KR100900290B1 - 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터에 관한 것이며, 보다 상세하게는 손실을 최소화하여 효율을 향상시킨 모터에 관한 것이다. 아울러 본 발명은 기동토크 성능을 향상시키고 정상운전의 효율을 증가시킨 모터에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 스테이터에 구비된 코일에 전원이 공급되어 형성되는 유도 토크에 의해 로터가 기동하는 모터에 있어서, 상기 로터는, 로터 코어; 상기 로터 코어의 내측 외각에 원주 방향을 따라 복수 개 형성되어 유도 전류가 형성되는 도체바; 상기 로터 코어의 내측에 자속을 발생시키도록 구비되어 마그네틱 토크를 발생시키는 마그네트; 그리고 상기 로터 코어의 상부와 하부에 상기 마그네트와는 간섭되지 않도록 구비되되, 상기 복수 개의 도체바와 단락(短絡)을 이루는 엔드링을 포함하여 이루어지는 모터를 제공할 수 있다.

유도모터, 마그네트, 플럭스베리어, 엔드링, 압축기

Description

모터{Motor}

도 1은 종래 유도 모터의 로터와 스테이터를 도시한 단면도;

도 2는 종래 유도 모터의 로터와 스테이터 코일을 간략하게 도시한 개념도;

도 3은 본 발명에 따른 모터의 로터와 스테이터 코일 회로를 간략하게 도시한 개념도;

도 4는 도 3에 도시된 로터의 일부분에 대한 확대 단면도;

도 5a 내지 도 5c는 도 3에 도시된 플럭스 베리어의 선단 형상에 대한 실시예들을 도시한 단면도;

도 6은 본 발명에 따른 모터의 로터 코어의 분해 사시도;

도 7은 본 발명의 일 형태에 따른 모터의 최상층 단위 로터 코어의 평면도;

도 8은 본 발명에 일 형태에 따른 모터의 최하층 또는 본 발명의 다른 형태에 따른 모터의 최상층 단위 로터 코어의 평면도;

도 9는 본 발명의 일 형태에 따른 모터의 로터 상부 평면도;

도 10은 본 발명의 일 형태에 따른 모터의 로터 상부 평면도 또는 본 발명의 다른 형태에 따른 모터의 로터 하부 평면도;

도 11은 본 발명의 일 형태에 따른 모터의 상부 엔드링만을 도시한 사시도;

도 12는 본 발명의 일 형태에 따른 모터의 하부 엔드링만을 도시한 사시도 또는 본 발명의 다른 형태에 따른 모터의 상부 엔드링만을 도시한 사시도;

도 13은 본 발명에 따른 모터의 기동토크와 캐패시터 사이의 관계를 도시한 그래프;

도 14는 본 발명에 따른 모터의 부하가 큰 경우의 스테이터 코일 회로의 일부분을 간략하게 도시한 회로도;

도 15는 본 발명에 따른 모터의 부하가 작은 경우의 스테이터 코일 회로의 일부분을 간략하게 도시한 회로도이다.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

10: 스테이터 20: 로터

121: 슬롯 122: 도체바

123: 로터 코어 124, 125,126: 단위 로터 코어

130: 마그네트 140: 플럭스 베리어

150, 151: 엔드링

본 발명은 모터에 관한 것이며, 보다 상세하게는 손실을 최소화하여 효율을 향상시킨 모터에 관한 것이다. 아울러 본 발명은 기동토크 성능을 향상시키고 정상운전의 효율을 증가시킨 모터에 관한 것이다.

일반적으로 단상(single phase)용 유도 모터는 스테이터에 주 코일과 보조 코일을 서로 공간적으로 90°벗어난 곳에 권선하고, 전원 전압은 주 코일에 직접 가하고 보조 코일에는 커패시터와 스위치를 통하여 가한다. 그 이유는 주 코일만으로는 전압을 가해도 기동되지 않는 성질이 있기 때문이다. 따라서, 상기 보조 코일 등과 같은 기동 장치를 통하여 스테이터에서 로터계를 발생시켜 로터가 기동할 수 있도록 한다.

이러한 기동 장치는 그 종류에 따라 분상 기동형, 세이딩 코일형, 커패시터 기동형 또는 반발 기동형 등으로 분류된다.

이러한 기동 장치를 갖는 단상용 유도 모터의 예로 커패시터 기동형 단상 유도 모터가 도 1과 도 2에 도시되어 있다.

도 1에는 일반적인 단상 유도 모터의 스테이터와 로터가 도시되어 있으며, 도 2에는 상기 로터와 스테이터 코일의 간략한 회로가 도시되어 있다.

상기 스테이터(10)에 주 코일(12)만 권선된 경우에는 상기 스테이터(10)에서 교번자계만이 발생되어 로터(20)의 기동이 이루어지지 않는다. 따라서, 상기 스테이터에 보조 코일(14)을 권선하여 회전자계를 발생시키고, 상기 회전자계에 의해서 상기 로터가 일정한 방향으로 기동되어 회전하게 된다. 즉, 이러한 회전자계를 통하여 기동토크가 발생되는 것이다.

여기서, 상기 커패시터(15)는 상기 보조 코일(14)에 인가되는 전류의 위상을 지연시켜 주 코일(12)과의 상호 작용을 통하여 기동 토크를 발생시키게 역할을 수행한다. 일단 기동되면 부하의 변동이 없는 경우 상기 보조 코일이 전원이 인가되지 않더라도 로터는 회전을 유지한다. 따라서 기동 후 일정 회전수 이상인 경우에 상기 보조 코일에는 전원이 인가되지 않아도 된다. 그러나, 부하가 가변되는 경우에는 기동 토크가 필요하므로 상기 보조 코일은 항상 커패시터를 통해 전원이 공급됨이 바람직하다.

물론, 3상 유도 모터의 경우에는 주 코일만 스테이터에 권선되는 경우에도 회전계가 발생하기 때문에 전술한 보조 코일이 스테이터에 권선될 필요가 없다. 즉, 별도의 기동장치가 필요 없게 된다.

이러한 단상 유도 모터는 BLDC(brushless DC) 모터나 릴럭턴스 모터와 같이 인버터 구성을 필요로 하지 않고, 단상 상용 전원을 그대로 이용하여 기동이 가능하기 때문에 가격 경쟁력이 우수하다는 장점을 갖는다.

도 1과 도 2를 참조하여 일반적인 단상 유도 모터에 대해서 상세히 설명한다.

상기 스테이터(10)는, 내부가 중공이며, 내주면을 따라 소정 각도 간격으로 배치되어 반경 방향 내측으로 돌출되는 복수개의 티스(11) 및 1차 전류 인가시 N극 또는 S극의 극성을 갖도록 상기 티스(11) 각각에 권선되는 주 코일(12)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 티스(11)와 주 코일(12) 사이에는 인슐레이터(미도시)가 구비되어 상기 티스와 주 코일 사이에서 절연 기능을 수행하는 한편 주 코일이 용이하게 권선되도록 하는 기능을 수행하게 된다.

