KR20130041186A

KR20130041186A - 전기 기기용 정렬 어댑터

Info

Publication number: KR20130041186A
Application number: KR1020137003212A
Authority: KR
Inventors: 브래들리 디 캠버린
Original assignee: 레미 테크놀러지스 엘엘씨
Priority date: 2010-07-15
Filing date: 2011-07-12
Publication date: 2013-04-24
Also published as: WO2012009303A3; WO2012009303A2; US8659197B2; DE112011102359T5; US20120013225A1; CN103004065A

Abstract

전기 기기는 적어도 하나의 정렬 부재가 마련되는 본체를 갖는 스테이터와, 이 스테이터에 대해 위치 설정되는 리졸버를 포함한다. 리졸버는 적어도 하나의 정렬 요소를 포함한다. 스테이터와 리졸버 각각을 수용하도록 정렬 어댑터가 구성된다. 정렬 어댑터는, 스테이터와 리졸버 간의 소망하는 정렬을 확립하도록 정렬 부재와 정렬 요소를 위치 설정하는 정렬 시스템을 포함한다.

Description

전기 기기용 정렬 어댑터{ELECTRIC MACHINE ALIGNMENT ADAPTER}

예시적인 실시예는 전기 기기 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전기 모터용 정렬 어댑터에 관한 것이다.

다양한 전기 기기가, 예컨대 전기 기기 내의 로터의 회전도를 판별하는 리졸버를 채용한다. 회전도는 로터의 속도 및 위치를 판별하기 위해 처리된다. 일반적으로, 리졸버는 스테이터를 포함하고, 전기 기기의 하우징부 내에 위치한다. 리졸버 스테이터는 전기 기기 내의 스테이터에 근접하게 위치 설정된다. 전체 성능을 향상시키기 위해서는 전기 기기 스테이터에 대한 리졸버 스테이터의 특정 배치를 확립하는 것이 바람직하다.

본 발명의 목적은 전기 기기 스테이터에 대한 리졸버 스테이터의 특정 배치를 확립할 수 있는 전기 기기를 제공하고자 하는 것이다.

하나 이상의 정렬 부재가 마련된 본체를 갖는 스테이터와, 이 스테이터에 대해 위치 설정되는 리졸버를 포함하는 전기 기기가 개시되어 있다. 리졸버는 하나 이상의 정렬 요소를 포함한다. 스테이터와 리졸버 각각을 수용하도록 정렬 어댑터가 구성된다. 정렬 어댑터는, 스테이터와 리졸버 간의 소망하는 정렬을 확립하도록 정렬 부재와 정렬 요소를 위치 설정하는 정렬 시스템을 포함한다.

전기 기기 내에서 리졸버와 스테이터를 정렬하는 정렬 방법도 또한 개시되어 있다. 상기 정렬 방법은 전기 기기용 정렬 어댑터에 스테이터를 삽입하는 것을 포함한다. 정렬 어댑터는 슬롯 부재 및 슬롯 요소를 포함한다. 정렬 방법은 정렬 어댑터에 스테이터를 위치 설정하는 것, 스테이터 상의 정렬 부재를 슬롯 부재와 맞추는 것(registering), 정렬 요소를 포함하는 리졸버를 정렬 어댑터에 장착하는 것, 및 스테이터에 대한 리졸버의 소망하는 정렬을 확립하기 위해 정렬 요소를 슬롯 요소와 맞추는 것을 포함한다.

본 발명에 따르면, 전기 기기 스테이터에 대한 리졸버의 특정 배치를 확립함으로써, 기기의 전체 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 예시적인 실시예에 따른 정렬 어댑터를 포함하는 전기 기기를 도시한 도면이고,
도 2는 내부에 스테이터와 리졸버가 설치된 정렬 어댑터의 상부 우측 사시도이며,
도 3은 도 2의 정렬 어댑터의 분해도이고,
도 4는 스테이터가 설치된 것을 보여주는 정렬 어댑터의 부분 사시도이며,
도 5는 리졸버가 설치되고 스테이터와 정렬된 것을 보여주는 정렬 어댑터의 부분 사시도이고,
도 6은 예시적인 실시예의 다른 양태에 따른 정렬 어댑터를 포함하는 전기 기기의 부분 단면도이다.

도면을 참고로 하는 개시된 장치 및 방법의 하나 이상의 실시예에 관한 상세한 설명은 본 명세서에서 제한이 아닌 예로써 제시된 것이다.

