KR102590614B1

KR102590614B1 - 축 방향 자속 모터 및 발전기를 위한 개선된 평면 복합 구조체 및 조립체

Info

Publication number: KR102590614B1
Application number: KR1020207003823A
Authority: KR
Inventors: 스티븐 로버츠 쇼
Original assignee: 이-서킷 모터스 인코퍼레이티드
Priority date: 2017-07-10
Filing date: 2018-06-26
Publication date: 2023-10-18
Also published as: AU2018301637A1; ZA201908374B; CN110870180A; JP2023068153A; RU2020105872A; WO2019013968A1; BR112019025872A2; CA3066776A1; CN110870180B; JP7329802B2; TW201917997A; PH12020500498A1; EP3652843A1; AU2018301637B2; RU2020105872A3; JP2020527014A; KR20200024928A; TWI786130B

Abstract

축 방향 자속 모터 또는 발전기에 사용하기 위한 평면 복합 구조체(PCS)은, 통전될 때, 상기 모터 또는 발전기의 적어도 2개의 대응하는 위상에 대한 자속을 생성하는 적어도 2개의 권선의 일부를 형성하는 전도성 트레이스를 포함하는 전도성 층을 갖는, 유전체 층 상에 배치된 전도성 층을 포함할 수 있다. 평면 복합 구조체(PCS)는 추가적으로 또는 대안적으로, 통전될 때 상기 모터 또는 발전기의 제1 위상에 대한 자속을 생성하는 권선의 제1 부분을 형성하는 제1 전도성 트레이스를 포함하는 제1 전도성 층, 및 상기 적어도 하나의 제1 전도성 층과 상이하고, 상기 권선의 제2 부분을 형성하는 제2 전도성 트레이스를 포함하는 제2 전도성 층을 포함할 수 있다. 상기 권선의 상기 제1 부분은 상기 권선의 상기 제2 부분과 직렬로 연결될 수 있고, 상기 권선의 상기 제1 부분과 상기 제2 부분은 상기 권선의 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 각각을 통해 동일한 양의 전류가 흐르도록 구성되고 배열될 수 있다.

Description

축 방향 자속 모터 및 발전기를 위한 개선된 평면 복합 구조체 및 조립체

관련 출원

본 출원은 (A) 미국 특허 출원 제15/852,972호(발명의 명칭: PLANAR COMPOSITE STRUCTURES AND ASSEMBLIES FOR AXIAL FLUX MOTORS AND GENERATORS, 출원일: 2017년 12월 22일), 및 (B) 미국 가출원 제62/530,552호(발명의 명칭: STRUCTURES AND METHODS OF STACKING SUBASSEMBLIES IN PLANAR COMPOSITE STATORS TO OBTAIN HIGHER WORKING VOLTAGES, 출원일: 2017년 7월 10일) 각각의 우선권을 주장한다. 전술한 출원 문헌, 공개 문헌 및 특허 문헌 각각은 그 전체 내용이 모든 목적을 위해 본 명세서에 참조로 원용된다.

축 방향 자속 모터 또는 발전기에서 고정자로서 평면 복합 구조체(PCS)를 사용하는 것이 알려져 있다. 이러한 고정자의 일례는 미국 특허 번호 7,109,625('625 특허')에 기재되어 있다.

일부 실시형태에서, 축 방향 자속 모터 또는 발전기에 사용하기 위한 평면 복합 구조체(planar composite structure: PCS)는 유전체 층, 및 상기 유전체 층 상에 배치된 제1 전도성 층을 포함한다. 상기 제1 전도성 층은, 통전될 때 상기 모터 또는 발전기의 제1 위상(phase)에 대한 자속을 생성하는 제1 권선의 제1 부분, 및 통전될 때 상기 모터 또는 발전기의 제2 위상에 대한 자속을 생성하는 제2 권선의 제1 부분을 형성하는 제1 전도성 트레이스(conductive trace)를 포함한다.

일부 실시형태에서, 축 방향 자속 모터 또는 발전기에 사용하기 위한 평면 복합 구조체(PCS)는 유전체 층, 상기 유전체 층의 제1 측에 위치된 제1 전도성 층, 및 상기 제2 전도성 층의 제2 측에 위치된 제2 전도성 층을 포함한다. 상기 제1 전도성 층은 통전될 때 상기 모터 또는 발전기의 제1 위상에 대한 자속을 생성하는 권선의 제1 부분을 형성하는 제1 전도성 트레이스를 포함한다. 상기 제2 전도성 층은 상기 권선의 제2 부분을 형성하는 제2 전도성 트레이스를 포함한다. 상기 권선의 상기 제1 부분은 상기 권선의 상기 제2 부분과 직렬로 연결되고, 상기 권선의 제1 부분과 제2 부분은 상기 권선의 상기 제1 부분과 제2 부분 각각을 통해 동일한 양의 전류가 흐르도록 구성되고 배열된다.

일부 실시형태에서, 축 방향 자속 모터 또는 발전기에 사용하기 위한 평면 복합 구조체(PCS)는 제1 전도성 트레이스를 포함하는 제1 전도성 층, 제2 전도성 트레이스를 포함하는 제2 전도성 층, 제3 전도성 트레이스를 포함하는 제3 전도성 층, 및 제4 전도성 트레이스를 포함하는 제4 전도성 층을 포함한다. 상기 제1 전도성 트레이스는 제1 반경 방향 거리로부터 상기 제1 반경 방향 거리보다 더 큰 제2 반경 방향 거리까지 반경 방향으로 연장되는 제1 반경 방향 전도체를 포함하고, 상기 제2 전도성 트레이스는 상기 제1 반경 방향 거리로부터 상기 제2 반경 방향 거리까지 반경 방향으로 연장되는 제2 반경 방향 전도체를 포함하고, 상기 제3 전도성 트레이스는 상기 제1 반경 방향 거리로부터 상기 제2 반경 방향 거리까지 반경 방향으로 연장되는 제3 반경 방향 전도체를 포함하고, 상기 제4 전도성 트레이스는 상기 제1 반경 방향 거리로부터 상기 제2 반경 방향 거리까지 반경 방향으로 연장되는 제4 반경 방향 전도체를 포함한다. 상기 제1 반경 방향 전도체는 제1 블라인드(blind) 또는 매설 비아(buried via)에 의해 상기 제2 반경 방향 전도체들 중 대응하는 전도체에 전기적으로 연결되고, 상기 제3 반경 방향 전도체는 제2 블라인드 또는 매설 비아에 의해 상기 제4 반경 방향 전도체들 중 대응하는 전도체에 전기적으로 연결된다.

일부 실시형태에서, 축 방향 자속 모터 또는 발전기에 사용하기 위한 평면 복합 구조체(PCS)는 제1 반경 방향 거리로부터 상기 제1 반경 방향 거리보다 더 큰 제2 반경 방향 거리까지 반경 방향으로 연장되는 제1 반경 방향 전도체, 제1 단부 턴 전도체(end turn conductor) 및 제2 단부 턴 전도체를 포함하는 제1 전도성 층을 포함하는 서브조립체를 포함한다. 상기 제1 단부 턴 전도체는 제1 그룹의 상기 제1 반경 방향 전도체를 상호 연결하여 상기 축 방향 자속 모터 또는 발전기의 제1 위상에 대한 제1 권선을 형성한다. 상기 제2 단부 턴 전도체는 제2 그룹의 상기 제1 반경 방향 전도체를 상호 연결하여 상기 축 방향 자속 모터 또는 발전기의 제2 위상에 대한 제2 권선을 형성한다. 상기 제1 서브조립체는 제1 단부 턴 전도체보다 많은 제2 단부 턴 전도체를 포함한다.

도 1a는 미국 특허 번호 7,109,625("'625 특허")에 기술된 것과 같은 권선 레이아웃을 갖는 평면 고정자의 "턴 층(turns layer)"을 도시하는 도면;
도 1b는 '625 특허에 기술된 것과 같은 권선 레이아웃을 갖는 평면 고정자의 "링크 층(link layer)"을 도시하는 도면;
도 1c는 은닉된 선을 제거한 상태로 도 1a에 도시된 턴 층의 상부에 도 1b에 도시된 링크 층을 도시하는 도면;
도 2는 3개의 6-층 서브조립체의 스택을 갖는 고정자 구성의 일부를 선택적으로 도시하는 도면;
도 3은 블라인드 또는 매설 비아에 의해 연결된 3개의 평행한 그룹으로 조직된 PCS의 12개의 전도성 층에 걸쳐 단일 각도 위치에서 반경 방향 트레이스를 도시하는 도면;
도 4는 도 1a에 도시된 내부 단부 턴과 유사한 '625 특허에 기술된 유형의 내부 단부 턴을 도시하는 도면;
도 5a 및 도 5b는 PCS의 2개의 각 전도성 층 상에 내부 단부 턴의 대안적인 배열을 도시하는 도면;
도 6은 도 1a에 도시된 외부 단부 턴과 유사한 '625 특허에 기술된 유형의 외부 단부 턴을 도시하는 도면;
도 7a 및 도 7b는 PCS의 2개의 각 전도성 층 상에 외부 단부 턴의 대안적인 배열을 도시하는 도면;
도 8은 '625 특허에 의해 개시된 권선 레이아웃에 따라 고정자의 단일 코일을 형성하기 위해 반경 방향 트레이스를 상호 연결하는 내부 단부 턴 및 외부 단부 턴을 도시하는 도면;
도 9는 다중 층의 평면도에서 단일 위상에 대한 내부 및 외부 단부 턴의 대안적인 배열을 도시하는 도면;
도 10a는 명확함을 위해 선택된 위상에 대응하는 내부 단부 턴 및 외부 단부 턴을 갖는, 4개의 전도성 층을 포함하는 서브조립체의 (z-축) 확대 사시도;
도 10b는 도 10a에 도시된 서브조립체 내 제1 위상에 대한 내부 단부 턴 및 외부 단부 턴의 위치를 도시하는 도면;
도 11a는 도 10a에 도시된 서브조립체 내 제2 위상에 대한 내부 단부 턴 및 외부 단부 턴의 위치를 도시하는 도면;
도 11b는 도 10a에 도시된 서브조립체 내 제3 위상에 대한 내부 단부 턴 및 외부 단부 턴의 위치를 도시하는 도면;
도 12a는 도 10a에 도시된 서브조립체와 각각 유사한 3개의 서브조립체 중 하나의 조립체의 (z-축) 확대 사시도;
도 12b는 도 12a에 도시된 3개의 서브조립체의 스택 내에서 제1 위상에 대한 내부 단부 턴 및 외부 단부 턴의 위치를 도시하는 도면;
도 13a는 도 12a에 도시된 3개의 서브조립체의 스택 내에서 제2 위상에 대한 내부 단부 턴 및 외부 단부 턴의 위치를 도시하는 도면;
도 13b는 도 12a에 도시된 3개의 서브조립체의 스택 내에서 제3 위상에 대한 내부 단부 턴 및 외부 단부 턴의 위치를 도시하는 도면;
도 14는 도 9에 도시된 것과 같은 사형 권선(serpentine winding)을 사용하는 고정자의 예시적인 실시형태의 (z-축) 확대 사시도로서, 도 5a 및 도 5b에 도시된 유형의 내부 단부 턴 및 도 7a 및 도 7b에 도시된 유형의 외부 단부 턴을 사용하여 단 2개의 전도성 층을 포함하는 조립체에서 3개의 위상에 필요한 모든 권선 연결을 수립한 것을 도시하는 도면;
도 15a는 고정자의 제1 위상에 대응하는 도 14에 도시된 조립체 부분만의 (z-축) 확대 사시도;
도 15b는 제1 위상에 대한 권선에 기여하는 도 15a에 도시된 상부 전도성 층 부분을 도시하는 도면;
도 15c는 제1 위상에 대한 권선에 기여하는 도 15a에 도시된 하부 전도성 층 부분을 도시하는 도면;
도 16a는 제2 위상에 대한 권선이 도 14에 도시된 조립체를 통해 진행될 수 있는 방식을 도시하는 도면으로서, 다른 두 위상에 대응하는 조립체 부분은 예시의 목적을 위해 제거된 것을 도시하는 도면;
도 16b는 제3 위상에 대한 권선이 도 14에 도시된 조립체를 통해 진행될 수 있는 방식을 도시하는 도면으로서, 다른 두 위상에 대응하는 조립체 부분은 예시의 목적을 위해 제거된 것을 도시하는 도면;
도 17a 및 도 17b는 다층 PCS 조립체/서브조립체를 형성하기 위한 프로세스의 일례를 도시하는 도면;
도 18a는 본 명세서에 기술된 것과 같은 PCS가 축 방향 자속 모터 또는 발전기에서 고정자로 사용되는 시스템을 도시하는 도면; 및
도 18b는 도 18a에 도시된 시스템의 확대도.