또한, 상기 스테이터(10)는 상기 주 코일(12)과 공간적으로 소정 각도를 두고 감겨 전류 인가시 회전자계를 형성하도록 하는 보조 코일(14)을 포함하여 이루 어진다. 물론, 상기 보조 코일도 인슐레이터를 통하여 티스(11)에 권선되며, 상기 주 코일(12)과 보조 코일(14)를 통틀어 스테이터 코일 또는 코일이라고 할 수 있다.

상기 코일(12, 14)은 단상 전원과 연결되며, 상기 주 코일(12)과 보조 코일(14)은 서로 병렬로 연결된다. 아울러, 상기 보조 코일에는 커페시터(15)가 직렬로 연결되어 있다. 그리고, 도시되지는 않았지만 상기 커페시터는 스위치를 통해 선택적으로 전원과 연결되어 질 수 있다.

상기 로터(20)는, 일반적으로 농형(籠形) 로터(squirrel cage rotor )가 많이 사용되며, 도 1 및 도 2에는 상기 농형 로터가 도시된 것이다.

이러한 로터(20)는 보통 중심에서 소정 반경 위치에 외주를 따라 소정 각도로 배치된 복수 개의 슬롯(21)이 형성된 강판을 적층하여 형성한다. 그리고, 상기 로터는 상기 로터 코어의 슬롯(21) 내에 삽입되는 봉 형상의 도체바(22)를 포함하며, 이러한 봉 형상의 도체바는 보통 구리 또는 알루미늄 봉이 사용된다.

그리고, 상기 농형 로터 코어의 양단부는 상기 도체바를 통한 전기적 단락을 이루기 위하여 앤드링(미도시, 도 11 내지 도 12 참조)으로 연결되며, 일반적으로 이는 알루미늄 다이캐스팅으로 형성된다. 즉, 알루미늄 다이캐스팅을 통하여 상기 도체바(22)와 앤드링이 일체로 형성되며, 상기 로터 코어의 상부와 하부에 각각 상기 앤드링이 형성된다.

한편, 상기 로터(20)는 중심부에 축공(24)이 형성된다. 상기 축공에는 상기 로터의 회전력을 외부로 전달하는 회전축(미도시)이 압입되어 상기 로터와 상기 회 전축은 일체로 회전하게 된다.

이러한, 단상 유도 모터는 코일에 전원이 인가되면 상기 도체바(22)에 유도 전류가 발생되고, 이를 통해 발생되는 유도 토크에 의해서 회전한다. 그러나 이 경우 상기 도체바(22)에서는 손실이 발생되는 데, 이를 도체바 손실이라고 한다. 따라서 이러한 도체바 손실을 통해서 일정한 크기의 모터에 있어서 모터의 효율을 향상시키는 데에는 일정한 한계가 있다. 그러므로 고효율을 만족시켜야 하는 모터로서 이러한 단상 유도 모터를 사용하지 못하는 문제가 있었다.

아울러, 상기 도체바 손실에 의한 로터(20)의 온도가 상승하고, 이러한 온도 변화에 따른 손실의 변화가 크게 발생되는 문제도 있었다. 특히, 이러한 도체바 손실은 온도가 상승할수록 더욱 커진다. 따라서 고온에서의 모터의 효율을 향상시키는 데에도 일정한 한계가 있었다.

한편, 단상 유도 모터는 그 특성상 유도 토크를 발생시키기 위해서는 항상 동기속도보다 작은 속도로 운전하여야 한다. 왜냐하면 이론상으로 단상 유도 모터에서가 동기 속도에서는 토크가 영(zero)이며, 회전 속도가 낮을수록 토크가 커지기 때문이다.

따라서, 단상 유도 모터에서는 모터의 부하, 즉 회전축에 걸리는 부하가 변동됨에 따라 회전축의 속도, 다시 말하면 모터의 속도가 변하기 때문에 부하 변동에 따른 모터의 제어가 용이하지 않은 문제가 있다.

본 발명은 전술한 단상 유도 모터의 문제점을 해결하고자 함을 목적으로 한 다.

보다 구체적으로, 본 발명은 모터의 효율을 향상시키는 것을 목적으로 하며, 특히 정상운전 시 동기속도로 운전되도록 하여 정상운전 시 효율을 극대화한 모터를 제공하고자 함을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 정상운전 시에 모터의 부하가 변하더라도 항상 동기속도로 운전되도록 하여 제어가 용이한 모터를 제공하고자 함을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 특히 고온에서 효율을 극대화한 모터를 제공하고자 함을 목적으로 한다.

아울러, 본 발명은 인버터 구성을 사용하지 않고 일반 단상 유도 모터의 기동 특성을 갖도록 하여 제조 원가를 낮출 수 있는 모터를 제공하고자 함을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 스테이터에 구비된 코일에 전원이 공급되어 형성되는 유도 토크에 의해 로터가 기동하는 모터에 있어서, 상기 로터는, 로터 코어; 상기 로터 코어의 내측 외각에 원주 방향을 따라 형성되어 유도 전류가 형성되는 도체바; 상기 로터 코어의 내측에 자속의 흐름을 방해하도록 형성되어 릴럭턴스 토크를 발생시키는 플럭스 베리어; 그리고 상기 로터 코어의 내측에 자속을 발생시키도록 구비되어 마그네틱 토크를 발생시키는 마그네트를 포함하여 이루어지는 모터를 제공한다.

여기서, 상기 로터는 상기 도체바에 의한 유도 토크에 의해 기동하되, 기동 후에는 상기 플럭스 베리어에 의한 릴럭턴스 토크와 상기 마그네트에 의한 마그네틱 토크에 의해 회전하게 된다. 그리고 상기 로터는 기동 후 상기 릴럭턴스 토크와 상기 마그네틱 토크에 의해서 동기 속도로 회전함을 특징으로 하는 모터.

즉, 본 발명에 따른 모터는 로터의 기동 시에는 일반적인 유도 모터의 기동 특성을 갖게 되며, 기동 후에는 동기 모터의 회전 특성을 갖게 된다. 아울러, 본 발명에 따른 모터는 기동 후 정상운전 시에 릴럭턴스 토크와 마그네틱 토크에 의해 동기 속도로 회전하므로 고효율을 갖게 된다.

이 경우 상기 유도 토크는 상기 스테이터에 형성되는 회전 자계와 상기 로터에 형성되는 유도 전류에 의해서 형성된다. 따라서, 상기 코일에는 반드시 3상 전원이 공급될 필요는 없다. 즉, 일반적인 단상 유도 모터에서와 같이 단상 전원이 공급될 수도 있다.

