KR20150120789A - Support holder and rotor of wound rotor synchronous motor using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예는 친환경 차량용 계자권선형 동기모터(WRSM)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코일간 절연성능을 확보하고 코일을 지지하는 지지 구조물 및 이를 이용한 계자권선형 동기모터의 회전자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a field winding synchronous motor (WRSM) for an environmentally friendly vehicle, and more particularly, to a support structure for securing insulation between coils and supporting a coil and a rotor of a field- will be.
일반적으로, 친환경 자동차로 불리는 하이브리드 차량 또는 전기 자동차는 전기 에너지로 회전력을 얻는 전기 모터(이하에서는 "구동모터" 라고 한다)에 의해 구동력을 발생시킬 수 있다.2. Description of the Related Art Generally, a hybrid vehicle or an electric vehicle called an environment-friendly automobile can generate a driving force by an electric motor (hereinafter referred to as "driving motor"
예를 들면, 하이브리드 차량은 구동모터의 동력만을 이용하는 순수 전기 자동차 모드인 EV(Electric Vehicle)모드로 주행하거나 엔진과 구동모터의 회전력을 모두 동력으로 이용하는 HEV(Hybrid Electric Vehicle)모드로 주행한다. 그리고 일반적인 전기 자동차는 구동모터의 회전력을 동력으로 이용하여 주행한다.For example, the hybrid vehicle travels in an EV (Electric Vehicle) mode, which is a pure electric vehicle mode using only the driving motor power, or in an HEV (Hybrid Electric Vehicle) mode, in which both rotational power of the engine and the driving motor is used as power. And a general electric vehicle drives by using the rotational power of the driving motor as a power source.
친환경 자동차의 동력원으로 이용되는 구동모터는 크게 영구자석형 동기모터(Permanent Magnet Synchronous Motor: PMSM)와 계자권선형 동기모터(Wound Rotor Synchronous Motor: WRSM)를 예로 들 수 있다.Examples of drive motors used as power sources for environmentally friendly vehicles include permanent magnet synchronous motors (PMSM) and wound rotor synchronous motors (WRSM).
여기서, 계자권선형 동기모터는 고정자 뿐만 아니라 회전자에도 코일을 권선하여 전류인가 시 회전자를 전자석화시킴으로써 영구자석형 동기모터(PMSM)의 영구자석을 대체하고 있다.Here, the field winding synchronous motor replaces the permanent magnet of the permanent magnet type synchronous motor (PMSM) by winding the coils not only to the stator but also to the rotor when the current is applied.
계자권선형 동기모터는 코일을 권선한 회전자를 고정자와 일정 공극을 두고 배치하고 브러시 및 슬립링을 통해 전류를 인가하여 자속을 발생시키는 구조로 되어 있다.The field winding linear synchronous motor has a structure in which a rotor having a coil wound thereon is disposed with a constant gap from the stator and a magnetic flux is generated by applying a current through a brush and a slip ring.
이러한 계자권선형 동기모터는 손실을 줄이고 효율을 높이기 위하여 고정자 뿐만 아니라 회전자의 권선 점적률도 높여야 하며, 슬롯 내 높은 점적률로 인해 다른 상 코일간 절연 확보가 중요시된다. 또한, 계자권선형 동기모터는 회전자의 고속 회전 시, 코일에 작용하는 원심력에 의해 코일의 정렬성이 저하되어 고장이 발생할 수 있다. In order to reduce the losses and increase the efficiency of the field synchronous motors, it is necessary to increase the rotor winding dot rate as well as the stator, and it is important to secure the insulation between the phase coils due to the high dot rate in the slots. Further, in the field winding synchronous motor, when the rotor rotates at high speed, the alignment of the coils is lowered due to the centrifugal force acting on the coils, which may cause a failure.
상기한 바와 같은 코일간 절연을 확보하고, 코일에 작용하는 원심력을 지지하기 위하여 계자권선형 동기모터는 지지 구조물(당 업계에서는 통상 "절연 구조물" 이라고도 한다)을 사용하거나 몰딩 방법을 주로 사용하고 있다.In order to secure the above-mentioned inter-coil insulation and to support the centrifugal force acting on the coil, the field winding type synchronous motor mainly uses a supporting structure (usually referred to as an "insulating structure" .
