KR20170026152A

KR20170026152A - 단상 모터

Info

Publication number: KR20170026152A
Application number: KR1020160105470A
Authority: KR
Inventors: 유에 리; 추이 요우 저우; 용 왕; 용 리
Original assignee: 존슨 일렉트릭 에스.에이.
Priority date: 2015-08-28
Filing date: 2016-08-19
Publication date: 2017-03-08
Also published as: TWM542289U; CN106487183A; EP3136567A1; EP3136567B1; MX360941B; JP3207418U; BR102016018741A2; US20170063184A1; JP2017046580A; MX2016010507A; US10630155B2

Abstract

단상 영구 자석 모터는 고정자와 회전자를 포함한다. 고정자는 고정자 코어와 고정자 권선을 포함한다. 고정자 코어는 외부 요크, 외부 요크로부터 내부로 연장하는 투쓰, 및 투쓰의 내부 단부로부터 연장하는 극편을 포함한다. 회전자는 극편에 의해 협력하여 한정되는 공간에 수용된다. 회전자는 원주 방향으로 배치되는 영구 자극을 포함한다. 영구 자극의 외부 원주 방향 표면은 극편의 내부 원주 방향 표면과 동심이어서, 균일한 공극이 극편과 자극 사이에 형성된다. 단상 영구 자석 모터는 균일한 공극을 형성하여, 진동과 잡음을 감소시킨다. 극편은 감춰진 위치지정 슬롯을 형성하여, 공극의 두께에 대한 위치지정 슬롯의 부정적인 효과를 회피하여 시동 사점을 감소시킨다.

Description

단상 모터{SINGLE PHASE MOTOR}

본 발명은 단상 영구 자석 모터에 관한 것이며, 구체적으로는 균일한 공극을 갖는 단상 영구 자석 모터에 관한 것이다.

종래의 단상 영구 자석 모터에서, 고정자 코어는 일체형 구조로 제공된다. 즉, 고정자 코어는 요크와, 요크로부터 내부로 연장하는 투쓰들을 포함하며, 요크와 투쓰들은 동시에 일체형 구조로 형성된다. 슬롯 개구가 인접한 투쓰들의 극편 사이에 형성된다. 슬롯 개구의 존재는 모터가 과도하게 큰 코깅 토크를 생성하게 할 수 있다. 코깅 토크는 결국 모터가 진동과 잡음을 생성하게 할 수 있다. 더 나아가, 슬롯 개구의 제약으로 인해, 모터는 작은 시동각과 열악한 시동 신뢰도를 갖는다.

따라서, 개선된 시동 신뢰도를 갖는 새로운 단상 모터에 대한 바람이 있다.

고정자 코어와 고정자 코어 주위에 감기는 고정자 권선을 포함하는 고정자로서, 고정자 코어는 외부 요크, 외부 요크로부터 내부로 연장하는 다수의 투쓰, 투쓰들의 내부 단부로부터 원주 방향으로 연장하는 극편을 포함하며, 극편은 협력하여 그 사이에 공간을 한정하는, 고정자; 및 고정자에 대해 회전 가능한 회전자로서, 회전자는 극편과 회전자 사이에 공극이 형성된 채로 공간에 수용되어, 회전자가 고정자에 대해 회전하게 하고, 회전자는 회전자의 원주 방향을 따라 배치되는 자극을 포함하는, 회전자를 포함하는 단상 모터가 제공된다. 여기서 고정자 권선에 전원 공급이 끊길 때, 자극의 중간 방사상 선이 선택된 투쓰의 중간 방사상 선으로부터 오프셋되도록 극편은 위치지정 슬롯을 형성하며, 위치지정 슬롯은 극편의 내부 원주 방향 표면에 의해 덮인다.

바람직하게도, 극편의 내부 원주 방향 표면은 회전자의 중심 축과 동축이다.

바람직하게도, 회전자의 자극의 외부 원주 방향 표면은 극편의 내부 원주 방향 표면과 동심이다.