한편, 상기 코일에 단상 전원이 공급되는 경우에, 상기 코일은 기동을 위하여 주 권선과 보조 권선을 포함하여 이루어짐이 바람직하다. 물론, 이러한 기동 특성을 위한 구성은 다양하게 변형될 수 있으나 본 발명에서는 편의상 커패시터 기동 타입의 유도 모터에 한정하여 설명한다.

한편, 커패시터 기동 타입의 유도 모터를 본 발명에 적용하는 경우에는, 상기 주 권선과 보조 권선은 단상 전원에 서로 병렬로 연결된다. 그리고 커패시터는 상기 보조 권선에 직렬로 연결된다.

상기 플럭스 베리어는 상기 로터에 적어도 2 이상의 짝수 극을 형성하도록 배열됨이 바람직하다. 이러한 플럭스 베리어를 통해서, 상기 로터에는, 상기 로터 의 중심에서 반경 방향으로 형성되되 상기 플럭스 베리어에 의해서 자속의 흐름이 방해되는 q 축; 그리고 상기 로터의 중심에서 반경 방향으로 형성되되 자속의 흐름이 방해되지 않는 d 축이 형성된다.

여기서, 상기 로터에는 2극이 형성될 수 있는데, 이 경우 상기 q축과 상기 d측은 공간적으로 서로 직교된다. 그리고 상기 플럭스 베리어는 상기 q 축에 대하여 대칭되도록 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 플럭스 베리어는 중심에서 양단으로 갈 수록 상기 로터의 중심을 기준으로 상기 q 축과 직교되는 축과의 간격이 멀어지거나 가까워지도록 형성됨이 바람직하다. 이는 전체 스테이터 코어에서 상기 플럭스 베리어가 차지하는 비율을 더 크게 하여 릴럭턴스 토크를 더욱 증가시키기 위함이다. 아울러, 같은 맥락에서 상기 각 극을 형성하는 플럭스 베리어는 적어도 2 층 이상으로 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 각 층을 형성하는 플럭스 베리어는 연속적으로 형성될 수 있고,상기 로터의 내측에 형성된 플럭스 베리어의 길이가 외측에 형성된 플럭스 베리어의 길이에 비하여 더 길게 형성될 수 있다.

한편, 상기 마그네트는 상기 플럭스 베리어의 일부분에 삽입될 수 있고, 상기 마그네트는 상기 플럭스 베리어의 길이 방향으로 적어도 2 개 이상이 구비될 수 있다. 물론, 상기 마그네트는 상기 로터의 길이 방향으로 적어도 2 개 이상이 구비될 수도 있다. 이 경우, 상기 마그네트는 동일한 형상의 단위 마그네트들로 이루어짐이 바람직하다.

그리고, 상기 플럭스 베리어에는 상기 마그네트가 삽입되는 위치를 결정하기 위하여 단차부가 형성됨이 바람직하다.

한편, 상기 각 층에 삽입된 마그네트들의 양측 선단들이 이루는 선은 상기 q축과 평행함이 바람직하다. 즉, 이러한 마그네트 선단들의 배치에 의해서 상기 q 축을 기준으로 가장 큰 자속이 형성되며, 아울러 상기 마그네트들이 형성하는 자속들을 합한 자속 형태가 정현파 형상이 아닌 구형파 형상으로 형성시킬 수 있다.

이러한, 마그네트들의 배치는 q 축을 기준으로 더욱 큰 형태의 마그네틱 토크를 발생시키는 것을 가능하게 하고, 후술하는 바와 같이 엔드링의 폭을 증가시킬 수 있도록 하여 엔드링에서의 손실을 감소시키는 것을 가능하게 한다.

또한, 상기 도체바 중, 상기 플럭스 베리어 중 최외각에 구비되는 플러스 베리어의 양 끝단과 상기 로터의 중심이 이루는 각도 내에 구비되는 도체바의 반경 방향 폭은 다른 도체바의 반경 방향 폭 보다 작은 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 도체바의 반경 방향 폭이 클 수록 그 부분에서 자속이 흐를 수 있는 부분이 적게 되며, 이 때문에 자속 포화 발생이 조기에 이루어져 릴럭턴스 토크가 작아지기 때문이다.

그리고, 상기 플럭스 베리어와 상기 도체바 사이를 통하여 자속이 누설됨을 최소화하기 위하여 상기 플럭스 베리어의 끝단은 상기 도체바와 근접하여 마주 보도록 형성됨이 바람직하다. 아울러, 상기 플럭스 베리어의 끝단의 폭은 다른 부분에서의 폭 보다는 작도록 형성됨이 바람직하다. 왜냐하면, 알루미늄 다이캐스팅을 통하여 도체바와 앤드링을 형성할 때, 알루미늄 용융물이 압력에 의해 상기 플럭스 베리어로 유입될 수 있기 때문이다.

한편, 전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 스테이터에 구비된 코일에 전원이 공급되어 형성되는 유도 토크에 의해 로터가 기동하는 모터에 있어서, 상기 로터는, 로터 코어; 상기 로터 코어의 내측 외각에 원주 방향을 따라 복수 개 형성되어 유도 전류가 형성되는 도체바; 상기 로터 코어의 내측에 자속을 발생시키도록 구비되어 마그네틱 토크를 발생시키는 마그네트; 그리고 상기 로터 코어의 상부와 하부에 상기 마그네트와는 간섭되지 않도록 구비되되, 상기 복수 개의 도체바와 단락(短絡)을 이루는 엔드링을 포함하여 이루어지는 모터를 제공한다.

아울러, 본 발명은 스테이터에 구비된 코일에 전원이 공급되어 형성되는 유도 토크에 의해 로터가 기동하는 모터에 있어서, 상기 로터는, 로터 코어; 상기 로터 코어의 내측 외각에 원주 방향을 따라 복수 개 형성되어 유도 전류가 형성되는 도체바; 상기 로터 코어의 내측에 자속의 흐름을 방해하도록 형성되어 릴럭턴스 토크를 발생시키는 플럭스 베리어; 그리고 상기 로터 코어의 상부와 하부에 상기 플럭스 베리어와는 간섭되지 않도록 구비되되, 상기 복수 개의 도체바와 단락(短絡)을 이루는 엔드링을 포함하여 이루어지는 모터를 제공한다.

즉, 본 발명에 따른 모터에서는 플럭스 베리어와 마그네트 중 어느 하나만을 가질 수 있으며, 둘 다 가질 수 있다. 그러나 어느 경우나 엔드링은 상기 플럭스 베리어 및/또는 마그네트와는 간섭되지 않도록 구비됨이 바람직하다.

이하에서는 도 3 내지 15를 참조하여 본 발명에 따른 모터에 대해서 상세히 설명한다. 아울러, 설명의 편의상 로터가 스테이터 내측에 회전 가능한 이 너(inner) 타입 모터를 예로 든다. 그러나, 본 발명에 따른 모터는 반드시 이너 타입 모터에 한정되지는 않는다.

