KR20210120354A - Electric motor and electric vehicle having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전동기 및 이를 구비한 전기차량에 관한 것이다.The present invention relates to an electric motor and an electric vehicle having the same.
일반적으로 전동기는 사용되는 전원에 따라 직류 전동기 및 교류 전동기로 구분될 수 있다. 교류전동기는 구조에 따라 동기전동기 및 유도전동기로 구분될 수 있다. In general, motors can be divided into DC motors and AC motors according to the power used. AC motors can be divided into synchronous motors and induction motors according to their structure.
동기전동기는 효율이 높고 제어가 용이한 반면, 제작이 난해하고 가격이 상대적으로 높다. 유도전동기는 구조가 간단하고 외부 충격에 강하며 가격이 저렴하여 널리 사용된다. Synchronous motors are highly efficient and easy to control, but they are difficult to manufacture and have a relatively high price. Induction motors are widely used because of their simple structure, strong resistance to external shocks, and low price.
최근들어 전기차량에 대한 연구와 개발이 가속화되면서 전동기에 대한 수요도 크게 증가하고 있다. 전기차량의 구동원으로 이용되는 전동기는 통상 고속 및 고출력 전동기가 주로 사용되고 있다. Recently, as the research and development of electric vehicles accelerated, the demand for electric motors is also increasing significantly. Motors used as driving sources for electric vehicles are usually high-speed and high-output motors.
하지만, 고속 및 고출력 전동기는 운전조건에 따라 토크 리플(torque ripple)에 의한 진동 소음이 발생되거나 또는 모터 토크의 감소로 인한 출력 저하가 발생될 수 있다. However, high-speed and high-output motors may generate vibration noise due to a torque ripple or decrease in output due to a decrease in motor torque depending on operating conditions.
이에, 종래에는 전동기의 토크 리플을 저감시키기 위한 스큐우(skew) 구조 또는 자속벽(Flux Barrier)가 제시되어 왔다. 이들은 급격한 자속 변화를 일으키지 않도록 자기(磁氣) 저항을 형성하여 토크 변동을 작게 하고, 토크 리플을 저감시키는 방식이 알려져 있다. Accordingly, conventionally, a skew structure or a flux barrier for reducing torque ripple of an electric motor has been proposed. These are known to form magnetoresistance so as not to cause abrupt magnetic flux change, thereby reducing torque fluctuation and reducing torque ripple.
예를 들어, 특허문헌 1(US 9,906,082 B2)에서는 "V"형상으로 된 복수의 자속벽을 반경방향으로 겹치게 형성하면서 Skew 구조를 적용함으로써, 토크 리플 및 축 방향의 추력을 저감시키는 방식이다. For example, in Patent Document 1 (US 9,906,082 B2), a skew structure is applied while forming a plurality of “V”-shaped magnetic flux walls to overlap in the radial direction, thereby reducing torque ripple and thrust in the axial direction.
그러나, 상기와 같은 종래의 전동기는, 로터에 스큐 구조를 적용하여 쇄교자속의 위상차이가 발생되도록 함으로써 토크리플을 저감할 수 있으나, 이는 누설 자속에 의한 토크손실이 발생될 수 있다. However, in the conventional electric motor as described above, torque ripple can be reduced by applying a skew structure to the rotor to generate a phase difference of flux linkage, but this may cause torque loss due to leakage flux.
나아가, 종래의 전동기는 토크손실에 따른 출력저하가 발생되고, 이로 인해 전동기의 크기가 비대하게 될 수 있다. 전동기의 크기가 비대하게 되면 그만큼 전동기의 무게가 증가하여 차량 적용시 해당 차량의 성능을 저하시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 전동기의 크기가 비대하게 되는 만큼 사용되는 재료가 증가하게 되어 결국 제조비용이 가중될 수 있다. Furthermore, in the conventional electric motor, an output decrease due to a torque loss occurs, and thus the size of the electric motor may be enlarged. If the size of the electric motor becomes enlarged, the weight of the electric motor increases accordingly, which may deteriorate the performance of the vehicle when applied to a vehicle. In addition, as the size of the motor becomes enlarged, the material used increases, which may increase the manufacturing cost.
본 발명의 목적은, 높은 효율을 유지하면서도 진동 소음을 줄일 수 있는 전동기 및 이를 구비한 전기차량을 제공하려는데 있다.An object of the present invention is to provide an electric motor capable of reducing vibration noise while maintaining high efficiency and an electric vehicle having the same.
나아가, 발명은 출력저하를 억제하면서도 토크리플을 저감시킬 수 있는 전동기 및 이를 구비한 전기차량을 제공하려는데 있다.Furthermore, an object of the present invention is to provide an electric motor capable of reducing torque ripple while suppressing a decrease in output and an electric vehicle having the same.
더 나아가, 본 발명은 자속벽의 극호각을 확보하여 누설자속을 억제하면서도 스큐 구조를 적용할 수 있는 전동기 및 이를 구비한 전기차량을 제공하려는데 그 목적이 있다.Furthermore, an object of the present invention is to provide an electric motor capable of applying a skew structure while suppressing leakage flux by securing an extreme arc angle of a magnetic flux wall, and an electric vehicle having the same.
더 나아가, 본 발명은 소형화를 통해 효율 대비 제조비용을 낮추고 경량화를 통해 이를 탑재한 수단의 무게를 줄일 수 있는 전동기 및 이를 구비한 전기차량을 제공하려는데 그 목적이 있다. Furthermore, an object of the present invention is to provide an electric motor capable of reducing the manufacturing cost compared to efficiency through miniaturization and reducing the weight of a means equipped with the same through weight reduction and an electric vehicle having the same.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 원주방향을 따라 복수의 슬롯이 형성되는 스테이터코어와, 상기 스테이터코어의 슬롯에 권선되는 스테이터코일을 가지는 스테이터; 및 상기 스테이터에 대해 기설정된 공극을 두고 회전 가능하게 배치되고 자석수용부가 원주방향을 따라 형성되는 로터코어와, 상기 자석수용부에 수용되는 영구자석을 가지는 로터;를 포함하며, 상기 로터코어는, 상기 자석수용부의 적어도 일단부에 자속벽(flux barrier)이 형성되고, 상기 자속벽은 축방향을 따라 비틀리게 형성되는 전동기가 제공될 수 있다.In order to achieve the object of the present invention, a stator having a stator core having a plurality of slots formed along the circumferential direction, and a stator coil wound around the slots of the stator core; and a rotor core rotatably disposed with a predetermined gap with respect to the stator and having a magnet accommodating portion formed along a circumferential direction, and a rotor having a permanent magnet accommodated in the magnet accommodating portion, wherein the rotor core comprises, An electric motor may be provided in which a magnetic flux barrier is formed at at least one end of the magnet accommodating part, and the magnetic flux wall is twisted along an axial direction.
여기서, 상기 자석수용부는 반경방향 중심선을 기준으로 양쪽에서 제1자석수용부과 제2자석수용부가 서로 반대방향으로 경사지게 형성되며, 상기 제1자석수용부의 외측단에서 제1자속벽이 제1방향으로 연장되고, 상기 제2자석수용부의 외측단에서 제2자속벽이 상기 제1방향과 반대방향인 제2방향으로 연장되어 형성되며, 상기 로터코어는 축방향을 따라 상기 제1자속벽의 제1방향 원호길이 또는 상기 제2자속벽의 제2방향 원호길이가 상이한 구간을 가지도록 형성될 수 있다.Here, the magnet accommodating part is formed to be inclined in opposite directions to the first magnet accommodating part and the second magnet accommodating part from both sides with respect to the radial center line, and at the outer end of the first magnet accommodating part, the first magnetic flux wall is in the first direction and a second magnetic flux wall extending in a second direction opposite to the first direction from an outer end of the second magnet accommodating part, and the rotor core is formed by the first magnetic flux wall of the first magnetic flux wall along the axial direction. The arc length in the direction or the arc length in the second direction of the second magnetic flux wall may be formed to have a different section.
그리고, 상기 로터코어의 축방향을 기준으로 하여 동일 층위에서의 상기 제1자속벽의 제1방향 원호길이와 상기 제2자속벽의 제2방향 원호길이가 대칭되도록 형성될 수 있다.The arc length of the first magnetic flux wall in the first direction and the arc length of the second magnetic flux wall in the second direction on the same layer may be symmetric with respect to the axial direction of the rotor core.
그리고, 상기 로터코어는, 동일 층위에서 상기 제1자속벽의 제1방향 원호길이와 상기 제2자속벽의 제2방향 원호길이가 제1길이를 각각 가지는 제1구간; 및 동일 층위에서 상기 제1자속벽의 제1방향 원호길이와 상기 제2자속벽의 제2방향 원호길이가 상기 제1길이와 다른 제2길이를 각각 가지는 제2구간;을 포함하고, 상기 제1구간과 상기 제2구간이 축방향을 따라 교번되게 배열될 수 있다.The rotor core may include: a first section in which the arc length of the first magnetic flux wall in the first direction and the arc length of the second magnetic flux wall in the second direction have a first length on the same layer; and a second section in which the arc length in the first direction of the first magnetic flux wall and the arc length in the second direction of the second magnetic flux wall have a second length different from the first length, respectively, on the same layer; The first section and the second section may be alternately arranged along the axial direction.
그리고, 상기 로터코어의 축방향을 기준으로 하여 동일 층위에서의 상기 제1자속벽의 제1방향 원호길이와 상기 제2자속벽의 제2방향 원호길이가 비대칭되는 구간을 포함할 수 있다.In addition, it may include a section in which the arc length in the first direction of the first magnetic flux wall and the arc length in the second direction of the second magnetic flux wall on the same layer are asymmetric with respect to the axial direction of the rotor core.
그리고, 상기 로터코어는, 동일 층위에서 상기 제1자속벽의 제1방향 원호길이가 상기 제2자속벽의 제2방향 원호길이보다 큰 제1구간; 동일 층위에서 상기 제1자속벽의 제1방향 원호길이와 상기 제2자속벽의 제2방향 원호길이가 동일한 제2구간; 및 동일 층위에서 상기 제1자속벽의 제1방향 원호길이가 상기 제2자속벽의 제2방향 원호길이보다 작은 제3구간;을 포함하고, 상기 제1구간, 상기 제2구간, 상기 제3구간이 축방향을 따라 순서대로 배열될 수 있다.The rotor core may include: a first section in which the arc length of the first magnetic flux wall in the first direction is greater than the arc length of the second magnetic flux wall in the second direction on the same layer; a second section in which the arc length in the first direction of the first magnetic flux wall and the arc length in the second direction of the second magnetic flux wall are the same on the same layer; and a third section in which the arc length of the first magnetic flux wall in the first direction is smaller than the arc length of the second magnetic flux wall in the second direction on the same layer, wherein the first section, the second section, and the third section The sections may be sequentially arranged along the axial direction.
또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 복수의 슬롯이 원주방향을 따라 형성되는 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어의 슬롯에 권선되는 스테이터 코일을 가지는 스테이터; 및 상기 스테이터에 대해 기설정된 공극을 두고 회전 가능하게 배치되며 복수의 자석 수용부가 원주방향을 따라 형성되는 로터 코어와, 상기 복수의 자석 수용부에 수용되는 복수의 영구자석을 가지는 로터;를 포함하며, 상기 복수의 자석 수용부의 외축단부에 자속벽(flux barrier)이 형성되고, 상기 자속벽은 상기 로터 코어의 축방향 위치에 따라 적어도 일부가 상이하게 형성되는 전동기가 제공될 수 있다.In addition, in order to achieve the object of the present invention, a stator having a stator core having a plurality of slots formed along the circumferential direction, and a stator coil wound around the slots of the stator core; and a rotor having a rotor core rotatably disposed with a predetermined gap with respect to the stator and having a plurality of magnet accommodating portions formed along a circumferential direction, and a plurality of permanent magnets accommodated in the plurality of magnet accommodating portions, and , A magnetic flux barrier is formed at the outer axial end of the plurality of magnet accommodating parts, and the magnetic flux wall may be provided with an electric motor in which at least a portion is formed differently depending on the axial position of the rotor core.
