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KR20120068356A - Linear motor - Google Patents

Linear motor Download PDF

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Publication number
KR20120068356A
KR20120068356A KR1020100129947A KR20100129947A KR20120068356A KR 20120068356 A KR20120068356 A KR 20120068356A KR 1020100129947 A KR1020100129947 A KR 1020100129947A KR 20100129947 A KR20100129947 A KR 20100129947A KR 20120068356 A KR20120068356 A KR 20120068356A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
permanent magnet
module
armature
secondary member
modules
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
KR1020100129947A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김홍중
Original Assignee
주식회사 성진로얄모션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 성진로얄모션 filed Critical 주식회사 성진로얄모션
Priority to KR1020100129947A priority Critical patent/KR20120068356A/en
Publication of KR20120068356A publication Critical patent/KR20120068356A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H02K41/031Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type

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  • Electromagnetism (AREA)
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Abstract

본 발명은 선형 전동기에 관한 것이다. 1차 부재 및 2차 부재를 포함하여 구성되는 선형 전동기에서, 상기 1차 부재는 복수의 전기자 모듈을 포함하고, 각 전기자 모듈은 원형 링 또는 다각형 링 형상의 자성체 코어 상기 자성체 코어로부터 점대칭으로 돌출하는 4개의 돌극 및 코일로 구성되고 각 돌극 또는 돌극 사이의 자성체 코어에 같은 위상의 전류가 흐르는 코일이 감기고, 상기 2차 부재는 2개의 영구 자석 결합 모듈을 포함하고 두 영구 자석 결합 모듈이 서로 끼우는 형태로 결합되어 형성되고, 각 영구 자석 결합 모듈은 선형 전동기의 진행 방향으로 나열되는 2개의 영구 자석 열을 포함하고, 각 영구 자석 열은 복수의 영구 자석이 극을 바꿔 가면서 배치되고, 4개의 영구 자석 열 각각은 서로 다른 돌극 쌍 사이에 놓이고, 상기 2차 부재에서 진행 방향으로 실질적으로 같은 위치에 있는 영구 자석들을 영구 자석 세트라 할 때 진행 방향으로 배치된 S개의 전기자 모듈과 2의 배수인 P개의 영구 자석 세트를 한 단위로 하여 진행 자계에 의한 추력이 생성되도록 소정의 위상차를 갖는 전원이 각 전기자 모듈의 코일에 인가되고, 상기 1차 부재 또는 상기 2차 부재 중 어느 하나가 가동자가 되고 다른 하나가 고정자가 되어 상기 생성되는 추력에 의해 서로 상대적으로 이동할 수 있다.The present invention relates to a linear electric motor. In a linear motor comprising a primary member and a secondary member, the primary member includes a plurality of armature modules, each armature module protruding point-symmetrically from the magnetic core in a circular ring or polygonal ring shaped magnetic core. A coil consisting of four salient poles and coils and having a current flowing in the same phase to the magnetic core between each salient pole or the salient pole is wound, and the secondary member includes two permanent magnet coupling modules, and the two permanent magnet coupling modules are fitted together. Each permanent magnet coupling module includes two permanent magnet rows arranged in the direction of travel of the linear motor, each permanent magnet row being arranged with a plurality of permanent magnets alternating poles, and four permanent magnets Each row is placed between different pairs of salient poles and is substantially at the same position in the direction of travel in the secondary member. When the former magnets are called permanent magnet sets, each armature module has a power source having a predetermined phase difference so that thrust due to the traveling magnetic field is generated by using S armature modules arranged in the direction of travel and P permanent magnet sets that are multiples of 2 as one unit. It is applied to the coil of, wherein either the primary member or the secondary member is a mover and the other is a stator can be moved relative to each other by the generated thrust.

Description

선형 전동기 {Linear motor}Linear motor {Linear motor}

본 발명은 직선 운동을 발생시키는 선형 전동기에 관한 것이다.The present invention relates to a linear motor that generates a linear motion.

일반적으로 선형 전동기, 즉 리니어 모터는 직선 모양으로 면하는 가동자 및 고정자 사이에 추력(推力)을 발생하는 구조로 되어 있다. 영구 자석형 리니어 모터는 가동자 및 고정자 중 어느 한 쪽에 고정 자석을 놓고 나머지 한 쪽에 교번하는 다상 전력을 보내 양자 사이에 전자력이 작용하여 일정 방향으로 추력이 발생하도록 한다.In general, a linear motor, that is, a linear motor, has a structure in which thrust is generated between a mover and a stator facing in a straight line shape. Permanent magnet type linear motors have a fixed magnet on either the mover or the stator and send alternating polyphase power to the other side so that electromagnetic forces act between them to generate thrust in a certain direction.

종래의 리니어 모터는, 회전 모터를 전개하여 직선상에 펼쳐 배치한 구조로 인하여, 전기자 코어의 돌극과 영구 자석 간에는 강력한 자기 흡인력이 발생하여 시스템의 정밀도가 떨어지고, 일정한 공극을 유지하는 안내 기구의 마모가 심하게 되는 문제가 발생할 수밖에 없다.Conventional linear motors have a structure in which a rotary motor is deployed and spread out on a straight line, so that a strong magnetic attraction force is generated between the salient pole of the armature core and the permanent magnet, which lowers the precision of the system and wears the guide mechanism that maintains a constant gap. The problem is inevitably severe.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은, 평판형 리니어 모터의 자기 흡인력 문제를 해소하고, 추력을 발생시키는 전기자 코어의 돌극과 이에 대치하는 영구 자석 사이 공극의 유효 면적을 넓힘으로써, 높은 효율의 선형 전동기를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention was created to solve the above problems, and an object of the present invention is to solve the problem of magnetic attraction force of a flat plate linear motor, and between the pole of the armature core generating thrust and the permanent magnet opposed thereto. It is to provide a highly efficient linear electric motor by widening the effective area of the voids.

본 발명의 다른 목적은, 2차 부재인 영구 자석 자체의 하중으로 인한 처짐을 해결하여, 장거리 이송이 가능한 선형 전동기를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a linear electric motor capable of long-distance transfer by solving sagging due to the load of the permanent magnet itself, which is a secondary member.

본 발명의 또 다른 목적은, 영구 자석을 포함하는 2차 부재의 무게를 가볍게 할 수 있는 선형 전동기를 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a linear electric motor capable of reducing the weight of a secondary member including a permanent magnet.

본 발명의 또 다른 목적은, 영구 자석을 포함하는 2차 부재의 조립을 용이하게 할 수 있는 선형 전동기를 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to provide a linear electric motor that can easily assemble a secondary member including a permanent magnet.

본 발명의 또 다른 목적은, 리플을 줄일 수 있는 선형 전동기를 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a linear motor that can reduce ripple.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 전동기는, 1차 부재와 2차 부재를 포함하여 구성되고, 상기 1차 부재는 복수의 전기자 모듈을 포함하고, 각 전기자 모듈은, 원형 링 또는 다각형 링 형상의 자성체 코어, 상기 자성체 코어로부터 점대칭으로 돌출하는 4개의 돌극 및 코일로 구성되고, 각 돌극 또는 돌극 사이의 자성체 코어에 같은 위상의 전류가 흐르는 코일이 감기고, 상기 2차 부재는, 2개의 영구 자석 결합 모듈을 포함하고, 두 영구 자석 결합 모듈이 서로 끼우는 형태로 결합되어 형성되고, 각 영구 자석 결합 모듈은 선형 전동기의 진행 방향으로 나열되는 2개의 영구 자석 열을 포함하고, 각 영구 자석 열은 복수의 영구 자석이 극을 바꿔 가면서 배치되고, 4개의 영구 자석 열 각각은 서로 다른 돌극 쌍 사이에 놓이고, 상기 2차 부재에서 진행 방향으로 실질적으로 같은 위치에 있는 영구 자석들을 영구 자석 세트라 할 때, 진행 방향으로 배치된 S개의 전기자 모듈과 2의 배수인 P개의 영구 자석 세트를 한 단위로 하여 진행 자계에 의한 추력이 생성되도록 소정의 위상차를 갖는 전원이 각 전기자 모듈의 코일에 인가되고, 상기 1차 부재 또는 상기 2차 부재 중 어느 하나가 가동자가 되고 다른 하나가 고정자가 되어 상기 생성되는 추력에 의해 서로 상대적으로 이동하는 것을 특징으로 한다.Linear motor according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is configured to include a primary member and a secondary member, the primary member includes a plurality of armature module, each armature module is And a magnetic core having a circular ring or polygonal ring shape, four salient poles and coils protruding point-symmetrically from the magnetic core, and a coil in which current of the same phase flows is wound around the magnetic core between each salient pole or the salient pole, and the secondary The member includes two permanent magnet coupling modules, and the two permanent magnet coupling modules are formed to be fitted together, and each permanent magnet coupling module includes two rows of permanent magnets arranged in the direction of travel of the linear electric motor. Each permanent magnet row is arranged with a plurality of permanent magnets changing poles, each of the four permanent magnet rows being placed between different pairs of salient poles, When the permanent magnets located at substantially the same position in the advancing direction in the secondary member are called permanent magnet sets, S armature modules arranged in the advancing direction and P permanent magnet sets, which are multiples of 2, are included in the advancing magnetic field. Power having a predetermined phase difference is applied to the coil of each armature module so that thrust is generated, and either the primary member or the secondary member becomes a mover and the other is a stator to each other by the generated thrust. It is characterized by relatively moving.

본 발명의 다른 실시예에 따른 선형 전동기는, 1차 부재 및 2차 부재를 포함하여 구성되고, 상기 1차 부재는 복수의 전기자 모듈을 포함하고, 각 전기자 모듈은, 자성체 코어, 상기 자성체 코어로부터 돌출하는 복수의 돌극 및 코일로 구성되고, 각 돌극 또는 돌극 사이의 자성체 코어에 같은 위상의 전류가 흐르는 코일이 감기고, 상기 2차 부재는 복수의 영구 자석 모듈이 서로 끼우는 형태로 결합되어 형성되고, 각 영구 자석 모듈은, 상기 자성체 코어를 향해 돌출하여 두 돌극 사이에 놓이고, 선형 전동기의 진행 방향으로 복수의 영구 자석이 극을 바꿔 가면서 배치되고, 상기 2차 부재에서 진행 방향으로 실질적으로 같은 위치에 있는 영구 자석들을 영구 자석 세트라 할 때, 진행 방향으로 배치된 S개의 전기자 모듈과 2의 배수인 P개의 영구 자석 세트를 한 단위로 하여 진행 자계에 의한 추력이 생성되도록 소정의 위상차를 갖는 전원이 각 전기자 모듈의 코일에 인가되고, 상기 1차 부재 또는 상기 2차 부재 중 어느 하나가 가동자가 되고 다른 하나가 고정자가 되어 상기 생성되는 추력에 의해 서로 상대적으로 이동하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, a linear motor includes a primary member and a secondary member, wherein the primary member includes a plurality of armature modules, and each armature module includes a magnetic core and a magnetic core. Composed of a plurality of protruding poles and coils, the coil in which the current of the same phase flows is wound around the magnetic core between each of the poles or the poles, the secondary member is formed by coupling the plurality of permanent magnet modules in the form of sandwiching each other, Each permanent magnet module projects between the two poles protruding toward the magnetic core and is arranged with a plurality of permanent magnets changing poles in the traveling direction of the linear motor, and substantially the same position in the traveling direction in the secondary member. When the permanent magnets in the series are referred to as permanent magnet sets, S armature modules arranged in the direction of travel and P permanent magnet sets that are multiples of 2 A power source having a predetermined phase difference is applied to the coil of each armature module so that thrust by the traveling magnetic field is generated as a unit, and either the primary member or the secondary member is a mover and the other is a stator. It is characterized by moving relative to each other by the generated thrust.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선형 전동기는, 1차 부재 및 2차 부재를 포함하여 구성되는 제 1 선형 전동기를 복수 개 결합하여 구성되고, 상기 1차 부재는 복수의 전기자 모듈을 포함하고, 각 전기자 모듈은, 직선 형상의 자성체 코어, 상기 자성체 코어로부터 수직으로 돌출하는 3개 이상의 돌극 및 코일로 구성되고, 각 돌극 또는 돌극 사이의 자성체 코어에 같은 위상의 전류가 흐르는 코일이 감기고, 상기 2차 부재는 상기 돌극의 개수보다 하나 작은 개수의 영구 자석 모듈을 포함하고, 각 영구 자석 모듈은, 상기 두 돌극 사이에 놓이고 선형 전동기의 진행 방향으로 복수의 영구 자석이 극을 바꿔 가면서 배치되고, 상기 2차 부재에서 진행 방향으로 실질적으로 같은 위치에 있는 영구 자석들을 영구 자석 세트라 할 때, 진행 방향으로 배치된 S개의 전기자 모듈과 2의 배수인 P개의 영구 자석 세트를 한 단위로 하여 진행 자계에 의한 추력이 생성되도록 소정의 위상차를 갖는 전원이 각 전기자 모듈의 코일에 인가되고, 2개 이상의 1차 선형 전동기의 1차 부재와 2차 부재를 각각 서로 결합시켜, 상기 결합된 1차 부재 또는 상기 결합된 2차 부재 중 어느 하나가 가동자가 되고 다른 하나가 고정자가 되어 상기 생성되는 추력에 의해 서로 상대적으로 이동하는 것을 특징으로 한다.The linear motor according to another embodiment of the present invention is configured by combining a plurality of first linear motors including a primary member and a secondary member, the primary member includes a plurality of armature modules, Each armature module is composed of a linear magnetic core, three or more salient poles and coils projecting perpendicularly from the magnetic core, and coils in which currents of the same phase flow through each of the salient poles or magnetic cores are wound. The vehicle member includes a number of permanent magnet modules one less than the number of the salient poles, each permanent magnet module being disposed between the two salient poles and arranged with a plurality of permanent magnets changing poles in the direction of travel of the linear electric motor, When the permanent magnets located at substantially the same position in the advancing direction in the secondary member are referred to as permanent magnet sets, S front electrodes disposed in the advancing direction are arranged. A power source having a predetermined phase difference is applied to the coils of each armature module so that a press module and a set of P permanent magnets, which are a multiple of 2, are generated as a unit, so that thrust due to a traveling magnetic field is generated, and 1 of two or more primary linear motors is applied. Coupling the primary member and the secondary member to each other so that either the combined primary member or the combined secondary member becomes a mover and the other becomes a stator to move relative to each other by the generated thrust. It features.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선형 전동기는, 1차 부재 및 2차 부재를 포함하여 구성되고, 상기 1차 부재는 복수의 전기자 모듈을 포함하고, 각 전기자 모듈은, 직선 형상의 자성체 코어, 상기 자성체 코어로부터 수직으로 돌출하는 3개 이상의 돌극 및 코일로 구성되고, 각 돌극 또는 돌극 사이의 자성체 코어에 같은 위상의 전류가 흐르는 코일이 감기고, 상기 2차 부재는 상기 돌극의 개수보다 하나 작은 개수의 영구 자석 모듈을 포함하고, 각 영구 자석 모듈은, 두 돌극 사이에 놓이고 선형 전동기의 진행 방향으로 복수의 영구 자석이 극을 바꿔 가면서 배치되고, 상기 2차 부재에서 진행 방향으로 실질적으로 같은 위치에 있는 영구 자석들을 영구 자석 세트라 할 때, 진행 방향으로 배치된 S개의 전기자 모듈과 2의 배수인 P개의 영구 자석 세트를 한 단위로 하여 진행 자계에 의한 추력이 생성되도록 소정의 위상차를 갖는 전원이 각 전기자 모듈의 코일에 인가되고, 상기 1차 부재 또는 상기 2차 부재 중 어느 하나가 가동자가 되고 다른 하나가 고정자가 되어 상기 생성되는 추력에 의해 서로 상대적으로 이동하고, 각 영구 자석 모듈의 각 영구 자석에서 자속이 지나가는 단면은 같은 방향으로 기운 평행 사변형이고, 각 영구 자석 모듈은 이웃하는 영구 자석 모듈과 평행 사변형의 기운 방향이 서로 다른 것을 특징으로 한다.A linear electric motor according to another embodiment of the present invention includes a primary member and a secondary member, the primary member includes a plurality of armature modules, each armature module is a linear magnetic core, Composed of three or more salient poles and coils projecting perpendicularly from the magnetic core, the coil in which the current of the same phase flows is wound around the magnetic core between each salient pole or the salient pole, the secondary member is one less than the number of salient poles A permanent magnet module, each permanent magnet module being disposed between two salient poles and arranged with a plurality of permanent magnets alternating poles in the travel direction of the linear electric motor, and substantially the same position in the travel direction in the secondary member. When the permanent magnets in the system are referred to as permanent magnet sets, S armature modules are placed in the direction of travel and P permanent magnet sets are multiples of 2. A power source having a predetermined phase difference is applied to the coil of each armature module so that thrust by the traveling magnetic field is generated upward, and either the primary member or the secondary member is a mover and the other is a stator. The cross-section through which magnetic flux passes in each permanent magnet of each permanent magnet module is moved in parallel with each other due to the thrust, and each permanent magnet module has a parallel quadrangle with the adjacent permanent magnet module and the parallelogram. It is characterized by another.

