KR20160042753A - 밀봉 구조를 가진 모터 코어 및 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀봉 구조를 가진 모터 코어 및 조립체를 제공하며, 그중 모터 코어의 구조는 아래와 같다. 코어의 슬롯 노치의 하부 내벽은 계단형을 나타내고, 상기 열 팽창 재료는 하층 계단의 표면에 가압적으로 접촉하며, 상기 팽창 재료의 두께는 상기 하층 계단과 상층 계단 사이의 높이 차보다 크다. 본 발명에 따른 기술 방안은, 코어의 슬롯 노치의 하부 내벽을 계단형으로 가공하고 계단 부위에 열 팽창 재료를 마련함으로써, 슬롯 웨이지와 코어의 슬롯 내벽 사이에 밀봉 구조를 형성하여, 믈기가 코어의 슬롯 내부로 유입하여 절연 구조를 파괴하는 것을 방지하고, 진공 압력에 의한 함침 이후 페인트의 유실을 방지할 수 있다.

Description

밀봉 구조를 가진 모터 코어 및 조립체{MOTOR IRON CORE WITH SEALING STRUCTURE AND COMBINATION DEVICE}

본 발명은 모터 코어에 관한 것이며, 특히 밀봉 구조를 가진 모터 코어 및 모터 코어와 슬롯 웨이지의 조립체에 관한 것이다.

1. 모터의 절연 구조 및 슬롯 웨이지 구조에 대한 설명

모터의 생산 과정에서, 고정자 또는 회전자의 코어에 슬롯을 형성하고, 슬롯 내에 코일을 배치한 후, 슬롯의 노치에 다양한 형태의 슬롯 웨이지를 장착함으로써 코일을 슬롯 내에 고정할 필요가 있다. 슬롯 웨이지를 제작하는 통상의 재료로는, 3020~3023(이 숫자는 절연 재료의 모델 번호임) 페놀 적층 판지; 참대(절연 처리를 거쳐 E 급 절연 등급에 도달한 것); 3230 페놀 적층 유리 섬유판,3231 아닐린 페놀 적층 유리 섬유판(절연 처리를 거쳐 B급 절연 등급에 도달한 것); 3240 에폭시 페놀 적층 유리 섬유판(절연 처리를 거쳐 B급, F급 절연 등급에 도달한 것); 3250 실리콘 유기 에폭시 유리 섬유판 및 폴리디페닐에테르 적층 유리 섬유판이 있다. 모터는 발전 장비로서, 권선 코일 및 주변 구조를 잘 절연해야 한다. 종래 기술에 따른 코어 슬롯의 절연 구조는 도 1 내지 도 3과 같으며, 그중에는 슬롯 웨이지의 몇가지 통상의 형태도 표시되었다. 모터의 권선 슬롯의 절연 구조는 주로 슬롯 웨이지(1), 슬롯 절연부(2), 턴간 절연부(3), 층간 절연부(4), 보호 절연부(5), 대지 절연부(6), 슬롯 바닥의 패킹 스트립(7)을 포함한다. 여기서, 슬롯 절연부(2)는 일반적으로 복합 재료(DMDM(하나의 폴리에스테르 박막) 또는 DMD(하나의 폴리에스테르 섬유))를 이용한다. 여기서, 도 1에서 슬롯 웨이지(1)의 단면 형상은 부채형이고, 도 3에서 슬롯 웨이지(1)의 단면 형상은 육각형,도 5에서 슬롯 웨이지(1)의 단면 형상은 사다리꼴이다. 도 2, 도 4, 도 6은 각각 도 1, 도 3, 도 5의 부분 확대도이며, 상기 몇가지 "슬롯 웨이지(1)"와 코어 슬롯의 내벽 사이의 접촉 상황을 보여준다. 도면으로부터 볼 수 있듯이, "슬롯 웨이지(1)"와 코어의 슬롯 내벽 사이에는 공극이 존재한다.

2. 페인트 함침에 의한 절연 처리 기술에 대한 설명 및 존재하는 단점

모터의 생산 과정에서 권선 자체도 철저한 절연 처리를 거침으로써, 기계적, 전기적 및 기타 보호 성능을 향상해야 한다. 페인트 함침 처리는 모터 제조에서 매우 핵심적인 공정이다. 페인트 함침 처리란, 절연 페인트를 이용하여 내층을 함침 및 충진하고, 표면을 피복하는 처리 공정이다. 권선의 절연 처리 목적은 아래와 같다. 1) 내습성을 향상. 절연부는 조습한 공기 속에서 다양한 정도로 습기를 흡수하여 절연 성능의 열화를 일으킨다. 절연부는 페인트 함침 및 건조 경화를 거친 후, 미세 구멍에 채워져 표면에 매끄럽고 치밀한 페인트 막을 형성하여, 습기와 기타 매질의 침입에 대한 저지 능력을 향상할 수 있다. 2) 노화 정도를 경감하여 열 전도 성능과 방열 효과를 향상한다. 따라서, 노화 과정을 지연시킴으로써, 절연 구조의 사용 수명을 연장할 수 있다. 절연 페인트의 열 전도율은 대략 공기의 5배이며, 페인트를 이용하여 에어갭을 충진하면 절연 구조의 열 전도 성능을 향상하고 방열 효과를 향상할 수 있다. 3) 전기적 성능과 기계적 성능을 향상한다. 절연 페인트의 절연 강도와 기타 전기적 성능은 공기보다 훨씬 높다. 절연 처리를 거치면 권선은 접착되어 일체를 이루며, 권선의 전기적 성능을 향상할 뿐만 아니라, 전자기력, 진동 및 냉열 신축에 따른 절연 구조의 느슨함과 마모를 피할 수 있다. 4) 화학적 안정성을 향상한다. 절연 처리를 거친 후, 페인트 막은 절연 재료가 유해한 화학적 매질과 접촉하여 절연 성능에 손상을 주는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 진공 가압에 의한 페인트 함침 공정에는 많은 내재적 모순이 존재한다. 페인트의 점도와 그 용매량은 서로 관련되며, 용매가 많고 고형분이 적을수록 페인트의 점도가 더 낮다. 저 점도의 페인트를 사용하면, 비록 페인트의 침투 능력이 강하여 권선의 각 공극 내로 충분하게 침투할 수 있으나, 페인트 베이스의 함량이 적으므로, 용매가 휘발한 후 남겨지는 공극이 많아 습기 방지 능력, 열 전도 능력, 기계적 강도 및 절연 강도가 모두 영향을 받는다. 사용되는 페인트의 점도가 너무 높으면 페인트는 권선 내부로 침투하기 어려워, 완전히 침투하지 못하는 현상이 발생하며, 습기 방지 능력, 열 전도 능력, 기계적 강도 및 전기적 강도가 요구에 도달할 수 없는 것은 마찬가지이다.

