KR20190063361A - Motor - Google Patents
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Abstract
Description
실시예는 모터에 관한 것이다.An embodiment relates to a motor.
전동식 조향장치(EPS)는 차량의 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공함으로써, 운전자로 하여금 안전한 주행이 가능하게 하는 장치이다. 이러한 전동식 조향장치는 차속센서, 토크 앵글센서 및 토크센서 등에서 감지한 운행조건에 따라 전자제어장치(Electronic Control Unit: ECU)를 통해 모터를 구동하여 차량의 조향축의 구동을 제어한다.An electric steering system (EPS) is a device that enables the driver to drive safely by ensuring the turning stability of the vehicle and providing quick restoring force. Such an electric steering apparatus drives a motor via an electronic control unit (ECU) according to driving conditions sensed by a vehicle speed sensor, a torque angle sensor, a torque sensor, and the like to control the driving of the steering shaft of the vehicle.
모터는 스테이터와 로터를 포함한다. 스테이터는 복수 개의 슬롯을 형성하는 티스를 포함할 수 있으며, 로터는 티스와 마주보는 복수 개의 마그넷을 포함할 수 있다. 인접하는 티스는 상호 떨어져 배치되어 슬롯 오픈(slot open)을 형성한다. 이때, 로터가 회전하는 과정에서 금속 재질인 스테이터와 빈 공간인 슬롯 오픈의 공기의 투자율 차이로 인하여 코깅 토크가 발생할 수 있다. 이러한 코깅 토크는 소음과 진동의 원인이 되기 때문에 코깅 토크를 줄이는 것이 모터의 품질을 높이는데 무엇보다 중요하다. 특히, 고속 조건에서 토크 리플이 발생할 수 있는데, 이러한 토크 리플은 조향 장치의 진동문제를 야기한다.The motor includes a stator and a rotor. The stator may include teeth forming a plurality of slots, and the rotor may include a plurality of magnets facing the teeth. Adjacent teeth are spaced apart from each other to form a slot open. During the rotation of the rotor, a cogging torque may be generated due to a difference in magnetic permeability of the stator, which is a metallic material, and the air of a slot opening, which is an empty space. Since this cogging torque causes noise and vibration, it is important to reduce the cogging torque to improve the quality of the motor. In particular, torque ripple may occur at high speed conditions, such torque ripple causing vibration problems of the steering apparatus.
이에, 실시예는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 토크를 확보하면서도, 코깅 토크와 토크 리플을 줄일 수 있는 모터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Therefore, an embodiment of the present invention is intended to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a motor capable of reducing cogging torque and torque ripple while securing torque. The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned here can be understood by those skilled in the art from the following description.
실시예는, 샤프트와, 상기 샤프트가 배치되는 홀을 포함하는 로터 및 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고, 제1 위상차를 갖는 2개의 역기전력 신호가 발생하도록 상기 로터의 극수와 상기 스테이터의 슬롯수가 결정되고, 상기 스테이터는 회로적으로 분리되는 제1 코일과 제2 코일을 포함하고, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일에 각각 위상차가 상이한 전류를 공급하는 제어부를 포함하는 모터를 제공할 수 있다.An embodiment includes a rotor including a shaft, a hole in which the shaft is disposed, and a stator disposed on the outer side of the rotor, wherein the number of poles of the rotor and the number of turns of the stator Wherein the number of slots is determined and the stator includes a first coil and a second coil that are separated in a circuit and supplies a current having a different phase difference to each of the first coil and the second coil .
바람직하게는, 상기 로터는 로터코어와 상기 로터코어의 외주면에 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하고, 복수 개의 상기 마그넷은 N극과 S극 중 어느 하나의 극만 갖을 수 있다.Preferably, the rotor includes a rotor core and a plurality of magnets disposed on an outer circumferential surface of the rotor core, and the plurality of magnets may have only one of an N pole and an S pole.
바람직하게는, 상기 로터코어는 상기 마그넷과 상기 마그넷 사이에 배치되며, 상기 로터코어의 중심을 기준으로 반경방향으로 돌출되어 배치되는 요철부를 포함할 수 있다.Preferably, the rotor core is disposed between the magnet and the magnet, and may include a concavo-convex portion protruding radially from the center of the rotor core.