일 실시예에서, 각 전기자 모듈에서 이웃하는 돌극의 극성이 서로 다르도록 코일이 감기고, 각 영구 자석 세트에서 각 영구 자석은 이웃하는 영구 자석과 서로 다른 극으로 배치된다.In one embodiment, the coils are wound so that the neighboring salient poles in each armature module are different from each other, and in each set of permanent magnets each permanent magnet is disposed at a different pole from the neighboring permanent magnets.

일 실시예에서, 상기 영구 자석의 자화 방향은 대응되는 두 돌극을 향한다.In one embodiment, the magnetization direction of the permanent magnet faces two corresponding salient poles.

일 실시예에서, 자속이 지나가는 영구 자석의 단면은 직사각형, 평행 사변형, 원형 또는 타원형일 수 있다.In one embodiment, the cross section of the permanent magnet through which the magnetic flux passes may be rectangular, parallelogram, circular or elliptical.

일 실시예에서, 적어도 하나 이상의 영구 자석 모듈의 영구 자석의 진행 방향으로의 위치 오프셋이 다른 영구 자석 모듈의 위치 오프셋과 다르되, 상기 영구 자석의 진행 방향으로의 폭보다 작은 소정 범위에서 다를 수 있다.In one embodiment, the position offset of the at least one permanent magnet module in the direction of travel of the permanent magnet is different from the position offset of the other permanent magnet module, but may be different in a predetermined range smaller than the width in the direction of travel of the permanent magnet. .

일 실시예에서, 상기 1차 부재 또는 상기 2차 부재의 길이는 상기 S개의 전기자 모듈과 P개의 영구 자석 세트로 이루어지는 한 단위의 길이보다 길 수 있다. 또한, 상기 S는 상기 소정의 위상차를 결정하는 상수의 배수 중 하나로 결정되고 상기 상수는 3 이상의 홀수일 수 있다.In one embodiment, the length of the primary member or the secondary member may be longer than the length of one unit consisting of the S armature module and the P permanent magnet set. Further, S may be determined as one of multiples of a constant for determining the predetermined phase difference, and the constant may be an odd number of three or more.

일 실시예에서, 제 1 영구 자석 결합 모듈에서 두 영구 자석 열 사이에 진행 방향으로 긴 관통 구멍 하나 이상이 형성되고, 제 2 영구 자석 결합 모듈은 분리되는 하나 이상의 영구 자석 케이스를 포함하고, 각 영구 자석 케이스는 상기 관통 구멍에 끼워질 수 있다.In one embodiment, at least one long through hole is formed in the travel direction between two rows of permanent magnets in the first permanent magnet coupling module, and the second permanent magnet coupling module includes at least one permanent magnet case separated, each permanent The magnet case may be fitted into the through hole.

일 실시예에서, 상기 영구 자석 케이스는, 2개의 영구 자석 열을 포함하고, 하나의 영구 자석 열은 상기 관통 구멍에 끼워지지 않고, 상기 관통 구멍에 끼워지지 않는 부분의 상기 진행 방향으로의 폭이 끼워지는 부분의 폭보다 넓을 수 있다.In one embodiment, the permanent magnet case includes two rows of permanent magnets, and one row of permanent magnets does not fit in the through hole, and the width in the traveling direction of a portion not fitted in the through hole is It may be wider than the width of the fitting portion.

일 실시예에서, 상기 영구 자석 케이스를 상기 관통 구멍에 끼우는 방향이 이웃하는 영구 자석 케이스와 반대일 수 있다.In one embodiment, the direction in which the permanent magnet case is inserted into the through hole may be opposite to the neighboring permanent magnet case.

일 실시예에서, 상기 영구 자석 케이스에서 관통 구멍에 끼워지지 않는 부분과 이웃하는 영구 자석 케이스에서 끼워진 부분이 맞닿을 수 있도록, 상기 끼워지는 않는 부분의 폭, 상기 관통 구멍의 폭, 및 상기 관통 구멍 사이의 간격이 조절될 수 있다.In an embodiment, the width of the non-inserted portion, the width of the through hole, and the through hole may be such that a portion of the permanent magnet case, which is not fitted to the through hole, may come into contact with a portion of the permanent magnet case that is inserted into the neighboring permanent magnet case. The spacing between can be adjusted.

일 실시예에서, 2 이상의 영구 자석 모듈이 하나의 결합 모듈을 형성하고, 각 결합 모듈이 끼워지는 형태로 결합되어 상기 2차 부재가 형성될 수 있다.In one embodiment, two or more permanent magnet modules may form one coupling module, and each coupling module may be coupled to each other so that the secondary member may be formed.

일 실시예에서, 각 영구 자석 모듈의 각 영구 자석에서 자속이 지나가는 단면은 같은 방향으로 기운 평행 사변형이고, 각 영구 자석 모듈은 이웃하는 영구 자석 모듈과 평행 사변형의 기운 방향이 서로 다를 수 있다.In one embodiment, the cross section through which the magnetic flux passes in each permanent magnet of each permanent magnet module may be parallelograms inclined in the same direction, and each permanent magnet module may have a different direction of energy of the parallelogram with the neighboring permanent magnet module.

일 실시예에서, 각 1차 선형 전동기에 대해서 다른 1차 선형 전동기와 다른 위상의 전원이 1차 부재에 인가될 수 있다.In one embodiment, a power source of a different phase than the primary linear motor may be applied to the primary member for each primary linear motor.

본 발명의 실시예에 따른 선형 전동기는, 평판형 리니어 모터에서 흔히 발생하는 자기 흡인력에 의해 가이드가 마모되는 문제를 해결할 수 있고, 작은 크기로 큰 용량의 추력 또는 빠른 이송 속도를 얻을 수 있고, 또한 각 요소가 모듈화되어 있기 때문에 조립이 용이하고, 여러 형태로 변형이 가능하게 되는 장점이 있다.Linear motor according to an embodiment of the present invention can solve the problem of the wear of the guide by the magnetic attraction force commonly generated in the flat plate linear motor, it is possible to obtain a large capacity thrust or a high feed speed with a small size, Since each element is modular, there is an advantage that it is easy to assemble and can be modified in various forms.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 선형 전동기는, 2차 부재의 하중으로 인한 처짐 문제를 해결하고, 장거리 이송에도 사용 가능하게 되는 장점이 있다.In addition, the linear motor according to the embodiment of the present invention has the advantage of solving the problem of sagging due to the load of the secondary member, and can be used for long distance transport.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 선형 전동기는, 2차 부재의 무게를 줄이고 조립 효율을 높이 장점이 있다.In addition, the linear motor according to the embodiment of the present invention has the advantage of reducing the weight of the secondary member and increasing the assembly efficiency.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 선형 전동기는, 추진력의 리플을 줄이는 장점이 있다.In addition, the linear motor according to the embodiment of the present invention has the advantage of reducing the ripple of the driving force.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 선형 전동기는, 제조 정밀도를 올릴 수 있고 금형 비용도 절감하도록 하는 장점이 있다.In addition, the linear motor according to the embodiment of the present invention has an advantage of increasing the manufacturing precision and reducing the mold cost.

도 1은 밀폐형 선형 전동기의 단면과 영구 자석을 포함한 2차 부재를 도시한 것이고,
도 2는 도 1의 선형 전동기에서 전기자 모듈과 영구 자석 모듈의 조합에 의해 직선 방향의 추력이 발생하는 원리를 도시한 것이고,
도 3은 도 1의 선형 전동기에서 자속이 지나가는 영구 자석의 단면이 직사각형인 예와 평행 사변형인 예를 도시하고 있고,
도 4는 도 1의 선형 전동기에서 각 영구 자석 모듈에서 영구 자석의 위치 오프셋이 서로 다른 예를 도시한 것이고,
도 5와 6은 개방형 선형 전동기를 도시한 것이고,
도 7은 도 1의 선형 전동기에서 2차 부재의 연결부를 변형한 실시예이고,
도 8은 2차 부재의 무게를 줄이고 조립성을 향상시키기 위해 본 발명의 일 실시예에 따라 도 1의 선형 전동기의 2차 부재를 변형한 예이고,
도 9는 도 8의 영구 자석 모듈을 조립하여 2차 부재를 형성하는 예이고,
도 10은 도 1의 선형 전동기에서 2차 부재의 연결부 없이 복수의 영구 자석 모듈을 결합하는 변형 실시예를 도시한 것이고,
도 11은 도 5의 개방형 선형 전동기의 2차 부재를 변형한 실시예이고,
도 12는 도 5의 개방형 선형 전동기를 복수 개 결합한 선형 전동기에 대한 실시예이고,
도 13은 본 발명에 따른 선형 전동기를 구동하는 서보 시스템에 대한 간략한 구성을 도시한 것이다.
1 shows a secondary member including a cross section of a sealed linear motor and a permanent magnet,
FIG. 2 illustrates a principle of generating linear thrust by a combination of an armature module and a permanent magnet module in the linear motor of FIG. 1,
FIG. 3 illustrates an example in which the cross section of the permanent magnet through which the magnetic flux passes in the linear motor of FIG. 1 is rectangular and parallelogram;
4 illustrates an example in which the positional offsets of the permanent magnets in each permanent magnet module in the linear motor of FIG. 1 are different from each other.
5 and 6 show an open linear motor,
7 is an embodiment in which the connection portion of the secondary member in the linear electric motor of FIG. 1 is modified.
8 is an example in which the secondary member of the linear electric motor of FIG. 1 is modified according to an embodiment of the present invention in order to reduce the weight of the secondary member and improve assemblability.
9 is an example of forming the secondary member by assembling the permanent magnet module of FIG.
FIG. 10 illustrates a modified embodiment of coupling a plurality of permanent magnet modules without connecting the secondary member in the linear motor of FIG. 1,
11 is an embodiment in which the secondary member of the open linear motor of FIG. 5 is modified.
12 is an embodiment of a linear motor combining a plurality of open linear motors of FIG.
13 shows a simplified configuration of a servo system for driving a linear motor according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 선형 전동기에 대한 실시예를 첨부하는 도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, on the basis of the accompanying drawings an embodiment of a linear motor according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 선형 전동기는, 구동 원리가 출원 번호 10-2010-0081522에 기재된 선형 전동기의 구동 원리와 동일하므로, 먼저 10-2010-0081522에 기재된 원통형 선형 전동기의 구조와 구동 원리에 대해서 설명한다. 출원 번호 10-2010-0081522에 기재된 선형 전동기는, 10-2009-0090806과 10-2009-0099828에 기재된 선형 전동기의 동작 원리를 이용하되, 영구 자석 모듈을 포함하는 2차 부재의 무게를 줄이고 조립 효율을 높이는 변형 예이다.Since the driving principle of the linear motor according to the present invention is the same as the driving principle of the linear motor described in the application number 10-2010-0081522, the structure and the driving principle of the cylindrical linear motor described in 10-2010-0081522 will be described first. The linear motor described in Application No. 10-2010-0081522 utilizes the operating principle of the linear motors described in 10-2009-0090806 and 10-2009-0099828, while reducing the weight of the secondary member including the permanent magnet module and the assembly efficiency. It is a modification to increase the.

본 발명에 따른 선형 전동기는 자속을 발생시키는 코일을 포함하는 1차 부재와 자속을 가로지르는 영구 자석을 포함하는 2차 부재를 포함하여 구성될 수 있다.The linear electric motor according to the present invention may comprise a primary member comprising a coil for generating magnetic flux and a secondary member comprising a permanent magnet across the magnetic flux.

