KR920000510B1 - 2상(相)직류브러시레스 모우터 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

2상(相)직류브러시레스 모우터

제1도는 측단면도.

제2도는 분해사시도.

제3도는 영구자석의 N,S극과 고정자의 돌출극부분과의 관계를 나타내는 도면.

제4도는 토오크분포도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 부착기판 3 : 회전축

4 : 고정자요우크 5,6 : 고정자철심

5a-5d,6a-6d : 돌출극부분 8 : 코일체

9 : 고정자 10 : 회전자요오크

11 : 영구자석 12 : 회전자

a : 기본파 토오크 b : 제2고조파 토오크

본 원은, 비교적 부하가 작은, 예를들어 소형송풍기 등에 사용하는 2상(相)직류브러시레스 모우터에 관한 것이다.

종래에 이러한 종류의 브러시레스 모우터는, 다극(多極)에 착자(着磁)한 회전자(totor)와, 돌출극에 2상 또는 3상 코일을 권설(券設)한 고정자(stator)로 구성되어서, 회전자의 회전위치를 검출하고, 코일에 대한 통전방향을 순차적으로 절환하는 것에 의하여 동일한 방향의 회전력을 얻을 수 있도록 구성되어 있다.

그런데, 종래구성의 브러시레스 모우터에 의하면, 각 돌출극에 대한 권설작업이 대단히 번잡해서, 특히 돌출극수가 많은 모우터 또는 소형 모우터에 있어서는, 더욱 번잡성이 증가하고, 또 2상권선의 모우터에 있어서는, 통상적으로 토오크의 데드포인트(dead point)를 보유하고 있기 때문에, 기동하지 않는 경우 또는 회전하지 않는 경우가 생기므로, 고정자에 보조극을 설치하거나, 고정자에 불균등피치(pitch)로 착자한 영구자석을 사용하거나, 또는 2단으로 극수를 바꾸어 착자하는 방법 등이 채택되고 있지만, 상기한 어떤 방법의 경우에도 제조가 복잡해서, 제조경비가 상승함과 아울러 효율이 손상된다라는 결점을 보유하며, 또 3상권선의 모우터에 있어서는, 토오크의 데드포인트를 보유하지 않으므로, 기동하지 않는 경우 혹은 회전하지 않는 경우가 생길우려는 없지만, 고정자의 권선처리, 회전자의 회전위치검출, 코일의 전류(轉流)수단 등이 복잡하게 되고, 또한 모우터 및 회로구성상 경비가 상승되는 결함이 있었다.

그래서, 본 원은, 돌출극에 대한 코일의 권설작업을 생략하여 제품을 용이하게 함과 아울러 소형, 저렴하게 얻을 수가 있고, 또한 2상모우터의 약점인 기동 및 토오크의 데드포인트를 영구자석에 무여자계자(無

磁界磁)토오크를 이용하여 회피하는 것에 의해서, 회전동작의 안정성을 도모하고, 또 다극의 모우터도 용이하게 얻을 수 있도록 해서, 상기한 종래의 것의 결함을 개선한 것으로서, 그 요지로 하는 바는, 부착기판에 부착한 고정자요우크(yoke)에, 복수의 돌출극부분을 보유한 1쌍의 고정자철심과 코일체를, 그 코일체가 1상의 고정차철심의 사이에 위치하고, 또 1쌍의 고정자철심의 돌출극부분이 서로 전기각(電氣角)으로 180°로 변위할 수 있도록 설치하여 이루어지는 고정자와, 전기한 고정자의 축심을 통하는 회전축에 부착한 회전자요우크에, 전기한 돌출극부분과 약간의 공극(空隙)을 두고 대향하도록, 원주방향으로 전기한 1쌍의 고정자철심의 각 돌출극수에 상당하여 N.S극을 배치한 영구자석을 설치하여 이루어지는 회전자로 구성되고, 또한 전기한 영구자석에 대향하여 회전자의 회전위치를 검출하여 코일체에 대한 통전방향을 절환하는 위치검출장치를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

[실시예]

제1도는, 본 원의 실시예를 나타내는 단면도이고, 제2도는 그 분해사시도로서, 부착기판(1)에는 축받이(2)를 개재하여 축심부에 회전축(3)을 회전자재하게 삽입관통한 통형상의 고정자요우크(4)의 한쪽 끝이 삽입고정되어 있다.

