WO2021187820A1 - 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기 및 그 제작 방법 - Google Patents

고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기 및 그 제작 방법 Download PDF

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WO2021187820A1
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stator
shoe
asymmetric
length
electric motor
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PCT/KR2021/003129
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강동우
문주형
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계명대학교 산학협력단
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    • H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures

Definitions

  • the present invention relates to an electric motor using a stator asymmetric shoe and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a stator asymmetric shoe having a shoe asymmetric structure and a notch structure of a stator slot opening width of a rotating machine for reducing torque ripple and cogging torque. It relates to an electric motor and a method of manufacturing the same.
  • This ISG system is a device that is mechanically coupled with an automobile engine and plays the role of a starter and a generator at the same time. It is composed of permanent magnets, and the stator is composed of a core and windings made of electrical steel. At this time, since the rotor is mechanically connected to the crankshaft and rotates together with the crankshaft, iron loss is always occurring unless the engine is in a stopped state. Since such iron loss acts as a load on the engine, it acts as a problem of lowering the system efficiency of the vehicle.
  • the present invention has been proposed to solve the above problems of the previously proposed methods, and includes a stator having a stator core in which a coil is wound on a cylindrical stator body, and is disposed inside the stator to rotate and drive, Forming a shaft ball into which the rotating shaft can be press-fitted, and comprising a rotor in which a plurality of permanent magnets are disposed in a rotor core that is radially disposed with respect to a center of rotation and has a radius of rotation, wherein the stator is disposed at both ends of the stator core.
  • An object of the present invention is to provide an electric motor using a stator asymmetric shoe and a method for manufacturing the same, enabling the minimized and stable driving of the electric motor.
  • the present invention is applied to a shoe asymmetric design structure and notch design of the stator slot opening width that increases the shoe length in the rotational direction of the rotor and reduces the length of the opposite shoe in the electric motor of a rotating machine having a stator and a rotor
  • a shoe asymmetric design structure and notch design of the stator slot opening width that increases the shoe length in the rotational direction of the rotor and reduces the length of the opposite shoe in the electric motor of a rotating machine having a stator and a rotor
  • An electric motor using a stator asymmetric shoe comprising:
  • stator having a stator core in which a coil is wound on a cylindrical stator body
  • the stator is a stator
  • stator shoe stator shoe extending by being bent to both sides at the end of the stator core is formed to have different lengths that are disproportionately different from each other.
  • the stator comprises:
  • the stator comprises:
  • the reluctance torque may be greatly reduced than the decrease in magnetic torque through magnetic flux concentration by increasing the shoe length in the rotational direction of the rotor.
  • the stator comprises:
  • the lengths of the stator shoes are formed to have unbalanced different lengths, but by increasing the shoe length in the rotational direction of the rotor, the reluctance torque is greatly reduced than the magnetic torque reduction width through magnetic flux concentration, The amount of torque change can be reduced.
  • the stator comprises:
  • the length of the stator shoe has an asymmetric structure, the shoe length in the rotational direction of the rotor is increased, and the shoe length in the opposite direction is decreased. Torque ripple can be reduced by reducing the harmonic component while maintaining the aperture width.
  • the stator comprises:
  • the lengths of the stator shoes extending from the end of the stator core by bending to both sides are formed to have different lengths that are disproportionately different. can be formed.
  • stator comprises:
  • stator comprises:
  • the length of the stator shoe is formed in an asymmetric structure having different lengths, but a minimum space for winding automation can be secured.
  • the rotor core is an integrated laminate structure using electrical steel sheets, and may be made of a non-oriented silicon steel sheet material.
  • the plurality of permanent magnets may be composed of rare earth permanent magnets embedded in an IPM (Interior Permanent Magnet) type.
  • a stator core 113 on which a coil 112 is wound on a cylindrical stator body 111 is provided, and a stator shoe 114 extending from an end of the stator core 113 to both sides is bent. ) manufacturing a stator (stator) 110 to form the length of the disproportionately different lengths;
  • a plurality of permanent magnets 123 are disposed in a rotor core 122 having a radius of rotation by forming a shaft ball 121 into which the rotation shaft can be press-fitted in the center and radially based on the rotation center manufacturing a rotor (120);
  • stator 110 manufactured through step (1) is fixedly installed in the motor housing, and the rotor 120 manufactured through step (2) is placed in the inner center of the stator 110, It is characterized in its configuration to include the step of installing and fixing.
  • the stator comprises:
  • the stator comprises:
  • the reluctance torque may be greatly reduced than the decrease in magnetic torque through magnetic flux concentration by increasing the shoe length in the rotational direction of the rotor.
  • the stator comprises:
  • the lengths of the stator shoes are formed to have unbalanced different lengths, but by increasing the shoe length in the rotational direction of the rotor, the reluctance torque is greatly reduced than the magnetic torque reduction width through magnetic flux concentration, The amount of torque change can be reduced.
  • the stator comprises:
  • the length of the stator shoe has an asymmetric structure, the shoe length in the rotational direction of the rotor is increased, and the shoe length in the opposite direction is decreased. Torque ripple can be reduced by reducing the harmonic component while maintaining the aperture width.
  • the stator comprises:
  • the lengths of the stator shoes extending from the end of the stator core by bending to both sides are formed to have different lengths that are disproportionately different. can be formed.
  • stator comprises:
  • stator comprises:
  • the length of the stator shoe is formed in an asymmetric structure having different lengths, but a minimum space for winding automation can be secured.