예를 들어, 축 방향 자속 모터 또는 발전기에서 고정자로서 사용될 수 있는 평면 복합 구조체(PCS)는 하나 이상의 비-전도성 유전체 재료 층(유전체층) 상에 다수의 전도성 트레이스 층(전도성 층)을 형성함으로써 구성될 수 있다. 이러한 유형의 고정자의 예는 미국 특허 번호 7,109,625("'625 특허"), 미국 특허 번호 9,673,688, 미국 특허 번호 9,673,684, 및 미국 특허 번호 9,800,109에 기술되어 있으며, 이들 문헌 각각은 그 전체 내용이 본 명세서에 병합된다.

도 1a 내지 도 1c는 '625 특허에 기술된 것과 같은 권선 레이아웃을 갖는 평면 고정자의 2개의 전도성 층의 평면도를 도시한다. 함께 도시된 층은 단일 위상에 필요한 내부 및 외부 "단부 턴"을 수립한다. 도 1a는 극 쌍(pole pair)과 각각 관련된 코일에 반경 방향 트레이스(104)를 배열하는 내부 단부 턴(102a) 및 외부 단부 턴(106)을 갖는 단일 "턴 층"(L1)을 도시한다. 이 16-극 고정자에는 8개의 코일이 있다. 도시된 예에서, 코일은 내향 나선형(spiral in)이어서, 각 코일의 단부 점이 동일한 층 상의 후속 코일의 시작점으로 라우팅될 수 없다. 이러한 라우팅의 어려움은 도 8과 관련하여 아래에서 보다 상세히 설명된다. 도 1b는 턴 층(L1)과 간섭 없이 후속 코일을 연결하는 역할을 하는 링크(108)를 포함하는 "링크 층"(L2)을 도시한다. 층(L1) 상의 반경 방향 트레이스(104) 각각은 예를 들어 비아(미도시)를 사용하여 층(L2) 상의 대응하는(및 평행한) 반경 방향 트레이스(104)에 연결된다. 링크 층(L2)은 턴 층(L1)에 내부 단부 턴(102a)과 중복되는 내부 단부 턴(102b)을 더 포함한다. 도 1c는 은닉된 선이 제거된 상태로 턴 층(L1)의 상부에 링크 층(L2)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 이 구성에서, 외부 단부 턴(106) 및 링크(108)는 고정자의 외부 반경에서 동일한 공간의 일부를 차지한다. 따라서, '625 특허에 의해 개시된 것과 같은 권선 레이아웃을 갖는 3개의 위상의 완전한 고정자는 최소 6개의 전도성 층(즉, 3개의 위상 x 위상당 2개의 층)을 요구한다. 이러한 권선 레이아웃을 사용하는 균형 고정자는 6개의 전도성 층의 배수를 필요로 한다. 본 명세서에서 사용되는 "균형 고정자"는 각 위상의 전기 부하 특성(모터 모드에서) 또는 전기 소스 특성(발전기 모드에서)이 전기 위상각에 따라 동일한 고정자를 지칭한다.

도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 도시된 디자인의 특정 세부 사항, 예를 들어, 미국 특허 번호 9,673,684 및 9,800,109에 개시된 것과 같이 열 관리 및 손실 감소를 위한 특정 구조 및/또는 구성은 '625 특허에 개시되어 있지 않은 것으로 이해된다. 따라서, 도 1a 내지 도 1c는 '625 특허에 의해 개시된 반경 방향 트레이스, 내부 단부 턴, 외부 단부 턴 및 링크의 상대적 위치만을 도시하는 것일 뿐,'625 특허가 이들 요소에 대해 개시한 특정 구조 또는 구성을 개시하는 것은 아니다.

다수의 3상 균형 고정자 서브조립체(각각 6개의 전도성 층을 가짐)가 동일한 평면 복합 구조체(PCS) 상에 적층되고 병렬로 연결되는 고정자가 설계되었다. 이러한 디자인은 예를 들어, 각 위상에 대한 전류가 각각의 서브조립체 내에서 평행한 경로를 따라 전달될 수 있기 때문에, 고정자의 각 위상의 전류 용량 및 효율을 증가시킬 수 있다. 도 2는 이러한 방식으로 적층된 3개의 6-층 서브조립체를 갖는 고정자 구성의 일부를 선택적으로 도시하는 도면으로서, (비아(210)를 사용하여) 18개의 전도성 층에 걸쳐 병렬로 연결될 때 단일 반경 방향 트레이스(204)에 초점을 맞춘 것을 도시한다. 마지막 층(L18)에서, 2개의 인접한 반경 방향 트레이스(204a, 204b)가 또한 시각적 가이드로서 도시되어 있다. 관통 비아(210)에 의해 연결된 반경 방향 트레이스(204)를 활성 영역에 평행하게 배열하면 (도 1a 내지 도 1c에서와 같이) 다수의 전도성 층에 걸쳐 내부 및 외부 턴 및 링크를 배열할 기회를 제공할 수 있다. 그러나 이 18개의 반경 방향 트레이스는 평행하기 때문에 단일 턴 구조에만 기여할 수 있다.

도 3은 도 2와 유사하지만 본 발명과 관련이 있는 구조를 도시한다. 특히, 도 3은 PCS의 12개의 전도성 층에 걸쳐 단일 각도 위치에서 반경 방향 트레이스(304)를 도시한다. 도시된 바와 같이 각 반경 방향 트레이스(304)는 제1 반경 방향 거리(R1)에서부터 제1 반경 방향 거리(R1)보다 큰 제2 반경 방향 거리(R2)까지 연장된다. 이 경우에, 반경 방향 트레이스(304)는 블라인드 또는 매설 비아(310)에 의해 연결된 3개의 평행한 그룹(312a, 312b, 312c)으로 조직된다. 제조 상의 이유로, 이들 그룹 각각은 2개의 전도성 층의 배수를 갖는 것이 가장 편리하다. '625 특허에 따라 구성된 고정자와 달리, 반경 방향 트레이스(304)의 각각의 평행한 그룹(312a, 312b, 312c)은 직렬로 연결될 수 있어서, 고정자의 각 코일에 대해 더 높은 턴 수를 가능하게 한다. 3개의 그룹의 병렬 연결된 반경 방향 트레이스를 포함하는 도 3에 도시된 구조에 대한 턴 수는 예를 들어 도 2에 도시된 구조에 대한 턴 수보다 3배 더 높을 수 있다. 다수의 그룹의 병렬 연결된 반경 방향 트레이스들이 이러한 방식으로 직렬로 연결되는 고정자 구현예의 일례가 도 12a, 도 12b, 도 13a 및 도 13b와 관련하여 아래에서 설명된다.

도 4는, 도 1a에 도시된 내부 단부 턴(102)과 유사한 '625 특허에 기술된 유형의 내부 단부 턴(402)뿐만 아니라, 제1 반경 방향 거리(R1)에서부터 제1 반경 방향 거리(R1)보다 큰 제2 반경 방향 거리(R2)까지 각각 연장되는 복수의 반경 방향 트레이스(404)를 도시한다. 이들 내부 단부 턴(402)은 (도 6에 도시된) 외부 단부 턴(606)과 함께 단일 위상의 극 쌍당 3-턴을 수립하는데 필요한 각각의 반경 방향 트레이스(404) 사이의 모든 연결을 형성한다. 따라서, '625 특허의 개시 내용에 따르면, 도 4에 도시된 것과 같은 내부 단부 턴(402)과 (아래에 설명된) 도 6에 도시된 것과 같은 외부 단부 턴(606)을 포함하는 하나의 전도성 층이 단일 위상을 연결하는데 필요하다. 이 디자인에 따라 구성된 3상 보드의 경우 최소 3개의 이러한 전도성 층이 필요하다.

도 5a 및 도 5b는 2개의 각 전도성 층(L3, L4) 상에 내부 단부 턴(502)의 대안적인 배열을 도시한다. 본 명세서에서 사용된 층 번호, 예를 들어, "L3"은 설명된 다양한 층을 식별하기 위해 제공된 것일 뿐, 다양한 층이 위치되는 순서를 의미하려고 의도된 것이 아닌 것으로 이해된다. 도시된 배열에서, 층(L3) 상의 반경 방향 트레이스(404)가 예를 들어, 도 3에 도시된 비아(310)와 유사한 비아(도 5a 및 도 5b에 도시되지 않음)를 사용하여 층(L4) 상의 대응하는 (및 평행한) 반경 방향 트레이스(404)와 병렬로 연결될 때, 도 5a 및 도 5b에 도시된 모든 반경 방향 트레이스(404)에 대한 내부 단부 턴 연결이 단 2개의 전도성 층 상에 수립될 수 있다. 아래에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 이러한 배열은 다수의 위상에 대한 내부 단부 턴(502)이 동일한 전도성 층 상에 제공될 수 있게 하고 또한 동일한 위상에 대한 내부 단부 턴(502)이 다수의 전도성 층 사이에 분배될 수 있게 한다. 이것은, 단일 위상만을 위한 내부 단부 턴(402)이 주어진 층 상에 제공되고, 주어진 위상에 대한 내부 단부 턴(402)이 모두 동일한 전도성 층 상에 포함된 도 4의 구성과 대조적이다.

또한, 아래에서 보다 상세히 논의되는 바와 같이, 일부 구현예에서, 층(L3 및 L4) 중 하나 또는 둘 모두는 예를 들어 (아래에 설명된) 도 6에 도시된 외부 단부 턴(606)과 유사하게 배열될 수 있는 외부 단부 턴을 더 포함할 수 있다. 이러한 유형의 예시적인 실시형태는 도 10a, 도 10b, 도 11a, 도 11b, 도 12a, 도 12b, 도 13a 및 도 13b와 관련하여 아래에 설명된다. 대안적으로, 층(L3 및 L4) 상에 제공된 외부 단부 턴은 도 7a 및 도 7b와 관련하여 아래에 설명되는 외부 단부 턴(706)과 동일하거나 유사할 수 있다. 후자의 유형의 예시적인 실시형태는 도 14, 도 15a, 도 15b, 도 15c, 도 16a 및 도 16b와 관련하여 아래에서 설명된다. 층(L3 및 L4) 중 하나 또는 둘 모두 상에 외부 단부 턴이 있는 다른 구성 또는 심지어 모든 외부 단부 턴이 층(L3 및 L4) 이외의 층에 포함되는 구성도 또한 가능하고 고려된다.

내부 단부 턴의 2개의 상보적인 세트(502)가 도 5a 및 도 5b에 도시되어 있는데, 제1 세트의 내부 단부 턴(502a, 502b, 502c, 502d, 502e, 및 502f)은 도 5a의 층(L3) 상에 도시되어 있고, 제2 세트의 내부 단부 턴(502g, 502h, 502i, 502j, 502k, 502l)은 도 5b의 층(L4) 상에 도시되어 있다. 이들 상보적인 연결을 비교하고, 다수의 위상에 대한 내부 단부 턴(502)이 동일한 전도성 층 상에 제공될 수 있고, 주어진 위상에 대한 내부 단부 턴(502)이 다수의 전도성 층 사이에 분배될 수 있음을 인식함으로써, 3상 고정자에 필요한 모든 내부 단부 턴 연결은 도시된 단 2개의 층(L3 및 L4)에서 달성될 수 있다는 것이 명백하다. 예를 들어, 제1 위상은 도 5a의 층(L3) 상의 내부 단부 턴(502a 및 502d)에 의해 및 도 5b의 층(L4) 상의 내부 단부 턴(502h 및 502k)에 의해 지지될 수 있고, 제2 위상은 도 5a의 층(L3) 상의 내부 단부 턴(502b 및 502e)에 의해 및 도 5b의 층(L4) 상의 내부 단부 턴(502i 및 502l)에 의해 지지될 수 있고, 제3 위상은 도 5a의 층(L3) 상의 내부 단부 턴(502c 및 502f)에 의해 및 도 5b의 층(L4) 상의 내부 단부 턴(502g 및 502j)에 의해 지지될 수 있다. 이러한 구현예에서, 각 위상에 대한 내부 단부 턴(502)은 층(L3)의 1/3 및 층(L4)의 1/3을 소비하기 때문에, 각 위상에 대한 내부 단부 턴(502)은 층(L3 및 L4) 상의 실제 면적에서 층의 총 2/3을 소비한다. 도시된 예시적인 구현예에서, 또한, 모두 3개의 위상에 대한 완전한 내부 단부 턴 연결을 형성하기 위해 최소 2개의 전도성 층이 필요하고, 고정자가 내부 단부 턴에 대해 균형을 유지하기 위해 전도성 층 수는 2의 배수이어야 한다.

