KR20180043104A

KR20180043104A - 모터

Info

Publication number: KR20180043104A
Application number: KR1020160135996A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 이노우에
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2016-10-19
Filing date: 2016-10-19
Publication date: 2018-04-27

Abstract

본 발명은 모터에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 원주 방향을 따라 복수 개의 마그넷이 구비되는 로터; 그리고 스테이터 코어, 상기 스테이터 코어에서 상기 로터와 대향되도록 연장되는 복수 개의 티스부, 상기 티스부에 형성되어 상기 로터와 에어 갭을 갖는 적어도 하나 이상의 티스 그리고 상기 티스부와 티스부 사이의 슬롯에 권선되는 코일을 포함하는 스테이터를 갖는 모터에 있어서, 상기 슬롯 개수는 12의 배수이고, 상기 코일의 권선 방법은 10 (스테이터 자극수) : 12 (슬롯 개수) 계열의 집중권으로 형성되며, 상기 로터의 자극수를 Ni, 상기 스테이터의 자극수 Ns 그리고 상기 티스 개수를 Np라 할 때,Ni/2 = Np ± Ns/2 인 것을 특징으로 하는 모터가 제공될 수 있다.

Description

모터{motor}

본 발명은 모터에 관한 것이다.

모터는 스테이터와 로터 사이의 전자기적 상호작용에 의해서 로터가 회전하여 그 회전력을 외부로 전달하기 위한 장치를 말한다. 여기서, 상기 로터의 회전력은 회전축을 통하여 부하를 구동시키게 된다.

상기 스테이터는 일반적으로 스테이터 코어와 상기 스테이터 코어에 권선된 코일을 포함하여 이루어진다. 따라서, 상기 코일에 전류가 흐름에 따라 전자기력이 발생하게 된다.

상기 전자기력에 의해서 로터가 회전하게 되는데, 모터의 성능 향상을 위해서 로터에 영구자석(마그넷)을 장착한 로터가 제공되고 있다. 이러한 모터에서는 스테이터에서 발생되는 전자기력과 로터의 마그넷의 자력의 상호 작용으로 로터가 회전하게 된다.

일반적으로 모터에서 해결과제는 출력과 효율을 증진시키는 것과 아울러 동일 출력과 효율 대비 모터 크기를 최소화하는 것이라 할 수 있다. 아울러, 모터에서 해결과제는 모터의 작동으로 발생되는 소음과 코깅 토크를 최소화하는 것이라 할 수 있다. 물론, 제조가 용이하여 제조 비용을 절감시키는 것도 일반적인 모터의 해결과제라 할 수 있다.

일반적으로 권선 계수가 커짐에 따라 고출력을 실현할 수 있음이 알려진 사실이다. 그리고 권선 계수는 다음과 같은 수식 1에 의해서 결정될 수 있음은 알려진 사실이다.

수식 1 : 권선 계수 = sin (스테이터 자극 수 / 스테이터 슬롯 수 * π / 2)

또한, 일반적으로 스테이터의 티스 수와 로터의 마그넷 자극 수의 최대 공약수가 커짐에 따라 코깅 토크가 증가됨이 알려져 있다. 여기서 최대 공약수는 모터의 원주 방향을 따라 로터의 마그넷 중심과 스테이터의 티스 중심이 서로 일치하게 대향되는 개소의 수를 의미한다. 즉, 하나의 모터에서 원주 방향을 따라 로터의 마그넷의 원주 방향 중심과 스테이터의 티스의 원주 방향 중심이 서로 일치하는 개소 수를 의미한다. 따라서, 이러한 개소가 증가하면 코깅 토크가 증가할 수밖에 없다.

마그넷의 중심과 티스의 중심이 일치하는 개수는 최대 공약수만큼 항상 일정하다. 그러나 로터가 회전함에 따라 이러한 일치점의 위치는 가변된다. 이러한 일치점 부근에서 코깅 토크가 발생되기 때문에 일치점의 개수가 증가될 수록 코깅 토크가 증가하게 되낟.

도 1에는 종래의 모터가 도시되어 있다. 이러한 모터는 세탁기의 모터로서 드럼을 구동시키기 위한 모터일 수 있다.