도 1은 선형 전동기의 단면과 영구 자석을 포함한 2차 부재를 도시한 것으로, 밀폐형 선형 전동기에 대한 도면이다.1 illustrates a secondary member including a cross section of a linear motor and a permanent magnet, which is a view of a sealed linear motor.

1차 부재는 진행 방향으로 일렬로 배치되는 다수의 전기자 모듈(10)로 구성되는데, 각 전기자 모듈(10)은 코어(11), 복수의 돌극(12) 및 코일(13)로 구성되고, 전기자 코어(11)는 각 돌극(12)을 연결하고, 각 돌극(12) 또는 각 돌극(12) 사이의 자성체 코어(11)에 같은 위상의 전류가 흐르는 코일(13)이 감기게 된다.The primary member is composed of a plurality of armature modules 10 arranged in a line in the travel direction, each armature module 10 is composed of a core 11, a plurality of salient poles 12 and coils 13, the armature The core 11 connects each of the salient poles 12 and the coil 13 through which current of the same phase flows is wound around the salient pole 12 or the magnetic core 11 between the salient poles 12.

2차 부재는, 영구 자석(21)을 포함하는 복수의 영구 자석 모듈(20)과 각 영구 자석 모듈(20)이 연결되는 연결부(22)를 포함하여 구성되는데, 각 영구 자석 모듈(20)은, 상기 연결부(22)로부터 상기 전기자 모듈(10)의 코어(11)를 향해 돌출하여 두 돌극(12) 사이에 놓이고, 전동기의 진행 방향으로 복수의 영구 자석(21)이 극을 바꿔 가면서 배치될 수 있다.The secondary member includes a plurality of permanent magnet modules 20 including permanent magnets 21 and a connecting portion 22 to which each permanent magnet module 20 is connected. Each permanent magnet module 20 includes Protruding from the connecting portion 22 toward the core 11 of the armature module 10, placed between the two poles 12, the plurality of permanent magnets 21 are arranged while changing the poles in the advancing direction of the motor Can be.

각 전기자 모듈(10)에서 각 돌극(12)에 진행 자계가 형성되도록 코일(13)에 전류가 공급되는데, 돌극(12) 끝에 형성되는 전자극 및 이에 대응되는 영구 자석(54) 사이에 흡인력과 반발력에 의해 진행 추력이 발생하도록 적어도 하나의 전기자 모듈(10)의 코일(13)에는 다른 전기자 모듈(10)의 코일(13)과는 위상차를 갖는 전류가 공급될 수 있다.In the armature module 10, a current is supplied to the coil 13 to form a traveling magnetic field in each salient pole 12, and a suction force between the electromagnet formed at the end of the salient pole 12 and the corresponding permanent magnet 54. The coil 13 of the at least one armature module 10 may be supplied with a current having a phase difference from that of the coil 13 of the other armature module 10 so that the thrust may be generated by the repulsive force.

1차 부재와 2차 부재 중 어느 하나는 고정자가 되어 지지 기구에 고정되고 나머지는 가동자가 되는데, 전기자 모듈(10)의 돌극(12)과 영구 자석 모듈(20)의 영구 자석(21) 사이에 일정한 공극이 유지되면서 가동자가 고정자와 상대적으로 진행한다.One of the primary member and the secondary member becomes a stator and is fixed to the support mechanism, and the other becomes a movable member, between the protrusion 12 of the armature module 10 and the permanent magnet 21 of the permanent magnet module 20. The mover moves relative to the stator while maintaining a constant void.

각 전기자 모듈(10) 내에서 이웃하는 돌극(12)의 전자석 극성을 서로 다르게 하여 이웃하는 2개의 돌극(12) 쌍에 의해 자속 폐 루프가 형성되도록 함으로써, 전기자 모듈(10)의 두 돌극(12)과 이에 대응되는 영구 자석(21) 사이에 높은 밀도의 자속이 원활하게 흐를 수 있도록 한다. 도 1에서는 4개의 돌극(12)과 4개의 영구 자석(21)에 의해 4개의 자속 폐 루프가 형성되어 있다. 이를 위해, 각 전기자 모듈(10)마다 같은 위상의 전류가 흐르는 코일(13)을 각 돌극(12) 또는 각 돌극(12) 사이의 코어(11)에 감되 각 전기자 모듈(10) 내에서 이웃하는 돌극(12)의 전자석 극성이 서로 다르게 되도록 권선 방향을 바꿔 가면서 감을 수 있다.The two magnetic poles 12 of the armature module 10 are formed by forming a magnetic flux closed loop by two adjacent pairs of the poles 12 with different electromagnet polarities of the neighboring poles 12 in each armature module 10. ) And a magnetic flux of high density flows smoothly between the corresponding permanent magnet 21. In FIG. 1, four magnetic flux closing loops are formed by four salient poles 12 and four permanent magnets 21. To this end, a coil 13 through which current of the same phase flows in each armature module 10 is wound around each of the salient poles 12 or the core 11 between the salient poles 12 and adjacent in each armature module 10. It can be wound while changing the winding direction so that the electromagnet polarity of the protrusion 12 is different.

본 발명은, 돌극에서 나온 자속이 하나의 영구 자석만을 거쳐 이웃하는 돌극으로 들어가는 구조로, 강자성체인 요크가 없기 때문에 2차 부재를 진행 방향을 기준으로 모듈화할 필요는 없고, 1차 부재만을 모듈화함으로써 진행 방향과 수직인 상태로 자속이 흐르는 자속 폐회로를 형성할 수 있다.The present invention is a structure in which the magnetic flux from the salient pole enters the neighboring salient pole through only one permanent magnet. Since there is no yoke which is a ferromagnetic material, the secondary member does not need to be modularized based on the traveling direction. The magnetic flux flowing through the magnetic flux in a state perpendicular to the advancing direction can be formed.

추진력의 발생을 위해서, 2차 부재에서 진행 방향으로 같은 변위에 있는(진행 방향과 수직으로 자를 때 같은 단면에 있는) 영구 자석들은 이웃하는 영구 자석과 극이 바뀌면서 배치되어야 하고, 원주 방향으로 같은 각도에 있는 영구 자석들(진행 방향으로 나열된 영구 자석들)도 이웃하는 영구 자석과 극이 바뀌면서 배치되어야 한다. 또한, 돌극에서 나온 자속이 요크 없이 영구 자석을 거쳐 이웃하는 돌극으로 바로 들어가기 때문에, 영구 자석은 자속이 흐르는 이웃하는 두 돌극 사이로 돌출되어야 하고 영구 자석의 자화 방향은 두 돌극을 향해야 한다.To generate propulsion, permanent magnets at the same displacement in the advancing direction (on the same cross section when cut perpendicular to the advancing direction) in the secondary member must be arranged with the poles alternating with the neighboring permanent magnets, and at the same angle in the circumferential direction. Permanent magnets (permanent magnets listed in the direction of travel) should also be arranged with the pole alternating with the neighboring permanent magnets. In addition, since the magnetic flux from the salient pole passes directly through the permanent magnet without the yoke to the neighboring salient pole, the permanent magnet must protrude between the two neighboring salient poles through which the magnetic flux flows, and the magnetization direction of the permanent magnet should face the two salient poles.

도 1의 왼쪽 전동기의 단면을 나타내는 도면에서, 이웃하는 두 돌극(12)을 향해(원주 방향으로) 자화된 영구 자석(21)이 코어(11)를 향하여 돌극(12) 사이로 돌출하고 있는데(4개의 영구 자석(21)이 방사상으로 퍼져서), 원주 방향을 기준으로 45도에서부터 반시계 방향으로 진행하면서 S/N, N/S, S/N, N/S의 자화 방향을 갖는 4개의 영구 자석(21)이 차례로 배치되어 있다. 또한, 코어(11)를 향하여 방사상으로 돌출한 4개의 영구 자석(21)은 단면이 원 형태인 연결부(22)에 연결되어 있다.In the diagram showing the cross-section of the left electric motor of FIG. 1, the permanent magnet 21 magnetized toward two neighboring salient poles 12 (in the circumferential direction) projects toward the core 11 between the salient poles 12 (4 Four permanent magnets 21 are radially spread), four permanent magnets having magnetization directions of S / N, N / S, S / N and N / S while proceeding counterclockwise from 45 degrees with respect to the circumferential direction 21 are arranged one by one. In addition, four permanent magnets 21 protruding radially toward the core 11 are connected to a connecting portion 22 having a circular cross section.

또한, 도 1의 오른쪽 2차 부재를 나타내는 도면에서, 원주 방향으로 같은 각도에 있는 영구 자석들(21)은 진행 방향을 따라 N극과 S극이 교대로 바뀌고 있고, 원주 방향으로 같은 각도에 있는 영구 자석들(21)은 하나의 영구 자석 모듈(20)에 고정된 상태로 단면이 원이고 진행 방향으로 긴 봉 형태의 연결부(22)에 연결되어 있다. 상기 연결부(22)의 단면은 원에 한정되지 않는다.In addition, in the drawing showing the right secondary member of FIG. 1, the permanent magnets 21 at the same angle in the circumferential direction are alternately alternating with the north pole and the south pole along the traveling direction, and at the same angle in the circumferential direction. The permanent magnets 21 are connected to the connecting portion 22 having a circular cross section and a long rod shape in the advancing direction while being fixed to one permanent magnet module 20. The cross section of the connecting portion 22 is not limited to a circle.

원주 방향으로 같은 각도에 있는 영구 자석들(21)은, 개별적으로 연결부(22)에 고정될 수도 있으나, 도 1의 2차 부재와 같이 하나의 영구 자석 모듈(20)에 고정되고, 영구 자석 모듈(20)은 연결부(22)에 연결될 수 있다.The permanent magnets 21 at the same angle in the circumferential direction may be individually fixed to the connecting portion 22, but fixed to one permanent magnet module 20 as in the secondary member of FIG. 1, and the permanent magnet module 20 may be connected to the connecting portion 22.

도 1의 전동기 단면은, 원형 링 형상의 코어(11)를 갖는 전기자 모듈(10)에 4개의 돌극(12)이 있고 각 돌극(12) 사이에 4개의 영구 자석(21)이 돌출하고 있는 구조로, 4개의 영구 자석(21)은 각각 대응하는 4개의 영구 자석 모듈(20)에 고정된다. 도 1과 같이 밀폐형 전기 전동기에서, 코어(11)의 형상은 원형 링에 한정되지 않고 폐회로를 이루는 사각형 모양, 팔각형 모양 등의 사각 링, 팔각 링 등도 가능하고, 원형이 아닌 점대칭 또는 선대칭 형태의 다각형도 가능하고, 이웃 전기자 모듈과의 결합을 쉽게 하기 위하여 코어(11)의 귀퉁이나 돌극(12) 말단에 관통 구멍을 형성할 수도 있다.The cross section of the motor of FIG. 1 has a structure in which armature module 10 having a circular ring-shaped core 11 has four protrusions 12 and four permanent magnets 21 protrude between each protrusion 12. Four permanent magnets 21 are each fixed to four corresponding permanent magnet modules 20. In the hermetic electric motor as shown in FIG. 1, the shape of the core 11 is not limited to a circular ring, but also a rectangular ring, an octagonal ring, an octagonal ring, etc., which form a closed loop, and a non-circular point symmetric or line symmetrical polygon. In addition, through holes may be formed at the corners of the core 11 or at the ends of the protrusion 12 to facilitate coupling with neighboring armature modules.

또한, 고용량, 고속 등과 같이 많은 자속이 필요하여 전동기의 단면적을 키워야 할 경우, 돌극을 6개 또는 8개 등 2의 배수로 하고 또한 돌극과 같은 개수의 영구 자석 모듈을 갖는 전동기로 변형이 가능하다.In addition, when a large amount of magnetic flux such as high capacity and high speed is required to increase the cross-sectional area of the motor, it is possible to transform the motor into a motor having a number of permanent magnet modules of the same number as the number of salient poles and a multiple of 6 or 8 salient poles.

돌극과 영구 자석 사이에 자속이 흐를 때, 돌극과 영구 자석 사이 간격이 좁고, 자속이 돌극과 영구 자석 표면에 직각으로 흐르고, 돌극과 영구 자석 사이 간격이 돌극과 영구 자석이 접하는 표면 전체에서 일정해야 자속 누설을 줄일 수 있다. 돌극과 영구 자석 사이의 간격은 선형 전동기의 정밀도, 속도, 하중 등을 고려하여 결정될 수 있고, 자속이 표면에 직각으로 흐를 수 있도록 영구 자석의 자화 방향이 결정될 수 있다.When magnetic flux flows between the salient pole and the permanent magnet, the gap between the salient pole and the permanent magnet is narrow, the flux flows at right angles to the salient pole and the permanent magnet surface, and the spacing between the salient pole and the permanent magnet is constant throughout the surface where the salient pole and the permanent magnet contact. Magnetic flux leakage can be reduced. The distance between the salient pole and the permanent magnet may be determined in consideration of the precision, speed, load, etc. of the linear motor, and the magnetization direction of the permanent magnet may be determined so that the magnetic flux flows perpendicularly to the surface.

또한, 돌극과 영구 자석 사이 간격이 돌극과 영구 자석이 접하는 표면 전체에서 일정할 수 있도록, 도 1과 같이 원형 링 형상의 코어(11)로부터 돌출한 돌극(12)에서, 코어(11)에서 가까운 부분에 코일(13)이 감기고 코어(11)에서 먼 단부를 부채꼴 형상으로, 즉 돌극(12)의 단부에서 코어(11)에서 가까운 부분의 호(Arc)가 코어(11)에서 먼 부분의 호보다 길게 하고 영구 자석(21)과 접하는 부분은 두 호의 끝을 직선으로 연결하여 영구 자석(21)과 나란하게 하는 것이 유리하다.In addition, in the salient pole 12 protruding from the circular ring-shaped core 11 as shown in FIG. 1, the gap between the salient pole and the permanent magnet can be constant throughout the surface where the salient pole and the permanent magnet contact each other. The coil 13 is wound around the portion, and the end far from the core 11 has a fan shape, that is, the arc Arc of the portion close to the core 11 at the end of the protrusion 12 is the arc of the portion far from the core 11. It is advantageous to make the portion longer and in contact with the permanent magnet 21 in parallel with the permanent magnet 21 by connecting the ends of the two arcs in a straight line.

