KR101092046B1 - Brushless motor with skewed rotor - Google Patents

Abstract

본 발명은 브러시리스 모터에 관한 것이다. 본 발명의 모터는, 방사상으로 복수개의 권선치(310)를 구비하여 코일에 의한 자계를 형성하는 스테이터(300)와; 회전축(110) 상에 로터 코어(120)가 형성되어 상기 스테이터(300)의 내부에 배치되어 회전하는 로터(100)를 포함하며, 상기 로터(100)는, 상기 로터 코어(120)의 둘레에 복수의 제1단 영구자석(200a)이 방사상으로 매입되고, 상기 제1단 영구자석(200a)에 대해 원주 방향으로 위상차를 가지고 제2단 영구자석(200b)이 매입되며, 상기 제1단 영구자석(200a)에 대해 상기 제2단 영구자석(200b)의 스큐 각도는 1/4 슬롯 피치로 이루어진다. 이러한 본 발명은, 코깅 토크를 최소화하면서 역기전력의 감소를 최소화할 수 있도록 로터의 영구자석의 기하학적 정렬을 최적화한 것이다.The present invention relates to a brushless motor. The motor of the present invention includes: a stator 300 having a plurality of winding teeth 310 radially to form a magnetic field by a coil; The rotor core 120 is formed on the rotation shaft 110, and includes a rotor 100 disposed inside the stator 300 to rotate, and the rotor 100 is formed around the rotor core 120. A plurality of first stage permanent magnets (200a) is radially embedded, a second stage permanent magnet (200b) is embedded with a phase difference in the circumferential direction with respect to the first stage permanent magnets (200a), the first stage permanent The skew angle of the second stage permanent magnet 200b with respect to the magnet 200a has a quarter slot pitch. This invention is to optimize the geometric alignment of the permanent magnet of the rotor to minimize the reduction of back EMF while minimizing the cogging torque.

모터, 로터, 영구자석, 매입, 스큐, 코깅, 토크 Motor, rotor, permanent magnet, embedded, skew, cogging, torque

Description

스큐형 로터를 구비하는 브러시리스 모터{BRUSHLESS MOTOR WITH SKEWED ROTOR}BRUSHLESS MOTOR WITH SKEWED ROTOR}

본 발명은 브러시리스 모터에 관한 것으로서, 특히 코깅 토크를 최소화하면서 역기전력의 감소를 최소화할 수 있도록 로터의 영구자석의 기하학적 정렬을 최적화하여 모터의 성능을 극대화할 수 있도록 한 브러시리스 모터에 관한 것이다.The present invention relates to a brushless motor, and more particularly, to a brushless motor that can maximize the performance of the motor by optimizing the geometrical alignment of the permanent magnet of the rotor to minimize the reduction of back EMF while minimizing the cogging torque.

일반적으로 브러시리스 모터는 회전축 둘레에 복수개의 영구자석을 가진 로터와, 이의 로터를 수용하는 형태로서 복수의 권선치(winding tooth)마다 코일이 권선되어 로터와 공극을 유지하는 대략 원통 모양의 스테이터로 이루어진다.In general, the brushless motor is a rotor having a plurality of permanent magnets around the axis of rotation, and the rotor is a form of an approximately cylindrical stator in which a coil is wound around each of a plurality of winding teeth to maintain a gap with the rotor. Is done.

이와 같은 모터의 주요한 특징은 정확한 속도 제어가 가능한 것에 있는데, 이를 위해서는 속도의 맥동을 악화시키는 주원인인 토크 리플(Torque Ripple)을 감소시킬 필요가 있다.The main characteristic of such a motor is that accurate speed control is possible, which requires reducing the torque ripple, which is the main cause of deterioration of speed pulsation.

토크 리플의 원인 주의 하나로서는, 코깅 토크(Cogging Torque)를 들 수 있는데, 이의 코깅 토크는 로터와 스테이터 사이의 공극에서 자기 에너지의 불균일로 인해 발생하는 것으로서, 코깅 토크를 감소시키는 것이 곧 브러시리스 모터의 구동 특성을 향상시키는 것이 된다.One reason for the cause of torque ripple is the cogging torque, which is caused by the nonuniformity of magnetic energy in the gap between the rotor and the stator, and reducing the cogging torque is the brushless motor. It is to improve the driving characteristics.

