KR20090118085A - 회전전기기계의 고정자 및 이를 이용한 회전전기기계 - Google Patents

회전전기기계의 고정자 및 이를 이용한 회전전기기계 Download PDF

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KR20090118085A
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Abstract

본 발명의 고정자 권선(20)을 형성하는 선재(30)는 고정자 코어(12)의 슬롯(14, 15) 내에 설치되는 슬롯 수용부(40), 및 슬롯(14, 15)으로부터 고정자 코어(12)의 바깥으로 돌출되고 둘레 방향으로 서로 다른 슬롯(14, 15)에 설치되는 슬롯 수용부(40)끼리를 접속시키는 턴부(42)를 구비한다. 턴부(42)는 고정자 코어(12)의 축방향 양측에 각각 형성된다. 턴부(42)의 대략 중앙부에는 비틀리지 않은 크랭크부(44)가 형성된다. 슬롯(14, 15)으로부터 고정자 코어(12)의 바깥으로 돌출된 턴부(42)의 돌출 개소에 단차부(46)가 형성된다. 또한, 선재(30)의 턴부(42)에는 대략 중앙부의 크랭크부(44)와 턴부(42)의 돌출 개소에 형성한 단차부(46) 사이에 각각 2개의 단차부(48)가 형성된다.
회전전기기계, 고정자, 단차부, 수용부, 턴부, 슬롯, 선재, 크랭크부

Description

회전전기기계의 고정자 및 이를 이용한 회전전기기계{STATOR FOR ROTATING ELECTRIC DEVICE, AND ROTATING ELECTRIC DEVICE USING THE STATOR}
본 발명은 회전전기기계의 고정자 및 이를 이용한 회전전기기계에 관한 것이다.
전동기 및 발전기를 겸하고 있거나, 또는 전동기 또는 발전기 전용으로 사용되는 회전전기기계로서 특허문헌 1, 2에 개시된 것이 알려져 있다. 특허문헌 1, 2 모두 대략 U자형으로 형성된 소위 세그먼트 도체(Segment Conductor; SC)를 고정자 코어의 슬롯에 설치하고, 세그먼트 도체의 개방 단부를 전기적으로 접속시켜 고정자 권선을 형성하고 있다.
그러나 특허문헌 1에서는, 도 24에 나타낸 바와 같이 세그먼트 도체 턴부의 중앙을 비틀어서(twist) 둘레방향으로 서로 다른 슬롯에 세그먼트 도체를 설치하기 때문에, 고정자 코어(300)의 축방향 양단 측으로 돌출된 고정자 권선(310) 부분(이하, 고정자 코어로부터 축방향으로 돌출되어 있는 고정자 권선 부분을 “코일 엔드(coil end)”라고 함)의 높이(h)가 높아져, 고정자 코어(300)로부터 고정자 권 선(310)이 크게 돌출되는 문제가 있다. 도 25에 나타낸 바와 같이, 코일 엔드의 높이(h)는 세그먼트 도체(320)가 설치되어 있는 슬롯(302)의 간격, 및 코일 엔드에 있어서의 세그먼트 도체(320)의 벤딩각(bend angle)에 의해 규정된다. 세그먼트 도체(320)의 벤딩각은 세그먼트 도체(320)의 굵기나 코일 간격에 의해 규정된다. 다시 말해서, 코일 엔드의 높이(h)는 세그먼트 도체(320)가 설치되어 있는 슬롯(302)의 간격을 밑변으로 하고, 세그먼트 도체(320)의 벤딩각을 밑각으로 하는 삼각형의 높이에 의해 규정된다.
반면, 특허문헌 2에서는, 도 25에 나타낸 바와 같이 세그먼트 도체(320)의 턴부의 대략 중앙부에 비틀리지 않은 크랭크 형상부(crank-shaped portion)(322)를 형성해서 평탄하게 함으로써 코일 엔드의 높이를 낮춘 것이다.
그러나 세그먼트 도체(320)가 설치되어 있는 슬롯(302)의 간격과 세그먼트 도체(320)의 굵기가 각각 동일하면, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 있어서, 코일 엔드에서 세그먼트 도체(320)가 형성하는 삼각형의 밑변과 밑각의 크기는 동일하다. 따라서, 특허문헌 2의 세그먼트 도체를 채용하더라도, 코일 엔드의 높이를 낮추는 데는 한계가 있다.
[특허문헌 1] 일본 특개평11―285216호 공보
[특허문헌 2] 일본 특허공개 제2003―18778호 공보
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 고정자 코어로부터 돌출된 고정자 권선의 코일 엔드의 높이를 줄이는 것을 목적으로 한다.
청구항 1에 기재된 발명에서는, 슬롯(slot)으로부터 돌출된 턴부(turned portion)의 돌출 개소(箇所)에, 고정자 코어의 단면을 따라 단차부(step)가 형성된다. 이에 따라, 턴부의 돌출 개소의 간격이 선재(線材)가 설치되어 있는 슬롯간 간격보다도 좁아진다. 그 결과, 고정자 코어로부터 돌출되어 있는 선재의 형상이 작아지므로, 코일 엔드의 높이가 작아진다.
청구항 2에 기재된 발명에서는, 슬롯으로부터 돌출된 턴부의 모든 돌출 개소에 고정자 코어의 단면을 따라 단차부가 형성된다. 이에 따라, 고정자 코어로부터 돌출되는 코일 엔드의 형상 전체가 작아진다.
청구항 3에 기재된 발명에서는, 턴부의 돌출 개소가 고정자 코어의 단면을 따르는 길이는 둘레방향으로 이웃하는 슬롯의 간격 이하의 길이로 된다. 이에 따라, 턴부의 돌출 개소가 둘레방향으로 이웃하는 슬롯으로부터 돌출된 턴부와 간섭하는 것을 방지할 수 있다. 결과적으로, 간섭을 피하기 위해 코일 엔드의 높이가 높아지거나, 또는 코일 엔드의 직경 방향의 폭이 커지는 것을 방지할 수 있다.
청구항 4에 기재된 발명에서는, 턴부가 고정자 코어의 단면에 평행한 단차부를 고정자 코어의 축방향으로 복수 개 갖는 계단 형상으로 형성되어 있다. 따라서, 복수의 단차부에 의해 코일 엔드의 높이를 한층더 억제할 수 있다.
청구항 5에 기재된 발명에서는, 모든 단차부의 고정자 코어의 단면에 평행한 길이는 둘레방향으로 이웃하는 슬롯의 간격 이하의 길이로 된다. 이에 따라, 턴부의 돌출 개소가 둘레방향으로 이웃하는 슬롯으로부터 돌출된 턴부와 간섭하는 것을 방지할 수 있다. 결과적으로, 간섭을 피하기 위해 코일 엔드의 높이가 높아지거나, 또는 코일 엔드의 직경 방향의 폭이 커지는 것을 방지할 수 있다.
청구항 6에 기재된 발명에서는, 고정자 권선의 상(相)의 수를 k, 둘레방향으로 번갈아 서로 다른 복수의 자극을 갖는 회전자 1극당 각 상의 슬롯의 수를 n으로 할 때, 턴부에 형성되어 있는 계단 형상의 단차부의 수는 (k×n)이 된다. 고정자 권선의 상의 수가 k, 회전자 1극당 각 상의 슬롯의 수가 n이면, 둘레방향으로 인접해 있는 k상의 고정자 권선이 감겨 있는 1극당 슬롯의 총수는 k×n이다. 따라서, 둘레방향의 서로 다른 슬롯간에 걸쳐서 설치되는 선재는 둘레방향으로 k×n개 떨어진 슬롯 간에 설치된다. 그러므로 둘레방향으로 인접해 있는 슬롯으로부터 돌출된 선재간 간섭을 피하기 위해 (k×n)개의 계단 형상의 단차부가 턴부에 필요하게 된다. 이에 (k×n)개의 계단 형상의 단차부를 형성함으로써 선재간 간섭을 방지하는 동시에 코일 엔드의 높이를 더 낮출 수 있다.
또한, 청구항 7에 나타낸 바와 같이, 턴부가 고정자 코어로부터 가장 떨어진 위치에 크랭크 형상으로 형성된 크랭크부를 갖는 구성으로 할 수 있다.
청구항 8에 기재된 발명에서는, 크랭크부가 고정자 코어의 단면에 평행하게 형성된다. 이와 같이 하면, 예를 들어 선재 턴부의 대략 중앙부가 비틀어진 형상에 비해 고정자 코어로부터 돌출되어 있는 선재 턴부의 높이가 낮아지므로 코일 엔드의 높이가 낮아진다.
청구항 9에 기재된 발명에서는, 크랭크부가 선재의 폭 만큼 고정자 코어의 직경 방향으로 어긋나(shift) 있다. 이에 따라, 선재 끼리를 직경 방향으로 선재의 폭 만큼 어긋나게 하여 틈새 없이 감아 다상 고정자 권선을 형성할 수 있다. 이에 따라, 다상 고정자 권선의 직경 방향의 폭을 작게 할 수 있다. 여기에서 폭 만큼이라는 것은 선재의 대략 폭 만큼 어긋나 있는 경우도 포함한다.
청구항 10에 기재된 발명에서는, 턴부가 둘레방향으로 인접한 다른 턴부와 축방향으로 겹쳐지도록 배치된다. 이와 같이 하면 코일 엔드의 높이를 감소시킬 수 있다.