현재, 중국 국내의 모터 공장에서 생산하는 모터는 일반적으로 2차 페인트 함침을 이용한다. 이용되는 공정은 열 침윤 공정이며, 건조 횟수는 2회이다. 페인트 함침 과정은, 예비 건조, 1차 페인트 함침, 페인트 드롭, 1차 건조, 2차 페인트 함침, 페인트 드롭, 2차 건조로 구성된다. 1차 페인트 함침 시에는 페인트가 권선 내부로 충분하게 충진되도록 페인트 함침 시간은 어느 정도 길어야 한다. 2차 페인트 함침은 주로 표면에 페인트 막을 형성하기 위한 것이므로 너무 긴 시간이 필요하지 않다. 다른 측면에서 보면, 2차 페인트 함침 시간이 너무 길면 오히려 1차 페인트 함침에 따른 페인트 막이 손상될 수 있으며 바람직한 페인트 함침 효과를 얻을 수 없다. 2회에 걸친 페인트 드롭 과정에서 시간 척도에 모순이 존재한다. 페인트의 유실량에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 2차 페인트 함침에 따른, 코어의 내외측 원주 표면의 페인트 묻힘량에 영향을 미친다. 페인트 묻힘량이 작으면 페인트를 긁어낼 필요가 없으나, 페인트가 유실되면 자연히 슬롯 내 절연부 사이에 공극이 존재하여, 물이 들어가고, 습기가 흡입되어 절연 구조에 손상을 입히는 폐해가 잠재할 수 있다.

종래 기술에 따른 슬롯 웨이지 구조는 효과적인 밀봉 조치를 취하지 않아, 비록 페인트 유입에 유리하더라도 페인트 드롭 시 페인트 유실을 방지할 수 없다.

3. 종래의 슬롯 웨이지와 슬롯 절연부의 다공성 매질의 습열 팽창에 따른 절연 불량

종래의 슬롯 웨이지에 이용되는 복합 재료는 섬유와 매트릭스로 구성된다. 섬유와 매트릭스의 열 팽창 성능이 서로 다르므로, 일방향 섬유에 의해 보강된 복합 재료는 열 팽창 성능 면에서도 이방성을 가진다(역학적 성능이 이방성이다). 또한, 수지 매트릭스는 일반적으로 습도 환경에서 쉽게 습기를 흡수하지만, 섬유는 일반적으로 흡습성이 떨어진다. 복합 재료가 습기를 흡수하면 변형이 발생하며, 섬유와 매트릭스의 흡습성이 서로 다르므로 복합 재료의 습도 변형도 이방성을 가진다.

섬유의 파괴 변형이 매트릭스의 파괴 변형보다 크므로, 매트릭스 재료가 갈라지면 섬유는 계속 길어진다. 동시에 매트릭스가 갈라지면 매트릭스가 언로딩되며 매트릭스의 변형이 작다. 그러면, 섬유와 매트릭스 사이는 전단 응력이 크게 증가하여 계면이 탈착되어(debonding) 종래의 슬롯 웨이지와 코어 노치의 실리콘 강판이 박리된다. 물과 습기는 박리된 틈새를 따라 슬롯 내로 유입한다.

슬롯 절연부의 다공성 매질 재료는 복합시 고온 경화 처리를 진행해야 하므로, 풍력 발전기 세트는 저온시 잔류 응력이 존재한다. 재료가 전체적 구속 또는 부분적 구속을 받거나, 또는 불균일하게 가열 또는 강온될 경우, 재료는 자유롭게 팽창 또는 수축을 할 수 없거나 또는 불완전하게 하여, 재료에는 열응력이 발생하게 된다. 재료가 습기를 흡수하거나 또는 열을 받아 습기가 제거된 후에도 습도 응력, 즉 복합 재료의 습열 효과가 발생하게 된다.

4. 종래의 슬롯 웨이지의 단점 분석

상기 1 내지 3의 관련 내용으로부터 볼 수 있듯이, 페인트 함침 처리 공정, 조습한 환경에서의 물리 화학적 반응 및 종래의 슬롯 웨이지 자체의 구조적 특성은 모두 모터의 슬롯 부분의 절연 구조에 대해 매우 큰 영향을 미친다. 종래의 슬롯 웨이지 구조의 단점은 주로 아래 몇가지 면에 존재한다.

1) 진공 가열에 의한 페인트 함침 공정에서 표현된 내재적 모순은 이미 종래의 슬롯 웨이지 구조는 비록 페인트의 유입에 유리하나 1차 함침 이후 페인트 드롭시 페인트가 종래의 슬롯 웨이지를 따라 유실되는 것을 차단할 수 없다.

2) 종래 기술은 슬롯 웨이지를 이용하여 슬롯 내의 코일을 고정할 때, 코어 노치의 투스 적층판과 슬롯 웨이지가 서로 다른 재질로서 탄성계수에 매우 큰 차이가 있다. 종래의 슬롯 웨이지의 자유단과 코어 노치의 투스 적층판 사이는 절연 페인트(또는 접착제)에 의해 형성된 접착층 계면에는 "박리" 현상이 발생하여, 습기와 물은 자연히 슬롯 내로 유입하여 절연을 파괴하며, 나아가 손상된 매질(액체상)이 유실되는 현상이 발생할 수 있다.

3) 종래 기술에는 슬롯 웨이지의 투자 작용을 발휘하기 위해 투자 재료를 이용하여 슬롯 웨이지를 제작한 것도 있다. 투자형 슬롯 웨이지에 의해 종래의 슬롯 웨이지의 투자 능력이 증대하여 슬롯 내의 투자를 균일화하여 모터의 소모를 저감시키고 모터의 효율을 향상한다. 그러나, 이러한 기술은 슬롯 웨이지와 코어 슬롯 사이의 접착층 계면이 견고해지도록 확보할 수 없으며, 습기와 물이 접착층의 갈라진 틈새를 따라 슬롯 내로 자연히 유입하여 절연을 파괴하는 것을 저지할 수 없다. 그리고 이러한 기술은 자연 환경에서의 풍력 발전기에 이용되며, 투자형 슬롯 웨이지 재료의 표면 주변에는 대량의 솜모양 침전물, 강자성 물질이 형성되며, 나아가 에어갭을 막거나, 고정자와 회전자 사이의 절연을 파괴한다.

본 발명의 실시예는, 슬롯 웨이지와 코어의 슬롯 내벽 사이에 밀봉 구조를 형성하여, 물기가 코어의 슬롯 내부로 유입하여 절연 구조를 파괴하는 것을 방지하고, 진공 압력에 의한 함침 이후 페인트의 유실을 방지하는, 밀봉 구조를 가진 모터 코어 및 모터 코어와 슬롯 웨이지의 조립체를 제공한다.

상기 목적을 이루기 위해, 본 발명의 실시예는, 코어의 슬롯 노치의 하부 내벽이 계단형을 나타내며, 상기 열 팽창 재료가 하층 계단의 표면에 접촉하고, 상기 팽창 재료의 두께가 상기 하층 계단과 상층 계단 사이의 높이 차보다 큰, 밀봉 구조를 가진 모터 코어를 제공한다.

본 발명의 실시예는 또한 모터의 슬롯 웨이지와 상기 모터 코어를 포함한, 밀봉 구조를 가진 모터 코어와 슬롯 웨이지의 조립체를 제공한다.