여기서, 상기 영구자석의 일측면을 기준으로 원주방향으로 연장되는 상기 자속벽의 원호길이는, 상기 로터 코어의 축방향 위치에 따라 적어도 일부가 상이하게 형성될 수 있다.Here, the arc length of the magnetic flux wall extending in the circumferential direction with respect to one side of the permanent magnet may be at least partially different depending on the axial position of the rotor core.
여기서, 상기 영구자석의 일측면과 이를 마주보는 상기 자속벽 사이의 각도로 정의되는 상기 자속벽의 경사각은, 상기 로터 코어의 축방향 위치에 따라 적어도 일부가 상이하게 형성될 수 있다.Here, the inclination angle of the magnetic flux wall, which is defined as an angle between one side of the permanent magnet and the magnetic flux wall facing the same, may be formed to be at least partially different depending on the axial position of the rotor core.
여기서, 상기 로터 코어는 축방향을 따라 복수의 단으로 구분되며, 반경방향 중심선을 기준으로 마주보는 양쪽 자속벽이 서로 대칭되는 제1대칭단이 적어도 한 개 이상 포함될 수 있다.Here, the rotor core is divided into a plurality of stages along the axial direction, and at least one first symmetrical stage in which both magnetic flux walls facing each other are symmetrical with respect to the radial center line may be included.
그리고, 상기 제1대칭단을 이웃하는 다른 단은 상기 반경방향 중심선을 기준으로 마주보는 양쪽 자속벽이 서로 대칭되는 제2대칭단을 형성하며, 상기 제2대칭단의 자속벽은 상기 제1대칭단의 자속벽과 상이하게 형성될 수 있다.In addition, the other end adjacent to the first symmetrical end forms a second symmetrical end in which both magnetic flux walls facing each other with respect to the radial center line are symmetrical to each other, and the magnetic flux wall of the second symmetrical end is the first symmetrical. It may be formed differently from the magnetic flux wall of the stage.
그리고, 서로 마주보는 자속벽 사이의 최단 간격으로 정의되는 자속벽 극호각(flux barrier pole arc angle)이, 같은 단에서는 동일하고 다른 단끼리는 상이하게 형성될 수 있다.In addition, the flux barrier pole arc angle defined as the shortest distance between the magnetic flux walls facing each other may be the same in the same stage and different in different stages.
그리고, 상기 영구자석의 일측면과 이를 마주보는 상기 자속벽의 일측면 사이의 각도로 정의되는 자속벽 경사각이, 동일한 단에서는 동일하고 다른 단끼리는 상이하게 형성될 수 있다.In addition, a magnetic flux wall inclination angle defined as an angle between one side of the permanent magnet and one side of the magnetic flux wall facing the permanent magnet may be the same at the same stage and different at different stages.
여기서, 상기 로터 코어는 축방향을 따라 복수의 단으로 구분되며, 마주보는 두 자속벽 사이를 통과하는 반경방향 중심선을 기준으로 양쪽 자속벽이 동일한 단에서 비대칭되는 제1비대칭단이 적어도 한 개 이상 포함될 수 있다.Here, the rotor core is divided into a plurality of stages along the axial direction, and both magnetic flux walls have at least one asymmetrical first asymmetric end at the same stage based on a radial center line passing between the two facing magnetic flux walls. may be included.
그리고, 상기 제1비대칭단을 이웃하는 다른 단은 상기 반경방향 중심선을 기준으로 마주보는 양쪽 자속벽이 서로 대칭되는 대칭단을 형성하며, 상기 대칭단을 사이에 두고 상기 제1비대칭단의 반대쪽 단은 상기 반경방향 중심선을 기준으로 마주보는 양쪽 자속벽이 서로 비대칭되는 제2비대칭단을 형성하고, 상기 제1비대칭단의 자속벽과 상기 제2비대칭단의 자속벽은 상기 반경방향 중심선을 기준으로 대칭될 수 있다. In addition, the other end adjacent to the first asymmetric end forms a symmetric end in which both magnetic flux walls facing each other with respect to the radial center line are symmetric to each other, and the opposite end of the first asymmetric end with the symmetric end interposed therebetween forms a second asymmetric end at which both magnetic flux walls facing each other with respect to the radial center line are asymmetric to each other, and the magnetic flux wall of the first asymmetric end and the magnetic flux wall of the second asymmetric end are formed with respect to the radial center line. can be symmetrical.
그리고, 서로 마주보는 자속벽 사이의 최단 간격으로 정의되는 자속벽 극호각(flux barrier pole arc angle)이 전체 단에서 동일하게 형성될 수 있다.In addition, the flux barrier pole arc angle defined as the shortest distance between the magnetic flux walls facing each other may be equally formed in all stages.
여기서, 상기 로터 코어는 축방향을 따라 짝수의 단으로 구분되며, 상기 짝수의 단은 반경방향 중심선을 기준으로 서로 마주보는 자속벽이 같은 단에서 대칭될 수 있다.Here, the rotor core may be divided into even-numbered stages along the axial direction, and the even-numbered stages may have magnetic flux walls facing each other with respect to a radial center line symmetrical at the same stage.
그리고, 상기 짝수의 단 중에서 다른 단끼리는 상기 자속벽 사이의 원주방향 간격이 상이하게 형성될 수 있다.In addition, different stages among the even-numbered stages may have different circumferential distances between the magnetic flux walls.
그리고, 상기 다른 단끼리의 상기 자속벽의 원주방향 길이가 상이하게 형성될 수 있다.In addition, the lengths in the circumferential direction of the magnetic flux walls between the different stages may be different.
여기서, 상기 로터 코어는 축방향을 따라 홀수의 단으로 구분되며, 상기 홀수의 단은 반경방향 중심선을 기준으로 서로 마주보는 자속벽이 같은 단에서 비대칭되는 단을 구비할 수 있다.Here, the rotor core may be divided into odd-numbered stages along the axial direction, and the odd-numbered stages may include stages in which magnetic flux walls facing each other with respect to a radial centerline are asymmetrical at the same stage.
그리고, 반경방향 중심선을 기준으로 서로 마주보는 자속벽이 같은 단에서 대칭되는 단과 비대칭되는 단이 축방향을 따라 번갈아 구비될 수 있다.In addition, symmetrical and asymmetrical ends of magnetic flux walls facing each other with respect to the radial centerline may be alternately provided along the axial direction at the same end.
여기서, 상기 로터 코어의 중심에서 상기 자속벽의 끝단을 연결하는 제1끝선과 상기 로터 코어의 중심에서 상기 자속벽의 끝단을 마주보는 상기 영구자석의 모서리를 연결하는 제2끝선 사이의 각도로 정의되는 자속벽 배리어각(θ)은, {(슬롯의 개구각× 0.5배) ≤ θ ≤ (360/슬롯수/2)}를 만족하도록 형성될 수 있다.Here, it is defined as the angle between the first end line connecting the end of the magnetic flux wall at the center of the rotor core and the second end line connecting the edge of the permanent magnet facing the end of the magnetic flux wall at the center of the rotor core. The magnetic flux wall barrier angle θ may be formed to satisfy {(opening angle of slot×0.5 times) ≤ θ ≤ (360/number of slots/2)}.
여기서, 서로 마주보는 상기 영구자석 사이의 극호각을 제1극호각(α), 서로 마주보는 상기 자속벽 사이의 극호각을 제2극호각(β)이라고 할 때, 상기 제2극호각은, β={(0.75~1.0)×α}를 만족하도록 형성될 수 있다.Here, when the polar arc between the permanent magnets facing each other is a first pole arc angle (α), and the polar arc angle between the magnetic flux walls facing each other is a second pole arc angle (β), the second polar arc angle is, It may be formed to satisfy β={(0.75~1.0)×α}.
또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 차량바디; 상기 차량바디에 주행가능하게 구비되는 복수의 휠; 상기 차량바디에 구비되는 배터리; 및 상기 배터리에 연결되고, 상기 복수의 휠에 구동력을 제공하는 전동기;를 포함하며, 상기 전동기는 앞서 설명한 전동기로 이루어지는 전기차량이 제공될 수 있다.In addition, in order to achieve the object of the present invention, vehicle body; a plurality of wheels operably provided on the vehicle body; a battery provided in the vehicle body; and an electric motor connected to the battery and providing driving force to the plurality of wheels, wherein the electric motor may be provided with an electric vehicle including the electric motor described above.
본 실시예에 따른 전동기 및 이를 구비한 전기차량은, 복수의 자석 수용부에서 연장되는 자속벽이 로터 코어의 축방향 위치에 따라 적어도 일부가 상이하게 형성됨으로써, 전동기의 출력손실은 최소화되면서 토크리플을 저감시킬 수 있다. 이를 통해 저진동 고효율의 전동기가 구현될 수 있다. In the electric motor and electric vehicle having the same according to the present embodiment, the magnetic flux walls extending from the plurality of magnet accommodating parts are formed to be at least partially different depending on the axial position of the rotor core, so that the output loss of the motor is minimized and torque ripple can be reduced. Through this, a low-vibration high-efficiency electric motor can be realized.
또, 본 실시예는 로터 코어의 축방향을 따라 복수의 단으로 구분하고 각 단에서의 자속벽 원호길이(극호각) 또는 경사각을 상이하게 형성하는 비대칭 형상으로 형성할 수 있다. 이를 통해 전동기의 출력저하를 억제하면서도 토크리플을 저감시킬 수 있다.In addition, the present embodiment may be divided into a plurality of stages along the axial direction of the rotor core and formed in an asymmetric shape in which the magnetic flux wall arc length (polar arc angle) or inclination angle at each stage is formed differently. Through this, it is possible to reduce the torque ripple while suppressing the output decrease of the motor.
또, 본 실시예는 로터 코어의 축방향을 따라 복수의 단으로 구분하되, 각 단마다의 자속벽 원호길이(극호각) 또는 경사각을 상이하게 형성할 수 있다. 이를 통해, 자속벽의 극호각을 확보하여 누설자속을 억제하면서도 로터 코어를 스큐 구조로 형성하여 토크리플을 줄일 수 있다. .In addition, the present embodiment is divided into a plurality of stages along the axial direction of the rotor core, the magnetic flux wall arc length (polar arc angle) or inclination angle for each stage can be formed differently. Through this, it is possible to reduce the torque ripple by forming the rotor core in a skew structure while suppressing leakage flux by securing the extreme arc of the magnetic flux wall. .
또, 본 실시예는 앞서 설명한 바와 같이 로터 코어를 비대칭 형상으로 형성함에 따라 출력손실을 최소화하면서도 토크리플을 줄일 수 있다. 이를 통해 전동기를 소형화 및 경량화하여 제조비용을 낮추고 이 전동기를 탑재하는 차량의 성능을 높일 수 있다. In addition, as described above, in this embodiment, the torque ripple can be reduced while minimizing the output loss by forming the rotor core in an asymmetrical shape. Through this, it is possible to reduce the manufacturing cost and increase the performance of a vehicle equipped with the electric motor by reducing the size and weight of the electric motor.