예시적인 실시예에 따라 구성된 전기 기기는 전체적으로 도 1에서 도면 부호 2로 지시한다. 전기 기기(2)는 하우징(4)을 포함하며, 이 하우징은 제1 대향 측벽(8) 및 제2 대향 측벽(9)과 결합되어 내부(10)를 형성하는 제1 단부벽(6)을 갖는다. 탈착형 제2 단부벽(12)이 제1 대향 측벽(8) 및 제2 대향 측벽(9)에 고정된다. 제2 단부벽(12)은, 내부(10)로 접근하도록 하는 커버로서의 역할을 한다. 전기 기기(2)는 샤프트(20)를 포함하며, 이 샤프트는 제1 단부벽(6)을 관통하여 중간부(26)를 거쳐 제2 단부(24)로 연장되는 제1 단부(22)를 갖는다. 제1 단부(22)는 제1 베어링(30)을 통해 제1 단부벽(6)에 대해 회전 가능하게 지지되고, 제2 단부(24)는 제2 베어링(32)을 통해 제2 단부벽(12)에 대해 회전 가능하게 지지된다, 제1 단부벽(6)에서 제1 단부(22) 둘레로 시일(34)이 연장된다. 시일(34)은 내부(10)에 존재하는 윤활제 및/또는 냉각제와 같은 임의의 유체를 수용하도록 마련된다. 샤프트(20)는 허브(40)를 회전 가능하게 지지하고, 따라서 로터(44)를 지지한다. 로터(44)는 하우징(4)에 대해 지지되는 스테이터(50)에 대해 회전한다. 예시적인 실시예에 따르면, 전기 기기(2)는 스테이터(50)와 리졸버(68) 간의 특정 정렬을 확립하는 정렬 어댑터(60)를 포함한다.

도 2 내지 도 5에 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이, 스테이터(50)는 복수 개의 적층체(79)로 형성된 본체 부재(78)를 포함한다. 본체 부재(78)는 제1 외측 에지부(80)와 제2 외측 에지부(81)를 포함한다. 스테이터(50)는 본체 부재(78)에 마련되는 복수 개의 권선(83)을 더 포함하며, 이들 권선은 전체적으로 도면 부호 85로 지시하는 복수 개의 단자에 커플링된다. 단자(85)의 갯수는 변할 수 있다. 본 예시적인 실시예에서, 전기 기기(2)는 3상 전기 모터 형태를 취한다. 이에 따라, 스테이터(50)에는 3개의 단자(85)가 마련된다.

예시적인 실시예에 따르면, 스테이터(50)에는 정렬 부재(87)가 마련되며(도 4), 이 정렬 부재는 아래에서 보다 충분히 설명하겠지만 정렬 어댑터(60)와 협동한다. 정렬 부재(87)는 본체 부재(78)를 구현하는 복수 개의 적층체(79) 내에 형성된 탭 부재(88)의 형태를 취한다. 도시한 예시적인 실시예에서, 스테이터(50)는 직사각형 단면을 갖도록 형성된 단일 탭 부재(88)를 포함한다. 그러나, 아래에서 보다 충분히 명백해지겠지만, 정렬 부재(87)의 특정 사이즈, 갯수 및 형상은 변할 수 있다.

다른 예시적인 실시예에 따르면, 리졸버(68)는 본체 요소(90)를 포함하며, 이 본체 요소는 제1 면(95) 및 대향 제2 면(96)을 한정하는 외경 에지(92) 및 내경 에지(93)를 갖는다. 리졸버(68)는 외경 에지(92) 근처에서 본체 요소(90)를 관통하여 연장되는 복수 개의 장착 요소(98)를 포함한다. 아래에서 보다 충분히 상술하겠지만, 장착 요소(98)는 정렬 어댑터(60)에 리졸버(68)를 부착하는 구조를 제공한다. 리졸버(68)는 또한 정렬 요소(100)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 도시한 예시적인 실시예에서, 정렬 요소(100)는 외경 에지(92)로부터 연장되는 탭 요소(104) 형태를 취한다. 도시한 바와 같이, 리졸버(68)는 직사각형 단면을 갖는 단일 탭 요소(104)를 포함한다. 그러나, 아래에서 보다 충분히 명백해지겠지만, 정렬 요소(100)의 사이즈, 갯수 및 형상은 예시적인 실시예에 따라 변할 수 있다.