대안적으로, 영구 자석의 외부 원주 방향 표면으로부터 회전자의 중심축까지의 거리는 외부 원주 방향 표면의 중심 부분으로부터 외부 원주 방향 표면의 단부 부분으로 감소한다.

바람직하게도, 자극의 외부 원주 방향 표면은 자극의 중간 방사상 선을 중심으로 대칭이다.

바람직하게도, 위치지정 슬롯은 모터의 축방향을 따라 극편에서 연장하는 블라인드 홀 또는 관통 홀이다.

바람직하게도, 회전자는 회전자 코어를 포함하고, 회전자의 자극은 회전자 코어에 장착되는 환상 영구 자석 또는 다수의 영구 자석에 의해 형성된다.

바람직하게도, 인접한 극편은 함께 연결되어 폐쇄된 내부 링 부분을 형성하고, 내부 링 부분의 내부 원주 방향 표면은 원통형 원주 방향 표면 상에 위치하며, 자기 브릿지가 각각의 두 개의 인접한 투쓰 사이의 내부 링 부분의 일부분에 배열된다.

바람직하게도, 각각의 자기 브릿지는 두 개의 인접한 투쓰 사이의 중간 위치에 배열되거나 위치지정 슬롯으로부터 먼 방향으로 중간 위치로부터 오프셋되어 있다.

바람직하게도, 내부 링 부분은 각각의 자기 브릿지에 대응하는 구역에서 모터의 축방향을 따라 연장하는 관통 홀을 갖거나 각각의 자기 브릿지에 대응하는 구역의 외표면에서 홈을 갖는다.

바람직하게도, 자기 브릿지는 두 개의 인접한 투쓰 사이의 중간 위치에서 최대 자기 릴럭턴스를 갖는다.

바람직하게도, 투쓰는 내부 링 부분과 요크 중 하나 또는 둘 모두로부터 별도로 형성된다.

바람직하게도, 인접한 투쓰의 각 쌍 사이에 위치하는 극편에는 위치지정 슬롯 중 하나가 제공되고, 위치지정 슬롯은 모터의 축방향을 따라 연속적으로 또는 불연속적으로 연장하며, 각각의 위치지정 슬롯은 두 개의 인접한 투쓰로부터 상이한 거리만큼 이격되어 있다.

바람직하게도, 위치지정 슬롯의 개수는 자극의 개수와 동일하다.

바람직하게도, 극편은 연결되어 폐쇄된 내부 링 부분을 형성하고, 자기 브릿지가 각각의 두 개의 인접한 투쓰 사이의 내부 링 부분의 일부분에 배열되며, 내부 링 부분은 위치지정 슬롯에서의 자기 릴럭턴스보다 큰 자기 브릿지에서의 자기 릴럭턴스를 갖는다.

바람직하게도, 위치지정 슬롯의 중심은 대응하는 투쓰 쌍의 대칭 중심으로부터 45°에서부터 135°까지의 범위에 이르는 전기각만큼 오프셋되어 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 단상 영구 자석 모터를 예시한다.
도 2는 도 1의 단상 영구 자석 모터를 예시하며, 이때 외부 하우징은 제거되어 있다.
도 3은 도 1의 단상 영구 자석 모터를 예시하며, 이때 외부 하우징, 고정자 권선 및 회전 샤프트는 제거되어 있다.
도 4는 도 1의 단상 영구 자석 모터의 고정자 권선을 예시한다.
도 5는 도 1의 단상 영구 자석 모터의 고정자 코어와 그 영구 자석을 예시한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 별도-타입의 고정자 코어를 예시한다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 고정자 코어를 예시한다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 고정자 코어와 그 영구 자석을 예시한다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 별도-타입의 고정자 코어를 예시한다.
도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 고정자 코어를 예시한다.

도면들은 실제 축적대로 도시되지 않으며, 유사한 구조나 기능의 요소는 일반적으로 도면들 전반에 걸쳐서 예시용으로서 유사한 참조번호로 표시함을 주목해야 한다. 도면들은 단지 바람직한 실시예의 기재를 용이하게 하고자 하는 것임을 또한 주목해야 한다. 도면들은 기재한 실시예의 모든 양상을 예시하지는 않으며, 본 개시의 범위를 제한하지 않는다.

