KR20170080492A - 고정자 및 이를 갖는 다상 브러시리스 모터 - Google Patents

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KR20170080492A
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polyphase
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지오나탄 누쪼
파비오 올모
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존슨 일렉트릭 에스.에이.
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Abstract

본 발명은, 고정자와, 이 고정자를 이용한 다상 브러시리스 전기 모터에 관한 것이다. 링부 및 상기 링부로부터 방사상으로 연장되는 복수의 고정자 자극을 갖는 고정자 코어; 상기 고정자 자극에 각각 감기고 코일 단자를 갖는 복수의 고정자 코일; 및 서로 전기적으로 절연된 복수의 도전 요소를 포함하는 고정자 코어에 고정된 배선 프레임을 포함한다. 상기 도전 요소는 대응하는 코일 단자에 전기적으로 결합되어 다상 권선을 형성한다. 상기 다상 권선은 다상 전원에 전기적으로 결합되도록 구성된 복수의 위상 단자를 갖는다. 상기 위상 단자는 상기 고정자 코일의 코일 단자에 의해 형성된다. 상기 고정자는 코일 단자와 다상 전원 사이에 간단하고 경제적이며 신뢰성 있는 연결을 제공할 수 있다.

Description

고정자 및 이를 갖는 다상 브러시리스 모터{Stator and Multiphase Brushless Motor Having the Same}
본 발명은 고정자 및 이를 구비한 다상 브러시리스 모터에 관한 것이다.
브러시리스 모터의 고정자는 고정자 코어 및 복수의 고정자 코일을 포함한다. 고정자 코어는 축 방향으로 연장하는 링부과, 링부로부터 방사상으로 연장되는 복수의 고정자 자극을 갖는다. 고정자 코일은 고정자 자극에 권선되고 코일 단자를 갖는다. 코일 단자는 다상 전원에 연결되어야 한다.
본 발명의 목적은 고정자에게 코일 단자와 다상 전원 사이에서 간단하고 경제적이며 신뢰성 있는 연결을 제공하는 것이다.
따라서, 한 측면에서, 본 발명은 링부 및 상기 링부로부터 방사상으로 연장되는 복수의 고정자 자극을 갖는 고정자 코어; 상기 고정자 자극에 각각 감기고 코일 단자를 갖는 복수의 고정자 코일; 및 서로 전기적으로 절연된 복수의 도전 요소를 포함하는 고정자 코어에 고정된 배선 프레임을 포함한다. 상기 도전 요소는 대응하는 코일 단자에 전기적으로 결합되어 다상 권선을 형성한다. 상기 다상 권선은 다상 전원에 전기적으로 결합되도록 구성된 복수의 위상 단자를 갖는다. 상기 위상 단자는 상기 고정자 코일의 코일 단자에 의해 형성된다.
따라서, 다른 측면에서, 본 발명은 영구 자석 회전자 및 고정자를 포함하는 다상 브러시리스 전기 모터를 제공한다. 상기 고정자는 링부를 갖는 고정자 코어와 상기 링부로부터 방사상으로 연장되는 복수의 고정자 자극을 포함하며; 상기 고정자 자극에 각각 감기고 코일 단자를 갖는 복수의 고정자 코일; 및 서로 전기적으로 절연된 복수의 도전 요소를 포함하는 고정자 코어에 고정된 배선 프레임을 포함한다. 도전 요소는 대응하는 코일 단자에 전기적으로 결합되어 다상 권선을 형성한다. 다상 권선은 다상 전원에 전기적으로 결합되도록 구성된 복수의 위상 단자를 갖는다. 위상 단자는 고정자 코일의 코일 단자에 의해 형성된다.
상기 고정자에서는, 고정자 코일(L)의 코일 단자가 직접 위상 단자(X, Y, Z)로서 작용하기 때문에, 위상 단자를 용이하게 설치할 수있다. 따라서, 상기 고정자는 코일 단자와 다상 전원 사이에 간단하고 경제적이며 신뢰성있는 연결을 제공할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예는 첨부 도면의 도면을 참조하여 단지 예로서 기술될 것이다. 도면에서, 하나 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조, 요소 또는 부품은 일반적으로 이들이 나타나는 모든 도면에서 동일한 참조 번호로 표시되어 있다. 도면에 도시된 구성 요소 및 피처의 치수는 일반적으로 설명의 편리성 및 명료성을 위해 선택되며 반드시 일정한 비율로 도시되지는 않는다. 도면은 다음과 같습니다.
도 1은 양호한 실시예에서의 고정자의 조립도이다.
도 2는 코일 및 홀더가 제거된 도 1의 고정자의 분해도이다.
