KR20180105901A - 영구 자석 매립형 회전자, 영구 자석형 모터 및 압축기 - Google Patents

영구 자석 매립형 회전자, 영구 자석형 모터 및 압축기 Download PDF

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김정환
박수현
안지현
이인재
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 영구자석 매립형 회전자는, 대칭인 종단면 형상을 이루는 다수의 슬롯이 형성되는 회전자 코어; 및 상기 다수의 슬롯에 각각 삽입되며, 비대칭 종단면 형상을 이루는 다수의 영구 자석을 포함하고, 상기 다수의 영구 자석 각각은, 상면부와, 상기 상면부의 반대편에 형성되는 하면부와, 상기 상면부와 하면부를 연결하는 제 1 및 제 2 측면부를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 측면부에는, 상기 슬롯의 측면부와 면접촉하는 제 1 수직부 및 제 2 수직부가 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

영구 자석 매립형 회전자, 영구 자석형 모터 및 압축기{Interior Permanent Magnet typed rotor, Interior Permanent Magnet typed motor, and compressor having the same}
본 발명은 영구 자석 매립형 회전자, 이를 구비한 영구 자석형 모터, 및 영구 자석형 모터를 구비하는 압축기에 관한 것이다.
영구 자석형 모터(Permanent Magnet motor)는 회전자 권선 대신 영구 자석을 사용하기 때문에, 권선에 전력을 공급할 필요가 없어 고효율이고, 운전 시간이 길 수록 표준 모터에 비해 유지 비용이 절감되어 근래에 각광받고 있다.
영구 자석형 모터는, 영구 자석 매립형 모터와 영구 자석 부착형 모터로 대별될 수 있다.
상기 영구 자석 매립형 모터(Interior Permanent Magnet motor)는 회전자 내부에 영구 자석을 매립한 형태의 모터이고, 상기 영구 자석 부착형 모터(Surface Perament Magnet motor)는 회전자 외주면에 영구 자석을 부착한 형태의 모터이다.
최근에는, 작은 사이즈이면서 고출력 및 고효율 전동기 설계를 위해 모터 속도를 높이는 방향으로 설계가 진행되고 있어, 영구 자석 부착형 모터가 영구 자석 매립형 모터로 대체되고 있는 추세이다.
영구 자석 매립형 모터는 영구 자석 부착형 모터에 비하여 아래와 같은 장점을 가지고 있다.
첫째, 영구 자석이 회전자 코어의 내부에 매립되어 있으므로, 원심력 및 최대 토크를 이기는 영구 자석의 부착력을 보장할 수 있으므로, 견고하여 고속 회전에 유리하다.
둘째, 마그네틱 토크와 릴럭턴스 토크의 병용으로 고토크화가 가능하다.
셋째, 회전자의 외경이 정교하게 가공되므로, 공극을 작게할 수 있다.
넷째, 회전자 표면의 와전류(eddy current) 손실이 저감되어 고효율화가 가능하다.
다섯째, 약계자 제어를 통해 운전 속도 범위를 이론적으로 무한대까지 가져갈 수 있어 고속 회전에 유리하다.
그러나, 릴럭턴스 토크를 이용하는 영구 자석 매립형 모터는 회전자의 특성상 영구 자석 부착형 모터에 비하여 코깅 토크가 커서 운전시 소음이 큰 단점이 있다.
특히, 회전자 내부에 매립되는 영구 자석이 수직축 또는 수평축을 기준으로 대칭을 이루는 형상, 예컨대 직사각형 형상을 이루는 경우, 스큐된 마그넷(skewed magnet)이 매립되는 모터에 비하여 코깅 토크가 더 커서 소음이 크게 발생하는 문제점이 있다.
이러한 문제를 개선하기 위하여, 회전자 코어를 평행 사변형 형태로 경사진 스큐 마그넷(skewed magnet)을 적용한 모터가 제안되었다.(아래 선행 기술 1 참조)
그러나, 상기 선행 기술 1의 경우 다음과 같은 문제점을 안고 있다.
