KR20180069955A - Rotor having a skewed rotor core and motor of flux concentrate type comprising the same - Google Patents

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정인성
서정무
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김래은
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Abstract

The present invention relates to a rotor having a skewed rotor iron core and a motor of flux concentrate type including the same, to insert an integral type permanent magnet which is not divided and apply a skew to a rotor iron core to make air magnetic flux density sinusoidal and to lower a cogging torque and an induced voltage distortion. The rotor iron core according to the present invention is formed by stacking rotor iron plates which have permanent magnet insertion holes opened to on the outer circumferential surface. Each of the rotor iron plates has first and second edge parts for restricting the permanent magnets inserted into the permanent magnet insertion holes on both sides of the opened part of the permanent magnet insertion hole. The first and second edge parts are skewed in different axial lengths. Manufacturing processes can be simplified.

Description

스큐가 적용된 회전자 철심을 갖는 회전자 및 그를 포함하는 자속집중형 전동기{Rotor having a skewed rotor core and motor of flux concentrate type comprising the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a rotor having a skewed rotor core, and a magnetic flux concentrating motor including the skewed rotor core,

본 발명은 자속집중형 전동기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전자 철심에 스큐를 적용하여 공극자속밀도를 정현적으로 만들어 코깅토크(cogging torque)와 역기전력 외형률(THD; Total Harmonic Distortion)을 낮추는 자속집중형 회전자 및 그를 포함하는 자속집중형 전동기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic flux concentrating type motor, and more particularly, to a magnetic flux concentrating type motor having a magnetic flux density which is made sinusoidal by applying a skew to a rotor iron core to reduce cogging torque and THD (Total Harmonic Distortion) To a concentrated type rotor and a magnetic flux concentrating type electric motor including the same.

최근 화석연료의 고갈과, 화석연료의 사용에 따른 환경 문제가 부각됨에 따라 전기자동차에 대한 관심 및 수요가 증가하고 있다. 전기자동차의 상용화를 위해 중요한 기술적 요소는 전기에너지를 공급하는 배터리와, 배터리로부터 공급되는 전기에너지를 구동을 위한 기계적에너지로 전환시키는 전동기가 있다.Recently, interest in and demand for electric vehicles is increasing as the exhaustion of fossil fuels and the environmental problems caused by the use of fossil fuels are highlighted. An important technical factor for the commercialization of electric vehicles is a battery supplying electric energy and an electric motor converting electric energy supplied from the battery into mechanical energy for driving.

전동기를 전기자동차에 사용하기 위해서는 고효률화와 고출력화가 필요하다. 이때 전기자동차의 전동기로는 유도전동기와 함께 영구자석형 전동기가 사용되고 있다.In order to use electric motors in electric vehicles, high efficiency and high output are required. At this time, a permanent magnet type motor is used as an electric motor as well as an induction motor.

영구자석형 전동기 중 회전자 내에 영구자석이 삽입(매립)되는 매립형 영구자석 전동기(Interior Permanent Magnet Motor)가 있다. 매립형 영구자석 전동기 중 자속집중형 전동기는 회전축을 중심으로 영구자석이 방사형으로 회전자 철심에 삽입된 구조를 갖는다.Among the permanent magnet type electric motors, there is an embedded permanent magnet motor in which permanent magnets are embedded (embedded) in the rotor. In the buried permanent magnet motor, the magnetic flux concentrating type motor has a structure in which permanent magnets are radially inserted into the rotor iron core around the rotation axis.

이러한 자속집중형 전동기의 운전 특성을 향상시키기 위해서, 공극자속밀도를 정현적으로 만들기 위한 다양한 구조가 연구 및 소개되고 있다.In order to improve the operating characteristics of such a magnetic flux concentrating motor, various structures for making the vacant magnetic flux density to be sinusoidal have been studied and introduced.

공극자속밀도를 정현적으로 만들기 위한 방법으로 회전자에 스큐(skew)를 적용하는 방안이 있다. 회전자에 스큐를 적용하기 위해서는, 회전자 철판의 적층 방향으로 올라가며 영구자석을 포함한 회전자 철심의 각도를 변경해 주어야 한다. 예컨대 3단으로 스탭 스큐가 적용된 회전자를 제조하기 위해서는, 1단 회전자 철심을 적층 후 제1 영구자석을 삽입하고, 1단 회전자 철심 위에 2단 회전자 철심을 적층한 후 제2 영구자석을 삽입하고, 2단 회전자 철심 위에 3단 회전자 철심을 적층한 후 제3 영구자석을 삽입함으로써, 3단 스탭 스큐가 적용된 회전자를 제조할 수 있다. 이때 3단 스탭 스큐가 적용된 회전자는 1단 회전자 철심에 대해서 2단 및 3단 회전자 철심을 일정 각도로 회전된 구조를 갖는다. 이로 인해 1단 내지 3단 회전자 철심에 삽입된 제1 내지 3 영구자석은 회전한 일정 각도에 대응되게 축 방향으로 서로 어긋나게 위치한다.There is a method of applying a skew to the rotor as a method for making the vacancy magnetic flux density sinusoidal. To apply the skew to the rotor, the angle of the rotor iron core including the permanent magnet should be changed in the direction of lamination of the rotor iron plate. For example, in order to manufacture a rotor to which step skew is applied in three stages, a first permanent magnet is inserted after stacking a single-stage rotor iron core, a two-stage rotor iron core is laminated on a first rotor iron core, And a third permanent magnet is inserted after the three-stage rotor iron core is laminated on the two-stage rotor iron core. Thus, the rotor to which the three-stage step skew is applied can be manufactured. In this case, the rotor having the three-step step skew has a structure in which the second-stage and third-stage rotor iron cores are rotated at a predetermined angle with respect to the first-stage rotating iron core. Accordingly, the first to third permanent magnets inserted in the first- to third-stage rotor iron core are positioned to be shifted from each other in the axial direction corresponding to a certain angle of rotation.

이와 같은 기존의 스탭 스큐 방식은 회전자에 적용된 단 수에 대응되는 회전자 철심의 적층 및 영구자석의 삽입 공정을 반복적으로 진행해야 하기 때문에, 제조 공정이 복잡하고, 이로 인해 제조 시간이 오래 걸려 생산성이 떨어지는 문제점을 안고 있다. 따라서 기존의 스탭 스큐 방식은 자속집중형 전동기의 제조 비용을 상승시키는 요인으로 작용하고 있다.In such a conventional step skew method, since the process of stacking the rotor iron cores and inserting the permanent magnets corresponding to the number of steps applied to the rotor must be repeatedly performed, the manufacturing process is complicated and the manufacturing time is long, Has a falling problem. Therefore, the existing step skewing method is a factor for raising the manufacturing cost of the magnetic flux concentration type electric motor.

또한 회전자의 축 방향에서 일정 각도로 회전시키면서 회전자 철심을 적층해야 하기 때문에, 제조 과정에서 회전각도에 따라 제조 오차가 발생할 수 있다.Also, since the rotor iron core needs to be stacked while rotating at a certain angle in the axial direction of the rotor, manufacturing errors may occur depending on the rotation angle in the manufacturing process.

한국등록특허 제10-0263533호(2000.05.17. 등록)Korean Registered Patent No. 10-0263533 (registered on May 17, 2000)

따라서 본 발명의 목적은 회전자 철심에 스큐를 적용하면서 제조 공정을 간소화할 수 있는 스큐가 적용된 회전자 철심을 갖는 회전자 및 그를 포함하는 자속집중형 전동기를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a rotor having a rotor iron core to which a skew is applied, which can simplify a manufacturing process while applying a skew to a rotor core, and a magnetic flux concentrating motor including the rotor.

