KR20160142770A

KR20160142770A - 고정자 쐐기와 함께 심을 사용하는 고정자 바아용 유지 어셈블리 및 관련 방법

Info

Publication number: KR20160142770A
Application number: KR1020160064737A
Authority: KR
Inventors: 에릭 스티븐 버스커크; 앤드류 듀에인 브라운; 제임스 조나단 그랜트; 커티스 모리스 허버트; 벤자민 앨버 맨쿠소; 매튜 로버트 마틴; 제시카 메리 파워스
Original assignee: 제네럴 일렉트릭 컴퍼니
Priority date: 2015-06-03
Filing date: 2016-05-26
Publication date: 2016-12-13
Also published as: US20160359385A1; CN106253536A; EP3101782A1; JP6916597B2; CN106253536B; EP3101782B1; JP2016226275A; KR102549259B1; US10224776B2

Abstract

본 발명에 따르면, 전기 기계의 고정자 슬롯에 복수의 요소를 유지하기 위한 유지 어셈블리가 제공된다. 상기 유지 어셈블리는, 복수의 요소를 유지하도록 상기 고정자 슬롯의 더브테일에 고정 배치되어 있는 고정자 쐐기; 상기 복수의 요소와 상기 고정자 쐐기의 사이에 있는 상측 리플 스프링; 및 상기 고정자 쐐기와 상기 더브테일의 하중 지지면의 사이에 배치되어 있는 적어도 하나의 심을 포함한다. 유지 어셈블리의 조임 방법은, 고정자 슬롯 내의 고정자 쐐기를 고정자 슬롯의 더브테일에 대한 제1 위치로부터 압박하여, 고정자 쐐기와 더브테일 사이에 갭을 형성하는 압박 단계를 포함한다. 상기 갭에 심을 삽입할 수 있고; 상기 제1 위치와 비교하여 고정자 쐐기가 고정자 슬롯 내의 복수의 요소에 대하여 더 압박되어 있는 제2 위치로, 심이 고정자 쐐기를 유지하도록, 상기 압박 단계를 해제할 수 있다.

Description

고정자 쐐기와 함께 심을 사용하는 고정자 바아용 유지 어셈블리 및 관련 방법{RETENTION ASSEMBLY FOR STATOR BAR USING SHIM WITH STATOR WEDGE AND RELATED METHOD}

본원은 일반적으로 전기 기계의 고정자에 관한 것이고, 보다 구체적으로 전기 기계의 고정자 쐐기와 함께 심을 사용하는 유지 어셈블리 및 관련 방법에 관한 것이다.

모터 및 제너레이터 등과 같은 전기 기계는, 예정된 운전 정지 기간 동안에 그 작동을 루틴에 따라 점검받는, 고정자 코일 또는 고정자 바아로서도 알려진, 고정자 권선을 포함한다. 도 1은 종래의 전기 기계(10)의 단부 사시도이다. 전기 기계(10)는, 전자기 플럭스를 발생시키도록 고정자 바아를 수용하는 복수의 고정자 슬롯(12)이 마련되어 있는 고정자 코어(16)를 포함한다. 고정자 슬롯(12)은 고정자 코어(16)의 내주부 둘레에 획정된 고정자 슬롯에 배치되는 고정자 바아를 수용하도록 구성되어 있다. 고정자 바아는 소정의 권선 경로를 형성하도록 연결되는 복수의 플랫 바아 도전체로 형성될 수 있다. 어느 한 기법에서, 고정자 바아는 뢰벨(Roebel) 전치(轉置) 직사각형 구리 스트랜드로 제조된다. 회전자(도시 생략)가 고정자 코어(16)의 개구(18) 내에 배치될 수 있는데, 이 개구에서 회전자와 고정자 코어(16)의 사이에 공기 또는 냉각제 갭이 획정된다. 고정자의 부분 분해도가 도면부호 20으로 도시되어 있는데, 이 고정자는 도 2를 참조로 하여 상세히 기술되어 있다. 전기 기계(10)는 모터 또는 제너레이터(이에 국한되는 것은 아님)를 비롯한 임의의 전기 회전 기계 또는 다이나모 전기 기계일 수 있다.

