KR102629685B1

KR102629685B1 - 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리

Info

Publication number: KR102629685B1
Application number: KR1020220051142A
Authority: KR
Inventors: 이재민; 장익상
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2022-04-26
Filing date: 2022-04-26
Publication date: 2024-01-29
Also published as: EP4270737A1; KR20230151612A; US20230344294A1; CN116961287A

Abstract

본 발명은 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 변칙 코일의 수와 헤어핀 코일의 종류 수를 감소시킬 수 있는 고정자 어셈블리에 관한 것이다.

Description

헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리{STATOR ASSEMBLY OF HAIRPIN WINDING MOTOR}

일반적으로, 친환경 자동차로 불리우는 하이브리드 차량 또는 전기 자동차는 전기 에너지로 회전력을 얻는 전기모터(이하에서는 "구동모터" 라고 한다)에 의해 구동력을 발생시킬 수 있다.

하이브리드 차량은 구동모터의 동력만을 이용하는 순수 전기 자동차 모드인 EV(Electric Vehicle)모드로 주행하거나 엔진과 구동모터의 회전력을 모두 동력으로 이용하는 HEV(Hybrid Electric Vehicle)모드로 주행한다. 그리고 일반적인 전기 자동차는 구동모터의 회전력을 동력으로 이용하여 주행한다.

예를 들면, 친환경 자동차의 동력원으로 이용되는 구동모터는 대부분 영구자석형 동기모터(permanent magnetsynchronous motor: PMSM)를 사용한다. 이와 같이 친환경 자동차의 동력원으로 이용되는 영구자석형 동기모터로서의 구동모터는 기본적으로, 자속을 발생시키는 고정자와, 그 고정자와 일정 공극을 두고 배치되며 회전 운동을 하는 회전자와, 그 회전자에 설치되는 영구자석으로 구성된다.

여기서, 고정자는 고정자 코어의 내주 측에 다수의 슬롯들을 형성하고 있으며, 그 슬롯 내에는 고정자 코일이 권선되어 있다. 이에 고정자 코일에 교류 전류를 인가하게 되면, 고정자에서는 회전 자기장을 발생시키고, 그 회전 자기장에 의하여 회전자에 회전 토크를 발생시킬 수 있다.

한편, 구동모터는 고정자 코일의 권선 방식에 따라 분포 권선형 구동모터와 집중 권선형 구동모터로 구분할 수 있으며, 이 중에서 분포 권선형 구동모터의 고정자는 코일의 권선 방식에 따라 세그먼트 코일 고정자 및 분포권선 코일 고정자로 구분할 수 있다.

세그먼트 코일 고정자는 코일을 사전에 일정한 형상으로 1차 성형한 후 고정자 코어의 슬롯에 삽입하는 방식의 고정자이며, 분포권선 코일 고정자는 코일 뭉치를 고정자 코어의 슬롯에 삽입하는 방식의 고정자이다.

다른 한편, 구동모터의 출력은 고정자 코어에 권선되는 코일의 턴(turn) 수에 비례하는 것으로 알려져 있다. 그러나 코일의 턴 수를 늘리게 되면 필연적으로 고정자 코어나 모터의 사이즈가 커지게 되며, 이는 모터의 소형화를 곤란하게 한다.

따라서, 모터의 사이즈를 늘리지 않고 모터의 출력을 향상시키기 위하여, 고정자 코어에 권선되는 코일의 점적율을 증가시키는 방안이 고려될 수 있다. 다시 말하면, 고정자 코어와 권선 코일 간의 사 공간(dead space)이나 각 코일 간의 사공간을 최소화시켜 코일의 점적율을 높이는 방안이 고려될 수 있다.

이와 같은 맥락에서, 최근에는 코일 권선으로 원형 단면을 가지는 환형 코일(당 업계에서는 "환선" 이라고도 한다)을 사용하는 대신, 사각 단면을 가지는 각형 코일(flat coil)(당 업계에서는 "평각선" 이라고도 한다)을 사용하는 방안이 활발히 모색되고 있다. 각형 코일의 경우는 단면 형태로 인해 환형 코일에 비해 사 공간을 줄이고 점적율을 향상시킬 수 있게 된다.

그러나 각형 코일의 경우 환형 코일에 비해 상대적으로 코일 권선 작업에 어려움이 있게 된다. 이는 각형 코일의 경우 점적율을 극대화하기 위해 환형 코일에 비해 넓은 단면적으로 제작됨으로 인해 강성이 증대되어 권선기등의 사용이 어렵기 때문이다.

이에 분포 권선형 구동모터의 세그먼트 코일 고정자에서 각형 코일의 코일 권선 작업을 용이하게 하는 방법으로, 다수의 분리된 헤어핀(대략 U자 또는 V자 형태)을 고정자 코어의 각 슬롯에 삽입 체결한 후, 각 슬롯에 배치된 헤어핀 간을 순차적으로 용접 접합시킴으로써 고정자 코어의 연속적인 코일 권선을 형성하는 방법이 제안된 바 있다.

이와 같은 방법으로 코일 권선이 형성된 모터를 당 업계에서는 "헤어핀 구동모터" 라고도 한다. 상기한 헤어핀 구동모터의 코일 권선 구조는 권선기로 인한 장치적 한계를 극복하고 각형 코일의 경우에도 비교적 용이하게 코일 권선 작업이 가능한 한편, 코일의 점적율을 높여 고출력 및 소형화 모터의 구현을 가능하게 한다.

상기와 같은 헤어핀 구동모터는 고정자 코어의 슬롯에 헤어핀의 레그를 삽입하고, 그 슬롯 내 반경 방향으로 인접한 레그를 용접하여 연속 권선을 구성하므로, 다른 상의 헤어핀이 인접하는 구간이 발생하게 되는데, 이러한 구간에서는 절연이 취약하여 별도의 절연 구조를 필요로 한다.

종래 기술에서 헤어핀 구동모터의 고정자 권선 구조는 모터의 회전방향과 한 상(예를 들어 U상)의 인출위치가 결정되면, 일정한 패턴으로 각 슬롯에 다른 상(V상, W상)의 위치가 결정될 수 있다. 이 경우 3상 인출부 및 중성점 인출부는 권선 코일의 인출길이를 짧게 하여 헤어핀의 권선 구조를 단순화시키기 위해 상간 피치를 최소화한 규칙의 패턴으로 형성될 수 있다.

그런데, 종래 기술에서는 3상 인출부의 상간 피치를 최소화 한 코일 권선 구조를 가지므로, 고정자 코어의 슬롯에 삽입되는 헤어핀의 삽입 방향에 다른 상들의 헤어핀과 인접한 구간이 발생하게 되고, 그 상간 인접 구간에서 전위치가 가장 큰 구간이 존재하여 모터의 절연문제를 유발할 수 있다.

