KR940006253Y1 - 전동기의 회전장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전동기의 회전장치

제1도는 a는 종래 브러실리스 모터의 단면구성도,

제1b도는 종래 브러실리스 모터의 평면구성도.

제2a도는 종래 브러실리스 모터의 적용되는 백요크를 보인 평면구성도.

제2b도는 종래 브러실리스 모터의 적용되는 회전자 요크를 보인 평면구성도.

제2c도는 종래 브러실리스 모터의 공극 자속밀도의 분포도.

제3도는 본 고안에 따른 전동기의 회전장치를 보인 단면구성도.

제4a도는 본 고안에 따른 백요크의 평면도.

제4b도는 본 고안에 따른 회전자 요크의 평면도.

제5a도 및 b도는 본 고안 FEM 해석결과에 따른 자속선도 및 공극부의 자속밀도 분포도.

제6a도 및 b도는 본 고안에 따른 백요크의 제2실시예를 보인 평면도.

제7a도 및 b도는 본 고안에 따른 백요크의 제3실시예를 보인 평면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4 : 회전자부 5 : 고정자부

6 : 이격부 7 : 브라켓

40 : 회전자요크 41 : 회전자자석

42 : 백요크 43 : 절결부

본 고안은 펄스발생용 자극이 없는 전동기의 회전장치에 관한 것으로, 특히, 펄스파를 발생하여 모터의 정속구동 및 정위치 검출을 요하는 브러실리스 모터에서 펄스발생용 자극을 제거한 반면 동일한 효과를 얻을 수 있도록 일정부위 절결부를 구비한 백요크를 회전자 자석과 대향설치한 전동기의 회전장치에 관한 것이다.

제1a도 및 b도에는 종래 브러실리스 모터의 단면구성도와 회전자의 평면구성도를 도시한다.

PCB(20)에 수직설치된 샤프트(21)에는 내측에 회전자 자석(11)이 부착된 회전자 요크(10)가 설치되며, 상기 회전자 요크(10)의 양측에는 대향되게 펄스발생(Pulse Generator)용자극(이하 PG 자극 이라함.)(11a)이 설치되고, 이에 대향되게 PCB(20) 상에는 상기 회전자 요크(10)가 회전함에 따라 그 상대적인 위치를 검출하는 자전유도(磁電誘導)셍서(23)가 설치되어 있다.

이와 같은 종래의 구조에서는 PG자극(11a)과 자전유도센서(23)를 구비해야 하므로 부품수가 증가할 뿐만 아니라 상기 PG자극(11a)을 별도로 자기(磁氣)를 갖도록 자화(磁化)시켜야 하므로 부품관리상 어려움과 제작공정이 증가하여 단가가 상승하는 등의 문제가 발생한다.

제2a도 및 b도에는 종래의 브러시리스 모터에서 적용하는 백요크와 회전자 요크에서 펄스파를 발생하는 다른 실시예를 평면 구성도로 도시하며 제2c도에서는 제2도의 공극 자속밀도의 분포도를 도시한다.

도시와 같이 이는 축방향 공극형 전동기 구조에서 사용하는 종래 방법의 일례로서, 회전자 요크(10) 내부에 설치된 회전자 자석(11), 즉, 복수개의 주자극으로 구성된 회전자 자석(11)중 어느 한개의 주자극 내부에 별도의 PG자극(11a)을 상기 주자극의 극성과 반대의 극성으로 설치하며, 그와 대향하여 백요크(30)를 공히 회전자로 하거나 또는 고정자로 설치하는 방법을 도시하고 있다.

