KR20180039953A - Rotating electric device using main field magnetic flux by permanent magnet and auxiliary field magnetic flux by field winding - Google Patents

Rotating electric device using main field magnetic flux by permanent magnet and auxiliary field magnetic flux by field winding Download PDF

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Abstract

According to the present invention, provided is a rotary electric machine comprising: an armature module (110) which is fixed and has a plurality of armature windings (120) placed sequentially along a circumferential direction; and a field magnet module (150) which is placed on the inside of a radial direction of the armature windings. The field magnet module comprises: a fixed field magnet winding unit (190); and a rotor unit (160) which rotates with respect to the armature module and the field magnet winding unit. The rotor unit comprises a rotor iron coil part (170) having a through-hole (172) therein and a plurality of permanent magnets (180) coupled to the rotor iron core part. The field magnet winding unit has a field magnet winding part (199) placed on the through-hole (172). The rotary electric machine of the present invention has a field winding therein, thereby adjusting a magnetic flux of a field magnet, unlike existing permanent magnet type rotary electric machine which generates a magnetic flux of a field magnet only by permanent magnets.

Description

영구자석에 의한 주 계자자속과 계자권선에 의한 보조 계자자속을 이용하는 회전전기기계 {ROTATING ELECTRIC DEVICE USING MAIN FIELD MAGNETIC FLUX BY PERMANENT MAGNET AND AUXILIARY FIELD MAGNETIC FLUX BY FIELD WINDING}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a rotary electric machine using a main field flux by a permanent magnet and an auxiliary field flux by a field winding. BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001]

본 발명은 발전기 및 전동기를 포함하는 회전전기기계에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 회전자에 설치된 영구자석에 의해 발생하는 주 계자자속과 회전하지 않는 계자권선에 의해 발생하는 보조 계자자속을 이용하는 회전전기기기계에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a rotary electric machine including a generator and an electric motor, and more particularly to a rotary electric machine using an auxiliary field flux generated by a permanent magnet installed in a rotor and a non- Machine.

도 1 내지 도 3은 회전자에 영구자석이 설치된 종래의 영구자석형 회전전기기계의 구조를 보여주는 도면이다. 도 1에는 고정자(12)의 내부에 위치하는 회전자(11)의 외주면에 다수의 영구자석(13)이 부착된 형태인 SPM형 회전전기기계(10)가 도시되어 있고, 도 2에는 고정자(22)의 내부에 위치하는 회전자(21)의 내부에 다수의 영구자석(23)이 종방향으로 배열된 IPM형 회전전기기계(20)가 도시되어 있으며, 도 3에는 고정자(32)의 내부에 위치하는 회전자(31)의 내부에 다수의 영구자석(33)이 횡방향으로 삽입되는 Spoke형 회전전기기계(30)가 도시되어 있다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같은 형태의 회전전기기계는 회전자에 설치된 영구자석에 의해서만 계자자속이 발생하기 때문에 계자자속을 직접 조절할 수 없다는 단점이 있다.FIGS. 1 to 3 are views showing the structure of a conventional permanent magnet type rotating electrical machine in which permanent magnets are provided in the rotor. 1 shows a SPM-type rotary electric machine 10 in which a plurality of permanent magnets 13 are attached to the outer circumferential surface of a rotor 11 located inside the stator 12. In Fig. 2, 3 shows an IPM rotary electric machine 20 in which a plurality of permanent magnets 23 are arranged in the longitudinal direction in a rotor 21 located inside of the stator 32. In FIG 3, There is shown a Spoke-type rotary electric machine 30 in which a plurality of permanent magnets 33 are laterally inserted into a rotor 31 located at a position shown in Fig. 1 to 3, there is a disadvantage that the field magnetic flux can not be directly controlled because the field magnetic flux is generated only by the permanent magnet installed in the rotor.

브러쉬를 사용하지 않는 계자권선형 회전전기기계의 경우 계자권선에 의해서 계자자석이 발생하기 때문에 계자권선의 전류를 조절하여 계자자속을 직접 조절할 수 있지만, 계자권선에서의 동손 발생으로 인해 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같은 영구자석형 회전전기기계에 비해 효율이 떨어진다는 단점이 있다.Since the field magnet is generated by the field winding in the case of the field winding rotary electric machine not using the brush, the field flux can be directly controlled by adjusting the current of the field winding, but due to the generation of copper loss in the field winding, There is a disadvantage that efficiency is lower than that of the permanent magnet type rotating electric machine as shown in FIG.

