KR20220052215A - 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터 - Google Patents

Abstract

컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터는 고정자와, 고정자의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전자와, 회전자의 내부에 설치되는 복수의 영구자석, 및 복수의 영구자석 중 인접한 2개의 영구자석 사이에 회전자의 반지름 방향으로 형성되는 복수의 슬릿을 포함하며, 복수의 영구자석에 의해 회전자에 형성되는 복수의 컨시퀀트 극의 개수는 복수의 영구자석의 개수보다 적다.

Description

컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터{Consequent pole type interior permanent magnet synchronous motor}

본 개시는 컨시퀀트 극(cosequnet pole)을 갖는 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터에 관한 것이다.

일반적으로 매입 영구자석 모터는 회전자의 내부에 복수의 영구자석이 일정 간격으로 매입된다.

매입 영구자석 모터의 회전자에 사용되는 영구자석의 개수를 줄이기 위해 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터가 사용될 수 있다.

컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터는 인접하는 2개의 영구자석 사이의 회전자의 철심이 자화되는 현상, 즉 회전자에 컨시퀀트 극(consequent pole)이 형성되는 현상을 이용하여 일반적인 매입 영구자석 모터의 영구자석의 일부를 컨시퀀트 극으로 대체함으로써 영구자석의 개수를 줄일 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(100)는 6극 모터로서, 회전자(110)는 3개의 영구자석(112)과 3개의 영구자석(112) 사이에 형성되는 3개의 컨시퀀트 극을 포함한다.

일반적인 6극 매입 영구자석 모터가 6개의 영구자석을 포함하므로, 종래 기술에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(100)에 사용되는 영구자석(112)의 개수가 일반적인 매입 영구자석 모터에 비해 절반으로 준 것을 알 수 있다.

그러나 이와 같은 종래기술에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(100)는 영구자석(112)의 개수를 반으로 줄여 영구자석(112)의 사용량을 절감할 수 있는 장점이 있으나, 동일한 극성을 갖는 영구자석만이 배치되는 구조로 인하여 회전자와 결합되는 회전 샤프트가 자화되는 현상이 발생한다. 이때, 회전 샤프트의 양단은 동일한 극성으로 자화된다.

이러한 회전 샤프트의 자화는 모터 조립 공정에서 회전 샤프트에 금속성 이물질 등이 부착되기 쉽고, 이로 인하여 모터의 품질과 신뢰성에 악영향을 줄 수 있다. 따라서, 회전 샤프트의 자화는 가능한 최소화할 필요가 있다.

또한, 종래 기술에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터는 구조적인 특징으로 인해 역기전력(back EMF, electromotive force)의 2차 고조파 성분이 크게 발생한다. 역기전력의 고조파 성분은 철손에 영향을 미치는 인자로써 모터의 손실을 증가시켜 모터의 출력과 효율을 감소시킨다.

본 개시는 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 회전 샤프트의 자화와 역기전력의 2차 고조파를 줄일 수 있는 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터에 관련된다.

본 개시의 일 측면에 따르는 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터는 고정자; 상기 고정자의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전자; 상기 회전자의 내부에 설치되는 복수의 영구자석; 및 상기 복수의 영구자석 중 인접한 2개의 영구자석 사이에 상기 회전자의 반지름 방향으로 형성되는 복수의 슬릿;을 포함하며, 상기 복수의 영구자석에 의해 상기 회전자에 형성되는 복수의 컨시퀀트 극의 개수는 상기 복수의 영구자석의 개수보다 적을 수 있다.

이때, 상기 복수의 슬릿 각각은 상기 인접한 2개의 영구자석 사이의 중앙에 위치할 수 있다.

또한, 상기 복수의 슬릿 각각은 상기 회전자의 외주면에 인접한 제1단은 상기 인접한 2개의 영구자석 사이의 회전자 영역을 관통하도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 복수의 슬릿 각각은 상기 회전자의 외주면에 인접한 제1단과 상기 회전자의 축 구멍에 인접한 제2단이 막히도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 복수의 슬릿 각각의 제1단은 상기 인접한 2개의 영구자석의 각각의 일단보다 상기 회전자의 외주면에 가까이 위치할 수 있다.

또한, 상기 복수의 슬릿 각각은 직사각형 단면으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 복수의 슬릿 각각의 슬릿 피치의 전기각은 0° < Ps_elec < 34.8°를 만족할 수 있다.

또한, 상기 복수의 슬릿 각각의 일단과 상기 회전자의 외주면 사이의 브릿지의 폭(Wb)은 다음 관계를 만족할 수 있다.

Ct ≤ Wb ≤ 0.4 mm

Sl ≤(Do - Di)/2 - Wb * 2

여기서, Ct는 회전자 코어의 두께(0.25mm ~ 0.35mm), Wb는 브릿지의 폭, Sl은 슬릿의 길이, Do는 회전자 코어의 외경, Di는 회전자 코어의 내경을 말한다.

또한, 상기 복수의 슬릿 각각의 일 측면과 상기 회전자의 자석삽입구멍의 일단 사이의 리브의 폭(Wr)은 다음 관계를 만족할 수 있다.

Ct ≤ Wr ≤ 0.4 mm

Sl ≤(Do - Di)/2 - Wr * 2

여기서, Ct는 회전자 코어의 두께(0.25mm ~ 0.35mm), Wr는 리브의 폭, Sl은 슬릿의 길이, Do는 회전자 코어의 외경, Di는 회전자 코어의 내경을 말한다.

또한, 상기 고정자는 집중권 타입일 수 있다.

또한, 상기 인접한 2개의 영구자석은 상기 슬릿을 중심으로 대칭으로 배치될 수 있다.

또한, 상기 인접한 2개의 영구자석은 서로 극성이 다를 수 있다.

또한, 상기 복수의 영구자석 각각의 양단에는 플럭스 배리어가 마련될 수 있다.

또한, 상기 복수의 영구자석은 판상 또는 C형으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 복수의 영구자석은 페라이트 또는 희토류로 형성될 수 있다.

본 개시의 다른 측면에 따르는 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터는, 집중권 타입으로 형성된 고정자; 상기 고정자의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전자; 상기 회전자의 내부에 설치되는 복수의 영구자석; 상기 회전자의 중심에 설치되는 회전 샤프트; 및 상기 회전자에 상기 회전자의 반지름 방향으로 형성되는 복수의 슬릿;을 포함하며, 상기 복수의 영구자석에 의해 상기 회전자에 형성되는 복수의 컨시퀀트 극의 개수는 상기 복수의 영구자석의 개수보다 적으며, 상기 복수의 슬릿 각각은 상기 복수의 영구자석 중 인접한 2개의 영구자석 사이의 중심에 형성될 수 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터는 회전 샤프트의 자화량과 역기전력의 제2고조파 성분이 감소될 수 있다.

또한, 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터에 의하면, 영구자석에 의해 고정자에 쇄교되는 자속양과 컨시퀀트 극에 의해 고정자에 쇄교되는 자속양 사이의 불균형이 해소되고 역기전력이 증가할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터를 나타내는 단면도;
도 2는 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터를 나타내는 단면도;
도 3은 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 회전자를 나타내는 단면도;
도 4는 영구자석이 빠진 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 회전자를 나타내는 단면도;
도 5는 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 회전자가 자화된 상태를 나타내는 도면;
도 6은 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 회전자의 슬릿 폭과 자석극 피치의 관계를 설명하기 위한 도면;
도 7은 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터에서 회전자의 슬릿 피치에 따른 역기전력의 변화량을 유한요소법으로 시뮬레이션한 결과를 나타내는 표;
도 8은 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터에서 회전자의 슬릿 피치와 역기전력과의 관계를 나타내는 그래프;
도 9는 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 회전 샤프트의 자화량과 종래 기술에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 회전 샤프트의 자화량을 비교한 그래프;
도 10은 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 역기전력의 2차 고조파 성분과 종래 기술에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 역기전력의 2차 고조파 성분을 표시한 도면;
도 11은 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 역기전력과 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 회전자에서 슬릿을 제거한 경우의 역기전력을 비교한 그래프;
도 12는 영구자석이 V자형인 본 개시의 다른 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터를 나타내는 단면도;
도 13은 영구자석이 U자형인 본 개시의 다른 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터를 나타내는 단면도;
도 14는 자극이 8개인 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터를 나타내는 단면도;
도 15는 자극이 10개인 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터를 나타내는 단면도;
도 16은 페라이트 자석을 사용하며 자극이 6개인 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터를 나타내는 단면도;
도 17은 페라이트 자석을 사용하며 자극이 8개인 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터를 나타내는 단면도;
도 18은 페라이트 자석을 사용하며 자극이 10개인 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터를 나타내는 단면도;이다.

