KR20170060150A - 밀봉 구조를 갖는 모터 슬롯 웨지 및 조합 장치 - Google Patents

Abstract

밀봉 구조를 갖는 모터 슬롯 웨지 및 조합 장치가 제공된다. 모터 슬롯 웨지(1)의 구조는 다음과 같다: 슬롯 웨지의 외벽(13, 14)에 홈이 형성되고; 홈 안에 열 팽창 물질(8)이 배열되고; 열 팽창 물질(8)이 가열 팽창 후 철 코어 치형부 홈의 내벽(10, 11, 12)과 접촉한다. 조합 장치는 철 코어 치형부 홈을 갖는 모터 철 코어 및 밀봉 구조를 갖는 모터 슬롯 웨지(1)를 포함한다. 슬롯 웨지(1)의 외벽(13, 14)에 홈을 형성하고 홈에 열 팽창 물질(8)을 충전함으로써, 슬롯 웨지(1)와 철 코어의 치형부 홈의 내벽 사이에 밀봉 구조가 형성되고, 수분이 철 코어의 치형부 홈의 내부에 진입하여 절연 구조를 손상시키는 것이 방지되고, 진공 압력 함침 후 페인트 소실이 차단될 수 있다.

Description

밀봉 구조를 갖는 모터 슬롯 웨지 및 조합 장치{MOTOR SLOT WEDGE WITH SEALING STRUCTURE AND COMBINATION DEVICE}

분야

본 출원은 모터 슬롯 웨지, 특히, 밀봉 구조를 갖는 모터 슬롯 웨지, 및 모터 철 코어 및 모터 슬롯 웨지의 조합 장치에 관한 것이다.

배경

1. 모터의 절연 구조 및 슬롯 웨지 구조의 설명

모터 제조 공정에서는, 고정자 또는 회전자의 철 코어에 슬롯을 제공하고, 슬롯 안에 코일을 배열한 다음, 슬롯의 슬롯 개구 안에 다양한 형상의 슬롯 웨지를 장착하여 슬롯 안에 코일을 고정하는 것이 요구된다. 슬롯 웨지를 제조하는 흔한 물질은 3020-3023 (이 숫자는 절연 물질의 모델임)의 페놀 판지 적층체; 대나무 (절연 처리 후 절연 등급 E에 도달함); 3203의 페놀 유리 천 적층체, 3231의 아닐린 페놀 유리 천 적층체 (절연 처리 후 절연 등급 B에 달함), 3240의 에폭시 페놀 유리 천 적층체 (절연 처리 후 절연 등급 B 또는 F에 달함); 3250의 유기 실리콘 에폭시 유리 천 적층체 및 폴리디페닐 옥시드 유리 천 적층체를 포함한다. 발전 장치로서 모터는 권선 코일 및 주변 구조에 좋은 절연을 제공하는 것을 요구한다. 통상적인 기술에서 철 코어 치형부 슬롯의 절연 구조는 도 1 내지 3에 나타낸 바와 같고, 여기서는 또한 슬롯 웨지의 여러 흔한 형상을 나타낸다. 모터 권선 슬롯의 절연 구조는 주로 슬롯 웨지(1), 슬롯 절연부(2), 턴간(inter-turn) 절연부(3), 층간 절연부(4), 보호 절연부(5), 접지 절연부(6) 및 슬롯 하부 충전제 스트립(7)을 주로 포함한다. 슬롯 절연부(2)는 일반적으로 복합 물질, 예컨대 DMDM (폴리에스테르 필름) 또는 DMD (폴리에스테르 섬유)를 이용한다. 도 1의 슬롯 웨지(1)는 부채꼴-형상 단면을 가지고, 도 3의 슬롯 웨지(1)는 육각형 단면을 가지고, 도 5의 슬롯 웨지(1)는 사다리꼴-형상 단면을 갖는다. 도 2, 4 및 6은 각각 도 1, 3 및 5의 부분 확대도이고, 상기 여러 종류의 슬롯 웨지(1)와 철 코어 치형부 슬롯의 내벽의 접촉 상태를 나타내고, 슬롯 웨지(1)와 철 코어 치형부 슬롯의 내벽 사이에 간극이 있다는 것을 볼 수 있다.

2. 바니시 함침 절연 처리 기술 및 현존하는 결함의 설명

모터 제조 공정에서는, 또한, 기계적, 전기적 및 다른 보호 특성을 개선하기 위해 권선 자체가 엄격한 절연 처리를 요구한다. 바니시 함침 처리는 모터 제조에서 핵심적인 절차이다. 바니시 함침 처리는 절연 바니시로 내층을 함침시켜 충전시키고 표면을 덮는 처리 절차를 나타낸다. 권선 절연 처리는 다음 목적을 갖는다: 1) 내습성을 개선하기 위한 목적. 절연은 습한 공기 중의 수분을 다양한 정도로 흡수할 수 있고 그 결과 절연 성능의 열화가 초래되는데, 바니시로 함침되고 건조되고 고화된 후의 절연 구조는 기공을 충전하여 표면 상에 평활하고 치밀한 바니시 필름을 형성할 수 있고, 이것은 수분 및 다른 매질이 침범하는 것을 방지하는 능력을 개선할 수 있다. 2) 노화 정도를 지연시키고, 열 전도 성능 및 열 소산 효과를 개선하고 따라서 노화 진행을 지연시킬 수 있고 이렇게 하여 절연 구조의 사용 수명을 연장하기 위한 목적. 절연 바니시의 열 전도도는 공기의 열 전도도의 약 5 배인데, 절연 구조의 공기 간극이 절연 바니시로 충전된 후에는 절연 구조의 열 전도 성능이 개선될 수 있고, 그의 열 소산 효과가 개선될 수 있다. 3) 전기적 성능 및 기계적 성능을 개선하기 위한 목적. 절연 바니시의 절연 강도 및 다른 전기적 성능이 공기의 절연 강도 및 다른 전기적 성능보다 훨씬 우수하고, 절연 처리 후에 권선은 일체형 몸체로 결합되는데, 이것은 권선의 전기적 성능을 개선할 뿐만 아니라 전자기력, 진동 및 열-팽창 및 냉-수축에 의해 야기되는 절연 약화 및 마모를 피한다. 4) 화학적 안정성을 개선하기 위한 목적. 절연 처리 후, 바니시 필름은 절연 물질이 유해 화학 매질과 접촉하고 그에 따라서 절연 성능을 손상시키는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 바니시 진공 압력 함침 공정에는 많은 본질적인 모순이 있다. 바니시의 점도는 그의 용매의 양과 관련 있고, 용매가 많을수록 및 고체 함량이 적을수록, 바니시의 점도가 낮아진다. 낮은 점도를 갖는 바니시가 이용되는 경우에는, 비록 바니시가 높은 침투 능력을 가질 수 있고 권선의 간극 안으로 잘 침투될 수 있다 하더라도, 바니시 베이스의 함량이 더 적기 때문에 용매가 휘발된 후 많은 간극이 남고, 이렇게 해서 내습 성능, 열 전도 성능, 기계적 강도 및 절연 강도가 모두 불리하게 영향받는다. 이용된 바니시가 너무 높은 점도를 갖는 경우에는, 바니시가 권선의 내부 안으로 함침하기가 어려울 것이고, 다시 말해서, 빈약한 함침 현상이 일어날 수 있고, 이러해서 방습 성능, 열 전도 성능, 기계적 강도 및 전기 강도 어느 것도 요건을 충족시킬 수 없다.