원주 방향으로 같은 각도에 있는 영구 자석들(21)을 고정하는 영구 자석 모듈(20)은 비자성체로 이루어지고, 진행 방향으로 영구 자석(21)을 고정할 수 있는 복수의 개구가 형성된다. 영구 자석(21)을 영구 자석 모듈(20)의 개구에 고정하는 데에는 종래의 어떠한 방법을 사용해도 무방하다.The permanent magnet module 20 for fixing the permanent magnets 21 at the same angle in the circumferential direction is made of a nonmagnetic material, and a plurality of openings capable of fixing the permanent magnet 21 in the traveling direction are formed. Any conventional method may be used to fix the permanent magnet 21 to the opening of the permanent magnet module 20.

2차 부재의 연결부(22)에는 영구 자석 모듈(20)을 연결하여 고정하기 위한 복수의 홈부가 진행 방향으로 길게 형성되고, 영구 자석 모듈(20)에도 연결부(22)의 홈부에 끼우기 위한 돌출부가 진행 방향으로 길게 형성되어, 영구 자석 모듈(20)의 돌출부를 연결부(22)의 홈부에 끼워 미는 슬라이딩 방식으로 결합할 수 있다.A plurality of grooves for connecting and fixing the permanent magnet module 20 are formed long in the advancing direction in the connecting portion 22 of the secondary member, and the protrusion for fitting the grooves of the connecting portion 22 to the permanent magnet module 20 is also formed. It is formed long in the advancing direction, it can be coupled in a sliding manner by fitting the protrusion of the permanent magnet module 20 to the groove of the connecting portion 22.

선형 전동기가 가동자의 진행 속도가 빠르지 않는 곳에 적용되는 경우, 코일에 인가되는 전원의 주파수가 높지 않기 때문에, 코어가 성층되지 않은 형태로 제조될 수 있고, 이에 따라 생산비가 절감되고 보다 내구성이 높은 구조로 양산이 가능하게 된다. 반면에, 선형 전동기에 빠른 이송 속도가 요구되는 경우에는, 인가되는 전원의 주파수가 높기 때문에, 성층된 형태로 제조된 코어가 사용되어 코어에서 발생하는 와전류 손실과 히스테리시스 손실을 줄일 수 있게 된다.When the linear motor is applied in a place where the moving speed of the mover is not fast, since the frequency of the power applied to the coil is not high, the core can be manufactured in a non-laminated form, thereby reducing the production cost and making the construction more durable. Mass production is possible. On the other hand, when a high feed speed is required for the linear motor, since the frequency of the applied power source is high, a core manufactured in a laminated form may be used to reduce eddy current loss and hysteresis loss occurring in the core.

2 이상의 전기자 모듈과 2 이상의 영구 자석 모듈의 조합에 의해 진행 방향으로 추력이 발생하는 원리는 도 2에 도시되어 있다. 예를 들어 3개의 전기자 모듈(10U, 10V, 10W)에 2개의 영구 자석(21) 세트(여기서 세트는 2차 부재에서 진행 방향으로 같은 위치에 있는 영구 자석(21) 전체를 가리킴)를 대응시키는 경우, 도 2의 위쪽 그림과 같은 전기자 모듈 3상과 영구 자석 2극의 조합이 된다.The principle in which thrust is generated in the travel direction by the combination of two or more armature modules and two or more permanent magnet modules is shown in FIG. 2. For example, three armature modules 10U, 10V, 10W correspond to two sets of permanent magnets 21, where the set points to the entire permanent magnet 21 at the same position in the direction of travel in the secondary member. In this case, a combination of the armature module three-phase and the permanent magnet two poles as shown in the upper figure of FIG.

도 2에서, U, V, W는, 도 1의 3개의 전기자 모듈(10U, 10V, 10W)에서 원주 방향을 기준으로 동일 위치에 놓인 돌극을 진행 방향으로 나열한 것이고, S/N은 상기 돌극 U, V, W에 대치되는 위치에 놓인 영구 자석을 나열한 것이다.In FIG. 2, U, V, and W represent the salient poles located at the same position with respect to the circumferential direction in the three armature modules 10U, 10V, and 10W of FIG. 1, and S / N is the salient pole U. It lists the permanent magnets at positions opposite to, V, and W.

각 전기자 모듈의 코일에 단일 위상의 전류를 공급하되, 3상인 경우 이웃하는 모듈과 120도의 위상차를 갖는 전류를 각 전기자 모듈의 코일에 각각에 각각 소정의 위상차를 갖는 3상의 전류를 인가할 수 있다.A single phase current may be supplied to the coils of each armature module, but in the case of three phases, a current having a phase difference of 120 degrees with a neighboring module may be applied to a coil of each armature module with a three phase current having a predetermined phase difference. .

또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 진행 방향으로 번갈아 배치된 영구 자석 S 또는 N의 극 간격을 (1/2 주기 180도)로 할 때, 3개의 전기자 모듈이 2/3(120도)에 해당하는 간격으로 배치되어 있다.In addition, as shown in FIG. 2, when the pole spacing of the permanent magnets S or N alternately arranged in the advancing direction is set to (1/2 cycle 180 degrees), three armature modules are divided into 2/3 (120 degrees). It is arranged at corresponding intervals.

영구 자석 S극과 N극 사이에 위치하는 돌극 V를 감은 코일에 (+) 방향으로 피크 값(P)의 교류 전류를 흘려 돌극 V가 N극이 될 때, 돌극 U와 W를 감은 코일에는 (-) 방향으로 피크 값(P)/제곱근(2) 크기의 교류 전류를 흘려 돌극 U와 W가 S극이 되므로, N극인 돌극 V가 영구 자석 S극에는 흡인력을 영구 자석 N극에는 반발력을 작용하여 영구 자석을 오른쪽으로 이동시킨다. 돌극 V의 N극보다는 작은 크기의 자력으로 S극이 된 돌극 U와 W는 각각 영구 자석 S극과 영구 자석 N극에 반발력과 흡인력을 작용하지만 서로 상쇄되어 진행 방향으로 영향을 미치지 않게 된다.When an alternating current of peak value P flows in the positive direction to the coil wound with the pole V located between the permanent magnet S pole and the N pole, and the pole V becomes the N pole, the coil wound with the pole U and W is ( As the poles U and W become S poles by flowing an alternating current of the peak value (P) / square root (-) in the-) direction, the pole poles V, which are the N poles, attract the permanent magnet S pole and the repulsive force on the permanent magnet N pole. To move the permanent magnet to the right. The dolpoles U and W, which have become S poles with smaller magnetic force than the N pole of the dolpole V, exert repulsive and suction forces on the permanent magnet S pole and the permanent magnet N pole, respectively, but cancel each other and do not affect the traveling direction.

영구 자석이 2/3 극 간격만큼 이동하여 이번에는 돌극 W가 영구 자석 S극과 N극 사이에 위치하게 되고, 이 순간에는 각 돌극의 코일에 위상이 120도 진행한 전류를 흘리고, 돌극 W를 감은 코일에 (+) 방향으로 피크 값(P)의 교류 전류가 흘러 돌극 W가 N극이 되고, 돌극 U와 V를 감은 코일에는 (-) 방향으로 피크 값(P)/제곱근(2) 크기의 교류 전류가 흘러 돌극 U와 V가 S극이 된다. N극이 된 돌극 W가 영구 자석 S극에는 흡인력을 영구 자석 N극에는 반발력을 작용하여 영구 자석을 오른쪽으로 이동시키는데, 마찬가지로 돌극 W의 N극보다는 작은 크기의 자력으로 S극이 된 돌극 U와 V는 각각 영구 자석 N극과 영구 자석 S극에 흡인력과 반발력을 작용하지만 서로 상쇄된다.The permanent magnet moves by 2/3 pole intervals, and this time, the pole pole W is positioned between the poles S and N of the permanent magnets. At this moment, a current of 120 degrees in phase is applied to the coil of each pole pole, The alternating current of the peak value (P) flows to the wound coil in the (+) direction so that the protrusion W becomes the N pole, and the coil wound around the protrusions U and V has a peak value (P) / square root (2) in the negative direction. The alternating current flows through and U and V become S poles. The N pole pole W moves the permanent magnet to the right by applying suction to the permanent magnet S pole and a repulsive force to the permanent magnet N pole. Similarly, the pole pole U, which is smaller than the N pole of the pole pole W, becomes a S pole with a magnetic force smaller than the N pole. V applies suction and repulsive force to the permanent magnet N pole and the permanent magnet S pole, respectively, but cancel each other out.

이와 같은 과정을 반복하여 영구 자석은 오른쪽으로 이동하게 된다. 즉, 각 전기자 모듈에 인가되는 3상의 전류가 돌극 U, V, W에 이동 자계를 발생시키고 이에 따라 이동 자석에는 오른쪽으로 이동하는 추력이 발생한다.By repeating this process, the permanent magnet moves to the right. That is, the three-phase current applied to each armature module generates a moving magnetic field in the salient poles U, V, and W, thereby generating a thrust moving to the right in the moving magnet.

도 2의 돌극 U, V, W에는 코일이 같은 형태로 감긴 것으로 가정하고 있어서, 이웃하는 전기자 모듈의 대응되는 위치에 놓인 돌극에 같은 방향으로 코일이 감길 수 있다. 하지만, 이웃하는 전기자 모듈의 대응되는 위치에 놓인 돌극에 반대 방향으로 코일이 감길 수도 있다. 즉, U와 W는 같은 방향으로 코일이 감기고 V는 U, W와 반대 방향으로 코일이 감길 수 있는데, 이 경우에도 영구 자석을 같은 방향으로 이동시키는 추력을 발생하도록 위상차를 갖는 전원을 공급할 수 있다.It is assumed that the coils U, V and W of FIG. 2 are wound in the same shape, so that the coils may be wound in the same direction to the salient poles positioned at corresponding positions of the neighboring armature module. However, the coil may be wound in the opposite direction to the salient pole placed at the corresponding position of the neighboring armature module. That is, U and W may be wound in the same direction, and V may be wound in a direction opposite to U and W. In this case, power having a phase difference may be supplied to generate a thrust for moving the permanent magnet in the same direction. .

이상적인 모델인 경우, 영구 자석을 이동시키는 추력은, 돌극과 영구 자석이 접하는 표면적의 합에 비례하고, 또한 진행 방향으로 배치되는 전기자 모듈의 개수에도 비례하여 커지게 되고, 코일에 인가되는 전류의 크기, 돌극을 감는 코일의 권선 수, 영구 자석의 자력 크기 등에도 비례 관계를 갖는다.In the ideal model, the thrust for moving the permanent magnets is increased in proportion to the sum of the surface areas of the protrusions and the permanent magnets, and also in proportion to the number of armature modules arranged in the traveling direction, and the magnitude of the current applied to the coil. , The number of windings of the coil winding the pole, the magnetic force of the permanent magnet, etc. have a proportional relationship.

도 2의 첫 번째 예는 전기자 모듈 3상과 영구 자석 2극의 기본 조합에 대한 예이고, 도 2의 두 번째 예는 첫 번째 조합의 확장인 전기자 모듈 3상과 영구 자석 4극 조합에 대한 예로 추력이 발생하는 원리는 동일하고, 3상 8극 등의 조합도 가능하다.The first example of FIG. 2 is an example of a basic combination of armature module three-phase and a permanent magnet two pole, and the second example of FIG. 2 is an example of an armature module three-phase and permanent magnet four-pole combination that is an extension of the first combination. The principle of generating thrust is the same, and a combination of three-phase and eight-poles is also possible.

일반화하면, 모터 상수의 배수가 되는 전기자 모듈의 수 S와 2(N극과 S극)의 배수인 영구 자석 모듈의 수 P의 조합을 기본으로 추력이 발생하는데, 여기서 모터 상수는 3상 전원으로 전기자를 구동하는 경우 3, 5상 전원으로 구동하는 경우 5로서, 3 이상의 홀수로 하는 것이 일반적이고, 모터 상수에 의해 각 전기자 모듈의 코일에 인가되는 전류의 위상차가 결정된다.In general, thrust occurs based on a combination of the number S of armature modules that are multiples of the motor constant and the number P of permanent magnet modules that are multiples of 2 (N pole and S pole), where the motor constant is a three-phase power source. In the case of driving an armature, in case of driving with a three-phase, five-phase power supply, it is common to set it to an odd number of three or more, and the phase difference of the current applied to the coil of each armature module is determined by the motor constant.

이때, S와 P의 최소 공배수가 커질수록 추력의 리플(ripple)이 줄게 된다. 또한, S와 P의 비를 권선 계수라 하는데 1에 가까울수록 자기 회로의 대칭 효율이 높아서 유리하다. 표 1에 3상 모터의 경우 전기자 모듈과 영구 자석 모듈의 조합 관계가 나열되어 있는데, 9개의 전기자 모듈과 8개 또는 10개의 영구 자석 모듈의 조합이 효율이나 리플 관점에서 유리하다.At this time, as the minimum common multiple of S and P increases, the ripple of thrust decreases. In addition, the ratio between S and P is called a winding coefficient, and the closer to 1, the higher the symmetry efficiency of the magnetic circuit is. Table 1 lists the combination of armature modules and permanent magnet modules for three-phase motors, where nine armature modules and eight or ten permanent magnet modules are advantageous in terms of efficiency or ripple.

전기자 모듈 개수Number of armature modules 영구 자석 모듈 개수Permanent Magnet Module Count 33 22 44 66 44 88 99 66 88 1010 1212 1212 88 1010 1414 1616

물론, S개의 전기자 모듈과 P개의 영구 자석 모듈이 공극을 통해 대치하는 부분의 길이(이동 방향으로의 길이)를 모터의 단위 길이라고 할 때, 다수의 전기자 모듈로 구성되는 1차 부재 또는 다수의 영구 자석 모듈로 구성되는 2차 부재 중 어느 한쪽은 단위 길이보다는 길게 구성해야 가동자를 이동시키는 추력을 발생시킬 수 있는 유효 거리를 확보할 수 있게 된다. 즉, 1차 부재와 2차 부재가 겹치는 길이를 단위 길이보다 길게(전기자 모듈의 개수를 S개 이상 또는 영구 자석 모듈의 개수를 P개 이상) 구성해야 추력 발생을 위한 유효 거리를 확보하게 되고, 겹치는 길이에 비례하여 추력이 증가할 수 있다.Of course, when the length (the length in the direction of movement) of the portions in which the S armature modules and the P permanent magnet modules oppose through the air gap is the unit length of the motor, the primary member or the plurality of armature modules composed of a plurality of armature modules One of the secondary members of the permanent magnet module must be configured to be longer than the unit length to secure an effective distance capable of generating a thrust for moving the mover. In other words, the length of the overlap between the primary member and the secondary member is longer than the unit length (the number of armature modules or the number of permanent magnet modules is P or more) to ensure the effective distance for generating thrust. The thrust may increase in proportion to the overlap length.

