KR102661970B1 - 외부 회전자 전기 머신의 와전류 손실을 감소시키기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부 회전자 전기 기계(I)의 와전류 손실을 감소시키기 위한 외부 회전자 전기 기계의 장치(O1, S1)에 관한 것이다. 외부 회전자 전기 기계는 회전 가능하게 배치된 회전자(10) 및 고정자(20)를 포함한다. 상기 회전자는 상기 고정자(20) 또는 상기 고정자의 부분을 둘러싸는 외부 회전자 부분(12) 및 휠형 단부 벽 부분(14)을 포함한다. 상기 고정자(20)의 일 단부(22a)는 상기 단부 벽 부분(14)을 마주하도록 배치된다. 상기 장치는 상기 전기 기계(I)의 작동 동안 상기 단부 벽 부분(14)과 관련된 와전류의 출현을 감소시키기 위해 상기 단부 벽 부분(14)에 분포된 복수의 개구(O1)를 포함한다.
본 발명은 또한 외부 회전자 전기 기계에 관한 것이다. 본 발명은 또한 플랫폼에 관한 것이다.

Description

외부 회전자 전기 머신의 와전류 손실을 감소시키기 위한 장치

본 발명은 외부 회전자 전기 기계의 와전류 손실을 감소시키기 위한 외부 회전자 전기 기계의 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 외부 회전자 전기 기계에 관한 것이다. 본 발명은 또한 외부 회전자 전기 기계를 갖는 플랫폼(platform), 예를 들어 자동차에 관한 것이다.

전기 기계는 회전자(rotor) 및 고정자(stator)를 포함한다. 전기 기계의 유형은 고정자의 적어도 일부가 회전자로 둘러싸여 있는 외부 회전자 전기 기계이다.

전기 기계의 권선과 자석은 인접한 자기 전도성 물질에 와전류를 생성한다. 와전류는 전기 기계에 열을 축적하고 효율을 낮추며 냉각 요건을 증가시킨다. 이를 와전류 손실이라고 한다. 외부 회전자 전기 기계가 갖는 문제점은 움직이지 않는 전기 권선이 인접한 회전 표면에 와전류 문제를 야기한다는 것이다. 제공된 전기 주파수와 함께 전기 부하는 자기장을 변화시킨다는 것이다.

US 2007/252465A1은 외부 회전자 전기 기계를 개시하며 이러한 외부 회전자 전기 기계의 와전류 손실의 문제를 해결한다.

이러한 전기 기계의 와전류 손실을 효율적으로 감소시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 목적은 효율적이고 소형의 전기 기계의 제공을 용이하게 하는 외부 회전자 전기 기계의 와전류 손실을 감소시키기 위한 외부 회전자 전기 기계의 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 이러한 장치를 포함하는 회부 회전자 전기 기계를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 이러한 외부 회전자 전기 기계를 포함하는 플랫폼을 제공하는 것이다.

하기의 설명으로부터 명백한 이들 및 다른 목적은 첨부된 독립 청구항에 제시된 바와 같이 장치, 전기 기계 및 플랫폼에 의해 달성된다. 장치 및 플랫폼의 바람직한 실시 형태들은 첨부된 종속 청구항에서 정의된다.

본 발명에 따르면, 상기 목적은 외부 회전자 전기 기계의 와전류 손실을 감소시키기 위한 외부 회전자 전기 기계의 장치에 의해 달성된다. 상기 전기 기계는 회전 가능하게 배치된 회전자 및 고정자를 포함한다. 상기 회전자는 상기 고정자 또는 상기 고정자의 일부를 둘러싸는 외부 회전자 부분 및 휠형 단부 벽 부분을 포함한다. 상기 고정자의 일 단부는 상기 단부 벽 부분과 마주하도록 배치된다. 상기 장치는 상기 전기 기계의 작동 동안 상기 단부 벽 부분과 관련된 와전류의 출현을 감소시키기 위해 상기 단부 벽 부분에 분포된 복수의 개구를 포함한다.

이와 같이 단부 벽 부분에 복수의 개구를 분포하여 와전류를 감소시킴으로써, 고정자가 휠형 회전자 벽 부분에 가깝게 배치될 수 있다는 점에서 고효율의 매우 소형의 전기 기계를 얻을 수 있다. 따라서, 와전류 손실에 의해 부정적인 영향을 받지 않고 소형의 외부 회전자 기계가 제공될 수 있다.

장치의 일 실시 형태에 따르면, 상기 개구는 상기 단부 벽 부분의 원주 방향으로 분포된다. 이와 같이 상기 개구를 단부 벽 부분의 원주 방향으로 분포하게 함으로써, 이러한 분포된 개구가 와전류에 대한 회로를 효율적으로 차단한다는 점에서 와전류의 출현의 효율적인 감소가 용이하다.

