KR20110132346A - 영구 자석 기기의 고정자 권선 구조 - Google Patents

영구 자석 기기의 고정자 권선 구조 Download PDF

Info

Publication number
KR20110132346A
KR20110132346A KR1020117019935A KR20117019935A KR20110132346A KR 20110132346 A KR20110132346 A KR 20110132346A KR 1020117019935 A KR1020117019935 A KR 1020117019935A KR 20117019935 A KR20117019935 A KR 20117019935A KR 20110132346 A KR20110132346 A KR 20110132346A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
stator
tooth
teeth
stator teeth
gap
Prior art date
Application number
KR1020117019935A
Other languages
English (en)
Inventor
로버트 친
Original Assignee
에이비비 리써치 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이비비 리써치 리미티드 filed Critical 에이비비 리써치 리미티드
Publication of KR20110132346A publication Critical patent/KR20110132346A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
    • H02K1/145—Stator cores with salient poles having an annular coil, e.g. of the claw-pole type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/04—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings, prior to mounting into machines
    • H02K15/0435—Wound windings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

전기 기기 (100) 를 위한 고정자 (104) 에 있어서, 고정자 (104) 는 고정자 (104) 의 둘레를 따라 짧은 그리고 긴 치형부 간격 (116, 117) 을 포함하는 불균일한 패턴으로 분산되는 다수의 고정자 치형부 (106) 를 포함하고, 긴 치형부 간격 (117) 에 의한 거리를 갖는 2 개의 고정자 치형부 (106) 사이의 각각의 고정자 슬롯 (118) 은 자속을 수반하기 위한 중간 치형부 (122) 를 포함한다.

Description

영구 자석 기기의 고정자 권선 구조{STATOR WINDING SCHEME OF A PERMANENT MAGNET MACHINE}
본 발명은 고정자 슬롯을 변경함으로써 전기 기기의 권선 계수를 개선하는 것에 관한 것이다.
펄프 및 종이 제조, 플라스틱 압출, 컨베이어 벨트 및 풍력 발전과 같은 산업 분야는 일반적으로 저속 및 높은 토크 성능을 특징으로 한다. 집중 권선 위상 기하학 (concentrated winding topology) 을 갖는 영구 자석 (PM) 기기는 이러한 분야에 대하여 매력적인 대안인데 이는 이러한 기기가 직접 구동될 때 원하는 성능을 제공할 수 있기 때문이다. 기어 박스가 제거될 수 있으며, 이는 비용을 줄이고 효율을 증가시킨다.
집중 권선 위상 기하학은 전기자 코일이 전기 기기의 하나의 단일 고정자 치형부 주위에 감기는 것을 의미한다. 이러한 권선 형상은 코일이 다수의 고정자 치형부를 에워싸는 랩 (lap) 으로 감기는 분산된 권선 위상 기하학과 비교하여 구리 재료의 큰 감소를 제공한다. 분산된 권선 위상 기하학의 코일 오버행 (overhang) 은 불필요한 구리 손실을 발생하고 고정자의 축선방향 치수를 확장시키며, 이는 토크 밀도 (또는 주어진 속도에 대한 전력 밀도) 를 줄인다. 집중 권선 위상 기하학은 따라서 전체 활성 용적 및 기기의 중량을 줄이는 이점을 제공한다. 더 적은 코일 재료의 사용은 구리 손실의 유리한 감소를 제공하고 그러므로 높은 토크 밀도 모터 디자인이 얻어질 수 있다.
로터 전극과 코일 사이의 쇄교 자속 (flux linkage), 즉 권선 계수는 중요한 디자인 양태이다. 최대 평균 토크 출력은 권선 계수에 정비례하고, 더 높은 권선 계수는 주어진 프레임 크기를 갖는 모터에 대한 더 높은 출력 토크를 의미한다. 분산된 권선 위상 기하학은 그의 이상적인 값에 동일하거나 또는 거의 동일한 권선 계수를 제공한다. 집중 권선 위상 기하학은, 다른 한편 통상적으로는 0.93 ~ 0.96 내에 있는 더 낮은 권선 계수를 갖는다. 이론적으로, 이상적인 권선 계수는 로터 전극의 개수와 동일한 고정자 치형부의 개수를 선택함으로써 집중 권선 위상 기하학에 의해 용이하게 달성될 수 있지만, 실제로 이는 심각한 코깅 (cogging) 문제를 야기한다. 따라서, 로터 전극 개수는 통상적으로 고정자 치형부 개수와 상이하다. 대부분의 경우 로터 전극 개수는 고정자 치형부 개수보다 더 적지만, 이하의 실시예에서, 본 발명을 더 잘 나타내기 위해, 종래의 기기가 고정자 치형부 개수보다 더 많은 로터 전극 개수를 갖도록 선택되었다.
