KR101554390B1

KR101554390B1 - Stator for rotating electric device and rotating electric device with the same

Info

Publication number: KR101554390B1
Application number: KR1020130117430A
Authority: KR
Inventors: 문재원; 김승주; 김윤환; 한만승
Original assignee: 재단법인 한국기계전기전자시험연구원
Priority date: 2013-10-01
Filing date: 2013-10-01
Publication date: 2015-09-18
Anticipated expiration: 2033-10-01
Also published as: KR20150038981A

Abstract

본 발명은 회전전기기계에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 회전전기기계용 고정자 구조에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 회전축선을 중심으로 하는 원통형상의 요크; 동일한 형태를 갖는 다수의 시트 부재가 적층되어서 형성되고, 상기 요크의 내부에 삽입되어 고정되는 고정자 치부; 및 상기 고정자 치부가 상기 요크 내에 삽입되기 전에 상기 고정자 치부에 권취되는 권선 코일을 포함하며, 상기 고정자 치부는 상기 회전축선을 중심으로 하는 원통형상의 슈와, 상기 슈로부터 반경방향 바깥쪽으로 연장되어서 끝단이 상기 요크에 고정되고 원주방향을 따라 차례대로 이격되어서 배치되어서 상기 권선 코일이 권취되는 다수의 치형부와, 상기 슈에서 상기 두 치형부의 사이의 중간 지점에 각각 형성되는 다수의 슬릿 구조를 구비하며, 상기 슬릿 구조는 상기 슈를 관통하는 적어도 하나의 슬릿을 구비하는 것을 특징으로 하는 회전전기기계용 고정자가 제공된다.The present invention relates to a rotating electrical machine, and more particularly to a stator structure for a rotating electrical machine. According to the present invention, a cylindrical yoke having a rotational axis as a center; A stator tooth formed by stacking a plurality of sheet members having the same shape and inserted and fixed in the yoke; And a winding coil wound around the stator tooth portion before the stator tooth portion is inserted into the yoke, wherein the stator tooth portion has a cylindrical shoe having a center of rotation axis and a radially outwardly extending end portion And a plurality of slit structures each formed at a midpoint between the two teeth of the shoe, the plurality of teeth being fixed to the yoke and spaced apart from one another in the circumferential direction so as to be wound around the winding coil, Wherein the slit structure has at least one slit passing through the shoe.

Description

TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a stator for a rotating electrical machine, and a rotating electrical machine having the stator for the rotating electrical machine.

본 발명은 전동기와 발전기를 포함하는 회전전기기계용 고정자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 토크특성을 향상시키는 회전전기기계용 고정자에 관한 것이다.The present invention relates to a stator for a rotating electric machine including an electric motor and a generator, and more particularly to a stator for a rotating electric machine for improving torque characteristics.

회전전기기계의 일예로서, 영구자석형 동기전동기는 영구자석과 코일을 이용하고 코일에 흐르는 전류를 제어하여 자력의 반발 및 흡인력을 유도함으로써 회전력을 얻는다.As an example of a rotating electric machine, a permanent magnet type synchronous motor uses a permanent magnet and a coil and controls a current flowing in the coil to obtain a rotational force by inducing a repulsive force and a attracting force of a magnetic force.

회전자가 내부에 위치하고 고정자가 외부에 위치하는 내전형의 영구자석형 동기전동기의 경우에 일반적으로 사용되는 고정자 구조는 링형상의 요크 내주부터 안쪽으로 연장되는 다수의 코일 권선용 치형부를 구비한다. 이러한 고정자 구조에서 각 치형부의 끝단 사이에 형성되는 슬롯의 개방 폭은 코깅 토크(cogging torque) 성능을 위해서는 좁은 것이 유리하지만, 구동토크 증가 및 권선 작업을 위해서는 슬롯의 개방 폭이 큰 것이 유리하다. 이러한 상반된 구조적 문제를 해결하는 구조로서, 대한민국공개특허 제10-2012-0112502호에는 다수의 고정자 시트가 적층되어 형성된 별 형상의 라미네이트형 코어를 구비하는 고정자 구조가 개시되어 있다. 하지만, 상기 선행특허문헌에 기재된 코어는 자기 단락(magnetic short circuit)의 감소를 위한 다수의 갭을 형성하기 위하여 다른 형태의 고정사 시트들이 별도로 준비되어야 하므로, 제조 상의 번거로움이 뒤따른다.A stator structure generally used in the case of an inner permanent magnet type synchronous motor in which a rotor is located inside and a stator is located outside is provided with a plurality of coil winding teeth that extend inward from the inner periphery of the ring-shaped yoke. In this stator structure, the opening width of the slots formed between the ends of the respective teeth is advantageous for cogging torque performance, but it is advantageous for the driving torque to increase and the slot width to be large for winding work. As a structure for solving such a contradictory structural problem, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0112502 discloses a stator structure having a star-shaped laminate core formed by stacking a plurality of stator sheets. However, the cores described in the above-mentioned patent documents have to be prepared separately for other types of fixing sheet sheets to form a plurality of gaps for reduction of magnetic short circuits, which is followed by a manufacturing hassle.