현재, 중국 국내 모터 공장에 의해 제조되는 모터는 일반적으로 보조 바니시 함침을 이용한다. 열 침지 기술이 이용되고, 건조 횟수는 2 회이다. 바니시 함침 공정은 예비-건조, 제1회 바니시 함침, 바니시 적하(trickling), 제1회 건조, 제2회 바니시 함침, 바니시 적하, 및 제2회 건조로 이루어진다. 제1회 바니시 함침을 수행할 때는, 바니시가 권선의 내부 안으로 잘 충전되는 것을 허용하기 위해 바니시 함침이 더 오랜 시간 동안 지속되어야 한다. 제2회 바니시 함침은 주로 표면 바니시 필름을 형성하기 위한 것이고, 긴 시간을 요구하지 않는다. 또 다른 측면에서, 제2회 바니시 함침이 너무 오랜 시간 동안 지속되는 경우에는, 대신에 제1회 바니시 함침에서 형성된 바니시 필름이 손상될 수 있고, 좋은 바니시 함침 효과를 얻을 수 없다. 이러해서, 2 회의 바니시 적하 공정에서 시간 차원 사이에 모순이 나타난다. 바니시 소실의 양이 불리하게 영향받을 뿐만 아니라, 추가로, 보조 바니시 함침에서 철 코어의 내측 주변 표면 및 외측 주변 표면에 부착되는 바니시의 양이 불리하게 영향받을 수 있다. 철 코어에 부착된 바니시의 양이 적은 경우에는, 바니시 긁어내기가 생략될 수 있지만, 바니시 소실이 불가피하게 슬롯 내의 절연 사이에 간극이 나타나게 하고, 이러해서 물 진입, 수분 흡수 및 절연 손상의 잠재적 안전 위험을 초래한다.

통상적인 슬롯 웨지 구조는 효과적인 밀봉 조치를 취하지 않고, 이것은 비록 바니시의 진입을 용이하게 하더라도 바니시 적하에서 바니시 소실을 방지할 수 없다.

3. 통상적인 슬롯 웨지 및 슬롯 절연부의 다공성 매질의 흡습열 팽창에 의해 야기되는 절연 결함

통상적인 슬롯 웨지에 이용되는 복합 물질은 섬유 및 기재로 이루어진다. 섬유 및 기재가 상이한 열 팽창 특성을 가지기 때문에, 일방향성 섬유 보강 복합 물질은 또한 열 팽창 특성 측면에서 이방성을 갖는다 (기계적 거동이 이방성임). 추가로, 수지 기재는 일반적으로 습한 환경에서 수분을 흡수하기 쉬운 반면, 섬유는 일반적으로 빈약한 수분 흡수 성능을 갖는다. 복합 물질은 수분 흡수 후 변형되고, 섬유 및 기재가 상이한 수분 흡수 성능을 가지기 때문에, 복합 물질의 수분 변형도 또한 이방성을 갖는다.

섬유의 파절 변형률이 기재의 파절 변형률보다 크기 때문에, 기재의 물질이 파절된 후에도 섬유는 계속 연신되고, 게다가, 기재의 파절은 기재의 언로딩을 야기하고, 기재는 작은 변형을 갖는다. 이러해서, 섬유와 기재 사이의 크게 증가된 전단 응력 때문에 계면 탈결합이 야기되고, 이러해서 철 코어 치형부 슬롯 개구에서 실리콘 스틸 시트로부터 통상적인 슬롯 웨지의 탈결합을 야기한다. 물 및 수분이 탈결합에 의해 생성된 균열을 따라서 슬롯 안으로 흘러들어간다.

슬롯 절연부의 다공성 매질 물질이 복합될 때 고온에서 고화 처리되는 것이 요구되고, 이러해서 저온에서 바람 터빈에 잔류 응력을 나타낼 수 있다. 이 물질이 완전 구속되거나, 부분 구속되거나, 또는 불균일하게 가열되거나 또는 냉각될 때, 이 물질은 자유롭게 완전 팽창 및 수축이 일어날 수 없고, 이러해서 이 물질에 열 응력이 생성될 수 있고; 이 물질이 수분을 흡수하거나 또는 이 물질이 가열되어 수분이 제거된 후, 수분 응력, 즉, 복합 물질의 습열 효과(hygrothermal effect)가 또한 생성될 수 있다.

4. 통상적인 슬롯 웨지의 결함 분석

상기 사항 1 내지 3의 관련 내용으로부터 바니시 함침 처리 공정, 수분 환경에서 물리적 및 화학적 반응 및 통상적인 웨지 자체의 구조적 특성이 모터의 슬롯 부분의 절연 구조에 큰 영향을 미칠 수 있다는 것을 알 수 있다. 통상적인 웨지 구조의 결함은 주로 다음 측면에 있다.

1) 바니시 진공 압력 함침 공정에서 나타낸 본질적 모순은 통상적인 슬롯 웨지 구조가 비록 바니시의 진입을 용이하게 하더라도 제1회 함침 후의 바니시 적하에서 바니시가 통상적인 슬롯 웨지를 따라서 흘러가는 것을 제한할 수 없다.

2) 통상적인 기술에서는, 슬롯 안의 코일이 슬롯 웨지를 이용함으로써 고정될 때, 철 코어 치형부 슬롯 개구에서의 치형부 스택화 시트가 슬롯 웨지의 물질과 상이한 물질로 제조되어 그들의 탄성률에 큰 차이가 있기 때문에, 절연 바니시 (또는 접착제)에 의해서 통상적인 슬롯 웨지의 자유 말단과 철 코어 치형부 슬롯 개구에서의 치형부 스택화 시트들 사이에 형성되는 결합된 계면에서 "탈결합" 현상이 일어날 수 있고, 당연히 수분 및 물이 슬롯에 진입하여 절연을 손상시킬 수 있고, 심지어, 손상된 매질 (액체 상태)의 흘러내림 현상이 일어날 수 있다.

3) 통상적인 기술에서는, 또한, 슬롯 웨지의 자기 투자율 기능을 발휘하기 위해 슬롯 웨지를 제조하는 데 자기 투자율 물질이 이용될 수 있다. 자기 투자율 슬롯 웨지 때문에, 통상적인 슬롯 웨지는 증가된 자기 투자율 성능을 가지고, 슬롯안에서 자속 분포가 고르고, 심지어 모터 손실이 감소되고, 모터 효율이 개선된다. 그러나, 이 종류의 기술은 슬롯 웨지 및 철 코어 치형부 슬롯의 결합층들이 계면에서 단단히 결합될 수 있다는 것을 보장할 수 없고, 당연히 수분 및 물이 결합층들 사이의 균열을 따라서 슬롯에 진입하는 것을 제한할 수 없어서 절연을 손상시킨다. 게다가, 이 기술이 자연 환경에서 바람-구동 발전기에 이용되는 경우, 자기 투자율 슬롯 웨지의 물질의 표면 둘레에 많은 솜털형침전물 및 철 자기 물질이 나타날 수 있고, 이것은 심지어 공기 간극을 막아서 고정자와 회전자 사이의 절연을 손상시킬 수 있다.

요약

슬롯 웨지와 철 코어의 슬롯의 내벽 사이에 밀봉 구조가 형성되는 것을 허용하기 위해, 수분이 철 코어의 슬롯의 내부에 진입하고 그에 따라 절연 구조를 손상시키는 것을 방지하기 위해, 및 바니시 진공 압력 함침 후 바니시의 소실을 방지하기 위해, 본 출원의 실시양태에 따라서 밀봉 구조를 갖는 모터 슬롯 웨지, 및 모터 철 코어 및 슬롯 웨지의 조합 구조가 제공된다.

상기 목적을 달성하기 위해, 밀봉 구조를 갖는 모터 슬롯 웨지가 본 출원의 실시양태에 따라서 제공된다. 슬롯 웨지의 외벽에 홈이 제공되고, 홈 안에 열 팽창 물질이 제공되고, 열 팽창 물질이 열로 팽창된 후 철 코어 치형부 슬롯의 내벽과 접촉한다.

추가로, 철 코어 치형부 슬롯을 갖는 모터 철 코어 및 위에서 서술된 모터 슬롯 웨지를 포함하는, 밀봉 구조를 갖는 모터 슬롯 웨지 및 모터 철 코어의 조합 구조가 본 출원의 실시양태에 따라서 제공된다.

본 출원의 기술적 해결책에서는, 슬롯 웨지의 외벽에 홈을 제공하여 열 팽창 물질을 충전하거나 또는 모터의 축방향 부분의 외벽을 따라서 슬롯 웨지의 하부에 직접 열 팽창 물질을 배열함으로써, 슬롯 웨지와 철 코어의 슬롯의 내벽 사이에 밀봉 구조가 형성되고, 이렇게 해서 수분이 철 코어의 슬롯의 내부에 진입하고 그에 따라서 절연 구조를 손상시키는 것을 방지하고, 바니시 진공 압력 함침 후 바니시 소실을 방지한다.

