KR100964539B1

KR100964539B1 - Linear motor

Info

Publication number: KR100964539B1
Application number: KR1020090099828A
Authority: KR
Inventors: 김홍중
Original assignee: 김홍중
Priority date: 2009-10-20
Filing date: 2009-10-20
Publication date: 2010-06-21
Also published as: WO2011049298A2; WO2011049298A3; TW201136107A

Abstract

PURPOSE: A linear motor is provided to prevent the abrasion of a guide by alleviating the magnetic force between the salient pole of an armature core and a permanent magnet. CONSTITUTION: A first member comprises a plurality of armature units. Each armature unit includes a magnetic core, at least two salient poles, and a coil. The magnetic core has an arc shape. The salient poles are projected from the magnetic core to a second member. The coil is wound in each pole. A second member comprises a plurality of permanent magnet units. Each permanent magnet unit is included of a plurality of permanent magnets. The number of poles of the permanent magnet is same as that of the number of poles of the armature unit. One among a first member and a second member is fixed a supporting mechanism.

Description

선형 전동기 {Linear motor}{Linear motor}

본 발명은 직선 운동을 발생시키는 선형 전동기에 관한 것이다.The present invention relates to a linear motor generating linear motion.

일반적으로 선형 전동기, 즉 리니어 모터는 직선 모양으로 면하는 가동자 및 고정자 사이에 추력(推力)을 발생하는 구조로 되어 있다. 영구 자석형 리니어 모터는 가동자 및 고정자 중 어느 한 쪽에 고정 자석을 놓고 나머지 한 쪽에 교번하는 다상 전력을 보내 양자 사이에 전자력이 작용하여 일정 방향으로 추력이 발생하도록 한다.Generally, a linear motor, that is, a linear motor has a structure that generates a thrust between a mover and a stator facing in a straight line. In the permanent magnet type linear motor, a stationary magnet is placed on one of the mover and the stator, and alternating polyphase power is supplied to the other one of the mover and the stator, so that an electromagnetic force acts between them to generate thrust in a certain direction.

종래의 리니어 모터는, 회전 모터를 전개하여 직선상에 펼쳐 배치한 구조로 인하여, 전기자 코어의 돌극과 영구 자석간에는 강력한 자기 흡인력이 발생하여 시스템의 정밀도가 떨어지게 되는 문제가 발생한다.The conventional linear motor has a problem that a strong magnetic attracting force is generated between the salient pole of the armature core and the permanent magnet due to the structure in which the rotating motor is extended and laid out in a straight line and the precision of the system is lowered.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 출원인은 2009년 9월 25일 출원 번호 10-2009-0090806를 통해 새로운 구조의 선형 전동기를 제시하였는데, 전기자 코어의 돌극과 영구 자석 사이의 강력한 자기 흡인력을 상쇄하는 구조로서 원통형 선형 전동기를 제안하였다.In order to solve this problem, the applicant of the present invention has proposed a new structure of a linear motor through the application number 10-2009-0090806 of September 25, 2009, which compensates for the strong magnetic attraction between the pole of the armature core and the permanent magnet A cylindrical linear motor is proposed.

출원 번호 10-2009-0090806의 원통형 선형 전동기에서 가동 코일형의 경우, 고정자인 2차측 부재(영구 자석 부분)는 2개의 고정 스탠드(54)에 의해 양쪽에서 고정되고, 가동자인 1차측 부재는 가동 스테이지(51)에 연결되어 가이드 레일(52)과 슬라이드(53)의 안내에 따라 직선 운동을 한다. 하지만, 장거리 이송용 선형 전동기를 구성할 때에는, 길다란 2차측 부재(영구 자석 부분)의 양쪽만 고정하는 구조이기 때문에, 영구 자석 자체의 하중으로 인하여 처짐이 발생할 수 밖에 없고, 이에 관한 대책을 강구해야 한다.In the cylindrical linear motor of the application No. 10-2009-0090806, in the case of the movable coil type, the secondary member (permanent magnet portion) which is the stator is fixed on both sides by two fixed stands 54, and the primary member, And is connected to the stage 51 to perform linear motion according to the guide rail 52 and slide 53 guide. However, when constructing a linear motor for long-distance conveyance, since it is a structure in which only a long secondary member (permanent magnet portion) is fixed, the sagging due to the load of the permanent magnet itself can not be avoided. do.

일반적으로 단면 2차 모멘트(굽힘의 힘이 작용하였을 때 소재가 변형에 저항하는 성질을 나타내는 것)를 크게 하는 구조를 갖추기 위해서 2차측 부재의 단면을 크게 하지만, 상대적으로 선형 전동기의 외형이 커지게 되므로 주어진 조건을 만족시키는 시스템 구성상 한계가 있다.Generally, the sectional area of the secondary member is enlarged in order to have a structure in which the second-order moment of inertia (which exhibits the property that the material resists deformation when the bending force is applied) is increased, but the outer shape of the linear motor is relatively large There is a limitation in the system configuration that satisfies a given condition.

장거리 이송용 선형 전동기는, 2차측 부재의 일부 단면을 길이 방향의 전부에 걸쳐서 접지하거나 또는 일정한 간격으로 지지하는 구조를 갖추기 위해서, 회전 모터를 전개하여 직선상에 펼쳐 배치하는 평면형 선형 전동기가 주로 쓰이게 된다.The linear motor for long-distance conveyance is mainly composed of a planar type linear motor in which a rotating motor is extended and laid out in a straight line in order to have a structure in which a partial cross section of the secondary member is grounded or supported at regular intervals over the whole lengthwise direction do.

하지만, 평면형 선형 전동기는, 구조상 전기자 코어의 돌극과 영구 자석간에는 강력한 자기 흡인력이 발생하여 시스템의 정밀도가 떨어지고, 일정한 공극을 유지하는 지지 기구의 마모가 심하게 되는 문제가 발생할 수 밖에 없다.However, in the planar type linear motor, there is a problem that a strong magnetic attractive force is generated between the pole of the armature core and the permanent magnet, so that the accuracy of the system is lowered and the support mechanism for maintaining a constant gap is severely worn.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은, 평판형 리니어 모터의 자기 흡인력 문제를 완화하고, 2차 부재 인 영구 자석 자체의 하중으로 인한 처짐을 해결하여, 장거리 이송이 가능한 선형 전동기를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to alleviate the problem of the magnetic attractive force of the flat plate type linear motor, to solve the deflection due to the load of the permanent magnet itself , And a linear motor capable of long distance travel.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 전동기는, 복수의 전기자 유닛을 포함하는 1차 부재, 복수의 영구 자석 유닛을 포함하는 2차 부재 및 지지 기구를 포함하여 구성되고, 각 전기자 유닛은 호 형상의 자성체로부터 2개 이상의 돌극이 상기 2차 부재를 향한 방향으로 돌출하고 각 돌극에 같은 위상의 전류가 흐르는 코일이 감기고, 각 영구 자석 유닛에는 각 전기자 유닛에 포함된 돌극의 개수와 동일한 극수의 영구 자석이 배치되고, 진행 방향으로 배치된 S개의 전기자 유닛과 2의 배수인 P개의 영구 자석 유닛을 한 단위로 하여 진행 자계에 의한 추력이 생성되도록 소정의 위상 차를 갖는 전원이 각 전기자 유닛에 인가되고, 상기 1차 부재 또는 상기 2차 부재 중 어느 하나가 가동자로 상기 생성되는 추력에 의해 이동하도록 다른 하나인 고정자가 상기 지지 기구에 고정되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a linear motor including a primary member including a plurality of armature units, a secondary member including a plurality of permanent magnet units, and a support mechanism , Each of the armature units has two or more salient poles protruding from the arc-shaped magnetic body in the direction toward the secondary member, a coil through which a current of the same phase flows through each salient pole, and each permanent magnet unit is provided with a pole piece The S armature units arranged in the traveling direction and the P permanent magnet units being a multiple of 2 are arranged as a unit to have a predetermined phase difference so as to generate a thrust by the progressive magnetic field Power is applied to each armature unit, and either one of the primary member or the secondary member is moved by the generated thrust to the mover And the other stator is fixed to the supporting mechanism.

일 실시예에서, 각 전기자 유닛에서 이웃하는 돌극의 극성이 서로 다르도록 코일이 감길 수 있다.In one embodiment, the coils may be wound so that the polarities of neighboring salient poles are different from each other in each armature unit.

일 실시예에서, 각 영구 자석 유닛에서 각 영구 자석은 이웃하는 영구 자석과 서로 다른 극이 되도록 배치될 수 있다.In one embodiment, in each permanent magnet unit, each permanent magnet may be arranged to be a different pole from the neighboring permanent magnet.

일 실시예에서, 각 영구 자석 유닛에서 각 영구 자석은 자성체 표면에 고정되거나 자성체 내부에 매립될 수 있다.In one embodiment, in each permanent magnet unit, each permanent magnet may be fixed to the surface of the magnetic body or embedded in the inside of the magnetic body.

일 실시예에서, 이웃하는 영구 자석 유닛은 일정한 간격으로 이격되거나 비자성체가 그 사이에 설치될 수 있다.In one embodiment, neighboring permanent magnet units may be spaced apart at regular intervals or non-magnetic bodies may be installed therebetween.

일 실시예에서, 상기 전기자 유닛의 자성체는 적어도 선대칭 구조가 유리한데, 상기 전기자 유닛의 자성체는 원호 형상, 다각형 링의 일부로 이루어지는 다각형 호 형상, 서로 다른 다각형 호의 조합 형상, 또는 상기 원호와 적어도 하나 이상의 다각형 호의 조합 형상 중 어느 하나가 될 수 있다.In one embodiment, the magnetic body of the armature unit is advantageous at least in line symmetry, wherein the magnetic body of the armature unit has a circular arc shape, a polygonal arc shape comprising a part of the polygonal ring, a combination shape of different polygonal arcs, And a combination shape of a polygonal arc.

상기 실시예에서, 상기 전기자 유닛의 돌극은 적어도 선대칭으로 상기 자성체에 배치될 수 있는데, 상기 돌극은 점대칭 또는 상하 방향과 좌우 방향 선대칭으로 배치될 수 있다.In the above embodiment, the salient poles of the armature unit may be disposed at least in a line symmetry with respect to the magnetic body, and the salient poles may be arranged in point symmetry or in up-and-down and left-right symmetry.

일 실시예에서, 상기 전기자 유닛의 자성체는 상기 2차 부재를 감싸는 형태의 호 형상일 수 있다.In one embodiment, the magnetic body of the armature unit may be in the shape of an arc enclosing the secondary member.

일 실시예에서, 상기 2차 부재는 상기 영구 자석 유닛을 진행 방향으로 길이가 형성되는 내측 파이프과 외측 파이프 중 적어도 하나 이상에 끼워 조립될 수 있다.In one embodiment, the secondary member may be assembled by fitting the permanent magnet unit to at least one of the inner pipe and the outer pipe, the length of which is set in the traveling direction.

일 실시예에서, 각 영구 자석 유닛 내의 각 영구 자석은 진행 방향으로 이웃하는 영구 자석과 극성이 다르다.In one embodiment, each permanent magnet in each permanent magnet unit has a different polarity from the neighboring permanent magnet in the direction of travel.

