KR20080081543A

KR20080081543A - Magnetic magnetizing motor

Info

Publication number: KR20080081543A
Application number: KR1020070021667A
Authority: KR
Inventors: 김재민
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-03-05
Filing date: 2007-03-05
Publication date: 2008-09-10
Also published as: WO2008108542A1

Abstract

본 발명은 자기 착자 모터에 관한 것으로서, 유도기 로터부의 표면에 영구자석물질로 된 자석부를 형성하고, 스테이터코어에 원주방향을 따라 서로 이격 배치되어 자석부를 착자하는 3개 이상의 착자부를 마련함으로써, 자석부의 착자 시 착자 전류를 저감할 수 있고 균일한 착자가 가능하다. The present invention relates to a magnetic magnetizing motor, comprising: forming a magnet part made of a permanent magnet material on the surface of an induction rotor portion, and providing three or more magnet parts arranged on the stator core to be spaced apart from each other along the circumferential direction to magnetize the magnet part. In the case of negative magnetization, the magnetizing current can be reduced and uniform magnetization is possible.

Description

Magnetic magnetizing motors {SELF MAGNETIZING MOTOR}

도 1은 종래의 자기 착자 모터의 평면도, 1 is a plan view of a conventional magnetic magnet motor;

도 2는 도 1의 요부확대도,2 is an enlarged view illustrating main parts of FIG. 1;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 착자 모터의 평면도, 3 is a plan view of a magnetizing motor according to an embodiment of the present invention;

도 4는 도 3의 요부확대도, 4 is an enlarged view illustrating main parts of FIG. 3;

도 5는 도 3의 자기 착자 모터의 착자폴의 개수 변화에 따른 기전력의 변화를 도시한 도면, 5 is a view showing a change in electromotive force according to the change in the number of magnet poles of the magnetic magnet motor of FIG.

도 6은 도 3의 자기 착자 모터의 착자폴의 개수 변화에 따른 착자 시간의 변화를 도시한 도면, FIG. 6 is a diagram illustrating a change in magnetization time according to a change in the number of magnet poles of the magnetic magnet motor of FIG. 3;

도 7은 도 3의 자기 착자 모터의 착자폴의 개수 변화에 따른 착자 전류의 변화를 도시한 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a change in magnetization current according to a change in the number of magnet poles of the magnetizing motor of FIG. 3.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

110 : 스테이터 111 : 스테이터코어110: stator 111: stator core

112 : 티스부 113 : 확장부112: Teeth part 113: Expansion part

114 : 슬롯 121 : 스테이터코일114: slot 121: stator coil

135a~135d : 착자부 137 : 착자폴135a ~ 135d: Magnet part 137: Magnet pole

138 : 경사부 139 : 착자코일138: inclined portion 139: magnetizing coil

150 : 로터 151 : 유도기 로터부150: rotor 151: induction rotor portion

155 : 로터코어 157 : 도체바155: rotor core 157: conductor bar

160 : 자석부160: magnet portion

본 발명은, 자기 착자 모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 착자 시 착자 전류를 저감할 수 있고 균일한 착자가 가능하도록 한 자기 착자 모터에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetizing motor, and more particularly, to a magnetizing motor capable of reducing magnetizing current during magnetization and enabling uniform magnetization.

도 1은 종래의 자기 착자 모터의 평면도이고, 도 2는 도 1의 요부확대도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 자기 착자 모터는, 스테이터(10)와, 상기 스테이터(10)에 대해 회전가능하게 배치되는 로터(40)를 구비한다.1 is a plan view of a conventional magnetizing magnet motor, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG. 1. As shown in these figures, the magnetic magnetizing motor includes a stator 10 and a rotor 40 rotatably disposed with respect to the stator 10.

상기 로터(40)는, 유도기 로터부(41)와, 상기 유도기 로터부(41)의 외경면에 착자 가능하게 영구자석물질로 형성되는 자석부(51)를 구비한다. 상기 유도기 로터부(41)는, 회전축(42)에 결합되는 로터코어(43)와, 상기 로터코어(43)의 원주방향을 따라 배치되는 복수의 도체바(45)를 구비하고 있다. The rotor 40 includes an induction rotor portion 41 and a magnet portion 51 formed of a permanent magnet material on the outer diameter surface of the induction rotor portion 41 so as to be magnetized. The induction rotor portion 41 includes a rotor core 43 coupled to the rotation shaft 42 and a plurality of conductor bars 45 arranged along the circumferential direction of the rotor core 43.

