KR950035005A

KR950035005A - 영구 자석 다이너모 전기 기기

Info

Publication number: KR950035005A
Application number: KR1019950006691A
Authority: KR
Inventors: 에드워드 홀스트 게리
Original assignee: 데니스 제이. 그린; 에머슨 일렉트릭 컴패니
Priority date: 1994-03-28
Filing date: 1995-03-28
Publication date: 1995-12-30
Also published as: DE69504391T2; DE69504391D1; CA2145262A1; CA2145262C; JPH07288960A; US5530307A; EP0675586A1; EP0675586B1; ATE170680T1; TW277176B

Abstract

본 발명은 고정자 조립체(52)와 회전자 조립체(RA)를 가지는 브러쉬가 없는 영구 자석 다이너모 전기 기기(dynamo-electric machine)에 관한 것이다. 그 회전자 조립체는 회전자 축(RS)에 장착되는 회전자(R)를 포함한다. 고정자 조립체는 내측으로 돌출한 다수의 자극(5)를 가지며 회전자는 외측으로 돌출하는 다수의 자극(RP)을 가진다. 그 회전자는 회전자 자극을 형성하는 다수의 회전자 적층(laminations)(L)을 구비하며, 그 회전자와 고정자 자극 사이에는 공간(G1)이 있다. 본 발명의 개선된 기기는 회전자와 고정자 조립체 사이의 유용 자속을 조절한다. 권선(coil)(70)은 전동기 하우징의 단부벽에 연결되고 그 권선을 회전자 축에 끼우는 자석 장착 구조물(66)로 지지된다. 직류(D.C current)가 권선에 인가된다. 다수의 자석(82a,82b)은 적층의 길이만큼 연장되며 회전자 자극의 각 세트(set)의 하나의 자극의 외측면에 근접 위치한다. 그 자석은 권선 주위로 연장된 지지 구조물(72)상에 장착된다. 지지 구조물과 축이 서로 떨어지도록 자석은 회전자 자극의 외측면에 자력으로 부착된다. 권선과 축 사이에 연장된 공간(G2)이 있다. 자석은 회전자와 동시에 회전한다. 권선에 인가된 전류는 회전자에 연결된 자속을 조절하며, 권선 및 자석용의 장착 구조물은 최종 자속을 위한 전환 자속 경로(diversion flux path)를 부분적으로 형성한다.

Description

영구 자석 다이너모 전기 기기

본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음

제2도는 본 발명의 브러쉬가 없는(brushless)영구 자석 전동기 또는 발전기의 회전자(rotor)조립체의 사시도, 제3도는 본 발명의 고정 권선(coil) 및 이동가능한 자석 구조물을 도시한 제2도의 회전자 조립체의 측면도, 제5도는 슬리브의 원통부 및 권선 장착 구조물의 사시도, 제6A도는 주 자속 경로를 도시한 기기의 단면도, 제6B도는 기기를 통한 전환된(diverted)자속 경로를 도시한 회전자 조립체 및 고정자 조립체의 단면도.

