KR20220134086A - Electromagnet Eddy Current Levitation Modules and Systems - Google Patents

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KR20220134086A
KR20220134086A KR1020210039264A KR20210039264A KR20220134086A KR 20220134086 A KR20220134086 A KR 20220134086A KR 1020210039264 A KR1020210039264 A KR 1020210039264A KR 20210039264 A KR20210039264 A KR 20210039264A KR 20220134086 A KR20220134086 A KR 20220134086A
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Abstract

The present invention relates to an electromagnet eddy current levitation module and a system thereof which have a relatively simple structure to reduce a thickness and a weight so as to increase economic feasibility and be easily manufactured. The electromagnet eddy current levitation module levitating on a metal plate comprises an electromagnet unit including a core, a plurality of stator teeth protruding from one surface of the core and radially formed, and a coil wound on the stator teeth.

Description

전자석 와전류 부상 모듈 및 시스템{Electromagnet Eddy Current Levitation Modules and Systems}Electromagnet Eddy Current Levitation Modules and Systems

본 발명은 전자석 와전류 부상 모듈 및 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 종래보다 단순한 구조를 가져, 부피를 줄일 수 있고, 보다 경제적인 전자석 와전류 부상 모듈 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an electromagnet eddy current levitation module and system, and more particularly, to an electromagnet eddy current levitation module and system having a simpler structure than the prior art, reducing the volume, and more economical.

모터는 전자석을 포함하는 스테이터, 영구자석을 포함하는 로터를 포함하여 구성되며, 전자석에 가해지는 전류로 인한 극성의 변경에 의해 영구자석을 포함하는 로터를 회전시킨다.The motor is configured to include a stator including an electromagnet and a rotor including a permanent magnet, and rotates the rotor including the permanent magnet by a change in polarity due to a current applied to the electromagnet.

능동 자기 베어링(active magnetic bearing, AMS)과 모터를 기능적으로 결합한 형태로써 축이 자기 부상되어 회전하는 특징을 갖는 자기 부상 모터는 1990년대 중반에 최초로 제안된 이래 현재까지 다양한 연구가 진행되고 있으며, 이를 응용한 자기 부상 모듈 또한 사용되고 있다.The magnetic levitation motor, which is a functional combination of an active magnetic bearing (AMS) and a motor, and has a characteristic that the shaft rotates with magnetic levitation, was first proposed in the mid-1990s, and various studies have been conducted until now. An applied magnetic levitation module is also being used.

도 1과 도 2는 종래 자기 부상 모터를 도시한 것이다.1 and 2 show a conventional magnetic levitation motor.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 자기 부상 모터는 스테이터(10), 로터(20) 및 부상 마그넷(30)을 포함하여 구성된다.1 and 2, the conventional magnetic levitation motor is configured to include a stator 10, a rotor 20 and a levitation magnet (30).

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 자기 부상 모터에서 스테이터(10)는 코일(11)을 포함하되, 상기 코일(11)들은 자속이 방사상으로 지나가도록 구성된다. 즉, 종래 자기 부상 모터는 래디얼(Radial) 모터이다. 로터(20)에 포함되는 영구자석(21)은 스테이터(10)의 중앙 부분에 방사상으로 위치하며, 스테이터(10)의 코일(11)에 가해지는 전류의 변경과 이에 따른 자극의 변화에 따라 회전력을 받고, 로터(20)는 이를 통해 회전한다. 부상 마그넷(30)은 스테이터(10)의 하측에 위치하여, 영구자석(21)과의 척력을 이용해 스테이터(10)와 로터(20)를 부상시킨다.1 and 2, the stator 10 in the conventional magnetic levitation motor includes a coil 11, and the coils 11 are configured so that magnetic flux passes radially. That is, the conventional magnetic levitation motor is a radial motor. The permanent magnet 21 included in the rotor 20 is radially positioned in the central portion of the stator 10, and the rotational force according to the change in the current applied to the coil 11 of the stator 10 and the change in magnetic pole accordingly. , and the rotor 20 rotates through it. The floating magnet 30 is located below the stator 10 , and uses the repulsive force with the permanent magnet 21 to float the stator 10 and the rotor 20 .

도 1 및 도 2와 같은 구조를 가지는 종래의 자기 부상 모터의 에너지 전달과정은 스테이터(10), 로터(20), 로터(20)에 포함되는 축 및 부상 마그넷(30) 순서인데, 이러한 에너지 전달과정으로 인해 구조가 복잡해지며, 부상 마그넷(30)의 구조로 인해 축 방향으로 두꺼운 구조가 된다. 또한, 종래 기술은 마그넷의 자로패스를 위해 복잡한 할박(Halbach) 배열로 영구자석을 구성해야 하고, 고가의 희토류 계열 영구자석이 로터(20) 뿐 아니라 부상 마그넷(30)에도 적용되어, 상대적으로 복잡한 구조를 가지고, 무거우며, 경제적이지 않은 문제점이 있었다.The energy transfer process of the conventional magnetic levitation motor having the structure shown in FIGS. 1 and 2 is the stator 10, the rotor 20, the shaft and the levitating magnet 30 included in the rotor 20, in the order of such energy transfer. The structure becomes complicated due to the process, and due to the structure of the floating magnet 30, it becomes a thick structure in the axial direction. In addition, the prior art has to configure the permanent magnet in a complex Halbach arrangement for the magnetic path of the magnet, and the expensive rare-earth permanent magnet is applied not only to the rotor 20 but also to the levitating magnet 30, which is relatively complex. It had a structure, it was heavy, and it was not economical.

