+

WO2018139800A1 - 가동코어형 왕복동 모터 및 압축기 - Google Patents

가동코어형 왕복동 모터 및 압축기 Download PDF

Info

Publication number
WO2018139800A1
WO2018139800A1 PCT/KR2018/000765 KR2018000765W WO2018139800A1 WO 2018139800 A1 WO2018139800 A1 WO 2018139800A1 KR 2018000765 W KR2018000765 W KR 2018000765W WO 2018139800 A1 WO2018139800 A1 WO 2018139800A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
stator
movable core
magnet
mover
reciprocating
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/000765
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
정상섭
이수석
김재범
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to CN201890000481.8U priority Critical patent/CN210246582U/zh
Publication of WO2018139800A1 publication Critical patent/WO2018139800A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • F04B35/045—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric using solenoids
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion 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
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/06—Mobile combinations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/10—Adaptations or arrangements of distribution members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/12—Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F04B39/121—Casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
    • H02K16/04—Machines with one rotor and two stators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/16—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with polarised armatures moving in alternate directions by reversal or energisation of a single coil system
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/34—Reciprocating, oscillating or vibrating parts of the magnetic circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/03—Machines characterised by aspects of the air-gap between rotor and stator
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion 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
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
    • H02K41/033—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type with armature and magnets on one member, the other member being a flux distributor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans

Definitions

  • the present specification relates to a movable core reciprocating motor and a compressor.
  • a motor is a device that converts electrical energy into mechanical energy to obtain rotational force or reciprocating force. Such a motor may be classified into an AC motor and a DC motor according to an applied power source.
  • the motor includes a stator and a mover, and a mover having a magnet according to the direction of flux generated when current flows in a coil provided in the stator. You will either rotate or reciprocate.
  • the motor may be classified into a rotary motor or a reciprocating motor according to the movement aspect of the mover.
  • a rotating motor magnetic flux is formed on the stator by a power source applied to a coil, and the magnetic flux rotates about the stator by the magnetic flux.
  • reciprocating motors allow the mover to reciprocate linearly with respect to the stator.
  • a reciprocating motor for a compressor in which a stator is formed into a cylindrical shape having an inner stator and an outer stator, and a coil for generating an induction magnet is wound on either of the inner stator and the outer stator.
  • a magnet having a magnet pole arranged along the axial direction of the stator is provided in the mover so that the mover is formed in the air gap between the inner stator and the outer stator. Reciprocate.
  • Such a compressor reciprocating motor is disclosed in Korean Patent No. 10-0492612 (hereinafter, Prior Art 1) and Korean Patent No. 10-0539813 (hereinafter, Prior Art 2).
  • a plurality of iron core cores formed of thin plates are radially stacked on an annular coil to form a cylindrical outer stator or an inner stator.
  • the mechanical resonance spring provided in the moving direction of the mover compresses the repulsive force. Subsequently, the mechanical resonant spring, which accumulates repulsive force when the mover moves in the opposite direction, repeats a series of steps to push the mover.
  • the mover is supported by the compression coil spring, but the compression coil spring has a problem in that a specific section cannot be used as the operating frequency even within a certain operating frequency due to self resonance occurring due to its characteristics.
  • the conventional reciprocating motor has a problem that the thickness of the magnet frame supporting the magnet is large, thereby increasing the weight of the entire mover, thereby increasing the power consumption.
  • This embodiment provides a movable core reciprocating motor and a compressor that can use all resonance frequencies within an operating frequency.
  • the present embodiment provides a movable core-type reciprocating motor and a compressor in which the operation stroke of the mover is increased.
  • the present embodiment provides a reciprocating motor and a compressor capable of high speed operation by reducing the weight of the mover.
  • the case having an inner space; A reciprocating motor disposed in an inner space of the case and having a movable member reciprocating; A piston coupled to the mover of the reciprocating motor and reciprocating together; And a cylinder into which the piston is inserted to form a compression space, wherein the reciprocating motor comprises: a stator having a gap; A coil wound around the stator; A magnet fixed to the stator at the gap; And a mover having a movable core arranged to face the magnet in the gap and having a movable core reciprocating with respect to the stator, wherein the magnet is a different pole arranged in a direction of reciprocation of the mover. And a second pole, wherein the first pole is positioned closer to the compression space than the second pole, and the length of the first pole is longer than the length of the second pole.
  • the length of the first pole portion longer than the length of the second pole portion, the distance that the mover is pushed toward the bottom dead center is reduced, and the operation stroke of the mover can be increased.
  • the length of the mover can be increased, so that the operating stroke of the mover can be increased.
  • the first surface of the mover is spaced apart from the magnet by the first gap
  • the second surface of the mover is spaced apart from one surface of any one of the inner stator and the outer stator by the second gap.
  • the rigidity of the magnetic spring may be increased.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a compressor having a movable core reciprocating motor according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a cross-sectional view schematically showing a movable core reciprocating motor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a portion of the stator and the mover shown in FIG. 2; FIG.
  • Figure 4 is a perspective view showing an extract of the core block constituting the stator which is a component of the present invention.
  • 5 and 6 are schematic diagrams for explaining the operation of the movable core-type reciprocating motor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing a driving stroke of a symmetrical magnet and an asymmetrical magnet
  • 9 is a graph showing motor spring stiffness along the length of the gap between the mover and the stator.
  • 10 is a graph showing motor alpha values according to the length of the gap between the mover and the stator.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a movable core reciprocating motor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 shows a driving stroke according to the shape of a movable core.
  • 14 and 15 are cross-sectional views schematically showing a movable core reciprocating motor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a compressor having a movable core reciprocating motor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a movable core reciprocating motor according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a part of the stator and the mover in FIG. 2.
  • 4 is a perspective view showing an extract of a core block constituting a stator which is a part of the present invention.
  • the compressor is connected to a mover of the reciprocating motor 90, a piston 40 reciprocating with the mover, and a cylinder 30 into which the piston 40 is inserted to form a compression space 31. It may further include.
  • the compressor may further include a suction valve 41 for opening and closing the suction side of the compression space 31 and a discharge valve 32 for opening and closing the discharge side of the compression space 31.
  • suction pipe 11 is connected to the sealed case 10, and the discharge pipe 12 through which the refrigerant compressed in the compression space 31 of the cylinder 30 is discharged at a position spaced apart from the suction pipe 11. Connected.
  • the inner space of the case 10 is filled with refrigerant to be sucked to form suction pressure, and the refrigerant discharged from the compression space 31 is discharged to the outside of the case 10 through the discharge pipe 12.
  • a frame 20 is installed in the inner space of the case 10, and a reciprocating motor 90 which generates a reciprocating force on one side of the frame 20 and induces a resonance motion of the piston 40. Is fixedly coupled.
  • the cylinder 30 is coupled to the inside of the reciprocating motor 90, and the piston 40 is coupled to the cylinder 30 to compress the refrigerant by varying the volume of the compression space 31.
  • the discharge cover 50 may be coupled to the frame 20.
  • the discharge valve 32 may be accommodated in the discharge cover 50, and the discharge valve 32 may be supported by the valve spring 33.
  • the discharge valve 32 may open and close the compression space 31 in a state supported by the valve spring 33.
  • a gas communication path (not shown) may be formed in the frame 20, and a plurality of gas holes 31 a through which the refrigerant gas passing through the gas communication path may be formed in the cylinder 30.
  • the reciprocating motor 90 may include a stator 100, a magnet 300 installed in the stator 100, and a mover that moves with respect to the stator 100.
  • the stator 100 may include an inner stator 110 and an outer stator 120.
  • the outer stator 120 may be disposed at a radially outer side of the inner stator 110 such that one side thereof is connected to the inner stator 110 and the other side forms a void 130 with the other side of the inner stator 110. Can be.
  • the inner stator 110 and the outer stator 120 may be made of a magnetic material or a conductor material.
  • the inner stator 110 may be formed by radially stacking the inner core blocks 110a.
  • the outer stator 120 may be formed by stacking the outer core blocks 120a radially.
  • the inner core block 110a and the outer core block 120a may be formed in a thin plate shape in which one side is connected to each other and the other side is spaced apart to form a gap 130a.
  • the inner stator 110 and the outer stator 120 have a hollow 101 as a whole when viewed in the axial direction. It may have a cylindrical shape (or ring shape).
  • the gap 130 formed between the inner stator 110 and the outer stator 120 may also be formed in a ring shape as a whole.
  • At least one of the inner core block 110a and the outer core block 120a may be formed of '-' or 'a' or 'c', and may have various shapes. Can be.
  • the inner core block 110a and the outer core block 120a which are integrally connected may have a 'c' shape.
  • the coil 200 may be wound between the inner stator 110 and the outer stator 120.
  • the outer stator 120 may be coupled to the inner stator 110 while the coil 200 is wound around the inner stator 110.
  • the outer stator 120 may be coupled to the inner stator 110 while the coil 200 wound in a ring form surrounds the inner stator 110.
  • the outer stator 120 may surround the outer side of the coil 200.
  • a part of the stator 100 is previously ring-shaped. It is also possible to be inserted into the coil 200 wound with.
  • a space 140 may be formed between the inner stator 110 and the outer stator 120 to communicate with the void 130 and to receive the coil 200.
  • the size of the space 140 or the winding grooves 111 and 121 may be formed in proportion to the amount of the coil 200 wound.
  • winding grooves 111 and 121 may be formed at both sides of the inner stator 110 and the outer stator 120.
  • a space 140 for accommodating the coil 200 is provided to more easily connect the coil 200 to the inner / outer stators 110 and 120. Can be done.
  • At least one of the inner stator 110 and the outer stator 120 by the winding groove 121 has a yoke portion 123 having a relatively thin thickness as compared to the pole portion 124 where the magnet 300 is fixed. Can be formed.
  • At least one of the inner stator 110 and the outer stator 120 extends more than the width of the yoke portion 123 and the yoke portion 123 forming a magnetic path and the magnet 300 is fixed.
  • the pole part 124 may be formed.
  • the pole part 124 may be formed to be the same or slightly longer than the length of the magnet 300 is fixed.
  • the stiffness of the magnetic spring, the alpha value (the thrust constant of the motor), and the alpha value variation rate may be determined.
  • the yoke part 123 and the pole part 124 may have a length or shape determined in various ranges according to a design of a product to which the reciprocating motor 90 is applied.
  • the magnet 300 may be installed at at least one of the outer circumferential surface of the inner stator 110 or the inner circumferential surface of the outer stator 120.
  • the magnet 300 in the reciprocating direction (or axial direction) of the movable core 400, the magnet 300 may be spaced apart from the coil 200. That is, the magnet 300 and the coil 200 may be disposed so as not to overlap in the radial direction of the stator 100.
  • the diameter of the reciprocating motor 90 can be reduced.
  • the magnet 300 may be formed in a cylindrical shape, for example.
  • the magnet 300 may have an arc-shaped cross section when viewed from the axial direction.
  • the plurality of magnets 300 may be spaced apart along the circumferential direction on the outer circumferential surface of the inner stator 110 or the inner circumferential surface of the outer stator 120.
  • the magnet 300 may be disposed to be exposed to the void 130.
  • a magnet fixing surface 125 to which the magnet 300 is fixed is provided on any one of the surfaces of the inner stator 110 and the outer stator 120 facing each other forming the void 130. Can be.
  • the magnet 300 is installed on the outer stator 120, and the magnet fixing surface 125 is formed on the outer stator 120.
  • the movable core 400 is positioned in the air gap 130 where the magnet 300 is exposed, and is made of a magnetic material to reciprocate with respect to the stator 100 and the magnet 300.
  • the movable core 400 is disposed to be spaced apart from the coil 200, the coil 200 and the in accordance with the reciprocating motion of the movable core 400
  • the interval of the movable core 400 is variable.
  • the movable core 400 and the coil 200 may be disposed so as not to overlap in the radial direction of the stator 100.
  • the movable core 400 may be disposed to overlap with the magnet 300 in the radial direction of the stator 100.
  • the movable core 400 and the coil 200 have to overlap each other in the radial direction of the stator 100, and thus, the diameter of the motor has to be increased.
  • the movable core 400 and the coil 200 are spaced apart in the reciprocating direction of the movable core, the diameter of the motor can be reduced.
  • the movable core 400 when viewed in the axial direction, at least a portion may be formed in an arc shape.
  • the movable core 400 may be formed in a ring shape, or a plurality of movable cores 400 having an arc-shaped cross section may be spaced apart in the circumferential direction so that the movable core 400 may be inserted into the ring-shaped cavity 130. have.
  • the movable core 400 may be supported by the connection part 402.
  • a part of the connection part 402 may be located in the gap 130. Therefore, at least a part of the connecting portion 402 may be formed in a cylindrical shape.
  • the movable core 400 may be disposed to face the magnet 300 in a state supported by the connection part 402.
  • the movable core 400 may be installed on the outer circumferential surface of the connection part 402 to face the magnet 300 installed on the inner circumferential surface of the outer stator 120.
  • the movable core 400 is inserted at intervals from the inner surface of the inner stator 110 or the outer stator 120 and the magnet 300 exposed to the void 130. To this end, the thickness of the movable core 400 is smaller than the size of the void 130.
  • the first surface of the mover is disposed to face the magnet 300, and the second surface of the mover (which is opposite to the first surface) is disposed to face the inner stator 110.
  • the first surface of the mover is an outer circumferential surface of the magnet 300
  • the second surface of the mover is an inner circumferential surface of the connecting portion 402.
  • first surface of the mover and the magnet 300 are spaced apart by a first interval G1
  • second surface of the mover and the inner stator 110 are spaced apart by a second interval G2.
  • the first interval G1 is smaller than the second interval G2 so that the motor spring stiffness is increased. Effects on the difference in length between the first interval G1 and the second interval G2 will be described later with reference to the drawings.
  • the length 2L1 of the magnet 300 may be formed to be twice or more than the maximum stroke of the movable core 400.
  • the reason for limiting the length 2L1 of the magnet 300 is in consideration of the inflection of the motor spring stiffness. Therefore, it is necessary to form the length 2L1 of the magnet 300 longer than the maximum stroke of the movable core 400.
  • the magnet 300 may be formed so that different magnetic poles are arranged in the reciprocating direction of the movable core 400.
  • the magnet 300 includes a first pole portion 302 and a second pole portion 304, and the first pole portion 302 and the second pole portion 304 are arranged in a line in the axial direction. .
  • first pole portion 302 may be located closer to the coil 200 or the compression space 31 than the second pole portion 304.
  • the first pole portion 302 is the N pole
  • the second pole portion 304 is the S pole, and vice versa.
  • the length of the first pole portion 302 may be longer than the length of the second pole portion 304.
  • the axial length of the movable core 400 may be longer than the length of the second pole portion 304.
  • the movable core 400 includes a stator 100 provided with the coil 200, a magnet 300, and a reciprocating centering force generated between the movable core 400. By reciprocating motion.
  • the reciprocating center force refers to a force that stores magnetic energy (magnetic potential energy, magnetoresistance) toward the lower side when the movable core 400 moves in the magnetic field, and this force acts as a magnetic spring. do.
  • the movable core 400 when the movable core 400 reciprocates by the magnetic force by the coil 200 and the magnet 300, the movable core 400 accumulates a force to return to the center direction by the magnetic spring. do. In addition, the movable core 400 resonates continuously due to the force accumulated in the magnetic spring.
  • the center C of the movable core 400 is the first pole portion 302.
  • the second pole portion 304 are not positioned at the boundary line.
  • the center C of the movable core 400 is located closer to the coil 200 (or the compression space 31) than the line A1 that bisects the axial length of the magnet 300. This is because the length of the first pole portion 302 is longer than the length of the second pole portion 304, so that the strength of the magnetic force is greater.
  • 5 and 6 are schematic views for explaining the operation of the movable core reciprocating motor according to an embodiment of the present invention.
  • the movable core 400 continuously reciprocates while moving in both directions along the magnetic flux direction.
  • a magnetic spring is formed between the movable core 400, the stator 100, and the magnet 300 in the reciprocating motor 90 to induce a resonance motion of the movable core 400. Done.
  • an alternating current is applied to the coil 200.
  • the magnetic flux by the coil 200 flows in the clockwise direction on the drawing, and the magnetic flux by the coil 200 and the magnetic flux of the magnet 300 are increased in the right direction of the drawing (see arrow M1).
  • the core 400 is moved (see arrow M1).
  • the magnetic force ie, magnetic potential energy or magnetic resistance
  • Centering force (F1) is accumulated.
  • the movable core 400 is further moved to the left side of the figure through a line A1 that bisects the length of the magnet 300 by inertial and magnetic forces.
  • a reciprocating centering force F2 is accumulated between the movable core 400, the stator 100, and the magnet 300 to return to the right direction of the drawing in which the magnetic energy is lower.
  • the movable core 400 is further moved to the right side of the drawing through the line A1 which bisects the length of the magnet 300 by inertial force and magnetic force.
  • a reciprocating centering force F1 is accumulated between the movable core 400, the stator 100, and the magnet 300 to return to the left side of the drawing in which the magnetic energy is lower.
  • Figure 7 is a view showing the stroke range of the movable core in the refrigerant compression process
  • Figure 8 is a view showing the operating stroke of the magnet of the symmetrical form and the magnet of the asymmetrical form.
  • the movable core 400 reciprocates between the top dead center TDC and the bottom dead center BDC by the alternating current applied to the coil 200.
  • the distance between the top dead center TDC and the bottom dead center BDC may be referred to as a driving stroke.
  • the point at which the top dead center TDC and the bottom dead center BDC are divided into two parts becomes the center of the movable core 400.
  • the refrigerant may be sucked into the compression space 31 while the movable core 400 moves from the center of the movable core 400 to the bottom dead center BDC.
  • the piston 40 compresses the refrigerant in the compression space 31 while the movable core 400 moves from the bottom dead center BDC to the top dead center TDC.
  • the length of the first stroke from the center of the movable core 400 to the bottom dead center (BDC) and the length of the second stroke from the center of the movable core 400 to the top dead center (TDC) are the same. .
  • the center of the movable core 400 is moved in a direction closer to the bottom dead center (BDC).
  • the movable core 400 is controlled so as not to leave the bottom dead center BDC.
  • the magnet 300 when the magnet 300 is designed such that the lengths of the first and second pole parts have the same symmetrical shape, the length of the first stroke from the center of the movable core 400 to the bottom dead center BDC is provided. Will be reduced.
  • the increased magnetic force of the first pole portion 302 is increased.
  • the distance that the center of the movable core 400 is moved to the bottom dead center (BDC) side can be minimized.
  • the driving stroke of the movable core 400 can be increased, and accordingly, the compression efficiency can be improved.
  • the weight of the mover can be reduced, power consumption can be reduced, and high speed operation is possible.
  • FIG. 9 is a graph showing motor spring stiffness according to the length of the gap between the mover and the stator
  • FIG. 10 is a graph showing the motor alpha value according to the length of the gap between the mover and the stator.
  • the motor spring stiffness increases as the second gap G2 between the second surface of the mover and the inner stator 110 increases.
  • the motor spring stiffness increases as the first gap G1 between the first surface of the mover and the magnet 300 becomes smaller.
  • the motor alpha value (thrust constant) increases.
  • the force for moving the movable core 400 is increased to increase the motor efficiency.
  • the sum of the lengths of the first interval G1 and the second interval G2 is preferably within 1 mm so that the increase in the motor spring stiffness and the increase in the motor alpha value are simultaneously satisfied.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a movable core reciprocating motor according to another embodiment of the present invention.
  • the stator in which the magnets 300 and 310 are installed may be referred to as a first stator, and the stator in which the magnets 300 and 310 are not installed may be referred to as a second stator.
  • the first stator may be an outer stator or an inner stator.
  • the first interval G1 may be designed to be smaller than the second interval G2 as in the previous exemplary embodiment.
  • a tapered portion 412 may be formed at one side of the movable core 410 of the present embodiment.
  • the taper 412 may be formed at a portion adjacent to the coil 200 in the movable core 410.
  • the length L3 of the first surface facing the magnet 300 from the movable core 410 may be longer than the length L4 of the second surface opposite to the first surface.
  • the length L3 of the first surface facing the magnet 300 from the movable core 410 may be longer than the length of the movable core 400 illustrated in FIG. 4.
  • the weight of the movable core 410 may be increased while maintaining the same weight. Therefore, as compared with the movable core having a rectangular cross section, the length of the driving stroke of the movable core 410 can be increased.
  • 14 and 15 are cross-sectional views schematically showing a movable core reciprocating motor according to another embodiment of the present invention.
  • a tapered portion 422 may be formed at a portion of the movable core 420 farthest from the coil 200.
  • the length of the first surface facing the magnet 300 in the movable core 420 may be longer than the length of the second surface opposite to the first surface.
  • the length of the movable core 420 may be increased while maintaining the same weight of the movable core 420. Therefore, as compared with a movable core having a rectangular cross section, the length of the driving stroke of the movable core 420 can be increased.
  • taper portions 432 and 434 may be formed on both sides of the movable core 430, respectively.
  • the length L5 of the movable core 430 is longer than the length L3 of the first surface of the movable core 410 shown in FIG. 12, so that the length of the driving stroke is further longer. have.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

