KR101278348B1 - 스위치드 릴럭턴스 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중앙에 회전축이 고정되게 결합되는 로터 코어와 상기 로터 코어의 외주면으로부터 돌출 형성된 복수 개의 로터 돌극으로 이루어진 로터부와, 상기 로터부가 내부에 회전 가능하게 수용되는 스테이터 요크와 상기 로터 돌극과 대응되도록 상기 스테이터 요크로부터 상기 로터 돌극 방향으로 돌출 형성되며, 코일이 권선되는 복수 개의 스테이터 돌극으로 이루어진 스테이터부 및 상기 스테이터부의 상부에 고정되게 결합되고, 복수 개의 상기 스테이터 돌극에 권선된 상기 코일이 관통되는 복수 개의 접지부를 구비하는 인쇄회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터를 제공한다.

Description

스위치드 릴럭턴스 모터{Switched reluctance motor}

본 발명은 스위치드 릴럭턴스 모터에 관한 것이다.

종래의 스위치드 릴럭턴스 모터(switched reluctance motor)는 스테이터 요크 및 상기 스테이터 요크로부터 돌출형성되는 복수 개의 스테이터 돌극을 포함하는 스테이터부와, 로터 코어 및 상기 스테이터 돌극과 대향되도록 상기 로터 코어로부터 돌출형성되는 복수 개의 로터 돌극을 구비하고 상기 스테이터부에 회전 가능하도록 수용되는 로터부로 구성된다.

보다 구체적으로, 상기 스테이터 돌극은 상기 로터 돌극을 향하도록 상기 스테이터 요크의 내주면의 원주 방향을 따라 일정한 간격을 두고 돌출 형성되며, 상기 스테이터 돌극으로는 외부로부터 전원을 인가받는 코일이 다수 회 권선된다.

또한, 상기 로터부의 중앙으로는 외부로 상기 모터의 구동력을 전달하는 회전축이 결합되어 상기 로터부와 함께 일체로 회전하게 된다.

그리고, 앞서 언급한 바와 같이 상기 스테이터 돌극에는 집중권의 상기 코일이 권선되는 반면, 상기 로터부는 어떠한 여자장치 예를 들어 코일의 권선 또는 영구자석 없이 철심만으로 구성된다.

따라서, 외부로부터 상기 코일에 전류가 흐르게 되면 상기 코일에서 발생하는 자기력에 의해 상기 로터부가 상기 코일이 권선된 상기 스테이터 돌극 방향으로 이동하는 릴럭턴스 토크가 발생하게 되어 상기 로터부는 자기회로의 저항이 최소가 되는 방향으로 회전하게 된다.

앞서 언급한 바와 같이, 각각의 상기 스테이터 돌극에는 외부로부터 전원을 인가받아 하나의 상을 형성하기 위하여 코일이 다수 회 권선된다.

이때, 상기 스테이터 돌극에 권선된 각각의 상기 코일에 전원을 인가하기 위해서는 상기 코일의 끝단을 상기 코일에 외부전원을 인가하는 인쇄회로기판과 전기적으로 연결시켜야 하는데 복잡하게 배치된 상기 코일의 배선을 상기 인쇄회로기판에 연결하는 종래의 방식은 작업자에게 정밀한 수작업을 요구하는 동시에 그에 따른 제조비용이 상승하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 스테이터부의 상부에 직접 결합되고 스테이터 돌극에 권선된 각각의 코일에 전류를 독립적으로 인가함으로써, 스위치드 릴럭턴스 모터를 구성하는 각각의 상을 용이하게 제어할 수 있는 인쇄회로기판을 포함하는 스위치드 릴럭턴스 모터를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 스위치드 릴럭턴스 모터에 관한 것으로서 중앙에 회전축이 고정되게 결합되는 로터 코어와 상기 로터 코어의 외주면으로부터 돌출 형성된 복수 개의 로터 돌극으로 이루어진 로터부, 상기 로터부가 내부에 회전 가능하게 수용되는 스테이터 요크와 상기 로터 돌극과 대응되도록 상기 스테이터 요크로부터 상기 로터 돌극 방향으로 돌출 형성되며, 코일이 권선되는 복수 개의 스테이터 돌극으로 이루어진 스테이터부 및 상기 스테이터부의 상부에 고정되게 결합되고, 복수 개의 상기 스테이터 돌극에 권선된 상기 코일이 관통되는 복수 개의 접지부를 구비하는 인쇄회로기판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인쇄회로기판은 상부에 복수 개의 수동 소자가 실장 되기 위한 수동 소자용 패드가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상부에 상기 인쇄회로기판의 테스트를 위한 테스트용 패드가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인쇄회로기판은 상기 코일에 인가되는 외부전원에 의해 발생하는 전자파 장애를 방지하기 위한 전자파 필터가 실장되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인쇄회로기판은 상기 접지부를 관통하는 상기 코일과 전기적으로 연결되는 회로패턴이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스테이터부의 외주면 전체에 절연재가 도포되는 것을 특징으로 g나다.