한국 등록실용신안 제20-0232132호("자기베어링이 있는 모터", 공고일 2001.07.19.)Korean Utility Model Registration No. 20-0232132 (“Motor with magnetic bearing”, published on July 19, 2001)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명에 의한 전자석 와전류 부상 모듈 및 시스템은, 상대적으로 간단한 구조를 가져 두께 및 중량을 감소시킬 수 있어 경제성이 개선되고, 제작이 용이한 전자석 와전류 부상 모듈 및 시스템을 제공함에 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and the electromagnet eddy current levitation module and system according to the present invention have a relatively simple structure and can reduce thickness and weight, thereby improving economical efficiency, and manufacturing An object of the present invention is to provide an easy electromagnet eddy current levitation module and system.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 전자석 와전류 부상 모듈은, 금속판 위에서 부상되는 액시얼(Axial) 모터 타입의 전자석 와전류 부상 모듈에 있어서, 코어, 상기 코어의 일면에 일방향으로 돌출되되 방사상으로 형성되는 다수개의 고정자 치, 및 상기 고정자 치에 권선되는 코일을 포함하는 전자석부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Electromagnet eddy current levitation module according to the present invention for solving the above problems, in the axial motor type electromagnet eddy current levitation module levitated on a metal plate, the core, protruding radially on one surface of the core It is characterized in that it comprises a plurality of stator teeth formed of, and an electromagnet unit including a coil wound on the stator teeth.

또한, 상기 코어는 판 형상이고, 상기 고정자 치는 상기 코어의 일면에서 수직한 방향으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the core has a plate shape, and the stator teeth are formed to protrude in a vertical direction from one surface of the core.

또한, 다수개의 상기 고정자 치는, 방사상으로 서로 일정한 가격을 가지고 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the plurality of stator teeth, it is characterized in that it is formed to be spaced apart from each other with a certain price in a radial direction.

또한, 상기 코어는, 중앙 부분에 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the core, characterized in that the through hole is formed in the central portion.

또한, 상기 전자석부는, 상기 고정자 치의 끝단에서 외측으로 돌출 형성되는 슈를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the electromagnet part, characterized in that it further comprises a shoe formed to protrude outward from the end of the stator teeth.

또한, 상기 전자석부는, 상기 고정자 치의 끝단에서 외측으로 돌출 형성되는 슈를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the electromagnet part, characterized in that it further comprises a shoe formed to protrude outward from the end of the stator teeth.

본 발명에 의한 전자석 와전류 부상 모듈 시스템은, 상기 전자석 와전류 부상 모듈 및 상기 전자석 와전류 부상 모듈의 일측에 위치하여, 상기 전자석 와전류 부상 모듈의 일측에 설치되어 상기 전자석 와전류 부상 모듈에 포함되는 코일에서 발생하는 자속에 의해 자성을 가져, 상기 전자석 와전류 부상 모듈을 부상시켜 이격되는 부상부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The electromagnet eddy current levitation module system according to the present invention is located on one side of the electromagnet eddy current levitation module and the electromagnet eddy current levitation module, is installed on one side of the electromagnet eddy current levitation module, and occurs in the coil included in the electromagnet eddy current levitation module Having magnetism by magnetic flux, it characterized in that it comprises a levitating part that is spaced apart by levitating the electromagnet eddy current levitation module.

또한, 상기 부상부는 구리 재질로 형성되며, 두께가 5mm 이상인 것을 특징으로 한다.In addition, the floating portion is formed of a copper material, characterized in that the thickness is 5mm or more.

또한, 상기 부상부의 면적은 상기 코어의 단면 면적보다 넓은 것을 특징으로 한다.In addition, the area of the floating part is characterized in that it is larger than the cross-sectional area of the core.

또한, 복수의 상기 전자석 와전류 부상 모듈, 상기 복수개의 전자석 와전류 부상 모듈과 기구적으로 연결하여 일체화 시키는 기구 연결 부재 및 상기 복수개의 전자석 와전류 부상 모듈의 권선에 인가하는 전류를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 복수개의 전자석 와전류 부상 모듈 중 적어도 어느 하나를 포함하는 제 1군의 전자석 와전류 부상 모듈이 제공하는 회전 자속의 방향과 상기 복수개의 전자석 와전류 부상 모듈 중 다른 적어도 어느 하나인 제 2 군의 전자석 와전류 부상 모듈이 제공하는 회전 자속의 방향이 서로 반대가 되도록 상기 복수개의 전자석 와전류 부상 모듈의 코일에 인가되는 전류를 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the plurality of electromagnet eddy current levitation modules, an instrument connecting member for mechanically connecting and integrating the plurality of electromagnet eddy current levitation modules and a control unit for controlling the current applied to the windings of the plurality of electromagnet eddy current levitation modules, The control unit, the direction of the rotating magnetic flux provided by the first group of electromagnet eddy current levitation modules including at least one of the plurality of electromagnet eddy current levitation modules and the second group that is at least one other of the plurality of electromagnet eddy current levitation modules It characterized in that the current applied to the coil of the plurality of electromagnet eddy current levitation module is controlled so that the direction of the rotating magnetic flux provided by the electromagnet eddy current levitation module is opposite to each other.