본 발명의 가동코어형 왕복동 모터는, 코일이 권취되며, 공극을 가지는 고정자; 상기 고정자에 고정되는 마그네트; 및 상기 공극에서 상기 마그네트와 마주보도록 배치되어 상기 고정자에 대해 왕복 운동을 하는 가동 코어를 구비하는 가동자를 포함하고, 상기 마그네트는, 상기 가동자의 왕복 운동 방향으로 배열되는 서로 다른 극인 제1극부 및 제2극부를 포함하고, 상기 제1극부의 길이는 제2극부의 길이 보다 길게 형성된다.

Description

가동코어형 왕복동 모터 및 압축기
본 명세서는 가동코어형 왕복동 모터 및 압축기에 관한 것이다.
모터(Motor)는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜 회전력 또는 왕복동력을 얻는 장치로서, 이러한 모터는 인가되는 전원에 따라서 교류 모터와 직류 모터로 구분될 수 있다.
모터는 고정자(Stator)와 가동자(Mover 또는 Rotor)를 포함하며, 고정자에 구비되는 권선(Coil)에 전류가 흐를 때 발생하는 자속(Flux)의 방향에 따라 마그네트(Magnet)가 구비된 가동자가 회전 운동을 하거나 또는 왕복 운동을 하게 된다.
모터는 가동자의 운동 양태에 따라 회전 모터 또는 왕복동 모터로 구분될 수 있다. 회전 모터는 코일에 인가되는 전원에 의해 고정자에 자속이 형성되고 이 자속에 의해 가동자가 고정자에 대해 회전운동을 한다. 반면, 왕복동 모터는 가동자가 고정자에 대해 직선으로 왕복 운동한다.
최근에는 고정자가 내측 고정자(Inner stator)와 외측 고정자(Outer stator)를 갖는 원통형으로 형성되고, 내측 고정자와 외측 고정자 중 어느 한쪽에 유도자기를 발생하기 위한 코일이 권취되는 압축기용 왕복동 모터가 소개되고 있다.
또한, 상기 압축기용 왕복동 모터의 경우, 자극(Magnet pole)이 고정자의 축방향을 따라 배열된 마그네트(Magnet)가 가동자에 구비되어 그 가동자가 내측 고정자와 외측고정자 사이의 공극(Air gap)에서 왕복운동을 한다.
이러한 압축기용 왕복동 모터는 대한민국 등록특허 제10-0492612호(이하, 선행기술 1) 및 대한민국 등록특허 제10-0539813호(이하, 선행기술 2) 등에 개시되어 있다.
선행기술 1과 선행기술 2에는 모두 박판으로 형성된 다수 개의 철심 코어를 환형으로 형성된 코일에 방사상으로 적층하여 원통형으로 된 외측 고정자 또는 내측 고정자를 형성하고 있다.
상기와 같은 왕복동 모터는 가동자가 안정적으로 왕복 운동을 할 수 있도록 그 가동자의 왕복방향 양쪽에 각각 압축코일 스프링으로 된 기계적 공진 스프링이 구비되어 있다.
이에 따라, 가동자가 코일에 인가된 전원의 자속 방향을 따라 전후 방향으로 이동을 할 때 그 가동자가 이동하는 방향에 구비된 기계적 공진스프링은 압축되면서 반발력을 축척한다. 이어서 가동자가 반대 방향으로 이동할 때 반발력을 축적했던 기계적 공진스프링은 가동자를 밀어내는 일련의 과정을 반복하게 된다.
그러나, 종래의 왕복동 모터는, 가동자가 압축코일 스프링에 의해서 지지되나, 압축코일 스프링은 특성상 발생하는 자체 공진 때문에 일정 구간의 운전주파수 안에서도 특정 구간은 운전주파수로 사용하지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 왕복동 모터는, 압축코일 스프링이 가동자를 지지함에 따라서, 그 압축코일 스프링의 특성상 기계적 응력 한계 및 진동 거리 등의 제약이 발생하게 된다. 이로 인해 공진 스프링은 일정한 선경과 길이 등을 확보해야 하므로 왕복동 모터의 횡방향 길이를 축소시키는데 한계가 있었다.
또한, 종래의 왕복동 모터는, 마그네트를 지지하는 마그네트 프레임의 두께가 커서 전체 가동자의 무게가 증가하고 이로 인해 전력소모량이 증가하는 문제점도 있었다.
본 실시 예는, 운전 주파수 내에서 모든 공진 주파수를 사용할 수 있는 가동코어형 왕복동 모터 및 압축기를 제공한다.
또한, 본 실시 예는, 가동자의 운전 스트로크가 증가되는 가동코어형 왕복동 모터 및 압축기를 제공한다.
또한, 본 실시 예는, 자기적 스프링의 강성이 증가되는 가동코어형 왕복동 모터 및 이를 구비하는 압축기를 제공한다.
또한, 본 실시 예는, 가동자의 무게가 감소되어 고속 운전이 가능한 왕복동 모터 및 압축기를 제공한다.
일 측면에 따른 가동코어형 왕복동 모터는, 코일이 권취되며, 공극을 가지는 고정자; 상기 고정자에 고정되는 마그네트; 및 상기 공극에서 상기 마그네트와 마주보도록 배치되어 상기 고정자에 대해 왕복 운동을 하는 가동 코어를 구비하는 가동자를 포함하고, 상기 마그네트는, 상기 가동자의 왕복 운동 방향으로 배열되는 서로 다른 극인 제1극부 및 제2극부를 포함하고, 상기 제1극부의 길이는 제2극부의 길이 보다 길게 형성된다.
다른 측면에 따른 압축기는, 내부 공간을 갖는 케이스; 상기 케이스의 내부 공간에 배치되고, 가동자가 왕복 운동을 하는 왕복동 모터; 상기 왕복동 모터의 가동자에 결합되어 함께 왕복 운동하는 피스톤; 및 상기 피스톤이 삽입되어 압축 공간을 형성하는 실린더를 포함하고, 상기 왕복동 모터는, 공극을 구비하는 고정자; 상기 고정자에 권취되는 코일; 상기 공극에서 상기 고정자에 고정되는 마그네트; 및 상기 공극에서 상기 마그네트와 마주보도록 배치되어 상기 고정자에 대해 왕복 운동을 하는 가동 코어를 구비하는 가동자를 포함하고, 상기 마그네트는, 상기 가동자의 왕복 운동 방향으로 배열되는 서로 다른 극인 제1극부 및 제2극부를 포함하고, 상기 제1극부는 상기 제2극부 보다 상기 압축 공간에 가깝게 위치되며, 상기 제1극부의 길이는 제2극부의 길이 보다 길게 형성된다.
제안되는 발명에 의하면, 고정자가 형성하는 영역 내에 가동자를 위치시키되, 가동자를 자기적 공진 스프링으로 공진시킴으로써, 운전 주파수 내에서 사용 주파수가 제한되는 것이 방지되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 제1극부의 길이를 제2극부의 길이 보다 길게 형성함으로써, 가동자가 하사점을 향하여 밀리는 거리가 줄어들어, 가동자의 운전 스트로크를 증가킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 가동자의 길이가 증가되어, 가동자의 운전 스트로크가 증가될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 가동자의 제1면은 마그네트와 제1공극 만큼 이격되고, 가동자의 제2면이 상기 내측 고정자 및 상기 외측 고정자 중 어느 하나의 일면과 제2공극 만큼 이격되되, 상기 제2공극은 상기 제1공극 보다 크게 형성됨에 따라 자기적 스프링의 강성이 증가될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 마그네트가 고정자에 설치됨에 따라, 가동자의 무게를 감소시킬 수 있어, 고속 운전이 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가동코어형 왕복동 모터를 구비한 압축기의 종단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가동코어형 왕복동 모터를 개략적으로 보인 단면도.
도 3는 도 2에서 고정자와 가동자의 일부를 발췌하여 보인 단면도.
도 4는 본 발명의 일부 구성요소인 고정자를 구성하는 코어 블럭을 발췌하여 보인 사시도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가동코어형 왕복동 모터의 동작을 설명하기 위해 보인 개략도.
도 7은 냉매 압축 과정에서 가동 코어의 스트로크 범위를 보여주는 도면.
도 8은 대칭 형태의 마그네트와 비대칭 형태의 마그네트의 운전 스트로크를 보여주는 도면.
도 9는 가동자와 고정자 간의 공극의 길이에 따른 모터 스프링 강성을 보여주는 그래프.
도 10은 가동자와 고정자 간의 공극의 길이에 따른 모터 알파값을 보여주는 그래프.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가동코어형 왕복동 모터를 개략적으로 보인 단면도.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 가동코어형 왕복동 모터를 개략적으로 보인 단면도.
도 13은 가동 코어의 형태에 따른 운전 스트로크를 보여주는 도면.
도 14 및 도 15는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 가동코어형 왕복동 모터를 개략적으로 보인 단면도.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가동코어형 왕복동 모터를 구비한 압축기의 종단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가동코어형 왕복동 모터를 개략적으로 보인 단면도이고, 도 3는 도 2에서 고정자와 가동자의 일부를 발췌하여 보인 단면도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 일부 구성요소인 고정자를 구성하는 코어 블럭을 발췌하여 보인 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 의한 압축기는, 외형을 형성하며 내부 공간을 갖는 케이스(10)를 포함할 수 있다.
상기 압축기는, 상기 케이스(10)의 내부 공간에 배치되고, 가동 코어(400)가 왕복 운동을 하는 왕복동 모터(90)를 더 포함할 수 있다.