한편, 종래 기술에 따른 계자권선형 동기모터는 회전자의 고속 회전 시, 회전자 코일을 지지하기 위한 상기한 지지 구조물을 다른 극 코어의 코일 사이에 축 방향으로 설치하고, 지지 구조물 자체의 중량을 저감하기 위해 중공 구조 또는 홀을 형성한 구조의 지지 구조물을 사용하고 있다.Meanwhile, in the field winding synchronous motor according to the related art, when the rotor rotates at a high speed, the supporting structure for supporting the rotor coil is installed axially between the coils of the other pole cores, and the weight of the supporting structure itself A support structure having a hollow structure or a hole is used to reduce the size of the support structure.
일반적으로 중대형의 계자권선형 동기모터는 평각 권선 또는 SC 권선 형태의 회전자 코일을 적용하여 코일의 정렬성이 매우 우수하며, 극수가 4극~6극 구조로 되어 있어 슬롯 내의 여유 공간을 확보함으로써 코일의 원심력지지 또는 원심력 지지구조의 설치가 용이하다.Generally, the field winding synchronous motors of medium and large size have a very good coil alignment by using a square coil or a rotor coil of the SC winding type, and the number of poles is from 4 to 6 poles. It is easy to install the centrifugal force support or the centrifugal force support structure of the coil.
그러나, 차량 구동용으로 사용되는 계자권선형 동기모터는 출력밀도를 증대시키기 위해 주로 8극 이상의 회전자 구조가 적용되고 있어, 슬롯 내의 코일 극간 공간이 크지 않으며, 환형의 코일을 사용하는 경우에는 코일 권선 후의 코일 정렬성이 저하되어 코일부를 지지하는 구조의 설치에 어려움이 있고, 몰딩 방식을 적용할 경우에는 모터의 냉각 성능이 저하될 가능성이 높다.However, in the field winding synchronous motor used for driving a vehicle, a rotor structure of mainly eight poles or more is applied to increase the output density, so that the space between the coil poles in the slot is not large. In the case of using an annular coil, The coil alignment after winding is deteriorated and it is difficult to install a structure for supporting the coil part. When the molding method is applied, there is a high possibility that the cooling performance of the motor is deteriorated.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in the background section are intended to enhance the understanding of the background of the invention and may include matters not previously known to those skilled in the art.
본 발명의 실시예들은 코일 간 절연을 확보함과 동시에 그 코일에 작용하는 원심력을 간단한 구성으로 지지하는 구조체를 적용하여 고속 회전 안정성 및 냉각 성능을 향상시킬 수 있도록 한 지지 구조물 및 이를 이용한 계자권선형 동기모터의 회전자를 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention are directed to a support structure for securing insulation between coils and improving the high-speed rotation stability and cooling performance by applying a structure supporting a centrifugal force acting on the coils with a simple structure, and a field winding To provide a rotor of a synchronous motor.
본 발명의 실시예에 따른 지지 구조물은, 계자권선형 동기모터에서 회전자의 슬롯에 장착되며 코일간 절연성능을 확보하고 그 코일을 지지하는 것으로서, 축 방향으로 제1,2,3면이 구비되며 내측으로 중공을 형성하고, 제1 면을 고정자와의 공극 방향으로 대향하게 배치하며, 제2 및 제3 면에 중공 측으로 볼록하게 만곡진 만곡부를 형성할 수 있다.The support structure according to the embodiment of the present invention is mounted on a slot of a rotor in a field winding synchronous motor to secure a coil insulation performance and to support the coil, A hollow is formed inwardly, a first surface is disposed opposite to the stator in the direction of the gap with the stator, and a curved bent portion is formed on the second and third surfaces in the hollow space.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 지지 구조물에 있어서, 상기 만곡부는 상기 제2 및 제3 면에서 상기 제1 면과 연결되는 부위에 형성될 수 있다.In addition, in the supporting structure according to the embodiment of the present invention, the curved portion may be formed at a portion connected to the first surface on the second and third surfaces.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 지지 구조물에 있어서, 상기 제2 및 제3 면은 상기 만곡부에서 이들의 연결 부위로 갈수록 사이가 점차 좁아지도록 구성될 수 있다.In addition, in the support structure according to the embodiment of the present invention, the second and third surfaces may be configured such that the distance between the curved portion and the connecting portion gradually decreases.