본 발명의 실시예에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터는 스테이터부의 상부에 고정되게 결합되고, 복수 개의 스테이터 돌극에 각각 권선된 코일에 전류를 독립적으로 인가할 수 있는 인쇄회로기판을 이용함으로써 상기 스위치드 릴럭턴스 모터를 구성하는 각각의 상을 용이하게 제어할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 인쇄회로기판의 상부에 수동 소자를 실장 할 수 있는 패드 또는 상기 인쇄회로기판의 작동을 테스트할 수 있는 테스트 패드를 배치할 수 있기 때문에 종래의 스위치드 릴럭턴스 모터에 비해 소형화를 구현할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 인쇄회로기판의 상부에 상기 코일에 인가되는 외부전원에 의해 발생하는 전자파 장애를 방지하기 위한 전자파 필터를 실장 할 수 있기 때문에 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터의 결합 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 스위치드 릴럭턴스 모터를 구성하는 스테이터부의 평면도.
도 3은 도 2에 도시된 스위치드 릴럭턴스 모터를 구성하는 스테이터 돌극과 코일의 개략적인 결합관계 나타내는 평면도.
도 4는 도 1에 도시된 스위치드 릴럭턴스 모터의 분해 사시도.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터의 결합 사시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 스위치드 릴럭턴스 모터의 분해 사시도이다. 도시된 바와 같이 상기 스위치드 릴럭턴스 모터는 로터 코어와 상기 로터 코어로부터 돌출 형성된 복수 개의 로터 돌극을 포함하는 로터부 및 스테이터 요크 및 상기 스테이터 요크로부터 돌출형성된 복수 개의 스테이터 돌극을 포함하는 스테이터부로 구성된다.

도시된 바와 같이, 상기 로터부을 구성하는 상기 로터 코어의 중앙에는 상기 모터의 회전력을 외부로 전달하기 위한 회전축이 고정결합되는 중공홀이 형성된다.

그리고 복수 개의 상기 로터 돌극은 상기 로터 코어의 외주면을 따라 일체로 돌출되게 형성된다.

또한, 상기 로터 코어와 로터 돌극은 릴럭턴스 토크를 발생시키기 위하여 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터부(110)를 구성하는 상기 스테이터 요크(130)는 내부로 상기 로터부가 회전 가능하도록 중공홀이 형성된 원통 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 실시예는 3상의 릴럭턴스 스위치드 모터를 구현하는 것으로서 도시된 바와 같이 상기 스테이터 요크(130)의 외주면으로부터 돌출 형성되는 상기 스테이터 돌극(150)은 총 12가 형성된다.

그리고, 상기 스테이터부(110)를 구성하는 상기 스테이터 요크(130) 및 복수 개의 스테이터 돌극(150)의 외주면에는 인접하는 다른 스테이터 돌극(150)과의 전자기적 간섭을 방지하기 위하여 절연재(insulation)가 도포되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 실시예에 있어서 상기 스테이터부(110)의 자기력을 향상시키기 위한 복수 개의 마그네트가 추가적으로 설치될 수 있는 마그네트 결합홈(152)이 형성된 복수 개의 보조 돌극(151)이 상기 로터부와 대향 되도록 상기 스테이터 요크(130)로부터 돌출되게 형성될 수 있다.

보다 구체적으로, 3 개의 스테이터 돌극(150)이 순차적으로 상기 스테이터 요크(130)의 외주면을 따라 돌출되게 형성된 다음, 상기 스테이터 돌극(150)과 동일한 길이 또는 상기 스테이터 돌극(130)보다 적은 길이를 갖는 보조 돌극(151)이 돌출 형성된다.

따라서, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 스테이터 요크(130)로부터 상기 보조 돌극(151)은 4 개가 돌출되게 형성되며, 상기 보조 돌극(151)의 수는 본 발명의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

또한, 하나의 상을 구성하기 위하여 도시된 바와 같이, 하나의 스테이터 돌극(150)과 다른 하나의 스테이터 돌극(150)은 서로 마주보도록 동일 선상에 배치되는 것이 바람직하다.