한국 등록특허공보 제10-0571173호(2006. 04. 07. 등록)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 변칙 코일의 수를 감소시켜 절연성을 강화할 수 있는 고정자 어셈블리를 제공하기 위한 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 예에 따른 고정자 어셈블리는, 다수개의 슬롯이 원주방향을 따라 관통형성되고, 상기 각 슬롯은 반경방향으로 복수개의 레이어를 구비하는 고정자 코어; 및 상기 각 슬롯에 체결 및 상호 접속되어 코일 권선을 형성하는 다수개의 헤어핀 코일;을 포함하고, 상기 다수개의 헤어핀 코일은, 제1 슬롯피치를 가지는 메인 코일; 상기 제1 슬롯피치와 다른 제2 슬롯피치를 가지는 변칙 코일; 및 인출선 코일;을 포함하며, 상기 메인 코일은 상기 각 슬롯의 복수개의 레이어 중 반경방향 최내측 레이어와, 반경방향 최외측 레이어와, 상기 최내측 레이어와 상기 최외측 레이어 사이의 중간 레이어에 배치되고, 상기 인출선 코일은 상기 최내측 레이어와 상기 최외측 레이어에 배치되고, 상기 변칙 코일은 상기 중간 레이어에 배치될 수 있다.

하나의 세트가 2 병렬 회로로 구성되는 2 세트 4 병렬 회로 구성에서, 각 상의 하나의 세트의 서로 다른 병렬 회로를 형성하는 두 헤어핀 코일 다발을 각각 제1 헤어핀 코일 다발과 제2 헤어핀 코일 다발이라 하면, 상기 제1 헤어핀 코일 다발의 변칙 코일인 제1 변칙 코일과 상기 제2 헤어핀 코일 다발의 변칙 코일인 제2 변칙 코일 중 어느 하나는 상기 제1 슬롯피치보다 일 피치 작은 숏-피치를 가지고, 나머지 하나는 상기 제2 슬롯피치보다 일 피치 큰 롱-피치를 가질 수 있다.

상기 제1 변칙 코일의 일측 레그와 상기 제2 변칙 코일의 일측 레그는 각각 동일한 레이어에 위치하고, 상기 제2 변칙 코일의 타측 레그와 상기 제2 변칙 코일의 타측 레그는 각각 동일한 레이어에 위치할 수 있다.

상기 제1 변칙 코일의 헤드부와 상기 제2 변칙 코일의 헤드부는 상하방향으로 소정 이격되어 적층될 수 있다.

상기 제1 변칙 코일과 상기 제2 변칙 코일은 각각 1개씩 구비되어, 각각 상기 고정자 코어의 반경방향 중앙에 배치될 수 있다.

상기 고정자 코어 및 다수개의 헤어핀 코일은 8극 48슬롯을 포함하고 3상 4병렬로 구성되고, 상기 각 슬롯은 8 레이어로 이루어지며, 상기 메인 코일은 극수당 슬롯수인 6피치로 설정될 수 있다.

상기 제1 헤어핀 코일 다발의 상 인출선 코일이 체결된 슬롯을 제1 상 인출슬롯이라 하고, 상기 제1 헤어핀 코일 다발의 중성점 인출선 코일이 체결된 슬롯을 제1 중성점 인출슬롯이라 하고, 상기 제2 헤어핀 코일 다발의 상 인출선 코일이 체결된 슬롯을 제2 상 인출슬롯이라 하고, 상기 제2 헤어핀 코일 다발의 중성점 인출선 코일이 체결된 슬롯을 제2 중성점 인출슬롯이라 하면, 상기 제1 변칙 코일과 상기 제2 변칙 코일 중 어느 하나는 일측 레그가 상기 제1 중성점 인출슬롯에 체결되고 타측 레그가 상기 제1 상 인출슬롯에 체결되고, 나머지 하나는 일측 레그가 상기 제2 중성점 인출슬롯에 체결되고 타측 레그가 상기 제2 상 인출슬롯에 체결될 수 있다.

상기 제1 변칙 코일과 상기 제2 변칙 코일은 각각 1개씩 구비되고, 상기 제1 변칙 코일과 상기 제2 변칙 코일은 각각 최내측으로부터 4번째 레이어와 5번째 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어질 수 있다.

상기 제1 헤어핀 코일 다발의 메인 코일과 상기 제2 헤어핀 코일 다발의 메인 코일은 각각, 최내측으로부터 8번째 레이어와 7번째 레이어에 걸쳐지는 제1종 메인 코일과, 최내측으로부터 6번째 레이어와 5번째 레이어에 걸쳐지는 제2종 메인 코일과, 최내측으로부터 4번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐지는 제3종 메인 코일과, 최내측으로부터 2번째 레이어와 1번째 레이어에 걸쳐지는 제4종 메인 코일과, 최내측으로부터 5번째 레이어와 6번째 레이어에 걸쳐지는 제5종 메인 코일과, 최내측으로부터 2번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐지는 제6종 메인 코일로 이루어질 수 있다.

상기 제1 변칙 코일과 상기 제2 변칙 코일은 각각 2개씩 구비되고, 상기 2개의 제1 변칙 코일을 각각 제1-1 변칙 코일과 제1-2 변칙 코일이라 하고, 상기 2개의 제2 변칙 코일을 각각 제2-1 변칙 코일과 제2-2 변칙 코일이라 하면, 상기 제1-1 변칙 코일과 상기 제2-1 변칙 코일은 각각 최내측으로부터 2번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어지고, 상기 제2-1 변칙 코일과 상기 제2-2 변칙 코일은 각각 최내측으로부터 6번째 레이어와 7번째 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어질 수 있다.

상기 제1-1 변칙 코일은 롱-피치이고 상기 제2-1 변칙 코일은 숏-피치이고, 상기 제1-2 변칙 코일은 숏-피치이고 상기 제2-2 변칙 코일은 롱-피치이거나, 상기 제1-1 변칙 코일은 숏-피치이고 상기 제2-1 변칙 코일은 롱-피치이고, 상기 제1-2 변칙 코일은 롱-피치이고 상기 제2-2 변칙 코일은 숏-피치일 수 있다.

상기 제1 헤어핀 코일 다발의 메인 코일과 상기 제2 헤어핀 코일 다발의 메인 코일은 각각, 최내측으로부터 8번째 레이어와 7번째 레이어에 걸쳐지는 제1종 메인 코일과, 최내측으로부터 6번째 레이어와 5번째 레이어에 걸쳐지는 제2종 메인 코일과, 최내측으로부터 4번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐지는 제3종 메인 코일과, 최내측으로부터 2번째 레이어와 1번째 레이어에 걸쳐지는 제4종 메인 코일과, 최내측으로부터 4번째 레이어와 5번째 레이어에 걸쳐지는 제5종 메인 코일로 이루어질 수 있다.