전기한 고정자요우크(4)의 외주에는, 복수의 돌출극부분(본 원에서는 4개)(5a)(5b)(5c)(5d)을 보유한 적층강판으로 이루어진 고정자철심(5)과, 마찬가지로 4개의 돌출극부분(6a)(6b)(6c)(6d)을 보유한 적층강판으로 이루어진 고정자철심과, 코일을 보빈(7)에 권설한 코일체(8)가, 전기한 1쌍의 고정자철심(5)(6)의 사이에 위치하고, 또 1쌍의 고정자철심(5)(6)의 돌출극부분이, 서로 전기각으로 180°, 기계각으로 45°변위하도록 고정부착되어 있으며, 이들에 의해 고정자(9)를 구성하고 있다.

전기한 회전축(3)의 한쪽끝은, 전기한 부착기판(1)으로부터 바깥쪽으로 돌출하여 출력축을 구성하며, 또 그 다른쪽 끝에는, 전기한 고정자(9)와 대향하도록 원통부(10a)와 축판(10b)으로 이루어진 단지 형상의 회전자요우크(10)의 측판 중심부에 회전축(3)의 한쪽끝이 삽입되어 있고, 전기한 회전자요우크(10)의 원통부(10a)의 내주면에는, N,S극을 기계각 45°피치로 8개, 두께방향으로 착자한 고리형상의 영구자석(11)이, 전기한 고정자(9)의 외주면과의 사이에 약간의 간격이 생기도록 고정 부착되며, 이상에 의해서 회전자(12)가 구성된다.

회전자(12)의 회전위치를 검출하는 호올소자(Hall device)로 이루어진 위치검출소자(13) 및 그 위치검출소자(13)에 의해 코일체(8)에 대한 통전방향을 절환하는 전류(轉流)장치(14)는, 전기한 부착기판(1)의 내면에 설치한 프린트기판(15)에 배설되어 있다.

제3도는, 상기한 구성에 있어서의 1쌍의 고정자철심(5)(6)의 돌출극부분(5a)-(5d) 및 (6a)-(6d)와, 회전자(11)의 영구자석(11)의 자극배열과의 관계를 나타내는 전개도로서, 한쪽의 돌출극부분(5a)-(5d)와, 다른쪽의 돌출극부분(6a)-(6d)는, 코일체(8)에 대한 통전방향에 의해서, 그 극성이 상대적으로 변하고, 통전방향은 위치검출소자에 의해서 π/4주기로 변한다.

제4a,b도는 토오크분포를 나타내고 있는데, 제4a도에 나타내는 바와같이, 토오크분포는, 고정자들 여자(

磁)했을 때에 발생하는 토오크, 즉 기본파토오크(a)와, 비여자상태에서 회전자(12)의 영구자석(11)만에 의해 발생하는 토오크, 즉 제2고조파토오크(b)로 나누어 생각할 수가 있다.

그런데, 실재의 모우터에 있어서는, 이미 설명한 바와같이 π/4주기로 코일체(8)에 대한 통전방향이 변하므로, 제4b도에 나타내는 바와같이, 기본파토오크(a)는 π/4주기마다 동일방향으로 변화하여 반복하며, 따라서 고정자(9)의 여자에 의한 토오크분포는, 제4b도에서 파선으로 나타내는 바와 같이 전기한 기본파토오크(a)와, 비여자상태에 있어서의 제2고조파토오크(b)와 합성되어서, 회전자(12)가 회전하게 된다.