모터(1)는 로터(10)와 스테이터(20)를 포함하며 일례로 상기 로터(10)는 스테이터(20)의 반경 방향 외측에서 회전 가능하게 구비될 수 있다. 상기 로터(10)와 스테이터(20) 사이에는 반경 방향으로 갭(G)이 형성될 수 있다. 상기 갭(G)을 통해서 로터(10)가 스테이터(20)와 접촉하지 않고 회전할 수 있다.

로터(10)는 로터 코어(11)와 마그넷(14)를 포함하여 이루어질 수 있다. 로터 코어는 자성체로 형성될 수 있으며, 로터 코어(11)의 반경 방향 내측면에 마그넷(14)이 장착될 수 있다. 상기 마그넷(14)은 영구자석으로서 각각의 자극을 갖도록 복수 개 구비될 수 있다. S극으로 착자된 마그넷(12)와 N극으로 착자된 마그넷(13)이 원주 방향을 따라 교대로 장착될 수 있다. 따라서, 이러한 마그넷(14) 수는 로터의 자극 수와 동일하게 된다.

스테이터(20)는 스테이터 코어(21)와 스테이터 코어에서 반경 방향으로 돌출되는 티스부(22) 그리고 티스부(23)의 반경 방향 말단에 구비되는 티스(23)를 포함할 수 있다. 상기 스테이터 코어(21), 티스부(22) 그리고 티스(23)는 동일한 자성체로 형성될 수 있으며, 전도성이 있는 강판으로 형성될 수 있다.

티스부(22)와 티스부(22) 사이에는 슬롯(24)이 형성되며 상기 슬롯에 도선이 권선되어 코일을 형성하게 된다.

일례로 상기 티스(23)와 마그넷(14) 사이의 반경 방향 간격을 갭(G)이라 할 수 있다.

도 1에 도시된 모터와 같은 종래의 모터는 로터 극수 40, 티스 수 24, 스테이터 자극 수 8 그리고 스테이터 슬롯 수 24를 갖는다. 여기서, 스테이터의 자극 수는 권선 방법에 따라 달라진다.

권선 방법은 U상 시계방향, V상 반시계방향, W상 시계방향, U상 반시계방향, V상 시계방향 그리고 W상 반시계방향으로 수행되는 집중 권선 방법이다. 즉, 이러한 권선 방법에 의해서 스테이터 자극 수가 8이 된다.

도 1에 도시된 모터에서 수식 1을 적용하여 권선 계수를 구해보면 대략 0.5가 나옴을 알 수 있다. 그리고 로터 자극수와 티스 수의 최대 공약수는 8임을 알 수 있다.

도 2에는 종래의 또 다른 형태의 모터가 도시되어 있다. 기본적인 형태는 도 1에서와 같다. 따라서 동일한 사항에 대해서는 중복 설명을 생략한다.

도 2에 도시된 스테이터(20)는 하나의 티스부(22)에 두 개의 티스(23)를 갖는 예가 도시되어 있다. 따라서, 티스부의 개수의 2배에 해당하는 티스 개수가 형성될 수 있다. 그리고, 하나의 티스부(22)에 형성되는 티스(23)와 티스(23) 사이에는 티스 간극(25)가 형성될 수 있다. 이러한 티스 간극(25)은 상기 티스(23)의 원주 방향 폭과 동일하게 형성될 수 있다.

도 2에 도시된 모터와 같은 종래의 모터는 로터 극수 40, 티스 수 24, 스테이터 자극 수 8 그리고 스테이터 슬롯 수 12를 갖는다. 마찬가지로, 스테이터의 자극 수는 권선 방법에 따라 달라진다.

권선 방법은 U상 시계방향, V상 시계방향 그리고 W상 시계방향으로 수행되는 집중 권선 방법이다. 이러한 권선 방법에 의해서 스테이터 자극 수가 8이 된다.

도 2에 도시된 모터에서 수식 1을 적용하여 권선 계수를 구해보면 대략 0.87이 나옴을 알 수 있다. 그리고 로터 자극수와 티스 수의 최대 공약수는 8임을 알 수 있다.

따라서, 종래의 모터에 비하여 고효율과 고출력을 얻을 수 있고 코깅 토크를 줄일 수 있는 모터를 제공할 필요가 있다.

