KR102597645B1 - 냉각모듈을 포함하는 모터 및 모터 냉각 시스템 - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 따른 모터는, 회전축을 중심으로 회전 가능한 회전자; 상기 회전자를 둘러싸는 고정자; 상기 고정자 내부에 감기며 전류에 의해 자기장을 형성하여 상기 회전자를 회전시키는 권선; 및 상기 고정자의 단부에 결합되는 냉각케이스;를 포함하고, 상기 냉각케이스는 상기 고정자의 단부 외측으로 돌출된 상기 권선의 팁 부분을 둘러싸도록 형성되고, 외부로부터 순환하는 냉각 유체를 이용하여 상기 권선을 냉각할 수 있다.

Description

냉각모듈을 포함하는 모터 및 모터 냉각 시스템{Motor and Motor cooling system including cooling module}
냉각모듈을 포함하는 모터 및 모터 냉각 시스템이 개시된다. 구체적으로, 냉각유체를 사용하여 밀폐된 권선 팁을 냉각하는 냉각모듈과 이러한 냉각모듈이 구비되는 모터 및 냉각유체를 순환시키면서 열교환을 일으키는 모터 냉각 시스템이 개시된다.
일반적으로, 모터는 고정자와 회전자로 구성되어 있다. 고정자에는 권선들이 감겨 있으며 감겨있는 권선들에 전류가 흐르면 자기장을 형성할 수 있다. 이와 같이 자기장이 발생하면, 회전자는 회전하여 모터의 동력을 발생시킨다. 이때, 권선에 전류가 흘러 생기는 전기적 손실과 모터의 회전에 따라 발생하는 기계적 손실에 의해 모터 내부에서 열이 발생하게 된다. 특히, 모터가 작동될 때, 일반적으로 모터의 축 방향으로 돌출된 권선의 끝 부분에서 가장 높은 열이 발생한다. 모터는 이러한 열에 대한 적절한 냉각이 이루어지지 않으면 베어링의 수명이 단축되거나, 내부 절연부가 열화되어 절연파손되는 등의 문제가 발생할 수 있다. 결국, 이러한 문제들은 모터의 성능에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 모터의 성능을 개선하기 위해서는 모터 내부에서 발생하는 열을 효율적으로 냉각할 필요가 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지 기술이라고 할 수는 없다.
일본 등록특허공보 제5267750호
일 실시예에 따른 목적은 모터의 권선 팁 전체를 둘러싸고 내부에 냉각 오일이 수용 가능한 냉각케이스를 이용하여 권선 팁을 냉각하고, 모터의 냉각효율을 향상시킴으로써 궁극적으로 모터의 성능을 개선할 수 있는 모터 및 모터 냉각 시스템을 제공하는 것이다.
실시 예들에서 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 모터는, 회전축을 중심으로 회전 가능한 회전자; 상기 회전자를 둘러싸는 고정자; 상기 고정자 내부에 감기며 전류에 의해 자기장을 형성하여 상기 회전자를 회전시키는 권선; 및 상기 고정자의 단부에 결합되는 냉각케이스;를 포함하고, 상기 냉각케이스는 상기 고정자의 단부 외측으로 돌출된 상기 권선의 팁 부분을 둘러싸도록 형성되고, 외부로부터 순환하는 냉각 유체를 이용하여 상기 권선을 냉각할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 냉각케이스는, 상기 권선의 팁 부분을 밀폐하도록 둘러싸는 수용부; 외부에서 상기 수용부로 냉각유체의 유입을 허용하는 유입구; 및 상기 수용부에서 외부로 냉각유체를 배출하는 유출구;를 포함하고, 상기 냉각유체는 상기 수용부를 이동하면서 상기 권선과 외부 사이에서 열교환을 일으킬 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 유입구 및 상기 유출구는 상기 냉각케이스의 외측면 상에서 서로 대향하도록 배치될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 유입구 및 상기 유출구는 상기 냉각케이스의 외측면 상에서 서로 인접하도록 배치될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 고정자는, 상기 고정자의 양 단부에 각각 적층되는 도넛 형상의 단부판; 및 상기 단부판에 형성되는 복수 개의 권취부;를 포함하고, 상기 권선은 상기 권선의 팁 부분이 상기 단부의 외측으로 돌출되도록 양 단부에 걸쳐 상기 단부판에 권취되며, 상기 권취부는 상기 고정자의 내부 또는 외부로 상기 권선의 통과만을 허용할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 냉각모듈은, 모터를 구성하는 고정자의 양 단부에 각각 적층되고 권선이 권취되는 단부판; 상기 단부판에 형성되고 상기 권선의 통과만을 허용하는 복수 개의 권취부; 상기 고정자의 단부에 결합되는 냉각케이스의 