제1 실시예

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 단상 모터(10)는 고정자(20)와 고정자(20)에 대해 회전 가능한 회전자(50)를 포함한다. 바람직하게도, 모터는 단상 브러시리스 영구 자석 모터이다.

고정자(20)는 일 개방 단부를 가진 원통 외부 하우징(21), 외부 하우징(21)의 개방 단부에 장착된 단부 캡(23), 외부 하우징(21)에 장착되는 고정자 코어(30), 고정자 코어(30)에 장착되는 절연 브래킷(40), 및 고정자 코어 주위에 감기며 절연 브래킷(40)에 의해 지지되는 권선(39)을 포함한다. 고정자 코어(30)는 외부 요크(31), 외부 요크(31)로부터 내부로 연장하는 다수의 투쓰(33), 및 각각의 투쓰(33)의 방사상 내부 단부로부터 두 측면으로 고정자의 원주 방향을 따라 연장하는 극편(35)을 포함한다. 이 실시예에서, 외부 요크(31)는 폐쇄된 링의 형태로 되어 있으며 그에 따라 고정자의 외부 링 부분이라고 부른다. 극편(35)은 또한 폐쇄된 링으로 연결되어 고정자의 내부 링 부분이라고 부른다. 권선(39)은 바람직하게는 각각의 투쓰(33) 주위에 감기며, 절연 브래킷(40)에 의해 고정자 코어(30)로부터 절연된다.

회전자(50)는 투쓰의 극편(35)에 의해 협력하여 한정되는 공간에 수용되며, 공극(41)이 극편(35)과 회전자(50) 사이에 형성된다. 회전자(50)는 회전자의 원주 방향을 따라 배열되는 다수의 자극(55)을 포함한다. 바람직하게도, 자극(55)의 외부 원주 방향 표면은 극편(35)의 내부 원주 방향 표면과 동심이며, 그에 따라 그 사이에 균일한 공극을 한정한다. 구체적으로, 극편(35)의 내표면은 회전자(50)의 중심에 중심을 둔 원 상에 위치한다. 자극(55)의 외표면(56)은 회전자(50)의 중심에 중심을 둔 원 상에 위치한다. 즉, 고정자(30)의 극편에 의해 형성되는 내부 링 부분의 내부 원주 방향 표면은 회전자의 자극(55)의 외부 원주 방향 표면과 동심이며, 그에 따라 내부 링 부분의 내부 원주 방향 표면과 자극의 외부 원주 방향 표면 사이에 균일한 공극을 한정한다.

도 5를 참조하면, 이 실시예에서, 영구 자극(55)은 단일 환상 영구 자석에 의해 형성된다. 게다가, 회전자(50)는 회전 샤프트(51)를 더 포함한다. 회전 샤프트(51)의 일 단부는 베어링(24)을 통해 단부 캡(23)에 장착되며, 다른 단부는 다른 베어링을 통해 고정자의 원통형 외부 하우징(21)의 바닥에 장착되어, 회전자는 고정자에 대해 회전할 수 있다.

이 실시예에서, 회전자(50)는 회전자 코어(53)를 더 포함한다. 회전 샤프트(51)는 회전자 코어(53)의 중심을 통과하며 회전자 코어(53)는 샤프트(51)에 고정된다. 영구 자석은 회전자 코어(53)의 외부 원주 방향 표면에 장착된다. 회전자 코어(53)의 외부 원주 방향 표면에는 다수의 축방향-연장 홈(54)이 형성된다. 각각의 홈(54)은 두 개의 인접한 영구 자극의 접합부에 배열되어 자기 누설을 감소시킨다.

