KR102655283B1 - 전동기의 스테이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동기의 스테이터에 관한 것으로서, 복수의 슬롯 및 티스가 구비되는 스테이터코어; 및 상기 복수의 슬롯에 권선되는 스테이터코일;을 포함하고, 상기 스테이터코일은, 상기 복수의 슬롯의 내부에 삽입되고 서로 직렬로 연결되는 복수의 헤어핀을 각각 구비하고, 상기 복수의 헤어핀은 서로 인접한 헤어핀 간 부분방전이 억제될 수 있는 부분방전억제거리를 두고 이격설치되되, 상기 스테이터코일의 전원 인가 시, 전압분담률이 높은 헤어핀의 부분방전억제거리가 상기 전압분담률이 낮은 헤어핀의 부분방전억제거리에 비해 크게 형성를 구비하여 구성된다. 이에 의해, 헤어핀의 부분방전에 기인한 스테이터코일의 수명단축발생을 억제할 수 있다.

Description

전동기의 스테이터{STATOR FOR ELECTRIC MOTOR}

본 발명은, 전동기의 스테이터에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 전동기는 전기적에너지를 기계적에너지로 변환하는 장치이다.

이러한 전동기는, 통상 스테이터 및 상기 스테이터에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터를 구비한다.

상기 스테이터는, 복수의 슬롯을 구비하는 스테이터코어 및 상기 복수의 슬롯을 경유하여 상기 스테이터코어에 권선되는 스테이터코일을 구비하여 구성된다.

상기 스테이터코일은 원형 단면의 도체 또는 사각 단면의 도체로 구성된다.

상기 원형 단면의 도체는 상대적으로 단면적이 작고 상대적으로 많은 턴수로 권선된다.

상기 사각 단면의 도체(이하, "헤어핀(hairpin)"이라 표기함)는, 상대적으로 큰 단면적을 구비하고 대략 "U" 형상으로 제작된다.

상기 헤어핀은, 서로 다른 슬롯의 내부에 삽입되는 삽입부, 2개의 삽입부를 연결하는 크라운부 및 상기 삽입부에서 연장되는 연장부를 구비하여 구성된다.

상기 헤어핀이 삽입되는 스테이터코어의 슬롯은 상기 헤어핀의 삽입부가 반경방향을 따라 이격 배치되게 상기 헤어핀의 삽입부에 대응되는 폭 및 반경방향을 따라 복수의 삽입부가 수용될 수 있는 길이를 구비하게 구성된다.

상기 스테이터코어의 슬롯의 내부에는 상기 헤어핀의 도체(삽입부)가 복수의 레이어(layer)를 형성하게 된다.

이러한 구성에 의하여, 상기 헤어핀은 상기 스테이터코어의 축방향을 따라 상기 슬롯의 일 측에서 상기 슬롯의 내부에 삽입부가 각각 삽입된다. 상기 헤어핀의 삽입부의 단부는 상기 스테이터코어의 축방향을 따라 상기 슬롯의 타 측으로 돌출된다. 상기 스테이터코어의 타 측으로 돌출된 상기 헤어핀의 삽입부의 단부는 미리 설계된 형상으로 소성 변형된 후, 미리 설정된 패턴에 따라 다른 헤어핀의 삽입부의 단부와 용접에 의해 통전가능하게 연결된다.

한편, 상기 스테이터코일은 서로 병렬로 연결되는 복수의 상병렬코일(상병렬회로)을 구비하여 구성된다.

상기 복수의 상병렬코일은 서로 직렬로 연결된 복수의 헤어핀을 각각 구비하여 구성된다.

그런데, 이러한 종래의 복수의 상병렬코일(상병렬회로)을 구비한 전동기의 스테이터에 있어서는, 각 상병렬회로가 동일한 패턴을 가질 경우, 순환전류(맴돌이전류)를 초래하여 손실이 증가하게 된다고 하는 문제점이 있다.

또한, 이러한 종래의 복수의 상병렬코일(상병렬회로)을 구비한 전동기의 스테이터에 있어서는, 순환전류 발생을 고려하여, 각 상병렬회로의 슬롯피치를 서로 다르게 구성할 경우, 헤어핀의 형상, 배치 및 연결이 모두 달라지게 된다고 하는 문제점이 있다.

또한, 새로운 헤어핀의 제작, 배치 및 연결을 위해서는 창의적인 노력 및 연구(연구인력)가 소요될 뿐만 아니라, 경제적 부담이 증가하게 된다고 하는 문제점이 있다.

또한, 헤어핀의 2개의 삽입부가 서로 다른 슬롯의 내부 동일한 레이어에 배치될 경우, 조립 시 헤어핀의 간섭이 발생된다고 하는 문제점이 있다.

또한, 상기 헤어핀의 조립 시 간섭 발생을 회피하기 위해 상기 헤어핀의 2개의 삽입부를 서로 다른 레이어에 배치하여야하므로 상기 스테이터코일의 헤어핀의 배치 또는 헤어핀의 연결패턴에 제약이 발생하게 된다고 하는 문제점이 있다.

또한, 이러한 문제점을 고려하여 헤어핀의 2개의 삽입부를 서로 다른 레이어에 배치할 경우, 스테이터코일의 헤어핀의 연결패턴이 복잡하게 되고, 스테이터의 축방향 길이가 증가하게 된다고 하는 문제점이 있다.

한편, 이러한 복수의 헤어핀으로 구성되는 스테이터코일을 구비한 종래의 전동기에 있어서는, 전동기의 용량이 고용량화됨에 따라 복수의 헤어핀 간의 인가전압의 상승에 기인하여 서로 인접한 두 도체 간을 완전히 교락하지 아니하고 유전체의 일부분에서 방전이 발생되는 현상인 부분방전(Partial Dsicharge)의 발생 가능성이 증대된다고 하는 문제점이 있다.

서로 인접한 두 헤어핀 간에 부분방전 발생이 증가될 경우 상기 헤어핀의 열화가 촉진될 뿐만 아니라 결국에는 상기 헤어핀의 절연재료의 절연파괴가 초래되어 상기 헤어핀의 수명이 단축된다고 하는 문제점이 있다.

또한, 이러한 복수의 헤어핀으로 구성되는 스테이터코일을 구비한 종래의 전동기에 있어서는, 헤어핀의 삽입부간 간격(슬롯피치)이 전원의 서로 다른 상에 연결되는 상코일 간격(슬롯피치)에 비해 큰 경우, 서로 다른 상에 연결된 헤어핀 간 교차영역(지점)이 발생되고, 상기 서로 다른 상에 연결된 헤어핀 간의 교차지점은 다른 영역에 비해 부분방전 발생 가능성이 더욱 증가하게 된다고 하는 문제점이 있다.

특히, 상기 전원의 서로 다른 상(U상, V상, W상)에 각각 연결된 복수의 상코일(U상코일, V상코일, W상코일)의 복수의 헤어핀 중 상기 전원에 연결되어 전압분담률이 상대적으로 큰 헤어핀의 교차지점의 부분방전 가능성이 현저하게 증대되고, 이에 기인하여 상기 헤어핀의 수명이 현저하게 단축될 수 있다고 하는 문제점이 있다.

일부에는 스테이터코어의 일 단부에 전원의 터미널에 연결되는 헤어핀의 도체가 서로 이격되어 지지될 수 있도록 절연부재로 된 스페이서를 결합하도록 한 전동기의 스테이터가 공지되어 있다.

그런데, 이러한 스페이서를 구비한 전동기의 스테이터에 있어서는, 헤어핀의 도체를 서로 이격되어 지지될 수 있도록 절연부재로 된 별도의 스페이서를 결합하도록 되어 있어 재료비용이 상승된다고 하는 문제점이 있다.

또한, 스페이서의 구성이 복잡하여 제작이 용이하지 아니할 뿐만 아니라 스페이서의 해당 구조에 상기 터미널 및 상기 헤어핀을 결합하는데 많은 시간 및 노력이 소요된다고 하는 문제점이 있다.

KR 1020160028548 A KR 101655147 B1 US 8749107 B2

따라서, 본 발명은, 헤어핀의 부분방전에 기인한 스테이터코일의 수명단축발생을 억제할 수 있는 전동기의 스테이터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 별도의 부재를 사용하지 아니하면서 헤어핀과 스테이터코어의 결합 시 헤어핀의 간섭 발생 및 부분방전 발생을 억제할 수 있는 전동기의 스테이터를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 슬롯의 단면적에 비해 헤어핀의 크라운부의 점유면적이 증대될 수 있는 전동기의 스테이터를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 2개의 삽입부가 동일한 레이어에 배치되는 헤어핀의 부분방전 발생을 억제할 수 있는 전동기의 스테이터를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 전원 인가 시 전압분담률이 높은 최외측헤어핀의 부분방전 발생을 억제할 수 있는 전동기의 스테이터를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 과제의 해결을 위한 본 발명에 따른 전동기의 스테이터는, 스테이코일을 구성하는 복수의 헤어핀을 구비하며, 상기 복수의 헤어핀은 전압분담률에 따라 서로 다른 부분방전억제거리를 두고 이격배치되게 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

구체적으로, 스테이터코일을 구성하는 복수의 헤어핀은 상기 스테이터코일의 전원 인가시 전압분담률이 상대적으로 높은 헤어핀의 부분방전억제거리가 상기 전압분담률이 상대적으로 낮은 헤어핀의 부분방전억제거리에 비해 크게 형성됨으로써, 상기 스테이터코일의 전원 인가 시 헤어핀의 부분방전(Partial Discharge) 발생 가능성을 저감할 수 있다.

특히, 800V 이상 고전압의 전원 인가 시 헤어핀의 부분방전 발생이 현저하게 억제될 수 있다.

이에 의해, 상기 헤어핀의 부분방전에 기인한 상기 스테이터코일의 수명단축 발생을 억제할 수 있다.

상기 전동기의 스테이터는, 복수의 슬롯을 구비한 스테이터코어 및 상기 스테이터코어에 권선되는 스테이터코일을 포함한다.

상기 스테이터코일은 상기 복수의 슬롯에 권선된다.

상기 스테이터코일은 서로 직렬로 연결되는 복수의 헤어핀을 구비한다.

상기 복수의 헤어핀은 상기 스테이터코어의 복수의 슬롯의 내부에 반경방향을 따라 이격되게 삽입된다.

상기 복수의 헤어핀 중 상기 복수의 슬롯의 최외측에 배치되는 최외측헤어핀 중 일부에 전원이 연결된다.

상기 스테이터코일은 전원 인가 시 서로 다른 전압분담률을 가지며, 통상 전원과 연결되는 헤어핀의 전암분담률이 상기 전원과 연결된 헤어핀으로부터 멀리 이격된 헤어핀의 전압분담율에 비해 크다(높다).

상기 복수의 헤어핀은 상기 스테이터코일의 전원 인가시 부분방전(Partial Discharge)이 억제될 수 있는 부분방전억제거리를 구비하게 이격배치됨으로써, 부분방전 발생 가능성을 현저하게 저감할 수 있다.

특히, 상기 스테이터코일의 전원 인가 시 전압분담률이 높은 헤어핀의 부분방전억제거리가 상기 전압분담률이 낮은 헤어핀의 부분방전억제거리보다 크게 구성된다.

이에 의해, 상대적으로 부분방전 발생 가능성이 높은 전압분담률이 높은 헤어핀의 부분방전 발생 가능성을 현저하게 낮출 수 있다.

상기 전동기의 스테이터는, 내부에 로터수용공이 형성되고 상기 로터수용공의 둘레에 복수의 슬롯 및 티스가 구비되는 스테이터코어; 및 상기 복수의 슬롯에 권선되는 스테이터코일;을 포함하고, 상기 스테이터코일은, 상기 복수의 슬롯의 내부에 삽입되고 서로 직렬로 연결되는 복수의 헤어핀을 각각 구비하고, 상기 복수의 헤어핀은 서로 인접한 헤어핀 간 부분방전이 억제될 수 있는 부분방전억제거리를 두고 이격배치되되, 상기 스테이터코일의 전원 인가 시 전압분담률이 높은 헤어핀의 부분방전억제거리가 상기 전압분담률이 낮은 헤어핀의 부분방전억제거리에 비해 크게 형성된다.

여기서, 상기 스테이터코어의 반경방향을 따라 상기 복수의 슬롯의 내부 최외측에 배치되는 최외측헤어핀중 일부에는 전원이 연결된다.

상기 부분방전억제거리는 상기 최외측헤어핀과 도체 사이에 형성되는 제1부분방전억제거리 및 상기 최외측헤어핀의 내측에 배치되는 헤어핀과 도체 사이에 형성되는 제2부분방전억제거리를 포함하여 구성된다.

상기 제1부분방전억제거리는 상기 제2부분방전억제거리보다 크게 형성된다.

상기 제1부분방전억제거리는 1.2mm 이상으로 설정될 수 있다.

이에 의해, 상대적으로 부분방전 발생이 높은 최외측헤어핀에 고전압(800V 이상)의 전원이 인가되어도 부분방전 발생 가능성을 현저하게 저감할 수 있다.

상기 제2부분방전억제거리는 0.2mm 이상으로 설정될 수 있다.

이에 의해, 상대적으로 부분방전 가능성이 낮은 헤어핀의 부분방전억제거리를 상대적으로 작게 유지함으로써, 헤어핀의 설치 시 상기 헤어핀의 크라운부의 점유공간을 저감할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 최외측헤어핀은, 서로 다른 슬롯의 최외측레이어에 각각 삽입되는 제1삽입부 및 제2삽입부, 일 측이 상기 제1삽입부에 연결되는 제1크라운부, 및 일 측은 상기 제1크라운부에 연결되고 타 측은 상기 제2삽입부에 연결되는 제2크라운부를 구비하고,

서로 다른 최외측헤어핀의 제1크라운부 및 제2크라운부는 상기 제1부분방전억제거리, 즉 상술한 바와 같이 1.2mm를 두고 서로 이격 배치됨으로써, 상기 스테이터코일에 고전압(예를 들면 800V 이상)의 전원 인가 시에도, 상기 최외측헤어핀 간 부분방전 발생이 억제될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 최외측헤어핀의 제1크라운부는 상기 스테이터코어의 반경방향을 따라 상기 제1삽입부에 비해 외측으로 이격되게 형성될 수 있다.

이에 의해, 상기 최외측헤어핀의 제1삽입부와 제1크라운부 사이가 이격됨으로써, 다른 최외측헤어핀과 간섭 발생 억제될 수 있고 상기 최외측헤어핀의 조립(결합)이 용이하게 될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 최외측헤어핀은 상기 제1삽입부로부터 상기 스테이터코어의 반경방향을 따라 외측으로 벤딩되고 상기 제1크라운부에 연결되는 제1레이디얼벤딩부를 구비하여 구성된다.

이에 의해, 상기 복수의 슬롯의 단면적에 비해 상기 최외측헤어핀의 크라운부의 점유공간이 반경방향을 따라 확장될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 헤어핀을 이격 지지하기 위한 별도의 지지부재를 사용하지 아니하면서 헤어핀과 스테이터코어의 결합 시 헤어핀의 부분방전 발생을 억제할 수 있다.

또한, 상기 최외측헤어핀의 결합 시 서로 다른 최외측헤어핀 간 간섭 발생이 억제됨으로써, 상기 최외측헤어핀의 조립이 용이하게 될 수 있다.

상기 최외측헤어핀의 제2크라운부는 상기 스테이터코어의 반경방향을 따라 상기 제1크라운부의 내측에 이격 배치되게 형성될 수 있다.

이에 의해, 서로 다른 최외측헤어핀의 상기 스테이터코어에 결합 시, 상기 최외측헤어핀의 제1크라운부 및 다른 최외측헤어핀의 제2크라운부가 상기 스테이터코어의 반경방향을 따라 미리 설정된 거리(제1부분방전억제거리)를 두고 이격배치될 수 있다.

이에 의해, 상기 스테이터코일의 전원 인가 시 서로 다른 최외측헤어핀의 제1크라운부 및 제2크라운부간 부분방전 발생이 억제될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 최외측헤어핀은 상기 제2삽입부로부터 상기 스테이터코어의 반경방향을 따라 외측으로 벤딩되는 제2레이디얼벤딩부를 구비하여 구성될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 헤어핀의 지지를 위한 별도의 지지부재를 사용하지 아니하면서 상기 최외측헤어핀의 제2크라운부가 상기 최외측헤어핀의 내측에 배치되는 다른 헤어핀으로부터 반경방향을 따라 외측으로 이격배치될 수 있다.

이에 의해, 상기 복수의 슬롯의 단면적에 비해 상기 최외측헤어핀의 크라운부의 점유공간이 반경방향을 따라 외측으로 확장될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 상기 최외측헤어핀의 제2크라운부와 상기 최외측헤어핀의내측에 배치되는 헤어핀의 크라운부 간의 부분방전 발생이 현저하게 억제될 수 있다.