본 발명은 전술한 종래의 모터의 문제를 해결하고자 함을 목적으로 한다.

본 발명의 일실시예를 통하여 고효율 고출력을 구현할 수 있고 코깅 토크를 절감할 수 있는 모터를 제공하고자 한다.

본 발명의 일실시예를 통하여, 스테이터와 로터의 형상 및 사이즈를 크게 변경하지 않고도 고효율 고출력을 구현할 수 있고 코깅 토크를 절감할 수 있는 모터를 제공하고자 한다.

전술한 목적을 구현하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 모터는, 원주 방향을 따라 복수 개의 마그넷이 구비되는 로터; 그리고 스테이터 코어, 상기 스테이터 코어에서 상기 로터와 대향되도록 연장되는 복수 개의 티스부, 상기 티스부에 형성되어 상기 로터와 에어 갭을 갖는 적어도 하나 이상의 티스 그리고 상기 티스부와 티스부 사이의 슬롯에 권선되는 코일을 포함하는 스테이터를 갖는 모터에 있어서,

상기 슬롯 개수는 12의 배수이고, 상기 코일의 권선 방법은 10 (스테이터 자극수) : 12 (슬롯 개수) 계열의 집중권으로 형성되며,

상기 로터의 자극수를 Ni, 상기 스테이터의 자극수 Ns 그리고 상기 티스 개수를 Np라 할 때,

Ni/2 = Np ± Ns/2 인 것을 특징으로 하는 모터가 제공될 수 있다.

상기 티스의 수는 상기 슬롯의 2배 이상의 자연수 배수일 수 있다. 상기 티스부의 수는 슬롯의 수와 동일할 수 있다. 12 개의 티스부와 슬롯이 형성되는 경우, 하나의 티스부에 1 개의 티스, 2 개의 티스 그리고 3 개의 티스가 형성될 수도 있다. 물론, 그 이상도 가능하다.

동일 티스부에 구비되는 이웃하는 티스와 티스 사이의 티스 간극의 원주 방향의 폭은, 이웃하는 티스의 원주 방향 폭과 동일한 것이 바람직하다.

동일 티스부에 구비되는 이웃하는 티스와 티스 사이의 원주 방향 폭은, 다른 티스부에 구비되되 서로 이웃하는 티스와 티스 사이의 원주 방향 폭과 동일한 것이 바람직하다.

즉, 하나의 티스의 원주 방향 폭은 일정하게 형성될 수 있다. 그리고 이웃하는 티스와 티스 사이의 원주 방향 폭도 티스의 원주 방향 폭과 동일함이 바람직하다. 티스와 티스 사이의 간격, 간극 내지는 공극에 티스의 원주 방향 폭과 동일한 원주 방향 폭을 갖는 마그넷이 구비될 수 있다.

상기 로터의 자극수와 상기 티스 개수의 최대 공약수는 2인 것이 바람직하다. 따라서, 코깅 토크가 발생되는 개소를 최소화할 수 있어서 코깅 토크를 현저히 줄일 수 있다.

상기 복수 개의 마그넷은 상기 로터의 원주 방향을 따라 N극과 S이 교대로 착자되어 구비될 수 있다.

상기 마그넷의 개수는 38, 상기 슬롯의 개수는 12 그리고 상기 티스의 수는 24일 수 있다.

상기 복수 개의 마그넷은 N극 또는 S극 중 어느 하나의 자극으로 착자되고, 원주 방향을 따라 마그넷과 마그넷 사이에는 상기 마그넷의 원주 방향 폭에 대응되는 공극부가 구비될 수 있다.

이웃하는 티스와 티스 사이에는 상기 마그넷과 반대 극으로 착자된 마그넷이 구비될 수 있다.

상기 동일 티스에 구비되는 티스와 티스 사이의 티스 간극에는 상기 복수 개의 마그넷과 반대 극으로 착자된 마그넷이 구비될 수 있다.