이하에서 설명되는 실시예는 본 개시의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 개시는 여기서 설명되는 실시예들과 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 개시의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 개시의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.

또한, 본 개시에서 사용한 '선단', '후단', '상부', '하부', '상단', '하단' 등의 용어는 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의해 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터에 대해 상세하게 설명한다.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터를 나타내는 단면도이다. 도 3은 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 회전자를 나타내는 단면도이다. 도 4는 영구자석이 빠진 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 회전자를 나타내는 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)는 고정자(10)와 회전자(20)를 포함할 수 있다.

고정자(10)는 내면이 원통 형상으로 형성되는 요크부(11)와 요크부(11)의 내면에는 고정자(10)의 중심을 향해 돌출되는 복수의 티스(teeth)(13)를 포함할 수 있다.

복수의 티스(13)는 고정자(10)의 내면의 원주방향으로 일정 간격 이격되어 설치되어 있으며, 복수의 티스(13) 사이에는 코일(15)이 수용될 수 있는 복수의 슬롯이 형성될 수 있다. 복수의 티스(13) 각각에는 코일(15)이 집중적으로 감겨 있다. 즉, 고정자(10)는 집중권(concentrated winding) 타입 고정자로 형성될 수 있다.

회전자(20)는 원통 형상으로 형성되며, 고정자(10)와 동심으로 회전 가능하게 설치된다. 회전자(20)는 고정자(10)의 티스(13)의 선단부(14)와 일정 간격을 두고 고정자(10)의 중심을 중심으로 회전할 수 있도록 설치된다. 이를 위해, 회전자(20)의 중심에는 회전 샤프트(50)(도 9 참조)가 설치되는 축 구멍(21)이 형성될 수 있다.

회전자(20)의 내부에는 복수의 영구자석(30)이 설치되어 있다. 구체적으로, 회전자(20)의 외주면과 축 구멍(21)의 사이에 복수의 영구자석(30)이 설치된다.

복수의 영구자석(30)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, I자 형상, 즉 평판 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 복수의 영구자석(30)은 희토류, 예를 들면, 네오듐(Nd)으로 형성할 수 있다. 다른 실시예로 복수의 영구자석은 페라이트로 형성할 수 있다.

회전자(20)는 철심으로 형성되며, 도 4에 도시된 바와 같이, 회전자의 철심에는 영구자석(30)이 설치되는 복수의 자석 삽입구멍(23)이 회전자(20)의 원주방향으로 형성될 수 있다. 복수의 자석 삽입구멍(23)은 영구자석(30)의 형상에 대응하도록 I자 형상으로 형성될 수 있다.

회전자(20)에 설치되는 복수의 영구자석(30)은 인접한 2개의 영구자석(30-1, 30-2)이 서로 다른 극성을 갖는다. 서로 다른 극성을 갖는 2개의 영구자석(30-1,30-2)을 한 개의 영구자석 세트로 하는 복수의 영구자석(30)을 회전자(20)에 설치하면, 2개의 영구자석 세트 사이의 회전자(20)의 철심 부분이 자화되어 회전자(20)에 복수의 컨시퀀트 극(consequent pole)(철심 극)(22)이 형성된다.

구체적으로, 서로 먼 거리 떨어져 있으며, 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(30-1,30-1)(30-2,30-2) 사이의 철심 부분이 자화되어 컨시퀀트 극(22)을 형성한다. 예를 들어, 회전자(20)에 복수의 영구자석(30)을 N극 영구자석(30-1), S극 영구자석(30-2), 철심(22), S극 영구자석(30-2), N극 영구자석(30-1), 철심(22)의 순서로 배치하면, 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(30-1,30-1)(30-2,30-2) 사이의 회전자(20)의 부분(22), 즉 철심의 일부분이 2개의 영구자석(30-1,30-1)(30-2,30-2)의 극성과 반대 극성으로 자화된다. 회전자(20)가 자화되는 예가 도 5에 도시되어 있다.

도 5는 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 회전자가 자화된 상태를 나타내는 도면이다.

도 5에 도시된 실시예의 경우에는, 회전자(20)에는 2개의 N극 영구자석(30-1)과 2개의 S극 영구자석(30-2)이 삽입되어 있다. 따라서, N극 영구자석(30-1)과 N극 영구자석(30-1) 사이의 철심 부분(22)은 S극으로 자화되어 S극 컨시퀀트 극을 형성하고, S극 영구자석(30-2)과 S극 영구자석(30-2) 사이의 철심 부분(22)은 N극으로 자화되어 N극 컨시퀀트 극을 형성한다. 즉, 멀리 떨어진 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(30-1,30-1)(30-2,30-2) 사이의 철심 부분(22)이 인접한 2개의 영구자석과 다른 극성으로 자화되어 컨시퀀트 극을 형성할 수 있다.

따라서, 회전자(20)에 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(30) 사이에 다른 극성의 영구자석을 설치하지 않아도 동일 극성을 갖는 2개의 영구자석(30) 사이에 다른 극성의 영구자석이 설치된 종래의 매입 영구자석 모터와 동일한 자계가 형성될 수 있다.

회전자(20)의 자극의 개수(또는 자극수)는 영구자석(30)의 개수와 컨시퀀트 극(22)의 개수를 포함한다. 예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이 회전자(20)에 영구자석(30)이 4개 설치된 경우에는, 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(30)의 사이에 2개의 의사자극(22)이 형성되므로 회전자(20)의 자극의 개수는 6개이다.

따라서, 본 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)는 컨시퀀트 극(22)의 개수가 회전자(20)에 설치되는 영구자석(30)의 개수보다 적다. 도 5에 도시된 6극 매입형 영구자석 모터(1)의 회전자(20)의 경우는 4개의 영구자석(30)과 2개의 컨시퀀트 극(22)을 포함하므로, 영구자석(30)의 개수는 회전자(20)의 자극의 개수의 2/3이고, 컨시퀀트 극(22)의 개수는 회전자(20)의 자극의 개수의 1/3이다.

또한, 본 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)는 극호각이 다음 관계를 만족하도록 설치될 수 있다.

θ = 360°/P

여기서, θ는 극호각이고, P는 회전자의 자극수이다.

따라서, 도 5에 도시된 바와 같은 본 개시의 일 실시예에 의한 6극 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)의 극호각은 60도이다.

다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 회전자(20)는 복수의 슬릿(40)을 포함할 수 있다.

복수의 슬릿(40) 각각은 복수의 영구자석(30) 중 인접한 2개의 영구자석(30-1,30-2) 사이에 회전자(20)의 반지름 방향으로 형성될 수 있다.

슬릿(40)을 사이에 두고 서로 다른 극성을 갖는 2개의 영구자석(30-1,30-2)이 배치될 수 있다. 다른 극성을 가지며 슬릿(40)을 사이에 두고 인접한 2개의 영구자석(30-1,30-2) 사이의 거리는 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(30-1,30-1) (30-2,30-2) 사이의 거리보다 가까울 수 있다.

슬릿(40)은 인접한 2개의 영구자석(30-1,30-2) 사이의 중앙에 위치하도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 슬릿(40)은 인접한 2개의 자석 삽입구멍(23) 사이에 형성될 수 있다. 2개의 자석 삽입구멍(23)은 슬릿(40)에 대해 선대칭이 되도록 형성될 수 있다. 따라서, 자석 삽입구멍(23)에 삽입된 2개의 영구자석(30-1,30-2)도 슬릿(40)에 대해 선대칭을 이룬다.

