L5)에 의해 표시한 위치와 같거나 그에 가까운 위치에서 틀림없이 아마도 정지할 것이다. 이 위치/영역에서, 전자기 토크가 0보다 훨씬 크기 때문에, 모터(10)의 고정자 권선은 전원이 공급되면 충분히 큰 시동 토크를 발생시킬 수 있다.
본 발명의 회전자(30)는 양방향 시동 성능을 또한 가짐, 즉 시동 동안 고정자(20)의 권선(28)을 통해 흐르는 전류의 방향이 고정자 권선(28)과 연결되는 모터 제어기(미도시)에 의해 반전될 수 있어서, 회전자(30)가 원하는 방향에서 시작할 수 있음을 이해해야 한다. 회전자(30)의 회전 방향은 고정자(20)의 권선(28)의 전류 방향을 제어하여 제어된다. 투쓰의 비대칭성으로 인해, 상이한 방향에서 고정자 권선을 통해 흐르는 전류는 상이한 값의 전자기 토크를 발생시킨다. 즉, 모터의 시동 토크는 상이한 방향에서 상이하며, 이때 일 방향에서의 시동 토크는 반대 방향에서의 시동 토크보다 크다. 이러한 설계는 특히 파워 툴 또는 차량 윈도우 리프터에서 사용하기 적절하다.
도 5 및 도 6은 각각 모터 회전자(30)의 두 개의 가능한 정지 위치를 예시한다. 도 5는 자연적인 상태(즉, 마찰 토크가 매우 작은 상태)에서의 회전자의 정지 위치를 예시하며, 회전자 코어(31)의 최대 외측 반경 위치는 제2 자극편(25)에 인접해 있다. 이 위치에서 코깅 토크와 전자기 토크는 도 5의 좌측 그래프의 코깅 토크 곡선과 전자기 토크 곡선을 참조하여 결정할 수 있다. 이 도면에서, 표시선(L5)은 회전자(3)의 정지 위치를 표시한다.
도 6은 회전자의 불안정한 지점, 즉 회전자가 큰 마찰력을 받는다면 정지할 수 있는 위치를 예시한다. 회전자 코어(31)의 최대 외측 반경 위치는 제1 자극편(24)에 인접해 있으며, 이 위치에서 코깅 토크와 전자기 토크는 도 6의 좌측 그래프의 코깅 토크와 전자기 토크 곡선을 참조하여 결정할 수 있다. 이 도면에서, 표시선(L6)은 회전자(30)의 정지 위치를 표시한다. 볼 수 있는 바와 같이, 도 6에 예시한 회전자(30)의 위치는 모터의 최대 역-EMF를 갖는 위치에 가까우며, 이점은 도 5의 회전자 위치에서 발생하는 전자기 토크보다 더 큰, 큰 전자기 토크를 발생시키는 것을 용이하게 한다.
본 발명의 상기 실시예에서, 고정자 코어의 요크(21)는 폐쇄된 고리 형상을 갖는다. 이 경우, 고정자 권선은 투쓰(22)의 투쓰 본체(26) 주위에 감을 수 있다. 고정자 코어의 요크(21)는 직사각형 형상과 같은 폐쇄된 프레임 형상을 또한 가질 수 있으며, 이 경우, 고정자 권선은 투쓰(22)의 투쓰 본체(26) 주위에 감을 수 있음을 이해해야 한다. 고정자 코어의 요크(21)는 U-자 형상 또는 C-자 형상과 같은 개방된 프레임 형상을 가질 수 도 있다. 이 경우에, 고정자 권선은 투쓰(22)의 투쓰 본체(26) 또는 요크(21) 주위에 감을 수 있다. 고정자 코어는 일체형 타입 또는 분리된 타입일 수 있음을 이해해야 한다. 고정자 코어의 요크와 투쓰는 일체형으로 형성할 수 있거나 분리하여 형성할 수 있다.