상기 압축기는, 상기 왕복동 모터(90)의 가동자에 연결되어 상기 가동자와 함께 왕복 운동하는 피스톤(40)과, 상기 피스톤(40)이 삽입되어 압축 공간(31)을 형성하는 실린더(30)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 압축기는, 압축 공간(31)의 흡입 측을 개폐하는 흡입 밸브(41)와 및 상기 압축 공간(31)의 토출측을 개폐하는 토출 밸브(32)를 더 포함할 수 있다.
그리고, 밀폐된 케이스(10)에 흡입관(11)이 연결되고, 흡입관(11)과 이격된 위치에는 상기 실린더(30)의 압축 공간(31)에서 압축되는 냉매가 토출되는 토출관(12)이 연결된다.
이로써, 상기 케이스(10)의 내부 공간은 흡입되는 냉매가 채워져 흡입압을 형성하고, 상기 압축 공간(31)에서 토출되는 냉매는 상기 토출관(12)을 통해 상기 케이스(10)의 외부로 배출될 수 있다.
또한, 상기 케이스(10)의 내부 공간에는 프레임(20)이 설치되고, 상기 프레임(20)의 일측면에는 왕복력을 발생시키는 동시에 상기 피스톤(40)의 공진 운동을 유도하는 왕복동 모터(90)가 고정 결합된다.
상기 왕복동 모터(90)의 내측에는 상기 실린더(30)가 결합되고, 상기 실린더(30)에는 상기 압축 공간(31)의 체적을 가변시켜 냉매를 압축하기 위한 상기 피스톤(40)이 결합된다.
상기 프레임(20)에는 토출 커버(50)가 결합될 수 있다. 상기 토출 커버(50) 내에는 상기 토출 밸브(32)가 수용되고, 상기 토출 밸브(32)는 밸브 스프링(33)에 지지될 수 있다.
상기 토출 밸브(32)는 상기 밸브 스프링(33)에 지지된 상태에서 상기 압축 공간(31)을 개폐할 수 있다.
상기 토출 커버(50)에는 토출 공간(51)이 구비된다. 상기 토출 공간(51)으로 배출된 냉매 가스 중 일부는 상기 실린더(30)와 상기 피스톤(40) 사이 공간으로 공급될 수 있다.
이를 위하여, 상기 프레임(20)에는 가스 연통로(미도시)가 형성되고, 상기 실린더(30)에는 상기 가스 연통로를 지난 냉매 가스가 통과하는 복수의 가스 홀(31a)이 형성될 수 있다.
상기 왕복동 모터(90)는, 고정자(100)와, 상기 고정자(100)에 설치되는 마그네트(300)와, 상기 고정자(100)에 대해서 이동하는 가동자를 포함할 수 있다.
상기 가동자는, 상기 피스톤(40)과 연결되는 연결부(402)와, 상기 연결부(402)에 설치되는 가동 코어(400)를 포함할 수 있다.
따라서, 상기 가동 코어(400)가 상기 고정자(100) 및 상기 마그네트(300)에 대해 왕복 운동을 하게 되면 상기 실린더(30)에 삽입된 상기 피스톤(40)이 상기 가동 코어(400)와 함께 왕복 운동을 하게 된다.
이하에서는 상기 왕복동 모터(90)에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.
상기 고정자(100)는, 내측 고정자(110)와, 외측 고정자(120)를 포함할 수 있다.
상기 외측 고정자(120)는, 일측이 상기 내측 고정자(110)와 연결되고 타측이 상기 내측 고정자(110)의 타측과 공극(130)을 형성하도록 상기 내측 고정자(110)의 반경 방향 외측에 배치될 수 있다.
이때, 상기 내측 고정자(110)와 외측 고정자(120)는 자성체 또는 전도체 재질로 이루어질 수 있다.
본 실시예에서, 내측 코어 블럭(110a)을 방사상으로 적층하여 상기 내측 고정자(110)를 형성할 수 있다. 또한, 외측 코어 블럭(120a)을 방사상으로 적층하여 상기 외측 고정자(120)를 형성할 수 있다.
이때, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 내측 코어 블럭(110a) 및 외측 코어 블럭(120a)은 일측이 서로 연결되고 타측이 이격되어 공극(130a)을 형성하는 얇은 판 형태로 형성될 수 있다.
상기와 같이 내측 코어 블럭(110a)과 외측 코어 블럭(120a)이 방사상으로 적층되면, 상기 내측 고정자(110) 및 외측 고정자(120)는 축 방향에서 바라봤을 때, 전체적으로는 중공(101)을 가지는 원통형 형태(또는 링 형태)를 가질 수 있다.
이 경우, 상기 내측 고정자(110)와 상기 외측 고정자(120) 사이에 형성된 공극(130) 역시 전체적으로 링 형태로 형성될 수 있다.
본 실시 예에서, 상기 내측 코어 블럭(110a) 및 외측 코어 블럭(120a) 중 적어도 어느 하나는, 'ㅡ'자 또는 'ㄱ'자 또는 'ㄷ'자로 형성될 수 있으며, 이 밖에도 다양한 형태를 가질 수 있다.
일례로, 일체로 연결된 내측 코어 블럭(110a)과 외측 코어 블럭(120a)은 'ㄷ'자 형태를 가질 수 있다.
한편, 상기 내측 고정자(110)와 상기 외측 고정자(120) 사이에는 상기 코일(200)이 권취될 수 있다.
일례로, 상기 코일(200)이 상기 내측 고정자(110)에 권취된 상태에서 상기 외측 고정자(120)가 상기 내측 고정자(110)와 결합될 수 있다.
또는, 미리 링 형태로 권취된 코일(200)이 상기 내측 고정자(110)를 둘러싼 상태에서 상기 외측 고정자(120)가 상기 내측 고정자(110)와 결합될 수 있다. 이때, 상기 외측 고정자(120)는 상기 코일(200)의 외측을 둘러쌀 수 있다.
다른 예로, 내측 코어 블럭(110a)과 외측 코어 블럭(120a)이 'ㄷ'자 형태를 이루도록 일체로 형성되어 상기 고정자(100)로 제조된 상태에서, 상기 고정자(100)의 일부가 미리 링 형태로 권취된 코일(200)에 삽입되는 것도 가능하다.
다시 도 3을 참조하면, 상기 내측 고정자(110)와 외측 고정자(120) 사이에는 상기 공극(130)과 연통되며 상기 코일(200)을 수용하는 공간부(140)가 형성될 수 있다.
나아가, 상기 내측 고정자(110)와 상기 외측 고정자(120) 중 적어도 어느 하나에는 상기 공간부(140)가 형성하도록 내측으로 오목한 권취홈(111, 121)이 형성될 수 있다.
이때, 상기 공간부(140) 또는 권취홈(111, 121)의 크기는 권취된 코일(200)의 양에 비례해서 형성될 수 있다.
일례로, 상기 내측 고정자(110)와 외측 고정자(120) 양측 모두에 권취홈(111, 121)이 형성될 수 있다.
상기와 같이 권취홈(111, 121)이 형성되면, 상기 코일(200)이 수용되는 공간부(140)가 제공되어 상기 코일(200)과 내/외측 고정자(110, 120)의 연결이 보다 용이하게 이루어질 수 있다.
또한, 상기 권취홈(121)에 의해 내측 고정자(110) 및 외측 고정자(120) 중 적어도 어느 하나에는 마그네트(300)가 고정되는 폴부(124)에 비해 상대적으로 두께가 얇은 요크부(123)가 형성될 수 있다.
상기한 바와 같이, 상기 내측 고정자(110) 및 외측 고정자(120) 중 적어도 어느 하나에는, 자로를 이루는 요크부(123) 및 상기 요크부(123)의 폭보다 확장되고 상기 마그네트(300)가 고정되는 폴부(124)가 형성될 수 있다.
이때, 상기 폴부(124)는 고정되는 마그네트(300)의 길이와 동일하거나 조금 길게 형성될 수 있다.
상기와 같은 요크부(123) 및 폴부(124)의 조합에 의해 자기적 스프링의 강성, 알파값(모터의 추력상수), 알파값 변동율 등이 정해질 수 있다. 상기 요크부(123) 및 폴부(124)는 해당 왕복동 모터(90)가 적용되는 제품의 설계에 따라 다양한 범위에서 길이나 형상이 정해질 수 있다.
한편, 상기 내측 고정자(110)의 외주면 또는 외측 고정자(120)의 내주면 중 적어도 어느 한 곳에는 상기 마그네트(300)가 설치될 수 있다.
이때, 상기 가동 코어(400)의 왕복 운동 방향(또는 축 방향)으로, 상기 마그네트(300)는 상기 코일(200)과 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 상기 마그네트(300)와 코일(200)은 상기 고정자(100)의 반경 방향으로 중첩되지 않도록 배치될 수 있다.
종래의 경우, 상기 마그네트(300)와 상기 코일(200)이 상기 고정자(100)의 반경 방향으로 중첩될 수 밖에 없었고, 그에 따라 모터의 직경이 커질 수 밖에 없었다.
반면, 본 실시 예의 경우 상기 마그네트(300)와 상기 코일(200)이 가동 코어(400)의 왕복 운동 방향으로 이격되어 배치되므로, 종래 대비 왕복동 모터(90)의 직경을 줄일 수 있다.
상기 마그네트(300)는 일례로, 원통형으로 이루어질 수 있다. 다른 예로, 상기 마그네트(300)는 축 방향에서 바라봤을 때, 호(arc) 형상의 단면을 갖을 수 있다. 이 경우, 복수의 마그네트(300)가 상기 내측 고정자(110)의 외주면이나, 상기 외측 고정자(120)의 내주면에 원주 방향을 따라 이격되어 배치될 수 있다.
상기 마그네트(300)는 상기 공극(130)으로 노출되도록 배치될 수 있다.
이를 위해, 상기 공극(130)을 형성하는 상기 내측 고정자(110)와 상기 외측 고정자(120)의 서로 마주보는 면 중 어느 한 면에는 상기 마그네트(300)가 고정되는 마그네트 고정면(125)이 구비될 수 있다.
도 3에는 일 예로 상기 마그네트(300)가 상기 외측 고정자(120)에 설치되고, 상기 외측 고정자(120)에 마그네트 고정면(125)이 형성되는 것이 도시된다.
상기 가동 코어(400)는 상기 마그네트(300)가 노출되는 공극(130)에 위치되며, 자성체로 이루어져 상기 고정자(100) 및 상기 마그네트(300)에 대해 왕복 운동을 한다.
