KR20020061282A - 유도 동기기의 로터 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 유도 동기기의 로터는 스테이터의 중앙측에 회전 가능하게 배치되고 중앙측에 구동력이 전달되는 샤프트가 장착되는 로터 코어와, 상기 로터 코어의 원주방향으로 외측에 배치되어 동기속도까지 유도기로 동작하는 도체와, 상기 도체에 전류를 유기할 수 있도록 상기 도체의 상측과 하측에 배치되는 엔드 링과, 상기 로터 코어에 삽입되어 자력을 발생시키는 복수개의 마그네트와, 상기 마그네트의 사이에 배치되어 상기 마그네트를 상기 로터 코어에 고정시키는 고정수단을 포함하여 구성되고, 상기 마그네트가 상기 로터 코어에서 이탈되는 것이 방지될 수 있어, 상기 마그네트를 별도의 지지부재로 고정시킬 필요없게 됨에 따라, 상기 로터의 조립시간 및 비용을 저감할 수 있는 효과가 있다.

Description

유도 동기기의 로터 { Rotor of line bar started permanent magnet motor }

본 발명은 유도 동기기에 관한 것으로, 특히 도체의 알루미늄 다이 케스팅 시에 마그네트의 사이에 알루미늄이 함께 유입되도록 하여 마그네트를 간편하고 저비용으로 고정시킬 수 있는 유도 동기기의 로터 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 유도 동기기는 기존의 유도 전동기에 영구자석을 삽입한 구조로서, 기동부터 동기속도까지는 동기 작용에 의해 동작되고, 동기속도에서부터는 마그네트과 스테이터 사이에서 발생되는 릴럭턴스 토크에 의해 구동되는 모터이다.

이러한 유도 동기기는 부가적인 위치센서나 드라이브 없이 상용 전원의 직입으로 운전시킬 수 있는 장점이 있고, 유도 전동기와는 달리 여자 전류가 필요없고, 동기속도에서의 로터의 도체에 전류가 흐르지 않기 때문에 동력 손실을 저감할 수 있어 전체적인 전동기의 효율을 향상시킬 수 있다.

그러므로, 현재 유도 전동기를 대신하여 가전용 및 기타 구동부에 주로 사용되고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 유도 동기기의 종단면도이고, 도 2a는 도 1의 A-A 선의 횡단면도이며, 도 2b는 도 1의 B-B 선의 횡단면도이다.

종래의 유도 전동기는 중앙측에 공간을 갖는 스테이터와, 이 스테이터의 중앙측에 일정 간격을 두고 회전 가능하게 배치되는 로터로 이루어진다.

상기 스테이터는 외측에 형성되는 스테이터 코어(106)와, 이 스테이터 코어(106)의 중앙측 공간부 둘레방향으로 일정 간격으로 다수개 형성되어 스테이터 코일이 감겨지는 스테이터 슬롯(108)으로 구성된다.

상기 로터는 중앙측에 구동력이 전달되는 샤프트(110)가 장착되는 로터코어(112)와, 상기 로터 코어(112)의 원주방향으로 외측에 설치되어 동기속도까지 유도기로 동작하는 도체(116)와, 상기 도체(116)에 전류를 유기할 수 있도록 상기 도체(116)의 상측과 하측에 배치되는 엔드 링(120)과, 상기 로터 코어(112)에 일정 간격으로 삽입되는 복수개의 마그네트(118)와, 상기 마그네트(118)가 상기 로터 코어(112)에서 이탈됨을 방지하도록 상기 로터 코어(112)의 상하 양측면을 덮는 제 1, 2 엔드 플레이트(124,126)와, 상기 제 1, 2 엔드 플레이트(124,126)와 상기 로터 코어(112)를 관통하는 리벳(130)을 포함하여 구성된다.

상기 로터 코어(112)에는 상기 도체(116)가 삽입될 수 있도록 삽입홀(112b)이 형성된다.

한편, 상기 로터 코어(112)와 제 1, 2 엔드 플레이트(124,126)에는 상기 리벳(130)이 관통될 수 있도록 관통홀(112a,124a,126a)을 각각 형성한다.

상기와 같은 종래의 유도 동기기는 기동시부터 동기속도에 이르기까지는 케이지 바아(116)의 작용에 따라 유도기로 동작하고, 동기 속도에서부터는 마그네트(118)와 스테이터 코일 사이의 작용에 의해 동작된다.