본 발명의 상기 실시예에서, 영구 자석(32)은 회전자 코어(31)에 삽입한다. 영구 자석(32)은 또한 회전자 코어(31)의 외표면에 장착할 수 있음을 이해해야 한다.
상기 실시예에서, 고정자 투쓰는 돌출 타입이다. 즉, 자극편이 투쓰 본체의 두 측 너머로 원주 방향으로 연장한다. 고정자 투쓰는 또한 비-돌출 타입일 수 있음, 즉 자극편이 투쓰 본체의 두 측 너머로 원주 방향으로 외부로 연장하지 않지만, 투쓰 본체의 원단부에서 감춰짐을 이해해야 한다.
본 발명은 하나 이상의 바람직한 실시예를 참조하여 설명되지만, 당업자는 다양한 변형이 가능함을 이해해야 한다. 그러므로, 본 발명의 범위는 다음의 청구범위를 참조하여 결정할 것이다.

Claims (18)

  1. 단상 브러시리스 모터로서,
    고정자 코어와 상기 고정자 코어 주위에 감기는 권선을 포함하는 고정자로서, 상기 고정자 코어는 요크와 상기 요크로부터 내부로 연장하는 적어도 두 개의 투쓰를 포함하고, 상기 투쓰는 투쓰 본체와 상기 투쓰 본체의 원단부에 배열되는 투쓰 팁을 포함하고, 상기 투쓰 팁은, 그 반대편 원주 방향 측면들에 각각 위치하는 제1 자극편(pole shoe)과 제2 자극편을 포함하며, 상기 적어도 두 개의 투쓰의 제1 자극편과 제2 자극편의 내부 원주 표면이 협력하여 그 사이의 공간을 규정하는, 상기 고정자; 및
    상기 고정자에 대해 회전 가능하며 상기 공간에 수용되는 회전자를 포함하며;
    각각의 투쓰의 투쓰 팁은 상기 회전자에 면하는 위치지정 그루브를 형성하며, 상기 제2 자극편은 상기 제1 자극편보다 커서, 일 방향에서의 회전자 시동 성능은 반대 방향에서의 회전자 시동 성능보다 좋은, 단상 브러시리스 모터.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 위치지정 그루브의 중심은 상기 제1 자극편을 향한 방향에서 상기 투쓰의 투쓰 본체의 중심선으로부터 벗어나 있고, 상기 제1 및 제2 자극편은 각각 상기 회전자에 면하는 자극면을 가지며, 상기 제2 자극편의 자극면은 상기 제1 자극편의 자극면보다 큰, 단상 브러시리스 모터.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 회전자는 상기 회전자의 원주 방향을 따라 배치되는 복수의 영구 자극을 포함하며, 상기 회전자의 외부 원주 표면은 동일한 원통 표면 상에 위치하지 않아서, 상기 제1 자극편과 상기 제2 자극편의 내부 원주 표면과 상기 회전자의 외부 원주 표면은 그 사이에 불균일한 두께의 간격을 형성하는, 단상 브러시리스 모터.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 회전자는 회전자 코어를 또한 포함하고, 상기 영구 자극은 상기 회전자 코어에 삽입되는 복수의 영구 자석에 의해 형성되며, 상기 회전자 코어의 외측 반경은 각 영구 자극의 원주 중심으로부터 두 측으로 점진적으로 감소하는, 단상 브러시리스 모터.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 간격의 최대 두께 대 최소 두께의 비는 2와 4 사이의 범위에 있는, 단상 브러시리스 모터.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 회전자는 상기 회전자의 원주 방향을 따라 배치되는 복수의 영구 자극을 포함하며, 상기 회전자의 외측 반경은 상기 영구 자극의 원주 중심으로부터 두 측을 향해 점진적으로 감소하는, 단상 브러시리스 모터.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 회전자는 회전자 코어를 또한 포함하고, 상기 영구 자극은 상기 회전자 코어에 삽입되는 복수의 영구 자석에 의해 형성되며, 상기 회전자 코어의 외측 반경은 각각의 영구 자극의 원주 중심으로부터 두 측으로 점진적으로 감소하는, 단상 브러시리스 모터.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 모터는 상기 고정자 권선과 연결되는 제어기를 또한 포함하고, 상기 제어기는 상기 고정자 권선을 통해 흐르는 전류의 방향을 반전시켜 상기 회전자의 시동 방향을 변화시키도록 구성되며, 일 방향에서의 상기 회전자의 시동 성능은 반대 방향에서의 상기 회전자의 시동 성능보다 더 좋은, 단상 브러시리스 모터.