일 실시예에서, 상기 1차 부재 또는 상기 2차 부재의 길이는 상기 S개의 전기자 유닛과 P개의 영구 자석 유닛으로 이루어지는 한 단위의 길이보다 길게 된다.In one embodiment, the length of the primary member or the secondary member is longer than the length of one unit comprising the S armature unit and the P permanent magnet units.

상기 실시예에서, 상기 S는 상기 소정의 위상 차를 결정하는 상수의 배수 중 하나로 결정되고, 상기 상수는 3 이상의 홀수일 수 있다. 또한, 상기 상수는 3이고 상기 (S, P)는 (3, 2), (3, 4), (9, 8), (9, 10) 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 상기 상수가 3이고 상기 S가 9인 경우, 120도의 위상 차를 갖는 3개의 전류를 각각 U, V, W라 할 때, 연속되는 9개의 전기자 유닛에는 UVWUVWUVW의 전류가 공급되거나 UuUVvVWwW의 전류가 공급될 수 있는데, 여기서 소문자는 대문자와 위상이 반대이다.In this embodiment, S is determined to be one of a multiple of a constant that determines the predetermined phase difference, and the constant may be an odd number of three or more. (S, P) may be any one of (3, 2), (3, 4), (9, 8), (9, 10). When the constant is 3 and the S is 9, when three currents having a phase difference of 120 degrees are U, V, and W, respectively, nine current armature units are supplied with a current of UVWUVWUVW or a current of UuUVvVWwW , Where lower case letters are opposite in phase to upper case letters.

일 실시예에서, 상기 전기자 유닛의 자성체는 성층되는 형태로 형성될 수 있다.In one embodiment, the magnetic body of the armature unit may be formed in a layered form.

일 실시예에서, 상기 선형 전동기는, 각 돌극과 이에 대응되는 각 영구 자석이 일정한 공극을 유지한 상태로 상기 가동자가 이동하도록 하는 안내 기구를 더 포함하여 구성될 수 있다.In one embodiment, the linear motor may further include a guide mechanism that moves the mover in a state where each salient pole and each permanent magnet corresponding thereto maintain a predetermined gap.

상기 실시예에서, 상기 안내 기구는 가이드 레일과 롤러 또는 슬라이드로 구성될 수 있고, 상기 가이드 레일은 상기 고정자 또는 지지 기구에 장착되고 상기 롤러 또는 슬라이드는 상기 가동자에 장착될 수 있다. 또한, 상기 안내 기구는 적어도 선대칭으로 배치될 수 있고, 상기 안내 기구 중 적어도 하나 이상은 돌극과 돌극 사이에 배치될 수 있다.In this embodiment, the guide mechanism may be constituted by a guide rail and a roller or a slide, and the guide rail may be mounted on the stator or the support mechanism, and the roller or the slide may be mounted on the mover. Further, the guide mechanism may be disposed at least at a line symmetry, and at least one of the guide mechanisms may be disposed between the salient pole and the salient pole.

일 실시예에서, 각 전기자 유닛에서 상기 자성체의 호 양쪽 말단에 코일을 감지 않은 보조 돌극이 형성될 수 있고, 각 영구 자석 유닛에서 상기 보조 돌극에 대응되는 위치에 보조 영구 자석이 형성될 수도 있다.In one embodiment, auxiliary coils may be formed at both ends of the arc of the magnetic body in each armature unit, and auxiliary coils may be formed at positions corresponding to the auxiliary coils in each permanent magnet unit.

일 실시예에서, 상기 고정자는 복수 개의 단편으로 구성되고, 가동자의 진행 방향으로 나열되는 각 단편은 체결 도구를 통해 상기 지지 기구에 고정될 수 있다.In one embodiment, the stator is composed of a plurality of pieces, and each piece arranged in the advancing direction of the mover can be fixed to the supporting mechanism through the fastening tool.

본 발명의 실시예에 따른 선형 전동기는, 평판형 리니어 모터에서 흔히 발생하는 자기 흡인력에 의해 가이드가 마모되는 문제를 해결할 수 있고, 작은 크기로 큰 용량의 추력 또는 빠른 이송 속도를 얻을 수 있고, 또한 각 요소가 모듈화되어 있기 때문에 조립이 용이하고, 여러 형태로 변형이 가능하게 되는 장점이 있다.The linear motor according to the embodiment of the present invention can solve the problem that the guide is worn by the magnetic attraction force which is often generated in the flat plate type linear motor and can obtain a large capacity thrust or a high feed rate with a small size, Since each element is modular, it is easy to assemble and it is possible to deform in various forms.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 선형 전동기는, 2차측 부재의 하중으로 인한 처짐 문제를 해결하고, 장거리 이송에도 사용 가능하게 되는 장점이 있다.Further, the linear motor according to the embodiment of the present invention has an advantage that it can solve the problem of deflection due to the load of the secondary member, and can be used for long-distance transportation.

이하, 본 발명에 따른 선형 전동기에 대한 실시예를 첨부하는 도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a linear motor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 선형 전동기는, 전기자 유닛과 영구 자석 유닛의 단면 모양을 제외하고는, 구동 원리가 출원 번호 10-2009-0090806에 기재된 선형 전동기의 구동 원리와 거의 동일하므로, 먼저 출원 번호 10-2009-0090806에 기재된 원통형 선형 전동기의 구조와 구동 원리에 대해서 설명한다.The driving principle of the linear motor according to the present invention is substantially the same as the driving principle of the linear motor described in Application No. 10-2009-0090806, except for the sectional shape of the armature unit and the permanent magnet unit. The structure and driving principle of the cylindrical linear motor disclosed in -0090806 will be described.

출원 번호 10-2009-0090806에 기재된 원통형 선형 전동기는 1차측 부재, 2차측 부재 및 지지 기구를 포함하여 구성될 수 있다. 도 1과 도 2는 2차측 부재인 영구 자석이 내부에 있고 1차측 부재인 전기자가 바깥에 있는 이너(Inner) 자석형 선형 전동기의 전기자와 영구 자석을 각각 도시한 것이다.The cylindrical linear motor described in Application No. 10-2009-0090806 may comprise a primary member, a secondary member, and a supporting mechanism. 1 and 2 show an armature and a permanent magnet of an inner magnet type linear motor having a permanent magnet as a secondary member inside and an armature as a primary member outside, respectively.

1차측 부재는, 도 1에 도시한 바와 같이, 진행 방향으로 일렬로 배치되는 다 수의 전기자 유닛(10)으로 구성되는데, 각 전기자 유닛(10)은 링 형상의 자성체 코어(1)에 반경 방향으로 돌출되는 4개 이상의 돌극(2)에 코일(3)이 감긴 형태가 될 수 있다. 여기서, 링 형상은 원형 링에 한정되지 않고 폐 회로를 이루는 사각형 모양, 팔각형 모양 등의 사각 링, 팔각 링 등으로 사용이 가능하다.1, the primary member is composed of a plurality of armature units 10 arranged in a line in the advancing direction. Each armature unit 10 is fixed to the ring-shaped magnetic core 1 in the radial direction And the coil 3 may be wound around four or more salient poles 2 protruding from the coil. Here, the ring shape is not limited to a circular ring, but can be used as a square ring, octagonal ring, octagonal ring, or the like, which constitutes a closed circuit.

2차측 부재는, 도 2에 도시한 바와 같이, 진행 방향으로 소정 간격으로 배치된 다수의 영구 자석 유닛(20)으로 구성되는데, 각 영구 자석 유닛(20)은 코일(3)이 감긴 돌극(2)의 개수와 동일한 극수로 원주 방향으로 영구 자석(4)이 형성될 수 있다.2, the secondary member is composed of a plurality of permanent magnet units 20 arranged at a predetermined interval in the traveling direction, and each permanent magnet unit 20 includes a permanent magnet 2 wound around the coil 3 The permanent magnets 4 can be formed in the circumferential direction with the same number of poles as the number of the permanent magnets 4.

각 전기자 유닛(10)에서 코일(3)이 감긴 각 돌극(2)에 진행 자계가 형성되도록 코일(3)에 전류가 공급되는데, 코일(3)이 감긴 돌극(2) 끝에 형성되는 전자극 및 이에 대응되는 영구 자석(4) 사이에 흡인력과 반발력에 의해 진행 추력이 발생하도록 적어도 하나의 전기자 유닛(10)의 코일(3)에는 다른 전기자 유닛(10)의 코일과는 위상 차를 갖는 전류가 공급될 수 있다.A current is supplied to the coil 3 so that a progressive magnetic field is formed in each salient pole 2 wound around the coil 3 in each armature unit 10. The total magnetic pole formed at the end of the salient pole 2 wound with the coil 3, A current having a phase difference from the coil of the other armature unit 10 is applied to the coil 3 of at least one armature unit 10 so that a progressive thrust is generated between the permanent magnets 4 corresponding thereto by the attractive force and the repulsive force Can be supplied.

지지 기구는 1차측 부재와 2차측 부재 중 어느 하나를 고정자로 나머지를 가동자로 하여 고정자에 연결되어 전기자 유닛(10)의 돌극(2)과 영구 자석(4) 사이에 일정한 공극을 유지하면서 가동자가 고정자와 상대적으로 진행하도록 한다.The supporting mechanism is connected to the stator by using either the primary member or the secondary member as a stator and the rest as a moving member so as to maintain a constant gap between the salient pole 2 of the armature unit 10 and the permanent magnet 4, Proceed relative to the stator.

각 전기자 유닛(10) 내에서 이웃하는 돌극(2)의 전자석 극성이 서로 다르게 되도록 하여 전기자 유닛의 돌극(2)과 이에 대응되는 영구 자석(4) 사이에 높은 밀도의 자속이 원활하게 흐르도록 하는데, 예를 들어 4개의 돌극(2)이 형성된 경우 코일(3)에 같은 위상의 전류를 흘릴 때 소정의 기준 위치로부터 시계 방향으로 첫 번째 돌극과 세 번째 돌극의 극성이 같고 두 번째 돌극과 네 번째 돌극의 극성이 같도록 각 돌극(2)을 코일(3)로 감을 수 있다.The magnetic poles of the neighboring salient poles 2 are made to be different from each other in each armature unit 10 so that the high density magnetic flux smoothly flows between the salient pole 2 of the armature unit and the permanent magnet 4 corresponding thereto For example, four salient poles 2 are formed, the polarity of the first salient pole and the third salient pole in the clockwise direction from the predetermined reference position is the same when the current of the same phase is passed through the coil 3, Each of the salient poles 2 can be wound with the coil 3 so that the polarities of the salient poles are the same.

