KR20210115740A - A electric motor using stator asymmetric shoe and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기 및 그 제작 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 토크 리플과 코깅 토크 저감을 위한 회전기기의 고정자 슬롯 개구 폭의 슈 비대칭 구조와 노치 구조를 갖는 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기 및 그 제작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electric motor using a stator asymmetric shoe and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a stator asymmetric shoe having a shoe asymmetric structure and a notch structure of a stator slot opening width of a rotating machine for reducing torque ripple and cogging torque. It relates to an electric motor and a method of manufacturing the same.
최근 자동차 관련 산업에서는 자동차 업체별로 연비 규제 강화에 대응하기 위해서 다양한 방안의 연비 개선을 위한 연구 개발이 진행되고 있으며, 이러한 기술 개발의 일환으로 전기에너지를 사용하는 배터리 EV, Hybrid EV 등의 차량 개발이 적극적으로 검토되고 있다. 특히, ISG 시스템용 계자권선형 모터 발전기의 효율 향상을 위해서는 최적화된 보조 영구자석 및 회전자의 구조 설계를 필요로 하고 있으나, 이에 대한 ISG 시스템용 모터제너레이터의 고효율, 고출력 밀도 특성을 만족시키기 위한 설계에는 제한적인 한계가 있다. 즉, 사이즈 저감에 제한적이며, 모터제너레이터의 출력사양을 만족시키는 동시에 고정자 측 동손 저감을 통한 효율이 떨어지고 있다.Recently, in the automobile-related industry, research and development to improve fuel efficiency in various ways is being conducted in order to respond to the tightening of fuel efficiency regulations by automobile companies. It is being actively reviewed. In particular, in order to improve the efficiency of the field winding type motor generator for the ISG system, an optimized auxiliary permanent magnet and rotor structure design is required. has limited limitations. That is, the size reduction is limited, and the efficiency through reduction of copper loss on the stator side while satisfying the output specifications of the motor generator is falling.
이러한 ISG 시스템은 자동차 엔진과 기계적으로 결합되어 스타터와 발전기의 역할을 동시에 하는 장치로서, 사용되는 모터발전기의 구조는 크게 회전자와 고정자로 이루어져 있으며, 회전자는 전기강판을 사용한 코어와 코어에 구비되는 영구자석으로 구성되고, 고정자는 전기강판을 사용한 코어와 권선으로 구성된다. 이때, 회전자는 크랭크축과 기계적으로 연결되어 있어 크랭크축과 함께 회전하기 때문에 엔진이 정지 상태가 아닌 이상 항상 철손이 발생되고 있는 상태가 된다. 이러한 철손은 엔진에 부하로 작용하기 때문에 자동차의 시스템 효율을 저하시키는 문제로 작용하게 된다.This ISG system is a device that is mechanically coupled with an automobile engine and plays the role of a starter and a generator at the same time. It is composed of permanent magnets, and the stator is composed of a core and windings made of electrical steel. At this time, since the rotor is mechanically connected to the crankshaft and rotates together with the crankshaft, iron loss is always occurring unless the engine is in a stopped state. Since such iron loss acts as a load on the engine, it acts as a problem of lowering the system efficiency of the vehicle.
이와 같이 전기자동차의 전동식 구동 시스템으로 사용되는 회전기기(전동기)의 경우, 높은 출력과 높을 효율을 가지는 것이 중요하다. 그러나 회전기기의 출력을 상승시키기 위하여 설계를 진행할 경우, 토크 리플(Torque ripple)과 코깅 토크(Cogging torque)가 필수 불가결하게 증가하게 되며, 이러한 토크 리플과 코깅 토크는 결국 진동으로 이어지게 될 것이고, 소음의 증가로 이어지게 되는 문제가 있었다. 대한민국 등록특허공보 제10-1823076호가 선행기술 문헌으로 개시되고 있다.As such, in the case of a rotating machine (electric motor) used as an electric drive system of an electric vehicle, it is important to have high output and high efficiency. However, if the design is carried out to increase the output of the rotating machine, torque ripple and cogging torque will inevitably increase, and these torque ripple and cogging torque will eventually lead to vibration and noise. There was a problem that led to an increase in Korean Patent Registration No. 10-1823076 is disclosed as a prior art document.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 원통형의 고정자 바디에 코일이 권선되는 고정자 코어를 구비하는 고정자와, 고정자의 내부에 배치되어 회전 구동하며, 중심에 회전축이 압입될 수 있는 샤프트 공을 형성하고, 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되어 회전 반경을 갖는 회전자 코어에 복수의 영구자석이 배치되는 회전자를 포함하되, 고정자는 고정자 코어의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장되는 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 구성함으로써, 회전기기의 출력을 상승시키기 위한 설계 시 필수 불가결하게 증가하게 되는 토크 리플과 코깅 토크를 저감시키고, 그에 따른 진동과 소음이 최소화된 안정된 전동기의 구동이 가능하도록 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기 및 그 제작 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems of the previously proposed methods, and includes a stator having a stator core in which a coil is wound on a cylindrical stator body, and is disposed inside the stator to rotate and drive, Forming a shaft ball into which the rotation shaft can be press-fitted, and comprising a rotor in which a plurality of permanent magnets are disposed in a rotor core that is radially disposed with respect to a rotation center and has a rotation radius, wherein the stator is disposed at both ends of the stator core. By configuring the lengths of the stator shoes that are bent and extended to have different unbalanced lengths, torque ripple and cogging torque that are inevitably increased when designing to increase the output of a rotating machine are reduced, resulting in vibration and noise An object of the present invention is to provide an electric motor using a stator asymmetric shoe and a method for manufacturing the same, enabling the minimized and stable driving of the electric motor.