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 적어도 두 개의 투쓰에서, 제1 투쓰의 제1 자극편과 제2 투쓰의 제2 자극편은 서로 인접하게 위치하고, 슬롯 개구에 의해 이격되어 있으며, 상기 슬롯 개구는, 상기 제1 투쓰와 상기 제2 투쓰 사이에서 상기 제1 투쓰에 인접한 중간선 측 상에 대체로 위치하는, 단상 브러시리스 모터.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 슬롯 개구의 폭은 2mm보다 큰, 단상 브러시리스 모터.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 적어도 두 개의 투쓰에서, 제1 투쓰의 제1 자극편과 제2 투쓰의 제2 자극편은 서로 인접하게 위치하고, 슬롯 개구에 의해 이격되며, 상기 위치지정 그루브의 폭은 상기 슬롯 개구의 폭의 1 내지 2배인, 단상 브러시리스 모터.
  12. 청구항 8에 있어서, 상기 슬롯 개구의 폭은 2mm보다 큰, 단상 브러시리스 모터.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 위치지정 그루브의 중심 위치는 상기 투쓰의 투쓰 본체의 중심선에서 10 내지 15도 벗어나 있는, 단상 브러시리스 모터.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 위치지정 그루브의 폭은 상기 투쓰의 투쓰 본체의 폭 이상인, 단상 브러시리스 모터.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 자극편 및/또는 상기 제2 자극편의 내부 원주 표면으로부터 상기 회전자의 중심까지의 거리는 상기 투쓰 본체의 중심선에 접근하는 방향에서 점진적으로 증가하는, 단상 브러시리스 모터.
  16. 청구항 1에 있어서, 상기 고정자 코어의 요크는 폐쇄된 고리 형상, 폐쇄된 프레임 형상 또는 개방된 프레임 형상을 갖는, 단상 브러시리스 모터.
  17. 청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 기재된 단상 브러시리스 모터를 포함하는 전기 장치.
  18. 청구항 17에 있어서, 파워 툴 또는 차량 윈도우 리프터인, 전기 장치.
KR1020160062197A 2015-05-21 2016-05-20 단상 브러시리스 모터 및 전기 장치 KR20160137436A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510262232 2015-05-21
CN201510262232.9 2015-05-21
CN201610217337.7A CN106169852A (zh) 2015-05-21 2016-04-08 单相无刷电机及电动工具
CN201610217337.7 2016-04-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160137436A true KR20160137436A (ko) 2016-11-30

Family

ID=57359026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160062197A KR20160137436A (ko) 2015-05-21 2016-05-20 단상 브러시리스 모터 및 전기 장치

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2017022972A (ko)
KR (1) KR20160137436A (ko)
CN (1) CN106169852A (ko)
MX (1) MX2016006569A (ko)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108316804A (zh) * 2017-01-16 2018-07-24 德昌电机(深圳)有限公司 车窗驱动装置及应用该车窗驱动装置的车门
CN107294431B (zh) * 2017-02-23 2020-04-21 江门日野电机有限公司 一种自起动单相永磁电动机
JP6585108B2 (ja) * 2017-02-28 2019-10-02 シナノケンシ株式会社 Ipmモータ
US11588386B2 (en) * 2017-10-19 2023-02-21 Mitsubishi Electric Corporation Motor, fan, electric vacuum cleaner, and hand drier
JP2019103294A (ja) * 2017-12-05 2019-06-24 マブチモーター株式会社 単相モータ
CN109936229A (zh) * 2017-12-15 2019-06-25 德昌电机(深圳)有限公司 电机及其电机组件
JP7085853B2 (ja) * 2018-02-08 2022-06-17 三菱電機株式会社 回転電機、回転電機の製造方法、および送風機
