KR100991245B1 - 모터용 코어의 적층 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터용 코어의 적층 두께가 위치에 따라 달리 이루어질 수 있도록 하여 모터의 냉각 효율을 향상시킬 수 있도록 한 새로운 형태의 모터용 코어의 적층 구조에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 구동축과, 복수의 고정자 코어가 축 방향을 따라 적층되어 형성된 고정자와, 상기 구동축에 고정되면서 복수의 회전자 코어가 축방향을 따라 적층되어 형성된 회전자를 포함하여 구성된 모터에 있어서, 상기 각 고정자 코어 및 각 회전자 코어는 각각의 코어를 여러 개씩 각각 적층하여 복수의 적층군(積層群)을 형성함과 더불어 상기한 각 적층군들은 서로 간의 사이에 공극(空隙)을 가지면서 축 방향을 따라 배치되며, 상기 각 적층군들은 배치 방향을 기준으로 볼 때 중앙측 부위에 위치되는 적층군의 두께와 외부측 부위의 위치되는 적층군의 두께는 서로 달리 이루어지도록 형성됨을 특징으로 하는 모터용 코어의 적층 구조가 제공된다.

모터, 코어 적층, 두께, 공극

Description

모터용 코어의 적층 구조{core of a motor}

본 발명은 모터용 코어의 적층 두께가 위치에 따라 달리 이루어질 수 있도록 하여 모터의 냉각 효율을 향상시킬 수 있도록 한 새로운 형태의 모터용 코어의 적층 구조에 관한 것이다.

일반적으로 발전기 혹은, 전동기 등과 같은 모터는 첨부된 도 1과 같이 외함(10) 내에 회전자 코어(20) 및 고정자 코어(30)에 권선(40)을 삽입한 구조로 형성된다.

이때, 상기한 회전자 코어(20) 및 고정자 코어(30)는 박판의 규소강판을 타공하여 코어(21)를 형성한 후 적층하여 구성되며, 이러한 각 코어(21)의 적층시에는 서로 간의 사이에 일정한 거리를 갖는 공극(22)이 형성되도록 구성된다.

한편, 상기한 모터의 동작시에는 상기 각 코어(21)에 의한 철손, 권선(40)에 의한 동손 등 손실이 발생되며, 이러한 손실은 모터 내부의 열로 나타나면서 모터의 효율을 감소시켰던 주요 원인이 되었다.

특히, 전술한 철손 및 동손은 모터의 용량이 클수록(혹은, 모터의 크기가 클수록) 더욱 크게 발생되었고, 이로 인해 대용량 모터의 경우에는 고정자 코어(10) 및 회전자 코어(20)에서 발생되는 열의 저감을 위한 냉각시스템이 별도로 존재하여야만 한다는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 모터용 코어의 적층 구조를 개선함으로써 각 코어로 인한 철손을 최소화할 수 있도록 하여 온도를 저감시킬 수 있도록 하며, 전체적인 모터의 크기 역시 줄일 수 있도록 한 새로운 형태의 모터용 코어의 적층 구조를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 모터용 코어의 적층 구조에 따르면 구동축과, 복수의 고정자 코어가 축 방향을 따라 적층되어 형성된 고정자와, 상기 구동축에 고정되면서 복수의 회전자 코어가 축방향을 따라 적층되어 형성된 회전자를 포함하여 구성된 모터에 있어서, 상기 각 고정자 코어 및 각 회전자 코어는 각각의 코어를 여러 개씩 각각 적층하여 복수의 적층군(積層群)을 형성함과 더불어 상기한 각 적층군들은 서로 간의 사이에 공극(空隙)을 가지면서 축 방향을 따라 배치되며, 상기 각 적층군들은 배치 방향을 기준으로 볼 때 중앙측 부위에 위치되는 적층군의 두께와 외부측 부위의 위치되는 적층군의 두께는 서로 달리 이루어지도록 형성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 각 적층군들은 배치 방향을 기준으로 볼 때 중앙측 부위에 위 치되는 적층군의 두께가 외부측 부위의 위치되는 적층군의 두께에 비해 얇게 구성됨을 특징으로 한다.

특히, 상기 각각의 적층군들은 배치 방향을 기준으로 볼 때 외부측 부위로부터 중앙측 부위로 갈수록 점차적으로 두께가 얇게 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 각 적층군 사이에 형성되는 각 공극들은 간격이 모두 동일하도록 구성됨을 특징으로 한다.