내측에 링 형상의 개구를 형성하고 상기 단부의 외측으로 돌출된 권선의 팁 부분을 둘러싸는 수용부; 상기 모터의 외부에서 상기 수용부로 냉각유체의 유입을 허용하는 유입구; 및 상기 수용부에서 외부로 냉각유체를 배출하는 유출구;를 포함하고, 상기 단부판과 상기 수용부는 대응하도록 결합하여 상기 권선의 팁을 밀폐시키고, 상기 냉각유체는 상기 수용부를 따라 이동하면서 상기 권선과 외부 사이에서 열교환을 일으킬 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 유입구 및 상기 유출구는 상기 냉각케이스의 외측면 상에서 서로 대향하도록 배치될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 유입구 및 상기 유출구는 상기 냉각케이스의 외측면 상에서 서로 인접하도록 배치될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 모터 냉각 시스템은, 냉각유체가 유입되는 모터; 상기 모터로부터 외부로 배출된 냉각유체를 여과하는 필터; 및 상기 모터의 열을 흡수한 냉각유체를 냉각하는 쿨러;를 포함하고, 상기 쿨러에 의해 냉각된 냉각유체는 다시 상기 모터로 유입되어 상기 모터를 냉각하며, 상기 모터는, 회전축을 중심으로 회전 가능한 회전자; 상기 회전자를 둘러싸는 고정자; 상기 고정자 내부에 감기며 전류에 의해 자기장을 형성하여 상기 회전자를 회전시키는 권선; 및 상기 고정자의 단부 외측으로 돌출된 상기 권선의 팁 부분을 둘러싸도록 상기 고정자의 단부에 결합되는 냉각케이스;를 포함하고, 상기 냉각유체는 상기 냉각케이스 내부를 통과하면서, 상기 권선에서 발생하는 열을 흡수할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 모터 냉각 시스템은, 상기 냉각 유체를 상기 필터에서 상기 쿨러로 이동시키거나, 상기 쿨러에서 상기 모터로 이동시키는 펌프를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 모터 및 모터 냉각 시스템에 의하면, 모터의 권선 팁 전체를 둘러싸고 내부에 냉각 오일이 수용 가능한 냉각케이스를 이용하여 권선 팁을 냉각하고, 모터의 냉각효율을 향상시킴으로써 궁극적으로 모터의 성능을 개선할 수 있는 효과가 있다.
일 실시예에 따른 모터 및 모터 냉각 시스템의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 모터를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 모터의 고정자를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 모터의 냉각케이스를 도시한다.
도 4는 도 3의 냉각케이스와 상이한 구조를 갖는 냉각케이스를 도시한다.
도 5는 일 실시예에 따른 모터 냉각 시스템을 개략적으로 도시한다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 모터(10)를 도시한다.
도 1을 참조하여, 일 실시예에 따른 모터(10)는 회전자(101), 고정자(102), 권선(103) 및 냉각케이스(104)를 포함한다.
회전자(101)는 모터(10)의 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 예를 들어, 회전자(101)는 원기둥 형상일 수 있다.
고정자(102)는 상기 회전자(101)를 둘러쌀 수 있다. 예를 들어, 고정자(102)는 중공의 원기둥 형상일 수 있다.
권선(103)은 상기 고정자(102) 내부에 감기며 전류에 의해 자기장을 형성할 수 있다. 권선(103)이 형성한 자기장은 상기 회전자(101)를 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 권선(103)은 코일로 마련될 수 있다. 또한, 권선(103)은 도 1에 도시된 바와 같이 팁 부분이 고정자(102)의 단부 외측으로 돌출되도록 권취될 수 있다. 이때, 도 1에는 도시되지 않았지만, 권선(103)의 팁이 고정자(102)의 전방 단부뿐만 아니라 후방 단부로부터 외측으로 돌출될 수 있다.
냉각케이스(104)는 상기 고정자(102)의 단부에 결합될 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 냉각케이스(104)는 고정자(102)의 양단부에 각각 결합될 수 있다. 이때, 냉각케이스(104)는 상기 돌출된 권선(103)의 팁 부분을 둘러쌀 수 있다. 또한, 냉각케이스(104)의 내부는 냉각 유체를 수용할 수 있다. 냉각 유체는 냉각케이스(104)의 내부를 이동하면서 권선(103)의 팁 부분을 냉각할 수 있다.