고정자 코어(30)는 자기-전도성 소재로 만들어진다. 예컨대, 고정자 코어(30)는 모터의 축방향을 따라 자기 라미네이션(업계에서 보통 사용되는 실리콘 라미네이션)을 스택킹함으로써 형성한다. 바람직하게도, 투쓰(33)는 모터의 원주 방향을 따라 이격되어 균일하게 배치된다. 극편(35)의 내부 단부의 내표면은 회전자(50)의 중심에 중심을 둔 원 상에 위치하며, 인접한 극편(35)은 연결되어 폐쇄된 내부 링 부분을 형성한다. 더 큰 자기 릴럭턴스를 가진 자기 브릿지(36)가 인접한 투쓰(33) 사이의 내부 링 부분의 세그먼트에 형성된다. 바람직하게도, 자기 브릿지(36)는 대응하는 두 개의 인접한 투쓰 사이의 중간 위치에 위치한다.

이 실시예에서, 내부 링 부분은 내부 링 부분의 다른 부분의 방사상 두께 미만의 자기 브릿지에서의 방사상 두께를 가지며, 그에 따라 자기 브릿지(36)의 자기 릴럭턴스를 증가시킨다. 구체적으로, 홈(37)은 각각의 자기 브릿지(36)에 대응하는 구역에서 내부 링 부분의 외부 원주 방향 표면 상에 형성된다. 각각의 자기 브릿지(36)와 관련되는 홈(37)의 개수는 1이다. 홈(37)은 호 형상, 정사각형 형상 또는 다른 적당한 형상을 가질 수 있다.

이 실시예에서, 각각의 두 개의 인접한 투쓰(35) 사이의 극편(35)은 위치지정 슬롯(38)을 형성한다. 위치지정 슬롯(38)의 개수는 회전자 영구 자극의 개수 및 고정자 극의 개수와 동일하며 이 예에서는 4이다. 본 실시예에서, 고정자 권선은 집중된 권선이며, 그에 따라 투쓰의 개수는 고정자의 극의 개수와 동일하다. 대안적인 실시예에서, 하나의 고정자 권선은 다수의 투쓰에 걸쳐서 걸쳐져 있으며, 복수의 투쓰는 하나의 고정자 극에 대응한다. 이처럼, 고정자 투쓰의 개수는 고정자 극의 개수의 정수배일 수 있다. 즉, 두 배, 세 배 등일 수 있다. 이 실시예에서, 위치지정 슬롯(38)은 모터의 축방향을 따라 연장하며, 극편을 연결하여 형성되는 내부 링 부분의 내부 원주 방향 표면과 외부 원주 방향 표면 사이에 배열된다. 그러므로, 위치지정 슬롯(38)은 숨겨진 위치지정 슬롯이라고 칭한다. 즉, 이들은 내부 링 부분의 내부 원주 방향 표면 또는 외부 원주 방향 표면으로부터 노출되어 있지 않다. 바람직하게도, 위치지정 슬롯(38)은 내부 원주 방향 표면에 더 가깝게 배열되지만 이 표면에 의해 덮인다/감춰진다. 대안적인 실시예에서, 위치지정 슬롯(38)은 모터의 축방향을 따라 연속적으로 연장한다. 바람직하게도, 각각의 위치지정 슬롯(38)은 대응하는 두 개의 인접한 투쓰의 대칭 중심으로부터 오프셋된 중심을 갖는다. 즉, 위치지정 슬롯(38)은 두 개의 투쓰로부터 상이한 거리만큼 이격되어, 고정자 권선에 전원 공급이 끊길 때, 회전자는 사점으로부터 오프셋된 위치에서 정지할 수 있다. 사점은, 고정자 권선에 전원이 공급될 때 회전자에 적용되는 토크가 0인 위치를 지칭한다. 바람직하게도, 각각의 위치지정 슬롯(38)의 중심은 대응하는 두 개의 인접한 투쓰의 대칭 중심으로부터 45°에서부터 135°까지의 범위에 있는 전기각(Q)만큼 각도 오프셋된다. 즉, 위치지정 슬롯(38)의 중심과 회전자의 중심을 통과하는 선(L1)과 인접한 투쓰(33)의 대칭 중심 선(L2)은 그 사이에 각도(Q)를 형성한다.