회전자(20)의 외주면(20a)에 인접한 자석 삽입구멍(23)의 양단에는 플럭스 배리어(24)가 마련될 수 있다. 따라서, 슬릿(40)과 영구자석(30)의 일단 사이에는 플럭스 배리어(24)가 마련될 수 있다.

플럭스 배리어(24)는 회전자(20)의 외주면(20a)에 인접하며 회전자(20)의 원주방향으로 마련된 공극으로 형성될 수 있다. 즉, 플럭스 배리어(24)는 일정한 폭과 길이를 가지며, 회전자(20)의 외주면(20a)을 따라 형성될 수 있다. 플럭스 배리어(24)는 고정자(10)의 선단부를 향해 개방되지 않는다.

플럭스 배리어(24)는 자석 삽입구멍(23)과 연통되도록 형성될 수 있다. 따라서, 영구자석(30)이 자석 삽입구멍(23)에 삽입되면, 영구자석(30)의 양단은 각각 플럭스 배리어(24)에 위치하게 된다.

슬릿(40)은 회전자(20)의 반지름 방향으로 형성되며, 회전자(20)의 외주면(20a)에 인접한 제1단(40a)과 회전자(20)의 축 구멍(21)에 인접한 제2단(40b)을 포함할 수 있다. 다시 말하면, 슬릿(40)의 제1단(40a)은 인접한 2개의 영구자석(30)의 각각의 일단보다 회전자(20)의 외주면(20a)에 가까이 위치하도록 형성될 수 있다.

슬릿(40)의 제1단(40a)은 회전자(20)의 외주면(20a)으로 개방되지 않고 막히도록 형성될 수 있고, 슬릿(40)의 제2단(40b)은 회전자(20)의 내주면(20b)으로 개방되지 않고 막히도록 형성될 수 있다. 따라서, 슬릿(40)의 제1단(40a)과 회전자(20)의 외주면(20a) 사이에는 회전자(20)의 외주면(20a)을 형성하는 철심이 존재할 수 있다. 또한, 슬릿(40)의 제2단(40b)과 회전자(20)의 내주면(20b) 사이에는 회전자(20)의 내주면(20b)을 형성하는 철심이 존재할 수 있다.

슬릿(40)의 제1단(40a)은 인접한 2개의 영구자석(30-1,30-2) 사이의 회전자 영역을 관통하도록 형성될 수 있다. 즉, 슬릿(40)은 인접한 2개의 자석삽입구멍(23) 사이의 회전자(20)의 철심 영역을 관통하도록 형성될 수 있다. 다시 말하면, 슬릿(40)의 제1단(40a)은 자석 삽입구멍(23)의 회전자(20)의 외주면(20a)에 인접한 측면과 동일하거나 회전자(20)의 외주면(20a)에 더 가깝게 위치할 수 있다. 따라서, 슬릿(40)의 측면은 자석 삽입구멍(23)의 일단을 마주하게 된다.

자석삽입구멍(23)의 일단에 플럭스 배리어(24)가 마련된 경우에는 슬릿(40)의 측면은 플럭스 배리어(24)와 마주할 수 있다.

슬릿(40)은 길이가 길고 폭이 좁은 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 슬릿(40)은 직사각형 단면으로 형성될 수 있다. 다른 예로, 슬릿(40)은 길이가 긴 타원 형상, 트랙 형상 등으로 형성될 수 있다. 여기서, 슬릿(40)의 길이는 회전자(20)의 축 구멍(21)에서 회전자(20)의 외주면(20a)을 향하는 방향의 길이를 말한다.

슬릿(40)이 인접한 2개의 영구자석(30) 사이의 중심에 위치하고, 슬릿(40)의 길이는 인접한 2개의 영구자석(30) 사이의 회전자(20)의 영역을 관통할 수 있는 길이로 형성하면, 자기저항이 증가하여 인접한 2개의 영구자석(30) 사이로 누설되는 자속을 최소화할 수 있다.

이하, 도 3을 참고하여, 슬릿(40)과 자석삽입구멍(23) 사이에 마련되는 브릿지(41)와 리브(42)의 치수 관계를 상세하게 설명한다.

도 3에서 슬릿(40)의 제1단(40a)과 회전자(20)의 외주면(20a) 사이의 철심 영역을 브릿지(bridge)(41)라 하고, 슬릿(40)의 일측면과 자석 삽입구멍(23)의 플럭스 배리어(24)의 일단 사이의 철심 영역을 리브(rib)(42)라 한다. 자석 삽입구멍(23)의 일단에 플럭스 배리어(24)가 마련되지 않은 경우에는 슬릿(40)의 일측면과 자석 삽입구멍(23)의 일단 사이의 철심 영역을 리브(42)라 할 수 있다.

인접한 2개의 영구자석(30) 사이로 누설되는 자속을 최소화하기 위해 슬릿(40)의 제1단(40a)은 회전자(20)의 외주면(20a)에 가능한 인접하도록 형성하며, 슬릿(40)의 길이는 가능한 한 길게 하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 회전자(20)의 외주면(20a)에 인접하는 슬릿(40)의 제1단(40a)은 인접한 2개의 영구자석(30)의 하단 모서리(P1, P1)보다 회전자(20)의 외주면(20a)에 인접하도록 형성할 수 있다.

구체적으로, 회전자(20)의 외주면(20a)에 인접한 슬릿(40)의 제1단(40a)은 인접한 2개의 영구자석(30)의 하단 모서리(P1, P1)를 연결하는 가상의 직선(PL1)과 슬릿(40)을 길이방향으로 2등분 하는 가상의 직선(L1)이 직각으로 교차하는 제1교차점(Pb)과 동일하거나 제1교차점(Pb)보다 회전자(20)의 외주면(20a)에 가깝게 위치하도록 형성될 수 있다. 여기서, 영구자석(30)의 하단 모서리(P1)는 슬릿(40)의 측면에 인접한 영구자석(30)의 2개의 모서리 중 회전자(20)의 외주면(20a)에 가장 인접한 영구자석(30)의 모서리를 말한다.

따라서, 슬릿(40)의 제1단(40a)과 회전자(20)의 외주면(20a) 사이의 거리인 브릿지(40)의 폭(Wb)은 다음 관계를 만족하도록 형성될 수 있다.

Wb ≤ Lb

여기서, Lb는 제1교차점(Pb)과 회전자(40)의 외주면(40a) 사이의 거리이고, Wb는 브릿지(41)의 폭이다.

브릿지(40)의 폭(Wb)은 자속누설을 최소화하여 모터의 효율을 최대로 하기 위해 가능한 좁게 형성할 수 있다. 따라서, 브릿지(40)의 폭(Wb)은 회전자 코어를 형성하는 소재 두께와 회전자 코어의 제작공정을 고려하여 최소한 좁게 정할 수 있다.

예를 들면, 브릿지(41)의 폭(Wb)은 회전자 코어를 형성하는 소재의 두께와 회전자 코어의 타발(프레스) 공정의 작업성을 고려하여 소재 두께보다 크고, 0.4mm 이하로 형성할 수 있다. 이 경우 Lb는 0.4mm 이상이 된다.

즉, 브릿지의 폭(Wb)은 다음 관계를 만족하도록 형성할 수 있다.

Ct ≤ Wb ≤ 0.4 mm

여기서, Ct는 회전자 코어 시트의 두께이고, Wb는 브릿지(41)의 폭이다.

회전자 코어로는 전기 강판이 사용될 수 있으므로, 회전자 코어 시트의 두께(Ct)는 0.25mm ~ 0.35mm일 수 있다.

일 예로서, 회전자 코어 시트의 두께(Ct)를 0.35 mm로 할 경우, 회전자 코어의 프레스 공정을 고려하여 브릿지 폭(Wb)은 0.4 mm로 할 수 있다.