장치의 일 실시 형태에 따르면, 상기 개구는 상기 단부 벽 부분 주위에 분포된 방사상으로 운영되는(running) 복수의 스포크(spoke)에 의해 얻어진다. 방사상으로 운영되는 스포크는 와전류를 효율적으로 감소시키기 위해 그 사이에 개구를 갖는 견고한 휠형 회전자 벽 부분을 제공한다.

장치의 일 실시 형태에 따르면, 상기 개구는 상기 플라이휠 부분에서 방사상으로 운영되는 슬롯(slot)이다. 방사형으로 운영되는 슬롯은 와전류를 효율적으로 감소시키며 전기 기계가 고주파에서 작동될 때 와전류를 감소시키는데 특히 효율적일 수 있다.

장치의 일 실시 형태에 따르면, 상기 개구는 원형 섹터 구성(cirular sector configuration)을 갖는다. 원형 섹터 구성을 갖는 개구는 와전류의 효율적인 감소를 위해 그 사이에 개구를 갖는 견고한 휠형 회전자 벽 부분을 제공한다.

장치의 일 실시 형태에 따르면, 상기 복수의 개구의 상기 원형 섹터 구성은 둥근 모서리를 갖는다. 따라서, 상기 복수의 개구의 상기 원형 섹터 구성의 둥근 모서리를 제공함으로써, 개구와 관련하여 발생하는 균열의 위험이 감소되고, 여기서 견고한 휠형 회전자 벽 부분이 얻어진다.

장치의 일 실시 형태에 따르면, 상기 단부 벽 부분 주위에 분포된 상기 방사상으로 운영되는 스포크는 상기 회전자에 대해 증가된 거리를 갖는 부분을 생성하는 경사진 방사상으로 운영되는 표면을 포함한다. 따라서 상기 회전자에 대해 증가된 거리를 갖는 부분을 생성하는 경사진 방사상으로 운영되는 표면을 제공함으로써, 고정자가 회전자 단부 벽 부분에 가깝게 배치될 수 있고 여전히 회전자의 단부 벽 부분에서 와전류의 출현을 감소시킬 수 있다는 점에서 더욱 소형의 전기 기계가 용이해진다.

장치의 일 실시 형태에 따르면, 상기 단부 벽 부분은 플라이휠 부분을 구성한다. 이로써 예를 들어 상기 회전자의 회전을 위해 내연 기관이 사용될 때, 상기 회전자의 플라이휠 부분이 내연 기관의 플라이휠로서 사용될 수 있으므로, 매우 소형의 장치가 얻어질 수 있고, 따라서 내연 기관의 크랭크샤프트(crankshaft)가 상기 회전자의 플라이휠 부분에 직접 연결될 수 있어, 상기 회전자의 플라이휠 부분이 플라이휠 기능을 제공할 것이라는 점에서 임의의 커플링 또는 내연 기관 플라이휠이 요구되지 않는다.

장치의 일 실시 형태에 따르면, 상기 전기 기계는 플라이휠 전기 기계이다.

장치의 일 실시 형태에 따르면, 상기 전기 기계는 상기 고정자를 지지하기 위한 고정자 지지 부분을 포함하는 하우징 구성을 포함한다. 상기 고정자 지지 부분은 일 실시 형태에 따라 하우징의 중앙에 배치된다. 상기 고정자 지지 부분은 대안으로 하우징의 중앙이 아닌 곳에, 즉 특정 변위를 가지고, 예를 들어 하우징의 오일 섬프(oil sump)를 용이하게 하기 위해 배치될 수 있다. 일 실시 형태에 따르면 상기 하우징은 상기 하우징의 지지 부분이 중앙에 배치되거나 중앙이 아닌 부분에 배치될 수 있는 링 형상의 단면을 가질 수 있다. 상기 고정자 지지 부분은 상기 고정자에 대해 중앙에 배치된다.

장치의 일 실시 형태에 따르면, 상기 전기 기계는 상기 회전자를 구동하기 위한 연소 기관과 관련되고, 상기 회전자의 상기 플라이휠 부분은 상기 연소 기관용 플라이휠을 구성한다.

본 발명에 따르면, 상기 목적은 본 발명에서 설명된 바와 같은 장치를 포함하는 외부 회전자 전기 기계에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 상기 목적은 본 발명에서 설명된 바와 같은 외부 회전자 전기 기계를 포함하는 플랫폼에 의해 달성된다.

일 실시 형태에 따르면 상기 플랫폼은 자동차를 포함한다.