모터에 전원 공급이 끊길 때, 인접한 회전자 자극 사이의 중립 구역은 대응하는 두 개의 인접한 투쓰(33)의 대칭 중심과 정렬되기보다는, 극편의 위치지정 슬롯(38)과 각각 정렬된다. 그러므로, 선(L1)과 선(L2) 사이에 형성되는 앞서 언급한 각도(Q)를 또한 시동각이라고 칭한다. 이 실시예에서, 시동각은 45°전기각보다 크고 135°전기각보다 작다. 모터의 고정자 권선(39)에 일 방향으로 전류가 공급될 때, 회전자(50)는 일 방향을 따라 시작할 수 있다. 모터의 고정자 권선(39)에 반대 방향의 전류가 공급될 때, 회전자(50)는 반대 방향을 따라 시작할 수 있다. 시동각이 90°전기각일 때(즉, 위치지정 슬롯(38)이 투쓰의 중간 방사상 선과 정렬되며, 회전자 자극의 중심과 대응하는 인접한 투쓰(33)의 대칭 중심이 서로와 일치할 때), 회전자(50)는 양 방향으로 쉽게 시작할 수 있다. 즉, 이것은 양방향 시동을 달성하기에 가장 쉬운 각도임을 이해해야 한다. 시동각이 90°전기각으로부터 오프셋될 때, 회전자는 반대 방향으로보다는 일 방향으로 시작하기 더 쉽다. 막대한 수의 실험으로부터, 시동각이 45°전기각 내지 135°전기각의 범위에 있을 때, 양방향으로의 회전자의 시동은 우수한 신뢰도를 가짐을 알게 되었다.

제2 실시예

도 6을 참조하면, 이 실시예는 상기 실시예와는 이 실시예의 고정자 코어가 별도-타입 구조를 가져서 고정자 권선(39)의 권선감기 효율을 증가시킨다는 점에서 상이하다. 구체적으로, 투쓰(33)와 내부 링 부분은 일체형 구조로 일체형으로 형성되며, 투쓰(33)와 외부 요크(31)는 별도의 구조이다. 즉, 외부 요크(31)와 투쓰(33)는 별도로 형성한 후 함께 조립한다. 각각의 투쓰(33)는 용접 또는 여러 기계적 연결 방식(예컨대, 도브테일 조인트(dovetail joint))에 의해 외부 요크(31)에 고정 연결될 수 있음을 이해해야 한다. 대안적인 실시예에서, 투쓰(33), 요크(31) 및 내부 링 부분은 모두 별도로 형성하여, 고정자 권선(39)이 감긴 후, 투쓰(33)는 요크(31) 및 내부 링 부분에 고정 연결된다.

제3 실시예

도 7 및 도 8을 참조하면, 이 실시예와 제1 실시예의 하나의 차이점은 이 실시예에서, 홈(37)이 각각의 자기 브릿지(36)에 대응하는 구역에서 내부 링 부분의 외부 원주 방향 표면 상에 형성된다는 점이다. 각각의 자기 브릿지(36)에 대응하는 홈(37)의 개수는 1보다 크다. 예컨대 3이다. 자기 브릿지(36)는 두 개의 인접한 투쓰 사이의 중간 위치에서 최대 자기 릴럭턴스를 갖는다. 예컨대, 각각의 자기 브릿지가 세 개의 홈을 가질 때, 투쓰(33)로부터 가장 먼 홈이 가장 큰 크기를 갖는다. 즉, 홈이 투쓰(33)에 가까울수록, 홈은 더 작은 크기(구체적으로, 방사상 깊이)를 가지며; 홈이 투쓰(33)로부터 멀어질수록, 홈은 더 큰 크기(구체적으로, 방사상 깊이)를 갖는다. 자기 브릿지(36)는 두 개의 인접한 투쓰(33) 사이의 내부 링 부분 상에 배열되기 때문에, 두 개의 인접한 투쓰(33) 사이의 중간 부분에서의 홈이 가장 큰 크기를 갖는다.