도 2는 종래의 고정자 슬롯의 단면도이다. 고정자(40)는 고정자 코어(42)를 포함할 수 있고, 모터 또는 제너레이터 등과 같은 다이나모 전기 기계 또는 전기 기계의 일부분이다. 고정자 코어(42)는, 하나 이상의 고정자 바아를 수용하는 반경방향으로 연장되어 있는 복수의 고정자 슬롯(44)을 포함하는데; 2개의 고정자 바아(46, 48)가 도시되어 있다. 위의 내용에서 볼 수 있듯이, 고정자 코어(42)는 중앙 축 둘레로 연장되고, 고정자 슬롯(44)뿐만 아니라 고정자 바아(46, 48)는 길이방향으로 중앙 축에 평행하게 그리고 대략 반경방향에서의 안쪽을 향하는 방향으로 연장된다. 예시된 형태에서, 측방 리플 스프링(50, 52)은 고정자 바아(46, 48)를 고정자 슬롯(44)의 양측에 대해 확고히 유지시킨다. 고정자 슬롯(44) 내의 반경방향 공간을 반경방향 필러(60, 70)가 차지할 수 있다. 유지 어셈블리(62)는 고정자 쐐기(64)로서, 그 측방 에지가 고정자 슬롯(44)에 형성된 성형 상대 홈 또는 더브테일(66)의 안에 있는 상태로, 고정자 슬롯(44)의 반경방향 내측 부분을 따라 길이방향으로 [지면(紙面) 안쪽으로] 연장되는 것인 고정자 쐐기를 포함한다. 상측 리플 스프링(68)이 적어도 하나의 슬롯 필러(70)에 인접해 있도록, 상측 리플 스프링(68)은 적어도 부분적으로 고정자 슬롯(44) 내에 배치될 수 있다. 상측 리플 스프링(68)과 고정자 바아(46, 48)는 복수의 고정자 쐐기 슬라이드(72)(항상 필요한 것은 아님) 및 고정자 쐐기(64)를 이용하여 고정자 슬롯(44) 내에 고정될 수 있다.

작동 중에, 전기 기계의 고정자 바아는 통상적으로 전자기력, 기계력, 화학 응력 및 열응력 등과 같은 복수의 응력을 받고 있다. 고정자 바아(46, 48)의 표면에 부여되는 기계적 응력은 측방으로, 반경방향으로 그리고 축방향으로 가해질 수 있다. 도 3의 상세 단면도에 도시된 바와 같이, 시간의 경과에 따라, 고정자 슬롯(44)의 안에 들어 있는 것(이하 내용물이라 함)들은, 리플 스프링(68), 고정자 쐐기(64), 더브테일(66) 등과 같은 구성요소에 있어서의 재료 크리프, 재료 수축, 또는 마모(이들에 국한되는 것은 아님) 등과 같은 여러 이유로 인하여 느슨해질 수 있다. 상기한 내용물들이 느슨해지는 경우, 고정자 바아와, 상측 리플 스프링(68) 등과 같은 슬롯의 내용물, 그리고 고정자 코어(42) 사이의 상대 운동(화살표 A)이 허용되며, 이는 고정자 바아의 진동 및 마모를 야기할 수 있다. 과도한 바아의 마모는 전기 기계에 손상을 입힐 수 있고, 고가의 고정자 바아를 되감는 것을 필요로 할 수 있다. 전기 기계에 대한 손상을 방지하기 위한, 통상의 유지보수 사항은, 고정자 쐐기(64)의 조임 상태를 점검하는 것이다. 충분한 고정자 쐐기(64)가 느슨해진 것으로 결정된 경우, 유닛을 통상적으로 다시 쐐기 박는다. 즉, 변질된 고정자 쐐기는 제거되고, 새로운 고정자 쐐기가 삽입된다. 다시 쐐기 박는 프로세스는 시간과 비용이 많이 드는 데, 그 이유는 수 백개의 쐐기가 제위치에서 몰아내어지거나 혹은 컷아웃될 필요가 있기 때문이다. 예를 들어, 다시 쐐기 박는 프로세스는 $100,000~300,000의 비용이 들 수 있고, 2~5일의 기계 운전 정지 시간을 필요로 할 수 있다. 다시 쐐기 박는 프로세스는 또한 제너레이터의 다른 구성요소에 손상을 야기할 수 있고, 비용의 추가를 초래할 수 있다. 일체형 레이디얼 잭킹 나사를 포함하는 조임 가능한 쐐기 등을 다시 쐐기 박는 프로세스를 회피하고, 분해 없이 테이퍼진 쐐기 슬라이드를 더 구동시킬 수 있게 하려는 여러 시도가 이루어지고 있다. 그러나, 대부분의 이전의 방법은 기존의 고정자 쐐기의 교체를 필요로 하였다. 또한, 다시 쐐기 박는 프로세스가 상기한 문제를 바로잡지만, 새로운 쐐기가 동일한 진동 및 마모에 누출된 이후에, 다시 느슨해질 수 있고; 이에 따라 나중에 다른 다시 쐐기 박는 프로세스가 완수되는 것을 필요로 할 수 있다.

본원의 제1 양태는, 전기 기계의 고정자 슬롯에 복수의 요소를 유지하기 위한 유지 어셈블리로서, 상기 복수의 요소와의 사이에 배치된 리플 스프링의 압력에 대항하여 복수의 요소를 유지하도록 상기 고정자 슬롯의 더브테일에 고정 배치되어 있는 고정자 쐐기; 및 상기 고정자 쐐기와 상기 더브테일의 하중 지지면의 사이에 배치되어 있는 적어도 하나의 심을 포함하는 것인 유지 어셈블리를 제공한다.

