KR20200143737A - 영구 자석 모터, 압축기 및 공기조화기 - Google Patents

영구 자석 모터, 압축기 및 공기조화기 Download PDF

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린수 마오
샤오화 츄
페이 쉬
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Abstract

영구 자석 모터(100), 압축기(200) 및 공기조화기에 있어서, 영구 자석 모터(100)는 스테이터(1) 및 로터(2)를 포함하고, 스테이터(1)는 스테이터 코어(11) 및 스테이터 권선(12)을 포함하며, 로터(2)는 스테이터(1) 내부와 외부에 이격되게 설치되고, 로터(2)는 로터 코어(21) 및 로터 코어(21)에 삽입 설치된 영구 자석체(22)를 포함하며, 로터(2)의 단면 외주 윤곽과 로터(2)의 단면 중심 사이의 최대 거리는 D1이고, 로터 코어(21)의 축방향 길이는 L이며, 영구 자석 모터(100)의 정격 전력은 P이고, D1, L, P는, D1/L ≥ 1.7, P/(D1 2×L) ≥ 8.5를 만족하되, 여기서 P의 단위는 W이고, D1, L의 단위는 모두 cm이다.

Description

영구 자석 모터, 압축기 및 공기조화기
본원 발명은 출원 번호가 201810843967.4이고, 출원 일자가 2018년 7월 27일인 중국 특허 출원 및 출원 번호가 201821213287.6이고, 출원 일자가 2018년 07월 27일인 중국 특허 출원에 기반하여 제출하였고, 상기 중국 특허 출원의 우선권을 주장하는 바, 상기 중국 특허 출원의 모든 내용은 참조로서 본원 발명에 인용된다.
본원 발명은 생활 가전 기술 분야에 관한 것으로, 특히 영구 자석 모터, 압축기 및 공기조화기에 관한 것이다.
압축기 업계에서, 희토 영구 자석 모터의 전력 밀도는 가장 높고, 효율이 가장 높다. 그러나, 관련 기술에서, 영구 자석 모터의 전력 밀도 및 효율의 향상에 한계가 있다.
본원 발명은 종래의 기술에 존재하는 기술적 문제 중 하나를 적어도 해결하는 것을 목적으로 한다. 이에 따라, 본원 발명의 일 목적은, 비교적 높은 전력 밀도 및 작동 효율을 가지며, 동시에 소형화 설계를 쉽게 구현하고 비용을 감소시키는 영구 자석 모터를 제공하는 것이다.
본원 발명의 다른 일 목적은, 영구 자석 모터의 압축기를 제공하는 것이다.
본원 발명의 또 다른 일 목적은, 상기 압축기를 갖는 공기조화기를 제공하는 것이다.
본원 발명의 제1 양태의 실시예에 따른 영구 자석 모터는, 스테이터 및 로터를 포함하고, 상기 스테이터는 스테이터 코어 및 스테이터 권선을 포함하며, 상기 스테이터 코어는 복수의 스테이터 티스를 포함하고, 복수의 상기 스테이터 티스는 상기 스테이터 코어의 원주 방향을 따라 배치되며, 인접한 2개의 상기 스테이터 티스 사이에 스테이터 슬롯이 한정되어 있고, 상기 스테이터 권선은 상기 스테이터 티스에 감겨져 있으며; 상기 로터는 상기 스테이터 내부와 외부에 이격되게 설치되고, 상기 로터는 로터 코어 및 상기 로터 코어에 삽입 설치된 영구 자석체를 포함하며, 상기 로터의 단면 외주 윤곽과 상기 로터의 단면 중심 사이의 최대 거리는 D1이고, 상기 로터 코어의 축방향 길이는 L이며, 상기 영구 자석 모터의 정격 전력은 P이고, 상기 D1, L, P는, D1/L ≥ 1.7, P/(D1 2×L) ≥ 8.5를 만족하되, 여기서 상기 P의 단위는 W이고, 상기 D1, L의 단위는 모두 cm이다.
본원 발명의 실시예에 따른 영구 자석 모터는, 로터의 단면 외주 윤곽과 로터의 단면 중심 사이의 최대 거리 D1, 로터 코어(21)의 축방향 길이 L, 영구 자석 모터의 정격 전력 P를 D1/L ≥ 1.7, P/(D1 2×L) ≥ 8.5를 만족하도록 설정하여, 로터의 평면화 설계를 구현하고, 이는 영구 자석 모터의 전력 밀도를 향상시키는데 유리하여, 영구 자석 모터의 고효율을 구현함과 동시에 영구 자석 모터의 부피를 감소시키며, 영구 자석 모터의 소형화를 쉽게 구현하고, 비용을 감소시킨다.
