KR101582897B1 - Switched Reluctance Motors location of each parking structure - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스위치드 릴럭턴스 전동기의 위치각 파킹구조에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 고정자를 갖는 전동기 하우징 내부에 구비된 고정 전자석부와; 상기 고정자의 내부로 회전자를 갖는 회전축에 구비된 회전 전자석부; 및 상기 고정 전자석부와 회전 전자석부에 전원이 인가되는 스위칭부를 갖는 전원공급부로 구성됨을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 초기 구동시 발생되는 토크 리플을 막을 수 있도록 하는 가운데 회전자가 항상 유효토크 발생 영역에 파킹될 수 있도록 하고, 아울러 전동기의 크기를 줄여 공간활용율을 높일 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a position angle parking structure of a switched reluctance motor.
To this end, the present invention provides an electric motor comprising: a stationary electromagnetic portion provided inside a motor housing having a stator; A rotary electromagnet provided on a rotary shaft having a rotor inside the stator; And a power supply unit having a switching unit to which power is applied to the stationary electromagnetic portion and the rotary electromagnetic portion.
Therefore, the present invention can prevent the torque ripple generated in the initial driving, so that the rotor can be always parked in the effective torque generating area, and the size of the motor can be reduced to increase the space utilization rate.
Description
본 발명은 스위치드 릴럭턴스 전동기의 위치각 파킹구조에 관한 것으로서, 특히 전동기 하우징의 내부에 고정 전자석부와 회전 전자석부가 구비되도록 하여 스위칭부를 경유하여 인가되는 전원에 의하여 파킹 기능이 구현될 수 있도록 한 것이다.[0001] The present invention relates to a position angle parking structure of a switched reluctance motor, in particular, a stationary electromagnetic portion and a rotating electromagnet portion are provided inside a motor housing, so that a parking function can be implemented by a power source applied via a switching portion .
일반적으로 스위치드 릴럭턴스 전동기는 다상의 고정자에 감겨진 코일에 공급되는 전원을 스위칭 소자를 이용하여 단속함으로써 회전 토오크를 발생시키게 되는데, 회전자와 고정자간의 여자상태를 순차적으로 가변시킴으로써 자기 흡입력에 의하여 정방향 회전 토오크를 발생시킬 수 있다.Generally, in a switched reluctance motor, a rotating torque is generated by interrupting power supplied to a coil wound on a stator of a polyphase by using a switching device. By sequentially changing the excitation state between the rotor and the stator, The rotation torque can be generated.
특정 여자상태를 가변시키지 않을 때에는 일정위치에서 회전자가 정지하도록 할 수 있으며, 최대 인덕턴스 형상을 기점으로 스위칭 소자에 인가되는 입력펄스 신호의 위상을 제어함으로써 역회전력을 발생시킬 수 있는 다양한 구동제어가 가능함에 따라 세탁기나 진공청소기등의 가전제품의 동력원으로 사용되고 있다.When the specific excitation state is not to be varied, the rotor can be stopped at a certain position, and various driving controls that can generate the reverse torque can be performed by controlling the phase of the input pulse signal applied to the switching element from the maximum inductance shape And is used as a power source for home appliances such as washing machines and vacuum cleaners.
스위치드 릴럭턴스 전동기(Switched reluctance motor;SRM)은 회전자에 권선이나 영구자석이 없는 구조로 이루어지고, 구동회로가 간단하여 제작비용이 저렴하고, 회전자의 관성이 적으며 넓은 범위의 속도에서 고효율운전이 가능하기 때문에 그 구조 및 작동상 여러 이점을 갖는 전동기이다Switched reluctance motor (SRM) is a structure in which no rotor or permanent magnet is installed in the rotor, and the drive circuit is simple, the manufacturing cost is low, the inertia of the rotor is small, An electric motor having various advantages in terms of its structure and operation because it can be operated
스위치드 릴럭턴스 전동기는 구동회로부에 의해 계자 코일에 전류가 흐르면 고정자와 회전자사이에 릴럭턴스 토크가 발생되어 자기회로의 저항이 최소가 되는 방향으로 회전자가 회전된다.In the switched reluctance motor, when a current flows through the field coil by the drive circuit, a torque is generated between the stator and the rotor, and the rotor is rotated in such a direction that the resistance of the magnetic circuit is minimized.