도 1은 본 실시예에 따른 전동기를 구비한 전기차량의 사시도,
도 2는 도 1의 전동기의 내부를 보인 단면도,
도 3은 도 2의 요부를 확대하여 보인 단면도,
도 4는 축방향에 따른 자속벽의 형태 변화를 설명하기 위해 보인 개략도,
도 5a 및 도 5b는 로터에서 로터 코어가 2단으로 이루어진 예를 보인 단면도 및 각 단의 자속벽을 보인 개략도,
도 6a 내지 도 6c는 로터에서 로터 코어가 3단으로 이루어진 예를 보인 단면도 및 각 단의 자속벽을 보인 개략도,
도 7은 본 실시예에 따른 자속벽의 규격을 설명하기 위해 보인 개략도,
도 8은 본 실시예에서 배리어각에 따른 토크와 토크리플의 변화를 보인 그래프,
도 9는 본 실시예에서 극호각 비에 따른 토크와 토크리플의 변화를 보인 그래프,
도 10은 도 7에서 자속벽의 경사각을 설명하기 위해 보인 개략도,
도 11 및 도 12는 본 실시예에 따른 로터 코어가 적용된 전동기의 토크 변화 및 토크리플 변화를 각각 보인 그래프,
도 13은 본 실시예에 따른 로터 코어에 대한 다른 예를 보인 개략도,
도 14는 본 실시예에 따른 로터 코어에 대한 또다른 예를 보인 개략도.1 is a perspective view of an electric vehicle having an electric motor according to the present embodiment;
Figure 2 is a cross-sectional view showing the inside of the electric motor of Figure 1,
3 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG. 2;
4 is a schematic diagram showing a change in the shape of the magnetic flux wall along the axial direction;
5A and 5B are a cross-sectional view showing an example in which the rotor core is composed of two stages in the rotor and a schematic view showing a magnetic flux wall at each stage;
6A to 6C are a cross-sectional view showing an example in which the rotor core is composed of three stages in the rotor and a schematic view showing a magnetic flux wall at each stage;
7 is a schematic diagram showing the specification of a magnetic flux wall according to the present embodiment;
8 is a graph showing changes in torque and torque ripple according to the barrier angle in this embodiment;
9 is a graph showing changes in torque and torque ripple according to the polar arc ratio in this embodiment;
10 is a schematic view showing the inclination angle of the magnetic flux wall in FIG. 7;
11 and 12 are graphs showing the torque change and the torque ripple change of the electric motor to which the rotor core is applied according to the present embodiment, respectively;
13 is a schematic diagram showing another example of a rotor core according to the present embodiment;
14 is a schematic diagram showing another example of a rotor core according to the present embodiment;
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명한다. 본 명세서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. Hereinafter, embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this specification, the same or similar reference numbers are assigned to the same and similar components even in different embodiments, and the description is replaced with the first description.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. As used herein, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description thereof will be omitted.
또, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 되지 않아야 함을 유의해야 한다.In addition, it should be noted that the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and should not be construed as limiting the technical ideas disclosed in the present specification by the accompanying drawings.
도 1은 본 실시예에 따른 전동기를 구비한 전기차량의 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 전기차량은 차량바디(11), 배터리(12) 및 전동기(100)를 구비한다.1 is a perspective view of an electric vehicle having an electric motor according to the present embodiment. As shown in FIG. 1 , the electric vehicle according to the present embodiment includes a
차량바디(11)는 주행 및 탑승이 가능하게 구성될 수 있다. 도면에는 도시하지 않았으나, 차량바디(11)의 상측에는 탑승공간을 형성하는 캐빈이 구비될 수 있다. 또, 차량바디(11)에는 복수의 휠(13)이 구비될 수 있다. 복수의 휠(13)은 좌우방향 및 전후방향을 따라 각각 이격되게 배치될 수 있다. The
배터리(12)는 차량바디(11)에 구비될 수 있다. 배터리(12)는 주지된 바와 같이 충전이 가능하게 2차 전지로 이루어질 수 있다. The
전동기(100)가 차량바디(11)에 구비되고, 전동기(100)는 휠(13)에 구동력을 제공할 수 있게 구비될 수 있다. 또, 전동기(100)는 배터리(12)로부터 전력을 공급받을 수 있게 이루어질 수 있다. The
배터리(12)와 전동기(100)의 사이에는 인버터장치(14)가 구비될 수 있다. 인버터장치(14)는 배터리(12)로부터 직류 전력을 공급받아 교류전력으로 변환한 후 전동기(100)에 공급할 수 있게 이루어질 수 있다. An
예를 들어, 인버터장치(14)는 입력케이블(14a) 및 출력케이블(14b)을 구비할 수 있다. 입력케이블(14a)은 배터리(12)에 연결될 수 있다. 출력케이블(14b)은 전동기(100)에 연결될 수 있다.For example, the
도 2는 도 1의 전동기의 내부를 보인 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전동기(100)는 외관을 형성하는 케이스(도 1 참고)(110), 케이스(110)의 내부에 구비되는 스테이터(120) 및 스테이터(120)에 대해 회전가능하게 배치되는 로터(130)를 포함한다. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the inside of the electric motor of FIG. 1 . As shown in FIG. 2, the
케이스(110)는 내부에 수용공간을 갖는 원통형으로 형성될 수 있다. 케이스(110)의 수용공간에 스테이터(120)와 로터(130)가 수용될 수 있다.The
케이스(110)의 수용공간에 스테이터(120)와 로터(130)를 수용하기 위해 케이스(110)의 양단부 중 일단부가 개방되거나 케이스(110)의 양단부가 개방되게 형성될 수 있다. In order to accommodate the
케이스(110)의 양단부가 개방되는 경우에는 그 케이스(110)의 양단부에 엔드커버(도 1에 도시)(111)가 장착될 수 있다. 엔드커버(111)는 케이스(110)의 양단부를 복개하여 볼트 등과 같은 체결부재에 의해 케이스(110)에 체결될 수 있다.When both ends of the
스테이터(120)는 스테이터 코어(122) 및 스테이터 코어(122)에 권선되는 스테이터 코일(124)을 포함한다. 스테이터 코어(122)는 자성체로 된 복수의 전기강판을 절연 적층하여 형성되고, 케이스(110)의 내주면에 고정 결합될 수 있다.The
스테이터 코어(122)는 내부에 로터(130)가 미리 설정된 공극(air gap)(G)을 두고 회전 가능하게 수용될 수 있게 로터수용부(126)가 구비될 수 있다. 로터수용부(126)는 축방향을 따라 관통 형성될 수 있다. The
또, 스테이터 코어(122)는 로터수용부(126)의 둘레에 교호적으로 배치되는 복수의 슬롯(122a) 및 복수의 티스(122b)를 구비한다. 스테이터 코일(124)은 복수의 슬롯(122a)의 내부를 경유하여 권선된다. Further, the
또, 스테이터 코어(122)는 티스(122b)의 자성체의 폭이 감소될 수 있게 축방향으로 관통 형성되는 슬릿(미도시)을 구비할 수 있다. 이에 의해, 티스(122b)를 통과하는 자속밀도가 증가되어 고조파자속이 티스(122b)를 통과하는 것이 억제될 수 있다. In addition, the
또, 슬롯(122a)의 내부를 통과하는 누설자속이 억제되어 누설자속에 기인한 스테이터 코일(124)의 동손 발생이 저감될 수 있다. 또, 슬릿(350)을 통해 냉각유체가 이동됨으로써, 슬릿(미도시) 주변[스테이터(120) 및 로터(130)]의 냉각이 촉진될 수 있다. In addition, since the leakage magnetic flux passing through the inside of the
한편, 로터(130)는 로터 코어(132) 및 로터 코어(132)에 결합되는 복수의 영구자석(134)을 포함할 수 있다. Meanwhile, the
로터 코어(132)는 자성체로 된 복수의 전기강판을 절연 적층하여 형성될 수 있다. 로터 코어(132)의 중앙에는 회전축(136)이 삽입될 수 있게 회전축 결합부(1322)가 형성되고, 회전축 결합부(1322)의 둘레를 따라 영구자석(134)이 삽입되는 복수의 자석 수용부(1324)가 형성될 수 있다. 회전축 결합부(1322)와 복수의 자석 수용부(1324)는 각각 로터 코어(132)를 축방향으로 관통하여 형성될 수 있다. The
회전축 결합부(1322)에는 회전축(136)이 열간압입되어 결합될 수 있다. 회전축(136)은 로터 코어(132)의 축방향 양측으로 각각 연장되어 돌출될 수 있다. 회전축(136)의 양단은 적어도 일부가 케이스(110)를 관통하여 외부로 노출될 수 있다. 회전축(136)은 케이스(110)에 베어링(미도시)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다. The
자석 수용부(1324)에는 각각 한 개씩(경우에 따라서는 복수 개씩)의 영구자석(134)이 삽입되어 결합될 수 있다. 영구자석(134)은 로터 코어(132)의 원주방향을 따라 서로 다른 자극(N극, S극)이 서로 교호적으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 로터(130)는 각 1극(N극, S극)당 복수의 영구자석(134)을 각각 구비할 수 있다. One (in some cases, a plurality of)
본 실시예에 따른 로터(130)는 각 1극당 2개의 영구자석(134)이 원주에 근접한 단부(외측단부)가 벌어지게 "V" 형상으로 각각 배치될 수 있다. 하지만, 이는 예시에 불과할 뿐 이에 한정되지는 않는다. In the
예를 들어, 로터(130)는 각 1극당 구비되는 4개의 영구자석(134)이 2개씩 두 쌍의 "V" 형상을 이루어 반경방향으로 한 쌍씩 배치될 수도 있고, 3개의 영구자석이 "▽"형상으로 배치될 수도 있다. 그 외에도 로터(130)는 영구자석(134)이 다양하게 배치될 수 있다. 다만, 이하에서는 영구자석(134)이 로터 코어(132)에서 단일 "V"형상으로 배치된 예를 대표예로 삼아 설명한다.For example, in the
복수의 자석 수용부(1324)는 영구자석(132)의 배치형태에 대응하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예 따른 자석 수용부(1324)는 영구자석(134)과 같이 "V" 형상으로 형성될 수 있다. The plurality of
구체적으로는, 서로 마주보는 2개의 자석 수용부(1324)를 한 개의 자석수용부 세트라고 할 때, 전체 자석수용부 세트는 원주방향을 따라 동일한 패턴으로 형성되며, 한 개의 자속수용부 세트는 앞서 설명한 바와 같은 "V"형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 이하에서는 설명의 편의상 "V"형상으로 된 한 개의 자석수용부 세트를 대표예로 삼아 설명한다.Specifically, when the two
도 3은 자석수용부 세트를 설명하기 위해 도 2의 요부를 확대하여 보인 단면도이다. 이하에서는 설명의 편의상 도면의 좌측을 제1자석 수용부(1324a)로, 도면의 우측을 제2자석 수용부(1324b)로 각각 정의하여 설명한다. Figure 3 is an enlarged cross-sectional view showing the main part of Figure 2 in order to explain the magnet accommodating part set. Hereinafter, for convenience of explanation, the left side of the drawing is defined as the first
이에 따라, 도면의 좌측에 위치한 영구자석을 제1영구자석(134a), 도면의 우측에 위치한 영구자석을 제2영구자석(134b)으로 정의하고, 도면의 좌측에 위치한 자속벽을 제1자속벽(1326a), 도면의 우측에 위치한 자속벽을 제2자속벽(1326b)으로 정의하여 설명한다.Accordingly, the permanent magnet located on the left side of the drawing is defined as the first