Claims

고정자 조립체와 그 고정자 조립체에 대하여 회전할 수 있도록 회전자 축에 장착된 회전자를 포함하는 회전자 조립체를 가지며, 상기 고정자 조립체는 내측으로 돌출한 다수의 고정자 자극을 가지고 상기 회전자는 외측으로 돌출한 다수의 회전자 자극을 가지며, 자극들이 정렬 되었을때 각각의 회전자 자극 및 고정자 자극 사이에 공간이 있으며, 회전자가 회전함에 따라 고정자 조립체와 회전자 조립체 사이에 자속 경로가 형성하는 브러쉬 없는 영구 자석 다이너모 전기 기기에 있어서, 직류가 인가되는 권선과, 회전자에 근접하여 장착되어 그 회전자와 함께 회전할 수 있는 자석을 포함하고 회전자 조립체와 고정자 조립체 사이의 유용한 자속을 조절하는 수단과, 자석이 회전자와 동시에 회전하도록 권선과 자석을 장착하는 장착 수단을 구비하며, 상기 권선에 인가된 전류가 회전자와 연결된 자속을 조절하며, 상기 장착 수단이 최종적인 자속용의 자속 경로를 부분적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 브러쉬 없는 영구자석 다이너모 전기 기기.
제1항에 있어서, 적층되어 회전자 전극을 형성하는 다수의 회전자 층과, 각 회전자 자극에 자력으로 부착되도록 회전자 자극의 각 세트중의 한 자극의 외측 표면에 근접 위치하고 적층의 길이만큼 연장된 다수의 자석을 포함하는 자석수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 브러쉬 없는 영구 자석 다이너모 전기기기.
제2항에 있어서, 회전자 자극의 각 세트중의 한 자극을 위한 하나의 자석만이 존재하며, 회전자 적층에 의해 형성된 모든 자극이 동일한 극, 즉 남극을 가지는 결과적인 회전자 조립체를 만들기 위해 각각의 상기 자석이 관련된 회전자 자극에 자력으로 부착되는 것을 특징으로 하는 브러쉬 없는 영구 자석 다이너모 전기 기기.
제2항에 있어서, 각 자극의 외측 표면은 아치형이며, 각 자석은 관련 자극의 각각의 외측면과 맞닿는 원호부와 접하는 만곡된 자석이며, 상기 자극이 자극의 세트중의 다른 자극과 같은 극을 갖도록 상기 자석이 각 자극에 부착되는 것을 특징으로 하는 브러쉬 없는 영구 자석 다이너모 전기 기기.
제4항에 있어서, 상기 장착 수단은 회전자 적층의 한쪽 단부에 근접하여 회전자 축에 끼워질 수 있는 크기를 가지는 환형 하우징을 포함하며, 상기 하우징은 회전자 축과의 사이에 공간이 형성되도록 회전자 축의 지름보다 큰 내경을 가지는 내측벽을 구비하는 것을 특징으로 하는 브러쉬 없는 영구 자석 다이너모 전기 기기.
제5항에 있어서, 상기 권선은 상기 하우징내에 위치하며 회전자 조립체를 통해 전환된 제2자속 경로를 만드는데 이용되는 환형 권선을 구비하며, 상기 전환된 자속 경로는 하우징과 회전축 사이에 형성된 공간을 가로지르는 것을 특징으로 하는 브러쉬 없는 영구 자석 다이너모 전기 기기.
제6항에 있어서, 상기 장착 수단은 상기 하우징에 끼워져 그 사이에 공간을 형성할 수 있는 크기를 가지는 환형 링을 포함하며, 상기 링은 회전자 축에 길이방향으로 평행하게 연장되고 서로 이격된 다수의 핑거를 포함하며, 그 핑거의 수는 자석의 수와 일치하는 것을 특징으로 하는 브러쉬 없는 영구 자석 다이너모 전기 기기.
제7항에 있어서, 상기 자석들이 자극의 외측 표면에 근접한 곳에 위치하도록 핑거의 내측표면에 고착되며 그에 따라 자석들은 회전자 자극에 자력으로 부착되고, 권선 및 권선 하우징에서부터, 권선 하우징과 회전자 축 사이의 공간을 가로지르고, 회전자 축과 회전자 적층, 자석, 자석이 부착된 핑거와, 핑거가 연장되어 나오는 링을 통해서, 및 링과 권선 하우징 사이의 공간을 가로질러 연장되는 전환된 자속 경로의 일부를 형성하도록, 핑거들이 링을 권선 하우징과 이격된 상태로 지지 하는 것을 특징으로 하는 브러쉬 없는 영구 자석 다이너모 전기 기기.