도 1 은 집중 전기자 코일 (102), 18 개의 치형부 (106) 를 갖는 고정자 (104) 그리고 20 개의 전극 (110) (10 개의 전극의 쌍) 을 갖는 로터 (108) 를 갖는 종래의 PM 기기를 나타내는 도면이다. 코일 (102) 은 2 개의 권선 주기 (112) 로 구성되고, 각각의 권선 주기 (112) 는 3 개의 전기 위상을 나타내는 3 개의 고정자 치형부 구역 (114) 을 포함하고, 각각의 고정자 치형부 구역 (114) 은 동일한 전기 위상의 3 개의 고정자 치형부 (106) 를 포함한다. 고정자 치형부 (104) 는 균일한 치형부 간격 (115) 으로, 즉 2 개의 인접한 고정자 치형부 (106) 사이의 균일한 각 거리로 고정자 (104) 의 둘레를 따라 분산된다. 고정자 치형부 (106) 는 고정자 슬롯 (118) 에 의해 서로 분리된다.
J
Figure pct00001
rgen Friedrich 의 박사 논문, "Bauformen und Betriebsverhalten modularer Dauermagnetmaschinen", Bundeswehr M
Figure pct00002
nchen 대학교, Neubiberg 1991, 은 28 ~ 36 페이지에 균일하지 않은 고정자 치형부 패턴을 갖는 PM 기기를 기재하고 있다. 몇몇 실시형태에서 고정자 치형부 사이에 변동 가능한 폭을 갖는 중간 치형부가 있고, 다른 실시형태에서 동일한 전기 위상의 고정자 치형부 구역은 넓어진 고정자 슬롯에 의해 서로 분리된다. 이에 의해 권선 계수는 최적화된 것으로 보이지만, 동시에 감기지 않은 중간 치형부와 넓어진 고정자 슬롯은 전체 토크 밀도를 저하시키는 것으로 보인다. 이 논문에 기재된 모든 실시형태에는 단지 단일 권선 주기만이 있다.
전술한 것으로부터, 집중 권선 위상 기하학을 갖는 전기 기기의 전체 토크 밀도를 개선하기 위한 요구가 여전히 남아 있다.
본 발명의 목적은 개선된 토크 밀도를 갖는 전기 기기를 위한 고정자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 개선된 토크 밀도를 갖는 전기 기기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전기 기기의 토크 밀도를 개선하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면 전기 기기를 위한 고정자가 제공되고, 고정자는 다수의 고정자 치형부를 포함하고, 고정자 치형부는 고정자 슬롯에 의해 서로 분리되고, 각각의 고정자 치형부는 집중 전기자 코일에 의해 둘러싸이고, 전기자 코일은 2 개 이상의 상이한 전기 위상을 나타내고, 고정자 치형부는 고정자의 둘레를 따라 불균일한 패턴으로 분산되고, 불균일한 패턴은 적어도 하나의 짧은 치형부 간격과 적어도 하나의 긴 치형부 간격을 포함하며, 짧은 치형부 간격은 긴 치형부 간격 보다 더 작은 치수를 가지며, 짧은 치형부 간격에 의한 거리를 갖는 2 개의 고정자 치형부 사이의 어떠한 고정자 슬롯도 자속을 수반하도록 형성되지 않으며 긴 치형부 간격에 의한 거리를 갖는 2 개의 고정자 치형부 사이에 각각의 고정자 슬롯은 자속을 수반하기 위한 중간 치형부를 포함한다.