도 1은 통상적인 기술에서의 철 코어 치형부 슬롯의 제1 절연 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 슬롯 웨지 부분의 부분 확대도이다.
도 3은 통상적인 기술에서의 철 코어 치형부 슬롯의 제2 절연 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 슬롯 웨지 부분의 부분 확대도이다.
도 5는 통상적인 기술에서의 철 코어 치형부 슬롯의 제3 절연 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 슬롯 웨지 부분의 부분 확대도이다.
도 7은 본 출원의 실시양태에 따른 도 1의 절연 구조에 기초한 제1 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창하기 전)이다.
도 8은 본 출원의 실시양태에 따른 도 1의 절연 구조에 기초한 제1 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창한 후)이다.
도 9는 본 출원의 실시양태에 따른 도 1의 절연 구조에 기초한 제2 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창하기 전)이다.
도 10은 본 출원의 실시양태에 따른 도 1의 절연 구조에 기초한 제2 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창한 후)이다.
도 11은 본 출원의 실시양태에 따른 도 3의 절연 구조에 기초한 제1 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창하기 전)이다.
도 12는 본 출원의 실시양태에 따른 도 3의 절연 구조에 기초한 제1 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창한 후)이다.
도 13은 본 출원의 실시양태에 따른 도 3의 절연 구조에 기초한 제2 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창하기 전)이다.
도 14는 본 출원의 실시양태에 따른 도 3의 절연 구조에 기초한 제2 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창한 후)이다.
도 15는 본 출원의 실시양태에 따른 도 3의 절연 구조에 기초한 제3 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창하기 전)이다.
도 16은 본 출원의 실시양태에 따른 도 3의 절연 구조에 기초한 제3 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창한 후)이다.
도 17은 본 출원의 실시양태에 따른 도 3의 절연 구조에 기초한 제4 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창하기 전)이다.
도 18은 본 출원의 실시양태에 따른 도 3의 절연 구조에 기초한 제4 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창한 후)이다.
도 19는 본 출원의 실시양태에 따른 도 3의 절연 구조에 기초한 제5 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창하기 전)이다.
도 20은 본 출원의 실시양태에 따른 도 3의 절연 구조에 기초한 제5 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창한 후)이다.
도 21은 본 출원의 실시양태에 따른 도 5의 절연 구조에 기초한 제1 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창하기 전)이다.
도 22는 본 출원의 실시양태에 따른 도 5의 절연 구조에 기초한 제1 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창한 후)이다.
도 23은 본 출원의 실시양태에 따른 도 5의 절연 구조에 기초한 제2 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창하기 전)이다.
도 24는 본 출원의 실시양태에 따른 도 5의 절연 구조에 기초한 제2 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창한 후)이다.
도 25는 본 출원의 실시양태에 따른 도 5의 절연 구조에 기초한 제3 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창하기 전)이다.
도 26은 본 출원의 실시양태에 따른 도 5의 절연 구조에 기초한 제3 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창한 후)이다.
도 27은 본 출원의 실시양태에 따른 도 5의 절연 구조에 기초한 제4 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창하기 전)이다.
도 28은 본 출원의 실시양태에 따른 도 5의 절연 구조에 기초한 제4 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창한 후)이다.
도 29는 본 출원의 실시양태에 따른 도 5의 절연 구조에 기초한 제5 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창하기 전)이다.
도 30은 본 출원의 실시양태에 따른 도 5의 절연 구조에 기초한 제5 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창한 후)이다.
도 31은 본 출원의 실시양태에 따른 도 5의 절연 구조에 기초한 제6 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창하기 전이다).
도 32는 본 출원의 실시양태에 따른 도 5의 절연 구조에 기초한 제6 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창한 후)이다.
도 33은 본 출원의 실시양태에 따른 도 5의 절연 구조에 기초한 제7 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창하기 전)이다.
도 34는 본 출원의 실시양태에 따른 도 5의 절연 구조에 기초한 제7 개선된 해결책의 구조를 나타낸 개략도(물질이 팽창한 후)이다.
참조 부호의 설명
1: 슬롯 웨지
2: 슬롯 절연부
3: 턴간 절연부
4: 층간 절연부
5: 보호 절연부
6: 접지 절연부
7: 슬롯 하부 충전제 스트립
8: 열 팽창 물질
9: 철 코어의 치형부
10: 슬롯 개구의 측방 내벽
11: 슬롯 개구의 하부 내벽
12: 내부 슬롯의 측방 내벽
13: 슬롯 웨지의 측방 외벽
14: 슬롯 웨지의 하부 외벽
16: 슬롯 개구의 하부 내벽의 상부 계단
15: 슬롯 개구의 하부 내벽의 하부 계단

상세한 설명

본 발명자는 습한 환경에서 모터 슬롯 절연의 절연 물질의 손상 및 고장 메카니즘에 대해 심층 연구 및 분석을 행하였다. 구체적으로, 본 발명자는 바람-구동 발전기의 모터 고정자의 바니시 진공 압력 함침 공정, 바람-구동 발전기의 가동 및 사용 뿐만 아니라 정지 과정에서의 바람-구동 발전기의 모터 물질의 다양한 환경, 및 기후 및 계절 교체 같은 요인에 대해 심층 연구를 행하였다. 고체상 틀구조 스택화 시트, 와이어 및 다층 절연 물질(마크로분자 물질 이용) 사이의 물질 및 슬롯 안의 절연부 사이의 물질은 다공성 물질의 특성 범주로 분류된다. 이 다공성 물질에 다음 물리적 현상이 수반된다: 고정자 및 회전자의 물질의 다공성 매질 내부에서의 열 전도, 간극 사이의 기체 및 유출 액체에서의 열 대류, 및 액체상 물 증발 및 기체상 증기 응축의 상 변화 열 전달; 고정자 및 회전자 내부의 다공성 매질 (물질)과 환경 사이의 물, 증기 및 공기(염 미스트 함유)에서 질량 확산의 질량 전달 범주; 고정자의 내부 물질 사이의 기체 (증기 및 건조 공기)의 상태 변화(상 변화: 액체상 물 증발 또는 증기 응축)를 일으키는 와이어에 의존하는 열 발생; 물질이 가열 과정에 있을 때 상 변화에 따라 증기의 질량이 변함으로써 물질 사이에서 및 다공성 매질 물질 내부에서 증기의 밀도 분포의 변화를 일으켜서 증기의 밀도 구배(즉, 확산을 위한 구동력) 형성; 내부 수분 함량의 변화와 환경의 상대 습도 사이의 균형 (모터 외부의 습한 공기의 습도 및 공기 간극 및 다공성 매질 물질 내부의 습한 공기의 습도가 내부 및 외부의 증기의 질량 전달, 즉, 증기의 전달 방향을 결정함).

실험에 의해 증명된 가열될 때의 다공성 매질(물질)의 법칙은 다음을 나타낸다: 계절 및 기후 요인으로 인한 온도 및 습도의 변화는 직접적으로 절연 저항 값의 변화에 이를 수 있다. 게다가, 실험 정보, 증거 이미지 및 데이터는 다음을 나타낸다: 권선의 온도 증가의 법칙이 철 코어 스택화 시트들 사이의 자연 공기에 의해 냉각되는 측부 원위 말단 철 코어의 온도 상태를 반영할 수 없고, 다공성 물질 내부에서 열이 발생된 후에 공기 간극 내의 공기 압력이 디스플레이에 따라 급속하게 상승하지만, 다공성 물질 내부의 일부의 누출 접근이 일관되지 않기 때문에 또한 압력의 일관되지 않은 강하 속도의 상황이 일어날 수 있다. 가장 중요한 것은, 증기의 개재를 위해 슬롯 내부의 스택화 시트들 사이, 와이어 사이 물질 및 다층 절연 물질(중합체), 및 절연 구조 내부에 제공될 수 있는 자체의 공기 간극 및 다공도가 상기 메카니즘의 존재의 전제이다.

