KR930008383Y1

KR930008383Y1 - Brushless motor no cogging torque

Info

Publication number: KR930008383Y1
Application number: KR2019910016408U
Authority: KR
Inventors: 박경배
Original assignee: 주식회사 금성사; 이헌조
Priority date: 1991-10-05
Filing date: 1991-10-05
Publication date: 1993-12-22
Also published as: KR930009851U

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Brushless Motor without Cogging Torque

제 1 도는 일반적인 브러쉬리스 모터의 단면도.1 is a cross-sectional view of a general brushless motor.

제 2a 는 종래 고정자 철심에 스큐를 설치한 상태를 보인 사시도, b는 종래 고정자 철심의 중심에 설치되는 보조 돌극을 보인 평면도, c는 보조돌극 설치유무에 따라 자기저항의 분포를 보인 파형도.2A is a perspective view showing a state where a skew is installed in a conventional stator iron core, b is a plan view showing an auxiliary protrusion installed at the center of a conventional stator iron core, and c is a waveform diagram showing a distribution of magnetic resistance depending on whether auxiliary auxiliary poles are installed.

제 3 도는 종래 회전자자석을 보인 사시도.3 is a perspective view showing a conventional rotor magnet.

제 4 도는 본고안에 적용되는 회전자자석에 스큐를 설치한 상태를 보인 사시도이다.4 is a perspective view showing a state where a skew is installed in the rotor magnet applied in the present paper.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 브러쉬리스 모터 2, 2A : 샤프트1: Brushless Motor 2, 2A: Shaft

3, 3A : 고정자 4, 4A : 회전자요크3, 3A: Stator 4, 4A: Rotor yoke

10 : 베이스 보드 20 : 보조돌극10: base board 20: auxiliary protrusion

40 : 회전자자석40: rotor magnet

본 고안은 코깅토크(Cogging Torque)가 없는 브러쉬리스 모터(Brushless Motor)에 관한 것으로, 특히 모터의 구동시 회전하는 회전자의 자석과 고정자간의 간극이 변동하며 생기는 자속의 변화에 따라 샤프트 주위에 발생되는 진동, 소음을 해결하기 위한 코깅토크가 없는 브러쉬리스 모터에 관한 것이다.The present invention relates to a brushless motor without cogging torque, and particularly occurs around the shaft due to a change in magnetic flux caused by fluctuations in the gap between the magnet and the stator of the rotating rotor when the motor is driven. It relates to a brushless motor without cogging torque to solve the vibration and noise.

일반적인 브러쉬리스 모터(Brushless Motor)(1)는 제 1 도와 같은 것으로, 베이스 보드(10)에 축설된 샤프트(2)와, 샤프트(2)에 베어링 결합된 고정자(3)와 대응하여 내측에 회전자자석(40)이 부착된 회전자요크(4)로 구성되어 있다.A general brushless motor 1 is the same as the first one, and rotates inward in correspondence with the shaft 2 arranged on the base board 10 and the stator 3 bearing-coupled to the shaft 2. It consists of the rotor yoke 4 with the electromagnetic magnet 40 attached.

도면중 미설명부호 9는 베어링이다.In the figure, reference numeral 9 is a bearing.

이와같은 구성의 종래 브러쉬리스 모터는 코일을 기계적인 브러시가 아닌 트랜지스터로 변환하며, 브러시가 없기 때문에 스파크 등이 발생되지 않게 한 것으로 전력의 공급을 받아서 기계동력을 발생시키는 것이다.The conventional brushless motor having such a configuration converts the coil into a transistor instead of a mechanical brush, and does not generate a spark or the like because there is no brush, thereby generating mechanical power by receiving power.

상기와 같은 종래 브러쉬리스 모터(1)는 구동시 샤프트(2)에 축설된 고정자(3) 주위에서 회전하는 회전자요크(4)의 회전력이 샤프트(2) 주위로 회전시키려하는 회전력, 즉, 회전하고 있는 회전자 요크(4)가 샤프트(2) 주위에서 받는 우력(偶力), 이른바 토크(torque)가 발생되었다.In the conventional brushless motor 1 as described above, the rotational force of the rotor yoke 4 that rotates around the stator 3 arranged on the shaft 2 when the drive is to rotate around the shaft 2, that is, The lifting force, or so-called torque, received by the rotating rotor yoke 4 around the shaft 2 was generated.