여기서, 상기 제1레이디얼벤딩부 및 제2레이디얼벤딩부는 최소곡률반경을 각각 구비하고,

상기 최소곡률반경은 2.0mm 이상으로 설정될 수 있다.

이에 의해, 상기 최외측헤어핀의 상기 제1레이디얼벤딩부 및 상기 제2레이디얼벤딩부의 제작 시 응력발생을 억제할 수 있고, 상기 응력발생에 기인한 부분방전 발생 가능성을 현저하게 저감할 수 있다.

상기 제1크라운부 및 제2크라운부는 상기 제1삽입부 및 제2삽입부와 각각 나란한 제1연장선 및 제2연장선에 대해 최소내각을 각각 구비하게 형성되고,

상기 최소내각은 110도 이상으로 설정될 수 있다.

이에의해, 상기 최외측헤어핀의 상기 제1레이디얼벤딩부 및 상기 제2레이디얼벤딩부의 제작 시 응력발생을 억제할 수 있고, 상기 응력발생에 기인한 부분방전 발생 가능성을 현저하게 저감할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 최외측헤어핀은 상기 스테이터어의 반경방향을 따라 상기 제1삽입부로부터 상기 제1레이디얼벤딩부가 돌출되는 제1돌출길이 및 상기 제2삽입부로부터 제2레이디얼벤딩부가 돌출되는 제2돌출길이를 구비하고,

상기 제1돌출길이는 상기 제2돌출길이에 상기 제1부분방전억제거리를 합한 값 이상으로 형성된다.

이러한 구성에 의하면, 서로 다른 최외측헤어핀의 스테이터코어 결합 시, 최외측헤어핀의 제1크라운부 및 다른 최외측헤어핀의 제2크라운부간 제1부분방전억제거리가 확보될 수 있다.

이에 의해, 상기 스테이터코일의 전원 인가 시, 2개의 삽입부가 동일한 레이어에 배치되는 상기 최외측헤어핀의 크라운부간의 부분방전발생을 억제할 수 있다.

한편, 상기 스테이터코일은 상기 전원의 각 상(U상, V상, W상)에 연결되는 복수의 상코일을 구비한다.

상기 복수의 상코일은 U상코일, V상코일 및 W상코일을 구비한다.

상기 U상코일, V상코일 및 W상코일은 상기 스테이터코어의 원주방향을 따라 미리 설정된 슬롯피치로 이격배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 U상코일, V상코일 및 W상코일은 상기 스테이터코어의 원주방향을 따라 서로 8슬롯피치로 이격되게 구성될 수 있다.

상기 복수의 상코일은 서로 병렬로 연결되는 복수의 상병렬코일을 각각 구비하여 구성된다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 복수의 상병렬코일은 제1상병렬코일 내지 제4상병렬코일을 각각 구비하여 구성된다.

상기 U상코일은 제1U상병렬코일, 제2U상병렬코일, 제3U상병렬코일 및 제4U상병렬코일을 구비한다.

상기 V상코일은 제1V상병렬코일, 제2V상병렬코일, 제3V상병렬코일 및 제4V상병렬코일을 구비한다.

상기 W상코일은 제1W상병렬코일, 제2W상병렬코일, 제3W상병렬코일 및 제4W상병렬코일을 구비한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 최외측헤어핀은 상기 2개의 삽입부의 슬롯피치가 다르게 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 최외측헤어핀은, 2개의 삽입부가 상기 스테이터코어의 원주방향을 따라 13슬롯피치로 이격 배치되는 제1최외측헤어핀 및 2개의 헤어핀이 상기 스테이터코어의 원주방향을 따라 9슬롯피치로 이격배치되는 제2최외측헤어핀을 각각 구비하여 구성된다.

이러한 구성에 의하면, 상기 복수의 상병렬코일의 제2최외측헤어핀의 배치를 서로 다르게 함으로써, 상기 복수의 상코일 각각의 전류 위상이 서로 상이하게 되어 상병렬코일의 순환전류 발생을 억제할 수 있다.

이에 의해, 상기 복수의 상병렬코일의 순환전류 발생에 기인하여 전동기의 운전효율이 저해되는 것이 억제될 수 있다.

상기 제1최외측헤어핀 및 제2최외측헤어핀은 상기 스테이터코어의 축방향을 따라 상기 스테이터코어의 단부로부터 서로 다른 돌출길이를 구비한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 제2최외측헤어핀은 상기 제1최외측헤어핀에 비해 작은 돌출길이를 구비하게 구성됨으로써, 상기 제1최외측헤어핀의 내측에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 U상코일 및 V상코일은, 상기 U상코일의 각 상병렬코일의 제1최외측헤어핀의 제2크라운부와 상기 V상코일의 각 상병렬코일의 제1최외측헤어핀의 제1크라운부가 상기 제1부분방전억제거리를 두고 서로 이격 배치되게 구성된다.

이에 의해, 상기 스테이터코일의 전원 인가 시 서로 다른 상인 상기 U상코일 및 상기 V상코일 간 부분방전 발생이 억제될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 V상코일 및 W상코일은, 상기 V상코일의 각 상병렬코일의 제1최외측헤어핀의 제2크라운부와 상기 W상코일의 각 상병렬코일의 제1최외측헤어핀의 제1크라운부가 상기 제1부분방전억제거리를 두고 서로 이격 배치되게 구성된다.

이에 의해, 상기 스테이터코일의 전원 인가 시 서로 다른 상인 상기 V상코일 및 상기 W상코일 간 부분방전 발생이 억제될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 W상코일 및 U상코일은, 상기 W상코일의 각 상병렬코일의 제1최외측헤어핀의 제2크라운부와 상기 U상코일의 각 상병렬코일의 제1최외측헤어핀의 제1크라운부가 상기 제1부분방전억제거리를 두고 서로 이격 배치되게 구성된다.

이에 의해, 상기 스테이터코일의 전원 인가 시 서로 다른 상인 상기 W상코일 및 상기 U상코일 간 부분방전 발생이 억제될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 복수의 헤어핀은, 상기 복수의 슬롯의 내부 최내측에 배치되는 최내측헤어핀; 및 상기 복수의 슬롯의 내부 상기 최내측헤어핀과 상기 최외측헤어핀 사이에 배치되는 중간헤어핀;을 더 구비하여 구성된다.

여기서, 상기 최내측헤어핀 및 상기 중간헤어핀은 상기 스테이터코어의 원주방향을 따라 2개의 삽입부가 12슬롯피치로 각각 이격배치되게 구성된다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 최내측헤어핀은, 서로 다른 슬롯의 최내측레이어에 각각 배치되는 제1삽입부 및 제2삽입부, 상기 제1삽입부에 연결되는 제1크라운부 및 상기 제2삽입부에 연결되는 제2크라운부를 구비하고,

상기 제2크라운부는 상기 스테이터코어의 반경방향을 따라 상기 제1크라운부의 내측에 배치되게 구성된다.

이러한 구성에 의하면, 상기 최내측헤어핀의 결합 시 간섭 발생이 억제될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 최내측헤어핀은 상기 제2크라운부가 상기 스테이터코어의 반경방향을 따라 상기 제2삽입부의 내측에 배치되게 구성된다.

이러한 구성에 의하면, 상기 최내측헤어핀의 크라운부와 상기 최내측헤어핀의 외측에 배치되는 중간헤어핀의 크라운부가 반경방향을 따라 이격될 수 있다.

이에 의해, 상기 최내측헤어핀의 크라운부와 상기 최내측헤어핀의 외측에 배치되는 중간헤어핀의 크라운부 간 부분방전 발생이 억제될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 최내측헤어핀은 상기 제2삽입부로부터 상기 스테이터코어의 반경방향을 따라 상기 제2삽입부의 내측으로 벤딩되어 상기 제2크라운부에 연결되는 레이디얼벤딩부를 구비하여 구성된다.

이에 의해, 헤어핀의 지지를 위한 별도의 부재를 사용하지 아니하고 최내측헤어핀의 크라운부와 상기 중간헤어핀의 크라운부 간 부분방전 발생을 억제할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 헤어핀이 부분방전억제거리를 두고 이격배치게 구성됨으로써, 헤어핀의 부분방전에 기인한 스테이터코일의 수명단축발생을 억제할 수 있다.

특히 전압분담률이 높은 헤어핀의 부분방전억제거리가 전압분담률이 낮은 헤어핀의 부분방전억제거리보다 크게 형성되도록 함으로써, 스테이터코일의 부분방전 발생 가능성을 현저하게 저감할 수 있다.

또한, 헤어핀이 반경방향을 따라 절곡되는 레이디얼벤딩부를 구비함으로써, 헤어핀의 지지를 위한 별도의 지지부재의 사용을 억제할 수 있다.

또한, 헤어핀이 반경방향을 따라 절곡되는 레이디얼벤딩부를 구비함으로써,헤어핀과 스테이터코어의 결합 시 헤어핀의 간섭 발생이 억제될 수 있다.

또한, 헤어핀이 반경방향을 따라 절곡되는 레이디얼벤딩부를 구비함으로써, 헤어핀 간 부분방전 발생을 현저하게 저감할 수 있다.

또한, 2개의 삽입부가 복수의 슬롯의 최외측에 각각 배치되는 최외측헤어핀이 레이디얼벤딩부를 구비함으로써, 슬롯의 단면적에 비해 헤어핀의 크라운부의 점유면적이 증대될 수 있다.

이에 의해, 2개의 삽입부가 동일한 레이어에 배치되는 헤어핀의 부분방전 발생을 억제할 수 있다.

또한, 상기 최외측헤어핀 중 일부가 전원에 연결되도록 함으로써, 전원 인가 시 전압분담률이 높은 최외측헤어핀의 부분방전 발생을 억제할 수 있다.

특히, 고전압의 전원 인가 시 스테이터코일의 부분 방전 발생 가능성을 현저하게 저감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기의 스테이터의 사시도,
도 2는 도 1의 스테이터의 정면도,
도 3은 도 2의 스테이터의 평면도,
도 4는 도 1의 헤어핀을 설명하기 위한 개념도,
도 5 및 도 6은 각각 도 4의 헤어핀 및 슬롯의 결합상태를 도시한 도면,
도 7은 도 1의 슬롯 및 헤어핀의 결합 상태를 설명하기 위한 도면,
도 8은 도 2의 스테이터의 저면도,
도 9는 도 6의 중성선의 확대도,
도 10은 도 1의 스테이터코일의 결선관계를 설명하기 위한 도면,
도 11은 도 10의 각 코일부의 전압분담률을 도시한 도면,
도 12는 도 1의 최외측헤어핀의 요부확대도,
도 13은 도 12의 제1최외측헤어핀의 결합전 사시도,
도 14는 도 13의 평면도,
도 15는 도 12의 제2최외측헤어핀의 결합전 사시도,
도 16은 도 15의 평면도,
도 17은 도 13의 제1최외측헤어핀의 결합상태의 사시도,
도 18은 도 2의 제1최외측헤어핀 및 제2최외측헤어핀의 요부확대도,
도 19는 도 17의 평면도,
도 20은 도 19의 요부확대도,
도 21은 도 1의 헤어핀의 이격거리를 설명하기 위한 모식도,
도 22는 도 21의 헤어핀의 이격거리 및 부분방전의 발생 관계를 도시한 도면,
도 23은 도 18의 제1레이디얼벤딩부영역의 단면도,
도 24는 도 1의 최내측헤어핀의 결합전 사시도,
도 25는 도 24의 평면도,
도 26은 도 24의 최내측헤어핀의 결합상태의 사시도,
도 27은 도 26의 평면도,
도 28은 도 1의 중간헤어핀의 결합전 사시도,
도 29는 도 28의 평면도,
도 30 및 도 31은 도 1의 스테이터코일의 U상의 패턴도의 일부를 각각 도시한 도면,
도 32는 도 1의 스테이터코일의 U상, V상, W상의 배치관계를 설명하기 위한 도면,
도 33은 도 2의 스테이터코일의 U상코일, V상코일 및 W상코일의 최외측헤어핀의 크라운부의 확대도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명한다. 본 명세서는, 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기의 스테이터의 사시도이고, 도 2는 도 1의 스테이터의 정면도이며, 도 3은 도 2의 스테이터의 평면도이다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전동기의 스테이터는, 스테이터코어(100) 및 스테이터코일(200)을 구비한다.

상기 스테이터는, 예를 들면, 내부에 로터(미도시)가 소정의 공극(air gap)을 두고 회전 가능하게 수용될 수 있게 구성된다.

상기 스테이터코어(100)는 원통형상으로 구현된다.

본 실시예의 전동기는, 예를 들면, 전기자동차 또는 하이브리드 자동차의 구동원(traction motor)으로 구현된다.

상기 스테이터는, 예를 들면, 800V 이상의 고전압의 전원이 인가될 수 있게 구성된다.

상기 스테이터코어(100)는 복수의 전기강판(110)을 절연 적층하여 구성될 수 있다.

상기 스테이터코어(100)는 내부에 상기 로터가 수용될 수 있게 로터수용공(102)이 구비될 수 있다.

상기 스테이터코어(100)는 상기 로터수용공(102)의 둘레에 교호적으로 형성되는 복수의 슬롯(120) 및 복수의 티스(130)를 구비할 수 있다.

상기 복수의 슬롯(120)은, 예를 들면, 96개로 구성될 수 있다.

상기 복수의 티스(130)는, 예를 들면, 96개로 형성될 수 있다.

상기 스테이터코일(200)은 상기 복수의 슬롯(120)을 경유하여 권선될 수 있다.

상기 스테이터코일(200)은, 예를 들면, 원주방향을 따라 서로 다른 자극(N극, S극)이 8개 형성되게 구성될 수 있다.

상기 스테이터코일(200)은 서로 직렬로 연결되는 복수의 헤어핀(hairpins)(210)을 구비한다. 상기 스테이터코일(200)(복수의 헤어핀(210))은 상대적으로 높은 전압(고전압)이 통전 가능하게 구성될 수 있다.

본 실시예의 전동기의 스테이터는, 예를 들면, 700V 내지 900V의 전압의 전원이 인가되게 구성될 수 있다.

본 실시예의 전동기의 스테이터는, 예를 들면, 800V의 전압의 전원이 인가되게 구성될 수 있다.

본 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 헤어핀(210)은, 상기 스테이터코일(200)의 전원 인가 시, 부분방전(Partial Discharge)이 억제될 수 있게 부분방전억제거리(D)를 두고 서로 이격배치되게 구성될 수 있다.

상기 부분방전(Partial Discharge)은, 주지된 바와 같이, 절연시스템에서 전극 간을 완전히 교락하지 않고 유전체의 일부분에서 발생되는 국부적인 전기 방전 현상을 의미한다.

상기 헤어핀(210)에서 부분방전이 발생될 경우 상기 헤어핀(210)의 화학적 및/또는 물리적 변형이 발생되며 헤어핀(210)의 강제 열화가 촉진된다.

본 실시예에서, 상기 부분방전억제거리(D)는, 전원 인가 시 전압분담률이 높은 헤어핀(210O)의 부분방전억제거리(제1부분방전억제거리(D1))가 상기 전압분담률이 낮은 헤어핀(210I, 210M)의 부분방전억제거리(제2부분방전억제거리(D2))에 비해 크게 형성된다.

이에 의해, 상기 스테이터코일(200)의 전원 인가 시, 전압분담률이 높아 상대적으로 부분방전 가능성이 높은 헤어핀(210O)의 부분방전 가능성을 현저하게 저감할 수 있다.

도 4는 도 1의 헤어핀을 설명하기 위한 개념도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 헤어핀(210)은, 예를 들면, 상기 복수의 슬롯(120)의 내부에 삽입되는 삽입부(230), 2개의 삽입부(230)를 연결하는 크라운부(250) 및 상기 삽입부(230)로부터 연장되는 연장부(270)를 구비하여 구성된다.

보다 구체적으로 상기 헤어핀(210)은, 서로 이격된 슬롯(120)의 내부에 각각 삽입되는 2개의 삽입부(230), 축방향을 따라 상기 스테이터코어(100)의 일 단부에서 상기 2개의 삽입부(230)의 각 단부를 연결하는 크라운부(250) 및 축방향을 따라 상기 스테이터코어(100)의 타 단부에서 상기 삽입부(230)로부터 연장되는 2개의 연장부(270)를 각각 구비하여 구성된다.

상기 2개의 삽입부(230)는 상기 스테이터코어(100)의 원주방향을 따라 미리 설정된 간격으로 이격 배치되게 구성될 수 있다.

상기 복수의 헤어핀(210)은 상기 스테이터코어(100)의 결합 전에는 대략 "U"형상으로 구현된다.