본원 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 스테이터는 상기 로터의 외측에 씌움 설치되고, 상기 스테이터의 단면 외주 윤곽과 상기 스테이터의 단면 중심 사이의 최대 거리는 D2이며, 상기 D2는, D2/L ≥ 3을 만족하되, 여기서 상기 D2의 단위는 cm이다.
본원 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 스테이터 권선은 집중 권선이고, 상기 스테이터 권선의 도체는 구리 도선이다.
본원 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 로터의 극수는 Q이고, 상기 Q는 Q ≥ 8을 만족한다.
본원 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 스테이터 슬롯이 9개일 경우, 상기 Q는 Q = 8 또는 Q = 10을 만족한다.
본원 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 영구 자석체는 소결된 네오디뮴 철 붕소로 제조된다.
본원 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 스테이터 티스는 상기 스테이터 코어의 반경 방향을 따라 설치되는 요크부 및 티스부를 포함하고, 상기 스테이터 권선은 상기 티스부에 감겨져 있으며, 인접한 2개의 상기 스테이터 티스의 상기 요크부 사이는 용접되어 연결되거나, 피벗 가능하게 연결된다.
본원 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 로터의 축방향 양단에는 각각 상기 로터 코어의 축방향을 따른 영구 자석체의 이동을 한정하기 위한 단부 플레이트가 설치되고, 상기 단부 플레이트는 비자성 재료 부품이다.
본원 발명의 제2 양태의 실시예에 따른 압축기는, 본원 발명의 제1 양태의 실시예에 따른 영구 자석 모터를 포함한다.
본원 발명의 실시예에 따른 압축기는, 상기 영구 자석 모터를 사용하여, 압축기의 작동 전력을 향상시킴과 동시에 압축기의 소형화 설계를 구현할 수 있어, 압축기가 차지하는 공간을 절약한다.
본원 발명의 제3 양태의 실시예에 따른 공기조화기는, 본원 발명의 제2 양태의 실시예에 따른 압축기를 포함한다.
본원 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 상기 압축기를 사용하여, 공기조화기의 냉/난방 효율을 향상시킴과 동시에 공기조화기가 차지하는 공간을 절약한다.
본원 발명의 부가적 양태 및 장점은 아래 설명에서 일부 제공될 것이며, 일부는 아래의 설명으로부터 명확해지거나, 본원 발명의 실천에 의해 이해될 것이다.
본원 발명의 상술한 설명 및/또는 부가적 양태 및 장점은 아래 첨부된 도면과 함께 실시예에 대한 설명으로부터 명확해지고, 쉽게 이해될 것이며, 여기서,
도 1은 본원 발명의 실시예에 따른 영구 자석 모터의 국부적 구조 모식도이고;
도 2는 도 1에 도시된 영구 자석 모터의 단면도이고;
도 3은 도 2에 도시된 로터의 단면도이고;
도 4는 본원 발명의 실시예에 따른 영구 자석 모터와 기존의 기술의 영구 자석 모터의 전력-부피 관계 모식도이고;
도 5는 도 1에 도시된 영구 자석 모터의 다른 하나의 국부적 구조 모식도이고;
도 6은 도 1에 도시된 영구 자석 모터의 또 다른 하나의 국부적 구조 모식도이고;
도 7은 본원 발명의 실시예에 따른 압축기의 단면도이다.
이하, 본원 발명의 실시예를 상세하게 설명하되, 상기 실시예의 예시는 도면에 도시되고, 여기서 시종일관 동일하거나 유사한 부호는 동일하거나 유사한 요소 또는 동일하거나 유사한 기능을 갖는 요소를 표시한다. 이하, 도면을 참조하여 설명된 실시예는 예시적인 것으로, 본원 발명을 해석하기 위한 것일 뿐, 본원 발명을 한정하려는 것으로 이해해서는 아니된다.
아래에 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본원 발명의 제1 양태의 실시예에 따른 영구 자석 모터(100)를 설명한다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본원 발명의 실시예에 따른 영구 자석 모터(100)는 스테이터(1) 및 로터(2)를 포함한다.
스테이터(1)는 스테이터 코어(11) 및 스테이터 권선(12)을 포함하고, 스테이터 코어(11)는 복수의 스테이터 티스(111)를 포함하며, 복수의 스테이터 티스(111)는 스테이터 코어(11)의 원주 방향을 따라 배치되고, 인접한 2개의 스테이터 티스(111) 사이에 스테이터 슬롯(110)이 한정되어 있으며, 스테이터 권선(12)은 스테이터 티스(111)에 감겨져 있다. 로터(2)는 스테이터(1) 내부와 외부에 이격되게 설치되고, 로터(2)는 로터 코어(21) 및 로터 코어(21)에 삽입 설치된 영구 자석체(22)를 포함하며, 로터(2)의 단면 외주 윤곽과 로터(2)의 단면 중심 사이의 최대 거리는 D1이고, 로터 코어(21)의 축방향 길이는 L이며, 영구 자석 모터(100)의 정격 전력은 P이고, D1, L, P는, D1/L ≥ 1.7, P/(D1 2×L) ≥ 8.5를 만족하되, 여기서 상기 P의 단위는 W(와트)이고, 상기 D1, L의 단위는 모두 cm(센티미터)이다.