또한, 도 5a 및 도 5b에 도시된 예시적인 구성에서, 각각의 극을 수립하는데 이용 가능한 총 12개의 단부 턴 그룹(502a-502l)이 존재하기 때문에, 이러한 구성을 사용하는 3-상 고정자의 각 위상은 바람직하게는 4개의 극을 가져야 한다는 것이 주목된다. 다시 말해, 도 5a 및 도 5b에 도시된 것과 같은 조밀하게 패킹된 내부 단부 턴 구성의 경우, 바람직하게는 3상 고정자("k"는 정수)에서 다음 수식이 충족된다:

4*k = 3*극

도 6은 도 1a에 도시된 외부 단부 턴(106)과 유사한 '625 특허에 기술된 유형의 외부 단부 턴(606)을 도시한다. 이들 외부 단부 턴(606)은 (도 4에 도시된) 내부 단부 턴(402)과 함께 단일 위상의 극 쌍당 3-턴을 수립하는데 필요한 각각의 반경 방향 트레이스(404) 사이의 모든 연결을 형성한다. 따라서, '625 특허의 교시에 따르면, 도 6에 도시된 것과 같이 두 외부 단부 턴(606)을 포함하는 하나의 층 및 도 4에 도시된 것과 같은 내부 단부 턴(402)이 단일 위상을 연결하는데 필요하다. 이 디자인에 따라 구성된 3상 보드의 경우 최소 3개의 이러한 전도성 층이 필요하다.

도 5a 및 도 5b와 유사하게 도 7a 및 도 7b는 2개의 각 전도성 층(L5, L6) 상의 외부 단부 턴(706)의 대안적인 배열을 도시한다. 도시된 배열에서, 층(L5) 상의 반경 방향 트레이스(404)가 예를 들어, 도 3에 도시된 비아(310)와 유사한 비아(도 7a 및 도 7b에 도시되지 않음)를 사용하여 층(L6) 상의 대응하는 (및 평행한) 반경 방향 트레이스(404)와 평행하게 연결될 때, 도 7a 및 도 7b에 도시된 모든 반경 방향 트레이스(404)에 대한 외부 단부 턴 연결은 단지 2개의 층에 수립될 수 있다. 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 이러한 배열은 다수의 위상에 대한 외부 단부 턴(706)이 동일한 전도성 층에 제공될 수 있게 하고, 또한 동일한 위상에 대한 외부 단부 턴(706)이 다수의 전도성 층 사이에 분배될 수 있게 한다. 이것은, 단일 위상에 대한 외부 단부 턴(606)이 주어진 전도성 층에 제공되고, 주어진 위상에 대한 외부 단부 턴(606)이 동일한 전도성 층에 모두 포함되는 도 6의 구성과 대조적이다.

또한, 아래에서 보다 상세히 논의되는 바와 같이, 일부 구현예에서, 층(L5 및 L6) 중 하나 또는 둘 모두는 예를 들어 도 4에 도시된 내부 단부 턴(402)과 유사하게 배열될 수 있는 내부 단부 턴을 추가로 포함할 수 있다. 대안적으로, 층(L5 및 L6) 상에 제공된 내부 단부 턴은 도 5a 및 도 5b와 관련하여 전술한 내부 단부 턴(502)과 동일하거나 유사할 수 있다. 후자의 유형의 예시적인 실시형태는 도 14, 도 15a, 도 15b, 도 15c, 도 16a 및 도 16b와 관련하여 아래에서 설명된다. 층(L5 및 L6) 중 하나 또는 둘 모두 상에 내부 단부 턴이 있는 다른 구성 또는 심지어 모든 내부 단부 턴이 층(L5 및 L6) 이외의 층에 포함되는 구성도 또한 가능하고 고려된다.

구현예에 관계없이, 어쨌든 각각의 위상으로 전류를 얻는데 일부 메커니즘이 사용될 필요가 있는 것으로 이해된다. 도 7a 및 도 7b에 도시된 예에서, 이것은 외부 단부 턴 그룹(706b, 706c, 및 706h)을 다른 외부 단부 그룹과 다르게 구성하여 각각의 권선 회로에 입력(708a, 708b, 및 708c)을 수립함으로써 달성된다. 다른 구현예에서, 전류는 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 다른 방식으로 하나 이상의 위상으로 도입될 수 있는데, 예를 들어, 하나 이상의 다른 전도성 층으로부터 전용 연결 층으로 가는, 예를 들어, 비아/납땜 패드/압력 접점 또는 핀을 사용하여, 와이어를 외부 단부 턴(706) 내의 패드에 직접 연결하여, 또는 다른 유사한 기술을 사용하여 도입될 수 있다.

또한, 일부 구현예에서, 전류는 추가적으로 또는 대안적으로 고정자의 내부 영역으로부터 각각의 위상으로 공급될 수 있고, 도 4 내지 도 5에 도시된 것과 같은 하나 이상의 내부 단부 턴 그룹(402, 502)은 입력(708a, 708b 및/또는 708c)과 유사한 입력을 허용하기 위해 다른 내부 단부 턴 그룹과 다르지만 대신에 고정자의 내부 영역에 위치된 것으로 구성되는 것으로 이해된다. 또한, 일부 구현예에서, 고정자의 중간 영역을 관통하여 이어지는 샤프트를 갖는 대신에, 회전자는 대신 고정자 "외측"으로 이어질 수 있으며, 예를 들어, 환형 또는 관형 회전자 구조체는 고정자를 둘러싸고 고정자를 중심으로 회전할 수 있다. 이러한 구현예는, 예를 들어, 전류가 고정자의 내부 영역으로부터 각각의 상으로 공급되는 실시형태에서 이루어질 수 있다.

외부 단부 턴(706)의 2개의 상보적인 세트가 도 7a 및 도 7b에 도시되어 있고, 제1 세트의 외부 단부 턴(706b, 706c, 706d, 706e 및 706f)은 도 7a의 층(L5) 상에 도시되어 있고, 제2 세트의 외부 단부 턴(706g, 706h, 706i, 706j, 706k 및 706l)은 도 7b에서 층(L6) 상에 도시되어 있다. 이들 상보적인 연결을 비교하고, 다수의 위상에 대한 외부 단부 턴(706)이 동일한 전도성 층 상에 제공될 수 있고, 주어진 위상에 대한 외부 단부 턴(706)이 다수의 전도성 층 사이에 분배될 수 있음을 인식함으로써, 3상 고정자에 필요한 모든 외부 단부 턴 연결은 도시된 단 2개의 층(L5 및 L6)에서 달성될 수 있다는 것이 명백하다. 예를 들어, 제1 위상은 도 7a의 층(L5) 상의 외부 단부 턴(706a 및 706d)에 의해 및 도 7b의 층(L6) 상의 외부 단부 턴(706h 및 706k)에 의해 지지될 수 있고, 제2 위상은 도 7a의 층(L5) 상의 외부 단부 턴(706b 및 706e)에 의해 및 도 7b의 층(L6) 상의 외부 단부 턴(706i 및 706l)에 의해 지지될 수 있고, 제3 위상은 도 7a의 층(L5) 상의 외부 단부 턴(706c 및 706f) 및 도 7b의 층(L6) 상의 외부 단부 턴(706g 및 706j)에 의해 지지될 수 있다. 이러한 구현예에서, 각각의 위상에 대한 외부 단부 턴(706)은 층(L5)의 1/3 및 층(L6)의 1/3을 소비하기 때문에, 각 위상에 대한 외부 단부 턴(706)은 층(L5 및 L6) 상의 실제 면적에서 층의 총 2/3을 소비한다. 도시된 예시적인 구현예에서, 또한 모두 3개의 위상에 대한 완전한 외부 단부 턴 연결을 형성하기 위해 최소 2개의 전도성 층이 필요하고, 고정자가 외부 단부 턴에 대해 균형을 유지하기 위해 전도성 층 수는 2의 배수이어야 한다.

도 8은 '625 특허에 의해 개시된 권선 레이아웃에 따라 고정자의 단일 코일을 형성하기 위해 반경 방향 트레이스(804)를 상호 연결하는 내부 단부 턴(802) 및 외부 단부 턴(806)을 도시한다. 도시된 코일은 지점(808)에서 시작하여 지점(810)까지 "내향" 나선형으로 나타나거나, 지점(810)에서 시작하여 지점(808)까지 "외향" 나선형으로 나타날 수 있다. 이 구조에서 내부 단부 턴(802)은 4개가 있으나 외부 단부 턴(806)은 단 3개만이 있다는 것이 주목된다. "누락된" 외부 단부 턴(806)은 나선형의 내측(예를 들어, 지점(810))으로부터 그 다음 나선형의 외측으로 연결을 수립하거나 또는 그 반대로 연결을 수립해야 하기 때문에 다른 턴과 동일한 층 상에서 라우팅될 수 없다. 이러한 유형의 연결은 고정자 주위로 진행되기 때문에 이것은 고정자의 중심점을 한 번만 둘러싼다.

도 9는 다수의 전도성 층의 평면도에서 단일 위상에 대한 내부 및 외부 단부 턴의 대안적인 배열을 도시한다. 도시된 층에서 3개의 턴이 수행된다. 일부 구현예에서, 도 5a 및 도 5b에 도시된 것과 같은 내부 단부 턴(502)이 이용될 수 있고, 이들 내부 단부 턴(502)은 2개의 (또는 이를 초과하는) 전도성 층에 걸쳐 분배될 수 있다. 일부 구현예에서, 예를 들어, 도 9에 도시된 내부 단부 턴은 하나의 층으로부터 두 그룹의 내부 단부 턴(502)(예를 들어, 도 5a에 도시된 층(L3) 상의 내부 단부 턴(502b 및 502e))을 포함할 수 있고, 다른 층으로부터 두 그룹의 내부 단부 턴(502)(예를 들어, 도 5b에 도시된 층(L4) 상의 내부 단부 턴(502i 및 502l))을 포함할 수 있다. 도 5a 및 도 5b와 관련하여 위에서 논의된 바와 같이, 2개 이상의 전도성 층으로부터 내부 단부 턴(502)을 사용하면 단일 위상에 대한 내부 단부 턴 연결의 완전한 세트를 형성할 수 있다. 대안적으로, 일부 구현예에서, 도 9에 도시된 내부 단부 턴의 일부 또는 전부는 도 4에 도시된 유형, 즉 내부 단부 턴(402)과 같은 유형일 수 있고, 공통 전도성 층에 배치될 수 있다.

일부 구현예에서, 도 9에 도시된 외부 단부 턴의 일부 또는 전부는 도 6에 도시된 유형, 즉 외부 단부 턴(606)과 같은 유형일 수 있고, 공통 전도성 층에 배치될 수 있다. 대안적으로, 도시된 외부 단부 턴의 일부 또는 전부는 도 7에 도시된 유형, 즉 외부 단부 턴(706)과 같은 유형일 수 있고, 2개의 (또는 이를 초과하는) 전도성 층에 걸쳐 분배될 수 있다. 일부 구현예에서, 예를 들어, 도 9에 도시된 외부 단부 턴은 하나의 전도성 층으로부터 두 그룹의 외부 단부 턴(706)(예를 들어, 도 7a에 도시된 층(L5) 상의 외부 단부 턴(706a 및 706d))을 포함할 수 있고, 다른 전도성 층으로부터 두 그룹의 외부 단부 턴(706)(예를 들어, 도 7b에 도시된 층(L6) 상의 외부 단부 턴(706h 및 706k))을 포함할 수 있다. 도 7a 및 도 7b와 관련하여 위에서 논의된 바와 같이, 2개 이상의 전도성 층으로부터 외부 단부 턴(706)을 사용하면 단일 위상에 대한 외부 단부 턴 연결의 완전한 세트를 형성할 수 있다.

구현예에 관계없이, 도 8과 대조적으로 대부분의 단부 턴 그룹에서, 주어진 그룹의 외부 단부 턴(606, 706) 내의 턴 수는 인접한 그룹의 내부 단부 턴(402, 502) 내의 턴 수와 동일하고, 그 역도 그러한 것으로 이해된다. 우측 상부 단자(902), 반경 방향 트레이스(404), 내부 단부 턴(402, 502) 및 외부 단부 턴(606, 706)으로부터 연결을 추적하면 단일 전도성 층으로 라우팅될 수 있는 사형 패턴을 형성할 수 있다. 도 8에 도시된 구현예에서, 대조적으로, 연결되지 않은 권선들만이 단일 전도성 층으로 라우팅될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 단자(902)에서 시작하여 단자(904)에서 종료하는 사형 패턴은 고정자의 중심점(906)을 3회(또는 턴) 둘러싼다.