도 1은 종래 사용되는 자기 부상 모듈의 사시도.
도 2는 종래 사용되는 자기 부상 모듈의 정면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 전자석 와전류 부상 모듈 시스템의 사시도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 전자석 와전류 부상 모듈 시스템의 전면 개략도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 와전류 부상 모듈 시스템의 결합 사시도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 와전류 부상 모듈 시스템의 분해 사시도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 와전류 부상 모듈 시스템의 보조 마운팅 부재와 단일의 영구자석의 분해 사시도.1 is a perspective view of a conventionally used magnetic levitation module.
Figure 2 is a front view of a conventionally used magnetic levitation module.
Figure 3 is a perspective view of the electromagnet eddy current levitation module system according to the first embodiment of the present invention.
Figure 4 is a front schematic view of the electromagnet eddy current levitation module system according to the first embodiment of the present invention.
Figure 5 is a combined perspective view of the eddy current levitation module system according to the second embodiment of the present invention.
6 and 7 are exploded perspective views of the eddy current levitation module system according to the second embodiment of the present invention.
8 is an exploded perspective view of an auxiliary mounting member and a single permanent magnet of the eddy current levitation module system according to a second embodiment of the present invention.

상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제1 및 /또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 한정되지는 않는다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다. 어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 직접 연결되어 있다거나 또는 직접 접속되어 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 ∼사이에와 바로 ∼사이에 또는 ∼에 인접하는과 ∼에 직접 인접하는 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다. 본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.The objects, features and advantages of the present invention described above will become more apparent through the following examples in conjunction with the accompanying drawings. The following specific structural or functional descriptions are only exemplified for the purpose of describing embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiments according to the concept of the present invention may be implemented in various forms and described in the present specification or application. It should not be construed as being limited to the examples. Since the embodiment according to the concept of the present invention may have various changes and may have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the present specification or application. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to a specific disclosed form, and should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Terms such as first and/or second may be used to describe various elements, but the elements are not limited to the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one element from other elements, for example, without departing from the scope of rights according to the inventive concept, a first element may be termed a second element, and similarly The second component may also be referred to as the first component. When a component is referred to as being connected or connected to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it should be understood that another component may exist in between. On the other hand, when it is stated that a certain element is directly connected to or directly connected to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle. Other expressions for describing the relationship between elements, that is, between and immediately between or adjacent to and directly adjacent to, etc., should be interpreted similarly. The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms include or have are intended to designate that the specified feature, number, step, action, component, part, or combination thereof exists, and includes one or more other features or numbers, steps, actions, It should be understood that the possibility of the presence or addition of components, parts or combinations thereof is not precluded in advance. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and are not to be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present specification. . Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in each figure indicate like elements.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 와전류 부상 모듈 시스템의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 와전류 부상 모듈 시스템의 전면 개략도이다.Figure 3 is a perspective view of the eddy current floating module system according to the first embodiment of the present invention, Figure 4 is a front schematic view of the eddy current floating module system according to the first embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 의한 와전류 부상 모듈 시스템은, 전자석부(100) 및 부상부(200)를 포함한다.3 and 4 , the eddy current levitation module system according to the first embodiment of the present invention includes an electromagnet unit 100 and a levitation unit 200 .

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 전자석부(100)는 부상을 위해 자극을 형성하는 부분으로, 코어(110), 고정자 치(120) 및 코일(130)을 포함한다.As shown in FIGS. 3 and 4 , the electromagnet part 100 is a part that forms a magnetic pole for injury, and includes a core 110 , a stator tooth 120 , and a coil 130 .

코어(110)는 일종의 몸체로, 적층된 강판 또는 자성체 분말을 소결하여 형성될 수 있으며, 이는 후술할 코일(130)에서 발생하는 자속 경로를 형성하기 위해서이다.The core 110 is a kind of body, and may be formed by sintering laminated steel sheets or magnetic powder, in order to form a magnetic flux path generated in the coil 130 to be described later.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 코어(110)의 가운데 부분에는 관통홀이 형성될 수 있다. 즉, 코어(110)는 일종의 도넛 형상을 가질 수 있으며, 이를 통해 전자석부(100) 자체의 중량을 줄일 수 있는 효과가 있다. 본 실시예에서 코어(110)의 외곽 단면은 원형이지만, 본 발명은 코어(110)의 외곽 단면을 이에 한정하는 것은 아니며, 코어(110)는 원형, 타원형 또는 다각형과 같이 다양한 형상의 외곽 단면을 가질 수 있다. 또한, 코어(110)가 도넛 형상이 아닌, 단순한 원형인 실시예 또한 있을 수 있다.3 and 4 , a through hole may be formed in the center of the core 110 . That is, the core 110 may have a kind of donut shape, thereby reducing the weight of the electromagnet unit 100 itself. In the present embodiment, the outer cross-section of the core 110 is circular, but the present invention is not limited to the outer cross-section of the core 110, and the core 110 has an outer cross-section of various shapes such as a circle, an ellipse, or a polygon. can have In addition, there may also be an embodiment in which the core 110 is not a donut shape, but a simple circular shape.