예를 들어, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 스테이터 티스(111)는 스테이터 코어(11)의 축방향을 따라 순차적으로 앞뒤가 맞물리게 연결될 수 있고, 스테이터 권선(12)은 스테이터 슬롯(110) 내부에 위치하며; 로터 코어(21)에는 로터 코어(21)의 원주 방향을 따라 이격되게 설치된 복수의 영구 자석체 슬롯(21a)이 형성될 수 있고, 각각의 영구 자석체 슬롯(21a)은 로터 코어(21)의 축방향을 따라 로터 코어(21)의 양단 단면을 관통할 수 있으며, 복수의 영구 자석체(22)는 복수의 영구 자석체 슬롯(21a) 내에 대응되게 삽입 설치될 수 있어, 각각의 영구 자석체 슬롯(21a) 내에 적어도 하나의 영구 자석체(22)가 삽입된 후 하나의 자극을 형성하도록 한다.
로터 코어(21)의 단면 외부 윤곽은 대체적으로 원형으로 이루어질 수 있고, 로터(2)의 단면 중심은 상기 원형의 원심일 수 있으며, D1은 로터 코어(21)의 단면 외부 윤곽의 최대 직경일 수 있고, D1과 로터 코어(21)의 축방향 길이 L 사이는 D1/L ≥ 1.7(“1.7”은 무차원 계수임)을 만족하며, 일정한 정도에서, 로터(2)의 평면화 정도를 향상시키고, 로터(2)의 평면화 설계를 구현하며, 영구 자석 모터(100)의 전력 밀도를 향상시키는데 유리하여, 영구 자석 모터(100)의 고효율을 구현한다. 그러나, D1/L ≥ 1.7이므로, 일정한 정도에서 영구 자석 모터(100)의 소형화 설계를 구현하는데 쉽지 않으며, 영구 자석 모터(100)의 정격 전력 P를 P/(D1 2×L) ≥ 8.5(“8.5”의 단위는 W/cm3임)를 만족하도록 설정하여, 동일한 정격 전력의 전제 하에서, 본원 발명의 로터(2)의 부피가 작아지도록 함으로써, 영구 자석 모터(100)의 부피를 감소시키고, 기존의 기술의 영구 자석 모터(100)에 비해, 본원 발명의 영구 자석 모터(100)의 부피는 약 10% 감소될 수 있어, 영구 자석 모터(100)의 고효율 작동을 보장하는 전제 하에서, 영구 자석 모터(100)의 소형화 설계를 구현하며, 영구 자석 모터(100)의 비용을 감소시키고, 특히 영구 자석 모터(100)의 재료 비용을 감소시킨다.
여기서, 한 대의 영구 자석 모터(100)의 경우, 이의 정격 전력 P와 (D1 2×L)의 비율은 고정값일 수 있고; “정격 전력 P”는 영구 자석 모터(100)가 압축기(200)에 적용되고, 압축기(200)가 공기조화기에 적용되는 경우, 공기조화기 정격 냉방 조건에서 영구 자석 모터(100)의 입력 전력을 의미하며; “복수”는 2개 또는 2개 이상을 의미한다.
본원 발명의 실시예에 따른 영구 자석 모터(100)는, 로터(2)의 단면 외주 윤곽과 로터(2)의 단면 중심 사이의 최대 거리 D1, 로터 코어(21)의 축방향 길이 L, 영구 자석 모터(100)의 정격 전력 P를, D1/L ≥ 1.7, P/(D1 2×L) ≥ 8.5를 만족하도록 설정하여, 로터(2)의 평면화 설계를 구현하고, 영구 자석 모터(100)의 전력 밀도를 향상시키는데 유리하여, 영구 자석 모터(100)의 고효율을 구현함과 동시에 영구 자석 모터(100)의 부피를 감소시키며, 영구 자석 모터(100)의 소형화를 쉽게 구현하고, 비용을 감소시킨다.
