KR102149653B1 - 전기 모터 - Google Patents

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KR102149653B1
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키네티큐 리미티드
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Abstract

전기 모터는: 전자기 구동력이 상기 전기 모터의 사용시에 그 회전자에 공급되도록 하기 위한 원주 방향으로 분포된 복수의 구동 소자들을 포함하는 고정자로서, 각각의 구동 소자는 금속 코어 둘레에 연장하는 배선을 포함하여 코일들에 전류가 흐를 때 상기 금속 코어를 자화시키기 위한 복수의 코일들을 한정하고, 각각의 구동 소자의 금속 코어와 그 둘레의 코일들 사이에 적어도 하나의 공간이 존재하는, 상기 고정자; 및 상기 구동 소자들로부터 열을 이동시켜내기 위한 냉각 수단을 포함하고; 각각의 상기 구동 소자는 또한, 상기 코일들로부터 상기 냉각 수단으로 열을 전달하기 위하여, 상기 금속 코어와 그 주위의 코일들 사이의 공간 또는 각각의 공간에 각각 위치된 복수의 상호 전기적으로 절연된 금속성 소자들을 포함하는 열 전도체를 포함한다.

Description

전기 모터{AN ELECTRIC MOTOR}
본 발명은 전기 모터에 관한 것이며, 특히 전기 모터의 고정자로부터 원치않는 열을 제거하는 방법에 관한 것이다.
전기 모터는 고정자 및 회전자를 포함한다. 고정자의 구동 소자들은, 회전자를 축 둘레에서 회전하게 하는 가변 자계를 발생시킨다. 그러한 자계는 구동 소자들 내의 코일들을 통해 흐르는 전류에 의해 발생된다. 사용시의 모터의 온도는 코일들을 통해 흐르는 전류의 크기에 관련된다. 모터 내에서 사용되는 재료들의 각각은 연속 동작을 위한 수명 정격 온도 한계를 가질 것이다. 전기 모터의 최대 전력 출력은 그에 따라 이들 재료들 중 하나에 대한 온도 한계에 의해 제한되는데, 이는 이러한 온도 위에서는 이러한 재료의 서비스 수명이 감소될 것이기 때문이다.
본 발명은 상기 기술한 문제점에 대해 개선된 구성을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 양태에 따른 전기 모터가 제공되며, 상기 전기 모터는: 전자기 구동력이 상기 전기 모터의 사용시 그 회전자에 공급되도록 하기 위해 원주 방향으로 분포된 복수의 구동 소자들을 포함하는 고정자로서, 각각의 구동 소자는 코일들에 전류가 흐를 때 금속 코어를 자화시키기 위한 복수의 코일들을 한정하도록 상기 금속 코어 주위에 연장하는 배선을 포함하고, 각각의 구동 소자의 금속 코어와 그 주위의 코일들 사이에 적어도 하나의 공간이 존재하는, 상기 고정자; 및 상기 구동 소자들로부터 열을 이동시켜내기 위한 냉각 수단을 포함하고; 각각의 상기 구동 소자는 또한, 상기 코일들로부터 상기 냉각 수단으로 열을 전달하기 위하여, 상기 금속 코어와 그 주위의 코일들 사이의 공간 또는 각각의 공간에 각각 위치된 복수의 상호 전기적으로 절연된 금속성 소자들을 포함하는 열 전도체를 포함한다.
적어도 하나의 열 전도체는 전기 절연 접착제에 의해 분리된 복수의 금속층들을 포함한다.
각각의 금속층은 회전자가 그 주위를 회전할 수 있는 축으로부터 반대 측의 제 2 에지보다 더 멀리 위치된 제 1 에지를 갖는 평면을 규정할 수 있다.
상기 제 1 에지와 제 2 에지 사이에 연장하는 개념적 라인들은 실질적으로 상기 회전자가 그 주위를 회전할 수 있는 축 쪽으로 연장할 수 있다.
상기 개념적 라인과 상기 회전자가 그 주위를 회전할 수 있는 축 사이의 각은 실질적으로 90도가 될 수 있다.
상기 금속 층들은 구리 및 알루미늄을 포함한다.
적어도 하나의 열 전도체는 금속 배선들의 적어도 하나의 번들을 포함할 수 있으며, 각각의 상기 번들의 각각의 배선은 그 각각의 길이를 따라 서로 간에 전기적으로 절연된다.
