KR20170048978A - 전기기기 및 그의 제조방법 - Google Patents

전기기기 및 그의 제조방법 Download PDF

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KR20170048978A
KR20170048978A KR1020150149748A KR20150149748A KR20170048978A KR 20170048978 A KR20170048978 A KR 20170048978A KR 1020150149748 A KR1020150149748 A KR 1020150149748A KR 20150149748 A KR20150149748 A KR 20150149748A KR 20170048978 A KR20170048978 A KR 20170048978A
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윤진호
이정구
이양수
민병욱
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 전기기기 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 전기기기는, 전기강판을 적층하여 형성되는 코어; 상기 코어에 권선되는 코일; 전기절연재로 판상으로 형성되는 바디 및 상기 바디를 관통하여 형성되는 복수의 충전공을 구비하고, 상기 코일의 절연을 위해 상기 코일의 주변에 배치되는 절연부재; 및 상기 절연부재에 비해 열전달 성능이 우수한 열전달절연재로 형성되고, 상기 충전공의 내부에 충전되는 사후충전절연부;를 포함하고, 상기 사후충전절연부는 상기 절연부재가 상기 코일의 둘레에 배치된 후 상기 열전달절연재를 상기 충전공에 충전하여 형성된다. 이에 의해, 절연부재의 절연성능을 유지함과 아울러 방열성능을 제고시킬 수 있다.

Description

전기기기 및 그의 제조방법{ELECTRIC MACHINERY AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은, 전기기기 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 절연성능을 유지함과 아울러 방열성능을 제고시킬 수 있도록 한 전기기기 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 전기기기(Electric Machinery)는, 전기에너지를 입력받아 기계에너지로 변환하는 전동기, 기계에너지를 입력받아 전기에너지로 변환하는 발전기, 교류전압을 변환하는 변압기를 통칭하는 말이다.
이러한 전기기기에는 전원(전류)가 공급되는 전기도체 및 상기 전기도체의 절연을 위한 절연부재가 구비된다.
보다 구체적으로 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 전기기기(전동기)의 스테이터(10)는, 원주방향을 따라 이격된 복수의 슬롯(15)이 형성된 스테이터코어(11), 및 상기 스테이터코어(11)에 권선되는 스테이터코일(20)을 구비한다.
상기 스테이터코일(20)은 복수의 전기도체(25)를 구비한다.
상기 슬롯(15)의 내부에는 상기 스테이터코일(20)과 상기 스테이터코어(11)의 절연을 위해 소위 "절연지"라고 하는 절연부재(30)가 삽입된다.
상기 절연부재(30)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 슬롯(15)의 내부에 용이하게 삽입될 수 있게 대략 "U"형상으로 절곡 성형(벤딩 가공)된다.
상기 절연부재(30)는 상기 슬롯(15)의 내부에 2개가 각각 삽입된다.
상기 각 절연부재(30)는, 서로 이격된 양 측면부(32)와, 상기 양 측면부(32)를 일체로 연결하는 연결부(34)를 각각 구비한다.
상기 각 절연부재(30)의 측면부(32)의 단부 영역은 서로 중첩된다.
그런데, 이러한 종래의 절연부재(30)를 구비한 전기기기에 있어서는, 상기 절연부재(30)가 재질의 특성상 열전도율이 상대적으로 낮기 때문에 상기 절연부재(30)의 내부의 스테이터코일(20)에서 발생한 열이 상기 절연부재(30)를 통과하지 못하기 때문에 상기 스테이터코일(20)의 온도가 쉽게 상승될 수 있다.
상기 절연부재(30)의 내부의 스테이터코일(20)의 온도가 상승하게 되면, 전기저항이 증가하게 되기 때문에 전기기기(전동기)의 출력이 저하될 수 있다.
또한, 상기 절연부재(30)가 과열된 상기 스테이터코일(20)의 고온에 지속적인 노출이 빈발하기 때문에 상기 절연부재(30)의 강제 열화가 촉진되고, 이에 기인하여 상기 절연부재(30)의 수명이 쉽게 단축될 수 있다.