도 3은 도 2의 조립도이다.
도 4는 도 1의 고정자의 부분 분해도이다.
도 5는 도 1의 배선 프레임의 홀더 및 도전 부재를 도시한다.
도 6은 일부 실시예에서 와이어 링 프레임의 도전 부재와 고정자 코일 사이의 전기 연결을 예시한다.
도 7은 다른 실시예에서 배선 프레임의 도전 부재와 고정자 코일 사이의 전기적 연결을 도시한다.
도 8은 전형적인 3상 브러시리스 직류 모터의 도면이다.
본 발명의 실시예의 기술적 해결책은 첨부 도면을 참조하여 다음과 같이 명확하고 완전하게 설명될 것이다. 명백하게, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 실시예 모두가 아니라 단지 일부이다. 본 발명의 실시예에 기초하여, 임의의 창의적인 노력을 기울이지 않고 당업자에 의해 획득된 임의의 다른 실시예는 본 발명의 보호 범위 내에 속한다.
구성 요소가 다른 구성 요소에 "고정(fixed)"되는 것으로 설명되는 경우, 다른 구성 요소에 직접 고정되거나 중간 구성 요소가 있을 수 있음이 주목된다. 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결(connected)"되는 것으로 설명되는 경우, 다른 구성 요소에 직접 연결되거나 중간 구성 요소가 있을 수 있음이 주목된다. 구성 요소가 다른 구성 요소에 "배치(disposed)"되는 것으로 설명되는 경우, 다른 구성 요소에 직접 배치되거나 중간 구성 요소가 있을 수 있음이 주목된다. "수직", "수평", "왼쪽", "오른쪽" 또는 이와 유사한 표현과 같은 방향 구문은 설명의 목적으로만 사용된다.
달리 명시하지 않는 한, 모든 기술 및 과학 용어는 당업자가 이해할 수있는 통상의 의미를 갖는다. 본 명세서에 사용된 용어는 제한적이기 보다는 예시적인 것이다. 본 명세서에서 사용된 "및/또는"이라는 용어는 나열된 하나 이상의 관련 아이템의 각각이 및 모든 조합이 포함됨을 의미한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 기호 S는 3상 브러시리스 모터, 보다 상세하게는 다상 브러시리스 직류 모터에 대한 고정자를 나타낸다. 고정자(S)는 바람직하게는 함께 적층된 라미네이션 팩으로 이루어진 고정자 코어(1)를 포함한다. 고정자 코어(1)는 축 방향으로 연장되는 링부(10)와, 링부(10)로부터 반경 방향 외측으로 연장되는 복수의 고정자 자극(11)을 포함한다. 각각의 고정자 자극(11)은 고정자 코일(L)에 의해 감긴다. 각각의 고정자 코일(L)은 두 개의 코일 단자(표시되지 않음)를 포함한다. 고정자 코일(L)은 고정자 투쓰(11) 상에 개별적으로 감기거나 고정자 투쓰(11) 상에 연속적으로 감길 수 있다. 고정자 코일(L)이 연속적으로 감겨지는 경우, 각각의 고정자 투쓰(11)에 대응하는 고정자 코일(L)의 양 단부는 두개의 코일 단자이다.
이 실시예에서, 고정자 자극(11)은 실질적으로 T- 형상이다. 고정자 코일(L)은 링부(10)와 고정자 자극(11)의 말단 브랜치 사이에 감겨져있다.
고정자(S)는 절연 구조체(40)를 더 포함한다. 고정자 코어(1)로부터 고정자 코일(L)을 격리시키기 위해, 절연 구조체(40)는 바람직하게는 오버 몰드 공정에 의해 고정자 코어(1) 위에 캡슐화 절연 구조체로서 형성되는 것이 바람직하다. 절연 구조체(40)는 플라스틱 또는 수지와 같은 재료로 제조될 수있다.
고정자(S)는 배선 프레임(C)을 더 포함한다. 배선 프레임(C)은 플라스틱 재료로 형성될 수 있는 절연 캐리어(13) 및 캐리어(13)에 의해 서로 전기적으로 절연된 3개의 도전 부재(14, 15, 16)를 포함한다.
본 실시예에서, 절연 구조체(40)는 고정자 코어(1)의 링부(10) 내에 배치된 장착 구조체(41)를 갖는다. 절연 캐리어(13)는 환형이고 장착 구조체(41)에 또는 장착 구조체 내부에 고정된다. 도전 부재(14, 15, 16)는 원호-형상 본체(표시되지 않음) 및 본체로부터 일체로 연장되는 복수의 도전 단자(표시되지 않음)를 포함하는 모놀리식 부재이다. 각 도전 단자는 적어도 하나의 대응하는 코일 단자에 전기적으로 연결된다. 각 도전 부재의 도전 단자는 대응하는 코일 단자에 전기적으로 접속되어 하나의 위상 권선을 형성한다. 도전 부재(14, 15, 16)는 3상 권선을 형성하도록 구성된다. 3개의 도전 부재(14, 15, 16)에 전기적으로 각각 연결된 고정자 코일(L)의 임의의 3개의 코일 단자는 위상 단자(X, Y, Z)로서 작용한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 도전 부재(14, 15, 16)는 원주 방향으로 서로 이격될 수 있고, 도전 부재(14, 15, 16)는 동일한 수평 레벨에 위치되므로, 배선 프레임(C)의 축방향 두께는 감소한다.