고정자 치(120)는 코어(110)의 하면에서 하측으로 돌출 형성될 수 있으며, 다수개가 코어(110)의 하면에 방사상으로 형성될 수 있다. 고정자 치(120)에는 코일(130)이 권선되는데, 코일(130)이 권선되는 부분은 고정자 치(120)의 외면이다. 즉, 본 발명에서 코일(130)은 코일(130)에서 발생하는 자속이 코어(110)의 일면에서 수직한 방향으로 형성되도록 고정자 치(120)에 권선될 수 있다. 이를 모터를 이용해 설명하면, 코일(130)이 권선되는 형태는 액시얼(Axial) 타입의 모터에서의 권선되는 형태와 동일하다.The stator teeth 120 may protrude downward from the lower surface of the core 110 , and a plurality of stator teeth 120 may be radially formed on the lower surface of the core 110 . A coil 130 is wound on the stator teeth 120 , and a portion on which the coil 130 is wound is the outer surface of the stator teeth 120 . That is, in the present invention, the coil 130 may be wound around the stator teeth 120 so that the magnetic flux generated in the coil 130 is formed in a direction perpendicular to one surface of the core 110 . When this is described using a motor, the winding shape of the coil 130 is the same as that of the axial type motor.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 코어(110)는 판 형상이며, 고정자 치(120)는 코어(110)의 하면에서 하측으로 수직하게 돌출 형성될 수 있다. 이는 고정자 치(120)의 외면에 권선되는 코일(130)에서 발생하는 자속이 후술할 부상부(200)로 용이하게 지나갈 수 있도록 하기 위함이다. 또한, 다수개의 고정자 치(120)는 서로 일정한 간격을 가지고 이격되도록 방사상으로 형성될 수 있는데, 이 또한 코일(130)에서 일정한 자속이 발생하도록 하여, 전자석부(100)의 부상 제어를 보다 용이하게 하기 위함이다. 도면에는 도시되어 있지 않지만, 고정자 치(120)의 끝단에는 슈(shoe)가 외측으로 돌출되도록 형성되어, 고정자 치(120)에 권선된 코일(120)의 이탈을 방지할 수 있다.3 and 4 , the core 110 has a plate shape, and the stator teeth 120 may vertically protrude downward from the lower surface of the core 110 . This is to allow the magnetic flux generated in the coil 130 wound on the outer surface of the stator teeth 120 to easily pass to the floating part 200 to be described later. In addition, the plurality of stator teeth 120 may be formed radially to be spaced apart from each other at a constant interval, which also causes a constant magnetic flux to be generated in the coil 130, thereby making it easier to control the levitation of the electromagnet unit 100 . to do Although not shown in the drawing, a shoe (shoe) is formed at the end of the stator teeth 120 to protrude outward, so that the coil 120 wound around the stator teeth 120 can be prevented from being separated.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 부상부(200)는 일종의 판 형상으로, 전자석부(100)의 일측에 위치한다. 부상부(200)는 금속 재질로 형성될 수 있으며, 본 실시예에서 부상부(200)는 자속 경로의 형성을 위하여 구리로 형성될 수 있다. 부상부(200)는 전자석부(100)에 포함되는 코일(130)에서 발생하는 자속에 의해 자성을 가져, 마찬가지로 자성을 가지는 전자석부(100)를 밀어내 전자석부(100)를 부상시키는 역할을 한다. 즉, 본 발명에서 부상부(200)는 종래 부상 마그넷의 역할을 하는데, 코일(130)은 코일(130)에서 발생하는 자속이 도면을 기준으로 상하방향으로 형성되도록 권선된다. 코일(130)에서 발생하는 자속은 도 4의 점선과 같이 판상의 부상부(200)를 통과하는데, 이러한 구조 때문에 종래와 같이 자속 경로를 형성하기 위해, 부상부(200)에 할박(Halbach) 구조를 적용하지 않아도 되며, 별도의 영구자석을 사용하지 않고 단순하게 구리와 같은 금속 재질의 판만을 사용하더라도 전자석부(100)를 부상시킬 수 있다. 도 4의 점선으로 표시된 자속 경로는 일예로, 코일(130)에서 발생한 자속 경로는 코일(130)에 가해지는 교류 전류의 흐름에 따라 변경될 수 있다.As shown in FIGS. 3 and 4 , the floating part 200 is a kind of plate shape and is located on one side of the electromagnet part 100 . The floating part 200 may be formed of a metal material, and in this embodiment, the floating part 200 may be formed of copper to form a magnetic flux path. The floating part 200 has magnetism by the magnetic flux generated in the coil 130 included in the electromagnet part 100, and similarly pushes the electromagnet part 100 having magnetism to levitate the electromagnet part 100. do. That is, in the present invention, the floating part 200 serves as a conventional floating magnet, and the coil 130 is wound so that the magnetic flux generated in the coil 130 is formed in the vertical direction based on the drawing. The magnetic flux generated in the coil 130 passes through the plate-shaped floating part 200 as shown by the dotted line in FIG. does not need to be applied, and even if a separate permanent magnet is not used and only a plate made of a metal material such as copper is used, the electromagnet unit 100 can be levitated. The magnetic flux path indicated by the dotted line in FIG. 4 is an example, and the magnetic flux path generated in the coil 130 may be changed according to the flow of an alternating current applied to the coil 130 .