각각의 상기 번들의 금속 배선들은 각각의 번들의 길이를 따라 각각의 상기 배선이 상기 번들의 축 방향 단면에서 실질적으로 모든 위치를 차지하도록 배열될 수 있다.
금속 배선들의 상기 또는 각각의 상기 번들은 리츠선(Litz wire)이 될 수 있다.
각각의 상기 번들의 금속 배선들은 구리 또는 알루미늄을 포함할 수 있다.
각각의 구동 소자의 금속 코어와 이를 둘러싸는 코일들 사이의 상기 또는 각각의 공간은 상기 회전자가 그 주위를 회전하는 축에 수직인 평면에서 통상적으로 굴곡된 상기 코일들의 굴곡 부분에 의해 규정될 수 있다.
냉각 수단은 워터 자켓(water jacket) 또는 복수의 핀(fin)들을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 차량을 추진하기 위해 앞서 언급된 임의의 구성에 따른 전기 모터를 포함하는 차량이 제공된다.
이제, 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면들을 참조하여 비제한적인 예로서 기술될 것이다.
도 1은 전기 모터를 통한 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1의 전기 모터의 개략적인 사시도이다.
도 3은 단일 구동 소자의 개략적인 단부도이다.
도 3a는 도 3의 금속 코어의 개략적인 사시도이다.
도 4 및 도 5는 열 전도체가 없이 도시된 도 3의 구동 소자의 일부에 대한 개략적인 윗면도 및 개략적인 사시도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 열 전도체 및 구동 소자의 일부의 사시도이다.
전기 모터는 도 1 및 도 2에서 개략적으로 도시된 고정자 및 회전자를 포함한다. 고정자(10)는 복수의 구동 소자들(12)이 위치된 슬리브(11)를 갖고 있다. 그러한 구동 소자들(12)은 상기 슬리브(11) 주변에 원주 방향으로 분포되어 회전자(14)를 둘러싸고 있다. 상기 회전자(14)는 구동 소자들(12)에 의해 구동되어 고정자(10)의 길이를 따라 연장되는 축(16)을 중심으로 회전하도록 배열된다. 사용시에, 구성 요소들(12)이 회전자(14)를 회전시키기 위한 가변 자기장을 생성한다는 것은 당업자에게는 명백할 것이다. 사용시에 구동 요소들(12)이 가열될 것이고, 그에 따라 상기 구동 소자들(12)로부터 열을 옮기기 위해 상기 고정자(10) 둘레에 냉각 장치(18)(예를 들면, 공기 대류를 위한 워터 재킷 또는 복수의 핀들)가 제공된다는 것은 당업자에게는 명백한 것이다. 상기 고정자(10)는 일반적으로 환형의 윤곽이다.
구동 소자들(12)의 상세한 부분이 이제 설명될 것이며, 이 중 하나가 도 3에 개략적으로 묘사된다.
도시된 구동 소자(12)는 금속 코어(19)를 가지며, 전기 전도성 배선(21)(예를 들면, 구리 배선)이 그 둘레에 연장된다. 상기 금속 코어(19)는 도 3a에 도시된 바와 같이 실질적으로 T-형상의 단면을 가지며 헤드 섹션(19b)으로부터 외측으로 연장되는 몸체 섹션(19a)을 포함한다. 전원공급장치에 접속되는 배선(21)은 상기 금속 코어(19)의 몸체 섹션(19a) 둘레에, 그 둘레에 복수의 코일들을 한정하는 방식으로, 코일링하거나 감겨진다. 그에 따라, 전류가 이들 코일들에 흐르게 될 때, 상기 금속 코어(19)는 자화가 초래된다. 이러한 방식으로 발생된 자기장은 토크(torque)가 상기 회전자(14)에 발생되게 하여 이를 회전시키게 하는 것이다. 상기 회전자(14)를 구동시키기 위하여 각각의 구동 요소들(12)에 의해 발생된 자기장 세기 변동의 적절한 크기 및 이들의 특정 타이밍은 당업자에게는 명백할 것이다.