또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 정렬 어댑터(60)는 외면(116)과 내경면(117)을 갖는 본체(114)를 포함하며, 이들 외면과 내경면은 개구(122)를 한정하는 제1 에지(119)와 대향 제2 에지(120)를 확립한다. 내경면(117)에는 리졸버(68) 상의 장착 요소(98)와 정렬되도록 구성 및 배치되는 복수 개의 장착 부재가 마련되며, 장착 부재들 중 하나를 도면 부호 125로 지시한다. 기계식 파스너 - 하나의 파스너를 도면 부호 127로 지시함 - 가 장착 요소(98)를 통과하고 장착 부재(125)와 맞물려, 리졸버(68)를 정렬 어댑터(60)에 고정한다. 전술한 바와 같이, 정렬 어댑터(60)는 스테이터(50)와 리졸버(68) 간의 특정 정렬을 확립한다. 이러한 방식으로, 리졸버(68)는 높은 정확도로 로터(44)의 특정 위치를 감지한다. 특정 정렬은 정렬 시스템(137)에 의해 확립된다. 도시한 예시적인 실시예에서, 정렬 시스템(137)은, 내경면(117)에 형성되고 제1 에지(119)와 제2 에지(120) 사이에서 연장되는 슬롯(140)의 형태를 취한다. 슬롯(140)은, 제3 측부 섹션(144)에 의해 결합되고 거의 직사각형의 단면을 갖도록 설정되는 제1 측부 섹션(142) 및 제2 측부 섹션(143)을 포함한다. 슬롯(140)이 다양한 다른 형태 및/또는 형상을 취할 수 있음을 이해해야 하는 것은 물론이다. 예시적인 실시예에 따르면, 슬롯(140)은 스테이터(50) 상에 형성된 탭 부재(88)와 리졸버(68)에 형성된 탭 요소(104)를 수용하도록 구성 및 배치된다. 정렬 시스템(137)은 설치되었을 때에 스테이터(50)와 리졸버(68) 간의 소망하는 정렬을 확립한다.

이제 도 6을 참고하겠으며, 도 6에서 유사한 도면 부호는 예시적인 실시예의 다른 양태에 따른 정렬 시스템(154)의 형태를 설명하는 각각의 도면에 있는 대응하는 부분을 나타낸다. 정렬 시스템(154)은 제1 슬롯부(164)와, 원주 융기벽(167)에 의해 제1 슬롯부(164)로부터 분리된 별개의 제2 슬롯부(165)를 포함한다. 제1 슬롯부(164)는 내면(117)을 따라 제1 에지(119)에서부터 연장된다. 제2 슬롯부(165)는 내면(117)을 따라 제2 에지(120)에서부터 연장된다. 도시한 예시적인 실시예에서는, 제1 슬롯부(164)가 제2 슬롯부(165)와 정렬되지만, 당업자라면 제1 슬롯부(164)과 제2 슬롯부(165) 간의 정렬이 반드시 필요한 것은 아니라는 점을 이해해야만 한다. 제1 슬롯부(164)는 리졸버(68) 상의 탭 요소(104)를 수용하는 한편, 제2 슬롯부(165)는 스테이터(50) 상의 탭 부재(88)를 수용한다. 이러한 방식으로, 정렬 시스템(154)은 스테이터(50)와 리졸버(68) 간의 소망하는 정렬을 확립한다.

이때, 예시적인 실시예는 로터의 위치를 보다 정확하게 판별하기 위해 스테이터와 리졸버 간의 소망하는 정렬을 용이하게 하도록 전기 기기에 포함되는 디바이스를 제공한다는 점을 이해해야만 한다. 전술한 바와 같이, 도시한 정렬 시스템은, 직사각형 단면을 갖고 대응하는 탭 부재 및 탭 요소를 수용하는 슬롯을 포함하는 한편, 정렬 시스템의 특정 사이즈, 갯수 및 형상은 후속하는 청구범위를 벗어나는 일 없이 변할 수 있다. 추가로, 탭 부재와 탭 요소의 특정 형태도 변할 수 있으며, 탭 부재와 탭 요소의 특정 형태는 정렬 시스템 내에서의 스테이터와 리졸버 간의 소망하는 정렬을 보장하는 구조를 포함한다는 것을 이해해야만 한다.

예시적인 실시예 또는 실시예들을 참고로 하여 본 발명을 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 범위에서 벗어나는 일 없이 다양한 변형이 이루어질 수 있고, 등가물이 그 요소를 대체할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 본 발명의 필수적인 범위에서 벗어나는 일 없이 특정 조건 또는 재료를 본 발명의 교시에 맞도록 하는 많은 수정이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 발명을 실시하도록 고려되는 최상의 모드로서 개시된 특정 실시예로 제한되는 것이 아니라, 본 발명은 청구 범의 내에 속하는 모든 실시예를 포함하는 것으로 의도된다.