본 발명에서 부상부(200)의 두께는 5mm이상일 수 있다. 이는 전자석부(100)와 부상부(200) 사이의 척력으로 인해 적절한 부상력을 가지기 위한 최소한의 조건일 수 있다. 또한, 부상부(200)의 면적은 전자석부(100)에 포함되는 코어(110)의 면적보다 넓을 수 있는데, 이는 설계 또는 외부 요인으로 전자석부(100)가 수평방향으로 이동하더라도, 전자석부(100)를 부상시키기 위함이다.In the present invention, the thickness of the floating part 200 may be 5mm or more. This may be a minimum condition for having an appropriate levitation force due to the repulsive force between the electromagnet unit 100 and the levitation unit 200 . In addition, the area of the floating part 200 may be wider than the area of the core 110 included in the electromagnet part 100, which is by design or external factors, even if the electromagnet part 100 moves in the horizontal direction, the electromagnet part ( 100) to levitate.

이상적으로 전자석부(100)와 부상부(200) 사이에 척력이 발생할 경우 상기한 전자석부(100)는 부상부(200)의 상측으로 부상하지만, 전자석부(100)가 측면으로 이동할 수 있다. 본 발명이 적용되는 시스템에 따라서 다르지만, 전자석부(100)가 단순히 상측으로만 부상시키기 위해서는 별도의 가이드부재가 필요할 수 있으며, 이를 위해 본 발명은 전자석부(100)의 이동방향을 상측으로 한정하기 위한 별도의 가이드 부재를 더 포함할 수 있다. 가이드 부재는 도넛 형상의 코어(110)의 관통홀에 삽입되는 소정의 로드일 수 있으며, 코어(110)가 도넛 형상이 아닐 경우, 코어(110)가 수용되되, 전자석부(100)의 상측으로 소정의 공간을 가지는 케이스일 수 있다.Ideally, when a repulsive force occurs between the electromagnet part 100 and the floating part 200 , the electromagnet part 100 floats upward of the floating part 200 , but the electromagnet part 100 may move laterally. Although it varies depending on the system to which the present invention is applied, a separate guide member may be required in order for the electromagnet unit 100 to simply float upwards, and for this purpose, the present invention limits the movement direction of the electromagnet unit 100 upward. It may further include a separate guide member for. The guide member may be a predetermined rod inserted into the through hole of the donut-shaped core 110 , and when the core 110 is not in the donut shape, the core 110 is accommodated, and is moved upward of the electromagnet unit 100 . It may be a case having a predetermined space.

마찬가지로, 본 발명이 적용되는 시스템에 따라 전자석부(100)가 부상하는 높이를 제한할 필요가 있을 수 있으며, 이를 위해서, 전자석부(100)가 부상하는 높이를 한정하는 소정의 가이드 부재를 더 포함할 수 있다. 전자석부(100)가 부상하는 높이를 한정하는 소정의 가이드 부재는 프레임 또는 판 부재가 전자석부(100)의 상측에 위치하여 전자석부(100)가 부상하는 높이를 물리적으로 한정할 수도 있고, 별도의 금속판 또는 영구자석과 같은 부재가 전자석부(100)의 상측에 위치하여 자성으로 전자석부(100)가 부상하는 높이를 한정할 수 있다.Similarly, depending on the system to which the present invention is applied, it may be necessary to limit the height at which the electromagnet part 100 is floated, and for this purpose, a predetermined guide member for limiting the height at which the electromagnet part 100 is floated is further included. can do. A predetermined guide member for limiting the height at which the electromagnet unit 100 is lifted may physically limit the height at which the electromagnet unit 100 is lifted because the frame or plate member is located above the electromagnet unit 100 , or separately A member such as a metal plate or a permanent magnet may be positioned on the upper side of the electromagnet part 100 to limit the height at which the electromagnet part 100 is magnetically levitated.

