WO2019083067A1 - Electric generator for reducing cogging torque - Google Patents

Electric generator for reducing cogging torque

Info

Publication number
WO2019083067A1
WO2019083067A1 PCT/KR2017/011988 KR2017011988W WO2019083067A1 WO 2019083067 A1 WO2019083067 A1 WO 2019083067A1 KR 2017011988 W KR2017011988 W KR 2017011988W WO 2019083067 A1 WO2019083067 A1 WO 2019083067A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotor
permanent magnet
cogging torque
generator
permanent magnets
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/011988
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
윤양운
Original Assignee
주식회사 지앤씨에너지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 지앤씨에너지 filed Critical 주식회사 지앤씨에너지
Priority to PCT/KR2017/011988 priority Critical patent/WO2019083067A1/en
Publication of WO2019083067A1 publication Critical patent/WO2019083067A1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures

Abstract

The present invention relates to an electric generator for reducing cogging torque and, more specifically, to an electric generator for reducing cogging torque, the electric generator reducing cogging torque and leakage flux generated during driving of the electric generator, thereby enabling generation efficiency of the electric generator to increase. The electric generator for reducing cogging torque, according to the present invention, repeatedly changes, along a circumferential direction, an interval between an end portion of a permanent magnet provided in a rotor and teeth formed in a stator, thereby enabling cogging torque to be remarkably reduced in comparison with a conventional electric generator in which an interval between a permanent magnet and teeth is uniformly fixed.