본 발명의 다른 목적은 스큐가 적용된 회전자 철심을 갖는 회전자의 제조 과정에서 회전각도에 따라 제조 오차가 발생하는 문제를 억제할 수 있는 스큐가 적용된 회전자 철심을 갖는 회전자 및 그를 포함하는 자속집중형 전동기를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a rotor having a rotor iron core to which a skew is applied, which can suppress a problem of manufacturing error according to a rotation angle in the process of manufacturing a rotor having a skewed rotor core, And to provide a concentrated type electric motor.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 중심에 회전축이 삽입되는 회전축 삽입구멍이 형성되어 있고, 상기 회전축 삽입구멍을 중심으로 둘레에 복수 개의 영구자석이 각각 삽입되는 영구자석 삽입구멍들이 형성되되 외주면으로 개방된 형태로 형성되며, 상기 회전축 삽입구멍의 축 방향으로 적층된 복수 개의 회전자 철판;을 포함하는 스큐가 적용된 회전자 철심을 제공한다. 이때 상기 복수 개의 회전자 철판은 각각, 상기 영구자석 삽입구멍의 개방된 부분의 양쪽에 상기 영구자석 삽입구멍에 삽입된 영구자석을 구속하는 제1 및 제2 에지부가 돌출되게 형성되어 있다. 그리고 상기 복수 개의 회전자 철판 중 일부의 상기 제1 및 제2 에지부는 축 방향으로 돌출된 길이를 달리하여 회전자 철심에 스큐를 적용한다.In order to achieve the above object, according to the present invention, a rotary shaft insertion hole into which a rotary shaft is inserted is formed at the center, permanent magnet insertion holes into which a plurality of permanent magnets are respectively inserted are formed around the rotary shaft insertion hole, And a plurality of rotor iron plates formed in an open form and stacked in the axial direction of the rotor shaft insertion holes. At this time, the plurality of rotor iron plates are formed such that first and second edge portions for restricting the permanent magnets inserted into the permanent magnet insertion holes are formed on both sides of the opened portion of the permanent magnet insertion hole, respectively. The first and second edge portions of the plurality of rotor iron plates are different in the axial length from each other to apply a skew to the iron core.

상기 영구자석 삽입구멍들에 각각 하나의 영구자석을 삽입할 수 있도록, 상기 영구자석 삽입구멍들은 축 방향으로 동일 위치에 배치되게 형성된다.The permanent magnet insertion holes are formed at the same position in the axial direction so that one permanent magnet can be inserted into each of the permanent magnet insertion holes.

상기 복수 개의 회전자 철판은 각각, 상기 제1 에지부와 제2 에지부 간의 거리가 동일할 수 있다.Each of the plurality of rotor iron plates may have the same distance between the first edge portion and the second edge portion.

상기 복수 개의 회전자 철판은 축 방향으로, 상기 제1 및 제2 에지부의 길이가 증감할 수 있다.The plurality of rotor iron plates may increase or decrease the length of the first and second edge portions in the axial direction.

상기 복수 개의 회전자 철판은 축 방향으로, 상기 제1 에지부의 길이가 선형적으로 증가하면, 상기 제2 에지부의 길이가 선형적으로 감소할 수 있다. 또는 상기 제1 에지부의 길이가 선형적으로 감소하면, 상기 제2 에지부의 길이가 선형적으로 증가할 수 있다.The length of the second edge portion may linearly decrease when the length of the first edge portion linearly increases in the axial direction of the plurality of rotor iron plates. Or if the length of the first edge portion decreases linearly, the length of the second edge portion may increase linearly.

상기 복수 개의 회전자 철판은 축 방향으로, 상기 제1 에지부의 길이가 단계적으로 증가하면, 상기 제2 에지부의 길이가 단계적으로 감소할 수 있다. 또는 상기 제1 에지부의 길이가 단계적으로 감소하면, 상기 제2 에지부의 길이가 단계적으로 증가할 수 있다.The length of the second edge portion may be gradually decreased when the length of the first edge portion increases stepwise in the axial direction of the plurality of rotor iron plates. Or if the length of the first edge portion decreases stepwise, the length of the second edge portion may increase stepwise.

본 발명은 또한, 회전축; 스큐가 적용된 상기 회전자 철심; 및 상기 회전자 철심의 복수 개의 영구자석 삽입구멍에 각각 삽입된 복수의 영구자석;을 포함하는 스큐가 적용된 회전자 철심을 갖는 회전자를 제공한다.The present invention also relates to a magnetic bearing device comprising: a rotating shaft; The rotor iron core to which skew is applied; And a plurality of permanent magnets inserted into the plurality of permanent magnet insertion holes of the rotor iron core, respectively, and a rotor iron core having skew applied thereto.

그리고 본 발명은 중심 부분에 회전축이 삽입 설치되는 스큐가 적용된 상기 회전자 철심을 갖는 상기 회전자; 및 중심 부분에 상기 회전자가 삽입 설치되는 회전자 삽입구멍이 형성되어 있고, 상기 회전자 삽입구멍의 내주면에 코일이 권선된 고정자;를 포함하는 스큐가 적용된 회전자 철심을 갖는 회전자를 포함하는 자속집중형 전동기를 제공한다.The present invention also provides a rotor having the rotor iron core to which a skew is inserted into which a rotary shaft is inserted, And a stator having a rotor insertion hole in which a rotor is inserted and installed at a central portion thereof and having a coil wound around an inner circumferential surface of the rotor insertion hole, Thereby providing a concentrated type electric motor.

본 발명에 따르면, 회전자 철심에 영구자석 삽입구멍을 일자로 형성하되, 영구자석 삽입구멍에 삽입된 영구자석을 구속하는 제1 및 제2 에지부는 축 방향으로 돌출된 길이를 달리하여 스큐를 적용함으로써, 일자로 형성된 영구자석 삽입구멍에 분할되지 않은 일체형의 영구자석을 한번에 삽입할 수 있기 때문에, 회전자 철심에 스큐를 적용하면서 제조 공정을 간소화할 수 있다. 즉 기존의 스큐가 적용된 회전자 철심의 경우, 영구자석을 적층되는 단의 수에 대응되게 분할해서 각 단의 회전자 철심에 각각 삽입해야 하기 때문에 제조 공정이 복잡하다. 하지만 본 발명의 경우 분할되지 않은 영구자석을 한번에 삽입할 수 있기 때문에, 회전자의 제조 공정을 간소화할 수 있다.According to the present invention, the permanent magnet insertion hole is formed in the rotor iron core as a straight line, and the first and second edge portions, which confine the permanent magnets inserted into the permanent magnet insertion hole, The integral permanent magnet which is not divided into the permanent magnet insertion holes formed in a single row can be inserted all at once, so that the manufacturing process can be simplified while applying skew to the rotor iron core. That is, in the case of a conventional rotor iron core with a skew, the manufacturing process is complicated because the permanent magnets must be divided into portions corresponding to the number of stages to be stacked and inserted into the rotor iron core of each stage. However, according to the present invention, since the permanent magnet which is not divided can be inserted at once, the manufacturing process of the rotor can be simplified.

기존의 스큐가 적용된 회전자 철심을 갖는 회전자의 제조 과정에서는 회전각도에 따라 제조 오차가 발생할 수 있지만, 본 발명에 따르면 회전자 철심을 적층한 이후에 분할되지 않은 일체형의 영구자석을 한번에 삽입할 수 있기 때문에, 기존의 회전각도에 따른 제조 오차가 발생하는 문제를 억제할 수 있다.In the manufacturing process of the rotor having the rotor iron core with the conventional skew, manufacturing error may occur depending on the rotation angle. However, according to the present invention, after the rotor iron core is stacked, Therefore, it is possible to suppress the problem of manufacturing error due to the existing rotation angle.

그리고 회전자에 스큐를 적용함으로써, 공극자속밀도를 정현적으로 만들어 코깅토크와 역기전력 외형률을 낮출 수 있다.By applying skew to the rotor, the air gap magnetic flux density can be made sinusoidal to lower the cogging torque and the counter electromotive force external shape factor.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자속집중형 전동기를 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 스큐가 적용된 회전자 철심을 갖는 회전자를 보여주는 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 회전자를 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 3의 회전자를 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 3의 회전자를 보여주는 측면도이다.
도 6은 비교예 1에 따른 자속집중형 전동기의 회전자를 보여주는 측면도이다.
도 7은 비교예 2에 따른 자속집중형 전동기의 회전자를 보여주는 측면도이다.
도 8은 제1 실시예 및 비교예들에 따른 자속집중형 전동기의 역기전력 외형률을 보여주는 그래프이다.
도 9는 제1 실시예 및 비교예들에 따른 자속집중형 전동기에서 발생되는 코깅토크를 보여주는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자속집중형 전동기의 회전자를 보여주는 측면도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 자속집중형 전동기의 회전자를 보여주는 측면도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 자속집중형 전동기의 회전자를 보여주는 측면도이다.
1 is a plan view showing a magnetic flux concentrating type electric motor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a rotor having a rotor iron core to which the skew of FIG. 1 is applied.
Figure 3 is a perspective view showing the rotor of Figure 2;
FIG. 4 is a plan view showing the rotor of FIG. 3;
Figure 5 is a side view of the rotor of Figure 3;
6 is a side view showing the rotor of the magnetic flux concentrated type electric motor according to Comparative Example 1. [Fig.
7 is a side view showing a rotor of a magnetic flux concentrating type electric motor according to a second comparative example.
8 is a graph showing the back electromotive force external shape factor of the magnetic flux concentrated type electric motor according to the first embodiment and the comparative example.
9 is a graph showing the cogging torque generated in the magnetic flux concentrated type electric motor according to the first embodiment and the comparative example.
10 is a side view showing a rotor of a magnetic flux concentrating type electric motor according to a second embodiment of the present invention.
11 is a side view showing a rotor of a magnetic flux concentrating type electric motor according to a third embodiment of the present invention.
12 is a side view showing a rotor of a magnetic flux concentrating type electric motor according to a fourth embodiment of the present invention.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.In the following description, only parts necessary for understanding embodiments of the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted to the extent that they do not disturb the gist of the present invention.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and the inventor is not limited to the meaning of the terms in order to describe his invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely preferred embodiments of the present invention, and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention, so that various equivalents And variations are possible.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