브러쉬를 사용하지 않는 계자권선형 회전전기기계 중 영구자석을 추가로 부착 혹은 삽입하여 구성한 종래의 계자권선형 회전전기기계가 도 4에 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 지지 철심(4)에 계자 권선(3)이 감겨있고, 계자 권선(3) 위에 원통형 영구자석(6)이 위치한다. 지지 철심(4)과 계자 권선(3), 영구자석(6)은 회전자 철심(5) 내에서 회전하지 않도록 고정되며, 회전자 철심(5)만 전기자 권선(2)을 구비하는 고정자(1)에 대해 회전하게 된다. 계자 권선(3)에서 발생한 주 계자자속은 회전자 철심(5)을 지나 공극을 통해 고정자(1)의 철심을 지나간다. 영구자석(6)에 의해 발생한 자속은 회전자 철심(5)과 지지 철심(4)만을 지나고 고정자(1)의 철심을 지나지 않는다. 영구자석(6)에 의해 발생된 자속은 회전자 철심(5)과 지지 철심(4)의 포화도를 감소시킬 뿐, 계자자속을 증가시키지는 못한다.A conventional field winding rotary electric machine constructed by additionally inserting or inserting a permanent magnet in a field winding rotary electric machine that does not use a brush is shown in Fig. 4, the field winding 3 is wound on the supporting iron core 4, and the cylindrical permanent magnet 6 is placed on the field winding 3. As shown in Fig. The supporting iron core 4, the field winding 3 and the permanent magnet 6 are fixed so as not to rotate in the rotor iron core 5 and only the rotor iron core 5 is fixed to the stator 1 having the armature winding 2 As shown in Fig. The main field flux generated in the field winding 3 passes through the iron core 5 and passes through the iron core of the stator 1 through the gap. The magnetic flux generated by the permanent magnet 6 passes through only the rotor core 5 and the supporting core 4 and does not pass through the core of the stator 1. [ The magnetic flux generated by the permanent magnet 6 reduces the degree of saturation of the rotor iron core 5 and the supporting iron core 4 but does not increase the field magnetic flux.

종래의 회전자에 영구자석을 부착 혹은 삽입하는 영구자석형 회전전기기계에 브러쉬를 사용하지 않는 계자권선형 회전전기기계의 구조를 결합한 하이브리드 계자권선형 회전전기기계가 도 5에 도시되어 있다. 도 5를 참조하면, 계자 권선(3)은 하우징(7)의 안쪽에 감긴다. 회전자 철심(5)에 설치된 영구자석(6)에 의해 발생한 주 계자자속은 회전자 철심(5)을 지나 공극을 통과하고 고정자(1)의 철심을 지나간다. 또한 계자 권선(3)에 의해 발생한 주 계자자속은 하우징(7)을 지나 계자자속공극을 지나 회전자 철심(5)을 지나 공극을 통과하여 고정자(1)의 철심을 지나간다. 도 5에 도시된 바와 같은 하이브리드 계자권선형 회전전기기계는 계자 권선(3)이 하우징(7)에 존재하기 때문에 전체 크기가 증가한다는 단점이 있다.FIG. 5 shows a hybrid field winding rotary electric machine in which a permanent magnet type rotary electric machine in which a permanent magnet is attached to or inserted into a conventional rotor is combined with a structure of a field winding rotary electric machine that does not use a brush. Referring to FIG. 5, the field winding 3 is wound inside the housing 7. The main magnetic flux generated by the permanent magnet 6 installed on the rotor iron core 5 passes through the gap between the rotor iron core 5 and the iron core of the stator 1. The main field flux generated by the field winding 3 passes through the housing 7, passes through the field magnetic gap, passes through the rotor iron core 5, passes through the gap, and passes through the iron core of the stator 1. The hybrid field winding rotary electric machine as shown in Fig. 5 is disadvantageous in that the total size is increased because the field winding 3 is present in the housing 7.

본 발명의 목적은 회전자에 영구자석을 삽입하는 영구자석형 회전전기기계에 브러쉬를 사용하지 않는 계자 권선형 회전전기기계의 구조를 회전자 내부에 추가한 형태의 영구자석형 회전전기기계를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a permanent magnet type rotary electric machine in which a permanent magnet is inserted into a rotor, a permanent magnet type rotary electric machine in which a structure of a field winding rotary electric machine .

본 발명의 다른 목적은 계자 자속을 조절할 수 없는 종래의 영구자석형 회전전기기계와는 다르게 계자 자속을 조절할 수 있는 회전전기기계를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a rotating electric machine capable of controlling field flux unlike a conventional permanent magnet type rotating electric machine in which field flux can not be controlled.

본 발명의 또 다른 목적은 영구자석을 추가로 부착 혹은 삽입하여 구성한 종래의 계자권선형 회전전기기계와는 달리 계자 권선의 동손을 감소시켜서 계자 자속을 증가시킬 수 있는 회전전기기계를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a rotary electric machine capable of reducing field loss of the field winding to increase field flux, unlike a conventional field winding rotary electric machine in which permanent magnets are further attached or inserted.