본 발명의 목적은 제조가 용이하면서 우수한 성능을 제공하는 회전전기기계용 고정자 및 이를 구비하는 회전전기기계를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a stator for a rotating electric machine and a rotating electric machine having the stator for providing a superior performance while being easy to manufacture.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면,According to an aspect of the present invention,

회전축선을 중심으로 하는 원통형상의 요크; 동일한 형태를 갖는 다수의 시트 부재가 적층되어서 형성되고, 상기 요크의 내부에 삽입되어 고정되는 고정자 치부; 및 상기 고정자 치부가 상기 요크 내에 삽입되기 전에 상기 고정자 치부에 권취되는 권선 코일을 포함하며, 상기 고정자 치부는 상기 회전축선을 중심으로 하는 원통형상의 슈와, 상기 슈로부터 반경방향 바깥쪽으로 연장되어서 끝단이 상기 요크에 고정되고 원주방향을 따라 차례대로 이격되어서 배치되어서 상기 권선 코일이 권취되는 다수의 치형부와, 상기 슈에서 상기 두 치형부의 사이의 중간 지점에 각각 형성되는 다수의 슬릿 구조를 구비하며, 상기 슬릿 구조는 상기 슈를 관통하는 적어도 하나의 슬릿을 구비하는 것을 특징으로 하는 회전전기기계용 고정자가 제공된다.A cylindrical yoke centered on the axis of rotation; A stator tooth formed by stacking a plurality of sheet members having the same shape and inserted and fixed in the yoke; And a winding coil wound around the stator tooth portion before the stator tooth portion is inserted into the yoke, wherein the stator tooth portion has a cylindrical shoe having a center of rotation axis and a radially outwardly extending end portion And a plurality of slit structures each formed at a midpoint between the two teeth of the shoe, the plurality of teeth being fixed to the yoke and spaced apart from one another in the circumferential direction so as to be wound around the winding coil, Wherein the slit structure has at least one slit passing through the shoe.

상기 슬릿 구조는 2개 이상의 슬릿을 구비하며, 상기 2개 이상의 슬릿은 원주방향을 따라서 차례대로 배치될 수 있다.The slit structure may have two or more slits, and the two or more slits may be arranged in order along the circumferential direction.

상기 슬릿 구조는 2개 이상의 슬릿을 구비하며, 상기 2개 이상의 슬릿은 반경방향을 따라서 차례대로 배치될 수 있다.The slit structure may have two or more slits, and the two or more slits may be arranged in order along the radial direction.

상기 슬릿은 원주방향을 따라서 연장된 형태일 수 있다.The slit may be in the form of extending along the circumferential direction.

상기 슬릿은 직사각형, 삼각형, 마름모꼴 또는 원형일 수 있다.The slits may be rectangular, triangular, rhombic or circular.

본 발명의 다른 측면에 따르면,According to another aspect of the present invention,

회전자 몸체와 상기 회전자 몸체의 외주면에 배치되는 다수의 영구자석을 구비하는 회전자; 및 상기 회전자를 내부에 회전가능하게 수용하는 고정자를 포함하며, 상기 고정자는 상기한 고정자 구조인 것을 특징으로 하는 회전전기기계가 제공된다.A rotor including a rotor body and a plurality of permanent magnets arranged on an outer circumferential surface of the rotor body; And a stator for rotatably receiving the rotor therein, wherein the stator is the stator structure described above.