요컨대, 코깅 토크는, 로터의 영구자석과 전기자 철심 사이의 공극에 축적된 자기 에너지가 영구자석과 전기자 철심의 상대 위치가 변동함에 따라 변화함으로써 코일에 전류가 흐르지 않는 경우라도 영구자석과 전기자 철심 사이의 공극에 축적된 자기 에너지가 변화하게 되어 발생되는 반작용 토크이다. In other words, the cogging torque is changed between the permanent magnet and the armature core even when no current flows in the coil because the magnetic energy accumulated in the gap between the permanent magnet and the armature core of the rotor changes as the relative position of the permanent magnet and the armature core changes. This is the reaction torque generated by the change of the magnetic energy accumulated in the void.

이러한 코깅 토크는 토크 변동률을 크게 하여 토크 리플을 증가시키고, 진동, 소음에도 좋지 않은 영향을 미친다. 예를 들어, 코깅 토크가 큰 모터를 자동차의 파워스티어링 모터로서 사용하게 되면, 코깅 토크에 의한 떨림이 스티어링 휠로 전달되고 정밀 제어를 어렵게 하는 문제가 발생하게 된다.Such cogging torque increases torque ripple and increases torque ripple and adversely affects vibration and noise. For example, when a motor having a large cogging torque is used as a power steering motor of an automobile, vibration caused by the cogging torque is transmitted to the steering wheel, which makes it difficult to control precisely.

최근 들어 코깅 토크를 감소시키기 위해 사용하는 방법의 예로서는, 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0263533호 공보, 등록특허 제10-0655994호 공보, 공개특허 제10-2005-0004286호 공보, 등록특허 제10-0847879호 공보, 공개특허 제10-2008-0048596호 공보, 등록특허 제10-0917366호 공보, 공개특허 제10-2009-0019627호 공보 등에 개시된 바와 같이, 영구자석의 배열에 스큐(skew)를 주는 방식이 있다. 이러한 스큐 방식은 복수개의 영구자석을 로터에 배열함에 있어서, 영구자석들을 축방향으로 복수개의 층으로 나누어 적층한 다음 각층마다 영구자석들의 배열 각도를 달리함으로써 축방향으로 영구자석이 일정한 경사각도를 유지하여 배열되도록 하여 자기저항의 변동을 줄여 코깅 토크를 감소시키도록 한 것이다.Recently, as an example of a method used to reduce the cogging torque, Korean Patent Publication No. 10-0263533, Patent No. 10-0655994, Patent Publication No. 10-2005-0004286, Patent No. As disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 10-0847879, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 10-2008-0048596, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 10-0917366, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 10-2009-0019627, etc., skew is performed on an array of permanent magnets. There is a way to give. In this skewing method, in arranging a plurality of permanent magnets in the rotor, the permanent magnets are divided into a plurality of layers in the axial direction, and then the angles of the permanent magnets are changed in each layer to maintain a constant inclination angle in the axial direction. The cogging torque is reduced by reducing the variation of the magnetoresistance.

하지만, 상기한 공보에 개시된 모터를 포함하여 아직까지 만족할만한 코깅 토크 감소 구조를 제시하지 못하였을 뿐만 아니라, 코깅 토크를 감소시키기 위해 스큐를 주면 모터의 성능이 저하되는 것을 감수하여야만 하는데 모터의 성능 감소를 최소화하면서 코깅 토크를 최대한 줄일 수 있는 방법을 찾지 못하였다.However, not only satisfactory cogging torque reduction structure has been proposed, including the motor disclosed in the above publication, but the performance of the motor should be reduced if skew is applied to reduce the cogging torque. We have not found a way to reduce the cogging torque as much as possible while minimizing the