상세히, 마그넷이 삽입되는 슬롯은 좌우 및 상하 대칭인 사각형 형상을 이루고, 상기 슬롯에 삽입되는 마그넷은 스큐된 형상, 즉 평행 사변형 형상을 이룬다.
따라서, 상기 마그넷이 슬롯에 삽입된 이후, 상기 마그넷이 슬롯 내부에서 요동하는 현상이 발생한다. 이러한 진동 또는 요동 현상을 방지하기 위해서, 스큐된 메인 마그넷을 삽입할 때, 틈새를 메꾸기 위한 부재료 마그넷을 함께 삽입하여, 슬롯이 완전히 채워지도록 한다. 따라서, 모터 제조 비용이 증가할 뿐만 아니라 제조 공정이 복잡하게 이루어지는 단점이 있다.
일본공개특허 제1998-174324호(1998년06월26일)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안된다.
상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 영구자석 매립형 회전자는, 대칭인 종단면 형상을 이루는 다수의 슬롯이 형성되는 회전자 코어; 및 상기 다수의 슬롯에 각각 삽입되며, 비대칭 종단면 형상을 이루는 다수의 영구 자석을 포함하고, 상기 다수의 영구 자석 각각은, 상면부와, 상기 상면부의 반대편에 형성되는 하면부와, 상기 상면부와 하면부를 연결하는 제 1 및 제 2 측면부를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 측면부에는, 상기 슬롯의 측면부와 면접촉하는 제 1 수직부 및 제 2 수직부가 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 영구 자석 매립형 회전자 및 이를 구비한 모터에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
상세히, 영구 자석의 좌측과 우측면에 수직면이 형성되도록 하고, 수직면이 슬롯의 측면에 밀착되도록 함으로써, 마그넷을 회전자의 슬롯에 삽입한 상태에서 회전자가 회전할 때 마그넷이 슬롯 내부에서 요동하는 현상이 제거되는 장점이 있다.
또한, 마그넷이 슬롯 내부에서 요동하는 현상을 방지하기 위하여 별도의 부재료 마그넷을 추가로 삽입할 필요가 없으므로, 제조 비용 절감 및 제조 공정의 단순화를 달성할 수 있는 장점이 있다.
또한, 마그넷이 수평 및 수직축을 기준으로 비대칭 형상으로 이루어지므로, 종래의 대칭형 마그넷이 삽입된 마그넷 매립형 모터에 비하여 코깅 토크 및 역기전력 THD(Total Harmonic Distortion : 기본파 성분에 대한 나머지 전체 고조파들의 비)가 절감되는 효과가 있다.
구체적으로, 스큐된 영구 자석(또는 스큐 형상의 영구 자석)을 적용함으로써, 회전자의 회전시 자속 변화를 부드럽게 하여, 직사각형과 같은 대칭형 영구 자석에 비하여 코깅 토크가 80% 감소되고, 역기전력 THD가 44% 저감되는 효과가 있다.
또한, 회전자 코어에 형성되는 슬롯의 형상을 변경하거나, 슬롯의 형상을 변경하기 위하여 회전자 코어를 구성하는 코어 플레이트의 적층 각도의 변경할 필요가 없기 때문에, 제조 비용이 현저히 저감되고, 모터의 진동 특성 변화를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 회전자 코어의 슬롯 형상을 변경할 필요없이 영구 자석의 형상을 비대칭의 다양한 형상으로 설계 변경 가능하므로, 개발 가능한 모터의 모델 수가 늘어날 수 있으며, 그 결과 모터 또는 압축기 모델별 투자비를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 스큐된 영구 자석을 제작하기 위하여 다수의 영구 자석을 분할하여 접착하거나 사출할 필요가 없으며, 영구 자석이 쉽게 깨지는 문제를 보완할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영구 자석 매립형 회전자(Interior Permanent Magnet type rotor)의 사시도.
