KR100517665B1 - 회전전기장치의 고정자권선 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 차량에 이용되는 교류발전기와 같은 회전전기장치는 원통형 고정자코어 및 상기 고정자코어에 유지되는 고전자 권선을 포함한다. 상기 고정자권선은 고정자코어의 슬롯으로 삽입되는 복수개의 U자형 전도체 세그먼트를 전기적으로 접속함으로써 형성된다. 전기적으로 접속될 세그먼트 단부 쌍들은 둘 이상의 원주방향을 따라 배열되고, 각 쌍의 세그먼트 단부를 개별적으로 구속시킴으로써 정확하게 위치시킨다. 정확히 위치된 복수개의 쌍들은 고정자코어를 회전시켜 하나씩 연속적으로 용접된다.

Description

회전전기장치의 고정자권선 형성방법{Method of forming stator winding of rotary electric machine}

본 발명은 회전전기장치(rotary electric machine)의 고정자권선 형성방법에 관한 것이다.

복수개의 U자형 전도체 세그먼트(conductor segment) 단부들의 전기적 접속방법은 아크용접에 의하여 일반적으로 이용되고 있다. 예를 들면, 일본국 특허 제3104700호 공보에 이러한 유형의 접속방법을 제안하고 있으며, 또한, 일본국 특허 제3196738호 공보에 유사한 방법을 제한하고 있다. 상기 일본국 특허 제3104700호 공보에서 제안된 방법의 구성은 본 출원에 첨부된 도 10 내지 도 13에 도시되어 있다.

도 10 에 도시한 바와 같이, 고정자 권선은 복수개의 U자형 전도체 세그먼트에 의하여 형성된다. 네 개의 전도체(404)는 고정자코어(400)에 형성된 슬롯으로 삽입되고, 상기 전도체(404)의 단부(406)는 고정자코어(400)의 일측 축단에서 연장된다. 상기 전도체 단부(406)는 도 11 에 도시한 바와 같이 복수개의 한 쌍의 전도체 단부들을 이루고, 각 한 쌍의 전도체 단부는 용접에 의하여 전기적으로 접속된다. 도 12 에 도시한 바와 같이, 용접과정에서, 외측 한 쌍의 전도체 단부(406)는 외측전극(412)에 의하여 구속되고, 내측 한 쌍의 전도체 단부는 내측전극(410)에 의하여 구속된다. 상기 외측전극(412)은 도 13 에 도시한 형태로 형성된다. 막대형태의 전극(414)은 원주방향으로 서로 이웃하는 한 쌍의 전도체 단부 사이에 위치된다.

상기 내외측전극(412)(410) 및 막대형태전극(414)과 접촉하는 전도체 단부(406) 가까이로 토치(torch)(420)가 근접한다. 상기 토치(420)로 마이너스전압이 공급되고, 상기 내외측전극(412)(410)으로 플러스전압이 공급된다. 따라서, 상기 각 한 쌍의 전도체 단부는 토치(420)와 전도체 단부(406) 사이의 아크방전에 의해 발생된 열에 의하여 용접된다. 이러한 방식으로 상기 토치(420)의 이동에 의하여 모든 한 쌍의 전도체 단부는 하나씩 용접된다.

그러나, 전술한 종래의 용접과정에서는, 반경방향으로 정렬된 두 쌍의 전도체 단부 사이에 공간이 있기 때문에, 내외측전극(412)(410)과 전도체 단자들을 구속함으로써 용접될 전도체 단자들 사이에 밀접한 접촉을 달성하기에 어려운 문제점이 있다. 용접에 의하여 서로 전기적으로 접속될 전도체 단부(406)가 서로 밀접하게 접촉되지 않을 경우, 용접불량이 발생할 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명은, 고정자권선 형성방법을 향상시키고, 보다 상세하게는 U자형 전도체 세그먼트의 단부 사이에 충분한 전기적 접속을 형성하는 고정자권선 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은, 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 차량에 이용되는 교류발전기와 같은 회전전기장치의 고정자는 원통형 고정자코어 및 상기 고정자코어에 형성되는 고정자 권선을 포함한다. 상기 원통형 고정자코어는 고정자 권선를 형성하는 U자형 전도체 세그먼트가 삽입되는 복수개의 슬롯을 구비한다.