본 발명에 따른 모터는 유도 토크에 의해 로터가 기동하는 모터이므로, 종래의 일반적인 유도 모터의 구성을 동일하게 가질 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 유도 모터의 구성으로서 로터(130)에 형성되는 슬롯(121)과 도체바(122), 그리고 모터의 회전을 위한 스테이터 코일(112, 114, 이하 '코일'이라 함)과 커패시터(115) 등이 포함될 수 있다. 따라서, 중복되는 구성에 대하여는 상세한 설명을 생략한다.

한편, 본 발명에 따른 모터는 로터 코어의 내측에 자속의 흐름을 방해하도록 형성되어 릴럭턴스 토크를 발생시키는 플럭스 베리어(140)(flux barrier, 자속 장벽)를 포함하여 이루어질 수 있다. 아울러 본 발명에 따른 모터는 로터 코어의 내측에 자속을 발생시키도록 구비되어 마그네틱 토크를 발생시키는 마그네트(130)를 포함하여 이루어질 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면 기동 시에는 유도 모터의 특성에 따라 기동되며, 정상운전시에는 동기 모터의 특성에 따라 운전되는 모터를 제공하는 것이 가능하다. 다시 말하면, 기동 후에는 상기 릴럭턴스 토크와 상기 마그네틱 토크에 의해서 회전자가 동기 속도로 회전하도록 할 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따르면 일반적인 동기 모터와는 달리 기동을 위한 인버터 등의 복잡하고 비용이 높은 구성들을 필요로 하지 않게 된다.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 모터에서 릴럭턴스 토크와 마그네틱 토크가 발생되는 원리에 대하여 상세히 설명한다.

먼저, 릴럭턴스 토크에 대해서 상세히 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이 q 축을 따라서 플럭스 베리어가 형성된다. 여기서, 상기 플럭스 베리어는 자성체인 로터 코어(123) 중에서 일부분이 제거되어 형성된다. 즉, 상기 플럭스 베리어를 통해서 공기층이 형성되는 것이 가능하며, 아울러 비자성체 물질 예를 들어 수지물들이 충진될 수도 있다.

여기서, 코일에 전류가 인가되어 자극이 형성될 때, 자속은 상기 로터에도 형성된다. 그러나, 상기 플럭스 베리어(140)가 형성된 q 축을 따라서는 상기 플럭스 베리어로 인하여 릴럭턴스가 매우 높게 형성된다. 반대로, 이 경우 플럭스 베리어(140)가 형성되지 않은 d 축을 따라서는 릴럭턴스가 매우 작게 형성된다.

따라서, 로터는 이러한 q 축과 d 축 방향으로의 릴럭턴스 차이를 최소화하는 방향으로 회전하게 되며, 이러한 회전을 일으키는 것을 릴럭턴스 토크라고 한다. 아울러, 이러한 릴럭턴스의 차이가 커질수록 더 큰 릴럭턴스 토크를 얻을 수 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 모터에 있어서 마그네트(130)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 코일에 전류가 인가되어 N극의 자극이 형성된다면, 상기 마그네트는 S극이 되도록 착자될 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 로터의 위치에서는 스테이터로 인한 자속과 마그네트로 인한 자속의 상쇄로 인해서 q 축 방향의 릴럭턴스는 더욱 작게 된다. 따라서, 마그네트가 없는 경우보다는 q 축 방향과 d 축 방향으로의 릴럭턴스 차이를 더욱 크게 할 수 있다. 그러므로 마그네트가 없는 경우보다는 더욱 큰 릴럭턴스 토크를 얻는 것이 가능하다.

또한, 상기 마그네트는 그 자체로 스테이터와의 상호 작용에 의해서 마그네틱 토크를 발생시킨다. 즉, 코일에 전류가 흘러 자극이 형성되고, 로터의 위치에 따른 마그네트의 위치로 인해서 스테이터의 자극과 마그네트의 자극과의 상호 작용에 의해 마그네틱 토크가 발생되는 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 모터는 기동 후, 릴럭턴스 토크와 마그네틱 토크에 의해서 동기 회전하므로 정상상태의 운전에서 매우 높은 효율을 얻을 수 있다. 이는 모터의 크기가 동일하고 인가되는 전류의 세기가 동일한 경우에 본 발명에 따른 모터에서 일반적인 유도 모터에 비하여 매우 높은 효율을 얻을 수 있음을 의미한다.

이하에서는, 도 3 내지 5를 참조하여 본 발명에 따른 모터의 로터 구성에 대해서 상세히 설명한다.

먼저, 상기 로터(120)은 기본을 이루는 로터 코어(123), 상기 로터, 보다 구체적으로는 로터 코어(123)에 형성되는 플럭스 베리어(140)를 포함하여 이루어진다.

상기 플럭스 베리어(140)를 통하여 상기 로터의 중심에서 반경 방향으로 형성되어 자속의 흐름이 방해되는 q 축이 형성된다. 그리고 상기 로터의 중심에서 반경 방향으로 형성되어 자속의 흐름이 방해되지 않는 d 축이 형성된다.

여기서, 상기 플럭스 베리어는 상기 로터의 원주 방향을 따라 적어도 2 이상의 짝수 극을 형성하도록 배열될 수 있으며, 도 3에는 이러한 형태가 도시되어 있다. 즉, 상기 플럭스 베리어가 2 극을 형성하도록 배열되는 경우에는 도 3에 도시 된 바와 같이 q 축과 d 축은 공간적으로 서로 직교 된다. 그리고, 상기 플럭스 베리어가 4 극을 형성하도록 배열되는 경우에는 도시되지는 않았지만 q 축과 d 축은 공간적으로 45도 각도를 이루게 된다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 플럭스 베리어(140)은 q 축에 대해서 대칭되도록 형성됨이 바람직하다. 이는 릴럭턴스 토크가 상기 q 축에 대해서 대칭되도록 하여 릴럭턴스 토크의 편차로 인한 소음 내지는 진동을 방지하기 위함이다.

그리고, 상기 플럭스 베리어(140)는 적어도 2층 이상으로 형성됨이 바람직하다. 즉, 도 3에 도시된 로터의 상반면과 하반면 각각에는 적어도 2층 이상의 플럭스 베리어가 형성됨이 바람직하다. 이는 q 축 방향으로 로터 코어(123) 중 플럭스 베리어(140)가 차지하는 비율을 높여 q 축 방향으로의 릴럭턴스를 더욱 높이기 위함이다.

또한, 마찬가지 이유로 상기 플럭스 베리어(140)는 중심에서 양단으로 갈 수록 상기 로터(120)의 중심을 기준으로 상기 q 축과 직교되는 축과의 간격이 멀어지거나 가까워지도록 형성됨이 바람직하다. 다시 말하면, 도 3에 도시된 바와 같이 플럭스 베리어(140)가 d 축과 평행하도록 형성되지 않고, d 축을 기준으로 위로 볼록하거나 아래로 볼록하도록 형성됨이 바람직하다. 이러한 플럭스 베리어 형상은 각진 형태로 형성될 수도 있으며, 원호 형태로 형성될 수 있다.