상기 회전자 요크(10) 내부에 설치된 회전자 자석(11)과 백요크(30)를 회전자부로하고, 상기 회전자 자석(11)과 백요크(30)사이에는 PCB(20)와, PCB(20)상에 설치된 코일(22)과, 상기 PG자극(11a)을 검출하는 PG패턴(Pattern)(미도시)을 갖춘 고정자부로 구성된다.(제1a도 참조)

그러나, 상기한 종래의 구성에서는 복수개의 각기 다른 자성을 갖도록 자화시켜주는 회전자 요크(10)에 설치된 회전자 자석(11)과 상기 회전자 자석(11)의 주자극 내부에 PG자극(11a)을 설치해야 하므로 제작이 어려웠다.

즉, 주자극과 주자극내에 설치된 PG자극(11a)을 각각 다른 극성으로 자화시켜줄때는 공정상 번거로움과 같은 불합리성이 야기되고, 반면 동시에 자화시켜줄때는 PG자극(11a)을 갖는 주자극의 양측에 인접설치된 주자극에 비해 PG자극(11a)이 설치된 영향으로 자력이 적게되기 때문에 이는 곧 주파수 발생(Frequency Generator)신호(이하 FG 신호라 함.)에 따른 속도변동의 원인과 이를 해결하기 위한 회전자 요크 제작에서의 기술적 어려움이 뒤따랐으며, 토크(Torque)불평형등으로 인하여 불규칙한 토크를 일으키는 악화요인으로 발전하기 때문에 고도의 정속구동을 요하는 브러실리스 모터에서 제기되는 브러실리스 모터의 특성이 저하되는 전반적인 문제를 유발한다.

본 고안은 상술한 종래 기술의 문제점을 감안한 것으로, 고도의 정속구동을 요하는 브러실리스 모터에서 펄스발생용 자극을 제거한 반면 종래와 동일한 정속구동의 효과를 기대할 수 있는 펄스발행의 자극이 없는 전동기의 회전장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적은 본 고안에 따르면, 샤프트가 수직설치된 PCB하측에 설치되며, 복수개의 자극이 내측원주방향으로 동일각도 배열된 회전자 자석을 갖는 회전자 요크 및 상기 회전자 요크와 동일축으로 회전하게 되는 백요크를 포함하는 회전자부와, 상기 PCB상에 설치되어 자기(磁氣)에너지의 변동분에 상당하는 PG신호를 검출하는 PG패턴 및 코일을 가진 고정자부와, 상기 고정자부가 상기 회전자부에 접촉하지 못하도록 상기 PCB상에 일정간격 이격설치된 이격부와, 상기 이격부의 상측에서 하향연결 설치된 브라켓을 포함하는 전동기의 회전장치를 제공함으로서 달성된다.

이하에서 상기 목적을 달성하는 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의해 상세히 설명한다.

제3도에는 본 고안에서 적용하는 브러실리스 모터의 전체적인 단면구성도를 도시한다.

샤프트(51)가 돌출된 PCB(50) 상측에는 코일(52)을 갖는 고정자부(5)가 설치되며, 상기 PCB(50)하측에는 내측에 복수개의 자성을 띤 회전자 자석(41)이 원주방향으로 동일하게 배열된 회전자 요크(40)가 축설된다.

상기 고정자부(5)의 상측에는 고정자부(5)와 하향 면 대향되는 백요크(42)가 상기 PCB(50)상에 수직설치된 이격부(6)에 의해 이격설치되며, 이격부(6)의 상측에는 브라켓(7)이 하향 설치된다.

제4a도 및 b도는 본 고안에 따른 백요크의 평면도와 내측에 회전자 자석을 갖는 회전자 요크의 평면구성도를 도시한다.

상기 백요크(42)에는 상기 회전자 요크(40) 내부에 설치된 회전자 자석(41)중 한개의 주자극 크기보다 작게 "θ"만큼 커팅된 절결부(43)를 갖는다.

상기 절결부(43)의 각도 "θ"는 θ＞θm 되게 한다.

상기 절결부(43)의 길이는 Ri＞1/2Dmi가 되게한다. θ: 한개의 주자극의 각도, Ri : 백요크의 중심에서 절결부의 내측단까지의 길이, Dmi : 회전자 자석축공의 반경 제5a도 및 b도는 본 고안 FEM 해석결과에 따른 자속선도 및 공극부의 자속밀도 분포도를 도시한다.