상기 고정자 권선의 형성과정에서, 각각 턴부 및 직선부를 갖는 복수개의 U자형 전도체 세그먼트는 고정자코어의 일측 축단부에서 슬롯으로 삽입된다. 복수개의 직선부, 예를 들면, 네 개의 직선부는 하나의 슬롯으로 삽입되어, 전도체 세그먼트의 단부는 고정자 코어의 타측 축단부에서 연장된다. 상기 고정자코어에서 연장되는 세그먼트 단부는 각 쌍의 세그먼트 단부를 전기적으로 접속함으로써 고정자권선을 형성하기 위하여 복수개 쌍의 세그먼트 단부를 이루도록 구부러진다.

상기 복수개 쌍의 세그먼트 단부는 둘 이상의 동축 원주방향을 따라 위치된다. 하나의 원주방향에 있는 각 쌍은 다른 원주방향에 있는 각 쌍에 대하여 반경방향으로 지그재그 방식으로 정렬된다. 세그먼트 단부의 쌍들을 정확하게 위치시키고, 각 쌍의 세그먼트 단부들 사이에 밀접한 접촉을 이루기 위하여, 각 쌍의 세그먼트 단부는 내측구속부재 및 외측구속부재로 이루어진 구속장치에 의하여 구속된다. 각 쌍의 세그먼트 단부는 두 구속부재 사이에 개별적으로 개재되고, 구속부재에 의하여 가압된다.

그런 다음, 용접장치의 용접전극은 각 쌍의 세그먼트 단부들이 용접전극과 세그먼트 단부들 사이에서 아크방전에 의하여 발생된 열에 의하여 용접되도록 각 쌍의 세그먼트 단부 부근으로 근접된다. 이러한 용접과정에서, 상기 용접장치의 활성화를 유지하고 용접전극과 각 쌍의 세그먼트 단부 사이에 소정거리를 유지하면서 고정자는 용접전극에 대하여 회전된다. 그러므로, 모든 쌍의 세그먼트 단부들은 각 쌍의 세그먼트 단부 사이에 전기적 접속을 이루도록 하나씩 연속적으로 용접된다. 상기 용접장치는 용접과정동안 활성화가 유지되기 때문에, 아크방전의 안정화가 유지되며, 용접과정에서 요구되는 시간이 단축된다. 상기 용접과정에서, 아크용접은 납땜 또는 초음파 용접과 같은 다른 방법으로 대체될 수 있다.

상기 세그먼트 단부 쌍들을 구속하는 과정에서, 내측 및 외측구속부재에 추가적으로 공간유지부재를 이용하는 것이 바람직하다. 상기 공간유지부재는 이웃하는 쌍들 사이에 소정공간을 정확하게 유지하도록 원주방향을 따라 정렬된 이웃하는 쌍의 세그먼트 단부 사이로 삽입된다. 상기 공간유지부재는 내측 및 외측구속부재와 일체로 형성될 수 있고, 그로부터 별개로 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 세그먼트 단부 쌍들은 정확하게 위치되고, 각 쌍의 세그먼트 단부는 서로 밀접하게 접촉된다. 따라서, 각 쌍의 세그먼트 단부들에서의 전기적 접속은 불량없이 용접에 의하여 이루어질 수 있다.

본 발명의 상기 목적들 및 다른 목적들, 특징들 그리고 장점들은 첨부 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명으로부터 더 명료하게 이해될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예를 도 1 내지 도 6 을 참조하여 설명한다. 먼저, 도 1 에 도시한 바와 같이, 차량에 이용되는 교류발전기(1)의 구성을 설명한다. 상기 교류발전기(1)는 고정자(2), 회전자(3), 하우징(4), 정류기(5) 및 다른 부수적인 구성부품들을 포함한다. 상기 회전자(3)는 샤프트(6)와, 상기 샤프트(6)에 고정된 런델형(Lundell-type) 폴코어(pole core)(7)와, 상기 폴코어(7)에 권선된 계자코일(8) 및 상기 샤프트(6)에 고정된 슬립링(9)(10)를 포함한다. 상기 폴코어(7)의 전방측에 사류팬(slant fan)(11)이 연결되고, 상기 폴코어(7)의 후방측에는 원심식 팬(12)이 연결된다. 상기 샤프트(6)에 풀리(20)가 고정되고, 상기 회전자(3)는 차량에 탑재된 엔진에 의하여 회전된다.