선택 가능하게, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 스테이터(1)는 로터(2)의 외측에 씌움 설치되는데, 이때 영구 자석 모터(100)는 내부 로터 모터이고, 스테이터(1)의 단면 외주 윤곽과 스테이터(1)의 단면 중심 사이의 최대 거리는 D2이며, D2는 D2/L ≥ 3(“3”은 무차원 계수임)을 만족하되, 여기서 D2의 단위는 cm이고, 일정한 정도에서 스테이터(1)의 평면화 정도를 향상시키고, 스테이터(1)의 평면화 설계를 구현하며, 영구 자석 모터(100)의 전력 밀도를 더 향상시키는데 유리하여, 영구 자석 모터(100)의 고효율 작동을 구현한다. 여기서, 스테이터 코어(11)의 축방향 길이와 로터 코어(21)의 축방향 길이 L은 대체적으로 동일할 수 있고, 다시 말해서, 스테이터 코어(11)의 축방향 길이와 로터 코어(21)의 축방향 길이 L은 동일하거나, 스테이터 코어(11)의 축방향 길이와 로터 코어(21)의 축방향 길이 L에 차이가 존재하며, 그 차이값은 매우 작다.
이해할 수 있는 것은, 로터(2)는 스테이터(1) 외부에 씌움 설치될 수 있는데, 이때 영구 자석 모터(100)는 외부 로터 모터이다.
구체적으로, 스테이터 권선(12)은 집중 권선이고, 집중 권선은 돌극 타입 스테이터(1)에 적용될 수 있으며, 일반적으로 직사각형 코일로 감겨 형성되고, 거즈로 감싸서 형태가 고정된 다음, 침지코팅 및 건조 처리 후, 스테이터(1)에 감겨져 있음으로써, 스테이터(1)의 가공 비용을 줄이고, 동시에 영구 자석 모터(100)의 소형화 설계 수요를 쉽게 충족시키며, 또한 집중 권선의 단부 길이는 비교적 짧아, 영구 자석 모터(100)의 저항을 감소시킬 수 있고, 영구 자석 모터(100)의 효율을 보장한다. 여기서, 스테이터 권선(12)의 도체는 구리 도선이고, 구리 도선은 양호한 전기전도성 및 역학적 성능을 가지며, 가공하기 쉽다.
선택 가능하게, 로터(2)의 극수는 Q이고, Q는 Q ≥ 8을 만족하며, 기존의 기술에서 4개 또는 6개의 자극을 설치한 로터(2)에 비해, 자극 개수의 추가로 인해, 영구 자석 모터(100)의 전력 밀도를 더 효과적으로 향상시키고, 동시에 영구 자석 모터(100)의 구리 손실을 감소시켜, 영구 자석 모터(100)의 고효율을 더 구현하는데 유리하며, 또한 로터(2)의 구조 사이즈를 감소시킬 수 있어, 영구 자석 모터(100)의 소형화를 더 쉽게 구현한다.
또한 선택 가능하게, 로터(2)의 극수 Q는 8≤Q≤14를 만족하는데, 이로써 로터(2)의 극수 과다로, 영구 자석 모터(100)의 철 손실이 현저하게 향상되어, 일정한 정도에서 영구 자석 모터(100)의 효율 향상이 억제되는 것을 방지함으로써, 영구 자석 모터(100)의 성능을 보장한다.
구체적으로, 스테이터 슬롯(110)이 9개일 경우, Q는 Q = 8 또는 Q = 10을 만족하며, 다시 말해서, 스테이터 슬롯(110)이 9개일 경우, 로터(2)의 극수 Q는 8이거나; 스테이터 슬롯(110)이 9개일 경우, 로터(2)의 극수 Q는 10(예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같음)이다.
물론, 스테이터 슬롯(110)과 로터(2) 극수의 수는 또한 다른 형태로 설정될 수 있다. 예를 들어, 스테이터 슬롯(110)이 12개일 경우, 로터(2)의 극수 Q는 14이거나; 스테이터 슬롯(110)이 12개일 경우, 로터(2)의 극수 Q는 10이다. 그러나 이에 한정되지 않는다.
선택 가능하게, 영구 자석체(22)는 소결된 네오디뮴 철 붕소로 제조되어, 영구 자석체(22)가 우수한 자기 성능을 갖도록 함으로써, 영구 자석체(22)의 사용 신뢰성을 보장한다.