도시와 같이 종래의 모터에서 나타나는 공극내의 자속밀도 파형과 같이 된다는 것을 알 수 있다(제2c도 참조).

따라서 본고안에서는 백요크(42)에 주자극의 크기보다 작게 "θ"만큼 커팅한 절결부(43)를 설치하므로서 주자극 내부에 펄스발생용 PG자극이 설치된 종래와 동일한 성능을 얻는 것이다.

따라서 본 고안과 같이되는 모터 구조에서 나타나는 하나의 주자극에 의한 공극의 자속밀도 변화분은 PCB(50)상의 PG패턴에 의하여 회전자자석이 회전함에 따라 PG 패턴상에서는 전자 유도현상에 의하여 1 또는 2PPR(1 or 2Pulse/Tate)펄스신호가 출력되도록 구성한 것이다.

제6a도 및 b도에는 본 고안의 제2실시예를 도시한다. 도시와 같이 백요크의 일단에 커팅된 절결부를 원형 및 타원형으로 설치할 수 있다.

제7a도 및 b도에는 본 고안의 제3실시예를 도시한다. 제7a도는 절결부를 백요크의 축공쪽에 설치한 것이며 제7b도는 절결부를 백요크의 내부에 설치한 것이다.

상기 실시예에 있어서도 제1실시예의 작용 및 효과와 동일하므로 이에 대한 별도의 설명은 생략한다.

이상과 같이 본고안은 종래와 같이 별도의 PG 자극이 필요치 않으므로 주자극내에 PG 자극을 설치함에 따라 발생되던 주파수 발생신호에 따른 속도변동의 원인과, 이를 해결하기 위한 회전자 요크 제작의 어려움 및 불규칙한 토크를 유발하는 문제점은 적극적으로 방지된다.

따라서 동일한 FG 신호를 얻을 수 있으므로 모터의 정속구동을 기대할 수 있으며 회전자석을 자화시키는 방법에서 펄스발생용 자극이 별도로 필요치 않기 때문에 공정상 번거로움이나 제작과정에서의 문제점을 일시에 해소할 수 있는 등의 특징이 있다.

Claims (7)

1. 샤프트가 수직설치된 PCB하측에 설치되며, 복수개의 자극이 내측원주방향으로 동일각도 배열된 회전자 자석을 갖는 회전자 요크 및 상기 회전자 요크와 동일축으로 회전하게 되는 절결부(43)를 구비한 백요크를 포함하는 회전자부와, 상기 PCB상에 설치되어 자기(磁氣)에너지의 변동분에 상당하는 PG신호를 검출하는 PG 신호를 검출하는 PG패턴 및 코일을 가진 고정자부(5)와, 상기 고정자부(5)가 상기 회전자부(4)에 접촉하지 못하도록 상기 PCB상에 일정간격 이격설치된 이격부(6)와, 상기 이격부(6)의 상측에서 하향연결 설치된 브라켓(7)을 포함하는 전동기의 회전장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 백요크의 절결부(43)의 각도(θ)는 회전자 자석(11)에 설치된 한개의 주자극의 각도(θm)보다 작도록 구성함을 특징으로 하는 전동기의 회전장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 절결부(43)의 길이는 Ri＞1/2Dmi임을 특징으로 하는 전동기의 회전장치. Ri : 백요크의 중심에서 절결부 내측단까지의 길이 Dmi : 회전자 자석 축공의 반경.
4. 제1항에 있어서, 상기 절결부(43)는 원형을 갖는 전동기의 회전장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 절결부(43)는 타원형을 갖는 전동기의 회전장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 백요크(42)의 축공측에 펄스발생용 절결부(43)가 설치된 전동기의 회전장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 절결부(43)는 백요크(42)의 내부에 설치된 전동기의 회전장치.