이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 권선(103)을 냉각하기 위한 고정자(102) 및 냉각케이스(104)의 구조에 관해 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 일 실시예에 따른 모터(10)의 고정자(102)를 도시한다.
도 2(a)는 고정자(102)의 정면도이고, 도 2(b)는 도 2(a)의 선 B-B를 따라 절단된 고정자(102)의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 고정자(102)는 단부판(1021), 권취부(1022) 및 노출부(1023)를 포함한다.
도 2(a)를 참조하여, 단부판(1021)은 도넛 모양으로 형성될 수 있다. 단부판(1021)은 고정자(102)의 양 단부를 구성할 수 있다. 또는, 단부판(1021)은 한 쌍으로 마련되는 도넛 형상의 평판으로, 고정자(102)의 전방 및 후방 단부에 각각 적층될 수 있다.
권취부(1022)는 상기 단부판(1021)에 형성될 수 있다. 권취부(1022)는 사각 또는 원형의 관통홀이며, 단부판(1021)에 복수 개가 형성될 수 있다. 권선(103)은 이러한 권취부(1022)를 통해 고정자(102)에 권취될 수 있다. 예를 들어, 하나의 권선(103)은 전방 단부판(1021)에 형성된 한 쌍의 권취부(1022) 및 상기 전방 단부판(1021)의 권취부(1022)와 고정자(102)의 길이 방향으로 대응하는 위치에 형성된 후방 단부판(1021)의 한 쌍의 권취부(1022)에 걸쳐 권취될 수 있다. 도 1의 모터(10)는 모든 권취부(1022)에 권선(103)이 권취된 모습을 나타낸다. 이때, 도 1에 도시된 바와 같이, 권선의 일부가 전방 또는 후방 단부판(1021)의 외측으로 돌출될 수 있으며, 여기서는 이를 권선의 팁이라고 지칭한다.
또한, 권취부(1022)는 상기 권선만 통과 가능한 형상 및 치수로 형성될 수 있다. 즉, 권취부(1022)는 권선 이외에 냉각유체 등을 포함한 다른 물질이 고정자 내부로 유입되는 것을 허용하지 않는다.
결국, 고정자(102)의 양 단부에 각각 냉각케이스(104)가 결합되면, 권선(103)의 팁 부분은 단부판(1021) 및 냉각케이스(104) 사이에서 밀폐될 수 있다.
도 2(b)를 참조하여, 노출부(1023)는 고정자(102)의 내측면에 형성될 수 있다. 노출부(1023)는 복수 개의 길쭉한 개구로 마련될 수 있다. 이러한 노출부(1023)는 상기 권취부(1022)를 통해 고정자(102)에 권취된 권선을 회전자(101)의 외측면에 대해 노출시킬 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 냉각케이스(104)의 결합에 의해 권선(103)의 팁이 밀폐되더라도, 권선이 생성하는 자기장은 노출부(1023)를 통해 회전자(101)에 전달될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 모터(10)의 냉각케이스(104)를 도시한다.
도 3(a)는 냉각케이스(104)의 정면도이고, 도 3(b)는 냉각케이스(104)의 배면도이다.
도 3을 참조하면, 냉각케이스(104)는 수용부(1041), 유입구(1042), 유출구(1043) 및 결합부(1044)를 포함한다.
수용부(1041)는 권선(103)의 팁 부분을 수용할 수 있다. 냉각케이스(104)가 고정자(102)에 결합되면, 수용부(1041)는 팁 부분을 밀폐하도록 둘러싼다. 또한, 수용부(1041)는 냉각유체를 수용할 수 있다. 이때, 냉각유체는 수용부(1041)를 따라 이동할 수 있다.
유입구(1042)는 냉각케이스(104)의 일측에 형성될 수 있다. 유입구(1042)는 냉각케이스(104)의 외부와 수용부(1041)를 연통시킬 수 있다. 이에 따라, 외부에서 수용부(1041)로 냉각유체가 유입될 수 있다.