본원 발명의 일부 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 스테이터 티스(111)는 스테이터 코어(11)의 반경 방향을 따라 설치되는 요크부(111a) 및 티스부(111b)를 포함하고, 복수의 스테이터 티스(111)의 요크부(111a)는 순차적으로 앞뒤가 맞물리게 연결되어, 링 형상의 스테이터 요크를 형성하며, 인접한 2개의 스테이터 티스(111)의 요크부(111a) 사이는 용접되어 연결되거나, 피벗 가능하게 연결될 수 있고, 복수의 스테이터 티스(111)의 티스부(111b)는 영구 자석 모터(100)의 원주 방향을 따라 이격되게 설치되며, 스테이터 권선(12)은 스테이터 슬롯(110) 내에 위치하도록 스테이터 티스(111)의 티스부(111b)에 감겨져 있을 수 있다. 여기서, 인접한 2개의 스테이터 티스(111)의 요크부(111a) 사이가 피벗 가능하게 연결될 경우, 인접한 2개의 스테이터 티스(111) 중 하나의 요크부(111a)의 원주 방향 일단에는 피벗 돌기가 설치될 수 있고, 인접한 2개의 스테이터 티스(111) 중 다른 하나의 요크부(111a)의 원주 방향 일단에는 피벗 개구가 형성될 수 있으며, 피벗 돌기는 피벗 개구 내에 대응되게 배합될 수 있어, 인접한 2개의 스테이터 티스(111) 중 상기 하나가 일정한 범위 내에서 피벗 개구의 중심축선을 중심으로, 인접한 2개의 스테이터 티스(111) 중 상기 다른 하나에 대해 회동할 수 있도록 하여, 스테이터 코어(11)를 빠르게 조립함으로써 스테이터(1)의 조립 효율을 향상시킨다.
구체적으로, 로터(2)의 축방향 양단에는 각각 로터 코어(21)의 축방향을 따른 영구 자석체(22)의 이동을 한정하기 위한 단부 플레이트(3)가 설치되고, 단부 플레이트(3)는 비자성 재료 부품이다. 예를 들어, 도 2 및 도 3의 예시에서, 단부 플레이트(3)는 2개이며, 각각의 단부 플레이트(3)는 판상 구조로 형성될 수 있고, 단부 플레이트(3)는 로터 코어(21)의 단면에 가깝게 설치되어, 영구 자석체(22)의 이동을 차단할 수 있으며, 영구 자석체(22)의 축 방향 위치 제한을 구현하여, 영구 자석체(22)가 로터 코어(21)로부터 분리되는 것을 방지함으로써, 로터(2)의 구조 안정성을 보장한다. 여기서, 단부 플레이트(3)는 비자성 재료 부품이고, 예를 들어, 단부 플레이트(3)는 스테인리스 스틸 부품일 수 있으며, 단부 플레이트(3)가 로터(2)의 자기 누설을 차폐할 수 있도록 한다.
본원 발명의 제2 양태의 실시예에 따른 압축기(200)는, 본원 발명의 상기 제1 양태의 실시예에 따른 영구 자석 모터(100)를 포함한다. 여기서, 압축기(200)는 공기조화기와 같은 가전 제품에 적용될 수 있고; 압축기(200)는 세로형 압축기(200)일 수 있으며; 압축기(200)는 단일 실린더 압축기(200) 또는 다중 실린더 압축기(200)일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 압축기(200)는 단일 실린더 압축기(200)일 수 있고, 또한 압축기(200)는 회전식 압축기(200)일 수 있으며, 압축기(200)는 케이싱(101), 크랭크축(102) 및 압축 메커니즘부(103)를 더 포함할 수 있고, 크랭크축(102), 압축 메커니즘부(103) 및 영구 자석 모터(100)는 모두 케이싱(101) 내에 설치되며, 케이싱(101)의 최상부에는 공기배출구(101b)가 형성될 수 있고, 케이싱(101)의 외벽에는 공기흡입구(101a)가 형성될 수 있으며, 크랭크축(102)은 영구 자석 모터(100) 및 압축 메커니즘부(103)에 관통 설치되므로, 영구 자석 모터(100)의 작동 시, 로터(1)는 크랭크축(102)을 통해 압축 메커니즘부(103)를 구동하여 회동함으로써 냉매의 흡입, 압축 및 배출을 구현하고; 압축 메커니즘부(103)는 실린더(103a) 및 실린더(103a) 양단에 각각 위치하는 메인 베어링(103b), 보조 베어링(103c)을 포함하며, 압축 메커니즘부(103) 내에서 압축 캐비티를 한정하고, 압축 메커니즘부에는 압축 캐비티와 각각 연통되는 입구 및 출구가 형성될 수 있으며, 압축 캐비티 내에는 피스톤(103d)이 설치되고, 크랭크축(102)의 편심부는 피스톤(103d)을 관통하여 피스톤(103d)의 편심 회전을 구동하며, 입구와 공기흡입구(101a)가 연통되어 냉매가 공기흡입구(101a) 및 입구를 통해 압축 캐비티 내로 유입되어 압축을 수행하도록 한다. 여기서, 영구 자석 모터(100)의 로터(2)의 단부에 평형추(104)를 설치하여, 크랭크축(102)의 동적 평형을 구현할 수 있다.
본원 발명의 실시예에 따른 압축기(200)는, 상기 영구 자석 모터(100)를 사용하여, 압축기의 작동 효율을 향상시킴과 동시에 압축기의 소형화 설계를 구현할 수 있으며, 압축기가 차지하는 공간을 절약한다.