본원의 제2 양태는, 전기 기계로서, 고정자 슬롯을 포함하는 고정자 코어; 고정자 슬롯 내에 있고 고정자 바아를 포함하는 복수의 요소; 상기 복수의 요소와의 사이에 배치된 리플 스프링의 압력에 대항하여 고정자 슬롯 내의 복수의 요소를 유지하도록 상기 고정자 슬롯의 더브테일에 고정 배치되어 있는 고정자 쐐기; 및 상기 고정자 쐐기와 상기 더브테일의 하중 지지면의 사이에 배치되어 있는 적어도 하나의 심을 포함하는 것인 전기 기계를 제공한다.

본원의 제3 양태는, 전기 기계의 고정자 코어의 고정자 슬롯에 복수의 요소를 유지하기 위한 유지 어셈블리로서, 상기 고정자 슬롯의 더브테일에 배치되어 있는 고정자 쐐기를 포함하는 것인 유지 어셈블리의 조임 방법으로서, 고정자 슬롯 내의 고정자 쐐기를 고정자 슬롯의 더브테일에 대한 제1 위치로부터 압박하여, 고정자 쐐기와 더브테일 사이에 갭을 형성하는 압박 단계; 심을 상기 갭에 삽입하는 삽입 단계; 및 상기 제1 위치와 비교하여 고정자 쐐기가 고정자 슬롯 내의 복수의 요소에 대하여 더 압박되어 있는 제2 위치로, 심이 고정자 쐐기를 유지하도록, 고정자 쐐기의 압박을 해제하는 해제 단계를 포함하는 유지 어셈블리의 조임 방법을 제공한다.

본원의 제4 양태는, 전기 기계의 고정자 슬롯에 복수의 요소를 유지하기 위한 유지 어셈블리로서, 복수의 요소를 유지하도록 상기 고정자 슬롯의 더브테일에 고정 배치되어 있는 고정자 쐐기를 포함하는 것인 유지 어셈블리용의 심으로서, 상기 고정자 쐐기와 상기 더브테일의 하중 지지면의 사이에 배치되어 있는 재료의 층을 포함하는 유지 어셈블리용 심을 제공한다.

본원의 예시적인 양태들은, 본원에 기술된 문제점들 및/또는 거론되지 않은 다른 문제점들을 해결하도록 되어 있다.

본원의 상기한 특징 및 그 밖의 특징은, 본원의 여러 실시형태를 도시하고 있는 첨부 도면과 함께, 본원의 여러 양태에 대한 이하의 상세한 설명을 읽음으로써 보다 쉽게 이해될 것이다.
도 1은 종래의 전기 기계의 단부 사시도이다.
도 2는 종래의 고정자 슬롯의 단면도이다.
도 3은 고정자 쐐기의 느슨해짐을 보여주는 종래의 고정자 슬롯의 상세 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 전기 기계 및 유지 어셈블리의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 전기 기계 및 유지 어셈블리의 상세 단면도이다.
도 6~도 7은 본 발명의 실시형태에 따른 복수의 요소를 고정자 슬롯에 유지하는 유지 어셈블리의 조임 방법의 상세 단면도이다.
도 8은 본 발명의 대안적인 실시형태에 따른 전기 기계 및 유지 어셈블리의 상세 단면도이다.
본원의 도면들은 축척에 맞춰 도시되어 있지는 않다는 점을 주목해야 할 필요가 있다. 도면들은 단지 본원의 대표적인 양태를 보여주려는 것이므로, 본원의 범위를 제한하는 것으로 고려되어서는 안 된다. 도면들에서, 유사한 도면부호들은 도면들 중에서 유사한 요소를 나타낸다.

앞서 명시되어 있는 바와 같이, 본원은 전기 기계의 고정자 슬롯에 복수의 요소를 유지하기 위한 유지 어셈블리를 제공한다. 본원은 또한 유지 어셈블리를 포함하는 전기 기계와 심을 설치하는 관련 방법을 제공한다.

도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 전기 기계(100) 및 유지 어셈블리(102)의 일부분의 단면도이고 도 5는 그 상세 단면도이다. 전기 기계(100)는 모터 또는 제너레이터 등과 같은 현재 알려져 있거나 향후 개발되는 임의의 다이나모 전기 기계를 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 전기 기계(100)는 고정자 슬롯(144)이 마련된 고정자 코어(142)를 구비하는 고정자(140)를 포함할 수 있다. 이해되는 바와 같이, 고정자 코어(142)는, 각각 복수의 요소(104)를 그 안에 수용하도록 배치되어 있으며 반경방향으로 연장되어 있는 복수의 고정자 슬롯(144)(여기에는 도시되어 있지 않음, 도 1 참조)을 실제로 포함한다. 고정자 슬롯(144)은 고정자 코어(142)의 내주부 둘레에 획정되어 있다(도 1 참조). 위의 내용에서 볼 수 있듯이, 고정자 코어(142)는 중앙 축 둘레로 연장되고, 고정자 슬롯(144)은 길이방향으로 중앙 축에 평행하게 그리고 대략 반경방향에서의 안쪽을 향하는 방향으로 연장된다.