청구항 11에 기재된 발명에서는, 크랭크부와, 계단 형상을 형성하는 단차부 중 고정자 코어로부터 축방향으로 가장 떨어진 위치에 있는 최상 단차부와의 축방향 거리가, 단차부 간 축방향 거리보다 길게 되도록 턴부가 형성되어 있다. 이에 따라, 턴부가 다른 턴부와 겹쳐질 때에 턴부간 간섭을 방지할 수 있다.
청구항 12에 기재된 발명에서는, 크랭크부가 둘레방향으로 인접한 다른 턴부의 최상 단차부와 축방향으로 겹쳐지도록 배치된다. 이에 따라, 간섭을 발생시키지 않고 코일 엔드의 높이를 감소시킬 수 있다.
청구항 13에 기재된 발명에 의하면, 턴부의 단차부 간 거리가 선재의 높이로 되기 때문에, 턴부가 인접한 슬롯에 수용된 턴부와 축방향에서 서로 겹쳐졌을 때에, 각 단차부 사이에서는 각 상 권선 간 틈새의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 단차부 간 거리가 선재의 높이로 된다는 것은 선재의 대략 높이만큼의 거리로 되는 경우도 포함한다.
또한, 청구항 14에 나타낸 바와 같이, 선재의 단면 형상은 직사각형 형상으로 할 수 있다.
청구항 15에 기재된 발명에 의하면, 선재가 고정자 코어의 전체 둘레에 걸쳐 연속적으로 형성되기 때문에, 선재 간 전기적 접속 개소를 최대한 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 다상 고정자 권선의 제조비용이 감소하는 동시에 전기적 접속 개소에 부식 등의 접속 불량이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
청구항 16에 기재된 발명에서, 선재는 도체를 가지며, 또한 도체의 외주를 덮는 절연 피복을 가지며, 절연 피복은 100∼200㎛의 두께로 된다. 이 경우, 선재의 도체는 100∼200㎛ 두께의 절연 피복으로 외주가 덮여 있으므로, 선재 간 절연을 위해 선재끼리의 사이에 절연지 등을 끼워 절연할 필요가 없다.
청구항 17에 기재된 발명에서는, 절연 피복이 내층과 상기 내층의 외주를 덮고 내층보다 유리전이온도가 낮은 외층을 갖는다. 이에 따라, 회전전기기계에 발생하는 열에 의해 절연 피복의 외층은 내층보다도 빨리 결정화(結晶化)하기 때문에, 외층의 표면 경도가 높아져 선재에 흠이 발생하기 어렵다. 따라서, 턴부에 단차부를 형성하는 가공을 한 선재의 절연을 확보할 수 있다.
청구항 18에 기재된 발명에서, 선재는 상기 절연 피복의 외주를 덮는 융착재를 갖는다. 여기서 융착재란 가열하여 용융되고, 냉각하여 응고되는 재료를 말한다. 이와 같이 하면 동일 슬롯에 설치되어 있는 선재끼리를 융착재에 의해 용이하게 열 접착할 수 있다. 그 결과, 동일 슬롯에 설치되는 복수의 선재가 일체화되어 슬롯 내 선재의 기계적 강도가 향상된다.
일반적으로, 회전전기기계의 고정자의 도체는 전기저항을 작게 하기 위해 구리가 사용되고 있다. 구리를 채용함으로써 전기저항을 비교적 작게 할 수 있기 때문이다.
반면, 청구항 19에 기재된 발명에서는, 선재의 도체를 알루미늄으로 형성한다. 상술한 바와 같이 코일 엔드의 높이를 작게 하여 선재의 형상을 전체적으로 작게 함으로써, 알루미늄을 사용한 경우에도 구리를 사용한 경우와 동등한 전기저항으로 할 수 있다. 그리고 알루미늄을 사용하면, 구리를 사용한 경우보다도 선재가 부드러워지기 때문에 선재의 가공이 용이하게 된다.
이상은 회전전기기계의 고정자의 발명으로서 설명했지만, 청구항 20에 나타낸 바와 같이 상술한 고정자를 구비하는 회전전기기계의 발명으로서 실현할 수도 있다. 이 경우에도 상술한 것과 동일한 효과가 나타난다.
청구항 21의 발명에서는, 고정자 코어의 단면에 평행한 단차부가 모든 턴부에 형성된다. 이에 따라, 코일 엔드의 높이를 낮출 수 있다.
도 1a는 제1 실시 형태의 선재의 형상을 나타낸 사시도이고, 도 1b는 고정자 코어에 감긴 고정자 권선을 나타낸 사시도.
도 2a는 선재의 단면도이고, 도 2b는 선재의 단면도.
도 3a는 고정자를 나타낸 사시도이고, 도 3b는 고정자를 측방에서 본 도면.
도 4a는 고정자 권선의 입력부 및 중성점(neutral point)을 나타낸 사시도이고, 도 4b는 도 4a의 B방향 화살표로 본 도면.
도 5는 선재의 코일 엔드의 형상을 나타낸 모식도.
도 6은 회전전기기계의 자극 및 슬롯의 구성을 나타낸 모식도.
도 7은 1상당 슬롯의 배치를 나타낸 설명도.
도 8은 1상당 권선 사양도.
도 9a는 제2 실시 형태의 선재의 형상을 나타낸 사시도이고, 도 9b는 고정자 코어에 감긴 고정자 권선을 나타낸 사시도.
도 10은 제4 실시 형태의 회전전기기계의 구성을 나타낸 도면.
도 11은 제4 실시 형태의 회전전기기계의 코일의 사시도.
도 12는 제4 실시 형태의 회전전기기계의 고정자의 코어를 나타낸 도면.
도 13은 제4 실시 형태의 회전전기기계의 고정자의 코어를 구성하는 분할 코어를 나타낸 도면.
도 14a 및 도 14b는 제4 실시 형태의 회전전기기계의 코일을 구성하는 각 상 권선의 구성을 나타낸 단면도.
도 15는 제4 실시 형태의 회전전기기계의 코일의 결선을 나타낸 도면.
도 16은 제4 실시 형태의 회전전기기계의 고정자의 턴부를 나타낸 도면.
도 17은 턴부에 있어서의 간섭을 나타낸 도면.
도 18은 제4 실시 형태의 회전전기기계의 코일의 결선을 나타낸 도면.
도 19는 제4 실시 형태의 회전전기기계의 코일의 U상의 결선을 나타낸 도면.
도 20은 제4실시 형태의 회전전기기계의 코일을 형성하는 고정자 권선의 성형체(assembly)를 나타낸 도면.
도 21a 및 도 21b는 제4 실시 형태의 회전전기기계의 코일에 있어서의 U상의 결선 상태를 나타낸 도면.
도 22는 제4 실시 형태의 회전전기기계의 권선의 슬롯에의 수용 위치를 나타낸 도면.
도 23은 제4 실시 형태의 회전전기기계의 권선의 슬롯에의 수용 위치를 나타낸 도면.
도 24a는 종래의 고정자를 나타낸 사시도이고, 도 24b는 고정자를 측방에서 본 도면.
도 25는 종래의 선재의 코일 엔드의 형상을 나타낸 모식도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 고정자 12: 고정자 코어
13: 단면 14, 15: 슬롯
20: 고정자 권선 30: 선재
32: 도체 34: 내층
36: 외층 37: 융착재
40: 슬롯 수용부 42: 턴부
44: 크랭크부 46: 계단부
48: 계단부 50: 입력부
52: 중성점 54: 접속부
60: 회전자 70: 선재
72: 슬롯 수용부 74: 턴부
76: 크랭크부 78: 계단부
300: 고정자 코어 302: 슬롯
310: 고정자 권선 320: 세그먼트 도체
322: 크랭크 형상부 330: 턴부
401: 회전전기기계 402: 회전자
403: 고정자 404: 코일
410: 하우징 420: 회전축
430: 고정자 코어 431: 슬롯
432: 분할 코어 440: 권선
441: 도체 442: 절연피복
442a: 내층 442b: 외층
443: 슬롯 수용부 444: 턴부
444A: 크랭크부 444B: 최상 단차부
444C: 제2 단차부 444D: 제3 단차부
448: 융착재
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.
(제1 실시 형태)
본 발명의 제1 실시 형태에 의한 고정자를 도 3에 나타낸다. 도 3에 나타낸 고정자(10)는, 예를 들면 차량의 전동기 및 발전기를 겸한 회전전기기계에 사용된다. 고정자(10)는 내주 측에 회전자(60)(도 6 참조)를 회전 가능하게 수용한다. 회전자(60)는 영구자석에 의해 둘레방향으로 번갈아 서로 다른 자극을 고정자(10)의 내주 측과 마주하는 외주 측에 복수 개 형성한다. 고정자 코어(12)는 소정 두께의 자성 강판을 축방향으로 적층하여 고리 형상으로 형성된다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 고정자 코어(12)에는 축방향을 따르고 둘레방향으로 인접한 슬롯(14, 15)을 1세트로 하여 고정자 코어(12)의 내주 측 둘레방향으로 복수 세트의 슬롯이 형성된다. 고정자 권선(20)은 3상 권선이며, 둘레방향으로 인접한 1세트의 슬롯(14, 15)에 각 상의 고정자 권선(20)이 설치된다. 그리고 슬롯(14, 15)을 1세트로 하여 둘레방향으로 인접한 3세트의 슬롯(14, 15)에 서로 다른 상의 고정자 권선(20)이 설치된다.