본 발명의 또 다른 목적은 종래의 회전자에 영구자석을 부착 혹은 삽입하는 영구자석형 회전전기기계에 브러쉬를 사용하지 않는 계자권선형 회전전기기계의 구조를 결합한 하이브리드 계자권선형 회전전기기계에 비해 부피를 감소시킬 수 있는 구조를 갖는 회전전기기계를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a permanent magnet type rotary electric machine in which a permanent magnet is attached to or inserted into a conventional rotor, compared to a hybrid field rotary electric machine in which a structure of a field winding rotary electric machine And to provide a rotary electric machine having a structure capable of reducing the volume.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면,According to an aspect of the present invention,

원주방향을 따라서 차례대로 배치되는 다수의 전기자 권선(120)을 구비하는 고정된 전기자 모듈(110); 및 상기 다수의 전기자 권선의 반경방향 내측에 위치하는 계자 모듈(150)을 포함하며, 상기 계자 모듈은 고정된 계자 권선 유닛(190)과, 상기 전기자 모듈 및 상기 계자 권선 유닛에 대해 회전하는 회전자 유닛(160)을 구비하며, 상기 회전자 유닛은 내부에 관통 구멍(172)이 형성된 회전자 철심부(170)와 상기 회전자 철심부에 결합되는 다수의 영구자석(180)을 구비하며, 상기 계자 권선 유닛은 상기 관통 구멍(172)에 위치하는 계자 권선부(199)를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전전기기계가 제공된다.A fixed armature module (110) having a plurality of armature windings (120) arranged in order along the circumferential direction; And a field module (150) positioned radially inwardly of the plurality of armature windings, the field module comprising a fixed field winding unit (190), a rotor rotating about the armature module and the field winding unit Unit 160. The rotor unit includes a rotor iron core unit 170 having a through hole 172 formed therein and a plurality of permanent magnets 180 coupled to the rotor iron core unit, And the field winding unit has a field winding portion (199) located in the through hole (172).

상기 다수의 영구자석은 상기 회전자 철심부의 내부에서 원주방향을 따라서 차례대로 배치되는 다수의 내삽 영구자석(181)과, 상기 다수의 내삽 영구자석보다 반경방향 바깥에 이웃한 두 내삽 영구자석의 사이에 위치하고 원주방향을 따라서 차례대로 배치되며 반경방향 바깥면이 상기 회전자 철심부로부터 노출되는 다수의 노출 영구자석을 구비할 수 있다.The plurality of permanent magnets include a plurality of interpolation permanent magnets (181) arranged in turn in the circumferential direction inside the rotor iron core part, and a plurality of interpolation permanent magnets (181) arranged between the two interpolation permanent magnets adjacent to the plurality of interpolation permanent magnets And a plurality of exposed permanent magnets which are disposed in order along the circumferential direction and whose radial outer surfaces are exposed from the rotor iron core portion.

상기 회전자 철심부는 상기 관통 구멍이 형성되고 외주면에 상기 다수의 내삽 영구자석이 부착되는 원통형의 내부 철심 부재(171)와, 상기 다수의 내삽 영구자석 각각의 반경방향 바깥면에 부착되는 다수의 외부 철심 부재(175)를 구비하며, 상기 다수의 외부 철심 부재 중 원주방향을 따라서 이웃한 두 외부 철심 부재의 사이에 상기 노출 영구자석이 부착되어서 위치할 수 있다.The rotor iron core portion includes a cylindrical inner iron core member (171) having the through holes formed therein and having the plurality of interpolative permanent magnets attached to the outer circumferential surface thereof, and a plurality of external And an iron core member 175. Among the plurality of outer iron core members, the exposure permanent magnet may be attached and positioned between two adjacent outer iron core members along the circumferential direction.

상기 계자 권선 유닛은 상기 계자 권선부를 지지하는 지지 철심부(191)를 더 구비할 수 있다.The field winding unit may further include a support iron core portion 191 for supporting the field winding portion.

상기 지지 철심부는 상기 계자 권선부가 감기고 상기 관통 구멍을 통과하는 관부(194, 195)와, 상기 관부의 양단에 형성되어서 상기 회전자 유닛의 바깥에 위치하는 두 플랜지부(196, 197)를 구비하며, 상기 다수의 외부 철심 부재는 원주방향을 따라서 교대로 위치하는 제1 외부 철심 부재(176)와 제2 외부 철심 부재(177)를 구비하며, 상기 제1 외부 철심 부재의 길이방향 제1 끝단은 상기 제2 외부 철심 부재의 길이방향 제1 끝단보다 더 연장되어서 상기 플랜지부(196)와 인접하여 이격되며, 상기 제2 외부 철심부재의 길이방향 제2 끝단은 상기 제1 외부 철심 부재의 길이방향 제2 끝단보다 더 연장되어서 상기 플랜지부(197)와 인접하여 이격될 수 있다.The supporting iron core portion includes tube portions 194 and 195 through which the field winding portion is wound and pass through the through hole and two flange portions 196 and 197 formed at both ends of the tube portion and positioned outside the rotor unit , The plurality of outer iron core members includes a first outer iron core member (176) and a second outer iron core member (177) alternately disposed along the circumferential direction, and a first longitudinal end of the first outer iron core member Wherein the first outer iron core member extends further than the first longitudinal end of the second outer iron core member and is adjacent to and spaced apart from the flange portion 196, And may be adjacent to and spaced apart from the flange portion 197.

