KR101427944B1 - 동기모터의 스테이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기자 코일의 상 인출부의 저항 및 전기자 코일의 저항 불균형을 최소화하는 동기모터의 스테이터에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 동기모터의 스테이터는, 전류가 인가되어 N극 또는 S극을 발생시키는 전기자 코일; 및 상기 전기자 코일이 배치되도록 방사상으로 12의 배수 개로 형성되는 슬롯; 을 포함하되, 상기 전기자 코일에 전류가 인가됨에 따라 상기 전기자 코일은 상기 슬롯의 6개 묶음을 하나의 단위로 하여 N극과 S극을 번갈아 구현하고, 상기 슬롯은 복수개의 상 인출슬롯을 포함하며, 상기 복수개의 상 인출슬롯 중 하나의 상 인출슬롯을 첫 번째 상 인출슬롯으로 하여 시계방향을 따라 상기 복수개의 상 인출슬롯의 순번을 정할 때, 상기 첫 번째 상 인출슬롯으로부터 마지막 상 인출슬롯까지의 거리가 서로 이웃하는 슬롯 간의 한 칸을 단위로 하여 최소값이 되도록, 상기 슬롯을 선회하는 상기 전기자 코일의 권선방법은 적어도 두 가지 타입이 사용될 수 있다.

Description

동기모터의 스테이터{STATOR FOR SYNCHRONOUS MOTOR}

본 발명은 동기모터의 스테이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기자동차 및 하이브리드 자동차의 동력원으로 사용되는 동기모터의 스테이터에 관한 것이다.

일반적으로, 하이브리드 및 전기 자동차의 동력원인 동기모터는 스테이터(stator) 및 로터(rotor)로 구성된다.

상기 스테이터는 상기 로터의 주위에 고정되는 부분이다. 또한, 상기 로터는 회전하여 동기모터의 동력을 외부로 출력하는 부분이다. 나아가, 상기 스테이터는 상기 로터가 회전하도록에 회전력을 전달한다.

상기 로터는 원통형상으로 형성되고, 상기 스테이터는 중공의 원통 형상으로 형성된다. 또한, 상기 로터는 상기 스테이터의 중공에 삽입된다.

상기 스테이터에는 원주 방향을 따라 전기자 코일이 배치되고, 상기 로터에는 원주방향을 따라 영구자석이 배치된다. 또한, 상기 영구자석이 상기 전기자 코일에 형성된 자기장에 의해 일방향으로 밀림에 따라 상기 로터가 회전한다. 나아가, 상기 전기자 코일 및 상기 영구자석의 구성에 따라 상기 동기모터의 기능이 달라질 수 있다.

상기 전기자 코일에 전류를 인가하면, 상기 전기자 코일이 전자석화된다. 따라서, 상기 전자석화된 전기자 코일과 상기 영구자석의 N극 S극에 의한 상기 전기자 코일과 상기 영구자석의 인력 및 척력에 의해 상기 동기모터의 토크가 생성된다.

상기 스테이터에 구비되는 상기 전기자 코일의 권선 경로는 상기 동기모터의 설계에 따라 직렬 또는 병렬회로를 구성한다. 또한, 상기 스테이터가 교번자장을 발생시키도록 상기 전기자 코일의 권선 경로를 따라 흐르는 전류의 방향이 반전될 수 있다. 한편, 상기 전기자 코일의 권선 종류에는 의 양변 간의 가 1자극 피치보다 짧은 코일을 사용한 단절권(fractional pitch winding) 및 의 양변 간의 가 정확하게 1자극 피치와 같은 코일을 사용한 전절권(full pitch winding)이 있다.

종래의 상기 전기자 코일의 권선은 일정한 규칙으로 교번자장을 발생시킬 수 있도록 코일의 in/out 방향이 설정된다.

하지만, 상기와 같이 in/out 방향이 설정된 상기 전기자 코일의 권선은 상기 전기자 코일의 상 인출부의 저항이 지나치게 높을 수 있다. 또한, 상기 전기자 코일의 저항 불균형을 초래할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 전기자 코일의 상 인출부의 저항 및 전기자 코일의 저항 불균형을 최소화하는 동기모터의 스테이터를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 동기모터의 스테이터는, 전류가 인가되어 N극 및 S극을 발생시키는 전기자 코일; 및 상기 전기자 코일이 배치되도록 방사상으로 형성되는 48개의 슬롯; 을 포함하되, 상기 전기자 코일에 전류가 인가됨에 따라 상기 48개의 슬롯 중 6개의 슬롯을 각각 하나의 단위로 하여 4개의 N극과 4개의 S극을 구현하고, 상기 슬롯은 4개의 상 인출슬롯을 포함하며, 상기 4개의 상 인출슬롯 중 하나의 상 인출슬롯을 첫 번째 상 인출슬롯으로 하여 시계방향을 따라 상기 4개의 상 인출슬롯의 순번을 정할 때, 첫 번째 상 인출슬롯으로부터 다른 상 인출슬롯까지의 거리는 서로 이웃하는 슬롯 간의 한 칸을 단위로 하여 13을 넘지 않을 수 있다.

상기 48개의 슬롯은 시계 방향을 따라 1번 슬롯부터 48번 슬롯 순으로 배치되고, 상기 1번 슬롯이 첫 번째 상 인출슬롯일 경우, 13번 슬롯, 36번 슬롯, 및 48번 슬롯이 상 인출슬롯일 수 있다.