예를 들어 도 1에 도시한 바와 같이, 첫번째 돌극 또는 세 번째 돌극에서 나온 자속이 대응되는 첫번째 영구 자석 또는 세 번째 영구 자석, 영구 자석 요크 및 두 번째 영구 자석과 네 번째 영구 자석을 거쳐, 두 번째 돌극과 네 번째 돌극으로 들어온 후, 코어를 거쳐 다시 첫번째 돌극과 세 번째 돌극으로 다시 들어와서, 자속 폐 루프가 형성되도록 할 수 있다. 또한, 각 전기자 유닛(10)마다 각 돌극(2)에 대해서 권선 방향을 바꿔 가면서 같은 위상의 전류가 흐르는 코일(3)로 감아서 전기자 유닛(10)의 조립 효율을 향상시킬 수 있다.For example, as shown in Fig. 1, the magnetic flux from the first salient pole or the third salient pole passes through the corresponding first permanent magnet or third permanent magnet, the permanent magnet yoke, the second permanent magnet and the fourth permanent magnet, After entering the pole and the fourth pole, it is possible to re-enter the first pole and the third pole again through the core to form a magnetic flux closed loop. In addition, the assembling efficiency of the armature unit 10 can be improved by winding the coils 3 with current of the same phase while changing the winding direction with respect to each salient pole 2 for each armature unit 10.

선형 전동기가 가동자의 진행 속도가 빠르지 않는 곳에 적용되는 경우, 코일(3)에 인가되는 전원의 주파수가 높지 않기 때문에, 코어(1)가 성층되지 않은 형태로 제조될 수 있고, 이에 따라 생산비가 절감되고 보다 내구성이 높은 구조로 양산이 가능하게 된다. 반면에, 선형 전동기에 빠른 이송 속도가 요구되는 경우에는, 인가되는 전원의 주파수가 높기 때문에, 성층된 형태로 제조된 코어(1)가 사용되어 코어(1)에서 발생하는 와전류 손실과 히스테리시스 손실을 줄일 수 있게 된다.In the case where the linear motor is applied to a place where the moving speed of the mover is not fast, since the frequency of the power source applied to the coil 3 is not high, the core 1 can be manufactured in an unlayered form, And can be mass-produced with a structure having higher durability. On the other hand, when the linear motor is required to be fed at a high speed, since the frequency of the power source to be applied is high, the cores 1 manufactured in a stratified form are used to reduce eddy current loss and hysteresis loss .

각 영구 자석 유닛(20)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 전기자 유닛(10)의 돌극(2)과 같은 개수, 즉 4개 이상 짝수 개의 영구 자석(4)이 원주 방향으로 배치되어 강자성체인 요크(5)에 고정되는데, 이웃하는 영구 자석(4) 사이에는 다른 극이 되도록 배치된다. 이때, 각 영구 자석(4)은, 코일(3)이 감긴 돌극(2)에서 나온 자속이 대응되는 해당 영구 자석(4)을 거쳐 요크(5)로 들어가거나 영구 자석(4)으로부터 나온 자속이 대응하는 돌극(2)으로 들어갈 수 있도록, 중심 방향, 즉 래디얼 방향으로 자화되는데, 즉 외주 N극/내주 S극 또는 외주 S극/내주 N극으로 자화된다. 영구 자석 자계 방향이 원주 중심 방향으로 형성되어 추력이 발생하는 방향(가동자의 진행 방향)과 직각이 되므로 자기 회로의 효율이 높게 된다.As shown in Fig. 2, each permanent magnet unit 20 has the same number as the salient poles 2 of the armature unit 10, that is, four or more even-numbered permanent magnets 4 are arranged in the circumferential direction, Is fixed to the yoke 5, and is arranged to be a different pole between adjacent permanent magnets (4). At this time, each of the permanent magnets 4 enters the yoke 5 via the permanent magnet 4 corresponding to the magnetic flux emitted from the salient pole 2 wound around the coil 3, or the magnetic flux from the permanent magnet 4 And is magnetized in the center direction, that is, in the radial direction so as to enter the corresponding salient pole 2, that is, magnetized to the outer N pole / inner S pole or outer S pole / inner N pole. The magnetic field direction of the permanent magnet is formed in the direction of the center of the circumference to be perpendicular to the direction in which the thrust is generated (traveling direction of the mover), so that the efficiency of the magnetic circuit becomes high.

이웃하는 영구 자석 유닛(20A, 20B)은, 일정한 간격으로 이격되거나 비자성체의 스페이서(6)가 사이에 설치되고, 원주 방향으로 대응되는 위치에 놓인 두 영구 자석(4) 사이에 다른 극이 되도록 배치된다. 예를 들어 도 2에 도시한 바와 같이, 영구 자석 유닛 A(20A)에는 원주 방향의 기준 위치로부터 N-S-N-S 순서로 영구 자석(4)이 형성되고, 영구 자석 유닛 A(20A)에 이웃하는 영구 작석 유닛 B(20B)에는 반대의 극성인 S-N-S-N 순서로 영구 자석(4)이 형성된다. 2차측 부재의 양끝에는 단부 고정자(7)가 배치될 수 있다.The adjacent permanent magnet units 20A and 20B are arranged such that spacers 6 spaced apart at regular intervals or provided with nonmagnetic spacers 6 are disposed between the two permanent magnets 4 placed at corresponding positions in the circumferential direction . For example, as shown in Fig. 2, the permanent magnets 4 are formed in the order of NSNS from the reference position in the circumferential direction in the permanent magnet unit A (20A), and the permanent magnets 4, B 20B, permanent magnets 4 are formed in the order of SNSN having the opposite polarity. At both ends of the secondary member, an end stator 7 may be disposed.

도 3은, 도 1과 도 2에 설명한, 2 이상의 전기자 유닛(10)과 2 이상의 영구 자석 유닛(20)의 조합에 의해 직선 방향의 추력이 발생하는 원리를 도시하고 있는데, A-A'으로 자른 단면의 일부이다.3 shows a principle in which a linear thrust is generated by a combination of two or more armature units 10 and two or more permanent magnet units 20 described with reference to Figs. 1 and 2. In A-A ' It is a part of cut section.

도 3에서, U, V, W는 도 1의 전기자 유닛 10U, 10V, 10W에서 원주 방향을 기준으로 동일 위치에 놓인 돌극(2)을 진행 방향으로 나열한 것이고, S/N은 상기 돌극 U, V, W에 대치되는 위치에 놓인 영구 자석(4)을 나열한 것이다.In Fig. 3, U, V and W are the salient poles 2 arranged at the same position with respect to the circumferential direction in the armature units 10U, 10V and 10W of Fig. 1 in the advancing direction, and S / And a permanent magnet 4 placed at a position to be replaced with W.

도 1에 대해서 설명한 바와 같이, 각 전기자 유닛(10)의 코일에 단일 위상의 전류를 공급하되, 3개의 전기자 유닛(10U, 10V, 10W)을 하나의 세트로 하여 3상의 전류를 인가할 수 있다. 즉, 3상인 경우 이웃하는 유닛과는 120도의 위상 차이가 나는 전류를 각 전기자 유닛(10U, 10V, 10W)의 코일에 공급한다.As described with reference to Fig. 1, a single-phase current is supplied to the coil of each armature unit 10, and the three-armature units 10U, 10V, and 10W are set as one set, . That is, in the case of three phases, a current having a phase difference of 120 degrees from the neighboring unit is supplied to the coils of the armature units 10U, 10V and 10W.

또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 진행 방향으로 번갈아 배치된 영구 자석 S 또는 N의 극 간격을 τ(1/2 주기 180도)로 할 때, 3개의 전기자 유닛(10U, 10V, 10W)이 2/3τ(120도)에 해당하는 간격으로 배치되어 있다.Further, as shown in Fig. 3, when three armature units 10U, 10V, and 10W are arranged such that when the pole interval of the permanent magnets S or N alternately arranged in the advancing direction is τ (1/2 period 180 degrees) 2/3? (120 degrees).

영구 자석 S극과 N극 사이에 위치하는 돌극 V를 감은 코일에 (+) 방향으로 피크 값(P)의 교류 전류를 흘려 돌극 V가 N극이 될 때, 돌극 U와 W를 감은 코일에는 (-) 방향으로 피크 값(P)/제곱근(2) 크기의 교류 전류를 흘려 돌극 U와 W가 S극이 되므로, N극인 돌극 V가 영구 자석 S극에는 흡인력을 영구 자석 N극에는 반발력을 작용하여 영구 자석을 오른쪽으로 이동시킨다. 돌극 V의 N극보다는 작은 크기의 자력으로 S극이 된 돌극 U와 W는 각각 영구 자석 S극과 영구 자석 N극에 반발력과 흡인력을 작용하지만 서로 상쇄되어 진행 방향으로 영향을 미치지 않게 된다.When an alternating current having a peak value (P) is flowed in a (+) direction on a coil wound around a salient pole V positioned between the permanent magnets S and N poles and the salient pole V becomes an N pole, (P) / square root (2) in the direction of - (-)), and the pole U and the pole W become the S pole, the attracting force is applied to the permanent magnet S pole and the repulsive force is applied to the permanent magnet N pole Move the permanent magnet to the right. The poles U and W, which are S-polarized by the magnetic force smaller than the N-pole of the pole V, act on the permanent magnet S-pole and the permanent magnet N-pole respectively with repulsive force and attracting force, but they cancel each other and do not affect the traveling direction.

영구 자석이 2/3 극 간격만큼 이동하여 이번에는 돌극 W가 영구 자석 S극과 N극 사이에 위치하게 되고, 이 순간에는 각 돌극의 코일에 위상이 120도 진행한 전류를 흘리고, 돌극 W를 감은 코일에 (+) 방향으로 피크 값(P)의 교류 전류가 흘러 돌극 W가 N극이 되고, 돌극 U와 V를 감은 코일에는 (-) 방향으로 피크 값(P)/제곱근(2) 크기의 교류 전류가 흘러 돌극 U와 V가 S극이 된다. N극이 된 돌극 W가 영구 자석 S극에는 흡인력을 영구 자석 N극에는 반발력을 작용하여 영구 자석을 오른쪽으로 이동시키는데, 마찬가지로 돌극 W의 N극보다는 작은 크기의 자력으로 S극이 된 돌극 U와 V는 각각 영구 자석 N극과 영구 자석 S극에 흡인력과 반발력을 작용하 지만 서로 상쇄된다.The permanent magnet moves by a distance of 2/3 of the pole, and this time, the salient pole W is positioned between the permanent magnet S pole and the N pole. At this moment, a current having a phase of 120 degrees is passed through the coil of each salient pole, (P) / square root (2) in the (-) direction of the coils wound with the collecting poles U and V, and the peak value (P) in the The alternating current of U and V flows into the S pole. The pole W having the N pole becomes attracted to the permanent magnet S pole and the permanent magnet is moved to the right by applying a repulsive force to the permanent magnet N pole. Similarly, the pole P having the S pole with the magnetic force smaller than the N pole of the pole P V are attracted and repelled by the permanent magnet N pole and the permanent magnet S pole, respectively, but cancel each other out.

이와 같은 과정을 반복하여 영구 자석은 오른쪽으로 이동하게 된다. 즉, 각 전기자 유닛에 인가되는 3상의 전류가 돌극 U, V, W에 이동 자계를 발생시키고 이에 따라 이동 자석에는 오른쪽으로 이동하는 추력이 발생한다.This process is repeated to move the permanent magnet to the right. That is, a current of three phases applied to each armature unit generates a moving magnetic field in the salient poles U, V and W, and a thrust force is generated in the moving magnet to move to the right.

