KR20110136055A - 복합 냉각 케이싱이 구비된 전동기 - Google Patents

복합 냉각 케이싱이 구비된 전동기 Download PDF

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Abstract

전기로 구동되는 차량 등에도 사용되도록 냉각성능을 현저히 개선하기 위한 복합 냉각 케이싱을 구비한 전동기를 제공하기 위하여, 본 발명은 회전가능하게 축 방향을 따라 배치되는 회전자; 상기 회전자와의 사이에 회전자계를 형성하도록 전원이 공급되는 코일이 권취되어 상기 회전자의 외측에 배치되는 고정자; 및 상기 고정자를 감싸도록 구비되되, 내주 측에는 제1유체가 내부에 흐르는 냉각유로가 내측으로 돌출형성되며, 상기 냉각유로의 사이에는 제2유체가 유동되도록 간극이 형성된 복합 냉각 케이싱을 포함하여 이루어진 복합 냉각 케이싱이 구비된 전동기를 제공한다.

Description

복합 냉각 케이싱이 구비된 전동기{electric motor having complex cooling casing}
본 발명은 전동기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기로 구동되는 차량 등에 사용되도록 냉각성능을 현저히 개선하기 위한 복합 냉각 케이싱이 구비된 전동기에 관한 것이다.
일반적으로, 전동기는 공장자동화, 산업자동화, 사무자동화 등의 분야와 가정용 전자제품 등에 매우 다양한 구조와 형태로 개발되어 광범위하게 이용되고 있으며, 근래에는 전기로 구동되는 차량에도 적용되도록 개발되고 있다.
이러한 전동기는 자기장 속에 자기장과 직각으로 도체를 배치하고, 도체에 전류를 인가하면 직각방향으로 회전자계가 발생되어 도체를 회전시키는 전자유도(Electromagnetic induction) 원리를 사용하고 있다.
이를 위해, 상기 전동기는 코어(Core)와 상기 코어에 구비되는 다수의 코일(Coil)들로 구성되어 있다. 상세히, 상기 코어는 다수의 슬롯(Slot)들과 전극(Salient pole)들이 방사상으로 형성되어 있는 다수의 규소강판(Silicon steel plate)들을 적층하여 구성하고 있으며, 코일들은 코어의 슬롯들을 통하여 전극들에 권선하고 있다.
이러한 계자는 고정자(Stator)와 이 고정자에 대하여 회전할 수 있도록 제공되는 회전자(Rotor)로 사용되고 있다. 고정자의 코일에 전류가 인가되면 고정자계가 형성되고, 회전자의 코일에 전류가 인가되면 회전자계가 형성되며, 두 자계들의 상호 작용에 의하여 회전자는 회전된다. 한편으로, 전동기의 고정자와 회전자 각각은 계자 대신에 전동기의 에너지 효율을 향상시키기 위하여 영구자석을 채택하여 사용할 수도 있다.
이와 같은 전동기에 있어서 코어와 코일들에는 전기적인 손실로 인하여 상당한 열이 필연적으로 발생되며, 이러한 열은 과열의 위험과 효율의 저하를 피할 수 있도록 제거해야만 한다. 즉, 코어와 코일들의 열은 절연 파괴를 유발하여 단락, 화재 등의 원인이 되고 있으며, 축, 베어링 등의 구성요소에 열화를 유발하여 성능을 저하시킨다. 따라서, 전동기의 신뢰성과 안전성을 보장하기 위하여 계자는 절연물질의 종류에 따라 허용 온도를 규정하고 있는 실정이다. 더욱이, 이러한 전동기가 전기 차량에 사용되는 경우에는 더욱 지속적이고 많은 발열량을 냉각시켜야 하는데, 이를 위한 냉각시스템의 개발이 요구되고 있다.
한편으로, 전동기의 냉각에는 공냉식과 유냉식이 적용되고 있다.
공랭식 전동기에는 케이스에 냉각핀을 형성하여 열을 방출하는 자연공랭식과 케이스에 공기를 블로워(Blower)의 작동에 의하여 강제로 블로잉하여 냉각하였다. 그러나, 공냉식 전동기의 경우 구조적으로 케이스에 내장되어 있는 코어, 코일들, 축, 베어링 등의 구성요소에서 발생하는 열을 직접적으로 냉각하지 못하기 때문에 냉각효율이 낮은 단점이 있다.