도 2는 도 1의 2-2를 따라 절개되는 종단면 절개 사시도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 회전자 코어에 삽입되는 영구 자석의 정면도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 영구 자석의 정면도.
도 5는 도 1의 2-2를 따라 절개되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영구 자석 매립형 회전자(Interior Permanent Magnet type rotor)의 절개 사시도.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 영구 자석 매립형 회전자에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영구 자석 매립형 회전자(Interior Permanent Magnet type rotor)의 사시도이고, 도 2는 도 1의 2-2를 따라 절개되는 종단면 절개 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 영구 자석 매립형 회전자(10)는, 다수의 슬롯(111)이 형성되는 회전자 코어(11)와, 상기 슬롯(111)에 삽입되는 다수의 영구 자석(12)을 포함할 수 있다.
상세히, 상기 회전자 코어(11)의 중심에는 축 삽입홀(112)이 형성되며, 상기 축삽입홀(112)과 상기 회전자 코어(11)는 한 몸으로 회전한다. 그리고, 상기 회전자(10)의 외측에 고정자(미도시)가 설치되고, 상기 고정자에 전류가 공급되면 상기 회전자(10)는 상기 고정자의 내부에서 회전한다.
또한, 상기 회전자 코어(11)는 다수의 코어 플레이트들이 소정 높이로 적층되어 형성된다. 그리고, 상기 다수의 코어 플레이트들 각각에는 상기 슬롯(111)을 형성하는 홀이 형성되며, 상기 다수의 코어 플레이트들이 소정 높이로 적층됨에 따라 상기 슬롯(111)이 상하 방향으로 소정 길이를 가지게 된다.
또한, 상기 다수의 슬롯(111)은 상기 회전자 코어(11)의 원주 방향으로 배치될 수 있고, 횡단면이 직선 형태의 장홀 형상을 이룰 수 있다. 상세히, 상기 다수의 슬롯(111)은 상기 회전자 코어(11)의 원주 방향으로 이격 배치되어, 상기 다수의 슬롯(111)을 연결하는 선이 다각형 형상을 이룰 수 있다. 그리고, 상기 다수의 슬롯(111)은 상기 축 삽입홀(112)의 중심으로부터 반경 방향으로 소정 간격 이격되는 지점에 형성될 수 있다.
한편, 상기 슬롯(111)은, 소정의 폭과 길이 및 두께를 가지는 직사각형 횡단면 및 종단면 형상으로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 영구 자석(12)의 두께와 길이는, 상기 슬롯(111)의 두께와 길이에 대응되는 크기로 형성될 수 있다.
상세히, 상기 슬롯(111)은, 상기 영구 자석(12)이 삽입되는 공간으로서, 전면과 후면, 좌측면과 우측면으로 이루어지며, 상면과 하면은 개구될 수 있다. 그리고, 상기 슬롯(111)의 좌측면과 우측면의 폭은 상기 슬롯(111)의 두께로 정의되며, 상기 영구 자석(12)의 두께에 대응된다.
여기서, 상기 슬롯(111)의 전면은, 상기 축삽입홀(112)에서 가장 가까운 거리에 있는 면이고, 상기 슬롯(111)의 후면은, 상기 전면과 마주하는 면으로 정의될 수 있다.
상기 영구 자석(12)은 직사각형 횡단면 형상을 가지기는 하나, 종단면 형상은 직사각형 형상이 아닌 다른 형상으로 이루어진다.
상세히, 상기 영구 자석(12)의 단면은 상기 영구 자석의 중심을 지나는 수평성 및 수직선을 기준으로 비대칭인 형상을 이룬다. 상기 영구 자석(12)의 형상에 대해서는 아래에서 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 회전자 코어에 삽입되는 영구 자석의 정면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 영구 자석(12)은, 상기 영구 자석(12)의 중심점을 지나는 수평선을 기준으로 상하 비대칭일 뿐만 아니라 상기 영구 자석(12)의 중심점을 지나는 수직선을 기준으로 좌우 비대칭인 형상을 이룬다.