유출구(1043)는 냉각케이스(104)의 타측에 형성될 수 있다. 예를 들어, 유출구(1043)는 냉각케이스(104)의 외측면 상에서 유입구(1042)와 대향하도록 배치될 수 있다. 이러한 유출구(1043) 또한 냉각케이스(104)의 외부와 수용부(1041)를 연통시킬 수 있다. 이에 따라, 수용부(1041)로부터 외부로 냉각유체가 배출될 수 있다.
결합부(1044)는 냉각케이스(104)의 외측면 또는 내측면에 복수 개가 형성될 수 있다. 이러한 결합부(1044)는 각각 고정자(102) 단부의 외측면 또는 내측면에 결합될 수 있다. 이에 따라, 냉각케이스(104)는 권선(103)의 팁을 밀폐한 상태로 고정자(102)의 단부에 고정될 수 있다.
도 3(b)에 도시된 바와 같이, 냉각유체는 유입구(1042)를 통해 수용부(1041)로 진입하여 화살표 방향으로 수용부(1041)를 따라 이동할 수 있다. 이때, 냉각유체는 수용부(1041)에 의해 밀폐된 권선(103)의 팁과 접촉하면서 권선(103)에서 발생하는 열을 흡수할 수 있다. 열을 흡수한 냉각유체는 화살표 방향을 따라 이동하여 유출구(1043)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 냉각유체는 외부에서 열을 방출하고 다시 냉각케이스(104)로 순환할 수 있다.
전술한 바와 같이, 냉각케이스(104)는 권선(103)의 팁을 밀폐시키고, 냉각유체가 팁과 접촉 가능하도록 수용하여, 권선(103)의 팁을 냉각시킬 수 있다. 또한, 냉각유체가 외부 및 냉각케이스(104)를 순환 가능하도록 형성되어 권선(103)과 외부 사이에서 열교환을 일으킬 수 있다.
도 4는 도 3의 냉각케이스(104)와 상이한 구조를 갖는 냉각케이스(114)를 도시한다.
도 4(a)는 냉각케이스(114)의 정면도이고, 도 4(b)는 냉각케이스(114)의 배면도이다.
도 4를 참조하면, 냉각케이스(114)는 수용부(1141), 유입구(1143), 유출구(1142) 및 결합부(1144)를 포함한다.
수용부(1141)는 권선(103)의 팁 부분을 수용할 수 있다. 냉각케이스(114)가 고정자(102)에 결합되면, 수용부(1141)는 팁 부분을 밀폐하도록 둘러싼다. 또한, 수용부(1141)는 냉각유체를 수용할 수 있다. 이때, 냉각유체는 수용부(1141)를 따라 이동할 수 있다.
유입구(1143)는 냉각케이스(114)의 일측에 형성될 수 있다. 유입구(1143)는 냉각케이스(114)의 외부와 수용부(1141)를 연통시킬 수 있다. 이에 따라, 외부에서 수용부(1141)로 냉각유체가 유입될 수 있다.
유출구(1142)는 냉각케이스(114)의 타측에 형성될 수 있다. 예를 들어, 유출구(1142)는 냉각케이스(114)의 외측면 상에서 유입구(1143)와 인접하도록 배치될 수 있다. 이러한 유출구(1142) 또한 냉각케이스(114)의 외부와 수용부(1141)를 연통시킬 수 있다. 이에 따라, 수용부(1141)로부터 외부로 냉각유체가 배출될 수 있다.
결합부(1144)는 냉각케이스(114)의 외측면 또는 내측면에 복수 개가 형성될 수 있다. 이러한 결합부(1144)는 각각 고정자(102) 단부의 외측면 또는 내측면에 결합될 수 있다. 이에 따라, 냉각케이스(114)는 권선(103)의 팁을 밀폐한 상태로 고정자(102)의 단부에 고정될 수 있다.
도 4(b)에 도시된 바와 같이, 냉각유체는 유입구(1143)를 통해 수용부(1141)로 진입하여 화살표 방향으로 수용부(1141)를 따라 이동할 수 있다. 이때, 냉각유체는 수용부(1141)에 의해 밀폐된 권선(103)의 팁과 접촉하면서 권선(103)에서 발생하는 열을 흡수할 수 있다. 열을 흡수한 냉각유체는 화살표 방향을 따라 이동하여 유출구(1142)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 냉각유체는 외부에서 열을 방출하고 다시 냉각케이스(114)로 순환할 수 있다.