Claims

전기 기기로서,
하나 이상의 정렬 부재를 갖는 본체 부재를 포함하는 스테이터;
상기 스테이터에 대해 위치 설정되고, 하나 이상의 정렬 요소를 포함하는 리졸버; 및
상기 스테이터 및 리졸버 각각을 수용하도록 구성된 정렬 어댑터
를 포함하고, 상기 정렬 어댑터는, 스테이터와 리졸버 간의 소망하는 정렬을 확립하기 위해 정렬 부재와 정렬 요소를 위치 설정하는 정렬 시스템을 포함하는 것인 전기 기기.
제1항에 있어서, 상기 정렬 어댑터는, 외면, 내면, 제1 외측 에지 및 제2 외측 에지를 갖는 본체를 포함하고, 상기 제1 외측 에지 및 제2 외측 에지 각각은 스테이터 및 리졸버를 수용하도록 구성 및 배치되는 개구를 한정하는 것인 전기 기기.
제2항에 있어서, 상기 정렬 시스템은 본체에 형성된 슬롯을 포함하는 것인 전기 기기.
제3항에 있어서, 상기 슬롯은 본체 내면의 적어도 일부를 축방향으로 가로질러 연장되는 것인 전기 기기.
제1항에 있어서, 상기 본체 부재는 제1 외측 에지부 및 제2 외측 에지부를 포함하고, 상기 정렬 부재는 제1 외측 에지와 제2 외측 에지 중 하나에서 노출되는 것인 전기 기기.
제1항에 있어서, 상기 스테이터는 복수 개의 적층체를 포함하고, 이들 복수 개의 적층체 중 적어도 일부는 정렬 부재를 한정하는 것인 전기 기기.
제6항에 있어서, 상기 정렬 부재는 복수 개의 적층체의 일부에 형성된 탭 부재를 포함하고, 이 탭 부재는 슬롯에 의해 수용되도록 구성 및 배치되는 것인 전기 기기.
제3항에 있어서, 상기 정렬 요소는 슬롯에 의해 수용되도록 구성 및 배치된 탭 요소를 포함하는 것인 전기 기기.
제3항에 있어서, 상기 슬롯은 본체의 내면을 축방향으로 가로질러 연속적으로 연장되는 것인 전기 기기.
제9항에 있어서, 상기 슬롯은 제1 외측 에지와 제2 외측 에지 중 하나에서 노출되는 것인 전기 기기.
제3항에 있어서, 상기 슬롯은 제1 슬롯부 및 제2 슬롯부를 포함하고, 상기 제1 슬롯부는 제2 슬롯부와 별개인 것인 전기 기기.
제11항에 있어서, 상기 제1 슬롯부는 제2 슬롯부와 정렬되고, 상기 제1 슬롯부는 제1 외측 에지에서 노출되며, 제2 슬롯부는 제2 외측 에지에서 노출되는 것인 전기 기기.
제12항에 있어서, 상기 제1 슬롯부는 정렬 요소를 수용하도록 구성되며, 상기 제2 슬롯부는 정렬 부재를 수용하도록 구성되는 것인 전기 기기.
제3항에 있어서, 상기 슬롯은 정렬 부재와 정렬 요소 양자 모두를 수용하도록 구성 및 배치되는 것인 전기 기기.
전기 기기 내에서 리졸버와 스테이터를 정렬시키는 정렬 방법으로서,
정렬 시스템을 포함하는, 전기 기기용 정렬 어댑터에 스테이터를 삽입하는 것;
상기 정렬 어댑터에서 스테이터를 위치 설정하는 것;
상기 스테이터 상의 정렬 부재를 정렬 시스템과 정렬시키는 것;
상기 정렬 어댑터에, 정렬 요소를 포함하는 리졸버를 장착하는 것; 및
상기 스테이터에 대한 리졸버의 소망하는 정렬을 확립하기 위해, 상기 정렬 요소를 정렬 시스템과 맞추는 것(registering)
을 포함하는 정렬 방법.
제15항에 있어서, 상기 스테이터 상의 정렬 부재를 정렬 시스템과 맞추는 것은, 스테이터 상의 탭 부재를 정렬 어댑터 상의 슬롯으로 안내하는 것을 포함하는 것인 정렬 방법.
제15항에 있어서, 상기 정렬 요소를 정렬 시스템과 맞추는 것은 리졸버 상의 탭 요소를 정렬 어댑터 상의 슬롯으로 안내하는 것을 포함하는 것인 정렬 방법.
제15항에 있어서, 상기 정렬 부재와 정렬 요소를 정렬시키는 것을 더 포함하는 정렬 방법.