또한, 유냉식 전동기는 케이스의 내측에 물, 오일 등과 같은 냉매의 유체통로를 구성하고, 상기 유체통로를 따라 펌프의 작동에 의하여 냉매를 공급하여 냉각한다. 상기 유냉식 전동기는 공랭식 전동기에 비하여 냉각효율이 높은 장점이 있으나, 펌프와 유체통로를 구성하는 배관의 구조가 복잡하고, 케이스의 공간을 많이 차지하는 배관에 의하여 전동기의 소형화에 지장이 있으며, 내측에 존재하는 회전자 주위를 냉각시키기 위한 구성은 채용하기 어려운 문제를 수반하고 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하여 전기로 구동되는 차량 등에도 사용되도록 냉각성능을 현저히 개선하기 위한 복합 냉각 케이싱을 구비한 전동기를 제공하는 것을 해결과제로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 회전가능하게 축 방향을 따라 배치되는 회전자; 상기 회전자와의 사이에 회전자계를 형성하도록 전원이 공급되는 코일이 권취되어 상기 회전자의 외측에 배치되는 고정자; 및 상기 고정자를 감싸도록 구비되되, 내주 측에는 제1유체가 내부에 흐르는 냉각유로가 내측으로 돌출형성되며, 상기 냉각유로의 사이에는 제2유체가 유동되도록 간극이 형성된 복합 냉각 케이싱을 포함하여 이루어진 복합 냉각 케이싱이 구비된 전동기를 제공한다.
여기서, 상기 복합 냉각 케이싱은 상기 냉각유로가 전열면적이 확장되도록 원주방향으로 형성된 유로와 축방향으로 형성된 유로가 조합되어 돌출형성된 금속 재질의 내측 프레임과, 상기 내측 프레임의 외주에 결합되어 실링을 이루는 원통형 외측 프레임을 포함하여 이루어짐이 바람직하다.
그리고, 상기 냉각유로는 상기 복합 냉각 케이싱의 내주 측에 원주방향을 따라 지그재그 형식으로 형성되고, 상기 냉각유로의 일단부 및 타단부에는 각각 상기 제1유체의 유입구 및 유출구가 연결됨이 바람직하다.
또한, 상기 냉각유로는 상기 복합 냉각 케이싱의 내주 측에 원주방향을 따라 소정간격으로 형성된 축방향 유로와 상기 축방향 유로의 양측 단부에 연통된 원주방향 유로를 포함하여 형성되고, 일측의 원주방향 유로에는 상기 제1유체의 유입구가 형성되고, 상기 복합 냉각 케이싱의 내부를 대각방향으로 가로질러 대향되는 타측의 원주방향 유로에는 상기 제1유체의 유출구가 형성될 수도 있다.
한편, 상기 냉각유로의 돌출된 단부는 상기 고정자의 외주에 접촉되도록 배치되며, 상기 돌출형성된 냉각유로의 사이에 형성되는 간극의 상하 양단부는 각각 상기 전동자의 내부공간과 연통되고, 상기 제1유체는 물이며, 상기 제2유체는 공기인 것이 바람직하다.
본 발명의 상기의 해결 수단을 통해서 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 물을 냉각유체로 사용한 수냉 냉각효율
둘째, 구조 단순 부피 컴팩트 무게
셋째, 고정자 수냉 전도 회전자 공냉 복합 냉각
전동기 내부 부품 중 가장 많은 열을 발산하는 상기 고정자는 상기 간극을 통하여 공기의 대류 열전달 작용에 의해 1차적으로 냉각됨과 동시에, 상기 냉각유로의 돌출된 테두리와 접촉되어 전도에 의한 열전달 및 상기 냉각유로 내부를 흐르는 물과 전도 및 대류에 의한 복합적인 열전달이 효과적으로 이루어질 수 있다.
여기서, 본원발명에 의하면 보다 신속하고 많은 양의 열전달이 가능하여 전열특성이 우수한 수냉식 냉각수단이 적용됨에도 불구하고 상기 냉각유로가 케이싱의 내측에 컴팩트한 구조로서 형성될 수 있으며, 이로 인한 무게의 증가도 최소화될 수 있다.