상기 코일의 권선 방법은, 원주 방향을 따라, 상기 권선 방법은, 원주 방향을 따라 각각의 슬롯에 U상 시계방향, U상 반시계방향, V상 반시계방향, V상 시계방향, W상 시계방향 그리고 W상 반시계방향으로 수행될 수 있다. 이를 통해서 슬롯 수에 대한 스테이터 자극 수의 비율이 10/12로 형성될 수 있다.

또한, 이를 통해서 매우 높은 0.97이라는 권선 계수를 갖는 모터를 제공할 수 있게 된다. 따라서, 고출력을 구현할 수 있는 모터가 제공될 수 있다.

본 발명의 일실시예를 통하여 고효율 고출력을 구현할 수 있고 코깅 토크를 절감할 수 있는 모터를 제공할 수 있다.

본 발명의 일실시예를 통하여, 스테이터와 로터의 형상 및 사이즈를 크게 변경하지 않고도 고효율 고출력을 구현할 수 있고 코깅 토크를 줄일 수 있는 모터를 제공할 수 있다.

본 발명의 일실시예를 통하여, 특정 형태를 갖는 모터뿐만 아니라 다양한 형태의 모터에서 권선 방법을 달리하여 권선 계수를 증가시키고 코깅 토크를 줄일 수 있는 모터를 제공할 수 있다.

본 발명의 일실시예를 통하여, 로터 극수, 슬롯 수 그리고 티스 수 사이의 복수 개의 조합에서도 구현 가능하며, 이를 통해서 고효율 저 코깅 토크를 갖는 모터를 제공할 수 있다.

도 1은 종래 모터의 일례를 도시하고,
도 2는 종래 모터의 또 다른 일례를 도시하고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 모터를 도시하고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터를 도시하고,
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는, 로터 극수, 스테이터 극수 그리고 티스 수에 대한 관계에 대한 일례들에 대한 테이블이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대해서 상세히 설명한다.

도 3에는 아우터 로터에 집중권선이 수행된 모터(100)를 도시하고 있다.

스테이터(200)에 대해서 로터(100)가 반경 방향 외측에서 회전되는 모터를 도시하고 있다.

전술한 바와 마찬가지로, 스테이터(200)는 스테이터 코어(210), 티스부(220) 그리고 티스(230)를 포함할 수 있다. 티스부(220)와 티스부(220) 사이에는 슬롯(240)이 형성될 수 있다.

하나의 티스부(220)에는 복수 개의 티스(230)가 구비될 수 있다. 일례로, 하나의 티스부(220)에는 2 개의 티스가 형성될 수 있다. 그러나 후술하는 바와 같이 티스부 하나 당 형성되는 티스의 수는 달라질 수 있다.

로터(110)는 로터 코어(111)와 마그넷(114)을 포함할 수 있으며, 마그넷은 S극 착자 마그넷(112)와 N극 착자 마그넷(113)이 교대로 구비될 수 있다.

한편, 하나의 티스부(220)에 형성되는 티스(230)와 티스(230) 사이에는 티스 간극(250)이 형성될 수 있다. 이러한 티스 간극(250)은 상기 티스(23)의 원주 방향 폭과 동일하게 형성될 수 있다.

또한, 도 3에서는 로터의 마그넷이 38극인 경우, 그리고 3 상 12 슬롯의 스테이터에서 자극 수 10과 티스 수 24인 경우가 도시되어 있다. 그리고 슬롯의 수는 12인 경우가 도시되어 있다. 이러한 일례는 본 발명의 일실시예를 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지는 않는다.

여기서, 로터의 극 수, 티스 수, 스테이터의 슬롯 수 그리고 스테이터의 티스 수는 권선 방법과 무관하게 고정된 수이다. 즉, 로터와 스테이터의 형상 그리고 마그넷의 수에 의해서 결정된 수이다. 그리고 상기 스테이터의 자극 수는 권선 방법에 따라 달라질 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 구리나 알루미늄 등의 에나멜 코팅으로 보호된 도선을 스테이터의 슬롯(240)에 권선하게 된다. 스테이터는 전도성을 갖는 강판과 같은 자성체로 형성될 수 있다. 이러한 도선을 스테이터에 권선하여 코일이 형성된다.

권선 방법은 다음과 같을 수 있다.