도 3을 참고하면, 복수의 자석 수용부(1324)는 제1자석 수용부(1324a) 및 그 제1자석 수용부(1324a)를 원주방향으로 마주보는 제2자석 수용부(1324b)로 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 3 , the plurality of
제1자석 수용부(1324a)와 제2자석 수용부(1324b)는 반경방향 중심선(CL)을 중심으로 하여 좌우 양쪽에 각각 대칭되게 형성된다. 예를 들어, 제1자석 수용부(1324a)는 반경방향 중심선(CL)을 중심으로 도면의 좌측에, 제2 자석 수용부(1324b)는 반경방향 중심선(CL)을 중심으로 도면의 우측에 각각 위치하게 된다. 반경방향 중심선(CL)이란 로터 코어(132)의 중심(O)을 반경방향으로 지나는 선을 의미한다. The first
제1자석 수용부(1324a)와 제2자석 수용부(1324b)는 반경방향 중심선(CL)에 대해 서로 반대방향으로 경사지게 형성될 수 있다. The first
예를 들어, 제1자석 수용부(1324a)는 내주측에서 외주측으로 갈수록 반경방향 중심선(CL)으로부터 좌측으로 멀어지는 방향으로 기설정된 각도만큼 경사지게 형성되고, 제2자석 수용부(1324b)는 내주측에서 외주측으로 갈수록 반경방향 중심선(CL)으로부터 우측으로 멀어지는 방향으로 기설정된 각도만큼 경사지게 형성된다. 이에 따라, 제1자석 수용부(1324a)와 제2자석 수용부(1324b)는 "V"형상을 이루게 된다.For example, the first
다만, 제1자석 수용부(1324a)의 내주단과 제2자석 수용부(1324b)의 내주단은 서로 연결되지 않고 이격되어 내주측 브릿지부(1328a)를 형성하게 된다. 물론, 제1자석 수용부(1324a)의 외주단과 제2자석 수용부(1324b)의 외주단도 서로 이격되어 외주측 브릿지부(1328b)를 형성하게 된다.However, the inner peripheral end of the first
또, 제1자석 수용부(1324a)와 제2자석 수용부(1324b)는 각각 내주단에서 외주단으로 긴 장방형으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1자석 수용부(1324a)와 제2자석 수용부(1324b)는 축방향 투영시 대략 직사각형 모양으로 각각 형성될 수 있다.In addition, the first
또, 제1자석 수용부(1324a)의 내주단과 외주단, 제2자석 수용부(1324b)의 내주단과 외주단에는 각각 자속벽이 형성될 수 있다. 자속벽(1326)은 공기가 채워지는 공간으로, 영구자석(134)으로부터 브릿지부(1328a)(1328b)를 통해 흐르는 누설자속의 흐름을 막는 자로장벽의 역할을 한다. 이에, 자속벽(1326)은 자로장벽(flux wall) 또는 플럭스 배리어(flux barrier)라고 한다. 이하에서는 편의상 자속벽으로 통칭한다. 자속벽에 대해서는 나중에 자세하게 설명한다.In addition, magnetic flux walls may be formed at the inner and outer peripheral ends of the first
제1자석 수용부(1324a)에는 제1영구자석(134a)이, 제2자석 수용부(1324b)에는 제2영구자석(134b)이 각각 삽입되어 고정될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 제1영구자석(134a)은 제1자석 수용부(1324a)와 대략 동일한 형상으로 형성되고, 제2영구자석(134b)은 제2자석 수용부(1324b)와 대략 동일한 형상으로 형성될 수 있다. A first
제1영구자석(134a)과 제2영구자석(134b)은 제1자석 수용부(1324a)와 제2자석 수용부(1324b)의 경우와 같이 반경방향 중심선(CL)을 중심으로 대칭되게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1영구자석(134a)과 제2영구자석(134b)은 동일하게 형성될 수 있다. 이하에서는 제1영구자석(134a)을 대표예로 삼아 설명하고, 제2영구자석(134b)은 제1영구자석(134a)과 경사방향만 반경방향 중심선(CL)에 대해 대칭되고 나머지는 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.The first
예를 들어, 제1영구자석(134a)은 직사각형의 단면 형상으로 형성될 수 있다. 제1영구자석(134a)의 단면은 가로길이(장축길이)가 세로길이(단축길이)보다 더 길며 납작한 형태로 형성될 수 있다. 제1영구자석(134a)의 축방향 길이는 로터 코어(132)의 축방향 길이와 대응되게 형성될 수 있다.For example, the first
제1영구자석(134a)은 로터 코어(132)의 외주부를 따라 복수의 극(N극 또는 S극을 형성하도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 영구자석(134)의 자극은 원주방향을 따라 N극 또는 S극이 교대로 위치하도록 복수의 영구자석이 배치될 수 있다. The first
제1영구자석(134a)은 앞서 설명한 바와 같이 반경방향 중심선(CL)과 기설정된 각도로 경사지게 배치될 수 있다. 제2영구자석(134b)은 제1영구자석(134a)과 반대방향으로 경사지게 형성될 수 있다. 제1영구자석(134a)과 제2영구자석(134b)의 절대기울기는 동일할 수 있다.As described above, the first
상기와 같이, 영구자석(134)이 경사지게 배치됨에 따라 로터 코어(132)의 내부에 수용되는 영구자석(134)의 자로면적을 증가시킬 수 있고, 이를 통해 영구자석(134)으로부터 발생하여 스테이터(120)를 향하는 자속량을 증가시킬 수 있다.As described above, as the
제1영구자석(134a)은 복수로 이루어져 로터 코어(132)의 반경방향으로 중첩되게 배치될 수 있다. 복수의 제1영구자석(134a)은 서로 다른 길이로 형성될 수 있다. 이에 대해서는 나중에 도 11 및 도 12를 참고하여 설명한다.A plurality of first
한편, 제1자석 수용부(1324a)의 내주단에는 제1내주측 자속벽이, 외주단에는 제1외주측 자속벽이 각각 연장되어 형성되고, 제2자석 수용부(1324b)의 내주단에는 제2내주측 자속벽이, 외주단에는 제2외주측 자속벽이 각각 연장되어 형성될 수 있다.,On the other hand, the first inner peripheral side magnetic flux wall is formed on the inner peripheral end of the first magnet accommodating portion (1324a), the first outer peripheral side magnetic flux wall is formed to extend to the outer peripheral end, respectively, the inner peripheral end of the second magnet receiving portion (1324b) The second inner peripheral side magnetic flux wall may be formed by extending the second outer peripheral side magnetic flux wall at the outer peripheral end, respectively.
제1내주측 자속벽과 제2내주측 자속벽은 반경방향 중심선을 중심으로 로터 코어의 축방향 전체에 걸쳐 대칭되게 형성될 수 있다. 이는 전동기 분야에서 이미 알려진 구조이므로, 이에 대한 설명은 생략한다.The first inner circumferential side magnetic flux wall and the second inner circumferential side magnetic flux wall may be symmetrically formed over the entire axial direction of the rotor core with respect to a radial center line. Since this is a structure already known in the field of electric motors, a description thereof will be omitted.
제1외주측 자속벽(이하, 제1자속벽으로 약칭한다)(1326a)과 제2외주측 자속벽(이하, 제2자속벽으로 약칭한다)(1326b)은 각각 원주방향으로 연장되되, 서로 반대쪽으로 연장되어 형성될 수 있다. The first outer peripheral side magnetic flux wall (hereinafter abbreviated as first magnetic flux wall) 1326a and the second outer peripheral side magnetic flux wall (hereinafter abbreviated as second magnetic flux wall) 1326b respectively extend in the circumferential direction, It may be formed to extend to the opposite side.
예를 들어, 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)은 각각 반경방향 중심선(CL)을 향하는 방향, 즉 서로 마주보는 쪽을 향해 연장되어 형성될 수 있다. 다시 말해, 제1자속벽(1326a)은 도면의 시계방향(이하, 제1방향)으로 연장되고, 제2자속벽(1326b)은 도면의 반시계방향(이하, 제2방향)으로 연장될 수 있다. For example, the first
다만, 본 실시예에 따른 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)은 반경방향 중심선(CL)을 중심으로 로터 코어(132)의 축방향 전체에 걸쳐 적어도 일부가 비대칭되게 형성될 수 있다. However, at least a portion of the first
다시 도 3을 참고하면, 제1자속벽(1326a)의 원주방향 길이(이하, 제1원호길이)(L1)와 제2자속벽(1326b)의 원주방향 길이(이하, 제2원호길이)(L2)는 축방향을 따라 적어도 일정 구간에서 상이하게 형성될 수 있다. 자속벽의 원호길이(L1)(2)는 반경방향 중심선(O)을 마주보는 영구자석(134)의 모서리에서 자속벽의 원주방향 끝단까지의 길이이다. 이는 후술할 자속벽의 배리어각(θ)이라고도 한다.Referring back to FIG. 3 , the circumferential length of the first
즉, 도 3 및 도 4를 참조하면, 제1자속벽(1326a)의 기하학적 중심(O')을 축방향으로 연장하는 제1축방향 중심선(CL11')(CL11")과 제2자속벽(1326b)의 기하학적 중심(O")을 축방향으로 연장하는 제2축방향 중심선(CL12')(CL12")은 로터 코어(132)의 축방향 중심선(즉, 축중심선)(CL11)과 각각 평행하게 형성된다. That is, referring to FIGS. 3 and 4 , the first axial center line CL11 ′ (CL11″) and the second magnetic flux wall (CL11″) extending in the axial direction from the geometric center O′ of the first
하지만, 제1축방향 중심선(CL11')(CL11")과 제2축방향 중심선(CL12')(CL12")은 동일 축 선상에서 형성되는 것이 아니라, 서로 다른 축 선상에서 평행하게 형성된다. 예를 들어, 도 4와 같이 축방향을 따라 로터(130)를 2단으로 나눠 설명하면 상단에 위치한 제1자속벽(1326a')과 하단에 위치한 제1자속벽(1326a")은 축중심선(CL11)에 대해 좌측에, 상단에 위치한 제2자속벽(1326b')과 하단에 위치한 제2자속벽(1326b")은 축중심선(CL11)에 대해 우측에 각각 위치하게 된다.However, the first axial center lines CL11' (CL11") and the second axial center lines CL12' (CL12") are not formed on the same axis line, but are formed parallel to each other on different axis lines. For example, if the
이때, 상단에 위치한 제1자속벽(1326a')의 축방향 중심선(CL11')과 하단에 위치한 제1자속벽(1326a")의 축방향 중심선(CL11")은 반경방향으로 이격되어 평행하게 형성되고, 상단에 위치한 제2자속벽(1326b')의 축방향 중심선(CL12')과 하단에 위치한 제2자속벽(1326b")의 축방향 중심선(CL12")은 반경방향으로 이격되어 평행하게 형성된다. At this time, the axial center line CL11' of the first
이에 따라, 적어도 한쪽 자속벽(1326a)(1326b)은 축방향 전체로 보면 각각 복수의 축방향 중심선[(CL11')(CL11")][(CL12')(CL12")]을 가지도록 형성된다. 따라서, 도 3 및 도 4를 참조하면, 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)은 반경방향 중심선(CL)을 중심으로 볼 때 적어도 일부는 축방향 투영시 평면상에서 비대칭되게 형성될 수 있다. Accordingly, at least one of the
이는, 로터 코어(132)를 이루는 낱장의 코어 시트를 각각 비대칭되게 형성할 수도 있지만, 로터 코어(132)가 낱장의 코어 시트를 적층하여 형성되는 점을 감안하면 현실적으로는 유용하지 않을 수 있다. 따라서, 다수의 코어 시트를 축방향으로 적층하여 코어 블록을 형성하고, 코어 블록을 다시 축방향으로 적층하여 로터 코어(132)를 형성하는 것이 현실적이다. 이 경우, 각각의 코어 블록의 개수는 로터 코어(132)를 이루는 단의 개수 또는 구간의 개수를 형성하게 된다. Although this may be asymmetrically formed in each of the core sheets constituting the
각 단(또는 구간)을 이루는 코어 블록에서는 축방향 중심선이 동일한 축방향 중심선을 형성하게 되고, 이웃하는 다른 단(또는 구간)을 이루는 코어 블록에서는 앞선 코어 블록의 축방향 중심선(예를 들어, 제1축방향 중심선)과 다른 축방향 중심선(예를 들어, 제2축방향 중심선)을 형성하게 된다.In the core block constituting each step (or section), the axial center line forms the same axial center line, and in the core block constituting the other adjacent steps (or sections), the axial center line of the preceding core block (for example, the second 1 axial center line) and another axial center line (eg, a second axial center line).