  • the rotor core is an integrated laminate structure using electrical steel sheets, and may be made of a non-oriented silicon steel sheet material.
  • the plurality of permanent magnets may be composed of rare earth permanent magnets embedded in an IPM (Interior Permanent Magnet) type.
  • a stator having a stator core in which a coil is wound on a cylindrical stator body, is disposed inside the stator to rotate and drive, and a rotating shaft is located at the center of the stator.
  • a shaft ball that can be press-fitted, and comprising a rotor in which a plurality of permanent magnets are disposed in a rotor core that is radially disposed with respect to a rotation center and has a rotation radius, wherein the stator is bent to both sides at the end of the stator core.
  • the stator slot increases the shoe length in the rotational direction of the rotor and reduces the length of the opposite shoe in the electric motor of a rotating machine having a stator and a rotor.
  • the shoe asymmetric design structure of the opening width and the structure to which the notch design is applied it is possible to reduce the harmonic component while maintaining the slot opening width, thereby reducing the torque ripple and reducing the reluctance difference between the slot and the next slot.
  • Cogging torque can be reduced through relaxation, and vibration or noise can be minimized while maintaining high output and high efficiency of the rotating machine through reduction of torque ripple and cogging torque.
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of an electric motor using a stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention as a functional block.
  • FIG. 2 is a view showing a schematic plan view configuration of an electric motor using a stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view showing an asymmetric application configuration of a stator shoe applied to an electric motor using a stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 4 is a view showing the application configuration of the notch and the asymmetric shoe to the stator applied to the electric motor using the stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a simulation configuration before and after applying a notch of an electric motor using a stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing simulation data of an electric motor using a stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing a flow of a method of manufacturing an electric motor using a stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an electric motor using a stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention as a functional block
  • FIG. 2 is a schematic plan view configuration of an electric motor using a stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention
  • 3 is a view showing an asymmetric application configuration of a stator shoe applied to an electric motor using a stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a stator according to an embodiment of the present invention. It is a view showing the application configuration of the notch and the asymmetric shoe to the stator applied to the electric motor using the asymmetric shoe
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an electric motor using a stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention as a functional block
  • FIG. 2 is a schematic plan view configuration of an electric motor using a stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention
  • 3 is a view showing an asymmetric application configuration of a stator
  • the electric motor 100 using a fixed asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention may include a stator 110 and a rotor 120 .
  • the stator 110 is configured to include a stator core 113 on which a coil 112 is wound on a cylindrical stator body 111 .
  • the stator 110 may be formed so that the lengths of the stator shoes 114 extending by being bent to both sides at the ends of the stator core 113 are disproportionately different from each other.
  • the stator 110 may function to reduce the cogging torque and torque ripple by forming the lengths of the stator shoes 114 to have disproportionately different lengths.
  • stator 110 is formed so that the length of the stator shoe 114 has different lengths that are disproportionately different, but by increasing the shoe length in the rotational direction of the rotor 120 , it is more relaxed than the magnetic torque reduction width through magnetic flux concentration. It can function so that the turn torque is greatly reduced.
  • the left figure of FIG. 3 shows the configuration of the model before the asymmetric application to the stator shoe 114, and the right figure shows the configuration in which the asymmetry is applied to the stator shoe 114. According to the application of the asymmetric shoe, the cogging torque is 1.4 to 1.19Nm (pp) was reduced by 15%, and the ripple was reduced by 70% from 1.0 to 0.301 Nm (pp).
  • stator 110 is formed so that the length of the stator shoe 114 has different lengths that are disproportionately different, but by increasing the shoe length in the rotational direction of the rotor 120 , it is more relaxed than the magnetic torque reduction width through magnetic flux concentration. As the turn torque is greatly reduced, it can function to reduce the amount of torque change during slot movement.
  • stator 110 has an asymmetric structure in which the length of the stator shoe 114 is an asymmetrical structure to reduce cogging torque and torque ripple according to the rotational driving of the electric motor, increasing the shoe length in the rotational direction of the rotor 120 and , can function to reduce the torque ripple by reducing the harmonic component while maintaining the slot opening width in such a way that the shoe length in the opposite direction is reduced.
  • stator 110 is formed so that the length of the stator shoe 114 extending by being bent to both sides at the end of the stator core 113 is disproportionately different from each other, but the stator shoe 114 has cogging.
  • a notch 115 for minimizing vibration and noise through torque reduction may be further formed.
  • the stator 110 reduces the reluctance difference between the slot and the next slot through notches 115 formed in the shoes on both sides formed by the length of the asymmetric structure of the stator shoe 114 . to reduce the cogging torque.
  • the stator 110 is formed in an asymmetric structure having different lengths with unbalanced lengths of the stator shoes 114 , but a minimum space for winding automation can be secured. That is, it is possible to secure the minimum space (2.2 mm) for winding automation, and 1.1 mm each based on the X axis.
  • the stator 110 has an integrated laminate structure in which the stator core 113 uses an electrical steel sheet, and may be made of a non-oriented silicon steel sheet material.
  • the rotor 120 is disposed inside the stator 110 and driven to rotate, and forms a shaft ball 121 into which the rotation shaft can be press-fitted in the center, and is radially disposed based on the rotation center and has a rotation radius.
  • Such a rotor (rotor) 120 is an integral laminated structure in which the rotor core 122 uses an electrical steel sheet, and may be made of a non-oriented silicon steel sheet material.
