KR20050057432A - 고정자 적층물 패킷 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 개별적인, 적층된, 스트립형 적층물(10)로 이루어진 전기 기계용 고정자 적층물 패킷에 관한 것이다. 상기 고정자 적층물 패킷(29)은 톱니(15) 및 슬롯(16)이 제공된 측면(E)을 포함하고, 적어도 하나의 슬롯 베이스(22) 내에는 적어도 하나의 용접 시임(24)이 적층된 적층물(10)의 고정을 위해 배치된다.

Description

고정자 적층물 패킷{Laminated stator core}
본 발명은 독립 청구항의 특징에 따른 고정자 적층물 패킷에 관한 것이다.
DE-OS 4421399 호에는 세팅되거나 또는 패킹되어 함께 고정자 코어를 형성하는 다수의 개별 적층물로 이루어진 고정자 적층물 패킷이 알려져 있다. 저렴하게 제조되고, 높은 정확도를 가지는 전기 기계용 고정자 코어를 생산하기 위해, 방사 방향으로 내부로 향한 톱니의 표면이 용접 시임에 의해 연결된다.
또한 JP 9-103052 호에는 다수의 스트립형 적층물로 이루어진 고정자 적층물 패킷이 알려져 있다. 적층물의 패킹 및 고정자 권선의 삽입 이후에 고정자 적층물 패킷 및 권선으로 이루어진 조립 어셈블리가 둥근 고정자로 구부러진다. 이 경우 방사 방향으로 내부로 향한 개별 적층물, 특히 축방향으로 외부에 배치된 적층물의 톱니가 대략 축방향으로 이격되는 현상이 나타날 수 있다.
도 1a 내지 도 1e는 여기서 설명된 발명에 따른 기본적인 제조 방법이고,
도 2는 36개의 슬롯을 포함하는 고정자 적층물 패킷의 제 1 실시예이고,
도 3은 48개의 슬롯을 포함하는 고정자 적층물 패킷의 제 2 실시예이고,
도 4는 48개의 슬롯을 포함하는 고정자 적층물 패킷의 제 3 실시예이고,
도 5는 48개의 슬롯 및 직경이 확대된 중간 적층물을 포함하는 고정자 적층물 패킷의 제 4 실시예이고,
도 6은 도 5의 실시예의 변형예로서 고정자 적층물 패킷의 제 5 실시예이고,
도 7은 슬롯 베이스 내에 2 개의 용접 시임을 포함하는 슬롯의 단면도이다.
독립 청구항의 특징을 포함하는 본 발명에 따른 둥근 고정자 적층물 패킷은, 적어도 하나의 용접 시임에 의해 슬롯 베이스 내에 한편으로는 스택된 적층물이 고정되고, 다른 한편으로는 방사 방향으로 내부로 향한 둥글게 구부러진 고정자 적층물 패킷의 톱니의 스프레딩이 방지된다. 종속 청구항에서 구현된 조치에 의해 독립 청구항에 따른 고정자 적층물 패킷의 바람직한 실시예가 가능하다. 실질적으로 2 × τp의 주기에 상응하도록 다수의 용접 시임이 서로 이격되어 배치되면, 다수의 용접 시임의 매우 바람직한 배치가 제공된다. 자성 비대칭(재료 불균질성, 구조적 비대칭, 제조 공차, 조립 에러, ...)에 의해 메인 흐름의 경로에서 야기되는 상이한 극 흐름은 보상 흐름을 발생시키고, 상기 보상 흐름은 권선에서 적층물(권선의 각 접선 부분) 및 용접 연결부(권선의 각 축방향 부분)를 구성하도록, 상기 권선에서 다시 전기 기계에 열적 부하를 가하는 순환류를 구동할 수 있는 전압을 감소시킨다. 이러한 순환류는 2 ×τp의 주기에 의해 최소화될 수 있다.
특히 차량에서 사용하기 위한 회전류 기계와 관련하여, 적어도 2 개의 용접 시임의 간격은 6 개의 톱니 및 추가로 최대 2 개의 톱니의 공차에 상응한다. 상기 방식의 장치에 의해, 한편으로는 실질적으로 12-(36- 및 72-슬롯에 상응) 내지 16-극(48- 및 96- 슬롯에 상응) 실시예에 있어서 상기 2 ×τp의 주기가 충족되고, 다른 한편으로는 고정자 적층물 패킷이 상기 극 톱니와 연결된 구조 체적에 있어서 기계적으로 안전하게 함께 고정된다는 장점이 발생한다.