다만, 브릿지 폭이 0.4 mm인 경우는, 회전자 코어 시트의 두께가 0.35 mm인 경우이며, 회전자 코어 시트의 두께가 0.35 mm 이상인 경우에는 브릿지 폭은 0.4 mm를 초과할 수 있다. 예를 들어, 회전자 코어 시트의 두께가 0.5 mm인 경우에는 브릿지 폭(Wb)은 0.55 mm으로 할 수 있다.

한편, 상기와 같이 브릿지(41)의 폭(Wb)이 결정되면, 슬릿 길이(Sl)의 상한치는 다음과 같이 결정될 수 있다.

Sl ≤(Do - Di)/2 - Wb * 2

여기서, Sl은 슬릿(40)의 길이, Do는 회전자 코어의 외경, Di는 회전자 코어의 내경, Wb는 브릿지(41)의 폭을 말한다.

또한, 슬릿(40)이 인접한 2개의 영구자석(30) 사이로 누설되는 자속을 차단하기 위해서는 슬릿(40)은 일정 길이 이상으로 형성하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 회전자(20)의 내주면(20b)에 인접하는 슬릿(40)의 제2단(40b)은 인접한 2개의 영구자석(30)의 상단 모서리(P2, P2)를 연결하는 가상의 직선(PL2)과 슬릿(40)을 길이방향으로 2등분 하는 직선(L1)이 직각으로 교차하는 제2교차점(Ps)과 동일하거나 제2교차점(Ps)보다 회전자(20)의 중심(O)에 가깝게 위치하도록 형성될 수 있다. 여기서, 영구자석(30)의 상단 모서리(P2)는 슬릿(40)의 측면에서 멀리 떨어져 있는 영구자석(30)의 2개의 모서리 중 회전자(20)의 외주면(20a)에서 가장 멀리 떨어진 영구자석(30)의 모서리를 말한다.

따라서, 슬릿 길이의 하한치는 다음과 같이 결정될 수 있다.

Sl ≥ Ds - Wb

여기서, Sl은 슬릿(40)의 길이, Ds는 회전자의 중심(O)에서 제2교차점(Ps)까지의 거리, Wb는 브릿지(41)의 폭을 말한다.

따라서, 슬릿(40)의 길이는 다음과 같이 정해질 수 있다.

Ds - Wb ≤ Sl ≤(Do - Di)/2 - Wb * 2

상술한 바와 같이 브릿지 폭(Wb)과 슬릿 길이(Sl)를 정하면, 인접한 2개의 영구자석(30) 사이로 누설되는 자속을 최소화하여 모터의 효율을 높일 수 있다.

상술한 슬릿(40)의 길이(Sl)는 회전자 코어의 크기에 따라 적절하게 정할 수 있다.

일 예로서, 회전자 코어의 외경(Do)이 61.8mm, 회전자 코어의 내경(Di)이 24.5mm, 브릿지 폭(Wb)이 0.4mm인 경우에, 슬릿의 길이(Sl)를 17.85mm로 할 수 있다.

또한, 슬릿(40)의 일 측면과 회전자(20)의 자석 삽입구멍의 일단 사이의 리브(42)의 폭(Wr)은 다음 관계를 만족하도록 형성할 수 있다.

Ct ≤ Wr ≤ 0.4 mm

여기서, Ct는 회전자 코어 시트의 두께(0.25mm ~ 0.35mm)이고, Wr는 리브(42)의 폭이다.

리브의 폭(Wr)은 브릿지의 폭(Wb)과 동일하거나 넓게 형성할 수 있다. 일 예로서, 브릿지 폭(Wb)을 0.4mm로 할 경우, 리브 폭(Wr)도 0.4mm로 할 수 있다.

상기와 같이 리브(42)의 폭(Wr)이 결정되면, 슬릿 길이의 상한치는 다음과 같이 결정될 수 있다.

Sl ≤(Do - Di)/2 - Wr * 2

여기서, Sl은 슬릿(40)의 길이, Do는 회전자 코어의 외경, Di는 회전자 코어의 내경, Wr은 리브(42)의 폭을 말한다.

제한된 회전자(20)의 영역에서 슬릿(40)의 폭(W)이 일정치 이상으로 증가하면 영구자석(30)의 길이는 감소하게 되므로 자석량이 감소하게 된다. 따라서, 자석극에서 공극으로 쇄교되는 자속량이 감소하고, 공극 자속량 총합의 감소로 인해 역기전력이 감소할 수 있다. 따라서, 슬릿(40)의 폭(W)을 제한할 필요가 있다.

회전자(20)의 단면은 원형으로 형성될 수 있다. 또는, 회전자(20) 단면은 원형에서 변형된 형상을 가질 수 있다. 이하, 도 6을 참조하여 슬릿(40)의 폭(W)과 영구자석(30) 사이의 관계를 상세하게 설명한다.

도 6은 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 회전자의 슬릿 폭과 자석극 피치의 관계를 설명하기 위한 도면이다.

도 6에서, 회전자(20)의 중심(O)과 슬릿(40)의 폭(W)의 중심을 연결하는 제1직선(L1)과 회전자(20)의 중심(O)과 슬릿(40)의 제1단(40a)의 모서리를 연결하는 제2직선(L2) 사이의 각도를 슬릿 피치(slit pitch)(Ps)라 하고, 제1직선(L1)과 회전자(20)의 중심(O)과 자석 삽입구멍(23)의 제2단(23b)을 연결하는 제3직선(L3) 사이의 각도를 자극 피치(magnet pole pitch)(Pm)라 한다. 여기서, 자석 삽입구멍(23)의 제1단(23a)은 슬릿(40)에서 가장 가까이 위치한 자석 삽입구멍(23)의 일단을 말하고, 제2단(23b)은 슬릿(40)에서 가장 멀리 위치한 자석 삽입구멍(23)의 타단을 말한다.

슬릿 피치(Ps)의 기계각(mechanical angle)과 자극 피치(Pm)의 기계각은 모터의 극수가 바뀔 경우 값이 변화하므로 슬릿 피치(Ps)와 자극 피치(Pm)의 기계각을 각각 전기각(electrical angle)으로 변환하여 모터의 극수 변화와 관계가 없도록 하는 것이 바람직하다.

도 7은 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터에서 회전자의 슬릿 피치에 따른 역기전력의 변화량을 유한요소법으로 시뮬레이션한 결과를 나타내는 표이다.

도 7에서 Ps_mech와 Pm_mech는 각각 슬릿 피치(Ps)의 기계각과 자극 피치(Pm)의 기계각을 나타낸다. Ps_elec은 슬릿 피치(Ps)의 기계각을 전기각으로 환산한 것이며, Pm_elec은 자극 피치(Pm)의 기계각을 전기각으로 환산한 것이다.

도 7을 참조하면, 슬릿(40)이 없는 경우, 즉 슬릿 피치(Ps)의 기계각(Ps_mech)과 전기각(Ps_elec)이 영도(0°)인 경우, 역기전력이 46.45V이다. 슬릿 피치(Ps)가 증가할수록 역기전력이 증가하여 슬릿 피치(Ps)의 전기각이 14.1°일 때 역기전력이 최대가 된다.

슬릿 피치(Ps)가 계속 증가하면 영구자석(30)의 길이가 감소하게 되므로 역기전력이 점차 감소하게 된다. 슬릿 피치의 전기각(Ps_elec)이 34.8°가 되면, 슬릿이 없는 경우와 역기전력이 동일하게 된다. 슬릿 피치의 전기각(Ps_elec)이 34.8°를 초과하면, 슬릿(40)이 없는 경우에 비해 역기전력이 작아지는 것을 알 수 있다.

이러한 슬릿 피치의 전기각(Ps_elec)의 변화에 따른 역기전력의 변화를 도시하면 도 8과 같다.