통상적인 화력 발전기 및 수력 발전기의 절연 시스템의 표준은 50 Hz의 산업 주파수를 기반으로 하고, 바람-구동 발전기의 고정자의 전기 에너지 출력은 컨버터에 의해 능동적으로 정류되고, 외견상으로는 조화파가 고정자 코일에 입력되고, 조화파 내부 열원으로서 와이어 내의 조화파 성분이 산업 주파수 열원의 열 생산율보다 훨씬 높은, 조화파의 주파수의 4제곱인 열 생산율을 가질 수 있다. 그러나, 강한 전기장 하에서 마크로분자 절연 물질의 열-팽창 및 냉-수축 실험에서 추정되는 열 생산율은 그렇지 않고, 그 이유는 습한 후 물질의 열 팽창은 다시 가열될 때 변하고, 이러해서 절연 시스템에서 절연 물질의 습윤 팽창 특성에 대한 추정을 상기시킬 수 있다. 게다가, 또한, 여러 번의 흡습열 팽창을 겪은 후 물에 대한 절연 물질의 침윤 및 함침 특성도 변한다. 게다가, 습한 후에 및 습한 후 가열될 때, 그 물질의 내부에 다양한 기포가 생성될 수 있고, 기포는 국소 방전이 일어나기 쉬운 부분이다. 고체 전해질의 전기 전도도는 그의 구조와 관련되고, 다공성 물질의 전기 전도도는 대기 습도의 증가에 따라 급격하게 증가하고, 이것은 모세관 효과에 의해 호흡되는 공기 중의 수분이 먼지 및 오염물질에 연결되고 그 결과로 (수분의 함침으로 인해) 감소된 표면 전기 저항 및 부피 전기 저항을 초래하기 때문이고, 따라서, 다공성 물질의 경우, 습도의 효과가 특히 중요하다. 추가로, 다공성 물질의 경우, 습도의 효과가 특히 중요하다. 추가로, 제조 공정에서 빈약한 함침, 또는 가동 중의 열-팽창 및 냉-수축 및 진동 모두가 절연 물질 사이에 공기 간극의 형성을 야기할 수 있다. 국소 방전에 의해 생성되는 "핀홀"은 공기 간극의 부피가 팽창하는 것을 가능하게 하고, 추가로, 물질이 균열되어 "다공성 구조"로 층화되게 한다. 따라서, 수분은 절연 물질이 증가된 전도도를 가지게 하는 것 외에도, 절연 물질 내부의 약알칼리성 및 산성 물질이 가수분해되는 것을 허용하고, 이러해서 절연 물질의 전도도가 추가로 증가된다. 추가로, 절연 구조의 표면 상에 물 필름이 형성되면, 또한, 표면 누출 전도도가 크게 증가될 수 있다.

추가로, 모터 철 코어의 스택화 시트들 사이의 표면 장력의 효과는 철 코어 치형부 슬롯 내부의 액체 필름이 인접하는 층 사이의 벽 표면을 따라서 흐르는 것을 가능하게 하고, 이러해서 철 코어의 프레임과 소통한다. 액체가 구심력에 의해 또는 반경방향으로 360°까지 철 코어 스택화 시트들 사이의 간극을 따라서 슬롯의 내부로부터 유출하는 모델은 철 코어 스택화 시트들 사이의 간극의 구조에 상응한다 (참조: "The Physics of Flow Through Porous Media", 저자: (오스트리아) A. E. Scheidegger, 번역자: Wang Hongxun 등, 출판사: Petroleum Industry Press, 1982). 유출 메카니즘의 기본 법칙인 "다르시의 법칙"을 이용한 분석으로부터 알 수 있는 바와 같이, 수분은 철 코어 스택화 시트들 사이의 간극을 침윤하여 공기를 바깥쪽으로 내보낼 것이다 ("변위 이론"이라고 부름). 따라서, 수분을 제거하기 위한 모터 내부의 권선의 가열 온도가 100 ℃를 초과하는 경우, 모터 내부에 생성되는 다량의 기체화된 물질에 의해 야기되는 절연 물질에 대한 균열 손상을 제한할 필요가 있다. 또한, 이 내용은 책 ["Heat and Mass Transfer in Porous Material and Numerical Analysis Thereof" (저자: Yu Changming, 출판사: Tsinghua University Press, Publication Date: 2011년 6월 1일]에서 반영된다. 이 책에서는, 다공성 매질에서 서서히 상승하는 일반적인 온도 법칙이 소개되고, 시간에 대한 기체 압력의 응답이 처음에 급속하게 상승한 다음 서서히 하강하고, 기체 압력의 상승이 "국소" (물질 그 자체 및 환경의 온도 같은 요인) 온도 상승에 의해 야기되고, 기체 압력의 하강이 물질 내부의 기체의 유출에 의해 야기된다.

바람-구동 발전기 또는 해상 유전 가동 모터의 가동 환경은 절연 시스템 및 그의 물질에 특수 요건을 부과한다. 모터 권선 및 인버터가 일체로 형성된다. PWM (펄스 폭 변조) 사각파 펄스 주파수가 4 KHz 내지 20 KHz에 달할 수 있고, 고주파수 효과는 매질 소실, 국소 방전 및 공간 전하가 절연의 노화 효과를 악화시키게 하여, 절연의 조기 고장을 야기한다. 모터 제조 공정에서는, 비록 고등 함침 기술, 예를 들어 진공 압력 함침 (VPI)이 이용되더라도, 전자기선의 절연 계면 영역에 "기포" 또는 "공기 간극"을 생성하는 것이 불가피하다. 전기장 강도로부터 볼 때, 기포 내의 전기장 강도가 주변 매질 내의 전기장 강도보다 훨씬 높고, 기체의 파괴장 강도가 액체 또는 고체의 파괴장 강도보다 훨씬 낮으며, 따라서, 방전이 기포에서 먼저 일어나기 쉽다. 방전은 마크로분자의 구조를 손상시켜서 분할, 국소 융합 및 화학적 열화를 야기할 수 있고, 이러해서 H (수소) 및 O (산소)를 발생시켜서 절연 물질을 부식시켜 "마이크로기공"을 형성한다. 열 노화는 열-냉 사이클링에 의해 절연 물질의 "탈적층", "크레이징(crazing)" 및 변형을 야기한다. 기계적 노화는 열 응력, 가동 중 진동, 열 사이클링 등 같은 이유에 의해 야기되고, 절연 구조의 피로, 균열, 약화, 마모 등으로 나타난다. 바람장에서 고정자 권선의 전자기 진동은 치형부 슬롯, 슬롯 개구 및 말단부의 주요 절연 부분이 교대하는 기계적 로딩을 계속 지탱하게 하여, 절연 구조의 국소 결함 또는 "탈적층"을 야기한다. 환경 요인에 의해 야기되는 노화는 주로 분진, 오일 먼지, 염 및 다른 부식 물질에 의한 절연 구조의 오염 및 부식, 및 야외 가동 유닛이 장시간 비를 맞았을 때 절연 구조가 축축해지거나 또는 냉각된 후의 표면 응축으로 나타난다. 알칼리 및 산 및 수분의 효과 때문에, 절연 층이 노화를 야기하는 "습윤 팽창", "딥(dip) 팽창"을 가질 때, 열 사이클링 과정에서 수분이 기체화되거나 또는 응축되어 더 큰 "간극"을 형성한다. 노화의 표현은 축축함, 열화 및 오염에 의해 야기되는 절연 저항의 감소, 누출 전류의 증가 및 매질 소실의 증가이다. 국소 방전의 증가는 절연층의 쉘링(shelling), 박리 및 크레이징에 의해 야기되고, 이것들 모두가 절연 전기적 거동 및 기계적 거동의 열화, 잔류 압력 내력 수준 및 사용 수명의 감소 및 마지막으로, 절연의 손상을 초래한다.

