KR20200015733A - 고정자 어셈블리 - Google Patents
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Abstract
고정자 어셈블리가 개시되며, 이 고정자 어셈블리는, 적어도 한 쌍의 c-형 고정자 코어를 포함하고, 각 c-형 고정자 코어는 보빈을 가지며, 고정자 어셈블리는 또한 각 보빈 주위에 감겨 있는 권선을 가지며, 서로 인접하는 c-형 고정자 코어에 있는 권선들은 서로 반대 방향으로 감겨 있다.
Description
본 발명은 전기 기계를 위한 고정자 어셈블리에 관한 것이다.
전기 기계를 위한 고정자 어셈블리는 일반저으로 다수의 고정자 코어를 포함하고, 각 고정자 코어는 c-형으로 형성된다. 각 c-형 고정자 코어는 후방부 및 이 후방부로부터 연장되어 있는 2개의 폴(pole) 아암을 가지며, 각 폴 아암의 단부에는 폴 면이 있다. 보빈(bobbin)이 c-형 고정자 코어에 제공되어 있고, 그 보빈 주위에는 권선이 감겨 있다. 도 1은 종래 기술에 따른 고정자 어셈블리(1)를 위한 전형적인 권선 구조를 개략적으로 나타낸 것이다. 4개의 c-형 고정자 코어(2)가 제공되어 있고, 권선(3)이 각 고정자 코어(2) 주위에 감겨 있다. 4개의 고정자 코어 및 권선 각각은 동일하다. c-형 고정자 코어(2)에서 전기장을 유도하기 위해, 전류가 권선(3)에 흐른다. 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 권선이 나타나 있는 바와 같은 양극 및 음극 단자에 연결되면, 나타나 있는 바와 같이 폴 면에 북극과 남극이 서로 교대로 나타나게 될 것이다.
브러시레스(brushless) 전기 모터와 같은 전기 기계를 여러 방식으로 개선하고자 하는 일반적인 바램이 있다. 특히, 크기, 중량, 제조 비용, 효율, 신뢰성 및 소음 면에서 개선이 요망된다.
본 발명은 고정자 어셈블리를 제공하고, 이 고정자 어셈블리는 적어도 한 쌍의 c-형 고정자 코어를 포함하고, 각 c-형 고정자 코어는 보빈을 가지며, 고정자 어셈블리는 또한 각 보빈 주위에 감겨 있는 권선을 가지며, 서로 인접하는 c-형 고정자 코어에 있는 권선들은 서로 반대 방향으로 감겨 있다.
결과적으로, 고정자 어셈블리의 권선을 위한 종결 구조가 간단하게 될 수 있다. 서로 인접하는 c-형 고정자 코어에 있는 권선을 서로 반대 방향으로 권취함으로써, 한쌍의 c-형 고정자 코어 사이에 있는 서로 가장 가까운 권선의 단부들은 동일한 전하로 통전될 수 있다. 이 결과, 간단하고 더 깔끔한 종결 구조가 얻어질 수 있고, 그리하여, 고정자 어셈블리를 포함하는 전기 기계의 크기가 더 작게 만들어질 수 있다.
한 c-형 고정자 코어에 속하는 제 1 권선의 일 단부는 인접하는 c-형 고정자 코어에 속하는 제 2 권선의 최근접 단부와 그룹지어지고, 상기 단부들은 그룹지어져 그 단부들 사이에 전기적 연결이 이루어진다. 결과적으로, 권선에 대한 전기적 연결부의 수가 절반으로 될 수 있다. 각 권선의 각 단부를 개별적으로 연결할 필요 대신에, 권선 단부의 그룹에 대한 연결이 가능하다. 그리하여, 종결 구조의 크기를 더 줄일 수 있고, 고정자 어셈블리를 포함하는 전기 기계가 더 작게 만들어질 수 있다.
고정자 어셈블리는 종결 블럭을 더 포함하고, 전기적으로 연결되는 권선 단부의 그룹은 종결 블럭의 단자에 연결되어 그 종결 블럭에 전력을 제공한다. 종결 블럭은 간단한 인터페이스를 제공하여, 권선이 전원에 더 쉽게 연결될 수 있게 해준다. 연결될 권선 단부의 그룹을 제공함으로써, 종결 블럭에서 필요한 단자의 수가 감소될 수 있고, 고정자 어셈블리 및 이 고정자 어셈블리를 포함하는 전기 기계의 전체 크기가 감소될 수 있다.
