KR101066522B1 - 에스알 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에스알 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고정돌극에 계자코일이 권선된 고정자와; 상기 고정자의 고정돌극에서 발생된 전자기력에 의하여 이동되는 회전돌극이 구비된 회전자와; 상기 회전자의 회전돌극 사이에 형성된 요홈에 돌출 성형된 장착부와; 상기 장착부에 삽입 장착되어 자성을 갖는 영구자석인 센싱마그네트와; 상기 센싱마그네트의 회전에 따른 자계의 변화를 감지하여 상기 회전자의 위치 및 속도를 검출하는 센서로 구성된다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 상기 회전자 상측에 별도의 링형마그네트를 설치하지 않고서도, 상기 회전자의 회전정도를 센싱하거나 상기 회전자의 초기 기동위치를 보다 정확히 설정할 수 있게 되어, 향상된 동작신뢰성을 갖는 소형화된 에스알 모터를 제공하게 된다.

에스알 모터, 회전돌극, 센싱마그네트, 회전자

Description

에스알 모터{SR MOTOR}

도 1은 종래 에스알 모터의 회로도이다.

도 2는 종래 에스알 모터 2의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 에스알 모터가 도시된 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 에스알 모터의 요부구성이 도시된 단면도이다.

도 5는 도 3에서 센싱마그네트의 설치상태를 도시한 평면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

20 : 에스알 모터 30 : 회전자

32 : 회전돌극 34 : 코어

36 : 요홈 38 : 회전축

40 : 고정자 42 : 계자코일

44: 요크 46 : 고정돌극

50 : 센싱마그네트 52 : 장착부

60 : 센서 62 : 고정부재

본 발명은 에스알 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전자의 고정돌극 사이의 요홈에 센싱마그네트를 일체로 사출성형함으로 인하여, 별도의 링형마그네트를 설치하지 않고서도 센서에 의하여 상기 회전자의 회전정도를 용이하게 측정할 수 있게되며, 초기 기동위치도 정확히 세팅할 수 있게 되는 장치에 관한 것이다.

도 1은 종래의 에스알 모터의 회로도이다.

종래기술에 따른 단상스위치 릴럭턴스 모터(Switched Reluctance Motor SRM)는 구동부(10)와, 상기 구동부(10)로부터 전류를 공급받는 계자 코일(2a)이 권선된 고정자(2)와, 상기 고정자(2)의 내부에 삽입되어 상기 계자 코일(2a)에 전류가 흐르면 상기 고정자(2)와의 사이에 발생되는 릴럭턴스 토크에 의해 일방향으로 회전되는 회전자(4)등으로 이루어진다.

상기 고정자(2)는 상하가 개방된 원통형으로 형성된 요크(2b)와, 상기 요크(2b)의 내벽에서 상기 회전자를 향해 원주방향으로 일정간격을 두고 돌출 형성된 돌극(2c)과, 상기 돌극(2c)에 권선된 계자 코일(2a)로 이루어진다.

상기 회전자(4)는 원주방향으로 일정간격을 두고 돌극(4a)이 돌출 형성된 코어(4b)가 적층되어 형성되고, 상기 회전자(4)의 중앙에는 외부로 모터의 구동력을 전달하는 회전축(6)이 축설되어 상기 회전자(4)와 함께 회전된다. 상기 구동부(10) 는 상기 회전자(4)의 위치나 속도를 감지하는 광센서 또는 홀센서 등으로부터 신호를 전달받아 상기 계자 코일에 흐르는 전류의 세기를 가변시킨다.

이와 같은, 단상스위치드 릴럭턴스 모터는 구동부(10)에 의해 계자 코일(2a)에 전류가 흐르면 고정자(2)와 회전자(4)사이에 릴럭턴스 토크가 발생되어 상기 회전자(4)는 자기회로의 저항이 최소가 되는 방향으로 회전된다.

상기 단상스위치 릴럭턴스 모터는 상기 고정자의 돌극(2c)에 보조코일(미도시)을 권선하거나 자력을 이용하여 기동시 상기 회전자의 돌극(4a)이 상기 고정자의 돌극(2c)에 대해서 유효토크발생영역에 위치되도록 하기 때문에 상기 회전축(6)이 항상 일방향으로 회전된다.

그러나, 상기 단상 스위치 릴럭턴스 모터는 기동과 운전을 위한 부가적인 장치가 복잡하여 제조원가가 상승되는 단점을 가지고 있었다.

이와 같은 단점을 해결하기 위하여, 특허출원 2002-59927호(등록특허 제10-04370호 등록일 2004.06.01)에 기재된 단상 스위치드 릴럭턴스 모터(이하, '종래 에스알 모터 2'라 함)가 제안되었다.

도 2는 종래 에스알 모터 2의 단면도이다.