상기 제1 변칙 코일과 상기 제2 변칙 코일은 각각 3개씩 구비되고, 상기 3개의 제1 변칙 코일을 각각 제1-1 변칙 코일과 제1-2 변칙 코일과 제1-3 변칙 코일이라 하고, 상기 3개의 제2 변칙 코일을 각각 제2-1 변칙 코일과 제2-2 변칙 코일과 제2-3 변칙 코일이라 하면, 상기 제1-1 변칙 코일과 상기 제2-1 변칙 코일은 각각 최내측으로부터 2번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어지고, 상기 제1-2 변칙 코일과 상기 제2-2 변칙 코일은 각각 최내측으로부터 4번째 레이어와 5번째 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어지고, 상기 제1-3 변칙 코일과 상기 제2-3 변칙 코일은 각각 최내측으로부터 6번째 레이어와 7번째 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어질 수 있다.

상기 제1-1 변칙 코일은 롱-피치이고 상기 제2-1 변칙 코일은 숏-피치이고, 상기 제1-2 변칙 코일은 숏-피치이고 상기 제2-2 변칙 코일은 롱-피치이고, 상기 제1-3 변칙 코일은 롱-피치이고 상기 제2-3 변칙 코일은 숏-피치이거나, 상기 제1-1 변칙 코일은 숏-피치이고 상기 제2-1 변칙 코일은 롱-피치이고, 상기 제1-2 변칙 코일은 롱-피치이고 상기 제2-2 변칙 코일은 숏-피치이고, 상기 제1-3 변칙 코일은 숏-피치이고 상기 제2-3 변칙 코일은 롱-피치일 수 있다.

상기 제1 헤어핀 코일 다발의 메인 코일과 상기 제2 헤어핀 코일 다발의 메인 코일은 각각, 최내측으로부터 8번째 레이어와 7번째 레이어에 걸쳐지는 제1종 메인 코일과, 최내측으로부터 6번째 레이어와 5번째 레이어에 걸쳐지는 제2종 메인 코일과, 최내측으로부터 4번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐지는 제3종 메인 코일과, 최내측으로부터 2번째 레이어와 1번째 레이어에 걸쳐지는 제4종 메인 코일로 이루어질 수 있다.

상기 고정자 코어 및 다수개의 헤어핀 코일은 8극 48슬롯을 포함하고 3상 4병렬로 구성되고, 상기 각 슬롯은 6 레이어로 이루어지며, 상기 메인 코일은 극수당 슬롯수인 6피치로 설정될 수 있다.

상기 제1 변칙 코일과 상기 제2 변칙 코일은 각각 1개씩 구비되고, 상기 제1 변칙 코일과 상기 제2 변칙 코일은 각각 최내측으로부터 4번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어질 수 있다.

상기 제1 헤어핀 코일 다발의 메인 코일과 상기 제2 헤어핀 코일 다발의 메인 코일은 각각, 최내측으로부터 6번째 레이어와 5번째 레이어에 걸쳐지는 제1종 메인 코일과, 최내측으로부터 4번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐지는 제2종 메인 코일과, 최내측으로부터 2번째 레이어와 1번째 레이어에 걸쳐지는 제3종 메인 코일과, 최내측으로부터 4번째 레이어와 5번째 레이어에 걸쳐지는 제4종 메인 코일과, 최내측으로부터 2번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐지는 제5종 메인 코일로 이루어질 수 있다.

본 발명에 의하면, 변칙 코일의 개수를 줄여 모터의 절연 성능을 강화하고, 동시에 헤어핀 코일의 종 수를 줄여 모터의 생산관리성을 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 예에 따른 고정자 어셈블리를 나타낸 도면이다.
도 2는 고정자 코어와 헤어핀 코일 간의 결합구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정자 권선 패턴을 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 고정자 어셈블리를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에서 변칙 코일 부분을 확대한 도면이다.
도 6은 도 4에서 변칙 코일을 별도로 도시한 도면이다.
도 7은 비교예의 고정자 권선 패턴을 도시한 도면이다.
도 8은 도 7의 고정자 어셈블리 일부를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고정자 권선 패턴을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 고정자 권선 패턴을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고정자 권선 패턴을 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 예에 따른 고정자 어셈블리를 나타낸 도면이고, 도 2는 고정자 코어와 헤어핀 코일 간의 결합구조를 설명하기 위한 도면으로, 도시된 바와 같이 본 발명의 고정자 어셈블리(10)는 크게 고정자 코어(100)와 헤어핀 코일(200)을 포함한다.

고정자 코어(100)는 다수개의 슬롯(110)이 원주방향을 따라 관통형성되고, 각 슬롯은 반경방향으로 복수개의 레이어를 구비한다.

헤어핀 코일(200)은 각 슬롯(110)에 체결 및 상호 접속되어 코일 권선을 형성하는 것으로 다수개로 구성된다. 도 2를 참조하면, 헤어핀 코일(200)은 U자 내지 V자 형태로 형성되며, 중앙의 헤드부(210)와 헤드부(210)로부터 양측으로 각각 연장 형성되는 일측 레그(221)와 타측 레그(222)를 포함하는 레그부(220)로 이루어진다. 각 헤어핀 코일(200)은 일측 레그(221)와 타측 레그(222) 각각이 각 슬롯(110) 내의 각 레이어로 삽입되고, 삽입된 일측 레그(221)의 단부와 타측 레그(222)의 단부가 각각 트위스트되어 인접한 다른 헤어핀 코일의 일측 레그 및 타측 레그와 용접됨으로써 연속된 상코일 다발을 구성한다. 이때, 도 2에 도시된 바와 같은 하나의 단위 헤어핀 코일(200)을 헤어핀 코일 시편, 단위 헤어핀 코일, 헤어핀 시편, 또는 단순히 헤어핀이라 하기도 하며, 본 발명에서는 이를 헤어핀 코일로 지칭하기로 한다.

다수의 헤어핀 코일(200)은 메인 코일(201)과, 메인 코일(201)과 다른 슬롯피치를 가지는 변칙 코일(202)을 포함하며, 인출선 코일(203)을 더 포함할 수 있다.

일반적으로, 메인 코일은 일정한 슬롯피치로 형성되어 규칙적으로 배치되는 헤어핀 코일로서, 고정자 어셈블리를 구성하는 상코일 다발의 대부분은 메인 코일로 이루어질 수 있다. 이때, 슬롯과 레이어를 채우는 과정에서, 특히 순환전류 회피를 위해 메인 코일 이외에 메인 코일과는 다른 슬롯피치를 가지는 변칙 코일의 사용이 필요하다. 변칙 코일은 메인 코일의 슬롯피치보다 작은 피치를 가지는 숏-피치 코일과, 큰 피치를 가지는 롱-피치 코일로 분류될 수 있다.

변칙 코일은 메인 코일 사이에 배치되므로 구조적으로 인접한 다른 상의 코일과 가깝게 위치되어 절연적인 측면에서 취약하며, 따라서 변칙 코일의 수를 적게 하는 것이 절연적 측면에서 강건하다 할 수 있다. 본 발명은 이러한 점에 기초하여 변칙 코일의 수를 감소시킬 수 있는 헤어핀 코일의 체결구조를 제공한다.

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정자 권선 패턴을 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 고정자 어셈블리를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4에서 변칙 코일 부분을 확대한 도면이며, 도 6은 도 4에서 변칙 코일을 별도로 도시한 도면이다.