돌극 U, V, W는 코일이 같은 방향으로 감긴 것으로 가정하고 있는데, 이웃하는 전기자 유닛의 대응되는 위치에 놓인 돌극에 반대 방향으로 코일이 감길 수도 있다. 즉, U와 W는 같은 방향으로 코일이 감기고 V는 U, W와 반대 방향으로 코일이 감길 수 있는데, 이 경우에도 영구 자석을 같은 방향으로 이동시키는 추력을 발생하도록 위상 차를 갖는 전원을 공급할 수 있다.It is assumed that the coils U, V and W are wound in the same direction, but the coils may be wound in opposite directions to the salient pole placed at the corresponding position of the adjacent armature unit. That is, the coils can be wound in the same direction as U and W, and the coils can be wound in the direction opposite to U and W, and even in this case, a power having a phase difference can be supplied to generate a thrust force to move the permanent magnets in the same direction have.

이상적인 모델인 경우, 영구 자석을 이동시키는 추력은, 돌극과 영구 자석이 접하는 표면적의 합에 비례하고, 또한 진행 방향으로 배치되는 전기자 유닛(10)의 개수에도 비례하여 커지게 되고, 코일에 인가되는 전류의 크기, 돌극을 감는 코일의 권선 수, 영구 자석의 자력 크기 등에도 비례 관계를 갖는다.In the case of the ideal model, the thrust for moving the permanent magnets is proportional to the sum of the surface areas in contact with the salient pole and the permanent magnets, and also increases in proportion to the number of the armature units 10 arranged in the traveling direction, The magnitude of the current, the number of turns of the coil winding the pole, and the magnitude of the magnetic force of the permanent magnet.

도 3의 첫 번째 예는 전기자 유닛 3상과 영구 자석 2극의 기본 조합에 대한 예이고, 도 3의 두 번째 예는 첫 번째 조합의 확장인 전기자 유닛 3상과 영구 자석 4극 조합에 대한 예로 추력이 발생하는 원리는 동일하고, 3상 8극 등의 조합도 가능하다.The first example of FIG. 3 is an example of a basic combination of the armature unit 3 phase and the permanent magnet 2 pole, and the second example of FIG. 3 is an example of the combination of the armature unit 3 phase and the permanent magnet quadrupole, The principle of generating the thrust is the same, and a combination of three phases and eight poles is also possible.

일반화하면, 모터 상수의 배수가 되는 전기자 유닛의 수 S와 2(N극과 S극)의 배수인 영구 자석 유닛의 수 P의 조합을 기본으로 추력이 발생하는데, 여기서 모터 상수는 3상 전원으로 전기자를 구동하는 경우 3, 5상 전원으로 구동하는 경우 5로 서, 3 이상의 홀수로 하는 것이 일반적이고, 모터 상수에 의해 각 전기자 유닛의 코일에 인가되는 전류의 위상 차이가 결정된다.In general, a thrust is generated based on the combination of the number of armature units, which is a multiple of the motor constant, and the number P of permanent magnet units, which is a multiple of 2 (N and S poles), where the motor constant is a three- In the case of driving the armature, in the case of driving with a 3, 5 phase power source, it is generally 5 to be an odd number of 3 or more, and the phase difference of the current applied to the coil of each armature unit is determined by the motor constant.

이때, S와 P의 최소 공배수가 커질수록 추력의 리플(ripple)이 줄게 된다. 또한, S와 P의 비를 권선 계수라 하는데 1에 가까울수록 자기 회로의 대칭 효율이 높아서 유리하다. 표 1에 3상 모터의 경우 전기자 유닛과 영구 자석 유닛의 조합 관계가 나열되어 있는데, 9개의 전기자 유닛과 8개 또는 10개의 영구 자석 유닛의 조합이 효율이나 리플 관점에서 유리하다.At this time, as the least common multiple of S and P becomes larger, the ripple of the thrust decreases. Also, the ratio of S to P is the winding coefficient, and the closer to 1, the more advantageous the symmetric efficiency of the magnetic circuit is. Table 1 lists combinations of armature units and permanent magnet units for 3-phase motors. A combination of 9 armature units and 8 or 10 permanent magnet units is advantageous in terms of efficiency and ripple.

전기자 유닛 개수Number of armature units 영구 자석 유닛 개수Number of permanent magnet units 33 22 44 66 44 88 99 66 88 1010 1212 1212 88 1010 1414 1616

물론, S개의 전기자 유닛과 P개의 영구 자석 유닛이 공극을 통해 대치하는 부분의 길이(이동 방향으로의 길이)를 모터의 단위 길이라고 할 때, 다수의 전기자 유닛으로 구성되는 1차측 부재 또는 다수의 영구 자석 유닛으로 구성되는 2차측 부재 중 어느 한쪽은 단위 길이보다는 길게 구성해야 가동자를 이동시키는 추력을 발생시킬 수 있는 유효 거리를 확보할 수 있게 된다. 즉, 1차측 부재와 2차측 부재가 겹치는 길이를 단위 길이보다 길게(전기자 유닛의 개수를 S개 이상 또는 영구 자석 유닛의 개수를 P개 이상) 구성해야 추력 발생을 위한 유효 거리를 확보하게 되고, 겹치는 길이에 비례하여 추력이 증가할 수 있다.Of course, when the length (the length in the moving direction) of the portion where the S armature unit and the P permanent magnet units are opposed to each other through the gap is the unit length of the motor, the primary member or the plurality of Either one of the secondary side members constituted by the permanent magnet unit should be longer than the unit length, so that it is possible to secure an effective distance capable of generating a thrust force for moving the movable member. That is, the length in which the primary side member and the secondary side member overlap each other is longer than the unit length (the number of armature units is S number or more or the number of permanent magnet units is P number or more) The thrust can be increased in proportion to the overlap length.

또한, 2상의 전원으로 전동기를 구동시킬 수도 있는데, 이 경우 각 전기자 유닛을 영구 자석의 극 간격의 절반(τ/2)만큼 이격시킨 상태에서 90도 위상 차이가 나는 2상의 전류를 2개의 전기자 유닛에 흘리는 경우에도, 영구 자석을 한쪽으로 이동시키는 추력을 발생시킬 수 있다.In this case, the two-phase current having a phase difference of 90 degrees in a state where each armature unit is separated by half (τ / 2) of the pole interval of the permanent magnet is divided into two armature units It is possible to generate a thrust force to move the permanent magnet to one side.

도 1과 도 2에 도시된 선형 전동기의 단면은 각 요소가 대칭으로 배치되어 있기 때문에, 각 전기자와 영구 자석에 의해 생기는 자기 흡인력이 상쇄되고, 가동자의 직선 운동을 안내하는 가이드에 외력을 발생시키지 않아 가이드의 수명을 연장할 수 있게 된다.The cross section of the linear motor shown in Figs. 1 and 2 is such that the elements are symmetrically arranged, so that the magnetic attractive force generated by each armature and the permanent magnet is canceled and an external force is generated in the guide for guiding the linear motion of the mover The life of the guide can be extended.

도 1에서 전기자 유닛(10)의 코어(1)가 원형이지만 점대칭 또는 선대칭 형태의 다각형, 예를 들어 6각형, 8각형, 10각형 등이 가능하고, 안전한 자세를 위하여 코어(1)의 외곽 모양을 사각 형태로 할 수 있고, 이웃 전기자 유닛(10)과의 결합을 쉽게 하기 위하여 사각형 코어(1)의 귀퉁이에 관통 구멍을 형성할 수도 있다.1, the core 1 of the armature unit 10 is circular, but a polygon having a point symmetry or a line symmetrical shape, for example, a hexagonal shape, an octagonal shape or a hexagonal shape can be used. And a through hole may be formed in the corner of the quadrangular core 1 to facilitate coupling with the neighboring armature unit 10. [

또한, 도 1 내지 도 3의 실시예에서는 원주 방향으로 4개의 돌극이 형성된 4 슬롯형 전동기이지만, 고용량, 고속 등과 같이 많은 자속이 필요하여 전동기의 단면적을 키워야 할 경우, 8개의 돌극을 형성하여 8 슬롯형 전동기로 변형이 가능하다. 전기자 유닛에 흐르는 자속의 양을 올리기 위해 돌극의 단면적을 키우면 이에 비례하여 자속이 흐를 코어도 반경 방향으로 커지게 되어 모터의 단면적이 커지게 된다. 이 경우, 돌극의 단면적을 올리는 대신 돌극의 개수를 늘리면 코어의 두께를 그대로 유지하면서 자속의 양을 올릴 수 있어서, 모터의 소형화 또는 추력의 향상에 유리하다.In the embodiment of Figs. 1 to 3, the four-slot type electric motor in which four salient poles are formed in the circumferential direction is required. However, when a large amount of magnetic flux such as high capacity and high speed is required and the cross- It can be transformed into a slot type electric motor. If the sectional area of the pole is increased in order to increase the amount of magnetic flux flowing through the armature unit, the core in which the magnetic flux flows also increases in the radial direction. In this case, if the number of the pores is increased instead of increasing the sectional area of the pores, the amount of magnetic flux can be increased while maintaining the thickness of the core, which is advantageous for miniaturization of the motor or improvement of thrust.

도 1 내지 도 3은 전기자 유닛의 1차측 부재가 외부에 영구 자석 유닛의 2차측 부재가 내부에 위치하는 이너 자석형에 대한 실시예를 제시했지만, 도 4는 전기자 유닛이 내부에 영구 자석 유닛이 외부에 위치하는 아우터(Outer) 영구 자석형 선형 전동기에 대한 실시예를 도시한 것이다.Figs. 1 to 3 show embodiments of the inner magnet type in which the primary member of the armature unit is located on the outside and the secondary member of the permanent magnet unit is located inside. Fig. 4 shows an example in which the armature unit includes a permanent magnet unit And an outer permanent magnet type linear motor which is located outside the motor.

돌극이 코어로부터 외주를 향한 반경(방사) 방향으로 돌출하여 형성되고 돌극에 대치되는 영구 자석이 링 모양의 요크의 안쪽에 고정되는 점을 제외하고는, 이너 자석형과 동작 원리는 같다.The operating principle is the same as that of the inner magnet type except that the permanent magnets are formed by projecting in the radial direction (radial) direction from the core toward the outer periphery and the permanent magnets opposed to the pole are fixed to the inside of the ring-shaped yoke.

도 1과 도 4에는 1차측 부재의 각 전기자 유닛(10)에 진행 방향으로 UVW, UVW, UVW 순서로 3상 전류가 인가되는 실시예가 도시되어 있지만, 대신 UuU, VvV, WwW 순서로 3상 전류를 인가하는 것도 가능한데, 여기서 소문자는 대문자와 반대 위상의 전류가 공급되는 것을 의미한다.1 and 4 illustrate an embodiment in which three-phase currents are applied to the armature units 10 of the primary member in the order of UVW, UVW, and UVW in the forward direction. Instead, three-phase currents UuU, VvV, , Where lower case means that a current of opposite phase to the upper case is supplied.