이러한 배경 하에서, 본 발명은 코깅 토크를 극소화할 수 있는 배열을 가지는 로터와 스테이터의 조합을 제공하는 것을 목적으로 한다.Under this background, the present invention aims to provide a combination of a rotor and a stator having an arrangement capable of minimizing cogging torque.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 모터는, 방사상으로 복수개의 권선치를 구비하여 코일에 의한 자계를 형성하는 스테이터와; 회전축 상에 로터 코어가 형성되어 상기 스테이터의 내부에 배치되어 회전하는 로터를 포함하며, 상기 로터는, 상기 로터 코어의 둘레에 복수의 제1단 영구자석이 방사상으로 매입되고, 상기 제1단 영구자석에 대해 원주 방향으로 위상차를 가지고 제2단 영구자석이 매입되며, 상기 제1단 영구자석에 대해 상기 제2단 영구자석의 스큐 각도는 1/4 슬롯 피치로 구성한다.In order to achieve the above object, the motor according to the present invention includes a stator having a plurality of windings radially to form a magnetic field by a coil; A rotor core is formed on a rotation shaft, the rotor is disposed inside the stator and rotates. The rotor includes a plurality of first end permanent magnets radially embedded around the rotor core, and the first end permanently. The second stage permanent magnet is embedded with the phase difference in the circumferential direction with respect to the magnet, and the skew angle of the second stage permanent magnet with respect to the first stage permanent magnet is configured as a quarter slot pitch.

또한, 본 발명의 모터는, 코일에 의한 자계를 형성하는 스테이터와; 회전축 상에 로터 코어가 형성되어 상기 스테이터의 내부에 배치되어 회전하는 로터를 포함하며, 상기 스테이터는, 방사상으로 12개의 권선 치를 구비하여 슬롯 피치가 30도 각도를 이루는 12슬롯 스테이터로 이루어지고; 상기 로터는, 8개의 영구자석이 방사상으로 배치되는 8극 로터로 이루어지며; 상기 로터의 로터 코어의 둘레에 8개의 제1단 영구자석이 방사상으로 매입되고, 상기 제1단 영구자석에 대해 원주 방향으로 위상차를 가지고 제2단 영구자석이 매입되며, 상기 제1단 영구자석에 대해 상 기 제2단 영구자석의 스큐 각도는 1/4 슬롯 피치로 구성한다.The motor of the present invention also includes: a stator for forming a magnetic field by a coil; A rotor core formed on the axis of rotation, the rotor being disposed inside the stator to rotate, wherein the stator comprises 12 slot stators having 12 winding teeth radially and having a slot pitch of 30 degrees; The rotor consists of an eight-pole rotor in which eight permanent magnets are disposed radially; Eight first stage permanent magnets are radially embedded around the rotor core of the rotor, and second stage permanent magnets are embedded with a phase difference in the circumferential direction with respect to the first stage permanent magnets, and the first stage permanent magnets are embedded. The skew angle of the second stage permanent magnet is composed of a quarter slot pitch.

상기한 본 발명의 모터에 있어서, 상기 각 영구자석에 대응하여, 상기 로터 코어의 외주 부분은, 중심축으로부터 영구자석의 중앙을 연결하는 부분의 로터 코어 부분이 반경방향 외측으로 가장 크게 돌출하는 원호(R)를 이루는 호형 돌출부가 형성되고, 상기 호형 돌출부의 원호(R)의 중심은 상기 호형 돌출부의 최대 반경(r)의 2/5 ~ 3/5 지점 안의 임의의 지점에 정해진다.In the motor of the present invention described above, corresponding to each of the permanent magnets, the outer circumferential portion of the rotor core is a circular arc in which the rotor core portion of the portion connecting the center of the permanent magnet from the central axis is most protruded radially outward. An arc-shaped protrusion forming (R) is formed, and the center of the arc R of the arc-shaped protrusion is set at an arbitrary point within 2/5 to 3/5 of the maximum radius r of the arc-shaped protrusion.

본 발명에 의한 브러시리스 모터는, 영구자석을 2단으로 구성하며, 2단의 영구자석의 스큐 각도를 1/4 슬롯피치로 구성하는 것에 의해 코깅 토크를 최소화할 수 있다.In the brushless motor according to the present invention, the permanent magnet is configured in two stages, and the cogging torque can be minimized by configuring the skew angle of the two stage permanent magnets in a quarter slot pitch.