고정자(S)는 위상 단자(X, Y, Z)를 소정 위치에 유지하기 위한 절연 홀더(17)를 더 포함한다. 절연 홀더(17)는 복수의 통로 또는 시트(18)를 갖는 본체와 노치 형성부(notch formation)(19)를 포함한다. 노치 형성부(19)는 고정자 코어(1)의 축 방향을 따라 고정자 코일(L)에 의해 감긴 고정자 자극(11)에 맞물린다. 위상 단자(X, Y, Z)는 통로 또는 시트(18)를 통과하여 절연 홀더(17)의 외부로 연장되어 3상 전원에 전기적으로 연결된다. 위상 단자 X, Y 및 Z는 축 방향으로 연장되며 본질적으로 서로 평행하다.
도 8은 전형적인 3상 브러시리스 직류 모터를 도시하며, 상기 모터는 고정자 및 영구 자석 회전자(R)를 포함한다. 고정자는 영구 자석 회전자(R) 내부에 장착되는 것이 바람직하다. 고정자는 도 1 내지 도 4의 전술한 고정자(S) 일 수 있다.
유리하게는, 고정자 코일(L)의 코일 단자가 위상 단자(X, Y, Z)로서 직접 작용하기 때문에, 위상 단자가 용이하게 제공될 수 있다. 또한, 절연 홀더(17)는 간단하고 경제적이며 고정자 자극(11)에 용이하게 고정될 수 있다.
도 6은 일부 실시예에서 배선 프레임의 도전 부재와 고정자 코일 사이의 전기적 연결을 도시한다. 고정자 코일(L)의 개수는 M이라고 가정한다. M은 3의 배수이다. 각각의 도전 부재는 2M/3 코일 단자에 전기적으로 결합되어 2 개의 임의의 도전 부재 사이에 M/3 개의 병렬 브랜치를 형성한다. 보다 구체적으로는, 실시예에서, M은 12이다. 도전 부재(14)는 고정자 코일(L1-L4)의 제1 코일 단자 및 고정자 코일(L9-L12)의 제1 코일 단자에 전기적으로 연결된다. 도전 부재(15)는 고정자 코일(L1-L4)의 제2 코일 단자 및 고정자 코일(L5-L8)의 제1 코일 단자에 전기적으로 연결된다. 도전 부재(16)는 고정자 코일(L5-L8)의 제2 코일 단자 및 고정자 코일(L9-L12)의 제2 코일 단자에 전기적으로 연결된다. 도전 부재(14, 15, 16)에 각각 접속된 임의의 3개의 코일 단자는 3상 전원에 전기적으로 결합되는 3상 단자(X, Y, Z)로서 작용한다.
도 7은 일부 실시예에서 배선 프레임의 도전 부재와 고정자 코일 사이의 다른 연결을 도시한다. 도전 부재(14)는 고정자 코일(L1-L4)의 제1 코일 단자에 전기적으로 연결된다. 도전 부재(15)는 고정자 코일(L5-L8)의 제1 코일 단자에 전기적으로 연결된다. 도전 부재(16)는 고정자 코일(L9-L12)의 제1 코일 단자에 전기적으로 연결된다. 배선 프레임(C)은 고정자 코일(L1-L12)의 제2 코일 단자에 전기적으로 연결된 공통 도전 부재(30)를 더 포함한다. 도전 부재(14, 15, 16)에 각각 접속된 임의의 3개의 코일 단자는 3상 전원에 전기적으로 연결되는 3상 단자(X, Y, Z)로서 작용한다.
다양한 실시예에서, 브러시리스 모터는 또한 N 개의 위상 브러시리스 모터일 수 있다. N 은 3보다 큰 정수이다. 이와 같이, 배선 프레임(C)은 N 개의 도전 부재를 포함한다. N 개의 도전 부재에 각각 연결된 고정자 코일의 N 개의 코일 단자는 N 개의 위상 전원에 전기적으로 결합되는 N 개의 위상 단자로서 작용할 것이다.
배선 프레임(C) 및 고정자 코일(L)의 도전 부재(14, 15, 16) 사이의 연결이 도시된 구현예와는 상이할 수 있고, 여기에 제공된 연결이 달리 구체적으로 청구되거나 열거되지 않는 한, 다른 실시예 또는 구현의 범위 또는 청구 범위를 제한하려는 의도가 아닌 것임을 당업자라면 명확하게 이해할 것이다.
본 출원의 설명 및 청구 범위에서, 동사의 각각은 "포함하다(comprise)", "포함하다(include)", "포함하다(contain)" 및 "갖다(have)" 및 이들의 변형은 포괄적인 의미로 사용되어 명시된 항목의 존재를 지정하지만 추가 항목의 존재를 배제하지 않아야 한다.
본 발명이 하나 이상의 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었지만, 당업자라면 다양한 수정이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 다음의 청구 범위를 참조하여 결정된다.