출원 번호 10-2009-0090806에 기재된 선형 전동기는, 전기자 유닛이 링 형상으로 영구 자석 유닛을 둘러싸고 있는 구조로, 가동 코일형 전동기에서 영구 자석의 2차측 부재가 양끝에서만 고정되므로, 짧은 구간에서 높은 정밀도가 요구되는 이송 장치에는 큰 문제가 없지만, 2차측 부재의 길이가 긴 장거리 이송 장치에 적용되는 경우에는 영구 자석 자체의 하중으로 처짐 현상이 발생하여 문제가 될 수 있다.The linear motor disclosed in the application No. 10-2009-0090806 has a structure in which the armature unit surrounds the permanent magnet unit in a ring shape and the secondary member of the permanent magnet is fixed only at both ends in the movable coil type electric motor, However, if the secondary member is applied to a long-distance conveying apparatus having a long length, the sagging phenomenon may occur due to the load of the permanent magnet itself.

따라서, 본 발명에서는, 출원 번호 10-2009-0090806에 기재된 선형 전동기의 동작 원리를 이용하되, 2차측 부재를 진행 방향으로 전부 접지하거나 또는 일정한 간격으로 바닥에 지지할 수 있도록 전동기의 단면(진행 방향에 수직인 평면을 기준으로 하는 단면), 즉 전기자 유닛과 영구 자석 유닛의 단면 모양을 변형하는 실시예를 제시한다.Therefore, in the present invention, the operating principle of the linear motor as described in Application No. 10-2009-0090806 is used, and in order to ground the secondary member all in the traveling direction or to support it on the floor at regular intervals, That is, an end face of the armature unit and the permanent magnet unit is deformed.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 전동기를 도시한 것이다.5 shows a linear motor according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 선형 전동기도, 도 1 내지 도 3의 선형 전동기와 같이, 진행 방향으로 일렬로 배치되는 다수의 전기자 유닛으로 구성되는 1차측 부재, 진행 방향으로 소정 간격으로 배치된 다수의 영구 자석 유닛으로 구성되는 2차측 부재, 및 지지 기구를 포함하여 구성될 수 있는데, 2차측 부재와 지지 기구는 하나로 결합될 수도 있다.1 to 3, a linear motor according to the present invention includes a primary member composed of a plurality of armature units arranged in a line in the traveling direction, a plurality of permanent magnet units And a support mechanism. The secondary member and the support mechanism may be combined into one.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 전기자 유닛은, 링 모양으로 폐 회로를 이루는 도 1의 전기자 유닛과는 달리, 도 1의 전기자 유닛에서 자성체 링의 일부 원주 구간이 빠진 호(弧, Arc) 형상 또는 C자 형상의 자성체 코어에 적어도 선대칭(B-B' 선을 중심으로)이 되도록 복수 개의 돌극이 영구 자석 유닛을 향해 돌출되고 각 돌극에 코일이 감긴 형태이다.5, the armature unit according to the present invention differs from the armature unit shown in Fig. 1 in that a ring-shaped closed circuit is used. In the armature unit shown in Fig. 1, arcs, Arc shaped or C-shaped magnetic core is protruded toward the permanent magnet unit so as to be at least symmetrical with respect to BB 'line, and coils are wound around the respective salient poles.

호는, 원의 일부인 원호(圓弧)가 될 수 있고, 원이 아닌 다각형 폐루프, 예를 들어 6각, 8각, 10각 링의 일부가 될 수도 있고, 다각형 호끼리의 결합 또는 다각형 호와 원호가 결합한 형태도 가능한데, 적어도 선대칭이 되게 하는 것이 유리하다..The arc may be an arc that is part of a circle and may be part of a polygonal closed loop, e.g., a hexagonal, octagonal, or octagonal ring that is not a circle, or may be a combination of polygonal arcs, It is also possible to combine an arc with an arc, but it is advantageous to make it at least symmetrical.

가능하다면 복수 개의 돌극이 영구 자석 유닛의 중심을 기준으로 점대칭으로 배치되는 것이 돌극과 영구 자석 사이에 발생하는 자기 흡입력을 상쇄하는 데에 유리하고, 점대칭이 어려운 경우 좌우 방향 선대칭(B-B' 선을 중심으로)과 상하 방향 선대칭(B-B' 선과 직각을 이루는 선을 중심으로)이 되도록 복수 개의 돌극을 배치하는 것이 유리하다.If possible, the plurality of salient poles are arranged in point symmetry with respect to the center of the permanent magnet unit, which is advantageous in offsetting the magnetic attraction force generated between the salient pole and the permanent magnet. In the case of difficult point symmetry, And a plurality of salient poles are arranged so as to be in a line-symmetry in the up-and-down direction (centering a line perpendicular to the BB 'line).

또한, 영구 자석 유닛은 전기자 유닛에서 코일이 감긴 돌극의 개수와 동일한 극수의 영구 자석이 각각 대응되는 돌극에 대면하는 위치에 놓인 형상이다.Further, the permanent magnet unit is a shape in which the permanent magnets of the same number as the number of the salient poles wound with the coils in the armature unit are located at positions facing the corresponding salient poles.

복수의 영구 자석 유닛으로 구성되는 2차측 부재는, 진행 방향으로 전 구간에 걸쳐 지지 기구(베이스)에 고정되거나 일정한 간격으로 지지 기구에 고정될 수 있고, 도 5에 도시한 바와 같이, 2차측 부재를 고정하는 지지 기구 역할을 하는 베이스는 2차측 부재를 중심으로 좌우에 진행 방향으로 정렬된 다수의 고정 볼트를 통해 바닥에 고정될 수 있다.The secondary member constituted by the plurality of permanent magnet units may be fixed to the support mechanism (base) over the entire section in the advancing direction or fixed to the support mechanism at regular intervals, and as shown in Fig. 5, Can be fixed to the floor through a plurality of fixing bolts aligned in the left and right direction with respect to the secondary member.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선형 전동기의 단면을 도시한 것으로, 이다.6 is a cross-sectional view of a linear motor according to another embodiment of the present invention.

도 5의 전기자 유닛과 영구 자석 유닛은 모든 돌극에 코일이 감긴 기본형 모델로, 도 6의 첫 번째 그림과 같이, C 형상의 자성체의 중심에서 원주 방향으로 가장 먼곳에 위치하는 돌극(P1 or P4)에서는 C 형상 자성체의 중심에서 가까운 이웃하는 돌극(P2 or P3)을 향해서만 흐르는 자속이 발생하게 되므로, 즉 돌극 P1(또는 P4)에서는 한쪽 방향으로만 자속의 폐루프가 형성되므로, 많은 양의 자속이 흐르게 할 수 없다.The armature unit and the permanent magnet unit of Fig. 5 are basic models in which coils are wound around all the salient poles. As shown in the first figure in Fig. 6, the salient pole P1 or P4 located farthest in the circumferential direction from the center of the C- Since the closed loop of the magnetic flux is formed only in one direction in the pole P1 (or P4), a large amount of magnetic flux is generated only in the magnetic pole P1 (or P4) because the magnetic flux only flows toward the neighboring salient pole P2 or P3 near the center of the C- Can not flow.

따라서, 도 6의 두 번째 그림과 같이, 전기자 유닛에서 C 형상의 자성체의 양쪽 말단에 코일을 감지 않은 보조 돌극(P0, P5)을 형성하고 영구 자석 유닛에서도 보조 돌극에 대응하는 위치에 보조 영구 자석을 형성하여(보조 돌극형 모델), 코일이 감긴 돌극 중에서 C 형상의 자성체의 중심에서 원주 방향으로 가장 먼곳에 위치하는 돌극(P1 or P4)에도 양쪽 방향으로 자속의 폐루프가 형성될 수 있도록 할 수 있다. 이때, 영구 자석 유닛의 보조 영구 자석은 생략될 수도 있다.6, auxiliary magnetic poles P0 and P5 which do not sense coils are formed at both ends of the C-shaped magnetic body in the armature unit, and auxiliary permanent magnets P0 and P5 are formed at positions corresponding to the auxiliary magnetic poles in the permanent magnet unit. So that a closed loop of magnetic flux can be formed in both directions of the salient pole (P1 or P4) located farthest in the circumferential direction from the center of the C-shaped magnetic body among the salient poles of the coil . At this time, the auxiliary permanent magnet of the permanent magnet unit may be omitted.

한편, 제 1차측 부재의 돌극과 제 2차측 부재의 대응되는 영구 자석이 일정한 간격을 유지하면서 1차측 부재가 진행 방향으로 이동할 수 있도록 1차측 부재에는 롤러(Roller)가 2차측 부재에는 가이드 레일(Guide Rail)이 형성될 수 있는데, 롤러와 가이드 레일 쌍이 B-B' 선을 중심으로 선대칭 형태로 복수 개 형성될 수 있다. 롤러는 전기자 유닛 내의 돌극 사이에 사이에 형성되고, 마찬가지로 가이드 레일도 영구 자석 유닛 내의 영구 자석 사이에 형성된다.On the other hand, a roller is attached to the primary member, and a guide rail (not shown) is attached to the secondary member so that the primary member can move in the advancing direction while maintaining a constant gap between the salient pole of the primary member and the corresponding permanent magnet of the secondary member. Guide rails may be formed, and a plurality of roller and guide rail pairs may be formed in line symmetry about the BB 'line. The rollers are formed between the salient poles in the armature unit, and similarly, the guide rails are also formed between the permanent magnets in the permanent magnet unit.

도 7에 도시한 바와 같이, 전기자 유닛 U, 전기자 유닛 V, 전기자 유닛 W를 하나의 그룹으로 하여 그 위에 스테이지(Stage)를 탑재하여 이송 장치로 이용할 수 있다.As shown in Fig. 7, the armature unit U, the armature unit V, and the armature unit W can be used as a transfer unit by mounting a stage on the group.

도 8은 전기자 유닛에 인가되는 전원의 연결 방법에 대한 예를 도시한 것이다.8 shows an example of a connection method of a power source applied to the armature unit.

U상 전기자 유닛은 C 형상의 자성체로 구성되고 2차측 부재를 향한 방향으로 다수의 돌극(도 8에서는 4개)이 돌출되어 있고, 각 돌극에는 같은 위상의 전류가 흐르는 코일 U1, U2, U3, U4가 감겨져 있다. V상 전기자 유닛과 W상 전기자 유닛도 U상 전기자 유닛과 같은 구조이다.A plurality of salient poles (four in FIG. 8) protrude from the U-phase armature unit in the direction toward the secondary member, and the coils U1, U2, U3, U4 is wound. The V-phase armature unit and the W-phase armature unit have the same structure as the U-phase armature unit.

각 전기자 유닛에서 코일의 결선 방법으로는 설계 사양에 따라 직렬 연결, 병렬 연결, 직병렬 연결 등이 선택될 수 있다.For each armature unit, a series connection, a parallel connection or a series-parallel connection can be selected according to the design specifications of the coil connection method.

전기자 유닛의 각 돌극에 코일을 감는 방법으로는, 각 전기자 유닛의 코일에 같은 위상의 전류를 흘렸을 때 이웃하는 돌극끼리는 다른 자극이 형성될 수 있도록 코일을 감을 수 있다.As a method of winding the coils around the salient poles of the armature unit, when the coils of the armature units are supplied with the same phase current, the coils can be wound so that the neighboring salient poles can form different magnetic poles.