본 발명의 추가 실시예에 따라, 적어도 2 개의 스트립형 적층물의 적어도 2 개의 단부가 충돌 지점의 양측으로 서로 접촉하고, 각 다음 슬롯 내에서 각 하나의 용접 시임은 다수의 적층물들을 서로 연결시킨다. 우선 스트립형 고정자 적층물 패킷이 고정자 적층물 패킷의 상기 처음 또는 마지막 슬롯에 바로 용접되면, 우선 스트립형 적층물 패킷은 각 정면 단부에서 서로 "풀어지지"(unravel) 않고, 따라서 높은 형태 정확도를 가진 고품질의 충돌 지점이 얻어지는 것이 중요한 장점으로서 발생된다. 고정자 적층물 패킷의 추가 개선예는, 특히 충돌 지점의 양측으로 다시 각 용접 시임이 다수의 적층물을 외측에서, 즉 고정자 적층물 패킷의 측면에서 연결하는 경우 얻어지고, 상기 용접 시임은 다이나모 일렉트릭(dynamoelectrically) 작동식 톱니 반대편에 배치된다.
고정자 적층물 패킷의 추가 개선예는, 충돌 지점에서 적어도 하나의 용접 시임이 고정자 적층물 패킷의 외부측에 설치되는 경우 얻어진다. 충돌 지점은 작동시 취약 지점이기 때문에, 여기서 자속을 받는 고정자 톱니 및 고정자 적층물 패킷 자체는 진동하기 쉽고, 상기 진동은 외부측의 상응하는 용접 시임에 의해 감소될 수 있다. 동일한 장점이 충돌 지점의 내부측에 있는 용접 시임과 관련하여 얻어진다.
외주에 적어도 2 개의 용접 시임이 설치될 경우 추가 장점이 얻어지고, 상기용접 시임은 실질적으로 2 ×τp의 주기에 상응하는 간격으로 서로 배치된다. 상기 배치의 장점은, 이미 언급된 전기 기계에 열적 부하를 가하는 순환류의 최소화이다.
도면에는 본 발명에 따른 고정자 적층물 패킷의 실시예가 도시된다.
도 1a 내지 도 1e에 본 발명에 따른 고정자 적층물 패킷의 본 발명에 따른 제조 방법이 기본적으로 도시되어 있다.
도 1a는 한측면에 후측(R) 및 전기 작용측(E)을 가지는 개별적인, 스트립형 적층물(10)을 도시한다. 후측은 연속형 요크부(12)로 이루어지고, 상기 요크부로부터 일체형으로 전자기 작용측(E)의 방향으로 개별 톱니(15)가 연장된다. 톱니(15)들 사이에 슬롯(16)이 제공된다. 스트립형 적층물(10)은 2 개의 단부를 가지고, 각 단부에는 단부 톱니(17)가 배치된다. 스트립형 적층물(10)의 형태는 도 1a 내지 1e에 도시된 바와 같은 직선 형태로 제한되지 않고, 예컨대 곡선형, 예컨대 아아크형을 가지며, 요크부(12)는 비직선형이다. 다수의 적층물(10)은 추가 공정 단계에서 패킹됨으로써, 모든 톱니(15) 또는 슬롯(16)이 커버식으로 적층 배치된다(도 1b 참조). 함께 패킹된 적층물(10)들은 이제 적층된 스트립 패킷(19)을 형성한다. 본 발명에 따른 고정자 적층물 패킷에 따라 추가 공정 단계에서는, 적어도 하나의 슬롯 베이스(22)에, 적층된 적층물(10)의 고정을 위한 용접 시임(10)이 배치된다. 도 1c에 따른 도시된 실시예에서, 각 슬롯 베이스(22)에는 용접 시임(24)이 배치된다. 도 1d에 따른 추가 공정 단계에서 고정된 적층된 스트립 패킷(19)은 상징적으로 도시된 권선(26)으로 채워진다. 상징적으로 도시된 도체 소자는 완전히 슬롯(16) 내에 배치된다. 도 1e에 따른 추가 공정 단계에서 권선(26)을 가진 예비 조립된, 적층된 스트립 패킷(19)은 결국, 링형 고정자 적층물 패킷(29)이 발생하도록 변형된다. 추가의, 도시되지 않은 공정 단계에서 통상적으로, 고정자 적층물 패킷(29)은 결합 지점(32)에 예컨대 용접에 의해 연결된다. 결합 지점(32)은 단부 톱니(17)가 거기서 서로 충돌함으로써 발생된다.