또한, 2상의 전원으로 전동기를 구동시킬 수도 있는데, 이 경우 각 전기자 모듈을 영구 자석의 극 간격의 절반(/2)만큼 이격시킨 상태에서 90도 위상차가 나는 2상의 전류를 2개의 전기자 모듈에 흘리는 경우에도, 영구 자석을 한쪽으로 이동시키는 추력을 발생시킬 수 있다.In addition, the motor can be driven by a two-phase power source. In this case, two-phase currents having a 90-degree phase difference are passed to the two armature modules with each armature module separated by half (/ 2) of the pole spacing of the permanent magnets. Even in this case, it is possible to generate a thrust for moving the permanent magnet to one side.

도 1에 도시된 선형 전동기의 단면은 각 요소가 대칭으로 배치되어 있기 때문에, 각 전기자와 영구 자석에 의해 생기는 자기 흡인력이 상쇄되고, 가동자의 직선 운동을 안내하는 가이드에 외력을 발생시키지 않아 가이드의 수명을 연장할 수 있게 된다.Since the elements of the linear electric motor shown in FIG. 1 are arranged symmetrically, the magnetic attraction force generated by each armature and the permanent magnet is canceled, and the external force is not generated in the guide for guiding the linear movement of the mover. It can extend the life.

1차 부재의 각 전기자 모듈에 진행 방향으로 UVW, UVW, UVW 순서로 3상 전류가 인가될 수도 있고, 대신 UuU, VvV, WwW 순서로 3상 전류를 인가하는 것도 가능한데, 여기서 소문자는 대문자와 반대 위상의 전류가 공급되는 것을 의미한다.Three-phase current may be applied to each armature module of the primary member in the order of UVW, UVW, and UVW, and instead, three-phase current may be applied in the order of UuU, VvV, and WwW, where lowercase letters are opposite to uppercase letters. It means that the current of the phase is supplied.

1차 부재는 (1차 부재의 코어와 같은 재질인 강자성체로) 서로 연결되지 않고 독립된 전기자 모듈로 구성되기 때문에, 같은 크기의 전원이 각 전기자 모듈에 제공된다면 각 전기자 모듈에는 독립되고 같은 크기의 자속이 흐르게 되어 각 전기자 모듈을 통해 생성되는 추진력에 편차가 적어 추력에 리플이 적게 된다. 자속이 특정 돌극에 편중되지 않고 각 돌극을 통해 균일하게 분배되어 흐르기 때문에 전기자 모듈의 코어의 단면적이 작더라도 많은 자속을 흐르게 할 수 있다. 또한, 각 전기자 모듈 사이에는 서로 독립된 자기 회로에 의한 자속이 흐르게 되므로, 가동자의 진행 방향과 동일한 방향으로 흐르는 자속이 없게 되어 진행 방향과 수직인 방향으로만 자속의 흐름이 발생하여 추력과 무관한 누설 자속이 적고, 모터 효율을 향상시킬 수 있다.Since the primary member is composed of independent armature modules (not ferromagnetic material, which is the same material as the core of the primary member), they are independent of each armature module if the same size of power is provided to each armature module. This flow causes less variation in thrust generated through each armature module, resulting in less ripple in thrust. Since the magnetic flux is distributed evenly through each salient pole without being biased to a specific salient pole, even though the cross-sectional area of the core of the armature module is small, many fluxes can flow. In addition, since the magnetic flux flows between the armature modules by independent magnetic circuits, there is no magnetic flux flowing in the same direction as the moving direction of the mover, so that the magnetic flux flows only in the direction perpendicular to the traveling direction, so that leakage is independent of thrust. The magnetic flux is small and the motor efficiency can be improved.

도 3은 진행 방향으로 극을 바꿔가면서 복수의 영구 자석(21)이 장착된 영구 자석 모듈(20)을 도시한 것으로, 전기자 모듈(10)의 돌극(12)에서 나온 자속 또는 돌극(12)으로 들어가는 자속이 지나가는 영구 자석(21)의 단면이 직사각형인 예와 평행 사변형인 예를 도시하고 있다.3 shows a permanent magnet module 20 in which a plurality of permanent magnets 21 are mounted while changing poles in a traveling direction, with magnetic flux or protrusion 12 coming out of the protrusion 12 of the armature module 10. The example where the cross section of the permanent magnet 21 through which an incoming magnetic flux passes is rectangular and parallelogram is shown.

돌극(12)과 영구 자석(21)을 통과하는 자속의 양은, 돌극(12)에서 나오거나 돌극(12)로 들어가는 자속의 분포가 일정하다고 할 때, 돌극(12)의 표면과 영구 자석(21)의 표면이 서로 겹치는 부분의 면적에 비례하게 된다. 추진력은 자속의 변화에 의해 발생하는데, 예를 들어 2차 부재가 가동자로 진행 방향으로 이동하는 경우, 영구 자석(21)이 이동하는 동안 돌극(12)과 영구 자석(21)을 통과하는 자속의 양은 돌극(12)과 영구 자석(21)의 표면을 컨벌류션(convolution)한 결과가 되고, 도 3의 오른쪽에 도시되어 있다.The amount of magnetic flux passing through the salient pole 12 and the permanent magnet 21 is determined by the constant distribution of flux coming out of the salient pole 12 or entering the salient pole 12, and thus the surface of the salient pole 12 and the permanent magnet 21. ) Surface is proportional to the area of the overlapping part. The propulsion force is caused by the change of the magnetic flux. For example, when the secondary member moves in the traveling direction to the mover, the magnetic flux passing through the protrusion 12 and the permanent magnet 21 while the permanent magnet 21 moves is The amount results from the convolution of the surfaces of the salient pole 12 and the permanent magnet 21, and is shown on the right side of FIG.

영구 자석(63)을 향한 돌극(12)의 표면을 직사각형(가로가 진행 방향이고 세로가 도 1의 왼쪽 단면에서 내외주 방향)으로 가정할 때, 직사각형 표면의 영구 자석(21)이 진행 방향으로 이동하면서 돌극(12)의 직사각형 표면과 겹치는 부분의 면적은 도 3의 오른쪽 위 그림과 같이 사다리꼴이 되어, 두 표면이 겹치기 시작할 때, 두 표면이 완전히 겹칠 때, 완전히 겹친 두 표면이 겹치지 않는 부분이 발생하기 시작할 때, 일부 겹친 두 표면이 전혀 겹치지 않게 될 때 매끄럽지 않게 연결되는 점(두 직선이 만나는 점)이 발생한다.When the surface of the protrusion 12 facing the permanent magnet 63 is assumed to be a rectangle (horizontal direction of travel and vertical length in the inner and outer circumferential direction in the left cross section of FIG. 1), the permanent magnet 21 of the rectangular surface is moved in the direction of travel. The area of the portion overlapping the rectangular surface of the salient pole 12 while moving is trapezoidal as shown in the upper right of FIG. 3, when the two surfaces start to overlap, when the two surfaces completely overlap, the two overlapping surfaces do not overlap. When it starts to occur, a point where the two overlapping surfaces do not overlap at all is a smoothly connected point (the point where two straight lines meet).

즉, 추진력은 자속의 변화, 즉 돌극(12)과 영구 자석(21) 표면이 겹치는 면적의 변화에 비례하고, 돌극(12)과 영구 자석(21) 표면이 겹치는 면적을 미분한 값이 추진력과 관계가 있으므로, 도 3의 오른쪽 위 그림과 같이 매끄럽게 연결되지 않는 점이 있는 경우 그 점에서 추진력에 갑작스런 변화가 발생하고 리플(ripple)을 일으킬 수 있다.That is, the propulsion force is proportional to the change in the magnetic flux, that is, the change in the area where the surface of the protrusion 12 and the permanent magnet 21 overlap each other, and the value that differentiates the area where the surface of the protrusion 12 and the permanent magnet 21 overlap with each other is the driving force. Since there is a relationship, if there is a point that is not smoothly connected as shown in the upper right of FIG. 3, a sudden change in propulsion may occur at that point and may cause ripple.

하지만, 평행 사변형 표면의 영구 자석(21)이 진행 방향으로 이동하면서 돌극(12)의 직사각형 표면과 겹치는 부분의 면적은, 도 3의 오른쪽 아래 그림과 같이 전체적으로는 사다리꼴 형상이지만 선과 선이 매끄럽게 연결되어 리플의 발생을 줄일 수 있다.However, as the permanent magnet 21 of the parallelogram surface moves in the advancing direction, the area of the portion overlapping the rectangular surface of the protrusion 12 is trapezoidal in shape as shown in the lower right of FIG. 3, but the lines are connected smoothly. The occurrence of ripple can be reduced.

전기자 모듈(10)의 돌극(12)에서 나온 자속 또는 돌극(12)으로 들어가는 자속이 지나가는 영구 자석(21)의 단면은 직사각형이나 평행 사변형에 한정되지 않고, 마름모, 원형 또는 타원형도 가능하고, 직사각형이나 평행 사변형의 네 귀퉁이를 자른 팔각형 모양도 가능하다.The cross section of the permanent magnet 21 through which the magnetic flux from the salient pole 12 of the armature module 10 or the magnetic flux entering the salient pole 12 passes is not limited to a rectangle or a parallelogram, and may also be a rhombus, a circle, or an ellipse. An octagonal shape with four corners of parallelogram is also available.

2차 부재에서, 각 영구 자석 모듈(20)에 고정된 영구 자석(21)은 이웃하는 영구 자석 모듈(20)에 있는 대응하는 영구 자석(21)과 그 극을 달리해야 하기 때문에 다른 영구 자석 모듈(20)에 있는 대응하는 영구 자석(21)과 진행 방향으로 동일한 위치에 놓이는 것으로 가정하고 있다. 즉, 도 4에서 영구 자석 모듈 A(20A)에서 영구 자석의 위치 오프셋(OFF_A)과 다른 영구 자석 모듈 B, C, D(20B, 20C, 20D)의 위치 오프셋(OFF _B, OFF _C, OFF _D)이 같은 값이 된다.In the secondary member, the permanent magnet 21 fixed to each permanent magnet module 20 must be different from the corresponding permanent magnet 21 in the neighboring permanent magnet module 20, so that other permanent magnet modules must be different from their poles. It is assumed that it is in the same position in the travel direction as the corresponding permanent magnet 21 in 20. That is, in FIG. 4, the position offsets (OFF_B, OFF_C, OFF__) of the permanent magnet modules B, C, and D (20B, 20C, and 20D) that are different from those of the permanent magnets in the permanent magnet module A (20A). ) Is the same value.

이 경우, 2차 부재가 진행 방향으로 이동하면서 돌극(12)과 영구 자석(21)의 표면이 겹칠 때 매끄럽게 연결되지 않는 점(도 3의 오른쪽 위 그림과 같은 점들)이 같은 시간에 발생하여 리플을 증가시킬 수 있다.In this case, when the secondary member moves in the advancing direction, when the surfaces of the salient pole 12 and the permanent magnet 21 overlap each other, a point that is not smoothly connected (points as shown in the upper right corner of FIG. 3) occurs at the same time, causing ripple. Can be increased.

이러한 문제를 완화하기 위하여, 영구 자석의 위치 오프셋을 각 영구 자석 모듈(20)마다 서로 다르게 또는 적어도 하나 이상의 영구 자석 모듈(20)에 대해서 다르게 조절할 수 있는데, 이 경우에도 이웃하는 영구 자석 모듈(20)에 있는 대응하는 영구 자석(21)과 그 극을 달리해야 하기 때문에, 하나의 영구 자석(21)의 폭(진행 방향으로의 길이)에 비해 작은 값을 영구 자석의 위치 오프셋으로 해야 한다. 하나의 영구 자석(21), 즉 S극이나 N극인 한 극의 영구 자석(21)의 폭이 L이라 할 때, OFF _A, OFF _B, OFF _C, OFF _D를 예를 들어, 그 절대 값이 0.1L보다 작은 범위 내에서 적어도 하나 또는 둘 이상이 다른 값을 갖도록 하여, 도 3의 오른쪽 위 그림과 같은 매끄럽게 연결되지 않는 점이 같은 시간에 중복 발생하지 않도록 하여 리플이 커지는 것을 막을 수 있다.To alleviate this problem, the positional offset of the permanent magnets can be adjusted differently for each permanent magnet module 20 or differently for at least one permanent magnet module 20, even in this case the neighboring permanent magnet module 20 Since the poles of the corresponding permanent magnets 21 in ()) must be different from each other, the position offset of the permanent magnets should be smaller than the width (length in the advancing direction) of one permanent magnet 21. When the width of one permanent magnet 21, that is, the permanent magnet 21 of one pole that is the S pole or the N pole, is L, OFF_A, OFF_B, OFF_C, OFF_D, for example, the absolute value is At least one or two or more may have different values within a range of less than 0.1L, so that ripples may be prevented from occurring at the same time so that points that are not smoothly connected as shown in the upper right of FIG. 3 do not overlap.

1차 부재에서 각 전기자 모듈 사이에 일정 간격을 유지하기 위하여, 각 전기자 모듈에서 하나 이상 돌극(가능하면 대칭되는 위치의 돌극)의 말단에 소정 모양의 홈을 파고, 홈에 대응되는 모양의 돌출부를 갖고 전기자 모듈 사이의 거리만큼 돌출부가 이격된 스페이서를 이용하여 각 전기자 모듈을 결합할 수 있다.In order to maintain a certain distance between each armature module in the primary member, a groove of a predetermined shape is dug at the end of one or more salient poles (possibly symmetrical positions) in each armature module, and a protrusion of a shape corresponding to the groove is formed. Each armature module using spacers spaced apart from the protrusions by a distance between the armature modules.

또는, 각 전기자 모듈에서 코어 및/또는 하나 이상의 돌극(가능하면 대칭되는 위치의 돌극)의 말단에 구멍을 뚫고, 구멍이 뚫린 스페이서와 관통 볼트를 이용하여 전기자 모듈들을 결합함으로써, 각 전기자 모듈 사이에 일정 간격을 유지하도록 할 수 있다.Or between each armature module by drilling holes in the ends of the core and / or one or more salient poles (possibly symmetrical positions) in each armature module and joining the armature modules using the perforated spacers and through bolts You can maintain a certain interval.