  • the rotor 120 may be composed of a rare earth permanent magnet in which a plurality of permanent magnets 123 are embedded in an IPM (Interior Permanent Magnet) type.
  • the rare earth permanent magnet may be made of a neodymium magnet material.
  • the method of manufacturing an electric motor using a stator asymmetric shoe according to an embodiment of the present invention includes manufacturing a stator in which the length of the stator shoe is formed to have unbalanced different lengths (S110), Manufacturing a rotor in which a plurality of permanent magnets are disposed on a rotor core that is radially disposed with respect to the rotation center and has a rotation radius (S120), and installing and fixing the rotor by placing the rotor in the inner center of the stator (S120) S130) and may be implemented.
  • step S110 a stator core 113 on which a coil 112 is wound is provided on a cylindrical stator body 111, and a stator shoe 114 extending from the end of the stator core 113 to both sides is bent. ) is prepared by manufacturing a stator 110 that forms the lengths to have unbalanced different lengths.
  • the stator 110 can function to reduce the cogging torque and torque ripple by forming the lengths of the stator shoes 114 to have disproportionately different lengths.
  • stator 110 is formed so that the length of the stator shoe 114 has different lengths that are disproportionately different, but by increasing the shoe length in the rotational direction of the rotor 120 , it is more relaxed than the magnetic torque reduction width through magnetic flux concentration. It functions to greatly reduce the turn torque, and it becomes possible to function so that the amount of torque change upon movement of the slot therethrough is reduced.
  • stator 110 has an asymmetric structure in which the length of the stator shoe 114 is asymmetrical to reduce cogging torque and torque ripple according to the rotational driving of the electric motor, increasing the length of the shoe in the rotational direction of the rotor 120, It can function to reduce torque ripple by reducing the harmonic content while maintaining the slot opening width in a manner that reduces the shoe length in the opposite direction.
  • stator 110 is formed so that the length of the stator shoe 114 extending by being bent to both sides at the end of the stator core 113 is disproportionately different from each other, but the stator shoe 114 has cogging.
  • a notch 115 for minimizing vibration and noise through torque reduction may be further formed.
  • the stator 110 reduces the reluctance difference between the slot and the next slot through notches 115 formed in the shoes on both sides formed by the length of the asymmetric structure of the stator shoe 114 . This makes it possible to function to reduce the cogging torque.
  • step S120 a plurality of permanent magnets 123 are disposed on the rotor core 122 which is radially arranged based on the rotation center and has a rotation radius to form a shaft ball 121 into which the rotation shaft can be press-fitted to the center.
  • a rotor (rotor) 120 Prepared by manufacturing a rotor (rotor) 120 to be.
  • the rotor 120 has an integrated laminate structure in which the rotor core 122 uses an electrical steel sheet, and may be made of a non-oriented silicon steel sheet material.
  • the rotor 120 may be composed of a rare earth permanent magnet in which a plurality of permanent magnets 123 are embedded in an IPM (Interior Permanent Magnet) type.
  • the rare earth permanent magnet may be made of a neodymium magnet material.
  • step S130 the stator 110 manufactured in step S110 is fixedly installed in the motor housing, and the rotor 120 manufactured in step S120 is placed in the inner center of the stator 110 to be installed and fixed.
  • the electric motor 100 using the stator asymmetric shoe manufactured through this process is a structure for reducing torque ripple and cogging torque generated when the high output of the rotating machine is increased.
  • the notch design is applied to this application structure.
  • an electric motor using a stator asymmetric shoe and a manufacturing method thereof include a stator having a stator core in which a coil is wound on a cylindrical stator body, and is disposed inside the stator to drive rotation.
  • stator is a stator core

Abstract

본 발명에서 제안하고 있는 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기 및 그 제작 방법에 따르면, 원통형의 고정자 바디에 코일이 권선되는 고정자 코어를 구비하는 고정자와, 고정자의 내부에 배치되어 회전 구동하며, 중심에 회전축이 압입될 수 있는 샤프트 공을 형성하고, 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되어 회전 반경을 갖는 회전자 코어에 복수의 영구자석이 배치되는 회전자를 포함하되, 고정자는 고정자 코어의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장되는 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 구성함으로써, 회전기기의 출력을 상승시키기 위한 설계 시 필수 불가결하게 증가하게 되는 토크 리플과 코깅 토크를 저감시키고, 그에 따른 진동과 소음이 최소화된 안정된 전동기의 구동이 가능하도록 할 수 있다.

Description

고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기 및 그 제작 방법
본 발명은 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기 및 그 제작 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 토크 리플과 코깅 토크 저감을 위한 회전기기의 고정자 슬롯 개구 폭의 슈 비대칭 구조와 노치 구조를 갖는 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기 및 그 제작 방법에 관한 것이다.
최근 자동차 관련 산업에서는 자동차 업체별로 연비 규제 강화에 대응하기 위해서 다양한 방안의 연비 개선을 위한 연구 개발이 진행되고 있으며, 이러한 기술 개발의 일환으로 전기에너지를 사용하는 배터리 EV, Hybrid EV 등의 차량 개발이 적극적으로 검토되고 있다. 특히, ISG 시스템용 계자권선형 모터 발전기의 효율 향상을 위해서는 최적화된 보조 영구자석 및 회전자의 구조 설계를 필요로 하고 있으나, 이에 대한 ISG 시스템용 모터제너레이터의 고효율, 고출력 밀도 특성을 만족시키기 위한 설계에는 제한적인 한계가 있다. 즉, 사이즈 저감에 제한적이며, 모터제너레이터의 출력사양을 만족시키는 동시에 고정자 측 동손 저감을 통한 효율이 떨어지고 있다.