KR 1020040044711 A (2004.05.31.)
따라서, 본 발명은, 절연부재의 절연성능을 유지함과 아울러 방열성능을 제고시킬 수 있는 전기기기 및 그의 제조방버을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 전기도체의 온도상승을 억제하여 출력이 제고됨과 아울러 절연부재의 수명이 연장될 수 있는 전기기기 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 전기도체 사이의 공기층을 감소시켜 전기도체의 열전달을 촉진시킬 수 있는 전기기기 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 전기강판을 적층하여 형성되는 코어; 상기 코어에 권선되는 코일; 전기절연재로 판상으로 형성되는 바디 및 상기 바디를 관통하여 형성되는 복수의 충전공(充塡孔)을 구비하고, 상기 코일의 절연을 위해 상기 코일의 주변에 배치되는 절연부재; 및 상기 절연부재에 비해 열전달 성능이 우수한 열전달절연재로 형성되고, 상기 충전공의 내부에 충전되는 사후충전절연부;를 포함하고, 상기 사후충전절연부는 상기 절연부재가 상기 코일의 둘레에 배치된 후 상기 열전달절연재를 상기 충전공에 충전하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전기기기를 제공한다.
실시예에 있어서, 상기 코어는 슬롯을 구비하고, 상기 절연부재는 상기 코일보다 먼저 상기 슬롯의 내부에 삽입될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 열전달절연재는 함침기의 내부에 액상으로 구비되고, 상기 코어 및 코일이 결합된 코어코일결합체는 상기 함침기의 내부의 액상의 열전달절연재에 함침될 수 있다.
상기 코어코일결합체의 함침 시 상기 함침기의 내부는 진공으로 유지될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 충전공은 0.3mm 내지 1mm의 직경을 구비하고, 상기 충전공의 면적의 총합은 상기 절연부재의 전체 면적의 30% 내지 50%로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 전기강판을 적층하여 형성되는 코어 및 상기 코어에 권선되는 코일과, 전기절연재로 판상을 구비한 바디 및 상기 바디의 판면을 관통하여 형성되는 복수의 충전공을 구비한 절연부재를 마련하는 단계; 상기 코일의 절연을 위해 상기 코일의 주변에 상기 절연부재를 배치하는 단계; 및 상기 절연부재의 충전공에 상기 절연부재에 비해 열전달 성능이 우수한 열전달절연재를 충전하여 사후충전절연부를 형성하는 단계;를 포함하는 전기기기의 제조방법이 제공된다.
실시예에 있어서, 상기 코어에는 슬롯이 구비되고, 상기 코일의 절연을 위해 상기 코일의 주변에 상기 절연부재를 배치하는 단계는, 상기 슬롯의 내부에 상기 절연부재를 삽입하는 단계; 및 상기 절연부재의 내부에 상기 코일을 삽입하는 단계;를 포함할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 사후충전절연부를 형성하는 단계는, 함침기의 내부에 상기 열전달절연재를 액상으로 마련하는 단계; 및 상기 코어의 슬롯에 상기 절연부재 및 코일이 삽입된 코어코일결합체를 상기 함침기의 액상의 열전달절연재에 함침하는 단계;를 포함할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 사후충전절연부의 형성 단계 후, 상기 코어코일결합체를 가열하여 미리 설정된 온도로 유지하면서 상기 사후충전절연부를 경화시키는 사후충전절연부경화단계;를 더 포함할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 절연부재를 마련하는 단계에서, 상기 충전공은 0.3mm 내지 1mm의 직경을 구비하고, 상기 충전공의 전체 면적은 상기 절연부재의 전체 면적의 30% 내지 50%로 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 절연부재의 충전공에 절연부재에 비해 열전달성능이 우수한 열전달절연재를 충전하여 사후충전절연부를 형성함으로써, 절연부재의 절연성능을 유지함과 아울러 방열성능이 제고될 수 있다.