본 예는 고정자 어셈블리(10)가 8극 48슬롯을 포함하고, 3상 4병렬(A1~A4/B1~B4/C1~C4)로 구성되며, 각 슬롯이 8 레이어(슬롯의 반경방향 최내측으로부터 각각 1~8 레이어로 지정)로 이루어질 수 있다. 이 경우 메인 코일(201)은 극수당 슬롯수인 6 피치로 설정될 수 있다. 또한, 각 상은 하나의 세트가 2 병렬 회로로 구성되는 2 세트 4 병렬 회로로 구성될 수 있다.

설명의 편의를 위해, 하나의 상의 일 세트의 두 병렬 회로를 형성하는 헤어핀 코일 다발을 각각 제1 헤어핀 코일 다발(200A)과 제2 헤어핀 코일 다발(200B)이라 하며, 이에 기초하여 설명하도록 한다. 일 예로서, 도 3에서는 A상의 제3 회로(A3)를 구성하는 제1 헤어핀 코일 다발(200A)과, A상의 제4 회로(A4)를 구성하는 제2 헤어핀 코일 다발(200B)을 도시하였다.

이에 의할 경우, 상술한 바와 같이 제1 헤어핀 코일 다발(200A)은 제1 메인 코일(201A), 제1 변칙 코일(202A), 제1 인출선 코일(203A)을 포함하고, 제2 헤어핀 코일 다발(200B)은 제2 메인 코일(201B), 제2 변칙 코일(202B), 제2 인출선 코일(203B)을 포함하며, 제1 메인 코일(201A)과 제2 메인 코일(201B)은 각각 6 피치로 설정된다.

도 3을 다시 참조하면, 메인 코일(201), 즉 제1 메인 코일(201A)과 제2 메인 코일(201B) 각각은 최내측 레이어인 1 레이어와, 최외측 레이어인 8 레이어와, 1 레이어와 8 레이어 사이의 중간 레이어인 2 내지 7 레이어에 배치되고, 인출선 코일, 즉 제1 인출선 코일(203A)과 제2 인출선 코일(203B) 각각은 최내측 레이어인 1 레이어와 최외측 레이어인 8 레이어에 배치되며, 변칙 코일(202), 즉 제1 변칙 코일(202)과 제2 변칙 코일(202B) 각각은 중간 레이어(구체적으로, 슬롯의 반경방향 중앙인 4레이어와 5 레이어, 자세한 내용은 후술)에 배치된다.

다시 말해, 본 발명은, 최내측 레이어와 최외측 레이어에는 메인 코일(201)과 인출선 코일(203)만 포함되고, 변칙 코일(202)은 최내측 레이어와 최외측 레이어를 제외한 중간 레이어에만 배치된다.

도 4를 참조하면, 도 4의 좌측 상부에 도시된 바와 같이 메인 코일(201)은 일정하고 규칙적으로 배치되므로 서로 다른 상의 코일과의 갭(Gap)을 확보하는 것에 용이한 반면, 도 4의 우측 상부에 도시된 바와 같이 변칙 코일(202)은 메인 코일 사이에 들어가므로 다른 상의 코일과의 갭(Gap)을 확보하는 것에 불리하다. 따라서, 상술한 바와 같이 변칙 코일의 수를 줄이는 것이 절연성 측면에서 유리한데, 이때 본 발명은 변칙 코일을 중간 레이어에 1개소로 배치함으로써 변칙 코일의 전체 수를 줄일 수 있다.

동시에, 본 예는, 제1 헤어핀 코일 다발(200A)의 변칙 코일인 제1 변칙 코일(202A)과, 제2 헤어핀 코일 다발(200B)의 변칙 코일인 제2 변칙 코일(202B) 중 어느 하나는 6 피치보다 1 피치 작은 5 피치를 가지고, 나머지 하나는 6 피치보다 1 피치 큰 7 피치를 가진다. 도 3의 예에서는, 제1 변칙 코일(202A)이 숏-피치로서 5 피치로 설정되고, 제2 변칙 코일(202B)이 롱-피치로서 7 피치로 설정된다.

그리고, 이러한 제1 변칙 코일(202A)과 제2 변칙 코일(202B)은 각각, 인출선 코일(203)이 포함된 인출선 슬롯에 걸친 구조로 배치된다.

구체적으로, 도 3을 다시 참조하면, 제1 헤어핀 코일 다발(200A)의 상 인출선 코일(203A_P)은 35번 슬롯의 제1 레이어에 체결되고, 제1 헤어핀 코일 다발(200A)의 중성점 인출선 코일(203A_N)은 29번 슬롯의 제8 레이어에 체결되고, 제2 헤어핀 코일 다발(200B)의 상 인출선 코일(203B_P)은 36번 슬롯의 제1 레이어에 체결되고, 제2 헤어핀 코일 다발(200B)의 중성점 인출선 코일(203B_N)은 30번 코일의 제8 레이어에 체결된다. 이때, 제1 헤어핀 코일 다발(200A)의 상 인출선 코일(203A_P)이 체결된 슬롯을 제1 상 인출슬롯(110_AP)이라 하고, 제1 헤어핀 코일 다발(200A)의 중성점 인출선 코일(203A_P)이 체결된 슬롯을 제1 중성점 인출슬롯(110_NP)이라 하고, 제2 헤어핀 코일 다발(200B)의 상 인출선 코일(203B_P)이 체결된 슬롯을 제2 상 인출슬롯(110_BP)이라 하고, 제2 헤어핀 코일 다발(200B)의 중성점 인출선 코일(203B_N)이 체결된 슬롯을 제2 중성점 인출슬롯(110_BP)이라 하기로 한다.

제1 변칙 코일(202A)은 5 피치를 가지고, 제2 변칙 코일(202B)은 7 피치를 가지므로, 제1 상 인출슬롯(110_AP)과 제1 중성점 인출슬롯(110_AN)은 29슬롯 차이가 나고, 제2 상 인출슬롯(110_BP)과 제2 중성점 인출슬롯(110_BN)은 31슬롯 차이가 나게 된다.

이때, 상술한 바와 같이, 제1 변칙 코일(202A)과 제2 변칙 코일(202B)은 각각 인출선 코일이 포함된 인출선 슬롯에 걸친 구조로 배치되는데, 구체적으로 제1 변칙 코일(202A)과 제2 변칙 코일(202B) 중 어느 하나는 일측 레그가 제1 중성점 인출슬롯(110_AN)에 체결되고 타측 레그가 제1 상 인출슬롯(110_AP)에 체결되며, 나머지 하나는 일측 레그가 제2 중성점 인출슬롯(110_BN)에 체결되고 타측 레그가 제2 상 인출슬롯(110_BP)에 체결된다. 여기서, 제1, 제2 변칙 코일(202A, 202B) 각각의 일측 레그와 타측 레그는 도 2에서 설명한 헤어핀 코일(200)의 일측 레그(221)와 타측 레그(222)에 대응되는 것으로, 도 3을 기준으로 좌측의 레그를 일측 레그라 하고 우측의 레그를 타측 레그라 하며, 이하 이와 동일하게 표기하도록 한다.