이 실시예에서, 두 개의 인접한 투쓰 사이의 극편(35) 또한 위치지정 슬롯(38)을 갖는다. 위치지정 슬롯(38)은, 모터의 축방향으로 연장하며 외부 원주 방향 표면과 내부 원주 방향 표면 사이에 배열되는 블라인드 홀 또는 관통 홀이다.

게다가, 이 실시예의 자극은 다수의 호 영구 자석(57), 예컨대 네 개의 호 영구 자석(57)에 의해 형성된다. 다수의 호 영구 자석(57)은 고정자 코어(53)의 외부 원주 방향 표면에 장착된다. 마찬가지로, 고정자 코어의 외부 원주 방향 표면에는, 두 개의 인접한 영구 자석(57)의 접합부에 각각 배열되어 자기 누설을 감소시키는 축방향으로 연장하는 홈(54)이 제공된다. 바람직하게도, 영구 자석(57)의 외부 원주 방향 표면은 회전자 샤프트(51)의 중심과 동축이어서, 고정자 코어의 내부 링 부분의 내부 원주 방향 표면과 회전자의 자극(57)의 외부 원주 방향 표면 사이에는 균일한 공극이 형성된다. 대안적으로, 영구 자석(57)의 외부 원주 방향 표면은 회전자 샤프트(51)의 중심과 동축이 아니다. 예컨대, 영구 자석(57)의 외부 원주 방향 표면으로부터 회전자 샤프트의 중심까지의 거리는 외부 원주 방향 표면의 중심 부분으로부터 외부 원주 방향 표면의 단부 부분으로 감소한다. 바람직하게도, 자극(57)의 외부 원주 방향 표면은 자극(57)의 대략 중간 방사상 선과 대칭이다.

제4 실시예

도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 별도-타입 고정자 코어를 예시한다.

이 실시예는 제3 실시예와 이 실시예의 고정자 코어가 별도-타입 구조로 되어 있어서, 고정자 권선(39)의 권선감기 효율을 증가시킨다는 점에서 상이하다. 구체적으로, 투쓰(33)와 요크(31)는 일체형 구조로 일체형으로 형성되며, 투쓰(33)와 내부 링 부분은 별도의 구조이다. 즉, 내부 링 부분과 투쓰(33)는 별도로 형성한 후 함께 조립한다. 각각의 투쓰(33)는 용접 또는 여러 기계적 연결 방식(예컨대, 도브테일 조인트)에 의해 내부 링 부분에 고정 연결될 수 있음을 이해해야 한다. 대안적인 실시예에서, 투쓰(33), 요크(31) 및 내부 링 부분은 모두 별도로 형성하여, 고정자 권선(39)이 감긴 후, 투쓰(33)는 요크(31) 및 내부 링 부분에 고정 연결된다.

제5 실시예

도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 고정자 코어를 예시한다.

제3 실시예와의 차이점은, 이 실시예에서는, 관통 홀(32)이 각각의 자기 브릿지(36)에 대응하는 구역에서 내부 링 부분에 형성된다는 점이다. 관통 홀(32)의 개수는 1 이상일 수 있다. 자기 브릿지(36)는 두 개의 인접한 투쓰 사이의 중간 위치에서 최대 자기 릴럭턴스를 갖는다. 예컨대, 각각의 자기 브릿지가 세 개의 관통 홀을 가질 때, 투쓰(33)로부터 가장 먼 관통 홀이 더 큰 크기를 갖는다. 즉, 관통 홀이 투쓰(33)에 더 가까울수록, 관통 홀은 더 작은 크기(구체적으로, 관통 홀의 지름)를 가지며; 관통 홀이 투쓰(33)로부터 멀수록, 관통 홀은 더 큰 크기(구체적으로, 관통 홀의 직경)를 갖는다. 자기 브릿지(36)는 두 개의 인접한 투쓰(33) 사이의 내부 링 부분 상에 배열되기 때문에, 두 개의 인접한 투쓰(33) 사이의 중간 부분에서의 관통 홀이 가장 큰 직경을 갖는다.