U상 시계방향, U상 반시계방향, V상 반시계방향, V상 시계방향, W상 시계방향 그리고 W상 반시계방향으로 진행할 수 있다. 이를 통해, 스테이터의 자극 수와 슬롯 수의 관계가 10:12 계열이 되도록 집중권선으로 코일이 형성될 수 있다.

스테이터의 자극 수는 회전자계를 의미하며 총 10개의 자극이 3상 전류가 인가되어 시간에 따라 자극의 위치가 가변될 수 있다. 그러나 총 10개의 자극 수는 변하지 않게 된다.

여기서, 로터의 극수를 Ni, 스테이터에 감겨진 코일에 의한 자극 수를 Ns 그리고 스테이터의 티스의 수를 Np라 할 때, 다음과 같은 수식이 만족되도록 할 수 있다.

수식 2 : Ni/2 = Np ± Ns/2

여기서, 스테이터의 슬롯 수는 12의 배수가 되도록 할 수 있다. 도 3에는 12의 1배로서 스테이터의 슬롯 수가 12인 것이 예시되어 있다. 또한, 스테이터의 티스 수는 스테이터의 슬롯 수의 2 이상의 배수인 것이 예시되어 있다. 즉, 스테이터의 슬롯 수 12의 2 배인 티스 수 24인 것이 예시되어 있다.

티스의 수는 스테이터의 슬롯 수의 2 이상의 배수가 되도록 할 수 있다. 도 3에는 스테이터의 슬롯 수 12의 2배인 슬롯 수가 24인 것이 예시되어 있다.

전술한 바와 같이 권선 계수는 모터의 성능 및 출력과 관련되며, 스테이터의 티스 수와 로터의 마그넷 수(자극 수)의 최대 공약수는 코깅 토크와 관련되어 있다.

도 3에 도시된 모터의 조건을 수식 1에 적용하면, 권선계수는 0.97임을 알 수 있다. 그리고 로터의 극수 38과 티스 수 24의 최대 공약수는 2임을 알 수 있다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 원주 방향을 따라서 로터의 마그넷 중심과 티스의 중심이 일치하는 개소(A)는 2개임을 알 수 있다. 따라서, 코킹 토크를 유발하는 지점이 2개임으로 전술한 종래 모터에서의 8개 보다 현저히 작게 된다.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 도 1 및 도 2에 도시된 종래의 모터에 비해서 권선 계수를 높게 설정할 수 있기 때문에 고출력을 구현할 수 있다.

또한, 로터의 자극 수와 티스 수의 최대 공약수를 작게 설정할 수 있기 때문에 코킹 토크를 더욱 억제할 수 있다.

일례로, 도 1 및 도 2에 도시된 종래의 모터와 도 3에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 모터의 전체적인 크기는 동일 또는 유사할 수 있음을 알 수 있다. 그리고, 로터의 형상은 가변되지 않고 마그넷의 개수만 다를 수 있다. 물론, 전체 마그넷이 차지하는 체적은 동일할 수 있다. 그러므로 로터의 변경으로 로터 제조비는 크게 달라지지 않을 것이다.

따라서, 실질적으로 차이가 있는 것은 스테이터의 티스부와 티스의 형상과 권선방법이라 할 수 있다. 여기서, 전체적인 스테이터의 크기 차이가 없다는 것은 스테이터의 제조비가 크게 다르지 않을 것으로 쉽게 예상할 수 있다. 물론, 권선 방법의 변경으로 인해서도 제조비가 크게 달라지지 않을 것이다.

그러므로 본 발명에 따르면 종래의 모터의 기본적인 구조를 크게 변형하지 않고 용이하게 구현할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터를 도시하고 있다.

도 4에 도시된 모터는 도 3에 도시된 모터와 유사하다고 할 수 있다. 따라서 동일한 사항에 대한 중복 설명은 생략한다.

도 4에 도시된 모터의 로터(110)의 로터 코어(111)에는 하나의 자극만 갖는 마그넷이 구비될 수 있다. 일례로, S극으로 착자된 마그넷(112)만 구비될 수 있다. 상기 마그넷(112)은 원주 방향을 따라 등간격으로 배치된다. 마그넷(112)과 마그넷(112) 사이의 원주 방향 폭은 하나의 마그넷(112)의 원주 방향 폭과 대응되도록 형성될 수 있다. 쉽게 설명하면 N극 마그넷의 자리를 비워둔 형태라 할 수 있다.