아울러, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 플럭스 베리어들 중 로터의 중심부, 즉 더욱 내측에 형성된 플럭스 베리어(140)일 수록 그 길이가 더 긴 것이 바람직하다. 이는 q 축 방향으로의 릴럭턴스를 더욱 크게 하기 위함이다.

또한, 상기 플럭스 베리어(140) 중 최외각에 구비되는 플러스 베리어의 양 끝단과 상기 로터의 중심이 이루는 각도(α) 내에 구비되는 도체바(122)의 반경 방향 폭은 다른 도체바의 반경 방향 폭 보다 작은 것이 바람직하다.

왜냐하면, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 각도(α) 내에 구비되는 도체바(122)의 반경 방향 폭을 키우게 되면, 상기 도체바(122)와 플럭스 베리어(140) 사이의 간격은 매우 좁아진다. 따라서 d 축 방향으로의 자속 포화로 인하여 누설 자속이 발생될 우려가 높아진다. 즉, 이러한 간격을 충분히 확보하도록 상기 각도(α) 내에 구비되는 도체바(122)의 반경 방향 폭을 줄이는 것이 바람직하다.

한편, 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이 플럭스 베리어(140)의 끝단은 상기 슬롯(121)에 근접하여 마주보도록 형성됨이 바람직하다. 즉, 상기 플럭스 베리어(140)의 끝단과 상기 슬롯(121) 사이의 간격은 최소화함이 바람직하다. 왜냐하면 d 축을 따라 형성되는 자속이 상기 간격을 통하여 누설되는 것을 최소화하기 위함이다. 즉, 상기 간격을 통하여 자속이 누설된다면 결국 q 축과 d 축 방향으로의 릴럭턴스 차이는 그만큼 줄어들기 때문이다.

그러나, 상기 플럭스 베리어(140)의 끝단과 상기 슬롯(121) 사이의 간격, 다시 말하면 상기 플럭스 베리어(140)의 끝단과 상기 슬롯(121)에 형성되는 도체바(122) 사이에 형성되는 간격을 줄이는 데에는 일정한 한계가 있다. 왜냐하면 상기 슬롯(121)에 알루미늄 다이캐스팅 등을 통하여 도체바(122)를 형성할 때, 상기 간격 부분이 압력에 의해 터져버려 알루미늄 용융물이 상기 플럭스 베리어(140)로 유입될 우려가 있기 때문이다.

따라서, 이러한 우려를 줄이고 상기 간격을 더욱 줄이기 위해서 상기 플럭스 베리어(140)의 끝단의 폭은 다른 부분에서의 폭 보다는 작도록 형성됨이 바람직하다. 이러한 형태의 실시예들이 도 5a 내지 도 5c에 도시되어 있다.

즉, 이러한 실시예들을 통해서 상기 플럭스 베리어(140)이 상기 슬롯(121)과 마주보는 길이를 최소화할 수 있으며, 따라서 압력에 의해 터질 수 있는 부위를 최소화하여 그만큼 상기 간격을 줄일 수 있는 효과가 있다.

한편, 본 발명에 따른 모터는 로터 코어의 내측에 자속을 발생시키도록 구비되어 마그네틱 토크를 발생시키는 마그네트(130)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 마그네트(130)는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 상기 플럭스 베리어(140)의 일부분에 삽입될 수 있다. 물론, 각 층의 플럭스 베리어(140) 모두에 마그네트(130)이 삽입될 수 있고, 특정 층의 플럭스 베리어(140)에는 마그네트(130)이 삽입되지 않을 수 있다.

한편, 상기 플럭스 베리어(140)는 길이 방향으로 연속되게 형성됨이 바람직한데, 상기 마그네트(130)는 하나의 연속된 플럭스 베리어에 플럭스 베리어의 길이 방향으로 적어도 2개 이상 구비됨이 바람직하다. 이는 플럭스 베리어의 형상에 맞는 단일의 마그네트를 형성하는 데에는 많은 어려움이 있고, 복수 개의 마그네트를 통해 마그네트 자체에서 발생되는 누설자속을 최소화할 수 있기 때문이다.

같은 이유로, 상기 마그네트는 상기 로터(120)의 길이 방향, 다시 말하면 로터의 높이 방향으로 적어도 2 개 이상이 구비됨이 바람직하다.

이러한 특징들로 인하여 상기 마그네트(130)는 동일한 형상의 단위 마그네 트, 예를 들어 막대 형상의 단위 마그네트들로 형성하는 것이 가능하다. 따라서 마그네트 형성 비용을 줄이고, 부품 개수를 최소화하여 제조가 용이한 장점이 있다.

그리고, 상기 플럭스 베리어(140)에 마그네트(130)가 삽입되는 위치를 결정하기 위하여 상기 플럭스 베리어에는 일정한 자리부가 형성됨이 바람직하다. 즉, 플럭스 베리어(140)에 도 5b와 도 7에 도시된 바와 같이 단차부(141)를 형성하여 마그네트(130)의 삽입위치가 결정되도록 할 수 있다. 이러한 자리부는 마그네트가 유동되는 것을 방지하는 기능 또한 수행할 것이다.

이하에서는 도 6 내지 도 12를 참조하여 본 발명에 따른 모터의 제조방법, 특히 로터의 제조방법에 대해서 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 모터의 일 형태에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이 로터 코어(123)는 세 개의 다른 형태의 단위 로터 코어(124, 125, 126)로 이루어질 수 있다. 물론, 이 형태에서의 모터는 도 6에 도시된 상태로 위치되는 경우, 다시 말하면 직입 구동 모터에 바람직할 것이다.

즉, 로터 코어(123)는 타발되어 형성되는 단위 로터 코어들을 적층하여 형성하는데, 이러한 단위 코어들이 세 개의 형태로 이루어질 수 있다.

먼저, 로터 코어(123)의 중간 부분들을 이루는 단위 코어(125)는 전술한 바와 같이, 도체바 형성을 위한 슬롯(121), 회전축과 결합되기 위한 축공(128), 플럭스 베리어(140)가 모두 형성될 수 있다.

그리고, 도 6과 도8에 도시된 바와 같이 로터 코어(123)의 최하부를 이루는 단위 코어(126)는 축공(128)과 슬롯(121)만 형성될 수 있다. 즉, 상기 단위 코 어(126)에는 플럭스 베리어가 형성되지 않는다. 따라서, 단위 코어들(124, 125)의 플럭스 베리어(140)의 일부분에 마그네트가 삽입된다고 하더라도 상기 단위 코어(126) 때문에 마그네트가 빠지는 것이 방지된다.