또한, 로터와 스테이터를 8극 12슬롯으로 구성하고, 영구자석을 2단으로 구성하며, 2단의 영구자석의 스큐 각도를 1/4 슬롯피치인 7.5도로 구성할 경우 코깅 토크가 거의 0(zero0에 가까울 정도로 감소된다.In addition, when the rotor and stator are composed of 8 poles and 12 slots, the permanent magnets are composed of two stages, and the skew angle of the two stages of permanent magnets is formed at 7.5 degrees with 1/4 slot pitch, the cogging torque is almost zero (zero0). Is reduced to near.

이에 더하여, 로터 코어를 호형 돌출부를 가지는 형상으로 구성하여 조화시키는 것에 의해 코깅 토크를 더욱 효과적으로 줄일 수 있다.In addition, cogging torque can be reduced more effectively by constructing and harmonizing the rotor core into a shape having an arc-shaped protrusion.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명하다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 영구자석 매입형 로터를 보여주는 것으로서, 도 1에는 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 측면도가 도 3에는 정면도가 도시되어 있으며, 도 4에는 본 발명의 영구자석 매입형 로터와 스테이터의 설치상태를 나타내는 도면이 도시되어 있다.1 to 3 show a permanent magnet embedded rotor according to the present invention, a perspective view is shown in FIG. 1, a side view is shown in FIG. 2, a front view is shown in FIG. 3, and a permanent magnet of the present invention in FIG. 4. The figure which shows the installation state of an embedded rotor and a stator is shown.

우선 도 4에서, 본 발명의 모터에서 로터(100)와 영구자석(200a) 및 스테이터(300)의 조합은, 8극 12슬롯으로 이루어진다. First, in FIG. 4, the combination of the rotor 100, the permanent magnet 200a, and the stator 300 in the motor of the present invention is composed of 12 poles of 8 poles.

즉, 로터(100)에는 그의 중심축을 중심으로 8개의 영구자석(200)이 방사상으로 배치된다. 스테이터(300)는, 12개의 권선치(Winding tooth)(310)를 가지고, 로터(100)의 중심축을 기준으로 마주보는 권선치(310)에 U-상, V-상, W-상 권선이 행해진다. 따라서 스테이터(300)의 슬롯 피치는 30도 각도를 이루게 된다.That is, eight permanent magnets 200 are disposed radially around the central axis of the rotor 100. The stator 300 has 12 winding teeth 310, and U-phase, V-phase, and W-phase windings are formed on the winding teeth 310 facing each other based on the central axis of the rotor 100. Is done. Therefore, the slot pitch of the stator 300 forms an angle of 30 degrees.

도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명의 로터(100)는, 8극 12슬롯 영구자석 매입형 모터에 최적으로 구성한 로터이다.The rotor 100 of the present invention shown in FIGS. 1 to 3 is a rotor optimally configured for an 8-pole 12-slot permanent magnet embedded motor.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 로터(100)는, 회전축(110) 상에 로터 코어(120)가 형성되고, 상기 로터 코어(120)의 둘레에 8개의 제1단 영구자석(200a)이 방사상으로 매입되며, 상기 제1단 영구자석(200a)에 대해 1/4 슬롯 피치의 스큐 각도를 유지하여 제2단 영구자석(200b)이 매입된다. 상기 영구자석(200a)(200b)들의 매입을 위해 로터 코어(120)의 둘레부분에는 매입 홀(121)이 형성된다.1 and 3, the rotor 100 of the present invention, the rotor core 120 is formed on the rotating shaft 110, eight first stage permanently around the rotor core 120 The magnet 200a is embedded radially, and the second stage permanent magnet 200b is embedded by maintaining a skew angle of 1/4 slot pitch with respect to the first stage permanent magnet 200a. In order to purchase the permanent magnets 200a and 200b, a buried hole 121 is formed at a circumference of the rotor core 120.