이와 같은 종래 기술에 따른 유도 동기기의 로터 제조방법은 먼저 로터 코어(112)를 적층한 후 적층된 로터 코어(112)의 원주방향으로 외측에 상기 도체(116)를 이루는 알루미늄이 다이 캐스팅 주조 방법으로 삽입되는 상기 삽입홀(116b)을 펀칭하여 형성하고, 상기 리벳(130)이 관통되는 관통홀(112a)을 펀칭하여 형성한다. 그리고, 로터 코어(112)에 마그네트(118)을 삽입한 후, 다이 캐스팅 주조방법으로 상기 삽입홀(112b)에 알루미늄을 삽입하여 상기 도체(116) 및엔드 링(120)을 형성한다. 그런 다음, 상기 로터 코어(112)의 상측과 하측에 제 1, 2 엔드 플레이트(124,126)를 배치시키고, 상기 리벳(130)으로 상기 제 1 엔드 플레이트(124)의 관통홀(124a)과 로터 코어(112)의 관통홀(112a)과 제 2 엔드 플레이트(126)의 관통홀(126a)을 차례로 관통한 후, 상기 리벳(130)을 압착한다.

그러나, 종래의 상기 마그네트(118)가 상기 로터 코어(114)에서 이탈됨을 방지하도록 상기 제 1, 2 엔드 플레이트(124,126)로 상기 마그네트(118)의 상측과 하측을 덮고, 상기 제 1 엔드 플레이트(124)와 로터 코어(112)와 제 2 엔드 플레이트(126)에 상기 리벳(130)을 관통하여야 하므로, 상기 유도 동기기 로터의 제조과정이 복잡하고, 제조 비용이 많이 드는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 마그네트를 간단하게 고정하여 유도 동기기의 제조과정을 단순화하고, 비용을 저감할 수 있는 유도 동기기의 로터를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 유도 동기기의 종단면도,

도 2a는 도 1의 A-A 선의 횡단면도,

도 2b는 도 1의 B-B 선의 횡단면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 동기기의 종단면도,

도 4a는 도 3의 C-C 선의 횡단면도,

도 4b는 도 3의 D-D 선의 횡단면도,

도 5는 본 발명에 따른 유도 동기기 로터의 제조방법을 나타낸 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

2: 스테이터 코어 4: 로터 코어

8: 샤프트10: 도체

20: 마그네트30: 고정수단

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 유도 동기기의 로터는 스테이터의 중앙측에 회전 가능하게 배치되고, 중앙측에 구동력이 전달되는 샤프트가 장착되는 로터 코어와; 상기 로터 코어의 원주방향으로 외측에 배치되어 동기속도까지 유도기로 동작하는 도체와, 상기 도체에 전류를 유기할 수 있도록 상기 도체의상측과 하측에 배치되는 엔드 링과, 상기 로터 코어에 삽입되어 자력을 발생시키는 복수개의 마그네트와, 상기 마그네트가 상기 로터 코어에서 이탈되는 것을 방지하도록 상기 마그네트의 사이에 성형되는 고정수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 유도 동기기의 로터 제조방법은 로터 코어를 적층한 후 도체로 사용되는 알루미늄이 삽입되는 삽입홀을 형성하는 제1단계와; 상기 제1단계에서, 로터 코어의 적층 및 삽입홀 형성이 완료되면, 로터 코어에 복수개의 마그네트을 삽입하는 제2단계와; 상기 제2단계에서, 마그네트의 삽입이 완료되면, 도체와 상기 마그네트의 고정수단로 사용되는 알루미늄을 상기 삽입홀과 마그네트 사이의 각각에 다이 캐스팅 작업으로 삽입하는 제3단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 동기기의 종단면도이고, 도 4a는 도 3의 C-C 선의 횡단면도이며, 도 4b는 도 3의 D-D 선의 횡단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유도 동기기는 스테이터와, 이 스테이터의 중앙측에 일정 간격을 두고 회전 가능하게 배치되는 로터로 이루어진다.

상기 스테이터는 외측에 형성되는 스테이터 코어(2)와, 이 스테이터 코어(2)의 중앙측 공간부 둘레방향으로 일정 간격으로 다수개의 형성되어 스테이터 코일이 감겨지는 스테이터 슬롯(3)으로 구성된다.

상기 로터는 중앙측에 구동력이 전달되는 샤프트(8)가 장착되는 로터 코어(4)와, 상기 로터 코어(4)의 원주방향으로 외측에 배치되어 동기속도까지 유도기로 동작하는 도체(10)와, 상기 도체(10)에 전류를 유기할 수 있도록 상기 도체(10)의 상측과 하측에 배치되는 엔드 링(12)과, 상기 로터 코어(4)에 삽입되어 자력을 발생시키는 마그네트(20)와, 상기 마그네트(20)가 상기 로터 코어(4)에서 이탈되는 것을 방지하도록 상기 마그네트(20)의 사이로 성형되는 고정수단(30)으로 구성된다.