전술한 바와 같이, 냉각케이스(114)는 권선(103)의 팁을 밀폐시키고, 냉각유체가 팁과 접촉 가능하도록 수용하여, 권선(103)의 팁을 냉각시킬 수 있다. 또한, 냉각유체가 외부 및 냉각케이스(114)를 순환 가능하도록 형성되어 권선(103)과 외부 사이에서 열교환을 일으킬 수 있다.
또한, 전술한 고정자(102) 및 냉각케이스(104)의 구성 요소들을 통합하여 냉각모듈을 구성할 수 있다.
예를 들어, 냉각모듈은 단부판(1021), 권취부(1022), 수용부(1041), 유입구(1042) 및 유출구(1043)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 단부판(1021)은 모터(10)를 구성하는 고정자(102)의 양 단부에 각각 적층되고, 권선(103)이 권취될 수 있다.
권취부(1022)는 단부판(1021)에 복수 개가 형성될 수 있다. 이러한 권취부(1022)는 권선(103)의 통과만을 허용할 수 있다.
수용부(1041)는 고정자(102)의 단부에 결합되는 냉각케이스(104)의 내측에 링 형상의 개구를 형성하고 단부의 외측으로 돌출된 권선(103)의 팁 부분을 둘러쌀 수 있다.
유입구(1042)는 모터(10)의 외부에서 수용부(1041)로 냉각유체의 유입을 허용할 수 있다.
유출구(1043)는 수용부(1041)에서 외부로 냉각유체를 배출할 수 있다.
이때, 유입구(1042) 및 유출구(1043)는 냉각케이스(104)의 외측면 상에서 서로 대향하도록 배치되거나 서로 인접하도록 배치될 수 있다.
전술한 바와 같이 구성되는 냉각모듈은 단부판(1021)과 수용부(1041)가 대응하도록 결합하여 권선(103)의 팁을 밀폐시킬 수 있다. 또한, 냉각유체는 수용부(1041)를 따라 이동하면서 권선(103)과 외부 사이에서 열교환을 일으킬 수 있다.
이하에서는 전술한 냉각모듈이 구비된 모터(10)를 냉각하는 모터 냉각 시스템(1)에 대해 설명한다.
도 5는 일 실시예에 따른 모터 냉각 시스템(1)을 개략적으로 도시한다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 모터 냉각 시스템(1)은 모터(10), 필터(20), 펌프(30) 및 쿨러(40)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 모터(10)는 내부에서 순환하는 냉각 유체를 수용할 수 있다.
또한, 모터(10)는 회전자(101), 고정자(102), 권선(103) 및 냉각케이스(104)를 포함할 수 있다. 이때, 회전자(101), 고정자(102), 권선(103) 및 냉각케이스(104)는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 모터(10)의 회전자(101), 고정자(102), 권선(103) 및 냉각케이스(104)와 동일한 구성일 수 있다.
회전자(101)는 회전축을 중심으로 회전할 수 있다.
고정자(102)는 회전자(101)를 둘러쌀 수 있다.
권선(103)은 고정자(102) 내부에 감기며 전류에 의해 자기장을 형성하여 회전자(101)를 회전시킬 수 있다.
냉각케이스(104)는 고정자(102)의 단부 외측으로 돌출된 권선(103)의 팁 부분을 둘러싸도록 고정자(102)의 단부에 결합될 수 있다. 이때, 고정자(102)의 단부 및 냉각케이스(104) 사이에서 권선(103)의 팁이 밀폐될 수 있다. 또한, 냉각케이스(104)는 내부에 냉각유체를 수용할 수 있다. 냉각유체는 냉각케이스(104)의 내부를 통과하면서 권선(103)의 팁과 접촉하고, 권선(103)에서 발생하는 열을 흡수할 수 있다. 또한, 열을 흡수한 냉각유체는 필터(20), 펌프(30) 및 쿨러(40)를 거치면서 권선(103)으로부터 흡수한 열을 방출하고 다시 모터(10)를 냉각하기 위해 냉각케이스(104) 내부로 유입될 수 있다.
필터(20)는 모터(10)로부터 배출된 냉각유체를 여과할 수 있다.
펌프(30)는 필터(20)와 쿨러(40) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 펌프(30)는 냉각유체를 필터(20)에서 쿨러(40)로 이동시킬 수 있다. 또한, 펌프(30)는 쿨러(40)와 모터(10) 사이에 추가적으로 배치될 수 있다. 이러한 펌프(30)는 냉각유체를 쿨러(40)에서 모터(10)로 이동시킬 수 있다. 즉, 냉각유체는 펌프(30)에 의해 냉각케이스(104)의 유입구(1042)를 향해 이동될 수 있다.