Claims (7)

  1. 고정자에 있어서,
    링부 및 상기 링부로부터 방사상으로 연장되는 복수의 고정자 자극을 갖는 고정자 코어;
    상기 고정자 자극에 각각 감기고 코일 단자를 갖는 복수의 고정자 코일; 및
    서로 전기적으로 절연된 복수의 도전 요소를 포함하고 고정자 코어에 고정된 배선 프레임 - 상기 도전 요소는 대응하는 코일 단자에 전기적으로 결합되어 다상 권선을 형성함 - 을 포함하되.
    상기 다상 권선은 다상 전원에 전기적으로 결합되도록 구성된 복수의 위상 단자를 가지며; 또한
    상기 위상 단자는 상기 고정자 코일의 코일 단자에 의해 형성되는, 고정자.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 고정자에 결합된 절연 홀더를 더 포함하고, 상기 위상 단자는 상기 절연 홀더에 의해 유지되는, 고정자.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 절연 홀더는 상기 고정자 코어의 축 방향을 따라 적어도 하나의 고정자 자극에 맞물리는 노치 형성부를 포함하는 고정자.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 절연 홀더는 복수의 통로 또는 시트를 갖는 몸체를 포함하고, 상기 위상 단자는 상기 통로 또는 시트를 통과하여 상기 절연 홀더의 외부로 연장되어 다상 전원에 전기적으로 결합되는, 고정자.
  5. 청구항 2에 있어서, 도전 요소의 수는 3개이고, 상기 위상 단자는 3상 전원에 전기적으로 결합되는 고정자.
  6. 영구 자석 회전자 및 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 고정자를 포함하는 다상 브러시리스 전기 모터.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 모터는 3상 브러시리스 직류 모터이고, 상기 고정자는 상기 영구 자석 회전자의 내부에 장착되는, 다상 브러시리스 전기 모터.
KR1020160179897A 2015-12-30 2016-12-27 고정자 및 이를 갖는 다상 브러시리스 모터 KR20170080492A (ko)

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