도 2a에 나타낸 바와 같이, 고정자 권선(20)의 선재(30)는 구리제의 도체(32), 및 도체(32)의 외주를 덮어 도체(32)를 절연하는 내층(34)과 외층(36)으로 이루어진 절연 피복으로 형성된다. 내층(34)은 도체(32)의 외주를 덮고, 외층(36)은 내층(34)의 외주를 덮는다. 내층(34)과 외층(36)을 합한 절연 피복의 두께는 100㎛∼200㎛ 사이로 설정된다. 절연 피복의 두께를 100㎛ 이상으로 함으로써 자동차의 구동용 모터 등의 고전압 회전전기기계에 적용한 경우에도 선재(30) 간 절연을 확보할 수 있고, 절연 피복의 두께를 200㎛ 이하로 함으로써 고정자의 점적률(space factor)을 확보할 수 있다. 이와 같이 내층(34)과 외층(36)으로 이루어진 절연피복의 두께가 두꺼우므로, 선재(30) 간 절연을 위해 선재(30)끼리의 사이에 절연지 등을 끼워 절연할 필요가 없다.
외층(36)은 나일론 등의 절연재, 내층(34)은 외층보다도 유리전이온도가 높은 열가소성 수지 또는 폴리아미드이미드 등의 절연재로 형성된다. 이에 따라, 회전전기기계에 발생하는 열에 의해 외층(36)은 내층(34)보다도 빨리 결정화하기 때문에, 외층(36)의 표면경도가 높아져 선재(30)에 흠이 쉽게 발생하지 않는다. 따라서, 선재(30)의 절연을 확보할 수 있다.
또한, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 고정자 권선(20)의 선재(30)는 내층(34)과 외층(36)으로 이루어진 절연 피복의 외주가 에폭시 수지 등으로 이루어진 융착재(37)에 의해 덮여 있다. 이에 따라, 회전전기기계에 발생하는 열에 의해 융착재(37)는 절연 피복보다도 빨리 용융되므로, 동일 슬롯(14)에 설치되는 복수의 선재(30)끼리가 융착재(37)에 의해 열 접착 된다. 그 결과, 동일 슬롯(14)에 설치되어 있는 복수의 선재(30)가 일체화됨으로써 슬롯(14)의 선재(30)의 기계적 강도가 향상된다. 물론 융착재(37)로 덮이지 않은 구성으로 할 수도 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 선재(30)는 고정자 코어(12)의 슬롯(14, 15) 내에 설치되는 슬롯 수용부(40), 및 슬롯(14, 15)으로부터 고정자 코어(12)의 바깥으로 돌출되고 둘레방향으로 서로 다른 슬롯(14, 15)에 설치되는 슬롯 수용부(40)끼리를 접속시키고 있는 턴부(42)를 가지며, 고정자 코어(12)에 파형으로 감겨 고정자 권선(20)을 형성한다. 턴부(42)는 고정자 코어(12)의 축방향 양측에 각각 형성된다. 턴부(42)의 대략 중앙부에는 비틀리지 않은(not twist) 크랭크부(crank portion)(44)가 형성된다. 크랭크부(44)는 턴부(42)의 고정자 코어로부터 가장 떨 어진 위치에 크랭크 형상으로 형성되고, 고정자 코어(12)의 단면(13)에 평행하게 형성된다. 이러한 크랭크부(44)의 크랭크 형상에 의한 어긋남 량(amount of offset)은 선재(30)의 대략 폭 만큼이다. 이에 따라, 직경 방향으로 인접해 있는 선재(30)의 턴부(42)간을 조밀하게 감을 수 있다. 그 결과, 코일 엔드의 직경 방향의 폭이 작아지기 때문에, 고정자 권선(20)이 직경 방향 외측으로 튀어나오는 것을 방지할 수 있다.
또한, 슬롯(14, 15)으로부터 고정자 코어(12)의 바깥으로 돌출된 턴부(42)의 돌출 개소에, 선재(30)가 걸쳐서 설치되는 슬롯 간을 향해 고정자 코어(12)의 축방향 양측 단면(13)을 따라 단차부(step)(46)가 형성된다. 이에 따라, 도 5에 나타낸 바와 같이 슬롯(14, 15)으로부터 돌출되는 선재(30) 턴부(42)의 돌출 개소의 간격, 다시 말해서 턴부(42)가 형성하는 삼각 형상 부분의 밑변의 길이는 선재(30)가 걸쳐서 설치되는 슬롯 간 간격보다 좁아진다. 그 결과, 코일 엔드의 높이(h)가 낮아진다. 더욱이, 모든 턴부(42)의 돌출 개소에, 고정자 코어(12)의 축방향 양측 단면(13)을 따라 단차부(46)가 형성된다. 이에 따라, 고정자 코어(12)로부터 돌출되는 선재(30)의 형상 전체가 작아진다.
또한, 고정자 코어(12)의 단면(13)을 따라 단차부(46)의 길이를 d1, 둘레 방향으로 인접한 슬롯 간 간격을 d2로 하면 d1≤d2가 된다. 따라서, 선재(30)의 단차부(46)가 둘레 방향으로 이웃하는 슬롯으로부터 돌출된 선재(30)와 간섭하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 둘레 방향으로 인접한 슬롯으로부터 돌출된 선재(30)끼리 서로 간섭하는 것을 피하기 위해, 코일 엔드의 높이가 높아지거나, 또는 코일 엔드의 직경 방향의 폭이 커지는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 코일 엔드의 높이가 낮아진다. 또한, 코일 엔드의 직경 방향의 폭이 작아지기 때문에, 고정자 권선(20)이 직경 방향 외측으로 튀어나오는 것을 방지할 수 있다.
또한, 선재(30)에는 턴부(42)의 대략 중앙부의 크랭크부(44)와 턴부(42)의 돌출 개소에 형성한 단차부(46) 사이에 각각 2개의 단차부(48)가 형성된다. 즉, 고정자 코어(12)의 일측 축방향의 단면(13) 측 선재(30)의 턴부(42)에는 총 6개의 단차부와 1개의 크랭크부가 형성된다. 이에 따라, 단차부 및 크랭크부를 형성하지 않는 삼각 형상의 턴부(330)의 높이에 비해 턴부(42)의 높이(h)가 낮아진다. 단차부(48)의 형상 또한 단차부(46)와 동일하게 고정자 코어(12)의 단면(13)에 평행하게 형성된다. 따라서, 선재(30)의 턴부(42)는 크랭크부(44)를 사이에 두고 양측에 고정자 코어(12)의 축방향으로 단차부를 복수 개 갖는 계단 형상으로 형성된다. 이때 고정자 코어(12)의 축방향 양측 단면(13)에 평행한 단차부(48)의 길이는 모두 둘레 방향으로 이웃하는 슬롯(14, 15)의 간격 이하의 길이로 되어 있다. 이에 따라, 턴부(42)의 돌출 개소가 둘레방향으로 이웃하는 슬롯(14, 15)으로부터 돌출된 턴부(42)와 간섭하는 것을 방지할 수 있다. 결과적으로, 간섭을 피하기 위해, 코일 엔드의 높이(h)가 커지거나, 또는 코일 엔드의 직경 방향의 폭이 커지는 것을 방지할 수 있다.
여기서 제1 실시 형태의 3상 고정자 권선(20)에서 회전자 1극당 각 상의 선재(30)는 2개의 슬롯(14, 15)에 설치된다. 즉, 둘레 방향으로 연속적으로 인접해 있는 3상 고정자 권선(20)의 회전자 1극당 슬롯의 총수는 3×2＝6이다. 그 결과, 둘레 방향의 서로 다른 슬롯(14, 15)에 걸쳐서 설치되는 선재(30)는 둘레 방향으로 6개 떨어진 슬롯 간에 설치되므로, 선재(30)의 대략 중앙부의 1개의 크랭크부(44)를 더하고, 둘레방향으로 인접해 있는 슬롯으로부터 돌출된 선재(30)간 간섭을 피하기 위해, 제1 실시 형태와 같이 (3×2)개의 단차부와 1개의 크랭크부를 턴부(42)에 형성하는 것이 바람직하다.
제1실시 형태에서는, 이와 같이 고정자 코어(12)의 일측 축 방향 측 코일 엔드에서 선재(30)에 6개의 단차부와 1개의 크랭크부를 형성함으로써, 코일 엔드의 높이를 낮추어 코일 엔드의 직경 방향의 폭을 작게 할 수 있다.
다음으로, 고정자 권선(20)을 감는 방법을 도 6 내지 도 8에 기초하여 설명한다. 도 6 내지 도 8에서는 설명을 간단히 하기 위해 회전자(60)의 자극 수, 고정자 코어(12)의 슬롯의 총수를 줄였다. 각 상에서 슬롯(14, 15)을 1세트로 하고, 도 7에 나타낸 바와 같이 4세트의 슬롯(14, 15)이 90° 간격으로 고정자 코어(12)에 형성되는 것으로 한다. 따라서, 슬롯(14, 15)을 1세트로 한 상(相)이 서로 다른 세트끼리는 30° 간격으로 고정자 코어(12)에 형성된다. 각 슬롯(14, 15)에는 각각 선재(30)의 4개의 슬롯 수용부(40)가 총 8개 설치된다. 각 세트의 슬롯(14)의 직경 방향 외측으로부터 내측을 향해 선재(30)가 설치되는 위치에 1∼4의 번호를 붙이고, 각 세트의 슬롯(15)의 직경 방향 외측으로부터 내측을 향해 선재(30)가 설치되는 위치에 5∼8의 부호를 붙인다.