제2단 영구자석(200a)과 제2단 영구자석(200b)의 스큐 각도는, 도 4에서 설명한 슬롯 피치의 1/4 각도 이루어진다. 즉, 1/4 슬롯피치로 이루어진다.The skew angle of the second stage permanent magnet 200a and the second stage permanent magnet 200b is a quarter angle of the slot pitch described with reference to FIG. 4. That is, it consists of a quarter slot pitch.

종래의 일반적인 스큐 각도는, 극수와 슬롯수의 최소공배수에 의해 결정되었다. 즉, 스큐 각도 = 360/최소공배수(극수, 슬롯수)로 결정되어, 8극 12슬롯의 경우 스큐 각도를 15도로 설정하였다.The conventional general skew angle is determined by the least common multiple of the number of poles and the number of slots. That is, the skew angle was determined as 360 / minimum common multiple (number of poles and the number of slots), and the skew angle was set to 15 degrees in the case of 8-pole 12 slots.

그러나 본 발명에는 여러 단계의 실험계획법을 통해 검증하여 스큐 각도를 1/4 슬롯피치로 구성하여 코깅 토크를 최소화한다. 즉, 8극 12슬롯의 경우, 1/4 슬롯피치는 7.5도(7도30분)이다.However, in the present invention, the coke torque is minimized by verifying through the experimental design of several stages and configuring the skew angle to 1/4 slot pitch. That is, for an 8-pole 12 slot, the quarter slot pitch is 7.5 degrees (7 degrees 30 minutes).

이와 같이 본 발명은, 로터와 스테이터를 8극 12슬롯으로 구성하고, 영구자석을 2단으로 구성하며, 2단의 영구자석의 스큐 각도를 1/4 슬롯피치로 구성하여 코깅 토크를 최소화하면서 역기전력의 감소량을 최소화 한 것이다.As described above, the present invention comprises a rotor and a stator having 8 poles and 12 slots, a permanent magnet having two stages, and a skew angle of two permanent magnets having a quarter slot pitch to minimize cogging torque while minimizing cogging torque. The amount of reduction is minimized.

또한, 로터(100)의 로터 코어(120) 형상은 꽃무늬와 유사한 형상으로 구성하여, 전술한 구성과 조화시킴으로써 코깅 토크를 더욱 줄일 수 있도록 하였다.In addition, the shape of the rotor core 120 of the rotor 100 is configured in a shape similar to a floral pattern, so that cogging torque can be further reduced by matching with the above-described configuration.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 로터(100)의 중심축으로부터 영구자석(200)의 중앙을 연결하는 부분의 로터 코어(120) 부분이 반경방향 외측으로 가장 크게 돌출하는 원호(R)로 이루어지는 호형 돌출부(122)를 형성하며, 그 호형 돌출부(122)의 원호(R)의 중심은 호형 돌출부(122)의 최대 반경(r)의 2/5 ~ 3/5 지점 안의 임의의 지점으로 정한 형태이다. 이러한 로터 코어(120)의 형상에 의하면 영구자석(200)의 원주방향 중심 부분에서 두께가 가장 두껍고 중심에서 멀어질수록 깊이 파여 얇아지기 때문에, 가장 얇은 부분이 인접한 두 권선 치(310) 사이의 슬럿 부분에 위치할 때 스테이터와 로터 사이에 형성되는 공극이 커지게 되고 누설 자속이 줄어들게 된다. That is, as shown in Figure 3, from the central axis of the rotor 100 to the circular arc (R), the portion of the rotor core 120 of the portion connecting the center of the permanent magnet 200 protrudes radially outward most The arc-shaped protrusion 122 is formed, and the center of the arc R of the arc-shaped protrusion 122 is defined as an arbitrary point within 2/5 to 3/5 of the maximum radius r of the arc-shaped protrusion 122. Form. According to the shape of the rotor core 120, since the thickness is the thickest in the circumferential center portion of the permanent magnet 200 and deeply digs away from the center, the slot between the two adjacent winding teeth 310 is the thinnest portion. When located in the part, the voids formed between the stator and the rotor become larger and the leakage magnetic flux is reduced.