고정자 어셈블리는 4개의 c-형 고정자 코어를 포함할 수 있다. 각 c-형 고정자 코어가 2개의 폴을 가짐으로써, 8개의 폴을 갖는 고정자 어셈블리가 제공된다. 서로 인접하는 권선들의 최근접 단부들이 전기적으로 그룹지어져 4개의 그룹지어진 권선 종결부를 형성할 수 있다. 결과적으로, 고정자 어셈블리를 전기 기계에 전기적으로 연결하기 위해서는 단지 4개의 연결부가 필요하다.
고정자 어셈블리는 대각선 방향으로 서로 마주하는 쌍의 그룹지어진 권선 종결부를 연결하는 연결 단자를 갖는 종결 블럭을 더 포함할 수 있다. 이리하여, 4개의 c-형 고정자 코어를 갖는 고정자 어셈블리를 위한 간단한 종결 구조가 제공되고, 단일의 전기 연결부가 한쌍의 연결된 단자에 제공될 수 있고, 각 단자는 전기적으로 연결된 권선 단부의 그룹에 전기적 연결을 제공한다. 결과적으로, 더 작고 기계적으로 더 간단한 고정자 어셈블리가 얻어질 수 있고, 이 고정자 어셈블리를 포함하는 전기 기계의 크기가 따라서 감소될 수 있다.
본 발명은 전기 기계를 더 제공하며, 이 전기 기계는 전술한 바와 같은 고정자 어셈블리 및 이 고정자 어셈블리가 고정되는 프레임을 포함한다. 각 c-형 고정자 코어는 개별적으로 프레임에 장착될 수 있다.
고정자 어셈블리가 종결 블럭을 포함하는 실시 형태에서, 그 종결 블럭은 상기 c-형 고정자 코어에 인접하여 상기 프레임에 장착될 수 있다.
본 발명을 더 쉽게 이해할 수 있도록, 이제 본 발명의 실시 형태를 다음과 같은 첨부 도면을 참조하여 예시적으로 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 고정자 어셈블리를 위한 권선 구조를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 전기 기계의 분해 사시도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 고정자 어셈블리를 위한 권선 구조를 개략적으로 나타낸다.
도 4는 건기 기계의 단면도를 나타낸다.
도 5는 전기 기계를 나타낸다.
도 2는 전기 기계의 분해 사시도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 고정자 어셈블리를 위한 권선 구조를 개략적으로 나타낸다.
도 4는 건기 기계의 단면도를 나타낸다.
도 5는 전기 기계를 나타낸다.
도 2는 전기 기계(10)의 분해 사시도를 나타낸다. 어떤 구성품, 예컨대, 제어 전자 장치 및 외부 하우징은 명료성을 위해 나타나 있지 않다. 전기 기계(10)는 회전자 어셈블리(12), 프레임(14) 및 4개의 고정자 요소(16, 18, 20, 22)를 포함하는 고정자 어셈블리를 포함하고, 각 고정자 요소는 c-형 고정자 코어를 포함한다. 전기 기계(10)가 조립될 때, 회전자 어셈블리(12)는 프레임(14) 내부에 위치 및 장착되고, 고정자 요소는 프레임(14)에 있는 각각의 슬롯에 위치된다. 예컨대, 고정자 요소(20)는 프레임에 있는 슬롯(24)에 위치된다. 프레임(14)은 일체형 구성인데, 예컨대, 단일체로 몰딩된다. 도 2에 나타나 있는 실시 형태에서, 전기 기계(1)는 압축기이고, 따라서, 회전자 어셈블리(12)는 임펠러를 포함하며, 프레임(14)은 임펠러를 덮는 임펠러 쉬라우드(26)를 포함한다. 모터(10)는 또한 확산기(28)를 포함한다.
