KR20010075975A - 극 변환 유도전동기의 고정자 철심 - Google Patents

Abstract

본 발명은 극 변환 유도전동기의 고정자 철심에 관한 것으로, 보상권선이 삽입되는 슬롯의 크기와 보상권선이 삽입되지 않는 슬롯의 크기를 서로 다르게 정하며, 그 슬롯에 삽입되는 권선수를 고려하여 형성하고, 각각의 슬롯의 권선 점적율을 동일하게 유지함으로써, 일반 2극 전용, 4극전용 유도전동기와 동일한 수준의 성능을 발휘하도록 한다.

Description

극 변환 유도전동기의 고정자 철심{Stator core of an induction motor translating pole numbers thereof}

본 발명은 극 변환 유도전동기의 고정자 철심의 형상에 관한 것으로, 특히 고정자 철심의 슬롯의 형상을 그 슬롯에 삽입되는 권선수를 고려하여 형성함으로써, 전동기의 효율 및 토오크를 향상시킬 수 있는 극 변환 유도전동기에 관한 것이다.

극 변환 유도전동기는 용도에 따라 극수를 변환시킬 수 있게 설계된 유도전동기이다. 도 1은 종래의 일반적인 극 변환 유도전동기의 고정자 철심의 단면 구조를 나타낸 도로서, 고정자 철심(100) 내측면에 다수의 슬롯(101)이 형성되어 있는 구조이다. 본 명세서에서는 설명의 편의상 슬롯의 개수를 24개로 가정하며, 이와같이 형성된 그 24개의 슬롯(101)의 크기는 모두 동일하다. 크기가 모두 동일한 다수의 슬롯(101) 각각에 동일한 개수의 권선이 삽입되면 각 슬롯의 권선 점적율은 동일하다 한편, 극 변환 유도전동기는 전동기 특성 또는 용도에 따라 슬롯(101)에 삽입되는 권선의 수가 서로 다를 경우가 있다. 즉, 원하는 전동기 특성을 얻기 위하여 일부분의 슬롯에 보상권선이 삽입되어야 할 경우가 있으며, 이러한 구체적인 예는 '발명의 구성' 부분에서 상세히 설명될 것이다. 보상권선이 삽입되는 슬롯에 대하여는, 최대한의 출력을 얻기 위하여 슬롯의 최대 허용 권선 점적율에 가깝도록 슬롯에 삽입되는 전체 권선의 크기 및 개수를 설정하여야 한다. 그러나, 이 경우 나머지 슬롯들에는 보상권선이 삽입되지 않기 때문에 그 슬롯들의 권선 점적율은 보상권선이 삽입되는 슬롯의 권선 점적율에 비하여 휠씬 낮아진다. 이와같이, 슬롯의 권선 점적율이 낮아짐으로 인해 전체적인 효율 및 성능이 저하되는 문제점이 발생한다.

이와같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 다수의 슬롯 각각에 삽입되는 권선의 개수가 서로 달라도 권선 점적율은 동일하게 유지하는 극 변환 유도전동기의 고정자 철심을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 다수의 슬롯 각각에 삽입되는 권선의 개수가 서로 다를 경우 슬롯의 크기를 서로 다르게 형성하는 극 변환 유도전동기의 고정자 철심을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 일반적인 극 변환 유도전동기의 고정자 철심의 단면도

도 2는 본 발명에 따른 극 변환 유도전동기의 고정자 철심에 삽입되는 권선의 결선도

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 극 변환 유도전동기의 고정자 철심의 단면 구조도

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 극 변환 유도전동기의 고정자 철심의 단면 구조도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

1-24 ..... 슬롯 300, 400 ..... 고정자 철심

301, 401 ..... 제1 슬롯부 302,402 ..... 제2 슬롯부

303, 403 ..... 요크부

①-⑧ ..... 슬롯에 취부된 권선이 외부와 연결되는 인출선

⑨,⑩ ..... 보상권선과 연결된 인출선

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 극 변환 유도전동기는, 보상권선이 삽입되는 슬롯을 포함하는 제1 슬롯부와; 보상권선이 삽입되지 않는 슬롯을 포함하는 제2 슬롯부를 포함하며, 제1 슬롯부의 각각의 슬롯의 크기는 제2 슬롯부의 각각의 크기보다 크다.

다음에는 도면에 도시한 실시예에 기초하면서 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 극 변환 유도전동기의 고정자 철심을 설명하기에 앞서, 설명의 편의상 그 고정자 철심에 삽입되는 권선의 구조를 먼저 설명하며, 극 변환은 4극과 2극으로 되는 것을 예를든다.

도 2는 본 발명에 따른 극 변환 유도전동기의 고정자 철심에 삽입되는 권선의 결선도를 나타내며, 2극 운전시의 결선도이다. 한편, 4극 운전시에는 각각의 슬롯에 삽입되는 권선 개수가 모두 동일하므로 설명을 생략한다. 도 2에 도시된 바와같이, 슬롯은 24개이며, 6개의 슬롯이 하나의 극을 형성한다. 슬롯 윗부분의 화살표들은 주권선을 나타내며, 슬롯 아래부분의 화살표들은 보조권선을 나타낸다. 원문자 ①-⑧는 슬롯에 취부된 주권선 또는 보조권선이 외부와 연결되는 인출선을 나타낸다. 보상권선은 점선으로 표시되어 있으며, 원문자 ⑨,⑩은 보상권선과 연결된 인출선을 나타낸다. 슬롯 윗부분에 표시된 부호 N,S는 주권선에 의한 극을 나타내며, 슬롯 아래부분에 표시된 부호 N,S는 보조권선에 의한 극을 나타낸다.