상기 48개의 슬롯은 시계 방향을 따라 1번 슬롯부터 48번 슬롯 순으로 배치되고, 상기 5번 슬롯이 첫 번째 상 인출슬롯일 경우, 17번 슬롯, 40번 슬롯, 및 4번 슬롯이 상 인출슬롯일 수 있다.

상기 48개의 슬롯은 시계 방향을 따라 1번 슬롯부터 48번 슬롯 순으로 배치되고, 상기 9번 슬롯이 첫 번째 상 인출슬롯일 경우, 21번 슬롯, 44번 슬롯, 및 8번 슬롯이 상 인출슬롯일 수 있다.

상기 전기자 코일에 전류가 인가됨에 따라 상기 48개의 슬롯 중 6개의 슬롯을 하나의 단위로 하여 N극이 발생되고, 이웃하는 다른 6개의 슬롯을 하나의 단위로 하여 S극이 발생될 때, 상기 전기자 코일이 상기 N극이 발생되는 6개의 슬롯을 시계 방향을 따라 순차적으로 선회한 후, 상기 S극이 발생되는 다른 6개의 슬롯을 반시계 방향을 따라 순차적으로 선회하도록 권선되는 하나의 권선방법과, 상기 12개의 슬롯과 이웃하는 다른 12개의 슬롯에서, 상기 전기자 코일이 상기 S극이 발생되는 6개의 슬롯을 반시계 방향을 따라 순차적으로 선회한 후, 상기 N극이 발생되는 다른 6개의 슬롯을 시계 방향을 따라 순차적으로 선회하도록 권선되는 다른 권선방법이 모두 사용될 수 있다.

상기 첫번째 상 인출슬롯으로부터 네번째 상 인출슬롯의 거리가 1이 되도록 상기 하나의 권선방법과 상기 다른 권선방법은 상기 첫번째 상 인출슬롯과 상기 네번째 상 인출슬롯을 각각 시작점으로 하여 대칭으로 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 동기모터의 스테이터는, 전류가 인가되어 N극 또는 S극을 발생시키는 전기자 코일; 및 상기 전기자 코일이 배치되도록 방사상으로 12의 배수 개로 형성되는 슬롯; 을 포함하되, 상기 전기자 코일에 전류가 인가됨에 따라 상기 전기자 코일은 상기 슬롯의 6개 묶음을 하나의 단위로 하여 N극과 S극을 번갈아 구현하고, 상기 슬롯은 복수개의 상 인출슬롯을 포함하며, 상기 복수개의 상 인출슬롯 중 하나의 상 인출슬롯을 첫 번째 상 인출슬롯으로 하여 시계방향을 따라 상기 복수개의 상 인출슬롯의 순번을 정할 때, 상기 첫 번째 상 인출슬롯으로부터 마지막 상 인출슬롯까지의 거리가 서로 이웃하는 슬롯 간의 한 칸을 단위로 하여 최소값이 되도록, 상기 슬롯을 선회하는 상기 전기자 코일의 권선방법은 적어도 두 가지 타입이 사용될 수 있다.

상기 복수개의 상 인출슬롯은 12분의 상기 슬롯의 수 개일 수 있다.

상기 적어도 두 가지 타입의 권선방법은, 상기 N극과 상기 S극을 하나씩 포함하는 12개의 슬롯을 선회하는 권선방법이며, 상기 전기자 코일이 상기 N극이 발생되는 6개의 슬롯을 시계 방향을 따라 순차적으로 선회한 후, 상기 S극이 발생되는 다른 6개의 슬롯을 반시계 방향을 따라 순차적으로 선회하도록 권선되는 하나의 타입과, 상기 전기자 코일이 상기 S극이 발생되는 6개의 슬롯을 반시계 방향을 따라 순차적으로 선회한 후, 상기 N극이 발생되는 다른 6개의 슬롯을 시계 방향을 따라 순차적으로 선회하도록 권선되는 다른 타입을 포함할 수 있다.

상기 적어도 두 가지 타입의 권선방법은 상기 N극과 상기 S극을 하나씩 포함하는 12개의 슬롯을 선회하는 권선방법이고, 상기 슬롯은 시계 방향을 따라 1번 슬롯부터 마지막 번 슬롯까지 순차적으로 순번을 정하며, 상기 슬롯이 12의 짝수 배일 경우, 상기 1번 슬롯으로부터 2분의 상기 슬롯 수 번 슬롯까지는 상기 권선방법 중 하나의 타입이 사용되고, 상기 2분의 상기 슬롯 수 번 슬롯 다음 번 슬롯으로부터 상기 마지막 번 슬롯까지는 상기 권선방법 중 다른 타입이 사용될 수 있다.

상기 적어도 두 가지 타입의 권선방법은 상기 N극과 상기 S극을 하나씩 포함하는 12개의 슬롯을 선회하는 권선방법이고, 상기 슬롯은 시계 방향을 따라 1번 슬롯부터 마지막 번 슬롯까지 순차적으로 순번을 정하며, 상기 슬롯이 12의 홀수 배일 경우, 상기 1번 슬롯으로부터 (상기 슬롯 수/2)+6 번 슬롯까지는 상기 권선방법 중 하나의 타입이 사용되고, (상기 슬롯 수/2)+7 번 슬롯으로부터 상기 마지막 번 슬롯까지는 상기 권선방법 중 다른 타입이 사용될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 전기자 코일의 각 상 인출부 사이의 거리인 인출거리를 최소화함으로써, 전기자 코일의 저항이 감소되고 전기자 코일의 저항 불균형이 개선될 수 있다. 따라서, 동기모터의 성능이 향상될 수 있다.