또한, 본 발명은, 고정자와 회전자를 구비하는 회전기기의 전동기에서 회전자의 회전방향의 슈 길이를 늘리고, 반대편의 슈의 길이를 줄이는 고정자 슬롯 개구 폭의 슈 비대칭 설계 구조와 노치 설계가 적용되는 구조로 구성함으로써, 슬롯 개구 폭은 유지하면서 고조파 성분을 감소시킬 수 있게 됨으로써 토크 리플을 감소시킬 수 있으며, 슬롯과 다음 슬롯 사이의 릴럭턴스 차이의 완화를 통한 코깅 토크를 감소시킬 수 있으며, 그에 따른 토크 리플과 코깅 토크의 저감을 통한 회전기기의 높은 출력과 높은 효율을 유지하면서 진동이나 소음이 최소화될 수 있도록 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기 및 그 제작 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention is applied to a shoe asymmetric design structure and notch design of the stator slot opening width that increases the shoe length in the rotational direction of the rotor and reduces the length of the opposite shoe in the electric motor of a rotating machine having a stator and a rotor By configuring the structure in which the slot opening width is maintained, it is possible to reduce the harmonic component, thereby reducing the torque ripple, and reducing the cogging torque by alleviating the reluctance difference between the slot and the next slot. Another object of the present invention is to provide an electric motor using a stator asymmetric shoe and a manufacturing method thereof, which can minimize vibration or noise while maintaining high output and high efficiency of rotating equipment through reduction of torque ripple and cogging torque. .
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기는,An electric motor using a stator asymmetric shoe according to a feature of the present invention for achieving the above object,
고정자 비대칭 슈(shoe)를 이용한 전동기로서,An electric motor using a stator asymmetric shoe, comprising:
원통형의 고정자 바디에 코일이 권선되는 고정자 코어를 구비하는 고정자(stator); 및a stator having a stator core in which a coil is wound on a cylindrical stator body; and
상기 고정자의 내부에 배치되어 회전 구동하며, 중심에 회전축이 압입될 수 있는 샤프트 공을 형성하고, 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되어 회전 반경을 갖는 회전자 코어에 복수의 영구자석이 배치되는 회전자(rotor)를 포함하되,A rotation in which a plurality of permanent magnets are disposed in a rotor core disposed in the interior of the stator to rotate and drive, to form a shaft ball into which a rotation shaft can be press-fitted in the center, and to be radially disposed based on the rotation center including a rotor,
상기 고정자는,The stator is
상기 고정자 코어의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장되는 고정자 슈(stator shoe)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.It is characterized in that the length of the stator shoe (stator shoe) extended by being bent to both sides at the end of the stator core is formed to have different lengths that are disproportionately different from each other.
바람직하게는, 상기 고정자는,Preferably, the stator comprises:
상기 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하여 코깅 토크 및 토크 리플이 저감되도록 기능할 수 있다.By forming the lengths of the stator shoes to have unbalanced different lengths, it is possible to reduce cogging torque and torque ripple.
바람직하게는, 상기 고정자는,Preferably, the stator comprises:
상기 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 상기 회전자의 회전방향의 슈(shoe) 길이를 늘려 자속 집중을 통한 마그네틱 토크 감소폭 보다 릴럭턴스 토크가 크게 감소되도록 기능할 수 있다.Although the lengths of the stator shoes are formed to have different unbalanced lengths, the reluctance torque may be greatly reduced than the decrease in magnetic torque through magnetic flux concentration by increasing the shoe length in the rotational direction of the rotor.
바람직하게는, 상기 고정자는,Preferably, the stator comprises:
상기 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 상기 회전자의 회전방향의 슈(shoe) 길이를 늘려 자속 집중을 통한 마그네틱 토크 감소폭 보다 릴럭턴스 토크를 크게 감소시킴에 따라 슬롯 이동시의 토크 변화량이 감소될 수 있다.The lengths of the stator shoes are formed to have unbalanced different lengths, but by increasing the shoe length in the rotational direction of the rotor, the reluctance torque is greatly reduced than the magnetic torque reduction width through magnetic flux concentration, The amount of torque change can be reduced.
바람직하게는, 상기 고정자는,Preferably, the stator comprises:
전동기 모터의 회전 구동에 따른 코깅 토크 및 토크 리플의 저감을 위해 상기 고정자 슈의 길이를 비대칭 구조로 하되, 상기 회전자의 회전방향의 슈 길이를 늘리고, 반대되는 방향의 슈 길이는 줄이는 방식으로 슬롯 개구 폭은 유지하면서 고조파 성분을 감소시킴에 따라 토크 리플이 감소될 수 있다.In order to reduce the cogging torque and torque ripple according to the rotational driving of the electric motor, the length of the stator shoe has an asymmetric structure, the shoe length in the rotational direction of the rotor is increased, and the shoe length in the opposite direction is decreased. Torque ripple can be reduced by reducing the harmonic component while maintaining the aperture width.
바람직하게는, 상기 고정자는,Preferably, the stator comprises:
상기 고정자 코어의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장하는 고정자 슈(stator shoe)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 상기 고정자 슈에는 코깅 토크 저감을 통한 진동 및 소음을 최소화시키기 위한 노치가 더 형성될 수 있다.The lengths of the stator shoes extending from the end of the stator core by bending to both sides are formed to have different lengths that are disproportionately different. can be formed.
더욱 바람직하게는, 상기 고정자는,More preferably, the stator comprises:
상기 고정자 슈의 비대칭 구조의 길이로 형성되는 양 측의 슈(shoe)에 형성되는 노치(notch)를 통해 슬롯과 다음 슬롯 사이의 릴럭턴스 차이를 감소시켜 코깅 토크를 저감시킬 수 있도록 기능할 수 있다.It can function to reduce the cogging torque by reducing the reluctance difference between the slot and the next slot through the notches formed in the shoes (shoes) on both sides formed by the length of the asymmetric structure of the stator shoe. .
더욱 바람직하게는, 상기 고정자는,More preferably, the stator comprises:
상기 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖는 비대칭 구조로 형성하되, 권선 자동화를 위한 최소 공간은 확보할 수 있다.The length of the stator shoe is formed in an asymmetric structure having different lengths, but a minimum space for winding automation can be secured.