바람직하게는 상기 로터코어의 중심을 기준으로 반경방향으로 상기 요철부의 두께는 상기 마그넷의 두께보다 같거나 작고, 상기 로터코어의 중심을 기준으로 원주방향으로 상기 요철부의 두께는 상기 마그넷의 폭보다 같거나 작을 수 있다.Preferably, the thickness of the concavo-convex portion is equal to or smaller than the thickness of the magnet in the radial direction with respect to the center of the rotor core, and the thickness of the convexo-concave portion in the circumferential direction with respect to the center of the rotor core is equal to Or smaller.
바람직하게는, 상기 복수개의 마그넷 개수는 7개이고, 상기 요철부의 개수는 7개이고, 상기 스테이터의 슬롯수는 12슬롯이며, 상기 마그넷의 극이 N극인 경우 상기 요철부는 마그넷의 S극이며, 상기 마그넷의 극이 S극인 경우 상기 요철부는 마그넷의 N극일 수 있다.Preferably, the number of the plurality of magnets is 7, the number of the concave-convex portions is 7, the number of slots of the stator is 12 slots, and when the poles of the magnets are N poles, The protrusions may be N poles of the magnet.
바람직하게는, 상기 복수개의 마그넷 개수는 5개이고, 상기 요철부의 개수는 5개이고, 상기 스테이터의 슬롯수는 12슬롯이며, 상기 마그넷의 극이 N극인 경우 상기 요철부는 마그넷의 S극이며, 상기 마그넷의 극이 S극인 경우 상기 요철부는 마그넷의 N극일 수 있다.Preferably, the number of the plurality of magnets is 5, the number of the concave-convex portions is 5, the number of slots of the stator is 12 slots, and when the poles of the magnet are N poles, the concave-convex portion is an S pole of the magnet, The protrusions may be N poles of the magnet.
바람직하게는, 상기 제어부는 상기 제1 위상차와 동일한 위상차를 갖는 전류를 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일에 각각 공급할 수 있다.Preferably, the control unit may supply a current having a phase difference equal to the first phase difference to the first coil and the second coil, respectively.
바람직하게는, 상기 제1 위상차는 20° 내지 40°일 수 있다.Preferably, the first retardation may be between 20 ° and 40 °.
바람직하게는, 상기 스테이터는, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일이 권선되는 복수 개의 티스를 포함하고, 상기 티스에 배치된 슈의 끝단면에는 복수 개의 홈이 배치될 수 있다.Preferably, the stator includes a plurality of teeth through which the first coil and the second coil are wound, and a plurality of grooves may be disposed in an end surface of the shoe disposed on the teeth.
바람직하게는, 복수 개의 상기 홈은 티스의 폭 중심과 스테이터의 중심을 지나는 기준선을 기준으로 대칭되게 배치될 수 있다.Preferably, the plurality of grooves may be disposed symmetrically with respect to a center line passing through the center of width of the tooth and the center of the stator.
바람직하게는, 복수 개의 상기 홈은 상기 스테이터의 상단에서 하단까지 연장되어 형성될 수 있다.Preferably, the plurality of grooves may extend from the upper end to the lower end of the stator.
실시예에 따르면, 최대 토크를 확보하면서도, 코깅 토크와 토크 리플을 줄일 수 있는 유리한 효과를 제공한다.According to the embodiment, there is provided an advantageous effect of reducing the cogging torque and torque ripple while securing the maximum torque.