Description

코깅토크 저감을 위한 발전기Generator for cogging torque reduction
본 발명은 코깅토크 저감을 위한 발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발전기의 기동시 발생하는 코깅토크 및 누설 자속을 저감시킴으로써 발전기의 발전 효율을 높일 수 있는 코깅토크 저감을 위한 발전기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a generator for reducing cogging torque, and more particularly, to a generator for reducing cogging torque which can increase the power generation efficiency of a generator by reducing cogging torque and leakage magnetic flux generated when the generator starts.
최근 지구온난화의 주범인 이산화탄소 배출을 줄이기 위해 신재생에너지 분야에 많은 연구가 이루어지고 있다. 특히, 바람이 있는 곳이면 어디든지 적은 비용으로 발전기를 설치하여 전기를 얻을 수 있는 풍력발전분야는 지속적인 성장세를 유지하고 있다.Recently, a lot of research is being done in the field of renewable energy to reduce carbon dioxide emission, which is the main cause of global warming. In particular, the wind power generation sector, where electricity can be obtained by installing a generator at a low cost wherever there is wind, has been growing steadily.
지금까지 육상 대형풍력발전에서는 기어형 유도발전기를 장착한 풍력발전기가 대세를 이루었으나 최근에는 해상풍력발전시장이 급성장하면서 유지보수비가 많이 드는 기어형 동기발전기에서 유지 보수비가 적게 드는 기어리스형 영구자석 발전기를 장착한 풍력발전기로 시장이 재편되고 있다.Until now, wind turbines equipped with geared induction generators have been popular in land-based large-scale wind power generation. However, in recent years, there has been a rapid growth of offshore wind power generation market, and a geared synchronous generator having maintenance- The market is being reorganized with wind turbines equipped with generators.
특히 출력 변동이 심한 소형 풍력발전에서는 낮은 분당회전수(RPM)와 높은 토크(Torque)가 요구되는 영구자석 발전기 사용이 대부분을 차지하고 있다.Especially, in the case of a small wind turbine with a large power fluctuation, the majority of the use of a permanent magnet generator requiring low RPM and high torque is required.
그런데 낮은 분당회전수와 높은 토크를 갖는 영구자석 발전기는 영구자석의 높은 자속밀도(Magnetic Flux Density) 및 코어와 영구자석 간의 자계 불균형으로 코깅토크(Cogging Torque)가 높아 초기 기동이 어려운 단점을 가지고 있다. However, permanent magnet generators having low revolutions per minute and high torque are disadvantageous in that initial starting is difficult due to high magnetic flux density of the permanent magnet and high magnetic field unbalance between the core and the permanent magnet due to high cogging torque .
따라서 최근 소형풍력발전기에는 기동 토크와 코깅토크를 최소화하여 낮은 풍속에서도 블레이드의 기동을 가능하게 하기 위하여 철심을 제거한 코어리스(Coreless)형 AFPM(Axial Flux Permanent Magnet) 발전기나, 철심은 있으나 슬롯이 없는 슬롯리스(Slotless)형 RFPM(Radial Flux Permanent Magnet)발전기 사용이 증가하고 있다.Therefore, in order to minimize the starting torque and the cogging torque in a small wind turbine, it is necessary to use a coreless type AFPM (Axial Flux Permanent Magnet) generator in which an iron core is removed in order to enable the blade to start at a low wind speed, Slotless RFPM (Radial Flux Permanent Magnet) generators are on the rise.
그러나 코어리스형 AFPM 발전기나, 슬롯리스형 RFPM 발전기는, 슬롯이 있는 RFPM 발전기에 비해 자속 누설이 높아 출력 전압이 떨어지고 효율이 감소하는 단점을 가지고 있다.However, the coreless type AFPM generator and the slotless RFPM generator have a disadvantage in that the output voltage is lowered and the efficiency is lowered due to the higher flux leakage than the RFPM generator having the slot.
또한, 구조가 복잡하고 영구자석 사용 개수가 증가하기 때문에 원가가 상승하며, 발전기 자체의 구조적인 문제로 대용량화가 쉽지 않다.In addition, since the structure is complicated and the number of permanent magnets used increases, the cost increases, and it is not easy to increase the capacity due to the structural problem of the generator itself.
슬롯이 있는 RFPM 발전기는 구조가 간단하고 출력전압과 효율이 높고, 소형, 경량화가 가능한 장점은 있지만 코깅토크가 크기 때문에 초기 기동이 어렵고, 정격 운전 시에도 진동이 발생하는 단점이 있다. The slotted RFPM generator is simple in structure, high in output voltage and efficiency, small in size and light in weight, but has a disadvantage in that initial starting is difficult due to large cogging torque, and vibration is generated even in rated operation.
최근에는 슬롯이 있는 RFPM 발전기를 풍력발전기에 사용하기 위해서 BLDC 전동기 기술을 RFPM 발전기에 응용하여 코깅토크를 최소화하는 작업들이 이루어지고 있으나, 대부분 높은 RPM용이기 때문에 동기발전기처럼 증속 기어를 사용해야 하는 문제점을 가지고 있다. Recently, in order to use a RFPM generator with a slot in a wind power generator, BLDC motor technology is applied to an RFPM generator to minimize cogging torque. However, most of them are for high RPM, Have.
코깅토크는 회전자 영구자석과 고정자 철심 코어, 공극으로 구성되는 자기회로에서 릴럭턴스가 최소인 방향으로 유지하려고 하는 경향에 의해 발생하는 맥동 토크라고 정의할 수 있는데, 일반적으로는 영구자석 발전기나 영구자석 전동기에 있어 회전자가 구동할 때 자계의 불균형에 의해 발생하는 토크의 최대치와 최소치의 차이값이라고 할 수 있다.The cogging torque can be defined as a pulsating torque generated by a tendency of the magnetic circuit composed of the rotor permanent magnet, the stator core, and the gap to keep the reluctance in the minimum direction. Generally, the permanent magnet generator and permanent magnet The difference between the maximum value and the minimum value of the torque generated by the unbalance of the magnetic field when the rotor is driven in the magnet motor.
최근 전동기 분야에서는 영구자석을 이용한 슈퍼 프리미엄 전동기의 수요가 증가하면서 진동과 소음의 주원인이 되는 코깅토크를 저감하기 위한 다양한 방법들이 제시되고 있는데, 현재까지 코깅토크를 저감하기 위한 방법들로 사용하고 있는 방법들을 정리해보면, 공극의 길이 증가, 슬롯 수와 극 수의 증가, 보조슬롯의 사용, 고정 자치의 형상 변화, 고정자나 전기자에 스큐(skew), 분수 슬롯 또는 극 사용, 슬롯 개구 폭 감소, 자석의 형상 변화, 자극의 착자 변화, 낮은 자속 밀도의 자석 사용 등이다.Recently, in the field of motors, various methods for reducing the cogging torque, which is the main cause of vibration and noise, have been proposed as the demand of super premium motors using permanent magnets is increasing. Up to now, they have been used as methods for reducing cogging torque To summarize the methods, there are two methods to increase the length of the gap, increase the number of slots and poles, use auxiliary slots, change the shape of the stator, skew the stator or armature, use fraction slots or poles, Shape change of the magnetic pole, magnetization change of the magnetic pole, use of the magnet having a low magnetic flux density, and the like.