더욱 바람직하게는, 상기 회전자는,More preferably, the rotor,
상기 회전자 코어가 전기강판을 사용한 일체형의 적층 구조로서, 무방향성의 규소 강판 소재로 구성될 수 있다.The rotor core is an integrated laminate structure using electrical steel sheets, and may be made of a non-oriented silicon steel sheet material.
더욱 더 바람직하게는, 상기 회전자는,Even more preferably, the rotor,
상기 복수의 영구자석이 IPM(Interior Permanent Magnet) 타입으로 매립되는 희토류 영구자석으로 구성될 수 있다.The plurality of permanent magnets may be composed of rare earth permanent magnets embedded in an IPM (Interior Permanent Magnet) type.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법은,A method of manufacturing an electric motor using a stator asymmetric shoe according to a feature of the present invention for achieving the above object,
고정자 비대칭 슈(shoe)를 이용한 전동기(100)의 제작 방법으로서,As a method of manufacturing an
(1) 원통형의 고정자 바디(111)에 코일(112)이 권선되는 고정자 코어(113)를 구비하되, 상기 고정자 코어(113)의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장되는 고정자 슈(stator shoe)(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하는 고정자(stator)(110)를 제조하는 단계;(1) A
(2) 중심에 회전축이 압입될 수 있는 샤프트 공(121)을 형성하고, 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되어 회전 반경을 갖는 회전자 코어(122)에 복수의 영구자석(123)이 배치되는 회전자(rotor)(120)를 제조하는 단계; 및(2) a plurality of
(3) 상기 단계 (1)을 통해 제조된 고정자(110)를 전동기 모터 하우징 내에 고정 설치하고, 상기 단계 (2)를 통해 제조된 회전자(120)를 고정자(110)의 내측 중심에 배치하여 설치 고정하는 단계를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.(3) the
바람직하게는, 상기 고정자는,Preferably, the stator comprises:
상기 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하여 코깅 토크 및 토크 리플이 저감되도록 기능할 수 있다.By forming the lengths of the stator shoes to have unbalanced different lengths, it is possible to reduce cogging torque and torque ripple.
바람직하게는, 상기 고정자는,Preferably, the stator comprises:
상기 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 상기 회전자의 회전방향의 슈(shoe) 길이를 늘려 자속 집중을 통한 마그네틱 토크 감소폭 보다 릴럭턴스 토크가 크게 감소되도록 기능할 수 있다.Although the lengths of the stator shoes are formed to have different unbalanced lengths, the reluctance torque may be greatly reduced than the decrease in magnetic torque through magnetic flux concentration by increasing the shoe length in the rotational direction of the rotor.
바람직하게는, 상기 고정자는,Preferably, the stator comprises:
상기 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 상기 회전자의 회전방향의 슈(shoe) 길이를 늘려 자속 집중을 통한 마그네틱 토크 감소폭 보다 릴럭턴스 토크를 크게 감소시킴에 따라 슬롯 이동시의 토크 변화량이 감소될 수 있다.The lengths of the stator shoes are formed to have unbalanced different lengths, but by increasing the shoe length in the rotational direction of the rotor, the reluctance torque is greatly reduced than the magnetic torque reduction width through magnetic flux concentration, The amount of torque change can be reduced.
바람직하게는, 상기 고정자는,Preferably, the stator comprises:
전동기 모터의 회전 구동에 따른 코깅 토크 및 토크 리플의 저감을 위해 상기 고정자 슈의 길이를 비대칭 구조로 하되, 상기 회전자의 회전방향의 슈 길이를 늘리고, 반대되는 방향의 슈 길이는 줄이는 방식으로 슬롯 개구 폭은 유지하면서 고조파 성분을 감소시킴에 따라 토크 리플이 감소될 수 있다.In order to reduce the cogging torque and torque ripple according to the rotational driving of the electric motor, the length of the stator shoe has an asymmetric structure, the shoe length in the rotational direction of the rotor is increased, and the shoe length in the opposite direction is decreased. Torque ripple can be reduced by reducing the harmonic component while maintaining the aperture width.
바람직하게는, 상기 고정자는,Preferably, the stator comprises:
상기 고정자 코어의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장하는 고정자 슈(stator shoe)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 상기 고정자 슈에는 코깅 토크 저감을 통한 진동 및 소음을 최소화시키기 위한 노치가 더 형성될 수 있다.The lengths of the stator shoes extending from the end of the stator core by bending to both sides are formed to have different lengths that are disproportionately different. can be formed.
더욱 바람직하게는, 상기 고정자는,More preferably, the stator comprises:
상기 고정자 슈의 비대칭 구조의 길이로 형성되는 양 측의 슈(shoe)에 형성되는 노치(notch)를 통해 슬롯과 다음 슬롯 사이의 릴럭턴스 차이를 감소시켜 코깅 토크를 저감시킬 수 있도록 기능할 수 있다.It can function to reduce the cogging torque by reducing the reluctance difference between the slot and the next slot through the notches formed in the shoes (shoes) on both sides formed by the length of the asymmetric structure of the stator shoe. .
더욱 바람직하게는, 상기 고정자는,More preferably, the stator comprises:
상기 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖는 비대칭 구조로 형성하되, 권선 자동화를 위한 최소 공간은 확보할 수 있다.The length of the stator shoe is formed in an asymmetric structure having different lengths, but a minimum space for winding automation can be secured.
더욱 바람직하게는, 상기 회전자는,More preferably, the rotor,
상기 회전자 코어가 전기강판을 사용한 일체형의 적층 구조로서, 무방향성의 규소 강판 소재로 구성될 수 있다.The rotor core is an integrated laminate structure using electrical steel sheets, and may be made of a non-oriented silicon steel sheet material.
더욱 더 바람직하게는, 상기 회전자는,Even more preferably, the rotor,
상기 복수의 영구자석이 IPM(Interior Permanent Magnet) 타입으로 매립되는 희토류 영구자석으로 구성될 수 있다.The plurality of permanent magnets may be composed of rare earth permanent magnets embedded in an IPM (Interior Permanent Magnet) type.