제7항에 있어서, 권선 하우징과, 링과, 핑거들은 적절한 크기와 형상으로 압착된 자속 투과성 분말 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 브러쉬 없는 영구 자석 다이너모 전기 기기.
내측으로 돌출한 다수의 고정자 자극을 가지는 고정자 조립체와, 고정자 조립체에 대해 회전하도록 회전자 축에 장착된 고정자를 포함하는 회전자 조립체와, 직류가 인가되는 권선을 포함하며 회전자 조립체와 고정자 조립체 사이의 유용한 자속을 조절하는 수단과, 회전자에 근접한 자석과, 권선을 회전자축에 근접되게 장착시키는 권선 장착 수단과, 회전자와 동시에 회전할 수 있도록 자석을 회전자에 부착시키는 자석부착 수단을 구비하며, 상기 회전자는 바깥쪽으로 돌출한 다수의 회전자 자극을 가지며, 자극이 정렬되었을때, 각 회전자 자극과 고정자 자극 사이에 공간이 존재하며, 상기 고정자 조립체 및 회전자 조립체는 전동기에서 하나의 자속 경로를 제공하며, 권선과, 자석과, 권선 장착수단 및 자석 부착 수단은 자속 전환 경로를 형성하고 그에 따라 권선에 인가된 직류가 자속 전환 경로내의 자속을 조절하는 것으로 회전자 조립체와 고정자 조립체 사이의 자속량을 조절하는 것을 특징으로 하는 브러쉬 없는 영구 자석 다이너모 전기 기기.
제10항에 있어서, 상기 회전자 조립체는 회전자 자극을 형성하는 다수의 회전자 적층과, 자극에 자력으로 부착되도록 회전자 자극의 각 세트중의 한 자극의 외측면에 근접하여 위치하며 적층의 길이만큼 연장된 다수의 자석을 포함하는 자석들을 구비하는 것을 특징으로 하는 브러쉬 없는 영구 자석 다이너모 전기 기기.
제11항에 있어서, 각각의 상기 자극의 외측면은 원호 형상이며, 각 자석이 상기 자극의 각 외측면과 접하는 원호부와, 일치하는 만곡된 자석인 것을 특징으로 하는 브러쉬 없는 영구 자석 다이너모 전기 기기.
제12항에 있어서, 상기 권선 장착 수단은 회전자 적층의 한쪽 단부에 근접한 곳에서 회전자 축에 끼워질 수 있는 크기를 가지는 환형 하우징을 포함하며, 회전자 축과의 사이에 공간이 형성되도록 상기 하우징은 회전자 축의 지름보다 큰 내경을 가지는 내측 벽을 구비하는 것을 특징으로 하는 브러쉬 없는 영구자석 다이너모 전기 기기.
제13항에 있어서, 상기 권선은 상기 하우징내에 위치하고 회전자 조립체를 통하는 전환된 제2자속 경로를 만드는데 이용되는 환형 권선을 포함하며, 상기 전환된 자속경로는 하우징과 회전자 축 사이에 형성된 공간을 가로지르며, 상기 권선은 상기 하우징에 수납되도록 상기 하우징의 내측벽 및 외측벽의 각각의 지름과 상응하는 각각의 내경 및 외경을 가지는 것을 특징으로 하는 브러쉬 없는 영구 자석 다이너모 전기 기기.
제14항에 있어서, 상기 자석 부착 수단은 상기 하우징과의 사이에 공간이 형성되도록 상기 하우징 위에 끼워질 수 있는 크기를 가지는 환형 링을 포함하며, 상기 링은 그 링에서부터 회전자 축과 평행하게 길이방향으로 서로 이격되어 연장된 다수의 핑거들을 포함하며, 그 핑거의 수는 자석의 수와 일치하며, 상기 자극의 각각의 외측면에 근접 위치하고 그 외측면에 자력으로 부착될 수 있도록 상기 자석은 상기 핑거의 각각의 내측 표면에 고정되며, 상기 핑거들은 기기가 작동할때 발생되는 원심력에 대해 상기 자석들을 부착된 위치에서 유지되도록 지지하는 것을 특징으로 하는 브러쉬 없는 영구 자석 다이너모 전기 기기.
제15항에 있어서, 상기 권선 장착 수단과 자석 부착 수단은 적절한 크기로 압착된 자속 투과성 분말 금속으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 브러쉬 없는 영구 자석 다이너모 전기 기기.