다시 말해, 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)은 축방향을 따라 동일 층위에서 서로 대칭되게 형성될 수도 있고 비대칭되게 형성될 수도 있다. 다만, 로터 코어를 전체적으로 보면, 축방향을 따라 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)은 비대칭을 이루게 된다. 이는, 로터 코어(132)의 단의 개수 또는 구간의 개수에 의해 결정될 수 있다.In other words, the first
도 5a 및 도 5b는 로터에서 로터 코어가 2단으로 이루어진 예를 보인 단면도 및 각 단의 자속벽을 보인 개략도이다.5A and 5B are cross-sectional views illustrating an example in which the rotor core is configured in two stages in the rotor and schematic views showing magnetic flux walls at each stage.
도 5a를 참조하면, 제1단(S1)에서는 제1자속벽(1326a)의 원호길이(L11)와 제2자속벽(1326b)의 원호길이(L12)는 동일하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1단(S1)을 이루는 로터 코어에서는 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)이 서로 동일한 제1원호길이(L1)를 가지도록 형성된다. 이에 따라, 제1단(S1)에서의 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)은 반경방향 중심선(CL)에 대해 대칭되는 대칭단을 형성하게 된다.Referring to FIG. 5A , in the first stage S1 , the arc length L11 of the first
도 5b를 참조하면, 제2단(S2)에서는 제1자속벽(1326a)의 원호길이(L21)와 제2자속벽(1326b)의 원호길이(L22)는 동일하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2단(S2)을 이루는 로터 코어에서는 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)이 서로 동일한 제2원호길이(L2)를 가지도록 형성된다. 이에 따라, 제2단(S2)에서의 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)은 반경방향 중심선(CL)에 대해 대칭되는 대칭단을 형성하게 된다. Referring to FIG. 5B , in the second stage S2 , the arc length L21 of the first
다만, 제1단(S1)에서의 제1원호길이(L1)는 제2단(S2)에서의 제2원호길이(L2)에 비해 길게 형성된다. 이에 따라, 제1단(S1)에서의 자속벽 간 극호각(pole arc angle)(β1)은 제2단(S2)에서의 자속벽 간 극호각(β2)보다 크게 형성될 수 있다. 따라서, 제1단(S1)과 제2단(S2)은 각각 대칭단을 형성하지만, 제1단(S1)과 제2단(S2)을 서로 비교하여 보면 상호간에는 비대칭단을 형성하게 된다. However, the first arc length L1 at the first end S1 is longer than the second arc length L2 at the second end S2. Accordingly, the pole arc angle β1 between the magnetic flux walls at the first stage S1 may be greater than the pole arc angle β2 between the magnetic flux walls at the second stage S2. Accordingly, the first end S1 and the second end S2 each form a symmetric end, but when the first end S1 and the second end S2 are compared with each other, they form an asymmetric end.
여기서, 자속벽 간 극호각(β)은 반경방향 중심선(CL)을 향하는 제1자속벽(1326a)의 원주방향 끝단과 제2자속벽(1326b)의 원주방향 끝단 사이의 원주방향 최단 간격으로 정의될 수 있으며, 편의상 제2극호각으로 정의하여 제2극호각의 적정범위에 대해서는 나중에 제1극호각 및 자속벽의 배리어각과 함께 다시 설명한다. Here, the polar arc angle β between the magnetic flux walls is defined as the circumferential shortest distance between the circumferential end of the first
상기와 같이, 로터 코어(132)가 2단으로 형성되는 경우에는 축방향을 따라 제2극호각(β1)(β2)이 양쪽으로 확대되는 형상으로 형성될 수 있다. 이는, 로터 코어(132)가 2단, 4단, 6단 등과 같이 짝수의 단으로 형성되는 경우에도 마찬가지로 형성될 수 있다. As described above, when the
다만, 제2극호각(β)이 축방향을 따라 지속적으로 확대되거나 또는 감소되면, 자속벽(1326)의 입장에서 보면 과도하게 감소하거나 증가하는 형태가 되는 것이어서 모터 출력 측면이나 신뢰성 측면에서 바람직하지 않을 수 있다. 따라서, 로터 코어(132)가 짝수 단으로 형성되는 경우에 2단씩 반복적으로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.However, if the second pole arc β is continuously expanded or decreased along the axial direction, it is in the form of excessively decreasing or increasing from the viewpoint of the
이렇게 하여, 각 단(S1)(S2)에서의 제1자속벽(1326a)의 끝단끼리를 연결하는 제1가상선과 제2자속벽(1326b)의 끝단끼리를 연결하는 제2가상선이 정면에서 보면 "V"자 형상을 이루게 된다. 그러면, 제1단(S1)에서는 자속벽(1326)의 제1원호길이(L1)가 길어져 그만큼 누설자속이 억제되어 출력손실이 감소될 수 있다. In this way, the first imaginary line connecting the ends of the first
아울러, 각 단(S1)(S2)에서의 자속벽(1326)의 끝단이 축방향을 따라 원주방향으로 비틀리는 형상이 되므로, 로터 코어(132)의 자속벽(1326)이 일종의 스큐(skew) 구조를 형성하게 된다. 이로 인해 쇄교자속의 위상차가 발생되어 토크리플이 저감될 수 있다. In addition, since the end of the
한편, 도 6a 내지 도 6c는 로터에서 로터 코어가 3단으로 이루어진 예를 보인 단면도 및 각 단의 자속벽을 보인 개략도이다.Meanwhile, FIGS. 6A to 6C are cross-sectional views illustrating an example in which the rotor core is formed in three stages in the rotor and schematic views showing magnetic flux walls at each stage.
도 6a를 참조하면, 제1단(S1)에서는 제1자속벽(1326a)의 원호길이(L11)가 제2자속벽(1326b)의 원호길이(L12)에 비해 길게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1단(S1)을 이루는 로터 코어에서는 제1자속벽(1326a)이 제1원호길이(L1)를, 제2자속벽(1326b)은 제2원호길이(L2)를 각각 가지도록 형성된다. 이에 따라, 제1단(S1)에서의 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)은 반경방향 중심선(CL)에 대해 비대칭되는 제1비대칭단을 형성하게 된다.Referring to FIG. 6A , in the first stage S1 , the arc length L11 of the first
도 6b를 참조하면, 제2단(S2)에서는 제1자속벽(1326a)의 원호길이(L21)와 제2자속벽(1326b)의 원호길이(L22)가 동일하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2단(S2)을 이루는 로터 코어에서는 제1자속벽(1326a)의 원호길이(L21)와 제2자속벽(1326b)의 원호길이(L22)는 각각 제3원호길이(L3)를 가지도록 형성된다. 이에 따라, 제2단(S2)에서의 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)은 반경방향 중심선(CL)에 대해 대칭되는 대칭단을 형성하게 된다. Referring to FIG. 6B , in the second stage S2 , the arc length L21 of the first
도 6c를 참조하면, 제3단(S3)에서는 제1자속벽(1326a)의 원호길이(L31)가 제2자속벽(1326b)의 원호길이(L32)에 비해 짧게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제3단(S3)을 이루는 로터 코어에서는 제1자속벽(1326a)이 제2원호길이(L2)를, 제2자속벽(1326b)은 제1원호길이(L1)를 각각 가지도록 형성된다. 이에 따라, 제3단(S3)에서의 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)은 제1단(S1)과는 반대로 반경방향 중심선(CL)에 대해 비대칭되는 제2비대칭단을 형성하게 된다. Referring to FIG. 6C , in the third stage S3 , the arc length L31 of the first
다만, 제3원호길이(L3)는 제1원호길이(L1)에 비해서는 짧지만 제2원호길이(L2)에 비해서는 길게 형성될 수 있다. 즉, 제3원호길이(L3)는 제1원호길이(L1)와 제2원호길이(L2)의 중간길이가 될 수 있다. However, the third arc length L3 may be shorter than the first arc length L1 but longer than the second arc length L2. That is, the third arc length L3 may be an intermediate length between the first arc length L1 and the second arc length L2.
이에 따라, 제1단(S1) 내지 제3단(S3)에서의 제1극호각(α1)(α2)(α3)이 각각 동일하다고 할 때, 각 단(S1)(S2)(S3)에서의 제2극호각(β1)(β2)(β3)은 각각 동일하게 형성될 수 있다. Accordingly, assuming that the first polar arc angles α1, α2, and α3 in the first stage S1 to the third stage S3 are the same, in each stage S1, S2, and S3, The second extreme arc angles β1, β2, and β3 of each may be identically formed.
여기서, 제1극호각(α)은 동일 층위에서 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b) 사이의 최장간격 또는 제1영구자석(134a)과 제2영구자석(134b)의 외주측 모서리 사이의 최단 간격으로, 극호각이라고 정의될 수 있다.Here, the first pole arc angle α is the longest distance between the first
도면으로 도시하지는 않았으나, 제3원호길이(L3)는 제1원호길이(L1)에 비해서는 짧지만 제2원호길이(L2)과 동일하게 형성될 수 있다.Although not shown in the drawings, the third arc length L3 is shorter than the first arc length L1, but may be formed to be the same as the second arc length L2.
상기와 같이, 로터 코어(132)가 3단으로 형성되는 경우에는 축방향을 따라 제2극호각(β1)(β2)(β3)이 동일하면서 정면에서 볼 때 좌측에서 우측으로 중심이 이동하는 형상으로 형성될 수 있다. 이는, 로터 코어(132)가 3단, 5단, 7단 등과 같이 홀수의 단으로 형성되는 경우에도 마찬가지로 형성될 수 있다. 즉, 로터 코어(132)가 홀수 단인 경우 제2극호각(β)의 중심이 축방향을 따라 원주방향으로 이동하게 형성될 수 있다. As described above, when the
이렇게 하여, 각 단(S1)(S2)(S3)에서의 제1자속벽(1326a)의 끝단끼리를 연결하는 제1가상선과 각 단(S1)(S2)(S3)에서의 제2자속벽(1326b)의 끝단끼리를 연결하는 제2가상선이 사선을 이루면서 정면에서 보면 "V"자 형상을 이루게 된다. 그러면, 제1단(S1)과 제3단(S3)에서는 자속벽(1326)의 제1원호길이(L1)가 길어져 그만큼 누설자속이 억제되어 출력손실이 감소될 수 있다. In this way, the first imaginary line connecting the ends of the first
아울러, 각 단(S1)(S2)(S3)에서의 자속벽(1326)의 끝단이 축방향을 따라 원주방향으로 비틀리는 형상이 되므로, 로터 코어(132)의 자속벽(1326)이 일종의 스큐(skew) 구조를 형성하게 된다. 이로 인해 쇄교자속의 위상차가 발생되어 토크리플이 저감될 수 있다. In addition, since the end of the
앞서 설명한 도 5a 및 도 5b의 실시예와 마찬가지로 본 실시예에 따른 전동기는, 출력손실은 최소화되면서 토크리플을 저감시킬 수 있게 되어 저진동 고효율의 전동기가 구현될 수 있다. 이에 대한 실험결과는 나중에 다시 설명한다.5A and 5B described above, the electric motor according to this embodiment can reduce the torque ripple while minimizing the output loss, so that a low-vibration high-efficiency electric motor can be realized. The experimental results for this will be explained again later.