도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 도면,
도 2는 스테이터와 로터를 도시한 도면,
도 3은 로터의 마그넷과 요철부의 크기를 나타낸 도면,
도 4는 스테이터의 티스의 홈을 도시한 도면,
도 5는 위상차가 상이한 역기전력 신호를 나타낸 그래프,
도 6은 제1 코일과 제2 코일이 감긴 스테이터를 도시한 도면,
도 7은 비교예의 토크와 실시예의 토크를 비교한 그래프이다.1 shows a motor according to an embodiment,
2 is a view showing a stator and a rotor,
3 is a view showing magnitudes of a magnet and a concavo-convex portion of the rotor,
4 is a view showing grooves of teeth of a stator,
5 is a graph showing a counter electromotive force signal having a different phase difference,
6 is a view showing a stator in which a first coil and a second coil are wound,
7 is a graph comparing the torque of the comparative example with the torque of the embodiment.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objectives, specific advantages, and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms including ordinal, such as second, first, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 도면이다. 1 is a view showing a motor according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 모터는 샤프트(100)와, 로터(200)와, 스테이터(300)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a motor according to an embodiment may include a
샤프트(100)는 로터(200)에 결합될 수 있다. 전류 공급을 통해 로터(200)와 스테이터(300)에 전자기적 상호 작용이 발생하면 로터(200)가 회전하고 이에 연동하여 샤프트(100)가 회전한다. 샤프트(100)는 차량의 조향축과 연결되어 조향축에 동력을 전달할 수 있다. 샤프트(100)는 베어링에 의해 지지될 수 있다.The
로터(200)는 스테이터(300)와 전기적 상호 작용을 통해 회전한다. 로터(200)는 스테이터(300)의 내측에 배치된다. 로터(200)는 로터 코어와 로터 코어에 결합하는 마그넷을 포함할 수 있다. 로터(200)는 로터 코어와 마그넷의 결합 방식에 따라 다음과 같이 형태로 구분될 수 있다.The rotor (200) rotates through electrical interaction with the stator (300). The
로터(200)는 마그넷이 로터 코어의 외주면에 결합되는 타입으로 구현될 수 있다. 이러한 타입의 로터는 마그넷의 이탈을 방지하고 결합력을 높이기 위하여 별도의 캔부재가 로터 코어에 결합될 수 있다. 또는 마그넷과 로터 코어가 이중 사출되어 일체로 형성될 수 있다.The
한편, 로터 코어는 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 상호 적층되어 이루어질 수 있다. 또는, 로터 코어는 스큐(skew)각을 형성하지 않도록 하나의 통 형태로 실시될 수 있으며, 마그넷도 스큐(skew)각을 형성하지 않도록 로터 코어에 부착될 수 있다. 한편, 로터 코어는 스큐(skew)각을 형성하는 복수 개의 퍽(Puck)(단위 코어)이 적층되는 형태로도 이루어질 수 있다. Meanwhile, the rotor core may be formed by laminating a plurality of plates in the form of a thin steel plate. Alternatively, the rotor core may be implemented in a single bar shape so as not to form a skew angle, and the magnet may be attached to the rotor core so as not to form a skew angle. Meanwhile, the rotor core may be formed by stacking a plurality of pucks (unit cores) forming a skew angle.