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 계자권선형 동기모터의 회전자는, 고정자와 일정 공극을 두고 배치되는 회전자 코어를 포함하는 것으로서, 상기 회전자 코어에 다수의 치를 형성하고, 상기 치에 코일을 각각 권선하며, 상기 치 사이의 공간인 슬롯에 지지 구조물을 삽입하여 구성되되, 상기 지지 구조물은 축 방향으로 제1,2,3면이 구비되며 내측으로 중공을 형성하고, 제1 면을 공극 방향으로 대향하게 배치하며, 상기 코일의 권선 패턴에 대응하여 상기 제2 및 제3 면에 중공 측으로 볼록하게 만곡진 만곡부를 형성할 수 있다.The rotor of the field winding synchronous motor according to the embodiment of the present invention includes a rotor core disposed with a constant gap from a stator, and a plurality of teeth are formed on the rotor core, And a supporting structure is inserted into a slot which is a space between the teeth, wherein the supporting structure has first, second and third surfaces in the axial direction and forms a hollow inward, And curved curved portions convexly curved toward the hollow side can be formed on the second and third faces corresponding to the coil pattern of the coil.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 계자권선형 동기모터의 회전자에 있어서, 상기 지지 구조물은 상기 슬롯 내에서 상기 회전자 코어에 3점으로 지지될 수 있다.Further, in the rotor of the field winding synchronous motor according to the embodiment of the present invention, the support structure may be supported at three points on the rotor core in the slot.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 계자권선형 동기모터의 회전자에 있어서, 상기 만곡부는 상기 제2 및 제3 면에서 상기 제1 면과 연결되는 부위에 형성될 수 있다.Further, in the rotor of the field winding synchronous motor according to the embodiment of the present invention, the curved portion may be formed at a portion connected to the first surface on the second and third surfaces.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 계자권선형 동기모터의 회전자에 있어서, 상기 제2 및 제3 면은 상기 만곡부에서 이들의 연결 부위로 갈수록 사이가 점차 좁아지도록 구성될 수 있다.Further, in the rotor of the field winding synchronous motor according to the embodiment of the present invention, the second and third surfaces may be configured such that the interval between the curved portion and the connecting portion gradually decreases.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 계자권선형 동기모터의 회전자에 있어서, 상기 치에는 상기 고정자와 일정 공극을 두고 접하는 회전자 슈가 구비될 수 있다.Further, in the rotor of the field winding synchronous motor according to the embodiment of the present invention, the tooth may be provided with a rotor shoe contacting the stator with a certain gap therebetween.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 계자권선형 동기모터의 회전자에 있어서, 상기 슬롯에서 서로 마주하는 상기 회전자 슈의 끝단에는 상기 제1,2 면의 연결단 및 상기 제1,3 면의 연결단이 각각 끼워지는 제1 결합홈이 형성될 수 있다.Further, in the rotor of the field winding synchronous motor according to the embodiment of the present invention, at the ends of the rotor shoe facing each other in the slots, a connecting end of the first and second surfaces, A first coupling groove into which the coupling ends of the first coupling grooves are fitted can be formed.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 계자권선형 동기모터의 회전자에 있어서, 상기 제2,3 면의 연결단에 대응하는 슬롯의 한쪽 면에는 상기 제2,3 면의 연결단이 끼워지는 제2 결합홈이 형성될 수 있다.Further, in the rotor of the field winding synchronous motor according to the embodiment of the present invention, one side of a slot corresponding to a connecting end of the second and third faces is provided with a connecting end of the second and third faces A second coupling groove may be formed.
본 발명의 실시예들은 지지 구조물을 제1 및 제2 결합홈에 슬라이딩 식으로 결합하고, 지지 구조물의 제2 및 제3 면에 코일을 지지하는 만곡부를 형성함에 따라, 코일 간 절연을 확보함과 동시에 고속 회전 시 코일에 작용하는 원심력을 견고하게 지지하며 코일의 고정 강도를 향상시킬 수 있고, 회전자의 고속회전 안정성을 확보할 수 있다.Embodiments of the present invention provide for securing insulation between coils by slidingly coupling the support structure to the first and second coupling grooves and forming curved portions supporting the coils on the second and third sides of the support structure, At the same time, the centrifugal force acting on the coil at the time of high-speed rotation is firmly supported, the fixing strength of the coil can be improved, and the stability of the rotation of the rotor at high speed can be ensured.