상기 냉각유로(12)의 돌출된 원주방향 위치는 상기 고정자(20)에서 코일(22)이 권취되어 열이 많이 발산되는 보빈의 원주방향 위치에 대응되도록 배치됨이 바람직하다. 이를 통해, 전체적으로 수냉식 냉각구조를 복잡하고 큰 부피를 가지지 않도록 하면서도, 효율적인 열전도에 의한 수냉식 냉각기능이 수행됨과 아울러 공기에 의한 공냉식 냉각작용도 병행하여 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복합 냉각 케이싱이 구비된 전동기의 부분절개 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 적용되는 전동기의 회전자 구조를 나타낸 부분절개 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 적용되는 복합 냉각 케이싱의 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 적용되는 복합 냉각 케이싱의 분해 사시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합 냉각 케이싱이 구비된 전동기를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복합 냉각 케이싱이 구비된 전동기의 부분절개 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 적용되는 전동기의 회전자 구조를 나타낸 부분절개 사시도이다.
도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 복합 냉각 케이싱이 구비된 전동기는 회전자(30), 고정자(20), 그리고 복합 냉각 케이싱(30)을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 회전자(30)는 축 방향을 따라 배치되며, 전후방측에 각각 구비된 베어링(36,35)에 의하여 회전가능하게 지지된다. 상기 회전자(30)는 회전축(31)과, 상기 회전축(31)을 감싸는 회전자 철심(32)을 포함하여 이루어진다. 상기 회전자 철심(32)의 외곽측 상하단부에는 각각 요크 기능을 하는 회전자 도체(33)가 구비되어 회전자계의 효율적인 형성을 도모함이 바람직하다.
상기 회전자 철심(32)에 구비된 2차 도체에는 상기 고정자(20)의 회전자계에 의해 유도전류가 흐르게 되고, 상기 회전자(30)에서 발생된 유도전류와 상기 고정자의 회전자계의 상호 작용에 의해 원주방향으로의 회전력이 발생된다. 또한, 상기 회전자 철심(32)의 외측부에는 영구자석(미도시)이 구비될 수도 있을 뿐만 아니라, 영구자석이 구비되는 대신에 브러쉬(미도시)를 통해 별도의 전원을 인가받아 상기 고정자(20)와의 사이에서 회전자계가 형성되도록 할 수도 있을 것이다.
한편, 상기 고정자(20)는 상기 회전자(30)와의 사이에 회전자계를 형성하도록 전원이 공급되는 코일(22)이 권취되어 상기 회전자(30)의 외주를 감싸는 형상으로 배치된다. 상기 고정자(20)는 규소강판이 적층되어 형성된 고정자 철심(21)과, 상기 고정자 철심(21)의 내주에 원주방향을 따라 소정각도 간격을 두고 내측으로 돌출 형성된 복수개의 보빈(미도시)에 각각 권취된 코일(22)을 포함하여 이루어짐이 바람직하다.
이와 같이, 회전자(30)와 고정자(20)가 상호 대향하는 부분에서 회전자계가 발생되어 상기 회전자(30)가 회전되도록 하는 구성이라면, 본 발명에 따른 전동기는 유도전동기는 물론이고, 영구자석이 회전자에 구비되어 이루어진 브러쉬리스 모터(BLDC 모터) 또는 직류 브러쉬 모터 등을 포괄하는 개념으로 이해됨이 바람직하다.
또한, 상기 회전자(30)의 후단부에는 송풍팬(34)이 구비되며, 상기 회전자 철심(32)의 중앙부에는 원주방향을 따라 소정각도 간격으로 복수개의 관통유로(32a)가 형성된다. 따라서, 상기 회전자(30)가 회전되면 상기 송풍팬(34)이 함께 회전되면서 공기를 축방향을 따라 유입시키고, 상기 유입된 공기는 상기 관통유로(32a)를 통해 흐르면서 상기 회전자(30) 중앙부의 냉각작용을 수행한다. 상기 관통유로(32a)는 공기의 원활한 흐름을 원활히 하도록 적절히 변경할 수 있을 것이다.
한편, 상기 전동기의 구동시 전원이 공급되는 코일(22)이 권취되어 구비된 고정자(20)는 많은 양의 열이 발생되며, 이러한 열의 효과적인 냉각은 상기 전동기의 효율을 현저히 개선할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 전동기의 외부를 감싸도록 배치된 복합 냉각 케이싱(10)은 액체형의 제1유체와 기체형의 제2유체가 전도 및 대류에 의한 열전달로써 동시에 복합적으로 냉각작용을 수행하도록 함으로써 냉각성능을 현저히 개선할 수 있다.