도 3의 예에서는, 제1 변칙 코일(202A)이 제2 중성점 인출슬롯(110_BN)과 제2 상 인출슬롯(110_BP)에 걸친 구조로 이루어지고, 제2 변칙 코일(202B)이 제1 중성점 인출슬롯(110_AN)과 제1 상 인출슬롯(110_AP)에 걸친 구조로 이루어진다. 변칙 코일이 인출선 슬롯에 배치됨에 따라 변칙 코일의 지정 위치를 쉽게 파악할 수 있어 관리 측면에서 유리하며, 코일 체결시 변칙 코일의 오배치 내지 오권선을 줄이는데 도움이 될 수 있다.

이와 동시에, 본 발명은 제1 변칙 코일(202A)의 일측 레그와 제2 변칙 코일(202B)의 일측 레그가 각각 동일한 레이어에 위치하고, 제1 변칙 코일(202A)의 타측 레그와 제2 변칙 코일(202B)의 타측 레그가 각각 동일한 레이어에 위치한다. 도 3을 참조하면, 제1, 제2 변칙 코일(202A, 202B)의 일측 레그는 각각 4 레이어에 위치하고, 제1, 제2 변칙 코일(202A, 202B)의 타측 레그는 각각 5 레이어에 위치한다.

이에 따라, 도 6과 같이, 제1 변칙 코일(202A)의 헤드부와 제2 변칙 코일(202B)의 헤드부는 도면상 상하방향, 즉 슬롯(110)의 연장방향으로 소정 이격되어 적층된 구조로 이루어질 수 있다. 제1 변칙 코일(202A)(또는 제2 변칙 코일(202B))의 내부에 제2 변칙 코일(202B)(또는 제1 변칙 코일(202A))이 수용된 구조를 가짐으로써, 변칙 코일과 메일 코일 간이 교차되는 횟수를 줄일 수 있고, 동시에 다른 상의 코일과의 갭을 용이하게 확보할 수 있다.

한편, 본 예에서는, 제1 변칙 코일(202A)과 제2 변칙 코일(202B)이 각각 1개씩 구비되며, 제1 변칙 코일(202A)과 제2 변칙 코일(202B)은 각각 4번째 레이어와 5번째 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어진다. 여기서, 코일이 4번째 레이어와 5번째 레이어에 걸쳐진 구조라 함은, 코일의 일측 레그와 타측 레그가 각각 4번째 레이어와 5번째 레이어에 체결된 것을 의미하며, 이하 이와 동일하게 표기하도록 한다. 즉, 도 3과 같이, 본 예에서는 제1, 제2 변칙 코일(202A, 202B)의 일측 레그가 각각 4번째 레이어에 체결되고, 제1, 제2 변칙 코일(202A, 202B)의 타측 레그가 각각 5번째 레이어에 체결될 수 있다. 이때, 4번째 레이어와 5번째 레이어가 의미하는 바는 8 레이어 슬롯의 중앙에 위치한 두 레이어이다.

즉, 본 발명은 제1, 제2 변칙 코일(202A, 202B)을 각각 1개씩 구비하고, 이들 각각이 슬롯의 반경방향 중앙에 걸쳐지도록 배치함으로써, 변칙 코일의 개수를 최소화하고, 동시에 전체 헤어핀 코일의 종류를 감소시킬 수 있다.

헤어핀 코일의 종류 감소에 대해 설명하면 다음과 같다. 도 2를 다시 참조하면, 두 헤어핀 코일이 동일한 슬롯 피치를 가지더라도 각 헤어핀 코일이 체결되는 레이어가 서로 다르면, 레그 사이의 거리 차이로 인해 그 종류가 서로 달라진다. 즉, 도 2에 도시된 두 헤어핀 코일 중 상부에 도시된 A 헤어핀 코일(200_A)과 하부에 도시된 B 헤어핀 코일(200_B)은 각각 동일한 4 슬롯 피치를 가지지만, A 헤어핀 코일(200_A)이 B 헤어핀 코일(200_B)보다 외측 레이어에 삽입되므로, A 헤어핀 코일(200_A)의 레그 폭(X_A)이 B 헤어핀 코일(200_B)의 레그 폭(X_B)보다 크게 형성된다. 이와 같이, 헤어핀 코일들 각각이 서로 동일한 슬롯 피치를 가지더라도 그 체결되는 레이어에 따라 서로 다른 종으로 분류될 수 있다.

이에 기초하여 본 발명을 살펴보면, 도 3과 같이, 제1 헤어핀 코일 다발의 메인 코일인 제1 메인 코일(201A)과 제2 헤어핀 코일 다발의 메인 코일인 제2 메인 코일(201B)은 각각, 8번째 레이어와 7번째 레이어에 걸쳐지는 제1종 메인 코일(①)과, 6번째 레이어와 5번째 레이어에 걸쳐지는 제2종 메인 코일(②)과, 4번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐지는 제3종 메인 코일(③)과, 2번째 레이어와 1번째 레이어에 걸쳐지는 제4종 메인 코일(④)과, 5번째 레이어와 6번째 레이어에 걸쳐지는 제5종 메인 코일(⑤)과, 2번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐지는 제6종 메인 코일(⑥)로 이루어질 수 있다.

여기에, 숏-피치로서 5 피치를 가지는 제1 변칙 코일(202A) 1종과, 롱-피치로서 7 피치를 가지는 제2 변칙 코일(202B) 1종을 포함하므로, 본 발명은 총 8종의 헤어핀 코일로 상코일 다발을 구성할 수 있다(인출선 코일은 제외).

비교예를 통해 본 발명에 대해 살펴보면 다음과 같다. 도 7은 비교예의 고정자 권선 패턴을 도시한 도면이고, 도 8은 도 7의 고정자 어셈블리 일부를 나타낸 도면이다.

비교예에 있어서, A상(또는 U상, 이하 동일)의 제1회로(A1)를 구성하는 헤어핀 코일을 제1 헤어핀 코일 다발이라 하고, A상의 제2회로(A2)를 구성하는 헤어핀 코일을 제2 헤어핀 코일 다발이라 하면, 도시된 바와 같이 제1 헤어핀 코일 다발의 변칙 코일(202A')은 5 피치로서 총 4종(구체적으로, 8-7 레이어에 걸쳐진 1종, 6-5 레이어에 걸쳐진 2종, 4-3 레이어에 걸쳐진 3종, 2-1 레이어에 걸쳐진 1종)이 구비되고, 제2 헤어핀 코일 다발의 변칙 코일(202B')은 7 피치로서 총 3종(구체적으로, 6-7 레이어에 걸쳐진 1종, 4-5 레이어에 걸쳐진 2종, 2-3 레이어에 걸쳐진 3종)이 구비되며, 메인 코일(201') 즉 제1헤어핀 코일의 메인 코일과 제2 헤어핀 코일 다발의 메인 코일 각각은 8-7 레이어에 걸쳐진 1종, 6-5 레이어에 걸쳐진 2종, 4-3 레이어에 걸쳐진 3종, 2-1 레이어에 걸쳐진 4종이 구비되어, 총 11종의 헤어핀 코일로 상코일 다발이 구성된다(인출선 코일은 제외).

