KR20200096511A - 회전 전기 기계의 스테이터를 위한 전기 위상 커넥터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 회전 전기 기계에 관한 것으로서, 이는 전자 조립체, 스테이터, 및 회전 전기 기계 스테이터(20)용 전기 위상 커넥터(10)를 포함한다. 전기 위상 커넥터(10)는 회전 전기 기계 스테이터(20)로 또는 그로부터 각각 상이한 전기 위상을 전달하기 위해 사전 규정된 각도 구성의 전기적 결합 수단(130b)을 포함한다. 각각의 전기적 결합 수단(130b)은 전도성 위상 트랙(110)에 전기적으로 연결된다.
Description
본 발명은 전기 기계의 스테이터의 표준화, 및 구체적으로는 이들의 전기 제어에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 회전 전기 기계의 스테이터를 위한 전기 위상 커넥터(electrical phase connector)뿐만 아니라 이러한 타입의 전기 위상 커넥터를 포함한 스테이터에 관한 것이다.
회전 전기 기계는 전기에너지를 기계에너지로, 또는 그 역으로 변환할 수 있는, 바람직하게는 다상의, 전기 기계 장치이다. 자동차 분야에서의 회전 전기 기계의 공지된 응용예는 얼터네이터(alternator), 즉 자동차의 배터리를 충전하기 위해 열기관의 기계에너지를 이용할 수 있는 장치이다. 자동차 분야에서의 회전 전기 기계의 다른 공지된 응용예는 얼터네이터-스타터, 즉 예컨대 적신호에서의 단기간의 정지 중에 연료 소비 및 공해를 줄일 수 있는 자동차의 열기관의 정지 및 자동 재시동을 위한 장치이다.
따라서, 회전 전기 기계는 전기에너지로부터 기계에너지를 생성하고 열기관을 회전시키기 위해 발전기로서 또는 모터로서 사용될 수 있다.
공지의 방식에서, 회전 전기 기계는 스테이터 내부에 회전하도록 끼워 맞춰진 로터를 포함하는데, 스테이터는 원통형 스테이터 본체 및 복수의 전기 위상을 갖는 권선을 포함하며, 각각의 전기 위상은 스테이터 본체 둘레에 축방향을 권취된 복수의 전기 전도체에 의해 형성된다. 권선은 전자 조립체(electronic assembly)에, 특히 파워 모듈에 전기적으로 연결되며, 전기 전도체 중 일부의 자유 단부에서 권선의 위상 입력부/출력부를 형성한다.
회전 전기 기계의 타입에 따라, 스테이터의 형태 및/또는 기술적 특성이 달라질 수도 있다. 비한정적인 예로서, 회전 전기 기계의 전기 위상의 개수 및 그 용도에 따라, 스테이터를 전자 조립체에 연결할 수 있는 위상 입력부/출력부의 개수, 기하학적 구조 및 각도 배향(angular orientation)은 회전 전기 기계마다 달라질 수 있다.
이러한 회전 전기 기계의 큰 가변성은, 각각의 구성 및/또는 용도에 적합한 전기적 연결 인터페이스를 제공할 필요성으로 인해, 모두 상이한 다수의 스테이터를 설계 및 제조하게 한다. 그 결과, 제조 비용이 증가한다.
본 발명의 목적은 상술한 문제점들을 적어도 대부분 해결하고 다른 장점들을 제공하기 위해 회전 전기 기계의 스테이터를 위한 새로운 전기 위상 커넥터를 제공하는 것이다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 스테이터 본체 및 이들의 권선의 제조를 표준화하는 것을 가능케 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 다양한 전기적 결합의 생성을 용이하게 함으로써 소정 군의 회전 전기 기계의 스테이터의 제조 방법을 단순화하는 것이다.
본 발명의 제 1 태양에 따르면, 상술한 목적 중 적어도 하나는, 차량용 회전 전기 기계로서, 상기 기계를 제어할 수 있는 전자 조립체; 2개의 축방향 단부 사이에 복수의 노치(notch)가 형성되어 있는 스테이터 본체, 및 상기 노치를 통해 스테이터 본체 내에 끼워 맞춰진 권선을 포함하는 스테이터로서, 권선은 위상 입력부/출력부를 형성하는 복수의 전도체 부분을 포함하는, 상기 스테이터; 및 권선을 전자 조립체와 전기적으로 연결하도록 설계된 전기 위상 커넥터를 포함하고, 전기 위상 커넥터는 서로에 대해 전기적으로 절연되어 있는 복수의 전도성 위상 트랙(conductive phase track)을 포함하고, 각각의 전도성 위상 트랙은, 스테이터로부터 또는 스테이터로 전기 위상을 전달하기 위해, 첫째로는 전자 조립체의 요소에, 그리고 둘째로는 위상 입력부/출력부에 연결되는, 회전 전기 기계에 의해 달성된다.