본 발명의 더 나은 이해를 위해 첨부된 도면과 함께 읽을 때 하기의 상세한 설명을 참조하며, 여기서 유사한 참조 문자는 여러 도면에 걸쳐 유사한 부분을 나타낸다:
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 플랫폼을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 전기 기계의 와전류 손실을 감소시키기 위한 장치를 포함하는 외부 회전자 전기 기계의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 3은 도 2에 따른 외부 회전자 전기 기계용 회전자의 평면도를 개략적으로 도시하고, 상기 회전자는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 와전류 손실을 감소시키기 위한 장치를 포함한다.
도 4는 도 2에 따른 외부 회전자 전기 기계를 위한 회전자의 일부를 개략적으로 도시하고, 상기 회전자는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 와전류 손실을 감소시키기 위한 장치를 포함한다.
도 5는 도 2에 따른 외부 회전자 전기 기계를 위한 회전자의 일부를 개략적으로 도시하고, 상기 회전자는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 와전류 손실을 감소시키기 위한 장치를 포함한다.

도 1을 참조하면, 플랫폼(P)이 도시되며, 여기서 플랫폼(P)은 군용 차량, 유틸리티 차량, 자동차, 보트, 헬리콥터 등과 같은 모터 차량, 발전소, 임의의 전기 구동 기계 또는 이의 작동을 위해 전기 기계를 포함하는 유사한 장치를 포함하는 군으로 구성된다. 플랫폼(P)은 본 발명에 따라 전기 기계(I)의 와전류 손실을 감소시키기 위한 장치를 포함하는 적어도 하나의 전기 기계(I)를 포함한다.

전기 기계가 전동 차량에 포함되는 일 실시 형태에 따르면, 전기 기계는 상기 전동 차량의 추진을 위해 구성되고, 이에 따라 전기 구동되는 전동 차량을 포함한다. 전기 기계의 와전류 손실을 감소시키기 위한 장치는 후술되는 임의의 실시 형태에들 따라 구성될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 전기 기계의 와전류 손실을 감소시키기 위한 장치(O1, S1)를 포함하는 외부 회전자 전기 기계(I)의 단면도를 개략적으로 도시한다.

따라서 전기 기계(I)는 외부 회전자 유형이다. 외부 회전자 전기 기계(I)는 회전 가능하게 배치된 회전자 및 고정자를 갖는 임의의 유형의 외부 회전자 전기 기계일 수 있다. 도 2에서의 전기 기계(I)는 회전 가능하게 배치된 회전자(10) 및 권선(22)이 제공된 고정자(20)를 포함한다.

외부 회전자 유형의 전기 기계(I), 즉 외부 회전자 전기 기계(I)는 회전자(10) 또는 회전자의 부분이 고정자(20) 또는 고정자(20)의 부분을 둘러싸도록 배치된 전기 기계(I)를 의미한다.

회전자(10)는 고정자(20) 또는 고정자(20)의 부분을 둘러싸도록 배치된 외부 회전자 부분(12)을 포함한다. 외부 회전자 부분(12)은 본질적으로 관형 구성을 갖는다. 외부 회전자 부분(12)은 외부 표면(12a) 및 외부 표면(12a)에 대향하는 내부 표면(12b)을 갖는다. 외부 회전자 부분(12)은 자석(12c)을 포함할 수 있다.

회전자(10)는 휠형 단부 벽 부분(14)을 더 포함한다. 휠형 단부 벽 부분(14)은 일 실시 형태에 따라 플라이휠 부분에 의해 구성될 수 있다. 단부 벽 부분(14)은 외부 표면(14a) 및 외부 표면(14a)에 대향하는 내부 표면(14b)을 갖는다. 휠형 단부 벽 부분(14)은 원주의 외부 표면(14c)을 갖는다.

고정자(20)는 본질적으로 관형 구성을 갖는다. 고정자는 고정자 권선(22)을 포함한다. 고정자(20)는 외부 표면(20a) 및 외부 표면(20a)에 대향하는 내부 표면(20b)을 갖는다. 고정자(20)는 회전자(10)의 상기 단부 벽 부분(14)과 마주 보도록 배치된 제1 단부(22a) 및 대향하는 제2 단부(22b)를 갖는다. 따라서, 고정자(20)의 제1 단부(22a)는 회전자(10)의 단부 벽 부분(14)의 내부 표면(14b)을 마주하도록 배치된다.

회전자(10)는 와전류 손실을 감소시키기 위한 장치(O1, S1)을 포함한다. 상기 장치(O1, S1)는 상기 전기 기계의 작동 동안 상기 단부 벽 부분(14)과 관련된 와전류의 출현을 감소시키기 위해 상기 단부 벽 부분(14)에 분포된 복수의 개구(O1)를 포함한다. 도 3, 도 4 및 도 5는 이러한 분포된 개구의 상이한 실시 형태들의 평면도를 도시한다. 이와 같이 단부 벽 부분(14)에서의 복수의 개구(O1)를 분포하여 와전류를 감소시킴으로써 고정자(20)가 도 2에 도시된 바와 같이 휠형 회전자 벽 부분(14)에 가깝게 배치될 수 있다는 점에서 고효율의 매우 소형의 전기 기계(I)를 얻을 수 있다.