이때, 상기 가동 코어(400)의 왕복 운동 방향으로, 상기 가동 코어(400)는 상기 코일(200)과 이격되게 배치되며, 상기 가동 코어(400)의 왕복 운동에 따라 상기 코일(200)과 상기 가동 코어(400)의 간격이 가변된다.
즉, 상기 가동 코어(400)와 상기 코일(200)은 상기 고정자(100)의 반경 방향으로 중첩되지 않게 배치될 수 있다. 반면, 상기 가동 코어(400)는 상기 고정자(100)의 반경 방향으로 상기 마그네트(300)와 중첩되도록 배치될 수 있다.
종래의 경우, 상기 가동 코어(400)와 상기 코일(200)이 상기 고정자(100)의 반경 방향으로 중첩될 수 밖에 없었고, 그에 따라 모터의 직경이 커질 수 밖에 없었다.
반면, 본 실시 예의 경우 상기 가동 코어(400)와 상기 코일(200)이 가동 코어의 왕복방향으로 이격 배치되므로, 종래 대비 모터의 직경을 줄일 수 있다.
본 실시 예에서, 상기 가동 코어(400)는, 축 방향에서 바라볼 때, 적어도 일부가 호(arc) 형상으로 형성될 수 있다.
일 예로 상기 가동 코어(400)는 링 형태의 공극(130)에 삽입될 수 있도록, 링 형태로 형성되거나, 호 형상의 단면을 가지는 복수의 가동 코어(400)가 원주 방향으로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 가동 코어(400)는 상기 연결부(402)에 의해서 지지될 수 있다. 이때, 상기 연결부(402)의 일부는 상기 공극(130) 내에 위치될 수 있다. 따라서, 상기 연결부(402)의 적어도 일부는 원통 형태로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 가동 코어(400)는 상기 연결부(402)에 의해서 지지된 상태에서 상기 마그네트(300)와 마주보도록 배치될 수 있다.
일 예로 상기 가동 코어(400)는 상기 연결부(402)의 외주면에 설치되어 상기 외측 고정자(120)의 내주면에 설치된 마그네트(300)와 마주볼 수 있다.
상기 가동 코어(400)는 상기 공극(130)으로 노출된 상기 내측 고정자(110) 또는 상기 외측 고정자(120)의 외측 표면 및 상기 마그네트(300)와 간격을 두고 삽입된다. 이를 위해 상기 가동 코어(400)의 두께는 상기 공극(130)의 크기 보다는 작게 형성된다.
구체적으로, 상기 가동자의 제1면은 상기 마그네트(300)와 마주보도록 배치되고, 상기 가동자의 제2면(제1면의 반대면임)은 상기 내측 고정자(110)와 마주보도록 배치된다.
일례로, 상기 가동자의 제1면은 상기 마그네트(300)의 외주면이고, 상기 가동자의 제2면은 상기 연결부(402)의 내주면이다.
이때, 상기 가동자의 제1면과 상기 마그네트(300)는 제1간격(G1) 만큼 이격되고, 상기 가동자의 제2면과 상기 내측 고정자(110)는 제2간격(G2) 만큼 이격된다.
본 실시 예에서 모터 스프링 강성이 증가되도록 상기 제1간격(G1)은 상기 제2간격(G2) 보다 작게 형성된다. 상기 제1간격(G1)과 상기 제2간격(G2)의 길이 차이에 대한 효과는 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
본 실시 예에서, 상기 마그네트(300)의 길이(2L1)는, 상기 가동 코어(400)의 최대 스트로크(stroke)의 2배 이상으로 형성될 수 있다.
이와 같이, 상기 마그네트(300)의 길이(2L1)를 한정하는 이유는 모터 스프링 강성의 변곡을 고려해서이다. 따라서, 상기 가동 코어(400)의 최대 스트로크(stroke) 보다 상기 마그네트(300)의 길이(2L1)를 길게 형성할 필요가 있다.
일례로, 상기 가동 코어(400)의 최대 스트로크가 11mm라면, 상기 마그네트(300)의 길이(2L1)는 모터 스프링 강성의 변곡을 고려하여 최대 스트로크 보다 1mm정도 크게 설계할 필요가 있다. 따라서, 일 예로 상기 마그네트(300)의 축 방향 길이는 24mm로 설계될 수 있다.
또한, 본 실시 예에서, 상기 가동 코어(400)의 축 방향 길이는, 상기 마그네트(300)의 절반의 길이(L1)의 이상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 모터 스프링 강성이 확보될 수 있다.
또한, 본 실시 예에서 상기 가동 코어(400)의 두께는 상기 가동 코어(400)의 축 방향 길이의 1/4 이하로 형성될 수 있다.
한편, 상기 마그네트(300)는 상기 가동 코어(400)의 왕복 운동 방향으로 서로 다른 자극이 배열되도록 형성될 수 있다.
일 예로, 상기 마그네트(300)는 제1극부(302)와, 제2극부(304)를 포함하며, 상기 제1극부(302)와 상기 제2극부(304)는 축 방향으로 일렬로 배열된다.
그리고, 상기 제1극부(302)가 상기 제2극부(304) 보다 상기 코일(200) 또는 압축 공간(31)에 더 가깝게 위치될 수 있다.
이하에서는 제1극부(302)가 N극이고, 제2극부(304)가 S극인 것으로 예를 들어 설명하기로 하며, 반대의 경우도 가능하다.
상기 제1극부(302)의 길이는 상기 제2극부(304)의 길이 보다 길게 형성될 수 있다. 이때, 상기 가동 코어(400)의 축 방향 길이는 상기 제2극부(304)의 길이 보다 길게 형성될 수 있다.
본 실시 예에서 상기 가동 코어(400)는, 상기 코일(200)이 구비된 고정자(100)와, 마그네트(300), 및 상기 가동 코어(400) 사이에서 발생하는 왕복 방향 중심력(centering force)에 의해 왕복 운동을 하게 된다.
왕복 방향 중심력이란 상기 가동 코어(400)가 자기장 안에서 이동을 할 때 자기적 에너지(자기적 위치 에너지, 자기저항)가 낮은 쪽으로 저장하는 힘을 말하며, 이 힘은 자기적 스프링(magnetic spring)으로 작용한다.
따라서, 상기 가동 코어(400)가 상기 코일(200) 및 마그네트(300)에 의한 자기력에 의해 왕복 운동을 할 때, 상기 가동 코어(400)는 자기적 스프링에 의해 중심 방향으로 복귀하려는 힘을 축적한다. 그리고, 이 자기적 스프링에 축적된 힘으로 인해 상기 가동 코어(400)가 공진하면서 지속적으로 왕복 운동을 하게 된다.
이때, 본 실시 예와 같이 상기 제1극부(302)의 길이가 상기 제2극부(304)의 길이 보다 길게 형성되는 경우, 상기 가동 코어(400)의 중심(C)은 상기 제1극부(302)와 상기 제2극부(304)의 경계선에 위치하지 않게 된다.
구체적으로, 상기 가동 코어(400)의 중심(C)은 상기 제1극부(302)와 상기 제2극부(304)의 경계선 보다 상기 코일(200)(또는 압축 공간(31))에 가깝게 위치된다.
더욱이, 상기 가동 코어(400)의 중심(C)은 상기 마그네트(300)의 축 방향 길이를 이등분하는 선(A1) 보다 상기 코일(200)(또는 압축 공간(31))에 가깝게 위치된다. 그 이유는 상기 제1극부(302)의 길이가 제2극부(304)의 길이 보다 길어 자기력의 세기가 더 크기 때문이다.
상기 제1극부(302)와 상기 제2극부(304)의 길이 차이에 따른 효과에 대해서는 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
이하에서는 상기와 같은 본 실시 예에 따른 가동코어형 왕복동 모터의 동작 원리를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가동코어형 왕복동 모터의 동작을 설명하기 위해 보인 개략도이다.
도 3, 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 왕복동 모터(90)의 상기 코일(200)에 교번 전류가 인가되면, 상기 내측 고정자(110)와 상기 외측 고정자(120) 사이에는 교번 자속이 형성된다.
이 경우 상기 가동 코어(400)는 자속 방향을 따라 양방향으로 움직이면서 지속적으로 왕복 운동을 하게 된다.
이때, 왕복동 모터(90)의 내부에서 상기 가동 코어(400)와 고정자(100) 및 마그네트(300) 사이에는 자기적 스프링(Magnetic Resonance Spring)이 형성되어, 가동 코어(400)의 공진 운동을 유도하게 된다.
예를 들어 도 5와 같이, 상기 마그네트(300)가 외측 고정자(120)에 고정되고, 상기 마그네트(300)에 의한 자속이 도면 상의 시계 방향으로 흐르는 상태에서, 상기 코일(200)에 교번 전류가 인가될 수 있다.
그러면, 상기 코일(200)에 의한 자속이 도면 상의 시계 방향으로 흐르게 되고, 상기 코일(200)에 의한 자속과 상기 마그네트(300)의 자속이 증자되는 도면의 오른쪽 방향(화살표 M1참조)으로 상기 가동 코어(400)가 이동하게 된다(화살표 M1 참조).
이때, 상기 가동 코어(400)와 상기 고정자(100) 및 상기 마그네트(300) 사이에는 자기적 에너지(즉, 자기적 위치 에너지 또는 자기적 저항)가 낮은 쪽인 도면의 좌측 방향으로 복귀하려는 왕복 중심력(Centering force)(F1)이 축적된다.
이러한 상태에서, 도 6과 같이 상기 코일(200)에 인가되는 전류의 방향이 바뀌게 되면, 상기 코일(200)에 의한 자속이 도면 상의 반시계 방향으로 흐르게 된다. 그러면, 상기 코일(200)에 의한 자속과 상기 마그네트(300)의 자속은 이전과 반대 방향, 즉 도면의 왼쪽 방향으로 증자된다.