본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 상기한 본 발명의 수단에 의하여 코일을 상기 고정자 치부의 개방된 바깥쪽에서 권취할 수 있으므로 권취 작업이 용이함과 동시에 치형부 사이의 내측 끝단이 폐쇄되어서 코킹 토크가 감소하고, 상기 슬릿에 의하여 누설자속이 감소되어서 회전전기기계의 토크 특성이 향상되며, 상기 고정자 치부가 동일한 형상의 시트 부재가 적층되어서 형성되므로 제조가 용이하다.According to the present invention, all of the objects of the present invention described above can be achieved. Specifically, since the coils can be wound around the stator tooth portion outside the stator teeth by means of the above-described means of the present invention, the winding operation is facilitated and the inner end between the teeth is closed to reduce the caulking torque, The leakage magnetic flux is reduced to improve the torque characteristics of the rotating electrical machine and the stator teeth are formed by stacking the sheet members having the same shape.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자를 구비하는 영구자석형 전동기의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 고정자의 분해 사시도로서, 권선 코일을 제거하고 도시한 것이다.
도 3은 도 2에 도시된 슬릿이 형성된 부분을 확대하여 도시한 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 슬릿 구조의 다른 실시예을 도시한 평면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 슬릿 구조의 또 다른 실시예를 도시한 평면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 3에 도시된 슬릿의 다른 형태들을 도시한 평면도이다.
도 7a 내지 도 7c는 슬릿 구조에 따른 토크 특성을 도시한 그래프이다.
도 8a 내지 도 8c는 슬릿 구조에 따른 역기전력 특성을 도시한 그래프이다.1 is a plan view of a permanent magnet type motor having a stator according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is an exploded perspective view of the stator shown in Fig. 1, with the winding coils removed.
Fig. 3 is an enlarged plan view of the slit-formed portion shown in Fig. 2. Fig.
4 is a plan view showing another embodiment of the slit structure shown in FIG.
5 is a plan view showing still another embodiment of the slit structure shown in FIG.
6A to 6C are plan views showing other shapes of the slit shown in FIG.
7A to 7C are graphs showing torque characteristics according to the slit structure.
8A to 8C are graphs showing counter electromotive force characteristics according to the slit structure.

이제, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
The construction and operation of an embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 회전전기기계와 관한 것으로서, 회전전기기계는 모든 형태의 전동기와 발전기를 포함한다. 이하, 회전전기기계가 전동기인 경우를 예로 들어서 본 발명의 일 실시예를 설명한다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotating electrical machine, which includes all types of motors and generators. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described by exemplifying the case where the rotating electrical machine is an electric motor.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자를 구비하는 전동기가 평면도로 도시되어 있다. 본 실시예에서는 전동기가 내전형 구조의 영구자석형 동기전동기(PMSM : Permanent Magnet Synchronous Motor)인 것으로 설명한다.FIG. 1 is a plan view of a motor including a stator according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, it is assumed that the electric motor is a PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor) having an internal-type structure.

도 1을 참조하면, 영구자석형 동기전동기(100)는 원통형상의 고정자(110)와, 고정자(110)의 반경방향 내측에 위치하여 고정자(110)에 대하여 회전하는 회전자(170)를 구비한다. 본 실시예에서 영구자석형 동기전동기(100)는 6극/9슬롯 구조인 것으로 설명한다.
1, a permanent magnet type synchronous motor 100 includes a cylindrical stator 110 and a rotor 170 which is positioned radially inward of the stator 110 and rotates with respect to the stator 110 . In this embodiment, the permanent magnet type synchronous motor 100 has a six-pole / nine-slot structure.

도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자가 권선 코일이 생략된 상태로 분해 사시도로서 도시되어 있다. 도 1과 도 2를 참조하면, 고정자(110)는 회전자(170)의 회전축선(A)을 중심으로 하는 원통형상의 요크(120)와, 요크(120)의 반경방향 내측에 위치하는 고정자 치부(130)와, 권선 코일(160)을 구비한다.
FIG. 2 is a perspective view of a stator according to an embodiment of the present invention, in which a winding coil is omitted. 1 and 2, the stator 110 includes a cylindrical yoke 120 having a rotational axis A as a center and a stator tooth portion 120 located radially inward of the yoke 120 (130), and a winding coil (160).