또한, 전기자 코일의 길이가 짧아질 수 있다. 따라서, 스테이터의 재료비가 절감될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동기모터의 스테이터에 C상의 교번자장이 발생된 모습을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동기모터의 스테이터에 B상의 교번자장이 발생된 모습을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 동기모터의 스테이터에 A상의 교번자장이 발생된 모습을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기자 코일의 권선 경로를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기자 코일의 권선 경로를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 동기모터의 스테이터의 인출방법을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 동기모터의 스테이터의 상 인출슬롯 및 상 인출거리를 보여주는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동기모터의 스테이터에 C상의 교번자장이 발생된 모습을 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동기모터의 스테이터에 B상의 교번자장이 발생된 모습을 보여주는 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 동기모터의 스테이터에 A상의 교번자장이 발생된 모습을 보여주는 도면이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 동기모터의 스테이터(100)는 자극의 수 곱하기 상의 수의 배수개의 슬롯을 포함한다. 도 1 내지 도 3에 도시된 동기모터의 스테이터(100)는 8개의 자극과 A상, B상, 및 C상을 구현한다. 이러한 8극 3상의 스테이터(100)는 24의 배수개의 슬롯을 포함하며, 도 1 내지 도 3에는 48개의 슬롯(1~48)을 포함하는 스테이터(100)가 도시되었다. 한편, 자극의 수는 N극과 S극의 수가 동일하도록 짝수 개이며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, 당업자)에 의해 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 10극 3상의 스테이터(100)는 30의 배수개의 슬롯을 포함할 수 있다. 다만, 6개의 슬롯이 하나의 자극을 형성할 경우, 슬롯의 수는 12의 배수개를 만족하게 된다.

이하, 8극 3상 48슬롯의 스테이터(100)를 기반으로 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.

상기 48개의 슬롯(1~48)에는 각각 전기자 코일(110)이 배치된다. 나아가, 상기 48개의 슬롯(1~48)에 배치된 각각의 각각 전기자 코일(110)은 서로 연결되도록 권선된다.

상기 동기모터의 스테이터(100)는 중공의 원통형상으로 형성되고, 상기 스테이터(100)의 중공에는 로터(도시하지 않음)가 배치된다. 이러한 동기모터의 구성은 당업자에게 자명하므로 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 48개의 슬롯(1~48)은 상기 스테이터(100)의 중공으로부터 방사상으로 형성된다. 또한, 상기 48개의 슬롯(1~48)의 각각의 형상은 동일할 수 있다.

상기 A상, B상, 및 C상은 상기 전기자 코일(110)에 서로 다른 경로로 전류가 흐름으로써, 전자석화된 상기 전기자 코일(110)의 N극 및 S극의 위치가 서로 다른 3개의 상을 의미한다. 또한, 상기 A상, B상, 및 C상이 번갈아 구현됨으로써, 상기 로터가 회전한다.

도 1의 C상에서 1번 슬롯(1)부터 6번 슬롯(6)까지 N극이 발생되고, 7번 슬롯(7)부터 12번 슬롯(12)까지 S극이 발생된다. 또한, 같은 방법으로 6개의 슬롯이 하나의 단위가 되어 13번 슬롯(13)부터 48번 슬롯(48)까지 N극과 S극이 교대로 발생된다. 나아가, N극이 발생되는 슬롯과 S극이 발생되는 슬롯에서 상기 전기자 코일(110)에 흐르는 전류의 방향은 반대이다. 즉, N극이 발생되는 슬롯과 S극이 발생되는 슬롯에서 상기 전기자 코일(110)의 권선 경로는 반대이다. 예를 들어, 1번 슬롯(1)부터 6번 슬롯(6)까지를 하나의 단위로 하여 반시계 방향으로 상기 전기자 코일(110)의 권선 경로가 형성되면, 7번 슬롯(7)부터 12번 슬롯(12)까지를 하나의 단위로 하여 시계 방향으로 상기 전기자 코일(110)의 권선 경로가 형성된다.

도 2의 B상에서 5번 슬롯(5)부터 10번 슬롯(10)까지 N극이 발생되고, 11번 슬롯(11)부터 16번 슬롯(16)까지 S극이 발생된다. 또한, 같은 방법으로 6개의 슬롯이 하나의 단위가 되어 17번 슬롯(17)부터 4번 슬롯(4)까지 N극과 S극이 교대로 발생된다. 나아가, N극이 발생되는 슬롯과 S극이 발생되는 슬롯에서 상기 전기자 코일(110)에 흐르는 전류의 방향은 반대이다. 즉, N극이 발생되는 슬롯과 S극이 발생되는 슬롯에서 상기 전기자 코일(110)의 권선 경로는 반대이다. 예를 들어, 5번 슬롯(5)부터 10번 슬롯(10)까지를 하나의 단위로 하여 반시계 방향으로 상기 전기자 코일(110)의 권선 경로가 형성되면, 11번 슬롯(11)부터 16번 슬롯(16)까지를 하나의 단위로 하여 시계 방향으로 상기 전기자 코일(110)의 권선 경로가 형성된다.