도 4에서, 8극 12슬롯의 모터는 15도(종래의 스큐 각도)마다 자기 변동이 발생하는데, 제1단 영구자석(200a)에 의해 발생하는 자지 저항의 변동이 15도의 1/2인 7.5도 각도의 위상차를 갖는 제2단 영구자석(200b)에 의해 상쇄되게 된다.In Fig. 4, the 8-pole 12-slot motor generates magnetic fluctuations every 15 degrees (conventional skew angle), and the variation of the magnetic resistance generated by the first stage permanent magnet 200a is 1/2 of 15 degrees. It is canceled by the second stage permanent magnet 200b having a phase difference in degrees.

도 5 내지 도 8에는 스큐 각도에 따른 코깅 토크를 보여주는 시험 결과 그래프가 도시되어 있다. 도 1 내지 도 4를 병행 참조한다.5-8 show graphs of test results showing cogging torque versus skew angle. Reference is made in parallel to FIGS. 1 to 4.

도 5는 8극 12슬롯의 영구자석 매입형 로터 코어에서 스큐 각도를 주지 않았을 때의 실험 데이터이다.FIG. 5 shows experimental data when no skew angle is given in an eight-pole 12-slot permanent magnet embedded rotor core. FIG.

도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 이때의 코깅 토크의 변동 폭은 0.135Nm로 매우 크게 나타난다. 도 5의 그래프에서 Friction은 코킹 토크의 평균값을 나타낸다.As can be seen in Figure 5, the fluctuation range of the cogging torque at this time appears to be very large, 0.135Nm. Friction in the graph of Figure 5 represents the average value of the caulking torque.

도 6는 로터를 2단으로 구성하면서 스큐 각도를 1/2 슬롯 피치인 15도로 주었을 때의 코깅 토크 시험 결과를 나타내는 그래프이다.6 is a graph showing a cogging torque test result when the rotor is configured in two stages and the skew angle is 15 degrees, which is 1/2 slot pitch.

도 6에 도시된 바와 같이, 8극 12슬롯의 영구자석 매입형 로터 코어에서 영구자석을 2단으로 구성하면서 스큐 각도를 1/2 슬롯피치(15도)로 준 경우에는, 코깅 토크의 변동 폭은 0.109Nm로 크게 나타난다.As shown in Fig. 6, in the case of an 8-pole 12-slot permanent magnet embedded rotor core, when the skew angle is 1/2 slot pitch (15 degrees) while the permanent magnet is composed of two stages, the variation in the cogging torque is varied. Is large at 0.109 Nm.

또한, 스큐 각도가 클수록 역기전력이 줄어들어 모터 성능이 저하되는데, 스큐각이 1/2 슬롯피치인 경우에는 스큐 각을 주지 않을 때에 비해 역기전력이 약20%줄어들게 된다.In addition, as the skew angle increases, the back EMF decreases and the motor performance decreases. In the case where the skew angle is 1/2 slot pitch, the back EMF decreases by about 20% compared to when the skew angle is not given.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 8극 12슬롯의 영구자석 매입형 로터 코어에서 영구자석을 2단으로 구성하면서 스큐 각도를 1/4 슬롯피치(7.5도)로 준 경우의 코깅 토크 시험 결과를 나타내는 그래프이다.7 is a cogging torque when the skew angle is 1/4 slot pitch (7.5 degrees) while the permanent magnet is composed of two stages in an eight-pole 12-slot permanent magnet embedded rotor core according to a preferred embodiment of the present invention. A graph showing the test results.

도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의하면, 코깅 토크의 변동 폭이 0.014Nm로 크게 낮아졌다는 것을 알 수 있다. 이는 본 발명에 따른 모터를 이론적으로 해석하면 코깅 토크는 거의 0(zero)에 가깝게 나오지만, 실제 제품은 미세한 제작 오차들로 인해 0보다 약간 크게 나타난 것이다.As can be seen from FIG. 7, according to the present invention, it can be seen that the fluctuation range of the cogging torque is significantly lowered to 0.014 Nm. This theoretically interprets the motor according to the present invention, the cogging torque is almost zero (zero), but the actual product is slightly larger than zero due to fine manufacturing errors.