도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 요소(104)가 각 고정자 슬롯(144) 내에 배치되어 있다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 유지 어셈블리(102)는, 복수의 요소(104)와 고정자 쐐기(164) 사이에 배치되어 있는 (상측) 리플 스프링(168)의 압력에 대항하여, 복수의 요소(104)를 슬롯 내에 유지하도록, 고정자 슬롯(144)의 더브테일(166)에 고정 배치되어 있는 고정자 쐐기(164)를 포함한다. 본원에 기술되는 바와 같이, 복수의 요소(104)는 고정자 바아(146, 148), 슬롯 필러(160, 170), 측방 리플 스프링(150, 152) 및 쐐기 슬라이드(172)를 포함할 수 있다. 고정자 바아(146, 148)는 전자기 플럭스를 발생시키는 현재 알려져 있거나 향후 개발되는 임의의 고정자 권선을 포함할 수 있다. 도시된 예시적인 실시형태에서는, 2개의 고정자 바아(146, 148)가 예시되어 있다. 그러나, 1개 또는 2개보다 많은 고정자 바아가 이용될 수 있는 것으로 이해된다. 고정자 슬롯(144) 내의 반경방향 공간을 채우고 요소(104)의 적절한 정렬과 조임을 보장하도록, 임의의 수의 슬롯 필러(160, 170)가 이용될 수 있다. 리플 스프링에 관하여 살펴보면, 상측 리플 스프링(168)이 적어도 하나의 슬롯 필러(170)에 인접해 있도록, 상측 리플 스프링(168)은 적어도 부분적으로 고정자 슬롯(144) 내에 배치될 수 있다. 이해되는 바와 같이, 복수의 상측 리플 스프링(168)이 각 고정자 슬롯(144)의 한쪽 끝에서 다른쪽 끝까지 이용될 수 있다. 필요한 경우, 요소(104)는 또한 고정자 바아(146, 148)를 고정자 슬롯(144)의 양측에 대해 확고히 유지시키기 위해 측방 리플 스프링(150, 152)을 포함할 수 있다. 복수의 요소(104)는 복수의 고정자 쐐기(164)를 이용하여 고정자 슬롯(144) 내에 고정될 수 있다. 필요하다면, 복수의 고정자 쐐기 슬라이드(172)가 또한 이용될 수 있다. 각 고정자 쐐기(164)는, 그 측방 에지가 고정자 슬롯(144)에 형성된 성형 더브테일(166)의 안에 있는 상태로, 각 고정자 슬롯(144)의 반경방향 내측 부분을 따라 길이방향으로 (지면 안쪽으로) 연장되어 있다. 이해되는 바와 같이, 복수의 고정자 쐐기(164)가 각 고정자 슬롯(144)의 한쪽 끝에서 다른쪽 끝까지 이용될 수 있다. 각 고정자 쐐기(164)는 전기 기계(100)의 환경을 견뎌낼 수 있는 현재 알려져 있거나 향후 개발되는 임의의 재료, 예컨대 코튼 페놀 복합재, 에폭시-글라스 라미네이트(이에 국한되는 것은 아님) 등을, 또는 현재 알려져 있거나 향후 개발되는 임의의 다른 쐐기 재료를 포함할 수 있다.

종래의 유지 어셈블리와는 달리, 유지 어셈블리(102)는 또한 고정자 쐐기(164)와 더브테일(166)의 하중 지지면(165)의 사이에 배치되어 있는 적어도 하나의 심(110)을 포함한다. 기술되는 바와 같이, 심(110)은 복수의 요소(104)를 고정자 슬롯(144) 내에 유지하도록 유지 어셈블리를 조이는 역할을 한다. 각 심(110)은 인접해 있는 각 고정자 쐐기(164)와 실질적으로 (지면 안쪽으로) 동일한 길이를 갖고, 즉 심은 심의 각 단부에서 필요한 임의의 클리어런스를 제외한 것과 동일한 길이를 갖는다. 심(110)은 전기 기계(100) 내에 선택적으로 사용될 수 있지만, 심(110)은 각 고정자 쐐기(164)의 길이를 따라 배치될 수 있다. 따라서, 복수의 심(110)이 복수의 고정자 쐐기(164)의 길이를 따라 이용될 수 있다. 도 5에 예시된 바와 같이, 더브테일(166)은 제1 홈(166A)과 대향 제2 홈(166B)을 포함하고, 고정자 쐐기(164)는 제1 홈(166A)과 대향 제2 홈(166B)에 고정 배치된다. 이러한 경우에, 제1 심(110A)이 고정자 쐐기(164)와 제1 홈(166A)의 하중 지지면(165)의 사이에 배치될 수 있고, 제2 심(110B)이 고정자 쐐기(164)와 대향 제2 홈(166B)의 하중 지지면(165)의 사이에 배치될 수 있다. 여기서는, 본원에 기술된 바와 같이, 제1 심(110A)은 고정자 쐐기(164)의 길이를 따라 (지면 안쪽으로) 배치되어 있는 복수의 제1 심(110A)을 포함할 수 있고, 대향 제2 심(110B)은 고정자 쐐기(164)의 길이를 따라 배치되어 있는 복수의 대향 제2 심(110B)을 포함할 수 있다.