상세히, 상기 영구 자석(12)은, 상면부(121)와, 하면부(122)와, 제 1 측면부(123), 및 제 2 측면부(124)를 포함할 수 있다. 상기 상면부(121)와 하면부(122)는 서로 평행한 수평면일 수 있다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 측면부(123,124) 각각은, 경사부(123a,124a)와 수직부(123b,124b)를 포함할 수 있다. 상세히, 상기 경사부(123a,124a)는 상기 상면부(121)와 하면부(122) 중 어느 일측의 가장자리에서 소정 각도로 비스듬히 경사지게 연장될 수 있다. 그리고, 상기 수직부(123b,124b)는 상기 경사부(123a,124a)의 단부에서 상기 상면부(121)와 하면부(122)의 다른 일측의 가장자리를 연결하는 수직면일 수 있다. 따라서, 상기 수직부(123b,124b)는 상기 슬롯(111)의 양 측면과 면접촉할 수 있다.
상기 경사부(123a,124) 중 어느 하나는 제 1 경사부로, 다른 하나는 제 2 경사부로 정의될 수 있고, 상기 수직부(123b,124b) 중 어느 하나는 제 1 수직부로, 다른 하나는 제 2 수직부로 정의될 수 있다.
상기 수직부(123b,124b)는 상기 슬롯(111)의 양 측면에 밀착되어, 상기 영구 자석(12)이 가로 방향으로 요동하는 것을 방지한다. 뿐만 아니라, 상기 영구 자석(12)이 상기 슬롯(111) 내부로 부드럽게 삽입 가능하게 한다. 만일, 상기 수직부(123b,124b)가 없다면, 상기 영구 자석(12)의 모서리 부분이 상기 슬롯(111)의 측면에 접촉한 상태에서 하강하는 과정에서 파손될 가능성이 존재한다. 그러나, 상기 수직부(123b,124b)가 형성됨으로써, 상기 영구 자석(12)이 상기 슬롯(111)에 삽입되는 과정에서 모서리 부위의 파손을 최소화할 수 있다. 상기 수직부(123b,124b)는
그리고, 상기 수직부(123b,124b)의 길이(a)는, 상기 영구 자석(12)의 길이(또는 높이)보다 작게 형성될 수 있으며, 최소 0.5mm 이상으로 형성될 수 있다. 상기 수직부(123b,124b)의 길이가 0.5mm 미만인 경우, 가로 방향 힘에 대하여 상기 영구 자석(12)의 모서리가 파손될 가능성이 높으며, 상기 영구 자석(12)이 요동하지 않고 안정적으로 지지되지 못할 가능성이 높다.
또한, 상기 영구 자석(12)의 제 1 측면부(123)에 형성되는 수직부(123b)와 상기 제 2 측면부(124)에 형성되는 수직부(124b)의 길이는 동일할 수도 있으나, 서로 다르게 설계되는 것도 가능함을 밝혀둔다.
상기 수직부들(123b,124b)의 길이가 다르게 설계될 경우, 상기 제 1 측면부(123a)의 경사도와 상기 제 2 측면부(124a)의 경사도가 달라짐을 의미한다. 다시 말하면, 상기 상면부(121)와 상기 제 1 측면부(123)의 경사부(123a)가 이루는 각도(φ1)가, 상기 하면부(122)와 상기 제 2 측면부(124)의 경사부(124a)가 이루는 각도(φ2)와 동일하게 설정될 수도 있으나, 다르게 설정될 수도 있다.
다른 말로, 상기 제 1 측면부(123)의 경사부(123a)와 수직부(123b)가 이루는 각도가 상기 제 2 측면부(124)의 경사부(124a)와 수직부(124b)가 이루는 각도와 다르게 설정되는 것으로 설명될 수 있다.