그러나, 코깅토크를 저감하기 위한 상술한 종래의 방법들은 영구자석 전동기와 영구자석 발전기의 출력과 효율을 감소시키거나 제조 원가를 증가시키는 주요 요인이 된다. 따라서, 출력과 효율의 감소를 최소화하면서 제조 원가를 증가시키지 않는 코깅토크 저감 방법 개발이 시급한 과제로 요구되고 있다.However, the above-described conventional methods for reducing the cogging torque are a major factor for reducing the output and efficiency of the permanent magnet motor and the permanent magnet generator, or increasing the manufacturing cost. Therefore, it is urgently required to develop a cogging torque reduction method that does not increase the manufacturing cost while minimizing the reduction of the output and efficiency.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 회전자의 회전시 발생하는 코깅토크를 현저하게 저감시키고, 영구자석의 누설 자속을 저감시켜 발전기의 효율을 높일 수 있는 코깅토크 저감을 위한 발전기를 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, and it is an object of the present invention to reduce the cogging torque generated during rotation of the rotor, reduce the leakage magnetic flux of the permanent magnet, The present invention has been made to solve the above problems.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 코깅토크 저감을 위한 발전기는 원통 형상으로 형성되고, 가장자리 측에 원주방향을 따라 복수의 영구자석이 일정 간격 이격되게 배치된 회전자와; 상기 회전자를 내부에 수용할 수 있도록 중공부가 형성되고, 상기 회전자의 외주면과 마주하는 중공부의 내주면에는 상기 회전자의 외주면을 향해 돌출된 복수의 티스가 원주방향을 따라 일정 간격 이격되게 형성되며, 상기 티스에는 코일이 권취된 고정자;를 구비하고, 상기 회전자는 상기 티스의 단부와 설정된 제1 간격으로 이격되게 배치되는 영구자석과, 상기 티스의 단부와 설정된 제2 간격으로 이격되게 배치되는 영구자석이 서로 교번되게 배치된 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a generator for reducing cogging torque, comprising: a rotor having a cylindrical shape and having a plurality of permanent magnets spaced apart from each other along a circumferential direction; A plurality of teeth protruding toward the outer circumferential surface of the rotor are formed on the inner circumferential surface of the hollow portion facing the outer circumferential surface of the rotor at predetermined intervals along the circumferential direction, A permanent magnet which is arranged to be spaced apart from the end of the tooth by a predetermined first interval, and a permanent magnet which is spaced apart from the end of the tooth by a predetermined second interval, And the magnets are arranged alternately with each other.
상기 영구자석은 설정된 제1 두께를 갖는 복수의 제1 영구자석과, 상기 제1 영구자석보다 얇은 제2 두께를 갖는 복수의 제2 영구자석을 포함하고, 상기 영구자석은 상기 회전자의 원주면에 고정된 것을 특징으로 한다.Wherein the permanent magnet includes a plurality of first permanent magnets having a first predetermined thickness and a plurality of second permanent magnets having a second thickness thinner than the first permanent magnets, As shown in Fig.
상기 영구자석은 설정된 제1 두께를 갖는 복수의 제1 영구자석과, 상기 제1 영구자석보다 얇은 제2 두께를 갖는 복수의 제2 영구자석을 포함하고, 상기 회전자의 외주면에는 상기 영구자석을 삽입 및 고정할 수 있도록 상기 회전자의 내측을 향해 일정한 깊이로 인입된 고정홈이 상기 회전자의 원주방향을 따라 이격되게 형성된 것을 특징으로 한다.Wherein the permanent magnet includes a plurality of first permanent magnets having a first predetermined thickness and a plurality of second permanent magnets having a second thickness thinner than the first permanent magnet, And a fixing groove drawn to a predetermined depth toward the inside of the rotor so as to be inserted and fixed is formed to be spaced apart along the circumferential direction of the rotor.
상기 영구자석은 동일한 두께를 갖고, 상기 회전자의 외주면에는 상기 영구자석을 삽입 및 고정할 수 있도록 상기 회전자의 내측을 향해 설정된 제1 깊이로 인입된 제1 고정홈과, 상기 회전자의 내측을 향해 설정된 제2 깊이로 인입된 제2 고정홈이 상기 회전자의 원주방향을 따라 교번되게 형성된 것을 특징으로 한다.Wherein the permanent magnet has the same thickness and has a first fixing groove that is drawn in a first depth toward the inside of the rotor so as to be able to insert and fix the permanent magnet on the outer circumferential surface of the rotor, And the second fixing groove is formed to be alternately formed along the circumferential direction of the rotor.
상기 영구자석과 상기 회전자의 회전중심 사이에는 주변 영구자석과 상호 간 자로의 유도하기 위한 자로 유도홈이 형성된 것을 특징으로 한다.And guide grooves are formed between the permanent magnets and the rotation centers of the rotors so as to guide the permanent magnets and the interdigitator to each other.
상기 자로 유도홈은 상기 회전자의 회전중심으로부터 상기 회전자의 가장자리 측으로 갈수록 폭이 점진적으로 좁아지도록 삼각 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.And the magnetic guide groove is formed in a triangular shape so that the width gradually decreases from the rotation center of the rotor to the edge side of the rotor.
본 발명에 따른 코깅토크 저감을 위한 발전기는 회전자에 설치되는 영구자석의 단부와 고정자에 형성된 티스 사이의 간격을 원주방향을 따라 반복적으로 변화시킴으로써 영구자석과 티스 사이의 간격이 일률적으로 고정된 기존의 발전기에 비해 코깅토크를 현저하게 저감시킬 수 있는 장점이 있다.The generator for reducing cogging torque according to the present invention repeatedly changes the distance between the end of the permanent magnet installed on the rotor and the tooth formed on the stator along the circumferential direction, thereby making the gap between the permanent magnet and the teeth uniformly fixed There is an advantage that the cogging torque can be remarkably reduced as compared with the generator of FIG.