본 발명에 의한 전자석 와전류 부상 모듈 시스템의 전자석부(100)는 별도로 회전시키는 부재, 즉 로터가 없으므로, 전자석부(100) 또는 부상부(200)가 회전할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 본 발명에 의한 전자석 와전류 부상 모듈 시스템은, 다수개의 전자석 와전류 부상 모듈과 단일개의 부상부(200)를 포함할 수 있다. 즉, 본 실시예는 다수개의 전자석부(100)와 단일개의 부상부(200)를 포함할 수 있으며, 이때 다수개의 전자석부(100)는 기구 연결 부재를 통해 서로 연결되어 일체화될 수 있다. 또한, 본 실시예는 전자석 와전류 부상 모듈의 전자석부(100)의 권선에 인가하는 전류를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. 제어부는, 복수개의 전자석 와전류 부상 모듈 중 적어도 어느 하나를 포함하는 제 1군의 전자석 와전류 부상 모듈이 제공하는 회전 자속의 방향과 상기 복수개의 전자석 와전류 부상 모듈 중 다른 적어도 어느 하나인 제 2 군의 전자석 와전류 부상 모듈이 제공하는 회전 자속의 방향이 서로 반대가 되도록 상기 복수개의 전자석 와전류 부상 모듈의 코일에 인가되는 전류를 제어한다. 즉, 본 발명은 제 1군의 전자석 와전류 부상 모듈이 제공하는 회전 자속과 제 2군의 전자석 와전류 부상 모듈이 제공하는 회전 자속이 서로 상쇄되도록 구성하여, 각각의 전자석 와전류 부상 모듈의 회전 자속에 의해 발생하는 회전력을 상쇄해, 서로 연결된 복수개의 전자석부(100)가 부상되도록 할 수 있다.Since the electromagnet unit 100 of the electromagnet eddy current levitation module system according to the present invention does not have a separately rotating member, that is, a rotor, the electromagnet unit 100 or the levitation unit 200 may rotate. To prevent this, the electromagnet eddy current levitation module system according to the present invention may include a plurality of electromagnet eddy current levitation modules and a single levitation unit 200 . That is, the present embodiment may include a plurality of electromagnet units 100 and a single floating unit 200 , wherein the plurality of electromagnet units 100 are connected to each other through an instrument connecting member to be integrated. In addition, this embodiment may further include a control unit for controlling the current applied to the winding of the electromagnet unit 100 of the electromagnet eddy current levitation module. The control unit, the direction of the rotating magnetic flux provided by the first group of electromagnet eddy current levitation modules including at least one of the plurality of electromagnet eddy current levitation modules and the second group of electromagnets that are at least one other of the plurality of electromagnet eddy current levitation modules The current applied to the coils of the plurality of electromagnet eddy current levitation modules is controlled so that the directions of the rotating magnetic flux provided by the eddy current levitation module are opposite to each other. That is, the present invention is configured such that the rotating magnetic flux provided by the electromagnet eddy current levitation module of the first group and the rotating magnetic flux provided by the electromagnet eddy current levitation module of the second group cancel each other, and by the rotating magnetic flux of each electromagnet eddy current levitation module By offsetting the generated rotational force, the plurality of electromagnets 100 connected to each other may float.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 와전류 부상 모듈 시스템의 결합 사시도이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 와전류 부상 모듈 시스템의 분해 사시도이다.Figure 5 is a combined perspective view of the eddy current floating module system according to the second embodiment of the present invention, Figures 6 and 7 are exploded perspective views of the eddy current floating module system according to the second embodiment of the present invention.

도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 의한 와전류 부상 모듈 시스템은, 로터(300)를 더 포함할 수 있다.5 to 7 , the eddy current levitation module system according to the second embodiment of the present invention may further include a rotor 300 .

로터(300)는 액시얼 모터에서 회전하는 부분으로, 전자석부(100)와 부상부(200) 사이에 위치하여 부상부(200)에 의해 일정 간격 부상된다. 로터(300)는 전자석부(100)에서 발생하는 회전력이 부상부(200)로 전달되지 않도록 하고, 전자석부(100) 대신 부상부(200) 사이에 반발력이 발생하도록 하며, 영구자석(310), 샤프트(320), 마운팅부(330) 및 케이스(340)를 포함한다.The rotor 300 is a rotating part of the axial motor, is positioned between the electromagnet part 100 and the floating part 200 , and is floated at a predetermined interval by the floating part 200 . The rotor 300 prevents the rotational force generated in the electromagnet part 100 from being transmitted to the floating part 200, and causes a repulsive force to occur between the floating parts 200 instead of the electromagnet part 100, and a permanent magnet 310. , including a shaft 320 , a mounting portion 330 , and a case 340 .

로터(300)에 포함되는 다수개의 영구자석(310)은 회전축을 기준으로 방사상으로 배열된다. 단일의 영구자석(310)은 회전축 방향으로 착자된다. 즉, 도면을 기준으로 단일의 영구자석(310)의 상측이 N극이라고 할 때, 하측은 S극일 수 있으며, 상측이 S극이라고 할 때, 하측은 N극일 수 있다. 서로 인접한 영구자석(310)의 착자 방향은 서로 반대방향일 수 있다. 본 실시예에서 다수개의 영구자석(310)은 서로 인접한 영구자석(310)끼리 일정 간격 이격되도록 배열될 수 있다.A plurality of permanent magnets 310 included in the rotor 300 are radially arranged with respect to the rotation axis. The single permanent magnet 310 is magnetized in the direction of the rotation axis. That is, when the upper side of the single permanent magnet 310 is an N pole based on the drawing, the lower side may be the S pole, and when the upper side is the S pole, the lower side may be the N pole. The magnetization directions of the permanent magnets 310 adjacent to each other may be opposite to each other. In the present embodiment, the plurality of permanent magnets 310 may be arranged to be spaced apart from each other by a predetermined distance between adjacent permanent magnets 310 .

로터(300)에 포함되는 마운팅부(330)는 방사상으로 배열되는 다수개의 영구자석(310)이 마운팅되며, 케이스(340)는 다수개의 영구자석(310)과 마운팅부(330)가 수용된다. 마운팅부(330)의 가운데 부분에는 샤프트(320)가 상측으로 돌출되며, 샤프트(320)는 코어(110)의 관통홀에 삽입된다. 샤프트(320)와 코어(110)의 관통홀 사이에는 베어링(111)이 삽입되어, 샤프트(320)의 회전력이 코어(110)로 전달되지 않도록 할 수 있다.A plurality of radially arranged permanent magnets 310 are mounted on the mounting portion 330 included in the rotor 300 , and the case 340 accommodates the plurality of permanent magnets 310 and the mounting portion 330 . A shaft 320 protrudes upwardly from the center of the mounting part 330 , and the shaft 320 is inserted into the through hole of the core 110 . A bearing 111 may be inserted between the shaft 320 and the through hole of the core 110 to prevent the rotational force of the shaft 320 from being transmitted to the core 110 .