그리고 도 8에서 1상의 고정자 권선(20)에 대해 권선 사양을 설명한다. 도 8에서 예를 들어 (1―4)란 도 7의 ＃1의 4 위치에 설치되어 있는 선재(30)를 나타낸 다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 슬롯(14, 15)의 8개소의 위치에 설치되는 선재는 먼저 이하에 나타낸 위치의 선재가 연속적으로 접속되어 8개 그룹을 형성한다. (1―1), (1―5) 위치의 선재는 입력부(50)(도 4 참조)와 접속된다. 또한, 1상의 고정자 권선(20)은 (4―1), (4―5)의 2개의 권선 단(winding end)을 각각 중성점(neutral point)(52)(도 4 참조)으로 한다. 3상 고정자 권선(20)의 총 6개의 중성점(52)은 도 4에 나타낸 바와 같이 1개소에 모여 있다. 즉, 제1실시 형태의 3상 고정자 권선(20)은 스타결선(star-connected) 되어 있다.
(그룹 1) (1―1)―(2―2)―(3―1)―(4―2)
(그룹 2) (1―2)―(2―1)―(3―2)―(4―1)
(그룹 3) (1―3)―(2―4)―(3―3)―(4―4)
(그룹 4) (1―4)―(2―3)―(3―4)―(4―3)
(그룹 5) (1―5)―(2―6)―(3―5)―(4―6)
(그룹 6) (1―6)―(2―5)―(3―6)―(4―5)
(그룹 7) (1―7)―(2―8)―(3―7)―(4―8)
(그룹 8) (1―8)―(2―7)―(3―8)―(4―7)
그리고 이들 8개 그룹의 연속하는 선재는 (1―2)와 (4―3), (1―3)과 (4―2), (1―4)와 (4―8), (1―6)과 (4―7), (1―7)과 (4―6), (1―8)과 (4―4)를 접속시킴으로써, 이하에 나타낸 입력부(50)에서 중성점(52)에 이르는 도 8에서의 점선과 실선으로 표시된 연속적인 선재(30)에 의해 병렬로 접속된 고정자 권선(20(＃1)) 및 고정자 권선(20(＃2))을 1세트 형성한다. 다른 2상의 고정자 권선(20)도 동 일하게 입력부(50)에서 중성점(52)에 이르는 연속적인 선재(30)에 의해 병렬로 접속된 고정자 권선(20)을 각각 1세트 형성한다. 도 8에 나타낸 (1―4)와 (4―8), (1―8)과 (4―4)의 접속부(54)는 도 4에서 3상분이 동일 부호(54)로 나타나 있다.
·고정자 권선(＃1)
(입력부)―(그룹 1)―(그룹 3)―(그룹 8)―(그룹 6)―(중성점)
·고정자 권선(＃2)
(입력부)―(그룹 5)―(그룹―7)―(그룹 4)―(그룹 2)―(중성점)
이와 같이 고정자 코어(12)의 전체 둘레에 걸쳐 연속적인 선재(30)에 의해 입력부(50)에서 중성점(52)까지 1상의 고정자 권선을 형성하고 있으므로, 공지된 세그먼트 도체를 용접 등에 의해 전기적으로 접속시켜 입력부(50)에서 중성점(52)까지의 고정자 권선을 형성하는 구성에 비해 전기적 접속 개소를 최대한 줄일 수 있다. 이에 따라, 고정자 권선(20)의 제조비용이 저하되는 동시에 고정자 권선(20)의 전기적 접속 불량을 최대한 줄일 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는 코일 엔드의 직경 방향의 폭이 작아져 코일 엔드가 직경 방향 외측으로 튀어나오지 않으므로, 중성점(52)을 코일 엔드의 직경 방향 외측에 배치할 수 있다.
(제2실시 형태)
본 발명의 제2 실시 형태를 도 9에 나타낸다. 또한, 제1 실시 형태와 실질적으로 동일 구성 부분에 동일 부호를 붙인다.
제2 실시 형태의 선재(70)에는 제1 실시 형태의 선재(30)와 동일하게 턴 부(74)의 대략 중앙부에 비틀리지 않은 크랭크부(76)가 형성되고, 슬롯(14, 15)으로부터 고정자 코어(12)의 바깥으로 돌출된 턴부(74)의 돌출 개소에 슬롯 수용부(72)가 설치되는 슬롯 간을 향해 고정자 코어(12)의 단면(13)을 따라 단차부(78)가 형성된다. 단, 제2 실시 형태의 선재(70)에서, 턴부(74)의 대략 중앙부의 크랭크부(76)와 턴부(74)의 돌출 개소에 형성한 단차부(78) 사이는 직선 형상으로 형성되고, 단차부는 형성되지 않는다.
이러한 선재(70)의 구성에 있어서도, 슬롯(14, 15)으로부터 돌출되는 선재(70)가 형성하는 삼각 형상 부분의 밑변의 길이는 선재(70)가 걸쳐서 설치되어 있는 슬롯간 간격보다도 좁아져 있다. 그 결과, 코일 엔드의 높이(h)가 낮아진다.
(제3 실시 형태)
상기 실시 형태에서 고정자 권선(20)의 선재(30, 70)가 구리로 형성되는 도체(32)로 이루어진 회전전기기계의 고정자에 대해 설명했다. 반면, 본 실시 형태의 선재(30, 70)는 알루미늄으로 형성한다. 알루미늄은 구리에 비해 전기저항이 큰 재료이다. 그러나 턴부의 돌출 개소의 간격을 선재가 설치되는 슬롯 간 간격보다 좁게 함으로써, 고정자 코어로부터 돌출되는 선재의 형상이 전체적으로 작아져 고정자 권선 전체의 전기저항이 작아진다. 따라서, 알루미늄으로 선재(30, 70)를 형성해도 고정자 권선 전체의 전기저항은 종래의 회전전기기계의 고정자의 고정자 권선과 같은 정도로 할 수 있다. 도체(32)를 알루미늄으로 형성함으로써 선재의 가공을 용이하게 할 수 있다.
(제4 실시 형태)
본 제4 실시 형태의 회전전기기계(401)의 구성을 도 10에 나타냈다. 본 실시 형태의 회전전기기계(401)는 대략 바닥이 있는 통형의 1쌍의 하우징 부재(410a, 410b)가 개구부끼리 접합되어 이루어진 하우징(410), 하우징(410)에 베어링(510, 511)을 통해 회전 가능하게 지지되는 회전축(420)에 고정된 회전자(402), 및 하우징(410) 내부에서 회전자(402)를 둘러싼 위치에서 하우징(410)에 고정된 고정자(403)를 포함한다.
회전자(402)는 영구자석에 의해 둘레 방향으로 번갈아 서로 다른 자극을 고정자(403)의 내주 측과 마주하는 외주 측에 복수 개 형성한다. 회전자(402)의 자극 수는 회전전기기계에 따라 다르므로 한정되는 것은 아니다. 본 실시 형태에서는 8개 극(N극:4, S극:4)의 회전자(402)가 사용된다.
고정자(403)는 도 11에 나타낸 복수의 각 상 권선으로 형성되는 3상 코일(404), 및 도 12에 나타낸 고정자 코어(430)를 구비한 구성을 갖는다.
고정자 코어(430)는 도 12에 나타낸 바와 같이 내주에 복수의 슬롯(431)이 형성된 환형 형상(annular shape)을 갖는다. 복수의 슬롯(431)은 그 깊이 방향이 고정자 코어(430)의 직경 방향과 일치하도록 형성된다. 고정자 코어(430)에 형성된 슬롯(431)의 수는 회전자(402)의 자극 수에 대해 코일(404) 1상당 2개의 비율로 형성된다. 즉, 8×3×2＝48개의 슬롯(431)이 형성된다.
고정자 코어(430)는 도 13에 나타낸 분할 코어(432) 24개를 둘레방향으로 배치하여 형성된다. 분할 코어(432)는 하나의 슬롯(431)을 구획하는 동시에, 둘레 방향에서 인접한 분할 코어(432)와의 사이에서 하나의 슬롯(431)을 구획하는 형상(직 경 방향 내측으로 연장된 티스부(teeth)(432a) 및 티스부(432a)를 지지하는 코어백부(432b))으로 형성되어 있다.
고정자 코어(430)를 구성하는 분할 코어(432)는 0.3mm 두께의 전자기 강판 410장을 적층시켜 형성된다. 또한, 적층된 전자기 강판 사이에는 절연 박막이 배치된다. 또한, 고정자 코어(430)는 이러한 전자기 강판의 적층체로 형성하는 것에 한정되지 않고, 종래 공지된 금속 박판 및 절연 박막을 사용하여 형성할 수도 있다.