도 3의 금속 코어(19)는 자기 소자를 포함하고, 예를 들면 복수의 상호 간격을 둔 철 합판으로 형성될 수 있으며, 그에 의해 인접한 합판들이 전기적 절연 접착제 층에 의해 분리된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 금속 코어(19)의 몸체 섹션(19a) 둘레에 연장되는 배선(21)의 코일들은 상기 몸체 섹션(19a)의 인접하는 대향 면들에 공간들(30)을 한정한다. 특히, 상기 금속 코어(19)의 몸체 섹션(19a)은 앞뒷면들(24, 26)의 양쪽 외에도 두 개의 측면들(20, 22)을 갖는다. 상기 고정자(10)에 배열될 때, 상기 앞뒷면들(24, 26) 사이에 연장되는 개념적 라인은 상기 회전자(14)가 그 주의를 회전할 수 있는 축(16)에 실질적으로 평행하다(도 2 참조). 상기 금속 코어(19)의 몸체 섹션(19a) 둘레에 감겨진 배선(21)은 상기 두 개의 측면들(20, 22)을 따라 연장되지만, 상기 앞뒷면들(24, 26)을 따라 연장되지 않는다. 대신에, 상기 배선(21)에 의해 한정된 각각의 코일들의 굴곡부(28)가 상기 두 개의 측면들(20, 22)과 접하고 있는 배선(21)의 섹션들을 연결하며; 각각의 그러한 굴곡부(28)는 상기 회전자(14)가 그 주위를 회전할 수 있는 축(16)에 수직인 평면에서 통상 굴곡되어 있다. 그에 따라, 공간(30)이 각각의 코일의 굴곡부들(28)과 상기 금속 코어(19)의 앞뒷면들(24, 26) 사이에 존재하게 된다. 상기 공간(30)은 각각 일반적으로 절반의 원통 형상으로 보여진다.
열 전도체(32)(또는 열 디스플레이서, 열 전도 소자 또는 열 이동 부재라고도 할 수 있음)가 상기 금속 코어(19)의 몸체 섹션(19a) 둘레의 코일들에 의해 감겨진 공간들(30) 각각에 위치된다. 열 전도체(32)는 도 3에서 이러한 위치에 도시되며, 도 4 및 도 5에서는 이들 도면에 도시된 공간들을 모호하게 할 수 있으므로 명료함을 위해 열 전도체가 도시되지 않았다. 따라서, 도 3으로부터, 각각의 공간(30)에 위치된 열 전도체들(32)이 구성되고, 상기 금속 코어(19) 둘레에 감겨진 배선(21)의 굴곡부(28)로부터 밖으로 열을 전도하고 그러한 열을 냉각 장치(18)로 전달하도록 배치된다는 것이 명백할 것이다. 이러한 것은 상기 배선(21)의 굴곡부(28)와 상기 냉각 장치(18) 사이를 따라 열이 흐르도록 하는 직접 경로를 제공함으로써 사용시에 상기 금속 코어(19) 둘레에 연장되는 상기 코일들의 상기 굴곡부들(28)의 온도를 감소한다. 그러한 열 전도체들(32) 없다면, 그 대신에, 상기 굴곡부들(28)로부터 발산하는 열의 상당한 양이 상기 냉각 장치(18)로 가는 중에 상기 금속 코어(19) 자체를 통해 흐르기 전에 상기 몸체 섹션(19a)의 측면들(20, 22)과 접촉하는 배선의 길이측들로 전도될 것이며, 이러한 것은 배선(21)의 굴곡부들(28)을 냉각하는 저효율의 방식이 된다.
상기 금속 코어(19)의 몸체 섹션(19a) 둘레에 감겨진 배선(21)의 굴곡부들(28)의 개선된 냉각은 코일들이 단락되지 않고서 더 큰 전류가 코일들을 통해 흐를 수 있게 한다. 결과적으로, 더 높은 세기의 자기장이 상기 회전자(14)를 구동하도록 발생될 수 있으며, 그에 따라 전기 모터의 최대 전력 출력이 증가될 수 있다.
구동 소자(12)의 열 전도체들(32) 각각에 대해 금속 블록 또는 몸체를 사용하는 것만으로는 상기 배선(21)의 굴곡부들(28)을 냉각하는 최적의 방법은 아닌데, 이는 이러한 것이 전체의 전기 모터 효율을 떨어뜨릴 수도 있기 때문이다. 특히, 렌츠의 법칙으로 인해, 열 전도체들(32)로서 사용된 임의의 그러한 금속 블록들 또는 몸체들에서 유도되는 맴돌이 전류(Eddy current)가 상기 회전자(14)를 구동할 목적으로 발생된 자기장의 변화에 반대하는 역할을 할 것이다. 그러한 맴돌이 전류는 또한 배선(21)의 굴곡부들(28)의 영역에서의 온도를 증가시킬 것이다.
