KR20170142273A - 유도 전동기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각 효율을 극대화할 수 있는 유도 전동기에 관한 것으로, 이를 위한 본 발명의 실시예에 따른 유도 전동기는, 내부에 회전자와 고정자를 수용하는 관 형의 프레임 및 상기 프레임의 외주면을 따라 배치되는 다수의 냉각 유로를 포함하며, 인접하게 배치되는 2개의 상기 냉각 유로는 상기 회전자의 회전축을 기준으로 사이각이 45° 이하로 형성될 수 있다.

Description

유도 전동기{induction motor}

본 발명은 냉각 효율을 높일 수 있는 유도 전동기에 관한 것이다.

유도전동기는 외피 형식에 따라 개방형, 방적보호형, 전폐외선형 및 방폭형 등으로 분류된다. 이 중, 전폐외선형은 옥외에 사용되며 수분 및 분진에 비교적 잘 견디기 때문에 가장 널리 이용되고 있다.

전폐외선형 유도전동기의 구조를 살펴보면, 도 1에 도시한 바와 같이 전체적인 외형을 이루는 프레임(110)과, 프레임(110) 내부에 구비되어 전력을 생산하는 고정자(120) 및 회전자(130)로 이루어진다.

프레임(110)은 원통형의 형상을 이루며, 프레임(110)의 표면에는 프레임(110) 내부의 열을 방출시키는 방열핀(140)이 구비된다. 또한, 프레임(110) 일측에는 외부 팬(150) 및 이를 감싸는 팬 커버(160)가 구비된다.

종래의 전폐외선형 유동전동기에 있어서, 상술한 바와 같이 프레임(110) 표면에 방열핀(140)이 구비된다. 그러나 방열핀의 경우 수동적으로 열을 방출하는 요소이므로, 방열핀 만으로는 유도 전동기를 냉각시키는 데에 한계가 있다.

본 발명의 목적은 냉각 성능을 높일 수 있는 유도 전동기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 유도 전동기는, 내부에 회전자와 고정자를 수용하는 관 형의 프레임 및 상기 프레임의 외주면을 따라 배치되는 다수의 냉각 유로를 포함하며, 인접하게 배치되는 2개의 상기 냉각 유로는 상기 회전자의 회전축을 기준으로 사이각이 45° 이하로 형성될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 냉각 유로는 12개가 등간격으로 이격 배치될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 냉각 유로들 사이에 배치되는 다수의 방열핀을 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 냉각 유로는, 양단이 상기 프레임의 외주면에 형성된 개구에 연결될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 회전축에 체결되어 상기 냉각 유로를 이용하여 상기 프레임 내부의 공기를 순환시키는 회전 팬을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 다수의 냉각 유로를 통해 유도 전동기의 냉각 효율을 극대화하므로, 유도 전동기의 내부 온도를 낮출 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 유도 전동기를 개략적으로 도시한 부분 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유도 전동기를 개략적으로 도시한 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 유도 전동기의 프레임을 개략적으로 도시한 사시도.
도 4는 도 3의 I-I′에 따른 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 더하여 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유도 전동기를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유도 전동기를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 I-I′에 따른 단면도이며, 도 4는 도 3의 II-II′에 따른 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유도 전동기는 전폐외선형 유도 전동기로, 프레임(50), 회전자 샤프트(10), 회전자(30), 회전자 유로(35), 고정자(20), 프레임(112), 냉각 유로(55), 및 팬 커버(60)를 포함한다.

회전자 샤프트(102), 회전자(104), 고정자(108), 및 팬 커버(116)는 각각 잘 알려진 유도 전동기의 기본 구성 요소이므로, 본 명세서에서는 더 상세히 설명하지 않을 것이다.

프레임은 내부가 빈 원통 형상으로 형성되며 금속 재질로 형성될 수 있다.

프레임(112)의 외주면에는 외부로 돌출 형성되는 방열핀(118)이 배치된다. 방열핀(320)은 프레임(310) 내부에서 발생된 열을 외부로 방출시키는 역할을 한다. 방열핀(320)은 프레임(310)의 외주면을 따라 일정 간격을 두고 다수 개가 이격 배치되며, 프레임(310)의 길이 방향을 따라 배치된다.

본 실시예에 따른 방열핀은 돌출 길이가 긴 방열핀과 돌출 거리가 짧은 방열핀이 번갈아 배치된다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.

또한 프레임의 외주면에는 다수의 냉각 유로가 구비된다.

냉각 유로는 방열핀과 유사하게 프레임의 길이 방향을 따라 프레임의 외부로 돌출되는 형태로 형성되며, 관 형태로 형성되어 다수 개가 나란하게 이격 배치된다.

냉각 유로의 양단은 프레임에 형성된 개구를 통해 프레임의 내부 공간과 연결된다. 따라서 프레임 내부의 공기는 냉각 유로를 통해 이동할 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 유도 전동기는 열 에너지를 외부로 방출하기 위해 외부 냉각 경로와 내부 냉각 경로를 구비한다.