상기 복수의 헤어핀(210)은 상기 스테이터코어(100)의 결합 전에는 상기 삽입부(230) 및 연장부(270)가 선형으로 형성되고, 상기 스테이터코어(100)의 결합 후 상기 삽입부(230)로부터 상기 연장부(270)가 미리 설정된 형상(패턴)으로 절곡 형성된다.

상기 복수의 헤어핀(210)은, 도체(211) 및 상기 도체(211)의 표면에 피복(도포)되는 피복재(도막)(212)를 구비한다.

상기 도체(211)는, 예를 들면, 구리(copper)로 구현된다.

상기 피복재(212)는 상기 도체(211)의 절연을 위해 절연특성을 구비한 절연부재(150)로 형성된다.

상기 복수의 헤어핀(210)은, 예를 들면, 소위 각동선이라고 하는 사각형 단면을 구비한 도체(211)를 대략 "U" 형상으로 절곡하여 각각 구성될 수 있다.

상기 복수의 헤어핀(210)은, 예를 들면, 상기 스테이터코어(100)의 결합 전에는 2개의 삽입부(230) 및 크라운부(250)를 구비하여 대략 "U"형상으로 구현된다.

상기 "U"형상으로 구현된 복수의 헤어핀(210)은 축방향을 따라 상기 스테이터코어(100)의 일 측에서 축방향을 따라 2개의 삽입부(230)가 해당 슬롯(120)의 내부로 각각 삽입 결합된다.

상기 복수의 헤어핀(210)은 상기 스테이터코어(100)의 각 슬롯(120)의 내부에 상기 2개의 삽입부(230)가 각각 삽입 된 후, 상기 스테이터코어(100)의 외부로 돌출된 각 삽입부(230)의 단부로부터 미리 설정된 길이의 지점을 미리 설정된 패턴(형상)으로 각각 절곡함으로써, 상기 연장부(270) 및 후술할 연결단부(275)가 각각 형성된다.

여기서, 상기 복수의 헤어핀(210)의 연장부(270)는 각 삽입부(230)에 대해 시계방향 및/또는 반시계방향으로 절곡 형성될 수 있다.

즉, 2개의 연장부(270)가 동일한 방향으로 절곡되거나 서로 반대방향으로 절곡될 수 있다.

상기 각 연장부(270)는 해당 삽입부(230)로부터 상기 스테이터코어(100)의 원주방향을 따라 배치될 수 있게 곡선 형상으로 각각 절곡 형성된다.

상기 연장부(270)는, 예를 들면, 그 말단부(연결단부(275))가 해당 삽입부(230)로부터 상기 2개의 삽입부(230) 사이의 간격의 대략 절반(6슬롯피치)에 대응되는 위치에 배치될 수 있는 길이로 각각 형성될 수 있다.

보다 구체적으로 예를 들면, 본 발명의 복수의 헤어핀(210)은 2개의 삽입부(230)의 간격이 대략 12슬롯피치로 형성되므로, 상기 연장부(270)는 삽입부(230)로부터 6슬롯피치 간격에 대응되는 길이를 구비하게 구성될 수 있다.

상기 연장부(270)는 말단에 축방향으로 배치될 수 있게 절곡된 연결단부(275)를 각각 구비하게 구성된다.

상기 연결단부(275)는 다른 헤어핀(210)의 연결단부(275)와 반경방향을 따라 중첩가능하게 각각 형성된다.

상기 연결단부(275)는, 예를 들면, 상기 연장부(270)의 단부로부터 미리 설정된 길이로 피복재(212)를 탈피하여 형성되는 탈피구간(277)을 구비할 수 있다.

상기 연결단부(275)는, 예를 들면, 상기 스테이터코어(100)의 축방향을 따라 배치되고 상기 탈피구간(277)을 제외한 비탈피구간(276)을 구비하여 구성될 수 있다.

이에 의해, 서로 다른 헤어핀(210)이 통전 가능하게 상호 직렬로 연결될 수 있다.

상기 복수의 헤어핀(210)은 서로 다른 헤어핀(210)의 연결단부(275)를 상호 접촉시킨 후 상호 접촉된 2개의 탈피구간(277)을 일체로 용접하여 상호 통전 가능하게 연결될 수 있다.

도 5 및 도 6은 각각 도 4의 헤어핀 및 슬롯의 결합상태를 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 슬롯(120)의 내부에는 상기 헤어핀(210)의 삽입부(230)가 각각 삽입 결합될 수 있다.

상기 스테이터코어(100)의 복수의 슬롯(120)은 상기 로터수용공(102)과 일 측(도면상 내측)이 연통되게 형성될 수 있다.

상기 복수의 슬롯(120)의 내부에는 상기 헤어핀(210)의 삽입부(230)가 반경방향을 따라 이격배치된다.

상기 헤어핀(210)은, 예를 들면, 상기 스테이터코어(100)의 원주방향을 따른 제1폭(W1)이 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따른 제2폭(W2)에 비해 큰 크기를 가지게 구성될 수 있다.

상기 스테이터코어(100)의 복수의 슬롯(120)의 내부에는 상기 복수의 헤어핀(210)의 삽입부(230)가 복수의 레이어를 형성하게 배치된다.

상기 복수의 레이어는, 예를 들면, 제1레이어(121L) 내지 제4레이어(124L)로 구현될 수 있다.

상기 제1레이어(121L)는, 예를 들면, 상기 슬롯(120)의 내부 복수의 레이어 중 최내측에 배치되므로 최내측레이어로 정의될 수 있다.

상기 제4레이어(124L)는, 예를 들면, 상기 슬롯(120)의 내부 복수의 레이어 중 최외측에 배치되므로 최외측레이어로 정의될 수 있다.

상기 스테이터코일(200)은, 예를 들면, 상기 복수의 슬롯(120)의 내부 제1레이어(121L) 내지 제4레이어(124L)를 이루게 배치된 복수의 헤어핀(210)을 구비하여 구성될 수 있다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터코일(200)은, 예를 들면, 상기 복수의 슬롯(120)의 내부 제1레이어(121L) 내지 제6레이어(126L)를 이루게 배치된 복수의 헤어핀(210)을 구비하여 구성될 수도 있다.

여기서, 상기 제1레이어(121L)는, 상술한 바와 같이, 상기 슬롯(120)의 내부 복수의 레이어 중에서 가장 내측에 배치되므로 최내측레이어로 정의될 수 있다.

그리고, 상기 제6레이어(126L)는 상기 슬롯(120)의 내부 복수의 레이어 중에서 가장 외측에 배치되므로 최외측레이어로 정의될 수 있다.

다시 도 4를 참조하면, 상기 복수의 헤어핀(210)은 상기 스테이터코어(100)의 결합전에 2개의 삽입부(230) 및 크라운부(250)를 구비하여 대략 "U"형상을 구비하고, 결합후 상기 2개의 삽입부(230)를 미리 설정된 패턴으로 각각 절곡 성형하여 연장부(270) 및 연결단부(275)를 각각 형성한다.

상기 복수의 헤어핀(210) 중 일부는 연장부(270)가 동일한 방향으로 절곡 형성되고, 다른 일부는 연장부(270)가 서로 다른 방향으로 절곡 형성된다.

이때, 상기 복수의 헤어핀(210)의 크라운부(250)가 서로 교차되는 교차지점(CP)이 발생되며, 상기 스테이터코일(200)의 전원 인가 시 상기 교차지점(CP)은 부분방전(Partial Discharge) 발생 가능성이 증가하게 된다.

종래의 스테이터코일은 상대적으로 저전압 전원이 인가되게 구성되기 때문에 상기 스테이터코일에 상대적으로 고전압 전원이 인가될 경우 부분방전 가능성이 당연하게 증가될 수 있다. 특히 800V 이상의 고전압 전원 인가 시 상기 헤어핀(210)의 교차지점(CP)의 부분방전 가능성은 현저하게 증가될 수 있다.

도 7은 도 1의 슬롯 및 헤어핀의 결합 상태를 설명하기 위한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 전동기의 스테이터의 스테이터코일(200)은, 제1레이어(121L) 내지 제8레이어(128L)를 구비하게 배치된 복수의 헤어핀(210)을 구비하여 구성된다.

상기 복수의 슬롯(120)의 내부에는 상기 복수의 헤어핀(210)의 삽입부(230)가 각각 수용된다.

상기 슬롯(120)은, 예를 들면, 상기 헤어핀(210)의 단면 형상에 대응되는 폭을 구비하게 형성된다.

상기 슬롯(120)은 상기 헤어핀(210)의 단면 중 원주방향의 폭에 대응되는 폭을 구비하게 구성된다.

본 실시예에서, 상기 헤어핀(210)은, 예를 들면, 상기 스테이터코어(100)의 원주방향을 따른 제1폭(W1)이 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따른 제2폭(W2)에 비해 큰 크기를 가지게 구성될 수 있다.

상기 슬롯(120)은 상기 헤어핀(210)의 제1폭(W1)(원주방향을 따른 폭)에 대응되는 폭을 구비하게 구성된다.

상기 슬롯(120)은, 예를 들면, 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 8개의 헤어핀(210)의 삽입부(230)가 수용될 수 있는 길이를 구비하게 형성된다.

상기 각 슬롯(120)의 내부에는 서로 다른 헤어핀(210)의 8개의 삽입부(230)가 반경방향을 따라 각각 이격 배치될 수 있다.

상기 슬롯(120)의 내부에는 상기 헤어핀(210)(삽입부(230))과 상기 스테이터코어(100)의 절연을 위해 절연부재(150)가 각각 삽입된다.

상기 절연부재(150)는, 예를 들면, 상기 슬롯(120)의 양 측벽, 내측벽 및 외측벽을 모두 절연할 수 있게 구성될 수 있다.

상기 절연부재(150)는, 예를 들면, 상기 복수의 슬롯(120)의 내부에 배치된 상기 삽입부(230)의 4방향을 모두 감싸게 구성될 수 있다.

상기 복수의 슬롯(120)의 내부에는 상기 복수의 헤어핀(210)의 각 삽입부(230)에 의해 복수의 레이어(121L-128L)가 형성된다.

한편, 본 실시예의 상기 복수의 헤어핀(210)은 2개의 삽입부(230)가 상기 복수의 슬롯(120)의 내부 동일 레이어에 각각 배치되거나, 또는 서로 다른 레이어에 배치되게 구성될 수 있다.

상기 헤어핀(210)은, 2개의 삽입부(230)가 서로 다른 슬롯의 내부 동일 레이어에 각각 배치되는 동일레이어헤어핀(210S)을 구비할 수 있다.

상기 헤어핀(210)은, 2개의 삽입부(230)가 서로 다른 슬롯의 내부 서로 다른 레이어에 각각 배치되는 이종레이어헤어핀을 구비할 수 있다.

상기 동일레이어헤어핀(210S)은, 예를 들면, 2개의 삽입부(230)가 최외측레이어에 각각 배치되는 최외측헤어핀(210O)을 구비할 수 있다.

상기 동일레이어헤어핀(210S)은, 예를 들면, 2개의 삽입부(230)가 최내측레이어에 각각 배치되는 최내측헤어핀(210I)을 구비할 수 있다.

상기 복수의 헤어핀(210)은 2개의 삽입부(230)가 상기 복수의 슬롯(120)의 내부 최내측레이어에 각각 배치되는 최내측헤어핀(210I)을 구비할 수 있다.

상기 복수의 헤어핀(210)은 2개의 삽입부(230)가 상기 복수의 슬롯(120)의 내부 최내측레이어와 최외측레이어 사이의 중간레이어의 서로 다른 레이어에 각각 배치되는 중간헤어핀(210M)을 구비할 수 있다.

상기 중간헤어핀(210M)은 2개의 레이어가 서로 다른 슬롯의 내부 서로 다른 레이어에 각각 배치된다는 점에서 상기 이종레이어헤어핀으로 지칭될 수 있다.

상기 복수의 레이어는, 예를 들면, 8개의 레이어(121L 내지 128L)로 구성될 수 있다.

상기 8개의 레이어(121L 내지 128L)는 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 내측으로부터 외측으로 배치될 수 있다.

상기 복수의 슬롯(120)의 내부 최내측에는 제1레이어(121L)가 배치될 수 있다.

상기 복수의 슬롯(120)의 내부 최외측에는 제8레이어(128L)가 배치될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 최내측레이어는 상기 제1레이어(121L)고, 상기 최외측레이어는 상기 제8레이어(128L)를 의미할 수 있다.

상기 제1레이어(121L) 및 제8레이어(128L)의 사이에 각각 배치되는 제2레이어(122L), 제3레이어(123L), 제4레이어(124L), 제5레이어(125L), 제6레이어(126L) 및 제7레이어(127L)는 중간레이어로 지칭될 수 있다.

상기 복수의 헤어핀(210)은 미리 설정된 패턴으로 상호 통전 가능하게 연결될 수 있다.

상기 스테이터코일(200)은 전원의 각 상(U phase, V phase, W phase)에 연결되는 복수의 상코일(300)을 구비한다.

상기 스테이터코일(200)의 복수의 헤어핀(210)은 상기 고전압(예를 들면, 800V)의 전류가 흐를수 있게 각각 구성될 수 있다.

도 8은 도 2의 스테이터의 저면도이고, 도 9는 도 6의 중성선의 확대도이다. 먼저 도 9를 참조하면, 상기 복수의 상코일(300)은, 예를 들면, U상코일(300U), V상코일(300V) 및 W상코일(300W)을 구비한다.

상기 복수의 상코일(300)은 서로 병렬로 연결되는 복수의 상병렬코일을 구비한다.

상기 복수의 상병렬코일은 예를 들면 4개로 각각 구성될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 복수의 상병렬코일은, 각 상의 제1상병렬코일(300U1,300V1,300W1), 제2상병렬코일(300U2,300V2,300W2), 제3상병렬코일(300U3,300V3,300W3) 및 제4상병렬코일(300U4,300V4,300W4)을 각각 구비하여 구성될 수 있다.

상기 복수의 상코일(300)에는 전원이 공급될 수 있게 전원연결단자(310)가 각각 연결된다.

상기 스테이터코어(100)의 일 측에는 전원이 공급될 수 있게 전원연결단자(310)가 구비된다.

상기 복수의 상코일(300)은 상기 스테이터코어(100)의 원주방향을 따라 미리 설정된 간격으로 서로 이격배치되게 구성된다.

상기 복수의 상코일(300)은, U상코일(300U), V상코일(300V) 및 W상코일(300W)을 구비한다.

도 8을 기준으로, 상기 U상코일(300U), V상코일(300V) 및 W상코일(300W)은 상기 스테이터코어(100)의 반시계방향으로 서로 이격배치된다.

참고로, 도 1을 기준으로는 상기 U상코일(300U), V상코일(300V) 및 W상코일(300W)은 상기 스테이터코어(100)의 시계방향으로 서로 이격배치된다.

상기 복수의 상코일(300)의 각 상병렬코일은, 예를 들면, 상기 스테이터코어(100)의 원주방향을 따라 미리 설정된 간격으로 서로 이격배치되게 구성될 수 있다.

도 8을 참조하면, 상기 전원연결단자(310)는, 예를 들면, 상기 각 상코일(300)에 각각 연결되는 복수의 상코일연결단자(320) 및 상기 각 상코일연결단자(320)를 지지하는 지지부재(330)를 구비한다.

상기 복수의 상코일연결단자(320)는, U상코일연결단자(320U), V상코일연결단자(320V) 및 W상코일연결단자(320W)를 구비한다.

상기 U상코일연결단자(320U)는, 원주방향을 따라 이격되어 서로 나란하게 배치된 제1U상병렬코일연결단자(320U1), 제2U상병렬코일연결단자(320U2), 제3U상병렬코일연결단자(320U3) 및 제4U상병렬코일연결단자(320U4)를 구비한다.

상기 V상코일연결단자(320V)는, 원주방향을 따라 이격되어 서로 나란하게 배치된 제1V상병렬코일연결단자(320V1), 제2V상병렬코일연결단자(320V2), 제3V상병렬코일연결단자(320V3) 및 제4상코일연결단자(320V4)를 구비한다.

상기 W상코일연결단자(320W)는, 원주방향을 따라 이격되어 서로 나란하게 배치된 제1W상병렬코일연결단자(320W1), 제2W상병렬코일연결단자(320W2), 제3W상병렬코일연결단자(320W3) 및 제4W상병렬코일연결단자(320W4)를 구비한다.

상기 전원연결단자(310)의 지지부재(330)는, 내부에 상기 복수의 상코일연결단자(320)의 일부가 횡방향으로 이격되어 수용될 수 있게 서로 분리형성된 제1지지부재(330a) 및 제2지지부재(330b)를 구비한다.