또한, 본 발명의 실시예에서는 지지 구조물의 결합 구조 및 형상을 개선하여 코일의 고정 강도를 향상시킴에 따라, 코일의 권선 부위에 몰딩재를 적용하지 않아도 되므로, 코일의 냉각 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. In addition, in the embodiments of the present invention, the fixing structure of the supporting structure is improved to improve the fixing strength of the coil, so that the molding material is not required to be applied to the winding portion of the coil. have.
더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 스틸 재질을 절곡하거나 수지 성형물로서 지지 구조물을 제작할 수 있으므로, 원가를 절감할 수 있다.Furthermore, in the embodiment of the present invention, since the steel material can be bent or the support structure can be manufactured as a resin molding, the cost can be reduced.
또한, 본 발명의 실시예에서는 지지 구조물의 중공 부피를 만곡부를 통해 줄일 수 있으므로, 코일의 권선 부위에 몰딩재를 적용하더라도 코일의 냉각 성능에 미치는 영향을 최소화 할 수 있고, 중공의 줄어든 부피만큼 고가의 몰딩재 사용을 절감할 수 있다.In addition, in the embodiment of the present invention, since the hollow volume of the support structure can be reduced through the curved portion, even if the molding material is applied to the winding portion of the coil, the influence on the cooling performance of the coil can be minimized, It is possible to reduce the use of the molding material.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 계자권선형 동기모터의 회전자를 일부 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 계자권선형 동기모터의 회전자에 적용되는 지지 구조물을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 계자권선형 동기모터의 회전자에 적용되는 지지 구조물을 도시한 단면 구성도이다.These drawings are for the purpose of describing an exemplary embodiment of the present invention, and therefore the technical idea of the present invention should not be construed as being limited to the accompanying drawings.
1 is a partial view of a rotor of a field winding synchronous motor according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view illustrating a supporting structure applied to a rotor of a field winding synchronous motor according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating a support structure applied to a rotor of a field winding synchronous motor according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.
그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.In the following detailed description, the names of components are categorized into the first, second, and so on in order to distinguish them from each other in the same relationship, and are not necessarily limited to the order in the following description.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.
또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.It should be noted that terms such as " ... unit ", "unit of means "," part of item ", "absence of member ", and the like denote a unit of a comprehensive constitution having at least one function or operation it means.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 계자권선형 동기모터의 회전자를 일부 도시한 도면이다.1 is a partial view of a rotor of a field winding synchronous motor according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 적용되는 계자권선형 동기모터는 친환경 자동차에서 전기 에너지로 구동력을 얻는 하이브리드 차량용 구동모터에 적용될 수 있다.Referring to FIG. 1, a field winding linear synchronous motor applied to an embodiment of the present invention can be applied to a drive motor for a hybrid vehicle that obtains a driving force from an eco-friendly automobile with electric energy.
예를 들면, 상기 계자권선형 동기모터는 기본적으로, 고정자 코일이 권선된 고정자(도면에 도시되지 않음)와, 회전자 코일(13)이 권선되며 고정자의 내측으로 배치되는 본 발명의 실시예에 따른 회전자(100)를 포함하고 있다.For example, the field winding synchronous motor is basically composed of a stator (not shown in the figure) in which a stator coil is wound, and an embodiment of the present invention in which the
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 회전자(100)의 내주면은 회전 샤프트(도면에 도시되지 않음)와 접하게 되고, 회전자(100)의 외주면은 고정자의 내주면과 일정 공극을 두고 그 고정자의 내측에 배치된다.Here, the inner circumferential surface of the
따라서, 상기 계자권선형 동기모터는 고정자 뿐만 아니라 회전자(100)에 코일을 각각 권선하여 전류인가 시 회전자(100)를 전자석화시키며 그 회전자(100)의 전자석과 고정자의 전자석 간 전자기의 인력 및 척력으로 구동 토크를 발생시킬 수 있다.Therefore, the field winding synchronous motor not only energizes the stator but also rotates the coils on the
더 나아가, 본 발명의 실시예에 적용되는 계자권선형 동기모터는 차량 구동용으로 사용되는 것으로, 출력밀도를 증대시키기 위해 8극 이상의 회전자 구조를 적용하고 있다.Further, the field winding linear synchronous motor applied to the embodiment of the present invention is used for driving a vehicle, and a rotor structure of eight poles or more is applied to increase the output density.