내측으로 돌출한 다수의 고정자 자극을 가지는 고정자 조립체와, 고정자 조립체에 대해 회전하도록 회전자 축에 장착된 고정자를 포함하는 회전자 조립체와, 직류가 인가되는 권선과 상기 권선이 수납되는 하우징과, 회전자에 근접 장착되는 자석 및 상기 자석을 회전자와 동시에 회전하도록 회전자에 부착시키는 자석 부착 수단을 구비하며, 상기 회전자는 바깥쪽으로 돌출한 다수의 회전자 자극을 가지며, 자극이 정렬되었을때 각 회전자 자극과 고정자 자극 사이에 공간이 존재하며, 상기 회전자 조립체는 회전자 자극을 형성하는 다수의 회전자 적층을 구비하며, 상기 하우징은 회전자 적층의 한쪽 단부에 근접하여 회전자 축에 끼워지는 크기를 가지며, 상기 하우징은 회전자축과의 사이에 공간이 형성되도록 회전자 축의 지름보다 큰 내경을 가진 내측벽을 구비하며, 상기 자석수단은 자극에 자력으로 부착되도록 회전자 자극의 세트중의 한 자극의 외측면에 근접 위치하고 적층의 길이만큼 연장된 다수의 자석들을 포함하며, 상기 자석 부착수단은 상기 하우징에 끼워져 그 사이에 공간이 형성될 수 있는 정도의 크기를 가지며, 상기 링은 회전자 축의 길이방향으로 평행하게 연장되고 서로 이격된 다수의 핑거를 포함하며, 핑거의 수는 자석의 수와 일치하며, 자석은 상기 자극의 각 외측면에 근접위치하여 자력으로 부착될 수 있게 상기 핑거의 각 내측 표면에 고정되며, 상기 핑거들은 기기가 작동할때 발생되는 원심력에 대해 상기 자석들을 부착된 위치에서 유지되도록 지지하며, 그것에 의해 고정자 조립체와 회전자 조립체가 제1공간과, 권선과, 권선 하우징과, 자석들을 통과하며 연장된 자속 경로를 가지는 전동기의 제1자속 경로를 제공하며, 자석 부착 수단은 제1공간 및 제2공간을 지나는 제2의 자속전환 경로를 형성하며, 권선에 인가되는 전류가 자속 전환 경로내의 자속량을 조절하는 것으로 회전자 조립체와 고정자 조립체 사이의 자속량을 조절하는 것을 특징으로 하는 브러쉬 없는 영구 자석 다이너모 전기 기기.
다이너모 전기 기기에서, 자극이 정렬되었을때 각 고정자 자극과 회전자 자극 사이에 공간이 존재하며, 고정자 조립체에 대해 회전을 하도록 회전자축에 장착되며 외측으로 돌출한 다수의 회전자 자극을 가지는 회전자를 포함하는 회전자 조립체와, 내측으로 돌출한 다수의 고정자 자극을 가지는 고정자 조립체 사이의 유용한 자속을 조절하는 방법으로서, 회전자 자극에 자석 수단을 자력으로 부착시키는 것과, 회전자 축에 고정적인 권선 수단을 장착하는 것과, 상기 권선 수단을 통해 전류를 유동시키는 것으로 구성되며, 상기 자석 수단은 자석 수단 및 그 부착 수단이 회전자와 동시에 회전할 수 있게 회전자 축과 떨어져 있는 관련 부착 수단을 가지며, 상기 권선 수단은 자속이 회전자 조립체와 고정자 조립체 사이의 자속 경로를 통해서가 아니라 보조 자속 경로를 통해 흐르는 바로 그 보조 자속 경로를 형성하기 위해 자석 수단과, 자석 부착 수단과, 회전자와, 회전자 축과 함께 자성적으로 연결되어 있는 권선 하우징을 포함하며, 상기 전류의 세기 및 방향이 각 자속 경로내의 자속을 결정하는 것을 특징으로 하는 자속 조절 방법.
제18항에 있어서, 상기 회전자 조립체는 회전자 자극을 형성하는 다수의 회전자 적층을 구비하며, 상기 적층의 길이만큼 연장된 자석을 회전자에 근접 장착시키는 것은 상기 자석을 회전자 자극의 세트의 한 자극의 외측 표면에 근접하여 위치시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 자속 조절 방법.
제19항에 있어서, 각 자극의 외측 표면은 아치형이며, 각 자석은 각 자극의 외측 표면과 접하는 원호형상과 일치하는 원호와 접하는 만곡된 자석이며, 회전자 자극에 자석을 자력으로 부착시키는 것에 의해 자석이 부착되는 핑거를 포함하는 링이 권선 수단 하우징과 떨어져 있으며, 권선 및 자석을 장착시키는 것은 권선 수단을 회전자 적층의 한쪽 단부에 근접하여 하우징내에 설치하는 것과 링을 하우징과 이격되게 그 하우징에 끼우는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 자속 조절 방법.