상기 개구(O1)는 본 발명의 양태에 따라 상기 단부 벽 부분(14)을 관통하는 구멍을 통과한다. 상기 개구(O1)는 외부 표면(14a)의 측면으로부터 상기 단부 벽 부분(14)의 내부 표면(14b)의 측면까지 통과하는 상기 단부 벽 부분(14)을 통과한다.

상기 개구(O1)는 상기 단부 벽 부분(14)의 원주 방향으로 분포될 수 있다. 상기 개구(O1)는 단부 벽 부분(14)에서 와전류에 대한 회로를 효율적으로 차단하도록 분포되고 구성된다.

상기 개구는 방사상으로 운영되는 복수의 스포크(S1)에 의해 얻어질 수 있고, 예를 들어 도 3을 참조하면 상기 휠형 단부 벽 부분(14) 주위에 분포된다. 방사상으로 운영되는 스포크는 상기 휠형 단부 벽 부분(14) 주위에 분포되도록 배치되어 상기 개구(O1)는 그 사이에서 얻어진다. 장치(O1, S1)는 본 발명의 양태에 따라 상기 스포크(S1)를 포함한다.

고정자(20)는 일 변형예에 따라 적층된 고정자 플레이트(미도시)로 구성된다. 일 변형예에 따른 고정자 권선(22)은 전기 전도성 와이어/전도체, 바람직하게는 구리 와이어의 세트를 포함하며, 이를 통해 전류가 전기 기계(I)를 작동시키기 위해 전도되도록 배치된다. 상기 와이어는 상이한 두께를 가질 수 있다. 상기 고정자 권선(22)은 권선이 회전자(10) 근처에 인접하기 위해 축 방향으로 운영되도록 배치된다. 고정자 권선(22)은 고정자의 단부 부분(20c, 20d)으로부터 축 방향으로 연장되도록 배치되고, 단부 부분의 외측으로 회전되며, 단부 부분(20c, 20d)을 통해 재도입되어, 고정자 권선의 연장 부분이 고정자(20)의 상기 제1 및 제2 단부(22a, 22b)를 구성하는 소위 코일 단부를 형성한다.

고정자(20)의 전기 전도성 와이어는 일 변형예에 따라 상기 고정자 플레이트의 슬롯 또는 개구에서 축 방향으로 작동되도록 배치되어, 상이한 와이어 세그먼트가 고정자 플레이트의 슬롯 또는 개구로부터 고정자(20)의 단부 부분으로부터 안내되고 고정자 플레이트의 상이한 슬롯 또는 개구로 돌아가도록 배치된다.

외부 회전자 부분(12)의 내부 표면(12b)은 고정자(20)의 외부 표면(20a) 근처에 배치되고 이로부터 분리된다. 회전자(10)는 고정자(20)에 대해 동심원으로 배치된다.

전기 기계(I)는 하우징 구성(30)을 포함하거나 이에 부착된다. 하우징 구성(30)은 회전자(10) 및 고정자(20)의 적어도 일부를 수용하도록 배치된다.

하우징 구성(30)은 외부 벽 부분(32)을 포함한다. 외부 벽 부분(32)은 외부 표면(32a) 및 내부 표면(32b)을 갖는다. 외부 벽 부분(32)은 본질적으로 관형 구성을 갖는다. 하우징 구성(30)의 외부 벽 부분(32)은 회전자(10) 및 고정자(20)의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치된다.

하우징 구성(30)은 하우징 단부 벽 부분(34)을 포함한다. 하우징 단부 벽 부분(34)은 외부 표면(34a) 및 내부 표면(34b)을 갖는다. 하우징 단부 벽 부분(34)의 내부 표면(34b)은 고정자(20)의 제2 단부(22b) 및 회전자(10), 즉 회전자(10)의 외부 회전자 부분(12)의 단부 부분과 마주하도록 배치된다.

하우징 구성(30)은 상기 고정자(20)를 지지하기 위한 고정자 지지 부분(36)을 포함한다. 고정자 지지 부분(36)은 이러한 실시 형태에 따라 하우징(30)의 중앙에 배치된다. 고정자 지지 부분(36)은 고정자(20)에 대해 중앙에 배치된다. 중앙에 배치된 고정자 지지 부분(36)은 고정자(20)의 내부 표면(20b)을 마주하는 외부 표면(36a)을 갖는다. 중앙에 배치된 고정자 지지 부분(36)은 상기 고정자(20)를 지지하기 위해 상기 고정자(20)에 부착되는 외부 표면(36a)을 갖는다.

고정자 지지 부분은 대안으로 하우징의 중앙이 아닌 곳에, 즉 특정 변위로, 예를 들어 하우징의 오일 섬프를 용이하게 하기 위해 배치된다. 하우징(30)은 일 실시 형태에 따라 본질적으로 링 형상의 구성, 즉 외부 표면(32a)을 가지며, 하우징의 지지 부분은 도 2에서와 같이 중앙에 배치되거나, 대안으로 중앙이 아니게 배치된다.