또한, 진행 방향에 수직으로 자른 2차 부재의 단면에 대응하도록 홈이 파인 단부 고정자 또는 브라킷을 2차 부재의 양끝에 배치하여, 영구 자석 모듈(20)이 흔들리지 않도록 안정하게 고정되게 할 수 있다.In addition, the grooved end stator or bracket may be disposed at both ends of the secondary member so as to correspond to the cross section of the secondary member cut perpendicular to the traveling direction, so that the permanent magnet module 20 may be stably fixed.

도 5는 개방형 선형 전동기에 대한 변형 실시예이다. 도 5에서, 전기자 모듈(10) 코어(11)가 직선 형태이고, 이에 따라 돌극(12)도 코어(11)에서 직각으로 돌출하고 이웃하는 돌극(12)과 나란히 배치되어 있다. 또한, 2차 부재의 영구 자석(21)도 나란히 놓인 두 돌극(12) 사이로 직선 형태의 코어(11)를 향해 돌출한다. 진행 방향으로 나열된 복수의 영구 자석(21)은 영구 자석 모듈(20)에 고정될 수 있는데, 돌극(12) 사이의 영구 자석 모듈들(20)이 서로 나란히 배열되기 때문에, 일종의 지지 기구인 베이스가 복수의 영구 자석 모듈(20)을 연결하기 위한 연결부(22)의 역할을 하여, 즉 베이스와 연결부(22)가 일체화되어 복수의 영구 자석 모듈(20)이 바로 베이스에 고정될 수 있다.5 is a variant of an open linear motor. In FIG. 5, the core 11 of the armature module 10 is straight, so that the salient poles 12 also protrude at right angles from the core 11 and are arranged side by side with the neighboring salient poles 12. In addition, the permanent magnet 21 of the secondary member also projects toward the straight core 11 between the two poles 12 arranged side by side. A plurality of permanent magnets 21 listed in the advancing direction may be fixed to the permanent magnet module 20. Since the permanent magnet modules 20 between the salient poles 12 are arranged side by side with each other, a base which is a kind of support mechanism is By acting as a connection part 22 for connecting the plurality of permanent magnet modules 20, that is, the base and the connection part 22 are integrated, the plurality of permanent magnet modules 20 may be directly fixed to the base.

코일(13)은, 도 5와 같이 각 돌극(12)에서 코어(11)에 가까운 곳(코어(11)를 향해 돌출한 영구 자석(21)이 미치지 않은 위치)에 권선되거나, 도 6과 같이 두 돌극(12) 사이 코어(11)에 권선될 수도 있다.The coil 13 is wound at a position close to the core 11 (a position not reached by the permanent magnet 21 protruding toward the core 11) in each protrusion 12 as shown in FIG. 5, or as shown in FIG. 6. It may be wound around the core 11 between two salient poles 12.

도 5와 도 6의 선형 전동기는 각 전기자 모듈(10)에서 코어(11)와 돌극(12)이 직각을 이루고, 베이스와 영구 자석 모듈(20)도 직각을 이루고 있으므로, 제조 정밀도를 올릴 수 있고 금형 비용도 절감할 수 있다.5 and 6 in the armature module 10, the core 11 and the salient pole 12 is at a right angle, and the base and the permanent magnet module 20 are also at right angles, thereby increasing the manufacturing precision Mold costs can also be reduced.

도 7은 도 1의 선형 전동기에서 2차 부재의 연결부를 변형한 실시예로, 도 7의 연결부(22')는 진행 방향으로 관통하는 구멍이 형성되어 있어서, 2차 부재가 외부 충격에 변형되더라도 쉽게 원상 복귀될 수 있고, 2차 부재의 무게를 줄일 수 있게 된다.7 is an embodiment in which the connecting portion of the secondary member is modified in the linear motor of FIG. 1, and the connecting portion 22 ′ of FIG. 7 is formed with a hole penetrating in the advancing direction, even though the secondary member is deformed to an external impact. It can be easily returned to its original position and the weight of the secondary member can be reduced.

도 8은, 2차 부재의 무게를 줄이고 조립성을 향상시키기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따라 도 1의 선형 전동기의 2차 부재를 변형한 것으로, 영구 자석 모듈이 4개로 구성된 2차 부재에 대한 예이다.FIG. 8 is a variation of the secondary member of the linear electric motor of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention in order to reduce the weight of the secondary member and improve the assemblability, and includes a secondary member including four permanent magnet modules. Is an example.

도 1에서는 2차 부재의 각 영구 자석 모듈은, 반경 방향을 기준으로 한쪽은 선형 전동기의 중심에 위치하는 연결부에 고정되고 다른 쪽은 전기자 모듈의 코어를 향해 돌출하여 두 돌극 사이에 놓이고, 진행 방향으로 극이 바뀌는 복수의 영구 자석이 배치된다. 하지만, 도 8의 2차 부재에서는 각 영구 자석 모듈을 연결하기 위한 연결부가 따로 없고, 영구 자석 모듈이 서로 직접 결합될 수 있다.In Fig. 1, each permanent magnet module of the secondary member is fixed to the connecting portion located in the center of the linear motor on one side in the radial direction, and the other side is projected toward the core of the armature module and lies between the two poles. A plurality of permanent magnets are arranged in which the poles change in the direction. However, in the secondary member of FIG. 8, there is no connection part for connecting each permanent magnet module, and the permanent magnet modules may be directly coupled to each other.

선형 전동기를 진행 방향과 수직으로 자른 단면에서 원주 방향의 각도 차이가 180도가 되는 2개의 영구 자석 모듈(또는 선형 전동기의 단면에서 중심을 지나는 직선(지름)을 공유하는 2개의 영구 자성 모듈)을 하나의 결합 모듈로 하고, 4개의 영구 자석 모듈을 사용하는 2차 부재에서는 2개의 결합 모듈(30A, 30B)이 있게 되고, 2개의 결합 모듈(30A, 30B)을 끼워서 2차 부재를 조립할 수 있다.One permanent magnet module (or two permanent magnetic modules sharing a straight line (diameter) passing through the center in the cross section of the linear motor) whose angle of circumferential direction is 180 degrees in the cross section cut perpendicular to the traveling direction. In the secondary member using four permanent magnet modules, there are two coupling modules 30A and 30B, and the second member can be assembled by fitting the two coupling modules 30A and 30B.

즉, 2차 부재에서 원주 방향으로 진행하면서 각 영구 자석 모듈을 제 1 내지 제 4 영구 자석 모듈(20A, 20B, 20C, 20D)로 할 때, 제 1 영구 자석 모듈(20A)과 제 3 영구 자석 모듈(20C)이 하나의 제 1 결합 모듈(30A)이 되고, 제 2 영구 자석 모듈(20B)과 제 4 영구 자석 모듈(20D)이 제 2 결합 모듈(30B)이 되어, 두 결합 모듈이 끼움 방식으로 조립될 수 있다.That is, when each permanent magnet module is the first to fourth permanent magnet modules 20A, 20B, 20C, and 20D while traveling in the circumferential direction in the secondary member, the first permanent magnet module 20A and the third permanent magnet are used. The module 20C becomes one first coupling module 30A, the second permanent magnet module 20B and the fourth permanent magnet module 20D become the second coupling module 30B, and the two coupling modules are fitted. Can be assembled in a manner.

2개의 결합 모듈을 끼워 조립하는 방법은 도 9에 도시되어 있다. 제 1 결합 모듈(30A)은, 진행 방향으로 실질적으로 같은 위치에 서로 다른 극의 영구 자석이 위와 아래에 2개 배치되고 진행 방향으로 소정 간격으로 영구 자석이 극을 바꾸면서 다수 개 배치, 즉 진행 방향으로 2개의 영구 자석 열이 제 1 결합 모듈의 위와 아래에 배치된다. 또한, 위와 아래의 영구 자석 열 사이, 즉 제 1 결합 모듈의 중앙에는 제 2 결합 모듈을 끼우기 위한 관통 구멍(33)이 소정 간격으로 하나 이상 형성된다.A method of assembling two coupling modules is shown in FIG. 9. In the first coupling module 30A, two permanent magnets of different poles are disposed above and below substantially the same position in the traveling direction, and a plurality of the permanent magnets are arranged at predetermined intervals in the traveling direction, that is, a plurality of arrangements, that is, the traveling direction. Two permanent magnet rows are arranged above and below the first coupling module. In addition, one or more through-holes 33 for fitting the second coupling module are formed at predetermined intervals between the upper and lower rows of permanent magnets, that is, in the center of the first coupling module.

제 2 결합 모듈(30B)은 진행 방향으로 분리된 하나 이상 복수 개의 영구 자석 케이스(34)로 구성되고, 각 영구 자석 케이스(34)에는 제 1 결합 모듈과 같이 진행 방향으로 2 열로 나열된 소정 개수의 영구 자석이 배열되고, 각 영구 자석 케이스(34)는 제 1 결합 모듈(30A)의 관통 구멍(33)에 끼워진다. 제 1 결합 모듈(30A)을 진행 방향을 향해 보았을 때 영구 자석 케이스(34a)를 먼저 왼쪽(또는 오른쪽)에서 끼우고 다음 영구 자석 케이스는(34b) 오른쪽(또는 왼쪽)에서 끼우는 것과 같이 진행 방향으로 엇갈리게 끼울 수 있다.The second coupling module 30B is composed of one or more plurality of permanent magnet cases 34 separated in the advancing direction, and each permanent magnet case 34 has a predetermined number of two columns arranged in the advancing direction like the first coupling module. Permanent magnets are arranged, and each permanent magnet case 34 is fitted into the through hole 33 of the first coupling module 30A. When the first coupling module 30A is viewed in the advancing direction, the permanent magnet case 34a is first inserted from the left side (or right side) and then the permanent magnet case 34b is inserted into the right side (or left side) in the advancing direction. Can be staggered.

영구 자석 케이스(34)가 제 1 결합 모듈(30A)의 관통 구멍(33)에 끼워질 때, 영구 자석 케이스(34)에서 위와 아래에 위치하는 영구 자석의 중간 위치(영구 자석 케이스에서 점선 위치)에 제 1 결합 모듈(30A)이 위치할 수 있도록, 제 1 결합 모듈(30A)의 관통 구멍(33)에 끼워지는 부분과 끼워지지 않는 부분의 폭(진행 방향으로의 길이)이 다르게 단차를 형성하는 것이 유리하다. 즉, 영구 자석 케이스(34)에서 끼워지지 않는 부분의 단차가 제 1 결합 모듈(30A)의 관통 구멍(33) 사이에 걸려 영구 자석 케이스(34)가 더 이상 끼워지지 않게 된다. 또한, 임의의 영구 자석 케이스(34a)에서 관통 구멍(33)을 통과한 부분이 반대 방향에서 끼워지는 다음 영구 자석 케이스(34b)에서 관통 구멍(33)을 통과하지 않은 부분과 맞닿을 수 있도록, 영구 자석 케이스(34)에서 단차를 조절할 수 있는데, 끼워지는 부분의 폭(관통 구멍의 크기 또는 폭), 끼워지지 않는 부분의 폭, 관통 구멍 사이의 간격 등을 조절할 수 있다.When the permanent magnet case 34 is fitted into the through hole 33 of the first coupling module 30A, the intermediate position of the permanent magnet positioned above and below the permanent magnet case 34 (dashed line position in the permanent magnet case) Steps are formed to have different widths (lengths in the advancing direction) of portions fitted into the through-holes 33 of the first coupling module 30A and non-fitting portions so that the first coupling module 30A can be positioned at the same position. It is advantageous to. That is, the step of the portion which is not fitted in the permanent magnet case 34 is caught between the through holes 33 of the first coupling module 30A so that the permanent magnet case 34 is no longer fitted. Further, the portion passing through the through hole 33 in any permanent magnet case 34a can be fitted in the opposite direction and then abut the portion not passing through the through hole 33 in the permanent magnet case 34b. Steps can be adjusted in the permanent magnet case 34, the width (size or width of the through-hole) of the portion to be fitted, the width of the non-insertion portion, the distance between the through hole and the like can be adjusted.

제 1 결합 모듈(30A)와 다수의 영구 자석 케이스(34)가 결합된 이후에 결합 부위에 접착제를 도포하여 결합 강도를 올릴 수 있다. 또는, 다수의 영구 자석 케이스(34)를 고정하는 장치를 추가로 마련할 수도 있다.After the first coupling module 30A and the plurality of permanent magnet cases 34 are coupled, the bonding strength may be increased by applying an adhesive to the coupling portion. Alternatively, a device for fixing a plurality of permanent magnet cases 34 may be further provided.

도 8과 도 9는 4개의 영구 자석 모듈을 사용하는 선형 전동기에 대한 예이지만, 이에 한정되지 않고 6개 또는 8개의 영구 자석 모듈을 사용하는 선형 전동기에도 적용이 가능한데, 이 경우 제 1 결합 모듈의 관통 구멍에서 영구 자석 케이스가 끼워지는 깊이 방향의 단면 모양이 달라질 수 있고, 영구 자석 케이스에도 관통 구멍이 형성되어 다른 영구 자석 케이스가 끼워질 수 있다.8 and 9 illustrate an example of a linear motor using four permanent magnet modules, but the present invention is not limited thereto and may be applied to a linear motor using six or eight permanent magnet modules. The cross-sectional shape in the depth direction in which the permanent magnet case is fitted in the through hole may vary, and a through hole may also be formed in the permanent magnet case so that another permanent magnet case may be inserted therein.

도 8과 도 9의 2차 부재에도, 영구 자석의 단면 모양을 평행 사변형으로 하거나 영구 자석의 위치 오프셋을 달리하는 도 3과 도 4의 실시예가 적용될 수 있다.8 and 9 may also be applied to the embodiments of FIGS. 3 and 4 in which the cross-sectional shape of the permanent magnet is parallelogram or the positional offset of the permanent magnet is different.