한편, 스큐 각을 1/4 슬롯피치로 준 경우에는 스큐 각을 주지 않을 때에 비해 역기전력이 약8%만 줄어들게 되어, 역기전력의 감소를 최소화하면서도 코깅 토크를 최소화할 수 있다.On the other hand, when the skew angle is 1/4 slot pitch, the counter electromotive force is reduced by only about 8% compared to when the skew angle is not given, thereby minimizing the reduction of counter electromotive force while minimizing the cogging torque.

이상에서는 첨부 도면에 도시된 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명의 바람직한 형태에 대한 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이상과 같은 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 균등한 다른 실시가 가능한 것이며, 이러한 변형 및 균등한 다른 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위에 속한다. In the above, specific embodiments of the present invention shown in the accompanying drawings have been described in detail, but these are merely illustrative of the preferred embodiments of the present invention, and the scope of protection of the present invention is not limited thereto. In addition, the embodiments of the present invention as described above can be variously modified and equivalent other embodiments by those of ordinary skill in the art within the technical spirit of the present invention, such modifications and equivalent other embodiments are It belongs to the appended claims of the invention.

도 1은 본 발명에 따른 영구자석 매입형 로터를 보여주는 사시도이다.1 is a perspective view showing a permanent magnet embedded rotor according to the present invention.

도 2는 본 발명의 영구자석 매입형 로터의 측면도이다.2 is a side view of the permanent magnet embedded rotor of the present invention.

도 3은 본 발명의 영구자석 매입형 로터의 정면도이다.3 is a front view of the permanent magnet embedded rotor of the present invention.

도 4는 본 발명의 영구자석 매입형 로터와 스테이터의 설치상태를 나타내는 도면이다.4 is a view showing the installation state of the permanent magnet embedded rotor and the stator of the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 로터에서 스큐 각도를 주지 않았을 때의 코깅 토크 시험 결과를 나타내는 그래프이다.5 is a graph showing the results of the cogging torque test when the skew angle is not given in the rotor according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 로터에서 스큐 각도를 15도로 주었을 때의 코깅 토크 시험 결과를 나타내는 그래프이다.6 is a graph showing a cogging torque test result when the skew angle is 15 degrees in the rotor according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 로터에서 스큐 각도를 7.5도로 주었을 때의 코깅 토크 시험 결과를 나타내는 그래프이다.7 is a graph showing a cogging torque test result when the skew angle is 7.5 degrees in the rotor according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 로터 110 : 회전축100: rotor 110: rotation axis

120 : 로터 코어 121 : 매입 홈120: rotor core 121: buying groove

200 : 영구자석 200a : 제1단 영구자석200: permanent magnet 200a: first stage permanent magnet

200b : 제2단 영구자석 300 : 스테이터200b: second stage permanent magnet 300: stator

310 : 권선 치310: winding teeth

Claims (3)