[제1 실시예][First Embodiment]

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자속집중형 전동기를 보여주는 평면도이다.1 is a plan view showing a magnetic flux concentrating type electric motor according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 자속집중형 전동기(100)는 회전자(20)와, 회전자(20)가 회전 가능하게 삽입 설치되는 고정자(10)를 포함한다. 고정자(10)는 중심 부분에 회전자 삽입구멍(18)이 형성되어 있으며, 회전자 삽입구멍(18)의 내주면에 코일(16)이 권선되어 있다. 그리고 회전자(20)는 고정자(10)의 회전자 삽입구멍(18)에 삽입되어 회전 가능하게 설치된다.Referring to FIG. 1, a magnetic flux concentrated type electric motor 100 according to the first embodiment includes a rotor 20 and a stator 10 into which the rotor 20 is rotatably inserted. The stator 10 has a rotor insertion hole 18 formed at the central portion thereof and a coil 16 wound around the inner circumferential surface of the rotor insertion hole 18. [ The rotor 20 is inserted into the rotor insertion hole 18 of the stator 10 and is rotatably installed.

고정자(10)는 회전자 삽입구멍(18)이 형성된 고정자 철심(11)과, 고정자 철심(11)의 회전자 삽입구멍(18)의 내주면을 따라서 권선된 코일(16)을 포함한다. 이때 회전자 삽입구멍(18)의 내경은 회전자(20)의 외경보다는 크게 형성되며, 회전자 삽입구멍(18)의 내경과 회전자(20)의 외경의 차이가 공극을 형성한다.The stator 10 includes a stator core 11 formed with a rotor insertion hole 18 and a coil 16 wound along the inner circumferential surface of the rotor insertion hole 18 of the stator core 11. [ At this time, the inner diameter of the rotor insertion hole 18 is formed larger than the outer diameter of the rotor 20, and the difference between the inner diameter of the rotor insertion hole 18 and the outer diameter of the rotor 20 forms a gap.

고정자 철심(11)은 동일한 형상의 고정자 철판(12) 복수 개를 축방향으로 적층하여 형성할 수 있다. 고정자 철심(11)은 내측에 회전자(20)가 삽입되어 위치할 수 있는 회전자 삽입구멍(18)이 형성되어 있다. 고정자 철심(11)은 내주면을 따라서 일정 간격으로 복수의 투스(14)가 형성되어 있다. 복수의 투스(14)는 고정자 철심(11)의 내주면에서 고정자 철심(11)의 중심축을 향하여 돌출되며, 회전자 삽입구멍(18)에 삽입되어 설치되는 회전자(20)의 외주면에 근접하게 배치된다. 이때 고정자 철판(12)으로는 규소 철판이 사용될 수 있다. 고정자 철심(11)의 안쪽의 투스(14)의 끝단이 형성하는 가상면 안쪽이 회전자 삽입구멍(18)을 형성한다.The stator iron core 11 can be formed by laminating a plurality of stator iron plates 12 of the same shape in the axial direction. The stator iron core 11 has a rotor insertion hole 18 in which a rotor 20 is inserted and positioned. The stator core (11) has a plurality of teeth (14) formed at regular intervals along the inner circumferential surface. The plurality of teeth 14 protrude from the inner circumferential surface of the stator core 11 toward the central axis of the stator core 11 and are disposed close to the outer circumferential surface of the rotor 20 inserted into the rotor insertion hole 18 do. At this time, a silicon steel plate may be used as the stator steel plate 12. The inside of the imaginary plane formed by the end of the tooth 14 on the inner side of the stator core 11 forms the rotor insertion hole 18.

그리고 코일(16)은 복수의 투스(14)에 각각 권선됨으로써, 교류 전원이 인가되면 고정자(10)의 구조로 인해 회전 자속을 발생시킨다.The coil 16 is wound on each of the plurality of teeth 14 so that a rotating magnetic flux is generated due to the structure of the stator 10 when AC power is applied.

한편 도시하진 않았지만, 회전축(30)은 자속집중형 전동기(100)의 케이스를 이루는 케이싱(casing)이나 쉘(shell)에 베어링을 매개로 회전 가능하게 설치된다.Although not shown, the rotary shaft 30 is rotatably installed in a casing or a shell forming a case of the magnetic flux concentrating type electric motor 100 through bearings.

회전자(20)는 고정자(10)의 회전자 삽입구멍(18)에 삽입되어 회전 가능하게 설치되는 자속집중형 전동기(100)의 회전자(20)로서, 회전축(30), 회전자 철심(21) 및 회전자 철심(21)에 삽입된 복수의 영구자석(22)을 포함한다.The rotor 20 is a rotor 20 of a magnetic flux concentrating type electric motor 100 that is inserted into a rotor insertion hole 18 of the stator 10 so as to be rotatably installed and includes a rotating shaft 30, 21 and a plurality of permanent magnets 22 inserted in the rotor core 21. [

회전자 철심(21)은 중심 부분에 회전축(30)이 삽입 설치되는 회전축 삽입구멍(25)이 형성되어 있고, 회전축 삽입구멍(25)의 둘레에 외주면으로 개방된 형태의 복수의 영구자석 삽입구멍(26)이 형성되어 있다.The rotary iron core 21 is formed with a rotary shaft insertion hole 25 into which a rotary shaft 30 is inserted. A plurality of permanent magnet insertion holes 25 are formed around the rotary shaft insertion hole 25, (Not shown).

회전자 철심(21)은 회전자 철판(24) 복수 개를 축방향으로 적층하여 형성한다. 회전자 철심(21)은 중심 부분에 회전축(30)이 삽입되는 회전축 삽입구멍(25)이 형성되어 있다. 회전자 철심(21)은 회전축 삽입구멍(25)의 외곽에 복수의 영구자석 삽입구멍(26)이 형성되어 있다.The rotor iron core 21 is formed by laminating a plurality of rotor iron plates 24 in the axial direction. The rotor core 21 has a rotation shaft insertion hole 25 into which a rotation shaft 30 is inserted. The rotor core 21 has a plurality of permanent magnet insertion holes 26 formed in the outer periphery of the rotation shaft insertion hole 25. [

이때 회전자 철판(24)으로는 규소 강판이 사용될 수 있다. 회전축 삽입구멍(25) 및 영구자석 삽입구멍(26)은 회전자 철심(21)의 상부면에 대해서 수직 방향으로 형성될 수 있다. 즉 복수 개의 영구자석 삽입구멍(26)에는 각각 분할되지 않은 일체형의 영구자석(22)이 하나씩 삽입된다.The rotor iron plate 24 may be a silicon steel plate. The rotary shaft insertion hole 25 and the permanent magnet insertion hole 26 may be formed in a direction perpendicular to the upper surface of the rotor core 21. [ That is, one permanent magnet (22) is inserted into each of the plurality of permanent magnet insertion holes (26).

영구자석 삽입구멍(26)은 회전자 철심(21)의 외주면으로 개방된 형태로 형성된다. 이때 도면부호 27은 영구자석 삽입구멍(26)의 개방부를 나타낸다.The permanent magnet insertion hole 26 is formed to be open to the outer peripheral surface of the rotor iron core 21. [ At this time, reference numeral 27 denotes an opening of the permanent magnet insertion hole 26.