스테이터(300)는 로터(200)의 외측에 배치될 수 있다. 스테이터(300)는 로터(200)와의 전기적 상호 작용을 유발하여 로터(200)의 회전을 유도한다.The
버스바(400)는 스테이터(300) 위에 배치될 수 있다. 버스바(400)는 버스바 몸체 내부에 터미널을 포함할 수 있다. 그리고 버스바(400)의 터미널은 U,V,W 상의 전원과 연결되는 상터미널과 상터미널을 전기적으로 연결하는 중성터미널을 포함할 수 있다. 이러한 버스바(400)의 터미널은 스테이터(300)에 감긴 코일과 연결된다.The
하우징(500)은 내부에 로터(200)와 스테이터(300)를 수용할 수 있다. The
로터위치감지장치(600)는 로터(200)와 연동하도록 샤프트(100)에 결합되어 로터(200)의 위치를 검출하기 위한 장치이다. 이러한 로터위치감지장치(600)는 센싱 마그넷과 센싱 플레이트를 포함할 수 있다. 센싱 마그넷과 센싱 플레이트는 동축을 갖도록 결합될 수 있다. 센싱 마그넷은 내주면을 형성하는 홀에 인접하여 원주방향으로 배치되는 메인 마그넷과 가장자리에 형성되는 서브 마그넷을 포함할 수 있다. 메인 마그넷은 모터의 로터에 삽입된 마그넷의 극과 회전축 방향으로 대응되도록 원주 방향으로 동일하게 배열될 수 있다. 서브 마그넷은 메인 마그넷 보다 세분화되어 많은 극으로 이루어진다. 이에 따라, 회전 각도를 더욱 세밀하게 분할하여 측정하는 것이 가능하며, 모터의 구동을 더 부드럽게 할 수 있다. 센싱 플레이트는 원판 형태의 금속 재질로 형성될 수 있다. 센싱 플레이트의 상면에는 센싱 마그넷이 결합될 수 있다. 그리고 센싱 플레이트는 샤프트(100)에 결합될 수 있다. 센싱 플레이트에는 샤프트(100)가 관통하는 홀이 형성된다.The rotor
인쇄회로기판(700)에는 센싱 마그넷의 자기력을 감지하는 센서가 배치될 수 있다. 이때, 센서는 홀 IC(Hall IC)일 수 있다. 센서는 메인 마그넷 또는 서브 마그넷의 N극과 S극의 변화를 감지하여 센싱 시그널을 생성한다. 인쇄회로기판(700)은 하우징(500)의 커버의 하면에 결합되어 센서가 센싱 마그넷을 마주 보도록 센싱 마그넷 위에 설치될 수 있다.A sensor for sensing the magnetic force of the sensing magnet may be disposed on the printed
도 2는 제1 실시예에 따른 모터로서, 14극 12 슬롯의 스테이터와 로터를 도시한 도면이고, 도 3은 제2 실시예에 따른 모터로서, 10극 12 슬롯의 스테이터와 로터를 도시한 도면이다.FIG. 2 is a view showing a stator and a rotor of 14 poles and 12 slots as a motor according to the first embodiment. FIG. 3 is a view showing a stator and a rotor of 10 poles and 12 slots, to be.
도 2 및 도 3을 참조하면, 로터(200)는 로터코어(210)와 로터코어(210)의 외주면에 부탁되는 복수 개의 마그넷(220)을 포함할 수 있다. 복수 개의 마그넷(220)은 로터코어(210)의 중심(C)을 기준으로, 원주방향으로 일정 간격마다 이격을 두고 배치될 수 있다. 이때, 복수 개의 마그넷(220)은 N극과 S극 중 어느 하나의 극성을 갖을 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 마그넷(220)은 모두 N극의 자성을 갖을 수 있다. Referring to FIGS. 2 and 3, the
로터코어(210)의 외주면에는 요철부(211)가 배치될 수 있다. 요철부(211)는 마그넷(220)과 마그넷(220) 사이에 배치되어 S극 역할을 한다. 요철부(211)는 로터코어(210)의 중심(C)을 기준으로, 반경방향으로 로터코어(210)의 외주면에서 돌출되어 배치될 수 있다. The
제1 실시예에 따른 모터로서, 마그넷(220)은 모두 7개가 배치될 수 있다. 그리고 이에 대응하여 요철부(211)도 7개가 배치될 수 있다. 이에, 실시예에 따른 모터는 14극을 갖는 모터일 수 있다. 그리고 티스(320)와 티스(320) 사이에 배치되는 슬롯은 12개가 마련될 수 있다.As the motor according to the first embodiment, seven
제2 실시예에 따른 모터로서, 마그넷(220)은 모두 5개가 배치될 수 있다. 그리고 이에 대응하여 요철부(211)도 5개가 배치될 수 있다. 이에, 실시예에 따른 모터는 10극을 갖는 모터일 수 있다. 그리고 티스(320)와 티스(320) 사이에 배치되는 슬롯은 12개가 마련될 수 있다.As the motor according to the second embodiment, five
도 3은 로터의 마그넷과 요철부의 크기를 나타낸 도면이다.3 is a view showing magnitudes of the magnet and the concave-convex portion of the rotor.