이들 실시예에 따른 전동기는, 출력손실이 최소화되면서도 토크리플이 저감되게 되면 전동기의 크기를 확대할 필요가 없게 된다. 그러면 전동기에 투여되는 재료비를 줄일 수 있어 제조비용을 절감할 수 있고, 출력 대비 전동기를 소형화할 수 있어 이를 탑재하는 전기차량의 성능을 높일 수 있다.In the electric motor according to these embodiments, when the torque ripple is reduced while the output loss is minimized, there is no need to enlarge the size of the electric motor. Then, the material cost applied to the motor can be reduced, thereby reducing the manufacturing cost, and the motor can be miniaturized compared to the output, so that the performance of the electric vehicle equipped with it can be improved.
또, 도면으로 도시하지는 않았으나, 제1자속벽 또는 제2자속벽은 아예 원주방향으로 연장되지 않는, 즉, 배리어 극호각(원호길이)이 O도가 되도록 형성될 수도 있다. 이 경우 맞은 편 자속벽의 배리어 극호각(원호길이)이 앞서 설명한 실시예들에 비해 더 길게 형성될 수도 있다.In addition, although not shown in the drawings, the first magnetic flux wall or the second magnetic flux wall may not extend in the circumferential direction at all, that is, the barrier pole arc (arc length) may be formed to be 0 degrees. In this case, the barrier pole arc (arc length) of the opposite magnetic flux wall may be formed longer than in the above-described embodiments.
한편, 본 실시예에 따른 자속벽(136)은 앞서 설명한 바와 같이 해당 영구자석(134)으로부터 브릿지부(1328a)(1328b)를 통해 흐르는 누설자속의 흐름을 막는 플럭스 배리어(flux barrier)로서의 역할을 하게 된다. 따라서, 자속벽(136)이 로터 코어(132)에서의 누설자속을 막기 위해 자속벽(136)은 적정한 원호길이 또는 경사각을 확보하는 것이 바람직하다. On the other hand, the
자속벽(136)의 원호길이는 자속벽의 배리어각으로 정의될 수 있다. 즉, 자속벽(136)의 배리어각(θ)은 로터의 중심(O)에서 자속벽(136)의 끝단과 이를 마주보는 영구자석(134)의 모서리를 각각 연결하는 원호의 배리어각으로 정의될 수 있다.The arc length of the
도 7은 본 실시예에 따른 자속벽의 규격을 설명하기 위해 보인 개략도이고, 도 8은 본 실시예에서 배리어각에 따른 토크와 토크리플의 변화를 보인 그래프이며, 도 9는 본 실시예에서 극호각 비에 따른 토크와 토크리플의 변화를 보인 그래프이다.7 is a schematic diagram showing the specification of a magnetic flux wall according to the present embodiment, FIG. 8 is a graph showing changes in torque and torque ripple according to a barrier angle in this embodiment, and FIG. 9 is a pole in this embodiment It is a graph showing the change of torque and torque ripple according to the whistle ratio.
도 7을 참조하면, 자속벽의 원주각(θ)은 슬롯의 개구각(δ) 보다는 작거나 같게 형성될 수 있다. 예를 들어, 자속벽의 원주각(θ)은 로터 코어(132)의 중심(O)에서 자속벽(1326)의 끝단을 연결하는 제1가상선(IL1)과 로터 코어(132)의 중심(O)에서 자속벽(1326)의 끝단을 마주보는 영구자석(134)의 모서리를 연결하는 제2가상선(IL2) 사이의 각도로 정의될 수 있다. 따라서, 자속벽(1326)의 배리어각(θ)은, 슬롯(122a)의 개구각(δ) 또는 슬롯(122a)의 개수와 관련된 아래의 [식1]로 정의될 수 있다.Referring to FIG. 7 , the circumferential angle θ of the magnetic flux wall may be smaller than or equal to the opening angle δ of the slot. For example, the circumferential angle θ of the magnetic flux wall is a first imaginary line IL1 connecting the ends of the
[식1][Formula 1]
{(슬롯의 개구각× 0.5배) ≤ θ ≤ (360/슬롯수/2)}{(Slot opening angle × 0.5 times) ≤ θ ≤ (360/number of slots/2)}
다시 말해, 자속벽(1326)의 배리어각(θ)은 슬롯(122a)의 개구각(δ) 대비 최소 0.5배보다는 크거나 같고, 개당 슬롯(12a)의 각도를 2로 나눈 값보다는 작거나 같게 형성될 수 있다. In other words, the barrier angle θ of the
예를 들어, 슬롯이 48개, 슬롯의 개구각(δ)이 2도라고 하면, 자속벽(1326)의 최소 배리어각(θ)은 2×0.5가 되어 1도가 된다. 반면, 자속벽(1326)의 최대 배리어각(θ)은 (360÷48)/2가 되어 3.75도가 된다. For example, if there are 48 slots and the opening angle δ of the slots is 2 degrees, the minimum barrier angle θ of the
이에 따라, 위의 경우라면 자속벽(1326)의 배리어각(θ)은 최소 1도, 최대 3.75도가 되도록 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 즉, 도 7을 기준으로 보면, 제1자속벽(1326a)의 배리어각(θ)은 3.75도, 제2자속벽(1326b)의 배리어각(θ)은 1도 정도가 되도록 형성될 수 있다. 이는 자속벽(1326)의 원호길이로도 표현될 수 있다.Accordingly, in the above case, the barrier angle θ of the
이는, 도 8을 참고하면 더 확실하게 알 수 있다. 즉, 토크리플은 배리어각(θ)이 증가함에 따라 감소하다가 배리어각(θ)이 대략 2도 근방에서 기울기가 완만하게 변하게 된다. 그리고 대략 3도 근방에서 토크리플이 다시 증가하기 시작하게 된다. 그리고 대략 3.75도 부근에서 토크리플이 급격하게 증가하게 된다. 이 경우에도 평균토크는 배리어각(θ)의 변화에 관계없이 크게 감소하지 않게 되는 것을 볼 수 있다. 따라서, 배리어각(θ)은 대략 1도 내지 3.75도 정도가 되도록 형성되는 것이 바람직할 수 있다.This can be seen more clearly with reference to FIG. 8 . That is, the torque ripple decreases as the barrier angle θ increases, and the slope gradually changes when the barrier angle θ is approximately 2 degrees. And the torque ripple starts to increase again around 3 degrees. And the torque ripple increases rapidly around 3.75 degrees. It can be seen that even in this case, the average torque does not significantly decrease regardless of the change in the barrier angle θ. Accordingly, the barrier angle θ may be preferably formed to be approximately 1 degree to 3.75 degrees.
또, 본 실시예에 따른 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b) 사이의 원호길이(자속벽 간 극호각 또는 제2극호각)(β)도 전동기 효율과 관련이 있다. 예를 들어 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b) 사이의 원호길이(제2극호각)(β)이 너무 크면 그만큼 자속벽(1326)의 원호길이(배리어각)(θ)가 짧다는 것이고, 이는 자속벽(1326)으로서의 역할을 충실히 이행할 수 없게 된다. In addition, the arc length between the first
반면, 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b) 사이의 원호길이(제2극호각)(β)이 너무 작으면 그만큼 자속벽(1326)의 원호길이(배리어각)(θ)가 길다는 것이고, 이는 브릿지부(1328b)의 폭이 좁아져 신뢰성이 저하될 수 있다. On the other hand, if the arc length (second pole arc angle) β between the first
이에 따라, 제2극호각(β)은 아래의 [식2]과 같이 제1극호각(α)에 대한 비율(극호각 비=β/α)로 정의될 수 있다. Accordingly, the second polar arc β may be defined as a ratio (polar arc ratio = β/α) to the first polar arc α as shown in [Equation 2] below.
[식2][Formula 2]
β={(0.75~1.0)×α}β={(0.75~1.0)×α}
예를 들어, 영구자석들 사이의 극호각(제1극호각)(α)이 32도인 경우에는 자속벽들 사이의 극호각(제2극호각)(β)은 0.75×32=24, 1×32=32가 되므로, 결국 제2극호각은 24도 보다는 크거나 같고 32도보다는 작거나 같게 형성되는 것이 바람직하다.For example, if the polar arc between the permanent magnets (the first polar arc) α is 32 degrees, the polar arc between the magnetic flux walls (the second polar arc) β is 0.75×32=24, 1× Since 32 = 32, it is preferable that the second polar arc is eventually formed to be greater than or equal to 24 degrees and less than or equal to 32 degrees.
이는, 도 9를 참고하면 더 확실하게 알 수 있다. 즉, 토크리플은 극호각 비가 0.75인 지점을 기점으로 하여 현저하게 감소되다가 극호각 비가 대략 0.86 근방에서 다시 상승하게 된다. 이 경우에도 토크는 배리어각(θ)의 변화에 크게 관계없이 거의 일정하게 유지 또는 약간 상승하게 되는 것을 볼 수 있다. 따라서, 극호각 비(θ)는 대략 0.75 내지 1의 범위가 되도록 형성되는 것이 바람직할 수 있다.This can be seen more clearly with reference to FIG. 9 . That is, the torque ripple is remarkably reduced from the point where the polar whistle angle ratio is 0.75, and then rises again at the pole whistle angle ratio around 0.86. Even in this case, it can be seen that the torque is maintained almost constant or slightly increased regardless of the change in the barrier angle θ. Accordingly, the polar arc ratio θ may be preferably formed to be in the range of approximately 0.75 to 1.
상기와 같이 로터 코어(132)가 축방향을 따라 복수의 단으로 구분되고, 각 단의 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)이 비대칭 형상으로 형성됨에 따라, 누설자석을 효과적으로 억제하여 토크는 거의 감소되지 않으면서도 각 단의 자속벽이 비틀리게 배치되어 토크리플은 저감될 수 있다.As described above, as the
이는, 자속벽의 경사각에 의해서도 정의될 수 있다. 도 10은 도 7에서 자속벽의 경사각을 설명하기 위해 보인 개략도이다. This can also be defined by the inclination angle of the magnetic flux wall. FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an inclination angle of a magnetic flux wall in FIG. 7 .