또한, 절연부재의 일 측의 코일의 열이 사후충전절연부에 의해 방열이 촉진됨으로써 상기 코일의 온도상승이 억제되어 기기의 출력이 제고될 수 있다.
또한, 발열 전기도체의 방열이 촉진되어 코일이 일정 온도 이상으로 과열되지 아니하므로 코일의 고온에 기인한 절연부재의 강제열화의 진행이 완화될 수 있다. 이에 의해, 절연부재의 수명이 연장될 수 있다.
또한, 절연부재의 내부에 코일이 삽입 결합된 상태에서 열전달절연재의 충전을 실시함으로써, 절연부재에 비해 상대적으로 강성이 취약한 열전달절연재의 손상 발생이 억제될 수 있다.
또한, 절연부재의 내부에 코일이 삽입 결합되고, 열전달절연재의 충전 시 주변이 진공으로 유지되도록 함으로써, 코어, 코일 및 절연부재 사이의 공기층이 감소되어 코일의 열전달이 촉진될 수 있다.
도 1은 종래의 전기기기의 절연부재의 사용상태를 도시한 도면,
도 2는 도 1의 절연부재의 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기기기의 단면도,
도 4는 도 3의 스테이터코어의 단면도,
도 5는 도 3의 절연부재의 사시도,
도 6은 도 4의 절연부재의 요부확대도,
도 7은 도 3의 전기기기의 제조방법을 설명하기 위한 도면,
도 8은 도 3의 전기기기의 함침과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명한다. 본 명세서는, 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
본 발명은 절연부재 및 사후충전절연부를 구비하여 절연성능을 유지하면서 방열성능이 제고될 수 있는 전기기기 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기기기는, 전기강판(132,182)을 적층하여 형성되는 코어(131,181); 상기 코어(131,181)에 권선되는 코일(151,191); 전기절연재로 판상으로 형성되는 바디(212) 및 상기 바디(212)를 관통하여 형성되는 복수의 충전공(充塡孔)(215)을 구비하고, 상기 코일(151,191)의 절연을 위해 상기 코일(151,191)의 주변에 배치되는 절연부재(210); 및 상기 절연부재(210)에 비해 열전달 성능이 우수한 열전달절연재로 형성되고, 상기 충전공(215)의 내부에 충전되는 사후충전절연부(210);를 포함하고, 상기 사후충전절연부(210)는 상기 절연부재(210)가 상기 코일(151,191)의 둘레에 배치된 후 상기 열전달절연재를 상기 충전공(215)에 충전하여 형성될 수 있다.
본 실시예의 전기기기는, 예를 들면, 스테이터(130) 및 상기 스테이터(130)에 대해 상대운동하는 로터(170)를 구비한 전동기로 구현될 수 있다.
본 실시예의 전기기기는, 예를 들면, 스테이터(130) 및 상기 스테이터(130)에 대해 상대운동하는 로터(170)를 구비한 발전기로 구현될 수도 있다.
이하, 본 실시예의 전기기기는 전동기로 구현된 경우를 예를 들어 설명하고, 발전기로 구현된 예에 대한 설명은 생략하고 전동기로 구현된 예에 대한 설명으로 갈음한다.
여기서, 본 발명의 전기기기의 코어(131,181), 코일(151,191), 절연부재(210) 및 사후충전절연부(210)는 상기 스테이터(130)에 구비될 수 있다.
본 발명의 전기기기의 코어(131,181), 코일(151,191), 절연부재(210) 및 사후충전절연부(210)는 상기 로터(170)에 구비될 수 있다.
본 발명의 전기기기의 코어(131,181), 코일(151,191), 절연부재(210) 및 사후충전절연부(210)는 상기 스테이터(130) 및 로터(170)에 각각 구비될 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 상기 로터(170)가 상기 스테이터(130)에 대해 회전되는 경우를 예시하고 있으나, 이는 일 예시에 불과하며 상기 로터(170)가 상기 스테이터(130)에 대해 왕복운동 가능하게 구성될 수도 있다.