상기 회전자(10)는 축에 부착되도록 의도된다. 회전자(10)는 구동 샤프트에 부착될 수 있고, 따라서 구동 샤프트를 회전하도록 배치되거나 구동 샤프트에 의해 회전하도록 배치된다. 회전자(10)는 축(X)을 중심으로 회전하도록 구성된다.

장치의 일 실시 형태에 따르면, 회전자(10)의 상기 단부 벽 부분(14)은 플라이휠 부분(14)을 구성한다.

도 2에 도시된 실시 형태에서, 전기 기계(I)는 내연 기관(40)에 작동 가능하게 연결된다. 상기 내연 기관(40)의 일부는 도 2에 점선으로 도시된다. 내연 기관(40)은 일 실시 형태에 따라 디젤 엔진이다.

내연 기관(40)은 베어링(50)에 저널링되는(journaled) 크랭크 샤프트(42)를 갖는다. 내연 기관의 크랭크 샤프트(42)는 회전자(10)의 플라이휠 부분(14)에 부착된다. 내연 기관(40)은 전기 기계(I)의 회전자의 플라이휠(14)에 연결되는 크랭크 샤프트(42)에 의해 전기 기계(I)를 구동하도록 배치될 수 있고, 전기 기계는 발전기로서 작동할 것이다. 이러한 일 실시 형태에서 전기 기계(I)는 플라이휠 발전기(flywheel generator)로서 작동한다.

따라서 예를 들어 내연 기관의 플라이휠로서 회전자(10)의 플라이휠 부분(14)을 사용함으로써 상기 회전자(10)의 회전을 위해 내연 기관을 사용할 때 내연 기관의 크랭크 샤프트가 회전자의 플라이휠 부분(14)에 직접 연결되어, 소형의 장치가 얻어지며, 따라서 임의의 커플링 또는 내연 기관 플라이휠이 요구되지 않는다. 따라서 회전자는 플라이휠 기능을 제공할 것이다.

본 발명에 따른 외부 회전자 전기 기계(I)는 또한 엔진(40)의 작동을 개시하기 위해 크랭크 샤프트(42)를 회전함으로써 내연 기관(40)을 회전시키는데 사용되는 전기 시동 모터(starter motor)로 사용될 수 있다.

외부 회전자 전기 기계(I) 위에는 플라이휠 전기 기계가 있다. 본 발명에 따라 외부 회전자 전기 기계는 상기 전기 기계의 작동 동안 상기 단부 벽 부분과 관련된 와전류의 출현을 감소시키기 위해 단부 벽 부분에 분포된 복수의 개구를 갖는 임의의 단부 벽 부분을 포함하는 회전자를 갖는 임의의 적절한 외부 회전자 전기 기계일 수 있다. 따라서 단부 벽 부분은 플라이휠로 구성될 필요가 없다.

본 발명에 따른 외부 회전자 전기 기계는 임의의 적절한 작동을 위한 임의의 적절한 외부 회전자 전기 기계일 수 있다. 본 발명에 따른 외부 회전자 전기 기계는 임의의 적절한 외부 회전자 전기 기계일 수 있으며 발전기 또는 전기 모터로 작동하도록 구성될 수 있다. 도 3은 도 2에 따른 전기 기계용 회전자(10)의 평면도를 개략적으로 도시한다.

회전자(10)는 도 2에 따른 회전자일 수 있다. 따라서, 회전자(10)는 단부 벽 부분(14)을 포함한다. 회전자(10)는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 와전류 손실을 감소시키기 위한 장치(O1, S1)를 포함한다.

상기 장치는 상기 전기 기계의 작동 동안 상기 단부 벽 부분(14)과 관련된 와전류의 출현을 감소시키기 위해 상기 단부 벽 부분(14)에 분포된 복수의 개구(O1)를 포함한다. 이와 같이 단부 벽 부분(14)에 복수의 개구(O1)를 분포하여 와전류를 감소시킴으로써, 고정자(20)가 도 2에 도시된 바와 같이 휠형 회전자 벽 부분(14)에 가깝게 배치될 수 있다는 점에서 고효율의 매우 소형의 전기 기계(I)를 얻을 수 있다. 상기 개구(O1)는 본 발명의 양태에 따라 상기 단부 벽 부분(14)을 관통하는 구멍을 통과한다. 따라서 상기 개구(O1)는 본 발명의 양태에 따라 도 2에 설명되고 도시된 바와 같이 상기 단부 벽 부분(14)을 통과한다.

장치(O1, S1)의 이러한 실시 형태에 따르면, 상기 개구는 상기 단부 벽 부분(14)의 원주 방향으로 분포된다. 개구(O1)는 단부 벽 부분(14)에서 와전류에 대한 회로를 효율적으로 차단하도록 분포되고 구성된다.