도 10을 참조하면, 제1자속벽(1326a)은 제1영구자석(134a)에 대해 제1경사각(ω1)만큼 기울어지게 형성되고, 제2자속벽(1326b)은 제2영구자석(134b)에 대해 제2경사각(ω2)만큼 기울어져 형성될 수 있다. Referring to FIG. 10 , the first
제1경사각(ω1)은 제1영구자석(134a)의 일측면과 그 제1영구자석(134a)의 일측면을 마주보는 제1자속벽(1326a)의 일측면 사이의 각도로 정의되며, 제2경사각(ω2)은 제2영구자석(134b)의 일측면과 그 제2영구자석(134b)의 일측면을 마주보는 제2자속벽(1326b)의 일측면 사이의 각도로 정의된다.The first inclination angle ω1 is defined as an angle between one side of the first
제1경사각(ω1)은 제2경사각(ω2)보다 작게 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 10과 같이 제1자속벽(1326a)의 배리어각(또는 제1원호길이)(θ1)이 제2자속벽(1326b)의 배리어각(또는 제2원호길이)(θ2)보다 크게 형성되는 경우에는 제1경사각(ω1)은 제2경사각(ω2)보다 작게 형성되게 된다.The first inclination angle ω1 may be smaller than the second inclination angle ω2. For example, as shown in FIG. 10 , the barrier angle (or the first arc length) θ1 of the first
이는, 제1자속벽(1236a)의 외측면과 로터 코어(132)의 외주면 사이의 간격(t1)은 제2자속벽(1326b)의 외측면과 로터 코어(132)의 외주면 사이의 간격(t2)과 동일하게 형성되어야 하므로, 결국 제1자속벽(1326a)의 배리어각(θ1)이 제2자속벽(1326b)의 배리어각(θ2)보다 크면 제1경사각(ω1)은 제2경사각(ω2)보다 작게 형성되어야 한다.This means that the distance t1 between the outer surface of the first magnetic flux wall 1236a and the outer peripheral surface of the
상기와 같이, 로터 코어의 동일 층위에서 제1경사각(ω1)이 제2경사각(ω2)보다 크거나 또는 제2경사각(ω2)이 제1경사각(ω1)보다 크게 되면 앞서 설명한 바와 같이 각 단의 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)이 비대칭 형상으로 형성되게 된다. 이에 따라, 누설자석을 효과적으로 억제하여 토크는 거의 감소되지 않으면서도 각 단의 자속벽이 비틀리게 배치되어 토크리플은 저감될 수 있다.As described above, when the first inclination angle ω1 is greater than the second inclination angle ω2 or the second inclination angle ω2 is greater than the first inclination angle ω1 on the same layer of the rotor core, as described above, The first
도 11 및 도 12는 본 실시예에 따른 로터 코어가 적용된 전동기의 토크 변화 및 토크리플 변화를 각각 보인 그래프이다. 도 11 및 도 12는 앞서 설명한 도 5a 및 도 5b의 실시예에서 제1자속벽의 배리어각은 3.75도, 제2자속벽의 배리어각은 1도, 극호각 비(β/α)는 0.85인 경우에 대해 토크 변화와 토크리플 변화를 각각 실험한 자료이다.11 and 12 are graphs showing the torque change and the torque ripple change of the electric motor to which the rotor core is applied according to the present embodiment. 11 and 12 show that in the embodiment of FIGS. 5A and 5B described above, the barrier angle of the first magnetic flux wall is 3.75 degrees, the barrier angle of the second magnetic flux wall is 1 degree, and the arc angle ratio (β/α) is 0.85. It is the data of the experiment of torque change and torque ripple change for each case.
도 11을 참고하면, 본 실시예에 따른 로터 코어(132)가 적용되더라도 토크 변화가 거의 발생되지 않는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 11 , even if the
즉, 로터 코어(132)의 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)이 축방향을 따라 전체가 대칭인 경우(적용전 구조)에서의 토크를 100%이라고 할 때, 로터 코어(132)의 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)이 축방향을 따라 일부가 비대칭인 경우(적용후 구조)에서의 토크는 거의 100%인 것을 볼 수 있다. That is, when the torque in the case where the first
이는, 본 실시예와 같이 로터 코어(132)의 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)이 비대칭이더라도 전체 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)의 원호길이(배리어각)(L1)은 동일하게 형성된다. This is the arc length of the entire first
즉, 로터 코어(132)가 2단으로 형성되어 제2단(S2)에 위치한 자속벽(1326)의 원호길이(L2)가 짧아지면 제1단(S1)에 위치한 자속벽(1326)의 원호길이(L1)가 길어지면서 총 자속벽(1326)의 원호길이는 종래의 로터 코어와 거의 동일하게 확보된다. 종래의 로터 코어는 전체 자속벽의 원호길이가 균일하게 형성된다. 이에 따라, 로터 코어(1326)에서의 누설자속을 종래와 동일하게 억제할 수 있어 토크가 감소되지 않게 된다.That is, when the
반면, 본 실시예와 같이 로터 코어(132)의 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)이 비대칭으로 형성되면 일종의 스큐(skew)와 같은 구조를 형성하면서 토크리플이 감소하게 된다. 도 12를 보면 이를 확인할 수 있다. 적용전 구조에서의 토크리플을 100%라고 할 때, 적용후 구조에서는 토크리플이 대략 87%정도로 감소되는 것을 볼 수 있다. 이에 따라, 적용후 구조에서는 토크리플이 대략 13%정도 감소될 수 있다.On the other hand, when the first
한편, 영구자석을 포함한 자석 수용부의 배치에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.On the other hand, if there is another embodiment of the arrangement of the magnet accommodating portion including the permanent magnet is as follows.
즉, 전술한 실시예에서는 영구자석이 결합되는 자석 수용부가 2개 한 쌍을 세트로 하여 "V" 형상으로 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 자석 수용부가 4개 두 쌍을 세트로 하여 "더블V"형상으로 형성될 수도 있다.That is, in the above-described embodiment, the magnet accommodating part to which the permanent magnet is coupled is formed in a "V" shape by a set of two pairs. "It may be formed into a shape.
도 13은 본 실시예에 따른 로터 코어에 대한 다른 예를 보인 개략도이다. 도 13을 참고하면, 본 실시예의 자석 수용부는 제1군(A)과 제2군(B)으로 구분되고, 제1군(A)과 제2군(B)은 반경방향으로 배치될 수 있다. 제1군(A)은 제1자석 수용부(1324a)와 제2자석 수용부(1324b)가 "V"형상으로 배치되고, 제2군(B)은 제3자석 수용부(1324c)와 제4자석 수용부(1324d)가 역시 "V"형상으로 배치될 수 있다. 13 is a schematic diagram showing another example of a rotor core according to the present embodiment. Referring to FIG. 13 , the magnet accommodating part of this embodiment may be divided into a first group (A) and a second group (B), and the first group (A) and the second group (B) may be arranged in a radial direction. . In the first group (A), the first
제1군(A)을 이루는 제1자석 수용부(1324a)와 제2자석 수용부(1324b)는 전술한 실시예와 같이 반경방향 중심선(CL)을 중심으로 대칭되게 구비되고, 제2군(B)을 이루는 제3자석 수용부(1324c)와 제4자석 수용부(1324d)도 반경방향 중심선(CL)을 중심으로 대칭되게 구비될 수 있다.The first
다만, 제1군(A)을 이루는 제1자석 수용부(1324a)와 제2자석 수용부(1324b)는 내주측에 배치되고, 제2군(B)을 이루는제3자석 수용부(1324c)와 제4자석 수용부(1324d)는 외주측에 배치된다. 이에 따라, 제1군(A)과 제2군(B)은 앞서 설명한 바와 같이 반경방향으로 배치될 수 있다.However, the first
또, 제1자석 수용부(1324a)의 외주단에는 제1자속벽(1326a)이, 제2자석 수용부(1324b)의 외주단에는 제2자속벽(1326b)이 각각 연장되어 형성될 수 있다. 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)은 전술한 실시예와 같이 반경방향 중심선(CL)을 향하는 방향으로 각각 연장 형성될 수 있다.In addition, a first
본 실시예에서도 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)이 동일 층위에서는 반경방향 중심선(CL)에 대해 대칭 또는 비대칭되게 형성될 수 있다. 하지만, 축방향을 따라서는 적어도 일부가 비대칭으로 형성될 수 있다.Also in this embodiment, the first
예를 들어, 로터 코어(132)가 축방향을 따라 짝수개의 단으로 구분되는 경우에는 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)이 동일 층위에서는 대칭 형상으로 형성되지만, 축방향을 따라서는 양쪽 단에서의 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)이 서로 비대칭 형상으로 형성될 수 있다. 이는 도 5a 및 도 5b를 참고할 수 있다.For example, when the
또, 로터 코어(132)가 홀수개의 단으로 구분되는 경우에는 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)이 동일 층위에서 적어도 일부가 비대칭 형상으로 형성되고, 축방향을 따라서도 각 단에서의 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)이 서로 비대칭 형상으로 형성될 수 있다. 이는 도 6a 내지 도 6c를 참고할 수 있다. In addition, when the
상기와 같은 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)에 대한 구체적인 형상 및 이에 따른 작용 효과는 전술한 실시예와 유사하므로, 이에 대한 설명은 앞서 설명한 바와 같이 도 5a 및 도 5b 또는 도 6a 내지 도 6c에서의 설명으로 대신한다.Since the specific shapes of the first
한편, 영구자석을 포함한 자석 수용부의 배치에 대한 또다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.On the other hand, if there is another embodiment of the arrangement of the magnet accommodating portion including the permanent magnet is as follows.
즉, 전술한 실시예에서는 영구자석이 결합되는 자석 수용부가 "V" 형상으로 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 자석 수용부가 "▽"형상으로 형성될 수도 있다.That is, in the above embodiment, the magnet accommodating part to which the permanent magnet is coupled is formed in a "V" shape, but in some cases, the magnet accommodating part may be formed in a "▽" shape.
도 14는 본 실시예에 따른 로터 코어에 대한 또다른 예를 보인 개략도이다. 도 14를 참고하면, 본 실시예에 따른 로터 코어(132)는 3개의 자석 수용부(1324a)(1324b)(1324e)가 ▽"형상으로 배치될 수 있다. 각각의 자석 수용부(1324a)(1324b)(1324e)에는 영구자석(134a)(134b)(134c)이 각각 삽입될 수 있다.14 is a schematic diagram showing another example of a rotor core according to the present embodiment. 14, in the
이 경우에도 반경방향 중심선(CL)의 좌우 양측에 구비되는 제1자석 수용부(1324a)와 제2자석 수용부(1324b)는 반경방향 중심선(CL)을 중심으로 대칭되게 형성될 수 있다.Also in this case, the first
또, 제1자석 수용부(1324a)의 외주단에는 제1자속벽(1326a)이, 제2자석 수용부(1324b)의 외주단에는 제2자속벽(1326b)이 각각 형성될 수 있다. 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)의 배치는 앞서 설명한 실시예들과 같이 동일 층위에서 대칭 또는 비대칭되게 형성되며, 축방향을 따라서는 적어도 일부가 비대칭되게 형성될 수 있다. In addition, a first
이들 제1자속벽(1326a)과 제2자속벽(1326b)은 로터 코어의 단의 개수에 따라 그 배열형태가 상이할 수 있다. 이는 앞서 설명한 다른 실시예들과 유사하므로, 이에 대한 설명은 앞서 설명한 바와 같이 도 5a 및 도 5b 또는 도 6a 내지 도 6c에서의 설명으로 대신한다.The arrangement of the first
이상에서, 본 발명의 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었다. 하지만, 본 발명은 그 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 실시될 수 있으므로, 위에서 설명된 실시예는 그 상세한 설명의 내용에 의해 제한되지 않아야 한다. In the foregoing, specific embodiments of the present invention have been shown and described. However, since the present invention can be embodied in various forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof, the embodiments described above should not be limited by the content of the detailed description.
또한, 앞서 기술한 상세한 설명에서 일일이 나열되지 않은 실시예라 하더라도 첨부된 특허청구범위에서 정의된 그 기술 사상의 범위 내에서 넓게 해석되어야 할 것이다. 그리고, 상기 특허청구범위의 기술적 범위와 그 균등범위 내에 포함되는 모든 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 포함되어야 할 것이다.In addition, even the embodiments not listed in the detailed description described above should be broadly interpreted within the scope of the technical spirit defined in the appended claims. And, all changes and modifications included within the technical scope of the claims and their equivalents should be included by the appended claims.