본 발명에서 제안하고 있는 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기 및 그 제작 방법에 따르면, 원통형의 고정자 바디에 코일이 권선되는 고정자 코어를 구비하는 고정자와, 고정자의 내부에 배치되어 회전 구동하며, 중심에 회전축이 압입될 수 있는 샤프트 공을 형성하고, 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되어 회전 반경을 갖는 회전자 코어에 복수의 영구자석이 배치되는 회전자를 포함하되, 고정자는 고정자 코어의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장되는 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 구성함으로써, 회전기기의 출력을 상승시키기 위한 설계 시 필수 불가결하게 증가하게 되는 토크 리플과 코깅 토크를 저감시키고, 그에 따른 진동과 소음이 최소화된 안정된 전동기의 구동이 가능하도록 할 수 있다.According to the electric motor using the stator asymmetric shoe and its manufacturing method proposed in the present invention, a stator having a stator core in which a coil is wound on a cylindrical stator body, is disposed inside the stator to rotate and drive, and a rotating shaft is located at the center of the stator. Forming a shaft ball that can be press-fitted, and comprising a rotor in which a plurality of permanent magnets are disposed in a rotor core that is radially disposed with respect to a rotation center and has a rotation radius, wherein the stator is bent to both sides at the end of the stator core. By configuring the lengths of the extended stator shoes to have disproportionately different lengths, torque ripple and cogging torque, which are indispensable when designing to increase the output of a rotating machine, are reduced, and vibration and noise are minimized. It can be made possible to drive a stable electric motor.
또한, 본 발명의 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기 및 그 제작 방법에 따르면, 고정자와 회전자를 구비하는 회전기기의 전동기에서 회전자의 회전방향의 슈 길이를 늘리고, 반대편의 슈의 길이를 줄이는 고정자 슬롯 개구 폭의 슈 비대칭 설계 구조와 노치 설계가 적용되는 구조로 구성함으로써, 슬롯 개구 폭은 유지하면서 고조파 성분을 감소시킬 수 있게 됨으로써 토크 리플을 감소시킬 수 있으며, 슬롯과 다음 슬롯 사이의 릴럭턴스 차이의 완화를 통한 코깅 토크를 감소시킬 수 있으며, 그에 따른 토크 리플과 코깅 토크의 저감을 통한 회전기기의 높은 출력과 높은 효율을 유지하면서 진동이나 소음이 최소화될 수 있도록 할 수 있다.In addition, according to the electric motor using the stator asymmetric shoe of the present invention and its manufacturing method, the stator slot increases the shoe length in the rotational direction of the rotor and reduces the length of the opposite shoe in the electric motor of a rotating machine having a stator and a rotor. By configuring the shoe asymmetric design structure of the opening width and the structure to which the notch design is applied, it is possible to reduce the harmonic component while maintaining the slot opening width, thereby reducing the torque ripple and reducing the reluctance difference between the slot and the next slot. Cogging torque can be reduced through relaxation, and vibration or noise can be minimized while maintaining high output and high efficiency of the rotating machine through reduction of torque ripple and cogging torque.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 구성을 기능블록으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 개략적인 평면도 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기에 적용되는 고정자 슈의 비대칭 적용 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기에 적용되는 고정자에 노치와 비대칭 슈의 적용 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 노치 적용 전후의 시뮬레이션 구성을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 시뮬레이션 데이터를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법의 흐름을 도시한 도면.1 is a view showing the configuration of an electric motor using a stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention as a functional block.
2 is a view showing a schematic plan view configuration of an electric motor using a stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing an asymmetric application configuration of a stator shoe applied to an electric motor using a stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing the application configuration of the notch and the asymmetric shoe to the stator applied to the electric motor using the stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a simulation configuration before and after applying a notch of an electric motor using a stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing simulation data of an electric motor using a stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a flow of a method of manufacturing an electric motor using a stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.Hereinafter, preferred embodiments will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily practice the present invention with reference to the accompanying drawings. However, in describing a preferred embodiment of the present invention in detail, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and functions.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part is 'connected' with another part, it is not only 'directly connected' but also 'indirectly connected' with another element interposed therebetween. include In addition, "including" a certain component means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 구성을 기능블록으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 개략적인 평면도 구성을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기에 적용되는 고정자 슈의 비대칭 적용 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기에 적용되는 고정자에 노치와 비대칭 슈의 적용 구성을 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 노치 적용 전후의 시뮬레이션 구성을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 시뮬레이션 데이터를 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 5에 각각 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 고정 비대칭 슈를 이용한 전동기(100)는, 고정자(110), 및 회전자(120)를 포함하여 구성될 수 있다.1 is a diagram showing the configuration of an electric motor using a stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention as a functional block, and FIG. 2 is a schematic plan view configuration of an electric motor using a stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention. 