본 발명의 기술 방안은, 코어의 슬롯 노치의 하부 내벽을 계단형으로 가공하고 계단 부위에 열 팽창 재료를 마련함으로써, 슬롯 웨이지와 코어의 슬롯 내벽 사이에 밀봉 구조를 형성하여, 물기가 코어의 슬롯 내부로 유입하여 절연 구조를 파괴하는 것을 방지하고, 진공 압력에 의한 함침 이후 페인트의 유실을 방지할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 코어 슬롯의 첫번째 절연 구조이다.
도 2는 도 1의 슬롯 웨이지 부분의 부분 확대도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 코어 슬롯의 두번째 절연 구조이다.
도 4는 도 3의 슬롯 웨이지 부분의 부분 확대도이다.
도 5는 종래 기술에 따른 코어 슬롯의 세번째 절연 구조이다.
도 6은 도 5의 슬롯 웨이지 부분의 부분 확대도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 도 1을 토대로 개량한 방안의 첫번째 구조 개략도이다(재료 팽창 전).
도 8은 본 발명의 실시예에 따른, 도 1을 토대로 개량한 방안의 첫번째 구조 개략도이다(재료 팽창 후).
도 9는 본 발명의 실시예에 따른, 도 1을 토대로 개량한 방안의 두번째 구조 개략도이다(재료 팽창 전).
도 10은 본 발명의 실시예에 따른, 도 1을 토대로 개량한 방안의 두번째 구조 개략도이다(재료 팽창 후).
도 11은 본 발명의 실시예에 따른, 도 3을 토대로 개량한 방안의 첫번째 구조 개략도이다(재료 팽창 전).
도 12는 본 발명의 실시예에 따른, 도 3을 토대로 개량한 방안의 첫번째 구조 개략도이다(재료 팽창 후).
도 13은 본 발명의 실시예에 따른, 도 3을 토대로 개량한 방안의 두번째 구조 개략도이다(재료 팽창 전).
도 14는 본 발명의 실시예에 따른, 도 3을 토대로 개량한 방안의 두번째 구조 개략도이다(재료 팽창 후).
도 15는 본 발명의 실시예에 따른, 도 3을 토대로 개량한 방안의 세번째 구조 개략도이다(재료 팽창 전).
도 16은 본 발명의 실시예에 따른, 도 3을 토대로 개량한 방안의 세번째 구조 개략도이다(재료 팽창 후).
도 17은 본 발명의 실시예에 따른, 도 3을 토대로 개량한 방안의 네번째 구조 개략도이다(재료 팽창 전).
도 18은 본 발명의 실시예에 따른, 도 3을 토대로 개량한 방안의 네번째 구조 개략도이다(재료 팽창 후).
도 19는 본 발명의 실시예에 따른, 도 3을 토대로 개량한 방안의 다섯번째 구조 개략도이다(재료 팽창 전).
도 20은 본 발명의 실시예에 따른, 도 3을 토대로 개량한 방안의 다섯번째 구조 개략도이다(재료 팽창 후).
도 21은 본 발명의 실시예에 따른, 도 5에 기반한 개량 방안의 첫번째 구조 개략도이다(재료 팽창 전).
도 22는 본 발명의 실시예에 따른, 도 5에 기반한 개량 방안의 첫번째 구조 개략도이다(재료 팽창 후).
도 23은 본 발명의 실시예에 따른, 도 5에 기반한 개량 방안의 두번째 구조 개략도이다(재료 팽창 전).
도 24는 본 발명의 실시예에 따른, 도 5에 기반한 개량 방안의 두번째 구조 개략도이다(재료 팽창 후).
도 25는 본 발명의 실시예에 따른, 도 5에 기반한 개량 방안의 세번째 구조 개략도이다(재료 팽창 전).
도 26은 본 발명의 실시예에 따른, 도 5에 기반한 개량 방안의 세번째 구조 개략도이다(재료 팽창 후).
도 27은 본 발명의 실시예에 따른, 도 5에 기반한 개량 방안의 네번째 구조 개략도이다(재료 팽창 전).
도 28은 본 발명의 실시예에 따른, 도 5에 기반한 개량 방안의 네번째 구조 개략도이다(재료 팽창 후).
도 29는 본 발명의 실시예에 따른, 도 5에 기반한 개량 방안의 다섯번째 구조 개략도이다(재료 팽창 전).
도 30은 본 발명의 실시예에 따른, 도 5에 기반한 개량 방안의 다섯번째 구조 개략도이다(재료 팽창 후).
도 31은 본 발명의 실시예에 따른, 도 5에 기반한 개량 방안의 여섯번째 구조 개략도이다(재료 팽창 전).
도 32는 본 발명의 실시예에 따른, 도 5에 기반한 개량 방안의 여섯번째 구조 개략도이다(재료 팽창 후).
도 33은 본 발명의 실시예에 따른, 도 5에 기반한 개량 방안의 일곱번째 구조 개략도이다(재료 팽창 전).
도 34는 본 발명의 실시예에 따른, 도 5에 기반한 개량 방안의 일곱번째 구조 개략도이다(재료 팽창 후).

발명자는 조습한 환경에서 모터의 슬롯 절연부의 절연 재료가 파괴되어 기능을 상실하는 메커니즘에 대해 심입된 연구와 분석을 진행하였다. 구체적으로, 발명자는 풍력 발전기의 모터 고정자의 진공 페인트 함침 과정, 풍력 발전기의 작동 사용 과정, 기기의 정지 과정, 기후 및 계절의 교체시 모터 재료가 위치한 다양한 환경 등의 요소에 대해 심입된 연구를 진행하였다. 여기서, 모터의 고정자 및 회전자의 고체 골격 적층판 사이, 도선과 다층 절연 재료(고분자 재료를 이용), 슬롯 내 절연부 사이 등은 "다공성 재료"의 속성 범주에 해당된다. 이러한 다공성 재료는 아래와 같은 물리적 현상과 관련된다. 즉, 고정자와 회전자 재료 중 다공성 매질 내부의 열전도, 공극 간 기체, 액체 침투류의 열 대류, 액상 물의 증발과 기상 수증기의 응결 간의 상변화로 인한 열전도; 고정자 및 회전자 내부의 다공성 매질(재료)과 환경 간의 물, 수증기 및 공기(소금 안개를 포함)의 질량 확산에 따른 물질 이동 범주; 도선에 의해 열이 발생하고 고정자 내부 재료 사이 기체(수증기와 건조 공기)의 상태 변화를 일으킴(상변화：액상 물의 증발 또는 수증기의 응결); 재료가 가열되는 과정에서, 그 속의 수증기 질량은 상변화로 인해 변하며, 이로 인해 재료 간, 다공성 매질 재료 내부의 수증기 밀도 분포가 변하여 수증기 밀도 구배(즉 확산 구동력)를 형성; 내부 함수율의 변화와 환경의 상대 습도가 서로 평형을 이룸(모터 외측의 조습한 공기의 습도와 에어갭 내부, 다공성 매질 재료 내부의 조습한 공기 습도의 크기는 내외 양측의 수증기의 물질 이동, 즉 수증기의 이동 방향을 결정한다).

시험으로 증명된, 다공성 매질(재료)의 가열시 법칙에 따르면, 계절과 기후 요소의 온도, 습도 변화는 바로 절연부의 저항값 변화를 야기한다. 또한, 시험 자료 증거 화상과 데이터에 따르면, 권선 온도의 상승 법칙은 코어의 적층판 사이의 자연풍(natural wind)에 의한 냉각측 원단(far-end)의 온도 상황을 반영하지 못하며, 다공성 재료 내부에 열이 발생한 후 에어갭의 기압 변화는 신속한 상승을 보여준다. 그러나 내부 각 부위의 누설 경로가 일치하지 않아 압력 강하 속도가 일치하지 않는 상황이 발생하게 된다. 특히 중요한 것은, 재료 내부의 적층판 사이, 도선과 다층 (고분자)절연 재료, 슬롯 내 절연 사이에 있어서, 수증기의 개입을 위해 제공할 수 있는 자체 공극과 공극률은 상기 메커니즘이 존재하는 전제 조건이다.