이러한 ISG 시스템은 자동차 엔진과 기계적으로 결합되어 스타터와 발전기의 역할을 동시에 하는 장치로서, 사용되는 모터발전기의 구조는 크게 회전자와 고정자로 이루어져 있으며, 회전자는 전기강판을 사용한 코어와 코어에 구비되는 영구자석으로 구성되고, 고정자는 전기강판을 사용한 코어와 권선으로 구성된다. 이때, 회전자는 크랭크축과 기계적으로 연결되어 있어 크랭크축과 함께 회전하기 때문에 엔진이 정지 상태가 아닌 이상 항상 철손이 발생되고 있는 상태가 된다. 이러한 철손은 엔진에 부하로 작용하기 때문에 자동차의 시스템 효율을 저하시키는 문제로 작용하게 된다.
이와 같이 전기자동차의 전동식 구동 시스템으로 사용되는 회전기기(전동기)의 경우, 높은 출력과 높을 효율을 가지는 것이 중요하다. 그러나 회전기기의 출력을 상승시키기 위하여 설계를 진행할 경우, 토크 리플(Torque ripple)과 코깅 토크(Cogging torque)가 필수 불가결하게 증가하게 되며, 이러한 토크 리플과 코깅 토크는 결국 진동으로 이어지게 될 것이고, 소음의 증가로 이어지게 되는 문제가 있었다. 대한민국 등록특허공보 제10-1823076호가 선행기술 문헌으로 개시되고 있다.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 원통형의 고정자 바디에 코일이 권선되는 고정자 코어를 구비하는 고정자와, 고정자의 내부에 배치되어 회전 구동하며, 중심에 회전축이 압입될 수 있는 샤프트 공을 형성하고, 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되어 회전 반경을 갖는 회전자 코어에 복수의 영구자석이 배치되는 회전자를 포함하되, 고정자는 고정자 코어의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장되는 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 구성함으로써, 회전기기의 출력을 상승시키기 위한 설계 시 필수 불가결하게 증가하게 되는 토크 리플과 코깅 토크를 저감시키고, 그에 따른 진동과 소음이 최소화된 안정된 전동기의 구동이 가능하도록 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기 및 그 제작 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 고정자와 회전자를 구비하는 회전기기의 전동기에서 회전자의 회전방향의 슈 길이를 늘리고, 반대편의 슈의 길이를 줄이는 고정자 슬롯 개구 폭의 슈 비대칭 설계 구조와 노치 설계가 적용되는 구조로 구성함으로써, 슬롯 개구 폭은 유지하면서 고조파 성분을 감소시킬 수 있게 됨으로써 토크 리플을 감소시킬 수 있으며, 슬롯과 다음 슬롯 사이의 릴럭턴스 차이의 완화를 통한 코깅 토크를 감소시킬 수 있으며, 그에 따른 토크 리플과 코깅 토크의 저감을 통한 회전기기의 높은 출력과 높은 효율을 유지하면서 진동이나 소음이 최소화될 수 있도록 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기 및 그 제작 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기는,
고정자 비대칭 슈(shoe)를 이용한 전동기로서,
원통형의 고정자 바디에 코일이 권선되는 고정자 코어를 구비하는 고정자(stator); 및
상기 고정자의 내부에 배치되어 회전 구동하며, 중심에 회전축이 압입될 수 있는 샤프트 공을 형성하고, 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되어 회전 반경을 갖는 회전자 코어에 복수의 영구자석이 배치되는 회전자(rotor)를 포함하되,
상기 고정자는,
상기 고정자 코어의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장되는 고정자 슈(stator shoe)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 고정자는,
상기 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하여 코깅 토크 및 토크 리플이 저감되도록 기능할 수 있다.
바람직하게는, 상기 고정자는,
상기 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 상기 회전자의 회전방향의 슈(shoe) 길이를 늘려 자속 집중을 통한 마그네틱 토크 감소폭 보다 릴럭턴스 토크가 크게 감소되도록 기능할 수 있다.
바람직하게는, 상기 고정자는,
상기 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 상기 회전자의 회전방향의 슈(shoe) 길이를 늘려 자속 집중을 통한 마그네틱 토크 감소폭 보다 릴럭턴스 토크를 크게 감소시킴에 따라 슬롯 이동시의 토크 변화량이 감소될 수 있다.
바람직하게는, 상기 고정자는,
전동기 모터의 회전 구동에 따른 코깅 토크 및 토크 리플의 저감을 위해 상기 고정자 슈의 길이를 비대칭 구조로 하되, 상기 회전자의 회전방향의 슈 길이를 늘리고, 반대되는 방향의 슈 길이는 줄이는 방식으로 슬롯 개구 폭은 유지하면서 고조파 성분을 감소시킴에 따라 토크 리플이 감소될 수 있다.