요크(120)는 회전축선(A) 방향 양단이 개방된 원통형상으로서, 내주면(122)에 형성된 다수의 안착 홈(123)을 구비한다. 다수의 안착 홈(123)은 원주방향을 따라서 등간격으로 이격되어서 차례대로 위치한다. 안착 홈(123)은 아치형태의 단면 형상을 가지며 회전축선(A)과 평행한 방향으로 연장되어서 회전축선(A) 방향 양단부가 개방된다. 본 실시예에서는 안착 홈(123)이 아치형태인 것으로 설명하지만, 본 발명은 안착 홈(123)의 형태를 아치형태로 제한하지 않는다. 본 실시예에서는 안착 홈(123)은 전동기(100)의 9슬롯 구조에 맞추어 9개인 것으로 설명하는데, 안착 홈(123)의 수가 9개로 제한되는 것은 아니며, 전동기(100)의 구조에 따라서 적절하게 변경될 수 있음을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.
The yoke 120 is cylindrical in which both ends in the direction of the axis of rotation A are opened and has a plurality of seating grooves 123 formed in the inner circumferential surface 122. The plurality of seating grooves 123 are spaced apart at equal intervals along the circumferential direction. The seating groove 123 has an arch-shaped cross-sectional shape and extends in a direction parallel to the axis of rotation A so that both ends of the seating groove 123 in the direction of the axis of rotation A are opened. Although the seating groove 123 is described as an arch shape in the present embodiment, the present invention does not limit the shape of the seating groove 123 to an arch shape. The number of the seating grooves 123 is not limited to nine, and may be appropriately determined according to the structure of the electric motor 100. In other words, It will be understood by those skilled in the art that changes may be made.

고정자 치부(130)는 동일 형상을 갖는 다수의 시트 부재(130a)가 회전축선(A) 방향을 따라서 동일 위상으로 적층되어서 형성된다. 고정자 치부(130)는 회전축선(A)을 중심으로 하는 원통형상의 슈(shoe)(140)와, 슈(140)로부터 반경방향 바깥쪽으로 돌출되도록 연장된 다수의 치형부(150)와, 슈(140)에 형성된 다수의 슬릿 구조(145)를 구비한다. 고정자 치부(130)는 요크(120)의 내부 공간에 위치하도록 요크(120)에 결합된다.
The stator teeth 130 are formed by stacking a plurality of sheet members 130a having the same shape in the same phase along the direction of the axis of rotation A. The stator tooth 130 includes a cylindrical shoe 140 centered about the axis of rotation A, a plurality of teeth 150 extending to project radially outward from the shoe 140, 140 having a plurality of slit structures 145 formed therein. The stator tooth 130 is coupled to the yoke 120 so as to be located in the inner space of the yoke 120.

슈(140)는 회전축선(A) 방향 양단이 개방된 원통형상으로서, 내부 공간에는 회전자(170)가 수용된다. 슈(140)는 요크(120)의 반경방향 안쪽에 이격되어서 위치한다. 슈(140)와 요크(120)의 사이에 형성되는 공간에 권선 코일(160)이 위치한다. 슈(140)에 다수의 슬릿 구조(145)가 형성된다. 슈(140)는 반경방향을 따라서 이격된 두 치형부(150)의 사이를 끊김없이 연결하는 연결부(142)를 구비한다. 연결부(142)는 두 치형부(150)의 반경방향 안쪽 끝단 사이를 폐쇄하는 역할을 함으로써, 전동기(100)의 토킹 토크를 감소시킨다.
The shoe 140 is cylindrical in which both ends in the direction of the axis of rotation A are opened, and the rotor 170 is accommodated in the inner space. Shoe 140 is spaced radially inward of yoke 120. A winding coil 160 is located in a space formed between the shoe 140 and the yoke 120. A plurality of slit structures 145 are formed in the shoe 140. The shoe 140 has a connection portion 142 for seamlessly connecting the two teeth 150 spaced apart in the radial direction. The connecting portion 142 serves to close the gap between the radially inner ends of the two tooth portions 150, thereby reducing the torque of the electric motor 100.