상기 개구는 상기 휠형 단부 벽 부분(14) 주위에 분포된 복수의 방사상으로 진행되는 스포크(S1)에 의해 얻어진다. 방사상으로 진행되는 스포크(S1)는 상기 휠형 단부 벽 부분(14) 주위에 분포되어 상기 개구(O1)가 그 사이에서 얻어진다. 방사상으로 진행되는 스포크는 와전류의 효율적인 감소를 위해 그 사이에 개구(O1)를 갖는 견고한 휠형 회전자 벽 부분(14)을 제공한다.

장치(O1, S1)의 이러한 실시 형태에 따르면, 상기 개구(O1)는 원형 섹터 구성을 갖는다. 따라서 개구(O1)는 본질적으로 삼각형 구성을 갖는다. 원형 섹터 구성을 갖는 개구(O1)는 와전류의 효율적인 감소를 위해 그 사이에 개구를 갖는 견고한 휠형 회전자 벽 부분(14)을 제공한다.

개구(O1)는 휠형 회전자 벽 부분(14)의 외주를 마주하는 베이스 단부(O1a), 벽 부분의 중앙을 마주하는 더 뾰족한 대향 단부(O1b) 및 측면(O1c, O1d)을 갖는다.

장치의 일 실시 형태에 따르면, 상기 복수의 개구(O1)의 상기 원형 섹터 구성은 둥근 모서리(C1, C2, C3)를 갖는다. 따라서 상기 복수의 개구(O1)의 상기 원형 섹터 구성의 둥근 모서리(C1, C2, C3)를 제공함으로써, 개구(O1)와 관련하여 발생하는 균열의 위험이 감소되고, 견고한 휠형 회전자 벽 부분(14)이 얻어진다.

장치의 일 실시 형태에 따르면, 상기 단부 벽 부분(14)은 플라이휠 부분(14)을 구성한다.

도 4는 외부 회전자 전기 기계를 위한 회전자(110)의 일부를 개략적으로 도시한다.

상기 회전자(110)는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 와전류 손실을 감소시키기 위한 장치(O2, S2)를 포함한다. 회전자(110)는 도 2에 따른 외부 회전자 전기 기계에 적용될 수 있다.

회전자(110)는 단부 벽 부분(114)을 포함한다. 회전자(110)는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 와전류 손실을 감소시키기 위한 장치(O2, S2)를 포함한다.

상기 장치는 상기 전기 기계의 작동 동안 상기 단부 벽 부분(114)과 관련된 와전류의 출현을 감소시키기 위해 상기 단부 벽 부분(114)에 분포된 복수의 개구(O2)를 포함한다. 이와 같이 단부 벽 부분(114)에 복수의 개구(O2)를 분포하여 와전류를 감소시킴으로써, 고정자가 도 2에 도시된 바와 같이 휠형 회전자 벽 부분에 가깝게 배치될 수 있다는 점에서 고효율의 매우 소형의 외부 회전자 전기 기계를 얻을 수 있다. 상기 개구(O2)는 본 발명의 양태에 따라 상기 단부 벽 부분(114)을 관통하는 구멍을 통과한다. 상기 개구(O2)는 본 발명의 일 양태에 따라 상기 단부 벽 부분(114)을 통과한다.

장치(O2, S2)의 이러한 실시 형태에 따르면, 상기 개구(O2)는 상기 단부 벽 부분(114)의 원주 방향으로 분포된다. 개구(O2)는 상기 단부 벽 부분(114)에서 와전류에 대한 회로를 효율적으로 차단하도록 분포되고 구성된다.

상기 개구는 상기 휠형 단부 벽 부분(114) 주위에 분포된 방사상으로 진행되는 복수의 스포크(S2)에 의해 얻어진다. 방사상으로 진행되는 스포크(S2)는 상기 휠형 단부 벽 부분(114) 주위에 분포되어 상기 개구(O2)가 그 사이에서 얻어진다. 방사상으로 진행되는 스포크는 와전류의 효율적인 감소를 위해 그 사이에 개구(O2)를 갖는 견고한 휠형 회전자 벽 부분(114)을 제공한다. 장치(O2, S2)는 본 발명의 양태에 따라 상기 스포크(S2)를 포함한다.

장치(O2, S2)의 이러한 실시 형태에 따르면, 상기 개구(O2)는 원형 섹터 구성을 갖는다. 따라서 개구(O2)는 본질적으로 삼각형 구성을 갖는다. 원형 섹터 구성을 갖는 개구(O2)는 와전류의 효율적인 감소를 위해 그 사이에 개구를 갖는 견고한 휠형 회전자 벽 부분(114)을 제공한다.