짧은 그리고 긴 치형부 간격을 포함하는 불균일한 고정자 치형부 패턴을 갖는 고정자를 제공함으로써, 그리고 긴 치형부 간격에 의한 거리를 갖는 고정자 치형부 사이에 중간 치형부를 도입함으로써, 권선 계수와 자속 수반 재료의 분산은 최적화될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면 상이한 전기 위상의 코일을 갖는 인접한 고정자 치형부의 각각의 쌍 사이에 긴 치형부 간격이 있다. 이러한 원리에 따라 긴 치형부 간격을 제공하는 것은 비교적 많은 개수의 비교적 좁은 중간 치형부를 초래한다. 이는 고정자를 다수의 부분으로 나눌 때 대안의 개수를 증가시킨다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면 권선 주기 당 하나의 긴 치형부 간격이 있으며, 각각의 권선 주기는 각각의 상이한 전기 위상에 대한 하나의 고정자 치형부 구역을 포함하고, 각각의 고정자 치형부 구역은 동일한 전기 위상의 코일을 갖는 하나 이상의 고정자 치형부를 포함한다. 이러한 원리에 따른 긴 치형부 간격을 제공하는 것은 비교적 적은 개수의 비교적 넓은 중간 치형부를 초래한다. 이러한 경우 모든 고정자 치형부와 모든 중간 치형부는 특정한 시간의 지점에서 개선된 기기 성능을 가능하게 하는 로터 전극과 완벽하게 정렬된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면 고정자는 2 개의 인접한 부분 사이의 접촉 표면이 적어도 하나의 중간 치형부를 가로지르도록 부분으로 나뉜다. 고정자를 부분으로 나누는 것은 고정자의 취급을 개선하는데 이는 고정자가 전송 및 물류에서 문제를 유도하는 매우 큰 치수를 가질 수 있기 때문이다. 중간 치형부에 인접한 부분 사이의 접촉 표면을 위치시킴으로써 고정자의 자성은 최소한으로 영향을 받을 수 있다. 중간 치형부가 어떠한 코일에 의해 둘러싸이지 않는다는 사실은 이러한 중간 치형부가 인접한 부분을 기계적으로 서로 연결하기 위해 사용되기에 이상적이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면 고정자는 6, 3 또는 2 개의 부분으로 나뉜다. 이들 부분은 본 발명의 바람직한 실시형태의 중간 치형부의 개수로부터 나오는 부분의 자연스러운 개수이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면 고정자는 전기 기기에 포함되고 이는 다수의 전극을 갖는 로터를 더 포함하며, 짧은 치형부 간격은 실질적으로는 전극 간격과 동일하다. 동일한 권선 계수는 짧은 치형부 간격이 전극 간격에 대응하도록 함으로써 달성된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면 전극은 영구 자석을 포함한다. 영구 자석은 전기적 여기 (electrically excited) 전극이 또한 사용될 수 있더라도 그의 간단함을 위해 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 전극의 개수는 고정자 치형부 개수보다 더 많다. 이에 의해 중간 치형부를 위한 공간이 고정자 치형부를 짧은 치형부 간격이 전극 간격에 서로 대응되도록 함으로써 생성된다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면 전기 기기의 토크 밀도를 개선하기 위한 방법이 제공되고, 이 방법은 : 다수의 고정자 치형부를 포함하는 고정자를 제공하는 단계로서, 고정자 치형부는 고정자 슬롯에 의해 서로 분리되고, 각각의 고정자 치형부는 집중 전기자 코일에 의해 둘러싸여 있고, 전기자 코일은 2 개 이상의 상이한 전기 위상을 나타내며, 고정자 치형부는 고정자의 둘레를 따라 불균일한 패턴으로 분산되어 있으며, 불균일한 패턴은 적어도 하나의 짧은 치형부 간격과 적어도 하나의 긴 치형부 간격을 포함하고, 짧은 치형부 간격은 긴 치형부 간격보다 더 작은 치수를 갖는 단계; 짧은 치형부 간격에 의한 거리를 갖는 2 개의 고정자 치형부 사이의 고정자 슬롯이 자속을 수반하지 않도록 형성하는 단계; 및 긴 치형부 간격에 의한 거리를 갖는 2 개의 고정자 치형부 사이에 각각의 고정자 슬롯에 자속을 수반하기 위한 중간 치형부를 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1 은 균일한 치형부 간격을 갖는 종래의 PM 기기를 나타내는 도면이다.
도 2 는 상이한 고정자 치형부 구역의 고정자 치형부 사이에 중간 치형부를 갖는 본 발명의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 3 은 권선 주기 당 하나의 중간 치형부를 갖는 본 발명의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 4a 내지 도 4c 는 본 발명의 2 개의 실시형태를 위한 그리고 종래의 기기를 위한 하나의 권선 주기를 나타내는 도면이다.