상세히, 상기 복합 냉각 케이싱(10)은 상기 고정자(20)를 감싸도록 구비되되, 내주 측에는 물 내지 오일 등과 같은 액상의 제1유체가 내부에 순환되는 냉각유로(12)가 내측으로 돌출형성된다. 또한, 상기 복합 냉각 케이싱(10)의 전방 내지 후방에는 커버(4)가 구비됨이 바람직하다.
여기서, 상기 복합 냉각 케이싱(10)은 금속재질로 이루어지되, 상기 냉각유로의 돌출된 단부는 상기 고정자(20)의 외주에 직접 접촉되도록 배치됨이 바람직하다. 이를 통해, 상기 고정자(20)에서 발생되는 열은 전도에 의해 상기 냉각유로(12) 내부를 흐르는 물, 오일과 같은 액체와 열교환되어 냉각작용이 효과적으로 수행된다.
또한, 내측으로 돌출된 상기 냉각유로(12)의 사이에는 공기와 같은 제2유체가 유동되도록 간극(13)이 형성된다. 이때, 상기 제2유체는 전동기 주변의 공기로서 전술된 송풍팬(34)에 의해 송풍되는 공기로 이루어짐이 바람직하다.
이때, 상기 냉각유로(12)의 돌출된 부분은 상기 고정자(20)에서 코일(20)이 권취되도록 돌출되는 보빈(미도시)의 위치에 대응되도록 형성됨으로써, 상대적으로 열이 많이 발산되는 부분을 수냉식 냉각유로(12)와 열전도에 의해 집중적으로 냉각작용이 효과적으로 수행되도록 함이 바람직하다. 즉, 상기 냉각유로(12)의 돌출된 원주방향 위치는 상기 고정자(20)에서 코일(22)이 권취되어 열이 많이 발산되는 보빈의 원주방향 위치에 대응되도록 배치됨이 바람직하다. 이를 통해, 전체적으로 수냉식 냉각구조를 복잡하고 큰 부피를 가지지 않도록 하면서도, 효율적인 열전도에 의한 수냉식 냉각기능이 수행됨과 아울러 공기에 의한 공냉식 냉각작용도 병행하여 수행될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 적용되는 복합 냉각 케이싱의 분해 사시도이다.
도 3에서 보는 바와 같이, 상기 복합 냉각 케이싱(10)은 상기 냉각유로(12)가 전열면적이 확장되도록 원주방향으로 형성된 유로와 축방향으로 형성된 유로가 조합되어 돌출형성된 금속 재질의 내측 프레임(15)과, 상기 내측 프레임(15)의 외주에 결합되어 실링을 이루는 원통형 외측 프레임(11)을 포함하여 이루어짐이 바람직하다.
상세히, 상기 냉각유로(12)는 상기 복합 냉각 케이싱(10)의 내주 측에 원주방향을 따라 "ㄹ"자 형상과 같이 지그재그 형식으로 형성될 수 있으며, 상기 냉각유로(12)의 일단부 및 타단부에는 각각 상기 제1유체의 유입구(14a) 및 유출구(14b)가 연결됨이 바람직하다.
이때, 상기 내측 프레임(15)은 열전달을 통한 냉각효과의 증대를 위해 열전도성이 우수한 금속 재질로 이루어지되, 프레스 가공에 의해 상기 냉각유로(12)가 전동기 내측을 향하여 돌출되도록 형성됨이 바람직하다. 또한, 상기 내측 프레임(15)의 외측에는 원통형 외측 프레임(11)이 결합되되, 상기 내측 프레임(15)으로부터 돌출되지 않은 부분과 상기 외측 프레임(11)의 내주면은 압연, 접착 내지 체결 방식으로 결합되어 실링을 이루도록 한다.
따라서, 물 또는 오일과 같은 액상의 제1유체는 유입구(14a)를 통해 냉각유로(12)로 유입되어, 전동기 외주를 흐르면서 상기 고정자(20)에서 발생되는 열과 전도 및 대류에 의해 열교환함으로써 냉각작용을 수행한 후 상기 유출구(14b)를 통해 배출된다. 이렇게 배출된 제1유체는 회수조(미도시)에 회수되어 펌핑수단(미도시)에 의해 상기 유입구(14a)를 통해 재유입되어 순환되도록 함이 바람직하다. 여기서, 상기 유입구(14a)와 유출구(14b)는 냉각유로(12) 상의 인접한 영역에 배치되되 구획판(19)에 의해 구획되며, 상기 제1유체는 물로 이루어짐으로써 냉각유로(12)를 통한 수냉식 구조를 이루도록 함이 경제적인 측면에서 바람직하다.