슬롯 절연 물질의 다공성 매질에 속하는 물질의 동결 과정의 연구 결과를 아래에 제시한다. 다공성 매질의 기공 내의 응축된 물질은 큰 공간 내의 동일 종류의 물질과 상이하고, 상이한 물질 특성을 나타내고, 다공성 매질 내의 물질의 융점은 큰 공간 내의 그 물질의 융점과 상이하다. 모터의 강한 자기장의 작용 하에서, 모터의 공기 간극에 진입한 물이 자기화될 때, 또한 물 분자의 조합 상태가 긴 사슬부터 짧은 사슬까지 다양하고, 이것은 물이 단단한 철 코어 스택화 시트들 사이의 얇은 간극 안으로 쉽게 유출하는 것을 허용하여 스택화 시트들 사이의 모세관 효과를 용이하게 하고, 바니시 진공 압력 함침 후 물이 다공성 절연 물질 안으로 더 쉽게 유출하는 것을 허용하고, 녹슨 후의 철 코어 스택화 시트의 형태가 물 흐름에 의해 휩쓸려가는 약화된 파편 같은 물질로 변하는 것을 허용한다.

추가로, 또한, 본 발명자는 중국 국립 핵심 기초 연구 프로그램(National Key Basic Research Program of China)에 의해 지원되는 프로젝트에서 관련 내용을 참고하였다. 국립 나노 센터는 광학 비디오 접촉각 시험기로 상이한 고체 표면 상에서 자기 처리된 물의 접촉각을 측정하여 물 분자의 응집 및 표면 장력의 변화 상태를 관찰하였다. 물이 정자기장에 의해 영향받은 후(불활성화될 때 영구 자기 바람-구동 발전기에서는 공기 간극에 저장된 물에 대한 정자기장의 효과가 존재함), 고친수성 운모 물질(전기 절연 물질)의 표면 상에서는 물이 완전히 퍼져서 접촉각이 거의 0이고, 구리 물질(납)의 표면 상에서는 물이 더 침윤할 것이다. 자외선 흡수시, 스펙트럼 선의 강도가 파장이 감소함에 따라 지수형으로 증가한다는 것이 발견되고, 이것은 자기 처리된 물에 많은 양의 클러스터, 예컨대 수소 결합 사슬이 존재한다는 것을 지시한다. 적외 흡수 스펙트럼에서 중간 적외 영역에서 6개의 흡수 피크가 나타나고, 온도 및 자기장이 변할 때 6개의 흡수 피크가 항상 존재하고, 이것은 정화된 물의 경우와 일치하고, 즉, 자기 처리된 물의 6개의 흡수 피크의 특성이 외부 자기장 및 온도의 변화에 따라 변하지 않는다. 이것은 6개의 피크 값이 물의 고유 특성을 나타낸다는 것을 지시한다. 적외 흡수 스펙트럼에서 근적외 영역에서, 많은 새로운 피크 및 피크 주파수의 이동이 발견되고, 강한 자기장에 의해 처리된 물이 명백한 포화 효과 및 메모리 효과를 가지고, 이것은 자기장에 의해 달성된 표적(자기 유닛)이 실제로 물에 존재하지만 그 수가 제한되고, 외부 요인에 따라 변하지 않는다는 것을 지시한다. 모터 내의 전자기장이 작용할 때, 표적들이 서로 상호작용하여 상자성 특성을 나타낸다. 50 ℃ 내지 90 ℃의 범위에서는, 다수의 피크가 나타날 뿐만 아니라, 이들 피크의 주파수 및 강도도 변하고, 온도가 상승하거나 또는 강하할 때 특별한 효과, 예컨대 비가역적 과정이 나타나고, 이것도 또한 물에 많은 클러스터가 존재한다는 것을 지시한다. 영구 자기 모터가 가동을 중단할 때, 물 점도, 전기 전도도 및 접촉각의 변화를 정자기장의 효과 하에서 시험하고, 시험 결과는 정자기장의 효과 하에서 물의 점도가 자기장의 효과 시간의 증가에 따라 감소한다는 것을 지시한다. 게다가, 자기장이 강할수록, 점도가 더 급속하게 낮아진다. 물의 전기 전도도는 자기장의 효과 시간의 증가에 따라 증가한다. 구리 물질의 표면 상에서 물의 접촉각이 약 0.4°감소하고, 물이 흑연 및 구리 두 물질의 표면 상에 더 쉽게 침윤하는데, 근본적인 이유는 물이 자기장에 의해 처리된 후 분자 사이의 결합 및 응집의 변화 및 극성의 증진으로 인해 물의 표면 장력이 감소한다는 데 있다.

수분 진동 환경에서 모터의 다공성 물질에서 유출에 의해 손상되는 마크로분자 절연 물질, 및 또한, 열 팽창 변형 및 진동을 겪은 영구 자기 모터의 고정자 권선의 절연 물질의 절연의 메카니즘에 관한 지식에 기초하여, 상이한 위치가 상이한 응력을 받고, 어느 지점(예를 들어 굽은 부분)에서 물질의 기계적 응력이 화학 결합의 강도를 초과하는 경우에, 화학 결합의 파괴(예를 들어, 권선 노즈(nose) 부분의 굽은 부분에서 물질의 균열화)가 일어날 수 있고, 그 결과로 중합체 (절연 물질)의 표면 상에서 및 중합체(절연 물질) 내부에서 국소 방전이 초래되고, 이것은 국소 노화의 또 다른 주된 이유이다. 전기장의 작용 하에서, 중합체 내에 존재하는 수분이 방전 수성 수지를 생성하고, 수성 수지는 간극 및 불순물로부터 출발하고, 수성 수지의 생성 및 성장은 수개월 내지 수년 걸리고, 수성 수지의 성장은 주파수가 증가할 때 속도를 더 낸다(DC 전압에서는 수성 수지가 생성되지 않음).

상기 설명은 본 발명자에 의해 제조된 모터 슬롯 절연의 절연 물질의 손상 및 고장의 원리에 대한 연구 및 분석이고, 이 연구 및 분석 결과에 기초하여, 본 출원의 기술적 해결책이 본 발명자에 의해 제안된다. 본 출원의 기술적 해결책은 특정한 실시양태와 함께 상세히 추가로 서술된다. 본 발명자는 상기 통상적인 기술 및 관련된 이론 지식에 관해 심층 연구를 행하였다. 본 발명자는 모터 슬롯의 절연 구조를 보호하고 모터 슬롯 내부의 절연 보호를 강구하고 물 및 수분이 진입하는 것을 방지하기 위한 "게이트웨이"로서 슬롯 웨지에 기초하여, 슬롯 웨지의 새로운 기능을 개발하기 위한 보호 구조의 새로운 해결책을 제안한다.

설명을 용이하게 하기 위해, 도 1(다른 도면에서, 슬롯 웨지의 다양한 방향이 동일한 정의를 가짐)을 한 예로서 취함으로써, 도 1의 왼쪽 및 오른쪽 방향은 슬롯 웨지의 폭 방향으로 정의되고, 도 1의 위 방향 및 아래 방향은 슬롯 웨지의 두께 방향으로 정의되고, 도 1의 종이 표면에 수직인 방향은 슬롯 웨지의 길이 방향으로 정의된다.

제1 실시양태:

본 출원의 실시양태에서는, 통상적인 기술에서의 슬롯 웨지를 개선하고, 통상적인 슬롯 웨지에 기초하여 밀봉 구조를 추가로 제공되고, 밀봉 구조를 갖는 모터 슬롯 웨지를 제안한다. 슬롯 웨지의 외벽에 홈이 제공되고, 홈 안에 열 팽창 물질이 제공되고, 열 팽창 물질이 열로 팽창된 후 철 코어 치형부 슬롯의 내벽과 접촉한다. 열 팽창 물질은 바람직하게는 탄성 열 팽창 물질이고, 특히, 열 팽창 유리 매트, 열 팽창 고무, 유리섬유 로프, 또는 다른 연성 충전 물질 등이 채택될 수 있다.