복수 개의 회전자 철판(24)은 각각, 영구자석 삽입구멍(26)의 개방부(27)의 양쪽에 영구자석 삽입구멍(26)에 삽입된 영구자석(22)을 구속하는 제1 및 제2 에지부(28,29)가 돌출되게 형성되어 있다. 복수 개의 회전자 철판(24) 중 일부의 제1 및 제2 에지부(28,29)는 축 방향으로 돌출된 길이를 달리하여 스큐가 적용되어 회전자 철심(21)을 형성한다. 스큐가 적용된 회전자 철심(21)에 대해서는 후술하도록 하겠습니다.Each of the plurality of rotor iron plates 24 is provided with first and second permanent magnets 22 for restricting the permanent magnets 22 inserted into the permanent magnet inserting holes 26 on both sides of the openings 27 of the permanent magnet inserting holes 26, And the edge portions 28 and 29 are formed to protrude. The first and second edge portions 28 and 29 of the plurality of rotor iron plates 24 have different lengths protruding in the axial direction and skew is applied to form the rotor iron core 21. [ The skewed rotor iron core 21 will be described later.

그리고 복수의 영구자석(22)은 복수의 영구자석 삽입구멍(26)에 각각 삽입되어 N극과 S극을 형성한다.The plurality of permanent magnets 22 are inserted into the plurality of permanent magnet insertion holes 26 to form N and S poles, respectively.

이때 복수의 영구자석(22)은 회전축(30)을 중심으로 방사형으로 회전자 철심(21)에 삽입되되, 회전축(30)의 축 방향에 대해서 비스듬하게 회전자 철심(21)에 삽입될 수 있다. 복수의 영구자석(22)은 각각 단면이 사다리꼴 형태를 가질 수 있다. 이때 단면은 회전축(30)의 축 방향에 대해서 수직한 면을 의미한다. 즉 영구자석(22)은 아랫변, 윗변, 및 아랫변과 윗변을 잇는 양측변을 포함한다. 영구자석(22)의 양측변은 회전축(30)에 근접한 일측면과, 회전자 철심(21)의 원주면에 근접한 타측면에 대응된다.The plurality of permanent magnets 22 are inserted into the rotor core 21 in a radial manner about the rotary shaft 30 and can be inserted into the rotor core 21 obliquely with respect to the axial direction of the rotary shaft 30 . Each of the plurality of permanent magnets 22 may have a trapezoidal shape in section. In this case, the cross section refers to a plane perpendicular to the axial direction of the rotary shaft 30. That is, the permanent magnet 22 includes the lower side, the upper side, and both sides connecting the lower side and the upper side. Both sides of the permanent magnet 22 correspond to one side close to the rotary shaft 30 and the other side close to the circumferential surface of the rotor iron core 21. [

복수의 영구자석(22)은 각각, 회전축(30)에 근접한 일측면이 이웃하는 영구자석(22)의 장변 즉, 아랫변에 평행하게 위치하며, 타측면이 회전자 철심(21)의 원주면에 근접하게 위치한다. 이와 같이 복수의 영구자석(22)을 회전자 철심(21)에 삽입하는 이유는, 회전자 철심(21)에서 복수의 영구자석(22)이 차지하는 단면적을 극대화하기 위해서이다.Each of the plurality of permanent magnets 22 is positioned parallel to the long side of the adjacent permanent magnet 22 adjacent to the rotary shaft 30, As shown in FIG. The reason for inserting the plurality of permanent magnets 22 into the rotor core 21 in this way is to maximize the cross sectional area occupied by the plurality of permanent magnets 22 in the rotor core 21. [

이와 같이 회전자 철심(21)에서 복수의 영구자석(22)이 차지하는 단면적을 극대화할 수 있기 때문에, 영구자석(22)의 소재는 일반적으로 사용되는 희토류 대신에 페라이트 소재로 대체할 수 있다. 물론 영구자석(22)으로 희토류 영구자석을 사용할 수 있다.Since the cross-sectional area occupied by the plurality of permanent magnets 22 in the rotor core 21 can be maximized, the material of the permanent magnets 22 can be replaced with a ferrite material instead of a rare earth element generally used. Of course, a rare earth permanent magnet can be used as the permanent magnet 22.

예컨대 영구자석(22)은 회전축(30)의 축 방향에 대해서 0 내지 90도 사이의 각도로 비스듬하게 회전자 철심(21)에 삽입될 수 있다. 바람직하게는 영구자석(22)은 60 내지 80도 사이의 각도로 비스듬하게 회전자 철심(21)에 삽입하는 것이다.The permanent magnet 22 can be inserted into the rotor core 21 obliquely at an angle between 0 and 90 degrees with respect to the axial direction of the rotary shaft 30. [ Preferably, the permanent magnet 22 is inserted into the rotor core 21 obliquely at an angle between 60 and 80 degrees.

한편 복수의 영구자석을 직사각형 형태로 형성하고, 회전축의 축 방향에 대해서 비스듬하게 삽입할 수 있지만, 이 경우 회전자 철심에서 복수의 영구자석이 차지하는 단면적을 증가시키는 데 한계가 있다. 즉 회전자의 중심에서 회전자의 외곽으로 갈수록 영구자석들 사이의 간격이 멀어지기 때문에, 회전자 철심에서 복수의 영구자석이 차지하는 단면적이 줄어들게 된다.On the other hand, a plurality of permanent magnets may be formed in a rectangular shape and inserted obliquely with respect to the axial direction of the rotary shaft. However, in this case, there is a limit in increasing the cross sectional area occupied by the plurality of permanent magnets in the rotor iron core. That is, since the interval between the permanent magnets becomes farther from the center of the rotor to the outer periphery of the rotor, the cross sectional area occupied by the plurality of permanent magnets in the rotor iron core is reduced.

반면에 제1 실시예에서와 같이 사다리꼴 형태의 영구자석(22)을 사용할 경우, 회전자(20)의 중심에서 회전자(20)의 외곽으로 갈수록 영구자석들(22) 사이의 간격이 일부 멀어지기는 하지만, 직사각형 형태에 비해서 영구자석들(22)이 차지하는 단면적을 넓힐 수 있다.On the other hand, when the trapezoidal permanent magnet 22 is used as in the first embodiment, the distance between the permanent magnets 22 from the center of the rotor 20 to the outer periphery of the rotor 20 becomes a little However, the cross-sectional area occupied by the permanent magnets 22 can be widened as compared with the rectangular shape.

이와 같이 제1 실시예에 따르면, 사다리꼴 형태의 영구자석(22)을 회전축(30)의 축 방향에 대해서 비스듬하게 회전자 철심(21)에 삽입함으로써, 회전자 철심(21)에 삽입되는 영구자석(22)의 두께와 길이를 증가시켜 토크밀도를 향상시킬 수 있다.As described above, according to the first embodiment, by inserting the trapezoidal permanent magnet 22 obliquely into the rotor iron core 21 in the axial direction of the rotating shaft 30, the permanent magnet 22 inserted into the rotor iron core 21 The thickness and the length of the belt 22 can be increased to improve the torque density.

이로 인해 제한된 회전자(20) 크기에서 회전자(20)의 자속량 증가를 통해서 토크밀도를 향상시킬 수 있다.Therefore, the torque density can be improved by increasing the magnetic flux amount of the rotor 20 in the limited rotor 20 size.

또한 제1 실시예에 따른 자속집중형 회전자(20)의 영구자석(22)은 회전축(21)에 근접한 일측면이 이웃하는 영구자석(22)의 아랫변에 평행하게 위치하고, 타측면이 회전자 철심(21)의 원주면에 근접하게 위치하기 때문에, 회전자 철심(21)에 삽입되는 영구자석(22)의 두께와 길이를 최대화할 수 있다.The permanent magnet 22 of the magnetic flux concentrating type rotor 20 according to the first embodiment is disposed such that one side adjacent to the rotation axis 21 is positioned parallel to the lower side of the neighboring permanent magnet 22, It is possible to maximize the thickness and the length of the permanent magnet 22 inserted into the rotor core 21 because the permanent magnet 22 is located close to the circumferential surface of the rotor core 21. [

이와 같은 제1 실시예에 따른 스큐가 적용된 회전자 철심(21)을 갖는 회전자(20)에 대해서, 도 2 내지 도 5를 참조하면 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 2는 도 1의 스큐가 적용된 회전자 철심(21)을 갖는 회전자(20)를 보여주는 분해 사시도이다. 도 3은 도 2의 회전자(20)를 보여주는 사시도이다. 도 4는 도 3의 회전자(20)를 보여주는 평면도이다. 그리고 도 5는 도 3의 회전자(20)를 보여주는 측면도이다.The rotor 20 having the skew applied rotor iron core 21 according to the first embodiment will now be described with reference to FIGS. 2 to 5. FIG. Here, FIG. 2 is an exploded perspective view showing the rotor 20 having the rotor iron core 21 to which the skew of FIG. 1 is applied. 3 is a perspective view showing the rotor 20 of FIG. 4 is a plan view showing the rotor 20 of Fig. And FIG. 5 is a side view showing the rotor 20 of FIG.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 제1 실시예에 따른 회전자(20)는 제1 및 제2 에지부(28,29)를 활용하여 스탭 스큐가 적용된 예를 개시하였다.Referring to Figs. 2 to 5, the rotor 20 according to the first embodiment has disclosed an example in which the step skew is applied using the first and second edge portions 28 and 29.