하기의 도면에서와 마찬가지로 도 2에는, 둥근 상태에서 전체적으로 권선(26)이 배치되어 있음에도 불구하고, 고정자 적층물 패킷(29)은 간단하게 권선(26) 없이 도시된다. 도 2는 모두 36개의 슬롯(16) 및 36개의 톱니(15)를 가지는 고정자 적층물 패킷(29)을 도시한다. 상기 고정자 적층물 패킷(29)은 12-극 회전류 기계용으로 제공된다. 여기서 기술된 실시예에는, 특정 간격으로 서로 배치된 다수의 용접 시임(24)이 설치된다. 제 1 용접 시임(24)은 위치 번호(1)로 표시된 슬롯(16) 내에 당겨지거나 또는 배치된다. 추가 용접 시임(24)은 위치 번호(7,13,19,25 및 31)로 표시된 슬롯(16) 내에 배치된다. 위치 번호(1,7,13,19,25 및 31)로 표시된 슬롯(16)내 용접 시임(24) 사이의 간격은 각각 다음에 놓인 시임에 대해(슬롯(36) 내 용접 시임(24)을 수용하기 위해) 극간격의 정확히 2 배에 상응하는 간격을 두고 서로 놓인다. 상기 간격은, 위치 번호(7)로 표시된 슬롯(16) 내 용접 시임(24)에 대한, 위치 번호(1)로 표시된 슬롯(16) 내 용접 시임(24)의 간격이 2 ×극 간격(τp)에 달한다는 것으로 표현될 수 있다. 값(τp)은 극 간격에 상응한다. 강성도로 인해 2 개의 용접 시임(24) 사이의 간격이 반드시 2 ×극 간격(τp)에 상응할 필요는 없다. 위치 번호(1,7 및 13)로 표시된 슬롯(16) 내 용접 시임(24)과 관련하여, 예컨대 슬롯(16)내에서 위치 번호(7)를 가지는 용접 시임(24)은 최대 +/- 2개의 슬롯만큼 이동될 수 있음으로써, 지금까지 슬롯 내에서 위치 번호(7)를 가졌던 용접 시임(24)은 위치 번호(5,6,8 또는 9)를 가진 슬롯(16) 내에도 배치될 수 있다. 이것은 위치 번호(13,19,25 및 31)를 가진 슬롯(16) 주위의 용접 시임(24)에서도 유사하게 적용된다. 위치 번호(36)를 가진 슬롯(16) 내 용접 시임(24)은 열에서 약간 이탈된다. 상기 용접 시임(24)은, 고정자 적층물 패킷(29)이(도 1c 및 도 1e 참조) 둥근형으로 구부러지기 이전에 적층된 스트립 패킷(13)의 단부에 함께 고정되게 하는데 사용된다. 이로 인해 적어도 하나의 스트립형 적층물(10)의 적어도 2 개의 단부가 서로 접촉해 있는 충돌 지점(32)에서, 충돌 지점(32)의 양측으로 각 다음 슬롯(16)(여기서는 위치 번호(1 및 36)를 가진 슬롯(16)) 내에서 다수의 적층물(10)이 서로 연결된다. 또한, 충돌 지점(32)에는 적어도 하나의 용접 시임(24)이 외부측, 즉 여기서는 고정자 적층물 패킷(29)의 측면(R)에 설치된다. 동일한 것이 결합 지점(32)의 방사 방향 내부측에서도 적용됨으로써, 충돌 지점(32)에는 적어도 하나의 용접 시임(24)이 내부측 -전자기 작용측(E)- 에 설치된다.
도 3에 따른 실시예에서, 모두 16개의 극을 가진 회전류 기계용 고정자 적층물 패킷(29)이 설치된다. 이에 상응하도록 고정자 적층물 패킷(29)은 그의 방사 방향 내부측(E)에 모두 48개의 톱니(15) 및 48개의 슬롯(16)을 포함한다. 또한, 여기서 이미 언급된 것과 동일한 규정된 레이아웃이 적용됨으로써, 다시 슬롯(1,7,13,19,25,31,37 및 43) 내에 용접 시임(24)이 설치된다. 이미 상기 실시예에서와 마찬가지로, 슬롯(16) 또는 충돌 지점(32) 바로 다음에 놓인 슬롯 베이스(22) 내에 각 하나의 용접 시임(24)이 설치된다. 이러한 경우 위치 번호(48)를 가진 슬롯(15) 내에 마찬가지로 용접 시임(24)이 설치된다.
도 4에 따른 실시예에서 도 3에서와 동일한 고정자 적층물 패킷(29)이 도시된다. 도 3의 실시예와는 달리, 외부 톱니(35)는 각 하나의 용접 시임(24)을 포함한다. 외부 톱니(35)상의 용접 시임(24)은, 위치 번호(1,7,13,19,25,31,37,43 및 48)를 가진 각 슬롯(16) 바로 다음에 놓이는 상기 용접 시임(24)이 외부 톱니(35)에 설치되는 방식으로 배치된다. 따라서 충돌 지점(32)의 양측으로 각 하나의 용접 시임(24)은 외부측(R)의 다수의 적층물(10)을 서로 연결시킨다.