상기 실시예 모두에서, 투쓰의 극편(35)을 연결함으로써 형성되는 내부 링 부분은 위치지정 슬롯(38)에서보다 자기 브릿지(36)에서 작은 방사상 크기를 갖는다는 점을 주목해야 한다. 위치지정 슬롯(38)이 형성되더라도, 내부 링 부분은 자기 브릿지(36)에서 가장 큰 자기 릴럭턴스를 갖는다.

본 발명의 실시예에서, 단상 영구 자석 모터는 환상 영구 자극을 포함하며, 고정자 코어의 극편의 내표면은 회전자의 중심에 중심을 둔 원 상에 위치하여, 균일한 공극이 더욱 쉽게 형성될 수 있어서, 종래기술에서의 인접한 극편 사이에 형성되는 슬롯 개구로 인해 생성되는 진동과 잡음을 감소시킨다. 게다가, 시동 동안 필요한 코깅 토크와 시동각은 원하는 요건에 따라 쉽게 조정할 수 있어서, 시동 사점을 감소시키거나 제거할 수 있으며, 그에 따라 모터 시동의 신뢰도를 증가시킬 수 있다. 예컨대, 모터 시동각은, 내부 링 부분의 위치지정 슬롯의 위치를 조정함으로써 쉽게 조정할 수 있다. 시동각(Q)이 45°전기각보다 크며 135°전기각보다 작을 때, 모터의 회전자는 양방향 시동을 달성할 수 있다. 내부 링 부분의 위치지정 슬롯의 형상, 크기 및 깊이를 조정함으로써, 시동 전 모터의 코깅 토크를 조정할 수 있다. 고정자 코어의 내부 링 부분은 연속적인 구조이며, 두 개의 인접한 투쓰 사이의 내부 링 부분의 일부분은 자기 브릿지에 의해 연결되어, 종래의 고정자의 극편 사이에 형성되는 슬롯 개구로 인한 자기 릴럭턴스의 갑작스런 변화를 회피하여, 모터의 코깅 토크는 감소할 수 있다. 고정자 코어는 별도-타입 구조로 되어 있어서, 권선감기 프로세스가 투쓰와 요크의 조립 전에 더블 플라이어(double flier) 권선감기 머신을 사용하여 실행할 수 있어서, 권선감기 효율을 증가시킨다.

본 발명에서, 용어, "링 부분"은 원주 방향을 따라 연속적으로 연장함으로써 형성되는 폐쇄된 구조를 지칭한다.

본 발명은 하나 이상의 바람직한 실시예를 참조하여 기재하였을지라도, 당업자는, 여러 변경이 가능함을 인식해야 한다. 그러므로, 본 발명의 범위는 다음의 청구범위를 참조하여 결정할 것이다.