종래의 화력 발전기, 수력 발전기의 절연 체계 표준은 50HZ의 출력 주파수를 토대로 형성된 것이다. 풍력 발전기의 고정자의 전기 에너지의 출력은 컨버터를 거쳐 능동적으로 정류된다. 표면적으로 보면 고조파가 고정자의 코일에 주입되고,도선의 고조파 성분은 고조파내 열원으로서 열발생 속도는 고조파 주파수의 4제곱이며, 이 열원의 열발생 속도는 출력 주파수 열원의 열발생 속도보다 훨씬 빠르다. 그러나 강자기장에서의 고분자 절연 재료의 열팽창·수축 시험을 통해 확인한 속도는 상기와는 다르다. 그 이유는 재료가 습기를 머금은 후 다시 열을 받는 경우의 팽창계수에 변화가 발생하며, 이 또한 절연 체계내 절연 재료의 습기에 의한 팽창 특성을 확인할 것을 일깨운다. 또한, 여러번 습열 팽창한 후 물에 대한 침윤 함침 특성도 변하게 된다. 동시에, 습기를 머금은 후 및 습기를 머금은 후 열을 받으면 그 내부에 다양한 "기포"가 발생하게 되며, 기포 또한 부분 방전이 쉽게 발생하는 부위이다. 고체 전해질의 컨덕턴스는 구성과 관련되며, 다공성 재료의 컨덕턴스는 대기의 습도 증가에 따라 급격히 증가한다. 그 이유는 모세관 작용으로 인해 흡입/토출되는 공기 속의 수분이 오염된 이물질에 연결되어 표면저항과 부피저항이 감소하기 때문이다(수분의 침투로 야기됨). 따라서 다공성 재료에 대해서는 습도의 영향이 특히 뚜렷하다. 한편,제조시 함침 불량 또는 작동시 열팽창·수축 및 진동은 모두 절연 재료 사이에 에어갭을 형성할 수 있다. 부분 방전에 의해 발생되는 "핀홀"은 에어갭의 부피를 팽창시킬 수 있고, 나아가 재료가 갈라지고, 층간 분리되어 "다공성 구조"를 형성하도록 할 수 있다. 따라서, 수분은 그 자체가 절연 재료의 컨덕턴스를 증가시킬 뿐만 아니라, 절연 재료 내부의 알칼리성, 산성 물질을 가수 분해하여 컨덕턴스가 더 증가하도록 한다. 한편, 절연 표면에 수막이 형성되면 표면의 누설 컨덕턴스도 크게 증가한다.

한편, 모터 코어의 적층판 사이의 표면 장력의 작용은 코어 슬롯 내의 액체 박막이 서로 인접한 층간 벽면을 따라 유동하여 코어의 지지대와 연통하도록 할 수 있다. 액체가 슬롯 내로부터 코어의 적층판 간극을 따라 360도 구심 방향 또는 방사 방향으로 침투되는 모델은 코어의 적층판 간극 구조와 대응된다(《다공성 매질 속의 침투류 물리(多孔介質中的渗流物理)》를 참고. 저자: A.E.Scheidegger, 역자: 왕 훙쉰(王鴻勛) 등, 석유공업출판사(石油工業出版社) 출판 시간: 1982). 침투류 역학의 기본 법칙 "Darcy's law"에 의한 분석에 따르면, 수분은 코어의 적층판 간극에 더 쉽게 침윤되어 공기를 외부로 밀어내므로("변위(displacement) 이론"라고 함), 모터 내부의 권선에 대한 드라잉 가열 온도가 100℃보다 높을 경우, 내부에 대량의 기화 물질이 발생하여 절연 재료에 대한 파열성 파괴를 초래하지 않도록 제어해야 함을 알 수 있다. 상기 내용은 《다공성 재료의 열 전도 매질 및 그 수치 분석(多孔材料傳熱傳質及其數値分析)》(저자: 위 창밍(兪昌銘), 출판사: 칭화대학출판사(淸華大學出版社), 출판 시간: 2011.6.1) 저작물에도 어느 정도 구현되어 있다. 이 저작물에는, 다공성 매질 내부의 온도가 천천히 상승하는 전체적 법칙과; 기체 압력의 반응이 시간에 대해 먼저 급속히 상승한 후 천천히 하강한다는 내용과; 기체 압력의 상승은 "현지"(재료 자체의 온도 및 환경 온도 등의 요소) 온도의 상승으로 인해 초래되며, 기체 압력의 하강은 기체가 재료 내부에서 유동함으로써 초래된다는 내용이 안내되어 있다.

풍력 발전기 또는 해상 유전 작업용 모터의 작동 환경은 절연 시스템 및 그 재료에 대해 특별한 요구를 한다. 모터의 권선은 컨버터와 일체로 구성되며, PWM(펄스 폭 변조) 사각파 펄스 주파수는 4~20KHz에 달할 수 있으며, 고주파 작용은, 유전 손실, 부분 방전, 공간 전하로 인한 절연부의 노화 작용이 가중해 지도록 하여 절연부의 때이른 기능 상실을 초래한다. 모터의 생산 과정에서, 선진적인 함침 공정, 예를 들어 진공 압력 함침(VPI) 등을 이용하나, 전자기선 절연 경계부에서 여전히 "기포" 또는 "에어갭"이 불가피하게 발생한다. 전계 강도의 측면에서 볼 때, 기포 속에서 전계 강도는 주변 매질 속에서보다 훨씬 높고, 기체의 절연 파괴 전계 강도는 액체 또는 고체보다 훨씬 낮으므로, 기포 속에서 먼저 매우 쉽게 방전이 발생한다. 방전은 고분자 구조를 파괴하고 열분해, 부분적 용융 및 화학적 분해를 일으켜, H(수소)와 O(산소)를 발생시키고, 절연 재료를 부식시켜 "미세 홀"을 형성한다. 열 노화는 냉열 순환에 의해 절연 재료의 "층 분리(bed separation)", "균열", 변형을 야기한다. 기계적 노화는 열 응력, 작동 시의 진동, 열 순환 등 원인에 의해 발생하며, 절연 구조의 피로, 크랙, 느슨함, 마모 등으로 표현된다. 풍력장에서의 고정자 권선의 전자기 진동은 슬롯, 노치 및 단부의 중요한 절연 부분이, 교대로 변화하는 기계적 부하를 지속적으로 감당하도록 하여 절연부의 부분적 불량 또는 "층 분리"를 초래한다. 환경 요소로 인한 노화는 주로 먼지, 기름때, 염분 및 기타 부식성 물질로 인한 절연부의 오염과 침식으로 표현되며, 또한 야외에서 작동하는 기기 세트가 장기간 비를 맞아 절연부가 습기를 머금거나 또는 냉각 이후 표면에 이슬이 맺히는 것으로 표현된다. 산, 알칼리, 수분의 작용으로 인해, 절연층이 "물에 젖어 팽창"하거나 "팽윤"되어 노화를 일으킴과 동시에, 수분은 열 순환 과정에서 기화, 응결되어 더욱 큰 "공극"을 형성한다. 노화는, 습기를 흡수, 변질, 오염에 의한 손상으로 인해 절연부의 저항이 저감되고, 누설 전류가 증가하며 유전 손실이 증가하는 것으로 발현되며, 또한 절연층의 셀링(shelling), 박리, 균열로 인해 부분 방전량이 증가하는 것으로 발현된다. 그 결과는 모두 절연부의 전기적 성능 및 기계적 성능의 열화와, 잔여 내전압 수준 및 수명의 저감을 야기하며, 결국은 절연부의 파괴를 야기한다.