도 8은 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터에서 회전자의 슬릿 피치의 전기각과 역기전력과의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 7 및 도 8로부터 회전자(20)에 슬릿(40)이 없는 경우보다 역기전력이 크게 발생하는 슬릿 피치(Ps)의 범위를 알 수 있다. 즉, 슬릿 피치의 전기각(Ps_elec)이 다음과 같은 조건을 만족하면, 슬릿(40)을 구비한 회전자(20)의 역기전력이 슬릿이 없는 회전자(20)의 역기전력보다 크게 된다.

0° < Ps_elec < 34.8°

따라서, 회전자(20)의 슬릿(40)은 상기와 같은 슬릿 피치의 전기각(Ps_elec)의 범위를 만족할 수 있는 폭(W)을 갖도록 형성할 수 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)에 의하면 회전 샤프트(50)의 자화량이 감소된다.

예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 다른 극성을 갖는 2개의 영구자석(30-1,30-2)을 인접하게 배치하면, 즉, N극 영구자석(30-1)-S극 영구자석(30-2)-철심(22)-S극 영구자석(30-2)-N극 영구자석(30-1)-철심(22)의 순서로 회전자(20)의 축 구멍(21)의 둘레에 복수의 영구자석(30)을 배치하면, 서로 다른 극성을 갖는 인접한 2개의 영구자석(30-1,30-2) 사이에 플럭스 경로(flux path)가 형성되어 회전자(20) 안쪽의 자속 밀도가 저감되므로 회전 샤프트(50)(도 9 참조)로 누설되는 자속을 줄일 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)의 회전 샤프트(50)로 누설되는 자속이 종래 기술에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터보다 감소된 결과가 도 9에 도시되어 있다.

도 9는 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 회전 샤프트의 자화량과 종래 기술에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 회전 샤프트의 자화량을 비교한 그래프이다.

도 9는 유한요소법(FEM, finite element method)을 이용하여 회전 샤프트(50)의 양단부(A, B)의 자화량(표면 가우스)을 비교한 결과를 나타낸다.

도 9에서 수평축은 회전 샤프트(50)의 길이를 나타내고, 수직축은 표면 가우스를 나타내며 단위는 테슬라(T)이다. 곡선①은 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)의 회전 샤프트(50)의 자화량을 나타내고, 곡선②는 종래 기술에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 회전 샤프트의 자화량을 나타낸다.

도 9를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)의 회전 샤프트(50)의 자화량이 종래 기술에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 회전 샤프트의 자화량보다 감소한 것을 알 수 있다.

아래의 표 1은 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)의 회전 샤프트(50)의 A 점과 B 점에서의 표면 가우스가 종래 기술에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 회전 샤프트의 표면 가우스보다 감소한 비율을 나타낸 표이다.

구분		종래기술	본 개시	감소율(%)
표면 가우스 [Tesla]	A 점	0.062	0.009	85.3
	B 점	0.058	0.011	81.3

도 9와 표 1을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)의 회전 샤프트(50)의 양단, 즉 A점과 B점에서의 표면 가우스는 종래 기술에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 회전 샤프트의 양단, 즉 A점과 B점에서의 표면 가우스에 비해 85.3%와 81.3%가 감소한 것을 알 수 있다.

따라서, 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)는 회전 샤프트(50)의 자화량이 종래 기술에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 회전 샤프트의 자화량보다 감소될 수 있다.

또한, 도 2 및 도 3과 같은 구조를 갖는 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)는 역기전력의 2차 고조파 성분이 종래기술에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터보다 많이 감소할 수 있다. 그 결과가 도 10에 도시되어 있다.

도 10은 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 역기전력의 2차 고조파 성분과 종래 기술에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 역기전력의 2차 고조파 성분을 표시한 도면이다.

도 10에서 역기전력 FFT는 역기전력을 FFT(Fast Fourier Transform)를 이용하여 주파수 분석을 한 것을 말하며, 수평축은 주파수를 나타내며 단위는 Hz이고, 수직축은 진폭(amplitude)을 나타내며 단위는 V이다.

도 10을 참조하면, 동일한 극성을 갖는 복수의 영구자석(112)이 일정 간격으로 배열된 회전자(110)를 갖는 종래 기술에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 경우에는 역기전력의 2차 고조파 성분이 대략 15V 정도 존재하는 것을 알 수 있다(C 영역).

그러나 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)의 경우에는 역기전력의 2차 고조파 성분이 거의 없는 것을 알 수 있다(D 영역). 즉, 본 개시의 일 실시예와 같이, 회전자(20)에 서로 다른 극성을 갖는 2개의 영구자석(30)을 인접하게 배치하면, 역기전력의 2차 고조파 성분을 크게 줄일 수 있다.

또한, 도 2 및 도 3에 도시한 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)와 같이 회전자(20) 내부, 즉 인접한 2개의 영구자석(30-1,30-2) 사이에 슬릿(40)을 마련하여 영구자석(30-1)과 영구자석(30-2) 사이의 철심 부분의 자기저항을 증가시키면, 영구자석(30)에 의하여 회전자(20) 내측에 발생한 자속의 일부는 자기저항이 작은 컨시퀀트 극 방향으로 더 많이 유도되어 컨시퀀트 극(22)이 형성된 철심 부분에서 공극으로 쇄교하는 자속량이 증가하게 된다. 이로 인하여 영구자석(30)에 의해 고정자(10)로 쇄교되는 자속량과 컨시퀀트 극(22)에 의해 고정자(10)로 쇄교되는 자속량의 자기적 불균형(Unbalance)이 감소될 수 있다.

또한, 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)에서는 컨시퀀트 극(22)으로부터 공극을 통해 고정자(10)로 쇄교하는 자속량이 증가하므로, 공극 자속의 총량이 증가하고, 이로 인해 역기전력 또한 증가할 수 있다. 여기서, 공극 자속의 총량은 영구자석(30)으로부터 공극을 통해 고정자(10)로 쇄교하는 자속량과 컨시퀀트 극(22)으로부터 공극을 통해 고정자(10)로 쇄교하는 자속량의 합을 말한다.

도 11은 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 역기전력과 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 회전자에서 슬릿을 제거한 경우의 역기전력을 비교한 그래프이다.

도 11에서 수평축은 시간(s)을 나타내고, 수직축은 전압(V)을 나타낸다. 또한, 곡선 ①은 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)의 역기전력을 나타내고, 곡선 ②는 슬릿이 없는 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 역기전력을 나타낸다.

도 11을 참조하면, 슬릿(40)이 있는 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)의 최대 역기전력이 슬릿(40)이 없는 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)의 최대 역기전력보다 높은 것을 알 수 있다. 예를 들면, 도 11에서 슬릿(40)이 있는 경우의 최대 역기전력을 나타내는 V1의 역기전력은 54.01V이고, 슬릿(40)이 없는 경우의 최대 역기전력을 나타내는 V2의 역기전력은 48.39V이다.

이상의 설명에서는 회전자(20)의 영구자석(30)이 I자 형상인 경우에 대해 설명하였으나, 영구자석(30)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다. 이하, 도 12 및 13을 참조하여 다른 형상의 영구자석을 사용하는 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터에 대해 설명한다.

도 12는 영구자석이 V자형인 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 회전자를 나타내는 단면도이다.

도 12를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)의 회전자(20')는 복수의 영구자석(30'), 슬릿(40), 축 구멍(21)을 포함할 수 있다.

복수의 영구자석(30')은 회전자(20')의 외주면과 축 구멍(21) 사이에 설치되며, 회전자(20')의 내부에 2개의 인접한 영구자석(30')이 슬릿(40)을 중심으로 대칭이 되도록 배치될 수 있다.

복수의 영구자석(30') 각각은 도 12에 도시된 바와 같이 V자 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 2개의 바(bar)형 영구자석(30')이 V자 형상으로 배치될 수 있다. V자 형상으로 배치되는 바형 영구자석(30')의 폭은 상술한 실시예에 의한 모터(1)의 I자 형상의 영구자석(30)의 폭보다 좁게 형성될 수 있다. V자 형상으로 배치되는 2개의 바형 영구자석(30')은 동일 극성을 갖는다.