영구자석 삽입구멍들(26)에 각각 분할되지 않은 하나의 영구자석(22)을 삽입할 수 있도록, 영구자석 삽입구멍들(26)은 축 방향으로 동일 위치에 배치되게 형성된다.The permanent magnet insertion holes 26 are formed so as to be disposed at the same position in the axial direction so that one permanent magnet 22 that is not divided into the permanent magnet insertion holes 26 can be inserted.

복수 개의 회전자 철판(24)은 각각, 제1 에지부(28)와 제2 에지부(29) 간의 거리(a)가 동일하게 형성된다. 물론 제1 및 제2 에지부(28,29) 간의 거리(b)는 영구자석 삽입구멍(26)의 폭(b)보다는 좁다.The plurality of rotor iron plates 24 are each formed so that the distance a between the first edge portion 28 and the second edge portion 29 is the same. Of course, the distance b between the first and second edge portions 28, 29 is narrower than the width b of the permanent magnet insertion hole 26.

복수 개의 회전자 철판(24)은 축 방향으로 제1 및 제2 에지부(28,29)의 길이(t1,t2)가 증감하게 형성된다. 이때 제1 및 제2 에지부(28,29)의 길이(t1,t2)는 영구자석 삽입구멍(26)의 내측면에서 개방부(27) 쪽으로 돌출된 길이를 의미한다.The plurality of rotor iron plates 24 are formed such that the lengths t1 and t2 of the first and second edge portions 28 and 29 increase or decrease in the axial direction. The lengths t1 and t2 of the first and second edge portions 28 and 29 are the lengths protruding from the inner surface of the permanent magnet insertion hole 26 toward the opening 27.

복수 개의 회전자 철판(24)은 축 방향으로, 제1 에지부(28)의 길이(t1)가 단계적으로 증가하면, 제2 에지부(29)의 길이(t2)가 단계적으로 감소하게 형성될 수 있다. 반대로 제1 에지부(28)의 길이(t1)가 단계적으로 감소하면, 제2 에지부(29)의 길이(t2)가 단계적으로 증가하게 형성될 수 있다.The plurality of rotor iron plates 24 are formed such that the length t2 of the second edge portion 29 gradually decreases in the axial direction when the length t1 of the first edge portion 28 increases stepwise . Conversely, when the length t1 of the first edge portion 28 is gradually decreased, the length t2 of the second edge portion 29 can be formed to increase stepwise.

예컨대 제1 실시예에 따른 회전자 철심(21)은 3단 스탭 스큐가 적용된 예를 개시하였다. 제1 실시예에 따른 회전자 철심(21)은 제1 단위 회전자 철심(21a), 제1 단위 회전자 철심(21a) 위에 적층된 제2 단위 회전자 철심(21b), 및 제2 단위 회전자 철심 (21b)위에 적층된 제3 단위 회전자 철심(21c)을 포함한다.For example, the rotor iron core 21 according to the first embodiment has disclosed an example in which a three-step step skew is applied. The rotor iron core 21 according to the first embodiment includes a first unit rotor iron core 21a, a second unit rotor iron core 21b stacked on the first unit rotor iron core 21a, And a third unit rotor core 21c stacked on the electron core 21b.

이때 제1 내지 제3 단위 회전자 철심(21a,21b,21c)은 각각 동일한 형상을 갖는 복수의 회전자 철판(24)을 포함하며, 제1 실시예에서는 동일 개수를 포함하는 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다.In this case, the first to third unit rotor iron cores 21a, 21b, and 21c include a plurality of rotor iron plates 24 having the same shape, and the first embodiment includes the same number. However, .

제1 단위 회전자 철심(21a)의 제1 에지부(28)가 제2 에지부(29)보다는 길게 형성된다. 제1 에지부(29)의 길이(t1)는 제1 단위 회전자 철심(21a), 제2 단위 회전자 철심(21b) 및 제3 단위 회전자 철심(21c)으로 갈수록 짧아진다. 반대로 제2 에지부(29)의 길이(t2)는 제1 단위 회전자 철심(21a), 제2 단위 회전자 철심(21b) 및 제3 단위 회전자 철심(21c)으로 갈수록 길어진다.The first edge 28 of the first unit rotor iron core 21a is formed longer than the second edge 29. The length t1 of the first edge portion 29 becomes shorter toward the first unit rotor iron core 21a, the second unit rotor iron core 21b and the third unit rotor iron core 21c. Conversely, the length t2 of the second edge portion 29 becomes longer toward the first unit rotor iron core 21a, the second unit rotor iron core 21b, and the third unit core iron core 21c.

그리고 제1 내지 제3 단위 회전자 철심(21a,21b,21c)의 회전자 철판(24)은 회전된 각도가 다른 3가지 타입으로 구성되지만, 폴-아크(pole-arc)는 동일하다. 따라서 제1 내지 제3 단위 회전자 철심(21a,21b,21c)을 적층하였을 때, 영구자석 삽입구멍(26)은 축 방향으로 일직선 상에 위치하게 된다.The rotor iron plates 24 of the first to third unit rotor iron cores 21a, 21b and 21c are composed of three different types of rotating angles, but the pole-arcs are the same. Therefore, when the first to third unit rotor iron cores 21a, 21b and 21c are laminated, the permanent magnet insertion holes 26 are positioned in a straight line in the axial direction.

따라서 제1 내지 제3 단위 회전자 철심(21a,21b,21c)이 형성하는 영구자석 삽입구멍(26)은 일자 형태로 형성된다. 이로 인해 제1 실시예에 따른 회전자 철심(21)에 분할되지 않은 일체형의 영구자석(22)을 한번에 삽입할 수 있다.Therefore, the permanent magnet insertion holes 26 formed by the first to third unit rotor iron cores 21a, 21b and 21c are formed in the shape of a straight line. As a result, the integral permanent magnet 22, which is not divided into the rotor iron core 21 according to the first embodiment, can be inserted at a time.

그리고 제1 및 제2 에지부(28,29)의 길이(t1,t2) 증감을 통하여 회전자 철심(21)에 스큐를 적용하였다.Then, skew is applied to the rotor iron core 21 by increasing or decreasing the lengths t1 and t2 of the first and second edge portions 28 and 29.

이와 같이 제1 실시예에 따른 회전자 철심(21)은 스큐를 적용하면서 영구자석 삽입구멍(26)이 일자로 형성되기 때문에, 영구자석 삽입구멍(26)에 분할되지 않은 일체형의 영구자석(22)을 한번에 삽입할 수 있다. 이로 인해 기존의 스큐 방식에 비해서, 제1 실시예에 따르면 스큐가 적용된 회전자(20)의 제조 공정을 간소화할 수 있다.As described above, since the rotor core 21 according to the first embodiment is formed with the permanent magnet insertion holes 26 in a straight line while applying the skew, the integral permanent magnet 22 ) Can be inserted at once. Therefore, according to the first embodiment, the manufacturing process of the skew-applied rotor 20 can be simplified compared with the conventional skew method.

이와 같이 제1 실시예에 따른 스큐가 적용된 회전자 철심(21)을 갖는 회전자(20)를 포함하는 자속집중형 전동기(100)의 특성을 알아보기 위해서, 비교예 1 및 2에 따른 자속집중형 전동기와 비교 실험을 수행하였다.In order to examine the characteristics of the magnetic flux concentrated type electric motor 100 including the rotor 20 having the rotor iron core 21 to which the skew was applied according to the first embodiment as described above, Type motor.