도 5a 및 도 5b 는 본 발명의 일 실시형태를 위한 그리고 종래의 기기를 위한 플롯의 고정자 스타를 나타내는 도면이다.
도 2 를 참조하면, 도 1 에 따른 기기 (100) 와 동일한 개수의 고정자 치형부 (106), 로터 전극 (110), 권선 주기 (112) 및 전기 위상을 포함하는 PM 기기 (100) 가 나타나 있다. 하지만 고정자 치형부 (106) 는 균일한 거리로 분산되어 있지 않다. 대신, 상이한 고정자 치형부 구역 (114) 의 고정자 치형부 (106) 사이에 긴 치형부 간격 (117) 이 제공되고, 각각의 고정자 치형부 구역 (114) 내의 고정자 치형부 (106) 사이에 짧은 치형부 간격 (116) 이 제공된다. 짧은 치형부 간격 (116) 은 전극 간격 (120), 즉 2 개의 로터 전극 (110) 사이의 각 거리와 동일하다. 고정자 치형부 개수, 로터 전극 개수 그리고 고정자 치형부 구역 (114) 의 개수 사이의 관계로부터, 본 실시형태에서 각각의 긴 치형부 간격 (117) 의 폭 (각도) 는 각각의 전극 간격 (120) 의 폭의 1⅓ 배이다. 중간 치형부 (122) 는 상이한 고정자 치형부 구역 (114) 의 고정자 치형부 (106) 사이에 도입되고, 각각의 중간 치형부 (122) 의 폭은 전극 간격 (120) 의 ⅓ 에 대응한다.
도 3 을 참조하면, 도 1 에 따른 기기 (100) 와 동일한 개수의 고정자 치형부 (106), 로터 전극 (110), 권선 주기 (112) 및 전기 위상을 다시 포함하는 PM 기기 (100) 가 나타나 있다. 이 때 긴 치형부 간격 (117) 이 상이한 권선 주기 (112) 의 고정자 치형부 (106) 사이에 제공되고 각각의 권선 주기 (112) 내의 고정자 치형부 (106) 는 짧은 치형부 간격 (116) 에 의해 분리된다. 고정자 치형부 개수와 로터 전극 개수 사이의 관계로부터, 본 실시형태에서 긴 치형부 간격 (117) 은 전극 간격 (120) 의 2 배이다. 중간 치형부 (122) 는 상이한 권선 주기 (112) 의 고정자 치형부 (106) 사이에 도입되고, 각각의 중간 치형부 (122) 의 폭 (각도) 은 전극 간격 (120) 에 대응한다.
도 4a 는 도 1 에 따른 종래 기기 (100) 에 대한 하나의 권선 주기 (112) 를 나타내는 도면이며 도 4b 및 도 4c 는 도 2 및 도 3 에 따른 기기 (100) 에 대한 권선 주기를 각각 나타내는 도면이다. 불균일한 치형부 간격 (116, 117) 을 갖는 기기 (100) 에서 각각의 고정자 치형부 구역 (114) (도 4b 참조, 위상 (C)) 내의 모든 고정자 치형부 (106) 또는 권선 주기 (112) (도 4c 참조) 는 특정한 시간의 지점에서 각각 로터 전극 (110) 과 완벽하게 정렬된다. 이러한 완벽한 정렬은 기기의 이상적인 권선 계수값을 가능하게 한다. 종래의 기기 (100) 에서 완벽한 정렬은 절대 도달되지 못하고 (도 4a 참조), 그 결과 권선 계수는 항상 이상적인 값 아래로 남아있을 것이다.
권선 계수는 고정자 슬롯 (118) 내의 각각의 개별 코일 측에 유도되는 전압의 페이저 요소 (phasor element) (
Figure pct00003
j) 의 배향을 이용함으로써 나타내어질 수 있다. 도 4a 및 도 4b 의 디자인을 위한 페이저 요소 (
Figure pct00004
j) 는 도 5a 및 도 5b 의 플롯 (128) 의 고정자 스타에 나타나 있다. 당업계에서 쉽게 이해되는 것과 같이, 도면의 페이저 요소 (
Figure pct00005
j) 의 배향은 전기 각도로 주어지고, 하나의 전극 쌍이 차지하는 각 거리는 360°에 대응한다. 도 5a 에서 볼 수 있는 것과 같이, 도 4a 의 균일한 치형부 간격 (115) 에 대응하는 제 1 각 거리 (124) 는 200°이다. 상이한 고정자 슬롯 (118) 의 동일한 전기 위상의 코일 측에 대응하는 페이저 요소 (
Figure pct00006
j) 는 동일한 방향이 아니며, 이러한 페이저 요소 (
Figure pct00007
j) 는 도 5a 에 더 나타낸 것과 같이 계산되며, 결과적인 페이저 (
Figure pct00008
A+ 및
Figure pct00009
A-) 의 크기는 개별 페이저 요소 (
Figure pct00010
j) 의 크기의 합보다 더 작다.