복수의 영구자석(30')은 희토류로 형성될 수 있다. 예를 들면, 복수의 영구자석(30')은 네오듐(Nd)으로 형성할 수 있다.

회전자(20')는 철심으로 형성되며, 회전자(20')의 철심에는 영구자석(30')이 설치되는 복수의 자석 삽입구멍(23')이 회전자(20')의 원주방향으로 형성될 수 있다. 복수의 자석 삽입구멍(23') 각각은 영구자석(30')의 형상에 대응하도록 V자 형상으로 형성될 수 있다.

회전자(20')에 설치되는 복수의 영구자석(30')은 슬릿(40)을 사이에 두고 인접한 2개의 영구자석(30')이 서로 다른 극성을 갖는다. 서로 다른 극성을 갖는 2개의 영구자석(30')을 한 개의 세트로 하는 복수의 영구자석(30')을 회전자(20')에 설치하면, 세트 사이의 회전자(20')의 철심 부분이 자화되어 회전자(20')에 복수의 컨시퀀트 극(철심 극)(22)이 형성된다. 다시 말하면, 서로 먼 거리 이격되어 있으며, 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(30') 사이의 철심 부분이 자화되어 컨시퀀트 극(22)을 형성한다.

슬릿(40)을 사이에 두고 서로 다른 극성을 갖는 2개의 영구자석(30') 사이의 거리는 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(30') 사이의 거리보다 가깝다.

본 실시예에 의한 회전자(20')의 슬릿(40)과 축 구멍(21)은 상술한 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)의 회전자(20)의 슬릿(40) 및 축 구멍(21)과 동일하거나 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.

도 13은 영구자석이 U자형인 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터를 나타내는 단면도이다.

도 13을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)의 회전자(20")는 복수의 영구자석(30"), 슬릿(40), 축 구멍(21)을 포함할 수 있다.

복수의 영구자석(30")은 회전자(20")의 외주면과 축 구멍(21) 사이에 설치되며, 회전자(20")의 내부에 2개의 인접한 영구자석(30")이 슬릿(40)을 중심으로 대칭이 되도록 배치될 수 있다.

복수의 영구자석(30") 각각은 도 13에 도시된 바와 같이 U자 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 3개의 바(bar)형 영구자석(30")이 U자 형상으로 배치될 수 있다. 즉, 중앙의 영구자석(30"a)의 좌측과 우측으로 2개의 바 형상의 영구자석(30"b)을 경사지게 배치할 수 있다. U자 형상으로 배치되는 바형 영구자석(30")의 폭은 상술한 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)의 I자 형상의 영구자석(30)의 폭보다 좁게 형성될 수 있다. U자 형상으로 배치되는 3개의 바형 영구자석(30")은 동일 극성을 갖는다.

복수의 영구자석(30")은 희토류로 형성될 수 있다. 예를 들면, 복수의 영구자석(30")은 네오듐(Nd)으로 형성할 수 있다.

회전자(20")는 철심으로 형성되며, 회전자(20")의 철심에는 영구자석(30")이 설치되는 복수의 자석 삽입구멍(23")이 회전자(20")의 원주방향으로 형성될 수 있다. 복수의 자석 삽입구멍(23") 각각은 영구자석(30")의 형상에 대응하도록 대략 U자 형상으로 형성될 수 있다.

회전자(20")에 설치되는 복수의 영구자석(30")은 슬릿(40)을 사이에 두고 인접한 2개의 영구자석(30")이 서로 다른 극성을 갖는다. 서로 다른 극성을 갖는 2개의 U자형 영구자석(30")을 한 개의 세트로 하는 복수의 영구자석(30")을 회전자(20")에 설치하면, 세트 사이의 회전자(20")의 철심 부분이 자화되어 회전자(20")에 복수의 컨시퀀트 극(철심 극)(22)이 형성된다. 다시 말하면, 서로 먼 거리 이격되어 있으며, 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(30") 사이의 철심 부분이 자화되어 컨시퀀트 극(22)을 형성한다.

슬릿(40)을 사이에 두고 서로 다른 극성을 갖는 2개의 영구자석(30") 사이의 거리는 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(30") 사이의 거리보다 가깝다.

본 실시예에 의한 회전자(20")의 슬릿(40)과 축 구멍(21)은 상술한 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)의 회전자(20)와 동일하거나 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.

이상에서는 6개의 자극, 즉 4개의 영구자석(30)과 2개의 컨시퀀트 극(22)을 갖는 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)에 대해 설명하였으나, 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)의 자극의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다. 이하, 도 14 및 도 15를 참조하여 다른 자극수를 갖는 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터에 대해 설명한다.

도 14는 자극이 8개인 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터를 나타내는 단면도이다.

도 14를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 회전자(220)는 6개의 영구자석(230), 2개의 컨시퀀트 극(222), 및 4개의 슬릿(240)을 포함한다.

따라서, 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터는 2개의 컨시퀀트 극(222)과 6개의 영구자석(230)으로 형성되는 6개의 자석극을 포함하여 총 8개의 자극을 포함한다.

인접한 3개의 영구자석(230)은 한 개의 영구자석 세트를 형성하고, 2개의 영구자석 세트는 2개의 컨시퀀트 극(222)에 대해 대칭으로 배치될 수 있다.

영구자석 세트를 구성하는 3개의 영구자석(230)은 2개의 슬릿(240)을 사이에 두고 인접하게 회전자(220)에 배치될 수 있다. 예를 들면, 도 14에 도시된 바와 같이, S극 영구자석(230), 슬릿(240), N극 영구자석(230), 슬릿(240), S극 영구자석(230)의 순서로 배치될 수 있다.

따라서, 슬릿(240)을 사이에 두고 인접한 2개의 영구자석(230)은 서로 다른 극성을 갖는다. 또한, 인접한 2개의 영구자석(230)은 슬릿(240)에 대해 서로 대칭이 되도록 배치된다. 따라서, 2개의 슬릿(240) 사이에는 한 개의 영구자석(230)이 위치할 수 있다.

동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(230) 사이의 간격은 다른 극성을 갖는 2개의 영구자석(230) 사이의 간격보다 크다. 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(230) 사이의 회전자 철심 부분에는 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(230)에 의해 컨시퀀트 극(222)이 형성된다. 또한, 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(230) 사이의 철심 부분에는 슬릿(240)이 형성되지 않는다.

도 14에 도시된 실시예의 경우에는, 멀리 떨어진 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(230)이 S극을 가지므로, 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(230) 사이의 철심 부분에는 N극을 갖는 컨시퀀트 극(222)이 형성된다.

복수의 슬릿(240) 각각은 영구자석(230)이 삽입되는 인접한 2개의 자석 삽입구멍(223)의 폭을 가로질러 회전자(220)의 외주면에 인접하도록 형성될 수 있다. 슬릿(240)의 형상은 상술한 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)의 슬릿(40)과 동일하거나 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.

도 15는 자극이 10개인 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터를 나타내는 단면도이다.

도 15를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 회전자(320)는 6개의 영구자석(330), 4개의 컨시퀀트 극(322), 및 2개의 슬릿(340)을 포함한다.

따라서, 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터는 4개의 컨시퀀트 극(322)과 6개의 영구자석(430)으로 형성되는 6개의 자석극을 포함하여 총 10개의 자극을 포함한다.

2개의 슬릿(340)은 회전자(320)에 180도 간격으로 마련될 수 있다. 즉, 2개의 슬릿(340)은 회전자(320)에 일직선을 이루도록 마련될 수 있다.

도 15에 도시된 실시예에서, 6개의 영구자석(330)은 2개의 슬릿(340)을 기준으로 회전자(320)의 상측 부분과 하측 부분에 각각 3개의 영구자석(330)이 설치된다.

상측 부분에 설치된 3개의 영구자석(330)은 동일한 극성을 가지며, 일정 간격으로 이격된다. 하측 부분에 설치된 3개의 영구자석(330)은 동일한 극성을 가지며, 일정 간격으로 이격된다. 상측 부분에 설치된 3개의 영구자석(330)의 극성은 하측 부분에 설치된 3개의 영구자석(330)의 극성과 상이하다. 따라서, 슬릿(340)을 사이에 두고 인접하는 2개의 영구자석(330)은 서로 다른 극성을 갖는다. 또한, 인접한 2개의 영구자석(330)은 슬릿(340)에 대해 서로 대칭이 되도록 배치된다.