또한, 본 발명에 따른 코깅토크 저감을 위한 발전기는 영구자석의 자속 경로 즉, 자로를 양측의 영구자석의 자속 경로와 연계되게 유도함으로써 누설자속을 최소화하여 발전 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.In addition, the generator for reducing the cogging torque according to the present invention is advantageous in that the leakage flux can be minimized and the power generation efficiency can be improved by inducing the magnetic flux path of the permanent magnet, that is, the magnetic path to be connected with the magnetic flux path of the permanent magnet on both sides.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 코깅토크 저감을 위한 발전기 단면도.1 is a sectional view of a generator for reducing cogging torque according to a first embodiment of the present invention;
도 2는 도 1에 도시된 코깅토크 저감을 위한 발전기 일부를 발췌한 단면도.2 is a cross-sectional view illustrating a portion of a generator for reducing cogging torque shown in FIG. 1;
도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 코깅토크 저감을 위한 발전기 단면도.3 is a sectional view of a generator for reducing cogging torque according to a second embodiment of the present invention;
도 4는 도 3에 도시된 코깅토크 저감을 위한 발전기 일부를 발췌한 단면도.4 is a cross-sectional view illustrating a portion of a generator for reducing the cogging torque shown in FIG.
도 5는 본 발명의 제3실시 예에 따른 코깅토크 저감을 위한 발전기 단면도.5 is a sectional view of a generator for reducing cogging torque according to a third embodiment of the present invention.
도 6은 도 5에 도시된 코깅토크 저감을 위한 발전기 일부를 발췌한 단면도.6 is a cross-sectional view illustrating a portion of a generator for reducing cogging torque shown in Fig. 5;
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 코깅토크 저감을 위한 발전기에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, a generator for reducing cogging torque according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 및 도 2에는 본 발명의 제1실시 예에 따른 코깅토크 저감을 위한 발전기가 도시되어 있다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시 예에 따른 코깅토크 저감을 위한 발전기는 회전자(100)와, 고정자(200)를 구비한다.1 and 2 show a generator for cogging torque reduction according to a first embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 1 and 2, a generator for reducing cogging torque according to a first embodiment of the present invention includes a rotor 100 and a stator 200.
회전자(100)는 원통 형상으로 형성되고, 내측 중앙에는 샤프트가 삽입 장착될 수 있도록 장착홀(101)이 형성되며, 가장자리 측 원주면에는 원주방향을 따라 복수의 영구자석(110)이 일정 간격 이격되게 배치된다.A mounting hole 101 is formed at an inner center of the rotor 100 so that a shaft can be inserted into the mounting hole 101. A plurality of permanent magnets 110 are formed on the peripheral side circumferential surface of the rotor 100 along a circumferential direction at predetermined intervals Are spaced apart.
그리고, 회전자(100)는 도시된 바와 같이 영구자석(110)과 내측 중앙 즉, 회전자(100)의 회전중심 사이에 일 측의 영구자석(110)에 대해 주변 영구자석(110)들과의 상호 간 자로의 유도하기 위한 자로 유도홈(102)이 형성된다.The rotor 100 is connected to the permanent magnets 110 and the inner center, that is, between the rotation center of the rotor 100 and the surrounding permanent magnets 110 with respect to the permanent magnets 110 on one side, Guide grooves 102 are formed for guiding the magnetic fluxes to the mutual arms.
이 자로 유도홈(102)은 회전자(100)의 회전중심 및 영구자석(110)과 일직선을 이루도록 영구자석(110)의 후방 측으로 설정된 간격으로 이격된 위치에 형성되며, 영구자석(110)에서 발생하는 자속이 회전자(100)의 회전중심으로 누설되는 것을 방지할 수 있도록 회전자(100)의 회전중심으로부터 회전자(100)의 가장자리 측으로 갈수록 폭이 점진적으로 좁아지도록 삼각 형상으로 형성된다. 바람직하게 자로 유도홈(102)은 회전자(100)의 회전중심과 가장 가까운 측 또는 영구자석(110)과 가장 먼 측이 영구자석(110)과 11.1mm로 이격되게 형성하는 것이 바람직하다.The magnetic induction groove 102 is formed at a position spaced apart from the rotation center of the rotor 100 and the rear side of the permanent magnet 110 so as to be in a straight line with the permanent magnet 110, Is formed in a triangular shape so that the width gradually decreases from the center of rotation of the rotor 100 toward the edge of the rotor 100 so as to prevent leakage of the generated magnetic flux to the center of rotation of the rotor 100. Preferably, the magnetic guide groove 102 is formed so that the side nearest to the center of rotation of the rotor 100 or the side farthest from the permanent magnet 110 is separated from the permanent magnet 110 by 11.1 mm.
고정자(200)는 회전자(100)를 내부에 수용할 수 있도록 중공부(211)가 형성되고, 회전자(100)의 외주면과 마주하는 중공부(211)의 내주면에는 회전자(100)의 외주면을 향해 돌출된 복수의 티스(220)가 원주방향을 따라 일정 간격 이격되게 형성된다. 고정자(200)의 티스(220)에는 코일(미도시)이 권취된다. The stator 200 has a hollow portion 211 for accommodating the rotor 100 therein and an inner circumferential surface of the hollow portion 211 facing the outer circumferential surface of the rotor 100, A plurality of teeth 220 protruding toward the outer circumferential surface are formed to be spaced apart from each other along the circumferential direction. A coil (not shown) is wound around the teeth 220 of the stator 200.
고정자(200)는 회전자(100)와 일정 거리로 이격되도록 내부에 중공부(211)가 형성된 원통 형상의 몸체(210)와, 몸체(210)의 내주면으로부터 고정자(200)의 중심을 향해 돌출되는 복수의 티스(220)로 구분할 수 있다. 이때, 몸체(210)의 내측과 외측 사이의 두께(L1)는 일 예로, 18.6mm로 형성할 수 있고, 티스(220)의 길이(L2)는 일 예로, 45.2mm로 형성할 수 있다.The stator 200 includes a cylindrical body 210 having a hollow portion 211 formed therein to be spaced apart from the rotor 100 by a predetermined distance and a cylindrical body 210 protruding toward the center of the stator 200 from the inner peripheral surface of the body 210 A plurality of teeth 220 can be distinguished. The thickness L1 between the inside and the outside of the body 210 may be 18.6 mm and the length L2 of the teeth 220 may be 45.2 mm.