본원 발명의 제3 양태의 실시예에 따른 공기조화기는, 본원 발명의 제2 양태의 실시예에 따른 압축기를 포함한다. 구체적으로, 공기조화기는 케이싱을 포함할 수 있고, 압축기는 케이싱 내부에 설치될 수 있다. 공기조화기는 냉방 및/또는 난방을 구현할 수 있고, 공기조화기는 스탠드형 공기조화기, 벽걸이용 공기조화기, 삽입 설치형 공기조화기, 또는 실내형 공기조화기 등일 수 있다.
본원 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 상기 압축기(200)를 사용하여, 공기조화기의 냉/난방 효율을 향상시킴과 동시에 공기조화기가 차지하는 공간을 절약한다.
본원 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 기타 구성 및 동작은 당업자에게 공지되어 있으며, 여기서 더이상 상세하게 설명하지 않는다.
아래에 도 1 내지 도 6을 참조하여 하나의 구체적인 실시예로 본원 발명의 실시예에 따른 영구 자석 모터(100)를 상세하게 설명한다. 아래 설명은 단지 예시적인 것으로서, 본원 발명에 대한 구체적인 한정이 아님을 이해해야 한다.
본원 발명의 설명에서, 이해해야 할 것은, 용어 “중심”, “횡방향”, “길이”, “상”, “하”, “내”, “외”, “축방향”, “반경 방향”, “원주 방향” 등이 지시하는 방위 또는 위치 관계는 도면에 기반하여 도시된 방위 또는 위치 관계이며, 본원 발명을 쉽고 간소화하게 설명하기 위한 것일 뿐, 가리키는 장치 또는 요소가 반드시 특정된 방위를 가지거나, 특정된 방위로 구성되고 작동되어야 함을 지시하거나 암시하는 것이 아니므로, 본원 발명에 대해 한정하는 것으로 이해해서는 아니된다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 영구 자석 모터(100)는 로터(1) 및 스테이터(2)를 포함하고, 로터(1)는 로터 코어(11) 및 10개의 영구 자석체(12)를 포함하며, 로터 코어(11)의 단면 외부 윤곽은 원형으로 이루어지고, 로터 코어(11)는 영구 자석 모터(100)의 축방향을 따라 복수의 제2 전자기 강판에 의해 적층되어 형성되며, 제2 전자기 강판이 50 Hz의 주파수에서 1.5 T로 자화되었을 때, 철 손실 측정값은 2.5 W/kg을 초과하지 않고; 로터 코어(11)에는 로터 코어(11)의 원주 방향을 따라 이격되게 설치된 10개의 영구 자석체 슬롯(11a)이 형성되며, 각각의 영구 자석체 슬롯(11a)은 로터 코어(11)의 축방향을 따라 로터 코어(11)의 양단 단면을 관통할 수 있고, 10개의 영구 자석체(12)는 10개의 영구 자석체 슬롯(11a)에 일대일 대응으로 삽입 설치되어, 10개의 영구 자석체(12)가 로터 코어(11)에 삽입 설치되고, 로터(1)의 극수 Q = 10이 되도록 한다. 여기서, 각각의 영구 자석체(12)는 소결된 네오디뮴 철 붕소로 제조된다.
스테이터(2)는 로터(1) 외부에 씌움 설치되고, 스테이터(2)는 스테이터 코어(21) 및 스테이터 권선(22)을 포함하며, 스테이터 코어(21)는 영구 자석 모터(100)의 축방향을 따라 복수의 제1 전자기 강판에 의해 적층되어 형성되고, 제1 전자기 강판이 50 Hz의 주파수에서 1.5 T로 자화되었을 때, 철 손실 측정값은 2.3 W/kg이며; 스테이터 코어(21)는 영구 자석 모터(100)의 원주 방향을 따라 설치된 9개의 스테이터 티스(211)를 포함하고, 각각의 스테이터 티스(211)는 영구 자석 모터(100)의 반경 방향을 따라 대향되게 설치된 요크부(211a) 및 티스부(211b)를 포함하며, 티스부(211b)는 요크부(211a)의 내측에 위치하고, 복수의 스테이터 티스(211)의 요크부(211a)는 순차적으로 앞뒤가 맞물리게 연결되어, 링 형상의 스테이터 요크를 형성하며, 복수의 스테이터 티스(211)의 티스부(211b)는 영구 자석 모터(100)의 원주 방향을 따라 이격되게 설치되고, 인접한 2개의 스테이터 티스(211) 사이에 스테이터 슬롯(210)이 한정되어 있으며, 즉 스테이터 슬롯(210)은 9개이고, 스테이터 권선(22)은 스테이터 슬롯(210) 내에 위치하도록 스테이터 티스(211)의 티스부(211b)에 감겨져 있으며, 또한 스테이터 권선(22)은 집중 권선이고, 스테이터 권선(22)의 도체는 구리 도선이다. 여기서, 스테이터 슬롯(210) 내에는 스테이터 권선(22)의 코일과 스테이터 티스(211)를 분리하여 절연을 구현하기 위한 절연 부재(5)가 설치되며, 절연 부재(5)는 절연 페이퍼일 수 있다.