예를 들어, 코일 U1, U3을 시계 방향으로 감았다면 U2, U4는 반시계 방향으로 감을 수 있다. 물론, 코일 U1, U2, U3, U4 전부를 같은 방향으로 감고 나중에 리드(Lead) 선끼리 결선할 때 이웃하는 돌극끼리는 다른 자극이 형성되도록 결선할 수도 있다.For example, if the coils U1 and U3 are wound clockwise, U2 and U4 can be wound counterclockwise. Of course, all of the coils U1, U2, U3 and U4 may be wound in the same direction and then connected so that the neighboring salient poles are connected to each other when the lead wires are connected later.

도 9는 본 발명에 따른 선형 전동기의 2차측 부재를 조립하는 방법에 대한 예를 도시한 것이다.9 shows an example of a method of assembling a secondary member of a linear motor according to the present invention.

주기적으로 배치되는 영구 자석 유닛 A와 영구 자석 유닛 B는 대응되는 위치에 놓인 두 영구 자석 사이에 다른 극이 되도록 하고, 영구 자석 유닛 사이에 스페이서를 배치하여 이웃하는 영구 자석 유닛이 일정 간격을 유지하도록 할 수 있다.The permanent magnet unit A and the permanent magnet unit B which are periodically arranged are arranged to have different poles between two permanent magnets placed at corresponding positions, and spacers are disposed between the permanent magnet units so that the adjacent permanent magnet units maintain a constant interval can do.

영구 자석 유닛과 스페이서는 외측 파이프에 내장시키거나 내측 파이프에 끼워서 조립함으로써 조립을 간단하게 하고 영구 자석을 보호할 수 있다. 또한, 내측 파이프와 외측 파이프를 둘중 하나만 사용하거나 양쪽 모두 사용할 수도 있다. 내측 파이프와 외측 파이프는 비자성체 물질로 만들 수도 있고, 약자성체 물질을 사용하여 리플을 줄일 수도 있다.The permanent magnet unit and the spacer can be assembled by being built in the outer pipe or sandwiching it with the inner pipe, so that the assembly can be simplified and the permanent magnet can be protected. It is also possible to use only one of the inner pipe and the outer pipe, or both of them. The inner and outer pipes may be made of a non-magnetic material, or an abbreviated material may be used to reduce the ripple.

영구 자석 유닛에서 영구 자석은, 도 10에 도시한 바와 같이, 자성체의 요크 표면에 부착시키거나 요크 내부에 매립시킬 수도 있다. 또한, 요크 표면에 부착시킨 영구 자석을 보호하기 위하여 영구 자석 보호 커버를 입힐 수도 있다.In the permanent magnet unit, the permanent magnet may be attached to the yoke surface of the magnetic body or embedded in the yoke as shown in Fig. In addition, a permanent magnet protective cover may be provided to protect the permanent magnet attached to the yoke surface.

도 11은 전기자 유닛에 형성된 돌극의 수를 달리하는 실시예들을 도시한 것이다.11 shows examples in which the number of the salient poles formed in the armature unit is different.

출원 번호 10-2009-0090806에 기재된 원통형 선형 전동기에서는 돌극과 영구 자석간에 발생하는 자기 흡인력이 상쇄되도록 링형의 전기자 유닛에 돌극이 점대칭 형태로 배치된다. 따라서, 전기자 유닛에 4개 이상의 짝수 개의 돌극이 형성되어야 한다.In the cylindrical linear motor described in Application No. 10-2009-0090806, the salient poles are arranged in point symmetry in the ring-shaped armature unit so that the magnetic attractive force generated between the salient pole and the permanent magnet is canceled. Therefore, at least four even-numbered salient poles must be formed in the armature unit.

하지만, 본 발명에서는, 복수의 영구 자석 유닛으로 구성된 2차측 부재를 길게 하면서 처지는 것을 막기 위해, 적어도 선대칭을 갖는 C자 형상의 전기자 유닛을 채용한다.However, in the present invention, a C-shaped armature unit having at least linear symmetry is employed in order to prevent the secondary member composed of a plurality of permanent magnet units from being squeezed while being elongated.

따라서, 본 발명에서는, C자 형상의 전기자 유닛에서 C자의 열린 부분을 아래로 향하게 한 상태에서 좌우 대칭의 선대칭을 이루도록 돌극을 배치할 수 있고, 도 11에 도시한 바와 같이, 돌극의 개수를 2개 이상 또는 홀수 개를 배치하는 것도 가능하다.Therefore, in the present invention, the salient pole can be arranged so as to make symmetrical line symmetry in a state in which the C-shaped open portion is directed downward in the C-shaped armature unit, and as shown in Fig. 11, It is also possible to arrange more than two or odd number.

홀수 개의 돌극을 전기자 유닛에 배치하는 경우, 하나의 돌극을 제외하고 나머지 짝수 개의 돌극은 가능한 범위 내에서 상하 방향 선대칭과 좌우 방향 선대칭이 되도록 배치할 수 있다.When an odd number of salient poles are arranged in the armature unit, the remaining salient poles may be arranged so as to be vertically symmetrical and horizontally symmetrical within a possible range except for one salient pole.

또는, 홀수 개의 돌극을 전기자 유닛에 배치하는 경우, 하나의 돌극을 제외한 나머지 짝수 개의 돌극을 좌우 방향 대칭으로 배치하여 자기 흡입력의 좌우 방향 성분이 서로 상쇄되도록 하되(상기 하나의 돌극은 도 11에서와 같이 좌우 방향 성분의 자기 흡입력이 발생하지 않는 위치에 배치함), 하나의 돌극을 제외한 나머지 짝수 개의 돌극에 의해 발생하는(정확히는 돌극과 이에 대응되는 영구 자석 사이에 발생하는) 자기 흡입력의 상하 방향 성분이 상기 하나의 돌극에서 발생하는 상하 방향 성분만이 있는 자기 흡입력을 최대한 상쇄할 수 있도록 하는 위치에 배치할 수도 있다.Alternatively, when an odd number of salient poles are arranged in the armature unit, the remaining salient poles other than one salient pole are arranged symmetrically in the left-right direction so that the left-hand direction components of the magnetic attraction force cancel each other out (More precisely, between the salient poles and the permanent magnets corresponding thereto) of the even-numbered salient poles other than the one salient pole in the vertical direction component of the magnetic attraction force May be disposed at a position where the magnetic attraction force of only the vertical direction component generated in the one salient pole can be canceled as much as possible.

또는, 각 돌극과 이에 대응하는 영구 자석 사이에 발생하는 자기 흡입력이 서로 상쇄될 수 있도록, 돌극들의 위치뿐만 아니라 각 돌극에 감기는 권선의 수, 각 돌극에 대응되는 영구 자석의 세기 등을 조절할 수도 있다.Alternatively, the number of windings wound on each salient pole, the intensity of the permanent magnet corresponding to each salient pole, and the like can be adjusted not only the position of the salient poles, but also the magnetic attraction force generated between each salient pole and the corresponding permanent magnet have.

한편, 도 12는 가동자인 1차측 부재가 진행 방향으로 원활히 이동할 수 있도록 하는 안내 기구가 설치된 일 실시예를 도시한 것으로, 도 12에서는 롤러와 가이드 레일로 구성되는 안내 기구가 도시되어 있다. 안내 기구는, 가이드 레일과 롤러, 가이드 레일과 슬라이드 등이 가능하다.12 shows an embodiment in which a guide mechanism for allowing the primary member, which is a mover, to move smoothly in the advancing direction is provided. In Fig. 12, a guide mechanism composed of a roller and a guide rail is shown. The guide mechanism can be a guide rail, a roller, a guide rail, a slide, and the like.

도 12에서, 전기자 유닛의 C 형상의 자성체는 C 형상의 중앙에서 가장 먼 곳에 있는 돌극 이후에도 1차측 부재를 지지하는 베이스 부근까지 연장되어 있고, 그 연장된 단부에 안내 기구를 구성하는 롤러가 장착되어 있다. 2차측 부재에는 롤러에 대응되는 위치에 가이드 레일이 배치되어 있다. 자성체의 C 형상의 중앙에도 롤러가 배치되어 있고 대응되는 위치에 가이드 레일이 배치되어 있다.In Fig. 12, the C-shaped magnetic body of the armature unit extends to the vicinity of the base supporting the primary member after the salient pole located farthest from the center of the C-shape, and the roller constituting the guide mechanism is mounted on the extended end thereof have. A guide rail is disposed on the secondary side member at a position corresponding to the roller. The rollers are disposed at the center of the C shape of the magnetic body, and the guide rails are disposed at corresponding positions.

이웃하는 전기자 유닛과 소정 간격을 유지하기 위하여 스페이서를 삽입하는 경우, 스페이서는 전기자 유닛과 유사한 단면 모양을 갖도록 하고, 1차측 부재의 원활한 이동을 위하여 전기자 유닛과 동일한 위치에 롤러를 장착할 수 있다. 전기자 유닛에는 롤러를 장착하지 않고, 전기자 유닛 사이의 스페이서에만 롤러를 장착할 수도 있다.When the spacer is inserted to maintain a predetermined distance from the neighboring armature unit, the spacer may have a cross-sectional shape similar to that of the armature unit, and the roller may be mounted at the same position as the armature unit for smooth movement of the primary member. It is also possible to mount the roller only on the spacer between the armature units without mounting the roller on the armature unit.

도 13은 안내 기구가 다른 형태로 설치된 실시예를 도시한 것이다.Fig. 13 shows an embodiment in which the guide mechanism is provided in a different form.

도 13에서 C 형상의 자성체의 중앙부와 단부에 각각 롤러가 장착되고, 중앙부의 롤러에 대응하는 가이드 레일은 2차측 부재에 장착되고, 단부의 롤러 또는 슬라이드에 대응하는 가이드 레일은 2차측 부재를 고정하는 베이스에 장착되어 있다.In Fig. 13, rollers are mounted on the central portion and the end portion of the C-shaped magnetic body respectively, the guide rails corresponding to the rollers in the center portion are mounted on the secondary member, and the guide rails corresponding to the rollers or slides on the end portions fix the secondary member Which is mounted on the base.

도 12와 도 13에서, C 형상의 중앙에서 가장 먼 곳에 있는 돌극 이후에도 전기자 유닛을 이루는 자성체를 연장하여 롤러나 슬라이드를 지지할 수 있고, C 형상의 중앙에서 가장 먼 곳에 있는 돌극 이후에는 전기자 유닛을 이루는 자성체와 다른 재료를 연장하여 롤러나 슬라이드를 지지할 수도 있다.12 and 13, it is possible to extend the magnetic body constituting the armature unit to support the roller or the slide even after the salient pole located farthest from the center of the C shape, and after the salient pole located farthest from the center of the C shape, The roller or the slide may be supported by extending a material other than the magnetic body to be formed.

도 14는 안내 기구가 또 다른 형태로 설치된 실시예를 도시한 것으로, C 형상 자성체의 안쪽과 바깥쪽에 각각 안내 기구를 장착한 실시예이다. 도 14에서 C 형상 자성체의 안쪽에는 롤러와 가이드 레일이 장착되고 바깥쪽에는 슬라이드와 가이드 레일이 장착되는데 바깥쪽의 가이드 레일은 2차측 부재를 고정하는 베이스에 장착되어 있다.Fig. 14 shows an embodiment in which the guide mechanism is provided in another form, in which guide mechanisms are respectively mounted on the inside and outside of the C-shaped magnetic body. In Fig. 14, rollers and guide rails are mounted on the inner side of the C-shaped magnetic body, and slides and guide rails are mounted on the outer side, while the outer guide rails are mounted on the base fixing the secondary side members.