단, 상기 수직부들의 길이 및/또는 상기 경사부들의 경사도를 다르게 설정하더라도, 상기 제 1 수직부를 지나는 수직선과 상기 제 2 수직부를 지나는 수직선을 연결하는 수평 방향 거리는 상기 슬롯(111)의 폭에 대응되는 길이를 유지하여야 한다.
한편, 상기 회전자 코어(11)의 중심축(A1)과, 상기 영구 자석(12)의 중심축(A2)이 이루는 각도(θ)는 스큐각(skew angle)으로 정의될 수 있고, 상기 스큐각은 3°~ 45°의 범위 내에서 설정될 수 있다. 상세히, 상기 스큐각(θ)은 6극일 때 30°가 코깅 토크가 최소가 되는 임계각이고, 4극일 때 45도가 코깅 토크가 최소가 되는 임계각임을 실험을 통하여 확인하였다.
여기서, 상기 영구 자석(12)의 중심축은, 상기 영구 자석(12)의 상부 50%의 무게 중심과 하부 50%의 무게 중심을 잇는 직선으로 정의된다. 그리고, 상기 회전자 코어(11)의 중심축(A1)과 상기 영구 자석(12)의 중심축(A2)이 만나는 점을 상기 영구 자석(12)의 중심점(C)으로 정의될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 영구 자석의 정면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 영구 자석(22)은, 상면부(221)와, 하면부(222)와, 제 1 측면부(223), 및 제 2 측면부(224)를 포함할 수 있다.
제 2 실시예에 따른 영구 자석(22)은, 제 1 실시예에 따른 영구 자석(12)과 마찬가지로, 영구 자석의 중심점(C)을 지나는 수평선 및 수직선을 기준으로 비대칭형상이다. 다만, 상기 제 1 및 제 2 측면부(223,224)가 수직면이 아닌 곡면 형상으로 이루어지는 것에 있어서 제 1 실시예에 따른 영구 자석(12)과 다른 점이라 하겠다.
상세히, 상기 제 1 및 제 2 측면부(223,224) 각각은, 상기 영구 자석(22)의 내부를 향하여 오목하게 라운드지는 오목부(223a,224a)와, 상기 영구 자석(22)의 외부를 향하여 볼록하게 라운드지는 볼록부(223b,224b)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 오목부(223a,224a)의 단부와 상기 볼록부(223b,224b)의 단부가 연속적으로 이어진다.
구체적으로, 상기 오목부(223a,224a)의 일단은 상기 상면부(221)와 하면부(222) 중 어느 일측에서 연장되고, 상기 볼록부(223b,224b)는 상기 오목부(223a,224a)의 타단과 상기 상면부(221)와 하면부(222) 중 다른 일측을 연결한다.
또한, 상기 오목부(223a,224a)의 상단과 하단을 연결하는 길이는 상기 볼록부(223b,224b)의 상단과 하단을 연결하는 길이와 동일할 수도 있으나, 서로 다르게 형성될 수도 있다.
또한, 상기 제 1 측면부(223)에 형성되는 오목부(223a) 또는 볼록부(223b)의 길이는, 상기 제 2 측면부(224)에 형성되는 오목부(224a) 또는 볼록부(224b)의 길이와 동일하게 설정될 수도 있으나, 서로 다르게 설정될 수도 있다.
또한, 상기 볼록부(223b,224b)의 어느 지점에는 수직부가 소정 길이 형성될 수 있다.
또한, 상기 오목부(223a,224a)의 곡률과 상기 볼록부(223b,224b)의 곡률이 동일하게 설정될 수도 있으나, 서로 다르게 설정될 수도 있다.
도 5는 도 1의 2-2를 따라 절개되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영구 자석 매립형 회전자(Interior Permanent Magnet type rotor)의 절개 사시도이다.