본 발명에 따른 코깅토크 저감을 위한 발전기의 회전자(100)에는 티스(220)의 단부와 설정된 제1 간격(L3)(일 예로, 2.4mm)으로 이격되게 배치되는 제1 영구자석(111)과, 티스(220)의 단부와 설정된 제2 간격(L4)(일 예로, 3.4mm)으로 이격되게 배치되는 제2 영구자석(112)이 회전자(100)의 원주면을 따라 서로 교번되게 배치된다. The rotor 100 of the generator for reducing the cogging torque according to the present invention is provided with a first permanent magnet 111 spaced apart from the end of the tooth 220 by a predetermined first distance L3 (for example, 2.4 mm) And a second permanent magnet 112 spaced apart from the end of the tooth 220 by a predetermined second gap L4 (for example, 3.4 mm) are alternately disposed along the circumferential surface of the rotor 100 do.
제1 영구자석(111)은 제2 영구자석(112)의 두께보다 두꺼운 두께로 형성된다. 일 예로, 제1 영구자석(111)의 두께는 9mm로 형성할 수 있고, 제2 영구자석(112)의 두께는 8mm로 형성할 수 있다. 여기서 제1 영구자석(111)과 제2 영구자석(112)의 두께는 각 영구자석(110)의 N극 끝단과 S극 끝단 사이의 길이로 한다.The first permanent magnet 111 is formed thicker than the second permanent magnet 112. For example, the thickness of the first permanent magnet 111 may be 9 mm, and the thickness of the second permanent magnet 112 may be 8 mm. Here, the thickness of the first permanent magnet 111 and the second permanent magnet 112 is the length between the N-pole end and the S-pole end of each permanent magnet 110.
영구자석(110)들 각각은 일 측 단부 즉, N극과 S극 중 어느 한 측의 극이 회전자(100)의 원주면에 접하도록 설치 및 고정된다.Each of the permanent magnets 110 is installed and fixed at one side end, that is, a pole of either the N pole or the S pole is in contact with the circumferential surface of the rotor 100.
제1 영구자석(111)들은 제2 영구자석(112)보다 두꺼워 회전자(100)의 원주면에 설치 시, 제2 영구자석(112)보다 회전자(100)의 반경 방향으로 더 돌출되며, 이에 따라 제2 영구자석(112)보다 티스(220)와의 간격이 제1 간격으로 좁게 형성된다. 이와 반대로 제2 영구자석(112)은 제1 영구자석(111)보다 두께가 얇아 티스(220)와의 간격이 제1 간격보다 긴 제2 간격으로 넓게 형성된다.The first permanent magnets 111 are thicker than the second permanent magnets 112 and protrude more in the radial direction of the rotor 100 than the second permanent magnets 112 when installed on the circumferential surface of the rotor 100, Accordingly, the gap between the second permanent magnet 112 and the tooth 220 is narrowed at a first interval. In contrast, the second permanent magnets 112 are thinner than the first permanent magnets 111 and are spaced apart from the teeth 220 by a second interval that is longer than the first interval.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 코깅토크 저감을 위한 발전기는 회전자(100)에 설치된 영구자석(110)들 일부인 제1 영구자석(111)들이 티스(220)와 제1 간격을 유지하고, 나머지 일부인 제2 영구자석(112)들이 티스(220)와 제2 간격을 유지하며, 제1 영구자석(111)과 제2 영구자석(112)이 회전자(100)에 상호 교번하여 배치되므로, 고정자(200)에 대해 회전자(100)가 회전될 때 일부 영구자석(110)들과 티스(220)의 간격이 다른 영구자석(110)들보다 넓게 형성되어 티스(220)와 영구자석(110)이 동일한 간격을 유지하도록 배치된 종래의 발전기 구조보다 코깅토크를 저감시킬 수 있는 장점이 있다.The generator for reducing the cogging torque according to the present invention as described above is configured such that the first permanent magnets 111 which are part of the permanent magnets 110 installed in the rotor 100 maintain a first gap with the teeth 220, Since the second permanent magnets 112 which are a part of the rotor 200 maintain a second gap from the teeth 220 and the first permanent magnets 111 and the second permanent magnets 112 are arranged alternately in the rotor 100, The interval between the permanent magnets 110 and the teeth 220 is wider than that of the permanent magnets 110 when the rotor 100 is rotated with respect to the permanent magnet 200, There is an advantage that the cogging torque can be reduced as compared with the conventional generator structure arranged to maintain the same interval.
한편, 도 3 및 도 4에는 본 발명의 제2실시 예에 따른 코깅토크 저감을 위한 발전기가 도시되어 있다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제2실시 예에 따른 코깅토크 저감을 위한 발전기는 원주방향을 따라 복수의 영구자석(110)이 이격되게 배치되고 복수의 자로 유도홈(102)이 형성된 회전자(100)와, 내측에 원주방향을 따라 복수의 티스(220)가 형성된 고정자(200)를 구비한다.3 and 4 show a generator for cogging torque reduction according to a second embodiment of the present invention. 3 and 4, the generator for reducing cogging torque according to the second embodiment of the present invention includes a plurality of permanent magnets 110 spaced apart along the circumferential direction and having a plurality of magnetic guide grooves 102 And a stator 200 in which a plurality of teeth 220 are formed along a circumferential direction on the inner side.
이하에서 설명하는 회전자(100) 및 고정자(200)는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 본 발명의 제1실시 예에 따른 코깅토크 저감을 위한 발전기에서 적용 및 설명하고 있는 바와 동일하므로 중복설명은 생략한다.The rotor 100 and the stator 200 described below are the same as those applied and described in the generator for cogging torque reduction according to the first embodiment of the present invention described with reference to Figs. 1 and 2, Is omitted.
본 실시 예에 따른 코깅토크 저감을 위한 발전기의 회전자(100)에는 영구자석(110)을 삽입 및 고정할 수 있도록 고정홈(120)이 더 형성된다. 이 고정홈(120)은 회전자(100)의 외주면으로부터 회전자(100)의 회전중심을 향해 일정한 깊이로 인입되고, 회전자(100)의 원주방향을 따라 이격되게 형성된다.The rotor 100 of the generator for reducing the cogging torque according to the present embodiment further includes a fixing groove 120 for inserting and fixing the permanent magnet 110. The fixing grooves 120 are drawn from the outer circumferential surface of the rotor 100 to a predetermined depth toward the center of rotation of the rotor 100 and are formed to be spaced along the circumferential direction of the rotor 100.
그리고, 회전자(100)의 고정홈(120)에 삽입 및 고정되는 영구자석(110)은 설정된 제1 두께를 갖는 복수의 제1 영구자석(111)과, 상기 제1 영구자석(111)보다 얇은 제2 두께를 갖는 복수의 제2 영구자석(112)을 포함하여 구성된다. 제1 영구자석(111)과 제2 영구자석(112)은 고정홈(120)에 각각 교번되게 삽입 고정된다.The permanent magnet 110 inserted and fixed in the fixing groove 120 of the rotor 100 includes a plurality of first permanent magnets 111 having a first predetermined thickness and a plurality of first permanent magnets 111 And a plurality of second permanent magnets 112 having a second thin thickness. The first permanent magnet 111 and the second permanent magnet 112 are alternately inserted and fixed in the fixing groove 120, respectively.