고정자 요소(16, 18, 20, 22) 각각에는 참조 번호 "17, 19, 21, 23"으로 나타나 있는 바와 같이 권선이 감겨 있다. 권선은 2개의 상이한 방향 중의 한 방향으로 감길 수 있고, 그 두 방향은 시계 방향(CW)과 반시계 방향(CCW)이다. 고정자 요소에는 교대 방향으로 감기는 권선이 제공되고, 그래서 한 고정자 요소의 권선은 2개의 인접하는 고정자 요소 각각에 있는 권선과 반대 방향으로 감길 것이다.
예컨대, 고정자 요소(16)에 있는 권선(17)이 시계 방향으로 감기면, 고정자 요소(18, 22)에 있는 권선(19, 23)은 반시계 방향으로 감길 것이며, 고정자 요소(20)에 있는 권선(21)은 시계 방향으로 감길 것이다. 이에 대한 이유는 도 3을 참조하여 더 상세히 설명할 것이다.
도 3은 도 2에 나타나 있는 전기 기계(10)에 사용되는 권선 구조를 개략적으로 나타낸 것이다. 고정자 어셈블리(30)는 4개의 c-형 고정자 코어(32, 34, 36, 38)를 포함한다. c-형 고정자 코어(36)에 나타나 있는 바와 같이, c-형 고정자 코어(32, 34, 36, 38) 각각은, 고정자 후방부(40)로 형성되고, 이 후방부로부터는 폴 아암(42)이 연장되어 있다. 각 폴 아암(42)의 단부에는 폴 면(44)이 있다. 권선(33, 35, 37, 39)이 각 c-형 고정자 코어(32, 34, 36, 38) 주위에 각각 감겨 있다. 권선은 권선 옆에 제공되어 있는 참조 번호 "CW, CCW"로 나타나 있는 바와 같이 교대 방향으로 감긴다. 권선(33, 37)은 시계 방향(CW)으로 감기고, 권선(35, 39)은 반시계 방향(CCW)으로 감긴다. 두 권선에 대한 권취 방향을 반대로 하는 것의 영향을 억제하고 또한 전기 기계가 기능하기 위해 폴 면에 요구되는 교대 자극을 얻기 위해, 각 권선 단자에 대한 전하가 또한 교대 권선 세트에 대해 반대로 되어 있다.
예컨대, 도 3의 구조를 도 1의 구조와 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 권선(35, 39)에 대해 + 및 - 기호로 나타나 있는 권선의 각 단부에 공급되는 전하는 도 1에 나타나 있는 것과는 반대로 되어 있다. 이는 권선(35, 39)에 대한 권취 방향이 도 1과 비교하여 반대이기 때문이다.
도 1의 구조에 대한 도 3의 구조의 이점은, 유사하게 대전된 단자들은 인접하는 고정자 코어 사이에서 함께 그룹지어질 수 있다는 것이다.
도 4는 회전자 어셈블리(12)의 회전 축선에 수직인 면을 통한 조립된 전기 기계(10)의 단면도를 나타낸다. 고정자 요소(16, 18, 20, 22)는 각각의 권선을 포함하는 것으로 나타나 있다. 고정자 요소 내부에 있고 권선이 감겨 있는 c-형 고정자 코어를 명확히 볼 수 있다. 고정자 요소(18, 22)는 제 1 방향으로 감기는 권선(50)을 가지며, 고정자 요소(16, 20)는 제 1 방향에 반대인 제 2 방향으로 감기는 권선(52)을 갖는다. 고정자 요소(16, 18, 20, 22)는 프레임(14)에 있는 각각의 슬롯 안으로 삽입되어 있는 것으로 나타나 있다. 예컨대, 고정자 어셈블리(16)는 슬롯(54) 안에 삽입되어 있고, 고정자 어셈블리(20)는 슬롯(24) 안에 삽입되어 있는 것으로 나타나 있다.
모든 고정자 요소(16, 18, 20, 22)가 프레임에 위치되면, 폴 면은 축(60)에 부착되어 있는 회전자 어셈블리(12)의 자석(64) 가까이에 위치된다.