상기 스테이터(10)는, 복수의 티스부(13) 및 슬롯(14)을 구비한 스테이터코어(11)와, 상기 스테이터코어(11)에 권선되는 스테이터코일(미도시)을 구비한다. 상기 스테이터코어(11)에는 상기 자석부(51)를 착자할 수 있도록 착자부(31)가 형성되어 있다. 상기 착자부(31)는 상기 스테이터코어(11)에 형성되는 착자폴(33) 과, 상기 착자폴(33)에 권선되는 착자코일(35)을 구비하고 있다.The stator 10 includes a stator core 11 having a plurality of teeth 13 and slots 14 and a stator coil (not shown) wound around the stator core 11. The stator core 11 is formed with a magnetization part 31 so as to magnetize the magnet part 51. The magnet part 31 includes a magnet pole 33 formed in the stator core 11 and a magnet coil 35 wound around the magnet pole 33.

이러한 구성에 의하여, 상기 스테이터코일에 전원이 인가되면 회전 자계가 형성되고, 이에 의해 상기 유도기 로터부(41)에는 유도 전류가 흐르게 되어 상기 회전 자계와 상호 작용하면서 상기 유도기 로터부(41)가 회전하게 된다. 상기 유도기 로터부(41)가 일정 속도에 도달하면 상기 착자부(31)의 착자코일(35)에 전원이 인가된다. 상기 착자코일(35)에 의해 착자된 상기 자석부(51)는 동기 속도로 회전된다. By such a configuration, when power is applied to the stator coil, a rotating magnetic field is formed, whereby an induction current flows through the induction rotor portion 41, and the induction rotor portion 41 rotates while interacting with the rotating magnetic field. Done. When the induction rotor portion 41 reaches a certain speed, power is applied to the magnetizing coil 35 of the magnetizing portion 31. The magnet portion 51 magnetized by the magnetizing coil 35 is rotated at a synchronous speed.

그런데, 이러한 종래의 자기 착자 모터에 있어서는, 1개의 착자폴(33)로 상기 자석부(51)를 모두 착자하도록 되어 있어, 착자 시 전류가 상대적으로 많이 소요될 뿐만 아니라 착자 시간이 길어지게 되어 상기 로터(40)의 회전 속도가 저하되는 문제점이 있다. 더욱이 착자 후 상기 자석부(51)의 착자 정도가 미흡하게 되어 충분한 성능 확보가 곤란하게 된다고 하는 문제점이 있다. However, in the conventional magnetic magnetizing motor, all the magnets 51 are magnetized with one magnet pole 33, so that not only does the current take a relatively large amount of time, but also the magnetization time becomes longer. There is a problem that the rotation speed of the 40 is lowered. In addition, there is a problem that the magnetization degree of the magnet part 51 is insufficient after magnetization, so that sufficient performance is difficult to secure.

따라서, 본 발명은, 착자 시 착자 전류를 저감할 수 있고 균일한 착자가 가능한 자기 착자 모터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. Therefore, an object of the present invention is to provide a magnetizing magnet motor capable of reducing magnetizing current during magnetization and enabling uniform magnetization.

또한, 본 발명은, 착자 시간을 단축할 수 있어 착자 시 속도 저하를 억제할 수 있는 자기 착자 모터를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a magnetizing magnet motor capable of shortening magnetization time and suppressing a decrease in speed during magnetization.

본 발명은, 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 도체바를 구비한 유도기 로터부와, 상기 유도기 로터부의 둘레에 구동 시 착자 가능하게 형성되는 자 석부를 구비한 로터와; 상기 자석부를 착자하는 3개 이상의 착자부를 구비하여 상기 자석부와 소정의 공극을 두고 이격 배치되는 스테이터;를 포함하는 자기 착자 모터를 제공한다.The present invention, in order to achieve the object as described above, the rotor having an inductor rotor portion having a conductor bar, and a magnet portion formed so as to be magnetized when driven around the induction rotor portion; It provides a magnetic magnetizing motor comprising a; a stator having three or more magnetizing parts to magnetize the magnet portion, the stator spaced apart from the magnet portion with a predetermined gap.

여기서, 상기 착자부는, 착자폴과, 상기 착자폴의 둘레에 권선되는 착자코일을 포함하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the magnetizing portion includes a magnet pole and a magnet coil wound around the magnet pole.

