KR910000086B1 - 영구자석계자식 직류기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

영구자석계자식 직류기

제1도는 본원 발명의 일실시예인 보조극부착 영구자석계자식 전동기의 축방향 단면도.

제2도는 제1도의 경방향 단면도.

제3도는 본원 발명에 의한 전동기의 동작을 설명하기 위한 전기자 반작용 기자력(起磁力)의 분포도.

제4도는 제1도의 감자계(減磁界)에 의한 자속을 도시한 설명도.

제5도, 제6도, 제7도 및 제8도는 본원 발명의 응용인 다른 실시예도.

본원 발명은 영구자석계자식 직류기에 관한 것이며, 특히 계자를 영구자석과 보조극으로 구성한 보조극부착 영구자석계자식 직류기에 관한 것이다.

종래, 일반적으로 알려져 있는 보조극부착 영구자석계자식 전동기로서 예를 들면 일본국 특공소 48-35,721호가 있다.

이 공보에 의하면 영구자석은 원통형의 계철(繼鐵)의 내주면에 배치되어, 전기자철심과 공극을 두고 대향하고 있다. 전기자반작용 기자력의 증자(增磁)작용으로 동작하는 자성재로 이루어진 보조극은 영구자석과 주방향으로 병치(倂置)되어 설치되어 있다.

이와 같은 전동기에 있어서는 전동기의 기동시 또는 과부하시에 흐르는 과대한 전기자전류에 의해 영구자석이 전기자반작용에 의한 감자계(減磁界)를 받아서, 영구자석이 감자되는 문제점이 있다. 일단 감자되면 그 전동기는 정상으로 작동하지 않고, 토크가 부족하여 부하를 기동할 수 없었다. 한편, 감자되지 않도록 안전사이드에 영구자석의 경방향 두께를 증가시켜 설계했을 경우, 중량의 증대나 기계치수가 커져서, 경제적으로 뒤지는 점이 있었다.

본원 발명의 목적은 상술한 종래 기술의 결점을 배제하고, 영구자석의 감자내력(減磁耐力)을 향상시킨 보조극부착 영구자석계자식 직류기를 제공하는데 있다.

본원 발명에 의하면, 감자내력을 향상시킨 영구자석을 제공하는 수단으로서, 감자측에 배치된 영구자석의 자극면에 자성재를 설치하며, 이렇게 함으로써 전기자반작용에 의한 감자계의 자속의 일부를 상기 자성재를 통과시킬 수 있다. 이 때문에 보조극의 증자효과를 그다지 줄이지 않고, 영구자석에 가해지는 감자력의 일부를 완화한 보조극부착 영구자석계자식 직류기가 얻어진다.

다음에, 본원 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다. 제1도는 2극기(極機)에 있어서의 보조극부착 영구자석계자식 전동기의 축방향 단면도이며, 제2도는 그 경방향 단면도이다. 도면에 있어서, 샤프트(1)에 정류자(2)와 전기자철심(3)에 권선(4)을 감은 전기자로 이루어진 회전자가 베어링(5a),(5b)을 통해 고정측의 엔드브레키트(6a),(6b)에 의해 지지되며, 엔드브레키트는 원통형계철(7)에 고정된다.

계철(7)의 내주에는 영구자석(8)과 전기자반작용 기자력의 증자작용으로 동작하는 자성재로 이루어진 보조극(9)이 원주방향으로 병치되어 있다. 영구자석(8)의 감자측의 자극면상에는 자성재로 이루어진 자성판(10)이 상기 영구자석(8)의 축방향의 모든 범위에 설치되어 있다.

이와 같이 해서 이루어진 본원 발명의 전동기는 전기자전류의 방향과 영구자석의 자속방향에 의해 회전자의 회전방향이 결정된다. 제2도에 있어서 회전자의 화살표로 도시한 바와 같이 시계방향으로 회전한다. 한편, 전기자전류가 흐르면, 영구자석(8)과 보조극(9)으로 구성되는 계자극에는 제3도에 도시한 바와 같은 전기자반작용 기자력이 걸린다. 제3도는 전기자반작용 기자력을 회전방향으로 전계해서 도시한 도면이다.

즉, 이 전기자반작용 기자력은 계자극의 A-B간의 θ_B의 범위에는 증자계, A-C간의 θ_A의 범위에서는 감자계로서 작용한다. 이 감자계에 의한 자속의 방향은 영구자석(8)의 주자속(主磁束)의 방향과는 반대의 방향으로 된다. 이와 같은 감자계가 영구자석에 작용하더라도 본원 발명의 경우, 제2도에 도시한 바와 같이 영구자석의 감자측의 A-C간의 대략 절반의 자극면상에 예를 들면 연철 등의 자성판(10)을 설치하고 있으므로, 제4도로부터 알 수 있듯이 감자계에 의해 발생한 자속 φ_S은 자성판(10)를 통과해서 회전자로 되돌아온다. 이 감자계자속 φ_S은 자성판(10)이 포화하기까지 자성판(10)내를 통과하므로, 영구자석(8)의 주자속을 감소시키는 일이 없다. 이 때문에 전기자전류가 큰 기동시 등에 있어서, 보조극의 증자효과를 그다지 감소시키지 않고 영구자석에 걸리는 감자계의 일부를 자성판(10)이 완화하는 작용을 한다 이 때문에 영구자석이 감자되어, 모터 특성이 저하되는 일이 없다. 그리고, 자성판(10)의 경방향 두께에 의해 보조극의 증자효과를 조정할 수도 있다.