상기 종래 에스알 모터 2는 계자 코일이 권선된 고정자(11)와, 상기 고정자(11)와의 사이에 발생되는 전자기력에 의해 회전되는 회전자(12)와, 상기 회전자(12)에 일체로 회전되도록 결합된 링형 마그네트(13)와, 상기 링형 마그네트(13)의 일측에 배치되어 상기 회전자(12)의 회전 시 상기 링형 마그네트(13)와의 사이에서 발생되는 자계의 변화를 감지하여 상기 회전자(12)의 위치 및 속도를 검출하는 홀센서(15)를 포함하여 구성된다.

상기 홀센서(15)는 장착부(14)에 의하여 모터 일측에 고정 설치되며, 상기 회전자(12)는 코어(16)와 회전돌극(17)으로 구성된다.

상기 회전자(12)의 중심에는 회전축(18)이 설치되어, 상기 회전자(12)의 회전력을 외측에 전달하게 된다.

상기 종래 에스알 모터 2는 구조는 종래의 모터에 비하여 비교적 단순화 되었으며, 상기 회전자(12)의 회전정도를 상기 홀센서(15)에 의하여 측정되도록 하며, 초기 기동위치를 세팅하기 위하여 링형마그네트(13)가 상기 회전자(12) 상측에 설치된다.

그러나, 별도의 부재인 링형마그네트(13)가 상기 회전자(12) 상측에 설치됨으로 인하여, 상기 회전자(12)를 통과하는 바람이 원활하게 통과됨이 방해됨으로써, 모터의 전체 냉각특성이 저하되는 문제점이 발생된다.

그리고, 상기 링형마그네트(13)의 장착을 위하여 별도의 조립공정이 추가됨으로 인하여 생산성이 저하되는 문제점이 발생된다.

그리고, 상기 링형마그네트(13)의 설치에 의하여, 상기 회전자(12) 상측에는 보다 많은 공간이 필요함으로 인하여, 모터의 크기가 커지게 되는 문제점이 발생된다.

상기 열거된 종래 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 회전자의 상측에 별도의 부재인 링형마그네트가 장착됨으로 인하여 발생되는 모터의 냉각특성이 저하되는 문제점을 해결하기 위한 에스알 모터를 제공하는 것이다.

그리고, 상기 링형마그네트를 상기 회전자 상측에 별도로 장착되는 공정에 의하여 작업시간의 증가와 함께 생산성이 저하되는 문제점을 해결하기 위한 에스알 모터를 제공하는 것이다.

그리고, 상기 링형마그네트의 장착에 의하여 모터의 크기가 커지는 것에 의하여 공간활용도가 저하되는 문제점을 해결하기 위한 에스알 모터를 제공하는 것이다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 고정돌극에 계자코일이 권선된 고정자와; 상기 고정자의 고정돌극에서 발생된 전자기력에 의하여 이동되는 회전돌극이 구비된 회전자와; 상기 회전자의 회전돌극 사이에 형성된 요홈에 돌출 성형된 장착부와; 상기 장착부에 삽입 장착되어 자성을 갖는 영구자석인 센싱마그네트와; 상기 센싱마그네트의 회전에 따른 자계의 변화를 감지하여 상기 회전자의 위치 및 속도를 검출하는 센서로 구성된다.

그리고, 상기 센싱마그네트가 삽입된 장착부는 상기 회전돌극과 같은 수로 사출 성형된다.

그리고, 상기 센싱마그네트는 상기 회전자가 회전되는 방향을 따라 N극과 S극이 교대로 자화되어, 상기 회전자의 상측에 설치된다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 상기 회전자 상측에 별도의 링형마그네트를 설치하지 않고서도, 상기 회전자의 회전정도를 센싱하거나 상기 회전자의 초기 기동위치를 보다 정확히 설정할 수 있게 되어, 향상된 동작신뢰성을 갖는 소형화된 에스알 모터를 제공하게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 에스알 모터가 도시된 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 에스알 모터의 요부구성이 도시된 단면도이며, 도 5는 도 3에서 센싱마그네트의 설치상태를 도시한 평면도이다.

본 발명 일 실시예에 의한 에스알 모터(20)는 단상스위치 릴럭턴스 모터(Switched Reluctance Motor SRM)로 기본적인 동작구조는 종래기술에 서술되어 있다.

상기 에스알 모터(20)는 원통형의 코어(34)와 상기 원통형의 코어(34)를 따라서 원주방향으로 일정 간격을 이루며 돌출 형성된 회전돌극(32)을 구비한 회전자(30)와, 상기 회전자(30)를 회전시키도록 전자기력을 발생하는 고정자(40)가 설치된다.

상기 고정자(40)는 원통형을 형성하는 요크(44)와, 상기 요크(44)에서 내측으로 돌출되며, 상기 회전돌극(32)과 같은 갯수를 갖는 고정돌극(46)과, 상기 고정돌극(46)에 권선된 계자코일(42)로 구성된다.

그리고, 상기 회전자(30)의 중앙에는 외부로 모터의 구동력을 전달하는 회전축(38)이 모터의 외관을 형성하는 모터 하우징에 회전가능하게 축설되며, 상기 회전축(38)의 상하부에는 베어링이 설치되어 상기 회전축(38)의 회전동작시 발생되는 마찰을 최소로 하게 된다.