내부 냉각 경로는 회전자의 열을 프레임으로 전달하며, 외부 냉각 경로는 프레임의 열을 외부로 방출한다.

보다 구체적으로, 외부 냉각 경로에서 공기는 외부 회전 팬(18)에 의해 팬 커버(20)를 관통하여 프레임(16)의 외부 표면으로 공급된다. 그리고 내부 냉각 경로에서 공기는 프레임(16) 내에 위치하는 내부 회전 팬(16)에 의해 회전자 내에 형성되는 회전자 유로와, 프레임의 외측에 배치되는 냉각 유로를 따라 순환된다.

따라서, 다수의 냉각 유로는 각각 회전자 유로와 연결되어 연속적인 하나의 공기 순환 경로를 형성한다.

다수의 냉각 유로는 프레임의 외주면을 따라 간격을 이격 두고 배치되고, 또한 유로 전동기의 회전자 샤프트로부터 반경 방향으로 이격 배치되어 유도 전동기의 회전축(L)과 나란하게 길게 배치된다.

인접하게 배치되는 2개의 냉각 유로는 회전축(L)을 중심으로 사이각이 45°이하를 이루도록 이격 배치될 수 있다.

상기 각도가 90° 인 경우, 냉각 유로는 4개가 배치된다. 그리고 45°인 경우, 냉각 유로는 8개가 배치된다.

본 출원인이 냉각 유로에 대한 냉각 성능을 테스트한 결과, 냉각 유로를 4개 배치하는 경우보다 8개 이상 설치하는 경우 냉각 효율이 더 높은 것으로 나타났다. 본 발명에 따른 유도 전동기는 최소 8개의 냉각 유로를 구비하며, 본 실시예에서는 사이각의 각도를 30°로 하여 12개의 냉각 유로를 등간격으로 이격 배치하였다.

12개의 냉각 유로를 구비하는 경우, 4개의 냉각 유로를 구비하는 경우에 비해 회전자와 고정자의 온도 상승이 7~15% 감소하는 것을 측정되었다.

한편, 본 실시예에 따른 유도 전동기에 냉각 유로를 8개 배치하는 경우, 인접하게 배치되는 두 개의 냉각 유로 사이에는 12개 이하의 방열핀이 배치될 수 있다. 마찬가지로, 예를 들어 냉각 유로를 12개 배치하는 경우, 인접하게 배치되는 두 개의 냉각 유로 사이에는 8개 이하의 방열핀이 배치될 수 있다.

한편 본 실시예에서는 냉각 유로가 12개인 경우를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 더 많은 냉각 유로를 배치하는 것도 가능하다.

또한 프레임 표면에 방열핀을 생략하고, 더 많은 수의 냉각 유로만 프레임의 표면에 배치하는 것도 가능하다. 이 경우, 필요에 따라 냉각 유로의 표면에 방열판을 배치하여 냉각 효율을 극대화할 수 있다.

본 실시예에 따른 프레임과 냉각 유로는 주물을 이용하여 제조될 수 있다. 그러나, 냉각 유로가 8개 이상이 구비되면 주물을 이용하여 이를 일체로 제조하기 어렵다.

따라서 냉각 유로가 8개 이상인 경우, 프레임과 냉각 유로는 각각 따로 제조된 후, 용접 등을 통해 일체로 결합될 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 유도 전동기는, 유도 전동기가 동작하는 과정에서 회전자에 의해 발생되는 열 에너지가 내부 냉각 경로를 통해 프레임의 표면으로 전달되며, 이에 프레임과 방열핀의 온도가 상승한다. 그리고 방열핀의 열은 외부 냉각 경로에 의해 보다 원활하게 외부로 방출된다.

따라서 유도 전동기의 냉각 효율을 극대화하여 유도 전동기의 내부 온도를 낮출 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

100: 변압기
120: 철심
130: 권선
140: 고압 권선, 제2 권선
150: 저압 권선, 제1 권선
160: 격벽

Claims (5)

1. 내부에 회전자와 고정자를 수용하는 관 형의 프레임; 및
   상기 프레임의 외주면을 따라 배치되는 다수의 냉각 유로;
   를 포함하며,
   인접하게 배치되는 2개의 상기 냉각 유로는 상기 회전자의 회전축을 기준으로 사이각이 45° 이하로 형성되는 유도 전동기.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 냉각 유로는,
   12개가 등간격으로 이격 배치되는 유도 전동기.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 냉각 유로들 사이에 배치되는 다수의 방열핀을 더 포함하는 유도 전동기.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 냉각 유로는,
   양단이 상기 프레임의 외주면에 형성된 개구에 연결되는 유도 전동기.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 회전축에 체결되어 상기 냉각 유로를 이용하여 상기 프레임 내부의 공기를 순환시키는 회전 팬을 더 포함하는 유도 전동기.

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