상기 런델형 폴코어(7)는 공지의 유형이며, 각각 상기 샤프트(6)에 고정된 보스(71)와, 디스크부(72) 및 여섯개의 클로오 폴(claw pole)(73)을 구비한 한 쌍의 코어로 이루어진다. 상기 한 쌍의 코어가 서로 면하게 결합됨으로써, 스무개의 클로오 폴을 갖는 폴 코어(7)가 형성된다. 상기 사류팬(11)은 용접등에 의하여 폴 코어(7)의 전면에 연결된 베이스 플레이트(111) 및 상기 베이스 플레이트(111)에 대하여 경사진 경사부와 수직부를 각각 구비한 블레이드로 이루어진다. 상기 원심식팬(12)은 폴 코어(7)의 후면에 연결된 베이스 플레이트(121) 및 상기 베이스 플레이트(121)에서 직각으로 서 있는 블레이드로 이루어진다.

상기 하우징(4)은 전방하우징(4a)과 후방하우징(4b)으로 이루어지며, 두 하우징은 관통볼트(4c)에 의하여 연결된다. 상기 하우징(4)의 두 축방향측에 형성된 입구(41)를 통해 상기 하우징(4)으로 냉각공기가 유입되고, 상기 냉각공기는 하우징(4)의 숄더(shoulder)부에 형성된 출구(42)를 통해 송풍된다. 교류전류를 직류전류로 정류하기 위한 상기 정류기(5)는 하우징(4)의 후방측에 설치된다. 아마츄어로서 역할하는 고정자(2)는 복수개의 슬롯(35)(도 2 참조)을 구비한 원통형 고정자코어(32) 및 상기 슬롯(35)으로 삽입되는 복수개의 U자형 전도체 세그먼트(33)에 의하여 형성된 고정자 권선(31)으로 이루어진다.

다음으로, 도 2 및 도 3 을 참조하여 상기 고정자 권선(31)을 상세히 설명한다. 도 2 에 도시한 바와 같이, U자형 전도체 세그먼트(33)의 전도체들은 고정자 코어(32)의 슬롯(35)으로 삽입된다. 상기 슬롯(35)으로 삽입된 전도체들은 절연체(34)에 의하여 상기 고정자 코어(32)로부터 절연된다. 상기 고정자 코어(32)의 내측면에 개구부를 각각 구비한 복수개의 슬롯(35)은 상기 고정자 코어(32)내에 형성되어, 상기 슬롯(35)에 다상(multi-phase) 고정자권선을 수용한다. 본 실시예에서는 3상 고정자 권선을 수용하기 위한 36개의 슬롯이 형성된다.

도 3 에 도시한 바와 같이, 상기 전도체 세그먼트(33)는 큰(large) 전도체 세그먼트(331) 및 작은(small) 전도체 세그먼트(332)를 포함한다. 상기 두 전도체 세그먼트(331)(332)는 직사각형 단면을 갖는 동선(copper wire)와 같은 전도체 배선으로 이루어진다. 절연막(37)(도 2 참조)으로 피복된 전도체 배선은 U자형 전도체 세그먼트로 형성된다. 상기 큰 전도체 세그먼트(331)는 한 쌍의 직선도체부(331a)(331b)와, 상기 한 쌍의 직선도체부(331a)(331b)를 연결하는 턴부(331c) 및 한 쌍의 세그먼트 단부(331d)(331e)를 포함한다. 유사하게, 상기 작은 전도체 세그먼트(332)는 한 쌍의 직선도체부(332a)(332b)와, 상기 한 쌍의 직선도체부(332a)(332b)를 연결하는 턴부(332c) 및 한 쌍의 세그먼트 단부(332d)(332e)를 포함한다.

도 2 에 도시한 바와 같이, 상기 직선도체부(331a)는 슬롯(35)의 최내측 위치에 위치되며, 상기 직선도체부(331a)을 제1도체층으로 설명한다. 상기 직선도체부(332a)는 제1 도체층(331a) 다음에 위치되며, 제2 도체층으로 설명한다. 상기 직선도체부(332a)와 한 쌍을 이루는 직선도체부(332b)는 상기 직선도체부(332a)가 삽입되는 슬롯으로부터 1자극피치 떨어진 다른 슬롯(35)으로 삽입되고, 그 직선도체부(332a)가 삽입된 슬롯의 제3층 위치에 위치된다. 따라서, 상기 직선도체부(332b)를 제3 도체층으로 설명한다. 상기 직선도체부(331a)와 한 쌍을 이루는 직선도체부(331b)는 상기 직선도체부(332b)가 삽입된 동일 슬롯으로 삽입되고, 그 슬롯의 제4 도체층 위치(최외측 위치)에 위치된다. 도 2 는 제1도체층(331a)과, 제2 도체층(332a), 제3 도체층(332b')(다른 세그먼트의 제3도체층) 및 제4도체층(331b')(다른 세그먼트의 제4 도체층)이 순차적으로 삽입된 하나의 슬롯을 나타낸다.