도 3의 A상에서 9번 슬롯(9)부터 14번 슬롯(14)까지 N극이 발생되고, 15번 슬롯(15)부터 20번 슬롯(20)까지 S극이 발생된다. 또한, 같은 방법으로 6개의 슬롯이 하나의 단위가 되어 21번 슬롯(21)부터 8번 슬롯(8)까지 N극과 S극이 교대로 발생된다. 나아가, N극이 발생되는 슬롯과 S극이 발생되는 슬롯에서 상기 전기자 코일(110)에 흐르는 전류의 방향은 반대이다. 즉, N극이 발생되는 슬롯과 S극이 발생되는 슬롯에서 상기 전기자 코일(110)의 권선 경로는 반대이다. 예를 들어, 9번 슬롯(9)부터 14번 슬롯(14)까지를 하나의 단위로 하여 반시계 방향으로 상기 전기자 코일(110)의 권선 경로가 형성되면, 15번 슬롯(15)부터 20번 슬롯(20)까지를 하나의 단위로 하여 시계 방향으로 상기 전기자 코일(110)의 권선 경로가 형성된다.

한편, 도 1 내지 도 3에서 N극과 S극의 화살표는 N극과 S극에 형성된 인력 및 척력에 의해 상기 로터에 미치는 힘의 방향을 나타낸다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기자 코일의 권선 경로를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기자 코일의 권선 경로를 나타낸 도면이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 전기자 코일(110)은 상 인출부(112) 및 중성점 결선부(114)를 포함한다. 또한, 서로 다른 극이 발생되는 슬롯은 상기 전기자 코일(110)의 권선 경로가 반대이다. 도 4의 화살표는 상기 전기자 코일(110)이 감긴 방향을 나타낸다.

상기 상 인출부(112)는 상기 A상, 상기 B상, 또는 상기 C상이 인출되는 부분이다. 즉, 상기 상 인출부(112)는 하나의 단위가 되는 6개의 슬롯의 시작점이 되는 슬롯이다.

상기 중성점 결선부(114)는 상기 A상, B상, 및 C상으로 구성된 상기 3개의 상이 공통으로 접속되는 부분이다. 즉, 상기 A상, B상, 및 C상을 구현하도록 권선된 상기 전기자코일(110)이 결선되는 부분이다.

도 4에서 Slot 1과 Slot 2는 하나의 단위가 되는 6개의 슬롯의 시작점이 되는 슬롯과 끝점이 되는 슬롯을 의미한다. 예를 들어, 상기 Slot 1이 1번 슬롯(1)이면 상기 Slot 2는 6번 슬롯(6)이고, 상기 Slot 1이 5번 슬롯(5)이면 상기 Slot 2는 10번 슬롯(10)이며, 상기 Slot 1이 9번 슬롯(9)이면 상기 Slot 2는 14번 슬롯(14)일 수 있다.

Slot 3과 Slot 4는 하나의 단위가 되는 6개의 슬롯의 시작점이 되는 슬롯과 끝점이 되는 슬롯을 의미하고, 상기 Slot 3은 상기 Slot 2와 이웃하는 슬롯을 의미한다. 예를 들어, 상기 Slot 2이 6번 슬롯(6)이면 상기 Slot 3은 7번 슬롯(7)이고 상기 Slot 4는 12번 슬롯(12)이다.

한편, 상기 전기자 코일(110)은 상기 Slot 1, 상기 Slot 2, 상기 Slot 4, 및 상기 Slot 3을 순차적으로 경유하도록 권선됨으로써, 상기 Slot 1과 상기 Slot 2에 감긴 상기 전기자 코일(110)의 방향과 상기 Slot 4와 상기 Slot 3에 감긴 상기 전기자 코일(110)의 방향이 반대일 수 있다. 또한, 상기 Slot 1은 상 인출부(112)가 배치되는 상 인출슬롯이고, 상기 Slot 3은 중성점 결선부(114)가 배치되는 중성점 슬롯이다.

도 5에서 Slot 5와 Slot 6은 하나의 단위가 되는 6개의 슬롯의 시작점이 되는 슬롯과 끝점이 되는 슬롯을 의미한다. 예를 들어, 상기 Slot 5가 37번 슬롯(37)이면 상기 Slot 6은 42번 슬롯(42)이고, 상기 Slot 5가 41번 슬롯(41)이면 상기 Slot 6은 46번 슬롯(46)이며, 상기 Slot 5가 45번 슬롯(45)이면 상기 Slot 6은 2번 슬롯(2)일 수 있다.

Slot 7과 Slot 8은 하나의 단위가 되는 6개의 슬롯의 시작점이 되는 슬롯과 끝점이 되는 슬롯을 의미하고, 상기 Slot 7은 상기 Slot 6과 이웃하는 슬롯을 의미한다. 예를 들어, 상기 Slot 6이 42번 슬롯(42)이면 상기 Slot 7은 43번 슬롯(43)이고 상기 Slot 8은 48번 슬롯(48)이다.

한편, 상기 전기자 코일(110)은 상기 Slot 8, 상기 Slot 7, 상기 Slot 5, 및 상기 Slot 6을 순차적으로 경유하도록 권선됨으로써, 상기 Slot 8과 상기 Slot 7에 감긴 상기 전기자 코일(110)의 방향과 상기 Slot 5와 상기 Slot 6에 감긴 상기 전기자 코일(110)의 방향이 반대일 수 있다. 또한, 상기 Slot 8은 상 인출부(112)가 배치되는 상 인출슬롯이고, 상기 Slot 6은 중성점 결선부(114)가 배치되는 중성점 슬롯이다.