상기 스테이터(130)의 외부에는 프레임(110)이 구비될 수 있다.
상기 프레임(110)은, 예를 들면, 양 측이 개방된 통 형상을 구비할 수 있다.
상기 프레임(110)은, 예를 들면, 상기 스테이터(130)의 외경과 면접촉되는 직경을 구비한 원통 형상으로 구현될 수 있다.
상기 프레임(110)의 양 단부에는 브래킷(115)이 각각 구비될 수 있다.
상기 스테이터(130)는, 예를 들면, 복수의 슬롯(135)을 구비한 스테이터코어(131); 및 상기 스테이터코어(131)의 슬롯(135)에 권선되는 스테이터코일(151)을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 스테이터코어(131)의 중앙에는 상기 로터(170)가 회전 가능하게 수용되는 로터수용공(137)이 형성될 수 있다.
상기 스테이터코어(131)는, 예를 들면, 상기 슬롯(135) 및 로터수용공(137)이 구비된 복수의 전기강판(규소강판)(132)을 절연 적층하여 형성될 수 있다.
상기 스테이터코일(151)은, 예를 들면, 상기 스테이터코어(131)의 반경방향을 따라 배치된 복수의 전기도체(155)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 스테이터코일(151)은, 예를 들면, 사각형 단면을 구비할 수 있다.
상기 로터(170)는, 예를 들면, 복수의 슬롯(185)을 구비한 로터코어(181); 및 상기 로터코어(181)의 슬롯(185)에 권선되는 로터코일(191);을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 로터코일(191)은, 예를 들면, 상기 슬롯(185)의 내부에 반경방향을 따라 이격 배치되는 복수의 전기도체(195)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 로터코어(181)의 중앙에는 회전축(171)이 구비될 수 있다.
상기 회전축(171)은, 예를 들면, 양 측에 베어링(117)이 각각 구비될 수 있다.
상기 베어링(117)은, 예를 들면, 상기 브래킷(115)에 각각 구비될 수 있다.
상기 회전축(171)은, 예를 들면, 내부에 축방향으로 관통된 중공부(173)가 구비될 수 있다.
상기 중공부(173)는 미리 설정된 내경을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 회전축(171)에는, 상기 로터코일(191)에 전원을 공급하는 전원공급부(196)가 구비될 수 있다.
상기 전원공급부(196)는, 예를 들면, 상기 회전축(171)에 구비되는 슬립링(197) 및 상기 슬립링(197)에 통전 가능하게 접촉되는 브러시(198)를 구비할 수 있다.
한편, 상기 스테이터코어(131)의 슬롯(135) 및 상기 로터코어(181)의 슬롯(185) 중 적어도 어느 하나에는 전술한 사후충전절연부(210)가 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 스테이터코어(131)의 슬롯(135) 및 상기 로터코어(181)의 슬롯(185)의 내부에는 모두 사후충전절연부(210)가 형성되며, 상기 사후충전절연부(210)의 기본적인 구성은 동일하므로, 이하에서는 상기 스테이터코어(131)의 슬롯(135)의 사후충전절연부(210)를 예를 들어 설명하고, 상기 로터코어(181)의 슬롯(185)의 사후충전절연부(210)의 설명은 생략하고 상기 스테이터코어(131)의 사후충전절연부(210)의 설명으로 갈음하기로 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터코어(131)의 슬롯(135)의 내부에는 스테이터코일(151)이 삽입될 수 있다.
상기 스테이터코어(131)의 슬롯(135)의 내부에는 상기 스테이터코일(151)과 상기 스테이터코어(131)의 절연을 위해 절연부재(210)가 삽입될 수 있다.