본 발명의 실시예에 따른 상기 계자권선형 동기모터의 회전자(100)는 코일 간 절연을 확보함과 동시에 그 코일에 작용하는 원심력을 간단한 구성으로 지지하는 구조체를 적용하여 고속 회전 안정성 및 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 구조로 이루어진다.The
이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 상기 계자권선형 동기모터의 회전자(100)는 다수의 치(11)가 형성되며 그 치(11)에 회전자 코일(13)(이하에서는 편의 상 "코일" 이라고 한다)이 권선된 회전자 코어(10)와, 치(11) 사이의 슬롯(15)에 삽입되는 지지 구조물(50)을 포함하여 구성된다.To this end, the
상기 회전자 코어(10)의 치들(11)은 슬롯(15)을 사이에 두고 형성되며, 회전자 코어(10)의 내주면은 회전 샤프트와 접하게 되고, 외주면은 일정 공극을 두고 고정자(도면에 도시되지 않음)의 내측에 배치된다.The
여기서, 상기 회전자 코어(10)에 형성된 치(11)는 코일(13)이 권선되는 코일 권선부(12a)와, 그 코일 권선부(12a)와 일체로 연결되며 고정자의 내주면과 일정 공극을 접하는 회전자 슈(12b)를 포함하고 있다.The
본 발명의 실시예에서, 상기 지지 구조물(50)은 치(11)의 코일 권선부(12a)에 감긴 코일(13) 간 절연을 확보함과 아울러 그 코일(13)에 작용하는 원심력을 지지하기 위한 것이다.In the embodiment of the present invention, the
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 계자권선형 동기모터의 회전자에 적용되는 지지 구조물을 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 계자권선형 동기모터의 회전자에 적용되는 지지 구조물을 도시한 단면 구성도이다.FIG. 2 is a perspective view illustrating a support structure applied to a rotor of a field winding synchronous motor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view of a field winding synchronous motor according to an embodiment of the present invention, Fig. 5 is a cross-sectional view showing a support structure.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에서 상기 지지 구조물(50)은 코일(13)이 권선된 치(11) 사이의 슬롯(15)에 삽입되는 구조체로서 이루어진다.Referring to Figures 2 and 3, in an embodiment of the present invention, the
상기 지지 구조물(50)은 회전자 코어(10)의 축 방향으로 제1,2,3면(51, 52, 53)이 구비되며 내측으로 중공(54)을 형성하고, 제1 면(51)을 고정자와의 공극 방향으로 대향하게 배치하며, 제2 및 제3 면(52, 53)에 중공(54) 측으로 볼록하게 만곡진 만곡부(61)를 형성하고 있다.The supporting
상기한 지지 구조물(50)은 비 자성의 스틸 재질을 절곡하여 형성될 수 있고, 수지 사출물로서 형성될 수도 있다.The
여기서, 비 자성의 스틸 재질을 적용할 경우에는 파이프 형상을 절곡 성형하여 상기한 제1,2,3면(51, 52, 53)을 구성할 수 있고, 판재를 절곡하여 서로 맞대어지는 부분을 용접 식으로 결합할 수도 있다. 이 경우 제2,3 면(52, 53)의 외부에는 절연을 위한 절연 물질을 적용한다.When applying a non-magnetic steel material, the first, second, and
상기에서 만곡부(61)는 코일(13)의 권선 패턴에 대응하여 제2 및 제3 면(52, 53)에서 중공(54) 측으로 볼록하게 형성되는 바, 이러한 만곡부(61)는 제2 및 제3 면(52, 53)에서 제1 면(51)과 연결되는 부위에 형성될 수 있다. The
그리고, 상기한 제2 및 제3 면(52, 53)은 만곡부(61)에서 이들의 연결 부위로 갈수록 사이가 점차 좁아지도록 구성될 수 있다.In addition, the second and
한편, 본 발명의 실시예에 따른 상기 지지 구조물(50)은 회전자 코어(10)에 대하여 치(11) 사이의 슬롯(15) 내에서 3점으로 지지될 수 있다.Meanwhile, the