후방코일단부(31a)(도 1 참조)은 복수개의 전도체 세그먼트의 턴부(331c)(332c)에 의하여 형성되고, 상기 작은 세그먼트(332)의 각 턴부(332c)는 큰 세그먼트(331)의 각 턴부(331c) 내측에 위치된다. 전방코일단부(31b)(도 1 참조)는 세그먼트 단부들 및 상기 세그먼트 단부와 복수개의 전도체 세그먼트의 직선도체부를 연결하는 경사부에 의하여 형성된다. 상기 작은 전도체 세그먼트(332)의 세그먼트 단부(332d) 및 큰 전도체 세그먼트(331)의 세그먼트 단부(331d')는 도 3 에 도시한 바와 같이 용접에 의하여 전기적으로 접속된다. 유사하게, 상기 작은 전도체 세그먼트(332)의 세그먼트 단부(332e) 및 다른 큰 전도체 세그먼트(331)의 세그먼트 단부(331e')는 용접에 의하여 전기적으로 접속된다. 이러한 방식으로 복수개의 U자형 전도체 세그먼트의 세그먼트 단부들을 전기적으로 접속함으로써 3상 고정자 권선(31)이 형성된다. 상기 3상 권선은 공지의 방식으로 전기적으로 접속되기 때문에, 그 접속방법에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 4 는 고정자코어(32)의 전방측에서 바라본 세그먼트 단부들의 배열을 나타낸다. 세그먼트 단부(331d')(332d)를 구성하는 복수개의 각 쌍의 세그먼트 단부는 내주연을 따라 동일간격으로 정렬된다. 세그먼트 단부(332e)(331e')를 구성하는 복수개의 각 쌍의 세그먼트 단부는 내주연과 동축인 외주연을 따라 동일간격으로 정렬된다. 또한, 내주연을 따라 정렬된 세그먼트 단부 쌍들(내측 단부쌍들로 기재함)은 외주연을 따라 정렬된 세그먼트 단부 쌍들(외측 단부쌍들로 기재함)과 반경방향으로 일직선으로 배치되지 않도록 위치된다. 다시 말해서, 상기 각 외측 단부쌍들은 도 4 에 도시한 바와 같이 각 내측단부 쌍들에 대하여 지그재그 방식으로 위치된다.

다음으로, 고정자권선(31)의 제조과정을 설명한다. 큰 전도체 세그먼트(331)와 작은 전도체 세그먼트(332)를 포함하는 복수개의 U자형 전도체 세그먼트들을 준비한다. 상기 U자형 전도체 세그먼트는 고정자 코어(32)의 후방측으로부터 슬롯(35)으로 삽입되어, 상기 직선도체부는 도 2 에 도시한 바와 같이 각 슬롯(35)에 위치된다. 즉, 제1 전도층(331a), 제2 전도층(332a), 제3 전도층(332b') 및 제4 전도층(331b')이 고정자 코어(32)의 내측으로부터 순차적으로 위치된다. 상기 작은 전도체 세그먼트(332)의 턴부(332c)는 큰 전도체 세그먼트(331)의 턴부(331c)에 의하여 둘러 싸여져, 후방코일단부(31a)를 형성한다.