본 발명에 의하면 앞서서 기재된 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 본 발명에 따른 회전전기기계는 내부에 계자 권선을 구비하기 때문에, 영구자석에 의해서만 계자자속이 발생하는 종래의 영구자석형 회전전기기계(도 1 내지 도 3)와는 다르게 계자자속을 조절할 수 있다.According to the present invention, all the objects of the present invention described above can be achieved. Specifically, since the rotating electric machine according to the present invention includes field windings inside thereof, unlike the conventional permanent magnet type rotating electric machine (see FIGS. 1 to 3) in which field magnetic flux is generated only by permanent magnets, Can be adjusted.

또한, 본 발명에 의한 회전전기기계는 영구자석이 회전자 철심의 포화도를 개선하는 역할만을 주로 수행하는 영구자석을 추가로 부착 혹은 삽입하여 구성한 종래의 계자권선형 회전전기기계(도 4)와는 달리 영구자석이 주 계자자속을 발생시키고 추가로 계자권선에서 보조 계자 자속이 발생하는 구조이기 때문에 계자 권선의 동손을 감소시켜서 전체 계자 자속을 증가시키는 효과를 얻을 수 있다.In addition, unlike a conventional field winding rotary electric machine (FIG. 4) in which a permanent magnet is additionally attached or inserted to a permanent magnet mainly for improving the degree of saturation of a rotor iron core, Since the permanent magnet generates the main field flux and further the auxiliary field flux is generated in the field winding, the effect of increasing the total field flux by reducing the copper loss of the field winding can be obtained.

그리고, 종래의 영구자석형 회전전기기계와 브러쉬를 사용하지 않는 계자권선형 회전전기기계를 결합한 하이브리드 계자권선형 회전전기기계(도 5)는 계자권선이 하우징에 위치하기 때문에 부피가 축방향으로 증가하지만, 본 발명에 따른 회전전기기계는 계자권선이 회전자 안쪽에 위치하기 때문에 부피 증가를 방지할 수 있다.In the hybrid field winding rotary electric machine (FIG. 5) in which the conventional permanent magnet type rotary electric machine and the field winding rotary electric machine not using brushes are combined, since the field winding is located in the housing, However, the rotating electric machine according to the present invention can prevent the volume increase because the field winding is located inside the rotor.

도 1 내지 도 3은 회전자에 영구자석이 설치된 종래의 영구자석형 회전전기기계의 구조를 보여주는 도면이다.
도 4는 종래의 영구자석이 추가로 설치된 브러쉬를 사용하지 않는 계자권선형 회전전기기계의 구조를 보여주는 도면이다.
도 5는 회전자에 영구자석이 설치된 영구자석형 회전전기기계에 브러쉬를 사용하지 않는 계자권선형 회전전기기계의 구성을 결합한 종래의 하이브리드 계자권선형 회전전기기계의 구조를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전전기기계의 분해 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 회전전기기계의 종단면도이다.
도 8은 도 6의 회전전기기계에서 전기자 권선과 계자 모듈의 코일 지지 철심을 제외하고 도시한 사시도이다.
도 9는 도 6의 계자 유닛을 도시한 측면도이다.FIGS. 1 to 3 are views showing the structure of a conventional permanent magnet type rotating electrical machine in which permanent magnets are provided in the rotor.
FIG. 4 is a view showing a structure of a field winding rotary electric machine in which a conventional permanent magnet is not additionally provided.
5 is a view showing a structure of a conventional hybrid field winding type rotary electric machine in which a permanent magnet type rotary electric machine in which permanent magnets are installed in a rotor is combined with a structure of a field winding rotary electric machine that does not use a brush.
6 is an exploded perspective view of a rotating electric machine according to an embodiment of the present invention.
7 is a longitudinal sectional view of the rotating electrical machine shown in Fig.
Fig. 8 is a perspective view of the rotating electrical machine of Fig. 6, with the exception of the armature windings and the coiled iron core of the field module.
9 is a side view showing the field unit of Fig.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다. 본 발명의 회전전기기계에 관한 것으로서, 여기서 설명되는 회전전기기계는 전동기와 발전기를 모두 포함하는 것이다.Hereinafter, the configuration and operation of a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a rotary electric machine, and more particularly, to a rotary electric machine described herein including both an electric motor and a generator.

도 6과 도 7에는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전전기기계가 분해 사시도 및 종단면도로서 각각 도시되어 있고, 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전전기기계(100)는 원통 형상의 전기자 모듈(110)과, 전기자 모듈(110)의 반경방향 내측에 위치하는 계자 모듈(150)을 포함한다. 설명의 편의를 위하여, 직선으로 연장되는 중심축선(X)을 도입한다.6 and 7 are respectively an exploded perspective view and a longitudinal sectional view, respectively, of a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention, and with reference to FIGS. 6 and 7, a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention 100 includes a cylindrical armature module 110 and a field module 150 located radially inward of the armature module 110. For convenience of explanation, a central axis X extending in a straight line is introduced.