다수의 치형부(150)는 슈(140)로부터 반경방향 바깥쪽으로 돌출되도록 연장된다. 각 치형부(150)에 권선 코일(160)이 권취된 형태로 구비된다. 다수의 치형부(150)는 원주방향을 따라 등각격으로 이격되어서 차례대로 배치된다. 각 치형부(150)의 반경방향 끝단(155)은 요크(120)의 안착 홈(123)에 대응하여 볼록하게 형성된다. 각 치형부(150)의 반경방향 끝단(155)은 안착 홈(123)과 밀착하며 고정된다. 각 치형부(150)의 양측에는 반경방향 안쪽을 바라보는 단턱(156, 157)이 각각 형성된다. 단턱(156, 157)은 치형부(150)에 권취된 권선 코일(160)의 이탈을 방지한다. 본 실시예에서는 치형부(150)가 전동기(100)의 9슬롯 구조에 맞게 9개인 것으로 설명하는데, 치형부(150)의 수는 전동기(100)의 구조에 따라서 변경될 수 있음을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.
The plurality of teeth 150 extend radially outwardly from the shoe 140. And a winding coil 160 is wound around each tooth 150. The plurality of teeth 150 are sequentially arranged at equal angular intervals along the circumferential direction. The radial end 155 of each tooth 150 is convexly formed corresponding to the seating groove 123 of the yoke 120. The radial end 155 of each tooth 150 is fixed in close contact with the seating groove 123. On both sides of each of the teeth 150, stepped portions 156 and 157 facing radially inward are respectively formed. The stepped portions 156 and 157 prevent the winding coils 160 wound on the teeth 150 from separating. It is to be understood that the number of the teeth 150 may be changed according to the structure of the electric motor 100. It should be understood by those skilled in the art that the number of the teeth 150 can be changed according to the structure of the electric motor 100 It will be possible.

다수의 슬릿 구조(145)는 슈(140)에 원주방향을 따라 등간격으로 이격되어서 차례대로 위치한다. 각 슬릿 구조(145)는 슈(140)의 연결부(142)에서 두 치형부(150)의 사이 중심부에 위치한다. 슬릿 구조(145)는 회전축선(A)과 평행하게 연장되면서 연결부(142)를 관통하는 하나의 슬릿(146)를 구비한다. 슬릿(146)은 슈(140)의 연결부(142)에 의해 발생하는 누설 자속을 감소시키는 역할을 한다. 그에 따라, 전동기의 토크 특성이 개선된다. 슬릿(146)은 원주방향 길이가 긴 직사각형 형태를 갖는다. 슬릿(146)의 폭(a)(슬릿(146)의 반경방향 길이)은 연결부(142) 두께(T)의 20% 내지 50%인 것이 바람직하다. 슬릿(146)의 두께(a)가 연결부(142) 두께의 20%보다 작으면 누설자속 감소 효과가 미미하며, 50%보다 크면 구조적 강도가 저하된다. 또한, 슬릿(146)의 길이(b)(슬릿(146)의 원주방향 길이)는 연결부(142)의 원주방향 길이(w)의 3% 내지 10%인 것이 바람직하다. 슬릿 구조(145)의 연결부(142)는 자속을 적정수준으로 포화시켜서 코깅 토크를 저감시키고, 토크 특성을 개선시킨다.
The plurality of slit structures 145 are sequentially positioned in the shoe 140 at equal intervals along the circumferential direction. Each slit structure 145 is located at the center between the two tooth portions 150 at the connection portion 142 of the shoe 140. The slit structure 145 has one slit 146 extending parallel to the axis of rotation A and passing through the connecting portion 142. The slit 146 serves to reduce the leakage magnetic flux generated by the connection portion 142 of the shoe 140. As a result, the torque characteristics of the electric motor are improved. The slit 146 has a rectangular shape with a long circumferential length. The width a of the slit 146 (the radial length of the slit 146) is preferably 20% to 50% of the thickness T of the connecting portion 142. If the thickness a of the slit 146 is less than 20% of the thickness of the connecting portion 142, the effect of reducing the leakage magnetic flux is insignificant. If the thickness a is larger than 50%, the structural strength is lowered. It is preferable that the length b of the slit 146 (the circumferential length of the slit 146) is 3% to 10% of the circumferential length w of the connecting portion 142. The connecting portion 142 of the slit structure 145 saturates the magnetic flux to an appropriate level, thereby reducing the cogging torque and improving the torque characteristics.