상기 제1지지부재(330a) 및 상기 제2지지부재(330b)는, 예를 들면, 상하로 분리 형성되고 상호 접촉결합된 후 복수의 체결부재(340)에 의해 일체로 고정 결합될 수 있다.

상기 복수의 체결부재(340)는 상기 복수의 상코일연결단자(320)가 상기 지지부재(330)의 사이에 각각 삽입 결합된 후 상기 제1지지부재(330a) 및 제2지지부재(330b)가 상호 밀착되는 방향으로 가압되게 체결될 수 있다.

상기 각 상코일(300)의 마지막 도체는 중성선(350)에 연결될 수 있다.

다시 도 9를 참조하면, 상기 중성선(350)은 통전이 가능하게 전기 도체로 형성될 수 있다. 상기 중성선(350)은, 원호형의 바디(360) 및 상기 바디(360)에 연결되는 복수의 상코일연결부(370)를 구비할 수 있다. 상기 바디(360)는 상기 스테이터코어(100)의 원주방향을 따라 연장되게 형성될 수 있다. 상기 복수의 상코일연결부(370)는 미리 설정된 간격(예를 들면 8슬롯피치)으로 각각 이격배치될 수 있다.

상기 복수의 상코일연결부(370)는 상기 복수의 상코일(300)의 제1상병렬코일 내지 제4상병렬코일(300U1,300U2,300U3,300U4, 300V1,300V2,300V3,300V4, 300W1,300W2,300W3,300W4)이 각각 병렬로 연결되는 제1상병렬코일연결부 내지 제4상병렬코일연결부(370U1,370U2,370U3,370U4, 370V1,370V2,370V3,370V4, 370W1,370W2,370W3,370W4)를 각각 구비할 수 있다.

상기 각 상별 제1상병렬코일연결부 내지 제4상병렬코일연결부(370U1,370U2,370U3,370U4, 370V1,370V2,370V3,370V4, 370W1,370W2,370W3,370W4) 중 동일 상의 코일연결부는 각각 1슬롯피치로 이격배치되고, 서로 다른 상간은 4슬롯피치로 이격되게 구성될 수 있다.

도 10은 도 1의 스테이터코일의 결선관계를 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 도 10의 각 코일부의 전압분담률을 도시한 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터코일(200)은, 예를 들면, 상기 U상코일(300U), V상코일(300V) 및 W상코일(300W)은 소위 삼각 결선 또는 델타 결선으로 연결될 수 있다.

상기 스테이터코일(200)은, 기동 시 델타 권선으로 기동하고, 운전시 와이 결선으로 운전될 수 있게 구성될 수 있다.

상기 스테이터코일(200)의 U상코일(300U), V상코일(300V) 및 W상코일(300W)은 서로 직렬로 연결된 복수의 코일부를 구비할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 U상코일(300U), V상코일(300V) 및 W상코일(300W) 각각은 서로 병렬로 연결되는 제1상병렬코일 내지 제4상병렬코일을 각각 구비하고 있으나, 도 10에서는 설명의 편의상 하나의 코일(제1U상코일(300U1), 제1V상코일(300V1), 제1W상코일(300W1))만 예시하고 있다.

상기 제1U상코일(300U1), 제1V상코일(300V1), 제1W상코일(300W1) 각각은 서로 직렬로 연결된 제1코일부, 제2코일부, 제3코일부 및 제4코일부(300U11, 300U12,300U13,300U14, 300V11, 300V12,300V13,300V14, 300W11, 300W12,300W13,300W14)를 각각 구비할 수 있다.

여기서, 상기 제1U상코일(300U1), 제1V상코일(300V1), 제1W상코일(300W1) 각각의 제1코일부(300U11,300V11,300W11)에 전원이 상(U상, V상, W상)별로 각각 연결된다.

도 11에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터코일(200)에 전원이 인가될 경우, 상기 제1코일부 내지 제4코일부(300U11-300U14)의 전압분담률은 전원과 가장 가까운 제1코일부(300U11)의 전압분담률이 가장 높고, 상기 제1코일부(300U11)에 연결되는 제2코일부(300U12)의 전압분담률이 다음으로 높다. 상대적으로 전원으로부터 멀리 떨어진 제3코일부(300U13) 및 제4코일부(300U14)는 전압분담률이 상대적으로 낮다.

상기 제1코일부(300U11)의 전압분담률은, 예를 들면, 60%이상일 수 있고, 상기 제2코일부(300U12)의 전압분담률은 예를 들면 50이상 내지 60%미만일 수 있다. 상기 제3코일부(300U13) 및 제4코일부(300U14)는 예를 들면, 40이상 50%미만일 수 있다.

상기 제1코일부(300U11)의 복수의 헤어핀(210)중에서 전원과 직접 연결되는 헤어핀(210)의 전압분담률이 가장높을 수 있다.

본 실시예에서, 상기 각 상코일(U상코일, V상코일, W상코일)은 최외측헤어핀(210O)에 상기 전원(전원연결단자(310))이 각각 연결된다.

본 발명의 복수의 헤어핀(210)은 전압분담률에 따라 서로 다른 부분방전억제거리(D)를 두고 이격배치되게 구성될 수 있다.

상기 부분방전억제거리(D)는 상기 최외측헤어핀(210O)과 도체 사이에 형성되는 제1부분방전억제거리(D1)(도 14 및 도 16 참조) 및 상기 최외측헤어핀(210O)의 내측에 배치되는 헤어핀(중간헤어핀(210M) 및 최내측헤어핀(210I))과 도체 사이에 형성되는 제2부분방전억제거리(D2)(도 24 및 도 29 참조)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1부분방전억제거리(D1)는, 예를 들면, 1.2mm 이상으로 설정될 수 있다.

이에 의해, 상대적으로 부분방전 발생이 높은 최외측헤어핀(210O)에 고전압(800V 이상)의 전원이 인가되어도 상기 최외측헤어핀(210O)의 부분방전 발생 가능성을 현저하게 저감할 수 있다.

상기 제2부분방전억제거리(D2)는, 예를 들면, 0.2mm 이상으로 설정될 수 있다.

이에 의해, 상대적으로 부분방전 가능성이 낮은 헤어핀(210)(중간헤어핀(210M), 최내측헤어핀(210I))의 부분방전억제거리를 상대적으로 작게 유지함으로써, 헤어핀(210)의 설치 시 상기 헤어핀(210)의 크라운부(250)의 점유공간을 저감할 수 있어 바람직할 수 있다.

여기서, 상기 헤어핀(210)의 크라운부(250)의 점유공간을 크게 할 경우, 도체 간 부분방전 가능성을 낮출 수 있으나, 상기 헤어핀(210)의 크라운부(250)와 주변의 다른 도체(예를 들면 전동기의 케이스)와의 절연 거리의 확보가 곤란하게 될 수 있다. 이를 고려하여 본 실시예의 전동기의 케이스의 크기 및 스테이터코어(100)의 외경(외폭)의 크기가 증가되어야 하기 때문에 바람직하지 아니할 수 있다.

이하, 도 12 내지 도 33을 참조하여 본 발명의 일 실시예의 전동기의 스테이터의 복수의 헤어핀(210)에 대해 구체적으로 설명한다.

도 12는 도 1의 최외측헤어핀의 요부확대도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 최외측헤어핀(210O)은, 예를 들면, 서로 이격된 슬롯(120)의 내부 최외측레이어에 각각 배치되는 2개의 삽입부(230) 및 상기 2개의 삽입부(230)를 연결하는 크라운부(250)를 구비한다.

상기 최외측헤어핀(210O)은, 2개의 삽입부(230)로부터 반경방향을 따라 각각 절곡된 2개의 레이디얼벤딩부(280)를 구비한다.

이에 의해, 상기 복수의 슬롯(120)의 단면적에 비해 상기 최외측헤어핀(210O)의 크라운부(250)의 점유공간이 반경방향을 따라 확장될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 헤어핀(210)을 이격 지지하기 위한 별도의 지지부재를 사용하지 아니하면서 헤어핀(210)과 스테이터코어(100)의 결합 시 헤어핀(210)의 부분방전 발생을 억제할 수 있다.

또한, 상기 최외측헤어핀(210O)의 결합 시 서로 다른 최외측헤어핀(210O) 간 간섭 발생이 억제됨으로써, 상기 최외측헤어핀(210O)의 조립이 용이하게 될 수 있다.

또한, 상기 최외측헤어핀(210O)의 크라운부(250)가 내측의 중간헤어핀(210M)으로부터 외측으로 이격되어 절연 성능이 제고될 수 있다.

한편, 상기 최외측헤어핀(210O)은, 예를 들면, 제1삽입부(2301) 및 제2삽입부(2302)의 간격이 서로 다르게 형성되는 제1최외측헤어핀(210O1) 및 제2최외측헤어핀(210O2)을 구비하여 구성될 수 있다.

상기 제1최외측헤어핀(210O1)은 2개의 삽입부(230)가 13슬롯피치로 이격되게 구성될 수 있다.

상기 제2최외측헤어핀(210O2)은, 2개의 삽입부(230)가 9슬롯피치로 이격되게 구성될 수 있다.

도 13은 도 12의 제1최외측헤어핀의 결합전 사시도이고, 도 14는 도 13의 평면도이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 제1최외측헤어핀(210O1)은, 2개의 레이디얼벤딩부(280)를 구비하여 구성된다.

보다 구체적으로, 상기 제1최외측헤어핀(210O1)은, 예를 들면, 상기 스테이터코어(100)의 원주방향을 따라 일 측 슬롯(120)에 삽입되는 제1삽입부(2301), 상기 제1삽입부(2301)로부터 이격된 슬롯(120)에 삽입되는 제2삽입부(2302), 상기 제1삽입부(2301)로부터 반경방향을 따라 절곡되는 제1레이디얼벤딩부(2801) 및 상기 제2삽입부(2302)로부터 반경방향을 따라 절곡되는 제2레이디얼벤딩부(2802)를 구비하여 구성된다.

여기서, 상기 제1레이디얼벤딩부(2801) 및 제2레이디얼벤딩부(2802)는 최소곡률반경(R1)을 각각 구비하게 구성될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제1레이디얼벤딩부(2801) 및 제2레이디얼벤딩부(2802)의 최소곡률반경(R1)은, 예를 들면, 2.0mm 이상으로 형성될 수 있다.

이에 의해, 상기 제1최외측헤어핀(210O1)의 상기 제1레이디얼벤딩부(2801) 및 상기 제2레이디얼벤딩부(2802)의 제작 시 응력발생을 억제할 수 있고, 상기 응력발생에 기인한 부분방전 발생 가능성을 현저하게 저감할 수 있다.

상기 제1최외측헤어핀(210O1)은, 예를 들면, 제1삽입부(2301) 및 제2삽입부(2302)가 13슬롯피치로 이격될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 제1최외측헤어핀(210O1)의 제1삽입부(2301)가 제1슬롯의 제8레이어(128L)에 삽입되면 상기 제2삽입부(2302)는 제14슬롯의 제8레이어(128L)에 삽입될 수 있다.

상기 제1최외측헤어핀(210O1)은 2개의 삽입부(230)를 연결하는 크라운부(250)를 구비할 수 있다.

상기 크라운부(250)는 상기 제1레이디얼벤딩부(2801)에 연결되는 제1크라운부(2501) 및 상기 제2레이디얼벤딩부(2802)에 연결되는 제2크라운부(2502)를 구비한다.

상기 제1크라운부(2501)는 상기 제1삽입부(2301)와 나란한 제1연장선(Le1)에 대해 최소내각(θ1)을 구비하게 구성될 수 있다.

또한, 상기 제2크라운부(2502)는 상기 제2삽입부(2302)와 나란한 제2연장선(Le2)에 대해 최소내각(θ1)을 구비하게 구성될 수 있다.

여기서, 상기 제1크라운부(2501)와 상기 제1연장선(Le1)의 최소내각(θ1)은 110도 이상으로 형성될 수 있다.

이에 의해, 상기 제1최외측헤어핀(210O1)의 상기 제1레이디얼벤딩부(2801) 및 상기 제2레이디얼벤딩부(2802)의 제작 시 응력발생을 억제할 수 있고, 상기 응력발생에 기인한 부분방전 발생 가능성을 현저하게 저감할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 상기 제1크라운부(2501) 및 제2크라운부(2501)는 상기 제1삽입부(2301) 및 제2삽입부(2302)로부터 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 외측으로 각각 이격되어 배치된다.

상기 제1최외측헤어핀(210O1)은 상기 스테이터코어(100)의 결합 시 상기 스테이터코어(100)의 단부로부터 축방향을 따라 제1돌출길이(Pv1)로 돌출되게 구성될 수 있다.

상기 제1최외측헤어핀(210O1)은, 상기 삽입부(230)로부터 각각 연장되는 연장부(270)를 구비할 수 있다.

상기 각 연장부(270)에는 연결단부(275)가 각각 구비된다.

도 14에 도시된 바와 같이, 상기 제1최외측헤어핀(210O1)의 크라운부(250)는 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 서로 이격된 제1크라운부(2501) 및 제2크라운부(2502)를 구비할 수 있다.

이에 의해, 서로 다른 제1최외측헤어핀(210O1)의 결합 시 두 도체 간 간섭 발생이 억제될 수 있다.

상기 제1레이디얼벤딩부(2801)는 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 제1삽입부(2301)로부터 외측으로 돌출되게 구성될 수 있다.

상기 제1레이디얼벤딩부(2801)는 상기 제1크라운부(2501)에 연결될 수 있다.

상기 제2레이디얼벤딩부(2802)는 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 상기 제2삽입부(2302)로부터 외측으로 돌출되게 구성될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제1레이디얼벤딩부(2801) 및 제2레이디얼벤딩부(2802)는 서로 다른 돌출길이를 각각 구비하게 구성될 수 있다.

이에 의해, 서로 다른 제1최외측헤어핀(210O1)의 제1크라운부(2501) 및 제2크라운부(2502)의 이격 거리를 조절할 수 있다.

상기 제1크라운부(2501) 및 제2크라운부(2502)는 상기 제1부분방전억제거리(D1)를 두고 이격배치될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 상기 제1최외측헤어핀(210O1)의 통전 용량이 증대될 수 있고, 상기 제1크라운부(2501) 및 제2크라운부(2502) 간 부분방전 발생이 억제될 수 있다.

상기 제1레이디얼벤딩부(2801)는 상기 제1삽입부(2301)로부터 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 제1돌출길이(P1)로 돌출될 수 있다.

상기 제2레이디얼벤딩부(2802)는 상기 제2삽입부(2302)로부터 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 제2돌출길이(P2)로 돌출될 수 있다.

이에 의해, 상기 제2크라운부(2502)와 상기 제1최외측헤어핀(210O1)의 내측에 배치되는 중간헤어핀(210M)과의 이격거리가 증대될 수 있다.

여기서, 상기 제1돌출길이(P1)는 상기 제2돌출길이(P2)에 상기 제1부분방전억제거리(D1)를 합한 값이상으로 형성될 수 있다(P1=P2+D1).

이에 의해, 서로 다른 제1최외측헤어핀(210O1)의 제1크라운부(2501) 및 제2크라운부(2502)의 부분방전 발생이 현저하게 저감될 수 있다.

또한, 서로 다른 제1최외측헤어핀(210O1)의 도체 간 간섭 발생이 억제되어 조립이 용이하게 될 수 있다.

상기 제1최외측헤어핀(210O1)은 상기 제1크라운부(2501)와 제2크라운부(2502)를 연결하는 연결부(260)를 구비할 수 있다.

상기 제1최외측헤어핀(210O1)의 연결부(260)는 상기 제1크라운부(2501)와 연결되는 제1연결부(2601) 및 상기 제2크라운부(2502)와 연결되는 제2연결부(2602)를 구비할 수 있다.

상기 제1최외측헤어핀(210O1)의 제1연결부(2601)는 반경방향을 따라 내측으로 절곡된다.

상기 제1최외측헤어핀(210O1)의 제2연결부(2602)는 반경방향을 따라 외측으로 절곡되어 상기 제1연결부(2601)에 연결된다.

도 15는 도 12의 제2최외측헤어핀의 결합전 사시도이고, 도 16은 도 15의 평면도이다. 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 제2최외측헤어핀(210O2)은, 2개의 레이디얼벤딩부(280)를 구비하여 구성된다.

보다 구체적으로, 상기 제2최외측헤어핀(210O2)은, 예를 들면, 상기 스테이터코어(100)의 원주방향을 따라 일 측 슬롯(120)에 삽입되는 제1삽입부(2301), 상기 제1삽입부(2301)로부터 이격된 슬롯(120)에 삽입되는 제2삽입부(2302), 상기 제1삽입부(2301)로부터 반경방향을 따라 절곡되는 제1레이디얼벤딩부(2801) 및 상기 제2삽입부(2302)로부터 반경방향을 따라 절곡되는 제2레이디얼벤딩부(2802)를 구비하여 구성된다.