즉, 비교예의 경우 총 11종의 헤어핀 코일이 구비되는 것에 반해, 본 발명은 총 8의 헤어핀 코일이 구비되는 것으로, 헤어핀 코일의 총 종류의 개수를 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 생산관리의 편의성이 향상될 수 있다. 또한, 비교예의 경우 총 7개의 변칙 코일이 구비되는 것에 반해, 본 발명은 총 2개의 변칙 코일이 구비되는 것으로, 변칙 코일의 수를 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 절연성능을 크게 강화할 수 있다.

다시 말해, 본 발명은 상술한 바와 같은 헤어핀 코일의 결합 구조를 채택함으로써, 변칙 코일의 개수를 줄여 모터의 절연 성능을 강화하고, 동시에 헤어핀 코일의 종 수를 줄여 모터의 생산관리성을 개선할 수 있다.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고정자 권선 패턴을 도시한 도면으로서, 본 예는 앞의 제1 실시예와 비교하여 변칙 코일의 수와 배치가 상이하게 구성된다.

즉, 본 예에서는, 제1 변칙 코일과 제2 변칙 코일이 각각 2개씩 구비되며, 이때 제1 변칙 코일과 제2 변칙 코일 각각은 중간 레이어에 배치되되, 4 레이어와 5 레이어를 기점으로 각각 상부와 하부에 배치된다.

구체적으로, 2개의 제1 변칙 코일을 각각 제1-1 변칙 코일(202A-1)과 제1-2 변칙 코일(202A-2)이라 하고, 2개의 제2 변칙 코일을 각각 제2-1 변칙 코일(202B-1)과 제2-2 변칙 코일(202B-2)이라 하면, 제1-1 변칙 코일(202A-1)과 제2-1 변칙 코일(202B-1)은 각각 2번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어지고, 제1-2 변칙 코일(202A-2)과 제2-2 변칙 코일(202B-2)은 각각 6번째 레이어와 7번째 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어진다.

이때, 제1-1 변칙 코일(202A-1)과 제2-1 변칙 코일(202B-1)은 각각 숏-피치(또는 롱-피치)와 롱-피치(또는 숏-피치)로 이루어지고, 이에 대응하여 제2-1 변칙 코일(202A-2)과 제2-2 변칙 코일(202B-2)은 각각 롱-피치(또는 숏-피치)와 숏-피치(또는 롱-피치)로 이루어진다.

이 경우, 제1 헤어핀 코일 다발의 메인 코일과 제2 헤어핀 코일 다발의 메인 코일은 각각, 8번째 레이어와 7번째 레이어에 걸쳐지는 제1종 메인 코일(①)과, 6번째 레이어와 5번째 레이어에 걸쳐지는 제2종 메인 코일(②)과, 4번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐지는 제3종 메인 코일(③)과, 2번째 레이어와 1번째 레이어에 걸쳐지는 제4종 메인 코일(④)과, 4번째 레이어와 5번째 레이어에 걸쳐지는 제5종 메인 코일(⑤)로 이루어진다.

본 예는 제1 실시예와 비교하여 메인 코일의 종 수를 줄일 수 있고, 총 2 개소에서 변칙 코일을 적용함으로써 각 레이어마다 서로 상이한 인덕턴스 차이를 상쇄하는 것에 도움이 될 수 있다.

도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 고정자 권선 패턴을 도시한 도면으로서, 본 예는 앞의 제1, 제2 실시예와 비교하여 변칙 코일의 수와 배치가 상이하게 구성된다.

즉, 본 예에서는, 제1 변칙 코일과 제2 변칙 코일이 각각 3개씩 구비되며, 이때 제1 변칙 코일과 제2 변칙 코일과 제3 변칙 코일 각각은 중간 레이어에 배치되되, 1 레이어와 8 레이어를 제외한 중간 레이어에 배치된다.

구체적으로, 3개의 제1 변칙 코일을 각각 제1-1 변칙 코일(202A-1)과 제1-2 변칙 코일(202A-2)과 제1-3 변칙 코일(202A-3)이라 하고, 3개의 제2 변칙 코일을 각각 제2-1 변칙 코일(202B-1)과 제2-2 변칙 코일(202B-2)과 제2-3 변칙 코일(202B-3)이라 하면, 제1-1 변칙 코일(202A-1)과 제2-1 변칙 코일(202B-1)은 각각 2번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어지고, 제1-2 변칙 코일(202A-2)과 제2-2 변칙 코일(202B-2)은 각각 4번째 레이어와 5번째 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어지고, 제1-3 변칙 코일(202A-3)과 제2-3 변칙 코일(202B-3)은 각각 6번째 레이어와 7번째 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어진다.

이때, 제1-1 변칙 코일(202A-1)과 제1-2 변칙 코일(202A-2)과 제1-3 변칙 코일(202A-3)은 각각 숏-피치(또는 롱-피치)와 롱-피치(또는 숏-피치)와 숏-피치(또는 롱-피치)로 이루어지고, 이에 대응하여 제2-1 변칙 코일(202B-1)과 제2-2 변칙 코일(202B-2)과 제2-3 변칙 코일(202B-3)은 각각 롱-피치(또는 숏-피치)와 숏-피치(또는 롱-피치)와 롱 피치(또는 숏-피치)로 이루어진다.

이 경우, 제1 헤어핀 코일 다발의 메인 코일과 제2 헤어핀 코일 다발의 메인 코일은 각각, 8번째 레이어와 7번째 레이어에 걸쳐지는 제1종 메인 코일(①)과, 6번째 레이어와 5번째 레이어에 걸쳐지는 제2종 메인 코일(②)과, 4번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐지는 제3종 메인 코일(③)과, 2번째 레이어와 1번째 레이어에 걸쳐지는 제4종 메인 코일(④)로 이루어진다.

본 예는 제1, 제2 실시예와 비교하여 메인 코일의 종 수를 더욱 줄일 수 있고, 총 3 개소에서 변칙 코일을 적용함으로써 각 레이어마다 서로 상이한 인덕턴스 차이를 상쇄하는 것에 더 도움이 될 수 있다.

이상에서 설명한 구조는 다음과 같이 일반화될 수 있다. 즉, 각 슬롯이 총 N 레이어(N은 4 이상의 짝수일 수 있다)로 이루어질 시, 어느 하나의 병렬 회로를 구성하는 헤어핀 코일의 변칙 코일이 1개소로 이루어질 경우에는 해당 변칙 코일이 N/2 레이어와 (N/2)+1 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어지고, 어느 하나의 병렬 회로를 구성하는 헤어핀 코일의 변칙 코일이 2개소로 이루어질 경우에는 해당 2개의 변칙 코일 중 어느 하나의 변칙 코일이 N/4 레이어와 (N/4)+1 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어지고 다른 하나의 변칙 코일이 3N/4 레이어와 (3N/4)+1 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어지며, 어느 하나의 병렬 회로를 구성하는 헤어핀 코일의 변칙 코일이 3개소로 이루어질 경우에는 해당 3개의 변칙 코일 중 어느 하나의 변칙 코일이 N/4 레이어와 (N/4)+1 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어지고 다른 하나의 변칙 코일이 2N/4 레이어와 (2N/4)+1 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어지고 또 다른 하나의 변칙 코일이 3N/4 레이어와 (3N/4)+1 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어질 수 있다.