한편, 스위치드 릴럭턴스 전동기는 초기 기동시 회전자가 항상 유효토크 발생영역에 파킹되어야 하는데, 이를 위해 별도의 보조 코일이나 링형 마그네트 및 솔레노이드 등을 구비하는 과정에서 전동기의 크기가 커지는 가운데 그로 인해 전체적인 전동기의 구조가 복잡해지는 문제점이 있었다.In the meantime, in the switched reluctance motor, the rotor is always parked in the effective torque generating area at the time of the initial start. To this end, the size of the motor is increased in the course of providing a separate auxiliary coil, ring magnet, solenoid, The structure becomes complicated.
또한, 초기 구동시 링형 마그네트가 회전자 상부에 위치하여 구동시 회전자와 링형 마그네트와의 상호 반응에 토크 리플이 상승하는 문제점이 있었다.Further, the ring-shaped magnet is positioned above the rotor at the time of initial driving, and torque ripple is increased in the mutual reaction between the rotor and the ring-shaped magnet during driving.
본 발명은 초기 기동시 회전자가 항상 유효토크 발생영역에 파킹되는 구조를 간단하게 하여 전동기의 크기를 줄이는 가운데 초기 구동시 발생되는 토크 리플을 막을 수 있도록 한 것이다.The present invention simplifies the structure in which the rotor is always parked in the effective torque generating region at the time of the initial start, thereby reducing the size of the motor and preventing the torque ripple generated during the initial driving.
본 발명은 고정자(11)를 갖는 전동기 하우징(12) 내부에 구비된 고정 전자석부(10)와; 상기 고정자(11)의 내부로 회전자(21)를 갖는 회전축(22)에 구비된 회전 전자석부(20); 및 상기 고정 전자석부(10)와 회전 전자석부(20)에 전원이 인가되는 스위칭부(31)를 갖는 전원공급부(30)로 구성됨을 특징으로 한다.The present invention includes a stationary electromagnetic portion (10) provided inside a motor housing (12) having a stator (11); A
또한, 상기 고정 전자석부(10)는 전동기 하우징(12)에 구비된 고정자(11)와 동일한 형태를 가지며 외부측으로 이격된 스테이터 핑거(101); 및 상기 스테이터 핑거(101)의 표면에 감겨진 아우터 코일(102)로 구성됨을 특징으로 한다.The stationary
또한, 상기 회전 전자석부(20)는 전동기 하우징(12)의 내부에 구비된 스테이터 핑거(101)의 내부를 관통하는 회전축(22)에 구비된 회전자(21)와 동일한 형태를 갖는 회전자 핑거(201); 및 상기 회전자 핑거(201)에 감겨진 인너 코일(202)로 구성되되, 상기 인너 코일(202)의 양측단부는 회전축(22)에 구비된 회전접속구(203)에 접속됨을 특징으로 한다.The
또한, 상기 회전 접속구(203)는 회전축(22)이 관통되게 삽입된 디스크형태를 갖는 회전접속편(203-1)과; 상기 회전접속편(203-1)의 외주면에 형성된 링형태를 갖는 복수개의 링단자(203-2); 및 상기 링단자(203-2)에 접속되며 전동기 하우징(12)에 고정되어 스위칭부(31)에 접속된 아암단자(203-3)으로 구성됨을 특징으로 한다.The
그리고 상기 스위칭부(31)는 릴레이(31')를 이용하여 전동기의 구동 초기에 파킹구조로 전류가 인가되어 유효토크 발생 영역에 파킹되도록 하고, 일정 전압 이상이면 고정자측으로 전류가 인가되어 토크 리플이 억제됨을 특징으로 한다.When a voltage higher than a predetermined voltage is applied to the stator, a current is applied to the stator and the torque ripple is applied to the stator, .
본 발명은 전동기 하우징의 내부에 고정 전자석부와 회전 전자석부가 구비되어 스위칭부를 경유하여 인가되는 전원에 의하여 파킹 기능이 구현될 수 있도록 함으로써, 초기 구동시 발생되는 토크 리플을 막을 수 있는 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, a stationary electromagnetic portion and a rotating electromagnet portion are provided inside a motor housing, and a parking function can be implemented by a power source applied via a switching portion, thereby achieving an effect of preventing torque ripple generated in initial driving have.