도 12 내지 도 14에 도시한 바와 같이, 안내 기구를 구성하는 롤러(또는 슬라이드)와 가이드 레일 중에서 롤러(또는 슬라이드)는 가동자인 1차측 부재에 부착되고, 가이드 레일은 고정자인 2차측 부재 또는 2차측 부재를 고정하는 지지 기구에 부착될 수 있다. 또한, 도 12 내지 도 14에 도시한 바와 같이, 안내 기구도 전동기의 진행 방향과 수직인 단면에서 보았을 때 선대칭이 되도록 배치하는 것이 유리하다.As shown in Figs. 12 to 14, the rollers (or slides) constituting the guide mechanism and the rollers (or slides) among the guide rails are attached to the primary member which is a mover, and the guide rails are secondary members And can be attached to a support mechanism that fixes the vehicle side member. Further, as shown in Figs. 12 to 14, it is advantageous to arrange the guide mechanism so as to be line-symmetrical when viewed from a section perpendicular to the advancing direction of the electric motor.

도 15는 복수 개의 단편으로 이루어지는 2차측 부재를 베이스에 고정하는 실시예를 도시한 것으로, 2차측 부재를 이루는 단편들을 진행 방향으로 나열하고 각 단편을 고정 볼트와 같은 체결 도구를 이용하여 베이스에 고정함으로써 2차측 부재를 진행 방향으로 용이하게 연장할 수 있다. 또한, 고정 볼트는 영구 자석 유닛에 고정되거나 또는 영구 자석 유닛이 아닌 영구 자석 유닛 사이에 배치되는 스페이서에 고정될 수도 있다.15 shows an embodiment in which a secondary member made up of a plurality of pieces is fixed to a base, and the pieces constituting the secondary member are arranged in the advancing direction, and each piece is fixed to the base using a fastening tool such as a fixing bolt The secondary side member can be easily extended in the advancing direction. Further, the fixing bolt may be fixed to the permanent magnet unit, or may be fixed to the spacer disposed between the permanent magnet unit and not the permanent magnet unit.

도 16은 1차측 부재를 몰드형으로 구성하는 실시예를 도시한 것이다. 도 16의 예에서, 1차측 부재가 전기자 유닛 U, 전기자 유닛 V, 전기자 유닛 W로 이루어지는 경우, 각 전기자 유닛 사이에 일정 간격을 유지하기 위하여 구멍이 뚫린 스페이서를 배치하고, 각 전기자 유닛의 자성체 코어에 소정 개수의 구멍을 뚫고 관통 볼트를 통해 전기자 유닛 U, V, W 및 스페이서를 조립하고, 이를 비자성체 재료를 이용하여 주형(Mould) 처리하여 몰드형 1차측 부재를 생성할 수 있다. 따라서, 전기자 유닛의 자성체나 코일이 외부에 노출되지 않게 할 수 있다.16 shows an embodiment in which the primary member is molded. In the example of Fig. 16, when the primary member is composed of the armature unit U, the armature unit V, and the armature unit W, spacers spaced apart from each other to maintain a constant interval are disposed, A predetermined number of holes are drilled in the through holes, the armature units U, V, W and the spacer are assembled through the through bolts, and a mold-type primary member is formed by molding using the non-magnetic material. Therefore, it is possible to prevent the magnetic substance and the coil of the armature unit from being exposed to the outside.

도 17은 2차측 부재에 곡선 구간을 배치하여 곡선 구동형 전동기를 구성한 실시예이다. 곡선형 2차측 부재와 직선형 2차측 부재를 조합하여 전동기의 가동자(1차측 부재)가 진행할 트랙을 원형, 타원형 등 여러 모양으로 구성할 수 있고, 또한 트랙에 2개 이상의 1차측 부재를 놓아 멀티 가동자 구동형으로 사용할 수도 있다.Fig. 17 shows an embodiment in which a curved section is arranged in the secondary member to constitute a curved driving type electric motor. The track to be driven by the mover (primary member) of the electric motor can be formed into various shapes such as a circular shape and an elliptical shape by combining the curved secondary member and the linear secondary member, and more than two primary members can be arranged on the track, It can be used as a mover driven type.

도 5 내지 도 17은 2차측 부재가 지지 기구에 고정되고 1차측 부재가 가동자가 되는 실시예를 설명하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 1차측 부재가 지지 기구에 고정되고 2차측 부재가 가동자가 되는 실시예도 가능하다.5 to 17 illustrate an embodiment in which the secondary member is fixed to a support mechanism and the primary member is a mover. However, the present invention is not limited to this, and the primary member may be fixed to the support mechanism and the secondary member It is also possible that the embodiment is a mover.

또한, 도 5 내지 도 17은, 도 1 내지 도 3과 유사하게, 전동기의 단면이 전기자 유닛이 영구 자석 유닛을 감싸는 형상(이너 자석형)의 실시예에 대해서 설명하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 도 4와 유사하게, 전동기의 단면이 영구 자석 유닛이 전기자 유닛을 감싸는 형상(아우터 자석형)의 실시예도 가능하다. 이 경우에도, 2차측 부재가 지지 기구에 고정되어 1차측 부재가 가동자가 되거나 또는 1차측 부재가 지지 기구에 고정되어 2차측 부재가 가동자가 될 수도 있다.5 to 17 illustrate an embodiment in which the end face of the electric motor surrounds the permanent magnet unit (inner magnet type), similarly to Figs. 1 to 3. However, the present invention is not limited thereto 4, it is also possible to adopt a configuration in which the end surface of the electric motor surrounds the armature unit of the permanent magnet unit (outer magnet type). In this case as well, the secondary member may be fixed to the support mechanism so that the primary member is movable, or the primary member is fixed to the support mechanism so that the secondary member may be the mover.

도 5 내지 도 17의 전동기의 구동 원리는 도 1 내지 도 4에 설명한 전동기의 구동 원리와 동일하므로, 도 1 내지 도 4를 통해 설명한 구동 원리가 도 5 내지 도 17의 전동기에 적용될 수 있다.The driving principle of the motor shown in Figs. 5 to 17 is the same as the driving principle of the motor described with reference to Figs. 1 to 4. Therefore, the driving principle explained with reference to Figs. 1 to 4 can be applied to the motors of Figs.

도 18은 본 발명에 따른 선형 전동기를 구동하는 서보 시스템에 대한 간략한 구성을 도시한 것이다. 도 18에서 선형 전동기를 제외하고 다른 요소는 종래의 선형 전동기에 적용되는 그대로 사용 가능하다.18 shows a simplified configuration of a servo system for driving a linear motor according to the present invention. In Fig. 18, except for the linear motor, other elements can be used as they are applied to conventional linear motors.

서보 시스템은, 모터에 인가할 전류를 생성하는 구동 앰프, 구동 앰프로부터 모터에 인가되는 전류를 감지하는 전류 센서, 선형 전동기 가동자의 위치 또는 이동 속도를 감지하는 리니어 센서, 전류 센서 및/또는 리니어 센서에서 검출되는 신호를 기초로 제어 명령에 따라 구동 앰프를 제어하는 제어기를 포함하여 구성될 수 있다. 구동 앰프는 교류 전원을 직류로 바꾸는 컨버터와 모터 구동에 필요한 전류를 생성하는 인버터를 포함하여 구성될 수 있다.The servo system includes a drive amplifier for generating a current to be applied to the motor, a current sensor for sensing a current applied to the motor from the drive amplifier, a linear sensor for sensing the position or movement speed of the linear motor mover, a current sensor and / And a controller for controlling the driving amplifier according to a control command based on a signal detected by the control signal. The drive amplifier may be configured to include a converter that converts the AC power source to DC and an inverter that generates the current required to drive the motor.

인버터는, 본 발명에 따른 선형 전동기의 구동 방식에 맞는 전원, 예를 들어 2상 교류 전류, 3상 교류 전류, 2상 정류 전류, 3상 정류 전류 등을 생성하여 선형 전동기의 전기자 유닛에 인가할 수 있는데, 제어기의 명령에 따라 전류의 진폭, 주파수 등을 바꾸어 가동자의 위치, 속도, 가동자를 이동시키는 추력의 크기 등을 조절할 수 있다.The inverter generates a power source suitable for the driving method of the linear motor according to the present invention, for example, a two-phase alternating current, a three-phase alternating current, a two-phase rectifying current, a three- Depending on the command of the controller, the amplitude, frequency, etc. of the current may be changed to adjust the position and speed of the mover, the magnitude of the thrust for moving the mover, and the like.

이상 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. Addition or the like.

도 1은 2차측 부재인 영구 자석이 내부에 있고 1차측 부재인 전기자가 바깥에 있는 이너 자석형 선형 전동기의 전기자 유닛의 일 실시예를 도시한 것이고,1 shows an embodiment of an armature unit of an inner magnet type linear motor in which a permanent magnet, which is a secondary member, is inside and an armature which is a primary member is outward,

도 2는 이너 자석형 선형 전동기의 영구 자석 유닛의 일 실시예를 도시한 것이고,Fig. 2 shows an embodiment of a permanent magnet unit of an inner-magnet type linear motor,

도 3은 도 1과 도 2의 전기자 유닛과 영구 자석 유닛의 조합에 의해 직선 방향의 추력이 발생하는 원리를 도시한 것이고,Fig. 3 shows a principle in which a linear thrust is generated by a combination of the armature unit and the permanent magnet unit of Figs. 1 and 2,

도 4는 아우터 자석형 선형 전동기를 도시한 것이고,Fig. 4 shows an outer magnet type linear motor,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 전동기를 도시한 것이고,5 shows a linear motor according to an embodiment of the present invention,

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선형 전동기의 단면을 도시한 것이고,6 is a cross-sectional view of a linear motor according to another embodiment of the present invention,

도 7은 전기자 유닛 U, 전기자 유닛 V, 전기자 유닛 W으로 구성된 1차측 부재 위에 스테이지를 탑재한 이송 장치에 대한 실시예를 도시한 것이고,7 shows an embodiment of a transfer device on which a stage is mounted on a primary member constituted by an armature unit U, an armature unit V and an armature unit W,

도 8은 전기자 유닛에 인가되는 전원의 연결 방법에 대한 예를 도시한 것이고,8 shows an example of a connection method of a power source applied to the armature unit,

도 9는 선형 전동기의 2차측 부재를 조립하는 방법에 대한 예를 도시한 것이고,9 shows an example of a method of assembling a secondary member of a linear motor,

도 10은 선형 전동기의 영구 자석의 다른 실시예를 도시한 것이고,10 shows another embodiment of the permanent magnet of the linear motor,

도 12는 1차측 부재가 진행 방향으로 원활히 이동할 수 있도록 하는 안내 기 구가 설치된 일 실시예를 도시한 것이고,12 shows an embodiment in which a guide mechanism is provided for allowing the primary member to smoothly move in the advancing direction,

도 13은 안내 기구가 다른 형태로 설치된 실시예를 도시한 것이고,Fig. 13 shows an embodiment in which the guide mechanism is provided in a different form,