상기 전도체 세그먼트를 슬롯(35)으로 삽입시킨 후, 상기 고정자코어(32)의 전방측으로 연장하는 세그먼트의 직선도체부를 구부려서, 큰 전도체 세그먼트(331)의 세그먼트 단부(331d)(331e) 사이의 거리는 넓어지고, 세그먼트 단부(332d)(332e) 사이의 거리는 좁아진다. 특히, 상기 큰 전도체 세그먼트(331)의 각 직선도체부는 1.75슬롯 피치로 구부러지고, 상기 작은 전도체 세그먼트(332)의 각 직선도체부는 1.25슬롯 피치로 구부러져, 도 3 에 도시한 바와 같은 세그먼트 단부(331d)(331e)(332d)(332e)를 위치시킨다. 모든 전도체 세그먼트들은 이러한 방식으로 구부러진다. 그러므로, 상기 세그먼트 단부들은 도 4 에 도시한 바와 같이 배열되고, 내주연을 따라 한 쌍의 세그먼트 단부들(331d')(332d)이 정렬되고, 외주연을 따라 한 쌍의 단부들(332e)(331e')이 정렬된다. 이 때, 내주연을 따라 정렬된 한 쌍의 세그먼트 단부들은 외주연을 따라 정렬된 한 쌍의 세그먼트 단부들에 대하여 지그재그 방식으로 위치된다. 그런 다음, 각 쌍의 세그먼트 단부들은 용접에 의하여 전기적으로 접속된다.

상기 한 쌍의 세그먼트 단부들의 전기적 접속 과정을 도 5 및 도 6 을 참조하여 설명한다. 도 5 는 용접장치(100)를 도시한 것이고, 도 6 은 세그먼트 단부들의 위치를 구속하기 위한 구속장치를 도시한 것이다. 상기 용접장치(100)는 텅스텐으로 이루어진 마이너스전극을 구비한 토치(102)와, 상기 토치(102)를 이동시키기 위한 오토매틱암(automatic arm)(104)과, 상기 토치(102)로 용접전력을 공급하기 위한 전원(106)과, 상기 토치(102)로 아르곤 또는 헬륨과 같은 주입가스를 공급하기 위한 가스공급장치(108)와, 고정자(2)를 고정시키기 위한 베이스 플레이트(110)와, 한 쌍의 세그먼트 단부들의 위치를 구속하기 위한 구속장치(112) 및 상기 오토매틱암(104), 구동장치(114), 전원(106)과 가스공급장치(108)의 동작을 제어하기 위한 제어장치(116)를 포함한다.

상기 용접장치(100)에 포함되는 구속장치(112)는 도 6 에 확대도로서 도시하였다. 상기 구속장치(112)는 내측공간 유지부재(112b)를 포함하는 내측구속부재(112a) 및 외측공간 유지부재(112d)를 포함하는 외측구속부재(112c)를 포함한다. 상기 한 쌍의 내측 세그먼트 단부와 한 쌍의 외측 세그먼트 단부는 상기 내측구속부재(112a)와 외측구속부재(112c) 사이에 위치되고, 상기 내측구속부재(112a)에 의하여 그의 내측으로부터 가압되고, 상기 외측구속부재(112c)에 의하여 그의 외측으로부터 가압된다. 그러므로, 상기 한 쌍의 세그먼트 단부들의 위치는 구속되고, 각 쌍의 세그먼드 단부들은 서로 밀접하게 접촉한다.

상기 내측구속부재(112a)에서 연장하는 내측공간유지부재(112b)는 이웃하는 한 쌍의 내측 세그먼트 단부들 사이로 삽입되어, 이웃하는 내측 세그먼트 단부 쌍들 사이에 소정공간을 정확하게 유지시킨다. 유사하게, 상기 외측구속부재(112c)에서 연장하는 외측공간유지부재(112d)는 이웃하는 한 쌍의 외측 세그먼트 단부들 사이로 삽입되어, 이웃하는 외측 세그먼트 단부의 쌍들 사이에 소정공간을 정확하게 유지시킨다. 상기 두 내외측구속부재(112a)(112c)는 용접과정에서 플러스전극으로역할을 한다.

U자형 전도체 세그먼트가 고정자 코어(32)로 모두 삽입되고, 모든 쌍의 세그먼트 단부들은 도 4 에 도시한 위치로 배열된 후, 고정자(2)는 용접장치(100)의 베이스 플레이트(110)상에 고정된다. 그런 다음, 모든 쌍의 세그먼트 단부들은 전술한 방식으로 구속장치(112)에 의하여 구속된다. 상기 토치(102)는 소정거리를 유지하면서 한 쌍의 세그먼트 단부를 향한다. 상기 토치(102)와 한쌍의 세그먼트 단부 사이로 아크방전을 발생시키도록 마이너스전극 역할을 하는 토치(102)와 플러스전극 역할을 하는 구속장치(112) 사이에 전압이 공급된다. 한 쌍을 형성하는 세그먼트 단부가 용접되고, 아크방전에 의해 발생된 열에 의하여 서로 전기적으로 접속된다. 이 때, 아크방전을 안정시키고 용접점의 산화를 방지하기 위하여 아르곤 또는 헬륨과 같은 주입가스가 가스공급장치(108)로부터 토치(102) 부근으로 공급된다. 용접전극의 하나로 텅스텐 전극이 이용되고, 용접과정에서 주입가스가 공급되는 이러한 아크용접방법은 TIG(Tungsten Insert Gas arc-welding)으로 공지의 것이다.