이때, 축적된 왕복 중심력(Centering force)(F1)과, 상기 코일(200) 및 마그네트(300)의 자속에 의한 자기력에 의해 도면의 왼쪽 방향(화살표 M2 참조)으로 상기 가동 코어(400)가 이동하게 하게 된다.
이 과정에서, 상기 가동 코어(400)는 관성력과 자기력에 의해 상기 마그네트(300)의 길이를 이등분하는 선(A1)을 지나 도면의 좌측으로 더 이동하게 된다.
이때도 마찬가지로, 상기 가동 코어(400)와 고정자(100) 및 마그네트(300) 사이에는 자기적 에너지가 낮은 쪽인 도면의 우측 방향으로 복귀하려는 왕복 중심력(Centering force)(F2)이 축적된다.
그리고, 다시 도 5에서와 같이 상기 코일(200)에 인가되는 전류의 방향이 바뀌게 되면, 축적된 왕복 중심력(Centering force)(F2)과, 코일(200) 및 마그네트(300)의 자속에 의한 자기력에 의해 상기 가동 코어(400)가 우측 방향으로 이동하게 된다.
이때도 역시, 상기 가동 코어(400)는 관성력과 자기력에 의해 마그네트(300)의 길이를 이등분하는 선(A1)을 지나 도면의 우측으로 더 이동하게 된다.
그리고, 상기 가동 코어(400)와 고정자(100) 및 마그네트(300) 사이에는 자기적 에너지가 낮은 쪽인 도면의 좌측 방향으로 복귀하려는 왕복 중심력(Centering force)(F1)이 축적된다.
이러한 방식으로 상기 가동 코어(400)는 기계적 공진 스프링이 구비된 것과 같이 도면 상 우측과 좌측을 번갈아 가면서 이동하는 왕복 운동을 지속적으로 반복하게 된다.
도 7은 냉매 압축 과정에서 가동 코어의 스트로크 범위를 보여주는 도면이고, 도 8은 대칭 형태의 마그네트와 비대칭 형태의 마그네트의 운전 스트로크를 보여주는 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 코일(200)로 인가되는 교번 전류에 의해서, 상기 가동 코어(400)는 상사점(TDC)과 하사점(BDC) 사이에서 왕복 운동하게 된다.
본 실시 예에서 상사점(TDC)과 하사점(BDC) 사이의 거리를 운전 스트로크라 이름할 수 있다.
이론적으로는 상기 상사점(TDC)과 상기 하사점(BDC)을 이등분하는 지점이 상기 가동 코어(400)의 중심이 된다.
상기 가동 코어(400)가 상기 가동 코어(400)의 중심에서 상기 하사점(BDC)으로 이동하는 과정에서 상기 압축 공간(31)으로 냉매가 흡입될 수 있다. 상기 가동 코어(400)가 상기 하사점(BDC)에서 상사점(TDC)으로 이동하는 과정에서 상기 피스톤(40)이 상기 압축 공간(31)의 냉매를 압축한다.
이때, 상기 가동 코어(400)의 중심에서 상기 하사점(BDC)까지의 제1스트로크의 길이와 상기 가동 코어(400)의 중심에서 상기 상사점(TDC)까지의 제2스트로크의 길이는 동일하다.
그런데, 실제로 상기 피스톤(40)이 상기 압축 공간(31)의 냉매를 압축하는 과정에서 압력이 상기 피스톤(40)으로 작용하여 상기 피스톤(40)이 상기 토출 밸브(32)와 멀어지는 방향으로 밀린다. 즉, 상기 피스톤(40)이 상기 하사점(BDC) 측으로 일정 거리 밀리게 된다.
이 경우, 상기 가동 코어(400)의 중심이 상기 하사점(BDC)과 가까워지는 방향으로 이동하게 된다.
그리고, 상기 가동 코어(400)는 상기 하사점(BDC)을 벗어나지 않도록 제어된다.
따라서, 제1극부와 제2극부의 길이가 동일한 대칭 형태를 가지도록 상기 마그네트(300)가 설계된 경우에는, 상기 가동 코어(400)의 중심에서 상기 하사점(BDC)까지의 제1스트로크의 길이가 줄어들게 된다.
또한, 상기 가동 코어(400)의 중심에서 상기 상사점(TDC)까지의 제2스크로크의 길이는 상기 제1스트로크의 길이와 동일하도록 제어되므로, 실제로 냉매를 압축하는 과정에서 상기 가동 코어(400)의 운전 스크로크는 줄어들게 된다.
그러나, 본 실시 예과 같이 상기 압축 공간(31)에 더 가깝게 배치되는 상기 제1극부(302)를 상기 제2극부(304) 보다 길게 형성하는 경우, 상기 제1극부(302)의 증가된 자기력에 의해서 상기 가동 코어(400)의 중심이 상기 하사점(BDC) 측으로 이동되는 거리가 최소화될 수 있다.
그러면, 상기 가동 코어(400)의 운전 스트로크가 증가될 수 있고, 이에 따라, 압축 효율이 향상될 수 있다.
또한, 본 실시 예에 의하면, 가동자를 자기적 공진 스프링으로 공진시킴에 따라 일정 구간의 운전 주파수 내에서 사용 주파수가 제한되는 것을 미연에 방지할 수 있어 모터의 효율이 향상될 수 있다. 즉, 운전 주파수 내에서 모든 주파수를 사용할 수 있다.
또한, 마그네트가 고정자에 설치되므로, 가동자의 무게가 줄어들 수 있어, 전력 소모량을 줄일 수 있고, 고속 운전이 가능해지는 장점이 있다.
도 9는 가동자와 고정자 간의 공극의 길이에 따른 모터 스프링 강성을 보여주는 그래프이고, 도 10은 가동자와 고정자 간의 공극의 길이에 따른 모터 알파값을 보여주는 그래프이다.
먼저, 도 4 및 도 9를 참조하면, 모터 스프링 강성이 높을수록 가동자가 안정적으로 공진 운동할 수 있으며, 고속 운전이 가능해진다.
도 9에서 상기 모터 스프링 강성은 상기 가동자의 제2면과 상기 내측 고정자(110) 사이의 제2간격(G2)이 클수록 증가된다. 또한, 상기 모터 스프링 강성은 상기 가동자의 제1면과 상기 마그네트(300) 사이의 제1간격(G1)이 작을수록 증가된다.
따라서, 본 실시 예과 같이, 상기 제1간격(G1)을 상기 제2간격(G2) 보다 작게 형성하는 경우, 모터 스프링 강성이 증가되는 효과를 얻을 수 있다.
다음으로, 도 10을 참조하면, 상기 제1간격(G1)과 상기 제2간격(G2)의 합이 작을 수록 모터 알파값(추력 상수)이 증가된다. 상기 모터 알파값이 증가되는 경우 상기 가동 코어(400)를 이동시키기 위한 힘이 커지게 되어 모터 효율이 상승한다.
본 실시 예에서, 모터 스프링 강성 증가와 모터 알파값의 증가가 동시에 만족되도록, 상기 제1간격(G1)과 상기 제2간격(G2)의 길이의 합은 1mm 이내로 설계됨이 바람직하다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가동코어형 왕복동 모터를 개략적으로 보인 단면도이다.
도 11을 참조하면, 본 실시 예의 왕복동 모터의 경우, 마그네트(310)는 이전 실시 예의 마그네트(300)와 기본적인 구성은 동일하고 다만 내측 고정자(110)에 고정되는 것을 특징으로 한다. 상기 내측 고정자(110)에는 마그네트 고정면(115)이 형성될 수 있다.
따라서, 본 실시 예에서 마그네트(300)(310)가 설치되는 고정자를 제1고정자라 이름할 수 있고, 마그네트(300)(310)가 설치되지 않은 고정자를 제2고정자라 할 수 있다. 그리고, 상기 제1고정자는 상술한 바와 같이 외측 고정자이거나 내측 고정자일 수 있다. 본 실시 예의 경우에도 이전 실시 예와 동일하게 제1간격(G1)을 제2간격(G2) 보다 작게 설계할 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 가동코어형 왕복동 모터를 개략적으로 보인 단면도이고, 도 13은 가동 코어의 형태에 따른 운전 스트로크를 보여주는 도면이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 실시 예의 가동 코어(410)의 일측에는 테이퍼부(412)가 형성될 수 있다.
상기 테이퍼부(412)는 일 예로 상기 가동 코어(410)에서 상기 코일(200)과 인접한 부분에 형성될 수 있다.
이때, 상기 가동 코어(410)에서 마그네트(300)를 바라보는 제1면의 길이(L3)가 상기 제1면의 반대면인 제2면의 길이(L4) 보다 길게 형성될 수 있다.
본 실시 예의 경우, 상기 가동 코어(410)에서 마그네트(300)를 바라보는 제1면의 길이(L3)는 도 4에 도시된 가동 코어(400)의 길이 보다 길게 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 가동 코어(410)의 무게는 동일하게 유지하면서도 상기 가동 코어(410)의 길이를 증가시킬 수 있다. 따라서, 단면이 직사각형인 가동 코어에 비하여, 상기 가동 코어(410)의 운전 스트로크의 길이가 증가되는 효과를 얻을 수 있다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 가동코어형 왕복동 모터를 개략적으로 보인 단면도이다.
도 14를 참조하면, 상기 가동 코어(420)에서 상기 코일(200)과의 거리가 가장 먼 부분에 테이퍼부(422)가 형성될 수 있다.
이 경우에도 상기 가동 코어(420)에서 마그네트(300)를 바라보는 제1면의 길이가 상기 제1면의 반대면인 제2면의 길이 보다 길게 형성될 수 있다.
본 실시 예에 의해서도 상기 가동 코어(420)의 무게는 동일하게 유지하면서도 상기 가동 코어(420)의 길이를 증가시킬 수 있다. 따라서, 단면이 직사각형인 가동 코어에 비하여, 상기 가동 코어(420)의 운전 스트로크의 길이가 증가되는 효과를 얻을 수 있다.
도 15를 참조하면, 상기 가동 코어(430)의 양측에 각각 테이퍼부(432, 434)를 형성하는 것도 가능하다. 이 경우, 상기 가동 코어(430)의 길이(L5)가 도 12에 도시된 가동 코어(410)의 제1면의 길이(L3) 보다 길게 되어 운전 스트로크의 길이가 한층 더 길어지는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (14)