그 보상권선의 연결은 다음과 같다. 주권선에 의한 첫번째 S극을 형성하는 6개의 슬롯(7-12) 중에서 주권선에 의한 두번째 S극과 인접되어 있는 두개의 슬롯(11,12), 그리고 주권선에 의한 두번째 S극을 형성하는 6개의 슬롯(13-18) 중에서 주권선에 의한 첫번째 S극과 인접되어 있는 두개의 슬롯(13,14)에 걸쳐 보상권선이 삽입되며, 마찬가지로, 주권선에 의한 첫번째 N극을 형성하는 6개의 슬롯(1-6) 중에서 주권선에 의한 두번째 N극과 인접되어 있는 두개의 슬롯(1,2), 그리고 주권선에 의한 두번째 N극을 형성하는 6개의 슬롯(19-24) 중에서 주권선에 의한 첫번째 N극과 인접되어 있는 두개의 슬롯(23,24)에 걸쳐 보상권선이 삽입된다. 다시말하면, 보상권선은 1,2,11-14,23,24 번째 슬롯에 삽입된다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 극 변환 유도전동기의 고정자 철심의 단면 구조를 도시한다. 부호 300은 고정자 철심을 나타내고, 부호 301은 보상권선이 삽입되는 슬롯(1,2,11-14,23,24)을 포함하는 제1 슬롯부, 부호 302은 보상권선이 삽입되지 않는 슬롯(3-10,15-21)을 포함하는 제2 슬롯부, 부호 303은 제1 슬롯부(301)와 대향되는 고정자 철심의 제1 요크부을 나타내며, 부호 304는 제2 슬롯부(302)와 대향되는 고정자 철심의 제2 요크부을 나타낸다. 도시된 바와같이, 제1 슬롯부(301)의 각각의 슬롯(1,2,11-14,23,24)의 크기는 제2 슬롯부(302)의 각각의 슬롯(3-10,15-21)의 크기보다 크다. 제2 슬롯부(302)의 슬롯(3-10,15-21)의 크기는 일반적으로 알려진 방법에 따라 최대 허용 권선 점적율을 고려하여 설정하고, 제1 슬롯부(301)의 슬롯(1,2,11-14,23,24)의 크기는 제2 슬롯부(302)의 권선 점적율을 고려하여 설정한다. 다시말하면, 제1 슬롯부(301)의 권선 점적율을 제2 슬롯부(302)의 권선 점적율과 동일하게 설정하고, 설정된 권선 점적율을 근거로 제2 슬롯부(302)의 각각의 슬롯의 크기를 설정한다. 이와같이, 본 발명에 따라, 보상권선이 삽입되는 않는 슬롯의 권선 점적율과 보상권선이 삽입되지 않는 슬롯의 권선 점적율이 서로 동일하게 됨으로써, 일반적인 2극 전용, 또는 4극 전용 유도전동기와 동일한 성능을 발휘할 수 있게 된다.

한편, 상기한 일실시예의 제1 요크부(303)는 제1 슬롯부(301)와 대향되기 때문에, 자속밀도가 포화되는 경우가 발생할 수 있는데, 이를 미연에 방지하기 위하여 요크부(303)의 크기를 확장시킨 구조가 도 4에 도시되어 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 극 변환 유도전동기의 고정자 철심의 단면 구조를 도시한다. 부호 400은 고정자 철심을 나타내고, 부호 401은 보상권선이 삽입되는 슬롯(1,2,11-14,23,24)을 포함하는 제1 슬롯부, 부호 402은 보상권선이 삽입되지 않는 슬롯(3-10,15-21)을 포함하는 제2 슬롯부, 부호 403은 제1 슬롯부(401)와 대향되는 제1 요크부을 나타내며, 부호 404는 제2 슬롯부(402)와 대향되는 제2 요크부를 나타낸다. 도시된 바와같이, 제2 요크부(402)의 크기는 제1 요크부(401)의 크기에 비하여 확장되며, 제1 슬롯부(401)에 의해 자속밀도가 포화되지 않을 정도를 고려하여 설계됨으로써, 제1 슬롯부(401)의 각각의 슬롯에 보상권선이 삽입됨으로써 권선의 개수가 많아져도 안정적인 동작이 가능해진다.

이상에서 상술한 바와같은 본 발명에 의하면, 기존 철심을 사용하는 극 변환 유도전동기에 비하여 효율 및 성능이 우수하고, 일반 2극 전용, 4극전용 유도전동기와 동일한 수준의 성능을 발휘할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 주권선과 보조권선을 포함하고 다수의 극으로 운전되는 극 변환 유도전동기의 고정자 철심에 있어서;

   보상권선이 삽입되는 슬롯을 포함하는 제1 슬롯부와;

   보상권선이 삽입되지 않는 슬롯을 포함하는 제2 슬롯부를 포함하여 구성되며;

   상기 제1 슬롯부의 각각의 슬롯의 크기는 상기 제2 슬롯부의 각각의 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 극 변환 유도전동기의 고정자 철심.