3 is a view showing an asymmetric application configuration of a stator shoe applied to an electric motor using a stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a stator according to an embodiment of the present invention. It is a view showing the application configuration of the notch and the asymmetric shoe to the stator applied to the electric motor using the asymmetric shoe, and FIG. 5 is a simulation configuration before and after application of the notch of the electric motor using the stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention. 6 is a view showing simulation data of an electric motor using a stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention. 1 to 5 , the
고정자(110)는, 원통형의 고정자 바디(111)에 코일(112)이 권선되는 고정자 코어(113)를 구비하는 구성이다. 이러한 고정자(stator)(110)는 고정자 코어(113)의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장되는 고정자 슈(stator shoe)(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성할 수 있다. 여기서, 고정자(110)는 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하여 코깅 토크 및 토크 리플이 저감되도록 기능할 수 있다.The
또한, 고정자(110)는 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 회전자(120)의 회전방향의 슈(shoe) 길이를 늘려 자속 집중을 통한 마그네틱 토크 감소폭 보다 릴럭턴스 토크가 크게 감소되도록 기능할 수 있다. 도 3의 좌측 도면은 고정자 슈(114)에 비대칭 적용 전 모델의 구성을 나타내고, 우측 도면은 고정자 슈(114)에 비대칭이 적용된 구성을 나타내며, 비대칭 슈의 적용에 따라 코깅 토크는 1.4에서 1.19Nm(p-p)로 15% 저감되고, 리플은 1.0에서 0.301Nm(p-p)으로 70% 저감되었다.In addition, the
또한, 고정자(110)는 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 회전자(120)의 회전방향의 슈(shoe) 길이를 늘려 자속 집중을 통한 마그네틱 토크 감소폭 보다 릴럭턴스 토크를 크게 감소시킴에 따라 슬롯 이동시의 토크 변화량이 감소되도록 기능할 수 있다.In addition, the
또한, 고정자(110)는 전동기 모터의 회전 구동에 따른 코깅 토크 및 토크 리플의 저감을 위해 상기 고정자 슈(114)의 길이를 비대칭 구조로 하되, 회전자(120)의 회전방향의 슈 길이를 늘리고, 반대되는 방향의 슈 길이는 줄이는 방식으로 슬롯 개구 폭은 유지하면서 고조파 성분을 감소시킴에 따라 토크 리플이 감소되도록 기능할 수 있다.In addition, the
또한, 고정자(110)는 고정자 코어(113)의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장하는 고정자 슈(stator shoe)(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 고정자 슈(114)에는 코깅 토크 저감을 통한 진동 및 소음을 최소화시키기 위한 노치(115)가 더 형성될 수 있다. 여기서, 고정자(110)는 고정자 슈(114)의 비대칭 구조의 길이로 형성되는 양 측의 슈(shoe)에 형성되는 노치(notch)(115)를 통해 슬롯과 다음 슬롯 사이의 릴럭턴스 차이를 감소시켜 코깅 토크를 저감시킬 수 있도록 기능할 수 있다.In addition, the
또한, 고정자(110)는 도 4에 도시된 바와 같이, 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖는 비대칭 구조로 형성하되, 권선 자동화를 위한 최소 공간은 확보할 수 있다. 즉, 권선 자동화를 위한 최소 공간 확보(2.2㎜)로, X축 기준 1.1㎜ 씩 확보할 수 있다. 이러한, 고정자(110)는 고정자 코어(113)가 전기강판을 사용한 일체형의 적층 구조로서, 무방향성의 규소 강판 소재로 구성될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 4 , the
회전자(120)는, 고정자(110)의 내부에 배치되어 회전 구동하며, 중심에 회전축이 압입될 수 있는 샤프트 공(121)을 형성하고, 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되어 회전 반경을 갖는 회전자 코어(122)에 복수의 영구자석(123)이 배치되는 구성이다. 이러한 회전자(rotor)(120)는 회전자 코어(122)가 전기강판을 사용한 일체형의 적층 구조로서, 무방향성의 규소 강판 소재로 구성될 수 있다.The
또한, 회전자(120)는 복수의 영구자석(123)이 IPM(Interior Permanent Magnet) 타입으로 매립되는 희토류 영구자석으로 구성될 수 있다. 여기서, 희토류 영구자석은 네오디뮴 자석 소재로 구성될 수 있다.In addition, the
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법의 흐름을 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법은, 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하는 고정자를 제조하는 단계(S110), 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되어 회전 반경을 갖는 회전자 코어에 복수의 영구자석이 배치되는 회전자를 제조하는 단계(S120), 및 회전자를 고정자의 내측 중심에 배치하여 설치 고정하는 단계(S130)를 포함하여 구현될 수 있다.7 is a diagram illustrating a flow of a method of manufacturing an electric motor using a stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the method of manufacturing an electric motor using a stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention includes manufacturing a stator in which the length of the stator shoe is formed to have unbalanced different lengths (S110), A step of manufacturing a rotor in which a plurality of permanent magnets are disposed on a rotor core that is radially disposed with respect to a rotation center and has a rotation radius (S120), and installing and fixing the rotor by placing the rotor in the inner center of the stator ( S130) and may be implemented.
단계 S110에서는, 원통형의 고정자 바디(111)에 코일(112)이 권선되는 고정자 코어(113)를 구비하되, 고정자 코어(113)의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장되는 고정자 슈(stator shoe)(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하는 고정자(stator)(110)를 제조하여 준비한다. 이러한 단계 S110에서의 고정자(110)는 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하여 코깅 토크 및 토크 리플이 저감되도록 기능할 수 있게 된다.In step S110, a
또한, 고정자(110)는 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 회전자(120)의 회전방향의 슈(shoe) 길이를 늘려 자속 집중을 통한 마그네틱 토크 감소폭 보다 릴럭턴스 토크가 크게 감소되도록 기능하고, 그를 통한 슬롯 이동시의 토크 변화량이 감소되도록 기능할 수 있게 된다.In addition, the
또한, 고정자(110)는 전동기 모터의 회전 구동에 따른 코깅 토크 및 토크 리플의 저감을 위해 고정자 슈(114)의 길이를 비대칭 구조로 하되, 회전자(120)의 회전방향의 슈 길이를 늘리고, 반대되는 방향의 슈 길이는 줄이는 방식으로 슬롯 개구 폭은 유지하면서 고조파 성분을 감소시킴에 따라 토크 리플이 감소되도록 기능할 수 있게 된다.In addition, the