전기자 모듈(110)은 대체로 원통 형상으로서, 중심축선(X)을 중심으로 하는 고리 형태의 요크부(111)와, 요크부(111)의 내주면에서 반경방향 안쪽으로 돌출되고 원주방향을 따라서 등간격으로 배치되는 다수의 치부(115)와, 다수의 치부(115) 각각에 권취된 코일로 이루어지는 다수의 전기자 권선(120)을 구비한다. 전기자 모듈(110)은 고정되고 회전전기기계(100)에서 전기자로서 기능하는데, 통상적인 내전형 발전기 및 전동기에서 사용되는 고정자의 구조와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The armature module 110 has a generally cylindrical shape and includes a yoke portion 111 in the form of a ring having a center axis X as a center and a yoke portion 111 protruding radially inward from the inner circumferential surface of the yoke portion 111, And a plurality of armature windings 120 made of coils wound on each of the plurality of teeth 115. The armature module 110 is fixed and functions as an armature in the rotating electrical machine 100. Since it is the same as the structure of a stator used in a conventional internal generators and motors, a detailed description thereof will be omitted.

계자 모듈(150)은 회전전기기계(100)에서 계자의 역할을 수행하는 구성으로서, 중심축선(X)을 중심으로 하는 대체로 원통형상이며, 전기자 모듈(110)의 반경방향 내측에 위치한다. 계자 모듈(150)은 중심축선(X)을 중심으로 전기자 모듈(110)에 대해 회전하는 회전자 유닛(160)과, 전기자 모듈(110)과 함께 회전하지 않는 계자 권선 유닛(190)을 구비한다.The field module 150 is configured to perform the role of a field in the rotating electrical machine 100 and is generally cylindrical in shape centered on the central axis X and located radially inward of the armature module 110. The field module 150 includes a rotor unit 160 that rotates about an armature module 110 about a central axis X and a field winding unit 190 that does not rotate with the armature module 110 .

회전자 유닛(160)은 중심축선(X)을 중심으로 하는 대체로 원통형상으로서, 고정된 전기자 모듈(110) 및 고정된 계자 권선 유닛(190)에 대해 중심축선(X)을 중심으로 회전한다. 회전자 유닛(160)은 회전자 철심부(170)와 회전자 철심부(170)에 결합되는 다수의 영구자석(180)을 구비한다.The rotor unit 160 rotates about the central axis X about a fixed armature module 110 and a fixed field winding unit 190 as a generally cylindrical shape about a central axis X. [ The rotor unit 160 includes a rotor core unit 170 and a plurality of permanent magnets 180 coupled to the rotor core unit 170.

회전자 철심부(170)는 내부 철심 부재(171)와, 내부 철심 부재(171)의 반경방향 바깥에 위치하는 다수의 외부 철심 부재(175)를 구비한다.The rotor iron core unit 170 includes an inner iron core member 171 and a plurality of outer iron core members 175 positioned radially outwardly of the inner iron core member 171.

내부 철심 부재(171)는 중심축선(X)을 중심으로 하는 원통형상으로서, 내부에 중심축선(X)을 따라서 연장되어서 관통하는 관통 구멍(172)이 형성된다. 내부 철심 부재(171)의 관통 구멍(172)에는 계자 권선 유닛(190)이 수용된다. 내부 철심 부재(171)의 외주면에는 다수의 영구자석(180)이 원주방향을 따라서 차례대로 배치된다. 내부 철심 부재(171)의 외주면에서 영구자석(180)에 대응하는 면은 반경방향 연장선과 직각을 이루는 평면을 형성한다. 이 평면에 바아(bar) 형태의 영구자석(180)이 접착제에 의해 부착되어서 고정된다.The inner iron core member 171 is a cylindrical shape having a center axis X as a center and has a through hole 172 extending in the inside along the central axis X and passing therethrough. The field winding unit 190 is accommodated in the through hole 172 of the inner iron core member 171. On the outer circumferential surface of the inner iron core member 171, a plurality of permanent magnets 180 are arranged in order along the circumferential direction. The surface corresponding to the permanent magnet 180 on the outer peripheral surface of the inner iron core member 171 forms a plane perpendicular to the radially extending line. A permanent magnet 180 in the form of a bar is attached and fixed to this plane by an adhesive.