상기 절연부재(210)는, 예를 들면, 상기 스테이터코어(131)의 반경방향을 따라 상기 슬롯(135)의 양 단부에 각각 배치되는 제1절연부재(211a) 및 제2절연부재(211b)를 구비할 수 있다.
상기 절연부재(210)는, 서로 이격된 양 측면부(213) 및 상기 양 측면부(213)를 연결하는 연결부(214)를 구비할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 슬롯(135)의 내부 상기 로터수용공(137)에 가까운 단부에 구비된 제1절연부재(211a)가 먼 단부에 구비된 제2절연부재(211b)에 비해 양 측면부(213)의 길이가 길게 도시되어 있으나, 상기 제1절연부재(211a) 및 제2절연부재(211b)의 크기는 적절히 조절될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제2절연부재(211b)의 양 측면부(213)의 길이는 상기 제1절연부재(211a)의 양 측면부(213)의 길이에 비해 길게 형성될 수도 있고, 서로 동일한 길이로 형성될 수도 있다.
상기 절연부재(210)는, 예를 들면, 전기절연재로 형성되는 판 상의 바디(212); 및 상기 바디(212)를 관통하여 형성되는 복수의 충전공(215)을 각각 구비하여 구성될 수 있다.
상기 절연부재(210)는, 예를 들면, 아라미드 섬유(aramid fiber)로 구현될 수 있다.
상기 절연부재(210)는, 예를 들면, 피이티(PET), 피이엔(PEN) 등의 폴리에스터(polyester), 폴리카보네이트(polycarbonate), 마이카 시트(MICA Sheet), 폴리이미드(polyimide) 등 전기적 절연 성능 및 기계적 성능을 구비한 재질로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 기계적 성능은 미리 설정된 형상으로 절곡 성형시 절곡 후의 형상을 유지할 수 있는 정도의 형상유지강도를 구비하는 것을 의미한다.
상기 절연부재(210)는 상기 스테이터코어(131)의 슬롯(135)의 내부에 상기 스테이터코일(151)보다 먼저 삽입될 수 있다.
상기 충전공(215)은, 예를 들면, 0.3mm 내지 1mm의 직경을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 충전공(215)은, 예를 들면, 기계가공방법에 의해 형성될 수 있다.
상기 충전공(215)은, 예를 들면, 드릴 및 지그를 이용하여 상기 바디(212)를 관통하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 바디(212)에는 상기 각 충전공(215)의 면적의 총합이 상기 절연부재(210)의 전체 면적의 30% 내지 50%로 되게 복수의 충전공(215)이 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 충전공(215)이 드릴에 의해 형성되는 경우를 예시하고 있으나, 다른 방법 예를 들면, 레이저 가공에 의해 형성될 수도 있다.
또한, 본 실시예에서 상기 충전공(215)이 원형으로 형성된 경우를 예시하고 있으나 다른 형상, 예를 들면, 다각형 형상으로 형성될 수도 있다.
한편, 상기 절연부재(210)의 충전공(215)에는 상기 절연부재(210)에 비해 열전달 성능이 우수한 열전달절연재가 충전되어 사후충전절연부(210)가 형성될 수 있다.
상기 열전달절연재는, 예를 들면, 실리콘수지(silicone)로 구현될 수 있다.
보다 구체적으로 예를 들면, 상기 사후충전절연부(210)는 상기 충전공(215)의 내부에 상기 열전달절연재가 충전되어 형성되는 연결구간(231)을 구비하여 구성될 수 있다.
이에 의해, 상기 각 절연부재(210)의 일 측과 타 측이 열적으로 연통되어 상기 절연부재(210)의 양 측 간 열전달이 용이하게 될 수 있다.
상기 사후충전절연부(210)는 상기 스테이터코어(131)의 슬롯(135)의 내벽과 상기 절연부재(210) 사이(틈새)에 상기 열전달절연재가 충전되어 형성되는 코어측구간(233)을 구비할 수 있다.