그러나 마그넷의 성질상 두 개의 S극 마그넷(112) 사이에는 숨은 N극(113')이 형성되게 된다. 즉, 숨은 N극(113')으로부터 이웃하는 S극 마그넷(112)으로 자속이 형성되기 때문이다. 따라서, 이러한 경우에도 스테이터의 자극 수는 S극 마그넷(112) 수와 숨은 N극 마그넷(113')을 더한 값이라 할 수 있다. 이러한 숨은 자극을 공극부라 할 수 있다.

로터의 마그넷(112)과는 다른 극을 갖는 마그넷(260)이 스테이터(200)에 구비될 수 있다. 일례로, 상기 마그넷(260)은 N극으로 착자될 수 있다.

상기 마그넷(260)은 하나의 티스부(220)에 형성되는 티스(230)와 티스(230) 사이의 티스 간극(250)에 구비될 수 있다. 또한, 상기 마그넷(260)은 서로 원주 방향으로 마주보는 티스부(220)와 티스부(220) 사이에서 서로 원주 방향으로 마주보는 티스(230)와 티스(230) 사이에 구비될 수 있다.

상기 마그넷(260)의 크기는 모두 동일함이 바람직하다. 따라서, 마그넷(260)의 원주 방향 폭은 상기 티스 간극(250)의 원주 방향 폭과 동일함이 바람직하다. 그리고, 마그넷(260)의 반경 방향 폭은, 서로 원주 방향으로 마주보는 티스부(220)와 티스부(220) 사이에서 서로 원주 방향으로 마주보는 티스(230)와 티스(230) 사이의 원주 방향 폭과 동일함이 바람직하다.

도 4에 도시된 모터에서, 로터의 마그넷 수 19 그리고 로터의 마그넷과 마그넷 사이의 간극 수 즉 숨은 자극 수 19라 할 수 있다. 3상 12 슬롯을 갖는 스테이터에서, 티스 수는 24이며 스테이터 자극 수는 10극이라 할 수 있다.

즉, 스테이터 코일에 의해 형성되는 자극 수는 10극이며, 이를 위한 권선 방법은 도 3에서와 동일하게 된다.

따라서, 도 4에 도시된 모터도 수식 2를 만족시키게 된다. 즉, 도 4에 도시된 모터에서 로터의 극수를 Ni, 스테이터에 감겨진 코일에 의한 자극 수를 Ns 그리고 스테이터의 티스의 수를 Np라 할 때, 수식 2를 만족시키게 된다.

도 4에 도시된 모터의 조건을 수식 1에 적용하면, 권선계수는 0.97임을 알 수 있다. 그리고 로터의 극수 38(숨은 극수 포함)과 티스 수 24의 최대 공약수는 2임을 알 수 있다. 따라서, 원주 방향을 따라서 로터의 마그넷 중심과 티스의 중심이 일치하는 개소(A)는 2개임을 알 수 있다. 따라서, 코킹 토크를 유발하는 지점이 2개임으로 전술한 종래 모터에서의 8개 보다 현저히 작게 된다.

일례로, 도 1 및 도 2에 도시된 종래의 모터와 도 4에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 모터의 전체적인 크기는 동일 또는 유사할 수 있음을 알 수 있다. 그리고 로터의 형상은 가변되지 않고 마그넷의 개수만 다를 수 있다. 물론, 전체 마그넷이 차지하는 체적은 동일할 수 있다. 그러므로 로터의 변경으로 로터 제조비는 크게 달라지지 않을 것이다.

이상에서는 본 발명의 실시예들에 대해서 상세히 설명하였다. 그러나, 본 발명은 설명된 실시예에 한정되지는 않는다. 즉, 수식 2의 조건을 만족시키는 모터이면 본 발명의 사상에 속하게 된다.

즉, 수식 2의 조건을 만족시키는 일례들에 대한 테이블이 도 5에 도시되어 있다. 수식 2의 조건을 만족시키는 로터 극수, 슬롯 그리고 티스 수의 관계는 무수히 많을 수 있다. 따라서, 매우 범용성을 갖는 모터의 조건을 제시할 수 있다.