다수의 외부 철심 부재(175) 각각은 대체로 바아 형태로서, 내부 철심 부재(172)의 반경방향 바깥에 이격되어서 원주방향을 따라서 차례대로 배치된다. 내부 철심 부재(171)와 다수의 외부 철심 부재(175) 각각의 사이에 다수의 영구자석(180)이 위치하며, 외부 철심 부재(175)의 반경방향 안쪽 면에 대응하는 영구자석(180)이 접착제에 의해 부착되어서 고정된다. 다수의 외부 철심 부재(175) 중 원주방향을 따라서 이웃하는 두 외부 철심 부재(175)의 이격된 사이에도 영구자석(180)이 접착제에 의해 부착되어 고정되어서 배치된다. 다수의 외부 철심 부재(175)는 원주방향을 따라서 교대로 위치하는 제1 외부 철심 부재(176)와 제2 외부 철심 부재(177)를 구비한다. 제1 외부 철심 부재(176)의 중심축선(X) 제1 방향 끝단은 제2 외부 철심 부재(177)의 중심축선(X) 제1 방향 끝단보다 중심축선(X) 방향으로 더 연장되어서 제1 연장부(178)를 형성하고, 제2 외부 철심 부재(177)의 중심축선(X) 제2 방향(제1 방향의 반대 방향) 끝단은 제1 외부 철심 부재(175)의 중심축선(X) 제2 방향 끝단보다 중심축선(X) 방향으로 더 연장되어서 제2 연장부(179)를 형성한다.Each of the plurality of outer iron core members 175 is substantially in the form of a bar and is disposed in order along the circumferential direction, spaced radially outwardly of the inner iron core member 172. A plurality of permanent magnets 180 are disposed between the inner iron core member 171 and each of the plurality of outer iron core members 175 and the permanent magnets 180 corresponding to the radially inner surface of the outer iron core member 175 It is attached and fixed by an adhesive. The permanent magnets 180 are fixedly attached to the plurality of outer iron core members 175 by the adhesive even between the two outer iron core members 175 adjacent to each other along the circumferential direction. The plurality of outer iron core members 175 includes a first outer iron core member 176 and a second outer iron core member 177 which are alternately disposed along the circumferential direction. The first end of the central axis X of the first outer iron core member 176 extends further in the direction of the central axis X than the first end of the central axis X of the second outer iron core member 177, And the end of the second external iron core member 177 in the second direction (opposite to the first direction) of the center axis X of the second external iron core member 177 forms the central axis X of the first external iron core member 175, And extends further in the direction of the central axis X than the end in the second direction to form the second extending portion 179.

다수의 영구자석(180)은 회전자 철심부(170)에 결합되어서 고정된다. 다수의 영구자석(180)은 회전자 철심부(170)의 내부에서 원주방향을 따라서 차례대로 배치되는 다수의 내삽 영구자석(181)과, 다수의 내삽 영구자석(181)보다 반경방향 바깥에 위치하고 반경방향 바깥면이 회전자 철심부(170)로부터 노출되는 다수의 노출 영구자석(185)를 구비한다.The plurality of permanent magnets 180 are fixedly coupled to the rotor iron core portion 170. The plurality of permanent magnets 180 includes a plurality of interpolation permanent magnets 181 that are disposed in turn in the circumferential direction inside the rotor core portion 170 and a plurality of permanent magnets 181 that are radially outward of the plurality of interpolative permanent magnets 181 And a plurality of exposed permanent magnets 185 whose radial outer surface is exposed from the rotor iron core portion 170. [

다수의 내삽 영구자석(181) 각각은 바아 형태로서, 내부 철심 부재(171)의 외주면에 접착제에 의해 접착되어서 고정된다. 다수의 내삽 영구자석(181)은 원주방향을 따라서 차례대로 배치되며, 반경방향 안쪽과 바깥쪽이 서로 다른 극성을 갖는다. 다수의 내삽 영구자석(181)은 원주방향을 따라서 극성이 화살표로 도시된 바와 같이 서로 반대가 되도록 배치된다. 내삽 영구자석(181)의 반경방향 바깥면은 대응하는 외부 철심 부재(175)와 접착제에 의해 접착되어서 고정된다.Each of the plurality of interpolative permanent magnets 181 is in the form of a bar and fixed to the outer peripheral surface of the inner iron core member 171 by an adhesive agent. The plurality of interpolative permanent magnets 181 are arranged in order along the circumferential direction, and the radially inner and outer peripheries have different polarities. The plurality of interpolative permanent magnets 181 are arranged so that the polarities along the circumferential direction are opposite to each other as shown by the arrows. The radially outer surface of the interpolation permanent magnet 181 is adhered and fixed to the corresponding outer iron core member 175 by an adhesive.

다수의 노출 영구자석(185)는 막대형상으로서, 각각은 다수의 외부 철심 부재(175) 중 원주방향을 따라서 이웃하는 두 외부 철심 부재(175)의 사이에 형성된 이격 공간에 위치한다. 노출 영구자석(185)은 두 외부 철심 부재(175)에 접착제에 의해 접착되어서 고정된다. 노출 영구자석(185)은 원주방향을 따라서 서로 다른 극성이 위치하도록 배치되며, 다수의 노출 영구자석(185)은 원주방향을 따라서 극성이 화살표로 도시된 바와같이 서로 반대가 되도록 배치된다.The plurality of exposed permanent magnets 185 are rod-shaped, and each of the plurality of external iron core members 175 is located in a spaced space formed between two adjacent outer iron core members 175 along the circumferential direction. The exposure permanent magnet 185 is adhered and fixed to the two outer iron core members 175 with an adhesive. The exposed permanent magnets 185 are disposed so as to have different polarities along the circumferential direction, and the plurality of exposed permanent magnets 185 are disposed such that their polarities along the circumferential direction are opposite to each other as shown by the arrows.