나아가, 이상에서는 회로가 3상 4병렬로 구성되고 슬롯이 8 레이어로 이루어지는 경우에 기초하여 설명하였으나, 상기한 헤어핀 결합구조는 회로가 3상 2병렬로 구성되는 경우에도 적용 가능하고, 이와 동시에 또는 별개로 슬롯이 4 레이어, 6 레이어, 또는 8 레이어 이상으로 이루어지는 경우에도 적용 가능하다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고정자 권선 패턴을 도시한 도면으로서, 본 예는 3상 4병렬 회로와 6 레이어 슬롯으로 구성되며, 메인 코일은 극수당 슬롯수인 6 피치로 설정된다. 즉, 본 예는 앞의 실시예가 8 레이어 슬롯으로 구성되는 것과 달리 6 레이어 슬롯으로 구성되는 점에서 상이하다.

본 예에서는, 제1 변칙 코일(202A)과 제2 변칙 코일(202B)이 각각 1개씩 구비되며, 제1 변칙 코일(202A)과 제2 변칙 코일(202B) 각각은 중간 레이어에 배치된다.

보다 구체적으로, 제1 변칙 코일(202A)은 숏-피치(또는 롱-피치)로 이루어지고, 이에 대응하여 제2 변칙 코일(202B)은 롱-피치(또는 숏-피치)로 이루어어지며, 제1 변칙 코일(202A)과 제2 변칙 코일(202B)은 각각 4번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어진다.

이 경우, 제1 헤어핀 코일 다발의 메인 코일(201A)과 제2 헤어핀 코일 다발의 메인 코일(201B)은 각각, 6번째 레이어와 5번째 레이어에 걸쳐지는 제1종 메인 코일(①)과, 4번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐지는 제2종 메인 코일(②)과, 2번째 레이어와 1번째 레이어에 걸쳐지는 제3종 메인 코일(③)과, 4번째 레이어와 5번째 레이어에 걸쳐지는 제4종 메인 코일(④)과, 2번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐지는 제5종 메인 코일(⑤)로 이루어진다.

이와 같이, 앞서 일반화한 본 발명의 헤어핀 결합구조가 6 레이어 슬롯에서도 적용됨을 확인할 수 있다.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

10: 고정자 어셈블리
100: 고정자 코어
110: 슬롯
200: 헤어핀 코일
210: 헤드부
220: 레그부
201: 메인 코일
202: 변칙 코일
203: 인출선 코일
200A: 제1 헤어핀 코일 다발
201A: 제1 메인 코일
202A: 제1 변칙 코일
203A: 제1 인출선 코일
200B: 제2 헤어핀 코일 다발
201B: 제2 메인 코일
202B: 제2 변칙 코일
203B: 제2 인출선 코일