여기서, 상기 전기자 코일(110)이 상기 Slot 1, 상기 Slot 2, 상기 Slot 4, 및 상기 Slot 3을 순차적으로 경유하는 타입은 상기 전기자 코일이 상기 N극이 발생되는 6개의 슬롯을 시계 방향을 따라 순차적으로 선회한 후, 상기 S극이 발생되는 다른 6개의 슬롯을 반시계 방향을 따라 순차적으로 선회하도록 권선되는 권선방법이다. 또한, 상기 전기자 코일(110)이 상기 Slot 8, 상기 Slot 7, 상기 Slot 5, 및 상기 Slot 6을 순차적으로 경유하는 타입은 상기 전기자 코일이 상기 S극이 발생되는 6개의 슬롯을 반시계 방향을 따라 순차적으로 선회한 후, 상기 N극이 발생되는 다른 6개의 슬롯을 시계 방향을 따라 순차적으로 선회하도록 권선되는 권선방법이다.

이러한 두 가지 타입의 권선방법은 상기 N극과 상기 S극을 하나씩 포함하는 12개의 슬롯을 선회하는 권선방법이다. 또한, 상기 슬롯은 상기 스테이터(100) 원주의 시계 방향을 따라 1번 슬롯부터 마지막 번 슬롯까지 순차적으로 순번을 정한다.

상기 슬롯이 12의 짝수 배일 경우, 상기 1번 슬롯으로부터 2분의 상기 슬롯 수 번 슬롯까지는 상기 Slot 1, 상기 Slot 2, 상기 Slot 4, 및 상기 Slot 3을 순차적으로 경유하는 타입이 사용되고, 상기 2분의 상기 슬롯 수 번 슬롯 다음 번 슬롯으로부터 상기 마지막 번 슬롯까지는 상기 Slot 8, 상기 Slot 7, 상기 Slot 5, 및 상기 Slot 6을 순차적으로 경유하는 타입이 사용될 수 있다.

상기 슬롯이 12의 홀수 배일 경우, 상기 1번 슬롯으로부터 (상기 슬롯 수/2)+6 번 슬롯까지는 상기 Slot 1, 상기 Slot 2, 상기 Slot 4, 및 상기 Slot 3을 순차적으로 경유하는 타입이 사용되고, (상기 슬롯 수/2)+7 번 슬롯으로부터 상기 마지막 번 슬롯까지는 상기 Slot 8, 상기 Slot 7, 상기 Slot 5, 및 상기 Slot 6을 순차적으로 경유하는 타입이 사용될 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 동기모터의 스테이터의 인출방법을 보여주는 도면이다. 또한, 도 6의 위에서 아래로 상기 C상, 상기 B상, 및 상기 A상에서 상기 스테이터(100)의 인출방법이 차례로 도시되었다.

상기 C상을 구현하는 상기 스테이터(100)는 4개의 상 인출슬롯(C1, C2, C3, C4) 및 4개의 중성점 슬롯(Nc1, Nc2, Nc3, Nc4)을 포함한다.

상기 C상을 구현하도록 1번 내지 12번 슬롯(1~12)에 배치된 전기자 코일(110) 및 13번 내지 24번 슬롯(13~24)에 배치된 전기자 코일(110)은 도 4에 도시된 본 발명의 실시예에 따라 권선된다. 따라서, 1번 슬롯(1)과 13번 슬롯(13)이 상 인출슬롯(C1, C2)이 되고, 7번 슬롯(7)과 19번 슬롯(19)이 중성점 슬롯(Nc1, Nc2)이 된다. 또한, 상기 C상을 구현하도록 25번 내지 36번 슬롯(25~36)에 배치된 전기자 코일(110) 및 37번 내지 48번 슬롯(37~48)에 배치된 전기자 코일(110)은 도 5에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따라 권선된다. 따라서, 36번 슬롯(36)과 48번 슬롯(48)이 상 인출슬롯(C3, C4)이 되고, 30번 슬롯(30)과 42번 슬롯(42)이 중성점 슬롯(Nc3, Nc4)이 된다.

상기 B상을 구현하는 상기 스테이터(100)는 4개의 상 인출슬롯(B1, B2, B3, B4) 및 4개의 중성점 슬롯(Nb1, Nb2, Nb3, Nb4)을 포함한다.

상기 B상을 구현하도록 5번 내지 16번 슬롯(5~16)에 배치된 전기자 코일(110) 및 17번 내지 28번 슬롯(17~28)에 배치된 전기자 코일(110)은 도 4에 도시된 본 발명의 실시예에 따라 권선된다. 따라서, 5번 슬롯(5)과 17번 슬롯(17)이 상 인출슬롯(B4, B1)이 되고, 11번 슬롯(11)과 23번 슬롯(23)이 중성점 슬롯(Nb4, Nb1)이 된다. 또한, 상기 B상을 구현하도록 29번 내지 40번 슬롯(29~40)에 배치된 전기자 코일(110) 및 41번 내지 4번 슬롯(41~4)에 배치된 전기자 코일(110)은 도 5에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따라 권선된다. 따라서, 40번 슬롯(40)과 4번 슬롯(4)이 상 인출슬롯(B2, B3)이 되고, 34번 슬롯(34)과 46번 슬롯(46)이 중성점 슬롯(Nb2, Nb3)이 된다.

상기 A상을 구현하는 상기 스테이터(100)는 4개의 상 인출슬롯(A1, A2, A3, A4) 및 4개의 중성점 슬롯(Na1, Na2, Na3, Na4)을 포함한다.