이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 모터용 코어의 적층 구조는 각 공극 사이의 적층 두께가 서로 달리 이루어짐과 더불어 특히 중앙측 부위의 적층 두께가 가장 얇도록 구성함으로써 고정자 및 회전자의 중앙측에 대한 발열 온도를 저감할 수 있게 된 효과를 가진다.

또한, 상기한 바와 같은 고정자 및 회전자의 중앙측에 대한 발열 온도의 저감에 의해 모터 성능을 향상시킬 수 있게 된 효과 역시 가진다.

또한, 대용량 모터의 경우 상기한 바와 같은 고정자 및 회전자의 중앙측에 대한 발열 온도의 저감에 의해 냉각시스템의 규모를 축소할 수 있게 된 효과를 가진다.

실시예의 설명에 앞서, 모터는 권선형 유도전동기, 농형 유도전동기, 동기전동기 등이 될 수 있다.

이하, 본 발명의 모터용 코어의 적층 구조에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.

먼저, 본 발명의 모터는 구동축(100)과, 회전자(200) 및 고정자(300)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 구동축(100)은 동력을 전달하는 축으로써, 상기 구동축(100)의 양 끝단은 모터의 외관을 이루는 외함(10)의 양측 벽면에 회전 가능하도록 설치된다.

다음으로, 상기 회전자(200)는 상기 구동축(100)의 둘레면에 고정되는 구성으로써, 복수의 회전자 코어가 상기 구동축(100)의 축 방향을 따라 적층되어 형성된다.

상기 각 회전자 코어는 통상의 규소강판을 타공하여 형성되며, 여러 개의 회전자 코어가 서로 적층됨으로써 하나의 적층군(積層群)(210)이 형성되고, 상기한 적층군(210)이 복수로 제공됨으로써 회전자(200)를 구성하게 된다.

이때, 상기 각 적층군(210) 간의 사이에는 공극(空隙)(220)이 각각 형성된다. 상기 공극(220)이라 함은 구동축(100)의 축 방향을 기준으로 각 적층군(210) 간이 서로 이격되는 부위를 의미한다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 각 회전자 코어들의 적층에 의해 형성되는 복수의 적층군(210)들이 그 배치 방향을 기준으로 볼 때 중앙측 부위에 위치되는 적층군의 두께(W2)가 외부측 부위에 위치되는 적층군의 두께(W1)에 비해 얇게 구성됨을 특징으로 제시한다.

상기와 같이 회전자(200)의 각 부위에 대한 적층군(210)들의 두께를 달리 형 성하는 이유는 축 방향을 기준으로 볼 때 회전자(200)의 중앙측 부위가 방열이 어려워 상기 중앙측 부위에 대한 온도가 상대적으로 외측 부위에 대한 온도에 비해 높기 때문이다.

즉, 상기 중앙측 부위의 적층군에 대한 두께(W2)가 상기 외측 부위의 적층군에 대한 두께(W1)에 비해 상대적으로 얇도록 형성함으로써 발열 면적을 감소시켜 회전자(200)의 중앙측 부위에 대한 온도가 저감될 수 있도록 한 것이다.

특히, 본 발명의 실시예에서는 상기한 회전자(200)의 각 적층군(210)들이 그 배치 방향을 기준으로 볼 때 외부측 부위로부터 중앙측 부위로 갈수록 점차적으로 두께가 얇아지게 형성됨을 특징으로 제시한다.

이러한 구조는, 회전자(200)의 전 부분에 대한 온도 분포의 불균형을 최대한 저감할 수 있도록 하기 위함이다.

이와 함께, 본 발명의 실시예에서는 상기 각 적층군(210) 간의 사이에 형성된 공극(220)들이 모두 동일한 간격을 갖도록 구성됨을 제시한다. 이는 상기한 공극(220)이 와전류를 방지하기 위한 부위임을 고려할 때 각 공극(220)의 간격을 모두 일정하게 형성함으로써 특정 공극으로 자기장이 몰리는 현상을 방지하도록 한 것이다.

다음으로, 상기 고정자(300)는 상기 외함(10) 내에 고정된 상태로 상기 회전자(200)의 둘레 부위를 따라 제공되는 일련의 구성으로써, 복수의 고정자 코어가 상기 구동축(100)의 축 방향을 따라 적층되어 형성된다.

상기 각 고정자 코어는 통상의 규소강판을 타공하여 형성되며, 여러 개의 고 정자 코어가 서로 적층됨으로써 하나의 적층군(積層群)(310)이 형성되고, 상기한 적층군(310)이 복수로 제공됨으로써 고정자(300)를 구성하게 된다.