여기서, 상기 제1레이디얼벤딩부(2801) 및 제2레이디얼벤딩부(2802)는 최소곡률반경(R1)을 각각 구비하게 구성될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제1레이디얼벤딩부(2801) 및 제2레이디얼벤딩부(2802)의 최소곡률반경(R1)은, 예를 들면, 2.0mm 이상으로 형성될 수 있다.

이에 의해, 상기 제2최외측헤어핀(210O2)의 상기 제1레이디얼벤딩부(2801) 및 상기 제2레이디얼벤딩부(2802)의 제작 시 응력발생을 억제할 수 있고, 상기 응력발생에 기인한 부분방전 발생 가능성을 현저하게 저감할 수 있다.

상기 제2최외측헤어핀(210O2)은, 예를 들면, 제1삽입부(2301) 및 제2삽입부(2302)가 9슬롯피치로 이격될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 제2최외측헤어핀(210O2)의 제1삽입부(2301)가 제4슬롯의 제8레이어(128L)에 삽입되면 상기 제2삽입부(2302)는 제13슬롯의 제8레이어(128L)에 삽입될 수 있다.

상기 제2최외측헤어핀(210O2)은, 상기 각 삽입부(230)로부터 연장되는 연장부(270)를 구비할 수 있다.

상기 제2최외측헤어핀(210O2)의 각 연장부(270)에는 연결단부(275)가 각각 구비될 수 있다.

상기 제2최외측헤어핀(210O2)은 2개의 삽입부(230)를 연결하는 크라운부(250)를 구비할 수 있다.

상기 크라운부(250)는 상기 제1레이디얼벤딩부(2801)에 연결되는 제1크라운부(2501) 및 상기 제2레이디얼벤딩부(2802)에 연결되는 제2크라운부(2502)를 구비한다.

상기 제2최외측헤어핀(210O2)의 제1크라운부(2501)는 상기 제1삽입부(2301)와 나란한 제1연장선(Le1)에 대해 최소내각(θ2)을 구비하게 구성될 수 있다.

상기 제2최외측헤어핀(210O2)의 제1크라운부(2501)는 상기 제1최외측헤어핀(210O1)의 제1크라운부(2501)와 나란하게 형성될 수 있다.

또한, 상기 제2최외측헤어핀(210O2)의 제2크라운부(2502)는 상기 제2삽입부(2302)와 나란한 제2연장선(Le2)에 대해 최소내각(θ2)을 구비하게 구성될 수 있다.

상기 제2최외측헤어핀(210O2)의 제2크라운부(2502)는 상기 제1최외측헤어핀(210O1)의 제2크라운부(2502)와 나란하게 형성될 수 있다.

여기서, 상기 제2최외측헤어핀(210O2)의 최소내각(θ2)은 상기 제1최외측헤어핀(210O1)의 최소내각(θ1)과 동일하게 110도 이상으로 형성될 수 있다.

이에 의해, 상기 제2최외측헤어핀(210O2)의 상기 제1레이디얼벤딩부(2801) 및 상기 제2레이디얼벤딩부(2802)의 제작 시 응력발생을 억제할 수 있고, 상기 응력발생에 기인한 부분방전 발생 가능성을 현저하게 저감할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 상기 제1크라운부(2501) 및 제2크라운부(2501)는 상기 제1삽입부(2301) 및 제2삽입부(2302)로부터 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 외측으로 각각 이격되어 배치된다.

상기 제2최외측헤어핀(210O2)은 상기 스테이터코어(100)와 결합 시 상기 스테이터코어(100)의 단부로부터 축방향을 따라 제2돌출길이(Pv2)로 돌출되게 구성될 수 있다.

상기 제2돌출길이(Pv2)는 상기 제1최외측헤어핀(210O2)의 제1돌출길이(Pv1)에 비해 작게 구성될 수 있다.

상기 제2최외측헤어핀(210O2)은 상기 크라운부(250)가 상기 제1최외측헤어핀(210O1)의 내측(하측)에 배치될 수 있는 길이로 구성될 수 있다.

도 16에 도시된 바와 같이, 상기 제2최외측헤어핀(210O2)의 크라운부(250)는 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 서로 이격된 제1크라운부(2501) 및 제2크라운부(2502)를 구비할 수 있다.

이에 의해, 서로 다른 제1최외측헤어핀(210O1)의 결합 시 두 도체 간 간섭 발생이 억제될 수 있다.

상기 제1레이디얼벤딩부(2801)는 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 제1삽입부(2301)로부터 외측으로 돌출되게 구성될 수 있다.

상기 제1레이디얼벤딩부(2801)는 상기 제1크라운부(2501)에 연결될 수 있다.

상기 제2레이디얼벤딩부(2802)는 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 상기 제2삽입부(2302)로부터 외측으로 돌출되게 구성될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제1레이디얼벤딩부(2801) 및 제2레이디얼벤딩부(2802)는 서로 다른 돌출길이를 각각 구비하게 구성될 수 있다.

이에 의해, 서로 다른 제2최외측헤어핀(210O2)의 제1크라운부(2501) 및 제2크라운부(2502)의 이격 거리를 조절할 수 있다.

상기 제1크라운부(2501) 및 제2크라운부(2502)는 상기 제1부분방전억제거리(D1)를 두고 이격배치될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 상기 제1크라운부(2501) 및 제2크라운부(2502) 간 부분방전 발생이 억제될 수 있다.

또한, 상기 제1크라운부(2501) 및 제2크라운부(2502)는 상기 제1부분방전억제거리(D1)를 두고 이격배치됨으로써, 상기 제2최외측헤어핀(210O2)의 통전 용량이 증대될 수 있다.

상기 제1레이디얼벤딩부(2801)는 상기 제1삽입부(2301)로부터 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 제1돌출길이(P1)로 돌출될 수 있다.

상기 제2레이디얼벤딩부(2802)는 상기 제2삽입부(2302)로부터 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 제2돌출길이(P2)로 돌출될 수 있다.

이에 의해, 상기 제2크라운부(2502)와 상기 제1최외측헤어핀(210O1)의 내측에 배치되는 중간헤어핀(210M)과의 이격거리가 증대될 수 있다.

여기서, 상기 제1돌출길이(P1)는 상기 제2돌출길이(P2)에 상기 제1부분방전억제거리(D1)를 합한 값이상으로 형성될 수 있다(P1=P2+D1).

이에 의해, 상기 제2최외측헤어핀(210O2)과 상기 제1최외측헤어핀(210O1)의 교차지점 및 상기 제2최외측헤어핀(210O2)과 서로 다른 제2최외측헤어핀(210O2)의 교차지점 사이의 부분방전 발생이 현저하게 저감될 수 있다.

또한, 상기 제2최외측헤어핀(210O2)과 상기 제1최외측헤어핀(210O1) 및 상기 제2최외측헤어핀(210O2)과 서로 다른 제2최외측헤어핀(210O2)의 도체 간 간섭 발생이 억제되어 조립이 용이하게 될 수 있다.

상기 제2최외측헤어핀(210O2)은 상기 제1크라운부(2501)와 제2크라운부(2502)를 연결하는 연결부(260)를 구비할 수 있다.

상기 제2최외측헤어핀(210O2)의 연결부(260)는 상기 제1크라운부(2501)와 연결되는 제1연결부(2601) 및 상기 제2크라운부(2502)와 연결되는 제2연결부(2602)를 구비할 수 있다.

상기 제2최외측헤어핀(210O2)의 제1연결부(2601)는 반경방향을 따라 내측으로 절곡된다.

상기 제2최외측헤어핀(210O2)의 제2연결부(2602)는 반경방향을 따라 외측으로 절곡되어 상기 제1연결부(2601)에 연결된다.

한편, 상기 제2최외측헤어핀(210O2)은 축방향을 따라 상기 제1최외측헤어핀(210O1)에 비해 상대적으로 작은 돌출길이를 구비하게 구성될 수 있다.

상기 제2최외측헤어핀(210O2)은 인접배치된 상기 제1최외측헤어핀(210O1)의 내측에 배치될 수 있다.

보다 구체적으로 도 12를 다시 참조하면, 상기 제2최외측헤어핀(210O2)의 제1삽입부(2301) 및 제1크라운부(2501)는 제2최외측헤어핀(210O2)의 제1삽입부(2301)에 인접 배치된 제1최외측헤어핀(210O1)의 제1삽입부(2301) 및 제1크라운부(2501)의 내측에 배치되고, 상기 제2최외측헤어핀(210O2)의 제2삽입부(2302) 및 제2크라운부(2502)는 제2최외측헤어핀(210O2)의 제2삽입부(2302)에 인접배치된 제1최외측헤어핀(210O1)의 제2삽입부(2302) 및 제2크라운부(2502)의 내측에 각각 배치될 수 있다.

이하, 도 17 내지 도 23을 참조하여 최외측헤어핀의 결합상태에 대해 설명한다.

도 17은 도 13의 제1최외측헤어핀의 결합상태의 사시도이고, 도 18은 도 2의 제1최외측헤어핀 및 제2최외측헤어핀의 요부확대도이다. 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 축방향을 따라 상기 스테이터코어(100)의 일 측(도면상 상측)에서 상기 제1최외측헤어핀(210O1)의 제1삽입부(2301) 및 제2삽입부(2302)가 서로 다른 슬롯(120)의 내부 제8레이어(128L)에 각각 삽입된다.

상기 제1최외측헤어핀(210O1)은 2개의 삽입부(230)가 제1슬롯피치(SP1)인 13슬롯피치로 이격되어 있다.

상기 제1최외측헤어핀(210O1)의 내측에는 상기 제2최외측헤어핀(210O2)이 삽입될 수 있다.

상기 제2최외측헤어핀(210O2)은 2개의 삽입부(230)가 제2슬롯피치(SP2)인 9슬롯피치로 이격되어 있다.

상기 제1최외측헤어핀(210O1) 및 상기 제2최외측헤어핀(210O2)의 각 삽입부(230)는 축방향을 따라 상기 스테이터코어(100)의 타 측(도면상 하측)으로 각각 돌출될 수 있다.

상기 제1최외측헤어핀(210O1) 및 제2최외측헤어핀(210O2)의 각 삽입부(230)는 미리 설정된 패턴으로 원주방향을 따라 곡선상으로 배치되게 각각 절곡될 수 있다. 보다 구체적으로 본 실시예에서는, 상기 각 삽입부(230)로부터 시계방향을 따라 각각 절곡되어 연장부(270)가 각각 형성되고, 각 연장부(270)의 단부에는 축방향을 따라 배치되게 연결단부(275)가 각각 절곡형성되어 있다.

한편, 상기 각 상코일(U상코일, V상코일, W상코일)의 최외측헤어핀(210O)은 원주방향을 따라 이격되고, 서로 다른 상에 연결된 최외측헤어핀(210O)의 크라운부(ⓐⓑⓒ)는 서로 교차되게 배치된다.

도 18을 참조하면, 상기 제1최외측헤어핀(210O1)은 상기 스테이터코어(100)의 단부로부터 축방향을 따라 제1돌출길이(Pv1)로 돌출된다.

상기 제2최외측헤어핀(210O2)은 상기 스테이터코어(100)의 단부로부터 축방향을 따라 제2돌출길이(Pv2)로 돌출된다.

상기 제1최외측헤어핀(210O1)의 제1크라운부(2501)는 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 제2크라운부(2502)의 외측에 이격되게 각각 배치된다.

복수의 상 중 1상의 최외측헤어핀(210O) 중 어느 하나(ⓑ)의 제1크라운부(2501)는 제1레이디얼벤딩부(2801)에 의해 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 외측에 제1부분방전억제거리를 두고 이격되어 교차되게 배치되고, 상기 1상의 최외측헤어핀(210O) 중 어느 하나(ⓑ)와 교차되는 2상의 최외측헤어핀(210O) 중 어느 하나(ⓐ)의 제2크라운부(2502)는 내측으로 제1부분방전억제거리를 두고 이격되어 교차되게 배치된다.

또한, 상기 2상의 최외측헤어핀(210O) 중 어느 하나(ⓐ)의 제1크라운부(2501)는 3상의 최외측헤어핀(210O) 중 어느 하나(ⓒ)의 제2크라운부(2502)의 외측에 제1부분방전억제거리를 두고 이격되어 교차되게 배치된다.

도 19는 도 17의 평면도이고, 도 20은 도 19의 요부확대도이다. 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 상 중 일 상의 최외측헤어핀(210O) 중 어느 하나(ⓑ)의 제1크라운부(2501)와 교차되는 상기 다른 상의 최외측헤어핀(210O) 중 다른 하나(ⓐ)의 제2크라운부(2502)의 사이에는 상기 제1부분방전억제거리(D1)가 형성된다.

이에 의해, 상기 스테이터코일(200)의 고전압(800V)의 전원 인가시에도 상기 최외측헤어핀(210O) 중 어느 하나(ⓑ)와 상기 다른 상의 최외측헤어핀(210O) 중 다른 하나(ⓐ) 사이에 부분방전 발생이 억제될 수 있다.

또한, 상기 다른 상의 최외측헤어핀(210O) 중 다른 하나(ⓐ)와 또 다른 상의 최외측헤어핀(210O) 중 다른 하나(ⓒ) 사이의 부분방전 발생이 억제될 수 있다.

도 21은 도 1의 헤어핀의 이격거리에 따른 부분방전 발생을 확인하기 위한 방법의 일 예를 설명하기 위한 모식도이다. 도 21에 도시된 바와 같이, 서로 인접한 두 도체(헤어핀)(C1, C2)간 이격거리(Dc)에 따른 부분방전 발생은 두 도체(헤어핀)를 미리 설정된 이격거리(Dc)로 이격 배치하고 두 도체(C1, C2) 사이의 전압차를 가변시키는 소위 맞대기법 시험방법에 의해 확인될 수 있다.

도 22는 도 21의 헤어핀의 이격거리 및 부분방전의 발생 관계를 도시한 도면이다. 도 22에 도시된 바와 같이, 상기 맞대기법 시험에 의해 서로 인접한 두 도체(C1, C2)에 미리 설정된 전압을 각각 인가할 경우, 두 도체(C1, C2) 간 이격거리(Dc)가 200㎛인 경우 전압 피크치가 2000V인경우 부분방전이 발생됨을 확인할 수 있다. 두 도체(C1, C2)간 이격거리(Dc)가 500㎛인 경우, 부분방전 발생 피크전압은 3000V임을 확인할 수 있다. 두 도체(C1, C2)간 이격거리(Dc)가 대략 950 내지 960㎛인 경우 부분방전 발생 피크 전압은 4000V임을 확인할 수 있다.

참고로 두 도체(C1, C2)간 이격거리(Dc)가 1000㎛인 경우, 부분방전 발생 피크 전압은 4200정도임을 확인할 수 있다.

본 실시예의 전동기의 스테이터는 상대적으로 높은 800V의 전압이 인가되며, 두 헤어핀(210)간 부분방전 발생 방지를 위해 요구되는 피크 전압은 4160V이므로, 두 도체(헤어핀) 간 이격거리(Dc)는, 예를 들면, 대략 1000㎛로 설정될 수 있다.

본 실시예의 전동기의 스테이터의 복수의 헤어핀(210)의 최외측헤어핀(210O)의 부분방전억제거리(제1부분방전억제거리(D1))는, 예를 들면, 1.0mm 이상으로 설정될 수 있다.

바람직하게는, 본 실시예의 전동기의 스테이터의 최외측헤어핀(210O)의 제1부분방전억제거리(D1)는, 부분방전 발생 가능성을 더욱 낮추기(차단하기) 위해 1.2mm이상으로 설정될 수 있다.

상기 최외측헤어핀(210O) 중 가장 근접하여 부분방전 발생 가능성이 상대적으로 큰 상기 제1최외측헤어핀(210O1)의 제1크라운부(2501)와 다른 제1최외측헤어핀(210O1)의 제2크라운부(2502)의 교차지점은, 1.2mm 이상으로 서로 이격되게 구성될 수 있다.

도 23은 도 18의 제1레이디얼벤딩부영역의 단면도이다. 도 23에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터코어(100)의 슬롯의 내부에는 상기 복수의 헤어핀(210)과 상기 스테이터코어(100)의 절연을 위해 절연부재(150)가 삽입된다. 상기 절연부재(150)는 축방향을 따라 상기 스테이터코어(100)의 단부로부터 미리 설정된 길이로 돌출된다.

상기 제1최외측헤어핀(210O1)의 제1삽입부(2301)의 단부에는 반경방향을 따라 외측으로 절곡된 제1레이디얼벤딩부(2801)가 구비된다. 상기 제1레이디얼벤딩부(2801)에는 제1크라운부(2501)가 연결된다.