이 자성판(10)의 재질로서는 연강(軟綱), 규소강판 또는 소결철분(燒結鐵分)이나 페라이트 코어 등이 좋다.

제5도는 본원 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 영구자석(8)의 자극면상에 설치되는 자성판(10)을 감자측인 A-C간의 θ_A의 모든 범위에 설치한 것이다. 이와 같이 함으로써, 감자계의 모든 범위에 걸쳐서 영구자석(8)에 걸리는 감자계를 완화할 수 있다.

제6도는 본원 발명의 또다른 실시예를 도시한 것으로서, 영구자석(8)의 자극면상에 설치되는 자성판(10)의 형상을 감자력이 큰 C측에서 A측을 향해 서서히 그 두께를 얇게 한 것으로서, 상술한 실시예와 동일한 효과가 얻어진다.

제7도 및 제8도는 본원 발명의 또다른 실시예를 도시한 것으로서, 제7도는 영구자석(8)에 자성판(10)을 조립했을 때의 평면도, 제8도는 제7도의 m-m'단면도이다. 양 도면에 있어서, 자성판(10)은 이 영구자석의 축방향의 모든 범위에 설치되어 있지 않으며, 전기자 적층두께 ℓ(제1도 참조)의 1.3배의 길이이다. 감자계는 영구자석(8)의 축방향의 모든 범위에 분포되지 않으므로 1.3배이내까지 설치하면, 본원 발명과 동일한 효과를 나타낸다.

본원 발명은 이상 기술한 것처럼 보조극부착 영구자석 직류기의 계자극을 구성하는 영구자석의 감자측의 자극면에 자성판을 배치함으로써, 전기자전류에 의한 전기자반작용의 감자력을 완화시킬 수 있다. 이 때문에, 시동시에 큰 전기자전류가 흐르는 자동차 스타터모터에 최적의 구조이며, 모터의 중량이나 기계치수를 저감시킬 수 있으며, 경제적 설계로 된다. 또한, 정류영역내의 자속량이 감소하므로, 양호한 정류가 얻어진다. 또한, 회전자의 조립시 회전자가 영구자석의 끝부분에 흡인되어, 그 충격으로 영구자석 끝부분이 깨진다고 하는 것도 자성판으로 보호할 수 있다. 또한, 영구자석의 감자내력이 향상되므로 저온시에 표준 축전지 이상의 것을 사용하여 스타터모터를 시동해도, 아무런 문제없이 부하를 기동시킬 수 있다.

Claims (11)

1. 회전자에 전기자철심과 전기자권선 및 정류자를 구비하며, 고정자는 계철(繼鐵)과 계철의 내주에 영구자석과 자성재(磁性材)로 이루어진 보조극을 병치해서 이루어진 영구자석계자식 직류기에 있어서, 자성재로 이루어진 보조극은 회전자의 전기자반작용의 증자측에 설치하고, 공극과 대향하는 영구자석의 자극면상의 회전자의 전기자반작용의 감자측에만 자성재를 설치한 것을 특징으로 하는 영구자석계자식 직류기.
2. 제1항에 있어서, 상기 자성재가 연강 또는 규소강판이나 소결철분인 것을 특징으로 하는 영구자석계자식 직류기.
3. 제1항에 있어서, 상기 자성재를 영구자석과 축방향의 모든 범위나 또는 전기자철심의 적층두께의 1.3배 이내의 치수로 한 것을 특징으로 하는 영구자석계자식 직류기.
4. 전기자권선이 감긴 전기자철심과, 상기 전기자철심을 회전가능하게 지지하는 회전축과, 또한 상기 회전축상에 설치된 정류자와, 상기 전기자철심을 둘러싸도록 배치된 영구자석계자수단과, 상기 영구자석계자수단의 자극면상의 회전자의 전기자반작용의 감자측에만 설치된 자성재로 이루어진 자성판을 구비한 것을 특징으로 하는 영구자석계자식 직류기.
5. 제4항에 있어서, 상기 자성재는 연강으로 이루어진 것을 특징으로 하는 영구자석계자식 직류기.
6. 제4항에 있어서, 상기 자성재로 이루어진 자성판은 규소강판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 영구자석 계자식 직류기.
7. 제4항에 있어서, 상기 자성재로 이루어진 자성판은 소결철분으로 이루어진 것을 특징으로 하는 영구자석 계자식 직류기.
8. 제4항에 있어서, 상기 자성판은 상기 영구자석계자수단의 축방향 전체에 걸쳐서 뻗으며, 또한 그 반경방향에 있어서의 감자측의 자극면의 약 절반에 걸쳐서 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 영구자석계자식 직류기.
9. 제8항에 있어서, 상기 자성판은 상기 영구자석계자수단의 반경방향에 있어서, 감자측의 자극면의 전부에 걸쳐서 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 영구자석계자식 직류기.
10. 제4항에 있어서, 상기 자성판은 그 두께를 끝부분으로부터 중앙부를 향해 서서히 두께가 증가되는 것을 특징으로 하는 영구자석계자식 직류기.
11. 제4항에 있어서, 상기 영구자석계자수단상에 설치된 상기 자성판의 축방향의 길이는 상기 전기자철심의 적층두께 ℓ의 1.3배 이내의 치수로 되어 있는 것을 특징으로 하는 영구자석계자식 직류기.

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