이때, 상기 각 적층군(310) 간의 사이에는 공극(空隙)(320)이 각각 형성된다. 상기 공극(320)이라 함은 구동축(100)의 축 방향을 기준으로 각 적층군(310) 간이 서로 이격되는 부위를 의미한다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 각 고정자 코어들의 적층에 의해 형성되는 복수의 적층군(310)들이 그 배치 방향을 기준으로 볼 때 중앙측 부위에 위치되는 적층군의 두께(W4)가 외부측 부위에 위치되는 적층군의 두께(W3)에 비해 얇게 구성됨을 특징으로 제시한다.

상기와 같이 고정자(300)의 각 부위에 대한 적층군(310)들의 두께를 달리 형성하는 이유는 축 방향을 기준으로 볼 때 고정자(300)의 중앙측 부위에 대한 온도가 상대적으로 외측 부위에 대한 온도에 비해 높기 때문이다.

즉, 상기 중앙측 부위의 적층군에 대한 두께가 상기 외측 부위의 적층군에 대한 두께에 비해 상대적으로 얇도록 형성함으로써 발열 면적을 감소시켜 고정자(300)의 중앙측 부위에 대한 온도가 저감될 수 있도록 한 것이다.

특히, 본 발명의 실시예에서는 상기한 고정자(300)의 각 적층군(310)들이 그 배치 방향을 기준으로 볼 때 외부측 부위로부터 중앙측 부위로 갈수록 점차적으로 두께가 얇아지게 형성됨을 특징으로 제시한다.

이러한 구조는, 고정자(300)의 전 부분에 대한 고른 온도 분포가 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.

이와 함께, 본 발명의 실시예에서는 상기 각 적층군(310) 간의 사이에 형성된 공극(320)들이 모두 동일한 간격을 갖도록 구성됨을 제시한다. 이는 상기한 공극(320)이 와전류를 방지하기 위한 부위임을 고려할 때 공극의 간격을 모두 일정하게 형성함으로써 자기장이 몰리는 현상을 방지하도록 한 것이다.

결국, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 각 회전자 코어 및 각 고정자 코어에 대한 적층 구조로 인해 모터의 구동시 회전자(200) 및 고정자(300)의 중앙측에서 발생되는 열은 감소될 수 있게 된다.

이는, 첨부된 도 2의 종래 기술에 따른 모터 내부의 온도분포에 대한 해석 결과와 첨부된 도 4의 본 발명 기술에 따른 모터 내부의 온도분포에 대한 해석 결과를 비교해 봄으로써 더욱 명백히 알 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 모터의 내부 구조 중 일부를 나타낸 상태도

도 2는 종래 기술에 따른 모터의 동작시 온도 분포에 대한 해석결과를 나타낸 상태도

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모터의 내부 구조 중 일부를 나타낸 상태도

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 모터의 동작시 온도 분포에 대한 해석결과를 나타낸 상태도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10. 외함 100. 구동축

200. 회전자 300. 고정자

210,310. 적층군 220,320. 공극

Claims (4)

1. 구동축과, 복수의 고정자 코어가 축 방향을 따라 적층되어 형성된 고정자와, 상기 구동축에 고정되면서 복수의 회전자 코어가 축방향을 따라 적층되어 형성된 회전자를 포함하여 구성된 모터에 있어서,

   상기 각 고정자 코어 및 각 회전자 코어는 각각의 코어를 여러 개씩 각각 적층하여 복수의 적층군(積層群)을 형성함과 더불어 상기한 각 적층군들은 서로 간의 사이에 공극(空隙)을 가지면서 축 방향을 따라 배치되며,

   상기 각 적층군들은 배치 방향을 기준으로 볼 때 중앙측 부위에 위치되는 적층군의 두께와 외부측 부위의 위치되는 적층군의 두께는 서로 달리 이루어지도록 형성됨을 특징으로 하는 모터용 코어의 적층 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 적층군들은 배치 방향을 기준으로 볼 때 중앙측 부위에 위치되는 적층군의 두께가 외부측 부위의 위치되는 적층군의 두께에 비해 얇게 구성됨을 특징으로 하는 모터용 코어의 적층 구조.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 각각의 적층군들은 배치 방향을 기준으로 볼 때 외부측 부위로부터 중앙측 부위로 갈수록 점차적으로 두께가 얇게 구성됨을 특징으로 하는 모터용 코어 의 적층 구조.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 각 적층군 사이에 형성되는 각 공극들은 간격이 모두 동일하도록 구성됨을 특징으로 하는 모터용 코어의 적층 구조.

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