이에 의해, 상기 스테이터코어(131)의 슬롯(135)의 내벽과 상기 절연부재(210) 사이의 공기층(공기량)이 감소되어 열전달이 더 용이하게 될 수 있다.
상기 사후충전절연부(210)는 상기 절연부재(210)와 상기 스테이터코일(151) 사이에 상기 열전달절연재가 충전되어 형성되는 코일측구간(235)을 구비할 수 있다.
이에 의해, 상기 절연부재(210)와 상기 스테이터코일(151) 사이의 공기층(공기량)이 감소되어 상기 상기 스테이터코일(151)의 방열이 용이하게 될 수 있다.
상기 사후충전절연부(210)는 상기 스테이터코일(151)의 전기도체(155)의 사이에 형성되는 도체사이구간(237)을 구비할 수 있다.
이에 의해, 상기 스테이터코일(151)의 전기도체(155) 들 사이의 공기층이 감소되어 상기 스테이터코일(151)의 방열이 용이하게 될 수 있다.
상기 스테이터코일(151)의 각 전기도체(155)는 공기에 비해 열전달 성능이 현저하게 우수한 열전달절연재와 둘레면(사면)이 접촉됨으로써 방열이 현저하게 촉진될 수 있다.
여기서, 상기 도체사이구간(237), 상기 코일측구간(235), 상기 연결구간(231) 및 코어측구간(233)은 실제로 일체로 형성되므로, 상대적으로 온도가 높은 상기 스테이터코일(151)의 열이 상기 도체사이구간(237) 및 코일측구간(235)을 통해 방열되어 상기 연결구간(231) 및 코어측구간(233)을 경유해 상기 스테이터코어(131)로 신속하게 전달될 수 있다.
이에 의해, 상기 스테이터코일(151)의 방열이 현저하게 증가되어 상기 스테이터코일(151)의 온도가 과도하게 상승하는 것이 억제될 수 있다.
또한, 상기 스테이터코일(151)이 상대적으로 낮은 온도를 유지하게 되므로 고온에 기인한 상기 절연부재(210)의 강제 열화가 완화되어 상기 절연부재(210)의 수명이 연장될 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 회전기기의 제조방법에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 회전기기의 제조방법은, 전기강판(132,182)을 적층하여 형성되는 코어(131,181) 및 상기 코어(131,181)에 권선되는 코일(151,191)과, 전기절연재로 판상을 구비한 바디(212) 및 상기 바디(212)의 판면을 관통하여 형성되는 복수의 충전공(215)을 구비한 절연부재(210)를 마련하는 단계(S110); 상기 코일(151,191)의 절연을 위해 상기 코일(151,191)의 주변에 상기 절연부재(210)를 배치하는 단계(S120,S130); 및 상기 절연부재(210)의 충전공(215)에 상기 절연부재(210)에 비해 열전달 성능이 우수한 열전달절연재를 충전하여 사후충전절연부(210)를 형성하는 단계(S140,S150);를 구비할 수 있다.
상기 스테이터코어(131) 및 스테이터코일(151)이 각각 마련되고, 상기 스테이터코어(131)의 슬롯(135)의 크기에 대응되게 전기절연재를 사각 형상으로 절단하여 상기 절연부재(210)의 바디(212)가 마련될 수 있다.
상기 절연부재(210)의 바디(212)에는 미리 설정된 크기로 복수의 충전공(215)이 관통 형성될 수 있다.
상기 스테이터코어(131), 스테이터코일(151) 및 절연부재(210)가 마련되면(S110), 상기 스테이터코어(131)의 슬롯(135)의 내부에 상기 절연부재(210)가 삽입될 수 있다(S120).
상기 절연부재(210)의 삽입이 완료되면(S120), 상기 절연부재(210)의 내부에 상기 스테이터코일(151)이 삽입 결합될 수 있다(S130).
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터코어(131)에 상기 스테이터코일(151)이 결합된 코어코일결합체(160)는 상기 절연부재(210)에 비해 열전달성능이 우수한 액상의 열전달절연재(L)에 함침될 수 있다(S140).