또한, 고정자(110)는 고정자 코어(113)의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장하는 고정자 슈(stator shoe)(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 고정자 슈(114)에는 코깅 토크 저감을 통한 진동 및 소음을 최소화시키기 위한 노치(115)가 더 형성될 수 있다. 여기서, 고정자(110)는 고정자 슈(114)의 비대칭 구조의 길이로 형성되는 양 측의 슈(shoe)에 형성되는 노치(notch)(115)를 통해 슬롯과 다음 슬롯 사이의 릴럭턴스 차이를 감소시켜 코깅 토크를 저감시킬 수 있도록 기능할 수 있게 된다.In addition, the
단계 S120에서는, 중심에 회전축이 압입될 수 있는 샤프트 공(121)을 형성하고, 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되어 회전 반경을 갖는 회전자 코어(122)에 복수의 영구자석(123)이 배치되는 회전자(rotor)(120)를 제조하여 준비한다. 이러한 단계 S120에서의 회전자(rotor)(120)는 회전자 코어(122)가 전기강판을 사용한 일체형의 적층 구조로서, 무방향성의 규소 강판 소재로 구성될 수 있다.In step S120, a plurality of
또한, 회전자(120)는 복수의 영구자석(123)이 IPM(Interior Permanent Magnet) 타입으로 매립되는 희토류 영구자석으로 구성될 수 있다. 여기서, 희토류 영구자석은 네오디뮴 자석 소재로 구성될 수 있다.In addition, the
단계 S130에서는 단계 S110을 통해 제조된 고정자(110)를 전동기 모터 하우징 내에 고정 설치하고, 단계 S120을 통해 제조된 회전자(120)를 고정자(110)의 내측 중심에 배치하여 설치 고정한다. 이러한 과정을 통해 제작된 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기(100)는 회전기기의 높은 출력의 상승 시에 발생되는 토크 리플과 코깅 토크의 저감을 위한 구조로서, 고정자 슬롯 개구폭의 슈 비대칭 설계 구조와, 노치 설계이 적용 구조가 적용되고 있다.In step S130, the
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기 및 그 제작 방법은, 원통형의 고정자 바디에 코일이 권선되는 고정자 코어를 구비하는 고정자와, 고정자의 내부에 배치되어 회전 구동하며, 중심에 회전축이 압입될 수 있는 샤프트 공을 형성하고, 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되어 회전 반경을 갖는 회전자 코어에 복수의 영구자석이 배치되는 회전자를 포함하되, 고정자는 고정자 코어의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장되는 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 구성함으로써, 회전기기의 출력을 상승시키기 위한 설계 시 필수 불가결하게 증가하게 되는 토크 리플과 코깅 토크를 저감시키고, 그에 따른 진동과 소음이 최소화된 안정된 전동기의 구동이 가능하도록 할 수 있으며, 특히, 고정자와 회전자를 구비하는 회전기기의 전동기에서 회전자의 회전방향의 슈 길이를 늘리고, 반대편의 슈의 길이를 줄이는 고정자 슬롯 개구 폭의 슈 비대칭 설계 구조와 노치 설계가 적용되는 구조로 구성함으로써, 슬롯 개구 폭은 유지하면서 고조파 성분을 감소시킬 수 있게 됨으로써 토크 리플을 감소시킬 수 있으며, 슬롯과 다음 슬롯 사이의 릴럭턴스 차이의 완화를 통한 코깅 토크를 감소시킬 수 있으며, 그에 따른 토크 리플과 코깅 토크의 저감을 통한 회전기기의 높은 출력과 높은 효율을 유지하면서 진동이나 소음이 최소화될 수 있도록 할 수 있게 된다.As described above, an electric motor using a stator asymmetric shoe and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention include a stator having a stator core in which a coil is wound on a cylindrical stator body, and is disposed inside the stator to drive rotation. and forming a shaft ball into which the rotating shaft can be press-fitted in the center, and comprising a rotor in which a plurality of permanent magnets are disposed in a rotor core that is radially disposed based on the rotation center and has a rotation radius, wherein the stator is a stator core By configuring the lengths of the stator shoes that are bent to both sides at the ends of the stator to have different lengths that are disproportionately different, torque ripple and cogging torque, which are inevitably increased when designing to increase the output of rotating machines, are reduced. It can make it possible to drive a stable electric motor with minimized vibration and noise. By configuring the shoe asymmetric design structure of the stator slot opening width and the structure to which the notch design is applied, it is possible to reduce the harmonic component while maintaining the slot opening width, thereby reducing the torque ripple and the reluctance between the slot and the next slot. Cogging torque can be reduced by alleviating the difference, and vibration or noise can be minimized while maintaining high output and high efficiency of the rotating machine through reduction of torque ripple and cogging torque.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.Various modifications and applications of the present invention described above are possible by those skilled in the art to which the present invention pertains, and the scope of the technical idea according to the present invention should be defined by the following claims.
100: 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기
110: 고정자(stator)
111: 고정자 바디
112: 코일
113: 고정자 코어
114: 고정자 슈(shoe)
115: 노치(notch)
120: 회전자(rotor)
121: 샤프트 공
122: 회전자 코어
123: 영구자석
S110: 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하는 고정자를 제조하는 단계
S120: 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되어 회전 반경을 갖는 회전자 코어에 복수의 영구자석이 배치되는 회전자를 제조하는 단계
S130: 회전자를 고정자의 내측 중심에 배치하여 설치 고정하는 단계100: an electric motor using a stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention
110: stator (stator)
111: stator body
112: coil
113: stator core
114: stator shoe (shoe)
115: notch
120: rotor (rotor)
121: shaft ball
122: rotor core
123: permanent magnet
S110: manufacturing a stator in which the length of the stator shoe is formed to have unbalanced different lengths
S120: manufacturing a rotor in which a plurality of permanent magnets are disposed in a rotor core that is radially disposed based on a rotation center and has a rotation radius
S130: Step of installing and fixing the rotor by placing it in the inner center of the stator
Claims (20)
원통형의 고정자 바디(111)에 코일(112)이 권선되는 고정자 코어(113)를 구비하는 고정자(stator)(110); 및
상기 고정자(110)의 내부에 배치되어 회전 구동하며, 중심에 회전축이 압입될 수 있는 샤프트 공(121)을 형성하고, 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되어 회전 반경을 갖는 회전자 코어(122)에 복수의 영구자석(123)이 배치되는 회전자(rotor)(120)를 포함하되,
상기 고정자(110)는,
상기 고정자 코어(113)의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장되는 고정자 슈(stator shoe)(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기.