제1 영구자석(111)은 제2 영구자석(112)에 비해 두껍게 형성되어 제2 영구자석(112)보다 고정자(200)의 티스(220) 방향으로 더 돌출되고, 이와 반대로 제2 영구자석(112)은 제1 영구자석(111)에 비해 얇게 형성되어 제1 영구자석(111)보다 고정자(200)의 티스(220) 방향으로 덜 돌출된다.The first permanent magnet 111 is thicker than the second permanent magnet 112 and protrudes more toward the teeth 220 of the stator 200 than the second permanent magnet 112, 112 are formed to be thinner than the first permanent magnets 111 and protrude less toward the teeth 220 of the stator 200 than the first permanent magnets 111.
한편, 도 5 및 도 6에는 본 발명의 제3실시 예에 따른 코깅토크 저감을 위한 발전기가 도시되어 있다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제3실시 예에 따른 코깅토크 저감을 위한 발전기는 원주방향을 따라 복수의 영구자석(113)이 이격되게 배치되고 복수의 자로 유도홈(102)이 형성된 회전자(100)와, 내측에 원주방향을 따라 복수의 티스(220)가 형성된 고정자(200)를 구비한다.5 and 6 illustrate a generator for cogging torque reduction according to a third embodiment of the present invention. 5 and 6, a generator for reducing cogging torque according to a third embodiment of the present invention includes a plurality of permanent magnet magnets 113 spaced apart along a circumferential direction and having a plurality of magnetic guide grooves 102 And a stator 200 in which a plurality of teeth 220 are formed along a circumferential direction on the inner side.
본 실시 예에 따른 코깅토크 저감을 위한 발전기의 회전자(100)에는 영구자석(113)을 삽입 및 고정할 수 있도록 제1 고정홈(121)과 제2 고정홈(122)이 더 형성된다.The rotor 100 of the generator for reducing the cogging torque according to the present embodiment further includes a first fixing groove 121 and a second fixing groove 122 so that the permanent magnet 113 can be inserted and fixed.
제1 고정홈(121)과 제2 고정홈(122)은 회전자(100)의 원주방향을 따라 교번되게 형성되고, 제1 고정홈(121)은 영구자석(113)을 삽입 및 고정할 수 있도록 회전자(100)의 원주면으로부터 회전자(100)의 회전중심을 향해 설정된 제1 깊이로 인입되고, 제2 고정홈(122)은 회전자(100)의 원주면으로부터 회전자(100)의 회전중심을 향해 설정된 제2 깊이로 인입된다. 이때, 제2 깊이는 제1 깊이보다 깊게 설정된다.The first fixing groove 121 and the second fixing groove 122 are alternately formed in the circumferential direction of the rotor 100 and the first fixing groove 121 is formed in a shape that can insert and fix the permanent magnet 113 And the second fixing groove 122 is extended from the circumferential surface of the rotor 100 toward the first depth set toward the center of rotation of the rotor 100, And the second depth is set toward the center of rotation. At this time, the second depth is set deeper than the first depth.
한편, 회전자(100)의 제1 고정홈(121) 및 제2 고정홈(122)에 삽입 및 고정되는 영구자석(113)은 본 발명의 제1실시 예 및 제2실시 예에 따른 코깅토크 저감을 위한 발전기와 다르게 동일한 두께를 갖는 것을 적용한다.The permanent magnet 113 inserted into and fixed to the first fixing groove 121 and the second fixing groove 122 of the rotor 100 may be replaced with a cogging torque according to the first and second embodiments of the present invention, A generator having the same thickness as the generator for reduction is applied.
본 실시 예에 따른 코깅토크 저감을 위한 발전기는 영구자석(113)이 모두 동일한 두께를 갖도록 형성되나, 제1 고정홈(121)와 제2 고정홈(122)이 깊이 차에 따라 제1 고정홈(121)에 삽입 고정된 영구자석(113)들은 고정자(200)의 티스(220)와 제1 간격으로 이격되고, 제2 고정홈(122)에 삽입 고정된 영구자석(113)들은 고정자(200)의 티스(220)와 제1 간격보다 넓은 제2 간격으로 이격된다.The generator for reducing the cogging torque according to the present embodiment is formed such that all of the permanent magnets 113 have the same thickness but the first fixing groove 121 and the second fixing groove 122 are formed to have the same thickness, The permanent magnets 113 inserted and fixed in the first fixing groove 121 are spaced apart from the teeth 220 of the stator 200 by a first distance and the permanent magnets 113 inserted and fixed in the second fixing groove 122 are fixed to the stator 200 Spaced apart from the teeth 220 at a second interval that is wider than the first interval.
즉, 본 실시 예에 따른 코깅토크 저감을 위한 발전기는 동일한 두께를 갖는 영구자석(113)을 고정하기 위해 회전자(100)에 형성되는 고정자(200)의 깊이를 다르게 형성함으로써, 영구자석(111, 112)과 티스(220) 사이의 간격이 회전자(100)의 원주방향을 따라 상대적으로 좁아지고 길어지는 또는 길어지고 좁아지는 패턴이 반복되는 구조를 갖는 도 1 내지 도 4에 도시된 본 발명의 제1실시 예 및 제2실시 에에 따른 코깅토크 저감을 위한 발전기와 같은 구조를 구현할 수 있다.That is, in order to fix the permanent magnet 113 having the same thickness, the generator for reducing the cogging torque according to the present embodiment has a different depth of the stator 200 formed on the rotor 100, so that the permanent magnets 111 1 to 4 shown in Figs. 1 to 4 having a structure in which the interval between the teeth 112 and the teeth 220 is relatively narrowed and lengthened or elongated and narrowed along the circumferential direction of the rotor 100, A structure similar to that of the generator for cogging torque reduction according to the first and second embodiments of the present invention can be realized.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 코깅토크 저감을 위한 발전기는 첨부된 도면을 참조로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서만 정해져야 할 것이다.As described above, the generator for reducing the cogging torque according to the present invention has been described with reference to the accompanying drawings. However, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent implementations You will understand that an example is possible. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the technical idea of the appended claims.