상기 제1레이디얼벤딩부(2801)는 최소곡률반경(R1)을 구비하게 구성된다.

여기서, 상기 최소곡률반경(R1)은 2mm 이상으로 설정될 수 있다.

상기 제1레이디얼벤딩부(2801)는 상기 절연부재(150)의 상측지점을 외측으로 절곡하여 형성된다.

이하, 도 24 내지 도 29를 참조하여 최내측헤어핀 및 중간헤어핀에 대해 각각 설명한다.

도 24는 도 1의 최내측헤어핀의 결합전 사시도이고, 도 25는 도 24의 평면도이다. 도 24에 도시된 바와 같이, 상기 최내측헤어핀(210I)은, 2개의 삽입부(230), 상기 2개의 삽입부(230)를 연결하는 크라운부(250) 및 상기 2개의 삽입부(230)로부터 연장되는 연장부(270)를 구비하여 구성된다.

상기 최내측헤어핀(210I)은, 예를 들면, 2개의 삽입부(230)가 상호 12슬롯피치로 이격되게 구성될 수 있다.

상기 최내측헤어핀(210I)은 상기 스테이터코어(100)의 원주방향을 따라 서로 12슬롯피치 이격된 슬롯(120)의 내부 최내측레이어(제1레이어)에 각각 삽입되는 제1삽입부(2301) 및 제2삽입부(2302)를 구비한다.

보다 구체적으로, 상기 최내측헤어핀(210I)의 제1삽입부(2301)가 제1슬롯의 내부 제1레이어(121L)에 배치되는 경우 상기 제2삽입부(2302)는 제13슬롯의 내부 제1레이어(121L)에 배치될 수 있다.

상기 최내측헤어핀(210I)의 크라운부(250)는 상기 제1삽입부(2301)에 연결되는 제1크라운부(2501) 및 상기 제2삽입부(2302)측에 배치되는 제2크라운부(2502)를 구비할 수 있다.

여기서, 복수의 헤어핀(210)은 축방향을 따라 상기 스테이터코어(100)의 일 단부로부터 동일한 높이(길이)로 돌출된다.

상기 최내측헤어핀(210I)의 두 삽입부 사이는 12슬롯피치이고, 상기 제1최외측헤어핀(210O1)의 두 삽입부 사이는 13슬롯피치이므로, 상기 최내측헤어핀(210I)의 제1삽입부(2301)와 제1크라운부(2501)의 내각(θ3)은 상기 제1최외측헤어핀(210O1)의 제1삽입부와 제1크라운부의 내각(θ1)에 비해 크게 형성될 수 있다.

따라서, 상기 최내측헤어핀(210I)의 제1삽입부(2301)와 제1크라운부(2501)의 내각(θ3)은 110도를 초과하여 형성될 수 있다.

상기 최내측헤어핀(210I)의 제1삽입부(2301)의 일 측에는 제1연장부(2701)가 구비된다. 상기 제1연장부(2701)에는 연결단부(275)가 구비된다.

상기 최내측헤어핀(210I)의 제2삽입부(2302)의 일 측에는 제2연장부(2702)가 구비된다. 상기 제2연장부(2702)에는 연결단부(275)가 구비된다.

한편, 상기 최내측헤어핀(210I)은 상기 제2삽입부(2302)로부터 반경방향을 따라 절곡되는 레이디얼벤딩부(280)를 구비하여 구성된다.

이에 의해, 서로 다른 최내측헤어핀(210I)의 제1크라운부(2501) 및 제2크라운부(2502) 간 간섭 발생이 억제될 수 있다.

상기 최내측헤어핀(210I)의 레이디얼벤딩부(280)는 상기 제2크라운부(2502)에 연결될 수 있다.

상기 최내측헤어핀(210I)의 제2크라운부(2502)와 제2삽입부(2302)와 나란하게 형성되는 제2연장선(Le2)과 내각(θ3)은 110도를 초과하여 형성될 수 있다.

도 25에 도시된 바와 같이, 상기 제2크라운부(2502)는 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 상기 제1크라운부(2501)의 내측에 배치되게 구성될 수 있다.

이에 의해, 서로 다른 최내측헤어핀(210I)의 제1크라운부(2501) 및 제2크라운부(2502) 간 간섭 발생이 억제될 수 있다.

상기 최내측헤어핀(210I)의 레이디얼벤딩부(280)는 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 상기 스테이터코어(100)의 중심측(내측)으로 절곡 형성될 수 있다.

상기 제2크라운부(2502)의 일 영역은 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 상기 제2삽입부(2302)에 비해 내측(중심측)에 배치될 수 있다.

상기 최내측헤어핀(210I)의 제2크라운부(2502)는 다른 최내측헤어핀(210I)의 제1크라운부(2501)와 제2부분방전억제거리(D2)를 두고 이격배치될 수 있다.

이에 의해, 2개의 삽입부(2301,2302)가 동일한 레이어(최내측레이어(121L))에 배치되는 헤어핀(최내측헤어핀(210I))의 부분방전 발생이 억제할 수 있다.

도 26은 도 24의 최내측헤어핀의 결합상태의 사시도이고, 도 27은 도 26의 평면도이다. 도 26에 도시된 바와 같이, 상기 최내측헤어핀(210I)은 축방향을 따라 상기 스테이터코어(100)의 일 측(도면상 상측)에서 제1삽입부(2301) 및 제2삽입부(2302)가 12슬롯피치로 이격된 서로 다른 슬롯(120)의 내부 제1레이어(121L)에 각각 삽입될 수 있다.

상기 스테이터코어(100)의 타 측으로 돌출된 제1삽입부(2301) 및 제2삽입부(2302)는 미리 설정된 형상으로 각각 절곡되어 제1연장부(2701) 및 제2연장부(2702)가 각각 형성된다.

도 27에 도시된 바와 같이, 상기 최내측헤어핀(210I)의 제2삽입부(2302)는 다른 최내측헤어핀(210I)의 크라운부(250)의 하측에 배치되고, 상기 최내측헤어핀(210I)의 제1삽입부(2301)는 다른 최내측헤어핀(210I)의 크라운부(250)의 하측에 배치된다.

상기 최내측헤어핀(210I)의 제2크라운부(2502)는 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 다른 최내측헤어핀(210I)의 제1크라운부(2501)에 비해 내측에 배치된다.

상기 최내측헤어핀(210I)의 제2크라운부(2502)는 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 다른 최내측헤어핀(210I)의 제1크라운부(2501)의 내측에 상기 제2부분방전억제거리를 두고 이격배치됨으로써, 2개의 삽입부(2301,2302)가 동일한 레이어(최내측레이어, 제1레이어(121L))에 배치되어도 두 크라운부(2501,2502) 사이의 부분방전 발생이 억제될 수 있다.

도 28은 도 1의 중간헤어핀의 결합전 사시도이고, 도 29는 도 28의 평면도이다. 도 28에 도시된 바와 같이, 상기 중간헤어핀(210M)은, 2개의 삽입부(230), 상기 2개의 삽입부(230)를 연결하는 크라운부(250) 및 상기 2개의 삽입부(230)로부터 연장되는 연장부(270)를 구비하여 구성된다.

상기 중간헤어핀(210M)은, 2개의 삽입부(230)가 상호 12슬롯피치로 이격되게 구성될 수 있다.

상기 슬롯피치는, 예를 들면, 상기 스테이터코어(100)의 원주방향을 따라 서로 연속된 슬롯(120)의 간격을 의미할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 스테이터코어(100)의 원주방향을 따라 제1슬롯의 일 측에 제2슬롯이 구비되고, 상기 제1슬롯과 상기 제2슬롯은 1슬롯피치로 이격(배치) 되는 것으로 정의될 수 있다.

상기 중간헤어핀(210M)은 2개의 삽입부(230)가 서로 12슬롯피치로 이격되므로, 상기 2개의 삽입부(230)중 어느 하나인 제1삽입부(2301)가 제1슬롯에 삽입되면 다른 하나인 제2삽입부(2302)는 상기 제1슬롯으로부터 원주방향을 따라 12번째 슬롯인 제13슬롯에 삽입될 수 있다.

상기 제1삽입부(2301)의 일 측에는 제1연장부(2701)가 구비된다. 상기 제1연장부(2701)는 상기 중간헤어핀(210M)이 상기 스테이터코어(100)의 슬롯(120)에 결합되기 전이므로 상기 제1삽입부(2301)로부터 직선형상으로 연장되어 있다. 상기 제1연장부(2701)에는 연결단부(275)가 구비된다.

상기 제2삽입부(2302)의 일 측에는 제2연장부(2702)가 구비된다. 상기 제2연장부(2702)는 상기 제2삽입부(2302)로부터 선형으로 연장된다. 상기 제2연장부(2702)에는 연결단부(275)가 구비된다.

상기 제1삽입부(2301) 및 제2삽입부(2302)는 상기 크라운부(250)에 의해 연결된다.

상기 크라운부(250)는, 예를 들면, 상기 제1삽입부(2301)로부터 연장되는 제1크라운부(2501) 및 상기 제2크라운부(2502)로부터 연장되는 제2연장부(2702)를 구비한다.

여기서, 상기 중간헤어핀(210M)은 상기 제1삽입부(2301) 및 제2삽입부(2302)는 서로 다른 슬롯(120)의 서로 다른 레이어에 각각 배치되게 구성된다.

보다 구체적으로, 상기 제1크라운부(2501)는 상기 제1삽입부(2301)로부터 상기 제2삽입부(2302)측으로 상향 경사지게 연장된다.

상기 중간헤어핀(210M)의 제1크라운부(2501)는 상기 제1삽입부(2301)와 최소내각(θ4)을 구비하게 구성된다.

상기 제2크라운부(2502)는 상기 제2삽입부(2302)로부터 상기 제1삽입부(2301)측으로 상향 경사지게 연장된다.

상기 중간헤어핀(210M)의 제2크라운부(2502)는 상기 제2삽입부(2302)와 최소내각(θ4)을 구비하게 구성된다.

여기서, 상기 중간헤어핀(210M)의 최소내각(θ4)은 110도를 초과하여 설정될 수 있다.

이에 의해, 상기 중간헤어핀(210M)의 제작시 응력발생이 억제될 수 있다. 또한, 응력발생에 기인한 부분방전 발생이 억제될 수 있다.

상기 제1크라운부(2501)는, 도 29에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터코어(100)의반경방향을 따라 상기 제2크라운부(2502)의 외측에 배치된다.

상기 제2크라운부(2502)는 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 상기 제1크라운부(2501)의 내측에 배치된다.

이에 의해, 상기 중간헤어핀(210M)의 결합 시 서로 다른 중간헤어핀(210M)의 제1크라운부(2501) 및 제2크라운부(2502)의 간섭 발생이 각각 억제될 수 있다.

상기 중간헤어핀(210M)의 크라운부(250)는 상기 제1크라운부(2501) 및 제2크라운부(2502)를 연결하는 연결부(260)를 구비한다.

이에 의해, 상기 제1삽입부(2301)는 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 상기 제2삽입부(2302)에 비해 외측에 배치된다.

상기 제2삽입부(2302)는 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 상기 제1삽입부(2301)에 비해 내측에 배치된다.

상기 중간헤어핀(210M)의 제1삽입부(2301) 및 제2삽입부(2302)는 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 1레이어차를 두고 서로 다른 슬롯(120)의 내부에 각각 삽입 결합된다.

여기서, 상기 중간헤어핀(210M)의 제1크라운부(2501)와 다른 중간헤어핀(210M)의 제2크라운부(2502)의 사이에는 상기 제2부분방전억제거리(D2)가 형성된다.

이에 의해, 서로 다른 상의 중간헤어핀(210M)의 제1크라운부(2501)와 다른 상의 중간헤어핀(210M)의 제2크라운부(2502)사이의 부분방전 발생이 억제될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 중간헤어핀(210M)의 제1삽입부(2301)가 어느 하나의 슬롯(120)의 내부 제7레이어(127L)에 배치되는 경우 상기 제2삽입부(2302)는 상기 제1삽입부(2301)로부터 이격된 슬롯(120)의 내부 제6레이어에 배치된다.

상기 중간헤어핀(210M)의 연결부(260)는 상기 제1크라운부(2501)의 단부로부터 상향 절곡된다.

상기 중간헤어핀(210M)의 연결부(260)는 상기 제2크라운부(2502)의 단부로부터 상향 절곡된다.

상기 중간헤어핀(210M)의 연결부(260)는 상기 제1크라운부(2501)에 연결되는 제1연결부(2601) 및 상기 제2크라운부(2502)에 연결되는 제2연결부(2602)를 구비한다.

상기 중간헤어핀(210M)은 상기 스테이터코어(100)의 축방향을 따라 상기 연결부(260)가 가장 돌출될 수 있다.

상기 중간헤어핀(210M)은, 예를 들면, 상기 스테이터코어(100)의 축방향을 따라 상기 제1연결부(2601) 및 제2연결부(2602)의 연결지점이 가장돌출되게 구성될 수 있다.

이하, 도 30 내지 도 33을 참조하여 본 실시예의 전동기의 스테이터의 복수의 헤어핀의 연결관계에 대해 설명한다.

도 30 및 도 31은 도 1의 스테이터코일의 U상의 패턴도의 일부를 각각 도시한 도면이고, 도 32는 도 1의 스테이터코일의 U상, V상, W상의 배치관계를 설명하기 위한 도면이다. 전술한 바와 같이, 상기 스테이터코일(200)은 전원의 각 상(U상, V상, W상)에 각각 연결되는 복수의 상코일(300)(U상코일(300U), V상코일(300V) 및 W상코일(300W))을 구비한다.

상기 복수의 상코일(300)은 상기 스테이터코어(100)의 원주방향을 따라 미리 설정된 간격(슬롯피치)으로 이격배치될 수 있다.

도 8을 다시 참조하면, 상기 U상코일(300U), 상기 V상코일(300V) 및 상기 W상코일(300W)은 각각 8슬롯피치로 이격 배치되게 구성될 수 있다.

상기 복수의 상코일(300), 즉 U상코일(300U), V상코일(300V) 및 W상코일(300W)은 서로 병렬로 연결되는 복수의 상병렬코일을 각각 구비한다.

상기 복수의 상병렬코일은, 제1상병렬코일 내지 제4상병렬코일(300U1,300U2,300U3,300U4, 300V1,300V2,300V3,300V4, 300W1,300W2,300W3,300W4)을 각각 구비하여 구성된다.

상기 제1상병렬코일 내지 제4상병렬코일(300U1,300U2,300U3,300U4, 300V1,300V2,300V3,300V4, 300W1,300W2,300W3,300W4)은, 동일 상 간에서는, 1슬롯피치로 이격배치되고, 서로 다른 상간에서는 8슬롯피치 이격될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 U상병렬코일은, 제1U상병렬코일(300U1), 제2U상병렬코일(300U2), 제3U상병렬코일(300U3) 및 제4U상병렬코일(300U4)을 구비한다.

상기 V상병렬코일은, 제1U상병렬코일(300V1), 제2U상병렬코일(300V2), 제3U상병렬코일(300V3) 및 제4U상병렬코일(300V4)을 구비한다.

상기 W상병렬코일은, 제1U상병렬코일(300W1), 제2U상병렬코일(300W2), 제3U상병렬코일(300W3) 및 제4U상병렬코일(300W4)을 구비한다.

여기서, 상기 U상코일(300U), V상코일(300V) 및 W상코일(300W)은 상기 스테이터코어(100)의 원주방향을 따라 이격된 슬롯의 위치를 제외하고 각 헤어핀(210)의 배치되는 동일하므로, 이하에서는 U상코일(300U)의 헤어핀의 배치 및 연결관계에 대해 먼저 설명한다.

도 30 및 도 31에 도시된 바와 같이, 상기 U상코일(300U)은 서로 병렬로 연결되는 4개의 제1U상병렬코일(300U1), 제2U상병렬코일(300U2), 제3U상병렬코일(300U3) 및 제4U상병렬코일(300U4)을 구비할 수 있다.

상기 제1U상병렬코일(300U1) 내지 제4U상병렬코일(300U4)은 상기 스테이터코어(100)의 원주방향을 따라 1슬롯피치로 각각 이격배치될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 제1U상병렬코일(300U1) 내지 제4U상병렬코일(300U4)은 복수의 헤어핀(210), 예를 들면 32개의 헤어핀(210)을 각각 구비하여 구성될 수 있다.

상기 제1U상병렬코일(300U1) 내지 제4U상병렬코일(300U4)은 복수의 헤어핀(210)은, 상기 제1최외측헤어핀(210O1), 제2최외측헤어핀(210O2), 중간헤어핀(210M) 및 최내측헤어핀(210I)을 각각 구비하여 구성될 수 있다.