도 3을 참조하면, 요철부(211)는 마그넷(220)의 크기에 대응되거나 그보다 작을 수 있다. Referring to FIG. 3, the
예를 들어, 요철부(211)의 폭(W1)은 마그넷(220)의 폭(W2)보다 같거나 작을 수 있다. 요철부(211)의 폭(W1)이라 함은, 로터코어(210)의 중심(C)에서 원주방향으로 요철부(211)의 내측 양단(P1,P2)의 최단 직선거리 또는 원호 길이에 해당할 수 있다. 그리고, 마그넷(220)의 폭(W2)이라 함은 로터코어(210)의 중심(C)에서 원주방향으로 마그넷(220)의 내측 양단(P3,P4)의 최단 직선거리 또는 원호 길이에 해당할 수 있다.For example, the width W1 of the concave /
또한, 요철부(211)의 두께(t1)는 마그넷(220)의 두께(t2)보다 같거나 작을 수 있다. 요철부(211)의 두께(t1)라 함은 로터코어(210)의 중심(C)에서 반경방향으로 요철부(211)의 폭 중심(C1)에서 요철부(211)의 내측에서 외측까지의 직선거리에 해당할 수 있다. 마그넷(220)의 두께(t2)라 함은 로터코어(210)의 중심(C)에서 반경방향으로 마그넷(220)의 폭 중심(C2)에서 마그넷(220)의 내측에서 외측까지의 직선거리에 해당할 수 있다. The thickness t1 of the concave and
요철부(211)의 이러한 크기는, 마그넷(220)과 마그넷(220) 사이의 공간과 요철부(211)의 외측과 스테이터와의 거리를 고려한 것이다.This size of the concave and
이렇게 단 극성의 마그넷(220)을 적용하는 경우, 모터의 제조비용을 크게 절감하는 이점이 있다. 다만, 극성간 에너지 차이로 인하여 코깅 토크의 특성와 토크 리플의 특성이 나빠질 수 있기 때문에 이에 대한 보완이 필요하다.When the
도 4는 스테이터의 티스의 홈을 도시한 도면이다.Fig. 4 is a view showing a groove of the tooth of the stator. Fig.
코깅 토크의 특성와 토크 리플의 특성을 보완하기 위해, 스테이터(300)에 홈(322)을 형성하고자 한다.To complement the characteristics of the cogging torque and the characteristics of the torque ripple, it is desirable to form the
스테이터(300)는 환형의 요크(310) 부분이 마련되고, 요크에서 중심을 향하여 돌출되는 티스(320)가 마련될 수 있다. 티스(320)에는 코일이 감긴다. 티스(320)는 환형의 요크의 내주면을 따라 일정 간격마다 복수 개가 배치될 수 있다. 티스(320)의 개수는 모터의 슬롯수와 대응한다. 예를 들어, 도면에서와 같이, 티스(320)가 12개인 경우, 슬롯수는 12이다. 티스(320)의 끝단에는 슈(shoe)(321)가 배치된다. 슈(321)는 그 끝단면이 마그넷(220)을 마주보도록 배치된다.The
인접하는 티스(320)와 티스(320)의 사이는 코일의 권선 공간(P)으로 형성된다. 인접하는 티스(320)의 슈(321)와 슈(321)는 서로 떨어져 배치되어 슬롯 오픈(S)을 형성한다. 슬롯 오픈(S)은 권선 공간(P)의 입구로서, 코일을 권선하는 노즐이 삽입되는 곳이다.The space between the
슈(321)의 내주면은 홈(322)을 포함할 수 있다. 홈(322)은 슈(321)의 내주면에서 오목하게 형성될 수 있다. 홈(322)의 형상을 각형으로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 그리고, 홈(322)은 스테이터(300)의 축 방향을 따라 배치될 수 있다. 다시 말해서, 홈(322)은 스테이터(300)의 상단에서 하단까지 스테이터(300)의 높이 방향을 따라 길게 배치될 수 있다. 홈(322)은 2개가 배치될 수 있다. 티스(320)의 몸체(321)의 폭 중심과 스테이터(300)의 중심을 지나는 기준선(L)을 기준으로, 2개의 홈(322)은 대칭되게 배치될 수 있다. 이러한 홈(322)은 자속밀도의 변화를 야기하는 슬롯 오픈(S)과 대응되는 역할을 함으로써, 단위 주기당 코깅 토크의 파형의 진동수를 늘려 코깅 토크를 크게 줄이는 역할을 한다.The inner circumferential surface of the
도 5는 위상차가 상이한 역기전력 신호를 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing a counter electromotive force signal with a different phase difference.