코일(404)은 복수의 고정자 권선(440)을 소정의 권선 방법으로 감아 이루어진다. 코일(404)을 구성하는 고정자 권선(440)은 도 14a에 나타낸 바와 같이 구리제의 도체(441), 및 도체(441)의 외주를 덮어 도체(441)를 절연하는 내층(442a)과 외층(442b)으로 이루어진 절연 피복(442)으로 형성된다. 내층(442a)과 외층(442b)을 합한 절연 피복(442)의 두께는 100㎛∼200㎛ 사이로 설정된다. 이와 같이 내층(442a)과 외층(442b)으로 이루어진 절연 피복(442)의 두께가 크기 때문에, 고정자 권선(440) 간의 절연을 위해 고정자 권선(440)끼리의 사이에 절연지 등을 끼워 절연할 필요가 없게 된다. 또한, 선재 간 절연을 위해 절연지(405)를 배치할 수도 있다.
또한, 코일(404)의 고정자 권선(440)은 도 14b에 나타낸 바와 같이 내층(442a)과 외층(442b)으로 이루어진 절연 피복(442)의 외주를 에폭시 수지 등으로 이루어진 융착재(448)로 피복할 수도 있다. 이에 따라, 회전전기기계에 발생하는 열에 의해 융착재(448)는 절연 피복(442)보다 빨리 용융되기 때문에, 동일 슬롯(431)에 설치되는 복수의 고정자 권선(440)끼리가 융착재(448)에 의해 열접착 된 다. 그 결과, 동일 슬롯(431)에 설치되는 복수의 고정자 권선(440)이 일체화됨으로써 슬롯(431)의 고정자 권선(440)의 기계적 강도가 향상된다.
코일(404)은 도 15에 나타낸 바와 같이 3상 권선(U1, U2, V1, V2, W1, W2)에 의해 형성된다. 보다 구체적으로, U1상을 형성하는 고정자 권선(440a)과 U2상을 형성하는 고정자 권선(440b)이 직렬로 접속되고, U2상을 형성하는 고정자 권선(440c)과 U1상을 형성하는 고정자 권선(440d)이 직렬로 접속되며, 고정자 권선(440a, 440b)과 고정자 권선(440c, 440d)이 병렬로 접속되어 U상 권선이 형성된다. V상 및 W상도 동일하게 권선이 형성된다.
도 11에 나타낸 바와 같이 코일(404)을 구성하는 고정자 권선(440)은 고정자 코어(430)의 내주 측에서 둘레 방향을 따라 파형으로 감겨 있다. 그리고 고정자 코어(430)에 형성된 슬롯(431)에 수용되는 직선 형상의 슬롯 수용부(443), 및 이웃한 슬롯 수용부(443)끼리를 접속시키는 턴부(turned portion)(444)를 구비한다. 슬롯 수용부(443)는 소정의 슬롯 수(본 실시 형태에서는 3상×2개(배(倍)의 슬롯)＝6개)별로 슬롯(431)에 수용된다. 턴부(444)는 고정자 코어(430)의 축방향의 단면으로부터 돌출 형성된다.
코일(404)에서 턴부(444)는 고정자 코어(430)의 축방향 양측에 각각 형성되어 있다. 턴부(444)의 대략 중앙부는 꼬지 않은 크랭크 형상을 이루도록 성형되어 있다.
도 16에 나타낸 바와 같이, 슬롯(431)으로부터 고정자 코어(430)의 바깥으로 돌출된 턴부(444)의 모든 돌출 개소에는 고정자 코어(430)의 단면을 따라 단차 부(444D)가 형성된다. 도 16에서 단차부(444D)는 고정자 코어(430)로부터 떨어져 설치되지만, 고정자 코어(430)와 접하도록 배치할 수도 있다. 또한, 턴부(444)는 고정자 코어(430)의 단면에 평행한 단차부를 고정자 코어의 축방향으로 복수 개 갖는 계단 형상으로 형성됨으로써, 고정자 권선(440)의 계단 형상의 턴부(444)가 둘레 방향으로 이웃하는 슬롯(431)으로부터 돌출된 고정자 권선(440)과 간섭하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 둘레 방향으로 인접한 슬롯(431)으로부터 돌출된 고정자 권선(440)끼리 서로 간섭하는 것을 피하기 위해, 코일(404)의 고정자 코어(430)의 단면으로부터 돌출된 코일 엔드의 높이가 높아지거나, 또는 코일 엔드의 직경 방향의 폭이 커지는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 코일 엔드의 높이가 낮아진다. 또한, 코일 엔드의 직경 방향의 폭이 작아지기 때문에, 코일(404)이 직경 방향 외측으로 튀어나오는 것을 방지할 수 있다.
계단 형상의 턴부(444)는 그 고정자 코어(430)로부터 가장 떨어진 위치(가장 높은 부분)가 크랭크부(crank portion)(444A)로 되어 있다. 크랭크부(444A)는 고정자 코어(430)의 단면에 평행하게 형성되고, 고정자 코어의 직경 방향으로의 어긋남 량(amount of offset)은 고정자 권선(440)의 대략 폭 만큼이다. 구체적으로, 고정자 권선(440) 폭의 1.0배∼1.3배의 어긋남 량으로 한다. 고정자 권선(440)의 턴부(444)는 크랭크부(444A)를 사이에 두고 양측이 계단 형상으로 형성된다. 그리고 크랭크부(444A)에서는 인접한 슬롯(431)에 수용된 고정자 권선(440)의 턴부(444)와 상하 방향으로 겹쳐진다.
턴부(444)는 4단의 계단 형상으로 형성된다. 즉, 턴부(444)는 고정자 코 어(430)의 단면에 평행하게 연장된 단차부가 고정자 코어(430)의 축방향을 향해 각각 서로 다른 위치에 3단(444B∼444D)으로 형성된다. 여기서 단차부(444B∼444D)는 고정자 코어의 단면에 평행하도록 형성되지만, 엄밀한 의미에서 평행할 필요는 없으며, 코일 엔드의 높이를 낮출 수 있는 범위 내에서 대략 평행하면 된다. 본 실시 형태에서는, 고정자 코어(430)의 단면으로부터 가장 떨어진 크랭크부(444A)를 제외하고 가장 떨어진 단차부를 최상 단차부(444B), 그 다음으로 떨어진 단차부를 제2 단차부(444C), 고정자 코어(430)의 단면에 가장 근접한 단차부를 제3 단차부(444D)라고 칭한다. 여기서 최상 단차부(444B), 제2 단차부(444C), 제3 단차부(444D)의 고정자 코어(430)의 단면에 평행한 부분의 길이는 둘레 방향으로 이웃하는 슬롯(431)의 간격 이하로 된다.
본 실시 형태에서 크랭크부(444A)와 최상 단차부(444B)의 거리를 l1, 최상 단차부(444B)와 제2 단차부(444C)의 거리를 l2, 제2 단차부(444C)와 제3 단차부(444D) 사이의 거리를 l3으로 할 때, l1＞l2＝l3이 된다. 예를 들면 l1이 l2의 1.02∼1.3배의 거리가 된다. 여기서 이러한 각 거리는 l1≥l2＝l3일 수 있다. 그리고 단차부(444B∼444D)의 1단의 높이는 대략 고정자 권선(440)을 형성하는 선재의 높이 만큼이다. 구체적으로, 선재 높이의 1.0배∼1.3배의 높이로 한다. 또한, 본 실시 형태에서 턴부(444)의 크랭크부(444A) 및 각 단차부(444B∼444D) 사이의 거리는 도 16에 모식적으로 나타낸 바와 같이, 크랭크부(444A) 및 각 단차부(444B∼444D)의 고정자 코어(430)에 배향된 표면에 기초하여 결정한다. 본 실시 형태에서는 턴 부(444)가 계단 형상으로 형성됨으로써, 틈새를 발생시키는 일 없이 턴부(444)끼리를 서로 겹치게 할 수 있어 턴부(444)를 조밀하게 권선할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 턴부(444)의 크랭크부(444A) 및 각 단차부(444B∼444D) 사이의 각각의 거리 중, 크랭크부(444A)와 최상 단차부(444B)의 거리(l1)가 다른 단차부(444B∼444D) 사이의 각각의 거리(l2, l3)보다 길어진다. 이에 따라, 턴부(444)의 크랭크부(444A)가 다른 턴부(444)와 겹쳐질 때에 다른 턴부(444)의 고정자 권선(440)과 간섭시키지 않게 된다. 이때 턴부(444) 중, 크랭크부(444A)의 단차부와 최상 단차부(444B)의 단부를 접속시키는 접속부의 경사는 최상 단차부(444B)의 단부와 제2 단차부(444C)의 단부를 접속시키는 접속부의 경사보다도 가파른 경사가 된다.
반면, 크랭크부(444A)와 최상 단차부(444B)의 거리(l1)가 다른 단차부(444B∼444D) 사이의 각각의 거리(l2, l3)보다 짧은 경우(l1＜l2＝l3)에는, 도 17에 나타낸 바와 같이 타고 넘는(extending one over another) 턴부(444)를 구성하는 고정자 권선(440)의 직사각형 형상의 단면에서의 모서리부끼리 접촉하여 간섭이 발생한다.
본 실시 형태에서 턴부(444)의 제3 단차부(444D)와 고정자 코어(430)의 단면의 거리는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 대략 고정자 권선(440)을 형성하는 선재의 높이 만큼인 것이 바람직하다.