상기 제1U상병렬코일(300U1) 내지 제4U상병렬코일(300U4)의 각 32개의 헤어핀(210)은 상기 스테이터코어(100)의 원주방향을 따라 미리 설정된 간격(슬롯피치)로 이격 배치되고, 서로 직렬로 연결될 수 있다.

상기 제1U상병렬코일(300U1) 내지 제4U상병렬코일(300U4)은 복수의 헤어핀(210)은 1개의 제2최외측헤어핀(210O2)을 각각 구비하여 구성될 수 있다.

상기 제1U상병렬코일(300U1)은 상기 전원이 연결되는 헤어핀을 첫번째 헤어핀으로 하는 경우 25번째 헤어핀이 상기 제2최외측헤어핀(210O2)으로 구성될 수 있다.

상기 제2U상병렬코일(300U2)은 상기 전원이 연결되는 헤어핀을 첫번째 헤어핀으로 하는 경우 17번째 헤어핀이 상기 제2최외측헤어핀(210O2)으로 구성될 수 있다.

상기 제3U상병렬코일(300U3)은 상기 전원이 연결되는 헤어핀을 첫번째 헤어핀으로 하는 경우 9번째 헤어핀이 상기 제2최외측헤어핀(210O2)으로 구성될 수 있다.

상기 제4U상병렬코일(300U4)은 상기 전원이 연결되는 헤어핀을 첫번째 헤어핀으로 하는 경우, 상기 첫번째 헤어핀이 상기 제2최외측헤어핀(210O2)으로 구성될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 상기 제1U상병렬코일(300U1) 내지 제4U상병렬코일(300U4)은 상기 제2최외측헤어핀(210O2)이 서로 다른 슬롯에 각각 배치됨으로써, 상기 제1U상병렬코일(300U1) 내지 제4U상병렬코일(300U4)은 구간별 전류의 위상이 서로 상이하게 되어 순환전류 발생이 억제될 수 있다.

상기 제1U상병렬코일(300U1) 내지 제4U상병렬코일(300U4)의 각 32개의 헤어핀(210)은, 예를 들면, 최외측레이어(제8레이어(128L))에 배치된 최외측헤어핀(210O) 중 첫번째 헤어핀(210)이 전원에 각각 연결되게 구성될 수 있다.

상기 제1U상병렬코일(300U1) 내지 제4U상병렬코일(300U4)의 각 32개의 헤어핀(210) 중 최종 헤어핀(210)(64번째 도체)은 중성선(350)에 병렬로 연결될 수 있다.

상기 제1U상병렬코일(300U1) 내지 제4U상병렬코일(300U4)의 각 32개의 헤어핀(210)의 연결패턴은 기본적으로 동일하므로, 이하 상기 제1U상병렬코일(300U1)을 예를 들어 상세히 설명한다.

상기 제1U상병렬코일(300U1)의 첫번째 헤어핀(210)(이하, "제1헤어핀"이라고 함)은 제1최외측헤어핀(210O1)이므로 최외측레이어(128L)에 배치될 수 있다. 상기 제1헤어핀의 첫번째 도체(이하, "제1도체"로 표기함)는, 예를 들면, 제13슬롯의 내부 제8레이어(128L)에 배치되고, 두번째 도체 즉, 제2도체는 상기 제1도체로부터 13슬롯피치 이격된 제26슬롯의 내부 제8레이어(128L)에 배치될 수 있다. 상기 제1U상병렬코일(300U1)의 상기 제1헤어핀(제1최외측헤어핀(210O1)의 제1연장부(2701)의 연결단부(275))에 전원연결단자(310)가 연결된다.

상기 제1U상병렬코일(300U1)의 제1헤어핀(제2삽입부측 연결단부(275))과 연결되는 제2헤어핀은 중간헤어핀(210M)으로 구성된다. 상기 제2헤어핀은 상기 스테이터코어(100)의 원주방향 중 일 방향(도면상 시계방향)을 따라 이격 배치될 수 있다. 상기 제2헤어핀의 제3도체는 상기 제2도체로부터 12슬롯피치 이격된 제38슬롯의 내부 제7레이어(127L)에 배치되고, 상기 제1헤어핀의 제2도체와 용접에 의해 직렬로 연결된다. 상기 제2헤어핀의 제4도체는 12슬롯피치이격된 제50슬롯의 내부에 배치되고, 상기 제3도체에 비해 1레이어차를 가진 제6레이어에 배치된다.

상기 제1U상병렬코일(300U1)의 제3헤어핀, 제4헤어핀은 중간헤어핀(210M)으로 구성되고, 제5헤어핀은 최내측헤어핀(210I)으로 구성된다. 상기 제5헤어핀의 제9도체는 제14슬롯의 내부 제1레이어(121L)에 배치되고, 제5헤어핀의 제10도체는 12슬롯피치 이격된 제26슬롯의 내부 제1레이어(121L)에 배치되어 서로 용접에 의해 서로 직렬로 각각 연결된다.

상기 제6헤어핀은 중간헤어핀(210M)으로 구성되며, 상기 제5헤어핀으로부터 상기 스테이터코어(100)의 원주방향 중 반시계방향으로 이격배치될 수 있다. 상기 제6헤어핀의 제11도체는 12슬롯피치 이격된 14슬롯의 내부 제2레이어(122L)에 배치될 수 있다. 상기 제5헤어핀의 제9도체의 외측에 배치될 수 있다. 상기 제7헤어핀, 제8헤어핀은 중간헤어핀(210M)이므로, 상기 반시계방향을 따라 12슬롯피치 이격되게 배치되어 용접에 의해 서로 직렬로 각각 연결될 수 있다. 제8헤어핀의 제15도체는 제62슬롯의 내부 제6레이어에 배치되고, 제8헤어핀의 제16도체는 제50슬롯의 내부 제7슬롯에 배치된다. 상기 제8헤어핀의 제16도체에 연결되는 제9헤어핀은 최외측헤어핀으로 구성된다.

상기 제9헤어핀의 제17도체는 제38슬롯의 내부 제8레이어(128L)에 배치되고, 제18도체는 13슬롯피치 이격된 51슬롯의 내부 제8레이어(128L)에 배치된다. 전술한 방식으로 제10헤어핀 내지 제32헤어핀이 용접에 의해 서로 직렬로 연결된다.

다만, 제1U상병렬코일(300U1)의 제25헤어핀은 제2최외측헤어핀(210O2)으로 구성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제25헤어핀의 제49도체는 제88슬롯의 제8레이어(128L)에 배치되고, 제50도체는 9슬롯피치 이격된 제1슬롯의 내부 제8레이어(128L)에 배치될 수 있다. 제1U상병렬코일(300U1)의 제32헤어핀의 제63도체는 제37슬롯의 내부 제6레이어에 배치되고, 제64도체는 12슬롯피치 이격된 제25슬롯의 내부 제7레이어(127L)에 배치된다. 상기 제64도체는 중성선(350)에 연결된다.

한편, 상기 U상코일(300U)의 제2U상병렬코일(300U2)은 상기 제1U상병렬코일(300U1)로부터 1슬롯피치이격되게 구성된다. 상기 제2U상병렬코일(300U2)의 제1헤어핀의 제1도체는 상기 제1U상병렬코일(300U1)의 제1헤어핀의 제1도체로부터 1슬롯피치 이격된 제14슬롯의 내부 제8레이어(128L)에 배치될 수 있다. 상기 제2U상병렬코일(300U2)의 제2도체는 13슬로피치 이격된 제27슬롯의 내부 제8레이어(128L)에 배치된다. 상기 제1U상병렬코일(300U1)과 동일한 방식으로 제2헤어핀 내지 제32헤어핀이 배치된다. 다만, 상기 제2U상병렬코일(300U2)은 제17헤어핀이 제2최외측헤어핀(210O2)으로 구성된다. 즉 상기 제17헤어핀의 제33도체는 제64슬롯의 내주 제8레이어(128L)에 배치되고, 제34도체는 9슬롯피치 이격된 제73슬롯의 제8레이어(128L)에 배치될 수 있다. 제2U상병렬코일(300U2)의 제32헤어핀의 제63도체는 제38슬롯의 내부 제6레이어에 배치되고, 제64도체는 제26슬롯의 내부 제7레이어(127L)에 배치된다.

마찬가지로, U상코일(300U)의 제3U상병렬코일(300U3)은 상기 제2U상병렬코일(300U2)로부터 1슬롯피치 이격되게 배치되게 구성된다.

여기서, 상기 제3U상병렬코일(300U3)은 전원과 연결되는 첫번째 헤어핀으로부터 9번째 헤어핀(제9헤어핀)이 제2최외측헤어핀(210O2)으로 구성될 수 있다. 즉 상기 제9헤어핀의 제17도체는 제40슬롯의 내부 제8레이어(128L)에 배치되고 제18도체는 9슬롯피치 이격된 제49슬롯의 내부 제8레이어(128L)에 배치될 수 있다.

한편, 제4U상병렬코일(300U4)은 제3U상병렬코일(300U3)로부터 1슬롯피치 이격되게 배치된다.

상기 제4U상병렬코일(300U4)은 전원과 연결되는 첫번째 헤어핀인 제1헤어핀이 제2최외측헤어핀(210O2)으로 구성될 수 있다. 상기 제4U상병렬코일(300U4)의 제1헤어핀의 제1도체는 제16슬롯의 내부 제8레이어(128L)에 배치되고, 제2도체는 상기 제1도체로부터 9슬롯피치 이격된 제25슬롯의 내부 제8레이어(128L)에 배치될 수 있다. 상기 제4U상병렬코일(300U4)의 제2헤어핀 내지 제32헤어핀은 전술한 방법으로 서로 직렬로 연결될 수 있다.

상기 제1U상병렬코일(300U1), 제2U상병렬코일(300U2), 제3U상병렬코일(300U3) 및 제4U상병렬코일(300U4)의 각 제1도체는 전원연결단자(310)에 각각 병렬로 연결되고, 상기 제1U상병렬코일(300U1), 제2U상병렬코일(300U2), 제3U상병렬코일(300U3) 및 제4U상병렬코일(300U4)의 각 제64도체는 상기 중성선(350)에 각각 병렬로 연결된다.

한편, 도 32에 도시된 바와 같이, 상기 V상코일(300V)은 상기 U상코일(300U)로부터 일측(도면상 우측)방향으로 8슬롯피치 이격되어 형성될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 V상코일(300V)의 제1상병렬코일(300V1)은 상기 U상코일(300U)의 제1상병렬코일(300U1)으로부터 8슬롯피치 이격배치될 수 있다.

상기 W상코일(300W)은 상기 U상코일(300U)로부터 타 측(도면상 좌측)방향으로 이격되게 구성될 수 있다.

상기 W상코일(300W)의 제1상병렬코일(300W1)은 상기 U상코일(300U)의 제1상병렬코일(300U1)으로부터 8슬롯피치 이격되게 구성될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 제1V상병렬코일(300V1)의 제1헤어핀의 제1도체는, 예를 들면, 상기 제1U상병렬코일(300U1)의 제1헤어핀의 제1도체에 비해 우측으로 8슬롯피치 이격되게 배치될 수 있다. 상기 제1V상병렬코일(300V1)의 제1헤어핀의 제1도체는 제21슬롯의 내부 제8레이어(128L)에 배치되고, 제2도체는 상기 제1도체로부터 13슬롯피치 이격된 제34슬롯의 내부 제8레이어(128L)에 배치된다. 상기 제1V상병렬코일(300V1)의 제32헤어핀의 제64도체는 상기 제1U상병렬코일(300U1)의 제64도체에 비해 8슬롯피치 이격된 제33슬롯의 내부 제7레이어(127L)에 배치될 수 있다.

상기 제2V상병렬코일(300V2)의 제1헤어핀의 제1도체는 상기 제1V상병렬코일(300V1)의 제1도체로부터 우측방향으로 1슬롯피치 이격배치될 수 있다.

상기 제3V상병렬코일(300V3)의 제1헤어핀의 제1도체는 상기 제2V상병렬코일(300V2)의 제1도체로부터 우측방향으로 1슬롯피치 이격배치될 수 있다.

상기 제4V상병렬코일(300V4)의 제1헤어핀의 제1도체는 상기 제3V상병렬코일(300V3)의 제1도체로부터 우측방향으로 1슬롯피치 이격배치될 수 있다.

상기 제1V상병렬코일(300V1) 내지 제4V상병렬코일(300V4)의 각 제1도체는 상기 전원연결단자(310)에 병렬로 연결될 수 있다.

상기 제1V상병렬코일(300V1) 내지 제4V상병렬코일(300V4)의 각 제64도체는 상기 중성선(350)에 병렬로 연결될 수 있다.

상기 제1V상병렬코일(300V1)은 전원에 연결되는 헤어핀을 첫번째 헤어핀으로할 경우, 25번째 헤어핀이 상기 제2최외측헤어핀(210O2)으로 구성될 수 있다.

상기 제2V상병렬코일(300V2)은 전원에 연결되는 헤어핀을 첫번째 헤어핀으로할 경우, 17번째 헤어핀이 상기 제2최외측헤어핀(210O2)으로 구성될 수 있다.

상기 제3V상병렬코일(300V3)은 전원에 연결되는 헤어핀을 첫번째 헤어핀으로할 경우, 9번째 헤어핀이 상기 제2최외측헤어핀(210O2)으로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 제4V상병렬코일(300V4)은 전원에 연결되는 헤어핀을 첫번째 헤어핀으로할 경우, 1번째 헤어핀이 상기 제2최외측헤어핀(210O2)으로 구성될 수 있다.

한편, 상기 제1W상병렬코일(300W1)의 제1헤어핀의 제1도체는, 예를 들면, 상기 제1U상병렬코일(300U1)의 제1헤어핀의 제1도체에 비해 좌측으로 8슬롯피치 이격되게 배치될 수 있다. 상기 제1W상병렬코일(300W1)의 제1헤어핀의 제1도체는 제5슬롯의 내부 제8레이어(128L)에 배치되고, 제2도체는 상기 제1도체로부터 13슬롯피치 이격된 제18슬롯의 내부 제8레이어(128L)에 배치된다. 상기 제1W상병렬코일(300W1)의 제32헤어핀의 제64도체는 상기 제1U상병렬코일(300U1)의 제64도체에 비해 8슬롯피치 이격된 제17슬롯의 내부 제7레이어(127L)에 배치될 수 있다.

상기 제2W상병렬코일(300W2)의 제1헤어핀의 제1도체는 상기 제1W상병렬코일(300W1)의 제1도체로부터 우측방향으로 1슬롯피치 이격배치될 수 있다.

상기 제3W상병렬코일(300W3)의 제1헤어핀의 제1도체는 상기 제2W상병렬코일(300W2)의 제1도체로부터 우측방향으로 1슬롯피치 이격배치될 수 있다.

상기 제4W상병렬코일(300W4)의 제1헤어핀의 제1도체는 상기 제3W상병렬코일(300W3)의 제1도체로부터 우측방향으로 1슬롯피치 이격배치될 수 있다.

상기 제1W상병렬코일(300W1) 내지 제4W상병렬코일(300W4)의 각 제1도체는 상기 전원연결단자(310)에 병렬로 연결될 수 있다.

상기 제1W상병렬코일(300W1) 내지 제4W상병렬코일(300W4)의 각 제64도체는 상기 중성선(350)에 병렬로 연결될 수 있다.

한편, 상기 제1W상병렬코일(300W1)은 전원에 연결되는 헤어핀을 첫번째 헤어핀으로할 경우, 25번째 헤어핀이 상기 제2최외측헤어핀(210O2)으로 구성될 수 있다.

상기 제2W상병렬코일(300W2)은 전원에 연결되는 헤어핀을 첫번째 헤어핀으로할 경우, 17번째 헤어핀이 상기 제2최외측헤어핀(210O2)으로 구성될 수 있다.

상기 제3W상병렬코일(300W3)은 전원에 연결되는 헤어핀을 첫번째 헤어핀으로할 경우, 9번째 헤어핀이 상기 제2최외측헤어핀(210O2)으로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 제4W상병렬코일(300W4)은 전원에 연결되는 헤어핀을 첫번째 헤어핀으로할 경우, 1번째 헤어핀이 상기 제2최외측헤어핀(210O2)으로 구성될 수 있다.

이러한 구성에 의하여, 상기 스테이터코어(100)의 복수의 슬롯(120)의 내부에 상기 복수의 헤어핀(210)이 각각 삽입 결합될 수 있다. 상기 복수의 슬롯(120)의 내부 제1레이어(121L)에는 상기 최내측헤어핀(210I)이 각각 삽입될 수 있다.