따라서, 상기 열 전도체들(32)에서 발생된 맴돌이 전류의 효과를 최소화하는 것이 바람직하다.
도 3에 개략적으로 도시된 상술한 것을 고려한 적절한 열 전도체(32)는 접착제에 의해 분리된 복수의 금속 층들을 포함하는 적층체다. 상기 금속 층들은 예를 들면 구리 또는 알루미늄을 포함하며, 서로 간에 전기적으로 절연된다. 각각의 금속 층은, 상기 회전자(14)가 그 주위를 회전할 수 있는 축(16)으로부터 제 2 대향 에지(36)보다 더 멀리 위치된 제 1 에지(34)를 갖는 평면을 한정한다. 각각의 금속 층들의 제 1 및 제 2 에지들 사이에서 연장되는 개념적 라인들(38)은 상기 회전자(14)가 그 주위를 회전할 수 있는 축(16) 쪽으로 실질적으로 연장된다. 결과적으로, 각각의 그러한 개념적 라인(38)과 상기 회전자(14)가 그 주위를 회전할 수 있는 축(16) 사이의 각은 실질적으로 90도가 된다. 또한, 열 전도체(32)는 외측의 전기 전열 층을 포함하여 상기 금속 코어(19)와 그 둘레에 감겨진 배선(21) 양쪽 모두로부터 전기적으로 절연되게 한다. 상기 열 전도체(32)는, 상기 냉각 장치(18)까지 상기 금속 코어(19)의 앞 또는 뒷면(24, 26)으로부터 밖으로 열을 전도하여 앞뒷면을 따라 또는 그에 바로 근접해서 외부로 방사상으로 퍼지게 하는 것으로 추정되는 배선(21)의 굴곡부(28)와 접촉 상태에 있도록 구성되어 배열된다.
열 전도체(32)로서 앞서 기술된 유형의 적층체를 사용함으로써, 이미 설명된 맴돌이 전류의 바람직하지 않은 효과들이 감소된다. 특히, 각각의 금속 층의 두께가 1/2 배만큼 감소된다면, 사용시에 이들 층들에서 발생된 맴돌이 전류의 크기는 1/4 배만큼 감소된다.
이미 설명된 맴돌이 전류의 악영향을 처리하는 다른 유형의 적절한 열 전도체(32)는 금속 배선의 하나 이상의 번들들을 포함하고, 각 번들에서의 각각의 금속 배선은 그들 각각의 길이를 따라 서로 간에 전기적으로 절연되고, 예를 들면 구리 또는 알루미늄을 포함한다. 각각의 번들에서 금속 배선의 개별적인 가닥들은, 상기 번들의 길이에 걸쳐 배선의 각각의 가닥이 상기 번들의 축방향 단면의 모든 위치를 실질적으로 차지하도록 배열된다(꼬거나(twisted) 묶거나(braided) 엮여진다(woven)). 따라서 금속 배선들의 그러한 번들은 리츠선이 될 수 있으며, 그에 따라 상기 열 전도체(32)는 공간(30)의 길이를 따라 연장될 수 있는 하나 이상의 리츠선들을 포함한다. 더욱이, 이러한 단락에 따라 열 전도체(32)는 상기 냉각 장치(18)까지 상기 금속 코어(19)의 앞 또는 뒷면(24, 26)으로부터 밖으로 열을 전도하여 앞뒷면을 따라 또는 그에 바로 근접해서 외부로 방사상으로 퍼지게 하는 것으로 추정되는 배선(21)의 굴곡부(28)와 접촉 상태에 있도록 구성되어 배열된다.
리츠선의 각각의 가닥에서 유도되는 전류에 의해 발생된 자기장은 실질적으로 서로 간에 상쇄되므로, 이미 설명된 맴돌이 전류의 바람직하지 않은 영향들이 감소된다.
앞서의 네 개의 단락들에서 기술된 열 전도체(32)의 두 개의 적절한 유형들이 고정자(10)에서 교환가능하게 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 고정자(10) 내의 모든 열 전도체들(32)이 동일한 유형이 될 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 구동 소자들(12)이 한 유형의 열 전도체(32)를 포함할 수 있고, 나머지의 구동 소자들(12)이 다른 유형의 열 전도체(32)를 포함할 수 있다. 또한, 구동 소자(12)는 각각의 공간(30)에서 상이한 유형들의 열 전도체들(32)을 포함할 수 있다.