여기서, 로터(2)의 단면 외주 윤곽과 로터(2)의 단면 중심 사이의 최대 거리는 D1이고, 로터 코어(21)의 축방향 길이는 L이며, 영구 자석 모터(100)의 정격 전력은 P이고, 스테이터(1)의 단면 외주 윤곽과 스테이터(1)의 단면 중심 사이의 최대 거리는 D2이며, D1, L, P, D2는, D1/L ≥ 1.7, P/(D1 2×L) ≥ 8.5, D2/L ≥ 3을 만족하되, P의 단위는 W이고, D1, L 및 D2의 단위는 모두 cm이다.
여기서, 설명해야 할 것은, 방향 “외부”는 영구 자석 모터의 중심축선(100a)으로부터 멀어지는 방향이고, 이와 반대인 방향은 “내부”로 정의되며; “영구 자석 모터(100)의 축방향”은 영구 자석 모터의 중심축선(100a)의 연장 방향과 평행된다.
도 2, 도 3, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 로터(2)의 축방향 양단에는 각각 로터 코어(21)의 축방향을 따른 영구 자석체(22)의 이동을 한정하기 위한 단부 플레이트(3)가 설치되며, 단부 플레이트(3)는 스테인리스 스틸 부품이고; 스테이터(2)의 축방향 양단(예를 들어, 도 5 중 상단 및 하단)에는 각각 절연 단부 플레이트(4)가 설치되며, 2개의 절연 단부 플레이트(4)는 각각 스테이터 코어(21)의 축방향 양단의 단면 부분에 장착되고, 각각의 절연 단부 플레이트(4)는 절연 프레임워크로 형성되며, 각각의 절연 단부 플레이트(4)에는 스테이터 코어(21)의 원주 방향을 따라 이격되게 설치되는 복수의 장착 컬럼(41)이 설치되고, 각각의 장착 컬럼(41)은 스테이터 코어(21)의 축방향을 따라 스테이터 코어(21)를 향해 연장될 수 있으며, 스테이터 코어(21)의 축방향 양단 단면에는 복수의 장착 구멍이 각각 형성되고, 각각의 장착 구멍은 스테이터 코어(21)의 일부 단면에 의해 함몰되게 형성될 수 있으며, 복수의 장착 컬럼(41)은 일대일 대응으로 복수의 장착 구멍 내에 배합됨으로써, 절연 단부 플레이트(4)가 스테이터 코어(21)에 빠르게 장착되도록 한다.
여기서, 각각의 장착 컬럼(41)은 원기둥 구조로 이루어질 수 있고, 각각의 장착 컬럼(41)의 자유단에는 가이드부(411)가 설치될 수 있으며, 가이드부(411)의 외주벽은 가이드면을 형성하고, 가이드부(411)는 원추형 구조로 이루어질 수 있어, 가이드부(411)의 단면적이 스테이터 코어(21)의 축방향을 따라, 스테이터 코어(21)의 중심에서 멀어지는 가이드부(411)의 일단으로부터 가이드부(411)의 인접한 스테이터 코어(21) 중심의 일단을 향해 점차 감소되도록 하여, 절연 단부 플레이트(4)의 장착 과정에서, 가이드면이 양호한 가이드 작용을 일으킬 수 있도록 하며, 절연 단부 플레이트(4)의 장착 효율을 더 향상시킨다.
본원 발명의 실시예에 따른 영구 자석 모터(100)는, 기존의 기술의 영구 자석 모터 중 대응되는 D1/L≤1.5, P/(D1 2×L)≤8에 비해, 본원 발명의 영구 자석 모터(100)의 전력 밀도를 더 효과적으로 향상시켜, 영구 자석 모터(100)의 효율을 효과적으로 향상시키고, 영구 자석 모터(100)의 고효율을 쉽게 구현하며, 또한 도 4로부터 보다시피, 동일한 정격 입력 전력 P0에서, 본원 발명의 영구 자석 모터(100)에 대응되는 (D1 2×L)값은 기존의 기술에서의 영구 자석 모터에 대응되는 (D1 2×L)값보다 상대적으로 작아, 본원 발명의 영구 자석 모터(100)가 비교적 작은 부피를 구비하도록 하며, 영구 자석 모터(100)의 소형화를 구현하고, 비용을 감소시킨다.