상기 액상의 열전달절연재(L)는, 예를 들면, 실리콘(silicone) 용액(L)일 수 있다.
상기 액상의 열전달절연재(L)는 함침기(250)의 내부에 구비될 수 있다.
상기 함침기(250)는, 상기 열전달절연재(L)이 수용되는 본체(251) 및 상기 본체(251)를 개폐하는 커버(253)를 구비한다.
상기 본체(251)와 커버(253) 사이에는 내외를 기밀적으로 차단하는 실링부재(255)가 구비될 수 있다.
상기 함침기(250)에는 도면에는 구체적으로 도시하지 아니하였으나 내부를 가열할 수 있게 히터가 구비될 수 있다.
상기 실리콘(용액)(L)은 미리 설정된 온도(예들 들면 50 ℃)로 유지될 수 있다.
상기 함침기(250)의 내부는 함침 시 진공으로 유지될 수 있다.
상기 함침기(250)는 내부를 진공으로 유지하기 위한 진공펌프(260)와 상호 연통되게 연결될 수 있다.
상기 함침기(250)의 내부는, 예를 들면, 5×10-4 Torr 이하로 유지될 수 있다.
이에 의해, 상기 코어코일결합체(160)의 내부의 공간에 존재하는 공기가 제거되고, 공기가 제거된 상기 슬롯(135)의 내부의 빈공간에는 상기 열전달절연재(실리콘용액)(L)가 용이하게 충전될 수 있다.
상기 코어코일결합체(160)는 상기 함침기(250)의 액상의 열전달절연재(L), 즉 실리콘 용액(L)에 미리 설정된 시간(예를 들면 30분) 동안 함침될 수 있다.
이에 의해, 상기 스테이터코어(131)의 각 슬롯(135)의 내부에는 사후충전절연부(210)가 각각 형성될 수 있다.
한편, 상기 코어코일결합체(160)가 미리 설정된 시간의 함침이 완료되면(S140), 상기 코어코일결합체(160)는 상기 함침기(250)에서 인출되어 미리 설정된 시간 동안(예를 들면 30분) 대기상태에 있을 수 있다(S150).
이때, 상기 코어코일결합체(160)의 슬롯(135)의 내부의 사후충전절연부(210)는 상대적으로 간격(충전공간)이 작으므로 상기 열전달절연재(L)의 점성에 의해 충전공간으로부터 흘러내리지 아니하고 충전상태가 충분히 유지될 수 있다.
상기 대기상태에서, 상기 코어코일결합체(160)의 외표면에 점착된 열전달절연재(실리콘용액)(L)는 중력에 의해 흘러내려 상대적으로 적은 양이 표면에 잔류하게 될 수 있다.
다음 함침이 완료된 코어코일결합체(160)는 미리 설정된 온도 및 시간으로 가열 및 경화될 수 있다(S160).
보다 구체적으로 예를 들면, 상기 코어코일결합체(160)는 80℃로 가열된 공기(열풍)에 의해 2시간 동안 경화될 수 있다(S160).
이상에서, 본 발명의 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었다. 그러나, 본 발명은, 그 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 실시될 수 있으므로, 위에서 설명된 실시예는 그 상세한 설명의 내용에 의해 제한되지 않아야 한다.
또한, 앞서 기술한 상세한 설명에서 일일이 나열되지 않은 실시예라 하더라도 첨부된 특허청구범위에서 정의된 그 기술 사상의 범위 내에서 넓게 해석되어야 할 것이다. 그리고, 상기 특허청구범위의 기술적 범위와 그 균등범위 내에 포함되는 모든 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 포섭되어야 할 것이다.