도 5에 따른 실시예는 도 3 및 4의 실시예의 변형예를 도시한다. 상기 고정자 적층물 패킷(29)은 상이한 적층물(10)로 이루어진다. 상기 고정자 적층물 패킷(29)의 대략 중앙에, 즉 축방향 중앙에, 외부 톱니(35)를 가진 적층물(10)이 배치되고, 상기 중앙 적층물(10)의 양측으로 외부 톱니(35)가 없는 적층물(10)이 배치된다. 이러한 경우 외부 톱니(35)를 가진 중앙 적층물(10) 만이 도 4에 따른 실시예에서 이미 기술된 위치에서 용접 시임(24)을 포함한다. 외부 톱니(35)상의 용접 시임(24)은(도 4 및 5 참조) 이 때문에 외부 톱니(35)상에 배치되고, 이로 인해 발생하는 구조 변경이 요크부(12)로부터 가급적 멀리 제거된다.
도 6에는 도 5에 따른 실시예가 변형된 추가 실시예가 도시된다. 고정자 적층물 패킷(29)의 내부측(E)의 용접 시임(24)은 도 3,4 및 5에 따른 실시예에서와 같이 슬롯(16)의 위치(1,7,13,19,25,31,37 및 43) 및 마지막으로 위치(48)에도 설치된다. 상기 실시예의 변형예에서 용접 시임(24)은 방사 방향으로 마주 놓이도록 이미 언급된 용접 시임(24)에 의해 외부측(R) 상의 고정자 적층물 패킷(29)의 내부측에 설치된다. 외부 톱니(35) 또는 고정자 적층물 패킷(29)의 외부측(R) 상의 용접 시임(24)에 있어서 동일하게, 외부 용접 시임(24) 사이의 간격이 실질적으로 2 ×τp 의 주기에 상응하는 것이 적용된다. 또한 외부측(R)상의 용접 시임(24)에서도, 여기서 최대 2 개의 톱니(15)의 공차가 허용되는 것이 적용된다.
도 7에는 고정자 적층물 패킷(29)에서의 용접 시임(24) 배치의 추가 실시예가 도시된다. 고정자 적층물 패킷(29)이 둥근형으로 구부러질 경우 스프레딩되는 것을 방지하기 위해, 주로 하나의 용접 시임(24)이 설치되어 있는 슬롯(16)이 2 개의 용접 시임(24)을 지지하고, 상기 용접 시임은 슬롯 베이스(22)가 톱니 플랜지로 전이하는 위치에 배치된다. 이러한 슬롯 베이스(22) 내 용접 시임(24)의 쌍방식 배치에 있어서도 동일하게, 이전에 언급된 레이아웃 법칙이 적용된다. 이것은, 이전에 용접 시임(24)이 어디에 설치되었는지 그리고 이제 2 개의 용접 시임(24)이 어디에 설치되는지를 의미하고, 쌍방식의 용접 시임(24)은 디자인에 따라 단일 용접 시임과 같이 취급된다.

Claims (8)

  1. 개별적인, 적층된, 스트립형 적층물(10)로 이루어진 전기 기계용 고정자 적층물 패킷(29)으로서, 상기 고정자 적층물 패킷(29)은 톱니(15) 및 슬롯(16)이 제공된 측면(E)을 포함하고, 적어도 하나의 슬롯 베이스(22)내에는 적어도 하나의 용접 시임(24)이 적층된 적층물(10)의 고정을 위해 배치되는 고정자 적층물 패킷.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 용접 시임(24)이 실질적으로 2 ×τp 의 주기에 상응하는 간격으로 서로 배치되는 고정자 적층물 패킷.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 적어도 2 개의 용접 시임(24)들 사이의 간격이 6개의 톱니(15)들 및 추가로 최대 2 개의 톱니(15)들의 공차에 상응하는 고정자 적층물 패킷.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트립형 적층물(10)의 적어도 2 개의 단부들이 충돌 지점(32)에서 서로 접촉하고, 상기 충돌 지점(32)의 양측으로 각 다음 슬롯(16) 내에서 각 하나의 용접 시임(24)이 다수의 적층물(10)들을 서로 연결하는 고정자 적층물 패킷.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트립형 적층물(10)의 적어도 2 개의 단부들이 충돌 지점(32)에서 서로 접촉하고, 상기 충돌 지점(32)의 양측으로 각 하나의 용접 시임(24)이 외부측(R) 상의 다수의 적층물(10)들을 서로 연결하는 고정자 적층물 패킷.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 충돌 지점(32)에서 적어도 하나의 용접 시임(24)이 상기 외부측(R) 상에 설치되는 고정자 적층물 패킷.
  7. 제 4,5 또는 6항에 있어서,
    상기 충돌 지점(32)에서 적어도 하나의 용접 시임(24)이 상기 내부측(E) 상에 설치되는 고정자 적층물 패킷.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    외주에 적어도 2 개의 용접 시임(24)들이 설치되고, 상기 용접 시임들은 실질적으로 2 ×τp 의 주기에 상응하는 간격으로 서로 배치되는 고정자 적층물 패킷.
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