  1. 코일이 권취되며, 공극을 가지는 고정자;
    상기 고정자에 고정되는 마그네트; 및
    상기 공극에서 상기 마그네트와 마주보도록 배치되어 상기 고정자에 대해 왕복 운동을 하는 가동 코어를 구비하는 가동자를 포함하고,
    상기 마그네트는, 상기 가동자의 왕복 운동 방향으로 배열되는 서로 다른 극인 제1극부 및 제2극부를 포함하고,
    상기 제1극부의 길이는 제2극부의 길이 보다 길게 형성되는 가동코어형 왕복동 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1극부는 상기 제2극부 보다 상기 코일에 가깝게 위치되는 가동코어형 왕복동 모터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가동자의 제1면은 상기 마그네트와 제1간격(G1) 만큼 이격되고,
    상기 가동자의 제1면과 반대면인 제2면은 상기 고정자에서 상기 공극을 형성하는 일면과 제2간격(G2) 만큼 이격되며,
    상기 제2간격(G2)은 상기 제1간격(G1) 보다 크게 형성되는 가동코어형 왕복동 모터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 가동자의 제1면은 상기 가동 코어의 일면인 가동코어형 왕복동 모터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가동 코어는 상기 마그네트와 마주보는 제1면과, 상기 제1면의 반대면인 제2면을 포함하고,
    상기 가동 코어의 일측 또는 양측에는 상기 제1면이 상기 제2면 보다 길도록 테이퍼부가 구비되는 가동코어형 왕복동 모터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 가동자의 왕복 운동 방향으로의 상기 가동 코어의 길이는 상기 마그네트의 길이의 1/2 이상으로 형성되는 가동코어형 왕복동 모터.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 가동 코어의 길이는 상기 제2극부의 길이 보다 길게 형성되는 가동코어형 왕복동 모터.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정자는, 내측 고정자와, 일측이 상기 내측 고정자의 일측과 연결되고 타측이 상기 내측 고정자의 타측과 상기 공극을 형성하도록 상기 내측 고정자의 반경 방향 외측에 배치되는 외측 고정자를 포함하는 가동코어형 왕복동 모터.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 코일과 상기 마그네트는 상기 가동자의 왕복 운동 방향으로 이격되어 배치되는 가동코어형 왕복동 모터.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 코일과 상기 가동 코어는 상기 고정자의 반경 방향으로 미중첩되도록 배치되는 가동코어형 왕복동 모터.
  11. 내부 공간을 갖는 케이스;
    상기 케이스의 내부 공간에 배치되고, 가동자가 왕복 운동을 하는 왕복동 모터;
    상기 왕복동 모터의 가동자에 결합되어 함께 왕복 운동하는 피스톤; 및
    상기 피스톤이 삽입되어 압축 공간을 형성하는 실린더를 포함하고,
    상기 왕복동 모터는, 공극을 구비하는 고정자;
    상기 고정자에 권취되는 코일;
    상기 공극에서 상기 고정자에 고정되는 마그네트; 및
    상기 공극에서 상기 마그네트와 마주보도록 배치되어 상기 고정자에 대해 왕복 운동을 하는 가동 코어를 구비하는 가동자를 포함하고,
    상기 마그네트는, 상기 가동자의 왕복 운동 방향으로 배열되는 서로 다른 극인 제1극부 및 제2극부를 포함하고,
    상기 제1극부는 상기 제2극부 보다 상기 압축 공간에 가깝게 위치되며,
    상기 제1극부의 길이는 제2극부의 길이 보다 길게 형성되는 압축기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 고정자는, 내측 고정자와, 일측이 상기 내측 고정자의 일측과 연결되고 타측이 상기 내측 고정자의 타측과 상기 공극을 형성하도록 상기 내측 고정자의 반경 방향 외측에 배치되는 외측 고정자를 포함하는 압축기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 가동자의 제1면은 상기 마그네트와 제1간격(G1) 만큼 이격되고,
    상기 가동자의 제1면과 반대면인 제2면은 상기 내측 고정자 및 상기 외측 고정자 중 어느 하나의 일면과 제2간격(G2) 만큼 이격되며,
    상기 제2간격(G2)은 상기 제1간격(G1) 보다 크게 형성되는 압축기.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 가동 코어는 상기 마그네트와 마주보는 제1면과, 상기 제1면의 반대면인 제2면을 포함하고,
    상기 가동 코어의 일측 또는 양측에는 상기 제1면이 상기 제2면 보다 길도록 테이퍼부가 구비되는 압축기.
PCT/KR2018/000765 2017-01-26 2018-01-16 가동코어형 왕복동 모터 및 압축기 WO2018139800A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201890000481.8U CN210246582U (zh) 2017-01-26 2018-01-16 可动铁芯型往复式电机和压缩机