코일(404)은 턴부(444)가 고정자 코어(430)로부터 돌출된 코일 엔드의 높이 범위 내에서 코일(404)을 구성하는 각 고정자 권선(440)의 단부가 직경 방향 외측을 향해 돌출된다. 그리고 각 고정자 권선(440)의 단부로서, 중성점 측의 단부는 타측의 단부보다 높은 위치에서 직경 방향 외측으로 돌출된다.
다음으로, 본 실시 형태에 있어서의 코일(404)을 구성하는 고정자 권선(440)의 권선 상태를 도 18 내지 도 23을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
본 실시 형태의 코일(404)은 각각 2세트의 3상 권선(U1, U2, V1, V2, W1, W2)에 의해 형성된다. 도 18은 3상 권선 각각의 결선 상태를 나타낸 것이다. 도 18에 있어서의 슬롯 번호는 U1상을 이루는 고정자 권선(440)의 중성점 측 단부에 가장 근접한 슬롯 수용부(443)가 수용되는 슬롯(431)을 1번으로 하고, 이후 고정자 권선(440)이 감기는 둘레 방향을 따라 2번, 3번…으로 편의상 붙인 번호이다. 또한, 도 19는 도 18의 U상(U1, U2)을 이루는 고정자 권선(440)만의 결선 상태를 나타낸 것이다. 또한, 도 18 및 도 19에서 상하 방향으로 직선 형상으로 형성된 부분이 슬롯 수용부(443)에 상당하고, 상방 측 및 하방 측의 경사진 부분이 턴부(444)에 상당한다.
본 실시 형태의 코일(404)의 전개도를 도 20에 나타냈다. 도 20에 나타낸 바와 같이, 코일(404)은 고정자 권선(440a와 440c)의 단부를 접속시켜 중성점 측으로 하는 동시에, 고정자 권선(440b와 440d)의 단부를 접속시켜 상(相) 단자 측으로 한다.
각 상의 결선 방법은 동일하며, 코일(404)의 고정자 권선(440)의 권선 방법을 U상을 이용하여 설명한다. U상에 있어서의 고정자 권선(440)의 결선 상태를 도 21에 나타냈다. 도 21a는 440a, 440b의 결선 상태, 도 21b는 440c, 440d의 결선 상태를 나타낸다. 또한, 각 고정자 권선(440a, 440b)의 슬롯(431) 내 깊이 방향에서의 위치와 턴부(444)의 위치의 관계를 도 22에 나타내고, 각 고정자 권선(440c, 440d)의 슬롯(431) 내 깊이 방향에서의 위치와 턴부(444)의 위치의 관계를 도 23에 나타냈다.
먼저, 고정자 권선(440a, 440b)의 결선 상태를 도 21a 및 도 22를 참조하여 설명한다. U상을 이루는 고정자 권선(440)이 수용되는 슬롯(431)은 회전자(402)가 8개 극이고, 고정자 코어(430)에 16개(440a―1, 440a―2, …, 440a―8, 440b―1, 440b―2, …, 440b―8)가 형성된다. 슬롯(431)에는 8개의 슬롯 수용부(443)가 깊이방향으로 겹쳐져서 수용된다. 슬롯(431)의 깊이 방향에서 슬롯 수용부(443)가 수용되는 위치를, 개구부로부터 깊이방향으로 진행됨에 따라 8번, 7번, 6번, …1번이라 부른다.
고정자 권선(440a, 440b)은 직렬로 접속되고, 고정자 권선(440a―1)의 단부가 고정자(403)의 중성점에 접속되며, 고정자 권선(440b―1)의 단부가 고정자 권선(440d)과 접속되어 U상 단자에 접속된다.
고정자 권선(440a)은 중성점에 가장 가까운 슬롯 수용부(443)가 되는 슬롯(440a―1)의 1번에 수용된다. 고정자 권선(440b)은 고정자 권선(440b)의 단부에 가장 가까운 슬롯 수용부(443)가 되는 슬롯(440b―1)의 1번에 수용된다.
고정자 권선(440a)의 슬롯(440a―1)에 수용된 슬롯 수용부(443)에 턴부(444)를 통해 접속된 슬롯 수용부(443)(다음 슬롯 수용부(443))는 고정자 코어(430)의 축방향에서 중성점에 접속되는 단부가 돌출된 측(이하, 상방 측)에 배향된 단부측(이하, 하방 측)의 턴부(444Ⅰ(하))를 통해 접속되고, 슬롯(440a―2)의 2번에 수용된다. 이와 같이 턴부(444Ⅰ(하))는 슬롯(440a―1)의 1번과 슬롯(440a―2)의 2번을 고정자 코어(430)의 하방 측에서 접속시킨다.
슬롯(440a―2)에 수용된 고정자 권선(440a)의 다음 슬롯 수용부(443)는 턴부(444Ⅱ(상))를 통해 접속되고, 슬롯(440a―3)의 1번에 수용된다. 이와 같이 턴부(444Ⅱ(상))는 슬롯(440a―2)의 2번과 슬롯(440a―3)의 1번을 고정자 코어(430)의 상방 측에서 접속시킨다.
슬롯(440a―3)에 수용된 고정자 권선(440a)의 다음 슬롯 수용부(443)는 턴부(444Ⅲ(하))를 통해 접속되고, 슬롯(440a―4)의 2번에 수용된다. 이와 같이 턴부(444Ⅲ(하))는 슬롯(440a―3)의 1번과 슬롯(440a―4)의 2번을 고정자 코어(430)의 하방 측에서 접속시킨다.
고정자 권선(440b)의 슬롯(440b―1)에 수용된 슬롯 수용부(443)에 턴부(444)를 통해 접속된 슬롯 수용부(443)(다음 슬롯 수용부(443))는 고정자 코어(430)의 축방향에서 U상에 접속되는 단부가 돌출된 측(이하, 상방 측)에 배향된 단부 측(이하, 하방 측)의 턴부(444Ⅱ(하))를 통해 접속되고, 슬롯(440b―2)의 2번에 수용된다. 이와 같이 턴부(444Ⅱ(하))는 슬롯(440b―1)의 1번과 슬롯(440b―2)의 2번을 고정자 코어(430)의 하방 측에서 접속시킨다.
슬롯(440b―2)에 수용된 고정자 권선(440b)의 다음 슬롯 수용부(443)는 턴부(444Ⅲ(상))를 통해 접속되고, 슬롯(440b―3)의 1번에 수용된다. 이와 같이 턴 부(444Ⅲ(상))는 슬롯(440b―2)의 2번과 슬롯(440b―3)의 1번을 고정자 코어(430)의 상방 측에서 접속시킨다.
슬롯(440b―3)에 수용된 고정자 권선(440b)의 다음 슬롯 수용부(443)는 턴부(444Ⅳ(하))를 통해 접속되고, 슬롯(440b―4)의 2번에 수용된다. 이와 같이 턴부(444Ⅳ(하))는 슬롯(440b―3)의 1번과 슬롯(440b―4)의 2번을 고정자 코어(430)의 하방 측에서 접속시킨다.
이와 같이 2개의 고정자 권선(440a, 440b)은 고정자 코어(430)의 상방 측에 위치하는 턴부(444Ⅱ(상)∼444Ⅶ(상))가 인접한 슬롯 수용부(443)의 2번과 1번을, 하방 측에 위치하는 턴부(444Ⅰ(하)∼444Ⅷ(하))가 인접한 슬롯 수용부(443)의 1번과 2번을 접속시킨다. 이러한 접속 방법으로 둘레 방향으로 한 바퀴 돌아, 슬롯(440a―1)에서 슬롯(440a―8), 슬롯(440b―1)에서 슬롯(440b―8)까지 2개의 고정자 권선(440a, 440b)의 슬롯 수용부(443)가 설치된다. 슬롯(440a―8, 440b―8)에서는 2번째에 고정자 권선(440a)의 슬롯 수용부(443)가 수용된다.
그리고 슬롯(440a―8, 440b―8)의 2번째에 슬롯 수용부(443)가 수용된 고정자 권선(440a, 440b)의 다음 슬롯 수용부(443)는 슬롯(440a―1, 440b―1)의 3번에 수용된다. 이와 같이 턴부(444Ⅷ(상), 444Ⅰ(상))는 슬롯(440a―8, 440b―8)의 2번과 슬롯(440a―1, 440b―1)의 3번을 고정자 코어(430)의 상방 측에서 접속시킨다. 즉, 둘레 방향으로 한 바퀴 돌면, 직경 내 방향으로 접합체가 감겨서 1개 층만큼 내경측으로 어긋나 있다.
슬롯(440a―1)의 3번에 접속된 고정자 권선(440a)은 턴부(444Ⅰ(하))를 통해 접속되고, 슬롯(440a―2)의 4번에 수용된다. 이와 같이 턴부(444Ⅰ(하))는 슬롯(440a―1)의 3번과 슬롯(440a―2)의 4번을 고정자 코어(430)의 하방측에서 접속시킨다.
슬롯(440a―2)에 수용된 고정자 권선(440a)의 다음 슬롯 수용부(443)는 턴부(444Ⅱ(상))를 통해 접속되고, 슬롯(440a―3)의 3번에 수용된다. 이와 같이 턴부(444Ⅱ(상))는 슬롯(440a―2)의 4번과 슬롯(440a―3)의 3번을 고정자 코어(430)의 상방측에서 접속시킨다.