이를 위해 상기 지지 구조물(50)은 슬롯(15)에 대하여 슬라이딩 방식으로 결합되는 바, 슬롯(15)에서 서로 마주하는 회전자 슈(12b)의 끝단에는 제1,2 면(51, 52)의 연결단 및 제1,3 면(51, 53)의 연결단이 각각 끼워지는 제1 결합홈(71)이 회전자 코어(10)의 축 방향으로 형성된다.To this end, the
그리고, 상기 제2,3 면(52, 53)의 연결단에 대응하는 슬롯(15)의 한쪽 면(당 업계에서는 통상 "요크부" 라고 한다)에는 그 제2,3 면(52, 53)의 연결단이 끼워지는 제2 결합홈(72)이 회전자 코어(10)의 축 방향을 따라 형성된다.The first and
따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 계자권선형 동기모터의 회전자(100)에 의하면, 회전자 코어(10)의 치(11)에 코일(13)을 권선한 상태에서 그 치(11)의 사이의 슬롯(15)으로 지지 구조물(50)을 삽입한다.Therefore, in the
여기서, 상기 지지 구조물(50)의 제1 면(51)은 고정자와의 공극 방향으로 대향하여 위치하게 되고, 제2 및 제3 면(52, 53)은 슬롯(15)에서 코일(13)의 권선 패턴에 대향하며 위치하게 된다.Here, the
즉, 상기 제1 면(51)은 슬롯(15)에서 서로 마주하는 회전자 슈(12b)의 끝단 사이에 위치하며, 제2 및 제3 면(52, 53)의 만곡부(61)는 슬롯(15)에서 볼록하게 만곡진 코일(13)의 권선 패턴을 감싸며 위치하게 된다.That is, the
이 때, 상기 지지 구조물(50)은 슬롯(15)에서 서로 마주하는 회전자 슈(12b)의 끝단에 형성된 제1 결합홈(71) 및 제2,3 면(52, 53)의 연결단에 대응하는 슬롯(15)의 한쪽 면에 형성된 제2 결합홈(72)을 따라 슬라이딩되면서 이들 제1 및 제2 결합홈(71, 72)에 결합될 수 있다.At this time, the
지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 계자권선형 동기모터의 회전자(100)에 의하면, 지지 구조물(50)을 제1 및 제2 결합홈(71, 72)에 슬라이딩 식으로 결합하고, 지지 구조물(50)의 제2 및 제3 면(52, 53)에 코일(13)을 지지하는 만곡부(61)를 형성함에 따라, 코일(13) 간 절연을 확보함과 동시에 고속 회전 시 코일(13)에 작용하는 원심력을 견고하게 지지하며 코일(13)의 고정 강도를 향상시킬 수 있고, 고속회전 안정성을 확보할 수 있다.According to the
또한, 본 발명의 실시예에서는 지지 구조물(50)의 결합 구조 및 형상을 개선하여 코일(13)의 고정 강도를 향상시킴에 따라, 코일(13)의 권선 부위에 몰딩재를 적용하지 않아도 되므로, 코일(13)의 냉각 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. Further, in the embodiment of the present invention, since the fixing structure of the
더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 스틸 재질을 절곡하거나 수지 성형물로서 지지 구조물(50)을 제작할 수 있으므로, 원가를 절감할 수 있다.Furthermore, in the embodiment of the present invention, since the
한편, 본 발명의 실시예에서는 코일(13)의 고정 강도를 더욱 향상시키기 위해 코일(13)의 권선 부위에 함침을 적용하거나 몰딩재를 적용할 수도 있다.Meanwhile, in the embodiment of the present invention, in order to further improve the fixing strength of the
여기서, 본 발명의 실시예에서는 지지 구조물(50)의 중공 부피를 만곡부(61)를 통해 줄일 수 있으므로, 상기와 같이 코일(13)의 권선 부위에 몰딩재를 적용하더라도 코일(13)의 냉각 성능에 미치는 영향을 최소화할 수 있고, 중공의 줄어든 부피만큼 고가의 몰딩재 사용을 절감할 수 있다.Here, in the embodiment of the present invention, since the hollow volume of the
이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Other embodiments may easily be suggested by adding, changing, deleting, adding, or the like of elements, but this also falls within the scope of the present invention.