상기 스테이터의 둘레방향을 따라 서로 인접된 상기 착자코일은 서로 반대방향으로 권선되는 것이 효과적이다.Preferably, the magnetizing coils adjacent to each other along the circumferential direction of the stator are wound in opposite directions to each other.

상기 착자폴은 단부의 폭이 감소되게 형성되는 것이 바람직하다.The magnet pole is preferably formed to reduce the width of the end.

상기 스테이터는 복수의 슬롯을 구비하며, 상기 슬롯은 폭이 상기 공극의 2배를 초과하도록 형성되는 것이 효과적이다.The stator has a plurality of slots, and the slots are effectively formed so that the width exceeds twice the gap.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 착자 모터의 평면도이고, 도 4는 도 3의 요부확대도이며, 도 5는 도 3의 자기 착자 모터의 착자폴의 개수 변화에 따른 기전력의 변화를 도시한 도면이고, 도 6은 도 3의 자기 착자 모터의 착자폴의 개수 변화에 따른 착자 시간의 변화를 도시한 도면이며, 도 7은 도 3의 자기 착자 모터의 착자폴(137)의 개수 변화에 따른 착자 전류의 변화를 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 자기 착자 모터는, 유도기 로터부(151)와, 상기 유도기 로터부(151)의 둘레에 구동 시 착자 가능하게 형성되는 자석부(160)를 구비한 로터(150)와; 상기 자석부(160)를 착자하는 3개 이상의 착자부(135a~135d)를 구비하여 상기 자석부(160)와 소정의 공극(G: air gap)을 두고 이격 배치되는 스테이 터(110);를 포함하여 구성되어 있다. 3 is a plan view of a magnetizing motor according to an exemplary embodiment of the present invention, FIG. 4 is an enlarged view of the main part of FIG. 6 is a diagram illustrating a change in magnetization time according to a change in the number of magnet poles of the magnetizing motor of FIG. 3, and FIG. 7 is a change in the number of magnet poles 137 of the magnetizing motor of FIG. 3. The figure shows the change of magnetization current according to the present invention. As shown in FIG. 3, the magnetic magnetizing motor includes a rotor 150 including an induction rotor portion 151 and a magnet portion 160 formed to be magnetized when driven around the induction rotor portion 151. )Wow; A stator 110 having three or more magnetizing parts 135a to 135d to magnetize the magnet part 160 and spaced apart from the magnet part 160 with a predetermined air gap (G); It is configured to include.

상기 로터(150)는, 회전축(152)과, 상기 회전축(152)을 중심으로 회전가능하게 결합되는 로터코어(155)와, 상기 로터코어(155)의 외경면에 착자 가능하게 형성되는 자석부(160)를 구비하고 있다.The rotor 150 includes a rotation shaft 152, a rotor core 155 rotatably coupled about the rotation shaft 152, and a magnet part formed to be magnetized on an outer diameter surface of the rotor core 155. 160 is provided.

상기 로터코어(155)는, 원형의 복수의 전기강판을 절연 적층하여 형성되며, 원주에 근접한 영역에는 복수의 도체바(157)가 원주방향을 따라 소정 간격으로 서로 이격되게 배치되어 있다. The rotor core 155 is formed by insulation lamination of a plurality of circular electrical steel sheets, and a plurality of conductor bars 157 are disposed to be spaced apart from each other at predetermined intervals along the circumferential direction in an area close to the circumference.

상기 자석부(160)는 영구자석물질로 원통 형상을 가지도록 형성되어 상기 로터코어(155)의 외면에 결합되거나, 상기 로터코어(155)의 표면에 층(layer)을 형성하도록 도포되게 구성된다. The magnet part 160 is formed to have a cylindrical shape with a permanent magnet material and is coupled to an outer surface of the rotor core 155 or configured to be applied to form a layer on the surface of the rotor core 155. .

한편, 상기 스테이터(110)는, 스테이터코어(111)와, 상기 스테이터코어(111)에 권선되는 스테이터코일(121)과, 상기 자석부(160)를 착자시키는 착자부(135a~135d)를 포함하여 구성되어 있다.The stator 110 includes a stator core 111, a stator coil 121 wound around the stator core 111, and a magnetizing part 135a to 135d for magnetizing the magnet part 160. It is composed.