도 5를 참조하면, 실시예에 따른 모터는 로터(200)의 극수와 스테이터(300)의 슬롯수는 제1 위상차를 갖는 2개의 역기전력 신호(A,B)가 나오도록 결정될 수 있다. 예를 들어, 실시예에 따른 모터는 14극 12슬롯일 수 있다. 14극 12슬롯의 모터의 경우, 도 5에서 도시한 바와 같이, 30° 위상 차이를 갖는 2개의 역기전력 신호를 생성한다. 모터의 토크값은 역기전력에 전류를 곱한값이다. 따라서, 최대 토크값을 얻기 위해서는 역기전력의 위상과 전류의 위상이 동일하도록 전류를 공급해야 한다. 그러나, 도 5의 E와 같이, 2개의 역기전력 신호에 대하여 동일한 위상의 전류가 공급되는 경우, 토크가 손실된다. Referring to FIG. 5, the motor according to the embodiment may determine that the number of poles of the
이렇게, 위상차를 갖는 역기전력이 발생하는 모터에서, 토크를 최대한 확보하면서도, 코깅 토크와 토크 리플을 줄이기 위하여, 별도의 전류가 흐르는 2개의 코일을 스테이터(300)에 감고자 한다.In this way, in the motor in which the counter electromotive force having the phase difference is generated, two coils with different currents are wound around the
도 6은 제1 코일과 제2 코일이 감긴 스테이터를 도시한 도면이다.6 is a view showing a stator in which a first coil and a second coil are wound.
도 6을 참조하면, 스테이터(300)의 티스(320)에는 회로적으로 분리된 제1코일(330)과 제2 코일(340)이 감길수 있다. 제어부(800)는 제1 코일(330)과 제2 코일(340)에 각각 위상차가 상이한 전류를 공급할 수 있다. 제어부(800)는 인쇄회로기판(700)에 실장된 전자소자일 수 있다. Referring to FIG. 6, the
스테이터(300)의 원주방향을 기준으로, 제1 코일(330)과 제2 코일(340)은 번갈아 배치될 수 있다. 구체적으로, 복수 개의 티스(320) 중 어느 한 티스(320)에는 제1 코일(330)이 감기고, 해당 티스(320)에 인접한 티스(320)에는 제2 코일(340)이 감길 수 있다.The
제어부(800)는 2개의 역기전력 신호의 제1 위상차가 30°라 하면, 30°의 위상차를 갖는 전류를 제1 코일(330)과 제2 코일(340)에 공급함으로써 최대 토크를 확보할 수 있다. If the first phase difference of the two counter electromotive force signals is 30 degrees, the
도 7은 비교예 1의 토크와 제1 실시예의 토크를 비교한 그래프이고, 도 2는 비교예 2의 토크와 제2 실시예의 토크를 비교한 그래프이다.FIG. 7 is a graph comparing the torque of Comparative Example 1 with that of the first embodiment, and FIG. 2 is a graph comparing the torque of Comparative Example 2 and the torque of the second embodiment.
비교예1은, 회로적으로 단일한 코일이 감긴 14극 12슬롯의 모터이다. 비교예2는, 회로적으로 단일한 코일이 감긴 10극 12슬롯의 모터이다.Comparative Example 1 is a 14 pole, 12 slot motor in which a single coil is wound in a circuit. Comparative Example 2 is a 10
도 7 및 도 8을 각각 참조하면, 비교예 1과 비교예 2의 경우, 동일상(U상,V상,W상)에서 전기각도가 상이한 2개의 코일에서 위상에 차이가 있는 2개의 역기전력 신호가 발생하지만, 해당 코일에 동일한 위상의 전류가 공급되기 때문에, 토크에 손실이 발생된다. 그 결과, 비교예 1과 비교예 2는 실시예보다 토크가 상대적으로 낮게 나타난다. 반면에, 제1 실시예 및 제2 실시예의 경우, 회로적으로 분리된 2개의 코일에 2개의 역기전력 신호의 위상차만큼의 위상차를 갖는 전류를 각각 공급함으로써, 토크의 손실 없이 최대 토크를 확보할 수 있다. 그 결과, 제1 실시예와 제2 실시예는 비교예 1과 1 비교예2 보다 각각 토크가 높게 나타난다. Referring to FIGS. 7 and 8, in the case of Comparative Example 1 and Comparative Example 2, two counter electromotive force signals having different phases in two coils having different electric angles in the same phase (U phase, V phase, W phase) However, since current of the same phase is supplied to the coil, a loss is generated in the torque. As a result, the comparative example 1 and the comparative example 2 show relatively lower torque than the embodiment. On the other hand, in the case of the first and second embodiments, a current having a phase difference of the phase difference of two counter electromotive force signals is supplied to two coils that are separated in a circuit, so that a maximum torque can be secured without loss of torque have. As a result, the torques of the first embodiment and the second embodiment are higher than those of the comparative example 1 and the comparative example 2, respectively.