도 10a, 도 10b, 도 11a, 도 11b, 도 12a, 도 12b, 도 13a 및 도 13b는 도 9에 도시된 것과 같은 사형 권선을 사용하는 고정자의 예시적인 실시형태를 도시하는 도면으로서, 도 5a 및 도 5b에 도시된 유형의 내부 단부 턴(502) 및 도 6에 도시된 유형의 외부 단부 턴(606)을 사용하여 4개의 전도성 층을 각각 포함하는 하나 이상의 서브조립체에 대한 권선 연결을 수립한 것을 도시한다. 단일 서브조립체(S1)의 특징은 도 10a, 도 10b, 도 11a 및 도 11b에 도시되어 있고, 3개의 이러한 서브조립체(S1, S2 및 S3)의 적층된 세트의 특징부는 도 12a, 도 12b, 도 13a 및 도 13b에 도시되어 있다. 이들 도면에 도시된 예에서, 도시된 각각의 서브조립체(S1, S2 및 S3)에서, 이 서브조립체의 주어진 전도성 층 상의 반경 방향 커넥터(404) 각각은 도 3에 도시된 방식으로 비아(310)를 사용하여 동일한 서브조립체의 다른 전도성 층의 반경 방향 커넥터(404)의 대응하는 (및 평행한) 커넥터에 연결된다. 도시된 것과 같은 다층 PCS 조립체/서브조립체를 형성하기 위한 예시적인 기술은 도 17a 및 도 17b와 관련하여 아래에 설명된다.

도 10a는 명확함을 위해 선택된 위상에 대응하는 내부 단부 턴(502b, 502e, 502i, 502l) 및 외부 단부 턴(606)을 갖는, 4개의 전도성 층을 갖는 서브조립체(S1)의 (z-축) 확대 사시도를 도시한다. 3상 고정자의 다른 2개의 위상을 수립하기 위해 도 10a의 구조에 통합될 수 있는 추가의 내부 단부 턴(502) 및 외부 단부 턴(606)의 위치는 아래 도 11a 내지 도 11b에 도시되어 있다. 도 10b는 도 10a와 유사하지만, 예시의 목적을 위해, 다른 2개의 위상에 대응하는 서브조립체(S1)의 추가 부분이 제거되어 있다. 도 10b는 3상 고정자의 단일 위상에 대한 권선이 4개의 전도성 층을 갖는 서브조립체(S1)를 통해 진행할 수 있는 방식을 도시한다.

도 10b와 유사하게 도 11a 내지 도 11b는 다른 2개의 위상에 대응하는 서브조립체 부분이 예시의 목적을 위해 제거된 상태로 2개의 나머지 위상의 권선이 도 10a에 도시된 서브조립체(S1)를 통해 진행할 수 있는 방식을 도시한다. 따라서, 도 10b는 서브조립체(S1) 내의 제1 위상에 대한 내부 단부 턴(502b, 502e, 502i, 502l) 및 외부 단부 턴(606)의 위치를 도시하고, 도 11a는 서브조립체(S1) 내의 제2 위상에 대한 내부 단부 턴(502a, 502d, 502h, 502k) 및 외부 단부 턴(606)의 위치를 도시하며, 도 11b는 서브조립체(S1) 내의 제3 위상에 대한 내부 단부 턴(502c, 502f, 502g, 502j) 및 외부 단부 턴(606)의 위치를 도시한다.

도 10a 및 도 10b에 도시된 제1 위상에 대한 내부 단부 턴(502b, 502e, 502i, 502l)은 4개의 전도성 층 위에 다수의 2개에서 나타나고, 내부 단부 턴(502b 및 502e)은 4개의 도시된 층 중 2개에서 나타나고, 내부 단부 턴(502i 및 502l)은 나머지 2개의 층에서 나타난다. 이는 도 11a 및 도 11b에 도시된 다른 두 개의 위상에 대한 내부 단부 턴(502)에 대해서도 그러하다. 즉, 도 11a에 도시된 제2 위상에서 내부 단부 턴(502a, 502d, 502h, 502k)은 4개의 층 위에 다수의 2개에서 나타나고, 내부 단부 턴(502a 및 502d)은 4개의 도시된 층 중 2개에서 나타나고, 내부 단부 턴(502h 및 502k)은 나머지 2개의 층에서 나타나고, 도 11b에 도시된 제3 위상에서, 내부 단부 턴(502c, 502f, 502g, 502j)은 4개의 층 위에 다수의 2에서 나타나고, 내부 단부 턴(502c 및 502f)은 4개의 도시된 층 중 2개에서 나타나고, 내부 단부 턴(502g 및 502j)은 나머지 2개의 층에서 나타난다. 따라서, 도 10a, 도 10b, 도 11a 및 도 11b에 도시된 서브조립체(S1)의 모두 3개의 위상에서, 내부 단부 턴(502)은 4개의 전도성 층 위에 다수의 2개에서 나타나고, 서브조립체(S1)가 2개의 전도성 층의 배수를 갖기 때문에 균형적으로 (각 위상에 대해 동일하게) 나타난다.

도 10a 및 도 10b에 도시된 특정 위상, 즉 제1 위상에 대하여, 외부 단부 턴(606)은 또한 도시된 4개의 층 위에 다수의 2개에서 나타난다. 이 위상에서, 외부 단부 턴(606)은 4개의 전도성 층 중 2개를 차지한다. (도 11a 및 도 11b에 도시된) 다른 2개의 위상에 대한 외부 단부 턴(606)은 다른 2개의 전도성 층 상에 있지만 중복은 없다. 즉, (도 11a에 도시된) 제2 위상에 대한 외부 단부 턴(606)은 (도 11b에 도시된) 제3 위상에 대한 외부 단부 턴(606)과 마찬가지로 단일 전도성 층에만 나타난다. 따라서, 도 10a, 도 10b, 도 11a 및 도 11b에 도시된 서브조립체(S1)는 3상 고정자에 필요한 모든 연결을 갖지만, 위상에 걸쳐 외부 단부 턴(606)의 불균일한 중복으로 인해 불균형이다.

도 12a는 도 10a에 도시된 서브조립체와 각각 유사한 3개의 서브조립체(S1, S2 및 S3) 중 하나의 조립체의 (z-축) 확대 사시도를 도시한다. 일부 실시형태에서, 2개 이상의 서브조립체는 함께 적층되어 단일 PCS를 형성할 수 있다. 도 10a에서와 같이, 도 12a는 명확함을 위해 3개의 위상 중 단 하나의 위상과 관련된 내부 단부 턴(502) 및 외부 단부 턴(606)을 도시한다. 3상 고정자의 다른 2개의 위상을 수립하기 위해 도 12a의 구조에 통합될 수 있는 추가의 내부 단부 턴(502) 및 외부 단부 턴(606)의 위치가 아래 도 13a 내지 도 13b에 도시되어 있다.

도 12b는 도 12a와 유사하지만, 예시의 목적을 위해, 다른 2개의 위상에 대응하는 서브조립체(S1, S2 및 S3)의 추가 부분은 제거되어 있다. 따라서, 도 12b는 3상 고정자의 단일 위상에 대한 권선이 3개의 서브조립체(S1, S2, S3)의 적층된 세트를 통해 진행할 수 있는 방식을 도시하고, 각각의 서브조립체는 4개의 전도성 층을 갖는다. 서브조립체(S1, S2, S3)는 관통 비아(1202a, 1202b, 1202c, 1204a, 1204b, 1204c, 1206a, 1206b, 및 1206c)에 의해 병렬로 또는 직렬로 전기적으로 연결될 수 있다. 도시된 예에서, 3개의 서브조립체(S1, S2 및 S3)의 권선은 직렬로 연결되어 전체 조립체의 각 위상에 대한 턴 수가 개별 서브조립체(S1, S2 및 S3) 중 임의의 서브조립체의 턴 수보다 3배 더 크다.

도 12b에 도시된 위상에 대해 서브조립체(S1, S2, 및 S3)의 권선을 통해 그리고 권선들 사이에 전류가 흐를 수 있는 방식이 이제 설명된다. 별도로 설명되지는 않았지만, 다른 두 개의 위상(도 13a 및 도 13b에 도시됨 - 후술됨)의 권선에 대해 유사한 경로가 이어질 수 있지만, 상이한 그룹의 관통 비아(1202, 1204 및 1206)를 사용하여 이어질 수 있는 것으로 이해된다. 도 12b에 도시된 위상에 대하여, 관통 비아(1202b)로부터 서브조립체(S1)의 권선으로 전류가 흐를 수 있다. 전류는 전도성 트레이스(1208)를 통해 서브조립체(S1)의 권선을 빠져 나갈 수 있다. 전도성 트레이스(1208)로부터의 전류는 관통 비아(1204b)를 통해 전도성 트레이스(1210)로 흐를 수 있고, 여기서 서브조립체(S2)의 권선으로 들어갈 수 있다. 이어서 전류는 전도성 트레이스(1212a 및 1212b)를 통해 서브조립체(S2)의 권선을 빠져 나갈 수 있다. 전도성 트레이스(1212a, 1212b)로부터의 전류는 이어서 관통 비아(1206b)를 통해 전도성 트레이스(1214a 및 1214b)로 흐를 수 있고, 여기서 서브조립체(S3)의 권선으로 들어갈 수 있다. 이어서 전류는 서브조립체(S3)의 권선을 빠져 나가서 (도 13a 및 도 13b에 도시된) 다른 2개의 위상으로부터 오는 전류와 함께 중성 전도체로 흐를 수 있다.

도 12b와 유사하게 도 13a 내지 도 13b는 2개의 나머지 위상의 권선이 도 12a에 도시된 3개의 서브조립체(S1, S2 및 S3)를 통해 진행할 수 있는 방식을 도시하고, 여기서 다른 2개의 위상에 대응하는 서브조립체의 일부는 예시의 목적을 위해 제거된 상태로 도시되어 있다. 따라서, 도 12b는 3개의 서브조립체(S1, S2 및 S3)의 스택 내 제1 위상에 대한 내부 단부 턴(502b, 502e, 502i, 502l) 및 외부 단부 턴(606)의 위치를 도시하고, 도 13a는 3개의 서브조립체(S1, S2, 및 S3)의 스택 내 제2 위상에 대한 내부 단부 턴(502a, 502d, 502h 및 502k) 및 외부 단부 턴(606)의 위치를 도시하고, 도 13b는 3개의 서브조립체(S1, S2 및 S3)의 스택 내 제3 위상에 대한 내부 단부 턴(502c, 502f, 502g, 502j) 및 외부 단부 턴(606)의 위치를 도시한다.

각 서브조립체(S1, S2 및 S3)는 도 10a와 같이 4개의 전도성 층을 포함하지만, 각각의 서브조립체에서 다수의 2개의 서브조립체에서 외부 단부 턴(606)을 갖는 층은 상이하다. 따라서, 도 12a 및 도 12b에 도시된 위상에 대하여, 상부 서브조립체(S1)는 외부 단부 턴(606)의 2개의 평행한 층을 갖지만, 다른 2개의 서브조립체(S1 및 S2)는 그렇지 않다; 도 13a에 도시된 위상에 대하여, 하부 서브조립체(S3)는 외부 단부 턴(606)의 2개의 평행한 층을 갖지만, 다른 2개의 서브조립체(S2 및 S3)는 그렇지 않다; 그리고 도 13b에 도시된 위상에 대하여, 중간 서브조립체(S2)는 외부 단부 턴(606)의 2개의 평행한 층을 갖지만, 다른 2개의 서브조립체(S1 및 S3)는 그렇지 않다. 따라서, 도 12a, 도 12b, 도 13a 및 도 13b의 조합으로 도시된 적층 조립체는 3개의 위상 각각이 동일한 수의 병렬 및 직렬 연결된 내부 단부 턴(502) 층을 갖는 것에 더하여, 동일한 수의 병렬 및 직렬 연결된 외부 단부 턴(606) 층을 가져서, 전체 조립체의 균형을 유지하도록 배열된다.