이하, 슬롯 절연부 재료 중 다공성 매질 재료의 동결 과정에 대한 연구 결과를 보여준다. 다공성 매질의 구멍 속의 응집 물질은 큰 공간에 위치하는 동종의 물질과 다르며 서로 다른 물성을 나타내며, 다공성 매질 속에서의 녹는점은 큰 공간에서와는 서로 다르다. 모터의 강자기장 작용으로 인해, 모터의 에어갭에 들어간 물이 자화되면, 물 분자 자체의 결합 상태도 긴 사슬로부터 짧은 사슬로 변함으로써 견고한 코어 적층판의 미세 틈새로 물이 쉽게 들어 간다. 또한, 적층판 사이의 모세 현상을 촉진하여, 진공 압력에 의한 페인트 함침 후의 다공성 절연 재료 속으로 물이 더 쉽게 침투하여, 코어 적층판이 녹쓴 후의 형태에 변화를 발생시켜 느슨하고도 물에 흘러간 찌꺼기 모양의 물질로 변하도록 한다.

또한, 발명자는 국가중점기초연구발전계획 지원 프로젝트의 관련 내용도 열람하였다. 국가나노센터에서 광학 비디오 접촉각 측정기를 이용하여 서로 다른 고체 표면에서의 자화수의 접촉각을 측정하여, 물 분자의 응집과 표면 장력의 변화 상황을 검토했다. 물이 정자기장 작용을 거쳐(영구자석 풍력 발전기가 작동을 멈출 때 존재하는 정자기장의, 에어갭에 유입되어 존재하는 물에 대한 작용), 친수성이 매우 강한 운모 재료(전기 절연 재료)의 표면에서 물은 완전히 퍼져 접촉각은 거의 0과 같으며, 구리 재료(도선)의 표면에서 더 쉽게 침윤된다. 자외선 흡수시 스펙트럼 라인 강도는 파장이 감소함에 따라 그 지수가 증가하며 이는 자화수에 수소 결합 체인과 같은 클러스터 구조가 대량 존재함을 나타낸다. 중적외선 영역의 적외선 흡수 스펙트럼은 6개 흡수 피크가 존재하며, 온도와 자기장이 변할 때 상기 6개 흡수 피크는 항상 존재하며 순수의 경우와 일치하다. 즉 자화수의 6개 흡수 피크의 특성은 자기장과 온도의 변화에 따라 변하지 않으며, 이는 상기 6개 피크 값이 물의 고유 특성을 표시함을 나타낸다. 근적외선 영역의 적외선 흡수 스펙트럼에서 많은 새로운 피크 및 피크의 주파수 이동을 발견했으며, 강자기장 처리를 거친 물은 뚜렷한 포화 효과와 기억 효과를 가진다. 이는 자기장 작용을 확실히 구비한 레이크(子)(자성 유닛)가 존재함을 나타내나, 이들은 유한한 것이며 외부 요소에 따라 변하지 않는다. 모터 내부에서 전자기장이 작용할 때, 이들은 상호 작용을 통해 상자기 특성을 나타낸다. 50~90℃의 범위 내에서 다수의 피크가 나타날 뿐만 아니라 피크의 주파수와 강도는 변하며, 온도에 상승 및 하강 변화가 있을 때 비가역성 과정 등의 특별한 효과를 나타낸다. 이는 물 속에 대량의 클러스터 구조가 존재함을 또다시 나타낸다. 영구 자석 모터가 작동을 멈출 때 정자기장 작용 속에서 물의 점도, 전기 전도율 및 접촉각의 변화를 시험했다. 시험 결과에 따르면, 정자기장 작용 속에서, 물의 점도는 자기장의 작용 시간이 길어짐에 따라 저감된다. 동시에 자기장 강도가 클 수록 점도는 더 빨리 저감된다. 물의 전기 전도율은 자기장의 작용 시간이 증가함에 따라 증가하며, 구리 재료 표면에서의 물의 접촉각은 약 0.4°감소하였다. 물은 흑연과 구리 두 가지 재료 표면에 더 쉽게 침윤되며, 그 근본적인 원인은, 물이 자기장 처리를 거친 후 분자간 결합과 응집 상태의 변화 및 극성 증가로 인해 그 표면 장력이 작아지기 때문이다.

부분 노화의 또 다른 주된 원인은 아래와 같다. 즉 부분 노화는, 상술한 바와 같이 고분자 절연 재료가 조습한 진동 환경에서 모터의 다공성 재료 내부에서 침투류가 발생하여 절연에 손상을 입히는 메커니즘과; 영구 자석 모터의 고정자 권선의 절연 재료가 열 팽창 변형 및 진동 작용에 의해 서로 다른 위치에서 서로 다른 응력 작용을 받으며, 어느 한 위치(예를 들어 만곡된 부분)에서 재료의 기계적 응력이 화학적 결합의 강도를 초과할 경우, 화학적 결합이 끊어져(예를 들어 권선 노즈부(nose portion of a coil)의 만곡된 부분의 재료가 파열되는 상황) 폴리머(절연 재료) 표면과 내부의 부분 방전을 초래하는 것에 의해 기인된다. 전계 작용으로 인해, 폴리머에 존재하는 수분이 방전 수성 수지(放電水樹脂)를 발생시킨다. 수성 수지(水樹脂)는 초기에는 공극과 이물질에 존재하며, 수성 수지의 발생과 성장은 몇달 내지 몇년 시간이 필요하며, 수성 수지의 성장은 주파수의 증가에 따라 가속화된다(직류 전압에서는 수성 수지가 발생하지 않는다).

이상은 모터의 슬롯 절연부의 절연 재료의 파괴 및 기능 상실 메커니즘에 대한 발명자의 연구 및 분석이다. 상기 연구 및 분석 결과를 토대로 발명자는 본 발명의 기술 방안을 제시하였다. 이하, 구체적인 실시형태를 통해, 본 발명의 기술 방안을 더 상세히 설명하기로 한다. 발명자는 상기 종래 기술 및 관련 이론 지식에 대해 심입된 연구를 진행하여, 슬롯 웨이지의 새로운 기능을 개발하고, 모터의 슬롯 내 절연을 보호하는 "현관"으로서의 슬롯 웨이지에 입각하여, 모터의 슬롯 내 절연 보호를 탐구하고, 물과 습기의 유입을 저지하기 위해 새로운 보호 구조를 제시하였다.

설명에 편리하도록, 도 1(기타 도면에서 슬롯 웨이지의 각 방향에서의 정의는 서로 같다)을 예로 들어, 도 1의 좌우 방향을 슬롯 웨이지의 폭 방향으로 정의하고, 도 1의 상하 방향을 슬롯 웨이지의 두께 방향으로 정의하며, 도 1의 용지 면에 수직인 방향을 슬롯 웨이지의 길이 방향으로 정의한다.