하지만, 도 5b 에서 볼 수 있는 것과 같이 짧은 치형부 간격 (116) 에 대응하는 제 1 각 거리 (124) 는 180°이다. 상이한 고정자 슬롯 (118) 의 동일한 전기 위상의 코일 측에 대응하는 페이저 요소 (
Figure pct00011
j) 는 모두 동일한 방향으로 정렬되고, 이러한 페이저 요소 (
Figure pct00012
j) 가 계산될 때, 결과적인 페이저 (
Figure pct00013
A+ 및
Figure pct00014
A-) 의 크기는 개별 페이저 요소 (
Figure pct00015
j) 의 크기의 합과 동일하다. 긴 치형부 간격 (117) 은 2 개의 인접한 고정자 치형부 구역 (114) 의 페이저 요소 (
Figure pct00016
j) 가 중간 치형부 (122) 의 폭에 대응하는 60°의 제 2 각 거리 (125) 에 의해 각이 형성되는 것을 야기한다. 도 5a 및 도 5b 에 나타낸 것과 같이, 기본 권선 계수 (kw1) 는 모든 전압 페이저 요소 (
Figure pct00017
j) 를 동일한 방향으로 정렬함으로써 0.945 로부터 1 로 증가될 수 있다.
도 4c 의 디자인을 위한 플롯의 고정자 스타가 도시되어 있지 않지만, 권선 주기 (112) 내의 모든 고정자 치형부 (106) 는 짧은 치형부 간격 (116) 에 의해 분리되어 있고, 중간 치형부 (122) 의 폭은 180°의 각 거리에 대응하기 때문에, 이러한 플롯의 스타는 하나의 수평 라인에 정렬되는 모든 페이저 요소 (
Figure pct00018
j) 를 나타낼 것이다.
고정자 (104) 를 부분으로 나누는 요구가 있을 때, 중간 치형부 (122) 는 이러한 2 개의 부분 사이에 접촉 표면을 위한 이상적인 위치를 제공한다. 중간 치형부 (122) 는 코일 (102) 에 의해 둘러싸이지 않기 때문에, 중간 치형부는 인접한 부분을 기계적으로 서로 연결하는데 효율적으로 사용될 수 있다. 중간 치형부 (122) 의 접촉 표면은 또한 고정자 (104) 의 자성에 최소한의 효과를 갖는데 이는 자속이 접촉 표면을 가로지르지 않으면서 중간 치형부 (122) 의 절반을 통하여 적어도 부분적으로는 흐를 수 있기 때문이다.
중간 치형부 (122) 의 개수에 따라서, 고정자 (104) 는 많은 방식으로 부분으로 나누어질 수 있다. 예컨대, 도 2 의 고정자 (104) 는 각각의 부분이 하나의 고정자 치형부 구역 (114) 을 포함하는 6 개의 부분, 또는 각각의 부분이 2 개의 고정자 치형부 구역 (114) 을 포함하는 3 개의 부분, 또는 각각의 부분이 3 개의 고정자 치형부 구역 (114) 을 포함하는 2 개의 부분으로 나누어질 수 있다. 부분의 개수는 추가적인 중간 치형부 (122) 를 제공함으로써 더 증가될 수 있다. 부분은 동일한 크기일 필요는 없으며, 명백하게는 상이한 크기의 부분의 어떠한 적절한 조합이 사용될 수 있다. 예컨대, 도 2 의 고정자 (104) 는 하나의 부분이 3 개의 고정자 치형부 구역 (114) 을 포함하는 4 개의 부분, 그리고 하나의 고정자 치형부 구역 (114) 을 각각 포함하는 3 개의 부분으로 나누어질 수 있다.