도 14, 도 15a, 도 15b, 도 15c, 도 16a 및 도 16b는 도 9에 도시된 것과 같은 사형 권선을 사용하는 고정자의 예시적인 실시형태를 도시하는데, 도 5a 및 도 5b에 도시된 유형의 내부 단부 턴(502) 및 도 7a 및 도 7b에 도시된 유형의 외부 단부 턴(706)을 사용하여 단지 2개의 전도성 층을 포함하는 조립체에서 3개의 위상에 필요한 모든 권선 연결을 수립한 것을 도시한다. 이들 도면에 도시된 예에서, 상부 전도성 층 상의 반경 방향 커넥터(404) 각각은 도 3에 도시된 비아(310)와 유사한 비아(1410)를 사용하여 하부 전도성 층 내의 대응하는 (및 평행한) 반경 방향 커넥터(404)에 연결된다.

도 15a는 고정자의 제1 위상에 대응하는 도 14에 도시된 조립체 부분만을 (z-축으로) 확대한 사시도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 제1 위상은 도 5a 및 도 5b에 도시된 내부 단부 턴(502b, 502e, 502i, 502l) 및 도 7a 및 도 7b에 도시된 외부 단부 턴(706a, 706d, 706h, 706k)을 사용할 수 있다. 따라서, 도 15a는 3상 고정자의 단일 위상에 대한 권선이 도 14에 도시된 조립체를 통해 진행할 수 있는 방식을 도시한다. 도 15b 및 도 15c는 제1 위상의 권선에 기여하는 도 15a에 도시된 상부 및 하부 전도성 층 부분을 각각 도시한다.

도 15a와 유사하게 도 16a 및 도 16b는 나머지 2개의 위상의 권선이 도 14에 도시된 조립체를 통해 진행될 수 있는 방식을 도시하는데, 다른 두 위상에 대응하는 조립체 부분은 예시를 위해 제거된 것을 도시한다. 도 16a에 도시된 바와 같이 제2 위상은 도 5a 및 도 5b에 도시된 내부 단부 턴(502a, 502d, 502h, 502k) 및 도 7a 및 도 7b에 도시된 외부 단부 턴(706c, 706f, 706g, 706j)을 사용할 수 있다. 도 16b에 도시된 바와 같이, 제3 위상은 도 5a 및 도 5b에 도시된 내부 단부 턴(502c, 502f, 502g, 502j) 및 도 7a 및 도 7b에 도시된 외부 단부 턴(706b, 706e, 706i, 706l)을 사용할 수 있다.

도 14, 도 15a, 도 15b, 도 16a 및 도 16b에 도시된 2개의 전도성 층 구현예는 완전한 3상 고정자에 필요한 층의 수를 감소시키는 실제적인 한계를 나타낸다. 그러나, 이러한 구성을 위해 구동 회로(도시되지 않음)로부터 각 위상의 사형 권선 내 위치로 전기적 연결을 수립하기 위해 일부 메커니즘이 필요한 것으로 이해된다. 예를 들어, 도 15a를 참조하면, 구동 회로가 제1 위상에 완전한 회로를 수립할 수 있도록 구동 회로로부터 비아(1410b)(또는 다른 전도체)로 전기적 연결이 이루어질 필요가 있을 것이다. 제1 위상의 사형 권선의 다른 단부와의 전기적 연결은 도 15a에 도시된 관통 비아(1402b)를 통해 수립될 수 있다. 유사하게, 도 16a 및 도 16b를 참조하면, 구동 회로가 제2 및 제3 위상의 완전한 회로를 수립할 수 있도록 구동 회로가 비아(1410c 및 1410a)(또는 다른 전도체)로부터 각각 전기적으로 연결이 이루어질 필요가 있을 것이다. 제2 및 제3 위상에 대해서 사형 권선의 타단부를 이용한 전기 연결은 도 16a 및 도 16b에 도시된 관통 비아(1402c 및 1402a)에 의해서 수립될 수 있다.

전용 연결 층으로 가는 비아/납땜 패드/압력 접점 또는 핀을 사용하여, 와이어를 외부 단부 턴 내 패드에 직접 연결하여, 또는 다른 유사한 기술을 사용하는 것을 포함하는 몇몇 메커니즘 중 임의의 메커니즘을 사용하여 이러한 전기적 연결이 수립될 수 있다. 도 14, 도 15a, 도 15b, 도 15c, 도 16a 및 도 16b에 도시된 것과 같은 2개의 전도성 층 접근법의 최대 장점은, 전기적 연결을 수행하는데 추가 층이 필요하지 않다고 가정할 때, '625 특허에 설명된 것과 같은 구성보다 층당 턴의 수를 3배 늘릴 수 있고, 또는 도 10a, 도 10b, 도 11a, 도 11b, 도 12a, 도 12b, 도 13a 및 도 13b와 관련하여 위에서 설명된 구성에 비해 층당 턴의 수를 2배 늘릴 수 있다는 것이다. 예를 들어 외부 단부 턴 반경 밖의 단자와 중성 연결부를 갖는 완전한 고정자를 구성하기 위해 추가 층이 필요한 경우 이 장점은 줄어든다. 추가적으로 고밀도 외부 단부 턴은 활성 영역에 직접 연결된 열 특징부를 사용하는 능력에 영향을 줄 수 있다.

도면에 도시되지는 않았지만, 도 14, 도 15a, 도 15b, 도 15c, 도 16a 및 도 16b에 도시된 것과 유사한 2개 이상의 조립체를 적층하고 이들 조립체의 권선을 병렬로 또는 직렬로 함께 연결하는 것도 가능한 것으로 이해된다. 일부 구현예에서, 예를 들어, 도 15a에 도시된 비아(1410a)는 예를 들어, 이전 단락에서 설명된 연결 기술 중 하나를 사용하여 2개의 전도성 층을 갖는 다른 유사한 조립체의 사형 권선의 "입력"에 연결되어, 제1 위상의 추가 턴에 직렬 연결을 수립할 수 있다. 일부 실시형태에서, 제2 조립체에서 이러한 사형 권선은 제1 조립체와 유사한, 예를 들어, 반시계 방향의 사형 경로를 횡단할 수 있지만, 대신에 가장 외측의 외부 단부 턴(706)을 향해 "외측으로" 권취될 수 있다. 제2 조립체의 가장 외측 단부 턴으로부터 단지 2개의 전도성 층을 갖는 또 다른 조립체 상의 또 다른 사형 권선의 입력으로 추가 전기적 연결이 또한 수립될 수 있고, 이 추가의 사형 권선은 예를 들어 제2 조립체와 유사한, 예를 들어, 반시계 방향의 사형 경로를 횡단할 수 있지만, 도 15a의 구성과 유사하게 다시 "내향" 권취될 수 있다. 각각의 직렬 연결된 층에서 "내향" 권취되고 나서 "외향" 권취되는 이러한 기술은 각 위상의 턴 수를 계속 증가시키기 위해 임의의 횟수만큼 반복될 수 있다. 일부 실시형태에서, 2개 이상의 이러한 각각의 조립체는 함께 적층되어 단일 평면 복합 구조체(PCS)를 형성할 수 있다.

도 17a 및 도 17b는 다층 PCS 조립체/서브조립체(1700)를 형성하기 위한 프로세스의 일례를 도시한다. 도시된 예에서, PCS 조립체/서브조립체(1700)는 4개의 전도성 층(CL1, CL2, CL3, CL4) 및 3개의 비-전도성 유전체 층(DL1, DL2 및 DL3)을 포함한다. 그러나, 설명된 기술은 추가적으로 또는 대안적으로 PCS 서브조립체 및/또는 상이한 수의 층을 갖는 서브조립체를 형성하기 위해 사용될 수 있는 것으로 이해된다.

일부 실시형태에서, 2개 이상의 유전체 층(DL1, DL2, DL3)은 다수의 전도성 층(CL1, CL2, CL3, CL4)과 인터리브(interleaved)되고 함께 적층될 수 있다. 각각의 전도성 층(CL1, CL2, CL3, CL4) 상의 전도성 트레이스의 패턴은 하나 이상의 회로 요소를 위한 전도체(예를 들어, 고정자 권선의 일부)를 형성하도록 배열될 수 있고, 구리와 같은 전기 전도성 재료로 형성될 수 있다. 각각의 전도성 층(CL1, CL2, CL3, CL4)은 적어도 하나의 유전체 층(DL1, DL2, DL3)에 의해 기계적으로 지지될 수 있다. 유전체 층은 유리 섬유와 같은 비-전도성 재료로 형성될 수 있다. 따라서, 각각의 유전체 층(DL1, DL2, DL3)은 각각의 쌍의 전도성 층(CL1, CL2, CL3, CL4)을 전기적으로 절연시킬 수 있다.

각각의 전도성 층(CL1, CL2, CL3, CL4)의 전도체 패턴은 에칭, 스탬핑, 스프레이, 절단 또는 기계 가공을 포함하지만 이로 제한되지 않는 다양한 방법에 의해 제조될 수 있다. 일부 구현예에서, 예를 들어, 전도체 패턴은 복수의 양면 회로 보드의 각각의 측면으로 화학적으로 에칭될 수 있고, 각각의 이러한 회로 보드는 2개의 구리 시트(예를 들어, 도 17a에서 CL1 및 CL2 또는 CL3 및 CL4) 사이에 삽입된 하나의 유리 섬유 시트(예를 들어, 도 17a에서 유전체 층(DL1 또는 DL3))를 포함한다. 이러한 방식으로 형성된 다수의 양면 회로 보드는 이어서 유전체(예를 들어, 유리 섬유) 시트(예를 들어, 도 17a에서 유전체 층(DL2))가 각각의 쌍 사이에 삽입된 상태로 함께 적층될 수 있다. 이어서, 적층된 양면 회로 보드 및 유리 섬유 시트는 열 및 압력을 사용하여 함께 적층되어 도 17b에 도시된 것과 같은 다중 보드 배열을 형성할 수 있다. 언급된 바와 같이, 결과적인 PCS는 예를 들어 축 방향 자속 모터 또는 발전기를 위한 고정자로서 사용될 수 있다.

일부 실시형태에서, 전술한 유형의 PCS는 가장 일반적으로 생산되는 회로 기판에 사용되는 구리 시트보다 더 두꺼운 구리 시트를 사용할 수 있다. 일부 구현예에서, 예를 들어, 구리 시트는 0.004 인치 내지 0.007 인치 범위의 두께를 가질 수 있다. 구멍(1702)은 PCS(1700)의 다수의 회로 보드 중 하나 이상의 (또는 모든) 회로 보드를 통해 정확한 위치에 천공될 수 있고, 구멍의 내부벽은 구리와 같은 전도성 재료로 도금될 수 있다. 비아(예를 들어, 도 3에 도시된 블라인드 또는 매설 비아(310) 또는 관통 비아(도 12a에 도시된 1202a, 1202b, 1202c, 1204a, 1204b, 1204c, 1206a, 1206b 및 1206c))로도 알려진 도금된 구멍은 PCS의 상이한 전도성 층 상의 전도성 트레이스를 전기적으로 상호 연결하는 층간 전도체로서 작용할 수 있다. 그러나, 전도성 재료, 금속 핀, 크림프 지점, 스폿 용접 또는 와이어로 채워진 구멍을 포함하지만 이로 제한되지 않는 다른 유형의 층간 전도체가 추가적으로 또는 대안적으로 사용될 수 있는 것으로 이해된다. PCS의 상이한 층 상의 다양한 전도체는 이러한 비아 또는 다른 층간 전도체에 의해 직렬로 및/또는 병렬로 함께 연결될 수 있다.

도 17b에 도시된 바와 같이, PCS(1700)는 후술하는 바와 같이 축 방향 자속 모터 또는 발전기의 회전자의 샤프트를 수용하기 위해 중심 구멍(1704)을 추가로 포함할 수 있다.

본 명세서에 기술된 조립체 및/또는 서브조립체는 '625 특허에 기술된 축 방향 자속 모터/발전기, 및 미국 특허 번호 9,673,688, 미국 특허 번호 9,673,684 및/또는 미국 특허 번호 9,800,109에 기술된 모터 및 발전기를 포함하여, 임의의 알려지거나 미래에 개발된 모터 또는 발전기에 사용될 수 있고, 이들 문헌은 모두 그 전체 내용이 본 명세서에 병합된다.