슬롯(440a―3)에 수용된 고정자 권선(440a)의 다음 슬롯 수용부(443)는 턴부(444Ⅲ(하))를 통해 접속되고, 슬롯(440a―4)의 4번에 수용된다. 이와 같이 턴부(444Ⅲ(하))는 슬롯(440a―3)의 3번과 슬롯(440a―4)의 4번을 고정자 코어(430)의 하방 측에서 접속시킨다.
슬롯(440b―1)의 3번에 접속된 고정자 권선(440b)은 턴부(444Ⅱ(하))를 통해 접속되고, 슬롯(440b―2)의 4번에 수용된다. 이와 같이 턴부(444Ⅱ(하))는 슬롯(440b―1)의 3번과 슬롯(440b―2)의 4번을 고정자 코어(430)의 하방 측에서 접속시킨다.
슬롯(440b―2)에 수용된 고정자 권선(440b)의 다음 슬롯 수용부(443)는 턴부(444Ⅲ(상))를 통해 접속되고, 슬롯(440b―3)의 3번에 수용된다. 이와 같이 턴부(444Ⅲ(상))는 슬롯(440b―2)의 4번과 슬롯(440b―3)의 3번을 고정자 코어(430)의 상방측에서 접속시킨다.
슬롯(440b―3)에 수용된 고정자 권선(440b)의 다음 슬롯 수용부(443)는 턴 부(444Ⅳ(하))를 통해 접속되고, 슬롯(440b―4)의 4번에 수용된다. 이와 같이 턴부(444Ⅳ(하))는 슬롯(440b―3)의 3번과 슬롯(440b―4)의 2번을 고정자 코어(430)의 하방측에서 접속시킨다.
이와 같이 2개의 고정자 권선(440a, 440b)은 고정자 코어(430)의 상방측에 위치하는 턴부(444Ⅱ(상)∼444Ⅶ(상))가 인접한 슬롯 수용부(443)의 3번과 4번을, 하방 측에 위치하는 턴부(444Ⅰ(하)∼444Ⅷ(하))가 인접한 슬롯 수용부(443)의 3번과 4번을 접속시킨다. 이러한 접속 방법으로 둘레 방향으로 한 바퀴 돌아, 슬롯(440a―1)에서 슬롯(440a―8), 슬롯(440b―1)에서 슬롯(440b―8)까지 2개의 고정자 권선(440a, 440b)의 슬롯 수용부(443)가 설치된다. 슬롯(440a―8, 440b―8)에서는 4번째에 고정자 권선(440a)의 슬롯 수용부(443)가 수용된다.
그리고 슬롯(440a―8, 440b―8)의 4번째에 슬롯 수용부(443)가 수용된 고정자 권선(440a, 440b)의 다음 슬롯 수용부(443)는 슬롯(440a―1, 440b―1)의 5번에 수용된다. 이와 같이 턴부(444Ⅷ(상), 444Ⅰ(상))는 슬롯(440a―8, 440b―8)의 4번과 슬롯(440a―1, 440b―1)의 5번을 고정자 코어(430)의 상방 측에서 접속시킨다. 즉, 둘레 방향으로 한 바퀴 돌면, 직경 내 방향으로 접합체가 감겨서 1개 층만큼 내경측으로 어긋나 있다.
슬롯(440a―1)의 5번에 접속된 고정자 권선(440a)은 턴부(444Ⅰ(하))를 통해 접속되고, 슬롯(440a―2)의 6번에 수용된다. 이와 같이 턴부(444Ⅰ(하))는 슬롯(440a―1)의 5번과 슬롯(440a―2)의 6번을 고정자 코어(430)의 하방 측에서 접속시킨다.
슬롯(440a―2)에 수용된 고정자 권선(440a)의 다음 슬롯 수용부(443)는 턴부(442Ⅱ(상))를 통해 접속되고, 슬롯(440a―3)의 5번에 수용된다. 이와 같이 턴부(442Ⅱ(상))는 슬롯(440a―2)의 6번과 슬롯(440a―3)의 5번을 고정자 코어(430)의 상방 측에서 접속시킨다.
슬롯(440a―3)에 수용된 고정자 권선(440a)의 다음 슬롯 수용부(443)는 턴부(444Ⅲ(하))를 통해 접속되고, 슬롯(440a―4)의 6번에 수용된다. 이와 같이 턴부(444Ⅲ(하))는 슬롯(440a―3)의 5번과 슬롯(440a―4)의 6번을 고정자 코어(430)의 하방 측에서 접속시킨다.
슬롯(440b―1)의 5번에 접속된 고정자 권선(440b)은 턴부(444Ⅱ(하))를 통해 접속되고, 슬롯(440b―2)의 6번에 수용된다. 이와 같이 턴부(444Ⅱ(하))는 슬롯(440b―1)의 5번과 슬롯(440b―2)의 6번을 고정자 코어(430)의 하방 측에서 접속시킨다.
슬롯(440b―2)에 수용된 고정자 권선(440b)의 다음 슬롯 수용부(443)는 턴부(444Ⅲ(상))를 통해 접속되고, 슬롯(440b―3)의 5번에 수용된다. 이와 같이 턴부(444Ⅲ(상))는 슬롯(440b―2)의 6번과 슬롯(440b―3)의 5번을 고정자 코어(430)의 상방 측에서 접속시킨다.
슬롯(440b―3)에 수용된 고정자 권선(440b)의 다음 슬롯 수용부(443)는 턴부(444Ⅳ(하))를 통해 접속되고, 슬롯(440b―4)의 6번에 수용된다. 이와 같이 턴부(444Ⅳ(하))는 슬롯(440b―3)의 5번과 슬롯(440b―4)의 6번을 고정자 코어(430)의 하방 측에서 접속시킨다.
이와 같이 2개의 고정자 권선(440a, 440b)은 고정자 코어(430)의 상방 측에 위치하는 턴부(444Ⅱ(상)∼444Ⅶ(상))가 인접한 슬롯 수용부(443)의 5번과 6번을, 하방 측에 위치하는 턴부(444I(하)∼444Ⅷ(하))가 인접한 슬롯 수용부(443)의 5번과 6번을 접속시킨다. 이러한 접속 방법으로 둘레 방향으로 한 바퀴 돌아, 슬롯(440a―1)에서 슬롯(440a―8), 슬롯(440b―1)에서 슬롯(440b―8)까지 2개의 고정자 권선(440a, 440b)의 슬롯 수용부(443)가 설치된다. 슬롯(440a―8, 440b―8)에서는 6번째에 고정자 권선(440a)의 슬롯 수용부(443)가 수용된다.
그리고 슬롯(440a―8, 440b―8)의 6번째에 슬롯 수용부(443)가 수용된 고정자 권선(440a, 440b)의 다음 슬롯 수용부(443)는 슬롯(440a―1, 440b―1)의 7번에 수용된다. 이와 같이 턴부(444Ⅷ(상), 444Ⅰ(상))는 슬롯(440a―8, 440b―8)의 6번과 슬롯(440a―1, 440b―1)의 7번을 고정자 코어(430)의 상방 측에서 접속시킨다. 즉, 둘레 방향에서 한 바퀴 돌면, 직경 내측 방향으로 접합체가 감겨서 1개 층만큼 내경측으로 어긋나 있다.
슬롯(440a―1)의 7번에 접속된 고정자 권선(440a)은 턴부(444Ⅰ(하))를 통해 접속되고, 슬롯(440a―2)의 8번에 수용된다. 이와 같이 턴부(444Ⅰ(하))는 슬롯(440a―1)의 7번과 슬롯(440a―2)의 8번을 고정자 코어(430)의 하방 측에서 접속시킨다.
슬롯(440a―2)에 수용된 고정자 권선(440a)의 다음 슬롯 수용부(443)는 턴부(444Ⅱ(상))를 통해 접속되고, 슬롯(440a―3)의 7번에 수용된다. 이와 같이 턴부(444Ⅱ(상))는 슬롯(440a―2)의 8번과 슬롯(440a―3)의 7번을 고정자 코어(430) 의 상방 측에서 접속시킨다.
슬롯(440a―3)에 수용된 고정자 권선(440a)의 다음 슬롯 수용부(443)는 턴부(444Ⅲ(하))를 통해 접속되고, 슬롯(440a―4)의 8번에 수용된다. 이와 같이 턴부(444Ⅲ(하))는 슬롯(440a―3)의 7번과 슬롯(440a―4)의 8번을 고정자 코어(430)의 하방 측에서 접속시킨다.
슬롯(440b―1)의 7번에 접속된 고정자 권선(440b)은 턴부(444Ⅱ(하))를 통해 접속되고, 슬롯(440b―2)의 8번에 수용된다. 이와 같이 턴부(444Ⅱ(하))는 슬롯(440b―1)의 7번과 슬롯(440b―2)의 8번을 고정자 코어(430)의 하방 측에서 접속시킨다.
슬롯(440b―2)에 수용된 고정자 권선(440b)의 다음 슬롯 수용부(443)는 턴부(444Ⅲ(상))를 통해 접속되고, 슬롯(440b―3)의 7번에 수용된다. 이와 같이 턴부(444Ⅲ(상))는 슬롯(440b―2)의 8번과 슬롯(440b―3)의 7번을 고정자 코어(430)의 상방 측에서 접속시킨다.