각 심(110)은 비전도성 재료, 예를 들어 이들에 국한되는 것은 아니지만, 페놀 물질, Dupont에서 상표명 Kelvar로 시판하고 있는 것과 같은 파라-아라미드 합성 물질, Dupont에서 상표명 Nomax로 시판하고 있는 것과 같은 메타-아라미드 물질, 및 강성 유리섬유 물질 등으로 제조될 수 있다. 대안적인 실시형태에서, 심(110)은 경화 가능한 액체로부터 경화된 재료의 형태를 취할 수 있다. 심용으로 사용되는 재료에 상관없이, 각 심(110)은 또한, 구성요소, 예컨대 고정자 쐐기(164), 심(110) 및/또는 더브테일(166) 등에의 설치를 도울 수 있고 및/또는 마모를 감소시킬 수 있는 저마찰계수 층을 포함할 수 있다. 저마찰계수 층에는, 예를 들어 Dupont에서 상표명 Teflon으로 시판하고 있는 것과 같은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)의 층이 포함될 수 있다. 심(110)은, 필요에 따라 고정자 슬롯(144) 내에 요망되는 추가적인 압력을 요소들(104)에 부여하도록, 갭(184A, 184B)을 가급적 많이 혹은 가급적 적게 채우는 데 필요한 임의의 두께를 가질 수 있다. 이 두께는 기계마다 서로 대폭 다를 수 있지만, 일례에서 심(110)은 0.008~0.022 인치(0.20 ㎜~0.56 ㎜)의 두께일 수 있다. 하나의 심(110)이 각 갭에 삽입되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 각 심(110)은 복수의 재료의 층 또는 다중 적층 심을 포함할 수 있다.

도 7을 참조해 보면, 선택적인 실시형태에서, 유지 어셈블리(102)는 또한 심(110)의 에지를 고정자 쐐기(164) 및 고정자 슬롯(144) 중의 적어도 하나에 접착하는 접착제(180)를 포함할 수 있다. 접착제(180)는 전기 기계(100)의 환경을 견뎌낼 수 있는 현재 알려져 있거나 향후 개발되는 임의의 접착제, 예컨대 에폭시, 실리콘 코킹 등과 같은 실온 가황(RTV) 코킹 등을 포함할 수 있다. 모든 경우에 필연적인 것은 아니지만, 접착제(180)는 고정자 쐐기(164)와 더브테일(166)의 사이에서 심(110)을 추가적으로 유지시키는 역할을 한다.

이제, 도 6과 도 7을 참조로 하여, 전기 기계(100)의 고정자 코어(142)의 고정자 슬롯(144)에 복수의 요소(104)를 유지하기 위한 유지 어셈블리의 조임 방법의 실시형태를 설명한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 프로세스는, 고정자 슬롯(144) 내의 고정자 쐐기(164)를 고정자 슬롯(144)의 더브테일(166)에 대한 제1 위치로부터 압박하는 단계에 의해 시작될 수 있다. 제1 위치는 도 3에 도시된 것과 실질적으로 동일할 수 있는데, 이 위치에서 고정자 쐐기(64)는 전기 기계(10)의 작동 중에 경험하게 되는 진동 및 마모로 인하여 그 본래의 설치 상태에 비해 고정자 쐐기(64)가 느슨해져 있다. 또한, 고정자 쐐기(164)의 압박을 통해, 고정자 슬롯(144) 내의 복수의 요소(104)가, 가장 두드러지게는 이에 국한되는 것은 아니지만 상측 리플 스프링(168)이 압박된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 압박 단계를 통해, 고정자 쐐기(164)와 더브테일(166A 및/또는 166B)의 사이에 갭(184A 및/또는 184B)이 형성된다. 이 압박 단계는, 현재 알려져 있거나 향후 개발되는 방식으로 실행될 수 있다. 일 실시형태에서, 압박 단계는, 고정자 쐐기(164)로부터, 즉 회전자가 제거되어 있을 때, 고정자 코어(142)의 대향측(188)(도 6에 개략적으로 도시)과 상호 작용하도록 구성되어 있는 램(186)을 이용하는 것을 포함한다. 램(186)은 고정자 쐐기(164)를 압박하기에 충분한 힘을 부여할 수 있는, 현재 알려져 있거나 향후 개발되는 램, 예컨대 공압 또는 유압 램을 포함할 수 있다. 필요한 힘은 기계마다 서로 대폭 다를 수 있다. 일례에서, 상기 힘은 대략 인치당 250~350 파운드(1.72 ㎫~2.41 ㎫)일 수 있다.