상기 A상을 구현하도록 9번 내지 20번 슬롯(9~20)에 배치된 전기자 코일(110) 및 21번 내지 32번 슬롯(21~32)에 배치된 전기자 코일(110)은 도 4에 도시된 본 발명의 실시예에 따라 권선된다. 따라서, 9번 슬롯(9)과 21번 슬롯(21)이 상 인출슬롯(A2, A3)이 되고, 15번 슬롯(15)과 27번 슬롯(27)이 중성점 슬롯(Na2, Na3)이 된다. 또한, 상기 A상을 구현하도록 33번 내지 44번 슬롯(33~44)에 배치된 전기자 코일(110) 및 45번 내지 8번 슬롯(45~8)에 배치된 전기자 코일(110)은 도 5에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따라 권선된다. 따라서, 44번 슬롯(44)과 8번 슬롯(8)이 상 인출슬롯(A4, A1)이 되고, 38번 슬롯(38)과 2번 슬롯(2)이 중성점 슬롯(Na4, Na1)이 된다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 동기모터의 스테이터의 상 인출슬롯 및 상 인출거리를 보여주는 도면이다.

도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 상기 C상의 상 인출슬롯(C1, C2, C3, C4)은 1번, 13번, 36번, 및 48번 슬롯(1, 13, 36, 48)이다. 또한, 상 인출거리는 첫 번째 상 인출슬롯(C1)으로부터 각 상 인출슬롯(C1, C2, C3, C4)까지의 거리로 나타낼 수 있다. 나아가, 상 인출거리의 단위는 하나의 슬롯과 이웃하는 다른 하나의 슬롯을 기준으로 하는 한 칸이다.

도 1을 참조하면, 첫 번째 상 인출슬롯(C1)인 1번 슬롯(1)으로부터 첫 번째 상 인출슬롯(C1)인 1번 슬롯(1)까지의 거리는 0이다. 또한, 첫 번째 상 인출슬롯(C1)인 1번 슬롯(1)으로부터 두 번째 상 인출슬롯(C2)인 13번 슬롯(13)까지의 거리는 시계 방향으로 12이다. 나아가, 첫 번째 상 인출슬롯(C1)인 1번 슬롯(1)으로부터 세 번째 상 인출슬롯(C3)인 36번 슬롯(36)까지의 거리는 반시계 방향으로 13이다. 더 나아가, 첫 번째 상 인출슬롯(C1)인 1번 슬롯(1)으로부터 네 번째 상 인출슬롯(C4)인 48번 슬롯(48)까지의 거리는 반시계 방향으로 1이다.

상기 B상의 상 인출슬롯(B1, B2, B3, B4)은 17번, 40번, 4번, 및 5번 슬롯(17, 40, 4, 5)이다. 또한, 상 인출거리는 첫 번째 상 인출슬롯(B4)으로부터 각 상 인출슬롯(B4, B1, B2, B3)까지의 거리로 나타낼 수 있다. 나아가, 상 인출거리의 단위는 하나의 슬롯과 이웃하는 다른 하나의 슬롯을 기준으로 하는 한 칸이다.

도 2를 참조하면, 첫 번째 상 인출슬롯(B4)인 5번 슬롯(5)으로부터 첫 번째 상 인출슬롯(B4)인 5번 슬롯(5)까지의 거리는 0이다. 또한, 첫 번째 상 인출슬롯(B4)인 5번 슬롯(5)으로부터 두 번째 상 인출슬롯(B1)인 17번 슬롯(17)까지의 거리는 시계 방향으로 12이다. 나아가, 첫 번째 상 인출슬롯(B4)인 5번 슬롯(5)으로부터 세 번째 상 인출슬롯(B2)인 40번 슬롯(40)까지의 거리는 반시계 방향으로 13이다. 더 나아가, 첫 번째 상 인출슬롯(B4)인 5번 슬롯(5)으로부터 네 번째 상 인출슬롯(B3)인 4번 슬롯(4)까지의 거리는 반시계 방향으로 1이다.

상기 A상의 상 인출슬롯(A1, A2, A3, A4)은 8번, 9번, 21번, 및 44번 슬롯(8, 9, 21, 44)이다. 또한, 상 인출거리는 첫 번째 상 인출슬롯(A2)으로부터 각 상 인출슬롯(A2, A3, A4, A1)까지의 거리로 나타낼 수 있다. 나아가, 상 인출거리의 단위는 하나의 슬롯과 이웃하는 다른 하나의 슬롯을 기준으로 하는 한 칸이다.

도 3을 참조하면, 첫 번째 상 인출슬롯(A2)인 9번 슬롯(9)으로부터 첫 번째 상 인출슬롯(A2)인 9번 슬롯(9)까지의 거리는 0이다. 또한, 첫 번째 상 인출슬롯(A2)인 9번 슬롯(9)으로부터 두 번째 상 인출슬롯(A3)인 21번 슬롯(21)까지의 거리는 시계 방향으로 12이다. 나아가, 첫 번째 상 인출슬롯(A2)인 9번 슬롯(9)으로부터 세 번째 상 인출슬롯(A4)인 44번 슬롯(44)까지의 거리는 반시계 방향으로 13이다. 더 나아가, 첫 번째 상 인출슬롯(A2)인 9번 슬롯(9)으로부터 네 번째 상 인출슬롯(A1)인 8번 슬롯(8)까지의 거리는 반시계 방향으로 1이다.