또한, 이를 통해 초기 기동시 회전자가 항상 유효토크 발생 영역에 파킹될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.Further, it is possible to obtain the effect that the rotor can always be parked in the effective torque generating region during the initial start-up.
그리고 이를 통해 파킹 구조를 간단하게 하여 전동기의 크기를 줄여 공간활용율을 높일 수 있는 효과를 더 얻을 수 있다.In this way, the parking structure can be simplified and the size of the motor can be reduced, thereby increasing the space utilization rate.
도1은 본 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 전동기의 내, 외부를 절개하여 도시한 사시도.
도2는 본 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 전동기를 분리 도시한 사시도.
도3은 본 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 전동기의 종단면도.
도4는 본 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 전동기의 다른 방향에서 도시한 종단면도.
도5는 본 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 전동기의 위치각 파킹 회로를 도시한 예시도.1 is a perspective view of a switched reluctance motor according to the present invention taken along the inside and the outside of the motor.
FIG. 2 is a perspective view illustrating a switched reluctance motor according to the present invention. FIG.
3 is a longitudinal sectional view of a switched reluctance motor according to the present invention.
4 is a longitudinal sectional view showing another direction of the switched reluctance motor according to the present invention.
FIG. 5 is an exemplary view showing a position angle parking circuit of a switched reluctance motor according to the present invention. FIG.
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도1은 본 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 전동기의 내, 외부를 절개하여 도시한 사시도이고, 도2는 본 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 전동기를 분리 도시한 사시도이고, 도3은 본 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 전동기의 종단면도이고, 도4는 본 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 전동기의 다른 방향에서 도시한 종단면도이다.FIG. 2 is a perspective view illustrating a switched reluctance motor according to the present invention, and FIG. 3 is a perspective view of a switched reluctance motor according to the present invention. 4 is a longitudinal sectional view showing another direction of the switched reluctance motor according to the present invention.
본 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 전동기는 회전자(21)에 권선이나 영구자석이 없는 구조로 이루어지고, 구동회로가 간단하여 제작비용이 저렴하고, 회전자의 관성이 적으며 넓은 범위의 속도에서 고효율운전이 가능하기 때문에 그 구조 및 작동상 여러 이점을 갖는 전동기로서, 미도시한 구동회로부에 의해 고정자(11)에 감겨진 계자 코일(C)에 전류가 흐르면 고정자(11)와 회전자(21) 사이에 릴럭턴스 토크가 발생되어 자기회로의 저항이 최소가 되는 방향으로 회전자가 회전된다.The switched reluctance motor according to the present invention has a structure in which a rotor or a permanent magnet is not provided in the
전동기는 초기 기동시 회전자(21)가 항상 유효토크 발생영역에 파킹되어야 하는데, 이를 위해 종래 별도의 보조 코일이나 링형 마그네트 및 솔레노이드 등을 구비하는 과정에서 전동기의 크기가 커지는 가운데 그로 인해 전체적인 전동기의 구조가 복잡해지는 문제점을 해소하는데 본 발명의 목적이 있다.In the motor, the
이러한 목적을 갖는 본 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 전동기의 위치각 파킹구조는 도1 내지 도4에 도시된 바와 같이, 고정 전자석부(10), 회전 전자석부(20) 및 전원공급부(30)로 구성되어 있다.1 to 4, the position angle parking structure of the switched reluctance motor according to the present invention having such an object is constituted by a stationary
여기에서, 상기 고정 전자석부(10)는 전동기 하우징(12)의 내부에 고정된 상태에서 자속이 발생되는 기능을 갖는 것으로 고정자(11)를 갖는 전동기 하우징(12) 내부로 구비되어 있다.The stationary
이러한 상기 고정 전자석부(10)는 전동기 하우징(12)에 구비된 고정자(11)와 동일한 형태를 가지며 외부측으로 이격된 스테이터 핑거(101)가 구비되고, 상기 스테이터 핑거(101)의 표면에 아우터 코일(102)이 감져지게 구비되어 후술하는 스위칭부(31)에 접속되어 있다.The
상기 회전 전자석부(20)는 평상시 회전자(21)와 동일하게 회전되는 가운데 파킹시 자속이 발생되어 일정한 위치에서 파킹된 상태가 유지될 수 있도록 하는 기능을 갖는 것으로 고정자(11)의 내부로 회전자(21)를 갖는 회전축(22)에 구비되어 있다.The
이러한 상기 회전 전자석부(20)는 전동기 하우징(12)의 내부에 구비된 스테이터 핑거(101)의 내부를 관통하는 회전축(22)에 구비된 회전자(21)와 동일한 형태를 갖는 회전자 핑거(201)가 구비되고, 상기 회전자 핑거(201)에 감겨진 인너 코일(202)로 구비되어 있다.The
상기 인너 코일(202)의 양측단부는 회전축(22)에 구비된 회전접속구(203)에 접속되어 있다.Both ends of the
도5는 본 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 전동기의 위치각 파킹 회로를 도시한 예시도이다.5 is a diagram illustrating an example of a position angle parking circuit of a switched reluctance motor according to the present invention.