실시예 1

본 발명의 실시예는 종래 기술의 슬롯 웨이지를 개량하였으며, 종래의 슬롯 웨이지를 토대로 밀봉 구조를 추가하여 밀봉 구조를 가진 모터의 슬롯 웨이지를 제시하였다. 슬롯 웨이지의 외벽에는 오목 홈이 형성되고, 오목 홈에는 열 팽창 재료가 마련되며, 열 팽창 재료는 열을 받아 팽창한 후 코어의 슬롯 내벽과 접촉한다. 여기서, 열 팽창 재료는 탄성 열 팽창 재료인 것이 바람직하며, 구체적으로, 열 팽창성 유리 펠트 또는 열 팽창 고무 등을 이용할 수 있다.

이하 도면을 결합하여 오목 홈 및 팽창 재료의 구체적인 구조를 상세히 설명하며, 설명에 편리하도록 관련 구조를 정의하여 설명한다. 코어의 투스부(9) 사이의 부분을 슬롯으로 칭하고, 코어의 슬롯을 두 부분으로 구분하되 슬롯 웨이지가 삽입되는 부분을 노치로 칭하고, 노치 이외의 부분을 내측 슬롯으로 칭한다. 코일은 내측 슬롯에 삽입된다. 슬롯 내벽은 배치된 위치가 다름에 따라 노치의 측방향 내벽(10), 노치의 하부 내벽(11), 내측 슬롯의 측방향 내벽(12)으로 구분된다. 슬롯 웨이지의 외벽도 슬롯 웨이지의 측방향 외벽(13)과 슬롯 웨이지의 하부 외벽(14)으로 구분된다. 예시로서, 도 7 내지 도 30에 도 1 내지 도 6에 따른 종래의 슬롯 웨이지 구조를 토대로 진행한 다양한 형태의 개량을 나타냈다. 여기서, 도 7 내지 도 10은 도 1 및 도 2에 따른 슬롯 웨이지에 대한 개량 방안이고, 도 11 내지 도 20은 도 3 및 도 4에 따른 슬롯 웨이지에 대한 개량 방안이며, 도 21 내지 도 30은 도 5 및 도 6에 따른 슬롯 웨이지에 대한 개량 방안이다. 설명해야 할 것은, 오목 홈은 모두 좌우 대칭 방식으로 형성되며, 도면에는 일측의 구조만을 나타냈다는 점이다. 또한, 오목 홈의 수는 다수일 수 있으며, 오목 홈은(전체 오목 홈 또는 일부 오목 홈) 슬롯 웨이지의 길이 방향으로 관통되거나, 또는 오목 홈의 길이는 슬롯 웨이지의 길이보다 짧을 수 있다.

오목 홈의 형성 위치는, 도 7 내지 도 18 및 도 21 내지 도 24와 같이 슬롯 웨이지의 측방향 외벽(13)에 형성될 수 있으며, 도 25 내지 도 30과 같이 슬롯 웨이지의 하부 외벽(14)에 형성될 수도 있으며, 도 19 및 도 20과 같이 슬롯 웨이지의 하부 외벽과 측방향 외벽의 제2 경계부에 형성될 수도 있다. 이하, 이 세 가지 유형의 슬롯 형성 위치 및 상응한 구조 변형을 상세히 설명한다.

1. 오목 홈을 슬롯 웨이지의 측방향 외벽(13)에 형성한 경우에, 슬로팅 방식은 아래 방식인 것이 바람직하다.

1) 오목 홈의 슬로팅 방향을 슬롯 웨이지의 폭 방향으로 한다. 도 7 내지 도 8과 같이, 도 1 및 도 2에 따른 종래의 슬롯 웨이지 구조에 대한 개량으로서, 슬롯 웨이지(1)의 측방향 외벽에 오목 홈을 형성하고, 슬로팅 방향을 코어의 지름 방향에 수직인 방향을 따르도록 하였다. 즉 도 7 및 도 8로부터 볼 때 슬로팅 방향은 수평 방향을 나타낸다. 열 팽창 재료는 열을 받아 팽창한 후, 코어의 슬롯 노치의 측방향 내벽을 따라 퍼져 슬롯 웨이지의 측방향 외벽과 노치의 측방향 내벽 사이의 간극 및 코어의 코어 적층판 사이의 틈새를 충진한다. 도 8로부터 볼 수 있듯이, 열 팽창 재료는 노치의 측방향 내벽을 따라 퍼짐으로써 오목 홈의 폭 범위를 벗어났으며, 슬롯 웨이지와 노치의 접촉 면적을 증가한다. 도 2의 부분 공극은 충만되어 긴밀한 밀봉 구조를 형성한다. 한편, 슬롯 웨이지는 일반적으로 라미네이션 플레이트로 구성되며, 라미네이션 플레이트의 섬유 방향은 코어의 지름 방향에 수직인 방향을 따른다. 따라서 이러한 슬로팅 방식은 라미네이션 플레이트의 섬유 방향을 따르므로, 슬롯 웨이지를 구성하는 라미네이션 플레이트의 역학적 성능에 대한 영향이 작다. 도 11 내지 도 14의 슬로팅 방식은 도 7 및 도 8과 같으며, 도 3 및 도 4에 따른 슬롯 웨이지 구조에 대해 진행한 개량에 불과하며, 당해 슬롯 웨이지의 단면 형태는 육각형이다. 여기서, 슬롯 웨이지의 단면 도형으로부터 볼 때, 도 11 및 도 12의 오목 홈은 육각형의 상반 부분의 측변에 위치하고, 도 13 및 도 14의 오목 홈은 육각형의 하반 부분의 측변에 위치한다. 도 21 및 도 22의 슬로팅 방식도 도 7 및 도 8과 같으며, 도 5 및 도 6에 따른 슬롯 웨이지의 형상에 대해 진행한 개량에 불과하며, 당해 슬롯 웨이지의 단면 형상은 사다리꼴이다.

2) 오목 홈의 슬로팅 방향은 코어의 슬롯 노치의 측방향 내벽에 수직인 방향이다. 도 9 내지 도 10은, 도 1 및 도 2에 따른 종래의 슬롯 웨이지의 구조에 대한 개량으로서, 그와 도 7 및 도 8과의 다른 점은, 슬로팅 방향이 코어의 슬롯 노치의 측방향 내벽에 수직인 방향이라는 점이다. 즉 도 9 및 도 10으로부터 볼 때 경사지게 위로 향하는 방향이다. 도 9 및 도 10의 슬로팅 방향은 슬롯 웨이지를 구성하는 라미네이션 플레이트의 섬유 방향과 일정한 각도를 이루며, 도 7 및 도 8의 슬로팅 방향에 비해, 슬롯 웨이지의 라미네이션 플레이트의 역학적 성능에 일정한 영향을 미친다. 그러나, 슬로팅 방향이 노치의 측방향 내벽에 수직인 방향이므로, 계면에 대한 열 팽창 재료의 압착 정도가 우수하다. 도 15 내지 도 18의 슬로팅 방식은 도 9 및 도 10과 같으며, 도 3 및 도 4에 따른 슬롯 웨이지에 대해 진행한 개량에 불과하다. 도 15 및 도 16의 오목 홈은 육각형의 상반 부분의 측변에 위치하고, 도 17 및 도 18의 오목 홈은 육각형의 하반 부분의 측변에 위치한다. 도 23 및 도 24의 슬로팅 방식도 도 9 및 도 10과 같으며, 도 5 및 도 6에 따른 슬롯 웨이지의 형태에 대해 진행한 개량에 불과하다.