다시 말해, 본 발명의 실시예 및 다른 실시예에 따라 권선된 상기 전기자 코일(110)에 의한 상 인출거리는 모두 13 이하이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 전기자 코일(110)의 각 상 인출부(112) 사이의 거리인 인출거리를 최소화함으로써, 전기자 코일(110)의 저항이 감소되고 전기자 코일(110)의 저항 불균형이 개선될 수 있다. 따라서, 동기모터의 성능이 향상될 수 있다. 또한, 전기자 코일(110)의 길이가 짧아질 수 있다. 따라서, 스테이터(100)의 재료비가 절감될 수 있다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

1~48: 슬롯(slot)
100: 스테이터
110: 전기자 코일
112: 상 인출부
114: 중성점 결선부

Claims (11)

1. 삭제
2. 전류가 인가되어 N극 및 S극을 발생시키는 전기자 코일; 및
   상기 전기자 코일이 배치되도록 방사상으로 형성되는 48개의 슬롯;
   을 포함하고,
   상기 전기자 코일에 전류가 인가됨에 따라 상기 48개의 슬롯 중 6개의 슬롯을 각각 하나의 단위로 하여 4개의 N극과 4개의 S극을 구현하고,
   상기 슬롯은 4개의 상 인출슬롯을 포함하되,
   상기 4개의 상 인출슬롯 중 하나의 상 인출슬롯을 첫 번째 상 인출슬롯으로 하여 시계방향을 따라 상기 4개의 상 인출슬롯의 순번을 정할 때, 첫 번째 상 인출슬롯으로부터 다른 상 인출슬롯까지의 거리는 서로 이웃하는 슬롯 간의 한 칸을 단위로 하여 13을 넘지 않으며,
   상기 48개의 슬롯은 시계 방향을 따라 1번 슬롯부터 48번 슬롯 순으로 배치되고,
   상기 1번 슬롯이 첫 번째 상 인출슬롯일 경우, 13번 슬롯, 36번 슬롯, 및 48번 슬롯이 상 인출슬롯인 것을 특징으로 하는 동기모터의 스테이터.
3. 전류가 인가되어 N극 및 S극을 발생시키는 전기자 코일; 및
   상기 전기자 코일이 배치되도록 방사상으로 형성되는 48개의 슬롯;
   을 포함하고,
   상기 전기자 코일에 전류가 인가됨에 따라 상기 48개의 슬롯 중 6개의 슬롯을 각각 하나의 단위로 하여 4개의 N극과 4개의 S극을 구현하고,
   상기 슬롯은 4개의 상 인출슬롯을 포함하되,
   상기 4개의 상 인출슬롯 중 하나의 상 인출슬롯을 첫 번째 상 인출슬롯으로 하여 시계방향을 따라 상기 4개의 상 인출슬롯의 순번을 정할 때, 첫 번째 상 인출슬롯으로부터 다른 상 인출슬롯까지의 거리는 서로 이웃하는 슬롯 간의 한 칸을 단위로 하여 13을 넘지 않으며,
   상기 48개의 슬롯은 시계 방향을 따라 1번 슬롯부터 48번 슬롯 순으로 배치되고,
   상기 1번 슬롯부터 48번 슬롯 중 5번 슬롯이 첫 번째 상 인출슬롯일 경우, 17번 슬롯, 40번 슬롯, 및 4번 슬롯이 상 인출슬롯인 것을 특징으로 하는 동기모터의 스테이터.
4. 전류가 인가되어 N극 및 S극을 발생시키는 전기자 코일; 및
   상기 전기자 코일이 배치되도록 방사상으로 형성되는 48개의 슬롯;
   을 포함하고,
   상기 전기자 코일에 전류가 인가됨에 따라 상기 48개의 슬롯 중 6개의 슬롯을 각각 하나의 단위로 하여 4개의 N극과 4개의 S극을 구현하고,
   상기 슬롯은 4개의 상 인출슬롯을 포함하되,
   상기 4개의 상 인출슬롯 중 하나의 상 인출슬롯을 첫 번째 상 인출슬롯으로 하여 시계방향을 따라 상기 4개의 상 인출슬롯의 순번을 정할 때, 첫 번째 상 인출슬롯으로부터 다른 상 인출슬롯까지의 거리는 서로 이웃하는 슬롯 간의 한 칸을 단위로 하여 13을 넘지 않으며,
   상기 48개의 슬롯은 시계 방향을 따라 1번 슬롯부터 48번 슬롯 순으로 배치되고,
   상기 1번 슬롯부터 48번 슬롯 중 9번 슬롯이 첫 번째 상 인출슬롯일 경우, 21번 슬롯, 44번 슬롯, 및 8번 슬롯이 상 인출슬롯인 것을 특징으로 하는 동기모터의 스테이터.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 전기자 코일에 전류가 인가됨에 따라 상기 48개의 슬롯 중 6개의 슬롯을 하나의 단위로 하여 N극이 발생되고, 이웃하는 다른 6개의 슬롯을 하나의 단위로 하여 S극이 발생될 때,
   상기 전기자 코일이 상기 N극이 발생되는 6개의 슬롯을 시계 방향을 따라 순차적으로 선회한 후, 상기 S극이 발생되는 다른 6개의 슬롯을 반시계 방향을 따라 순차적으로 선회하도록 권선되는 하나의 권선방법과,