도 10은 도 1의 선형 전동기에서 2차 부재의 연결부 없이 복수의 영구 자석 모듈을 결합하는 변형 실시예를 도시한 것으로, 진행 방향에서 볼 때 영구 자석 모듈 또는 영구 자석 모듈이 결합된 결합 모듈의 단면을 도시한 것이다.FIG. 10 illustrates a modified embodiment in which a plurality of permanent magnet modules are coupled without a connection of a secondary member in the linear electric motor of FIG. 1, and a cross section of a permanent magnet module or a coupling module to which a permanent magnet module is coupled in a traveling direction. It is shown.

각 영구 자석 모듈에 돌출부 및/또는 홈부를 형성하여 별도의 연결부 없이 영구 자석 모듈끼리, 예를 들어 슬라이딩 방식으로 서로 결합시켜 2차 부재를 형성하도록 할 수도 있다. 또는, 이웃하는 2개 또는 그 이상의 영구 자석 모듈을 결합하여 결합 모듈을 형성하고 다른 결합 모듈과 돌출부 및/또는 홈부를 통해 결합하여 2차 부재를 형성할 수도 있다.Protrusions and / or grooves may be formed in each permanent magnet module so that the permanent magnet modules may be coupled to each other, for example, in a sliding manner, to form a secondary member without a separate connection portion. Alternatively, two or more neighboring permanent magnet modules may be joined to form a joining module, and the other joining module may be joined through a protrusion and / or a groove to form a secondary member.

영구 자석 모듈끼리 또는 결합 모듈끼리 슬라이딩 방식으로 결합시키기 위하여, 각 영구 자석 모듈 또는 결합 모듈에서 돌출부 및/또는 홈부는 진행 방향으로 길게 형성되거나 진행 방향으로 일정 간격으로 일부 구간에만 형성될 수도 있다.In order to couple the permanent magnet modules or the coupling modules to each other in a sliding manner, the protrusions and / or the grooves in each permanent magnet module or the coupling module may be formed to be long in the traveling direction or may be formed only in some sections at regular intervals in the traveling direction.

또는, 2차 부재를, 모듈 형태로 조립하지 않고, 영구 자석을 고정할 수 있는 복수 개의 개구를 형성한 상태로 주물로 형성하거나 통으로 가공할 수도 있다.Alternatively, the secondary member may be formed into a casting or processed into a cylinder in a state in which a plurality of openings capable of fixing the permanent magnet are formed without assembling the secondary member in a module form.

도 11은 직선 형태의 전기자 모듈 코어에서 직각으로 돌출한 돌극 사이에 2차 부재의 영구 자석 모듈이 코어를 향해 돌출한 도 5와 같은 개방형 선형 전동기의 2차 부재를 변형한 실시예이다.FIG. 11 is an embodiment in which the secondary member of the open linear motor shown in FIG. 5 in which the permanent magnet module of the secondary member protrudes toward the core is formed between the protrusions perpendicularly protruding from the straight armature module core.

도 11에서 영구 자석 모듈에는, 추진력의 리플을 줄일 수 있도록, 돌극에서 나오거나 돌극으로 들어가는 자속이 통과하는 영구 자석의 단면 모양이 직사각형이 아니라 평행 사변형인 도 3의 실시예가 적용된다.In FIG. 11, the embodiment of FIG. 3 is applied to the permanent magnet module so that the cross-sectional shape of the permanent magnet through which the magnetic flux exiting or entering the protrusion passes through the parallelogram is not rectangular.

하지만, 각 영구 자석 모듈의 영구 자석에 같은 방향의 평행 사변형을 적용하는 것이 아니라, 이웃하는 영구 자석 모듈과는 서로 다른 방향의 평행 사변형을 적용하는 점에 차이가 있다. 즉, 제 1 영구 자석 모듈(20A)과 제 3 영구 자석 모듈(20C) 내의 영구 자석의 단면은 오른쪽으로 기운 형태의 평행 사변형이고, 제 2 영구 자석 모듈(20B)과 제 4 영구 자석 모듈(20D) 내의 영구 자석의 단면은 왼쪽으로 기운 형태의 평행 사변형이 된다.However, there is a difference in that the parallelogram of the same direction is not applied to the permanent magnet of each permanent magnet module, but the parallelogram of a different direction is applied to the neighboring permanent magnet module. That is, the cross-sections of the permanent magnets in the first permanent magnet module 20A and the third permanent magnet module 20C are parallelograms of the shape tilted to the right, and the second permanent magnet module 20B and the fourth permanent magnet module 20D. The cross section of the permanent magnet in the square becomes a parallelogram of the shape tilted to the left.

1차 부재가 이동하면서 돌극이 평행 사변형의 예각을 형성하는 날카로운 부분을 지날 쯤 돌극의 한쪽(예를 들어 제 1 영구 자석 모듈(20A))의 영구 자석에서 평행 사변형의 날카로운 부분이 코어에서 가까운 쪽에서 돌극과 접하고 있고 돌극의 다른 쪽(예를 들어 제 2 영구 자석 모듈(20B))의 영구 자석은 평행 사변형의 날카로운 부분이 코어에서 먼 쪽에서 돌극과 접하게 된다. 따라서, 코일에 의해 발생하여 돌극의 말단을 향해 진행하는 자속 중에서 일부는 코어에서 가까운 쪽에서 제 1 영구 자석 모듈(20A)의 영구 자석을 향해 진행하고, 다른 일부는 코어에서 먼 쪽에서 제 2 영구 자석 모듈(20B)의 영구 자석을 향해 진행하게 된다.In the permanent magnet of one side of the protrusion (for example, the first permanent magnet module 20A) as the primary member moves through the sharp portion that forms the acute angle of the parallelogram, the sharp portion of the parallelogram is near the core. The permanent magnets in contact with the salient poles and on the other side of the salient poles (for example, the second permanent magnet module 20B) come into contact with the salient poles at the sharp edges of the parallelogram. Therefore, some of the magnetic flux generated by the coil and traveling toward the end of the salient pole proceeds toward the permanent magnet of the first permanent magnet module 20A from the side close to the core, and the other part of the magnetic flux from the side far from the core to the second permanent magnet module. Progress toward the permanent magnet of 20B.

즉, 코일에 의해 발생한 자속이 코어로부터 길게 돌출한 돌극의 한 곳에 집중되어 흐르지 않고 돌극의 위 아래에 고르게 분포하여 흐르게 된다. 따라서, 코어나 돌극의 두께를 키우지 않고 많은 양의 자속을 흘려 보낼 수 있고, 또한 자속이 분산되어 흐르므로 추진력에 리플이 줄게 된다.That is, the magnetic flux generated by the coil flows evenly distributed above and below the salient pole instead of being concentrated in one place of the salient pole protruding from the core. Therefore, a large amount of magnetic flux can be sent without increasing the thickness of the core or the salient pole, and since the magnetic flux is dispersed, the ripple is reduced in the driving force.

도 11의 영구 자석 모듈도, 서로 연결하기 위한 연결부를 따로 마련하지 않고, 1차 부재의 코어에서 먼 부분에 돌출부 및/또는 홈부를 형성하여 이웃하는 영구 자석 모듈과 결합하여 2차 부재를 형성할 수도 있다.The permanent magnet module of FIG. 11 also provides a secondary member by forming protrusions and / or grooves in a part far from the core of the primary member and joining with a neighboring permanent magnet module without providing a connection portion for connecting to each other. It may be.

도 12는 도 5의 개방형 선형 전동기를 복수 개 결합한 선형 전동기에 대한 실시예로, 4개의 도 5와 같은 개방형 선형 전동기를 결합하여, 즉 각 선형 전동기의 1차 부재끼리 결합하고 2차 부재끼리도 결합하여, 하나의 선형 전동기를 구현하고 있다. 예를 들어, 3개, 5개, 6개 또는 8개 등의 도 5의 개방형 선형 전동기를 결합하여 원하는 다양한 모양으로 3각, 4각, 5각, 6각, 8각 선형 전동기를 구현하여 공간 효율을 향상시키고 추진력을 증가시킬 수 있다. 또한, 각각의 선형 전동기에 인가하는 전원을 조절하여, 예를 들어 같은 3상의 전원을 인가하더라도 서로 위상을 다르게 하여 리플을 줄일 수도 있다.12 is an embodiment of a linear motor in which a plurality of the open linear motors of FIG. 5 are combined. The four open linear motors as shown in FIG. Thus, one linear motor is implemented. For example, by combining three, five, six or eight open linear motors of FIG. 5, the three-, four-, five-, six-, and eight-angle linear motors can be implemented in various shapes. It can improve efficiency and increase driving force. In addition, by adjusting the power applied to each linear motor, even if the same three-phase power is applied, for example, it is possible to reduce the ripple by different phases.

도 13은 본 발명에 따른 선형 전동기를 구동하는 서보 시스템에 대한 간략한 구성을 도시한 것이다. 도 13에서 선형 전동기를 제외하고 다른 요소는 종래의 선형 전동기에 적용되는 그대로 사용 가능하다.13 shows a simplified configuration of a servo system for driving a linear motor according to the present invention. Except for the linear motor in Figure 13 other elements can be used as is applied to the conventional linear motor.

서보 시스템은, 모터에 인가할 전류를 생성하는 구동 앰프, 구동 앰프로부터 모터에 인가되는 전류를 감지하는 전류 센서, 선형 전동기 가동자의 위치 또는 이동 속도를 감지하는 리니어 센서, 전류 센서 및/또는 리니어 센서에서 검출되는 신호를 기초로 제어 명령에 따라 구동 앰프를 제어하는 제어기를 포함하여 구성될 수 있다. 구동 앰프는 교류 전원을 직류로 바꾸는 컨버터와 모터 구동에 필요한 전류를 생성하는 인버터를 포함하여 구성될 수 있다.The servo system includes a drive amplifier for generating a current to be applied to the motor, a current sensor for detecting a current applied to the motor from the drive amplifier, a linear sensor for detecting a position or moving speed of the linear motor mover, a current sensor and / or a linear sensor. It may be configured to include a controller for controlling the driving amplifier according to the control command based on the signal detected by the. The driving amplifier may include a converter for converting an AC power into a direct current and an inverter for generating a current required to drive a motor.

인버터는, 본 발명에 따른 선형 전동기의 구동 방식에 맞는 전원, 예를 들어 2상 교류 전류, 3상 교류 전류, 2상 정류 전류, 3상 정류 전류 등을 생성하여 선형 전동기의 전기자 모듈에 인가할 수 있는데, 제어기의 명령에 따라 전류의 진폭, 주파수 등을 바꾸어 가동자의 위치, 속도, 가동자를 이동시키는 추력의 크기 등을 조절할 수 있다.The inverter generates a power source suitable for the driving method of the linear motor according to the present invention, for example, two-phase alternating current, three-phase alternating current, two-phase rectified current, three-phase rectified current, and the like to be applied to the armature module of the linear motor. According to the command of the controller, the amplitude of the current, frequency, etc. can be changed to adjust the position of the mover, the speed, the magnitude of the thrust for moving the mover, and the like.

이상 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.The above-described preferred embodiments of the present invention are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art can improve, change, and substitute various other embodiments within the technical spirit and scope of the present invention disclosed in the appended claims below. Or addition may be possible.

10: 전기자 모듈 11: 코어
12: 돌극 13: 코일
20, 20A, 20B, 20C, 20D: 영구 자석 모듈
21: 영구 자석 22, 22': 연결부
30, 30A, 30B: 결합 모듈 33: 관통 구멍
34, 34a, 34b: 영구 자석 케이스
10: armature module 11: core
12: salient pole 13: coil
20, 20A, 20B, 20C, 20D: Permanent Magnet Module
21: permanent magnet 22, 22 ': connection
30, 30A, 30B: Coupling Module 33: Through Hole
34, 34a, 34b: permanent magnet case

Claims (18)