상기 제2레이어(122L) 내지 제7레이어(127L)에는 상기 중간헤어핀(210M)이 각각 삽입 결합될 수 있다. 상기 제8레이어(128L)에는 상기 최외측헤어핀(210O)이 각각 삽입 결합될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 최내측헤어핀(210I)은 레이디얼벤딩부(280)에 의해 상기 제2삽입부(2302)에 비해 상기 제2크라운부(2502)가 상기 스테이터코어(100)의 중심측으로 배치됨으로써, 결합 시 다른 최내측헤어핀(210I)과 간섭 발생이 억제될 수 있다. 또한, 반경방향을 따라 상기 최내측헤어핀(210I)의 외측에 배치되는 중간헤어핀(210M)과 도체 간 이격거리가 확보되어 절연 성능이 제고될 수 있다.

한편, 도 33은 도 2의 스테이터코일의 U상코일, V상코일 및 W상코일의 최외측헤어핀의 크라운부의 확대도이다. 도 33에 도시된 바와 같이, U상코일(300U), V상코일(300V) 및 W상코일(300W)은 상기 스테이터코어(100)의 원주방향을 따라 일 측(도면상 반시계 방향)으로 서로 이격배치된다.

상기 U상코일(300U)의 일 측에 상기 V상코일(300V)이 배치되고, 상기 V상코일(300V)의 일 측에 상기 W상코일(300W)이 배치된다.

상기 각 상코일의 제1상병렬코일 내지 제4병렬코일은 도면상 반시계방향을 따라 1슬롯피치로 각각 이격배치된다.

상기 U상코일(300U)을 예를 들면, 제1U상병렬코일(300U1)의 일 측에 제2U상병렬코일(300U2)이 배치되고, 제2U상병렬코일(300U2)의 일 측에 제3U상병렬코일(300U3)이 배치되며, 제3U상병렬코일(300U3)의 일 측에 제4U상병렬코일(300U4)이 배치된다.

여기서, 제1U상병렬코일(300U1) 내지 제4U상병렬코일(300U4) 중 3개는 제1최외측헤어핀(210O1)으로 구성되고, 나머지 하나는 제2최외측헤어핀(210O2)으로 구성된다.

이에 의해, 제1U상병렬코일(300U1) 내지 제4U상병렬코일((300U1, 300U2, 300U1,300U4)의 전류 위상이 서로 상이하게 되어 순환전류 발생이 억제될 수 있다.

상기 각 상코일의 최외측헤어핀(210O)의 제1삽입부(2301) 및 제2삽입부(2302)의 사이에는 서로 다른 상코일의 최외측헤어핀(210O)의 제1삽입부(2301) 및 제2삽입부(2302)가 각각 배치된다.

상기 각 상코일의 제1상병렬코일 내지 제4상병렬코일의 제1크라운부(2501)는 상기 제1레이디얼벤딩부(2801)에 의해 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 외측으로 제1돌출길이(P1)로 돌출되고, 상기 각 상코일의 제1상병렬코일 내지 제4상병렬코일의 제2크라운부(2502)는 상기 제2레이디얼벤딩부(2802)에 의해 제2돌출길이(P2)로 돌출된다.

이에 따라, 상기 V상코일(300V)을 예를 들면, 상기 제1V상병렬코일 내지 제4V상병렬코일(300V11, 300V12,300V13,300V14)의 제1삽입부(2301)의 일 측에는 상기 U상코일(300U)의 제1U상병렬코일 내지 제4U상병렬코일(300U1,300U2, 300U3. 300U4)의 제2삽입부(2302)가 배치된다.

상기 U상코일(300U)의 제1U상병렬코일 내지 제4U상병렬코일(300U1,300U2, 300U3.300U4)의 제2삽입부(2302)의 일 측에는 상기 W상코일(300W)의 제1W상병렬코일 내지 제4W상병렬코일(300W1,300W2, 300W3.300W4)의 제1삽입부(2301)가 각각 위치된다. 상기 W상코일(300W)의 제1W상병렬코일 내지 제4W상병렬코일(300W1,300W2, 300W3,300W4)의 제1삽입부(2301)의 일 측에는 상기 V상코일(300V)의 제1V상병렬코일 내지 제4V상병렬코일(300V1,300V2, 300V3,300V4)의 제2삽입부(2302)가 각각 위치된다.

이때, 상기 V상코일(300V)의 제1V상병렬코일 내지 제4V상병렬코일(300V1,300V2, 300V3.300V4)의 제1크라운부(2501)의 내측에는 상기 U상코일(300U)의 제1U상병렬코일 내지 제4U상병렬코일(300U1,300U2, 300U3,300U4)의 제2크라운부(2502)가 상기 제1부분방전억제거리(D1)를 두고 교차되게 배치된다.

이에 의해, 상기 스테이터코일(200)의 전원 인가 시, 상기 V상코일(300V) 및 U상코일(300U)의 부분방전 발생이 억제될 수 있다.

또한, 상기 V상코일(300V)의 제1V상병렬코일 내지 제4V상병렬코일(300V1,300V2, 300V3,300V4)의 제2크라운부(2502)의 외측에는 상기 W상코일(300W)의 제1W상병렬코일 내지 제4W상병렬코일(300W1,300W2, 300W3,300W4)의 제1크라운부(2501)가 상기 제1부분방전억제거리(D1)를 두고 서로 이격되어 교차되게 배치된다.

이에 의해, 상기 스테이터코일(200)의 전원 인가 시, 상기 V상코일(300V) 및 상기 W상코일(300W)의 부분방전 발생이 억제될 수 있다.

또한, 상기 W상코일(300W)의 제1W상병렬코일 내지 제4W상병렬코일(300W1,300W2, 300W3,300W4)의 제2크라운부(2502)의 외측에는 상기 U상코일(300U)의 제1U상병렬코일 내지 제4U상병렬코일(300U1,300U2, 300U3,300U4)의 제1크라운부(2501)가 상기 제1부분방전억제거리(D1)를 두고 교차되게 배치된다.

이에 의해, 상기 스테이터코일(200)의 전원 인가 시, 상기 W상코일(300W) 및 상기 U상코일(300U)의 부분방전 발생이 억제될 수 있다.

또한, 최외측헤어핀(210O)은 제1레이디얼벤딩부(2801) 및 제2레이디얼벤딩부(2802)에 의해 제1크라운부(2501) 및 제2크라운부(2502)가 상기 스테이터코어(100)의 반경방향을 따라 외측으로 배치됨으로써, 내측의 중간헤어핀(210M)과 도체 간 이격거리가 확보되어 절연 성능이 제고될 수 있다.

또한, 상기 최외측헤어핀(210O)의 제1레이디얼벤딩부(2801) 및 제2레이디얼벤딩부(2802)에 의해 상기 최외측헤어핀(210O)의 제1크라운부(2501) 및 제2크라운부(2502)가 반경방향을 따라 서로 이격 배치됨으로써, 결합 시 서로 다른 최외측헤어핀(210O)간의 간섭 발생이 억제될 수 있다.

이에 의해, 상기 최외측헤어핀(210O)의 조립이 신속하고 용이하게 될 수 있다.

이상에서, 본 발명의 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었다. 그러나, 본 발명은, 그 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 실시될 수 있으므로, 위에서 설명된 실시예는 그 상세한 설명의 내용에 의해 제한되지 않아야 한다.

또한, 앞서 기술한 상세한 설명에서 일일이 나열되지 않은 실시예라 하더라도 첨부된 특허청구범위에서 정의된 그 기술 사상의 범위 내에서 넓게 해석되어야 할 것이다. 그리고, 상기 특허청구범위의 기술적 범위와 그 균등범위 내에 포함되는 모든 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 포섭되어야 할 것이다.

100: 스테이터코어
110: 전기강판
120: 슬롯
130: 티스
150: 절연부재
200: 스테이터코일
210: 헤어핀
210I: 최내측헤어핀
210M: 중간헤어핀
210O: 최외측헤어핀
210O1: 제1최외측헤어핀
210O2: 제2최외측헤어핀
210S: 동일레이어헤어핀
211: 도체
212: 피복재
230: 삽입부
250: 크라운부
270: 연장부
275: 연결단부
276: 비탈피구간
277: 탈피구간
280: 레이디얼벤딩부
300: 상코일
300U: U상코일
300U1: 제1U상병렬코일
300U2: 제2U상병렬코일
300U3: 제3U상병렬코일
300U4: 제4U상병렬코일
300V: V상코일
300V1: 제1V상병렬코일
300V2: 제2V상병렬코일
300V3: 제3V상병렬코일
300V4: 제4V상병렬코일
300W: W상코일
300W1: 제1W상병렬코일
300W2: 제2W상병렬코일
300W3: 제3W상병렬코일
300W4: 제4W상병렬코일
310: 전원연결단자
320: 상코일연결단자
330: 지지부재
340: 체결부재
350: 중성선
360 : 바디
370: 코일연결부
2301: 제1삽입부
2302: 제2삽입부
2501: 제1크라운부
2502: 제2크라운부
2701: 제1연장부
2801: 제1레이디얼벤딩부
2802: 제2레이디얼벤딩부
D: 부분방전억제거리
D1: 제1부분방전억제거리
D2: 제2부분방전억제거리

Claims (22)

1. 내부에 로터수용공이 형성되고 상기 로터수용공의 둘레에 복수의 슬롯 및 티스가 구비되는 스테이터코어; 및 상기 복수의 슬롯에 권선되는 스테이터코일;을 포함하고,
   상기 스테이터코일은, 상기 복수의 슬롯의 내부에 삽입되고 서로 직렬로 연결되는 복수의 헤어핀을 각각 구비하고,
   상기 복수의 헤어핀은 서로 인접한 헤어핀 간 부분방전이 억제될 수 있는 부분방전억제거리를 두고 이격배치되되,
   상기 스테이터코일의 전원 인가 시, 전압분담률이 높은 헤어핀의 부분방전억제거리가 상기 전압분담률이 낮은 헤어핀의 부분방전억제거리에 비해 크게 형성되고,
   상기 스테이터코어의 반경방향을 따라 상기 복수의 슬롯의 내부 최외측에 배치되는 최외측헤어핀중 일부에는 전원이 연결되고,
   상기 부분방전억제거리는 상기 최외측헤어핀과 도체 사이에 형성되는 제1부분방전억제거리 및 상기 최외측헤어핀의 내측에 배치되는 헤어핀과 도체 사이에 형성되는 제2부분방전억제거리를 포함하며,
   상기 제1부분방전억제거리는 상기 제2부분방전억제거리보다 크게 형성되는 전동기의 스테이터.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1부분방전억제거리는 1.2mm 이상으로 설정되고,
   상기 제2부분방전억제거리는 0.2mm 이상으로 설정되는 전동기의 스테이터.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 최외측헤어핀은, 서로 다른 슬롯의 최외측레이어에 각각 삽입되는 제1삽입부 및 제2삽입부, 일 측이 상기 제1삽입부에 연결되는 제1크라운부, 및 일 측은 상기 제1크라운부에 연결되고 타 측은 상기 제2삽입부에 연결되는 제2크라운부를 구비하며,
   서로 다른 최외측헤어핀의 제1크라운부 및 제2크라운부는 상기 제1부분방전억제거리를 두고 서로 이격 배치되고,
   상기 최외측헤어핀의 제1크라운부는 상기 스테이터코어의 반경방향을 따라 상기 제1삽입부에 비해 외측으로 이격되게 형성되는 전동기의 스테이터.
6. 삭제
7. 제5항에 있어서,
   상기 최외측헤어핀은 상기 제1삽입부로부터 상기 스테이터코어의 반경방향을 따라 외측으로 벤딩되고 상기 제1크라운부에 연결되는 제1레이디얼벤딩부를 구비하고,
   상기 최외측헤어핀의 제2크라운부는 상기 스테이터코어의 반경방향을 따라 상기 제1크라운부의 내측에 이격 배치되게 형성되고,
   상기 최외측헤어핀의 제2크라운부는 상기 스테이터코어의 반경방향을 따라 상기 제2삽입부에 비해 외측에 배치되는 전동기의 스테이터.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 제7항에 있어서,
    상기 최외측헤어핀은 상기 제2삽입부로부터 상기 스테이터코어의 반경방향을 따라 외측으로 벤딩되어 상기 제2크라운부에 연결되는 제2레이디얼벤딩부를 구비하고,
    상기 제1레이디얼벤딩부 및 제2레이디얼벤딩부는 최소곡률반경을 각각 구비하고,
    상기 최소곡률반경은 2.0mm 이상으로 설정되는 전동기의 스테이터.
12. 제7항에 있어서,
    상기 최외측헤어핀은 상기 제2삽입부로부터 상기 스테이터코어의 반경방향을 따라 외측으로 벤딩되어 상기 제2크라운부에 연결되는 제2레이디얼벤딩부를 구비하고,
    상기 제1크라운부 및 제2크라운부는 상기 제1삽입부 및 제2삽입부와 각각 나란한 제1연장선 및 제2연장선에 대해 최소내각을 각각 구비하게 형성되고,
    상기 최소내각은 110도 이상으로 설정되고,
    상기 최외측헤어핀은 상기 스테이터의 반경방향을 따라 상기 제1삽입부로부터 상기 제1레이디얼벤딩부가 돌출되는 제1돌출길이 및 상기 제2삽입부로부터 제2레이디얼벤딩부가 돌출되는 제2돌출길이를 구비하고,
    상기 제1돌출길이는 상기 제2돌출길이에 상기 제1부분방전억제거리를 합한 값 이상으로 형성되는 전동기의 스테이터.
13. 삭제
14. 제5항에 있어서,
    상기 스테이터코일은 전원의 각 상에 연결되는 복수의 상코일을 구비하며,
    상기 복수의 상코일은 상기 스테이터코어의 원주방향을 따라 서로 8슬롯피치로 각각 이격배치되는 U상코일, V상코일 및 W상코일을 구비하고,
    상기 복수의 상코일은 서로 병렬로 연결되는 복수의 상병렬코일을 각각 구비하며,
    상기 복수의 상병렬코일은 상기 스테이터코어의 원주방향을 따라 1슬롯피치로 서로 이격되는 제1상병렬코일 내지 제4상병렬코일을 각각 구비하고,
    상기 최외측헤어핀은, 2개의 삽입부가 상기 스테이터코어의 원주방향을 따라 13슬롯피치로 이격 배치되는 제1최외측헤어핀 및 2개의 헤어핀이 상기 스테이터코어의 원주방향을 따라 9슬롯피치로 이격배치되는 제2최외측헤어핀을 각각 구비하는 전동기의 스테이터.
15. 삭제
16. 제14항에 있어서,
    상기 U상코일 및 V상코일은, 상기 U상코일의 각 상병렬코일의 제1최외측헤어핀의 제2크라운부와 상기 V상코일의 각 상병렬코일의 제1최외측헤어핀의 제1크라운부가 상기 제1부분방전억제거리를 두고 서로 이격 배치되게 구성되고,
    상기 V상코일 및 W상코일은, 상기 V상코일의 각 상병렬코일의 제1최외측헤어핀의 제2크라운부와 상기 W상코일의 각 상병렬코일의 제1최외측헤어핀의 제1크라운부가 상기 제1부분방전억제거리를 두고 서로 이격 배치되게 구성되며,
    상기 W상코일 및 U상코일은, 상기 W상코일의 각 상병렬코일의 제1최외측헤어핀의 제2크라운부와 상기 U상코일의 각 상병렬코일의 제1최외측헤어핀의 제1크라운부가 상기 제1부분방전억제거리를 두고 서로 이격 배치되게 구성되는 전동기의 스테이터.
17. 삭제
18. 삭제
19. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 헤어핀은, 상기 복수의 슬롯의 내부 최내측에 배치되는 최내측헤어핀; 및 상기 복수의 슬롯의 내부 상기 최내측헤어핀과 상기 최외측헤어핀 사이에 배치되는 중간헤어핀;을 더 구비하고,
    상기 최내측헤어핀 및 상기 중간헤어핀은 상기 스테이터코어의 원주방향을 따라 2개의 삽입부가 12슬롯피치로 각각 이격배치되고,
    상기 최내측헤어핀은, 서로 다른 슬롯의 최내측레이어에 각각 배치되는 제1삽입부 및 제2삽입부, 상기 제1삽입부에 연결되는 제1크라운부 및 상기 제2삽입부에 연결되는 제2크라운부를 구비하고,
    상기 제2크라운부는 상기 스테이터코어의 반경방향을 따라 상기 제1크라운부의 내측에 배치되는 전동기의 스테이터.
20. 삭제
21. 제19항에 있어서,
    상기 최내측헤어핀은 상기 제2크라운부가 상기 스테이터코어의 반경방향을 따라 상기 제2삽입부의 내측에 배치되고,
    상기 최내측헤어핀은 상기 제2삽입부로부터 상기 스테이터코어의 반경방향을 따라 상기 제2삽입부의 내측으로 벤딩되어 상기 제2크라운부에 연결되는 레이디얼벤딩부를 구비하는 전동기의 스테이터.
22. 삭제

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