11: 차량바디
12: 배터리
13: 휠
100: 전동기
110: 케이스
111: 엔드커버
120: 스테이터
122: 스테이터 코어
122a: 슬롯
122b: 티스
124: 스테이터 코일
126: 로터수용부
130: 로터
132: 로터 코어
1322: 회전축 결합부
1324: 자석 수용부
1324a: 제1자석 수용부
1324b: 제2자석 수용부
1326: 자속벽
1326a: 제1자속벽
1326b: 제2자속벽
1328a: 내주측 브릿지부
1328b: 외주측 브릿지부
134: 영구자석
134a: 제1영구자석
134b: 제2영구자석
136: 회전축
CL: 반경방향 중심선
CL11: 축중심선
CL11', CL11": 제1축방향 중심선
CL12', CL12": 제2축방향 중심선
O: 로터 중심
O': 제1자속벽의 중심
O": 제2자속벽의 중심
α: 제1극호각
β: 제2극호각
θ1: 제1자속벽의 배리어각(원호길이)
θ1: 제2자속벽의 배리어각(원호길이)
δ: 슬릿 개구각
ω1: 제1자속벽의 경사각
ω2: 제2자속벽의 경사각
11: Vehicle body 12: Battery
13: wheel 100: electric motor
110: case 111: end cover
120: stator 122: stator core
122a:
124: stator coil 126: rotor receiving part
130: rotor 132: rotor core
1322: rotation shaft coupling portion 1324: magnet receiving portion
1324a: first
1326:
1326b: second
1328b: outer periphery bridge portion 134: permanent magnet
134a: first
136: axis of rotation CL: radial centerline
CL11: axial center line CL11', CL11": first axial center line
CL12', CL12": 2nd axial centerline O: Rotor center
O': center of the first magnetic flux wall O": center of the second magnetic flux wall
α: first extreme whistle angle β: second extreme whistle angle
θ1: barrier angle (arc length) of the first magnetic flux wall
θ1: barrier angle (arc length) of the second magnetic flux wall
δ: slit opening angle ω1: inclination angle of the first magnetic flux wall
ω2: angle of inclination of the second magnetic flux wall
Claims (18)
상기 스테이터에 대해 기설정된 공극을 두고 회전 가능하게 배치되며 복수의 자석 수용부가 원주방향을 따라 형성되는 로터 코어와, 상기 복수의 자석 수용부에 수용되는 복수의 영구자석을 가지는 로터;를 포함하며,
상기 복수의 자석 수용부의 외측단부에 자속벽(flux barrier)이 형성되고, 상기 자속벽은 상기 로터 코어의 축방향 위치에 따라 적어도 일부가 상이하게 형성되는 전동기.a stator having a stator core having a plurality of slots formed along a circumferential direction, and a stator coil wound around the slots of the stator core; and
A rotor having a rotor core rotatably disposed with a predetermined gap with respect to the stator and having a plurality of magnet accommodating portions formed along a circumferential direction, and a plurality of permanent magnets accommodated in the plurality of magnet accommodating portions; includes,
A magnetic flux barrier is formed at an outer end of the plurality of magnet accommodating parts, and the magnetic flux wall is at least partially formed differently according to an axial position of the rotor core.
상기 영구자석의 일측면을 기준으로 원주방향으로 연장되는 상기 자속벽의 원호길이는,
상기 로터 코어의 축방향 위치에 따라 적어도 일부가 상이하게 형성되는 전동기.According to claim 1,
The arc length of the magnetic flux wall extending in the circumferential direction with respect to one side of the permanent magnet is,
An electric motor in which at least a part is formed differently according to an axial position of the rotor core.
상기 영구자석의 일측면과 이를 마주보는 상기 자속벽 사이의 각도로 정의되는 상기 자속벽의 경사각은,
상기 로터 코어의 축방향 위치에 따라 적어도 일부가 상이하게 형성되는 전동기.According to claim 1,
The inclination angle of the magnetic flux wall defined as the angle between one side of the permanent magnet and the magnetic flux wall facing it is,
An electric motor in which at least a part is formed differently according to an axial position of the rotor core.
상기 로터 코어는 축방향을 따라 복수의 단으로 구분되며, 반경방향 중심선을 기준으로 마주보는 양쪽 자속벽이 서로 대칭되는 제1대칭단이 적어도 한 개 이상 포함되는 전동식 압축기.According to claim 1,
The rotor core is divided into a plurality of stages along the axial direction, and at least one first symmetrical stage in which both magnetic flux walls facing each other are symmetrical with respect to a radial center line are included.
상기 제1대칭단을 이웃하는 다른 단은 상기 반경방향 중심선을 기준으로 마주보는 양쪽 자속벽이 서로 대칭되는 제2대칭단을 형성하며,
상기 제2대칭단의 자속벽은 상기 제1대칭단의 자속벽과 상이하게 형성되는 전동식 압축기.5. The method of claim 4,
The other end adjacent to the first symmetrical end forms a second symmetrical end in which both magnetic flux walls facing each other with respect to the radial center line are symmetrical to each other,
The magnetic flux wall of the second symmetrical stage is formed differently from the magnetic flux wall of the first symmetrical stage.
서로 마주보는 자속벽 사이의 최단 간격으로 정의되는 자속벽 극호각(flux barrier pole angle)은,
같은 단에서는 동일하고 다른 단끼리는 상이하게 형성되는 전동기.6. The method of claim 5,
The flux barrier pole angle, defined as the shortest distance between the opposite magnetic flux walls, is
Motors that are identical in the same stage and are formed differently in different stages.
상기 영구자석의 일측면과 이를 마주보는 상기 자속벽의 일측면 사이의 각도로 정의되는 자속벽 경사각은,
동일한 단에서는 동일하고 다른 단끼리는 상이하게 형성되는 전동기.6. The method of claim 5,
The magnetic flux wall inclination angle defined as the angle between one side of the permanent magnet and the one side of the magnetic flux wall facing it is,
Motors that are identical in the same stage and are formed differently in different stages.
상기 로터 코어는 축방향을 따라 복수의 단으로 구분되며, 마주보는 두 자속벽 사이를 통과하는 반경방향 중심선을 기준으로 양쪽 자속벽이 동일한 단에서 비대칭되는 제1비대칭단이 적어도 한 개 이상 포함되는 전동기.According to claim 1,
The rotor core is divided into a plurality of stages along the axial direction, and includes at least one first asymmetric stage in which both magnetic flux walls are asymmetric at the same stage based on a radial center line passing between the two facing magnetic flux walls. electric motor.
상기 제1비대칭단을 이웃하는 다른 단은 상기 반경방향 중심선을 기준으로 마주보는 양쪽 자속벽이 서로 대칭되는 대칭단을 형성하며,
상기 대칭단을 사이에 두고 상기 제1비대칭단의 반대쪽 단은 상기 반경방향 중심선을 기준으로 마주보는 양쪽 자속벽이 서로 비대칭되는 제2비대칭단을 형성하고,
상기 제1비대칭단의 자속벽과 상기 제2비대칭단의 자속벽은 상기 반경방향 중심선을 기준으로 대칭되는 전동기. 9. The method of claim 8,
The other end adjacent to the first asymmetric end forms a symmetric end in which both magnetic flux walls facing each other with respect to the radial center line are symmetrical to each other,
The opposite end of the first asymmetric end with the symmetric end therebetween forms a second asymmetric end in which both magnetic flux walls facing each other with respect to the radial center line are asymmetric,
The magnetic flux wall of the first asymmetric end and the magnetic flux wall of the second asymmetric end are symmetrical with respect to the radial center line.
서로 마주보는 자속벽 사이의 최단 간격으로 정의되는 자속벽 극호각(flux barrier pole arc angle)이 전체 단에서 동일하게 형성되는 전동기.10. The method of claim 9,
An electric motor in which the flux barrier pole arc angle, defined as the shortest distance between the opposite magnetic flux walls, is formed equally across all stages.
상기 로터 코어는 축방향을 따라 짝수의 단으로 구분되며, 상기 짝수의 단은 반경방향 중심선을 기준으로 서로 마주보는 자속벽이 같은 단에서 대칭되는 전동기.According to claim 1,
The rotor core is divided into even-numbered stages along the axial direction, and in the even-numbered stages, magnetic flux walls facing each other with respect to a radial center line are symmetrical at the same stage.
상기 짝수의 단 중에서 다른 단끼리는 상기 자속벽 사이의 원주방향 간격이 상이하게 형성되는 전동기.12. The method of claim 11,
In the even-numbered stages, different stages have different circumferential distances between the magnetic flux walls.
상기 다른 단끼리의 상기 자속벽의 원주방향 길이가 상이하게 형성되는 전동기.13. The method of claim 12,
An electric motor in which the length in the circumferential direction of the magnetic flux wall of the different stages is different from each other.
상기 로터 코어는 축방향을 따라 홀수의 단으로 구분되며, 상기 홀수의 단은 반경방향 중심선을 기준으로 서로 마주보는 자속벽이 같은 단에서 비대칭되는 단을 구비하는 전동기.According to claim 1,
The rotor core is divided into odd-numbered stages along the axial direction, and the odd-numbered stages have stages in which magnetic flux walls facing each other with respect to a radial centerline are asymmetrical at the same stage.
반경방향 중심선을 기준으로 서로 마주보는 자속벽이 같은 단에서 대칭되는 단과 비대칭되는 단이 축방향을 따라 번갈아 구비되는 전동기.15. The method of claim 14,
An electric motor in which magnetic flux walls facing each other with respect to a radial centerline are alternately provided with symmetrical and asymmetrical ends along the axial direction at the same stage.
상기 로터 코어의 중심에서 상기 자속벽의 끝단을 연결하는 제1끝선과 상기 로터 코어의 중심에서 상기 자속벽의 끝단을 마주보는 상기 영구자석의 모서리를 연결하는 제2끝선 사이의 각도로 정의되는 자속벽 배리어각(θ)은,
{(슬롯의 개구각× 0.5배) ≤ θ ≤ (360/슬롯수/2)}를 만족하는 전동기.According to claim 1,
Magnetic flux defined as an angle between a first end line connecting the end of the magnetic flux wall at the center of the rotor core and a second end line connecting the edge of the permanent magnet facing the end of the magnetic flux wall at the center of the rotor core The wall barrier angle θ is,
An electric motor that satisfies {(opening angle of slot × 0.5 times) ≤ θ ≤ (360/number of slots/2)}.
서로 마주보는 상기 영구자석 사이의 극호각을 제1극호각(α), 서로 마주보는 상기 자속벽 사이의 극호각을 제2극호각(β)이라고 할 때, 상기 제2극호각은,
β={(0.75~1.0)×α}를 만족하는 전동기.According to claim 1,
When the polar arc between the permanent magnets facing each other is a first pole arc angle (α), and the polar arc angle between the magnetic flux walls facing each other is a second pole arc angle (β), the second polar arc angle is,
A motor that satisfies β={(0.75~1.0)×α}.
상기 차량바디에 주행가능하게 구비되는 복수의 휠;
상기 차량바디에 구비되는 배터리; 및
상기 배터리에 연결되고, 상기 복수의 휠에 구동력을 제공하는 전동기;를 포함하고,
상기 전동기는, 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 전동기로 이루어지는 전기차량. vehicle body;
a plurality of wheels operably provided on the vehicle body;
a battery provided in the vehicle body; and
Including; an electric motor connected to the battery and providing a driving force to the plurality of wheels,
The electric vehicle is an electric vehicle comprising the electric motor according to any one of claims 1 to 17.
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US9906082B2 (en) | 2013-09-06 | 2018-02-27 | General Electric Company | Electric machine having reduced torque oscillations and axial thrust |
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2020
- 2020-03-26 KR KR1020200036950A patent/KR20210120354A/en unknown
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9906082B2 (en) | 2013-09-06 | 2018-02-27 | General Electric Company | Electric machine having reduced torque oscillations and axial thrust |
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