도 18a는 회전자 구성 요소(1804a 및 1804b), 샤프트(1808), 스크루(1802), 와이어(1814) 및 제어기(1812)를 갖는 조립체에서 평면 복합 고정자(1810)를 사용하는 시스템(1800)의 일례를 도시한다. 이들 구성 요소 및 그 조립 수단을 도시하는 확대도는 도 18b에 도시되어 있다. 회전자 조립체의 영구 자화된 부분(1806a, 1806b)에서 자극의 패턴은 또한 도 18b의 확대도에서 명백하다. 도 18a는 전기 연결부(1814)가 PCS(1810)의 외부 반경에서 취해지고 고정자가 외부 주변에서 프레임 또는 케이스에 장착되는 일 실시형태의 일례이다. 다른 유용한 구성, 즉 "아웃 러너(out-runner)" 구성은 고정자를 내부 반경에 장착하고, 내부 반경에 전기 연결부(1814)를 만들고, 샤프트(1808)를 회전자 절반을 분리시키는 환형 링으로 교체하는 것을 포함한다. 또한 단 하나의 자석(1806a 또는 1806b)을 갖는 시스템을 구성하거나 또는 연속 자석 조립체 사이에 다수의 고정자를 삽입할 수도 있다. 와이어(1814)는 또한 고정자에 장착된 홀 효과(Hall-effect) 센서 또는 이와 유사한 센서의 판독 값에 기초하여 회전자의 위치에 관한 정보를 전달할 수 있다. 도시되지 않았지만, 목적이 유사하게, 샤프트(1808)에 부착된 인코더가 위치 정보를 제어기(1812)에 제공할 수 있다.

도 18a 및 도 18b의 시스템(1800)은 제어기(1812)의 동작 및 샤프트(1808)에 연결된 구성 요소의 동작에 따라 모터 또는 발전기로서 기능할 수 있다. 모터 시스템으로서, 제어기(1812)는 고정자(1810)의 전류가 샤프트(1808)에 연결된 자석(1806a, 1806b)으로부터 유래하는 갭 내 자속으로 인해 샤프트를 중심으로 토크를 생성하도록 스위치를 동작시킨다. 제어기(1812)의 디자인에 따라, 갭 내 자속 및/또는 회전자의 위치는 샤프트(1808)에서 토크 출력을 달성하기 위해 스위치를 동작시키도록 측정되거나 추정될 수 있다. 발전기 시스템으로서, 샤프트(1808)에 연결된 기계적 회전 동력 소스는 고정자의 단자(1812)에서 전압 파형을 생성한다. 이들 전압은 부하에 직접 인가될 수 있고, 또는 제어기(1812) 내의 3상(또는 다상) 정류기로 정류될 수 있다. 정류기 구현예(1812)는 발전기 모드에서 다이오드를 사용하여 "자가 정류"될 수 있고, 또는 모터 제어기의 제어 스위치를 사용하여 구성될 수 있지만, 샤프트 토크가 기계적인 소스에 의해 제공된 토크에 대항하여 기계 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 동작될 수 있다. 따라서, 도 18a의 동일한 구성은 제어기(1812)가 동작되는 방식에 따라 발전기 및 모터 둘 모두로서 기능할 수 있다. 추가적으로, 제어기(1812)는 스위칭 수행을 완화하고, 와이어(1814)로부터 EMI/RFI를 감소시키며, 손실을 감소시키고, 제어기에 공급되거나 제어기로부터 전달되는 전력에 추가적인 유연성을 제공하는 필터 구성 요소를 포함할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 적어도 하나의 실시형태의 여러 양태를 설명하였지만, 다양한 변경, 수정 및 개선이 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 용이하게 일어날 수 있는 것으로 이해된다. 이러한 변경, 수정 및 개선은 본 발명의 일부인 것으로 의도되고, 본 발명의 사상과 범위 내에 있도록 의도된다. 따라서, 전술한 설명 및 도면은 단지 예시일 뿐이다.

본 발명의 다양한 양태는 단독으로 사용되거나, 조합으로 사용되거나, 또는 전술한 실시형태에서 구체적으로 논의되지 않은 다양한 배열로 사용될 수 있어서, 본 발명은 본 명세서에서 설명되거나 도면에 도시된 구성 요소의 상세 및 배열로 제한되지 않는다. 예를 들어, 일 실시형태에서 설명된 양태는 다른 실시형태에 설명된 양태와 임의의 방식으로 결합될 수 있다.

또한, 본 발명은 일례로서 제공된 방법으로 구현될 수 있다. 방법의 일부로서 수행되는 동작은 임의의 적절한 방식으로 정렬될 수 있다. 따라서, 예시적인 실시형태에서 순차적인 동작으로 도시되어 있지만, 일부 동작을 동시에 수행하는 것을 포함할 수 있는, 도시된 것과 다른 순서로 동작이 수행되는 실시형태도 구성될 수 있다.

청구범위에서 청구항 요소를 수식하기 위해 사용된 "제1", "제2", "제3" 등과 같은 서수 용어는 그 자체로 다른 것에 비해 하나의 청구항 요소가 우선한다는 우선권, 우선 순위 또는 순서를 나타내는 것도 아니고, 방법의 동작을 수행하는 시간적 순서를 나타내는 것도 아니며, 특정 명칭을 갖는 하나의 청구된 요소를 (단지 서수 용어를 사용하여) 동일한 명칭을 갖는 다른 요소와 구별하는 단순 표지로서 사용되어 청구항 요소를 구별하기 위한 것으로 이해된다.

또한, 본 명세서에 사용된 어구 및 용어는 설명의 목적으로 사용된 것일 뿐, 본 발명을 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 본 명세서에서 "구비하는", "포함하는" 또는 "갖는", "함유하는", "수반하는"이라는 용어 및 이들 용어의 변형어는 이후에 열거된 항목 및 그 등가물을 포함할 뿐만 아니라 추가 항목을 포함하는 것으로 의도된 것으로 사용된다.