쿨러(40)는 모터(10)의 열을 흡수한 냉각 유체를 냉각할 수 있다. 쿨러(40)에 의해 냉각된 냉각유체는 다시 모터(10)의 냉각케이스(104) 내부로 유입되어 권선(103) 팁 부분의 열을 흡수함으로써 모터(10)를 냉각할 수 있다.
전술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 모터 냉각 시스템(1)은 모터(10)를 효과적으로 냉각시키기 위해 냉각유체를 순환시킬 수 있다. 이때, 냉각유체는 모터(10)의 냉각케이스(104) 내부로 유입되어 권선(103)의 열을 흡수하고, 냉각케이스(104) 외부로 배출될 수 있다. 배출된 냉각유체는 필터(20), 펌프(30) 및 쿨러(40)를 거치면서 흡수한 열을 방출할 수 있다. 냉각된 냉각유체는 다시 냉각케이스(104) 내부로 유입되어 모터(10)를 냉각할 수 있다.
일 실시예에 따른 모터(10) 및 이를 포함하는 모터 냉각 시스템(1)은 모터(10)의 고정자(102) 단부에 권선(103) 팁 부분을 밀폐하는 냉각케이스(104)가 결합되어 모터(10)에서 발생한 열, 특히 권선(103)에서 발생하는 열을 효과적으로 냉각할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 모터(10) 및 이를 포함하는 모터 냉각 시스템(1)은 전술한 냉각모듈을 구비함으로써 냉각유체를 사용하여 권선(103)의 팁을 오일 쿨링할 수 있으며, 모터(10) 내부로 냉각유체가 유출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이러한 구조의 모터(10) 및 모터 냉각 시스템(1)은 분사 방식에 비해 요구되는 냉각유체의 압력이 낮아 제작이 용이하다.
결과적으로, 일 실시예에 따른 모터(10) 및 이를 포함하는 모터 냉각 시스템(1)은 권선(103)의 팁 부분 전체가 오일에 잠기게 하는 냉각모듈을 구비함으로써 균일하고 높은 냉각 성능을 가질 수 있으며, 모터(10)의 성능 저하를 예방할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1: 모터 냉각 시스템
10: 모터
101: 회전자
102: 고정자
1021: 단부판
1022: 권취부
1023: 노출부
103: 권선
104: 냉각케이스
1041: 수용부
1042: 유입구
1043: 유출구
1044: 결합부
114: 냉각케이스
1141: 수용부
1142: 유출구
1143: 유입구
1144: 결합부
20: 필터
30: 펌프
40: 쿨러

Claims (10)

  1. 회전축을 중심으로 회전 가능한 회전자;
    상기 회전자를 둘러싸는 고정자;
    상기 고정자 내부에 감기며 전류에 의해 자기장을 형성하여 상기 회전자를 회전시키는 권선; 및
    상기 고정자의 단부에 결합되는 냉각케이스;
    를 포함하고,
    상기 냉각케이스는 상기 고정자의 단부 외측으로 돌출된 상기 권선의 팁 부분을 둘러싸도록 형성되고, 외부로부터 순환하는 냉각 유체를 이용하여 상기 권선을 냉각하며,
    상기 고정자는,
    상기 고정자의 양 단부에 각각 적층되는 도넛 형상의 단부판;
    상기 단부판에 형성되는 복수 개의 권취부; 및
    상기 고정자의 내측면에 형성되는 노출부;
    를 포함하고,
    상기 권선은 상기 권선의 팁 부분이 상기 단부의 외측으로 돌출되도록 양 단부에 걸쳐 상기 단부판에 권취되며,
    상기 권취부는 상기 고정자의 내부 또는 외부로 상기 권선의 통과만을 허용하고,
    상기 단부판, 권취부, 및 노출부는 일체로 구성되며,
    상기 노출부는 상기 권선이 생성하는 자기장이 상기 회전자에 전달될 수 있도록 상기 권선을 상기 회전자의 외측면에 대해 노출시키며,
    상기 냉각케이스는,
    상기 권선의 팁 부분을 밀폐하도록 둘러싸는 수용부;
    외부에서 상기 수용부로 냉각유체의 유입을 허용하는 유입구; 및
    상기 수용부에서 외부로 냉각유체를 배출하는 유출구;
    를 포함하고,
    상기 냉각유체는 상기 수용부를 이동하면서 상기 권선과 외부 사이에서 열교환을 일으키며,