장치(O2, S2)의 이러한 실시 형태에 따르면, 상기 단부 벽 부분(114) 주위에 분포되는 상기 방사상으로 진행되는 스포크(S2)는 상기 회전자에 대해 증가된 거리를 갖는 부분을 생성하는 경사진 방사상으로 진행되는 표면(S2a)을 포함한다. 상기 단부 벽 부분(114) 주위에 분포되는 상기 방사상으로 진행되는 스포크(S2)는 경사지지 않고 방사상으로 진행되는 표면(S2b)을 포함한다.

도 4에 따른 장치(O2, S2)의 실시 형태는 방사상으로 진행되는 스포크(S2)의 상기 경사진 방사상으로 진행하는 표면(S2a)에 의해 본질적으로 도 3에 따른 장치(O1, S1)의 실시 형태와 상이하다. 따라서 상기 회전자에 대해 증가된 거리를 갖는 부분을 생성하는 경사진 방사상으로 진행되는 표면을 제공함으로써, 고정자가 회전자 단부 벽 부분에 가깝게 배치될 수 있고 여전히 회전자의 단부 벽 부분에서 와전류의 출현을 감소시킬 수 있다는 점에서 더욱 소형의 전기 기계가 용이해진다.

도 5는 도 2에 따른 전기 기계용 회전자의 일부를 개략적으로 도시한다.

상기 회전자(210)는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 와전류 손실을 감소시키기 위한 장치(O3, S3)를 포함한다. 회전자(210)는 도 2에 따른 전기 기계에 적용될 수 있다.

회전자(210)는 단부 벽 부분(214)을 포함한다. 회전자(210)는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 와전류 손실을 감소시키기 위한 장치(O3, S3)를 포함한다.

상기 장치(O3, S3)는 상기 전기 기계의 작동 동안 상기 단부 벽 부분(214)과 관련된 와전류의 출현을 감소시키기 위해 상기 단부 벽 부분(214)에 분포된 복수의 개구(O3)를 포함한다. 이와 같이 단부 벽 부분(214)에 복수의 개구(O3)를 분포하여 와전류를 감소시킴으로써, 고정자가 도 2에 도시된 바와 같이 휠형 회전자 벽부에 가깝게 배치될 수 있다는 점에서 고효율의 매우 소형의 외부 회전자 전기 기계를 얻을 수 있다. 상기 개구(O3)는 본 발명의 양태에 따라 상기 단부 벽 부분(214)을 관통하는 구멍을 통과한다. 상기 개구(O3)는 본 발명의 양태에 따르면 상기 단부 벽 부분(214)을 통과한다.

장치(O3, S3)의 이러한 실시 형태에 따르면, 상기 개구는 상기 단부 벽 부분(214)의 원주 방향으로 분포된다. 개구(O3)는 단부 벽 부분(214)에서 와전류에 대한 회로를 효율적으로 차단하도록 분포되고 구성된다.

상기 개구는 상기 휠형 단부 벽 부분(214) 주위에 분포된 방사상으로 진행되는 복수의 스포크(S3)에 의해 얻어진다. 방사상으로 진행되는 스포크(S3)는 상기 휠형 단부 벽 부분(214) 주위에 분포되어 상기 개구(O3)가 그 사이에서 얻어진다. 방사상으로 진행하는 스포크는 와전류의 효율적인 감소를 위해 그 사이에 개구(O3)를 갖는 견고한 휠형 회전자 벽 부분(214)을 제공한다. 장치(O3, S3)는 본 발명의 양태에 따르면 상기 스포크(S3)를 포함한다.

장치의 이러한 실시 형태에 따르면, 상기 개구(O3)는 상기 플라이휠 부분에서 방사상으로 진행되는 슬롯이다.

도 5에 따른 장치(O3, S3)의 실시 형태는 개구(O3)의 슬롯 형상에 의해 본질적으로 도 3에 따른 장치(O1, S1)의 실시 형태와 상이하고, 따라서 상기 방사상으로 진행되는 슬롯(O3)을 제공하기 위해 스포크(S3)의 구성도 다르다. 일 실시 형태에 따르면, 방사상으로 진행되는 슬롯은 상대적으로 서로 가까운 휠형 단부 벽 부분(214) 주위에 분포된 비교적 얇은 방사상으로 진행되는 스포크를 제공함으로써 제공된다. 이러한 방사상으로 진행되는 슬롯(O3)은 와전류의 효율적인 감소를 제공하고 전기 기계가 고주파에서 작동될 때 와전류를 감소시키는데 특히 효율적일 수 있다. 와전류의 효율적인 감소는 방사상으로 진행되는 슬롯(O3)의 수에 따라 증가된다. 슬롯(O3)은 휠형 단부 벽 부분(214) 주위에 방사상으로 분포된 더 많은 수의 개구를 제공하는 것을 용이하게 한다.