상기 스테이터코어(111)는, 내부에 상기 로터(150)가 회전가능하게 수용될 수 있도록 수용공이 형성되고 상기 수용공의 원주방향을 따라 서로 교호적으로 형성된 티스부(112) 및 슬롯(114)을 구비하고 있다. The stator core 111 has a receiving hole formed therein so that the rotor 150 can be rotatably received therein, and a tooth portion 112 and a slot 114 alternately formed along the circumferential direction of the receiving hole. Equipped with.

상기 각 착자부(135a~135d)는, 상기 스테이터코어(111)에 상기 자석부(160)를 향해 돌출 형성되는 착자폴(137)과, 상기 착자폴(137)의 둘레에 권선되는 착자코일(139)을 가진다. 상기 착자폴(137)은 원주방향을 따라 서로 등간격으로 이격 배치되며 적어도 3개 이상으로 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 서로 마주 보는 두 쌍, 즉 4개로 구성되어 원주방향을 따라 서로 90도 간격으로 이격 배치되어 있다. 상기 착자폴(137)의 단부에는 돌출방향을 따라 단부로 향할수록 점진적으로 폭이 감소되게 경사부(138)가 형성되어 있으며, 상기 착자폴(137)의 양 측에 각각 배치되는 티스부(112)는 폭방향으로 확장된 소위 폴슈(pole shoe)라고 하는 확장부(113)의 일 단이 제거된 형태로 형성되어 있다. 여기서, 상기 슬롯(114)의 폭(W)은 상기 착자코일(139)이 수용될 수 있도록 상기 로터(150)와의 공극(air gap)(G)의 2배를 초과하도록 형성되며, 이때 상기 착자코일(139)은 서로 반대방향으로 권선된다. The magnetizing parts 135a to 135d may include a magnet pole 137 protruding from the stator core 111 toward the magnet part 160, and a magnet coil coil wound around the magnet pole 137. 139). The magnet poles 137 are preferably spaced apart from each other at equal intervals in the circumferential direction and formed at least three or more. In the present embodiment, two pairs facing each other, that is, four, are spaced apart from each other by 90 degrees along the circumferential direction. The end of the magnet pole 137 is formed with an inclined portion 138 so that the width gradually decreases toward the end in the protruding direction, the teeth portion 112 is disposed on both sides of the magnet pole 137 ) Is formed in such a way that one end of the extension 113, called a pole shoe, is extended in the width direction. Here, the width (W) of the slot 114 is formed to exceed twice the air gap (G) with the rotor 150 to accommodate the magnetizing coil 139, wherein the magnetization The coils 139 are wound in opposite directions to each other.

이하, 착자폴(137)의 개수의 변화에 따른 기전력(EMF:electromotive force), 착자 시간 및 착자 전류와의 관계를 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다. Hereinafter, the relationship between electromotive force (EMF), magnetizing time, and magnetizing current according to the change in the number of magnet poles 137 will be described with reference to FIGS. 5 to 7.

도 5에 도시된 바와 같이, 착자폴(137)의 개수가 1개인 경우를 기준으로 착자폴(137)이 2개로 증가하는 경우, 기전력이 120%로 증가되며, 착자폴(137)이 3개 및 4개로 증가하는 경우, 각 기전력은 각각 130% 및 138%로 증가함을 알 수 있다. 여기서, 착자폴(137)의 개수와 상관없이 착자시간은 모두 동일하다.As shown in FIG. 5, when the number of magnet poles 137 is one, the number of magnet poles 137 increases to two, the electromotive force is increased to 120%, and three magnet poles 137 And when increasing to four, it can be seen that each electromotive force increases to 130% and 138%, respectively. Here, the magnetization time is the same regardless of the number of magnet poles 137.

또한, 동일한 기전력(EMF)을 발생시키기 위한 착자 시간은, 도 6에 도시된 바와 같이, 착자폴(137)이 1개로 구성된 경우를 100%로 하였을 때, 착자폴(137)을 2개로 구성한 경우 70%가 소요되며, 착자폴(137)이 3개인 경우는 착자폴(137)을 1개로 구성한 경우의 50%가 소요되며, 4개인 경우 38%가 소요되어 착자 시간이 현저하게 감소됨을 알 수 있다.In addition, the magnetization time for generating the same electromotive force (EMF), as shown in Figure 6, when the magnet pole 137 is composed of one when 100%, when the magnet pole 137 is composed of two It takes 70%, and if there are three magnet poles (137), it takes 50% when one magnet pole (137) is composed of one, and it takes 38% for four persons, which shows that the magnetization time is significantly reduced. have.