이어서, 도 5와 도 6의 비교를 통해 관측되는 바와 같이, 심(110)이 갭(184A 및/또는 184B)에 삽입한다. 도 8에 도시된 대안적인 실시형태에서는, 압박의 해제 이후에, 하나 이상의 고정자 쐐기(164)에 대한 단 하나의 갭(184B)에 단 하나의 심(110B)만이 삽입될 수 있다. 이러한 단 하나의 심은, 도 8에서 우측에 도시되어 있지만, 반대측에 삽입될 수 있다.

도 5, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 고정자 쐐기(164)의 압박을 해제하는 해제 단계는, 도 3에 도시된 제1 위치와 비교하여 고정자 쐐기가 고정자 슬롯(144) 내의 복수의 요소(104)에 대하여 더 압박되어 있는 제2 위치로, 심(110A 및/또는 110B)이 고정자 쐐기(164)를 유지할 수 있게 한다. 보다 구체적으로, 고정자 코어(144)에 대한 고정자 쐐기(164)의 제2 위치(도 5와 도 7)는 제1 위치(도 3)와 비교하여 보다 더 반경방향 외측(지면에서 아래쪽)에 있다. 고정자 쐐기(164)의 해제시에, 심(110A 및/또는 110B)은 고정자 쐐기(164)를 반경방향 외측에 위치시키고, 요소(104)와 상측 리플 스프링(168)을 압박하며, 그에 따라 슬롯 압력을 증대시킨다. 도 7은, 예컨대 전술한 접착제(180)를 사용하여, 고정자 쐐기(164)와 고정자 슬롯(144) 중 적어도 하나에 심의 에지(110A, 110B)를 접착하는 선택적인 단계를 보여준다. 이 접착제는 코킹 건 등과 같은 임의의 방안을 이용하여 도포될 수 있다.

전술한 방법은 수동으로 또는 현장 로봇/공구를 이용하여 실시될 수 있다. 후자의 경우, 상기 방법은 회전자를 제자리에 둔 상태로 실시될 수 있다. 예를 들어, 상기 프로세스는 회전자를 제자리에 둔 상태로, 고정자 쐐기를 압박할 수 있고 하나 이상의 심을 삽입할 수 있는, 로봇 시스템 또는 자동화 시스템을 이용하여 자동적으로 실시될 수 있다. 추가적으로, 전술한 방법은, 특정 슬롯(144) 내의 선택된 고정자 쐐기(164)에 대해, 또는 고정자 코어(142)의 다른 고정자 슬롯(144) 내의 고정자 쐐기(164)에 대해 반복될 수 있다. 끼워져야 하는 특정 고정자 쐐기(164)를 나타내는 데 요망되는 필요 느슨함 정도는, 사용자에 의해 정해질 수 있고, 임의의 솔루션, 예컨대 Echotop, Picollo Ⅰ 또는 Ⅱ 경도 시험 등을 이용하여 시험될 수 있다. 표준화된 규칙에 따라 고정자 쐐기의 조임 정도를, 예컨대 타이트함, 비어 있음, 느슨함 등을 나타내는 고정자 쐐기의 맵 또는 기록이 마련될 수 있다. 이러한 맵/기록은 끼움을 지시하는 데 사용될 수 있다. 어느 한 예시적인 개념 입증 시험에서는, 평균 강성을 173 Leeb로 증가하였으나, 다른 값들은 다른 설정으로 관찰될 수 있다.

본원에 기술된 유지 어셈블리(102)와 전기 기계(100)는, 다시 쐐기 박는 단계를 제공하지 않고서도, 고정자 슬롯의 느슨해진 요소들의 문제를 해결할 수 있고, 이에 따라 다시 쐐기 박는 공정의 비용을 피할 수 있다. 게다가, 유지 어셈블리(102)는 전체적으로 또는 부분적으로 다시 쐐기 박는 것과 연관된 운전 정지 기간 및 비용을 없앨 수 있다. 열(즉, 고정자 슬롯) 안의 각 고정자 쐐기가 개별적으로 끼워질 수 있으므로, 고정자 쐐기의 전체 열을 제거하는 대신에, 필요한 곳에 유지 어셈블리(102)가 적용될 수 있다. 추가적으로, 본래의 고정자 쐐기는 제거되지 않으므로, 전술한 프로세스 동안에 기계에 손상을 입힐 위험이 줄어든다. 또한, 각 고정자 쐐기(164)가 제거되지 않으므로, 새로운 고정자 쐐기로 인해 야기될 수 있는 타이트함의 소실이, 기계의 후속 작동에서 일어나지 않을 수 있다. 그 결과, 추가적으로 다시 쐐기 박는 단계가 회피될 수 있다.