계자 권선 유닛(190)은 지지 철심부(191)와, 지지 철심부(191)에 감긴 계자 권선부(199)를 구비한다. 계자 권선 유닛(190)은 전기자 유닛(110)과 함께 회전하지 않고 고정된다.The field winding unit 190 has a support iron core portion 191 and a field winding portion 199 wound around the support iron core portion 191. [ The field winding unit 190 is fixed without rotating together with the armature unit 110. [

지지 철심부(191)는 제1 철심 부재(192)와 제2 철심 부재(193)를 구비한다. 두 철심 부재(192, 193)는 내부 철심 부재(171)의 관통 구멍(172) 양단에서 각각 삽입된다. 두 철심 부재(192, 193) 각각은 내부 철심 부재(171)의 관통 구멍(172) 내에 위치하는 관부(194, 195)와, 관부(194, 195)의 끝단에 형성되어 회전자 유닛(160)의 바깥에 위치하는 플랜지부(196, 197)를 구비한다. 두 관부(194, 195)에 계자 권선부(199)가 형성되며, 두 플랜지부(196, 197)는 제1 연장부(178) 및 제2 연장부(179)와 각각 이격되어서 계자자속공극(198)을 형성한다. 계자자속공극(198)은 계자 권선부(199)에 의해 발생된 계자자속을 회전자 철심부(170)로 공급하는 역할을 한다.The supporting iron core portion 191 includes a first iron core member 192 and a second iron core member 193. The two iron core members 192 and 193 are inserted at both ends of the through hole 172 of the inner iron core member 171, respectively. Each of the two iron core members 192 and 193 is provided with a tube portion 194 and 195 positioned in the through hole 172 of the inner iron core member 171 and a rotor portion 196 formed at the end of the tube portion 194 and 195, And flange portions 196 and 197 located outside of the flange portions 196 and 197, respectively. A field winding section 199 is formed on the two tube sections 194 and 195 and the two flange sections 196 and 197 are spaced apart from the first extension section 178 and the second extension section 179, 198). The field flux gap 198 serves to supply the field flux generated by the field winding section 199 to the rotor iron core section 170.

계자 권선부(199)는 제1 철심 부재(192)의 관부(194)에 감긴 제1 계자 권선(199a)과, 제2 철심 부재(193)의 관부(195)에 감긴 제2 계자 권선(199b)를 구비한다. 두 계자 권선(199a, 199b)은 회전자 철심부(170)의 내부에 위치한다.The field winding section 199 includes a first field winding 199a wound on the tube section 194 of the first iron core member 192 and a second field winding 199b wound on the tube section 195 of the second iron core member 193, . The two field windings 199a and 199b are located inside the rotor iron core part 170. [

영구자석(180)에 의해 주 계자자속이 발생하며, 계자 권선부(199)에 의해 보조 계자자속이 발생하는 구조로서 계자권선에 의한 동손을 감소시킬 수 있다. 도면에서 으로 도시된 선은 영구자석에 의해 발생된 주 계자자속이며, 일점 쇄선으로 도시된 선은 계자권선에 의해 발생된 보조 계자자속이다.The main field flux is generated by the permanent magnet 180 and the auxiliary field magnetic flux is generated by the field winding section 199, so that the copper loss due to the field winding can be reduced. The line shown in the drawing is the main field flux generated by the permanent magnet, and the line shown by the dashed line is the auxiliary field flux generated by the field winding.

이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.Although the present invention has been described with reference to the above embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100 : 회전전기기계 110 : 전기자 모듈
111 : 요크부 115 : 치부
120 : 전기자 권선 150 : 계자 모듈
160 : 회전자 유닛 170 : 회전자 철심부
171 : 내부 철심 부재 175 : 외부 철심 부재
180 : 영구자석 181 : 내삽 영구자석
185 : 노출 영구자석 190 : 계자 권선 유닛
191 : 지지 철심부 199 : 계자 권선부100: rotating electric machine 110: armature module
111: yoke part 115:
120: armature winding 150: field module
160: Rotor unit 170: Rotor iron core part
171: inner iron core member 175: outer iron core member
180: permanent magnet 181: interpolative permanent magnet
185: Exposure permanent magnet 190: Field winding unit
191: Support iron core part 199: Field winding part

Claims (5)