동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(330) 사이의 간격은 다른 극성을 갖는 2개의 영구자석(330) 사이의 간격보다 크다. 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(330) 사이의 회전자 철심 부분에는 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(330)에 의해 컨시퀀트 극(322)이 형성된다. 또한, 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(330) 사이의 철심 부분에는 슬릿(340)이 형성되지 않는다.

예를 들면, 도 15에 도시된 바와 같이, 회전자(320)의 상측 부분에 3개의 N극 영구자석(330)이 일정 간격으로 배치될 수 있다. 2개의 N극 영구자석(330)의 사이의 철심 부분에는 2개의 N극 영구자석(330)에 의해 S극의 컨시퀀트 극(322)이 형성될 수 있다. 따라서, 회전자(320)의 상측 부분에는 S극을 갖는 2개의 컨시퀀트 극(322)이 형성될 수 있다.

또한, 회전자(320)의 하측 부분에 3개의 S극 영구자석(330)이 일정 간격으로 배치될 수 있다. 2개의 S극 영구자석(330)의 사이의 철심 부분에는 2개의 S극 영구자석(330)에 의해 N극의 컨시퀀트 극(322)이 형성될 수 있다. 따라서, 회전자(320)의 하측 부분에는 N극을 갖는 2개의 컨시퀀트 극(322)이 형성될 수 있다.

복수의 슬릿(340) 각각은 영구자석(330)이 삽입되는 인접한 2개의 자석 삽입구멍(323)의 폭을 가로질러 회전자(320)의 외주면에 인접하도록 형성될 수 있다. 슬릿(340)의 형상은 상술한 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)의 슬릿(40)과 동일하거나 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.

이상에서는 희토류, 예를 들면, 네오듐(Nd)으로 형성된 영구자석(30, 30', 30")을 사용하는 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)에 대해 설명하였으나, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터는 페라이트로 형성된 영구자석을 사용할 수 있다.

이하, 도 16 내지 도 18을 참조하여 페라이트 자석을 사용한 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터에 대해 설명한다.

도 16은 페라이트 자석을 사용하며 자극이 6개인 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터를 나타내는 단면도이다.

도 16을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 회전자(420)의 내부에는 복수의 영구자석(430)이 설치되어 있다. 구체적으로, 회전자(420)의 외주면과 축 구멍(421)의 사이에 복수의 영구자석(430)이 설치된다.

본 실시예의 경우에는 6극 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터이므로, 회전자(420)에 4개의 영구자석(430)이 설치되고, 2개의 컨시퀀트 극(422)이 형성된다.

영구자석(430)은 자속 집중형인 C자 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 영구자석(430)은 페라이트로 형성할 수 있다.

회전자(420)는 철심으로 형성되며, 회전자(420)의 철심에는 영구자석(430)이 설치되는 4개의 자석 삽입구멍(423)이 회전자(420)의 원주방향으로 형성될 수 있다. 4개의 자석 삽입구멍(423)은 영구자석(430)의 형상에 대응하도록 C자 형상으로 형성될 수 있다.

회전자(420)에 설치되는 4개의 영구자석(430)은 슬롯(440)을 사이에 두고 인접한 2개의 영구자석(430)이 서로 다른 극성을 갖는다. 서로 다른 극성을 갖는 2개의 영구자석(430)을 한 개의 세트로 하여 4개의 영구자석(430)을 회전자(420)에 설치하면, 영구자석 세트 사이의 회전자(420)의 철심 부분이 자화되어 회전자(420)에 복수의 컨시퀀트 극(철심 극)(422)이 형성된다. 다시 말하면, 서로 먼 거리 이격되어 있으며, 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(430) 사이의 철심 부분이 자화되어 컨시퀀트 극(422)을 형성한다.

예를 들어, 회전자(420)에 복수의 영구자석(430)을 N극 영구자석, S극 영구자석, 철심, S극 영구자석, N극 영구자석, 철심의 순서로 배치하면, 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(430) 사이의 회전자(420)의 부분(422), 즉 철심의 일부분이 2개의 영구자석(430)의 극성과 반대 극성으로 자화된다.

슬릿(440)을 사이에 두고 서로 다른 극성을 갖는 2개의 영구자석(430) 사이의 거리는 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(430) 사이의 거리보다 가깝다.

본 실시예에 의한 회전자(420)의 슬릿(440)과 축 구멍(421)은 상술한 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 회전자(20)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

도 17은 페라이트 자석을 사용하며 자극이 8개인 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터를 나타내는 단면도이다.

도 17을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 회전자(520)의 내부에는 복수의 영구자석(530)이 설치되어 있다. 구체적으로, 회전자(520)의 외주면과 축 구멍(521)의 사이에 복수의 영구자석(530)이 설치된다.

본 실시예의 경우에는 8극 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터이므로, 회전자(520)에 6개의 영구자석(530)이 설치되고, 2개의 컨시퀀트 극(522)이 형성된다.

영구자석(530)은 자속 집중형인 C자 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 영구자석(530)은 페라이트로 형성할 수 있다.

회전자(520)는 철심으로 형성되며, 회전자(520)의 철심에는 영구자석(530)이 설치되는 6개의 자석 삽입구멍(523)이 회전자(520)의 원주방향으로 형성될 수 있다. 6개의 자석 삽입구멍(523)은 영구자석(530)의 형상에 대응하도록 C자 형상으로 형성될 수 있다.

3개의 영구자석(530)은 한 개의 영구자석 세트를 형성하고, 2개의 영구자석 세트는 2개의 컨시퀀트 극(522)에 대해 대칭으로 배치될 수 있다.

영구자석 세트를 구성하는 3개의 영구자석(530)은 2개의 슬릿(540)을 사이에 두고 S극 영구자석(530), 슬릿(540), N극 영구자석(530), 슬릿(540), S극 영구자석(530)의 순서로 배치될 수 있다.

따라서, 슬릿(540)을 사이에 두고 인접한 2개의 영구자석(530)은 서로 다른 극성을 갖는다. 또한, 인접한 2개의 영구자석(530)은 슬릿(540)에 대해 서로 대칭이 되도록 배치된다. 따라서, 2개의 슬릿(540) 사이에는 한 개의 영구자석(530)이 위치할 수 있다.

동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(530) 사이의 간격은 다른 극성을 갖는 2개의 영구자석(530) 사이의 간격보다 크다. 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(530) 사이의 회전자 철심 부분에는 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(530)에 의해 컨시퀀트 극(522)이 형성된다. 또한, 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(530) 사이의 철심 부분에는 슬릿(540)이 형성되지 않는다.

도 17에 도시된 실시예의 경우에는, 멀리 떨어진 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(530)이 S극을 가지므로, 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(530) 사이의 철심 부분에는 N극을 갖는 컨시퀀트 극(522)이 형성된다.

본 실시예에 의한 회전자(520)의 슬릿(540)과 축 구멍(521)은 상술한 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)의 회전자(20)와 동일하거나 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.

도 18은 페라이트 자석을 사용하며 자극이 10개인 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터를 나타내는 단면도이다.

도 18을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터의 회전자(620)의 내부에는 복수의 영구자석(630)이 설치되어 있다. 구체적으로, 회전자(620)의 외주면과 축 구멍(621)의 사이에 복수의 영구자석(630)이 설치된다.

본 실시예의 경우에는 10극 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터이므로, 회전자(620)에 6개의 영구자석(630)이 설치되고, 4개의 컨시퀀트 극(622)이 형성된다.

영구자석(630)은 자속 집중형인 C자 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 영구자석(630)은 페라이트로 형성할 수 있다.