도 14는 안내 기구가 또 다른 형태로 설치된 실시예를 도시한 것이고,Fig. 14 shows an embodiment in which the guide mechanism is provided in another form,

도 15는 복수 개의 단편으로 이루어지는 2차측 부재를 베이스에 고정하는 실시예를 도시한 것이고,Fig. 15 shows an embodiment in which a secondary member made of a plurality of pieces is fixed to a base,

도 16은 1차측 부재를 몰드형으로 구성하는 실시예를 도시한 것이고,16 shows an embodiment in which the primary member is formed in a mold,

도 17은 2차측 부재에 곡선 구간을 배치하여 곡선 구동형 전동기를 구성한 실시예이고,Fig. 17 shows an embodiment in which a curved section drive motor is constituted by disposing a curved section in the secondary member,

도 18은 본 발명에 따른 선형 전동기를 구동하는 서보 시스템에 대한 간략한 구성을 도시한 것이다.18 shows a simplified configuration of a servo system for driving a linear motor according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

1: 코어 2: 돌극1: Core 2: Porous

3: 코일 4: 영구 자석3: coil 4: permanent magnet

5: 요크 6: 스페이서5: yoke 6: spacer

7: 단부 고정자 10, 30: 전기자 유닛7: end stator 10, 30: armature unit

20, 40: 영구 자석 유닛20, 40: permanent magnet unit

Claims

복수의 전기자 유닛을 포함하는 1차 부재, 복수의 영구 자석 유닛을 포함하는 2차 부재 및 지지 기구를 포함하여 구성되고,A primary member including a plurality of armature units, a secondary member including a plurality of permanent magnet units, and a support mechanism,

각 전기자 유닛은 호 형상의 자성체로부터 2개 이상의 돌극이 상기 2차 부재를 향한 방향으로 돌출하고 각 돌극에 같은 위상의 전류가 흐르는 코일이 감기고,Each armature unit has two or more salient poles protruding from the arc-shaped magnetic body in the direction toward the secondary member, a coil through which current of the same phase flows in each salient pole,

각 영구 자석 유닛에는 각 전기자 유닛에 포함된 돌극의 개수와 동일한 극수의 영구 자석이 배치되고,Each permanent magnet unit is provided with permanent magnets of the same number of poles as the number of pole pieces included in each armature unit,

진행 방향으로 배치된 S개의 전기자 유닛과 2의 배수인 P개의 영구 자석 유닛을 한 단위로 하여 진행 자계에 의한 추력이 생성되도록 소정의 위상 차를 갖는 전원이 각 전기자 유닛에 인가되고,A power source having a predetermined phase difference is applied to each of the armature units so that a thrust by the progressive magnetic field is generated in units of S armature units arranged in the traveling direction and P permanent magnet units which are multiples of 2,

상기 1차 부재 또는 상기 2차 부재 중 어느 하나가 가동자로 상기 생성되는 추력에 의해 이동하도록 다른 하나인 고정자가 상기 지지 기구에 고정되는 것을 특징으로 하는 선형 전동기.Wherein the stator is fixed to the support mechanism so that one of the primary member and the secondary member is moved to the mover by the generated thrust.

제 1항에 있어서,The method according to claim 1,

각 전기자 유닛에서 이웃하는 돌극의 극성이 서로 다르도록 코일이 감기는 것을 특징으로 하는 선형 전동기.And the coils are wound so that the polarities of neighboring salient poles are different from each other in each armature unit.

제 1항에 있어서,The method according to claim 1,

각 영구 자석 유닛에서 각 영구 자석은 이웃하는 영구 자석과 서로 다른 극이 되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 선형 전동기.Wherein each permanent magnet in each permanent magnet unit is arranged so as to have a different pole from an adjacent permanent magnet.

제 1항에 있어서,The method according to claim 1,

각 영구 자석 유닛에서 각 영구 자석은 자성체 표면에 고정되거나 자성체 내부에 매립되는 것을 특징으로 하는 선형 전동기.Wherein each permanent magnet in each permanent magnet unit is fixed to the surface of the magnetic body or embedded in the inside of the magnetic body.

제 1항에 있어서,The method according to claim 1,

이웃하는 영구 자석 유닛은 일정한 간격으로 이격되거나 비자성체가 그 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 선형 전동기.Wherein the adjacent permanent magnet units are spaced apart at regular intervals or a non-magnetic body is disposed therebetween.

제 1항에 있어서,The method according to claim 1,

상기 전기자 유닛의 자성체는 적어도 선대칭 구조인 것을 특징으로 하는 선형 전동기.Wherein the magnetic body of the armature unit is at least a line-symmetrical structure.

제 6항에 있어서,The method according to claim 6,

상기 전기자 유닛의 자성체는 원호 형상, 다각형 링의 일부로 이루어지는 다각형 호 형상, 서로 다른 다각형 호의 조합 형상, 또는 상기 원호와 적어도 하나 이상의 다각형 호의 조합 형상 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 선형 전동기.Wherein the magnetic body of the armature unit is one of an arc shape, a polygonal arc shape formed as a part of a polygonal ring, a combination shape of different polygonal arcs, or a combination shape of the arc and at least one polygonal arc.

제 6항에 있어서,The method according to claim 6,

상기 전기자 유닛의 돌극은 적어도 선대칭으로 상기 자성체에 배치되는 것을 특징으로 하는 선형 전동기.And the salient pole of the armature unit is arranged in the magnetic body at least in a line symmetry.

제 7항에 있어서,8. The method of claim 7,

상기 돌극은 점대칭 또는 상하 방향과 좌우 방향 선대칭으로 배치되는 것을 특징으로 하는 선형 전동기.Wherein the salient poles are arranged in point symmetry or in a vertical symmetry and a left-right symmetry.

제 1항에 있어서,The method according to claim 1,

상기 전기자 유닛의 자성체는 상기 2차 부재를 감싸는 형태의 호 형상인 것을 특징으로 하는 선형 전동기.Wherein the magnetic body of the armature unit has a shape of arc that surrounds the secondary member.

제 1항에 있어서,The method according to claim 1,

상기 2차 부재는 상기 영구 자석 유닛을 진행 방향으로 길이가 형성되는 내측 파이프과 외측 파이프 중 적어도 하나 이상에 끼워 조립되는 것을 특징으로 하는 선형 전동기.Wherein the secondary member is assembled by inserting at least one of an inner pipe and an outer pipe having a length in the traveling direction of the permanent magnet unit.

제 1항에 있어서,The method according to claim 1,

각 영구 자석 유닛 내의 각 영구 자석은 진행 방향으로 이웃하는 영구 자석과 극성이 다른 것을 특징으로 하는 선형 전동기.And each of the permanent magnets in each permanent magnet unit has a polarity different from that of the adjacent permanent magnet in the traveling direction.

제 1항에 있어서,The method according to claim 1,

상기 1차 부재 또는 상기 2차 부재의 길이는 상기 S개의 전기자 유닛과 P개의 영구 자석 유닛으로 이루어지는 한 단위의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 선형 전동기.Wherein the length of said primary member or said secondary member is longer than the length of one unit consisting of said S armature unit and P permanent magnet units.

제 13항에 있어서,14. The method of claim 13,

상기 S는 상기 소정의 위상 차를 결정하는 상수의 배수 중 하나로 결정되고, 상기 상수는 3 이상의 홀수인 것을 특징으로 하는 선형 전동기.Wherein S is determined as one of a multiple of a constant that determines the predetermined phase difference, and the constant is an odd number of three or more.

제 14항에 있어서,15. The method of claim 14,

상기 상수는 3이고, 상기 (S, P)는 (3, 2), (3, 4), (9, 8), (9, 10) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 선형 전동기.Wherein the constant is 3 and the (S, P) is any one of (3, 2), (3, 4), (9, 8), (9, 10).

제 14항에 있어서,15. The method of claim 14,

상기 상수가 3이고 상기 S가 9인 경우, 120도의 위상 차를 갖는 3개의 전류를 각각 U, V, W라 할 때, 연속되는 9개의 전기자 유닛에는 UVWUVWUVW의 전류가 공급되거나 UuUVvVWwW의 전류가 공급되는데, 여기서 소문자는 대문자와 위상이 반대인 것을 특징으로 하는 선형 전동기.When the constant is 3 and the S is 9, when three currents having a phase difference of 120 degrees are respectively U, V and W, the current of UVWUVWUVW is supplied to nine consecutive armature units or the current of UuUVvVWwW is supplied Wherein a lower case letter is opposite in phase to an upper case letter.

제 1항에 있어서,The method according to claim 1,

상기 전기자 유닛의 자성체는 성층되는 형태인 것을 특징으로 하는 선형 전동기.Wherein the magnetic body of the armature unit is formed in a laminated form.

제 1항에 있어서,The method according to claim 1,

각 돌극과 이에 대응되는 각 영구 자석이 일정한 공극을 유지한 상태로 상기 가동자가 이동하도록 하는 안내 기구를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 할 선형 전동기.Further comprising a guide mechanism for allowing the mover to move while each of the salient poles and each of the permanent magnets corresponding thereto maintain a constant gap.

제 18항에 있어서,19. The method of claim 18,

상기 안내 기구는 가이드 레일과 롤러 또는 슬라이드로 구성되고, 상기 가이드 레일은 상기 고정자 또는 지지 기구에 장착되고, 상기 롤러 또는 슬라이드는 상기 가동자에 장착되는 것을 특징으로 하는 할 선형 전동기.Wherein the guide mechanism is constituted by a guide rail and a roller or a slide, and the guide rail is mounted on the stator or the support mechanism, and the roller or the slide is mounted on the mover.

제 18항에 있어서,19. The method of claim 18,

상기 안내 기구는 적어도 선대칭으로 배치되는 것을 특징으로 하는 할 선형 전동기.Wherein the guide mechanism is arranged at least in a line-symmetrical manner.

제 20항에 있어서,21. The method of claim 20,

상기 안내 기구 중 적어도 하나 이상은 돌극과 돌극 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 할 선형 전동기.And at least one of the guide mechanisms is disposed between the salient pole and the salient pole.

제 1항에 있어서,The method according to claim 1,

각 전기자 유닛에서 상기 자성체의 호 양쪽 말단에 코일을 감지 않은 보조 돌극이 형성되는 것을 특징으로 하는 할 선형 전동기.Wherein auxiliary coils are formed on both ends of the arc of the magnetic body in each of the armature units.

제 22항에 있어서,23. The method of claim 22,

각 영구 자석 유닛에서 상기 보조 돌극에 대응되는 위치에 보조 영구 자석이 형성되는 것을 특징으로 하는 할 선형 전동기.Wherein auxiliary permanent magnets are formed at positions corresponding to the auxiliary salient poles in each permanent magnet unit.

제 1항에 있어서,The method according to claim 1,

상기 고정자는 복수 개의 단편으로 구성되고, 가동자의 진행 방향으로 나열되는 각 단편은 체결 도구를 통해 상기 지지 기구에 고정되는 것을 특징으로 하는 할 선형 전동기.Wherein the stator is constituted by a plurality of pieces, and each piece arranged in the advancing direction of the mover is fixed to the supporting mechanism via a fastening tool.