여기에서 기술된 임의의 변경에 따른 고정자를 갖는 전기 모터는, 장갑을 두른 주 전투용 전차, 자동차, 트럭, 대형화물차량, 보트, 제트-스키 또는 항공기와 같이 지상에 근거를 두든지 그렇지 않든지간에 차량을 추진하는데 사용된다. 그러한 전기 모터는 또한 차량의 추진과 무관한 다양한 다른 응용들에 사용될 수 있다.
상술한 배선(21)이 상기 금속 코어(19)의 몸체 섹션(19a) 둘레에 감겨지는 특정의 방식은 필수적인 것은 아니며, 특정 전기 모터 디자인에 의존하여 변화될 수 있다. 실례로, (도 5에 도시된 바와 같이) 하나가 다른 것의 상단에 배열되는 코일의 형태로 몸체 섹션(19a) 둘레에 감겨지는 것보다는 상기 배선(21)은 도 6에 개략적으로 도시된 방식으로 감겨질 수 있다.
도 6에서, 이미 설명된 것들과 동일한 소자들이 유사한 참조 번호들로 표기된다. 배선(21)은 두 개의 코일 섹션들을 갖도록 배열된다. 제 1 코일 섹션(21a)은, 일련의 코일들이 하나가 다른 것의 상단에 배열되는 식으로 상기 배선(21)이 상기 몸체 섹션(19a) 둘레에 감겨지는 곳에 있다. 제 2 코일 섹션(21b)은 다양한 코일들이 서로의 상단에 수직으로 적층되기보다는 도시된 바와 같이 상기 몸체 섹션(19a) 둘레에 수평으로 적층되도록 감겨지는 곳에 있으며, 그에 따라 결과적으로 각각의 코일이 집합적으로 상기 제 2 코일 섹션(21b)의 상면(21c)을 한정한다.
그러한 실시예에 사용하기에 적합한 열 전도체(32)는 단차부(32a)(stepped portion)를 가지며, 상기 열 전도체(32)가 상기 공간(30)에 삽입될 때, 상기 단차부(32a)의 하측이 상기 제 2 코일 섹션(21b)의 상면(21c) 위에 접하여 연장된다. 이러한 것은 상기 단차부(32a)가 접하고 있는 복수의 코일들로부터의 열이 열 전도체(32)로 흘러 상기 냉각 장치(18) 쪽으로 흐를 수 있게 한다. 32b로 표기된 면은, 이전에 기술된 것과 유사한 방식으로, 상기 열 전도체(32)가 상기 공간(30)으로 삽입될 때 배선(21)의 굴곡부들(28)의 내부면에 접촉하도록 배열될 수 있게 구성된다.
다양한 가능한 배선 코일링 또는 감는 배열들과 열 전도체 형상들이 전술한 설명을 습득한 당업자에게는 명백할 것이다.
본 발명의 다양한 양태들 및 실시예들이 앞서 기술되었지만, 본 발명의 범위는 여기에 설명된 실시예들에 제한되지 않고, 대신에 첨부된 청구범위의 정신 및 범위내에 있는 모든 배열들과, 그에 대한 수정들 및 변경들을 포함하도록 확장된다는 것을 인정할 수 있을 것이다.
실례로, 도면과 관련하여 여기에서 기술된 구동 소자들(12)은 배선(21)의 굴곡부들(28)에 의해 한정된 두 개의 공간들(30)을 갖는 것으로 말하고 있지만, 일부 실시예들에서는, 상기 배선(21)은 단지 하나의 공간(30)만이 금속 코어(19)와 그 둘레를 감고있는 배선(21) 사이에 한정되도록 배열될 수 있다.
또한, 일부 구동 소자 실시예들에서, 상기 배선(21)은 상기 금속 코일(19)과는 전혀 접촉 상태에 있지 않을 수 있으며, 상기 배선(21)은 대신에 상기 금속 코어(19)에 대해 지지된다. 그럼에도, 그러한 실시예들에 있어서 하나 이상의 열 전도체들(32)은 열을 상기 배선(21)으로부터 벗어나게 상기 냉각 장치(18)로 전도하기 위해 배선(21)과 금속 코어(19) 사이에 여전히 제공될 수 있다.