그리고, 동일한 기전력(EMF)를 발생하기 위한 착자 전류는, 1개의 착자 폴(137)로 구성되는 경우를 기준으로, 착자폴(137)이 2개로 구성되는 경우 착자전류는 58%가 소요되며, 착자폴(137)이 3개로 구성되는 경우 착자 전류는 50%로 감소되며, 착자폴(137)이 4개로 구성되는 경우 38%가 소요되므로 착자 전류가 현저하게 감소됨을 알 수 있다. The magnetizing current for generating the same electromotive force (EMF) is based on the case in which one magnet pole 137 is configured, and the magnetizer current takes 58% when two magnet poles 137 are configured. When the magnet poles 137 is composed of three magnetization current is reduced to 50%, when the magnet poles 137 consists of four it takes about 38% it can be seen that the magnetizing current is significantly reduced.

이러한 구성에 의하여, 기동 초기에, 상기 스테이터코일(121)에 전원이 인가되면 상기 스테이터코일(121)에 의해 회전자계가 형성되며, 상기 유도기 로터부(151)의 도체바(157)에는 유도전류가 흐르게 된다. 이에 의해 상기 유도기 로터부(151)가 회전되고, 상기 유도기 로터부(151)가 일정 속도(예를 들면, 동기 속도의 70% 내지 80%)에 도달하면 상기 착자코일(139)에 전원이 인가되고, 이에 의해 상기 자석부(160)의 착자가 실시된다. In this configuration, when power is applied to the stator coil 121 at the initial stage of startup, a rotor magnetic field is formed by the stator coil 121, and an induction current is applied to the conductor bar 157 of the induction rotor unit 151. Will flow. As a result, when the induction rotor unit 151 is rotated and the induction rotor unit 151 reaches a predetermined speed (for example, 70% to 80% of the synchronous speed), power is applied to the magnetizing coil 139. As a result, magnetization of the magnet unit 160 is performed.

한편, 자석부(160)의 착자가 이루어지면, 상기 로터(150)는 동기 속도에 도달하게 되어 도체바(157)에는 유도전류가 흐르지 아니하게 됨으로써 동기 모터(synchronous motor)로 동작하게 된다. On the other hand, when magnetization of the magnet unit 160 is made, the rotor 150 reaches a synchronous speed, so that no induced current flows in the conductor bar 157, thereby operating as a synchronous motor.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 스테이터코어에 3개 이상의 착자부를 형성함으로써, 영구자석물질로 형성되는 자석부의 착자 시 착자 전류를 저감할 수 있고 균일한 착자가 가능한 자기 착자 모터가 제공된다.As described above, according to the present invention, by forming three or more magnetized parts in the stator core, a magnetizing motor capable of reducing the magnetizing current during magnetization of the magnet part formed of the permanent magnet material and capable of uniform magnetization is provided. .

또한, 본 발명에 따른 자기 착자 모터는, 착자 시간을 단축할 수 있어 착자 시 대전류에 의한 착자코일의 손상을 억제할 수 있으며, 착자 시 로터의 속도 저하를 억제할 수 있는 자기 착자 모터가 제공된다. In addition, the magnetizing magnet motor according to the present invention can shorten the magnetization time, can suppress the damage of the magnetization coil due to the large current during magnetization, there is provided a magnetizing motor that can suppress the reduction of the rotor speed during magnetization .

Claims

A rotor having an induction rotor portion having a conductor bar and a magnet portion formed to be magnetized when driven around the induction rotor portion;

A stator having three or more magnetizing parts to magnetize the magnet part and spaced apart from the magnet part at a predetermined gap;

Including magnetic magnetizing motor.

The method of claim 1,

The magnetizing part, the magnetizing magnet comprising a magnet pole and a magnet coil wound around the magnet pole.

The method of claim 2,

The magnetizing coils adjacent to each other along the circumferential direction of the stator are wound in opposite directions to each other.

The method of claim 2,

The magnetizing pole is a magnetized magnet motor, characterized in that the width of the end is formed to be reduced.

The method according to any one of claims 1 to 4,

The stator has a plurality of slots, wherein the slot is formed so that the width is greater than twice the void.