도시된 바와 같이, 상기 전원공급부(30)는 고정 전자석부(10)와 회전 전자석부(20)에 전원이 스위칭부(31)를 통해 인가되어 구동될 수 있게 구비되어 있다. 이러한 상기 스위칭부(31)는 릴레이(31')가 사용되도록 하는 것이 바람직하다.As shown in the figure, the
이는 전동기가 구동되는 초기에는 파킹 구조로 전류가 인가되는 가운데 일정 전압 이상이 되면 전동기의 고정자측으로 전류가 인가됨으로써, 초기 기동시 회전자가 항상 유효토크 발생 영역에 파킹될 수 있도록 하고, 아울러 구동시 발생되는 토크 리플을 막을 수 있게 된다.When a voltage exceeds a predetermined voltage, current is applied to the stator side of the motor, thereby enabling the rotor to be always parked in the effective torque generating area at the time of initial startup, Thereby preventing the torque ripple.
한편, 상기 회전 접속구(203)는 회전축(22)에 결합되어 회전되는 회전 전자석부(20)에 전원이 인가되도록 하는 기능을 갖는 것으로 상기 회전축(22)에 디스크형태를 갖는 회전접속편(203-1)이 관통되게 삽입된 상태로 고정되고, 상기 회전접속편(203-1)의 외주면에는 링형태를 갖는 복수개의 링단자(203-2)가 구비되어 있다.The
상기 링단자(203-2)에 일측이 접속되며 전동기 하우징(12)에 타측이 고정되어 상기 스위칭부(31)에 접속된 아암단자(203-3)으로 구성되어 있다. 상기 아암단자(203-3)은 소정 탄성력을 갖도록 형성되어 링단자(203-2)에 항상 접속된 상태가 유지되도록 하는 것이 바람직하다.And an arm terminal 203-3 having one side connected to the ring terminal 203-2 and the other side fixed to the
본 발명에서는 스테이터 핑거(101)가 전동기 하우징(12)의 내부에 직접 맞대어지도록 하였으나, 이러한 형태 이외에 링형태를 갖는 절연체로 이루어진 아우터 가이드(G1)에 씌어진 상태로 결합되도록 하는 것이 바람직하다.In the present invention, the
또한, 본 발명에서는 회전자 핑거(201)가 회전축(22)에 직접 결합되도록 하였으나, 이러한 형태 이외에 회전축(22)과 회전자 핑거(201) 사이에 별도의 절연체로 이루어진 인너 가이드(G2)가 삽입된 상태로 결합되도록 하는 것이 바람직하다.In the present invention, the
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형 가능하다는 것을 이해할 수있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해 해야만 한다.It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims . It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative and non-restrictive in every respect.