상기 열 전도체들(32)은 상기 배선(21)의 굴곡부들(28)의 전체 내부 표면과 접할 필요는 없다. 이러한 관점에서, 당업자는 적절한 열 전도체(32)의 다양한 가능한 형태들을 상상할 수 있을 것이다. 실례로, 복수의 적층된 금속 층들을 포함하는 열 전도체(32)의 외부 형상의 일부는 상기 배선(21)의 굴곡부(28)의 내부 표면과 유사하게 형성되어 그에 대향하여 놓일 수 있게 된다. 하지만, 복수의 리츠선들을 포함하는 열 전도체(32)는 다양한 별개의 위치들에서 배선(21)의 굴곡부(28)의 내부 표면에만 접촉할 수도 있다.
앞서 설명된 공간(30) 각각은 일반적으로 절반의 원통 형상을 나타낸다고 이전에 언급하였지만, 이러한 것이 엄격히 요구되는 것은 아니다. 배선(21)의 굴곡부(28)와 앞뒷면들(24, 26) 중 적어도 하나는 대신에 공간(30)이 다른 형상들의 범위에서 어떠한 것도 나타내도록 형성될 수 있다. 더욱이, 상기 굴곡부(28)는 반드시 그 전체 길이를 따라 굴곡될 필요는 없으며, 대신에 예를 들면 적어도 하나의 실질적으로 직선의 섹션에 의해 분리된 굴곡된 부분들을 포함할 수 있다.
10: 고정자
11: 슬리브
12: 구동 소자
14: 회전자
16: 축
18: 냉각 장치
19: 금속 코어
21: 전기 전도성 배선
32: 열 전도체
34: 에지
38: 개념적 라인

Claims (14)

  1. 전기 모터에 있어서:
    회전자가 회전축 주위로 회전하게 하기 위해, 사용시에 전자기 구동력이 전기 모터의 회전자에 공급되도록 하기 위한 원주 방향으로 분포된 복수의 구동 소자들을 포함하는 고정자로서, 각각의 구동 소자는, 코일들에 전류가 흐를 때 금속 코어를 자화시키기 위한 복수의 코일들을 한정하도록, 금속 코어 둘레에 연장되는 배선을 포함하고, 각각의 구동 소자의 금속 코어와 금속 코어 둘레의 코일들 사이에 적어도 하나의 공간이 존재하고, 금속 코어는, 대향하는 단부면들 사이에서 연장되는 개념적 라인이 회전자의 회전축에 실질적으로 평행하도록 배치된, 대향하는 단부 면들을 한정하고, 적어도 하나의 공간이 단부 면들중 하나와 배선 사이에 배치되고, 적어도 하나의 공간은, 대향하는 개방 단부들 사이에서 연장되는 라인이 회전자의 회전축에 실질적으로 수직이 되도록 배향된, 대향하는 개방 단부들을 한정하는, 상기 고정자; 및
    구동 소자들로부터 열을 이동시켜내기 위한 냉각 구조를 포함하고,
    각각의 구동 소자는, 코일들로부터 냉각 장치로 열을 전달하기 위하여, 구동 소자의 금속 코어와 금속 코어 둘레의 코일들 사이의 적어도 하나의 공간에 위치된, 복수의 상호 전기적으로 절연된 금속성 소자들을 포함하고 냉각 구조로부터 이격된, 열 전도체를 더 포함하는, 전기 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 열 전도체는 전기 절연 접착제에 의해 분리된 복수의 금속 층들을 포함하는, 전기 모터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    각각의 금속 층은 회전자가 주위를 회전하도록 구성된 축으로부터 반대 측의 제 2 에지보다 더 멀리 위치된 제 1 에지를 갖는 평면을 한정하는, 전기 모터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    제 1 에지와 제 2 에지 사이에서 연장되는 개념적 라인들은 회전자가 주위를 회전하도록 구성된 축 쪽으로 실질적으로 연장되는, 전기 모터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    각각의 개념적 라인과 회전자가 주위를 회전하도록 구성된 축 사이의 각은 실질적으로 90도인, 전기 모터.
  6. 제 2 항에 있어서,
    금속 층들은 구리 또는 알루미늄을 포함하는, 전기 모터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 열 전도체는 금속 배선들의 적어도 하나의 번들(bundle)을 포함하며, 각각의 번들의 각각의 배선들은 번들의 각각의 길이들을 따라서 서로 간에 전기적으로 절연되는, 전기 모터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    각각의 번들의 금속 배선들은, 각각의 번들의 길이를 따라서 각각의 배선이 번들의 축 방향 단면에서의 모든 위치를 실질적으로 차지하도록, 배열되는, 전기 모터.