한편, 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이 로터 코어(123)의 최상부를 이루는 단위 코어(124)는 축공(128)과 슬롯(121)과 플럭스 베리어(140)가 형성된다. 그러나 이 경우 플럭스 베리어(140)는 마그네트가 삽입되기 위한 최소한만 형성됨이 바람직하다. 이는 후술하는 앤드링과의 관계 때문이다.

따라서, 도 6에 도시된 형태로 로터 코어를 적층하고, 알루미늄 다이캐스팅을 통하여 앤드링을 형성한 후에도 마그네트를 플럭스 베리어에 삽입하는 것이 가능하다. 아울러, 별도로 마그네트의 비산을 방지하는 구성이 없어도 도 6에 도시된 형태로 모터가 위치된다면 로터 코어 내부와 마그네트들 간의 상호 작용으로 마그네트가 비산되지 않는다.

이러한 형태의 로터 코어의 평면도와 저면도가 도 9와 도 10에 각각 도시되어 있다. 즉, 이러한 형태의 로터 코어에 따르면 적어도 로터 코어의 하부에 형성되는 엔드링(151)은 도 12에 도시된 바와 같이 일반적인 형태의 환형 엔드링을 형성하는 것이 가능하다.

다시 말하면, 본 형태의 로터는 엔드링을 형성한 후 마그네트를 삽입하는 형태의 로터라고 요약할 수 있다.

이러한 일반적인 환형 엔드링은 상기 로터 코어(123)의 상면이나 하면에 축공(128)을 제외한 부분을 모두 덮도록 형성될 수 있다. 이러한 엔드링의 높이와 폭 방향 두께는 커질 수록 엔드링을 통한 손실을 최소화할 수 있다. 즉, 도체바의 손실과 마찬가지로 엔드링에서 발생되는 손실을 최소화할 수 있다.

그러나, 엔드링의 높이를 키우는 것은 모터의 크기가 커지는 문제로 인하여 일정한 한계가 있다. 따라서, 엔드링으로 인한 손실을 최소화하기 위해서 엔드링의 폭 방향 두께를 키우는 것이 더욱 바람직하다.

한편, 도 6에 도시된 최상부 단위 코어(124)는 도 8에 도시된 최하부 단위 코어(126)로 대체될 수 있다. 즉, 최상부 단위 코어와 최하부 단위 코어가 도 8에 도시된 단위 코어(126)로 형성될 수 있다. 이러한 형태가 본 발명에 따른 모터의 다른 형태라고 할 수 있다.

이러한 형태의 경우, 먼저 최하부 단위 코어(126)과 중간 단위 코어(125)를 적층한 후 마그네트를 플럭스 베리어에 삽입한다. 그리고 최상부 단위 코어(이 경우에는 최하부 단위 코어와 동일)를 적층한다. 그리고 알루미늄 다이캐스팅 등을 통하여 도체바와 엔드링을 형성하게 된다.

이러한 형태의 로터 코어의 저면도가 도 10에 도시되어 있다. 즉, 이러한 형태의 로터 코어에 따르면 로터 코어의 상부와 하부에 형성되는 엔드링(151)은 도 9에 도시된 바와 같이 일반적인 형태의 환형 엔드링을 형성하는 것이 가능하다.

다시 말하면, 본 형태의 로터는 마그네트를 삽입한 후 엔드링을 형성하는 형태의 로터라고 요약할 수 있다. 따라서 본 형태의 로터를 포함하는 모터는 직입 구동이 아니더라도 최상부와 최하부의 단위 코어로 인해 마그네트가 비산되는 것이 방지된다.

한편, 전술한 모터의 형태에 있어서 어느 경우나 본 발명에 따른 모터는 상기 마그네트와는 간섭되지 않도록 구비되되, 상기 복수 개의 도체바(122)와 단락을 이루는 엔드링을 포함하여 이루어진다. 물론, 상기 엔드링은 상기 플럭스 베리어(140)와도 간섭되지 않도록 구비된다.

즉, 전술한 모터의 다른 형태에 있어서, 로터 코어의 최상부와 최하부에는 플럭스 베리어(140)가 형성되지 않는다. 따라서 엔드링은 상기 플럭스 베리어(140)와 간섭되지 않는다. 그러므로, 상기 엔드링은 모두 일반적인 형태의 엔드링(151)으로 형성될 수 있고, 따라서 엔드링으로 인한 손실을 최소화하는 것이 가능하다.

그러나, 전술한 모터의 일 형태에 있어서, 먼저 로터 코어의 형성 후 엔드링(150)이 형성된다. 그리고, 마그네트가 플럭스 베리어로 삽입된다. 따라서 상기 엔드링(150)은 마그네트와 간섭되지 않아야 한다. 즉, 마그네트를 삽입할 수 있는 공간이 확보되도록 엔드링(150)이 형성되어야 한다.

여기서, 전술한 바와 같이 엔드링(150)으로 인한 손실을 최소화하기 위하여 엔드링(150)의 반경 방향 폭은 커질 수록 바람직하다. 따라서, 이 경우에서는 최상부 단위 코어(124)에는 마그네트가 삽입될 수 있는 최소한의 플럭스 베리어(140)만 형성됨이 바람직하다.

따라서, 이 경우 도 9와 도 11에 도시된 바와 같은 형태의 엔드링(150)을 형성하는 것이 가능하다. 즉, 특히 d 축 방향으로의 폭을 높여 엔드링(150)으로 인한 손실을 최소화하는 것이 가능하다. 아울러 q 축 방향으로의 폭도 넓히는 것이 바람직하므로, 플럭스 베리어(140)들은 도 9에 도시된 바와 같이 로터 중심부를 향하여 수렴하도록 형성됨이 더욱 바람직할 것이다. 그리고 상기 d 축 방향으로 형성되는 엔드링은 상기 q 축과 평행하도록 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 q 축 방향으로 형성되는 엔드링은 인접하는 플럭스 베리어와 평행하도록 형성됨이 바람직하다.

그러므로 본 형태에서의 엔드링(150)은 상기 로터 코어(123)의 원주 방향을 따라 반경 방향의 폭이 가변되는 환형 형상으로 형성되게 된다. 아울러, 그 폭은 q 축 방향으로의 폭이 d 축 방향으로의 폭 보다 커지게 된다.

이하에서는 도 13 내지 도 15를 참조하여 본 발명에 따른 모터의 운전에 대해서 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 모터는 기본적으로 부하가 가변되는 형태의 팬 모터, 압축기, 가전제품 등에 적용될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 로터리 압축기에 적용되는 모터를 예로 들어 설명한다.

일반적으로 로터리 압축기에는 단상 유도모터가 많이 사용된다. 따라서, 이러한 압축기는 전술한 단상 유도모터의 특성에 의해서 효율이 낮은 문제점이 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 모터를 로터리 압축기 등에 적용한다면 매우 높은 효율을 얻는 것이 가능하다.