상기 실시예에서는 슬릿 구조(145)가 하나의 슬릿(146)만으로 이루어지는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 2개 이상의 슬릿을 구비할 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 슬릿 구조(245)는 원주방향을 따라서 이격되어서 차례대로 배치되는 2개의 슬릿(246, 247)을 구비할 수 있다. 이와는 달리, 도 5에 도시된 바와 같이, 슬릿 구조(345)는 반경방향을 따라서 이격되어서 차례대로 배치되는 다수(본 실시예에서는 2개)의 슬릿(346, 347)을 구비할 수 있다. 상기 실시예에서는 슬릿이 대체로 직사각형 형태인 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이 슬릿은 다양한 형태를 가질 수 있다. 도 6a를 참조하면, 슬릿(446)은 삼각형 형태를 가지며, 도 6b를 참조하면, 슬릿(546)은 마름모 형태를 가지며, 도 6c를 참조하면, 슬릿(646)은 원형으로 이루어진다. 이 밖에도 슬릿은 다른 다양한 형태를 갖도록 변형될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
In the above embodiment, the slit structure 145 includes only one slit 146, but the present invention is not limited thereto and may include two or more slits. For example, as shown in FIG. 4, the slit structure 245 may have two slits 246, 247 arranged in sequence, spaced apart in the circumferential direction. Alternatively, as shown in FIG. 5, the slit structures 345 may include a plurality of (two in this embodiment) slits 346 and 347 that are spaced apart in the radial direction. In the above-described embodiment, the slit has a substantially rectangular shape. However, the present invention is not limited thereto, and the slit may have various shapes as shown in FIGS. 6A to 6C. Referring to FIG. 6A, the slit 446 has a triangular shape. Referring to FIG. 6B, the slit 546 has a rhombic shape. Referring to FIG. 6C, the slit 646 has a circular shape. In addition, the slit may be modified to have various other shapes, and this is also within the scope of the present invention.

권선 코일(160)은 각 치형부(150)에 권취된 형태로 구비된다. 권선 코일(160)은 도 2에 도시된 바와 같이 고정자 치부(130)가 요크(120)로부터 분리되엇 치형부(150)의 반경방향 바깥쪽이 개방된 상태에서 치형부(150)에 권취된다. 따라서 권취 작업이 용이하게 된다. 권선 코일(160)의 권취 작업 후에 고정자 치부(130)가 요크(120)의 내부로 삽입되어서 고정된다.
The winding coils 160 are wound around the respective teeth 150. The winding coil 160 is wound on the teeth 150 in a state where the stator tooth 130 is separated from the yoke 120 and the radially outer side of the yoke 150 is opened as shown in FIG. Therefore, the winding work is facilitated. After the winding coil 160 is wound, the stator teeth 130 are inserted into the yoke 120 and fixed.

회전자(170)는 회전자 몸체(180)와, 다수의 영구자석(190)을 구비한다. 회전자 몸체(180)는 회전축선(A)을 중심으로 하는 원통형상이다. 다수의 영구자석(190)은 회전자 몸체(180)의 외주면에 원주방향을 따라 차례대로 배치된다. 다수의 영구자석(190)은 서로 다른 극성의 영구자석이 서로 교대로 배치된다. 본 실시예에서는 다수의 영구자석(190)은 전동기(100)의 6극 구조에 맞게 6개인 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며, 전동기(100)의 구조에 따라 적절히 변경될 수 있다.
The rotor 170 includes a rotor body 180 and a plurality of permanent magnets 190. The rotor body 180 is cylindrical in shape with the rotational axis A as the center. A plurality of permanent magnets 190 are sequentially disposed on the outer circumferential surface of the rotor body 180 along the circumferential direction. The plurality of permanent magnets 190 are alternately arranged with permanent magnets of different polarities. In this embodiment, the number of the permanent magnets 190 is six according to the six-pole structure of the electric motor 100, but the present invention is not limited thereto and may be appropriately changed according to the structure of the electric motor 100 .

도 7a 내지 도 7c에는 (a) 슬릿이 형성되지 않은 구조, (b) 도 3에 도시된 바와 같이 슬릿이 하나 형성된 구조, (c) 도 4에 도시된 바와 같이 슬릿이 2개 형성된 구조에서 각 전동기의 토크 특성이 도시되어 있다. 도 8a 내지 도 8c에는 (a) 슬릿이 형성되지 않은 구조, (b) 도 3에 도시된 바와 같이 슬릿이 하나 형성된 구조, (c) 도 4에 도시된 바와 같이 슬릿이 2개 형성된 구조에서 각 전동기의 역기전력 특성이 도시되어 있다. 도 7a 내지 도 8c에 도시된 바와 같이, 슬릿이 형성된 구조에서 안정적인 토크와 구형파 구동에 적합한 사다리꼴 형태의 역기전력 파형이 형성됨을 알 수 있다.
7A to 7C show a structure in which (a) no slit is formed, (b) a structure in which a slit is formed as shown in FIG. 3, (c) a structure in which two slits are formed as shown in FIG. The torque characteristics of the electric motor are shown. 8A to 8C show a structure in which (a) no slit is formed, (b) a structure in which a slit is formed as shown in FIG. 3, (c) a structure in which two slits are formed as shown in FIG. The back electromotive force characteristic of the electric motor is shown. As shown in FIGS. 7A to 8C, a stable torque and a trapezoidal back EMF waveform suitable for driving a square wave are formed in the slit-formed structure.