상기 회전자(30)의 회전돌극(32) 사이에는 골 형상의 요홈(36)이 형성되며, 상기 요홈(36)에는 장착부(52)가 돌출 형성된다.

그리고, 상기 장착부(52)에는 영구자석인 센싱마그네트(50)가 삽입되며, 상기 회전자(30)의 상측을 향하여 설치된 상기 센싱마그네트(50)는, 회전자(30)가 회전되는 방향을 따라서 N극과 S극이 교대로 자화된 상태로 설치된다.

상기와 같은 센싱마그네트(50)는 자계에 의한 측정을 더욱 용이하게 하기 위하여, 상기 회전자(30)의 상측으로 극성을 갖는 일측이 노출되도록 설치된다.

그리고, 상기 센싱마그네트(50)가 삽입된 장착부(52)는 상기 회전돌극(32)과 같은 수로 구비되어, 상기 회전자(30)와 같이 사출성형되거나, 상기 회전자(30)와는 별도로 이중 사출성형된다.

그리고, 상기 회전자(30)의 상측에는 센서(60)가 모터의 하우징에서 연장된 고정부재(62)에 취부되어 설치되며, 상기 센싱마그네트(50)의 회전에 의하여 변화되는 자성을 센싱하여, 상기 회전자(30)의 회전속도를 측정하게 된다.

이와 같이 구성된 본 실시예의 작용은 다음과 같다.

상기 고정자(40)의 계자코일(42)에 전류가 흐르면 고정자(40)와 회전자(30) 사이에 릴럭턴스 토크가 발생되어 상기 회전자(30)와 함께 회전축(38)과 장착부(52)에 삽입된 센싱마그네트(50)가 유효 회전 방향으로 회전하게 된다.

상기와 같이 센싱마그네트(50)는 N극과 S극이 교대로 설치된 상태에서 회전 됨으로 인하여 상기 센서(60)에 자계의 변화가 측정되며, 상기 센서(60)에 의하여 측정된 값으로 회전자(30)의 회전속도를 측정하게 된다.

그리고, 상기 에스알 모터(20)의 초기 기동시, 도 5에 도시된 바와 같이 고정자(40)의 계자코일(42)에 전류가 인가되면, 자화된 상기 고정돌극(46)에 센싱마그네트(50)가 이동 위치됨으로 인하여, 상기 회전자(30)의 초기기동 위치를 용이하게 세팅할 수 있게 되어 동작신뢰성이 더욱 향상된다.

그리고, 상기 회전자(30) 상측에 별도의 부재인 링형마그네트를 설치하지 않고도, 상기 회전자(30)의 회전속도를 용이하게 측정할 수 있게 되어, 상기 회전자(30)를 통과하는 바람의 흐름이 원활하게 되어 모터의 냉각특성이 상승된다.

그리고, 상기 회전자(30)와 함께 사출 성형되는 센싱마그네트(50)가 삽입된 장착부(52)에 의하여, 별도의 조립공정이 추가되지 않기에 생산성이 향상된다.

그리고, 상기 회전자(30) 상측에 설치되던 링형마그네트가 삭제됨으로 인하여, 에스알 모터(20)의 크기가 소형화됨으로 인하여 공간활용도가 향상된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 에스알 모터에 의하면, 회전자의 상측에 별도의 부재인 링형마그네트가 삭제됨으로 인하여 모터의 냉각특성이 향상되며, 모터가 소형화 됨으로 인하여 공간활용도가 향상되는 효과를 제공하게 된다.

그리고, 센싱마그네트를 회전자와 일체로 사출 성형함으로 인하여, 별도의 조립공정이 필요하지 않게 됨으로 생산성이 향상되는 효과를 제공하게 된다.

그리고, 모터의 초기기동시, 자화된 고정돌극에 센싱마그네트가 이동되어 위치됨으로 인하여, 상기 회전자의 초기 기동위치가 용이하게 세팅됨으로 보다 정확한 동작성능을 갖게 되어 신뢰성이 향상되는 효과를 제공하게 된다.

Claims (3)

1. 복수개의 고정돌극의 각각에 계자코일이 권선된 고정자와;

   상기 고정자의 고정돌극에서 발생된 전자기력에 의하여 이동되도록 상기 고정돌극에 대응되는 복수개의 회전돌극이 구비된 회전자와;

   상기 회전자의 회전돌극 사이에 형성된 요홈에 상기 회전돌극의 수에 대응되도록 상기 회전자와 같이 사출되거나 별도로 이중 사출되어 돌출 성형된 장착부와;

   상기 장착부에 삽입 장착되어 자성을 갖는 영구자석으로, 상기 회전자가 회전되는 방향을 따라 N극과 S극이 교대로 자화되며, 상기 회전자의 상측으로 극성을 갖는 일측이 노출되도록 설치되는 센싱마그네트와;

   상기 센싱마그네트의 회전에 따른 자계의 변화를 감지하여 상기 회전자의 위치 및 속도를 검출하는 센서를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 에스알 모터.
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3. 삭제

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