한편, 최근에는 하나의 로터리 압축기가 용량이 가변되어 운전될 수 있는 용량가변형 압축기가 많이 사용되어 지고 있다.

일례로, 하나의 실린더 내에 압축되는 냉매의 양을 달리 하여 용량을 가변하는 압축기가 있을 수 있으며, 대한민국 공개특허공보 10-2006-0120387에 개시된 바 와 같이 복수 개의 실린더에서 선택적으로 냉매가 압축되도록 하여 용량을 가변하는 압축기가 있을 수 있다.

여기서, 압축기의 용량이 가변된다는 것은 냉매의 압축을 위한 모터의 부하가 가변된다는 것을 의미한다. 따라서, 용량 가변형 압축기에 있어서 일반 유도모터를 적용하는 것보다 본 발명에 따른 모터를 적용하는 것은 매우 높은 효율을 얻는 것이 가능하다.

왜냐하면 본 발명에 따른 모터는 정상운전시에는 동기 속도로 운전되며, 부하가 가변되더라도 항상 동기 속도로 운전되기 때문에 정상운전시의 모터 효율을 상당히 개선할 수 있기 때문이다. 아울러, 온도가 높아지더라도 릴럭턴스 토크와 마그네틱 토크로 인하여 운전되므로, 온도 상승에 따른 손실도 최소화할 수 있기 때문이다.

도 13에는 기동토크와 커패시터와의 관계가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 커페시터 값이 커질 수록 기동토크는 더욱 커진다. 한편, 모터가 기동을 시작하기 위해서는 상기 기동토크가 일정값 이상이어야 한다. 즉, 초기 모터의 부하를 이길 수 있을 정도의 기동토크가 필요하게 된다. 따라서, 초기 모터의 부하가 커진다면 이를 이기고 기동할 수 있도록 필요한 기동토크의 크기도 더욱 커져야 한다.

한편, 도 3에는 하나의 커패시터만 구비된 형태의 코일 회로가 도시되어 있다. 이 경우 모터의 부하가 가변되더라도 이를 충분히 이기고 기동할 수 있도록 커패시터 값은 커져야 한다. 그러나, 모터의 부하가 작은 경우 큰 값의 커패시터를 사용한다고 하면 그만큼 손실이 발생되게 된다. 따라서, 모터의 부하가 가변됨에 따라 커패시터의 값이 가변되도록 함이 바람직하다.

이를 위하여, 본 발명에 따른 모터는 도 14와 도 15에 도시된 바와 같이 서로 병렬로 연결된 커패시터를 포함하여 이루어질 수 있다.

즉, 코일은 단상 전원과 연결된 주 권선과 상기 주 권선과 병렬로 상기 단상 전원과 연결된 보조 권선을 포함하여 이루어진다. 그리고 서로 병렬로 연결된 커패시터가 상기 보조 권선에 직렬로 연결된다. 다시 말하면, 도 14와 도 15에 도시된 회로가 도 3에 도시된 커패시터를 대체하도록 구성되는 것이다.

여기서, 서로 병렬로 연결된 커패시터들의 값은 스위치(S)가 온 되었을 경우에는 두 개의 커패시터 값의 합이다. 따라서 스위치가 온 되었을 경우에는 큰 커패시터 값을 갖게 되어 기동토크를 더욱 크게 할 수 있다. 반대로 스위치가 오프 되었을 경우에는 하나의 커패시터 값만 갖게 되므로 기동토크는 상대적으로 작을 수 밖에 없다.

따라서, 상기 스위치는 모터의 부하 변동에 따라 선택적으로 온/오프를 수행하되, 부하가 큰 경우에는 온 되고 부하가 작은 경우에는 오프 됨이 바람직하다.

예를 들어, 압축기의 용량을 큰 경우와 작은 경우 둘로 나눌 수 있는 경우에는, 도 14에 도시된 형태가 압축기의 용량이 큰 경우 운전되는 형태이며, 도 15에 도시된 형태가 압축기의 용량이 작은 경우 운전되는 형태이다. 따라서, 압축기의 운전 용량이 작은 경우에 굳이 큰 커패시터를 사용하지 않으므로 효율을 높이는 것이 가능하다.

한편, 모터의 최초 기동 시, 다시 말하면 압축기의 최초 기동 시 압축기의 용량이 기설정될 수 있다. 즉, 큰 용량으로 운전되도록 설정될 수도 있고 작은 용량으로 운전되도록 설정될 수 있다.

그리고, 상기 모터는 빨리 기동하여 정상상태로 운전되도록 함이 바람직하다. 따라서, 초기 기동을 빨리함과 동시에 기동특성을 더욱 좋게 하기 위하여 상기 모터의 초기 기동시에는 상기 스위치는 항상 온되도록 함이 바람직하다. 즉, 설정된 용량과는 관계없이 상기 스위치가 항상 온되도록 함이 바람직하다.

즉, 초기 압축기가 작은 용량으로 운전되도록 설정되었다 하더라도 스위치가 온된 상태로 운전을 시작하고, 소정 시간이 경과되거나 소정 조건이 만족되면 상기 스위치가 오프되도록 함이 바람직하다. 반대로 초기 압축기가 큰 용량으로 운전되도록 설정되었다면 상기 스위치가 온된 상태로 운전을 시작하고, 운전 조건이 변경되지 않는 한 상기 스위치는 온 상태를 유지할 것이다.

그리고, 정상 운전시 용량이 가변됨에 따라 상기 스위치는 선택적으로 온/오프 될 수 있을 것이다.

본 발명에 따르면 효율을 향상시킬 수 있는 모터를 제공할 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명에 따르면 특히 정상운전 시 동기속도로 운전되도록 하여 정상운전 시 효율을 극대화한 모터를 제공할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따르면 정상운전 시에 모터의 부하가 변하더라도 항상 동기속도로 운전되도록 하여 제어가 용이한 모터를 제공할 수 있고, 특히 고온에서 효율을 극대화한 모터를 제공할 수 있다.

아울러, 본 발명에 따르면 인버터 구성을 사용하지 않고 일반 단상 유도 모터의 기동 특성을 갖도록 하여 제조 원가를 낮출 수 있는 모터를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 모터에 따르면 초기 부하에 관계없이 기동특성을 높여 보다 빨리 정상운전을 할 수 있는 모터를 제공할 수 있으며, 아울러 정상운전시에 커패시터를 가변시킬 수 있어 정상운전 시 효율이 매우 높은 모터를 제공할 수 있다.