홈 및 팽창 물질의 특정 구조를 도면과 관련해서 상세히 서술한다. 설명을 용이하게 하기 위해, 관련 구조를 정의하고 설명한다. 철 코어의 치형부(9) 사이의 부분을 치형부 슬롯이라고 부르고, 철 코어 치형부 슬롯은 2개의 부분으로 나뉘고, 슬롯 웨지를 매립하기 위한 한 부분을 슬롯 개구라고 부르고, 슬롯 개구를 제외한 부분을 내부 슬롯이라고 부르고, 내부 슬롯에 코일이 매립된다. 치형부 슬롯의 내벽은 내벽이 있는 상이한 위치에 따라서 슬롯 개구의 측방 내벽(10), 슬롯 개구의 하부 내벽(11) 및 내부 슬롯의 측방 내벽(12)으로 나뉜다. 또한, 슬롯 웨지의 외벽은 슬롯 웨지의 측방 외벽(13) 및 하부 외벽(14)으로 나뉜다. 예로서, 도 7 내지 30은 도 1 내지 6에 나타낸 통상적인 슬롯 웨지에 기초하여 달성된 다양한 개선을 나타낸다. 도 7 내지 10은 도 1 및 2의 슬롯 웨지에 대한 개선된 해결책을 나타내고, 도 11 내지 20은 도 3 및 4의 슬롯 웨지에 대한 개선된 해결책을 나타내고, 도 21 내지 30은 도 5 및 6의 슬롯 웨지에 대한 개선된 해결책을 나타낸다. 홈의 배열은 모두 좌우 대칭이고, 한 쪽의 구조만 나타낸다는 것을 설명한다. 추가로, 홈의 수는 복수일 수 있다. 홈(모든 홈 또는 홈의 일부)은 슬롯 웨지의 길이 방향으로 슬롯 웨지를 통해 연장될 수 있거나, 또는 슬롯 웨지의 길이보다 작은 길이를 가질 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 홈의 단면은 사다리꼴 형상, 반원 형상 또는 다른 형상을 가질 수 있다. 홈의 하부는 홈의 개구의 폭보다 크거나 그와 같은 폭을 가질 수 있다.

홈의 배열된 위치에 관해서, 홈은 도 7 내지 18 및 21 내지 24에 나타낸 바와 같이 슬롯 웨지의 측방 외벽(13)에, 또는 도 25 내지 30에 나타낸 바와 같이 슬롯 웨지의 하부 외벽(14)에, 또는 도 19 및 20에 나타낸 바와 같이 슬롯 웨지의 하부 외벽과 측방 외벽 사이의 제2 접합 영역에 위치할 수 있다. 3 가지 유형의 홈 위치 및 상응하는 구조적 변형을 이하에서 상세히 서술한다.

1. 홈이 슬롯 웨지의 측방 외벽(13)에 배열되는 경우, 홈 형성 방식은 바람직하게는 다음과 같다.

1) 홈의 홈 형성 방향은 슬롯 웨지의 폭 방향이다. 도 1 및 2의 통상적인 슬롯 웨지의 구조에 대한 개선으로서 도 7 내지 8에 나타낸 바와 같이, 슬롯 웨지(1)의 측방 외벽에 홈이 제공되고, 홈 형성 방향은 철 코어의 반경 방향에 수직인 방향, 즉, 도 7 및 8로부터 볼 때 수평 방향이다. 열 팽창 물질은 열로 팽창된 후 철 코어의 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 측방 내벽을 따라서 연장될 수 있고, 슬롯 웨지의 측방 외벽과 슬롯 개구의 측방 내벽 사이의 간극 뿐만 아니라 철 코어의 철 코어 스택화 시트들 사이의 틈새를 충전한다. 도 8로부터 열 팽창 물질이 슬롯 개구의 측방 내벽을 따라서 및 홈의 폭 범위를 지나서 연장되고, 이러해서 슬롯 웨지와 슬롯 개구의 접촉 면적을 증가시키고, 도 2의 국소 공극을 완전히 충전하여 꽉끼는 밀봉 구조를 형성한다는 것을 볼 수 있다. 추가로, 슬롯 웨지는 일반적으로 적층 시트로 이루어지고, 적층 시트의 섬유 방향은 철 코어의 반경 방향에 수직인 방향이고, 따라서 이 홈 형성 방식은 적층 시트의 섬유 방향을 따르고, 이러해서 슬롯 웨지를 형성하는 적층 시트의 기계적 거동에 적은 영향을 미친다. 도 11 내지 14에서 홈 형성 방식은 도 7 및 8에서의 홈 형성 방식과 동일하고, 도 11 내지 14의 슬롯 웨지 구조는 도 3 및 4의 슬롯 웨지 구조에 기초하여 개선된다. 슬롯 웨지의 단면은 육각형 형상을 갖는다. 슬롯 웨지의 단면도로부터 볼 때, 도 11 및 12의 홈은 육각형 형상의 상부 절반 부분의 측방 에지에 위치하고, 반면, 도 13 및 14의 홈은 육각형 형상의 하부 절반 부분의 측방 에지에 위치한다. 도 21 및 22의 홈 형성 방식은 도 7 및 8의 홈 형성 방식과 동일하고, 도 21 및 22의 홈은 간단히 도 5 및 6에 나타낸 슬롯 웨지의 형상에 기초한 개선된 해결책이고, 슬롯 웨지의 단면은 사다리꼴 형상을 갖는다.

2) 홈의 홈 형성 방향은 철 코어의 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 측방 내벽에 수직인 방향이다. 도 1 및 2의 통상적인 슬롯 웨지의 구조에 대한 개선으로서 도 9 내지 10에 나타낸 바와 같이, 그것은 홈 형성 방향이 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 측방 내벽에 수직인 방향, 즉, 도 9 및 10으로부터 볼 때 비스듬한 위쪽으로 향하는 방향이라는 점이 도 7 및 8의 해결책과 상이하다. 도 9 및 10의 홈 형성 방향은 슬롯 웨지를 형성하는 적층 시트의 섬유 방향에 대해 어느 각도를 이루고, 이것은 도 7 및 8의 홈 형성 방향과 비교해서 슬롯 웨지의 적층 시트의 기계적 거동에 어떤 불리한 효과를 줄 수 있지만, 홈 형성 방향이 슬롯 개구의 측방 내벽에 수직이기 때문에, 열 팽창 물질이 계면에 대해 더 좋은 압착 정도를 가질 수 있다. 도 15 내지 18의 홈 형성 방식은 도 9 및 10의 홈 형성 방식과 동일하고, 간단히 도 3 및 4에 나타낸 슬롯 웨지에 기초한 개선이다. 도 15 및 16의 홈은 육각형 형상의 상부 절반 부분의 측방 에지에 위치하고, 도 17 및 18의 홈은 육각형 형상의 하부 절반 부분의 측방 에지에 위치한다. 도 23 및 24의 홈 형성 방식은 도 9 및 10의 홈 형성 방식과 동일하고, 간단히 도 5 및 6에 나타낸 슬롯 웨지의 형상에 기초한 개선이다.

2. 홈이 슬롯 웨지의 하부 외벽(14)에 배열되는 경우, 홈 형성 방식은 바람직하게는 다음과 같다.

1) 홈이 철 코어의 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 하부 내벽에 상응하는 위치에서 슬롯 웨지의 하부 외벽에 배열된다. 도 5 및 6의 통상적인 슬롯 웨지에 대한 개선으로서 도 25 및 26에 나타낸 바와 같이, 홈이 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 하부 내벽에 상응하는 위치에서 슬롯 웨지의 하부 외벽에 배열된다. 도 26에 나타낸 바와 같이, 열 팽창 물질이 열로 팽창된 후 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 하부 내벽을 따라서 연장되어 슬롯 웨지의 하부 외벽과 슬롯 개구의 하부 내벽 사이의 간극을 충전할 수 있다.

2) 홈이 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 하부 내벽과 철 코어 치형부 슬롯의 내부 슬롯의 측방 내벽 사이의 제1 접합 영역에 상응하는 위치에서 슬롯 웨지의 하부 외벽에 배열된다. 도 5 및 6에 나타낸 슬롯 웨지에 대한 개선으로서 도 27 및 28에 나타낸 바와 같이, 홈이 슬롯 웨지의 하부 외벽(14)에 배열되고, 구체적인 위치는 철 코어 치형부 슬롯의 내벽의 상기 제1 접합 영역에 상응하고, 그의 홈 형성 방향은 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 하부 내벽에 수직이다. 도 28에 나타낸 바와 같이, 열 팽창 물질은 열로 팽창된 후 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 하부 내벽 및 철 코어 치형부 슬롯의 내부 슬롯의 측방 내벽을 따라서 연장되어 슬롯 웨지의 하부 외벽, 철 코어 치형부 슬롯의 내벽의 제1 접합 영역 근처 부분 및 슬롯 절연부 사이의 간극을 충전할 수 있다.