방사상으로 복수개의 권선치(310)를 구비하여 코일에 의한 자계를 형성하는 스테이터(300)와;A stator 300 having a plurality of winding teeth 310 radially to form a magnetic field by a coil; 회전축(110) 상에 로터 코어(120)가 형성되어 상기 스테이터(300)의 내부에 배치되어 회전하는 로터(100)를 포함하며,A rotor core 120 is formed on the rotation shaft 110 and includes a rotor 100 disposed inside the stator 300 to rotate. 상기 로터(100)는, 상기 로터 코어(120)의 둘레에 복수의 제1단 영구자석(200a)이 방사상으로 매입되고, 상기 제1단 영구자석(200a)에 대해 원주 방향으로 위상차를 가지고 제2단 영구자석(200b)이 매입되며, 상기 제1단 영구자석(200a)에 대해 상기 제2단 영구자석(200b)의 스큐 각도는 1/4 슬롯 피치로 이루어지고,The rotor 100 includes a plurality of first stage permanent magnets 200a radially embedded around the rotor core 120 and has a phase difference in a circumferential direction with respect to the first stage permanent magnets 200a. The second stage permanent magnet 200b is embedded, the skew angle of the second stage permanent magnet 200b with respect to the first stage permanent magnet 200a is made of a 1/4 slot pitch, 상기 각 영구자석(200a)(200b)에 대응하여, 상기 로터 코어(120)의 외주 부분은, 로터 코어(120)의 중심축으로부터 각 영구자석의 중앙을 연결하는 부분의 로터 코어(120) 부분이 반경방향 외측으로 가장 크게 돌출하는 원호(R)를 이루는 호형 돌출부(122)가 형성되고, 상기 호형 돌출부(122)의 원호(R)의 중심은 상기 호형 돌출부(122)의 최대 반경(r)의 2/5 ~ 3/5 지점 안의 임의의 지점에 정해지는 것을 특징으로 하는 브러시리스 모터.Corresponding to the permanent magnets 200a and 200b, the outer circumferential portion of the rotor core 120 is a portion of the rotor core 120 that connects the center of each permanent magnet from the central axis of the rotor core 120. An arc-shaped protrusion 122 constituting an arc R that protrudes most radially outward is formed, and the center of the arc R of the arc-shaped protrusion 122 is the maximum radius r of the arc-shaped protrusion 122. Brushless motor, characterized in that it is determined at any point within 2/5 to 3/5 of the. 코일에 의한 자계를 형성하는 스테이터(300)와;A stator 300 for forming a magnetic field by a coil; 회전축(110) 상에 로터 코어(120)가 형성되어 상기 스테이터(300)의 내부에 배치되어 회전하는 로터(100)를 포함하며,A rotor core 120 is formed on the rotation shaft 110 and includes a rotor 100 disposed inside the stator 300 to rotate. 상기 스테이터(300)는, 방사상으로 12개의 권선치(310)를 구비하여 슬롯 피치가 30도 각도를 이루는 12슬롯 스테이터로 이루어지고,The stator 300 is composed of 12 slot stators having 12 winding teeth 310 radially and having a slot pitch of 30 degrees. 상기 로터(100)는, 8개의 영구자석이 방사상으로 배치되는 8극 로터로 이루어지며,The rotor 100 is composed of an eight-pole rotor in which eight permanent magnets are disposed radially, 상기 로터(100)의 로터 코어(120)의 둘레에 8개의 제1단 영구자석(200a)이 방사상으로 매입되고, 상기 제1단 영구자석(200a)에 대해 원주 방향으로 위상차를 가지고 제2단 영구자석(200b)이 매입되며, 상기 제1단 영구자석(200a)에 대해 상기 제2단 영구자석(200b)의 스큐 각도는 1/4 슬롯 피치로 이루어지고,Eight first-stage permanent magnets 200a are radially embedded around the rotor core 120 of the rotor 100 and have a phase difference in the circumferential direction with respect to the first-stage permanent magnets 200a. Permanent magnet 200b is embedded, the skew angle of the second stage permanent magnet 200b with respect to the first stage permanent magnet 200a is made of a 1/4 slot pitch, 상기 각 영구자석(200a)(200b)에 대응하여, 상기 로터 코어(120)의 외주 부분은, 로터 코어(120)의 중심축으로부터 각 영구자석의 중앙을 연결하는 부분의 로터 코어(120) 부분이 반경방향 외측으로 가장 크게 돌출하는 원호(R)를 이루는 호형 돌출부(122)가 형성되고, 상기 호형 돌출부(122)의 원호(R)의 중심은 상기 호형 돌출부(122)의 최대 반경(r)의 2/5 ~ 3/5 지점 안의 임의의 지점에 정해지는 것을 특징으로 하는 브러시리스 모터.Corresponding to the permanent magnets 200a and 200b, the outer circumferential portion of the rotor core 120 is a portion of the rotor core 120 that connects the center of each permanent magnet from the central axis of the rotor core 120. An arc-shaped protrusion 122 constituting an arc R that protrudes most radially outward is formed, and the center of the arc R of the arc-shaped protrusion 122 is the maximum radius r of the arc-shaped protrusion 122. Brushless motor, characterized in that it is determined at any point within 2/5 to 3/5 of the. 삭제delete

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