이와같은 토크의 발생은 회전자요크(4)와 고정자(3)간에 위치가 변하면서 생기는 자속의 변화에따라 발생되는 변동량, 소위, 코깅토크(Cogging torque)로 인한 브러실리스 모터의 소음, 진동에 대한 문제점을 유발하였다.This torque is generated by the change of magnetic flux caused by the change of position between the rotor yoke 4 and the stator 3, so-called noise of the brushless motor due to the cogging torque and vibration. Caused a problem for.

상기한 코깅토크를 식으로 나타내면,: 공극에 축적된 에너지 θ:회전 변위각If the above cogging torque is represented by the formula, : Energy accumulated in the gap θ: rotational displacement angle

상기식에서 E 값은 자속밀도 분포와 관계가 있으며 자속밀도 분포는 고정자의 형태 즉, 공극의 자기저항(Permeance)의 분포와 밀접한 관계가 있으며 지속밀도 분포가 시인파 형태로 되면 코깅토크는 감소시킬수 있다.In the above equation, the E value is related to the magnetic flux density distribution, and the magnetic flux density distribution is closely related to the distribution of the stator, that is, the permeance distribution of pores. .

또한 사인파가 아니면 고조파(Higher Harmonics) 성분이 섞이게 되는데 고주파는 고정자를 비칭형상으로 비스듬하게 설치한, 이른바, 스큐(Skew)를 가하므로서 감소시켜 코깅토크를 감쇄시키는 것이다.In addition, if it is not a sine wave, harmonic (Higher Harmonics) components are mixed. High frequency is attenuated in a non-symmetrical form, so-called skew, which is reduced by applying a skew to attenuate cogging torque.

즉, 기구적으로 예를들면 핼리컬기어는 기어의 피니언이 스큐가 주어져 있으므로 기어의 회전시 소음이나 진동이 없는 것이다.In other words, mechanically, for example, the helical gear has no noise or vibration during rotation of the gear since the pinion of the gear is skewed.

따라서 모터에서도 고정자에 스큐가 주여져 있으면 모터가 회전함에 따라 고정자의 걸림턴스(Reluctance)는 일정하게 유지될수 있어 릴덕턴스 변화 및 코팅토크가 발생되지 않는것이다.Therefore, in the motor, if the stator is given skew, the reluctance of the stator can be kept constant as the motor rotates, so that no change in reluctance and coating torque occur.

상술한 고정자에 스큐를 가하여 고조파를 감소시키는 방법은 제 2a 도와 같은 것이다.The method of reducing the harmonics by applying a skew to the stator described above is the same as that of the 2a diagram.

그러나 이는 고정자 철심에 스큐를 주었을 경우 브러실리스 모터 회동시 회전자요크(40는 샤프트(2) 방향으로만 힘이 발생한다.However, when the skew is applied to the core of the stator, the rotor yoke 40 generates force only in the direction of the shaft 2 when the brushless motor rotates.

이 샤프트(2) 방향의 힘은 회전자요크(4)의 상, 하 진동요인이 되어 제품의 성능저하를 초래하는 문제점에 기인한다.The force in the direction of the shaft 2 is caused by a problem that the vibration of the rotor yoke 4 is caused by the up and down of the rotor yoke 4, resulting in a decrease in the performance of the product.

또한, 오디오, 비데오 등과 같은 정밀회전을 요구하는 기기에서 고정자에 스큐를 형성한 브러쉬리스 모터를 사용할 경우 모터의 동작시 발생되는 토크에 의한 진동, 소음유발과 제작의 어려움등 많은 문제점을 야기시켰다.In addition, the use of a brushless motor having a skew on the stator in a device requiring precision rotation such as audio and video caused many problems such as vibration caused by torque generated during operation of the motor, noise generation and difficulty in manufacturing.

이와같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것이 제 2b 도와 같이 고정자의 중앙에 보조돌극(20)을 설치하면 코깅 토크는에 비례하므로 주파수가 증가하는 반면 폭은 감소하게 된다.In order to solve this problem, if the auxiliary protrusion 20 is installed in the center of the stator as shown in FIG. Proportional to, the frequency increases while the width decreases.