Claims (26)

1. 스테이터에 구비된 코일에 전원이 공급되어 형성되는 유도 토크에 의해 로터가 기동하는 모터에 있어서,

   상기 로터는,

   다수의 단위 코어가 적층되어 구비되는 로터 코어;

   상기 로터 코어의 내측 외각에 원주 방향을 따라 복수 개 형성되어 유도 전류가 형성되는 도체바;

   상기 로터 코어의 내측에 자속을 발생시키도록 구비되어 마그네틱 토크를 발생시키는 마그네트;

   상기 로터 코어의 상부와 하부에 상기 마그네트와는 간섭되지 않도록 구비되되, 상기 복수 개의 도체바와 단락(短絡)을 이루는 엔드링; 그리고

   다수의 단위 코어 중 적어도 하나에 구비되어 상기 마그네트가 로터 코어의 내측에 삽입되는 위치를 결정하고, 삽입된 마그네트를 도정하는 단차부;를 포함하여 이루어지는 모터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 로터 코어의 내측에 자속의 흐름을 방해하도록 형성되어 릴럭턴스 토크를 발생시키는 플럭스 베리어를 포함하여 이루어지는 모터.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 엔드링은 상기 플럭스 베리어와 간섭되지 않도록 구비됨을 특징으로 하 는 모터.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 플럭스 베리어는 상기 로터에 적어도 2 이상의 짝수 극을 형성하도록 배열됨을 특징으로 하는 모터.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 로터에는,

   상기 로터의 중심에서 반경 방향으로 형성되되 상기 플럭스 베리어에 의해서 자속의 흐름이 방해되는 q 축; 그리고

   상기 로터의 중심에서 반경 방향으로 형성되되 자속의 흐름이 방해되지 않는 d 축이 형성됨을 특징으로 하는 모터.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 로터에는 2극이 형성되어 상기 q축과 상기 d측은 공간적으로 서로 직교됨을 특징으로 하는 모터.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 플럭스 베리어는 상기 q 축에 대하여 대칭되도록 형성됨을 특징으로 하는 모터.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 플럭스 베리어는 상기 q 축을 중심으로 절곡되어 구비되는 것을 특징으로 하는 모터.
9. 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 각 극을 형성하는 플럭스 베리어는 적어도 2 층 이상으로 형성됨을 특징으로 하는 모터.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 각 층을 형성하는 플럭스 베리어는 연속적으로 형성됨을 특징으로 하는 모터.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 로터의 내측에 형성된 플럭스 베리어의 길이가 외측에 형성된 플럭스 베리어의 길이에 비하여 더 긴 것을 특징으로 하는 모터.
12. 제 2 항에 있어서,

    상기 마그네트는 상기 플럭스 베리어의 일부분에 삽입됨을 특징으로 하는 모 터.
13. 삭제
14. 제 12 항에 있어서,

    상기 단위 로터 코어 중 최하단부와 최상단부의 단위 로터 코어에는 상기 플럭스 베리어가 형성되지 않음을 특징으로 하는 모터.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 로터 코어의 상부와 하부에 구비되는 엔드링은 상기 로터 코어의 원주 방향을 따라 반경 방향의 폭이 일정한 환형 형상으로 형성됨을 특징으로 하는 모터.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 엔드링은 상기 로터 코어의 상부와 하부를 모두 덮고, 회전축이 관통할 수 있도록 구비되는 것을 특징으로 하는 모터.
17. 제 12 항에 있어서,

    상기 단위 로터 코어 중 최하단부의 단위 로터 코어에는 상기 플럭스 베리어가 형성되지 않고,

    상기 단위 로터 코어 중 최상단부의 단위 로터 코어에는 상기 마그네트가 삽입될 수 있는 최소한의 플럭스 베리어만 형성됨을 특징으로 하는 모터.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 로터 코어의 상부에 구비되는 엔드링은 상기 로터 코어의 원주 방향을 따라 반경 방향의 폭이 가변되는 환형 형상으로 형성됨을 특징으로 하는 모터.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 로터에는,

    상기 로터의 중심에서 반경 방향으로 형성되되 상기 플럭스 베리어에 의해서 자속의 흐름이 방해되는 q 축; 그리고

    상기 로터의 중심에서 반경 방향으로 형성되되 자속의 흐름이 방해되지 않는 d 축이 형성됨을 특징으로 하는 모터.
20. 제 19 항에 있어서,

    상기 로터 코어의 상부에 구비되는 엔드링의 반경 방향의 폭 중, 상기 q 축 방향의 폭이 상기 d 축 방향의 폭에 비하여 더 작은 것을 특징으로 하는 모터.
21. 제 20 항에 있어서,

    상기 로터 코어의 상부에 구비되는 엔드링 중, 상기 q 축 방향에 형성되는 엔드링은 인접하는 플럭스 베리어와 평행하도록 형성됨을 특징으로 하는 모터.
22. 제 19 항에 있어서,

    상기 로터 코어의 상부에 구비되는 엔드링 중, 상기 d 축 방향에 형성되는 엔드링은 상기 q 축과 평행하도록 형성됨을 특징으로 하는 모터.
23. 스테이터에 구비된 코일에 전원이 공급되어 형성되는 유도 토크에 의해 로터가 기동하는 모터에 있어서,

    상기 로터는,

    로터 코어;

    상기 로터 코어의 내측 외각에 원주 방향을 따라 복수 개 형성되어 유도 전류가 형성되는 도체바;

    상기 로터 코어의 내측에 자속을 발생시키도록 구비되어 마그네틱 토크를 발생시키는 마그네트;

    상기 로터 코어의 내측에 자속의 흐름을 방해하도록 형성되어 릴럭턴스 토크를 발생시키는 플럭스 베리어;

    상기 로터 코어의 상부와 하부에 상기 플럭스 베리어와는 간섭되지 않도록 구비되되, 상기 복수 개의 도체바와 단락(短絡)을 이루는 엔드링; 그리고

    상기 플럭스베리어에 구비되어 상기 마그네트가 삽입되는 위치를 결정하고, 상기 마그네트를 고정할 수 있는 단차부;를 포함하여 이루어지는 모터.
24. 제 23 항에 있어서,

    상기 마그네트는 상기 플럭스 베리어의 일부분에 삽입됨을 특징으로 하는 모터.
25. 제2항에 있어서,

    상기 플럭스베리어는 적어도 두 개이상 구비되고,

    상기 로터는 중심에서 반경방향으로 형성되되 상기 플럭스베리어에 의해서 자속의 흐름이 방해되는 q축이 형성되고, 상기 플럭스베리어에 삽입된 마그네트들의 선단이 이루는 선은 상기 q축과 평행한 것을 특징으로 하는 모터.
26. 제24항에 있어서,

    상기 플럭스베리어는 적어도 두 개이상 구비되고,

    상기 로터는 중심에서 반경방향으로 형성되되 상기 플럭스베리어에 의해서 자속의 흐름이 방해되는 q축이 형성되고, 상기 플럭스베리어에 삽입된 마그네트들의 선단이 이루는 선은 상기 q축과 평행한 것을 특징으로 하는 모터.

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