  9. 제 7 항에 있어서,
    금속 배선들의 적어도 하나의 번들은 리츠선(Litz wire)인, 전기 모터.
  10. 제 7 항에 있어서,
    각각의 번들의 금속 배선들은 구리 또는 알루미늄을 포함하는, 전기 모터.
  11. 제 1 항에 있어서,
    각각의 구동 소자의 금속 코어와 금속 코어 둘레의 코일들 사이의 적어도 하나의 공간은, 회전자가 주위를 회전하도록 구성된 축에 수직인 평면에서 일반적으로 굴곡되는, 코일들의 굴곡 부분에 의해 한정되는, 전기 모터.
  12. 제 1 항에 있어서,
    냉각 장치는 워터 자켓(water jacket) 또는 복수의 핀(fin)들을 포함하는, 전기 모터.
  13. 전기 모터에 있어서:
    회전자;
    회전자가 회전축 주위로 회전하게 하기 위해, 사용시에 전자기 구동력이 회전자에 공급되게 하도록 원주 방향으로 분포된 구동 소자들을 포함하는 고정자로서, 각각의 구동 소자는, 전류가 흐를 때 금속 코어를 자화시키도록 구성되고 금속 코어 둘레에 연장되는, 배선과 금속 코어를 포함하고, 각각의 구동 소자의 배선과 금속 코어는 사이에 적어도 하나의 공간을 한정하도록 구성되고, 금속 코어는, 대향하는 단부 면들 사이에서 연장되는 개념적 라인이 회전자의 회전축에 실질적으로 평행하도록 배치된, 대향하는 단부 면들을 한정하고, 적어도 하나의 공간이 단부 면들중 하나와 배선 사이에 배치되고, 적어도 하나의 공간은, 대향하는 개방 단부들 사이에서 연장되는 라인이 회전자의 회전축에 실질적으로 수직이 되도록 배향된, 대향하는 개방 단부들을 한정하고, 각각의 구동 소자는, 복수의 전기적으로 절연된 금속성 소자들로 형성되고 적어도 하나의 공간에 적어도 부분적으로 배치된, 열 전도체를 포함하고, 열 전도체는 전류가 흐를 때 열 전도체의 연관된 구동 소자에 의해 발생되는 열을 수용하도록 배치되고 구성되는, 상기 고정자; 및
    열 전도체로부터 이격되고 열 전도체에 의해 수용된 열을 수용하도록 구성된 냉각 장치로서, 각각의 구동 소자의 열 전도체가 구동 소자로부터 냉각 장치로 열을 전달하는, 상기 냉각 장치를 포함하는, 전기 모터.
  14. 삭제
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160285346A1 (en) * 2015-03-27 2016-09-29 Russel Hugh Marvin Cooling device for motor
EP4167441A1 (en) * 2021-10-15 2023-04-19 Lilium eAircraft GmbH End winding heat conductor components
GB2616834A (en) * 2022-03-14 2023-09-27 Gkn Aerospace Services Ltd Apparatus

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003052142A (ja) 2001-08-03 2003-02-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電動機
US20090058206A1 (en) 2007-08-29 2009-03-05 Ronald Dean Bremner Motor winding assembly

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4737752A (en) * 1986-08-11 1988-04-12 Megascan Technology, Inc. Oscilloscope deflection yoke with heat dissipation means
GB0111629D0 (en) * 2001-05-11 2001-07-04 Switched Reluctance Drives Ltd Cooling of electrical machines
JP2007104783A (ja) * 2005-10-03 2007-04-19 Denso Corp 車両用回転電機
JP4670942B2 (ja) * 2008-11-21 2011-04-13 トヨタ自動車株式会社 回転電機
JP2010259146A (ja) * 2009-04-21 2010-11-11 Toyota Central R&D Labs Inc モータステータおよび分割ステータ
US9819239B2 (en) * 2015-05-07 2017-11-14 Hamilton Sundstrand Corporation End winding support and heat sink for liquid-cooled generator

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003052142A (ja) 2001-08-03 2003-02-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電動機
US20090058206A1 (en) 2007-08-29 2009-03-05 Ronald Dean Bremner Motor winding assembly

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