도 5를 참조하면, 모터의 용량에 따라 상기 회전자(10)의 길이는 가변될 수 있으며, 회전자(10)의 길이가 길어짐에 따라 상기 슬롯(111)에 삽입되는 영구 자석(12)의 형상을 달리하여 성형할 수 있다.
이 경우, 상기 영구 자석(12)은, 영구 자석(12)의 중심점을 지나는 수직축 및 수평축을 기준으로 비대칭인 것에 있어서는 이전 실시예와 동일하다. 다만, 도시된 바와 같이, 이전 실시예에 따른 영구 자석을 상기 슬롯(111) 내부에 2개 이상 삽입시킬 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 영구 자석(12)은 상측의 제 1 파트(12a)와 하측의 제 2 파트(12b)로 이루어질 수 있고, 상기 제 1 파트(12a)와 제 2 파트(12b)는 별도의 부재일 수도 있고, 단일체로 이루어질 수도 있다.
상기에서 설명된 바와 같이, 상기 슬롯 삽입되는 영구 자석이 비대칭 형상을 이루도록 함으로써, 코깅 토크 및 역기전력 THD가 현저히 감소되는 효과가 있다.
또한, 상기 영구 자석이 삽입되는 슬롯의 종단면은 대칭인 직사각형 형상으로 이루어짐으로써, 다수의 코어 플레이트를 적층하는 과정에서, 코어 플레이트의 적층 위치를 수직축을 기준으로 소정 각도씩 어긋나게 적층할 필요가 없으므로, 제조 시간과 비용이 절감되는 장점이 있다.
이에 더하여, 상기 슬롯에 삽입되는 상기 영구 자석의 양 측면부가, 수직부와 경사부 또는 수직부와 곡선부의 조합으로 이루어지거나, 곡선부만으로 이루어짐으로써, 영구 자석이 슬롯 내부에서 좌우 방향으로 요동하지 않는 효과가 있다.

Claims (17)

  1. 대칭인 종단면 형상을 이루는 다수의 슬롯이 형성되는 회전자 코어; 및
    상기 다수의 슬롯에 각각 삽입되며, 비대칭 종단면 형상을 이루는 다수의 영구 자석을 포함하고,
    상기 다수의 영구 자석 각각은,
    상면부와,
    상기 상면부의 반대편에 형성되는 하면부와,
    상기 상면부와 하면부를 연결하는 제 1 및 제 2 측면부를 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 측면부에는, 상기 슬롯의 측면부와 면접촉하는 제 1 수직부 및 제 2 수직부가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는, 영구자석 매립형 회전자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비대칭 종단면 형상은,
    상기 영구 자석의 중심점을 지나는 수평선 및 수직선을 기준으로 비대칭인 형상을 포함하는 영구자석 매립형 회전자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 측면부에는, 제 1 경사부 및 제 2 경사부가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 영구자석 매립형 회전자.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 영구자석의 길이와 두께는 상기 슬롯의 길이와 두께에 대응하는 길이로 형성되고,
    상기 제 1 수직부를 지나는 수직선과 상기 제 2 수직부를 지나는 수직선을 연결하는 수평선의 길이는 상기 슬롯의 폭에 대응하는 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 영구자석 매립형 회전자.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 수직부와 상기 제 2 수직부 중 어느 하나는 다른 하나보다 긴 것을 특징으로 하는 영구자석 매립형 회전자.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 경사부와 상기 제 2 경사부 중 어느 하나의 경사도는 다른 하나의 경사도보다 큰 것을 특징으로 하는 영구자석 매립형 회전자.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 영구 자석의 중심축은, 상기 영구 자석의 상부 50%의 무게 중심과 하부 50%의 무게 중심을 연결하는 직선으로 정의되고,
    상기 회전자 코어의 중심축과 상기 영구 자석의 중심축이 이루는 스큐각(θ)은 3°~ 45°인 것을 특징으로 하는 영구자석 매립형 회전자.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬롯에 삽입되는 영구 자석은,
    상기 슬롯 내부에서 상하 방향으로 적층되는 제 1 파트 및 제 2 파트를 포함하는 영구자석 매립형 회전자.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 파트와 상기 제 2 파트는 서로 독립된 부재인 것을 특징으로 하는 영구자석 매립형 회전자.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 파트와 상기 제 2 파트는 연속된 단일체를 형성하는 것을 특징으로 하는 영구자석 매립형 회전자.