본 명세서의 설명에서, “일 실시예”, “일부 실시예”, “예시적 실시예”, “예시”, “구체적인 예시”, 또는 “일부 예시” 등의 용어를 참조한 설명은 해당 실시예 또는 예시를 결합하여 설명된 구체적인 특징, 구조, 재료 또는 특점이 본원 발명의 적어도 일 실시예 또는 예시에 포함됨을 의미한다. 본 명세서에서, 상술한 용어에 대한 예시적 표현은 동일한 실시예 또는 예시를 반드시 지칭하는 것은 아니다. 또한, 설명된 구체적인 특징, 구조, 재료 또는 특점은 어느 하나 또는 복수의 실시예 또는 예시에서 적절한 방식으로 결합될 수 있다.
본원 발명의 실시예를 이미 도시하고 설명하였지만, 당업자는, 본원 발명의 원리 및 주지를 벗어나지 않는 전제하에서, 이러한 실시예에 대해 다양한 변화, 수정, 교체 및 변형을 수행할 수 있으며, 본원 발명의 범위는 청구범위 및 이의 등가물에 의해 한정되는 것으로 이해할 수 있다.
200: 압축기;
101: 케이싱;
101a: 공기흡입구;
101b: 공기배출구;
102: 크랭크축;
103: 압축 메커니즘부;
103a: 실린더;
103b: 메인 베어링;
103c: 보조 베어링;
103d: 피스톤;
104: 평형추;
100: 영구 자석 모터;
100a: 영구 자석 모터의 중심축선;
1: 스테이터;
11: 스테이터 코어;
12: 스테이터 권선;
110: 스테이터 슬롯;
111: 스테이터 티스;
111a: 요크부;
111b: 티스부;
2: 로터;
21: 로터 코어;
21a: 영구 자석체 슬롯;
22: 영구 자석체;
3: 단부 플레이트;
4: 절연 단부 플레이트;
41: 장착 컬럼;
411: 가이드부;
5: 절연 부재.

Claims (10)

  1. 스테이터 및 로터를 포함하는 영구 자석 모터로서,
    상기 스테이터는 스테이터 코어 및 스테이터 권선을 포함하고, 상기 스테이터 코어는 복수의 스테이터 티스를 포함하며, 복수의 상기 스테이터 티스는 상기 스테이터 코어의 원주 방향을 따라 배치되고, 인접한 2개의 상기 스테이터 티스 사이에 스테이터 슬롯이 한정되어 있으며, 상기 스테이터 권선은 상기 스테이터 티스에 감겨져 있고;
    상기 로터는 상기 스테이터 내부와 외부에 이격되게 설치되며, 상기 로터는 로터 코어 및 상기 로터 코어에 삽입 설치된 영구 자석체를 포함하고, 상기 로터의 단면 외주 윤곽과 상기 로터의 단면 중심 사이의 최대 거리는 D1이며, 상기 로터 코어의 축방향 길이는 L이고, 상기 영구 자석 모터의 정격 전력은 P이며, 상기 D1, L, P는,
    D1/L ≥ 1.7, P/(D1 2×L) ≥ 8.5를 만족하되, 상기 P의 단위는 W이고, 상기 D1, L의 단위는 모두 cm인 것을 특징으로 하는 영구 자석 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스테이터는 상기 로터의 외측에 씌움 설치되고, 상기 스테이터의 단면 외주 윤곽과 상기 스테이터의 단면 중심 사이의 최대 거리는 D2이며, 상기 D2는, D2/L ≥ 3을 만족하되, 상기 D2의 단위는 cm인 것을 특징으로 하는 영구 자석 모터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 스테이터 권선은 집중 권선이고, 상기 스테이터 권선의 도체는 구리 도선인 것을 특징으로 하는 영구 자석 모터.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로터의 극수는 Q이고, 상기 Q는 Q ≥ 8을 만족하는 것을 특징으로 하는 영구 자석 모터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스테이터 슬롯이 9개일 경우, 상기 Q는 Q = 8 또는 Q = 10을 만족하는 것을 특징으로 하는 영구 자석 모터.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 영구 자석체는 소결된 네오디뮴 철 붕소로 제조되는 것을 특징으로 하는 영구 자석 모터.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스테이터 티스는 상기 스테이터 코어의 반경 방향을 따라 설치되는 요크부 및 티스부를 포함하고, 상기 스테이터 권선은 상기 티스부에 감겨져 있으며, 인접한 2개의 상기 스테이터 티스의 상기 요크부 사이는 용접되어 연결되거나, 피벗 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 영구 자석 모터.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로터의 축방향 양단에는 각각 상기 로터 코어의 축방향을 따라 영구 자석체의 이동을 한정하기 위한 단부 플레이트가 설치되고, 상기 단부 플레이트는 비자성 재료 부품인 것을 특징으로 하는 영구 자석 모터.
  9. 압축기로서,
    제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 영구 자석 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  10. 공기조화기로서,
    제9항에 기재된 압축기를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
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