상기 베이스 플레이트(110)에 고정된 고정자(2)는 구동장치(114)에 의하여 회전되고, 모든 쌍의 세그먼트 단부들이 전술한 동일방식으로 하나씩 용접된다. 상기 고정자(2)가 회전하고, 토치(102)와 각 쌍의 세그먼트 단부 간의 소정거리를 유지하면서 용접하는 동안, 용접전압은 두 용접전극에 계속 공급된다. 상기 용접장치(100)는 전체 용접과정동안 지속적으로 활성화를 유지하기 때문에, 전원공급 초기에 나타나는 불안정 아크방전이 방지되고, 용접과정에 요구되는 시간이 단축된다.

본 발명에 따르면, 한 쌍의 외측 세그먼트 단부들 및 한 쌍의 내측 세그먼트 단부들은 각각 동축 원주방향을 따라 정렬되고, 각 외측쌍들 및 각 내측쌍들은 도 4 에 도시한 바와 같이 지그재그 방식으로 위치된다. 따라서, 각 쌍은 도 6 에 도시한 바와 같이 구속장치(112)에 의하여 개별적으로 구속될 수 있으며, 각 쌍에 속하는 세그먼트 단부는 서로 밀접하게 접촉한다. 따라서, 세그먼트 단부는 불량없이 용접될 수 있다.

본 발명은 전술한 실시예로 한정되지 않으며, 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들면, 상기 내측구속부재(112a)와 일체로 형성된 내측공간유지부재(112b) 및 상기 외측구속부재(112c)와 일체로 형성된 외측공간유지부재(112d)는 별도로 형성될 수 있다. 이러한 변형예의 구속장치(112A)를 도7에 도시하였다. 상기 구속장치(112A)는 내측에서 내측쌍들(331d')(332d)을 가압하는 내측구속부재(212a)와, 외측에서 외측쌍들(331e')(332e)을 가압하는 외측구속부재(212c)와, 이웃하는 내측쌍들 사이로 삽입되고, 내측에서 상기 외측쌍들을 가압하는 일측 공간유지부재(212b) 및 이웃하는 외측쌍들 사이로 삽입되고, 외측에서 내측쌍들을 가압하는 타측 공간유지부재(212d)로 구성된다. 이러한 변형예의 구속장치는 제1 실시예에서 이용된 구속장치(112)와 같은 유사한 방식으로 기능한다.

도 4 에 도시한 외측쌍들 및 내측쌍들의 세그먼트 단부의 배열은 도 8 에 도시한 배열로 변형될 수 있다. 이와 같이 변형예의 배열에서, 각 외측쌍들 및 각 내측쌍들은 도 8 에 도시한 바와 같이 반경방향으로 부분적으로 겹치도록 위치된다. 상기 각 외측쌍들 및 각 내측쌍들은 서로 겹치지 않는 부분도 있기 때문에, 양측에서, 즉 외측 및 내측에서 구속장치에 의하여 겹치지 않는 부분을 가압함으로써 각 쌍을 개별적으로 구속할 수 있다. 이러한 변형예의 배열은 제1 실시예의 배열과 유사한 장점을 얻을 수 있다.

또한, 한 쌍의 세그먼트 단부는 도 9 에 도시한 바와 같이 세 개 이상의 동축원주방향을 따라 정렬될 수 있다. 이 경우, 각각 원주방향을 따라 정렬된 단부쌍들은 반경방향으로 지그재그방식으로 위치되어, 각 쌍은 구속장치에 의하여 개별적으로 구속될 수 있다. 전술한 제1 실시예에서, TIG(Tungsten Insert Gas arc-welding)가 용접과정에 이용된다. 그러나, TIG는 초음파 용접 또는 납땜 등과 같은 다른 용접방법으로 대체될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 고정자권선 형성방법은 세그먼트 단부의 용접시간을 단축하고, 신속한 용접이 가능하여 작업효율성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 U자형 전도체 세그먼트의 단부 사이에 충분한 전기적 접속을 형성하는 효과가 있다.