한편, 도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 고정자(20)의 외주면을 향하여 돌출형성된 냉각유로(12)의 사이에 형성되는 간극(13)의 상하 양단부는 각각 상기 전동기의 내부공간과 연통된다.
즉, 상기 복합 냉각 케이싱(10)의 내주에서 상기 고정자(20)의 외주면과 밀착되는 부분(18)을 제외한 상기 간극(13)의 상하단부는 전동기의 내부공간과 연통되어, 전술된 송풍팬(34)에 의해 송풍되는 제2유체가 상기 간극(13)의 일단부를 통해 유입되어 유동되면서 냉각작용을 수행한 후 상기 간극(13)의 타단부를 통해 유출되도록 한다. 이때, 상기 제2유체는 전동기 내측을 유동하는 공기로 이루어짐이 바람직하다.
따라서, 전동기 내부 부품 중 가장 많은 열을 발산하는 상기 고정자(20)는 상기 간극(13)을 통하여 공기의 대류 열전달 작용에 의해 1차적으로 냉각됨과 동시에, 상기 냉각유로(12)의 내측으로 돌출된 단부측 테두리(12a)와 접촉되어 전도에 의한 열전달 및 상기 냉각유로 내부를 흐르는 물과 전도 및 대류에 의한 복합적인 열전달이 효과적으로 이루어질 수 있다.
여기서, 본원발명에 의하면 보다 신속하고 많은 양의 열전달이 가능하여 전열특성이 우수한 수냉식 냉각수단이 적용됨에도 불구하고 상기 냉각유로(12)가 케이싱(10)의 내측에 컴팩트한 구조로서 형성될 수 있으며, 무게의 증가도 최소화될 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 적용되는 복합 냉각 케이싱의 분해 사시도이다. 본 실시예에서는 상기 냉각유로의 형성구조를 제외한 기본적인 구성은 전술된 일실시예와 동일하므로 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다.
도 4에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 냉각유로(112a,112b)는 복합 냉각 케이싱(100)의 양측 단부에 원주방향을 따라 형성된 한 쌍의 원주방향 유로(112b)와, 상기 원주방향 유로(112b)의 내측에 원주방향을 따라 소정각도 간격을 가지고 축방향으로 형성된 복수개의 축방향 유로(112a)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이때, 상기 원주방향 유로(112b)와 축방향 유로(112a)는 상호 연통되어 액상의 제1유체가 일측의 원주방향 유로(112b)로 유입되면서 균일하게 축방향 유로들(112a)로 확산되어 전열면적이 확장되도록 이루어진다.
이와 같이 프레스 가공 등에 의해 내측으로 돌출형성된 냉각유로(112a,112b)의 돌출된 단부 테두리(112c)는 고정자(도 1의 20)의 외주면과 접촉되어 열전도에 의해 냉각작용이 수행되도록 한다.
여기서, 일측의 원주방향 유로에는 상기 제1유체의 유입구(114a)가 형성되고, 상기 복합 냉각 케이싱(100)의 내부를 대각방향으로 가로질러 대향되는 타측의 원주방향 유로에는 상기 제1유체의 유출구(114b)가 형성되어 상기 제1유체의 균일한 확산에 따른 효율적인 냉각작동을 촉진하도록 함이 바람직하다.
또한, 상기 전동기 내측으로 돌출형성된 축방향 유로들(112a)의 사이에 형성된 간극(113)으로는 공기 등과 같은 제2유체가 흐르면서 고정자(20) 외주면측을 냉각하도록 한다. 이때에도, 상기 간극(113) 중에서 중앙부의 상기 고정자(20)의 외주면이 밀착되는 부분을 제외한 상하단측은 전동기 내부와 연통되어 제2유체의 원활한 유동이 이루어지도록 한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형 실시는 본 발명의 범위에 속한다.