As an electric motor (100) using a stator asymmetric shoe (shoe),
a stator 110 having a stator core 113 in which a coil 112 is wound on a cylindrical stator body 111; and
The rotor core 122 is disposed inside the stator 110 to rotate and drive, to form a shaft ball 121 into which a rotational shaft can be press-fitted, and to be radially disposed with respect to the rotational center and have a rotational radius. Including a rotor 120 on which a plurality of permanent magnets 123 are disposed,
The stator 110 is
An electric motor using a stator asymmetric shoe, characterized in that the length of the stator shoe (114) extending from the end of the stator core (113) bent to both sides is formed to have unbalanced different lengths.
상기 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하여 코깅 토크 및 토크 리플이 저감되도록 기능하는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기.
According to claim 1, wherein the stator (110),
An electric motor using a stator asymmetric shoe, characterized in that it functions to reduce the cogging torque and torque ripple by forming the lengths of the stator shoes (114) to have different unbalanced lengths.
상기 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 상기 회전자(120)의 회전방향의 슈(shoe) 길이를 늘려 자속 집중을 통한 마그네틱 토크 감소폭 보다 릴럭턴스 토크가 크게 감소되도록 기능하는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기.
According to claim 1, wherein the stator (110),
The length of the stator shoe 114 is formed to have unbalanced lengths, but the reluctance torque is greatly reduced than the magnetic torque reduction width through magnetic flux concentration by increasing the shoe length in the rotational direction of the rotor 120 . An electric motor using a stator asymmetric shoe, characterized in that it functions as much as possible.
상기 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 상기 회전자(120)의 회전방향의 슈(shoe) 길이를 늘려 자속 집중을 통한 마그네틱 토크 감소폭 보다 릴럭턴스 토크를 크게 감소시킴에 따라 슬롯 이동시의 토크 변화량이 감소되는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기.
According to claim 1, wherein the stator (110),
The length of the stator shoe 114 is formed to have different lengths that are disproportionately different, but by increasing the shoe length in the rotational direction of the rotor 120, the reluctance torque is greatly reduced than the magnetic torque reduction width through magnetic flux concentration. A motor using a stator asymmetric shoe, characterized in that the amount of torque change when the slot is moved is reduced as a result.
전동기 모터의 회전 구동에 따른 코깅 토크 및 토크 리플의 저감을 위해 상기 고정자 슈(114)의 길이를 비대칭 구조로 하되, 상기 회전자(120)의 회전방향의 슈 길이를 늘리고, 반대되는 방향의 슈 길이는 줄이는 방식으로 슬롯 개구 폭은 유지하면서 고조파 성분을 감소시킴에 따라 토크 리플이 감소되는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기.
According to claim 1, wherein the stator (110),
In order to reduce the cogging torque and torque ripple according to the rotational driving of the electric motor, the length of the stator shoe 114 has an asymmetric structure, but the length of the shoe in the rotational direction of the rotor 120 is increased, and the shoe in the opposite direction is An electric motor using a stator asymmetric shoe, characterized in that the torque ripple is reduced by reducing the harmonic component while maintaining the slot opening width in a way of reducing the length.
상기 고정자 코어(113)의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장하는 고정자 슈(stator shoe)(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 상기 고정자 슈(114)에는 코깅 토크 저감을 통한 진동 및 소음을 최소화시키기 위한 노치(115)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기.
According to any one of claims 1 to 5, wherein the stator (110),
The length of the stator shoe 114 extending by being bent to both sides at the distal end of the stator core 113 is formed to have different lengths that are unbalanced, and the stator shoe 114 has vibration through reduction of cogging torque. and a notch 115 for minimizing noise, characterized in that the electric motor using a stator asymmetric shoe.
상기 고정자 슈(114)의 비대칭 구조의 길이로 형성되는 양 측의 슈(shoe)에 형성되는 노치(notch)(115)를 통해 슬롯과 다음 슬롯 사이의 릴럭턴스 차이를 감소시켜 코깅 토크를 저감시킬 수 있도록 기능하는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기.
According to claim 6, The stator (110),
The cogging torque can be reduced by reducing the reluctance difference between the slot and the next slot through the notches 115 formed in the shoes on both sides formed by the length of the asymmetric structure of the stator shoe 114. An electric motor using a stator asymmetric shoe, characterized in that it functions to enable it.
상기 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖는 비대칭 구조로 형성하되, 권선 자동화를 위한 최소 공간은 확보하는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기.
7. The method of claim 6, wherein the stator (110)
A motor using an asymmetric stator shoe, characterized in that the length of the stator shoe (114) is formed in an asymmetric structure having different lengths, but a minimum space for winding automation is secured.
상기 회전자 코어(122)가 전기강판을 사용한 일체형의 적층 구조로서, 무방향성의 규소 강판 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기.
According to claim 6, The rotor 120,
An electric motor using a stator asymmetric shoe, characterized in that the rotor core 122 has an integrated laminated structure using electrical steel sheets, and is made of a non-oriented silicon steel sheet material.
상기 복수의 영구자석(123)이 IPM(Interior Permanent Magnet) 타입으로 매립되는 희토류 영구자석으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기.
The method of claim 9, wherein the rotor 120,
An electric motor using a stator asymmetric shoe, characterized in that the plurality of permanent magnets 123 are composed of rare earth permanent magnets embedded in an IPM (Interior Permanent Magnet) type.
(1) 원통형의 고정자 바디(111)에 코일(112)이 권선되는 고정자 코어(113)를 구비하되, 상기 고정자 코어(113)의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장되는 고정자 슈(stator shoe)(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하는 고정자(stator)(110)를 제조하는 단계;
(2) 중심에 회전축이 압입될 수 있는 샤프트 공(121)을 형성하고, 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되어 회전 반경을 갖는 회전자 코어(122)에 복수의 영구자석(123)이 배치되는 회전자(rotor)(120)를 제조하는 단계; 및
(3) 상기 단계 (1)을 통해 제조된 고정자(110)를 전동기 모터 하우징 내에 고정 설치하고, 상기 단계 (2)를 통해 제조된 회전자(120)를 고정자(110)의 내측 중심에 배치하여 설치 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법.