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 와전류 부상 모듈 시스템의 보조 마운팅 부재와 단일의 영구자석의 분해 사시도이다.8 is an exploded perspective view of an auxiliary mounting member and a single permanent magnet of the eddy current levitation module system according to a second embodiment of the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, 마운팅부(330)는 보조 마운팅 부재(331)와 서스(332)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 8 , the mounting part 330 may include an auxiliary mounting member 331 and a suspension 332 .

보조 마운팅 부재(331)는 방사상으로 형성되어, 서로 인접한 영구자석(310)들 사이에 위치한다. 보조 마운팅 부재(331)의 측면에는 서스(332)가 형성되는데, 서스(332)는 보조 마운팅 부재(331)의 측면, 즉 영구자석(310)과 면접하는 측 일면의 일부가 영구자석(310)측으로 돌출되는 부분이다. 보다 구체적으로, 보조 마운팅 부재(331)의 높이를 3등분했을 때, 서스(332)는 3등분한 부분들 중 가운데 부분이 돌출될 수 있다. 영구자석(310)의 측면, 즉 보조 마운팅 부재(331)와 면접하는 일면은 서스(332)에 대응되는 부분이 함몰되는 홈(311)이 형성될 수 있으며, 서스(332)는 홈(311)에 삽입될 수 있다. 본 발명에서 영구자석(310)과 보조 마운팅 부재(330)가 홈(311)과 서스(332)를 통해 삽입되는 것은, 서스(322)와 같이 별도로 영구자석(310)을 높이 방향으로 고정하는 부재가 없으면, 코일(130)에 교류 전류가 가해지면서 띄는 극성에 의해 영구자석(310)이 코일(130)측으로 이동하기 때문이다. 즉 서스(332)와 홈(311)은 끼움 결합구조를 통해 영구자석(310)을 높이 방향으로 고정하여, 영구자석(310)이 코일(130)측으로 부착되지 않도록 한다.The auxiliary mounting member 331 is formed radially and is positioned between the permanent magnets 310 adjacent to each other. A suspension 332 is formed on the side surface of the auxiliary mounting member 331, and the suspension 332 is a side surface of the auxiliary mounting member 331, that is, a part of the side surface that faces the permanent magnet 310, a permanent magnet 310. The part that protrudes to the side. More specifically, when the height of the auxiliary mounting member 331 is divided into thirds, the middle portion of the suspension 332 may protrude from among the divided portions. A side surface of the permanent magnet 310, that is, one surface that is in contact with the auxiliary mounting member 331 may be formed with a groove 311 in which a portion corresponding to the suspension 332 is depressed, and the suspension 332 is a groove 311. can be inserted into In the present invention, the permanent magnet 310 and the auxiliary mounting member 330 are inserted through the groove 311 and the suspension 332, such as the suspension 322, a member for separately fixing the permanent magnet 310 in the height direction. This is because the permanent magnet 310 moves toward the coil 130 by the striking polarity while AC current is applied to the coil 130 without it. That is, the suspension 332 and the groove 311 fix the permanent magnet 310 in the height direction through the fitting structure, so that the permanent magnet 310 is not attached to the coil 130 side.

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.The technical idea should not be construed as being limited to the above-described embodiment of the present invention. Various modifications can be made at the level of those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Accordingly, such improvements and modifications fall within the protection scope of the present invention as long as it is apparent to those skilled in the art.

100 : 전자석부
110 : 코어
120 : 고정자 치
130 : 코일
200 : 부상부
300 : 로터
310 : 영구자석
311 : 홈
320 : 샤프트
330 : 마운팅 부
331 : 보조 마운팅 부재
332 : 서스
340 : 케이스100: electromagnet
110: core
120: stator tooth
130: coil
200: injured part
300: rotor
310: permanent magnet
311 : Home
320: shaft
330: mounting part
331: auxiliary mounting member
332 : Suss
340: case

Claims (12)