   상기 전기자 코일이 상기 S극이 발생되는 6개의 슬롯을 반시계 방향을 따라 순차적으로 선회한 후, 상기 N극이 발생되는 다른 6개의 슬롯을 시계 방향을 따라 순차적으로 선회하도록 권선되는 다른 권선방법이 모두 사용되는 것을 특징으로 하는 동기모터의 스테이터.
6. 제5항에 있어서,
   상기 첫번째 상 인출슬롯으로부터 네번째 상 인출슬롯의 거리가 1이 되도록 상기 하나의 권선방법과 상기 다른 권선방법은 상기 첫번째 상 인출슬롯과 상기 네번째 상 인출슬롯을 각각 시작점으로 하여 대칭으로 사용되는 것을 특징으로 하는 동기모터의 스테이터.
7. 전류가 인가되어 N극 또는 S극을 발생시키는 전기자 코일; 및
   상기 전기자 코일이 배치되도록 방사상으로 12의 배수 개로 형성되는 슬롯;
   을 포함하고,
   상기 전기자 코일에 전류가 인가됨에 따라 상기 전기자 코일은 상기 슬롯의 6개 묶음을 하나의 단위로 하여 N극과 S극을 번갈아 구현하고,
   상기 슬롯은 복수개의 상 인출슬롯을 포함하되,
   상기 복수개의 상 인출슬롯 중 하나의 상 인출슬롯을 첫 번째 상 인출슬롯으로 하여 시계방향을 따라 상기 복수개의 상 인출슬롯의 순번을 정할 때,
   상기 첫 번째 상 인출슬롯으로부터 마지막 상 인출슬롯까지의 거리가 서로 이웃하는 슬롯 간의 한 칸을 단위로 하여 최소값이 되도록, 상기 슬롯을 선회하는 상기 전기자 코일의 권선방법은 적어도 두 가지 타입이 사용되고,
   상기 적어도 두 가지 타입의 권선방법은 상기 N극과 상기 S극을 하나씩 포함하는 12개의 슬롯을 선회하는 권선방법이고,
   상기 슬롯은 시계 방향을 따라 1번 슬롯부터 마지막 번 슬롯까지 순차적으로 순번을 정하며,
   상기 슬롯이 12의 짝수 배일 경우,
   상기 1번 슬롯으로부터 2분의 상기 슬롯 수 번 슬롯까지는 상기 권선방법 중 하나의 타입이 사용되고,
   상기 2분의 상기 슬롯 수 번 슬롯 다음 번 슬롯으로부터 상기 마지막 번 슬롯까지는 상기 권선방법 중 다른 타입이 사용되는 것을 특징으로 하는 동기모터의 스테이터.
8. 제7항에 있어서,
   상기 복수개의 상 인출슬롯은 12분의 상기 슬롯의 수 개인 것을 특징으로 하는 동기모터의 스테이터.
9. 제7항에 있어서,
   상기 적어도 두 가지 타입의 권선방법은,
   상기 N극과 상기 S극을 하나씩 포함하는 12개의 슬롯을 선회하는 권선방법이며,
   상기 전기자 코일이 상기 N극이 발생되는 6개의 슬롯을 시계 방향을 따라 순차적으로 선회한 후, 상기 S극이 발생되는 다른 6개의 슬롯을 반시계 방향을 따라 순차적으로 선회하도록 권선되는 하나의 타입과,
   상기 전기자 코일이 상기 S극이 발생되는 6개의 슬롯을 반시계 방향을 따라 순차적으로 선회한 후, 상기 N극이 발생되는 다른 6개의 슬롯을 시계 방향을 따라 순차적으로 선회하도록 권선되는 다른 타입을 포함하는 것을 특징으로 하는 동기모터의 스테이터.
10. 삭제
11. 전류가 인가되어 N극 또는 S극을 발생시키는 전기자 코일; 및
    상기 전기자 코일이 배치되도록 방사상으로 12의 배수 개로 형성되는 슬롯;
    을 포함하고,
    상기 전기자 코일에 전류가 인가됨에 따라 상기 전기자 코일은 상기 슬롯의 6개 묶음을 하나의 단위로 하여 N극과 S극을 번갈아 구현하고,
    상기 슬롯은 복수개의 상 인출슬롯을 포함하되,
    상기 복수개의 상 인출슬롯 중 하나의 상 인출슬롯을 첫 번째 상 인출슬롯으로 하여 시계방향을 따라 상기 복수개의 상 인출슬롯의 순번을 정할 때,
    상기 첫 번째 상 인출슬롯으로부터 마지막 상 인출슬롯까지의 거리가 서로 이웃하는 슬롯 간의 한 칸을 단위로 하여 최소값이 되도록, 상기 슬롯을 선회하는 상기 전기자 코일의 권선방법은 적어도 두 가지 타입이 사용되며,
    상기 적어도 두 가지 타입의 권선방법은 상기 N극과 상기 S극을 하나씩 포함하는 12개의 슬롯을 선회하는 권선방법이고,
    상기 슬롯은 시계 방향을 따라 1번 슬롯부터 마지막 번 슬롯까지 순차적으로 순번을 정하며,
    상기 슬롯이 12의 홀수 배일 경우,
    상기 1번 슬롯으로부터 (상기 슬롯 수/2)+6 번 슬롯까지는 상기 권선방법 중 하나의 타입이 사용되고,
    (상기 슬롯 수/2)+7 번 슬롯으로부터 상기 마지막 번 슬롯까지는 상기 권선방법 중 다른 타입이 사용되는 것을 특징으로 하는 동기모터의 스테이터.

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