2. 오목 홈을 슬롯 웨이지의 하부 외벽(14)에 형성하는 경우, 슬로팅 방식은 이하 방식인 것이 바람직하다.

1) 오목 홈을 코어의 슬롯 노치의 하부 내벽에 대응되는 슬롯 웨이지의 하부 외벽에 형성한다. 도 25 및 도 26과 같이, 도 5 및 도 6에 따른 종래의 슬롯 웨이지에 대해 진행한 개량으로서 오목 홈은 코어의 슬롯 노치의 하부 내벽에 대응되는 슬롯 웨이지의 하부 외벽에 형성된다. 도 26과 같이, 열 팽창 재료는 열을 받아 팽창한 후, 코어의 슬롯 노치의 하부 내벽을 따라 퍼져 슬롯 웨이지의 하부 외벽과 노치의 하부 내벽 사이의 간극을 충진할 수 있다.

2) 오목 홈은 코어의 슬롯 노치의 하부 내벽과 코어 슬롯의 내측 슬롯의 측방향 내벽의 제1 경계부에 대응되는 슬롯 웨이지의 하부 외벽에 형성된다. 도 27 및 도 28과 같이, 도 5 및 도 6에 따른 슬롯 웨이지에 대한 개량으로서 오목 홈은 슬롯 웨이지의 하부 외벽(14)에 형성되며, 구체적인 위치는 상술한 코어 슬롯의 내벽에 대응되는 제1 경계부이다. 그 슬로팅 방향은 코어의 슬롯 노치의 하부 내벽에 수직인 방향이다. 도 28과 같이, 열 팽창 재료는 열을 받아 팽창한 후, 코어의 슬롯 노치의 하부 내벽과 코어 슬롯의 내측 슬롯의 측방향 내벽을 따라 퍼져 슬롯 웨이지의 하부 외벽, 제1 경계부 근처의 코어 슬롯의 내벽 및 슬롯 절연부 이들 3자간의 간극을 충진할 수 있다.

3) 오목 홈은 폭방향으로 코어의 슬롯 노치의 하부 내벽과 슬롯 절연부를 가로 지르며, 오목 홈의 폭은 코어의 슬롯 노치의 하부의 대부분 내벽과 슬롯 절연부를 가로 지르는 크기인 것이 바람직하다. 도 29 및 30과 같이, 도 5 및 도 6에 따른 슬롯 웨이지에 대해 진행한 개량으로서 오목 홈은 슬롯 웨이지의 하부 외벽(14)에 형성된다. 오목 홈의 폭이 넓어 코어의 슬롯 노치의 하부 내벽과 슬롯 절연부를 가로 지르므로, 도 30과 같이 열 팽창 재료가 열을 받아 팽창한 후, 코어의 슬롯 노치의 하부 내벽, 코어 슬롯의 내측 슬롯의 측방향 내벽 및 슬롯 절연부를 따라 퍼져 슬롯 웨이지의 하부 외벽과 코어의 슬롯 노치의 하부 내벽 사이의 간극, 슬롯 웨이지의 하부 외벽과 슬롯 절연부 사이의 간극 및 슬롯 절연부와 내측 슬롯의 측방향 내벽 사이의 간극을 충진할 수 있다.

3. 오목 홈이 슬롯 웨이지의 하부 외벽과 측방향 외벽의 제2 경계부에 형성된다. 도 19 및 도 20과 같이, 도 3 및 도 4에 따른 슬롯 웨이지에 대해 진행한 개량으로서, 그 오목 홈의 형성 위치는 상술한 제2 경계부에 위치한다. 도 19 및 도 20에서, 슬롯 웨이지의 단면 형상은 육각형이고, 그 슬로팅 위치는 사실상 육각형의 측변과 육각형의 하부변의 제1 경계부이다(본 발명의 실시예에서 이는 슬롯 웨이지의 하부 외벽에 슬로팅한 것으로 볼 수 있다). 그 오목 홈의 형상은 기타 도면에서의 오목 홈의 형상과 조금 다르며, 오목 홈의 단면 형상은 직사각형의 하나의 각에 유사하다. 상기 오목 홈은 코어의 슬롯 노치의 측방향 내벽과 코어 슬롯의 내측 슬롯의 측방향 내벽의 제3 경계부에 알맞게 대응되며, 그 슬로팅 방향도 상기 제3 경계부를 향한다. 도 20과 같이, 열 팽창 재료는 열을 받아 팽창한 후, 코어의 슬롯 노치의 측방향 내벽과 코어 슬롯의 내측 슬롯의 측방향 내벽을 따라 퍼져, 제3 경계부의 코어 슬롯의 내벽, 제2 경계부 근처의 슬롯 웨이지의 외벽 및 슬롯 절연부 이들 3자간의 간격을 충진할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 슬롯 웨이지 구조에 대한 상세한 설명으로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예는 아래와 같은 기술적 효과를 가진다.

1) 상기 기술 방안은, 종래의 슬롯 웨이지를 토대로 오목 홈을 구비할 뿐, 종래의 슬롯 웨이지의 전체적 구조를 변경하지 않았다. 따라서 종래의 슬롯 웨이지(예를 들어 에폭시 페놀 라미네이션 유리 섬유판)의 로딩의 역학적 성능을 변경하지 않으면서, 슬롯 웨이지와 코어 슬롯 간의 접착층의 탄성 및 밀봉 성능을 향상하였다. 탄성 열 팽창 재료는 코어의 슬롯 내벽에 밀착된 후 퍼져, 코어의 슬롯 내벽 상의 평탄하지 않은 틈새와 접촉하여 "뿌리를 형성"함으로써, 접착 계면이 잘 파열되지 않도록 할 수 있다. 종래의 슬롯 웨이지의 부분적 접착 계면을 매끄러운 면으로부터 부분적 열 팽창 재료로 변경하면 절연 페인트 및 접착제와 접착 계면이 견고한 탄성 접착층을 형성하는데 유리하다. 이 탄성 접착층을 구비함으로써, 종래의 슬롯 웨이지와 코어의 슬롯 내벽 사이의 "시트"상 접착층이 "T"자형, 또는 경사진 "T"자 형상의 팽창된 접착층으로 된다. 부분적 "T"자형, 또는 경사진 "T"자 형상의 팽창된 접착층에 의해, 종래의 "시트"상 접착층에 비해, 접촉 부분의 전단 응력으로 인한 파열 확률을 저감시킬 수 있다. 여기서, "T"자 윗부분의 가로금은 종래의 슬롯 웨이지와 노치의 코어 슬롯의 접촉면의 코어의 지름 방향을 따른 틈새를 표시하며, 세로금은 종래의 슬롯 웨이지 내부의 부분 위치에 형성된 홈을 표시한다.

2) 이러한 "T"자형, 또는 경사진 "T"자 형상의 팽창된 접착층 구조는 페인트 함침 후 페인트가 종래의 슬롯 웨이지의 지름 방향으로 유실되는 문제점을 해결할 수 있으며, 이로써 페인트 함침의 포만율을 향상하고, 모터가 습기로 인해 침식되는 위험을 저감시키고, 절연 신뢰성을 향상할 수 있다.