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170012794A KR102692158B1 (ko) 2017-01-26 2017-01-26 가동코어형 왕복동 모터 및 이를 구비한 압축기
KR10-2017-0012794 2017-01-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018139800A1 true WO2018139800A1 (ko) 2018-08-02

Family

ID=61054229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2018/000765 WO2018139800A1 (ko) 2017-01-26 2018-01-16 가동코어형 왕복동 모터 및 압축기

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10971982B2 (ko)
EP (1) EP3355454B1 (ko)
KR (1) KR102692158B1 (ko)
CN (1) CN210246582U (ko)
WO (1) WO2018139800A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019164303A1 (ko) 2018-02-23 2019-08-29 엘지전자 주식회사 리니어 모터 및 이를 구비한 리니어 압축기
KR102175371B1 (ko) 2019-02-15 2020-11-06 엘지전자 주식회사 리니어 모터 및 이를 구비한 리니어 압축기
KR102107062B1 (ko) * 2018-09-17 2020-05-06 엘지전자 주식회사 리니어 모터 및 리니어 압축기
KR20200100275A (ko) 2019-02-18 2020-08-26 엘지전자 주식회사 리니어 모터 및 이를 구비한 리니어 압축기

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05184121A (ja) * 1992-01-08 1993-07-23 Hitachi Metals Ltd リニアアクチュエータ
JP2002010610A (ja) * 2000-06-22 2002-01-11 Sanyo Electric Co Ltd リニアモータ
JP2002034225A (ja) * 2000-07-19 2002-01-31 Sanyo Electric Co Ltd 磁石可動型リニアモータ
JP2006034057A (ja) * 2004-07-21 2006-02-02 Japan Servo Co Ltd 環状コイル式リニアモータ及びこれを利用したシリンダ式コンプレッサー並びにポンプ
CN103095089A (zh) * 2013-01-04 2013-05-08 上海交通大学 一种新型超顺磁电磁驱动器

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3508523B2 (ja) * 1997-12-19 2004-03-22 三菱電機株式会社 鉄心可動型リニア振動子及びリニア圧縮機
EP0954086B1 (en) * 1998-04-28 2003-05-14 Matsushita Refrigeration Company Linear motor and linear compressor
JP3945916B2 (ja) 1998-09-04 2007-07-18 三洋電機株式会社 可動鉄心型リニアモータ
JP3736381B2 (ja) 2001-04-24 2006-01-18 松下電工株式会社 振動型リニアアクチュエータ
US6838789B2 (en) 2001-10-26 2005-01-04 Lg Electronics Inc. Reciprocating motor
EP1463186B8 (en) * 2001-12-03 2013-01-09 Sinfonia Technology Co., Ltd. Linear actuator
KR100539813B1 (ko) 2002-11-29 2006-01-11 엘지전자 주식회사 리니어 모터용 스테이터 조립 구조 및 그 제작 방법
KR100492612B1 (ko) 2003-03-11 2005-06-03 엘지전자 주식회사 왕복동식 압축기의 윤활유 공급 장치
US7242118B2 (en) 2003-07-31 2007-07-10 Japan Servo Co., Ltd. Toroidal-coil linear stepping motor, toroidal-coil linear reciprocating motor, cylinder compressor and cylinder pump using these motors
KR100690656B1 (ko) * 2004-12-22 2007-03-09 엘지전자 주식회사 왕복동식 압축기
WO2008002414A2 (en) * 2006-06-26 2008-01-03 Battelle Energy Alliance, Llc Magnetic structure
KR101718039B1 (ko) 2015-05-11 2017-03-20 엘지전자 주식회사 왕복동식 압축기

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05184121A (ja) * 1992-01-08 1993-07-23 Hitachi Metals Ltd リニアアクチュエータ
JP2002010610A (ja) * 2000-06-22 2002-01-11 Sanyo Electric Co Ltd リニアモータ
JP2002034225A (ja) * 2000-07-19 2002-01-31 Sanyo Electric Co Ltd 磁石可動型リニアモータ
JP2006034057A (ja) * 2004-07-21 2006-02-02 Japan Servo Co Ltd 環状コイル式リニアモータ及びこれを利用したシリンダ式コンプレッサー並びにポンプ
CN103095089A (zh) * 2013-01-04 2013-05-08 上海交通大学 一种新型超顺磁电磁驱动器

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180088121A (ko) 2018-08-03
CN210246582U (zh) 2020-04-03
KR102692158B1 (ko) 2024-08-06
EP3355454B1 (en) 2019-06-05
US10971982B2 (en) 2021-04-06
US20180212503A1 (en) 2018-07-26
EP3355454A1 (en) 2018-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018147623A1 (en) Transverse flux type reciprocating motor and reciprocating compressor having a transverse flux type reciprocating motor
WO2018139800A1 (ko) 가동코어형 왕복동 모터 및 압축기
WO2018143677A1 (en) Transverse flux reciprocating motor and reciprocating compressor including the same
WO2018131811A1 (en) Movable core-type reciprocating motor and reciprocating compressor having the same
WO2016182211A1 (en) Reciprocating compressor
WO2018147574A1 (ko) 리니어 압축기
WO2020060144A1 (ko) 리니어 모터 및 리니어 압축기
WO2012026685A2 (ko) 선형 전동기
WO2013085231A1 (ko) 두께가 다른 영구자석을 갖는 회전자 및 그를 포함하는 모터
WO2019203521A1 (ko) 수평형 리니어 진동발생장치
EP3476021A1 (en) Stator and motor having the same
KR102734253B1 (ko) 영구자석 동기전동기 및 이를 사용한 밀폐형 압축기
WO2017003033A1 (ko) 외륜 회전자형 스위치드 릴럭턴스 모터
WO2020091313A1 (ko) 자기작용을 조정할 수 있는 장치와 이를 채용한 발전기 장치 및 그를 위한 부품
WO2023146056A1 (ko) 비접촉식 회전 변압기 및 이를 포함하는 모터
WO2016032139A1 (en) Linear compressor
WO2010050744A2 (ko) 압축기
WO2019164303A1 (ko) 리니어 모터 및 이를 구비한 리니어 압축기
WO2017191904A1 (ko) 리니어 압축기
WO2019156318A1 (ko) 리니어 모터 및 이를 구비한 리니어 압축기
WO2019117471A1 (en) Compressor
WO2019240442A1 (ko) 리니어 압축기
WO2018143592A1 (ko) 리니어 압축기
WO2016171439A1 (en) Laundry treatment apparatus and magnetic gear device
WO2018169232A1 (ko) 영구자석을 가지는 전동기 및 이를 구비한 압축기

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18744861

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18744861

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

点击 这是indexloc提供的php浏览器服务，不要输入任何密码和下载