상기한 도면들은 본원의 여러 실시형태들에 따른 관련 처리의 일부를 보여준다. 이러한 점에서, 각 도면은 기술된 방법의 실시형태들과 연관되어 있는 프로세스를 나타낸다. 또한, 일부 대안적인 구현예에서는, 도면에 언급된 동작들은, 도면에 언급된 순서에서 벗어나 일어날 수 있거나, 또는 실제로는, 예를 들어 수반되는 동작에 따라, 실질적으로 동시에 또는 반대의 순서로 실행될 수 있다. 또한, 당업자라면, 처리를 형성하는 추가적인 단계들이 추가될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

본원에 사용된 용어는, 단지 특정 실시형태를 기술하기 위한 것이며, 본원을 제한하려는 의도는 없다. 본원에 사용되고 있는 바와 같이, 단수 형태 "a", "an" 및 "the"는, 별도로 문맥에서 명확히 지시하고 있지 않으면, 복수 형태도 또한 포함하는 것으로 의도되어 있다. 또한, 용어 "포함한다" 및/또는 "포함하는"은, 본원에서 사용될 때, 명시된 특징, 정수, 단계, 작업, 요소, 및/또는 구성요소의 존재를 특정하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 작업, 요소, 구성요소, 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지는 않는 것으로 이해될 것이다.

이하의 청구범위에 있는 모든 수단 또는 방법뿐만 아니라 기능 요소에 대응하는 구조, 재료, 동작 및 등가물은, 구체적으로 청구되어 있는 다른 청구 요소와 함께 기능을 수행하기 위한, 임의의 구조, 재료, 또는 동작을 포함하도록 의도되어 있다. 본원에 대한 설명은, 예시 및 설명을 목적으로 주어진 것이지만, 철저한 것으로 또는 본원에 개시된 형태로 제한되는 것으로 의도되어 있지 않다. 본원의 범위 및 정신을 벗어나지 않는 여러 수정 및 변형이 당업자에게는 자명할 것이다. 본원의 원리 및 실제 적용을 가장 잘 설명하기 위해, 그리고 다른 당업자들이 여러 수정을 갖는 여러 실시형태에 관한 내용을 고려되는 특정 사용에 적합한 것으로 이해할 수 있게 하기 위해, 실시형태가 선택 및 기술되어 있다.