도 5는 조립된 전기 기계(10)를 나타낸다. 고정자 어셈블리의 인접하는 고정자 요소(16, 22)가 나타나 있고, 각 권선(52, 50)의 와이어 단부(70, 72)도 나타나 있다. 권선(52, 50)은 서로 반대 방향으로 감겨 있으므로, 도 3에 개략적으로 나타나 있는 것과 관련하여 전술한 바와 같이, 단부 와이어(70, 72)를 함께 그룹지을 수 있다. 따라서, 고정자 요소(16)의 c-형 고정자 코어에 속하는 권선(52)의 단부(70)는, 고정자 요소(22)의 인접하는 c-형 고정자 코어에 속하는 권선(50)의 최근접 단부(72)와 그룹지어진다. 단부(70, 72)가 그룹지어져 그들 사이에 전기적 연결이 형성되어, 그룹지어진 권선 종결부(74)가 얻어진다. 고정자 요소의 다른 인접하는 쌍의 그룹지어진 단부 와이어를 포함하는 다른 그룹지어진 권선 종결부(76, 78)를 볼 수 있다. 따라서, 연결될 필요가 있는 8개의 권선 단부가 있지만, 고정자 어셈블리는 연결을 위해 단지 4개의 그룹지어진 권선 종결부만 가지고 있다. 이는 종결부 구조를 간단하게 유지시키고 또한 모터의 크기를 줄이는데 도움을 줄 수 있다.
종결 블럭(80)이 고정자 요소(16, 18, 20, 22)의 일 단부 및 그의 대응하는 c-형 고정자 코어에 인접하여 프레임(14)에 장착된다. 종결 블럭(80)은 그룹지어진 권선 종결부(74, 76, 78)가 연결되는 단자(82, 84)를 갖는다. 단자(82, 84)는, 종결 블럭을 통해 연장되는 연결 단자이고, 대각선 방향으로 서로 마주하는 쌍의 그룹지어진 권선 종결부를 연결한다. 예컨대, 그룹지어진 권선 종결부(76, 78) 둘 다가 단일의 연결 단자부(84)에 연결된다 따라서, 두 연결 단자(82, 84)는 단지 2개의 파워 단자(86, 88)로부터 전원에 연결될 수 있다.
지금까지 특정한 실시 형태를 설명했지만, 청구 범위에 규정되어 있는 바와 같은 본 발명의 범위에서 벗어남이 없이 다양한 수정이 가능함을 이해할 것이다.
Claims (9)
- 고정자 어셈블리로서,
적어도 한 쌍의 c-형 고정자 코어 ― 각 c-형 고정자 코어는 보빈(bobbin)을 가짐 ―; 및
각 보빈 주위에 감겨 있는 권선을 포함하며,
서로 인접하는 c-형 고정자 코어에 있는 권선들은 서로 반대 방향으로 감겨 있는, 고정자 어셈블리. - 제 1 항에 있어서,
한 c-형 고정자 코어에 속하는 제 1 권선의 일 단부는 인접하는 c-형 고정자 코어에 속하는 제 2 권선의 최근접 단부와 그룹지어지고, 상기 단부들은 그룹지어져 그 단부들 사이에 전기적 연결이 이루어지는, 고정자 어셈블리. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 고정자 어셈블리는 종결 블럭을 더 포함하고, 전기적으로 연결되는 권선 단부의 그룹은 종결 블럭의 단자에 연결되어 그 종결 블럭에 전력을 제공하는, 고정자 어셈블리. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
4개의 c-형 고정자 코어를 포함하는 고정자 어셈블리. - 제 4 항에 있어서,
서로 인접하는 권선들의 최근접 단부들이 전기적으로 그룹지어져 4개의 그룹지어진 권선 종결부를 형성하는, 고정자 어셈블리. - 제 5 항에 있어서,
대각선 방향으로 서로 마주하는 쌍의 그룹지어진 권선 종결부를 연결하는 연결 단자를 갖는 종결 블럭을 더 포함하는 고정자 어셈블리. - 전기 기계로서, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 고정자 어셈블리 및 이 고정자 어셈블리가 고정되는 프레임을 포함하는 전기 기계.
- 제 7 항에 있어서,
각 c-형 고정자 코어는 개별적으로 상기 프레임에 장착되는, 전기 기계. - 제 6 항을 인용할 때 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 종결 블럭은 상기 c-형 고정자 코어에 인접하여 상기 프레임에 장착되는, 전기 기계.
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