비교예 1에 따른 자속집중형 전동기는, 도 6에 도시된 바와 같이, 회전자 철심(21)에 스큐를 적용하지 않은 회전자(820)를 구비한다. 제1 및 제2 에지부(28,29)의 길이(t1,t2)는 동일하다. 영구자석 삽입구멍(26)은 일자형으로 형성되기 때문에, 분할되지 않은 일체형의 영구자석(22)이 영구자석 삽입구멍(26)에 삽입된다.As shown in Fig. 6, the rotor concentrating type electric motor according to the comparative example 1 has the rotor 820 in which skew is not applied to the rotor core 21. [ The lengths t1 and t2 of the first and second edge portions 28 and 29 are the same. Since the permanent magnet insertion hole 26 is formed in the shape of a straight line, the integral permanent magnet 22 which is not divided is inserted into the permanent magnet insertion hole 26.

비교예 2에 따른 자속집중형 전동기는, 도 7에 도시된 바와 같이, 회전자 철심(21) 및 영구자석(22)에 3단 스탭 스큐를 적용한 회전자(920)를 구비한다. 즉 3단 스탭 스큐 회전자(920)는 1단 회전자 철심(21a)을 적층 후 제1 영구자석(22a)을 삽입하고, 1단 회전자 철심(21a) 위에 2단 회전자 철심(21b)을 적층한 후 제2 영구자석(22b)을 삽입하고, 2단 회전자 철심(21b) 위에 3단 회전자 철심(21c)을 적층한 후 제3 영구자석(22c)을 삽입하여 제조하였다. 이때 3단 스탭 스큐가 적용된 회전자(920)는 1단 회전자 철심(21a)에 대해서 2단 및 3단 회전자 철심(21b,21c)을 일정 각도로 회전된 구조를 갖는다.The magnetic flux concentrating type electric motor according to the comparative example 2 has a rotor 920 in which a three-step step skew is applied to the rotor core 21 and the permanent magnet 22 as shown in Fig. That is, the three-stage step skew rotor 920 is constructed such that the first permanent magnet 22a is inserted after the first-stage rotor iron core 21a is laminated, the two-stage rotor iron core 21b is placed on the first- A third permanent magnet 22c was inserted after the second permanent magnet 22b was inserted, the three-stage rotor iron core 21c was laminated on the two-stage rotor iron core 21b, and the third permanent magnet 22c was inserted. At this time, the rotor 920 to which the three-step step skew is applied has a structure in which the second-stage and third-stage rotor iron cores 21b and 21c are rotated at a certain angle with respect to the first-stage rotor iron core 21a.

이때 제1 및 제2 에지부(28,29)의 길이(t1,t2)는 동일하다. 하지만 1단 내지 3단 회전자 철심(21a,21b,21c)이 서로 일정 각도로 회전되어 있기 때문에, 영구자석 삽입구멍(26)은 일자로 형성되지 못하고 회전된 각도에 따라서 틀어지게 형성된다. 이로 인해 영구자석(22)은 3단으로 분할되어 있으며, 3단으로 분할된 영구자석(22a,22b,22c)이 각각 1단 회전자 철심(21a), 2단 회전자 철심(21b) 및 3단 회전자 철심(21c)에 삽입된다.At this time, the lengths t1 and t2 of the first and second edge portions 28 and 29 are the same. However, since the first- to third-stage rotor iron cores 21a, 21b, and 21c are rotated at a certain angle with respect to each other, the permanent magnet insertion holes 26 can not be formed in a straight line but are formed to be angular in accordance with the rotated angle. Thus, the permanent magnets 22 are divided into three stages, and the permanent magnets 22a, 22b, and 22c divided into three stages are respectively connected to the first rotor iron core 21a, the second rotor iron core 21b, And inserted into the single rotor iron core 21c.

도 8은 제1 실시예 및 비교예들에 따른 자속집중형 전동기의 역기전력 외형률을 보여주는 그래프이다. 그리고 도 9는 제1 실시예 및 비교예들에 따른 자속집중형 전동기에서 발생되는 코깅토크를 보여주는 그래프이다. 여기서 도 8 및 도 9에 도시된 그래프는 FEA(Finite Element Analysis; 유한 요소 분석법)를 이용한 해석 결과이다. Non_skew가 비교예 1을 나타내고, Core_3step_skew가 제1 실시예를 나타내고, Conventional_3step_skew가 비교예 2를 나타낸다.8 is a graph showing the back electromotive force external shape factor of the magnetic flux concentrated type electric motor according to the first embodiment and the comparative example. And FIG. 9 is a graph showing the cogging torque generated in the magnetic flux concentrated type electric motor according to the first embodiment and the comparative example. Here, the graphs shown in Figs. 8 and 9 are analytical results using Finite Element Analysis (FEA). Non_skew indicates the first comparative example, Core_3step_skew indicates the first embodiment, and Conventional_3step_skew indicates the second comparative example.

표 1은 제1 실시예, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 자속집중형 전동기의 역기전력 및 코깅토크이다.Table 1 shows the counter electromotive force and the cogging torque of the magnetic flux concentrated type electric motor according to the first embodiment, the first comparative example and the second comparative example.

비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 제1 실시예First Embodiment 상역기전력 기본파 [Vrms]Up counter electromotive force fundamental wave [Vrms] 32.432.4 32.132.1 32.232.2 역기전력 THD [%]Back EMF THD [%] 7.57.5 5.45.4 5.35.3 코깅토크 pk-pk [Nm]Cogging torque pk-pk [Nm] 1.351.35 0.400.40 0.390.39

도 8을 참조하면, 스큐를 적용한 제1 실시예 및 비교예 2가 스큐를 적용하지 않은 비교예 1에 비해서 역기전력 외형률이 개선된 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8, it can be seen that the back electromotive force outer ratio is improved in the first embodiment and the second embodiment in which skew is applied, as compared with the first embodiment in which skew is not applied.

도 9를 참조하면, 스큐를 적용한 제1 실시예 및 비교예 2가 스큐를 적용하지 않은 비교예 1에 비해서 코깅토크가 감소된 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 9, it can be seen that the cogging torque is reduced in the first embodiment and the second embodiment in which skew is applied, as compared with the first embodiment in which skew is not applied.

또한 제1 실시예에 따른 자속집중형 전동기가 비교예 2에 따른 자속집중형 전동기와 유사한 역기전력 외형률의 개선 및 코깅토크가 감소한 것을 확인할 수 있다.It can also be seen that the magnetic flux concentration type electric motor according to the first embodiment improves the counter electromotive force external ratio similar to the magnetic flux concentration type electric motor according to the second comparative example and reduces the cogging torque.

하지만 제1 실시예에 따른 회전자는 회전자 철심을 적층한 이후에 분할되지 않은 일체형의 영구자석을 한번에 삽입하는 제조 방식을 갖기 때문에, 비교예 2에 따른 회전자에 비해서 제조 공정을 간소화할 수 있다.However, since the rotor according to the first embodiment has a manufacturing method of inserting integral permanent magnets that are not divided after lamination of the rotor iron core at once, the manufacturing process can be simplified compared to the rotor of Comparative Example 2 .

비교예 2의 경우 스큐가 적용된 회전자 철심을 갖는 회전자의 제조 과정에서 회전각도에 따라 제조 오차가 발생할 수 있지만, 제1 실시예에 따르면 회전자 철심을 적층한 이후에 분할되지 않은 일체형의 영구자석을 한번에 삽입할 수 있기 때문에, 비교예 2와 같이 회전각도에 따른 제조 오차가 발생하는 문제를 억제할 수 있다.In the case of Comparative Example 2, manufacturing errors may occur depending on the rotation angle in the process of manufacturing the rotor having the skewed rotor core. However, according to the first embodiment, after the rotor core is stacked, Since the magnet can be inserted at once, it is possible to suppress the problem of manufacturing error due to the rotation angle as in Comparative Example 2. [

[제2 실시예][Second Embodiment]

한편 제1 실시예에 따른 스큐가 적용된 회전자(20)는 단계적으로 증가하거나 감소하는 형태로 제1 및 제2 에지부(28,29)가 형성된 예를 개시하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the skew applied rotor 20 according to the first embodiment has been described as an example in which the first and second edge portions 28 and 29 are formed in a stepwise increasing or decreasing manner, but the present invention is not limited thereto.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자속집중형 전동기의 회전자(120)를 보여주는 측면도이다.10 is a side view showing a rotor 120 of a magnetic flux concentrating type electric motor according to a second embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 제2 실시예에 따른 회전자(120)는 제1 에지부(28)의 길이(t1)가 단계적으로 증가했다가 감소하고, 제2 에지부(29)의 길이(t2)가 단계적으로 감소했다가 증가하는 예를 개시하였다. 물론 제1 및 제2 에지부(28,29) 간의 거리(a)는 동일하다.10, the rotor 120 according to the second embodiment is configured such that the length t1 of the first edge portion 28 gradually increases and decreases, and the length t2 of the second edge portion 29 ) Gradually decreased and then increased. Of course, the distance a between the first and second edge portions 28, 29 is the same.