도 2는 도 1에 도시된 스위치드 릴럭턴스 모터를 구성하는 스테이터부의 평면도이다. 도시된 바와 같이, 각각의 상기 스테이터 돌극(150)에는 외부로부터 전원을 인가받는 상기 코일(170)이 다수회 권선된다.

보다 구체적으로 상기 스위치드 릴럭턴스 모터(100)를 구성하는 상기 스테이터 돌극(150)과 코일(170)의 개략적인 결합관계 나타내는 평면도인 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터 돌극(150)에 다수 회 권선되는 상기 코일(170)의 끝단(171)은 이후 언급할 상기 인쇄회로기판(190)이 결합되는 방향으로 돌출되도록 위치한다.

도 4는 도 1에 도시된 스위치드 릴럭턴스 모터의 분해 사시도이다. 도시된 바와 같이, 상기 인쇄회로기판(190)은 상기 스테이터부(110)의 상부에 고정되게 결합된다.

보다 구체적으로, 상기 인쇄회로기판(190)은 복수 개의 상기 스테이터 돌극(150)에 권선된 상기 코일(170), 즉 상기 인쇄회로기판(190)을 향하는 방향으로 돌출되도록 위치하는 상기 코일(170)의 끝단(171)이 관통되는 복수 개의 접지부(191)를 구비한다

또한, 상기 인쇄회로기판(190)에는 상기 스테이터 돌극(150)에 권선된 각각의 코일(170)에 전원을 독립적으로 인가함으로써, 본 발명의 스위치드 릴럭턴스 모터(100)의 3상을 용이하게 제어할 수 있도록 회로 패턴(미도시)이 형성된다.

그리고, 상기 인쇄회로기판(190)의 상부에는 수동 소자를 실장 할 수 있는 수동 소자용 패드(192)가 구비될 수 있다.

또한, 앞서 언급한 수동 소자가 실장되기 위한 수동 소자용 패드(192) 이외에도 상기 인쇄회로기판(190)의 상부에는 본 발명의 실시예에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터(100)의 제조 공정에 있어서, 상기 인쇄회로기판(190)의 테스트를 위한 테스트용 패드(193)가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 인쇄회로기판(190)의 상부에는 상기 코일(170)에 인가되는 외부전원에 의해 발생하는 전자파 장애를 방지하기 위한 전자파 필터(194)가 구비될 수 있다.

이로써, 각종 수동 소자를 상기 스위치드 릴럭턴스 모터(100)를 구성하는 상기 스테이터부(110)의 상부에 직접 실장함으로써, 종래의 스위치드 릴럭턴스 모터에 비해 소형화를 구현할 수 있다.

또한, 상기 인쇄회로기판(190)의 상부에 구비되는 상기 전자파 필터(194)에 의해 상기 코일(170)에 인가되는 외부전원에 의해 발생하는 전자파 장애를 상기 스위치드 릴럭턴스 모터(100) 내부에서 1차 차폐함으로써, 상기 모터의 구동의 신뢰성이 향상될 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100: 스위치드 릴럭턴스 모터 110: 스테이터부
130: 스테이터 요크 150: 스테이터 돌극
151: 보조 돌극 170: 코일
190: 인쇄회로기판 191: 접지부
192: 수동 소자용 패드 193: 테스트용 패드
194: 전자파 필터

Claims (6)

1. 회전축이 중앙에 결합되는 로터 코어 및 상기 로터 코어의 외주면에 외측방향으로 돌출 형성된 복수 개의 로터 돌극을 포함하는 로터부;
   상기 로터부가 내부에 회전 가능하게 수용되는 스테이터 요크 및 상기 스테이터 요크의 내측 방향으로 돌출 형성되어 상기 로터 돌극과 대응되며, 코일이 권선되는 복수 개의 스테이터 돌극을 포함하는 스테이터부; 및
   상기 스테이터부의 상부에 결합되고, 복수 개의 상기 스테이터 돌극에 권선된 상기 코일의 끝단이 관통되는 복수 개의 접지부를 구비하는 인쇄회로기판;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 인쇄회로기판은
   상부에 복수 개의 수동 소자가 실장 되기 위한 수동 소자용 패드가 형성되는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 인쇄회로기판은 상부에 테스트용 패드가 형성되는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 인쇄회로기판은
   상기 코일에 인가되는 외부전원에 의해 발생하는 전자파 장애를 방지하기 위한 전자파 필터가 실장되는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 인쇄회로기판은
   상기 접지부를 관통하는 상기 코일과 전기적으로 연결되는 회로패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 스테이터부의 외주면 전체에 절연재가 도포되는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터.

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