아래 표 1은 슬릿 구조에 따른 전동기 특성을 비교한 것이다.Table 1 below compares the motor characteristics according to the slit structure.

역기전력
(무여자)
(rms)
[V]Counter-electromotive force
(No girl)
(rms)
[V] 코깅
토크
(평균)
[mNm]Cogging
talk
(Average)
[mNm] 전류당
토크
[mNm/A]Per current
talk
[mNm / A] 전류
(rms)
[A]electric current
(rms)
[A] No slitNo slit 11.4811.48 702.42702.42 116116 6.036.03 1 slit1 slit 11.4811.48 543.04543.04 116116 4.674.67 2 slit2 slit 12.0312.03 590.82590.82 124124 4.754.75

상기 실시예에서는 전동기가 영구자석형 동기전동기(PMSM : Permanent Magnet Synchronous Motor)인 것으로 설명한다. 하지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 도면에 도시된 영구자석형 동기전동기는 본 발명에 따른 전동기용 고정자를 설명하기 위한 하나의 예을 뿐이며, 본 발명에 따른 전동기용 고정자 구조는 SRM, SynRM, 유도전동기 등 모든 전동기에 적용될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것임을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.
In the above embodiment, it is assumed that the electric motor is a PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor). However, the present invention is not limited thereto. The permanent magnet type synchronous motor shown in the drawing is only one example for describing the stator for an electric motor according to the present invention. The stator structure for a motor according to the present invention can be applied to all motors such as SRM, SynRM, and induction motor, Those skilled in the art will appreciate that the present invention is also within the scope of the present invention.

상기 실시예에서는 본 발명의 회전전기기계가 전동기인 경우를 예로 들어서 설명하였지만, 발전기의 경우에도 동일한 구조의 고정자가 적용될 수 있으며 이 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것임을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.
Although the rotary electric machine according to the present invention is described as an example in the above embodiment, it is understood by those skilled in the art that the stator of the same structure can also be applied to the generator as well, which is also within the scope of the present invention.

이상 실시예를 들어서 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 당업자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.Although the present invention has been described with reference to the above embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be understood by those skilled in the art that the foregoing embodiments are susceptible to modifications and variations that do not depart from the spirit and scope of the invention.

100 : 회전전기기계 110 : 고정자
120 : 요크 130 : 고정자 치부
140 : 슈 142 : 연결부
145 : 슬릿 구조 146 : 슬릿
150 : 치형부 160 : 권선 코일
170 : 회전자 180 : 회전자 몸체
190 : 영구자석100: rotating electric machine 110: stator
120: yoke 130: stator teeth
140: Shu 142: Connection
145: slit structure 146: slit
150: tooth portion 160: winding coil
170: Rotor 180: Rotor body
190: permanent magnet

Claims

A cylindrical yoke centered on the axis of rotation;
A stator tooth formed by stacking a plurality of sheet members having the same shape and inserted and fixed in the yoke; And
And a winding coil wound around the stator tooth portion before the stator tooth portion is inserted into the yoke,
Wherein the stator tooth portion includes a cylindrical shoe having a center axis of rotation axis and a plurality of teeth extending radially outward from the shoe and having ends fixed to the yoke and spaced apart in the circumferential direction in order to wind the winding coil And a plurality of slits passing through the shoe, each slit being formed at an intermediate point between adjacent teeth of the plurality of teeth in the shoe,
Wherein a radial length (a) of the slit is 20% to 50% of a thickness (T) of a connecting portion (142) connecting between adjacent two toothed portions in the shoe.

delete

The method according to claim 1,
Wherein the slit extends in the circumferential direction.

The method according to claim 1,
Wherein the slit is rectangular, triangular, rhombic or circular.

A rotor including a rotor body and a plurality of permanent magnets arranged on an outer circumferential surface of the rotor body; And
And a stator for rotatably receiving the rotor therein,
Wherein the stator is the stator according to any one of claims 1, 4, and 5.