원주방향을 따라서 차례대로 배치되는 다수의 전기자 권선(120)을 구비하는 고정된 전기자 모듈(110); 및
상기 다수의 전기자 권선의 반경방향 내측에 위치하는 계자 모듈(150)을 포함하며,
상기 계자 모듈은 고정된 계자 권선 유닛(190)과, 상기 전기자 모듈 및 상기 계자 권선 유닛에 대해 회전하는 회전자 유닛(160)을 구비하며,
상기 회전자 유닛은 내부에 관통 구멍(172)이 형성된 회전자 철심부(170)와 상기 회전자 철심부에 결합되는 다수의 영구자석(180)을 구비하며,
상기 계자 권선 유닛은 상기 관통 구멍(172)에 위치하는 계자 권선부(199)를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전전기기계.A fixed armature module (110) having a plurality of armature windings (120) arranged in order along the circumferential direction; And
And a field module (150) positioned radially inward of the plurality of armature windings,
The field module comprises a fixed field winding unit (190), and a rotor unit (160) rotating with respect to the armature module and the field winding unit,
The rotor unit includes a rotor iron core unit 170 having a through hole 172 formed therein and a plurality of permanent magnets 180 coupled to the rotor iron core unit,
Wherein the field winding unit has a field winding section (199) located in the through hole (172). 청구항 1에 있어서,
상기 다수의 영구자석은 상기 회전자 철심부의 내부에서 원주방향을 따라서 차례대로 배치되는 다수의 내삽 영구자석(181)과, 상기 다수의 내삽 영구자석보다 반경방향 바깥에 이웃한 두 내삽 영구자석의 사이에 위치하고 원주방향을 따라서 차례대로 배치되며 반경방향 바깥면이 상기 회전자 철심부로부터 노출되는 다수의 노출 영구자석을 구비하는 것을 특징으로 하는 회전전기기계.The method according to claim 1,
The plurality of permanent magnets include a plurality of interpolation permanent magnets (181) arranged in turn in the circumferential direction inside the rotor iron core part, and a plurality of interpolation permanent magnets (181) arranged between the two interpolation permanent magnets adjacent to the plurality of interpolation permanent magnets And a plurality of exposed permanent magnets which are arranged in order along the circumferential direction and whose radial outer surfaces are exposed from the rotor iron core portion. 청구항 2에 있어서,
상기 회전자 철심부는 상기 관통 구멍이 형성되고 외주면에 상기 다수의 내삽 영구자석이 부착되는 원통형의 내부 철심 부재(171)와, 상기 다수의 내삽 영구자석 각각의 반경방향 바깥면에 부착되는 다수의 외부 철심 부재(175)를 구비하며,
상기 다수의 외부 철심 부재 중 원주방향을 따라서 이웃한 두 외부 철심 부재의 사이에 상기 노출 영구자석이 부착되어서 위치하는 것을 특징으로 하는 회전전기기계.The method of claim 2,
The rotor iron core portion includes a cylindrical inner iron core member (171) having the through holes formed therein and having the plurality of interpolative permanent magnets attached to the outer circumferential surface thereof, and a plurality of external And an iron core member 175,
Wherein the exposure permanent magnet is attached and positioned between two adjacent outer iron core members along the circumferential direction among the plurality of outer iron core members. 청구항 3에 있어서,
상기 계자 권선 유닛은 상기 계자 권선부를 지지하는 지지 철심부(191)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 회전전기기계.The method of claim 3,
Wherein the field winding unit further comprises a support iron core portion (191) for supporting the field winding portion. 청구항 4에 있어서,
상기 지지 철심부는 상기 계자 권선부가 감기고 상기 관통 구멍을 통과하는 관부(194, 195)와, 상기 관부의 양단에 형성되어서 상기 회전자 유닛의 바깥에 위치하는 두 플랜지부(196, 197)를 구비하며,
상기 다수의 외부 철심 부재는 원주방향을 따라서 교대로 위치하는 제1 외부 철심 부재(176)와 제2 외부 철심 부재(177)를 구비하며,
상기 제1 외부 철심 부재의 길이방향 제1 끝단은 상기 제2 외부 철심 부재의 길이방향 제1 끝단보다 더 연장되어서 상기 플랜지부(196)와 인접하여 이격되며,
상기 제2 외부 철심부재의 길이방향 제2 끝단은 상기 제1 외부 철심 부재의 길이방향 제2 끝단보다 더 연장되어서 상기 플랜지부(197)와 인접하여 이격되는 것을 특징으로 하는 회전전기기계.The method of claim 4,
The supporting iron core portion includes tube portions 194 and 195 through which the field winding portion is wound and pass through the through hole and two flange portions 196 and 197 formed at both ends of the tube portion and positioned outside the rotor unit ,
The plurality of outer iron core members includes a first outer iron core member 176 and a second outer iron core member 177 alternately disposed along the circumferential direction,
A first longitudinal end of the first outer iron core member is longer than a first longitudinal end of the second outer iron core member and is adjacent to and spaced apart from the flange portion 196,
Wherein a second longitudinal end of the second outer iron core member extends further than a second longitudinal end of the first outer iron core member and is adjacent to and spaced apart from the flange portion.
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