바람직하게는, 상기 고정자는,
상기 고정자 코어의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장하는 고정자 슈(stator shoe)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 상기 고정자 슈에는 코깅 토크 저감을 통한 진동 및 소음을 최소화시키기 위한 노치가 더 형성될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 고정자는,
상기 고정자 슈의 비대칭 구조의 길이로 형성되는 양 측의 슈(shoe)에 형성되는 노치(notch)를 통해 슬롯과 다음 슬롯 사이의 릴럭턴스 차이를 감소시켜 코깅 토크를 저감시킬 수 있도록 기능할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 고정자는,
상기 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖는 비대칭 구조로 형성하되, 권선 자동화를 위한 최소 공간은 확보할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 회전자는,
상기 회전자 코어가 전기강판을 사용한 일체형의 적층 구조로서, 무방향성의 규소 강판 소재로 구성될 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 회전자는,
상기 복수의 영구자석이 IPM(Interior Permanent Magnet) 타입으로 매립되는 희토류 영구자석으로 구성될 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법은,
고정자 비대칭 슈(shoe)를 이용한 전동기(100)의 제작 방법으로서,
(1) 원통형의 고정자 바디(111)에 코일(112)이 권선되는 고정자 코어(113)를 구비하되, 상기 고정자 코어(113)의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장되는 고정자 슈(stator shoe)(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하는 고정자(stator)(110)를 제조하는 단계;
(2) 중심에 회전축이 압입될 수 있는 샤프트 공(121)을 형성하고, 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되어 회전 반경을 갖는 회전자 코어(122)에 복수의 영구자석(123)이 배치되는 회전자(rotor)(120)를 제조하는 단계; 및
(3) 상기 단계 (1)을 통해 제조된 고정자(110)를 전동기 모터 하우징 내에 고정 설치하고, 상기 단계 (2)를 통해 제조된 회전자(120)를 고정자(110)의 내측 중심에 배치하여 설치 고정하는 단계를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 고정자는,
상기 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하여 코깅 토크 및 토크 리플이 저감되도록 기능할 수 있다.
바람직하게는, 상기 고정자는,
상기 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 상기 회전자의 회전방향의 슈(shoe) 길이를 늘려 자속 집중을 통한 마그네틱 토크 감소폭 보다 릴럭턴스 토크가 크게 감소되도록 기능할 수 있다.
바람직하게는, 상기 고정자는,
상기 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 상기 회전자의 회전방향의 슈(shoe) 길이를 늘려 자속 집중을 통한 마그네틱 토크 감소폭 보다 릴럭턴스 토크를 크게 감소시킴에 따라 슬롯 이동시의 토크 변화량이 감소될 수 있다.
바람직하게는, 상기 고정자는,
전동기 모터의 회전 구동에 따른 코깅 토크 및 토크 리플의 저감을 위해 상기 고정자 슈의 길이를 비대칭 구조로 하되, 상기 회전자의 회전방향의 슈 길이를 늘리고, 반대되는 방향의 슈 길이는 줄이는 방식으로 슬롯 개구 폭은 유지하면서 고조파 성분을 감소시킴에 따라 토크 리플이 감소될 수 있다.
바람직하게는, 상기 고정자는,
상기 고정자 코어의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장하는 고정자 슈(stator shoe)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 상기 고정자 슈에는 코깅 토크 저감을 통한 진동 및 소음을 최소화시키기 위한 노치가 더 형성될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 고정자는,
상기 고정자 슈의 비대칭 구조의 길이로 형성되는 양 측의 슈(shoe)에 형성되는 노치(notch)를 통해 슬롯과 다음 슬롯 사이의 릴럭턴스 차이를 감소시켜 코깅 토크를 저감시킬 수 있도록 기능할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 고정자는,
상기 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖는 비대칭 구조로 형성하되, 권선 자동화를 위한 최소 공간은 확보할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 회전자는,
상기 회전자 코어가 전기강판을 사용한 일체형의 적층 구조로서, 무방향성의 규소 강판 소재로 구성될 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 회전자는,
상기 복수의 영구자석이 IPM(Interior Permanent Magnet) 타입으로 매립되는 희토류 영구자석으로 구성될 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기 및 그 제작 방법에 따르면, 원통형의 고정자 바디에 코일이 권선되는 고정자 코어를 구비하는 고정자와, 고정자의 내부에 배치되어 회전 구동하며, 중심에 회전축이 압입될 수 있는 샤프트 공을 형성하고, 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되어 회전 반경을 갖는 회전자 코어에 복수의 영구자석이 배치되는 회전자를 포함하되, 고정자는 고정자 코어의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장되는 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 구성함으로써, 회전기기의 출력을 상승시키기 위한 설계 시 필수 불가결하게 증가하게 되는 토크 리플과 코깅 토크를 저감시키고, 그에 따른 진동과 소음이 최소화된 안정된 전동기의 구동이 가능하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기 및 그 제작 방법에 따르면, 고정자와 회전자를 구비하는 회전기기의 전동기에서 회전자의 회전방향의 슈 길이를 늘리고, 반대편의 슈의 길이를 줄이는 고정자 슬롯 개구 폭의 슈 비대칭 설계 구조와 노치 설계가 적용되는 구조로 구성함으로써, 슬롯 개구 폭은 유지하면서 고조파 성분을 감소시킬 수 있게 됨으로써 토크 리플을 감소시킬 수 있으며, 슬롯과 다음 슬롯 사이의 릴럭턴스 차이의 완화를 통한 코깅 토크를 감소시킬 수 있으며, 그에 따른 토크 리플과 코깅 토크의 저감을 통한 회전기기의 높은 출력과 높은 효율을 유지하면서 진동이나 소음이 최소화될 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 구성을 기능블록으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 개략적인 평면도 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기에 적용되는 고정자 슈의 비대칭 적용 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기에 적용되는 고정자에 노치와 비대칭 슈의 적용 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 노치 적용 전후의 시뮬레이션 구성을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 시뮬레이션 데이터를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법의 흐름을 도시한 도면.