또한, 제1 실시예의 토크 리플(M1)과 제2 실시예의 토크 리플(M3)은 비교예 1의 토크 리플(M2)과 비교예 2의 토크 리블(M4) 비해 낮게 나타난다. 이는 위상차가 상이한 2개의 토크가 합성될 때, 토크 리플이 상쇄되기 때문이다. 그 결과, 최대 토크가 확보되면서도, 토크 리플도 감소하는 효과를 확보할 수 있다.The torque ripple Ml of the first embodiment and the torque ripple M3 of the second embodiment are lower than the torque ripple M2 of the first comparative example and the torque ratio M4 of the second comparative example. This is because, when two torques having different phase differences are synthesized, the torque ripple is canceled. As a result, it is possible to secure the effect of reducing the torque ripple while securing the maximum torque.
앞서 살펴 보았듯이, 모터에서 단 극성의 마그넷을 적용하는 경우, 제조 비용은 크게 절감할 수 있으나. 출력 저하, 코깅 토크 및 토크 리플이 증가하는 문제가 있었다. 실시예에 따른 모터의 경우, 슈(321)에 배치된 홈(322)을 통해 코깅 토크를 줄이고, 2개의 코일에 역기전력 신호의 위상차만큼의 위상차를 갖는 전류를 각각 공급함으로써, 최대 토크를 확보함과 동시에 토크 리플을 줄이는 이점이 있다.As we have seen, if you apply a unipolar magnet to a motor, the manufacturing cost can be greatly reduced. There has been a problem that output decrease, cogging torque, and torque ripple increase. In the case of the motor according to the embodiment, the cogging torque is reduced through the
이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 모터에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다. As described above, the motor according to one preferred embodiment of the present invention has been specifically described with reference to the accompanying drawings.
전술된 본 발명의 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is to be understood that one embodiment of the invention described above is to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than by the foregoing description. It is intended that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are to be embraced within their scope.
100: 샤프트
200: 로터
210: 로터코어
211: 요철부
220: 마그넷
300: 스테이터
310: 요크
320: 티스
321: 슈
322: 홈
400: 버스바
500: 하우징
600: 로터위치감지장치
700: 인쇄회로기판
800: 제어부100: Shaft
200: Rotor
210: rotor core
211: concave /
220: Magnet
300:
310: York
320: Tees
321: Shoe
322: Home
400: bus bar
500: housing
600: Rotor position sensing device
700: printed circuit board
800:
Claims (11)
상기 샤프트가 배치되는 홀을 포함하는 로터;및
상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고,
제1 위상차를 갖는 2개의 역기전력 신호가 발생하도록 상기 로터의 극수와 상기 스테이터의 슬롯수가 결정되고,
상기 스테이터는 회로적으로 분리되는 제1 코일과 제2 코일을 포함하고,
상기 제1 코일과 상기 제2 코일에 각각 위상차가 상이한 전류를 공급하는 제어부를 포함하는 모터.shaft;
A rotor including a hole in which the shaft is disposed;
And a stator disposed outside the rotor,
The number of poles of the rotor and the number of slots of the stator are determined so that two counter electromotive force signals having a first phase difference are generated,
Wherein the stator includes a first coil and a second coil that are separated in a circuit,
And a controller for supplying a current having a different phase difference to each of the first coil and the second coil.