10: 복합 냉각 케이싱 11,111: 외측 프레임
12,112a,112b: 냉각유로 13,113: 간극
15,115: 내측 프레임 19: 구획판
20: 고정자 30: 회전자
31: 회전축 32: 회전자 철심
32a: 관통유로 34: 송풍팬

Claims (5)

  1. 회전가능하게 축 방향을 따라 배치되는 회전자;
    상기 회전자와의 사이에 회전자계를 형성하도록 전원이 공급되는 코일이 권취되어 상기 회전자의 외측에 배치되는 고정자; 및
    상기 고정자를 감싸도록 구비되되, 내주 측에는 제1유체가 내부에 흐르는 냉각유로가 내측으로 돌출형성되며, 상기 냉각유로의 사이에는 제2유체가 유동되도록 간극이 형성된 복합 냉각 케이싱을 포함하여 이루어진 복합 냉각 케이싱이 구비된 전동기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복합 냉각 케이싱은 상기 냉각유로가 전열면적이 확장되도록 원주방향으로 형성된 유로와 축방향으로 형성된 유로가 조합되어 돌출형성된 금속 재질의 내측 프레임과, 상기 내측 프레임의 외주에 결합되어 실링을 이루는 원통형 외측 프레임을 포함하여 이루어지는 복합 냉각 케이싱이 구비된 전동기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각유로는 상기 복합 냉각 케이싱의 내주 측에 원주방향을 따라 지그재그 형식으로 형성되고, 상기 냉각유로의 일단부 및 타단부에는 각각 상기 제1유체의 유입구 및 유출구가 연결됨을 특징으로 하는 복합 냉각 케이싱이 구비된 전동기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각유로는 상기 복합 냉각 케이싱의 내주 측에 원주방향을 따라 소정간격으로 형성된 축방향 유로와 상기 축방향 유로의 양측 단부에 연통된 원주방향 유로를 포함하여 형성되고,
    일측의 원주방향 유로에는 상기 제1유체의 유입구가 형성되고, 상기 복합 냉각 케이싱의 내부를 대각방향으로 가로질러 대향되는 타측의 원주방향 유로에는 상기 제1유체의 유출구가 형성됨을 특징으로 하는 복합 냉각 케이싱이 구비된 전동기.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 냉각유로의 돌출된 내측 단부 테두리는 상기 고정자의 외주에 접촉되도록 배치되며, 상기 돌출형성된 냉각유로의 사이에 형성되는 간극의 상하 양단부는 각각 상기 전동자의 내부공간과 연통되고,
    상기 제1유체는 물이며, 상기 제2유체는 공기인 것을 특징으로 하는 복합 냉각 케이싱이 구비된 전동기.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101395801B1 (ko) * 2012-12-27 2014-05-20 재단법인 포항산업과학연구원 모터 냉각 장치
KR20140079880A (ko) * 2012-12-17 2014-06-30 엘지이노텍 주식회사 냉각부재를 구비한 전동기
CN105827053A (zh) * 2015-01-07 2016-08-03 苏州工业园区嘉沁精密制造有限公司 电机冷却结构
CN108631492A (zh) * 2017-03-21 2018-10-09 上海骐宏电驱动科技有限公司 具有冷却功能的电机
CN112054634A (zh) * 2019-06-06 2020-12-08 Zf腓特烈斯哈芬股份公司 用于电机的冷却体
CN113826309A (zh) * 2019-03-20 2021-12-21 Lg麦格纳电子动力总成有限公司 智能型动力生成模块

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101702023B1 (ko) 2016-03-21 2017-02-03 동림산업(주) 전동기 냉각 시스템

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140079880A (ko) * 2012-12-17 2014-06-30 엘지이노텍 주식회사 냉각부재를 구비한 전동기
KR101395801B1 (ko) * 2012-12-27 2014-05-20 재단법인 포항산업과학연구원 모터 냉각 장치
CN105827053A (zh) * 2015-01-07 2016-08-03 苏州工业园区嘉沁精密制造有限公司 电机冷却结构
CN108631492A (zh) * 2017-03-21 2018-10-09 上海骐宏电驱动科技有限公司 具有冷却功能的电机
CN108631492B (zh) * 2017-03-21 2024-03-22 光陆机电有限公司 具有冷却功能的电机
CN113826309A (zh) * 2019-03-20 2021-12-21 Lg麦格纳电子动力总成有限公司 智能型动力生成模块
CN113826309B (zh) * 2019-03-20 2024-05-10 Lg麦格纳电子动力总成有限公司 智能型动力生成模块
US12074480B2 (en) 2019-03-20 2024-08-27 Lg Magna E-Powertrain Co., Ltd. Intelligent power generation module
CN112054634A (zh) * 2019-06-06 2020-12-08 Zf腓特烈斯哈芬股份公司 用于电机的冷却体

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