    상기 유입구 및 상기 유출구는 상기 냉각케이스의 외측면 상에서 서로 인접하도록 배치되는, 모터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 모터를 구성하는 고정자의 양 단부에 각각 적층되고, 권선이 권취되는 단부판;
    상기 단부판에 형성되고 상기 권선의 통과만을 허용하는 복수 개의 권취부;
    상기 고정자의 내측면에 형성되는 노출부;
    상기 고정자의 단부에 결합되는 냉각케이스의 내측에 링 형상의 개구를 형성하고 상기 단부의 외측으로 돌출된 권선의 팁 부분을 둘러싸는 수용부;
    상기 모터의 외부에서 상기 수용부로 냉각유체의 유입을 허용하는 유입구; 및
    상기 수용부에서 외부로 냉각유체를 배출하는 유출구;
    를 포함하고,
    상기 단부판과 상기 수용부는 대응하도록 결합하여 상기 권선의 팁을 밀폐시키고,
    상기 냉각유체는 상기 수용부를 따라 이동하면서 상기 권선과 외부 사이에서 열교환을 일으키며,
    상기 단부판, 권취부, 및 노출부는 일체로 구성되며,
    상기 노출부는, 상기 권선이 생성하는 자기장이 상기 노출부를 통해 상기 고정자가 둘러싸는 회전자의 외측면에 전달될 수 있도록 상기 권선을 상기 회전자에 대해 노출시키는, 냉각모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유입구 및 상기 유출구는 상기 냉각케이스의 외측면 상에서 서로 대향하도록 배치되는, 냉각모듈.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 유입구 및 상기 유출구는 상기 냉각케이스의 외측면 상에서 서로 인접하도록 배치되는, 냉각모듈.
  9. 냉각유체가 유입되는 모터;
    상기 모터로부터 외부로 배출된 냉각유체를 여과하는 필터; 및
    상기 모터의 열을 흡수한 냉각유체를 냉각하는 쿨러;
    를 포함하고,
    상기 쿨러에 의해 냉각된 냉각유체는 다시 상기 모터로 유입되어 상기 모터를 냉각하며,
    상기 모터는,
    회전축을 중심으로 회전 가능한 회전자;
    상기 회전자를 둘러싸는 고정자;
    상기 고정자 내부에 감기며 전류에 의해 자기장을 형성하여 상기 회전자를 회전시키는 권선; 및
    상기 고정자의 단부 외측으로 돌출된 상기 권선의 팁 부분을 둘러싸도록 상기 고정자의 단부에 결합되는 냉각케이스;
    를 포함하고,
    상기 냉각유체는 상기 냉각케이스 내부를 통과하면서, 상기 권선에서 발생하는 열을 흡수하며,
    상기 고정자는,
    상기 고정자의 양 단부에 각각 적층되는 도넛 형상의 단부판;
    상기 단부판에 형성되는 복수 개의 권취부; 및
    상기 고정자의 내측면에 형성되는 노출부;
    를 포함하고,
    상기 권선은 상기 권선의 팁 부분이 상기 단부의 외측으로 돌출되도록 양 단부에 걸쳐 상기 단부판에 권취되며,
    상기 권취부는 상기 고정자의 내부 또는 외부로 상기 권선의 통과만을 허용하고,
    상기 단부판, 권취부, 및 노출부는 일체로 구성되며,
    상기 노출부는 상기 권선이 생성하는 자기장이 상기 회전자에 전달될 수 있도록 상기 권선을 상기 회전자의 외측면에 대해 노출시키며,
    상기 냉각케이스는,
    상기 권선의 팁 부분을 밀폐하도록 둘러싸는 수용부;
    외부에서 상기 수용부로 냉각유체의 유입을 허용하는 유입구; 및
    상기 수용부에서 외부로 냉각유체를 배출하는 유출구;
    를 포함하고,
    상기 냉각유체는 상기 수용부를 이동하면서 상기 권선과 외부 사이에서 열교환을 일으키며,
    상기 유입구 및 상기 유출구는 상기 냉각케이스의 외측면 상에서 서로 인접하도록 배치되는, 모터 냉각 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 냉각유체를 상기 필터에서 상기 쿨러로 이동시키거나, 상기 쿨러에서 상기 모터로 이동시키는 펌프를 더 포함하는, 모터 냉각 시스템.
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