<부호의 설명>
100: 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기
110: 고정자(stator)
111: 고정자 바디
112: 코일
113: 고정자 코어
114: 고정자 슈(shoe)
115: 노치(notch)
120: 회전자(rotor)
121: 샤프트 공
122: 회전자 코어
123: 영구자석
S110: 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하는 고정자를 제조하는 단계
S120: 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되어 회전 반경을 갖는 회전자 코어에 복수의 영구자석이 배치되는 회전자를 제조하는 단계
S130: 회전자를 고정자의 내측 중심에 배치하여 설치 고정하는 단계
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 구성을 기능블록으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 개략적인 평면도 구성을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기에 적용되는 고정자 슈의 비대칭 적용 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기에 적용되는 고정자에 노치와 비대칭 슈의 적용 구성을 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 노치 적용 전후의 시뮬레이션 구성을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 시뮬레이션 데이터를 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 5에 각각 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 고정 비대칭 슈를 이용한 전동기(100)는, 고정자(110), 및 회전자(120)를 포함하여 구성될 수 있다.
고정자(110)는, 원통형의 고정자 바디(111)에 코일(112)이 권선되는 고정자 코어(113)를 구비하는 구성이다. 이러한 고정자(stator)(110)는 고정자 코어(113)의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장되는 고정자 슈(stator shoe)(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성할 수 있다. 여기서, 고정자(110)는 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하여 코깅 토크 및 토크 리플이 저감되도록 기능할 수 있다.
또한, 고정자(110)는 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 회전자(120)의 회전방향의 슈(shoe) 길이를 늘려 자속 집중을 통한 마그네틱 토크 감소폭 보다 릴럭턴스 토크가 크게 감소되도록 기능할 수 있다. 도 3의 좌측 도면은 고정자 슈(114)에 비대칭 적용 전 모델의 구성을 나타내고, 우측 도면은 고정자 슈(114)에 비대칭이 적용된 구성을 나타내며, 비대칭 슈의 적용에 따라 코깅 토크는 1.4에서 1.19Nm(p-p)로 15% 저감되고, 리플은 1.0에서 0.301Nm(p-p)으로 70% 저감되었다.
또한, 고정자(110)는 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 회전자(120)의 회전방향의 슈(shoe) 길이를 늘려 자속 집중을 통한 마그네틱 토크 감소폭 보다 릴럭턴스 토크를 크게 감소시킴에 따라 슬롯 이동시의 토크 변화량이 감소되도록 기능할 수 있다.
또한, 고정자(110)는 전동기 모터의 회전 구동에 따른 코깅 토크 및 토크 리플의 저감을 위해 상기 고정자 슈(114)의 길이를 비대칭 구조로 하되, 회전자(120)의 회전방향의 슈 길이를 늘리고, 반대되는 방향의 슈 길이는 줄이는 방식으로 슬롯 개구 폭은 유지하면서 고조파 성분을 감소시킴에 따라 토크 리플이 감소되도록 기능할 수 있다.
또한, 고정자(110)는 고정자 코어(113)의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장하는 고정자 슈(stator shoe)(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 고정자 슈(114)에는 코깅 토크 저감을 통한 진동 및 소음을 최소화시키기 위한 노치(115)가 더 형성될 수 있다. 여기서, 고정자(110)는 고정자 슈(114)의 비대칭 구조의 길이로 형성되는 양 측의 슈(shoe)에 형성되는 노치(notch)(115)를 통해 슬롯과 다음 슬롯 사이의 릴럭턴스 차이를 감소시켜 코깅 토크를 저감시킬 수 있도록 기능할 수 있다.
또한, 고정자(110)는 도 4에 도시된 바와 같이, 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖는 비대칭 구조로 형성하되, 권선 자동화를 위한 최소 공간은 확보할 수 있다. 즉, 권선 자동화를 위한 최소 공간 확보(2.2㎜)로, X축 기준 1.1㎜ 씩 확보할 수 있다. 이러한, 고정자(110)는 고정자 코어(113)가 전기강판을 사용한 일체형의 적층 구조로서, 무방향성의 규소 강판 소재로 구성될 수 있다.
회전자(120)는, 고정자(110)의 내부에 배치되어 회전 구동하며, 중심에 회전축이 압입될 수 있는 샤프트 공(121)을 형성하고, 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되어 회전 반경을 갖는 회전자 코어(122)에 복수의 영구자석(123)이 배치되는 구성이다. 이러한 회전자(rotor)(120)는 회전자 코어(122)가 전기강판을 사용한 일체형의 적층 구조로서, 무방향성의 규소 강판 소재로 구성될 수 있다.
또한, 회전자(120)는 복수의 영구자석(123)이 IPM(Interior Permanent Magnet) 타입으로 매립되는 희토류 영구자석으로 구성될 수 있다. 여기서, 희토류 영구자석은 네오디뮴 자석 소재로 구성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법의 흐름을 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법은, 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하는 고정자를 제조하는 단계(S110), 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되어 회전 반경을 갖는 회전자 코어에 복수의 영구자석이 배치되는 회전자를 제조하는 단계(S120), 및 회전자를 고정자의 내측 중심에 배치하여 설치 고정하는 단계(S130)를 포함하여 구현될 수 있다.
단계 S110에서는, 원통형의 고정자 바디(111)에 코일(112)이 권선되는 고정자 코어(113)를 구비하되, 고정자 코어(113)의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장되는 고정자 슈(stator shoe)(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하는 고정자(stator)(110)를 제조하여 준비한다. 이러한 단계 S110에서의 고정자(110)는 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하여 코깅 토크 및 토크 리플이 저감되도록 기능할 수 있게 된다.