상기 로터는 로터코어와 상기 로터코어의 외주면에 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하고, 복수 개의 상기 마그넷은 N극과 S극 중 어느 하나의 극만 갖는 모터.The method according to claim 1,
Wherein the rotor includes a rotor core and a plurality of magnets disposed on an outer circumferential surface of the rotor core, and the plurality of magnets have only one of an N pole and an S pole.
상기 로터코어는 상기 마그넷과 상기 마그넷 사이에 배치되며, 상기 로터코어의 중심을 기준으로 반경방향으로 돌출되어 배치되는 요철부를 포함하는 모터.3. The method of claim 2,
Wherein the rotor core is disposed between the magnet and the magnet and includes a concavo-convex portion protruding in a radial direction with respect to a center of the rotor core.
상기 로터코어의 중심을 기준으로 반경방향으로 상기 요철부의 두께는 상기 마그넷의 두께보다 같거나 작고, 상기 로터코어의 중심을 기준으로 원주방향으로 상기 요철부의 폭은 상기 마그넷의 폭보다 같거나 작은 모터.The method of claim 3,
Wherein the thickness of the concavo-convex portion is equal to or smaller than the thickness of the magnet in the radial direction with respect to the center of the rotor core, and the width of the concave-convex portion in the circumferential direction with respect to the center of the rotor core is equal to or smaller than the width of the magnet .
상기 복수개의 마그넷 개수는 7개이고, 상기 요철부의 개수는 7개이고,
상기 스테이터의 슬롯수는 12슬롯이며,
상기 마그넷의 극이 N극인 경우 상기 요철부는 마그넷의 S극이며,
상기 마그넷의 극이 S극인 경우 상기 요철부는 마그넷의 N극인 모터.The method of claim 3,
Wherein the number of the plurality of magnets is seven, the number of the concave-convex portions is seven,
The number of slots of the stator is 12 slots,
When the pole of the magnet is an N pole, the concavo-convex portion is an S pole of the magnet,
And when the pole of the magnet is an S pole, the concavo-convex portion is an N pole of the magnet.
상기 복수개의 마그넷 개수는 5개이고, 상기 요철부의 개수는 5개이고,
상기 스테이터의 슬롯수는 12슬롯이며,
상기 마그넷의 극이 N극인 경우 상기 요철부는 마그넷의 S극이며,
상기 마그넷의 극이 S극인 경우 상기 요철부는 마그넷의 N극인 모터.The method of claim 3,
The number of the plurality of magnets is 5, the number of the concave-convex portions is 5,
The number of slots of the stator is 12 slots,
When the pole of the magnet is an N pole, the concavo-convex portion is an S pole of the magnet,
And when the pole of the magnet is an S pole, the concavo-convex portion is an N pole of the magnet.
상기 제어부는 상기 제1 위상차와 동일한 위상차를 갖는 전류를 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일에 각각 공급하는 모터.The method according to claim 5 or 6,
Wherein the controller supplies a current having a phase difference equal to the first phase difference to the first coil and the second coil, respectively.
상기 제1 위상차는 20° 내지 40°인 모터.8. The method of claim 7,
Wherein the first phase difference is 20 DEG to 40 DEG.
상기 스테이터는 상기 제1 코일과 상기 제2 코일이 권선되는 복수 개의 티스를 포함하고,
상기 티스에 배치된 슈의 끝단면에는 복수 개의 홈이 배치되는 모터.The method according to claim 1,
Wherein the stator includes a plurality of teeth through which the first coil and the second coil are wound,
And a plurality of grooves are disposed in an end surface of the shoe disposed on the tooth.
복수 개의 상기 홈은 티스의 폭 중심과 스테이터의 중심을 지나는 기준선을 기준으로 대칭되게 배치되는 모터.10. The method of claim 9,
Wherein the plurality of grooves are arranged symmetrically with respect to a center line passing through the center of width of the tooth and the center line of the stator.
복수 개의 상기 홈은 상기 스테이터의 상단에서 하단까지 연장되어 형성되는 모터.11. The method of claim 10,
And the plurality of grooves extend from an upper end to a lower end of the stator.
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