상기 로터 코어(4)에는 상기 도체(10)가 삽입될 수 있도록 원주방향으로 외측에 상기 샤프트(8)에 평행한 삽입홀(5)이 형성되고, 상기 도체(10) 및 엔드 링(12)은 알루미늄 재질로서, 상기 도체(10)는 상기 삽입홀(5)에 알루미늄이 삽입되어 다이 캐스팅 주조법에 의해 성형된다.

또한, 상기 로터 코어(4)에는 상기 마그네트(20)가 삽입될 수 있도록 반구형의 삽입홀(6)이 서로 대향되게 형성되고, 상기 마그네트(20)는 상기 삽입홀(6)에 슬라이드되어 삽입되고, 서로 일정간격을 두면서 복수개가 배치된다.

상기 고정수단(30)은 상기 도체(10) 및 엔드 링(12)의 다이 캐스팅 주조 성형시 상기 삽입홀(6)의 마그네트(20) 사이로 알루미늄이 유입되도록 하고, 일정시간 경과 후 상기 알루미늄이 굳게 되면 상기 마그네트(20)를 상기 로터 코어(4) 측에 고정시킨다.

상기한 바와 같은 유도 동기기의 로터 제조방법을 다음에서 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 로터 제조방법을 나타낸 순서도이다.

먼저, 다수개의 로터 코어(4)를 적층한 후 도체(10)로 사용되는 알루미늄이 삽입되는 삽입홀(5)을 형성한다.(S10)

여기에서, 상기 삽입홀(5)은 프레스 펀칭 작업에 의해 성형된다.

상기에서, 로터 코어(4)의 적층 및 삽입홀(5)의 형성이 완료되면, 로터 코어(4)에 마그네트(20)를 삽입한다.(S20)

상기에서, 마그네트(20)의 삽입이 완료되면, 알루미늄을 삽입홀(5)과 마그네트(20) 사이의 각각에 유입시키는 알루미늄 다이 캐스팅 주조방법을 실시한다.(S30)

상기에서, 알루미늄 다이 캐스팅이 완료되면 로터 제조가 완료된다.(S40)

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 이와 같이 이루어지는 유도 동기기는 기동시부터 동기속도까지는 도체(10)의 작용에 따라 유도 동기기의 원리로 동작하고, 동기속도에 도달된 시점에서부터는 마그네트(20)에서 발생되는 자속과 스테이터 코일의 상호 작용에 따라 릴럭턴스 토크를 발생하여 구동된다.

여기서, 상기 고정수단(30)는 알루미늄이 고화되면 상기 마그네트(20)를 상기 로터 코어(4)에 고정시켜 상기 마그네트(20)가 상기 로터 코어(4)에서 이탈되는 것을 방지하게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 유도 동기기의 로터는 마그네트의 사이에배치되는 고정수단이 마그네트를 로터 코어에 고정시키므로, 그 구조가 간단하고, 비용이 저감될 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 유도 동기기의 로터 제조방법은 로터 코어에 삽입되어 동기속도까지 유도기로 동작하는 도체를 알루미늄 다이 케스팅 작업으로 성형시, 알루미늄을 마그네트의 사이에 유입시킨 후 고화시키면, 상기 마그네트를 로터 코어에 간편하게 고정시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 스테이터의 중앙측에 회전 가능하게 배치되고, 중앙측에 구동력이 전달되는 샤프트가 장착되는 로터 코어와; 상기 로터 코어의 원주방향으로 외측에 배치되어 동기속도까지 유도기로 동작하는 도체와, 상기 도체에 전류를 유기할 수 있도록 상기 도체의 상측과 하측에 배치되는 엔드 링과, 상기 로터 코어에 삽입되어 자력을 발생시키는 복수개의 마그네트와, 상기 마그네트가 상기 로터 코어에서 이탈되는 것을 방지하도록 상기 마그네트의 사이에 성형되는 고정수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유도 동기기의 로터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 고정수단은 상기 도체가 알루미늄 다이 캐스팅 작업으로 상기 로터 코어에 삽입 성형될 때, 상기 마그네트가 삽입되도록 상기 로터 코어에 형성된 삽입홀에 상기 알루미늄이 다이 캐스팅 작업으로 유입되는 것을 특징으로 하는 유도 동기기의 로터.
3. 로터 코어를 적층한 후 도체로 사용되는 알루미늄이 삽입되는 삽입홀을 형성하는 제1단계와;

   상기 제1단계에서, 로터 코어의 적층 및 삽입홀 형성이 완료되면, 로터 코어에 복수개의 마그네트을 삽입하는 제2단계와;

   상기 제2단계에서, 마그네트의 삽입이 완료되면, 도체와 상기 마그네트의 고정수단로 사용되는 알루미늄을 상기 삽입홀과 마그네트 사이의 각각에 다이 캐스팅 작업으로 삽입하는 제3단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 유도 동기기의 로터 제조방법.