이러한 조건을 만족시키는 로터 극수, 슬롯 그리고 티스 수의 관계는 로터와 스테이터의 형상과 관련된 조건이라 할 수 있다. 이러한 조건이 만족되고, 코일의 권선 방법은 10 (스테이터 자극수) : 12 (슬롯 개수) 계열의 집중권으로 형성되면, 매우 높은 권선 계수를 얻을 수 있게 된다.

따라서, 모터의 크기에 따라 적용할 수 있는 모터의 형태가 매우 다양해질 수 있다. 물론, 이 경우에도 고출력 저 코깅 토크의 특성을 만족시킬 수 있게 된다.

110 : 로터 111 : 로터 코어
112 : S극 마그넷 113 : N극 마그넷
113' : 숨은 마그넷 114 : 마그넷
200 : 스테이터 210 : 스테이터 코어
220 : 티스부 230 : 티스
240 : 슬롯 250 : 티스 간극

Claims

원주 방향을 따라 복수 개의 마그넷이 구비되는 로터; 그리고
스테이터 코어, 상기 스테이터 코어에서 상기 로터와 대향되도록 연장되는 복수 개의 티스부, 상기 티스부에 형성되어 상기 로터와 에어 갭을 갖는 적어도 하나 이상의 티스 그리고 상기 티스부와 티스부 사이의 슬롯에 권선되는 코일을 포함하는 스테이터를 갖는 모터에 있어서,
상기 슬롯 개수는 12의 배수이고, 상기 코일의 권선 방법은 10 (스테이터 자극수) : 12 (슬롯 개수) 계열의 집중권으로 형성되며,
상기 로터의 자극수를 Ni, 상기 스테이터의 자극수 Ns 그리고 상기 티스 개수를 Np라 할 때,
Ni/2 = Np ± Ns/2 인 것을 특징으로 하는 모터.
제 1 항에 있어서,
상기 티스의 수는 상기 슬롯의 2배 이상의 자연수 배수임을 특징으로 하는 모터.
제 2 항에 있어서,
동일 티스부에 구비되는 이웃하는 티스와 티스 사이의 티스 간극의 원주 방향의 폭은, 이웃하는 티스의 원주 방향 폭과 동일한 것을 특징으로 하는 모터.
제 2 항에 있어서,
동일 티스부에 구비되는 이웃하는 티스와 티스 사이의 원주 방향 폭은, 다른 티스부에 구비되되 서로 이웃하는 티스와 티스 사이의 원주 방향 폭과 동일한 것을 특징으로 하는 모터.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 로터의 자극수와 상기 티스 개수의 최대 공약수는 2인 것을 특징으로 하는 모터.
제 5 항에 있어서,
상기 복수 개의 마그넷은 상기 로터의 원주 방향을 따라 N극과 S이 교대로 착자되어 구비됨을 특징으로 하는 모터.
제 6 항에 있어서,
상기 마그넷의 개수는 38, 상기 슬롯의 개수는 12 그리고 상기 티스의 수는 24임을 특징으로 하는 모터.
제 5 항에 있어서,
상기 복수 개의 마그넷은 N극 또는 S극 중 어느 하나의 자극으로 착자되고, 원주 방향을 따라 마그넷과 마그넷 사이에는 상기 마그넷의 원주 방향 폭에 대응되는 공극부가 구비됨을 특징으로 하는 모터.
제 8 항에 있어서,
이웃하는 티스와 티스 사이에는 상기 마그넷과 반대 극으로 착자된 마그넷이 구비됨을 특징으로 하는 모터.
제 8 항에 있어서,
상기 동일 티스에 구비되는 티스와 티스 사이의 티스 간극에는 상기 복수 개의 마그넷과 반대 극으로 착자된 마그넷이 구비됨을 특징으로 하는 모터.
제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,
상기 권선 방법은, 원주 방향을 따라 각각의 슬롯에 U상 시계방향, U상 반시계방향, V상 반시계방향, V상 시계방향, W상 시계방향 그리고 W상 반시계방향으로 수행됨을 특징으로 하는 모터.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모터의 권선계수는 0.97임을 특징으로 하는 모터.