Claims

단상 모터로서,
고정자 코어와 상기 고정자 코어 주위에 감기는 고정자 권선을 포함하는 고정자로서, 상기 고정자 코어는 다수의 투쓰와, 상기 투쓰의 내부 단부로부터 원주 방향으로 연장하는 극편을 포함하며, 상기 극편은 협력하여 그 사이에 공간을 한정하는, 상기 고정자; 및
회전자로서, 상기 극편과 상기 회전자 사이에 공극이 형성된 채로 상기 고정자의 상기 공간에 회전 가능하게 수용되어, 상기 회전자가 상기 고정자에 대해 회전하게 하고, 상기 회전자는 상기 회전자의 원주 방향을 따라 배치되는 자극을 포함하는, 상기 회전자를 포함하며,
상기 고정자 권선에 전원 공급이 끊길 때, 상기 자극의 중간 방사상 선이 대응하는 투쓰의 중간 방사상 선으로부터 오프셋되도록 상기 극편은 위치지정 슬롯을 형성하며, 상기 위치지정 슬롯은 상기 극편의 내부 원주 방향 표면에 의해 덮이는, 단상 모터.
청구항 1에 있어서, 상기 극편의 내부 원주 방향 표면은 상기 회전자의 중심 축과 동축인, 단상 모터.
청구항 2에 있어서, 상기 회전자의 자극의 외부 원주 방향 표면은 상기 극편의 내부 원주 방향 표면과 동심인, 단상 모터.
청구항 2에 있어서, 영구 자석의 외부 원주 방향 표면으로부터 상기 회전자의 중심축까지의 거리는 상기 외부 원주 방향 표면의 중심 부분으로부터 상기 외부 원주 방향 표면의 단부 부분으로 감소하는, 단상 모터.
청구항 4에 있어서, 상기 자극의 외부 원주 방향 표면은 상기 자극의 중간 방사상 선을 중심으로 대칭인, 단상 모터.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위치지정 슬롯은 상기 모터의 축방향을 따라 상기 극편에서 연장하는 블라인드 홀 또는 관통 홀인, 단상 모터.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전자는 회전자 코어를 포함하고, 상기 회전자의 자극은 상기 회전자 코어에 장착되는 환상 영구 자석 또는 다수의 영구 자석에 의해 형성되는, 단상 모터.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 인접한 극편은 함께 연결되어 폐쇄된 내부 링 부분을 형성하고, 상기 내부 링 부분의 내부 원주 방향 표면은 원통형 원주 방향 표면 상에 위치하며, 자기 브릿지가 각각의 두 개의 인접한 투쓰 사이의 상기 내부 링 부분의 일부분에 배열되는, 단상 모터.
청구항 8에 있어서, 각각의 자기 브릿지는 두 개의 인접한 투쓰 사이의 중간 위치에 배열되거나 상기 위치지정 슬롯으로부터 먼 방향으로 상기 중간 위치로부터 오프셋되어 있는, 단상 모터.
청구항 8에 있어서, 상기 내부 링 부분은 각각의 자기 브릿지에 대응하는 구역에서 상기 모터의 축방향을 따라 연장하는 관통 홀을 갖거나 각각의 자기 브릿지에 대응하는 구역의 외표면에서 홈을 갖는, 단상 모터.
청구항 10에 있어서, 상기 자기 브릿지는 두 개의 인접한 투쓰 사이의 상기 중간 위치에서 최대 자기 릴럭턴스를 갖는, 단상 모터.
청구항 8에 있어서, 상기 고정자 코어는 외부 요크를 더 포함하고, 상기 투쓰는 상기 외부 요크로부터 내부로 연장하며, 상기 투쓰는 상기 내부 링 부분과 상기 요크 중 하나 또는 둘 모두로부터 별도로 형성되는, 단상 모터.
청구항 1에 있어서, 인접한 투쓰의 각 쌍 사이에 위치하는 상기 극편에는 상기 위치지정 슬롯 중 하나가 제공되고, 상기 위치지정 슬롯은 상기 모터의 축방향을 따라 연속적으로 또는 불연속적으로 연장하며, 각각의 위치지정 슬롯은 두 개의 인접한 투쓰로부터 상이한 거리만큼 이격되어 있는, 단상 모터.
청구항 13에 있어서, 상기 위치지정 슬롯의 개수는 상기 자극의 개수와 동일한, 단상 모터.
청구항 13에 있어서, 상기 극편은 연결되어 폐쇄된 내부 링 부분을 형성하고, 자기 브릿지가 각각의 두 개의 인접한 투쓰 사이의 상기 내부 링 부분의 일부분에 배열되며, 상기 내부 링 부분은 상기 위치지정 슬롯에서의 자기 릴럭턴스보다 큰 상기 자기 브릿지에서의 자기 릴럭턴스를 갖는, 단상 모터.
청구항 13에 있어서, 상기 위치지정 슬롯의 중심은 대응하는 투쓰 쌍의 대칭 중심으로부터 45°에서부터 135°까지의 범위에 이르는 전기각만큼 오프셋되어 있는, 단상 모터.