CN111801877B (zh) * 2018-02-28 2022-12-09 三菱电机株式会社 电机、电动送风机、电动吸尘器及手干燥装置
CN108768005A (zh) * 2018-06-19 2018-11-06 安徽美芝精密制造有限公司 定子铁芯、电机及压缩机
EP3955455B1 (en) * 2019-04-11 2024-03-20 Mitsubishi Electric Corporation Motor drive device
CN112564447B (zh) * 2020-11-03 2022-01-07 超音速智能技术(杭州)有限公司 一种小型单相无刷电机
CN112564318B (zh) * 2020-11-30 2022-02-11 安徽美芝精密制造有限公司 定子冲片、定子铁芯、电机、压缩机和制冷设备
CN112688444B (zh) * 2020-12-11 2021-11-26 杭州星成电气科技有限公司 一种具有自启动能力的单相磁阻电机
CN112910115A (zh) * 2021-01-11 2021-06-04 广州橙行智动汽车科技有限公司 一种定子、电机及汽车

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS614448A (ja) * 1984-06-18 1986-01-10 Yaskawa Electric Mfg Co Ltd 電動機
JP3462043B2 (ja) * 1997-06-25 2003-11-05 株式会社イワキ 同期モータ
JP2003018770A (ja) * 2001-06-28 2003-01-17 Hitachi Ltd 回転電機
DE102007041099A1 (de) * 2007-08-30 2009-03-05 Robert Bosch Gmbh Rotoranordnung für eine elektrische Maschine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017022972A (ja) 2017-01-26
CN106169852A (zh) 2016-11-30
MX2016006569A (es) 2017-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20160137436A (ko) 단상 브러시리스 모터 및 전기 장치
US10199886B2 (en) Single phase brushless motor and power tool utilizing same
US20160344271A1 (en) Single Phase Brushless Motor and Electric Apparatus Having the Same
US20160344244A1 (en) Single Phase Brushless Motor And Electric Apparatus
KR20160131958A (ko) 단상 외부 회전자 모터 및 그 회전자
JP3205336U (ja) 単相モータ及びこれを有する電気装置
TWI414130B (zh) Single-phase brushless motor
KR20170027306A (ko) 단상 브러시리스 모터 및 이를 활용한 전동 공구
US20170222527A1 (en) Single Phase Motor and Rotor of the Same
EP3101789B1 (en) Single-phase outer-rotor motor and stator thereof
EP3101790B1 (en) Single-phase outer-rotor motor and rotor thereof
KR20130067218A (ko) 모터
US20160329794A1 (en) Single-phase outer-rotor motor and stator thereof
US20160329762A1 (en) Single-phase Outer-Rotor Motor And Rotor Thereof
CN108292865A (zh) 无刷直流电机
KR20170058860A (ko) 단상 영구 자석 브러시리스 모터
US20160329789A1 (en) Single-phase Outer-rotor Motor And Rotor Thereof
CN106487188A (zh) 单相永磁电机及其定子磁芯
JP5460807B1 (ja) 同期電動機
JPH07222385A (ja) 逆突極性円筒型磁石同期電動機
US20160329792A1 (en) Single-phase Outer-rotor Motor And Stator Thereof
KR100698158B1 (ko) 모터
JP2014107925A (ja) ステッピングモータ及びその駆動方法
KR100281021B1 (ko) 릴럭턴스형 전동모터
JP2020137350A (ja) アキシャルギャップモータ