3) 홈은 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 하부 내벽 및 슬롯 절연부를 폭 방향으로 가로지르고, 바람직하게는, 홈의 폭이 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 하부의 내벽의 대부분 및 슬롯 절연부를 가로지른다. 도 5 및 6의 슬롯 웨지에 대한 개선으로서 도 29 및 30에 나타낸 바와 같이, 홈은 슬롯 웨지의 하부 외벽(14)에 배열된다. 홈이 큰 폭을 가지고 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 하부 내벽 및 슬롯 절연부를 가로지르기 때문에, 도 30에 나타낸 바와 같이 열 팽창 물질이 열로 팽창된 후 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 하부 내벽, 철 코어 치형부 슬롯의 내부 슬롯의 측방 내벽 및 슬롯 절연부를 따라서 연장되어 슬롯 웨지의 하부 외벽과 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 하부 내벽 사이의 간극, 슬롯 웨지의 하부 외벽과 슬롯 절연부 사이의 간극, 및 슬롯 절연부와 내부 슬롯의 측방 내벽 사이의 간극을 충전할 수 있다.

3. 홈은 슬롯 웨지의 하부 외벽과 측방 외벽 사이의 제2 접합 영역에 제공된다. 도 3 및 4의 슬롯 웨지에 대한 개선으로서 도 19 및 20에 나타낸 바와 같이, 슬롯을 배열하는 위치가 도 19 및 20에서는 상기 제2 접합 영역에 있고, 슬롯 웨지는 육각형 형상 단면을 가지고, 홈 형성 위치는 실제로 육각형 형상의 측방 에지와 하부 에지 사이의 제1 접합 영역에 있고(본 출원에 따른 실시양태에서는, 슬롯 웨지의 하부 외벽의 홈을 개구라고 여김), 그의 홈의 형상은 다른 도면의 홈의 형상과 약간 상이하고, 홈의 단면은 직사각형 형상의 각과 유사한 형상을 갖는다. 홈은 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 측방 내벽과 철 코어 치형부 슬롯의 내부 슬롯의 측방 내벽 사이의 제3 접합 영역에 정확히 상응하고, 또한, 그의 홈 형성 방향은 제3 접합 영역 쪽으로 향한다. 도 20에 나타낸 바와 같이, 열 팽창 물질이 열로 팽창된 후 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 측방 내벽 및 철 코어 치형부 슬롯의 내부 슬롯의 측방 내벽을 따라서 연장되어 철 코어 치형부 슬롯의 내벽의 제3 접합 영역에 상응하는 부분, 슬롯 웨지의 외벽의 제2 접합 영역에 상응하는 부분 및 슬롯 절연부 사이의 간극을 충전할 수 있다.

본 출원의 실시양태에 따른 슬롯 웨지 구조에 대한 상세한 설명을 통해, 본 출원의 실시양태는 다음 기술적 효과를 갖는다.

1) 상기 기술적 해결책에서는, 홈이 간단히 통상적인 슬롯 웨지의 부분에 형성되고 슬롯 웨지의 전체 구조를 변화시키지 않으며, 이러해서 슬롯 웨지와 철 코어 치형부 슬롯 사이의 접착층의 탄성 및 밀봉 성능이 증가되고 통상적인 슬롯 웨지(예를 들어, 수지 페놀 유리 천 적층체)의 베어링 기계적 거동을 변화시키지 않는다. 탄성 열 팽창 물질이 철 코어 치형부 슬롯의 내벽과 접촉한 후 연장되어 철 코어 치형부 슬롯의 내벽의 오목 및 볼록 틈새와 접촉하여 "루팅(root)"될 수 있고, 이러해서 접착 계면이 파괴되기 쉽지 않다. 통상적인 슬롯 웨지의 접착 계면의 부분이 평활한 표면에서 국소 열 팽창 물질로 변하고, 이것은 절연 바니시 및 접착제가 국소 열 팽창 물질과 신뢰할만한 탄성 접착층을 형성하는 것을 용이하게 한다. 탄성 접착층 때문에, 통상적인 슬롯 웨지와 철 코어 치형부 슬롯의 내벽 사이의 시트 형상 접착 층이 "T" 형상 팽창 접착층 또는 비스듬한 "T" 형상 팽창 접착층으로 변한다. 국소 "T" 형상 또는 비스듬한 "T" 형상 팽창 접착층 때문에, 접촉 부분에서 전단 응력에 의해 야기되는 접착층의 파괴 확률이 통상적인 시트 형상 접착층에 비해 감소될 수 있다. "T" 형상의 헤드에서 횡단하는 부분은 철 코어의 반경 방향에서의 틈새를 나타내고, 통상적인 슬롯 웨지와 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구 사이의 접촉 표면에 상응하고, "T" 형상의 수직 부분은 통상적인 슬롯 웨지에서 국소적으로 개방된 홈을 나타낸다.

2) 이 종류의 "T" 형상 또는 비스듬한 "T" 형상 팽창 접착층 구조 때문에, 바니시 함침 후 통상적인 슬롯 웨지의 반경 방향에서의 바니시 소실의 쟁점에 대처할 수 있고, 이러해서 바니시 함침의 충전 정도를 개선할 수 있고, 모터가 수분에 의해 축축해지고 부식될 위험을 감소시킬 수 있고, 절연의 신뢰성을 개선할 수 있다.

3) 홈 형성이 모터의 반경 방향에서 통상적인 슬롯 웨지의 두께를 증가시키거나 또는 과도하게 증가시키는 것을 요구하지 않고, 이러해서 슬롯 웨지와 철 코어 치형부 슬롯의 내벽 사이에 밀봉이 형성될 뿐만 아니라, 철 코어 치형부 슬롯의 내벽, 슬롯 웨지의 외벽 및 슬롯 절연부 사이의 접합 영역에 절연 바니시(접착제)로 충전된 탄성 팽창 물질에 의해 밀봉이 형성될 수 있고, 이러해서 물 및 수분이 슬롯에 진입하여 절연을 손상시키는 것을 방지한다. 철 코어 치형부 슬롯의 내벽, 슬롯 웨지의 외벽 및 슬롯 절연부의 접합 영역에 탄성 열 팽창 물질을 갖는 절연층을 제공함으로써, 철 코어 치형부 슬롯의 깊이 방향의 부분 및 슬롯의 폭 방향의 부분이 일체로 연결되어 슬롯 내부의 절연 구조를 덮고, 이러해서 원래 밀봉 시스템에 제2 "예방 조치"를 첨가하고, 그러한 이중층 시스템은 슬롯에서 절연 구조의 방수 및 방습 성능을 크게 강화하고, 바니시 함침 후 반경 방향에서 바니시 소실을 효과적으로 방지할 수 있다.

게다가, 이 실시양태에 기초하여, 본 출원의 실시양태에 따른 대상은 또한 모터 철 코어 및 밀봉 구조를 갖는 슬롯 웨지의 조합 구조일 수 있고, 이 조합 구조는 철 코어 치형부 슬롯을 갖는 모터 철 코어 및 위에서 서술된 다양한 유형의 모터 슬롯 웨지를 포함한다.

제2 실시양태

이 실시양태에 따른 기술적 해결책은 도 5 및 6에 나타낸 통상적인 철 코어 구조에 대한 개선으로서 도 31 및 32에 나타낸 바와 같은 밀봉 구조를 갖는 모터 철 코어이고, 이 실시양태는 열 팽창 물질이 슬롯 웨지의 홈 안에 배열되지 않고, 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구에 직접 배열된다는 점에서 제1 실시양태와 상이하다. 이 실시양태에서, 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 하부 내벽이 계단 형상을 가지고 (이것은 통상적인 기술과 상이함), 열 팽창 물질이 하부 계단의 표면에 접하고, 열 팽창 물질이 하부 계단과 상부 계단 사이의 높이 차보다 큰 두께를 갖는다. 도 32에 나타낸 바와 같이, 열 팽창 물질은 열로 팽창된 후 상부 계단의 표면을 따라서 연장되어 상부 계단의 표면과 슬롯 웨지의 하부 측방 표면 사이의 간극을 충전한다.