전기 위상, 권선 주기 (112) , 로터 전극 (110) 및 고정자 치형부 (106) 의 개수는 상기 실시형태에 나타낸 것으로 제한되지 않지만, 이들은 적정한 한계 내에서 자유롭게 선택될 수 있다. 중간 치형부형 요소가 자성을 수반하도록 형성되지 않는 한 짧은 치형부 간격 (116) 에 의한 거리를 갖는 2 개의 고정자 치형부 (106) 사이에 중간 치형부형 요소를 도입하는 것이 또한 배제되지 않는다. 이러한 요소는 예컨대 냉각을 위해 또는 전기자 코일 (102) 을 기계적으로 지지하기 위해 도입될 수 있다.
본 발명은 상기 나타낸 실시형태로 제한되지 않지만 당업자는 청구항에 규정된 것과 같은 본 발명의 범위 내에서 다양한 방법으로 이들을 변경할 수 있다.

Claims (9)

  1. 전기 기기 (100) 를 위한 고정자 (104) 로서, 고정자 (104) 는 다수의 고정자 치형부 (106) 를 포함하고, 고정자 치형부 (106) 는 고정자 슬롯 (118) 에 의해 서로 분리되고, 각각의 고정자 치형부 (106) 는 집중 전기자 코일 (102) 에 의해 둘러싸이고, 전기자 코일 (102) 은 2 개 이상의 상이한 전기 위상을 나타내고, 고정자 치형부 (106) 는 고정자 (104) 의 둘레를 따라 불균일한 패턴으로 분산되고, 불균일한 패턴은 적어도 하나의 짧은 치형부 간격 (116) 과 적어도 하나의 긴 치형부 간격 (117) 을 포함하며, 짧은 치형부 간격 (116) 은 긴 치형부 간격 (117) 보다 더 작은 치수를 갖는 고정자에 있어서, 짧은 치형부 간격 (116) 에 의한 거리를 갖는 2 개의 고정자 치형부 (106) 사이의 어떠한 고정자 슬롯 (118) 도 자속을 수반하도록 형성되지 않으며 긴 치형부 간격 (117) 에 의한 거리를 갖는 2 개의 고정자 치형부 (106) 사이의 각각의 고정자 슬롯 (118) 은 자속을 수반하기 위한 중간 치형부 (122) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정자 (104).
  2. 제 1 항에 있어서, 상이한 전기 위상의 코일 (102) 을 갖는 인접한 고정자 치형부 (106) 의 각각의 쌍 사이에 긴 치형부 간격 (117) 이 있는 고정자 (104).
  3. 제 1 항에 있어서, 권선 주기 (112) 당 하나의 긴 치형부 간격 (117) 이 있으며, 각각의 권선 주기 (112) 는 각각의 상이한 전기 위상에 대한 하나의 고정자 치형부 구역 (114) 을 포함하며, 각각의 고정자 치형부 구역 (114) 은 동일한 전기 위상의 코일 (102) 을 갖는 하나 이상의 고정자 치형부 (106) 를 포함하는 고정자 (104).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정자 (104) 는 2 개의 인접한 부분 사이의 접촉 표면이 적어도 하나의 중간 치형부 (122) 를 가로지르도록 부분으로 나누어지는 고정자 (104).
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 고정자 (104) 는 6 개, 3 개 또는 2 개의 부분으로 나누어지는 고정자 (104).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 고정자 (104) 를 포함하는 전기 기기 (100) 로서, 이 전기 기기 (100) 는 다수의 전극 (110) 을 갖는 로터 (108) 를 포함하며, 짧은 치형부 간격 (116) 은 전극 간격 (120) 과 실질적으로 동일한 전기 기기 (100).
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 전극 (110) 은 영구 자석을 포함하는 전기 기기 (100).
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 전극의 개수는 고정자 치형부의 개수보다 더 많은 전기 기기 (100).