As a method of manufacturing an electric motor 100 using a stator asymmetric shoe (shoe),
(1) A stator core 113 on which a coil 112 is wound on a cylindrical stator body 111 is provided, and a stator shoe 114 extending from an end of the stator core 113 to both sides is bent. ) manufacturing a stator (stator) 110 to form the length of the disproportionately different lengths;
(2) a plurality of permanent magnets 123 are disposed in a rotor core 122 having a radius of rotation by forming a shaft ball 121 into which the rotation shaft can be press-fitted in the center and radially based on the rotation center manufacturing a rotor (120); and
(3) the stator 110 manufactured through step (1) is fixedly installed in the motor housing, and the rotor 120 manufactured through step (2) is placed in the inner center of the stator 110, A method of manufacturing an electric motor using a stator asymmetric shoe, characterized in that it comprises the step of installing and fixing it.
상기 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하여 코깅 토크 및 토크 리플이 저감되도록 기능하는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법.
According to claim 11, wherein the stator (110),
The method of manufacturing an electric motor using a stator asymmetric shoe, characterized in that the length of the stator shoe (114) is formed to have different unbalanced lengths to reduce cogging torque and torque ripple.
상기 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 상기 회전자(120)의 회전방향의 슈(shoe) 길이를 늘려 자속 집중을 통한 마그네틱 토크 감소폭 보다 릴럭턴스 토크가 크게 감소되도록 기능하는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법.
According to claim 11, wherein the stator (110),
The length of the stator shoe 114 is formed to have unbalanced lengths, but the reluctance torque is greatly reduced than the magnetic torque reduction width through magnetic flux concentration by increasing the shoe length in the rotational direction of the rotor 120 . A method of manufacturing an electric motor using a stator asymmetric shoe, characterized in that it functions as much as possible.
상기 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 상기 회전자(120)의 회전방향의 슈(shoe) 길이를 늘려 자속 집중을 통한 마그네틱 토크 감소폭 보다 릴럭턴스 토크를 크게 감소시킴에 따라 슬롯 이동시의 토크 변화량이 감소되는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법.
According to claim 11, wherein the stator (110),
The length of the stator shoe 114 is formed to have different lengths that are disproportionately different, but by increasing the shoe length in the rotational direction of the rotor 120, the reluctance torque is greatly reduced than the magnetic torque reduction width through magnetic flux concentration. A method of manufacturing an electric motor using a stator asymmetric shoe, characterized in that the amount of torque change when the slot is moved is reduced as a result.
전동기 모터의 회전 구동에 따른 코깅 토크 및 토크 리플의 저감을 위해 상기 고정자 슈(114)의 길이를 비대칭 구조로 하되, 상기 회전자(120)의 회전방향의 슈 길이를 늘리고, 반대되는 방향의 슈 길이는 줄이는 방식으로 슬롯 개구 폭은 유지하면서 고조파 성분을 감소시킴에 따라 토크 리플이 감소되는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법.
According to claim 11, wherein the stator (110),
In order to reduce the cogging torque and torque ripple according to the rotational driving of the electric motor, the length of the stator shoe 114 has an asymmetric structure, but the length of the shoe in the rotational direction of the rotor 120 is increased, and the shoe in the opposite direction is A method of manufacturing an electric motor using a stator asymmetric shoe, characterized in that the torque ripple is reduced by reducing the harmonic component while maintaining the slot opening width by reducing the length.
상기 고정자 코어(113)의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장하는 고정자 슈(stator shoe)(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 상기 고정자 슈(114)에는 코깅 토크 저감을 통한 진동 및 소음을 최소화시키기 위한 노치(115)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법.
16. The method according to any one of claims 11 to 15, wherein the stator (110) comprises:
The length of the stator shoe 114 extending by being bent to both sides at the distal end of the stator core 113 is formed to have different lengths that are unbalanced, and the stator shoe 114 has vibration through reduction of cogging torque. and a notch 115 for minimizing noise, characterized in that the notch 115 is further formed.
상기 고정자 슈(114)의 비대칭 구조의 길이로 형성되는 양 측의 슈(shoe)에 형성되는 노치(notch)(115)를 통해 슬롯과 다음 슬롯 사이의 릴럭턴스 차이를 감소시켜 코깅 토크를 저감시킬 수 있도록 기능하는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법.
The method of claim 16, wherein the stator (110),
The cogging torque can be reduced by reducing the reluctance difference between the slot and the next slot through the notches 115 formed in the shoes on both sides formed by the length of the asymmetric structure of the stator shoe 114. A method of manufacturing an electric motor using a stator asymmetric shoe, characterized in that it functions to enable it.
상기 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖는 비대칭 구조로 형성하되, 권선 자동화를 위한 최소 공간은 확보하는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법.
The method of claim 16, wherein the stator (110),
A method of manufacturing an electric motor using a stator asymmetric shoe, characterized in that the length of the stator shoe (114) is formed into an asymmetric structure having different lengths, but a minimum space for winding automation is secured.
상기 회전자 코어(122)가 전기강판을 사용한 일체형의 적층 구조로서, 무방향성의 규소 강판 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법.
The method of claim 16, wherein the rotor 120,
The method of manufacturing an electric motor using a stator asymmetric shoe, characterized in that the rotor core 122 is an integrated laminated structure using electrical steel sheets, and is made of a non-oriented silicon steel sheet material.
상기 복수의 영구자석(123)이 IPM(Interior Permanent Magnet) 타입으로 매립되는 희토류 영구자석으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법.The method of claim 19, wherein the rotor 120,
The method of manufacturing an electric motor using a stator asymmetric shoe, characterized in that the plurality of permanent magnets 123 are composed of rare earth permanent magnets embedded in an IPM (Interior Permanent Magnet) type.
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