도 1 은 교류발전기의 전체 구성을 도시한 단면도.

도 2 는 U자형 전도체 세그먼트의 전도체가 삽입되는 고정자 슬롯을 도시한 단면도.

도 3 은 큰 전도체 세그먼트와 작은 전도체 세그먼트를 도시한 사시도.

도 4 는 고정자코어의 일측 축단부로부터 연장하는 세그먼트 단부의 배열을 도시한 평면도.

도 5 는 세그먼트 단부를 용접하기 위한 용접장치를 개략적으로 도시한 사시도.

도 6 은 세그먼트 단부를 구속하기 위한 구속장치를 도시한 사시도.

도 7 은 도 6 에 도시한 구속장치의 변형예를 도시한 평면도.

도 8 은 도 4 에 도시한 세그먼트 단부 배열의 변형예를 도시한 평면도.

도 9 는 세그먼트 단부 배열의 다른 변형예를 도시한 평면도.

도 10 은 종래 교류발전기의 고정자코어의 일측 축단부에서 연장하는 세그먼트 단부의 형태를 도시한 사시도.

도 11 은 종래 세그먼트 단부의 배열을 도시한 평면도.

도 12 는 용접과정에서 세그먼트 단부를 구속하기 위한 종래의 구속장치를 도시한 사시도.

도 13 은 도 12 에 도시한 구속장치에 이용되는 외측전극을 도시한 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

2: 고정자 31: 고정자권선

32: 고정자코어 33: 전도체 세그먼트

100: 용접장치 102; 토치

104: 오토매틱암 106: 전원

108: 가스공급장치 110: 베이스플레이트

112: 구속장치 112a: 내측구속장치

112b, 112d: 유지부재 112c: 외측구속장치

114: 구동장치 331d, 331e, 332d, 332e: 세그먼트 단부

Claims (4)

1. U자형 전도체 세그먼트의 세그먼트 단부가 고정자 코어의 축단부에서 연장하도록 고정자 코어의 슬롯으로 U자형 전도체 세그먼트를 삽입하는 단계;

   각 쌍이 전기적으로 접속되도록 세그먼트 단부 쌍들이 둘 이상의 동축원주방향을 따라 정렬되도록 상기 세그먼트 단부를 배열하되, 하나의 동축원주방향을 따라 정렬되는 세그먼트 단부 쌍들이 다른 동축원주방향을 따라 정렬되는 세그먼트 단부 쌍들에 대하여 반경방향으로 지그재그방식으로 위치되는 단계;

   외측에서 외측구속부재로, 내측에서 내측구속부재로 상기 각 쌍의 세그먼트 단부를 개별적으로 가압하되, 상기 외측구속부재 및 내측구속부재는 반경방향 및 원주방향으로 각각의 세그먼트 단부를 구속하기 위해 이웃하는 각각의 세그먼트 단부 사이에 삽입되는 공간유지부재를 포함하고, 상기 공간유지부재가 각각의 세그먼트를 가압하여 각 쌍의 세그먼트 단부 사이에 밀접한 접촉을 이루도록 각 쌍의 세그먼트 단부를 위치 구속하는 단계; 및

   상기 각 쌍의 세그먼트 단부를 용접장치에 의하여 세그먼트 단부를 용접함으로써 전기적으로 접속시키는 단계

   를 포함하는 회전전기장치의 고정자권선 형성방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 구속단계는

   이웃하는 쌍의 세그먼트 단부 사이의 원주방향으로 공간유지부재를 삽입하여 소정공간이 유지되는

   회전전기장치의 고정자권선 형성방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 공간유지부재의 일부분은 상기 외측구속부재와 일체로 형성되고, 상기 공간유지부재의 다른부분은 상기 내측구속부재와 일체로 형성되는

   회전전기장치의 고정자권선 형성방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 전기적 접속단계는

   상기 용접장치를 활성화하는 단계; 및

   상기 용접장치의 용접전극과 세그먼트 단부 쌍 간의 소정거리를 유지하고, 상기 용접장치의 활성화를 유지하면서, 상기 용접장치의 용접전극과 원주방향을 따라 정렬된 세그먼트 단부 쌍 사이를 상대적으로 이동하여, 상기 세그먼트 단부 쌍이 하나씩 연속적으로 용접되는 단계를 포함하는

   회전전기장치의 고정자권선 형성방법.