회전자(620)는 철심으로 형성되며, 회전자(620)의 철심에는 영구자석(630)이 설치되는 6개의 자석 삽입구멍(623)이 회전자(620)의 원주방향으로 형성될 수 있다. 6개의 자석 삽입구멍(623)은 영구자석(630)의 형상에 대응하도록 C자 형상으로 형성될 수 있다.

2개의 슬릿(640)은 회전자(620)에 180도 간격으로 마련될 수 있다. 즉, 2개의 슬릿(640)은 회전자(620)에 일직선을 이루도록 마련될 수 있다.

도 18에 도시된 실시예에서, 6개의 영구자석(630)은 2개의 슬릿(640)을 기준으로 회전자(620)의 상측 부분과 하측 부분에 각각 3개의 영구자석(630)이 설치된다.

상측 부분에 설치된 3개의 영구자석(630)은 동일한 극성을 가지며, 일정 간격으로 이격된다. 하측 부분에 설치된 3개의 영구자석(630)도 동일한 극성을 가지며, 일정 간격으로 이격된다. 상측 부분에 설치된 3개의 영구자석(630)의 극성은 하측 부분에 설치된 3개의 영구자석(630)의 극성과 상이하다. 따라서, 슬릿(640)을 사이에 두고 인접하는 2개의 영구자석(630)은 서로 다른 극성을 갖는다. 또한, 인접한 2개의 영구자석(630)은 슬릿(640)에 대해 서로 대칭이 되도록 배치된다.

동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(630) 사이의 간격은 다른 극성을 갖는 2개의 영구자석(630) 사이의 간격보다 크다. 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(630) 사이의 회전자 철심 부분에는 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(630)에 의해 컨시퀀트 극(622)이 형성된다. 또한, 동일한 극성을 갖는 2개의 영구자석(630) 사이의 철심 부분에는 슬릿(640)이 형성되지 않는다.

예를 들면, 도 18에 도시된 바와 같이, 회전자(620)의 상측 부분에 3개의 N극 영구자석(630)이 일정 간격으로 배치될 수 있다. 2개의 N극 영구자석(630)의 사이의 철심 부분에는 2개의 N극 영구자석(630)에 의해 S극의 컨시퀀트 극(622)이 형성될 수 있다. 따라서, 회전자(620)의 상측 부분에는 S극을 갖는 2개의 컨시퀀트 극(622)이 형성될 수 있다.

또한, 회전자(620)의 하측 부분에 3개의 S극 영구자석(630)이 일정 간격으로 배치될 수 있다. 2개의 S극 영구자석(630)의 사이의 철심 부분에는 2개의 S극 영구자석(630)에 의해 N극의 컨시퀀트 극(622)이 형성될 수 있다. 따라서, 회전자(620)의 하측 부분에는 N극을 갖는 2개의 컨시퀀트 극(622)이 형성될 수 있다.

본 실시예에 의한 회전자(620)의 슬릿(640)과 축 구멍(621)은 상술한 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터(1)의 회전자(20)와 동일하거나 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터에 의하면, 회전 샤프트의 자화량과 역기전력의 제2고조파 성분이 감소될 수 있다.

또한, 본 개시의 일 실시예에 의한 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터에 의하면, 영구자석에 의해 고정자에 쇄교되는 자속양과 컨시퀀트 극에 의해 고정자에 쇄교되는 자속양 사이의 불균형이 해소되고 역기전력이 증가될 수 있다.

상기에서 본 개시는 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며, 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 개시의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 따로 부가 언급하지 않는 한 본 개시는 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실시될 수 있을 것이다.

1; 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터
10; 고정자
20,220,320,420,520,620; 회전자
21,421,521,621; 축 구멍
23,221,321,423,523,623; 자석 삽입구멍
30,230,330,430,530,630; 영구자석
40,440,540,640; 슬롯
50; 회전 샤프트

Claims (20)

1. 고정자;
   상기 고정자의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전자;
   상기 회전자의 내부에 설치되는 복수의 영구자석; 및
   상기 복수의 영구자석 중 인접한 2개의 영구자석 사이에 상기 회전자의 반지름 방향으로 형성되는 복수의 슬릿;을 포함하며,
   상기 복수의 영구자석에 의해 상기 회전자에 형성되는 복수의 컨시퀀트 극의 개수는 상기 복수의 영구자석의 개수보다 적은, 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 슬릿 각각은 상기 인접한 2개의 영구자석 사이의 중앙에 위치하는, 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 복수의 슬릿 각각은 상기 회전자의 외주면에 인접한 제1단은 상기 인접한 2개의 영구자석 사이의 회전자 영역을 관통하도록 형성되는, 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 복수의 슬릿 각각은 상기 회전자의 외주면에 인접한 제1단과 상기 회전자의 축 구멍에 인접한 제2단이 막히도록 형성된, 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 복수의 슬릿 각각의 제1단은 상기 인접한 2개의 영구자석의 각각의 일단보다 상기 회전자의 외주면에 가까이 위치하는, 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 복수의 슬릿 각각은 직사각형 단면으로 형성되는, 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터.
7. 제 2 항에 있어서,
   상기 복수의 슬릿 각각의 슬릿 피치의 전기각은 다음 관계를 만족하는, 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터.
   0° < Ps_elec < 34.8°
8. 제 2 항에 있어서,
   상기 복수의 슬릿 각각의 일단과 상기 회전자의 외주면 사이의 브릿지의 폭(Wb)은 다음 관계를 만족하는, 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터.
   Ct ≤ Wb ≤ 0.4 mm
   Sl ≤(Do - Di)/2 - Wb * 2
   여기서, Ct는 회전자 코어의 두께(0.25mm ~ 0.35mm), Wb는 브릿지의 폭, Sl은 슬릿의 길이, Do는 회전자 코어의 외경, Di는 회전자 코어의 내경을 말한다.
9. 제 2 항에 있어서,
   상기 복수의 슬릿 각각의 일 측면과 상기 회전자의 자석삽입구멍의 일단 사이의 리브의 폭(Wr)은 다음 관계를 만족하는, 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터.
   Ct ≤ Wr ≤ 0.4 mm
   Sl ≤(Do - Di)/2 - Wr * 2
   여기서, Ct는 회전자 코어의 두께(0.25mm ~ 0.35mm), Wr는 리브의 폭, Sl은 슬릿의 길이, Do는 회전자 코어의 외경, Di는 회전자 코어의 내경을 말한다.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정자는 집중권 타입인, 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 인접한 2개의 영구자석은 상기 슬릿을 중심으로 대칭으로 배치되는, 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 인접한 2개의 영구자석은 서로 극성이 다른, 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 영구자석 각각의 양단에는 플럭스 배리어가 마련되는, 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터.
14. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 영구자석은 판상으로 형성되는, 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터.
15. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 영구자석은 C형으로 형성되는, 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터.
16. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 영구자석은 페라이트 또는 희토류로 형성되는, 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터.
17. 집중권 타입으로 형성된 고정자;
    상기 고정자의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전자;
    상기 회전자의 내부에 설치되는 복수의 영구자석;
    상기 회전자의 중심에 설치되는 회전 샤프트; 및
    상기 회전자에 상기 회전자의 반지름 방향으로 형성되는 복수의 슬릿;을 포함하며,
    상기 복수의 영구자석에 의해 상기 회전자에 형성되는 복수의 컨시퀀트 극의 개수는 상기 복수의 영구자석의 개수보다 적으며,
    상기 복수의 슬릿 각각은 상기 복수의 영구자석 중 인접한 2개의 영구자석 사이의 중심에 형성되는, 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 복수의 슬릿 각각의 제1단은 상기 인접한 2개의 영구자석의 각각의 일단보다 상기 회전자의 외주면에 가까이 위치하는, 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터.
19. 제 17 항에 있어서,
    상기 인접한 2개의 영구자석은 상기 슬릿을 중심으로 대칭으로 배치되며, 서로 극성이 다른, 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터.
20. 제 17 항에 있어서,
    상기 인접한 2개의 영구자석은 서로 극성이 다른, 컨시퀀트 극형 매입 영구자석 모터.
    

Images