Claims

다수개의 슬롯이 원주방향을 따라 관통형성되고, 상기 각 슬롯은 반경방향으로 복수개의 레이어를 구비하는 고정자 코어; 및
상기 각 슬롯에 체결 및 상호 접속되어 코일 권선을 형성하는 다수개의 헤어핀 코일;을 포함하고,
상기 다수개의 헤어핀 코일은, 제1 슬롯피치를 가지는 메인 코일; 상기 제1 슬롯피치와 다른 제2 슬롯피치를 가지는 변칙 코일; 및 인출선 코일;을 포함하며,
상기 메인 코일은 상기 각 슬롯의 복수개의 레이어 중 반경방향 최내측 레이어와, 반경방향 최외측 레이어와, 상기 최내측 레이어와 상기 최외측 레이어 사이의 중간 레이어에 배치되고,
상기 인출선 코일은 상기 최내측 레이어와 상기 최외측 레이어에 배치되고,
상기 변칙 코일은 상기 중간 레이어에 배치되는, 고정자 어셈블리.
제1항에 있어서,
하나의 세트가 2 병렬 회로로 구성되는 2 세트 4 병렬 회로 구성에서, 각 상의 하나의 세트의 서로 다른 병렬 회로를 형성하는 두 헤어핀 코일 다발을 각각 제1 헤어핀 코일 다발과 제2 헤어핀 코일 다발이라 하면,
상기 제1 헤어핀 코일 다발의 변칙 코일인 제1 변칙 코일과 상기 제2 헤어핀 코일 다발의 변칙 코일인 제2 변칙 코일 중 어느 하나는 상기 제1 슬롯피치보다 일 피치 작은 숏-피치를 가지고,
나머지 하나는 상기 제2 슬롯피치보다 일 피치 큰 롱-피치를 가지는, 고정자 어셈블리.
제2항에 있어서,
상기 제1 변칙 코일의 일측 레그와 상기 제2 변칙 코일의 일측 레그는 각각 동일한 레이어에 위치하고,
상기 제2 변칙 코일의 타측 레그와 상기 제2 변칙 코일의 타측 레그는 각각 동일한 레이어에 위치하는, 고정자 어셈블리.
제3항에 있어서,
상기 제1 변칙 코일의 헤드부와 상기 제2 변칙 코일의 헤드부는 상하방향으로 소정 이격되어 적층되는, 고정자 어셈블리.
제3항에 있어서,
상기 제1 변칙 코일과 상기 제2 변칙 코일은 각각 1개씩 구비되어, 각각 상기 고정자 코어의 반경방향 중앙에 배치되는, 고정자 어셈블리.
제3항에 있어서,
상기 고정자 코어 및 다수개의 헤어핀 코일은 8극 48슬롯을 포함하고 3상 4병렬로 구성되고, 상기 각 슬롯은 8 레이어로 이루어지며, 상기 메인 코일은 극수당 슬롯수인 6피치로 설정되는, 고정자 어셈블리.
제6항에 있어서,
상기 제1 헤어핀 코일 다발의 상 인출선 코일이 체결된 슬롯을 제1 상 인출슬롯이라 하고, 상기 제1 헤어핀 코일 다발의 중성점 인출선 코일이 체결된 슬롯을 제1 중성점 인출슬롯이라 하고,
상기 제2 헤어핀 코일 다발의 상 인출선 코일이 체결된 슬롯을 제2 상 인출슬롯이라 하고, 상기 제2 헤어핀 코일 다발의 중성점 인출선 코일이 체결된 슬롯을 제2 중성점 인출슬롯이라 하면,
상기 제1 변칙 코일과 상기 제2 변칙 코일 중 어느 하나는 일측 레그가 상기 제1 중성점 인출슬롯에 체결되고 타측 레그가 상기 제1 상 인출슬롯에 체결되고,
나머지 하나는 일측 레그가 상기 제2 중성점 인출슬롯에 체결되고 타측 레그가 상기 제2 상 인출슬롯에 체결되는, 고정자 어셈블리.
제7항에 있어서,
상기 제1 변칙 코일과 상기 제2 변칙 코일은 각각 1개씩 구비되고,
상기 제1 변칙 코일과 상기 제2 변칙 코일은 각각 최내측으로부터 4번째 레이어와 5번째 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어지는, 고정자 어셈블리.
제8항에 있어서,
상기 제1 헤어핀 코일 다발의 메인 코일과 상기 제2 헤어핀 코일 다발의 메인 코일은 각각,
최내측으로부터 8번째 레이어와 7번째 레이어에 걸쳐지는 제1종 메인 코일과, 최내측으로부터 6번째 레이어와 5번째 레이어에 걸쳐지는 제2종 메인 코일과, 최내측으로부터 4번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐지는 제3종 메인 코일과, 최내측으로부터 2번째 레이어와 1번째 레이어에 걸쳐지는 제4종 메인 코일과, 최내측으로부터 5번째 레이어와 6번째 레이어에 걸쳐지는 제5종 메인 코일과, 최내측으로부터 2번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐지는 제6종 메인 코일로 이루어지는, 고정자 어셈블리.
제7항에 있어서,
상기 제1 변칙 코일과 상기 제2 변칙 코일은 각각 2개씩 구비되고,
상기 2개의 제1 변칙 코일을 각각 제1-1 변칙 코일과 제1-2 변칙 코일이라 하고, 상기 2개의 제2 변칙 코일을 각각 제2-1 변칙 코일과 제2-2 변칙 코일이라 하면,
상기 제1-1 변칙 코일과 상기 제2-1 변칙 코일은 각각 최내측으로부터 2번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어지고,
상기 제2-1 변칙 코일과 상기 제2-2 변칙 코일은 각각 최내측으로부터 6번째 레이어와 7번째 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어지는, 고정자 어셈블리.
제10항에 있어서,
상기 제1-1 변칙 코일은 롱-피치이고 상기 제2-1 변칙 코일은 숏-피치이고, 상기 제1-2 변칙 코일은 숏-피치이고 상기 제2-2 변칙 코일은 롱-피치이거나,
상기 제1-1 변칙 코일은 숏-피치이고 상기 제2-1 변칙 코일은 롱-피치이고, 상기 제1-2 변칙 코일은 롱-피치이고 상기 제2-2 변칙 코일은 숏-피치인, 고정자 어셈블리.
제11항에 있어서,
상기 제1 헤어핀 코일 다발의 메인 코일과 상기 제2 헤어핀 코일 다발의 메인 코일은 각각,
최내측으로부터 8번째 레이어와 7번째 레이어에 걸쳐지는 제1종 메인 코일과, 최내측으로부터 6번째 레이어와 5번째 레이어에 걸쳐지는 제2종 메인 코일과, 최내측으로부터 4번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐지는 제3종 메인 코일과, 최내측으로부터 2번째 레이어와 1번째 레이어에 걸쳐지는 제4종 메인 코일과, 최내측으로부터 4번째 레이어와 5번째 레이어에 걸쳐지는 제5종 메인 코일로 이루어지는, 고정자 어셈블리.
제7항에 있어서,
상기 제1 변칙 코일과 상기 제2 변칙 코일은 각각 3개씩 구비되고,
상기 3개의 제1 변칙 코일을 각각 제1-1 변칙 코일과 제1-2 변칙 코일과 제1-3 변칙 코일이라 하고, 상기 3개의 제2 변칙 코일을 각각 제2-1 변칙 코일과 제2-2 변칙 코일과 제2-3 변칙 코일이라 하면,
상기 제1-1 변칙 코일과 상기 제2-1 변칙 코일은 각각 최내측으로부터 2번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어지고,
상기 제1-2 변칙 코일과 상기 제2-2 변칙 코일은 각각 최내측으로부터 4번째 레이어와 5번째 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어지고,
상기 제1-3 변칙 코일과 상기 제2-3 변칙 코일은 각각 최내측으로부터 6번째 레이어와 7번째 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어지는, 고정자 어셈블리.
제13항에 있어서,
상기 제1-1 변칙 코일은 롱-피치이고 상기 제2-1 변칙 코일은 숏-피치이고, 상기 제1-2 변칙 코일은 숏-피치이고 상기 제2-2 변칙 코일은 롱-피치이고, 상기 제1-3 변칙 코일은 롱-피치이고 상기 제2-3 변칙 코일은 숏-피치이거나,
상기 제1-1 변칙 코일은 숏-피치이고 상기 제2-1 변칙 코일은 롱-피치이고, 상기 제1-2 변칙 코일은 롱-피치이고 상기 제2-2 변칙 코일은 숏-피치이고, 상기 제1-3 변칙 코일은 숏-피치이고 상기 제2-3 변칙 코일은 롱-피치인, 고정자 어셈블리.
제14항에 있어서,
상기 제1 헤어핀 코일 다발의 메인 코일과 상기 제2 헤어핀 코일 다발의 메인 코일은 각각,
최내측으로부터 8번째 레이어와 7번째 레이어에 걸쳐지는 제1종 메인 코일과, 최내측으로부터 6번째 레이어와 5번째 레이어에 걸쳐지는 제2종 메인 코일과, 최내측으로부터 4번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐지는 제3종 메인 코일과, 최내측으로부터 2번째 레이어와 1번째 레이어에 걸쳐지는 제4종 메인 코일로 이루어지는, 고정자 어셈블리.
제3항에 있어서,
상기 고정자 코어 및 다수개의 헤어핀 코일은 8극 48슬롯을 포함하고 3상 4병렬로 구성되고, 상기 각 슬롯은 6 레이어로 이루어지며, 상기 메인 코일은 극수당 슬롯수인 6피치로 설정되는, 고정자 어셈블리.
제16항에 있어서,
상기 제1 변칙 코일과 상기 제2 변칙 코일은 각각 1개씩 구비되고,
상기 제1 변칙 코일과 상기 제2 변칙 코일은 각각 최내측으로부터 4번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐진 구조로 이루어지는, 고정자 어셈블리.
제17항에 있어서,
상기 제1 헤어핀 코일 다발의 메인 코일과 상기 제2 헤어핀 코일 다발의 메인 코일은 각각,
최내측으로부터 6번째 레이어와 5번째 레이어에 걸쳐지는 제1종 메인 코일과, 최내측으로부터 4번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐지는 제2종 메인 코일과, 최내측으로부터 2번째 레이어와 1번째 레이어에 걸쳐지는 제3종 메인 코일과, 최내측으로부터 4번째 레이어와 5번째 레이어에 걸쳐지는 제4종 메인 코일과, 최내측으로부터 2번째 레이어와 3번째 레이어에 걸쳐지는 제5종 메인 코일로 이루어지는, 고정자 어셈블리.