금속판 위에서 부상되는 액시얼(Axial) 모터 타입의 전자석 와전류 부상 모듈에 있어서,
코어, 상기 코어의 일면에 일방향으로 돌출되되 방사상으로 형성되는 다수개의 고정자 치, 및 상기 고정자 치에 권선되는 코일을 포함하는 전자석부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석 와전류 부상 모듈.
In the electromagnet eddy current levitation module of an axial motor type floating on a metal plate,
an electromagnet unit including a core, a plurality of stator teeth protruding in one direction from one surface of the core and radially formed, and a coil wound around the stator teeth;
Electromagnet eddy current levitation module comprising a.
 제 1 항에 있어서,
상기 코어는 판 형상이고,
상기 고정자 치는 상기 코어의 일면에서 수직한 방향으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 전자석 와전류 부상 모듈.
The method of claim 1,
The core is plate-shaped,
Electromagnet eddy current levitation module, characterized in that the stator teeth protrude in a vertical direction from one surface of the core.
 제 1 항에 있어서,
다수개의 상기 고정자 치는, 방사상으로 서로 일정한 가격을 가지고 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전자석 와전류 부상 모듈.
The method of claim 1,
Electromagnet eddy current levitation module, characterized in that the plurality of stator teeth are formed to be spaced apart from each other with a certain price in a radial direction.
 제 1 항에 있어서,
상기 코어는, 중앙 부분에 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 전자석 와전류 부상 모듈.
The method of claim 1,
The core is an electromagnet eddy current levitation module, characterized in that a through hole is formed in the central portion.
 제 4 항에 있어서,
상기 전자석부의 일측에 위치하여 상기 전자석부에서 발생시킨 자속 변화에 의해 회전하고, 상기 금속판과 자성에 의해 부상되는 로터;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석 와전류 부상 모듈.
5. The method of claim 4,
a rotor positioned at one side of the electromagnet unit, rotating by a change in magnetic flux generated by the electromagnet unit, and floating by the metal plate and magnetism;
Electromagnet eddy current levitation module, characterized in that it further comprises.
 제 5 항에 있어서,
상기 로터는,
방사상으로 배열되는 다수개의 영구자석;
상기 영구자석이 마운팅되는 마운팅부; 및
상기 마운팅부의 가운데 부분에서 일측으로 돌출 형성되는 샤프트;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석 와전류 부상 모듈.
6. The method of claim 5,
The rotor is
A plurality of permanent magnets arranged radially;
a mounting unit on which the permanent magnet is mounted; and
a shaft protruding to one side from a central portion of the mounting part;
Electromagnet eddy current levitation module comprising a.
 제 6 항에 있어서,
상기 영구자석은 측면에 소정 깊이로 홈이 함몰 형성되고,
상기 마운팅부는,
방사상으로 형성되어, 서로 인접한 상기 영구자석들 사이에 위치하는 보조 마운팅 부재; 및
상기 보조 마운팅 부재의 측면에서 돌출 형성되어, 상기 홈에 삽입되는 서스;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석 와전류 부상 모듈.
7. The method of claim 6,
The permanent magnet is formed with a groove recessed to a predetermined depth on the side surface,
The mounting part,
an auxiliary mounting member formed in a radial direction and positioned between the permanent magnets adjacent to each other; and
a suspension protruding from a side surface of the auxiliary mounting member and inserted into the groove;
Electromagnet eddy current levitation module comprising a.
 제 1 항에 있어서,
상기 전자석부는, 상기 고정자 치의 끝단에서 외측으로 돌출 형성되는 슈;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석 와전류 부상 모듈.
The method of claim 1,
The electromagnet unit may include: a shoe protruding outward from an end of the stator tooth;
Electromagnet eddy current levitation module, characterized in that it further comprises.
 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 전자석 와전류 부상 모듈; 및
상기 전자석 와전류 부상 모듈의 일측에 위치하여, 상기 전자석 와전류 부상 모듈의 일측에 설치되어 상기 전자석 와전류 부상 모듈에 포함되는 코일에서 발생하는 자속에 의해 자성을 가져, 상기 전자석 와전류 부상 모듈을 부상시켜 이격되는 부상부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석 와전류 부상 모듈 시스템.
The electromagnet eddy current levitation module of any one of claims 1 to 8; and
Located on one side of the electromagnet eddy current levitation module, it is installed on one side of the electromagnet eddy current levitation module and has magnetism by the magnetic flux generated from the coil included in the electromagnet eddy current levitation module, and is spaced apart by levitating the electromagnet eddy current levitation module injured part;
Electromagnet eddy current levitation module system comprising a.
 제 9 항에 있어서,
상기 부상부는 구리 재질로 형성되며, 두께가 5mm 이상인 것을 특징으로 하는 전자석 와전류 부상 모듈 시스템.
10. The method of claim 9,
The levitation part is formed of a copper material, and the electromagnet eddy current levitation module system, characterized in that the thickness is 5mm or more.
 제 9 항에 있어서,
상기 부상부의 면적은 상기 코어의 단면 면적보다 넓은 것을 특징으로 하는 전자석 와전류 부상 모듈 시스템.
10. The method of claim 9,
Electromagnet eddy current levitation module system, characterized in that the area of the levitation portion is larger than the cross-sectional area of the core.
 제 9 항에 있어서,
복수의 상기 전자석 와전류 부상 모듈;
상기 복수개의 전자석 와전류 부상 모듈과 기구적으로 연결하여 일체화 시키는 기구 연결 부재; 및
상기 복수개의 전자석 와전류 부상 모듈의 권선에 인가하는 전류를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 복수개의 전자석 와전류 부상 모듈 중 적어도 어느 하나를 포함하는 제 1군의 전자석 와전류 부상 모듈이 제공하는 회전 자속의 방향과 상기 복수개의 전자석 와전류 부상 모듈 중 다른 적어도 어느 하나인 제 2 군의 전자석 와전류 부상 모듈이 제공하는 회전 자속의 방향이 서로 반대가 되도록 상기 복수개의 전자석 와전류 부상 모듈의 코일에 인가되는 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 전자석 와전류 부상 모듈 시스템.10. The method of claim 9,
a plurality of said electromagnet eddy current levitation modules;
an instrument connecting member for mechanically connecting and integrating the plurality of electromagnet eddy current levitation modules; and
And a control unit for controlling the current applied to the winding of the plurality of electromagnet eddy current levitation module,
The control unit is
The direction of the rotating magnetic flux provided by the first group of electromagnet eddy current levitation modules including at least one of the plurality of electromagnet eddy current levitation modules and the second group of electromagnet eddy current levitation modules that are at least one other of the plurality of electromagnet eddy current levitation modules Electromagnet eddy current levitation module system, characterized in that for controlling the current applied to the coils of the plurality of electromagnet eddy current levitation module so that the direction of the rotating magnetic flux provided by the module is opposite to each other.
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