3) 슬로팅은 모터의 지름 방향을 따른 종래의 슬롯 웨이지의 두께를 증가시키거나 또는 과도하게 증가시킬 필요가 없이, 슬롯 웨이지와 코어의 슬롯 내벽 사이에 밀봉을 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 코어의 슬롯 내벽, 슬롯 웨이지의 외벽 및 슬롯 절연부 이들 3자간 경계부에서 절연 페인트(접착제)의 탄성 팽창 재료를 충만시킴으로써 밀봉을 형성하여, 물과 습기가 슬롯 내로 들어가 절연을 파괴하는 것을 저지할 수 있다. 이들 3자간 경계부에 탄성 열 팽창 재료를 구비한 절연층을 형성하고, 코어 슬롯의 깊이 방향과 슬롯의 폭방향을 일체로 연결하여 슬롯 내의 절연 구조를 피복함으로써, 기존의 밀봉 체계에 제2 "방어선"을 추가한다. 당해 이중 체계는 슬롯 내 절연 구조의 방수 및 방습 능력을 크게 보강하고, 페인트 함침 이후 페인트가 지름 방향으로 유실되는 것을 효과적으로 저지할 수 있다.

또한, 본 실시예를 토대로, 본 발명의 실시예에 따른 본체는 밀봉 구조를 가진 모터 코어와 슬롯 웨이지의 조립체일 수도 있으며, 상기 조립체는 코어 슬롯을 구비한 모터 코어와 상술한 각종 유형의 모터의 슬롯 웨이지를 포함한다.

실시예 2

본 실시예에 따른 방안은 밀봉 구조를 가진 모터 코어에 관한 것이다. 도 31 및 도 32와 같이, 도 5 및 도 6에 따른 종래의 코어 구조에 대한 개량으로서, 본 실시예는 열 팽창 재료가 슬롯 웨이지의 오목 홈에 마련되지 않고 바로 코어의 슬롯 노치에 형성된 점에서 실시예 1과 서로 다르다. 본 실시예에서, 코어의 슬롯 노치의 하부 내벽은 계단형을 나타내며(종래 기술과 다른 점이다), 열 팽창 재료는 하층 계단의 표면에 가압적으로 접촉하며, 팽창 재료의 두께는 하층 계단과 상층 계단 사이의 높이 차보다 크다. 도 32와 같이,열 팽창 재료는 열을 받아 팽창한 후 상층 계단의 표면을 따라 퍼져, 상층 계단의 표면과 슬롯 웨이지의 하부 측면 사이의 간극을 충진한다.

본 실시형태의 추가적인 변형으로서, 도 33 및 도 34와 같이, 열 팽창 재료의 폭은 하층 계단과 슬롯 절연부를 가로 지르는 크기이다. 그러면, 도 34와 같이, 열 팽창 재료는 열을 받아 팽창한 후 상층 계단의 표면을 따라 퍼져 상층 계단의 표면과 슬롯 웨이지의 하부 측면 사이의 간극을 충진한다. 그리고 열 팽창 재료는 또한 코어의 투스부의 내측 슬롯 방향으로 퍼져, 슬롯 웨이지의 하부 외벽과 슬롯 절연부 사이의 간극, 그리고 슬롯 절연부 및 내측 슬롯의 측방향 내벽과 슬롯 절연부 사이의 간극을 충진한다.

본 실시예는 실시예 1에 따른 기술적 효과를 가질 뿐만 아니라, 코어의 슬롯 노치의 하부 내벽의 계단형 구조를 교묘하게 이용하여 열 팽창 재료를 수용함으로써, 열 팽창 재료가 팽창한 후 코어 슬롯과 더욱 긴밀하게 접착할 수 있도록 하며, 코어 슬롯의 깊이 방향과 슬롯의 폭방향을 일체로 연결하여 슬롯 내의 절연 구조를 피복할 수 있도록 한다. 이로써, 슬롯 내 절연 구조의 방수 및 방습 능력을 더욱 보강하고, 페인트 함침 이후 페인트가 지름 방향으로 유실되는 것을 효과적으로 저지할 수 있다.

또한, 본 실시예를 토대로, 본 발명의 실시예에 따른 본체는 밀봉 구조를 가진 모터 코어와 슬롯 웨이지의 조립체일 수도 있으며, 당해 조립체는 코어 슬롯을 구비한 모터 코어와, 상술한 각종 유형 모터의 슬롯 웨이지를 포함한다.

상술한 내용은 본 발명의 구체적인 실시형태일 뿐이며, 본 발명의 보호 범위는 이에 한정되지 않는다. 본 기술 분야에 익숙한 기술자는 모두 본 발명이 개시한 기술 범위 내에서 변경 또는 교체할 것을 쉽게 생각할 수 있으며, 이들은 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 후술하는 특허청구범위의 보호 범위를 기준으로 해야 할 것이다.

1-슬롯 웨이지, 2-슬롯 절연부, 3-턴간 절연부, 4-층간 절연부, 5-보호 절연부, 6-대지 절연부, 7-슬롯 바닥의 패킹 스크립, 8-열 팽창 재료, 9-코어의 투스부, 10-노치의 측방향 내벽, 11-노치의 하부 내벽, 12-내측 슬롯의 측방향 내벽, 13-슬롯 웨이지의 측방향 외벽, 14-슬롯 웨이지의 하부 외벽, 16-노치의 하부 내벽의 상층 계단, 15-노치의 하부 내벽의 하층 계단.

Claims (5)

1. 코어의 슬롯 노치의 하부 내벽이 계단형을 나타내며, 상기 열 팽창 재료가 하층 계단의 표면에 접촉하고, 상기 팽창 재료의 두께가 상기 하층 계단과 상층 계단 사이의 높이 차보다 큰
   것을 특징으로 하는 밀봉 구조를 가진 모터 코어.
2. 제1항에 있어서,
   상기 열 팽창 재료가 열을 받아 팽창한 후, 상기 상층 계단의 표면을 따라 퍼져, 상기 상층 계단의 표면과 상기 슬롯 웨이지의 하부 측면 사이의 간극에 충진된 것을 특징으로 하는 밀봉 구조를 가진 모터 코어.
3. 제1항에 있어서,
   상기 열 팽창 재료의 폭은 상기 하층 계단과 슬롯 절연부를 가로지르는 크기인 것을 특징으로 하는 밀봉 구조를 가진 모터 코어.
4. 제3항에 있어서,
   상기 열 팽창 재료가 열을 받아 팽창한 후, 상기 상층 계단의 표면을 따라 퍼져, 상기 상층 계단의 표면과 상기 슬롯 웨이지의 하부 측면 사이의 간극을 충진하며, 상기 열 팽창 재료는 또한 상기 코어의 투스부의 내측 슬롯 방향으로 퍼져, 상기 슬롯 웨이지의 하부 외벽과 상기 슬롯 절연부 사이의 간극 및 상기 슬롯 절연부와 상기 내측 슬롯의 측방향 내벽과 상기 슬롯 절연부 사이의 간극을 충진한 것을 특징으로 하는 밀봉 구조를 가진 모터 코어.
5. 모터의 슬롯 웨이지와 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 모터 코어를 포함한 것을 특징으로 하는 밀봉 구조를 가진 모터 코어.
   
   

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