  9. 전기 기기 (100) 의 토크 밀도를 개선하기 위한 방법으로서, 이 방법은
    - 다수의 고정자 치형부 (106) 를 포함하는 고정자 (104) 를 제공하는 단계로서, 고정자 치형부 (106) 는 고정자 슬롯 (118) 에 의해 서로 분리되고, 각각의 고정자 치형부 (106) 는 집중 전기자 코일 (102) 에 의해 둘러싸여 있고, 전기자 코일 (102) 은 2 개 이상의 상이한 전기 위상을 나타내며, 고정자 치형부 (106) 는 고정자 (104) 의 둘레를 따라 불균일한 패턴으로 분산되어 있으며, 불균일한 패턴은 적어도 하나의 짧은 치형부 간격 (116) 과 적어도 하나의 긴 치형부 간격 (117) 을 포함하고, 짧은 치형부 간격 (116) 은 긴 치형부 간격 (117) 보다 더 작은 치수를 갖는 단계;
    - 짧은 치형부 간격 (116) 에 의한 거리를 갖는 2 개의 고정자 치형부 (106) 사이의 고정자 슬롯 (118) 이 자속을 수반하지 않도록 형성하는 단계; 및
    - 긴 치형부 간격 (117) 에 의한 거리를 갖는 2 개의 고정자 치형부 (106) 사이의 각각의 고정자 슬롯 (118) 에 자속을 수반하기 위한 중간 치형부 (122) 를 제공하는 단계를 포함하는 방법.
KR1020117019935A 2009-02-27 2010-02-08 영구 자석 기기의 고정자 권선 구조 KR20110132346A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09153981A EP2224578A1 (en) 2009-02-27 2009-02-27 Stator winding scheme of a permanent magnet machine
EP09153981.7 2009-02-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110132346A true KR20110132346A (ko) 2011-12-07

Family

ID=40798130

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117019935A KR20110132346A (ko) 2009-02-27 2010-02-08 영구 자석 기기의 고정자 권선 구조

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8680740B2 (ko)
EP (2) EP2224578A1 (ko)
JP (1) JP2012519459A (ko)
KR (1) KR20110132346A (ko)
CN (1) CN102318167B (ko)
WO (1) WO2010097285A2 (ko)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9281731B2 (en) 2010-09-23 2016-03-08 Northem Power Systems, Inc. Method for maintaining a machine having a rotor and a stator
US8912704B2 (en) * 2010-09-23 2014-12-16 Northern Power Systems, Inc. Sectionalized electromechanical machines having low torque ripple and low cogging torque characteristics
US9359994B2 (en) 2010-09-23 2016-06-07 Northern Power Systems, Inc. Module-handling tool for installing/removing modules into/from an electromagnetic rotary machine having a modularized active portion
US11146123B2 (en) * 2012-02-03 2021-10-12 Green Ray Technologies, Llc Electric machines with energizable and non-energizerable U-shaped stator segments
JP6327803B2 (ja) * 2013-07-09 2018-05-23 久慶 ▲ふく▼楊 大出力高効率単相多極発電機
US9742228B2 (en) 2013-10-18 2017-08-22 General Electric Company Torque ripple reduction in electric machines
DE102014200947A1 (de) * 2014-01-20 2015-08-06 Wobben Properties Gmbh Synchrongenerator einer getriebelosen Windenergieanlage
DE102016108712A1 (de) 2016-05-11 2017-11-16 Wobben Properties Gmbh Synchrongenerator einer getriebelosen Windenergieanlage sowie Verfahren zum Herstellen eines Synchrongenerators und Verwendung von Formspulen
FR3071369B1 (fr) * 2017-09-18 2023-09-01 Ifp Energies Now Machine electrique comprenant un stator muni d'un manchon tubulaire interne
US10833543B2 (en) 2017-10-02 2020-11-10 Ge Aviation Systems Llc Stator assembly
DE102017128827A1 (de) * 2017-12-05 2019-06-06 Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg Multi-Zahnspulenwicklung für eine 2-strängige Drehfeldmaschine
CN110544994B (zh) * 2018-05-28 2024-07-19 上海鸣志电器股份有限公司 一种步进电机定子及具有该定子的步进电机
CN108880014B (zh) * 2018-05-29 2021-10-29 南方电机科技有限公司 一种定子、马达及自动化设备
JP6727461B2 (ja) * 2018-07-06 2020-07-22 三菱電機株式会社 回転電機
CN109831085A (zh) * 2019-02-15 2019-05-31 深圳市配天电机技术有限公司 开关磁阻电机、电动汽车和电动设备
GB2582941B (en) * 2019-04-09 2023-08-02 Centre Nat Rech Scient A stator winding arrangement
GB201913015D0 (en) * 2019-09-10 2019-10-23 Rolls Royce Plc electrical systems