Claims (6)

  1. 원통 형상으로 형성되고, 가장자리 측에 원주방향을 따라 복수의 영구자석이 일정 간격 이격되게 배치된 회전자와;A rotor formed in a cylindrical shape and having a plurality of permanent magnets spaced apart from each other along a circumferential direction at a peripheral side;
    상기 회전자를 내부에 수용할 수 있도록 중공부가 형성되고, 상기 회전자의 외주면과 마주하는 중공부의 내주면에는 상기 회전자의 외주면을 향해 돌출된 복수의 티스가 원주방향을 따라 일정 간격 이격되게 형성되며, 상기 티스에는 코일이 권취된 고정자;를 구비하고,A plurality of teeth protruding toward the outer circumferential surface of the rotor are formed on the inner circumferential surface of the hollow portion facing the outer circumferential surface of the rotor at predetermined intervals along the circumferential direction, And a stator having a coil wound around the tooth,
    상기 회전자는 상기 티스의 단부와 설정된 제1 간격으로 이격되게 배치되는 영구자석과, 상기 티스의 단부와 설정된 제2 간격으로 이격되게 배치되는 영구자석이 서로 교번되게 배치된 것을 특징으로 하는 코깅토크 저감을 위한 발전기.Wherein the rotor has a permanent magnet disposed to be spaced apart from the end of the tooth by a predetermined first distance and a permanent magnet spaced apart from the end of the tooth by a predetermined second interval alternately, Generator.
  2. 제1항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 영구자석은 설정된 제1 두께를 갖는 복수의 제1 영구자석과, 상기 제1 영구자석보다 얇은 제2 두께를 갖는 복수의 제2 영구자석을 포함하고,Wherein the permanent magnet includes a plurality of first permanent magnets having a first predetermined thickness and a plurality of second permanent magnets having a second thickness thinner than the first permanent magnet,
    상기 영구자석은 상기 회전자의 원주면에 고정된 것을 특징으로 하는 코깅토크 저감을 위한 발전기.Wherein the permanent magnet is fixed to a circumferential surface of the rotor.
  3. 제1항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 영구자석은 설정된 제1 두께를 갖는 복수의 제1 영구자석과, 상기 제1 영구자석보다 얇은 제2 두께를 갖는 복수의 제2 영구자석을 포함하고,Wherein the permanent magnet includes a plurality of first permanent magnets having a first predetermined thickness and a plurality of second permanent magnets having a second thickness thinner than the first permanent magnet,
    상기 회전자의 외주면에는 상기 영구자석을 삽입 및 고정할 수 있도록 상기 회전자의 내측을 향해 일정한 깊이로 인입된 고정홈이 상기 회전자의 원주방향을 따라 이격되게 형성된 것을 특징으로 하는 코깅토크 저감을 위한 발전기.Wherein a fixing groove, which is drawn in a predetermined depth toward the inside of the rotor, is formed on the outer circumferential surface of the rotor so as to be spaced along the circumferential direction of the rotor so that the permanent magnet can be inserted and fixed. Generator.
  4. 제1항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 영구자석은 동일한 두께를 갖고,The permanent magnets have the same thickness,
    상기 회전자의 외주면에는 상기 영구자석을 삽입 및 고정할 수 있도록 상기 회전자의 내측을 향해 설정된 제1 깊이로 인입된 제1 고정홈과, 상기 회전자의 내측을 향해 설정된 제2 깊이로 인입된 제2 고정홈이 상기 회전자의 원주방향을 따라 교번되게 형성된 것을 특징으로 하는 코깅토크 저감을 위한 발전기.A first fixing groove which is drawn to a first depth set toward the inside of the rotor so as to insert and fix the permanent magnet on the outer circumferential surface of the rotor; And the second fixing groove is alternately formed along the circumferential direction of the rotor.
  5. 제1항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 영구자석과 상기 회전자의 회전중심 사이에는 주변 영구자석과 상호 간 자로의 유도하기 위한 자로 유도홈이 형성된 것을 특징으로 하는 코깅토크 저감을 위한 발전기.And an induction groove is formed between the permanent magnet and the rotation center of the rotor so as to guide the permanent magnet and the interdigitator to each other.
  6. 제5항에 있어서,6. The method of claim 5,
    상기 자로 유도홈은 상기 회전자의 회전중심으로부터 상기 회전자의 가장자리 측으로 갈수록 폭이 점진적으로 좁아지도록 삼각 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 코깅토크 저감을 위한 발전기.Wherein the magnetic guide groove is formed in a triangular shape such that the width gradually decreases from the rotation center of the rotor to the edge side of the rotor.
PCT/KR2017/011988 2017-10-27 2017-10-27 Electric generator for reducing cogging torque WO2019083067A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2017/011988 WO2019083067A1 (en) 2017-10-27 2017-10-27 Electric generator for reducing cogging torque