1차 부재 및 2차 부재를 포함하여 구성되는 선형 전동기에서,
상기 1차 부재는 복수의 전기자 모듈을 포함하고,
각 전기자 모듈은, 원형 링 또는 다각형 링 형상의 자성체 코어, 상기 자성체 코어로부터 점대칭으로 돌출하는 4개의 돌극 및 코일로 구성되고, 각 돌극 또는 돌극 사이의 자성체 코어에 같은 위상의 전류가 흐르는 코일이 감기고,
상기 2차 부재는, 2개의 영구 자석 결합 모듈을 포함하고, 두 영구 자석 결합 모듈이 서로 끼우는 형태로 결합되어 형성되고,
각 영구 자석 결합 모듈은 선형 전동기의 진행 방향으로 나열되는 2개의 영구 자석 열을 포함하고, 각 영구 자석 열은 복수의 영구 자석이 극을 바꿔 가면서 배치되고, 4개의 영구 자석 열 각각은 서로 다른 돌극 쌍 사이에 놓이고,
상기 2차 부재에서 진행 방향으로 실질적으로 같은 위치에 있는 영구 자석들을 영구 자석 세트라 할 때, 진행 방향으로 배치된 S개의 전기자 모듈과 2의 배수인 P개의 영구 자석 세트를 한 단위로 하여 진행 자계에 의한 추력이 생성되도록 소정의 위상차를 갖는 전원이 각 전기자 모듈의 코일에 인가되고,
상기 1차 부재 또는 상기 2차 부재 중 어느 하나가 가동자가 되고 다른 하나가 고정자가 되어 상기 생성되는 추력에 의해 서로 상대적으로 이동하는 것을 특징으로 하는 선형 전동기.
In a linear electric motor comprising a primary member and a secondary member,
The primary member includes a plurality of armature modules,
Each armature module is composed of a magnetic ring core in the shape of a circular ring or polygonal ring, four salient poles and coils protruding point-symmetrically from the magnetic core, and coils in which currents of the same phase flow through the magnetic core between the salient poles or the salient poles are wound. ,
The secondary member may include two permanent magnet coupling modules, and the two permanent magnet coupling modules may be coupled to each other to be fitted together.
Each permanent magnet coupling module includes two permanent magnet rows arranged in the direction of travel of the linear motor, each permanent magnet row being arranged with a plurality of permanent magnets alternating poles, and each of the four permanent magnet rows having different poles Placed between the pairs,
When the permanent magnets located at substantially the same position in the advancing direction in the secondary member are called permanent magnet sets, S armature modules arranged in the advancing direction and P permanent magnet sets, which are multiples of 2, are included in the advancing magnetic field. Power having a predetermined phase difference is applied to the coil of each armature module so that thrust is generated,
Wherein either the primary member or the secondary member becomes a mover and the other becomes a stator to move relative to each other by the generated thrust.
1차 부재 및 2차 부재를 포함하여 구성되는 선형 전동기에서,
상기 1차 부재는 복수의 전기자 모듈을 포함하고,
각 전기자 모듈은, 자성체 코어, 상기 자성체 코어로부터 돌출하는 복수의 돌극 및 코일로 구성되고, 각 돌극 또는 돌극 사이의 자성체 코어에 같은 위상의 전류가 흐르는 코일이 감기고,
상기 2차 부재는 복수의 영구 자석 모듈이 서로 끼우는 형태로 결합되어 형성되고,
각 영구 자석 모듈은, 상기 자성체 코어를 향해 돌출하여 두 돌극 사이에 놓이고, 선형 전동기의 진행 방향으로 복수의 영구 자석이 극을 바꿔 가면서 배치되고,
상기 2차 부재에서 진행 방향으로 실질적으로 같은 위치에 있는 영구 자석들을 영구 자석 세트라 할 때, 진행 방향으로 배치된 S개의 전기자 모듈과 2의 배수인 P개의 영구 자석 세트를 한 단위로 하여 진행 자계에 의한 추력이 생성되도록 소정의 위상차를 갖는 전원이 각 전기자 모듈의 코일에 인가되고,
상기 1차 부재 또는 상기 2차 부재 중 어느 하나가 가동자가 되고 다른 하나가 고정자가 되어 상기 생성되는 추력에 의해 서로 상대적으로 이동하는 것을 특징으로 하는 선형 전동기.
In a linear electric motor comprising a primary member and a secondary member,
The primary member includes a plurality of armature modules,
Each armature module is composed of a magnetic core, a plurality of salient poles and coils protruding from the magnetic core, and a coil in which current of the same phase flows is wound around the magnetic core between each salient pole or the salient poles,
The secondary member is formed by combining a plurality of permanent magnet modules are fitted to each other,
Each permanent magnet module protrudes toward the magnetic core, is placed between two salient poles, and a plurality of permanent magnets are arranged while changing poles in the traveling direction of the linear electric motor,
When the permanent magnets located at substantially the same position in the advancing direction in the secondary member are called permanent magnet sets, S armature modules arranged in the advancing direction and P permanent magnet sets, which are multiples of 2, are included in the advancing magnetic field. Power having a predetermined phase difference is applied to the coil of each armature module so that thrust is generated,
Wherein either the primary member or the secondary member becomes a mover and the other becomes a stator to move relative to each other by the generated thrust.
1차 부재 및 2차 부재를 포함하여 구성되는 제 1 선형 전동기를 복수 개 결합하여 구성되는 선형 전동기에서,
상기 1차 부재는 복수의 전기자 모듈을 포함하고,
각 전기자 모듈은, 직선 형상의 자성체 코어, 상기 자성체 코어로부터 수직으로 돌출하는 3개 이상의 돌극 및 코일로 구성되고, 각 돌극 또는 돌극 사이의 자성체 코어에 같은 위상의 전류가 흐르는 코일이 감기고,
상기 2차 부재는 상기 돌극의 개수보다 하나 작은 개수의 영구 자석 모듈을 포함하고,
각 영구 자석 모듈은, 상기 두 돌극 사이에 놓이고 선형 전동기의 진행 방향으로 복수의 영구 자석이 극을 바꿔 가면서 배치되고,
상기 2차 부재에서 진행 방향으로 실질적으로 같은 위치에 있는 영구 자석들을 영구 자석 세트라 할 때, 진행 방향으로 배치된 S개의 전기자 모듈과 2의 배수인 P개의 영구 자석 세트를 한 단위로 하여 진행 자계에 의한 추력이 생성되도록 소정의 위상차를 갖는 전원이 각 전기자 모듈의 코일에 인가되고,
2개 이상의 1차 선형 전동기의 1차 부재와 2차 부재를 각각 서로 결합시켜, 상기 결합된 1차 부재 또는 상기 결합된 2차 부재 중 어느 하나가 가동자가 되고 다른 하나가 고정자가 되어 상기 생성되는 추력에 의해 서로 상대적으로 이동하는 것을 특징으로 하는 선형 전동기.
In the linear motor configured by combining a plurality of first linear motor comprising a primary member and a secondary member,
The primary member includes a plurality of armature modules,
Each armature module is composed of a linear magnetic core, three or more salient poles and coils projecting perpendicularly from the magnetic core, and coils in which currents of the same phase flow through the magnetic core between each salient pole or the salient poles are wound.
The secondary member includes a number of permanent magnet modules one less than the number of the salient poles,
Each permanent magnet module is placed between the two salient poles and arranged with a plurality of permanent magnets changing poles in the direction of travel of the linear motor,
When the permanent magnets located at substantially the same position in the advancing direction in the secondary member are called permanent magnet sets, S armature modules arranged in the advancing direction and P permanent magnet sets, which are multiples of 2, are included in the advancing magnetic field. Power having a predetermined phase difference is applied to the coil of each armature module so that thrust is generated,
The primary member and the secondary member of two or more primary linear motors are respectively coupled to each other, so that either the combined primary member or the combined secondary member is a mover and the other is a stator to generate the A linear electric motor, characterized by moving relative to each other by thrust.
1차 부재 및 2차 부재를 포함하여 구성되는 선형 전동기에서,
상기 1차 부재는 복수의 전기자 모듈을 포함하고,
각 전기자 모듈은, 직선 형상의 자성체 코어, 상기 자성체 코어로부터 수직으로 돌출하는 3개 이상의 돌극 및 코일로 구성되고, 각 돌극 또는 돌극 사이의 자성체 코어에 같은 위상의 전류가 흐르는 코일이 감기고,
상기 2차 부재는 상기 돌극의 개수보다 하나 작은 개수의 영구 자석 모듈을 포함하고,
각 영구 자석 모듈은, 두 돌극 사이에 놓이고 선형 전동기의 진행 방향으로 복수의 영구 자석이 극을 바꿔 가면서 배치되고,
상기 2차 부재에서 진행 방향으로 실질적으로 같은 위치에 있는 영구 자석들을 영구 자석 세트라 할 때, 진행 방향으로 배치된 S개의 전기자 모듈과 2의 배수인 P개의 영구 자석 세트를 한 단위로 하여 진행 자계에 의한 추력이 생성되도록 소정의 위상차를 갖는 전원이 각 전기자 모듈의 코일에 인가되고,
상기 1차 부재 또는 상기 2차 부재 중 어느 하나가 가동자가 되고 다른 하나가 고정자가 되어 상기 생성되는 추력에 의해 서로 상대적으로 이동하고,
각 영구 자석 모듈의 각 영구 자석에서 자속이 지나가는 단면은 같은 방향으로 기운 평행 사변형이고, 각 영구 자석 모듈은 이웃하는 영구 자석 모듈과 평행 사변형의 기운 방향이 서로 다른 것을 특징으로 하는 선형 전동기.
In a linear electric motor comprising a primary member and a secondary member,
The primary member includes a plurality of armature modules,
Each armature module is composed of a linear magnetic core, three or more salient poles and coils projecting perpendicularly from the magnetic core, and coils in which currents of the same phase flow through the magnetic core between each salient pole or the salient poles are wound.
The secondary member includes a number of permanent magnet modules one less than the number of the salient poles,
Each permanent magnet module is placed between two poles and arranged with a plurality of permanent magnets changing poles in the direction of travel of the linear motor,
When the permanent magnets located at substantially the same position in the advancing direction in the secondary member are called permanent magnet sets, S armature modules arranged in the advancing direction and P permanent magnet sets, which are multiples of 2, are included in the advancing magnetic field. Power having a predetermined phase difference is applied to the coil of each armature module so that thrust is generated,
Either the primary member or the secondary member becomes a mover and the other becomes a stator to move relative to each other by the generated thrust,
The cross section through which magnetic flux passes in each permanent magnet of each permanent magnet module is a parallelogram inclined in the same direction, and each permanent magnet module has a different direction of energy of the parallelogram in a neighboring permanent magnet module.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
각 전기자 모듈에서 이웃하는 돌극의 극성이 서로 다르도록 코일이 감기고, 각 영구 자석 세트에서 각 영구 자석은 이웃하는 영구 자석과 서로 다른 극으로 배치되는 것을 특징으로 하는 선형 전동기.
The method according to any one of claims 1 to 4,
The coil is wound so that the polarity of neighboring salient poles in each armature module is different, and in each set of permanent magnets, each permanent magnet is disposed at a different pole from the neighboring permanent magnets.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 영구 자석의 자화 방향은 대응되는 두 돌극을 향한 것을 특징으로 하는 선형 전동기.
The method according to any one of claims 1 to 4,
The magnetization direction of the permanent magnet is directed to the two corresponding poles.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
자속이 지나가는 영구 자석의 단면은 직사각형, 평행 사변형, 원형 또는 타원형인 것을 특징으로 하는 선형 전동기.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Linear motor, characterized in that the cross section of the permanent magnet passing magnetic flux is rectangular, parallelogram, circular or elliptical.
제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나 이상의 영구 자석 모듈의 영구 자석의 진행 방향으로의 위치 오프셋이 다른 영구 자석 모듈의 위치 오프셋과 다르되, 상기 영구 자석의 진행 방향으로의 폭보다 작은 소정 범위에서 다른 것을 특징으로 하는 선형 전동기.
The method according to any one of claims 2 to 4,
Wherein the position offset of the at least one permanent magnet module in the direction of travel of the permanent magnet is different from the position offset of the other permanent magnet module, but in a predetermined range that is smaller than a width in the direction of travel of the permanent magnet.
제 1항에 있어서,
적어도 하나의 영구 자석 열의 영구 자석의 진행 방향으로의 위치 오프셋이 다른 영구 자석 열의 위치 오프셋과 다르되, 상기 영구 자석의 진행 방향으로의 폭보다 작은 소정 범위에서 다른 것을 특징으로 하는 선형 전동기.
The method of claim 1,
And the position offset of the at least one permanent magnet row in the direction of travel of the permanent magnets is different from the position offset of the other permanent magnet rows, but in a predetermined range that is smaller than the width in the direction of travel of the permanent magnets.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항 에 있어서,
상기 1차 부재 또는 상기 2차 부재의 길이는 상기 S개의 전기자 모듈과 P개의 영구 자석 세트로 이루어지는 한 단위의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 선형 전동기.
The method according to any one of claims 1 to 4,
And the length of the primary member or the secondary member is longer than the length of one unit consisting of the S armature module and the P permanent magnet set.
제 10항에 있어서,
상기 S는 상기 소정의 위상차를 결정하는 상수의 배수 중 하나로 결정되고, 상기 상수는 3 이상의 홀수인 것을 특징으로 하는 선형 전동기.
The method of claim 10,
S is determined as one of multiples of a constant for determining the predetermined phase difference, and the constant is an odd number of three or more.
제 1항에 있어서,
제 1 영구 자석 결합 모듈에서 두 영구 자석 열 사이에 진행 방향으로 긴 관통 구멍 하나 이상이 형성되고, 제 2 영구 자석 결합 모듈은 분리되는 하나 이상의 영구 자석 케이스를 포함하고, 각 영구 자석 케이스는 상기 관통 구멍에 끼워지는 것을 특징으로 하는 선형 전동기.
The method of claim 1,
In the first permanent magnet coupling module one or more long through holes are formed between the two rows of permanent magnets in a traveling direction, and the second permanent magnet coupling module includes one or more permanent magnet cases that are separated, and each permanent magnet case includes the through holes. Linear motor, characterized in that fitted in the hole.
제 12항에 있어서,
상기 영구 자석 케이스는, 2개의 영구 자석 열을 포함하고, 하나의 영구 자석 열은 상기 관통 구멍에 끼워지지 않고, 상기 관통 구멍에 끼워지지 않는 부분의 상기 진행 방향으로의 폭이 끼워지는 부분의 폭보다 넓은 것을 특징으로 하는 선형 전동기.
13. The method of claim 12,
The permanent magnet case includes two permanent magnet rows, and one permanent magnet row is not inserted into the through hole, and the width of the portion into which the width in the traveling direction of the portion not fitted into the through hole is fitted. Linear motor, characterized in that wider.
제 12항 또는 제 13항에 있어서,
상기 영구 자석 케이스를 상기 관통 구멍에 끼우는 방향이 이웃하는 영구 자석 케이스와 반대인 것을 특징으로 하는 선형 전동기.
The method according to claim 12 or 13,
And the direction in which the permanent magnet case is inserted into the through hole is opposite to a neighboring permanent magnet case.
제 14항에 있어서,
상기 영구 자석 케이스에서 관통 구멍에 끼워지지 않는 부분과 이웃하는 영구 자석 케이스에서 끼워진 부분이 맞닿을 수 있도록, 상기 끼워지는 않는 부분의 폭, 상기 관통 구멍의 폭, 및 상기 관통 구멍 사이의 간격이 조절되는 것을 특징으로 하는 선형 전동기.
The method of claim 14,
The width of the non-inserted portion, the width of the through hole, and the gap between the through holes are adjusted so that a portion of the permanent magnet case not fitted to the through hole and a portion inserted from the neighboring permanent magnet case come into contact with each other. Linear motor, characterized in that the.
제 2항에 있어서,
2 이상의 영구 자석 모듈이 하나의 결합 모듈을 형성하고, 각 결합 모듈이 끼워지는 형태로 결합되어 상기 2차 부재가 형성되는 것을 특징으로 하는 선형 전동기.
The method of claim 2,
And at least two permanent magnet modules form one coupling module and are coupled in a form in which each coupling module is fitted to form the secondary member.
제 3항에 있어서,
각 영구 자석 모듈의 각 영구 자석에서 자속이 지나가는 단면은 같은 방향으로 기운 평행 사변형이고, 각 영구 자석 모듈은 이웃하는 영구 자석 모듈과 평행 사변형의 기운 방향이 서로 다른 것을 특징으로 하는 선형 전동기.
The method of claim 3, wherein
The cross section through which magnetic flux passes in each permanent magnet of each permanent magnet module is a parallelogram inclined in the same direction, and each permanent magnet module has a different direction of energy of the parallelogram in a neighboring permanent magnet module.
제 3항에 있어서,
각 1차 선형 전동기에 대해서 다른 1차 선형 전동기와 다른 위상의 전원이 1차 부재에 인가되는 것을 특징으로 하는 선형 전동기.
The method of claim 3, wherein
A linear motor, characterized in that, for each primary linear motor, a power source of a different phase from the primary linear motor is applied to the primary member.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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