또한, 고정자(110)는 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 회전자(120)의 회전방향의 슈(shoe) 길이를 늘려 자속 집중을 통한 마그네틱 토크 감소폭 보다 릴럭턴스 토크가 크게 감소되도록 기능하고, 그를 통한 슬롯 이동시의 토크 변화량이 감소되도록 기능할 수 있게 된다.
또한, 고정자(110)는 전동기 모터의 회전 구동에 따른 코깅 토크 및 토크 리플의 저감을 위해 고정자 슈(114)의 길이를 비대칭 구조로 하되, 회전자(120)의 회전방향의 슈 길이를 늘리고, 반대되는 방향의 슈 길이는 줄이는 방식으로 슬롯 개구 폭은 유지하면서 고조파 성분을 감소시킴에 따라 토크 리플이 감소되도록 기능할 수 있게 된다.
또한, 고정자(110)는 고정자 코어(113)의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장하는 고정자 슈(stator shoe)(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 고정자 슈(114)에는 코깅 토크 저감을 통한 진동 및 소음을 최소화시키기 위한 노치(115)가 더 형성될 수 있다. 여기서, 고정자(110)는 고정자 슈(114)의 비대칭 구조의 길이로 형성되는 양 측의 슈(shoe)에 형성되는 노치(notch)(115)를 통해 슬롯과 다음 슬롯 사이의 릴럭턴스 차이를 감소시켜 코깅 토크를 저감시킬 수 있도록 기능할 수 있게 된다.
단계 S120에서는, 중심에 회전축이 압입될 수 있는 샤프트 공(121)을 형성하고, 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되어 회전 반경을 갖는 회전자 코어(122)에 복수의 영구자석(123)이 배치되는 회전자(rotor)(120)를 제조하여 준비한다. 이러한 단계 S120에서의 회전자(rotor)(120)는 회전자 코어(122)가 전기강판을 사용한 일체형의 적층 구조로서, 무방향성의 규소 강판 소재로 구성될 수 있다.
또한, 회전자(120)는 복수의 영구자석(123)이 IPM(Interior Permanent Magnet) 타입으로 매립되는 희토류 영구자석으로 구성될 수 있다. 여기서, 희토류 영구자석은 네오디뮴 자석 소재로 구성될 수 있다.
단계 S130에서는 단계 S110을 통해 제조된 고정자(110)를 전동기 모터 하우징 내에 고정 설치하고, 단계 S120을 통해 제조된 회전자(120)를 고정자(110)의 내측 중심에 배치하여 설치 고정한다. 이러한 과정을 통해 제작된 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기(100)는 회전기기의 높은 출력의 상승 시에 발생되는 토크 리플과 코깅 토크의 저감을 위한 구조로서, 고정자 슬롯 개구폭의 슈 비대칭 설계 구조와, 노치 설계이 적용 구조가 적용되고 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기 및 그 제작 방법은, 원통형의 고정자 바디에 코일이 권선되는 고정자 코어를 구비하는 고정자와, 고정자의 내부에 배치되어 회전 구동하며, 중심에 회전축이 압입될 수 있는 샤프트 공을 형성하고, 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되어 회전 반경을 갖는 회전자 코어에 복수의 영구자석이 배치되는 회전자를 포함하되, 고정자는 고정자 코어의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장되는 고정자 슈의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 구성함으로써, 회전기기의 출력을 상승시키기 위한 설계 시 필수 불가결하게 증가하게 되는 토크 리플과 코깅 토크를 저감시키고, 그에 따른 진동과 소음이 최소화된 안정된 전동기의 구동이 가능하도록 할 수 있으며, 특히, 고정자와 회전자를 구비하는 회전기기의 전동기에서 회전자의 회전방향의 슈 길이를 늘리고, 반대편의 슈의 길이를 줄이는 고정자 슬롯 개구 폭의 슈 비대칭 설계 구조와 노치 설계가 적용되는 구조로 구성함으로써, 슬롯 개구 폭은 유지하면서 고조파 성분을 감소시킬 수 있게 됨으로써 토크 리플을 감소시킬 수 있으며, 슬롯과 다음 슬롯 사이의 릴럭턴스 차이의 완화를 통한 코깅 토크를 감소시킬 수 있으며, 그에 따른 토크 리플과 코깅 토크의 저감을 통한 회전기기의 높은 출력과 높은 효율을 유지하면서 진동이나 소음이 최소화될 수 있도록 할 수 있게 된다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 고정자 비대칭 슈(shoe)를 이용한 전동기(100)로서,
    원통형의 고정자 바디(111)에 코일(112)이 권선되는 고정자 코어(113)를 구비하는 고정자(stator)(110); 및
    상기 고정자(110)의 내부에 배치되어 회전 구동하며, 중심에 회전축이 압입될 수 있는 샤프트 공(121)을 형성하고, 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되어 회전 반경을 갖는 회전자 코어(122)에 복수의 영구자석(123)이 배치되는 회전자(rotor)(120)를 포함하되,
    상기 고정자(110)는,
    상기 고정자 코어(113)의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장되는 고정자 슈(stator shoe)(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고정자(110)는,
    상기 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하여 코깅 토크 및 토크 리플이 저감되도록 기능하는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 고정자(110)는,
    상기 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 상기 회전자(120)의 회전방향의 슈(shoe) 길이를 늘려 자속 집중을 통한 마그네틱 토크 감소폭 보다 릴럭턴스 토크가 크게 감소되도록 기능하는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 고정자(110)는,
    상기 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 상기 회전자(120)의 회전방향의 슈(shoe) 길이를 늘려 자속 집중을 통한 마그네틱 토크 감소폭 보다 릴럭턴스 토크를 크게 감소시킴에 따라 슬롯 이동시의 토크 변화량이 감소되는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 고정자(110)는,
    전동기 모터의 회전 구동에 따른 코깅 토크 및 토크 리플의 저감을 위해 상기 고정자 슈(114)의 길이를 비대칭 구조로 하되, 상기 회전자(120)의 회전방향의 슈 길이를 늘리고, 반대되는 방향의 슈 길이는 줄이는 방식으로 슬롯 개구 폭은 유지하면서 고조파 성분을 감소시킴에 따라 토크 리플이 감소되는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정자(110)는,
    상기 고정자 코어(113)의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장하는 고정자 슈(stator shoe)(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 상기 고정자 슈(114)에는 코깅 토크 저감을 통한 진동 및 소음을 최소화시키기 위한 노치(115)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 고정자(110)는,
    상기 고정자 슈(114)의 비대칭 구조의 길이로 형성되는 양 측의 슈(shoe)에 형성되는 노치(notch)(115)를 통해 슬롯과 다음 슬롯 사이의 릴럭턴스 차이를 감소시켜 코깅 토크를 저감시킬 수 있도록 기능하는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기.