Claims

축 방향 자속 모터 또는 발전기에 사용하기 위한 평면 복합 구조체(planar composite structure: PCS)로서,
유전체 층;
상기 유전체 층의 제1 측 상에 배치된 제1 전도성 층으로서, 상기 제1 전도성 층은 제1 전도성 트레이스들을 포함하고, 상기 제1 전도성 트레이스는,
제1 반경 방향 전도체들로서, 상기 제1 반경 방향 전도체의 각각은 제1 반경 방향 거리와 상기 제1 반경 방향 거리보다 더 큰 제2 반경 방향 거리 사이에 적어도 반경 방향으로 연장되는, 상기 제1 반경 방향 전도체들, 및
제1 전도성 단부 턴들(conductive end turns)을 포함하고, 상기 제1 전도성 단부 턴의 각각은 상기 제1 반경 방향 전도체의 각 쌍을 상호 연결하고, 상기 제1 전도성 단부 턴은 제1 내부 단부 턴 및 제2 내부 단부 턴을 포함하고, 상기 제1 내부 단부 턴은 상기 제1 반경 방향 거리에서 상기 제1 반경 방향 전도체의 제1 쌍의 부분들을 전기적으로 상호 연결시키고, 상기 제2 내부 단부 턴은 제1 반경 방향 거리에서 상기 제1 반경 방향 전도체의 제2 쌍의 부분들을 전기적으로 상호 연결시키고,
상기 제1 전도성 트레이스는,
통전될 때, 상기 모터 또는 발전기의 제1 위상에 대한 자속을 생성하는 제1 권선의 제1 부분으로서, 상기 제1 내부 단부 턴을 포함하는, 상기 제1 권선의 제1 부분, 및
통전될 때, 상기 모터 또는 발전기의 제2 위상에 대한 자속을 생성하는 제2 권선의 제1 부분으로서, 상기 제2 내부 단부 턴을 포함하는, 상기 제2 권선의 제1 부분을 형성하는, 상기 제1 전도성 층;
상기 유전체 층의 제2 측 상에 배치된 제2 전도성 층으로서, 상기 제2 전도성 층은 제2 반경 방향 전도체들을 포함하는 제2 전도성 트레이스들을 포함하고, 상기 제2 반경 방향 전도체의 각각은 상기 제1 반경 방향 거리와 상기 제2 반경 방향 거리 사이에 적어도 반경 방향으로 연장되는, 상기 제2 전도성 층; 및
상기 유전체 층을 관통하는 비아들(via)로서, 상기 제1 반경 방향 전도체의 각각은 상기 제2 반경 방향 전도체들 중 대응하는 전도체에 적어도 하나의 각각의 비아를 통해서 전기적으로 상호 연결되는, 상기 비아들
을 포함하는, 평면 복합 구조체(PCS).
제1항에 있어서,
상기 제1 권선은 상기 제1 권선의 상기 제1 부분과 직렬로 전기적으로 연결되는 제2 부분을 포함하고;
상기 제1 전도성 단부 턴은 제1 외부 단부 턴을 더 포함하고;
상기 제1 외부 단부 턴은 상기 제2 반경 방향 거리에서 상기 제1 반경 방향 전도체의 제1 쌍 중 하나의 전도체의 부분, 및 상기 제2 반경 방향 거리에서 상기 제1 반경 방향 전도체 중 다른 전도체의 부분을 전기적으로 상호 연결시키고;
상기 제1 권선의 상기 제2 부분은 상기 제1 외부 단부 턴을 포함하는, 평면 복합 구조체(PCS).
제2항에 있어서, 상기 제1 내부 단부 턴과 상기 제1 외부 단부 턴은 상기 제1 권선의 상기 제1 부분과 상기 제2 부분이 사형 패턴(serpentine pattern)을 형성하도록 배열되는, 평면 복합 구조체(PCS).
제2항에 있어서,
상기 제2 전도성 트레이스는 상기 제1 권선의 제3 부분을 형성하고, 상기 제1 권선의 상기 제3 부분은 상기 제1 권선의 상기 제2 부분과 직렬로 연결되는, 평면 복합 구조체(PCS).
제4항에 있어서, 상기 제2 전도성 트레이스는,
제2 전도성 단부 턴들을 더 포함하되, 상기 제2 전도성 단부 턴의 각각은 상기 제2 반경 방향 전도체의 각 쌍을 상호 연결시키는, 평면 복합 구조체(PCS).
제5항에 있어서,
상기 제2 전도성 단부 턴은 제3 내부 단부 턴을 포함하고;
상기 제3 내부 단부 턴은 상기 제1 반경 방향 거리에서 상기 제2 반경 방향 전도체의 제1 쌍의 부분들을 전기적으로 상호 연결시키고;
상기 제1 권선의 상기 제3 부분은 상기 제3 내부 단부 턴을 포함하는, 평면 복합 구조체(PCS).
제5항에 있어서,
상기 제1 권선은 상기 제1 권선의 상기 제3 부분과 전기적으로 직렬로 연결된 제4 부분을 포함하고;
상기 제1 전도성 단부 턴은 제2 외부 단부 턴을 더 포함하고;
상기 제2 외부 단부 턴은 상기 제2 반경 방향 거리에서 상기 제2 반경 방향 전도체의 제2 쌍의 부분들을 전기적으로 상호 연결시키고;
상기 제1 권선의 상기 제4 부분은 상기 제2 외부 단부 턴을 포함하는, 평면 복합 구조체(PCS).
제1항에 있어서,
상기 제2 전도성 트레이스는 상기 제1 권선의 제2 부분을 형성하되, 상기 제1 권선의 상기 제2 부분은 상기 제1 권선의 상기 제1 부분과 직렬로 연결되는, 평면 복합 구조체(PCS).
제8항에 있어서, 상기 제2 전도성 트레이스는,
제2 전도성 단부 턴들을 더 포함하되, 상기 제2 전도성 단부 턴의 각각은 상기 제2 반경 방향 전도체의 각 쌍을 상호 연결시키는, 평면 복합 구조체(PCS).
제9항에 있어서,
상기 제2 전도성 단부 턴은 제3 내부 단부 턴을 포함하고;
상기 제3 내부 단부 턴은 상기 제1 반경 방향 거리에서 상기 제2 반경 방향 전도체의 제1 쌍의 부분들을 전기적으로 상호 연결시키고;
상기 제1 권선의 상기 제2 부분은 상기 제3 내부 단부 턴을 포함하는, 평면 복합 구조체(PCS).
제10항에 있어서,
상기 제1 권선은 상기 제1 권선의 상기 제2 부분과 전기적으로 직렬로 연결된 제3 부분을 포함하고;
상기 제1 전도성 단부 턴은 제1 외부 단부 턴을 더 포함하고;
상기 제1 외부 단부 턴은 상기 제2 반경 방향 거리에서 상기 제2 반경 방향 전도체의 제2 쌍의 부분들을 전기적으로 상호 연결시키고;
상기 제1 권선의 상기 제3 부분은 상기 제1 외부 단부 턴을 포함하는, 평면 복합 구조체(PCS).
제1항에 있어서,
상기 제1 전도성 단부 턴은 제1 외부 단부 턴 및 제2 외부 단부 턴을 포함하고;
상기 제1 외부 단부 턴은 상기 제2 반경 방향 거리에서 상기 제1 반경 방향 전도체의 제3쌍의 부분들을 전기적으로 상호 연결시키고;
상기 제2 외부 단부 턴은 상기 제2 반경 방향 거리에서 상기 제1 반경 방향 전도체의 제4 쌍의 부분들을 전기적으로 상호 연결시키고;
상기 제1 권선의 상기 제1 부분은 상기 제1 외부 단부 턴을 포함하고;
상기 제2 권선의 상기 제1 부분은 상기 제2 외부 단부 턴을 포함하는, 평면 복합 구조체(PCS).
제6항에 있어서,
상기 제1 권선은 상기 제1 권선의 상기 제3 부분과 전기적으로 직렬로 연결된 제4 부분을 포함하고;
상기 제2 전도성 단부 턴은 제2 외부 단부 턴을 더 포함하고;
상기 제2 외부 단부 턴은 상기 제2 반경 방향 거리에서 상기 제2 반경 방향 전도체의 제1 쌍의 하나의 전도체의 부분, 및 상기 제2 반경 방향 거리에서 상기 제2 반경 방향 전도체 중 다른 전도체의 부분을 전기적으로 상호 연결시키고;
상기 제1 권선의 상기 제4 부분은 상기 제2 외부 단부 턴을 포함하는, 평면 복합 구조체(PCS).
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 전도성 트레이스는 상기 제1 권선의 상기 제1 부분이 사형 패턴을 형성하도록 배열되는, 평면 복합 구조체(PCS).
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 권선은 제1 사형 권선을 포함하고;
상기 제2 권선은 제2 사형 권선을 포함하는, 평면 복합 구조체(PCS).
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 반경 방향 전도체는 적어도 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 반경 방향 전도체를 포함하고, 상기 제2 반경 방향 전도체는 상기 제1 반경 방향 전도체와 상기 제3 반경 방향 전도체 사이에 각지게(angularly) 위치되고, 상기 제3 반경 방향 전도체는 상기 제2 반경 방향 전도체와 상기 제4 반경 방향 전도체 사이에 각지게 위치되고;
상기 제2 반경 방향 전도체는 적어도 제7, 제8, 제9 및 제10 반경 방향 전도체를 포함하고;
상기 비아들은 상기 제1 반경 방향 전도체와 상기 제7 반경 방향 전도체를 상호 연결시키는 제1 비아, 상기 제2 반경 방향 전도체와 상기 제8 반경 방향 전도체를 상호 연결시키는 제2 비아, 상기 제3 반경 방향 전도체와 상기 제9 반경 방향 전도체를 상호 연결시키는 제3 비아 및 상기 제4 반경 방향 전도체와 상기 제10 반경 방향 전도체를 상호 연결시키는 제4 비아를 포함하고;
상기 제2 전도성 트레이스는 제2 전도성 단부 턴을 더 포함하되, 상기 제2 전도성 단부 턴의 각각은 상기 제2 반경 방향 전도체의 각각의 쌍을 상호 연결시키고, 상기 제2 전도성 단부 턴은 상기 제1 반경 방향 거리에서 상기 제7 반경 방향 전도체와 상기 제9 반경 방향 전도체의 부분들을 상호 연결시키는 제3 내부 단부 턴을 포함하고;
상기 제2 전도성 트레이스는 상기 제1 권선의 제2 부분을 형성하고, 상기 제1 권선의 상기 제2 부분은 상기 제3 내부 단부 턴을 포함하고;
상기 제1 내부 단부 턴은 상기 제1 반경 방향 거리에서 상기 제5 반경 방향 전도체의 부분과 상기 제6 반경 방향 전도체의 부분을 상호 연결시키고;
상기 제2 내부 단부 턴은상기 제1 반경 방향 거리에서 상기 제2 반경 방향 전도체의 부분과 상기 제4 반경 방향 전도체의 부분을 상호 연결시키는, 평면 복합 구조체(PCS).
축방향 자속 모터 또는 발전기에 사용하기 위한 평면 복합 구조체(PCS)로서,
유전체 층;
상기 유전체 층의 제1 측 상에 위치된 제1 전도성 층으로서, 상기 제1 전도성 층은 제1 전도성 트레이스들을 포함하고, 상기 제1 전도성 트레이스들은,
제1 반경 방향 전도체들로서, 상기 제1 반경 방향 전도체의 각각은 제1 반경 방향 거리와 상기 제1 반경 방향 거리보다 큰 제2 반경 방향 거리 사이에서 적어도 반경 방향으로 연장되는, 상기 제1 반경 방향 전도체들, 및
제1 전도성 단부 턴들로서, 상기 제1 전도성 단부 턴의 각각은 상기 제1 반경 방향 전도체의 각각의 쌍을 상호 연결시키고, 상기 제1 전도성 단부 턴은 상기 제1 반경 방향 거리에서 상기 제1 반경 방향 전도체의 제1 쌍의 부분들을 상호 연결시키는 제1 내부 단부 턴을 포함하는, 상기 제1 전도성 단부 턴들을 포함하는, 상기 제1 전도성 층;
상기 유전체 층의 제2 측 상에 위치된 제2 전도성 층으로서, 상기 제2 전도성 층은 제2 전도성 트레이스들을 포함하고, 상기 제2 전도성 트레이스들은,
제2 반경 방향 전도체들로서, 상기 제2 반경 방향 전도체의 각각은 상기 제1 반경 방향 거리와 상기 제2 반경 방향 거리 사이에서 적어도 반경 방향으로 연장되는, 상기 제2 반경 방향 전도체, 및
제2 전도성 단부 턴들로서, 상기 제2 전도성 단부 턴의 각각은 상기 제2 반경 방향 전도체의 각 쌍을 상호 연결시키고, 상기 제2 전도성 단부 턴은 상기 제1 반경 방향 거리에서 상기 제2 반경 방향 전도체의 제1 쌍의 부분들을 상호 연결시키는 제2 내부 단부 턴을 포함하는, 상기 제2 전도성 단부 턴들을 포함하는, 상기 제2 전도성 층; 및
상기 유전체 층을 관통하는 비아들로서, 상기 제1 반경 방향 전도체의 각각은 상기 제2 반경 방향 전도체의 대응하는 전도체에 적어도 하나의 각각의 비아를 통해서 전기적으로 연결되는, 상기 비아들
을 포함하되,
상기 제1 전도성 층은 상기 제1 반경 방향 거리에서 상기 제2 반경 방향 전도체의 상기 제1 쌍의 상기 부분들을 상호 연결시키는 어떠한 전도성 요소도 포함하지 않고,
상기 제2 전도성 층은 상기 제1 반경 방향 거리에서 상기 제1 반경 방향 전도체의 상기 제1 쌍의 상기 부분들을 상호 연결시키는 어떠한 전도성 요소도 포함하지 않고,
상기 제1 전도성 트레이스는, 통전될 때, 상기 모터 또는 발전기의 제1 위상에 대한 자속을 생성하는 권선의 제1 부분을 형성하고, 상기 권선의 상기 제1 부분은 상기 제1 내부 단부 턴을 포함하고,
상기 제2 전도성 트레이스는 상기 권선의 제2 부분을 형성하고, 상기 권선의 상기 제2 부분은 상기 제2 내부 단부 턴을 포함하고,
상기 권선의 상기 제1 부분은 상기 권선의 상기 제2 부분과 직렬로 연결되고,
상기 권선의 상기 제1 부분과 상기 제2 부분은 상기 권선의 상기 제1 부분과 상기 제2 부분의 각각을 통해서 동일한 양의 전류가 흐르도록 구성되고 배열되는, 평면 복합 구조체(PCS).
제17항에 있어서,
상기 권선은 상기 권선의 상기 제1 부분과 상기 권선의 상기 제2 부분 사이에 전기적으로 직렬로 연결된 제3 부분을 더 포함하고;
상기 제1 전도성 단부 턴은 제1 외부 단부 턴을 더 포함하고;
상기 제1 외부 단부 턴은 상기 제2 반경 방향 거리에서 상기 제1 반경 방향 전도체의 제1 쌍 중 하나의 전도체의 부분과, 상기 제2 반경 방향 거리에서 상기 제1 반경 방향 전도체 중 다른 전도체의 부분을 전기적으로 상호 연결시키고;
상기 권선의 상기 제3 부분은 상기 제1 외부 단부 턴을 포함하는, 평면 복합 구조체(PCS).
제18항에 있어서,
상기 권선은 상기 권선의 상기 제2 부분과 전기적으로 직렬로 연결된 제4 부분을 포함하고;
상기 제1 전도성 단부 턴은 제2 외부 단부 턴을 더 포함하고;
상기 제2 외부 단부 턴은 상기 제2 반경 방향 거리에서 상기 제2 반경 방향 전도체의 제2 쌍의 부분들을 전기적으로 상호 연결시키고;
상기 권선의 상기 제4 부분은 상기 제2 외부 단부 턴을 포함하는, 평면 복합 구조체(PCS).
제18항에 있어서,