[제3 및 제4 실시예][Third and fourth embodiments]

한편 제1 및 제2 실시예에 따른 회전자(20,120)는 스탭 스큐가 적용된 예를 개시하였지만, 이것에 한정되는 아니다. 예컨대 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 제3 및 제4 실시예에 따른 회전자(220,230)는 선형 스큐가 적용될 수 있다.On the other hand, the rotors 20 and 120 according to the first and second embodiments disclose examples in which step skew is applied, but the present invention is not limited thereto. For example, as shown in FIGS. 11 and 12, linear skew can be applied to the rotors 220 and 230 according to the third and fourth embodiments.

여기서 선형 스큐는 제1 에지부(28)의 길이(t1)가 선형적으로 증가하면 제2 에지부(29)의 길이(t2)가 선형적으로 감소하거나, 반대로 제1 에지부(28)의 길이(t1)가 선형적으로 감소하면 제2 에지부(29)의 길이(t2)가 선형적으로 증가하는 것을 의미한다. 물론 제1 및 제2 에지부(28,29) 간의 거리(a)는 동일하다.Here, the linear skew is obtained by linearly decreasing the length t2 of the second edge portion 29 when the length t1 of the first edge portion 28 linearly increases, The linearly decreasing of the length t1 means that the length t2 of the second edge portion 29 increases linearly. Of course, the distance a between the first and second edge portions 28, 29 is the same.

선형적으로 증가 또는 감소한다는 것은 회전자 철판(24)의 적층에 따라 연속적으로 제1 및 제2 에지부(28,29)의 길이(t1,t2)가 변화하는 것을 의미한다.Linearly increasing or decreasing means that the lengths t1 and t2 of the first and second edge portions 28 and 29 change continuously in accordance with the stacking of the rotor steel plate 24. [

도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 자속집중형 전동기의 회전자(220)를 보여주는 측면도이다.11 is a side view showing a rotor 220 of a magnetic flux concentrating type electric motor according to a third embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 제3 실시예에 따른 회전자(220)는 제1 에지부(28)의 길이(t1)가 선형적으로 감소하고, 제2 에지부(29)의 길이(t2)가 선형적으로 증가하는 예를 개시하였다. 물론 제1 및 제2 에지부(28,29) 간의 거리(a)는 동일하다.11, the rotor 220 according to the third embodiment has a structure in which the length t1 of the first edge portion 28 is linearly decreased and the length t2 of the second edge portion 29 is An example of linearly increasing is disclosed. Of course, the distance a between the first and second edge portions 28, 29 is the same.

도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 자속집중형 전동기의 회전자(320)를 보여주는 측면도이다.12 is a side view showing a rotor 320 of a magnetic flux concentrating type electric motor according to a fourth embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 제4 실시예에 따른 회전자(320)는 제1 에지부(28)의 길이(t1)가 선형적으로 증가했다가 감소하고, 제2 에지부(29)의 길이(t2)가 선형적으로 감소했다가 증가하는 예를 개시하였다. 물론 제1 및 제2 에지부(28,29) 간의 거리(a)는 동일하다.Referring to FIG. 12, the rotor 320 according to the fourth embodiment has a structure in which the length t1 of the first edge portion 28 linearly increases and then decreases, and the length of the second edge portion 29 t2) decreases linearly and then increases. Of course, the distance a between the first and second edge portions 28, 29 is the same.

한편 도 11 및 도 12에서는, 제1 및 제2 에지부(28,29)의 끝부분을 경사면으로 형성하여 제1 및 제2 에지부(28,29)의 끝부분이 서로 연결되어 사선으로 형성되는 예를 개시하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 제1 및 제2 에지부(28,29)의 끝부분은 사각의 단으로 형성될 수 있다.On the other hand, in Figs. 11 and 12, the end portions of the first and second edge portions 28 and 29 are formed as inclined surfaces so that the end portions of the first and second edge portions 28 and 29 are connected to each other to be formed obliquely However, the present invention is not limited to this. For example, the end portions of the first and second edge portions 28 and 29 may be formed as rectangular ends.

제1 및 제2 실시예에서는 회전자(20,120)에 스탭 스큐가 적용된 예를 개시하였고, 제3 및 제4 실시예에서는 회전자(22,230)에 선형 스큐가 적용된 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 스탭 스큐와 선형 스큐가 혼합된 형태로 회전자에 적용될 수 있음은 물론이다.In the first and second embodiments, examples in which step skew is applied to the rotors 20 and 120 are disclosed. In the third and fourth embodiments, linear skew is applied to the rotors 22 and 230, no. For example, a combination of a step skew and a linear skew may be applied to the rotor.

그리고 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention, and are not intended to limit the scope of the invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

10 : 고정자
11 : 고정자 철심
12 : 고정자 철판
14 : 투스
16 : 코일
18 : 회전자 삽입구멍
20, 120, 220, 320 : 회전자
21 : 회전자 철심
21a : 제1 단위 회전자 철심
21b : 제2 단위 회전자 철심
21c : 제3 단위 회전자 철심
22 : 영구자석
24 : 회전자 철판
25 : 회전축 삽입구멍
26 : 영구자석 삽입구멍
27 : 개방부
28 : 제1 에지부
29 : 제2 에지부
30 : 회전축
100 : 자속집중형 전동기
10: Stator
11: stator core
12: stator iron plate
14: Tooth
16: Coil
18: rotor inserting hole
20, 120, 220, 320: rotor
21: rotor iron core
21a: first unit rotor iron core
21b: second unit rotor iron core
21c: third unit rotor iron core
22: permanent magnet
24: rotor iron plate
25: rotation shaft insertion hole
26: permanent magnet insertion hole
27:
28: first edge portion
29: second edge portion
30:
100: magnetic flux concentration type electric motor

Claims (14)