다이너모 전기 기기에서, 자극이 정렬되었을때 각 고정자 자극과 회전자 자극 사이에 공간이 존재하며, 고정자 조립체에 대해 회전을 하도록 회전자축에 장착되며 외측으로 돌출한 다수의 회전자 자극을 가지는 회전자를 포함하는 회전자 조립체와, 내측으로 돌출한 다수의 고정자 자극을 가지는 고정자 조립체 사이의 유용한 자속을 조절하는 방법으로서, 회전자 축에 자석 장착 수단을 설치하여 회전자 조립체를 형성하는 것과, 회전자 조립체에 근접하여 권선 수단을 장착하는 것과, 권선 수단에 직류를 인가하는 것을 포함하며, 상기 자석 장착 수단은 회전자 자극에 근접하여 지지되는 다수의 자석을 가지며, 상기 자석은 회전자 자극에 부착되어 장착 수단을 축에서 떨어뜨리며 그 자석은 회전자와 동시에 회전하며, 상기 권선 수단은 권선을 구비하고 권선에 인가된 상기 전류는 회전자와 연결된 자속을 조절하며, 회전자와, 회전자 축과, 자석과, 자석 장착 수단 및 권선은 최종 자속을 위한 자속 경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 자속 조절 방법.
내측으로 돌출한 다수의 고정자 자극을 가지는 고정자를 포함하는 고정자 조립체와, 고정자 조립체에 대하여 회전하도록 회전자 축에 장착된 회전자를 포함하는 회전자 조립체와, 회전자 자극의 각 세트에 하나식 대응하는 다수의 자석과, 권선이 회전자 축에 근접 장착되어 그 사이에 공간이 형성되도록 권선 및 자석을 회전자 축에 대하여 장착시키는 수단을 구비하며, 상기 회전자는 다수의 회전자 적층에 의해 형성되며 외측으로 돌출한 다수의 회전자 자극을 형성하며, 자극이 정렬되었을때 각 회전자 자극과 고정자 자극 사이에 공간이 존재하며, 상기 장착 수단은 회전자 축에 끼워질 수 있는 크기를 가지는 슬리브를 포함하고 회전자 적층 및 권선의 길이만큼 연장되며, 상기 슬리브는 각 자석이 회전자 자극에 자력으로 부착되도록 각 자석을 회전자 자극의 각 세트의 하나의 자극에 근접하여 위치시키며, 회전자 자극에 자석을 부착시키는 것은 권선과 슬리브 사이에 공간이 형성되도록 슬리브를 회전자 축과 떨어지게 하며, 상기 사항에 의해 권선에 전류가 공급될때 발생되는 최종 자속용의 분리된 자속 경로가 만들어지며, 상기 자속 경로는 권선에서부터, 권선과 회전자축 사이의 공간을 가로지르고, 회전자 축과 회전자 적층을 관통하고, 자석과 슬리브를 관통하고, 슬리브와 권선 사이의 공간을 가로질러 연장되며, 상기 자속 경로내의 자속량은 권선을 통해 흐르는 전류의 세기 및 방향에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 베케이-로빈슨형의 브러쉬 없는 영구 자석 다이너모 전기 기기.
제22항에 있어서, 자석이 부착되는 각 회전자 자극은 아치형 외측 표면을 가지며, 각 자석은 상기 자극의 각각의 외측면과 접하는 원호와 일치하는 만곡된 자석인 것을 특징으로 하는 베케이-로빈슨형의 브러쉬 없는 영구 자석 다이너모 전기기기.
제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 슬리브는 상기 권선 하우징에 끼워질 수 있는 크기를 가지며 상기 회전자 축의 길이방향으로 평행하게 서로 이격되어 연장된 다수의 레그를 포함하는 링을 가지며, 상기 레그의 수는 상기 자석의 수와 같으며, 상기 레그는 각 회전자 자극의 외측 표면과 이격되며, 상기 자석은 상기 자극의 각 외측 표면에 근접 위치하고 그 자극에 자력으로 부착되도록 상기 레그의 각각의 내측 표면에 고정되며, 상기 레그는 기기 작동시에 발생하는 원심력에 대하여 상기 자석들이 소정 위치에 유지될 수 있도록 그 자석들을 지지하는 것을 특징으로 하는 베케이-로빈슨형의 브러쉬 없는 영구 자석 다이너모 전기 기기.
제24항에 있어서, 상기 자석 장착 수단은 적절한 크기로 압착된 자속 투과성, 분말 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 베케이-로빈슨형의 브러쉬 없는 영구 자석 다이너모 전기 기기.

※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.