  8. 제6항에 있어서, 상기 고정자(110)는
    상기 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖는 비대칭 구조로 형성하되, 권선 자동화를 위한 최소 공간은 확보하는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기.
  9. 제6항에 있어서, 상기 회전자(120)는,
    상기 회전자 코어(122)가 전기강판을 사용한 일체형의 적층 구조로서, 무방향성의 규소 강판 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기.
  10. 제9항에 있어서, 상기 회전자(120)는,
    상기 복수의 영구자석(123)이 IPM(Interior Permanent Magnet) 타입으로 매립되는 희토류 영구자석으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기.
  11. 고정자 비대칭 슈(shoe)를 이용한 전동기(100)의 제작 방법으로서,
    (1) 원통형의 고정자 바디(111)에 코일(112)이 권선되는 고정자 코어(113)를 구비하되, 상기 고정자 코어(113)의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장되는 고정자 슈(stator shoe)(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하는 고정자(stator)(110)를 제조하는 단계;
    (2) 중심에 회전축이 압입될 수 있는 샤프트 공(121)을 형성하고, 회전 중심을 기준으로 방사형으로 배치되어 회전 반경을 갖는 회전자 코어(122)에 복수의 영구자석(123)이 배치되는 회전자(rotor)(120)를 제조하는 단계; 및
    (3) 상기 단계 (1)을 통해 제조된 고정자(110)를 전동기 모터 하우징 내에 고정 설치하고, 상기 단계 (2)를 통해 제조된 회전자(120)를 고정자(110)의 내측 중심에 배치하여 설치 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 고정자(110)는,
    상기 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하여 코깅 토크 및 토크 리플이 저감되도록 기능하는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 고정자(110)는,
    상기 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 상기 회전자(120)의 회전방향의 슈(shoe) 길이를 늘려 자속 집중을 통한 마그네틱 토크 감소폭 보다 릴럭턴스 토크가 크게 감소되도록 기능하는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 고정자(110)는,
    상기 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 상기 회전자(120)의 회전방향의 슈(shoe) 길이를 늘려 자속 집중을 통한 마그네틱 토크 감소폭 보다 릴럭턴스 토크를 크게 감소시킴에 따라 슬롯 이동시의 토크 변화량이 감소되는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 고정자(110)는,
    전동기 모터의 회전 구동에 따른 코깅 토크 및 토크 리플의 저감을 위해 상기 고정자 슈(114)의 길이를 비대칭 구조로 하되, 상기 회전자(120)의 회전방향의 슈 길이를 늘리고, 반대되는 방향의 슈 길이는 줄이는 방식으로 슬롯 개구 폭은 유지하면서 고조파 성분을 감소시킴에 따라 토크 리플이 감소되는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법.
  16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정자(110)는,
    상기 고정자 코어(113)의 말단에서 양 측으로 절곡되어 연장하는 고정자 슈(stator shoe)(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖도록 형성하되, 상기 고정자 슈(114)에는 코깅 토크 저감을 통한 진동 및 소음을 최소화시키기 위한 노치(115)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 고정자(110)는,
    상기 고정자 슈(114)의 비대칭 구조의 길이로 형성되는 양 측의 슈(shoe)에 형성되는 노치(notch)(115)를 통해 슬롯과 다음 슬롯 사이의 릴럭턴스 차이를 감소시켜 코깅 토크를 저감시킬 수 있도록 기능하는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 고정자(110)는,
    상기 고정자 슈(114)의 길이를 불균형한 서로 다른 길이를 갖는 비대칭 구조로 형성하되, 권선 자동화를 위한 최소 공간은 확보하는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 회전자(120)는,
    상기 회전자 코어(122)가 전기강판을 사용한 일체형의 적층 구조로서, 무방향성의 규소 강판 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 회전자(120)는,
    상기 복수의 영구자석(123)이 IPM(Interior Permanent Magnet) 타입으로 매립되는 희토류 영구자석으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기의 제작 방법.
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