10:고정 전자석부 11:고정자
12:전동기 하우징 20:회전 전자석부
21:회전자 22:회전축
30:회전 전자석부 31:스위칭부
30:전원공급부 101:스테이터 핑거
102:아우터 코일 201:회전자 핑거
202:인너 코일 203:회전접속구
203-1:회전접속편 203-2:링단자
203-3:아암단자10: stationary electromagnetic portion 11: stator
12: electric motor housing 20: rotary electromagnet
21: Rotor 22:
30: rotating electromagnetic part 31: switching part
30: power supply unit 101: stator finger
102: outer coil 201: rotor finger
202: inner coil 203:
203-1: rotation connection piece 203-2: ring terminal
203-3: arm terminal
Claims (5)
상기 고정자(11)의 내부로 회전자(21)를 갖는 회전축(22)에 구비된 회전 전자석부(20); 및
상기 고정 전자석부(10)와 회전 전자석부(20)에 전원을 인가하는 스위칭부(31)를 포함하고,
상기 회전 전자석부(20)는 전동기 하우징(12)의 내부에 구비된 스테이터 핑거(101)의 내부를 관통하는 회전축(22)에 구비된 회전자(21)와 동일한 형태를 갖는 회전자 핑거(201); 및 상기 회전자 핑거(201)에 감겨진 인너 코일(202)로 구성되되, 상기 인너 코일(202)의 양측단부는 회전축(22)에 구비된 회전접속구(203)에 접속됨을 특징으로 하는 것인 스위치드 릴럭턴스 전동기의 위치각 파킹구조.A stationary electromagnetic portion (10) provided inside the electric motor housing (12) having a stator (11);
A rotary electromagnet portion 20 provided on a rotary shaft 22 having a rotor 21 inside the stator 11; And
And a switching unit (31) for applying power to the stationary electromagnetic portion (10) and the rotary electromagnet portion (20)
The rotary electromagnet unit 20 includes a rotor finger 201 having the same shape as the rotor 21 provided on the rotary shaft 22 passing through the inside of the stator finger 101 provided inside the motor housing 12 ); And an inner coil 202 wound around the rotor finger 201. Both ends of the inner coil 202 are connected to a rotary connection port 203 provided on the rotary shaft 22. [ Positioned parking structure of switched reluctance motor.
상기 고정 전자석부(10)는 전동기 하우징(12)에 구비된 고정자(11)와 동일한 형태를 가지며 외부측으로 이격된 스테이터 핑거(101); 및
상기 스테이터 핑거(101)의 표면에 감겨진 아우터 코일(102)로 구성됨을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 전동기의 위치각 파킹구조.The method according to claim 1,
The stationary electromagnetic unit 10 has a stator finger 101 having the same shape as the stator 11 provided in the motor housing 12 and spaced apart from the outside. And
And an outer coil (102) wound on a surface of the stator finger (101).
상기 스위칭부(31)를 갖는 전원공급부(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 전동기의 위치각 파킹구조.The method according to claim 1,
And a power supply unit (30) having the switching unit (31). The position angle parking structure of the switched reluctance motor according to claim 1,
상기 회전 접속구(203)는 회전축(22)이 관통되게 삽입된 디스크형태를 갖는 회전접속편(203-1)과;
상기 회전접속편(203-1)의 외주면에 형성된 링형태를 갖는 복수개의 링단자(203-2); 및
상기 링단자(203-2)에 접속되며 전동기 하우징(12)에 고정되어 스위칭부(31)에 접속된 아암단자(203-3)으로 구성됨을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 전동기의 위치각 파킹구조.The method according to claim 1,
The rotary connection port 203 includes a rotary connection piece 203-1 having a disk shape in which the rotary shaft 22 is inserted so as to penetrate therethrough;
A plurality of ring terminals 203-2 having a ring shape formed on the outer peripheral surface of the rotary connection piece 203-1; And
And an arm terminal (203-3) connected to the ring terminal (203-2) and fixed to the motor housing (12) and connected to the switching unit (31).
상기 스위칭부(31)는 릴레이(31')를 이용하여 전동기의 구동 초기에 파킹구조로 전류가 인가되어 유효토크 발생 영역에 파킹되도록 하고, 일정 전압 이상이면 고정자측으로 전류가 인가되어 토크 리플이 억제됨을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 전동기의 위치각 파킹구조.The method according to claim 1,
The switching unit 31 uses the relay 31 'to apply electric current to the parking structure at the beginning of the operation of the electric motor to park in the effective torque generating region. When the voltage is higher than a predetermined voltage, current is applied to the stator, And a position angle parking structure of the switched reluctance motor.
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