중심에 회전축이 삽입되는 회전축 삽입구멍이 형성되어 있고, 상기 회전축 삽입구멍을 중심으로 둘레에 복수 개의 영구자석이 각각 삽입되는 영구자석 삽입구멍들이 형성되되 외주면으로 개방된 형태로 형성되며, 상기 회전축 삽입구멍의 축 방향으로 적층된 복수 개의 회전자 철판;을 포함하며,
상기 복수 개의 회전자 철판은 각각, 상기 영구자석 삽입구멍의 개방된 부분의 양쪽에 상기 영구자석 삽입구멍에 삽입된 영구자석을 구속하는 제1 및 제2 에지부가 돌출되게 형성되어 있고,
상기 복수 개의 회전자 철판 중 일부의 상기 제1 및 제2 에지부는 축 방향으로 돌출된 길이를 달리하여 스큐가 적용된 회전자 철심.
Wherein a permanent magnet insertion hole for inserting a plurality of permanent magnets around the rotation axis insertion hole is formed and opened in an outer peripheral surface of the rotary shaft insertion hole, And a plurality of rotor iron plates stacked in the axial direction of the hole,
The plurality of rotor iron plates each have first and second edge portions protruding from both sides of the open portion of the permanent magnet insertion hole to constrain the permanent magnet inserted into the permanent magnet insertion hole,
Wherein the first and second edge portions of a portion of the plurality of rotor iron plates have different skeletal lengths protruding in the axial direction.
제1항에 있어서,
상기 영구자석 삽입구멍들에 각각 하나의 영구자석을 삽입할 수 있도록, 상기 영구자석 삽입구멍들은 축 방향으로 동일 위치에 배치되게 형성된 것을 특징으로 하는 스큐가 적용된 회전자 철심.
The method according to claim 1,
Wherein the permanent magnet insertion holes are disposed at the same position in the axial direction so that one permanent magnet can be inserted into each of the permanent magnet insertion holes.
제2항에 있어서, 상기 복수 개의 회전자 철판은 각각,
상기 제1 에지부와 제2 에지부 간의 거리가 동일한 것을 특징으로 하는 스큐가 적용된 회전자 철심.
3. The rotor of claim 2,
Wherein a distance between the first edge portion and the second edge portion is the same.
제3항에 있어서, 상기 복수 개의 회전자 철판은 축 방향으로,
상기 제1 및 제2 에지부의 길이가 증감하는 것을 특징으로 하는 스큐가 적용된 회전자 철심.
The rotor according to claim 3,
And the lengths of the first and second edge portions are increased or decreased.
제4항에 있어서, 상기 복수 개의 회전자 철판은 축 방향으로,
상기 제1 에지부의 길이가 선형적으로 증가하면, 상기 제2 에지부의 길이가 선형적으로 감소하거나,
상기 제1 에지부의 길이가 선형적으로 감소하면, 상기 제2 에지부의 길이가 선형적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 스큐가 적용된 회전자 철심.
5. The rotor according to claim 4,
If the length of the first edge portion linearly increases, the length of the second edge portion decreases linearly,
And the length of the second edge portion linearly increases when the length of the first edge portion decreases linearly.
제4항에 있어서, 상기 복수 개의 회전자 철판은 축 방향으로,
상기 제1 에지부의 길이가 단계적으로 증가하면, 상기 제2 에지부의 길이가 단계적으로 감소하거나,
상기 제1 에지부의 길이가 단계적으로 감소하면, 상기 제2 에지부의 길이가 단계적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 스큐가 적용된 회전자 철심.
5. The rotor according to claim 4,
If the length of the first edge portion increases stepwise, the length of the second edge portion decreases stepwise,
And the length of the second edge portion increases stepwise when the length of the first edge portion decreases stepwise.
회전축;
중심에 상기 회전축이 삽입되는 회전축 삽입구멍이 형성되어 있고, 상기 회전축 삽입구멍을 중심으로 둘레에 복수 개의 영구자석이 각각 삽입되는 영구자석 삽입구멍들이 형성되되 외주면으로 개방된 형태로 형성되며, 상기 회전축 삽입구멍의 축 방향으로 적층된 복수 개의 회전자 철판을 포함하는 회전자 철심; 및
상기 회전자 철심의 복수 개의 영구자석 삽입구멍에 각각 삽입된 복수의 영구자석;을 포함하며,
상기 복수 개의 회전자 철판은 각각, 상기 영구자석 삽입구멍의 개방된 부분의 양쪽에 상기 영구자석 삽입구멍에 삽입된 영구자석을 구속하는 제1 및 제2 에지부가 돌출되게 형성되어 있고,
상기 복수 개의 회전자 철판 중 일부의 상기 제1 및 제2 에지부는 축 방향으로 돌출된 길이를 달리하여 스큐가 적용된 회전자 철심을 갖는 회전자.
A rotating shaft;
Wherein a permanent magnet insertion hole is formed around the rotation axis insertion hole and a plurality of permanent magnets are inserted around the rotation axis insertion hole, A rotor iron core including a plurality of rotor iron plates laminated in the axial direction of the insertion hole; And
And a plurality of permanent magnets inserted into the plurality of permanent magnet insertion holes of the rotor iron core,
The plurality of rotor iron plates each have first and second edge portions protruding from both sides of the open portion of the permanent magnet insertion hole to constrain the permanent magnet inserted into the permanent magnet insertion hole,
Wherein the first and second edge portions of a portion of the plurality of rotor iron plates have a skeleton of the rotor iron core different in the axial direction protruding length.
제7항에 있어서,
상기 영구자석 삽입구멍들에 각각 하나의 영구자석을 삽입할 수 있도록, 상기 영구자석 삽입구멍들은 축 방향으로 동일 위치에 배치되게 형성된 것을 특징으로 하는 스큐가 적용된 회전자 철심을 갖는 회전자.
8. The method of claim 7,
Wherein the permanent magnet insertion holes are formed at the same position in the axial direction so that one permanent magnet can be inserted into each of the permanent magnet insertion holes.
제8항에 있어서, 상기 복수 개의 회전자 철판은 각각,
상기 제1 에지부와 제2 에지부 간의 거리가 동일한 것을 특징으로 하는 스큐가 적용된 회전자 철심을 갖는 회전자.
The rotor according to claim 8,
Wherein a distance between the first edge portion and the second edge portion is the same.
제9항에 있어서, 상기 복수 개의 회전자 철판은 축 방향으로,
상기 제1 및 제2 에지부의 길이가 증감하는 것을 특징으로 하는 스큐가 적용된 회전자 철심을 갖는 회전자.
10. The rotor according to claim 9,
Wherein a length of the first and second edge portions is increased or decreased.
중심 부분에 회전축이 삽입 설치되는 회전자; 및
중심 부분에 상기 회전자가 삽입 설치되는 회전자 삽입구멍이 형성되어 있고, 상기 회전자 삽입구멍의 내주면에 코일이 권선된 고정자;를 포함하고,
상기 회전자는,
상기 회전축;
중심에 상기 회전축이 삽입되는 회전축 삽입구멍이 형성되어 있고, 상기 회전축 삽입구멍을 중심으로 둘레에 복수 개의 영구자석이 각각 삽입되는 영구자석 삽입구멍들이 형성되되 외주면으로 개방된 형태로 형성되며, 상기 회전축 삽입구멍의 축 방향으로 적층된 복수 개의 회전자 철판을 포함하는 회전자 철심; 및
상기 회전자 철심의 복수 개의 영구자석 삽입구멍에 각각 삽입된 복수의 영구자석;을 포함하며,
상기 복수 개의 회전자 철판은 각각, 상기 영구자석 삽입구멍의 개방된 부분의 양쪽에 상기 영구자석 삽입구멍에 삽입된 영구자석을 구속하는 제1 및 제2 에지부가 돌출되게 형성되어 있고,
상기 복수 개의 회전자 철판 중 일부의 상기 제1 및 제2 에지부는 축 방향으로 돌출된 길이를 달리하여 스큐가 적용된 회전자 철심을 갖는 회전자를 포함하는 자속집중형 전동기.
A rotor in which a rotating shaft is inserted in a center portion; And
And a stator having a rotor insertion hole in which a rotor is inserted and formed at a central portion thereof and a coil wound around an inner circumferential surface of the rotor insertion hole,
The rotor
The rotating shaft;
Wherein a permanent magnet insertion hole is formed around the rotation axis insertion hole and a plurality of permanent magnets are inserted around the rotation axis insertion hole, A rotor iron core including a plurality of rotor iron plates laminated in the axial direction of the insertion hole; And
And a plurality of permanent magnets inserted into the plurality of permanent magnet insertion holes of the rotor iron core,
The plurality of rotor iron plates each have first and second edge portions protruding from both sides of the open portion of the permanent magnet insertion hole to constrain the permanent magnet inserted into the permanent magnet insertion hole,
Wherein the first and second edge portions of the plurality of rotor iron plates include a rotor having a rotor iron core to which skew is applied, the rotor iron core having different lengths protruding in the axial direction.
제11항에 있어서,
상기 영구자석 삽입구멍들에 각각 하나의 영구자석을 삽입할 수 있도록, 상기 영구자석 삽입구멍들은 축 방향으로 동일 위치에 배치되게 형성된 것을 특징으로 하는 스큐가 적용된 회전자 철심을 갖는 회전자를 포함하는 자속집중형 전동기.
12. The method of claim 11,
Wherein the permanent magnet insertion holes are arranged at the same position in the axial direction so that one permanent magnet can be inserted into each of the permanent magnet insertion holes. Magnetic flux concentration type electric motor.
제12항에 있어서, 상기 복수 개의 회전자 철판은 각각,
상기 제1 에지부와 제2 에지부 간의 거리가 동일한 것을 특징으로 하는 스큐가 적용된 회전자 철심을 갖는 회전자를 포함하는 자속집중형 전동기.
13. The rotor according to claim 12,
Wherein a distance between the first edge portion and the second edge portion is equal to a distance between the first edge portion and the second edge portion.
제13항에 있어서, 상기 복수 개의 회전자 철판은 축 방향으로,
상기 제1 및 제2 에지부의 길이가 증감하는 것을 특징으로 하는 스큐가 적용된 회전자 철심을 갖는 회전자를 포함하는 자속집중형 전동기.
14. The rotor as claimed in claim 13,
And a length of the first and second edge portions is increased or decreased. A skew-applied rotor iron core includes a rotor.
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