도 3 내지 5를 참조하여, 상기 전기 기계의 작동 동안 상기 단부 벽 부분(14; 114; 214)과 관련된 와전류의 출현을 감소시키기 위해 상기 벽 부분(14; 114; 214)에 분포된 상이한 실시 형태의 복수의 개구(O1; O2; O3)가 설명되었다. 상기 단부 벽 부분에 분포된 개구는 임의의 적절한 구성을 가질 수 있고 임의의 적절한 방식으로 분포될 수 있다. 따라서, 상기 단부 벽 부분에 분포된 개구는 대안으로 불규칙한 형상을 가질 수 있고/있거나 상기 단부 벽 부분에 불규칙하게 분포될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 형태들의 전술한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공되었다. 본 발명을 개시된 정확한 형태로 제한하거나 배타적인 것으로 의도된 것은 아니다. 명백하게, 많은 수정 및 변형이 당업자에게 명백할 것이다. 실시 형태들은 본 발명의 원리 및 이의 실제 적용을 가장 잘 설명하기 위해 선택되고 설명되었으며, 이로써 당업자가 다양한 실시 형태에 대해 그리고 고려되는 특정 사용에 적합한 다양한 수정으로 본 발명을 이해할 수 있게 한다.

Claims (14)

1. 외부 회전자 전기 기계(I)로서, 상기 외부 회전자 전기 기계(I)는 회전 가능하게 배치되는 회전자(10; 110; 210) 및 고정자(20)의 축방향 대향 측면에 대향 코일 단부(22a, 22b)를 포함하는 권선을 포함하는 상기 고정자(20)를 포함하고, 상기 회전자는 상기 고정자(20) 또는 상기 고정자의 부분을 둘러싸는 외부 회전자 부분(12) 및 플라이휠 부분(14; 114; 214)을 포함하며, 상기 고정자(20)의 상기 코일 단부 중 하나(22a)는 상기 플라이휠 부분(14; 114; 214)과 마주하도록 배치되고, 상기 외부 회전자 전기 기계(I)는 상기 회전자를 구동하기 위한 내연 기관(40)에 관련되며, 상기 회전자의 플라이휠 부분은 상기 내연 기관(40)을 위한 플라이휠로 구성되며, 상기 내연 기관(40)은 상기 회전자의 상기 플라이휠 부분에 직접 연결된 크랭크 샤프트(42)를 포함하며, 비-회전 고정자 권선은 회전하는 플라이휠 부분에서 와전류를 발생시키고, 상기 외부 회전자 전기 기계(I)는 상기 외부 회전자 전기 기계(I)의 와전류를 감소시키도록 구성된 장치이며, 상기 장치는 상기 외부 회전자 전기 기계(I)의 작동 동안 상기 플라이휠 부분(14; 114; 214)과 관련된 상기 와전류의 출현을 감소시키기 위해 상기 플라이휠 부분을 향하는 상기 코일 단부(22a)가 개구(O1; O2; O3)와 마주하도록 상기 플라이휠 부분(14; 114; 214)에 분포된 복수의 개구(O1; O2; O3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 회전자 전기 기계.
2. 제1항에 있어서, 상기 개구(O1; O2; O3)는 상기 플라이휠 부분(14; 114; 214)의 원주 방향으로 분포되는 것을 특징으로 하는 외부 회전자 전기 기계.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 개구(O1; O2; O3)는 상기 플라이휠 부분(14; 114; 214) 주위에 분포된 방사상으로 진행되는 복수의 스포크(S1; S2; S3)에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 외부 회전자 전기 기계.
4. 제1항에 있어서, 상기 개구(O3)는 상기 플라이휠 부분(214)에서 방사상으로 진행되는 슬롯(S3)인 것을 특징으로 하는 외부 회전자 전기 기계.
5. 제1항에 있어서, 상기 개구(O1; O2)는 원형 섹터 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 외부 회전자 전기 기계.
6. 제5항에 있어서, 상기 복수의 개구(O1; O2)의 상기 원형 섹터 구성은 둥근 모서리(C1, C2, C3)를 갖는 것을 특징으로 하는 외부 회전자 전기 기계.
7. 제1항에 있어서, 상기 플라이휠 부분(114) 주위에 분포된 방사상으로 진행되는 스포크(S2)는 상기 고정자(20)에 대해 증가된 거리를 갖는 부분을 생성하는 경사진 방사상으로 진행되는 표면(S2a)을 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 회전자 전기 기계.
8. 삭제
9. 제1항에 있어서, 상기 외부 회전자 전기 기계(I)는 플라이휠 전기 기계인 것을 특징으로 하는 외부 회전자 전기 기계.
10. 제1항에 있어서, 상기 전기 기계(I)는 상기 고정자(20)를 지지하기 위한 고정자 지지 부분(36)을 포함하는 하우징 구성(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 회전자 전기 기계.
11. 삭제
12. 삭제
13. 제1항에 따른 외부 회전자 전기 기계(I)를 포함하는 플랫폼(P).
14. 제13항에 있어서, 자동차를 포함하는 플랫폼(P).