[0001][0001] 본 발명은 전동기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 여자 권선과 영구자석을 이용한 전동기에 관한 것이다.
[0002][0002] 종래 기술의 가변 자속 전동기는 높은 토크 밀도와 고속에서의 높은 효율 및 최대토크를 동시에 만족하지 못한다는 문제가 있다. 따라서 이러한 종래의 전동기는 전기 자동차의 인휠 시스템에 사용하기에는 부족하다.
[0003][0003] 또한, 전기 자동차의 인휠 시스템에 사용하기 위해서는 전동기에 높은 출력 및 토크가 요구된다. 이를 위해 영구자석에 SMC(Soft Magnetic Composite) 코어를 적용하는데, 이러한 영구자석은 단가가 비싸 제조비용을 크게 상승시키는 문제점이 있다.
[0004][0004] 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 토크 밀도를 유지하면서 향상된 최대 토크를 갖는 전동기를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
[0005][0005] 또한, 본 발명은, 저렴한 제작 비용이 소모되는 전동기를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
[0006][0006] 본 발명의 실시 예들에 따른 전동기는 회전 가능하게 배치되는 회전자; 및 상기 로터의 내측에 위치하는 고정자를 포함하고, 상기 고정자는, 상기 고정자의 원주 방향을 따라 이격 배치되는 복수의 영구자석; 및 상기 고정자의 원주 방향을 따라 상기 영구자석 사이에 이격 배치되는 전기자 권선을 더 포함하며, 상기 영구자석은 상기 영구자석의 양 단부에 배치되는 여자 권선을 더 포함한다.
[0007][0007] 이상에서 설명한 바와 같은 전동기에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
[0008][0008] 여자 권선(Field Excitation Coil; FEC) 및 영구자석을 결합하여 종래 전동기 대비 동일한 토크 밀도를 유지하면서 고속에서 향상된 효율성 및 최대 토크를 제공할 수 있다.
[0009][0009] 또한, 영구자석에 SMC 코어 사용을 배제하여 기존의 전동기들에 비하여 제작 비용을 낮출 수 있다.
[0010][0010] 또한, 영구자석, 여자 권선 및 전기자 권선과 같은 본 발명의 각 구성요소들의 온도를 쉽게 제어할 수 있어 냉각이 수월해질 수 있다.
[0011][0011] 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동기에 대한 개념도이다.
[0012][0012] 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 따른 전동기에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.
[0013][0013] 또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
[0014][0014] 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동기에 대한 개념도이다.
[0015][0015] 도 1를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동기는 회전자, 고정자를 포함한다.
[0016][0016] 회전자는 본 발명의 외측에 위치하며 회전 가능하게 배치된다.
[0017][0017] 회전자는 실리콘-철 (Si-Fe) 전기강판의 적층 시트를 사용할 수 있다. 이로 인해 고속 회전이 수월해질 수 있다.
[0018][0018] 고정자는 본 발명의 내측에 위치한다. 보다 구체적으로 회전자의 내측에 위치한다. 스테이터는 예를 들면, 원통 형상으로 구현될 수 있다.
[0019][0019] 고정자는 영구자석, 전기자 권선을 포함한다.
[0020][0020] 영구자석은 고정자의 원주 방향을 따라 소정 간격으로 복수 개가 배치된다.
[0021][0021] 전기자 권선은 고정자의 원주 방향을 따라 소정 간격으로 복수 개가 형성된다.보다 구체적으로 각 전기자 권선은 영구자석 사이 공간에 이격 배치되어 감기는 것이다.
[0022][0022] 영구자석은 양 단부에 여자 권선을 구비한다.
[0023][0023] 영구자석에는 SMC 코어를 사용하지 않고 상대적으로 더 저렴한 영구자석을 사용할 수 있다. 이로 인해 본 발명의 제작 비용을 낮출 수 있다.
[0024][0024] 여자 권선은 영구자석의 안쪽과 바깥쪽으로 감겨 있다.
[0025][0025] 여자 권선은 전기자 권선과는 별개의 권선으로, 별도의 전류 제어를 통해 코일의 기자력을 제어하여 공극의 자속을 변경하는 가변 자속을 제공할 수 있다.
[0026][0026] 여자 권선과 영구자석의 이 같은 구조는 인하여 향상된 토크 밀도, 높은 여기 전류, 향상된 신뢰성 및 효율성을 위해 변경될 수 있다.
[0027][0027] 위에서 언급한 구조를 갖는 전동기를 하이브리드 여자 자속 스위칭 전동기(Hybrid Excited Flux Switching Motor; HEFSM)라고 정의할 수 있다.
[0028][0028] 앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