Claims

전기 기계의 고정자 슬롯에 복수의 요소를 유지하기 위한 유지 어셈블리로서,
상기 복수의 요소와의 사이에 배치된 리플 스프링의 압력에 대항하여 복수의 요소를 유지하도록 상기 고정자 슬롯의 더브테일(dovetail)에 고정 배치되어 있는 고정자 쐐기; 및
상기 고정자 쐐기와 상기 더브테일의 하중 지지면의 사이에 배치되어 있는 적어도 하나의 심(shim)
을 포함하는 유지 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 복수의 요소는 고정자 바아 및 슬롯 필러를 포함하는 것인 유지 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 고정자 쐐기는 복수의 고정자 쐐기를 포함하고, 상기 심은 복수의 고정자 쐐기의 길이를 따라 배치되어 있는 복수의 심을 포함하는 것인 유지 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 심은 제1 홈과 대향 제2 홈을 포함하고, 상기 고정자 쐐기는 제1 홈과 대향 제2 홈에 고정 배치되어 있으며,
상기 심은, 고정자 쐐기와 제1 홈의 하중 지지면 사이에 있는 제1 심과, 고정자 쐐기와 대향 제2 홈의 하중 지지면 사이에 있는 제2 심을 포함하는 것인 유지 어셈블리.
제4항에 있어서, 상기 고정자 쐐기는 복수의 고정자 쐐기를 포함하고, 상기 제1 심은 복수의 고정자 쐐기의 길이를 따라 배치되어 있는 복수의 제1 심을 포함하며, 상기 대향 제2 심은 복수의 고정자 쐐기의 길이를 따라 배치되어 있는 복수의 대향 제2 심을 포함하는 것인 유지 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 고정자 쐐기는 코튼 페놀 복합재와 에폭시-글라스 라미네이트 중의 어느 하나를 포함하는 것인 유지 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 심은 페놀 물질, 파라-아라미드 합성 물질, 메타-아라미드 물질 및 강성 유리섬유 물질로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 비전도성 재료로 제조되는 것인 유지 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 심에는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)의 층이 포함되는 것인 유지 어셈블리.
제1항에 있어서, 고정자 쐐기와 고정자 슬롯 중 적어도 하나에 심의 에지를 접착하는 접착제를 더 포함하는 유지 어셈블리.
전기 기계로서,
고정자 슬롯을 포함하는 고정자 코어;
고정자 슬롯 내에 있고 고정자 바아를 포함하는 복수의 요소;
상기 복수의 요소와의 사이에 배치된 리플 스프링의 압력에 대항하여 고정자 슬롯 내의 복수의 요소를 유지하도록 상기 고정자 슬롯의 더브테일에 고정 배치되어 있는 고정자 쐐기; 및
상기 고정자 쐐기와 상기 더브테일의 하중 지지면의 사이에 배치되어 있는 적어도 하나의 심
을 포함하는 전기 기계.
제10항에 있어서, 상기 심은 제1 홈과 대향 제2 홈을 포함하고, 상기 고정자 쐐기는 제1 홈과 대향 제2 홈에 고정 배치되어 있으며,
상기 심은, 고정자 쐐기와 제1 홈의 하중 지지면 사이에 있는 제1 심과, 고정자 쐐기와 대향 제2 홈의 하중 지지면 사이에 있는 제2 심을 포함하는 것인 전기 기계.
제11항에 있어서, 상기 고정자 쐐기는 복수의 고정자 쐐기를 포함하고, 상기 제1 심은 복수의 고정자 쐐기의 길이를 따라 배치되어 있는 복수의 제1 심을 포함하며, 상기 대향 제2 심은 복수의 고정자 쐐기의 길이를 따라 배치되어 있는 복수의 대향 제2 심을 포함하는 것인 전기 기계.
제10항에 있어서, 상기 심은 페놀 물질, 파라-아라미드 합성 물질, 메타-아라미드 물질 및 강성 유리섬유 물질로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 비전도성 재료로 제조되는 것인 전기 기계.
제10항에 있어서, 상기 심에는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)의 층이 포함되는 것인 전기 기계.
제10항에 있어서, 고정자 쐐기와 고정자 슬롯 중 적어도 하나에 심의 에지를 접착하는 접착제를 더 포함하는 전기 기계.
전기 기계의 고정자 코어의 고정자 슬롯에 복수의 요소를 유지하기 위한 유지 어셈블리로서, 상기 고정자 슬롯의 더브테일에 배치되어 있는 고정자 쐐기를 포함하는 것인 유지 어셈블리의 조임 방법으로서,
고정자 슬롯 내의 고정자 쐐기를 고정자 슬롯의 더브테일에 대한 제1 위치로부터 압박하여, 고정자 쐐기와 더브테일 사이에 갭을 형성하는 압박 단계;
심을 상기 갭에 삽입하는 삽입 단계; 및
상기 제1 위치와 비교하여 고정자 쐐기가 고정자 슬롯 내의 복수의 요소에 대하여 더 압박되어 있는 제2 위치로, 심이 고정자 쐐기를 유지하도록, 고정자 쐐기의 압박을 해제하는 해제 단계
를 포함하는 유지 어셈블리의 조임 방법.
제16항에 있어서, 고정자 코어에 대한 고정자 쐐기의 제2 위치는 제1 위치와 비교하여 보다 더 반경방향 외측에 있는 것인 유지 어셈블리의 조임 방법.
제16항에 있어서, 상기 압박 단계는, 고정자 쐐기로부터 고정자 코어의 대향측과 상호 작용하도록 구성되어 있는 램(ram)을 사용하는 것인 유지 어셈블리의 조임 방법.
제16항에 있어서, 복수의 고정자 쐐기에 대해 상기 압박 단계, 삽입 단계 및 해제 단계를 반복하는 것을 더 포함하는 유지 어셈블리의 조임 방법.
전기 기계의 고정자 슬롯에 복수의 요소를 유지하기 위한 유지 어셈블리로서, 복수의 요소를 유지하도록 상기 고정자 슬롯의 더브테일에 고정 배치되어 있는 고정자 쐐기를 포함하는 것인 유지 어셈블리용의 심으로서,
상기 고정자 쐐기와 상기 더브테일의 하중 지지면의 사이에 배치되어 있는 재료의 층을 포함하는 유지 어셈블리용 심.
제20항에 있어서, 상기 재료의 층은 페놀 물질, 파라-아라미드 합성 물질, 메타-아라미드 물질 및 강성 유리섬유 물질로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 비전도성 재료를 포함하는 것인 유지 어셈블리용 심.
제20항에 있어서, 상기 재료의 층에는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)의 층이 포함되는 것인 유지 어셈블리용 심.
제20항에 있어서, 고정자 쐐기와 고정자 슬롯 중 적어도 하나에 상기 재료의 층의 에지를 접착하는 접착제를 더 포함하는 유지 어셈블리용 심.