슬롯(440b―3)에 수용된 고정자 권선(440b)의 다음 슬롯 수용부(443)는 턴부(444Ⅳ(하))를 통해 접속되고, 슬롯(440b―4)의 8번에 수용된다. 이와 같이 턴부(444Ⅳ(하))는 슬롯(440b―3)의 7번과 슬롯(440b―4)의 8번을 고정자 코어(430)의 하방 측에서 접속시킨다.
이와 같이 2개의 고정자 권선(440a, 440b)은 고정자 코어(430)의 상방 측에 위치하는 턴부(444Ⅱ(상)∼444Ⅶ(상))가 인접한 슬롯 수용부(443)의 7번과 8번을, 하방 측에 위치하는 턴부(444Ⅰ(하)∼444Ⅷ(하))가 인접한 슬롯 수용부(443)의 7번 과 8번을 접속시킨다. 이러한 접속 방법으로 둘레 방향으로 한 바퀴 돌아, 슬롯(440a―1)에서 슬롯(440a―8), 슬롯(440b―1)에서 슬롯(440b―8)까지 2개의 고정자 권선(440a, 440b)의 슬롯 수용부(443)가 설치된다. 슬롯(440a―8, 440b―8)에서는 8번째에 고정자 권선(440a)의 슬롯 수용부(443)가 수용된다.
그리고 이러한 슬롯(440a―8, 440b―8)의 8번째에 수용된 슬롯 수용부(443)가 접속된다. 이와 같이 고정자 권선(440a, 440b)이 고정자 코어(430) 둘레에 감긴다.
다음으로, 고정자 권선(440c, 440d)의 결선 상태는 도 21b 및 도 23에 나타낸 바와 같고, 고정자 권선(440a, 440b)과 동일하게 결선되므로 상세한 설명은 생략한다.
본 실시 형태에서는 턴부(444)의 크랭크부(444A) 및 각 단차부(444B∼444D) 사이의 거리가 l1＞l2＝l3(또는 l1≥l2＝l3)를 이룸으로써, 서로 다른 턴부(444)를 구성하는 고정자 권선(440)간 간섭이 억제되며, 간섭에 의한 틈새를 발생시키는 일 없이 턴부(444)끼리를 서로 겹치게 할 수 있어 턴부(444)를 조밀하게 권선할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 크랭크부(444A)와 최상 단차부(444B) 사이의 거리가 길게 형성되어 있어, 턴부가 다른 턴부와 겹쳐질 때에 턴부간 간섭을 방지할 수 있다.
(다른 실시 형태)
상기 실시 형태에서는 전동기 및 발전기를 겸하고 있는 회전전기기계의 고정자에 대해 설명했다. 반면, 전동기 또는 발전기 중 어느 하나의 전용 회전전기기계의 고정자로서 상기 실시 형태의 고정자를 적용할 수도 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는 고정자 코어(12)의 전체 둘레에 걸쳐 연속적인 선재에 의해 각 상의 고정자 권선을 형성했다. 반면, U자형의 세그먼트 도체를 서로 용접 등에 의해 접속하고, 이 세그먼트 도체에 제1실시 형태 또는 제2실시 형태에 나타낸 크랭크부 및 단차부를 형성하여 고정자 권선을 형성할 수도 있다.
또한, 고정자 권선은 3상에 한정되지 않고, 다상(多相)일 수 있다. 이 경우, 다상 고정자 권선의 상의 수를 k, 회전자 1극당 각 상의 슬롯의 수를 n으로 하면, 선재의 턴부에 형성되는 계단부의 수는 (k×n)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 실시 형태에서는 턴부의 대략 중앙부에 크랭크부를 형성한다. 반면, 슬롯으로부터 돌출된 턴부의 돌출 개소에 단차부가 형성되는 것이라면, 턴부의 대략 중앙부에 크랭크부를 형성하지 않는 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는 고정자의 내주 측에 회전자를 설치하고, 고정자가 내주 측에서 회전자와 마주하는 구성에 대해 설명했다. 반면, 고정자의 외주 측에 회전자를 설치하고, 고정자가 외주 측에서 회전자와 마주하는 구성을 채용할 수도 있다.
상기 실시 형태에서는 3상 고정자 권선(20)을 스타-결선으로 했다. 반면, 3상 고정자 권선을 환형의 델타-결선으로 할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니며, 그 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 실시 형태에 적용될 수 있다.

Claims (21)

  1. 둘레 방향으로 복수의 슬롯을 갖는 고정자 코어, 및 선재(線材)에 의해 형성되어 상기 슬롯에 설치되어 있는 고정자 권선을 구비하는 회전전기기계의 고정자에 있어서,
    상기 고정자 권선은 둘레 방향의 서로 다른 상기 슬롯에 설치되는 슬롯 수용부, 및 상기 슬롯의 외부에서 상기 슬롯 수용부끼리를 접속시키는 턴부를 구비하며,
    상기 슬롯으로부터 돌출된 상기 턴부의 돌출 개소에 상기 고정자 코어의 단면을 따라 단차부가 형성되는
    회전전기기계의 고정자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 슬롯으로부터 돌출된 상기 턴부의 모든 돌출 개소에 상기 고정자 코어의 단면을 따라 단차부가 형성되는
    회전전기기계의 고정자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 턴부의 상기 돌출 개소가 상기 고정자 코어의 단면을 따르는 길이는 둘레 방향으로 이웃하는 상기 슬롯의 간격 이하의 길이인
    회전전기기계의 고정자.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 턴부는 상기 고정자 코어의 단면에 평행한 단차부를 상기 고정자 코어의 축방향으로 복수 개 갖는 계단 형상으로 형성되는
    회전전기기계의 고정자.
  5. 제4항에 있어서,
    모든 상기 단차부의 상기 고정자 코어의 단면에 평행한 길이는 둘레 방향으로 이웃하는 상기 슬롯의 간격 이하의 길이인
    회전전기기계의 고정자.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 고정자 권선의 상의 수를 k, 둘레방향으로 번갈아 서로 다른 복수의 자극을 갖는 회전자 1극당 각 상의 상기 슬롯의 수를 n으로 할 때, 상기 턴부에 형성 되어 있는 계단 형상의 상기 단차부의 수는 (k×n)인
    회전전기기계의 고정자.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 턴부는 상기 고정자 코어로부터 가장 떨어진 위치에 크랭크(crank) 형상으로 형성된 크랭크부를 갖는
    회전전기기계의 고정자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 크랭크부는 상기 고정자 코어의 단면에 평행하게 형성되는
    회전전기기계의 고정자.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 크랭크부는 상기 선재의 폭 만큼 상기 고정자 코어의 직경 방향으로 어긋나 있는
    회전전기기계의 고정자.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 턴부는 둘레방향으로 인접한 다른 턴부와 축방향으로 겹쳐지도록 배치되는
    회전전기기계의 고정자.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 턴부는 상기 고정자 코어의 단면에 평행한 단차부를 상기 고정자 코어의 축방향으로 복수 개 갖는 계단 형상으로 형성되고, 상기 크랭크부와, 계단 형상을 형성하는 상기 단차부 중 상기 고정자 코어로부터 축방향으로 가장 떨어진 위치에 있는 최상 단차부와의 축방향 거리가, 상기 단차부간 축방향 거리보다 길어지도록 형성되는
    회전전기기계의 고정자.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 크랭크부는 둘레 방향으로 인접한 다른 턴부의 상기 최상 단차부와 축방향으로 겹쳐지도록 배치되는
    회전전기기계의 고정자.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 턴부의 상기 단차부간 거리는 상기 선재의 높이인
    회전전기기계의 고정자.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선재는 단면 형상이 직사각형 형상인
    회전전기기계의 고정자.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선재는 상기 고정자 코어의 전체 둘레에 걸쳐 연속적으로 형성되는
    회전전기기계의 고정자.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선재는 도체를 가지며, 상기 도체의 외주를 덮는 절연 피복을 가지며, 상기 절연 피복은 100∼200㎛의 두께인
    회전전기기계의 고정자.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 절연 피복은 내층과 상기 내층의 외주를 덮고 상기 내층보다 유리전이온도가 낮은 외층을 갖는
    회전전기기계의 고정자.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 선재는 상기 절연 피복의 외주를 덮는 융착재를 더 구비하는
    회전전기기계의 고정자.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선재는 도체를 가지며, 상기 도체는 알루미늄으로 형성되는
    회전전기기계의 고정자.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 기재된 회전전기기계의 고정자; 및
    상기 고정자의 내주 측 또는 외주 측에 둘레 방향으로 번갈아 서로 다른 자극을 형성하는 회전자를 구비하는
    회전전기기계.
  21. 둘레 방향으로 복수의 슬롯을 갖는 고정자 코어, 및 선재에 의해 형성되어 상기 슬롯에 설치되어 있는 고정자 권선을 구비하는 회전전기기계의 고정자에 있어서,
    상기 고정자 권선은 둘레 방향의 서로 다른 상기 슬롯에 설치되는 슬롯 수용부, 및 상기 슬롯의 외부에서 상기 슬롯 수용부끼리를 접속시키는 턴부를 구비하고,
    상기 고정자 코어의 단면에 평행한 단차부가 모든 상기 턴부에 형성되는
    회전전기기계의 고정자.
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