도 33 및 34에 나타낸 바와 같은, 이 실시양태의 추가의 변이로서, 열 팽창 물질이 하부 계단 및 슬롯 절연부를 가로지르는 폭을 갖는다. 이 방식으로, 도 34에 나타낸 바와 같이, 열 팽창 물질이 열로 팽창된 후 상부 계단의 표면을 따라서 연장되어 상부 계단의 표면과 슬롯 웨지의 하부 측방 표면 사이의 간극을 충전하고, 또한, 열 팽창 물질이 철 코어 치형부 슬롯의 내부 슬롯 쪽으로 연장되어 슬롯 웨지의 하부 외벽과 슬롯 절연부 사이의 간극 및 슬롯 절연부와 내부 슬롯의 측방 내벽 사이의 간극을 충전한다.

제1 실시양태의 기술적 효과를 갖는 것 외에도, 이 실시양태는 추가로 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 하부 내벽의 계단 구조를 숙련되게 이용하여 열 팽창 물질을 받고, 이러해서 열 팽창 물질이 열로 팽창된 후 철 코어 치형부 슬롯에 더 밀접하게 접착되는 것을 허용하고, 철 코어 치형부 슬롯의 깊이 방향의 부분 및 철 코어 치형부 슬롯의 폭 방향의 부분을 일체로 연결하여 슬롯 안의 절연 구조를 덮고, 이렇게 해서 슬롯에서 절연 구조의 방수 및 방습 성능을 추가로 강화하고, 바니시 함침 후 반경 방향에서 바니시 소실을 효과적으로 방지한다.

게다가, 이 실시양태에 기초하여, 본 출원의 실시양태의 대상은 추가로 모터 철 코어 및 밀봉 구조를 갖는 슬롯 웨지의 조합 구조일 수 있고, 이 조합 구조는 철 코어 치형부 슬롯을 갖는 모터 철 코어 및 위에서 서술된 다양한 종류의 모터 슬롯 웨지를 포함한다.

위에 서술된 실시양태는 본 출원의 바람직한 실시양태일 뿐이고, 본 출원의 범위가 여기에 제한되지 않는다. 본 출원에 개시된 기술 범위 내에서 관련 분야 기술자가 쉽게 생각해내는 임의의 변이 또는 대체는 본 출원의 범위 내에 포함되어야 한다. 따라서, 본 출원의 범위는 청구범위의 범위에 의해 한정되어야 한다.

Claims (20)

1. 슬롯 웨지의 외벽에 홈이 제공되고, 홈 안에 열 팽창 물질이 제공되고, 열 팽창 물질이 열로 팽창된 후 철 코어 치형부 슬롯의 내벽과 접촉하는 것인, 밀봉 구조를 갖는 모터 슬롯 웨지.
2. 제1항에 있어서, 홈이 슬롯 웨지의 측방 외벽에 배열된 것인 모터 슬롯 웨지.
3. 제2항에 있어서, 홈의 홈 형성 방향이 슬롯 웨지의 폭 방향인 모터 슬롯 웨지.
4. 제2항에 있어서, 홈의 홈 형성 방향이 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 측방 내벽에 수직인 방향인 모터 슬롯 웨지.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 열 팽창 물질이 열로 팽창된 후 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 측방 내벽을 따라서 연장될 수 있고, 슬롯 웨지의 측방 외벽과 슬롯 개구의 측방 내벽 사이의 간극 뿐만 아니라 철 코어의 철 코어 스택화 시트들 사이의 틈새를 충전하는 것인 모터 슬롯 웨지.
6. 제1항에 있어서, 홈이 슬롯 웨지의 하부 외벽에 배열된 것인 모터 슬롯 웨지.
7. 제1항에 있어서, 홈의 단면이 사다리꼴 형상 또는 반원 형상을 가지며, 홈의 하부가 홈의 개구의 폭보다 크거나 그와 같은 폭을 갖는 것인 모터 슬롯 웨지.
8. 제6항에 있어서, 홈이 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 하부 내벽에 상응하는 위치에서 슬롯 웨지의 하부 외벽에 배열된 것인 모터 슬롯 웨지.
9. 제8항에 있어서, 열 팽창 물질이 열로 팽창된 후 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 하부 내벽을 따라서 연장될 수 있고, 슬롯 웨지의 하부 외벽과 슬롯 개구의 하부 내벽 사이의 간극을 충전하는 것인 모터 슬롯 웨지.
10. 제6항에 있어서, 홈이 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 하부 내벽과 철 코어 치형부 슬롯의 내부 슬롯의 측방 내벽 사이의 제1 접합 영역에 상응하는 위치에서 슬롯 웨지의 하부 외벽에 배열된 것인 모터 슬롯 웨지.
11. 제10항에 있어서, 열 팽창 물질이 열로 팽창된 후 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 하부 내벽 및 철 코어 치형부 슬롯의 내부 슬롯의 측방 내벽 둘 모두를 따라서 연장될 수 있고, 슬롯 웨지의 하부 외벽, 제1 접합 영역 근처의 철 코어 치형부 슬롯의 내벽, 및 슬롯 절연부 사이의 간극을 충전하는 것인 모터 슬롯 웨지.
12. 제6항에 있어서, 홈이 폭 방향으로 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 하부 내벽 및 슬롯 절연부를 가로지르는 것인 모터 슬롯 웨지.
13. 제12항에 있어서, 열 팽창 물질이 열로 팽창된 후 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 하부 내벽, 철 코어 치형부 슬롯의 내부 슬롯의 측방 내벽 및 슬롯 절연부를 따라서 연장될 수 있고, 슬롯 웨지의 하부 외벽과 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 하부 내벽 사이의 간극, 슬롯 웨지의 하부 외벽과 슬롯 절연부 사이의 간극, 및 슬롯 절연부와 내부 슬롯의 측방 내벽 사이의 간극을 충전하는 것인 모터 슬롯 웨지.
14. 제1항에 있어서, 홈이 슬롯 웨지의 하부 외벽과 측방 외벽 사이의 제2 접합 영역에 배열된 것인 모터 슬롯 웨지.
15. 제14항에 있어서, 열 팽창 물질이 열로 팽창된 후 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 측방 내벽 및 철 코어 치형부 슬롯의 내부 슬롯의 측방 내벽을 따라서 연장될 수 있고, 철 코어 치형부 슬롯의 내벽의 제3 접합 영역에서의 부분, 슬롯 웨지의 외벽의 제2 접합 영역 근처 부분 및 슬롯 절연부 사이의 간극을 충전하고, 제3 접합 영역은 철 코어 치형부 슬롯의 슬롯 개구의 측방 내벽 및 철 코어 치형부 슬롯의 내부 슬롯의 측방 내벽이 연결되는 영역인 모터 슬롯 웨지.
16. 제1항에 있어서, 슬롯 웨지의 단면이 부채꼴 형상, 또는 사다리꼴 형상, 또는 육각형 형상을 갖는 것인 모터 슬롯 웨지.
17. 제16항에 있어서, 슬롯 웨지의 단면이 육각형 형상을 갖는 경우, 슬롯 웨지의 단면도에서 홈이 육각형 형상의 상부 절반 부분의 측방 에지에 또는 육각형 형상의 하부 절반 부분의 측방 에지에 위치하는 것인 모터 슬롯 웨지.
18. 제1항에 있어서, 열 팽창 물질이 탄성 열 팽창 물질인 모터 슬롯 웨지.
19. 제18항에 있어서, 열 팽창 물질이 열 팽창 유리 매트, 열 팽창 고무, 유리섬유 로프 또는 다른 연성 충전 물질인 모터 슬롯 웨지.
20. 철 코어 치형부 슬롯을 갖는 모터 철 코어 및 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 밀봉 구조를 갖는 모터 슬롯 웨지를 포함하는, 밀봉 구조를 갖는 모터 슬롯 웨지 및 모터 철 코어의 조합 구조.

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