CN110739823B (zh) * 2019-12-11 2021-05-11 山东理工大学 一种电动汽车永磁驱动电机

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4883999A (en) * 1988-08-15 1989-11-28 Pacific Scientific Company Polyphase electronically commutated reluctance motor
US5095238A (en) * 1990-04-03 1992-03-10 Minebea Co., Ltd. Brushless dc motor and rotor magnet
US6094011A (en) * 1995-06-26 2000-07-25 Kokusan Denki Co., Ltd Discharge lamp lighting device driven by internal combustion engine
JPH09233790A (ja) * 1996-02-27 1997-09-05 Kokusan Denki Co Ltd 内燃機関駆動放電灯点灯用発電機及び放電灯点灯装置
JP3395071B2 (ja) * 1996-04-25 2003-04-07 ミネベア株式会社 モータ構造
JPH10234144A (ja) * 1997-02-19 1998-09-02 Hitachi Ltd 集中巻回転電機
JPH11234990A (ja) * 1998-02-12 1999-08-27 Okuma Corp 永久磁石モータ
JP2000228838A (ja) * 1998-12-01 2000-08-15 Toyota Motor Corp 永久磁石モータ
JP4399943B2 (ja) * 2000-02-29 2010-01-20 株式会社富士通ゼネラル 永久磁石電動機
CN1579042A (zh) 2002-05-29 2005-02-09 松下电器产业株式会社 电动发电机
JP2004215483A (ja) * 2002-05-29 2004-07-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd モータジェネレータ
JP2004304928A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Mitsuba Corp ブラシレスモータ
US7122933B2 (en) * 2004-05-19 2006-10-17 Emerson Electric Co. Reduced coil segmented stator
DE102004055317A1 (de) * 2004-11-16 2006-05-24 Bosch Rexroth Aktiengesellschaft Elektrische Drehfeldmaschine und Primärteil
DE102004058046B4 (de) * 2004-12-01 2012-10-31 Siemens Ag Hochpolige permanenterregte Synchronmaschine mit Zahnspulen
US8084913B2 (en) * 2005-10-06 2011-12-27 Borgwarner Inc. DC motor with asymmetrical poles
TW200847584A (en) * 2007-05-25 2008-12-01 Azure Shine Int Inc Brushless permanent magnet motor with unequal width tooth slots and its manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
US8680740B2 (en) 2014-03-25
EP2401802A2 (en) 2012-01-04
CN102318167A (zh) 2012-01-11
US20110309712A1 (en) 2011-12-22
JP2012519459A (ja) 2012-08-23
CN102318167B (zh) 2014-09-17
WO2010097285A2 (en) 2010-09-02
EP2224578A1 (en) 2010-09-01
WO2010097285A3 (en) 2010-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20110132346A (ko) 영구 자석 기기의 고정자 권선 구조
EP1451467B1 (en) Synchronous machine design and manufacturing
CN105474512B (zh) 同步电动机
US7569962B2 (en) Multi-phase brushless motor with reduced number of stator poles
US7605514B2 (en) Electric machine
EP2190103B1 (en) Axial gap type coreless rotating machine
JP5122685B2 (ja) 超電導回転電機及び超電導回転電機用固定子
JP6833167B2 (ja) 軸方向磁束回転ジェネレータ、電子回路、発電方法、電気、風力タービン、軸方向磁束回転ジェネレータの設計方法
US20100277027A1 (en) Skew pattern for a permanent magnet rotor
KR20050036949A (ko) 전기 기계용 다상 클로 폴 구조체
US7982352B2 (en) Electrical motor/generator having a number of stator pole cores being larger than a number of rotor pole shoes
US20130015742A1 (en) Synchronous motor
US7638917B2 (en) Electrical rotating machine
US20060091736A1 (en) Linear drive apparatus
US20110285227A1 (en) Generator with compact single turn wave winding and wind turbine
JP2010284035A (ja) 永久磁石回転電機
CA2462418C (en) Travelling field synchronous ac motor
US20080290754A1 (en) AC Motor
US20100052460A1 (en) Electrical rotating machine
JP2010148167A (ja) リニアモータ
JP2010068548A (ja) 電動機
US20120025653A1 (en) Aggregate magnetization skew in a permanent magnet assembly
JP2008263681A (ja) 交流モータ
EP2388893A1 (en) Generator with single turn wave winding and wind turbine
KR20190090371A (ko) 디텐트력 저감을 위한 영구자석 전기기기

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application