즉, 고정자에 스큐를 주어 발생하던 샤프트 방향의 힘은 보조돌극(20)에서 서로 반대방향으로 분산시키면서 그 힘이 상쇄되는 것이다.That is, the force in the shaft direction caused by skewing the stator is to dissipate in the opposite direction in the auxiliary protrusion 20, the force is canceled.

이는, 구체적으로 제 2c 도에 도시한 것으로 (a)는 보조돌극(20)을 설치하지 않은 상태에서 자기저항의 분포를 나타낸 것이고 (b)는 보조돌극(20)을 설치한 상태에서의 자기저항의 분포를 보인것으로 코킹토크를 어느정도 감쇄시켰으나 이는 코깅토크를 감쇄시키는 정도가 한정되어 있음을 알수 있다.Specifically, as shown in FIG. 2C, (a) shows the distribution of the magnetoresistance in the state where the auxiliary protrusion 20 is not provided, and (b) the magnetoresistance in the state where the auxiliary protrusion 20 is installed. The coke torque was attenuated to some extent by the distribution of.

상기와 같은 제반문제점은 고장자 또는 회전자의 어느 한곳에만 스큐가 설치된 구조적인 모순에 기인한다.The above problems are due to the structural contradiction in which skew is installed only at the fault or the rotor.

본 고안은 상술한 문제점에 감안하여 코킹토크가 없는 브러쉬리스 모터를 제공함에 그 목적이 있다.The object of the present invention is to provide a brushless motor without caulking torque in view of the above problems.

이하에서 상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention for achieving the above object will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 고안 코깅 토크가 없는 브러쉬리스 모터(1)의 지배적인 특징부는 고정자(3A)에 스큐를 설치함에 따라 발생되던 샤프트(2A) 방향의 힘을 회전자 자석(40A)에 "V"형상의 스큐를 역회전 방향으로 배열설치 구성하므로서 적극적으로 분산시키는 부분이다(제 4 도 참조).The dominant feature of the brushless motor 1 without the cogging torque of the present invention is the skew of the "V" shape to the rotor magnet 40A, which transmits the force in the direction of the shaft 2A generated by installing the skew on the stator 3A. It is a part that actively disperses by arranging and arranged in the reverse rotation direction (see FIG. 4).

설명의 편의를 위해 종래와 동일한 부분 부재에 대해서는 "A"를 부가한 동일부재번호를 사용하였다.For the convenience of description, the same member number with "A" was used for the same partial member as before.

상기한 구성으로 이루어진 본 고안 브러쉬리스 모터에서의 회전자자석(40A)은 회전자요크(4)의 내측에서 고정자(3)외 대응설치됨을 종래와 동일하다.Rotor magnet 40A in the brushless motor of the present invention having the above-described configuration is the same as the conventional installation of the stator 3 inside the rotor yoke 4.

그러나 본 고안에서는 고정자 철심에 스큐를 설치한 상태에서 발생되던 샤프트(2A)방향으로 발생되던 힘, 또한 그에 수반하여 발생되던 토크 변동량에 따른 진동, 소음 유발의 문제점을 회전자자석(40A)에 착자형상을 "V"형상으로 하므로서 샤프트(2A) 방향으로만 발생하던 힘을 적극적으로 상쇄할수 있는 것이다.However, the present invention magnetizes the problem of the vibration and noise caused by the force generated in the direction of the shaft 2A, which is generated while the skew is installed on the stator iron core, and the torque fluctuation caused by the magnetism in the rotor magnet 40A. By making the shape "V", it is possible to positively cancel the force generated only in the direction of the shaft 2A.

따라서, 본 고안에 의하면 고정자(3A)에 별도의 보조돌극(20)을 설치하지 않은 반면 모터의 진동, 소음의 유발은 적극적으로 배재되어 오디오, 비데오등과 같은 정밀기기의 성능을 가일층 향상시킬 수 있는 등의 여러가지 잇점이 있다.Therefore, according to the present invention, a separate auxiliary protrusion 20 is not installed in the stator 3A, but vibration and noise generation of the motor are actively excluded, thereby further improving the performance of precision devices such as audio and video. There are many advantages, such as being there.

Claims

In the brushless motor 1, a cogging torque is formed by arranging skews in a reverse rotational direction on a rotor magnet 40A inside the rotor yoke 4A rotating around the stator 3A. No brushless motor.

The brushless motor of claim 1, wherein the skew is configured in a "V" shape.