110: 프레임 115 : 브래킷
117: 베어링 130: 스테이터
131 : 스테이터코어 132,182 : 전기강판
135,185: 슬롯 151: 스테이터코일
155,195: 전기도체 160: 코어코일결합체
170 : 로터 171 : 회전축
181: 로터코어 191 : 로터코일
196 : 전원공급부 197 : 슬립링
198 : 브러시 210: 절연부재
212 : 바디 213 : 측면부
214 : 절곡부 215 : 충전공
230: 사후충전절연부 231 : 연결구간
233: 코어측구간 235: 코일측구간
237: 도체사이구간 250: 함침기

Claims (11)

  1. 전기강판을 적층하여 형성되는 코어;
    상기 코어에 권선되는 코일;
    전기절연재로 판상으로 형성되는 바디 및 상기 바디를 관통하여 형성되는 복수의 충전공을 구비하고, 상기 코일의 절연을 위해 상기 코일의 주변에 배치되는 절연부재; 및
    상기 절연부재에 비해 열전달 성능이 우수한 열전달절연재를 상기 충전공의 내부를 포함하여 상기 절연부재의 주변에 충전하여 형성되는 사후충전절연부;를 포함하고,
    상기 사후충전절연부는 상기 절연부재가 상기 코일의 둘레에 배치된 후 상기 열전달절연재를 충전하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전기기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코어는 슬롯을 구비하고,
    상기 절연부재는 상기 코일보다 먼저 상기 슬롯의 내부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 전기기기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 열전달절연재는 함침기의 내부에 액상으로 구비되고,
    상기 코어 및 코일이 결합된 코어코일결합체는 상기 함침기의 내부의 액상의 열전달절연재에 함침되는 것을 특징으로 하는 전기기기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 코어코일결합체의 함침 시 상기 함침기의 내부는 진공으로 유지되는 것을 특징으로 하는 전기기기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전공은 0.3mm 내지 1mm의 직경을 구비하고,
    상기 충전공의 면적의 총합은 상기 절연부재의 전체 면적의 30% 내지 50%로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기기기.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사후충전절연부는, 상기 코어와 상기 절연부재 사이에 형성되는 코어측구간, 상기 절연부재와 상기 코일 사이에 형성되는 코일측구간 및 상기 충전공의 내부에 형성되는 연결구간을 포함하는 전기기기.
  7. 전기강판을 적층하여 형성되는 코어 및 상기 코어에 권선되는 코일과, 전기절연재로 판상을 구비한 바디 및 상기 바디의 판면을 관통하여 형성되는 복수의 충전공을 구비한 절연부재를 마련하는 단계;
    상기 코일의 절연을 위해 상기 코일의 주변에 상기 절연부재를 배치하는 단계; 및
    상기 절연부재의 충전공에 상기 절연부재에 비해 열전달 성능이 우수한 열전달절연재를 충전하여 사후충전절연부를 형성하는 단계;를 포함하는 전기기기의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 코어에는 슬롯이 구비되고,
    상기 코일의 절연을 위해 상기 코일의 주변에 상기 절연부재를 배치하는 단계는,
    상기 슬롯의 내부에 상기 절연부재를 삽입하는 단계; 및
    상기 절연부재의 내부에 상기 코일을 삽입하는 단계;를 포함하는 전기기기의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 사후충전절연부를 형성하는 단계는,
    함침기의 내부에 상기 열전달절연재를 액상으로 마련하는 단계; 및
    상기 코어의 슬롯에 상기 절연부재 및 코일이 삽입된 코어코일결합체를 상기 함침기의 액상의 열전달절연재에 함침하는 단계;를 포함하는 전기기기의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 사후충전절연부의 형성 단계 후, 상기 코어코일결합체를 가열하여 미리 설정된 온도로 유지하면서 상기 사후충전절연부를 경화시키는 사후충전절연부경화단계;를 더 포함하는 전기기기의 제조방법.
  11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연부재를 마련하는 단계에서, 상기 충전공은 0.3mm 내지 1mm의 직경을 구비하고, 상기 충전공의 전체 면적은 상기 절연부재의 전체 면적의 30% 내지 50%로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기기기의 제조방법.
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