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2017/011988 WO2019083067A1 (en) 2017-10-27 2017-10-27 Electric generator for reducing cogging torque

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019083067A1 true WO2019083067A1 (en) 2019-05-02

Family

ID=66246520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2017/011988 WO2019083067A1 (en) 2017-10-27 2017-10-27 Electric generator for reducing cogging torque

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2019083067A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010119287A (en) * 2008-11-11 2010-05-27 Ford Global Technologies Llc Permanent magnet type rotary electric machine
EP2230747A1 (en) * 2009-03-19 2010-09-22 Ride S.r.l. System for accentuating the irreversibility of permanent magnet DC motors
JP2011083168A (en) * 2009-10-09 2011-04-21 Mitsubishi Electric Corp Rotor of permanent magnet embedded motor, blower and compressor
JP2011147346A (en) * 2011-05-02 2011-07-28 Mitsubishi Electric Corp Electric motor
JP2013126291A (en) * 2011-12-14 2013-06-24 Mitsuba Corp Brushless motor and electric power steering device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010119287A (en) * 2008-11-11 2010-05-27 Ford Global Technologies Llc Permanent magnet type rotary electric machine
EP2230747A1 (en) * 2009-03-19 2010-09-22 Ride S.r.l. System for accentuating the irreversibility of permanent magnet DC motors
JP2011083168A (en) * 2009-10-09 2011-04-21 Mitsubishi Electric Corp Rotor of permanent magnet embedded motor, blower and compressor
JP2011147346A (en) * 2011-05-02 2011-07-28 Mitsubishi Electric Corp Electric motor
JP2013126291A (en) * 2011-12-14 2013-06-24 Mitsuba Corp Brushless motor and electric power steering device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100947352B1 (en) Generator
EP1458080A4 (en) Permanent magnet type dynamo-electric machine and wind power generation-use permanent magnet type synchronous generator
CN110061603B (en) Rotor magnetic circuit decoupling type high-speed hybrid excitation synchronous motor
US20180097412A1 (en) Permanent magnet motor rotor and permanent magnet synchronous motor
KR101633014B1 (en) Permanent Magnet Rotator with minimized Cogging torque and Permanent Magnet generator and motor
US8975799B2 (en) Broad-pole type square-wave three-phase brushless permanent magnet direct current motor and assembling method thereof
JP2002305859A (en) Permanent magnet type synchronous motor
CN106655560B (en) Stator permanent magnet motor
KR100619751B1 (en) Shading coil type single-phase hybride induction motor
WO2021120680A1 (en) Motor rotor and alternating-pole motor
CN204858923U (en) A directly drive formula permanent magnetism AC servo motor for forging press
CN114189074A (en) Built-in permanent magnet rotor disc and disc type motor
WO2017073813A1 (en) Motor comprising rotor on which groove for reducing cogging torque is formed
CN210053262U (en) Motor rotor punching sheet, permanent magnet driving motor rotor body and permanent magnet driving motor
WO2019083067A1 (en) Electric generator for reducing cogging torque
JP2001069696A (en) Permanent magnet type synchronous motor
KR101209631B1 (en) Rotor having different length and LSPM(Line-Start Permanent Magnet) motor comprising the rotor
KR102120361B1 (en) A rotor having a conductor bar of a different length and a synchronous motor comprising the same
CN210297372U (en) Novel motor rotor structure
CN209913682U (en) Two-pole embedded brushless direct current motor
CN110912297A (en) Motor and compressor
KR20200070913A (en) Coreless type radial flux permanent magnet generator
JP2005094959A (en) Permanent magnet rotary electric machine
CN218514181U (en) Outer rotor permanent magnet motor
CN217741401U (en) Three-phase permanent-magnet DC motor

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17929516

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17929516

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1