그리고, 본 원 실시예에 의하면, 기본파토오크(a)와 제2고조파토오크(b)의 위상차(α)는 0이지만, 이것은 회전자(12)와 고정자(9)와의 간격을 불균일하게 하든지, 혹은 고정자철심의 형상을 변경하는 등의 조정을 도모하는 것에 의해서, 토오크리플(ripple)을 저감할 수가 있는 것이고, 또 본 원 실시예에서는, 회전자(12)에 8극의 N,S극을 배설한 경우를 나타내었지만, 극수는 상기한 것에 한정되는 것은 아니며, 또 극수의 변경에 있어서는, 코일체(8)는 그대로 하고, 영구자석의 착자극수의 변경과, 고정자철심의 돌출극수를 변경하는 것만으로 다극모우터를 구성할 수가 있다.

또, 상기한 실시예는, 고정자를 회전자요우크에 의해 포위하여 고리형상의 영구자석의 내주면에, 고정자철심의 돌출극부분을 대향시켜 구성하는 경우에 대하여 설명하였지만, 영구자석의 외주면에, 고정자철심의 돌출극부분이 대향하도록 구성하여도 좋은 것은 물론이다.

본 원은 상술한 바와같이 구성된 것이기 때문에, 아래에 설명하는 바와같은 이점을 보유한다.

즉, 돌출극부분에 대하여 코일체를 감는 작업을 생략할 수 있으므로, 구조 및 제작이 용이하고, 저렴하게 얻을 수 있음과 아울러, 소형화에 유효한 것, 코일의 권수를 변경하지 않고 다극모우터를 용이하게 구성할 수가 있는것, 2상모우터이므로, 구동방식이 간단하고, 위치검출소자 및 전류(轉流)회로 등을 작게 구성할 수 있는것, 1쌍의 고정자철심의 돌출극수에 대해서 영구자석의 극수가 2배이므로, 여자상태와 비여자상태일 때의 토오크 0의 위치가 일치하지 않으며, 따라서 전원을 투입할 때의 기동이 용이한 것 등의 이점을 보유한다.

Claims (4)

1. 부착기판(1)에 부착한 고정자요우크(4)에 복수의 돌출극부분(5a)(5b)(5c)(5d)(6a)(6b)(6c)(6d)을 보유한 1쌍의 고정자철심(5),(6)과 코일체(8)를 그 코일체(8)가 1쌍의 고정자철심(5),(6)의 사이에 위치하고, 또 1쌍의 고정자철심(5),(6)의 전기한 돌출극부분이 서로 전기각으로 180°로 변위하도록 설치하여 이루어지는 고정자(9)와, 전기한 고정자(9)의 축심을 통과하는 회전축(3)에 부착한 회전자요우크(10)에, 전기한 돌출극부분과 약간의 공극을 두고 대향하도록, 원주방향에 전기한 1쌍의 고정자철심(5)(6)의 각 돌출극수에 상당하는 N,S극을 배치한 영구자석(11)을 설치하여 이루어지는 회전자(12)로 구성되며, 또 전기한 영구자석(11)에 대향하여 회전자(12)의 회전위치를 검출하여 코일체(8)에 대한 통전방향을 절환하는 위치검출장치를 구비한 것을 특징으로 하는 2상직류브러시레스 모우터.
2. 제1항에 있어서, 통형상의 고정자요우크(4)의 외주에, 1쌍의 고정자철심(5),(6)과 코일체(8)로 설치하고, 전기한 고정자요우크(4)의 축심부에, 회전축(3)을 회전가능하게 지지함과 아울러, 그 한쪽끝에, 고정자(9)의 외주를 포위하도록 단지 형상의 회전자요우크(10)를 회전가능하게 고정해서, 그 내주면에 영구자석(11)을 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 2상 직류브러시레스 모우터.
3. 제1항 또는 2항에 있어서, 고정자철심(5)(6)이 등간격으로 4개의 돌출극부분을 보유하고, 또 영구자석(11)이 8개의 극을 등간격으로 보유하는 것을 특징으로 하는 2상직류브러시레스 모우터.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 고정자철심(5)(6)이 적층강판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 2상 직류브러시레스 모우터.

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