10... 회전자 코어
11... 치
12a... 코일 권선부
12b... 회전자 슈
13... 코일
15... 슬롯
50... 지지 구조물
51, 52, 53... 제1,2,3 면
54... 중공
61... 만곡부
71... 제1 결합홈
72... 제2 결합홈10 ... rotor core
11 ... Chi
12a ... coil winding section
12b ... rotor shoe
13 ... coil
15 ... slot
50 ... support structure
51, 52, 53 ... 1st, 2nd and 3rd sides
54 ... hollow
61 ... biceps
71 ... first coupling groove
72 ... second coupling groove
Claims (7)
축 방향으로 제1,2,3면이 구비되며 내측으로 중공을 형성하고, 제1 면을 고정자와의 공극 방향으로 대향하게 배치하며, 제2 및 제3 면에 중공 측으로 볼록하게 만곡진 만곡부를 형성하는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.A support structure for mounting a coil in a slot of a rotor in a field winding synchronous motor and securing insulation between coils and supporting the coil,
First, second, and third surfaces in the axial direction, and the first surface is disposed opposite to the stator in the direction of the gap with respect to the stator, and the second and third surfaces are curved convexly in the hollow Wherein the support structure comprises at least one support structure.
상기 만곡부는 상기 제2 및 제3 면에서 상기 제1 면과 연결되는 부위에 형성되는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.The method according to claim 1,
Wherein the curved portion is formed at a portion connected to the first surface at the second and third surfaces.
상기 제2 및 제3 면은 상기 만곡부에서 이들의 연결 부위로 갈수록 사이가 점차 좁아지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 지지 구조물.3. The method of claim 2,
And the second and third surfaces are configured to be gradually narrowed from the curved portion to the connection portion thereof.
상기 회전자 코어에 다수의 치를 형성하고, 상기 치에 코일을 각각 권선하며, 상기 치 사이의 공간인 슬롯에 지지 구조물을 삽입하여 구성되되,
상기 지지 구조물은 축 방향으로 제1,2,3면이 구비되며 내측으로 중공을 형성하고, 제1 면을 공극 방향으로 대향하게 배치하며, 상기 코일의 권선 패턴에 대응하여 상기 제2 및 제3 면에 중공 측으로 볼록하게 만곡진 만곡부를 형성하는 것을 특징으로 하는 계자권선형 동기모터의 회전자.A rotor of a field winding synchronous motor having a rotor core disposed with a stator and a constant gap,
A plurality of teeth are formed on the rotor core, each of the coils is wound on the teeth, and a supporting structure is inserted into a slot which is a space between the teeth,
Wherein the support structure includes first, second, and third surfaces in the axial direction and forms a hollow inwardly, the first surface oppositely disposed in the air gap direction, and the second and third And a curved portion curving convexly in the hollow side is formed on the surface of the rotor.
상기 지지 구조물은 상기 슬롯 내에서 상기 회전자 코어에 3점으로 지지되는 것을 특징으로 하는 계자권선형 동기모터의 회전자.5. The method of claim 4,
Wherein the support structure is supported at three points on the rotor core in the slot.
상기 만곡부는 상기 제2 및 제3 면에서 상기 제1 면과 연결되는 부위에 형성되며,
상기 제2 및 제3 면은 상기 만곡부에서 이들의 연결 부위로 갈수록 사이가 점차 좁아지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 계자권선형 동기모터의 회전자.5. The method of claim 4,
Wherein the curved portion is formed at a portion connected to the first surface on the second and third surfaces,
And the second and third surfaces are configured such that the distance between the curved portion and the connecting portion gradually decreases.
상기 치에는 상기 고정자와 일정 공극을 두고 접하는 회전자 슈가 구비되고,
상기 슬롯에서 서로 마주하는 상기 회전자 슈의 끝단에는 상기 제1,2 면의 연결단 및 상기 제1,3 면의 연결단이 각각 끼워지는 제1 결합홈이 형성되고,
상기 제2,3 면의 연결단에 대응하는 슬롯의 한쪽 면에는 상기 제2,3 면의 연결단이 끼워지는 제2 결합홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 계자권선형 동기모터의 회전자. 5. The method of claim 4,
Wherein the teeth are provided with a rotor shoe contacting the stator with a predetermined gap therebetween,
Wherein a first coupling groove is formed at an end of the rotor shoe facing each other in the slots so that a coupling end of the first and second surfaces and a coupling end of the first and third surfaces are fitted,
And a second coupling groove is formed on one surface of the slot corresponding to the connection end of the second and third surfaces so that a connection end of the second and third surfaces is inserted.
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