  11. 제 3 항에 있어서,
    상기 수직부의 길이는 적어도 5mm 이상인 것을 특징으로 하는 영구자석 매립형 회전자.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 측면부 각각에는 오목부와 볼록부가 형성되고,
    상기 오목부와 상기 볼록부는 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 영구자석 매립형 회전자.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 수직부는 상기 볼록부에 형성되는 것을 특징으로 하는 영구자석 매립형 회전자.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 오목부의 상하 방향 길이와 상기 볼록부의 상하 방향 길이 중 어느 하나는 다른 하나보다 긴 것을 특징으로 하는 영구자석 매립형 회전자.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 측면부에 형성되는 오목부와 볼록부의 곡률 및/또는 길이는, 상기 제 2 측면부에 형성되는 오목부와 볼록부의 곡률 및/또는 길이와 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 영구자석 매립형 회전자.
  16. 고정자; 및
    상기 고정자의 내측에 회전 가능하게 배치되고, 제 1 항 내지 제 15 항에 기재된 영구자석 매립형 회전자를 포함하는 영구자석형 모터.
  17. 제 16 항에 기재된 영구자석형 모터를 포함하는 압축기.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102126315B1 (ko) * 2019-06-28 2020-06-24 엘지전자 주식회사 모터, 이를 구비한 압축기 및 공기조화기

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108141076B (zh) * 2015-10-30 2020-02-21 日立汽车系统株式会社 磁铁式转子、具备磁铁式转子的旋转电机以及具备旋转电机的电动汽车

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56101367A (en) * 1980-01-18 1981-08-13 Hitachi Ltd Rotor of permanent magnet type synchronous machine and manufacture thereof
JPH01206859A (ja) * 1988-02-09 1989-08-21 Fanuc Ltd 同期電動機並びにそのロータに使用するマグネット形状
JPH03117338A (ja) * 1989-09-27 1991-05-20 Fanuc Ltd 同期電動機のロータ構造
JPH10174324A (ja) 1996-12-06 1998-06-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 永久磁石回転子
JP4715280B2 (ja) * 2005-04-13 2011-07-06 アイシン精機株式会社 永久磁石埋め込み型モータ、ポンプ装置、及び永久磁石埋め込み型モータの製造方法
JP4850439B2 (ja) * 2005-06-06 2012-01-11 信越化学工業株式会社 埋め込み磁石型回転電機用永久磁石部材および回転電機
JP2009033927A (ja) * 2007-07-30 2009-02-12 Jtekt Corp ブラシレスモータ
CN201869071U (zh) * 2010-10-21 2011-06-15 德昌电机(深圳)有限公司 永磁电机
US20120049663A1 (en) * 2010-09-01 2012-03-01 Gm Global Technology Operations, Inc. Rotor and method of forming same
JPWO2013150652A1 (ja) * 2012-04-06 2015-12-14 三菱電機株式会社 回転子および永久磁石埋込型電動機
JP5929561B2 (ja) * 2012-06-29 2016-06-08 株式会社ジェイテクト 電動回転機およびその製造方法
EP2961040B1 (en) * 2013-02-20 2019-05-08 Mitsubishi Electric Corporation Electric motor having embedded permanent magnets
JP6522725B1 (ja) * 2017-12-07 2019-05-29 三精テクノロジーズ株式会社 音声操作システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102126315B1 (ko) * 2019-06-28 2020-06-24 엘지전자 주식회사 모터, 이를 구비한 압축기 및 공기조화기

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