상기 권선은 상기 권선의 상기 제2 부분과 전기적으로 직렬로 연결된 제4 부분을 포함하고;
상기 제2 전도성 단부 턴은 제2 외부 단부 턴을 더 포함하고;
상기 제2 외부 단부 턴은 상기 제2 반경 방향 거리에서 상기 제2 반경 방향 전도체의 제1 쌍 중 하나의 전도체의 부분과 상기 제2 반경 방향 거리에서 상기 제2 반경 방향 전도체 중 다른 전도체의 부분을 전기적으로 상호 연결시키고;
상기 권선의 상기 제4 부분은 상기 제2 외부 단부 턴을 포함하는, 평면 복합 구조체(PCS).
제18항에 있어서, 상기 제1 내부 단부 턴, 상기 제2 내부 단부 턴 및 상기 제1 외부 단부 턴은 상기 권선의 상기 제1 부분, 상기 제2 부분 및 제3 부분이 사형 패턴을 형성하도록 배열되는, 평면 복합 구조체(PCS).
제17항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 전도성 트레이스 및 상기 제2 전도성 트레이스는 상기 권선의 상기 제1 부분과 상기 제2 부분이 사형 패턴을 형성하도록 배열되는, 평면 복합 구조체(PCS).
제17항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 반경 방향 전도체는 적어도 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 반경 방향 전도체를 포함하고, 상기 제2 반경 방향 전도체는 상기 제1 반경 방향 전도체와 상기 제3 반경 방향 전도체 사이에 각지게 위치되고, 상기 제3 반경 방향 전도체는 상기 제2 반경 방향 전도체와 상기 제4 반경 방향 전도체 사이에 각지게 위치되고;
상기 제2 반경 방향 전도체는 적어도 제7, 제8, 제9 및 제10 반경 방향 전도체를 포함하고;
상기 비아들은 상기 제1 반경 방향 전도체와 상기 제7 반경 방향 전도체를 상호 연결시키는 제1 비아, 상기 제2 반경 방향 전도체와 상기 제8 반경 방향 전도체를 상호 연결시키는 제2 비아, 상기 제3 반경 방향 전도체와 상기 제9 반경 방향 전도체를 상호 연결시키는 제3 비아, 및 상기 제4 반경 방향 전도체와 상기 제10 반경 방향 전도체를 상호 연결시키는 제4 비아를 포함하고;
상기 제1 내부 단부 턴은 상기 제1 반경 방향 거리에서 상기 제5 반경 방향 전도체의 부분과 상기 제6 반경 방향 전도체의 부분을 상호 연결하고;
상기 제2 내부 단부 턴은 상기 제1 반경 방향 거리에서 상기 제7 반경 방향 전도체의 부분과 상기 제9 반경 방향 전도체의 부분을 상호 연결하고;
상기 제1 전도성 단부 턴은 상기 제1 반경 방향 거리에서 상기 제2 반경 방향 전도체의 부분과 상기 제4 반경 방향 전도체의 부분을 상호 연결하는 제3 내부 단부 턴을 더 포함하는, 평면 복합 구조체(PCS).
축방향 자속 모터 또는 발전기에 사용하기 위한 평면 복합 구조체(PCS)로서,
제1 유전체 층;
상기 제1 유전체 층의 제1 측에 위치된 제1 서브조립체로서, 상기 제1 서브조립체는,
제2 유전체 층,
상기 제2 유전체 층의 제1 측 상에 배치된 제1 전도성 층으로서, 상기 제1 전도성 층은, 통전될 때, 상기 모터 또는 발전기의 제1 위상에 대한 자속을 생성하는 제1 권선의 제1 부분을 형성하는 제1 전도성 트레이스들을 포함하고, 상기 제1 전도성 트레이스들은,
제1 반경 방향 전도체들로서, 상기 제1 반경 방향 전도체의 각각은 제1 반경 방향 거리와 상기 제1 반경 방향 거리보다 더 큰 제2 반경 방향 거리 사이에 적어도 반경 방향으로 연장되는, 상기 제1 반경 방향 전도체들, 및
제1 전도성 단부 턴들로서, 상기 제1 전도성 단부 턴의 각각은 상기 제1 반경 방향 전도체의 각 쌍을 상호 연결하는, 상기 제1 전도성 단부 턴들
을 포함하는 상기 제1 전도성 층,
상기 제2 유전체 층의 제2 측 상에 배치된 제2 전도성 층으로서, 상기 제2 전도성 층은 제2 반경 방향 전도체들을 포함하는 제2 전도성 트레이스들을 포함하고, 상기 제2 반경 방향 전도체의 각각은 상기 제1 반경 방향 거리와 상기 제2 반경 방향 거리 사이에 적어도 반경 방향으로 연장되는, 상기 제2 전도성 층, 및
상기 제2 유전체 층을 통한 제1 비아들로서, 상기 제1 반경 방향 전도체의 각각은 상기 제2 반경 방향 전도체들 중 대응하는 전도체에 적어도 하나의 각각의 제1 비아를 통해서 전기적으로 연결되는, 상기 제1 비아들
을 포함하는, 상기 제1 서브조립체; 및
상기 제1 유전체 층의 제2 측 상에 배치된 제2 서브조립체로서, 상기 제2 서브조립체는,
제3 유전체 층,
상기 제3 유전체 층의 제1 측 상에 배치된 제3 전도성 층으로서, 상기 제3 전도성 층은 상기 권선의 제2 부분을 형성하는 제3 전도성 트레이스들을 포함하고, 상기 제3 전도성 트레이스들은,
제3 반경 방향 전도체들로서, 상기 제3 반경 방향 전도체의 각각은 상기 제1 반경 방향 거리와 상기 제2 반경 방향 거리 사이에서 적어도 반경 방향으로 연장되는, 상기 제3 반경 방향 전도체들, 및
제2 전도성 단부 턴들로서, 상기 제2 전도성 단부 턴의 각각은 상기 제3 반경 방향 전도체의 각각의 쌍을 상호 연결하는, 상기 제2 전도성 단부 턴들
을 포함하는, 상기 제3 전도성 층, 및
상기 제3 유전체 층의 제2 측 상에 배치된 제4 전도성 층으로서, 상기 제4 전도성 층은 제4 반경 방향 전도체들을 포함하는 제4 전도성 트레이스들을 포함하고, 상기 제4 반경 방향 전도체의 각각은 상기 제1 반경 방향 거리와 상기 제2 반경 방향 거리 사이에서 적어도 반경 방향으로 연장되는, 상기 제4 전도성 층, 및
상기 제3 유전체 층을 관통하는 제2 비아들로서, 상기 제3 반경 방향 전도체의 각각은 상기 제4 반경 방향 전도체들 중 대응하는 전도체에 적어도 하나의 각각의 제2 비아를 통해서 전기적으로 연결되는, 상기 제2 비아들
을 포함하는, 상기 제2 서브조립체를 포함하되,
상기 권선의 상기 제1 부분은 상기 권선의 상기 제2 부분과 직렬로 연결되고,
상기 권선의 상기 제1 부분과 상기 제2 부분은 상기 권선의 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분의 각각을 통해서 동일한 양의 전류가 흐르도록 구성되고 배열되고,
상기 제1 서브조립체는 상기 권선의 제3 부분을 더 포함하고, 상기 권선의 상기 제3 부분은 상기 권선의 상기 제1 부분을 포함하고,
상기 권선의 상기 제3 부분은 상기 제1 서브조립체의 제1 영역을 적어도 한번 둘러싸고,
상기 제2 서브조립체는 상기 권선의 제4 부분을 포함하며,
상기 권선의 상기 제4 부분은 상기 권선의 상기 제2 부분을 포함하고,
상기 권선의 상기 제4 부분은 상기 제2 서브조립체의 제2 영역을 적어도 한번 둘러싸는, 평면 복합 구조체(PCS).
축방향 자속 모터 또는 발전기에 사용하기 위한 평면 복합 구조체(PCS)로서,
제1 유전체 층;
상기 제1 유전체 층의 제1 측 상의 제1 전도성 층으로서, 상기 제1 전도성 층은 제1 전도성 트레이스들을 포함하고, 상기 제1 전도성 트레이스들은,
제1 반경 방향 거리보다 더 큰 제2 반경 방향 거리까지 반경 방향으로 연장되는 제1 반경 방향 전도체, 및
제1 전도성 단부 턴들로서, 상기 제1 전도성 단부 턴의 각각은 상기 제1 반경 방향 전도체의 각각의 쌍을 상호 연결하는, 상기 제1 전도성 단부 턴들
을 포함하는, 상기 제1 전도성 층;
상기 제1 유전체 층의 제2 측 상의 제2 전도성 층으로서, 상기 제2 전도성 층은 제2 전도성 트레이스들을 포함하고, 상기 제2 전도성 트레이스들은,
상기 제1 반경 방향 거리에서부터 상기 제2 반경 방향 거리까지 반경 방향으로 연장되는 제2 반경 방향 전도체들, 및
제2 전도성 단부 턴들로서, 상기 제2 전도성 단부 턴의 각각은 상기 제2 반경 방향 전도체의 각각의 쌍을 상호 연결하는, 상기 제2 전도성 단부 턴들
을 포함하는 제2 전도성 층;
상기 제1 유전체 층을 관통하는 제1 블라인드 또는 매설 비아들로서, 상기 제1 반경 방향 전도체의 각각은 적어도 하나의 각각의 제1 블라인드 또는 매설 비아를 통해서 상기 제2 반경 방향 전도체들 중 대응하는 전도체에 전기적으로 연결되는, 상기 제1 블라인드 또는 매설 비아들;
제2 유전체 층;
상기 제2 유전체 층의 제1 측 상에 있는 제3 전도성 층으로서, 상기 제3 전도성 층은 제3 전도성 트레이스들을 포함하고, 상기 제3 전도성 트레이스들은,
상기 제1 반경 방향 거리에서부터 상기 제2 반경 방향 거리까지 반경 방향으로 연장되는 제3 반경 방향 전도체들, 및
제3 전도성 단부 턴들로서, 상기 제3 전도성 단부 턴의 각각은 상기 제3 반경 방향 전도체의 각각의 쌍을 상호 연결하는, 상기 제3 전도성 단부 턴들
을 포함하는, 제3 전도성 층;
상기 제2 유전체 층의 제2 측 상에 있는 제4 전도성 층으로서, 상기 제4 전도성 층은 제4 전도성 트레이스들을 포함하고, 상기 제4 전도성 트레이스들은,
상기 제1 반경 방향 거리에서부터 상기 제2 반경 방향 거리까지 반경 방향으로 연장되는 제4 반경 방향 전도체들, 및
제4 전도성 단부 턴들로서, 상기 제4 전도성 단부 턴의 각각은 상기 제4 반경 방향 전도체의 각각의 쌍을 상호 연결하는, 상기 제4 전도성 단부 턴들
을 포함하는 상기 제4 전도성 층;
상기 제2 유전체 층을 관통하는 제2 블라인드 또는 매설 비아들로서, 상기 제3 반경 방향 전도체는 적어도 하나의 각각의 제2 블라인드 또는 매설 비아를 통해서 상기 제4 반경 방향 전도체들 중 대응하는 전도체에 전기적으로 연결되는, 상기 제2 블라인드 또는 매설 비아들; 및
상기 제2 전도성 층과 상기 제3 전도성 층 사이의 제3 유전체 층
을 포함하는, 평면 복합 구조체(PCS).
제25항에 있어서,
상기 제1 반경 방향 전도체, 상기 제2 반경 방향 전도체, 상기 제1 전도성 단부 턴 및 상기 제2 전도성 단부 턴은, 통전될 때, 상기 모터 또는 발전기의 제1 위상에 대해 자속을 생성하는 권선의 제1 부분에 대한 전기 경로를 수립하고;
상기 제3 반경 방향 전도체, 상기 제4 반경 방향 전도체, 상기 제3 전도성 단부 턴 및 상기 제4 전도성 단부 턴은 상기 권선의 제2 부분에 대한 전기 경로를 수립하고;
상기 권선의 상기 제1 부분은 상기 권선의 상기 제2 부분과 직렬로 연결되는, 평면 복합 구조체(PCS).
축 방향 자속 모터 또는 발전기에 사용하기 위한 평면 복합 구조체(PCS)로서,
제1 반경 방향 거리에서부터 상기 제1 반경 방향 거리보다 더 큰 제2 반경 방향 거리까지 반경 방향으로 연장되는 제1 반경 방향 전도체, 제1 단부 턴 전도체 및 제2 단부 턴 전도체를 포함하는 제1 전도성 층을 포함하는 제1 서브조립체를 포함하고;
상기 제1 단부 턴 전도체는 제1 그룹의 상기 제1 반경 방향 전도체를 상호 연결하여 상기 축 방향 자속 모터 또는 발전기의 제1 위상에 대한 제1 권선을 형성하고,
상기 제2 단부 턴 전도체는 제2 그룹의 상기 제1 반경 방향 전도체를 상호 연결하여 상기 축 방향 자속 모터 또는 발전기의 제2 위상에 대한 제2 권선을 형성하고,
상기 제1 서브조립체는 제1 단부 턴 전도체보다 더 많은 제2 단부 턴 전도체를 포함하는, 평면 복합 구조체(PCS).
제27항에 있어서,
상기 제1 전도성 층과 상이하고, 제2 반경 방향 전도체, 제3 단부 턴 전도체 및 제4 단부 턴 전도체를 포함하는 제2 전도성 층을 포함하는 제2 서브조립체를 더 포함하되,
상기 제3 단부 턴 전도체는 제1 그룹의 상기 제2 반경 방향 전도체를 상호 연결하여 상기 축 방향 자속 모터 또는 발전기의 상기 제1 위상에 대해서 제3 권선을 형성하고,
상기 제4 단부 턴 전도체는 제2 그룹의 상기 제2 반경 방향 전도체를 상호 연결하여 상기 축 방향 자속 모터 또는 발전기의 상기 제2 위상에 대해서 제4 권선을 형성하고,
상기 제1 서브조립체는 제4 단부 턴 전도체보다 더 많은 제3 단부 턴 전도체를 포함하는, 평면 복합 구조체(PCS).
제28항에 있어서,
상기 제3 권선은 상기 제1 권선과 직렬로 연결되고;
상기 제4 권선은 상기 제2 권선과 직렬로 연결되는, 평면 복합 구조체(PCS).
제28항에 있어서,
상기 제1 단부 턴 전도체의 수에 상기 제3 단부 턴 전도체의 수를 더한 것은 상기 제2 단부 턴 전도체의 수에 상기 제4 단부 턴 전도체의 수를 더한 것과 같은, 평면 복합 구조체(PCS).
제27항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 단부 턴 전도체는 제1 내부 단부 턴 전도체 및 제1 외부 단부 턴 전도체를 포함하고;
상기 제2 단부 턴 전도체는 제2 내부 단부 턴 전도체 및 제2 외부 단부 턴 전도체를 포함하고;
상기 제1 내부 단부 턴 전도체 각각은 상기 제1 반경 방향 거리에서 상기 제1 반경 방향 전도체의 각 쌍의 부분들을 전기적으로 상호 연결시키고;
상기 제1 외부 단부 턴 전도체 각각은 상기 제2 반경 방향 거리에서 상기 제1 반경 방향 전도체의 각 쌍의 부분들을 전기적으로 상호 연결시키고;
상기 제2 내부 단부 턴 전도체 각각은 상기 제1 반경 방향 거리에서 상기 제1 반경 방향 전도체의 각 쌍의 부분들을 전기적으로 상호 연결시키고;
상기 제2 외부 단부 턴 전도체 각각은 상기 제2 반경 방향 거리에서 상기 제1 반경 방향 전도체의 각 쌍의 부분들을 전기적으로 상호 연결시키고;
상기 제1 서브조립체는 제2 내부 단부 턴 전도체와 동일한 수의 제1 내부 단부 턴 전도체를 포함하고;
상기 제1 서브조립체는 제1 외부 단부 턴 전도체보다 더 많은 제2 외부 단부 턴 전도체를 포함하는, 평면 복합 구조체(PCS).