따라서, 본 발명의 제 1 태양에 따른 전기 위상 커넥터는 회전 전기 기계 스테이터를 그것이 함께 협동하는 전자 조립체의 전기 회로와 연결하는 것을 가능케 한다. 전기 위상 커넥터는 회전 전기 기계의 각 전기 위상을 그것의 작동을 제어하는 전기 회로에 연결하는 것을 가능케 한다. 따라서, 전기에너지를 기계에너지로 변환하기 위해 회전 전기 기계가 모터로서 사용되는 경우, 그러면 전기 위상 커넥터는 로터를 회전시키는 회전 자계를 생성하기 위해 스테이터의 전기 위상에 전력을 공급할 수 있다. 또한, 기계에너지를 전기에너지로 변환하기 위해 회전 전기 기계가 얼터네이터로 사용되는 경우, 그러면 전기 위상 커넥터는 스테이터에서 생성되며 로터의 회전에 의해 유도된 전류를 회복할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 1 태양에 따른 전기 위상 커넥터는 표준 전기 커넥터를 이용하여, 그리고 모든 모델에 공통인 스테이터 상에의 이식에 따라 스테이터의 설계 및 제조를 표준화하는 것을 가능케 한다: 본 발명의 제 1 태양에 따른 전기 위상 커넥터의 기하학적 구조 및/또는 구성만이 그것이 함께 협동하는 전기 회로에 따라 및/또는 상기 스테이터의 그것의 환경, 예컨대 자동차 내로의 통합에 따라 개조된다.
이러한 유리한 구성은 또한 전기 위상 및/또는 전기 기계를 위한 이러한 타입의 커넥터의 제조를 간략화하고 제조 비용을 줄일 수 있다.
전기 권선과 위상 커넥터 사이의 연결은, 상술한 바와 같이 전기 기계를 제어하거나 또는 전기 기계의 로터의 회전에 의해 유도된 전력 신호를 회복하기 위해, 스테이터, 보다 구체적으로는 스테이터의 전기 위상들 중 하나에 또는 그로부터 전력 신호를 전달하기 위해, 바람직하게는 전도성 위상 트랙과 일체인 전기적 결합 수단을 통해 형성된다. "일체(integral)"란 용어는 바람직하게는 전기적 결합 수단이 대응하는 전도성 트랙에 기계적으로 연결되는 것, 그리고 바람직하게는 그들이 상기 대응하는 트랙에 전기적으로도 결합되는 것을 의미한다. 다상 전기 기계의 인터페이싱(interfacing)의 맥락에서, 각각의 전도성 트랙― 및 각각의 대응하는 전기적 결합 수단 ―은 상이한 전위를 전달할 수 있게 하기 위해 다른 전도성 트랙에 대해 절연됨을 이해할 것이다.
본 발명의 제 1 태양에 따른 전기 위상 커넥터는 또한 제 2 측부를 거쳐서 전자 조립체의 전기 회로에 전기적으로 연결될 수 있게 구성됨으로써, 전도성 트랙이 각각 전자 조립체의 전력 회로에 전기적으로 연결된다. 전력 회로에 대한 전기 위상 커넥터의 전기적 연결을 위한 구체적인 수단에 대해서는 본 발명의 특정 변형 실시예의 형태로 이하에서 보다 상세히 기술할 것이다.
본 발명의 제 1 태양에 따른 전기 위상 커넥터는 하기의 개량예 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이들 개량예를 형성하는 기술적 특징들은 단독으로 또는 조합하여 취해질 수 있다.
- 각각의 전도성 트랙은 중심축 둘레의 원형 윤곽을 따라서 연장된다. 일 실시예에 따르면, 각각의 전도성 트랙이 따라서 연장되는 원형 윤곽은 원의 각도 세그먼트(angular segment)의 타입이며, 상기 원형 윤곽은 개방되어 있다.
- 전도성 위상 트랙의 적어도 일부는 전기적 연결 부분을 포함한다. 바람직하게는, 본 발명의 제 1 태양에 따른 각각의 전도성 전기 위상 트랙은 전기적 연결 부분을 포함한다. 이러한 구성은 전기 기계의 전기 위상 커넥터 및/또는 스테이터와 전기 회로와의 인터페이싱을 용이하게 할 수 있다.
- 유리하게는, 그리고 제 1 변형 실시예에 따르면, 적어도 하나의 전기적 연결 부분은 전자 조립체의 요소의 전기 위상 커넥터 상에의 나사 결합 및/또는 용접 및/또는 크림핑(crimping)을 용이하게 하기 위해 암형 커넥터의 형태인 연결 단자이다. 제 2 변형 실시예에 따르면, 적어도 하나의 전기적 연결 단자는 수형 커넥터의 형태이다.
- 전기적 연결 부분의 변형 실시예들 중 임의의 것과 양립 가능한 제 1 실시예에 따르면, 적어도 하나의 전기적 연결 부분은 전도성 트랙의 본체에 대해 실질적으로 축방향으로 돌출하여 연장된다.
- 전기 기계와 전기 회로와의 인터페이싱을 용이하게 하기 위해, 적어도 하나의 전기적 연결 부분 각각은 중심축에 대해 외측에 있는 주변 윤곽을 따라 위치해 있다.
- 각각의 전도성 트랙은 각도 세그먼트의 형태이다. 이러한 구성은 특히 각각의 전도성 트랙 사이의 전기적 절연을 용이하게 할 수 있다. 각각의 각도 세그먼트는 중심축 둘레로 연장된다. 바람직하게는, 모든 전도성 트랙은 중심축에 대해 동일한 반경방향 거리에서 연장된다.
- 각각의 전도성 위상 트랙은, 각도 세그먼트 형태의 전도성 트랙 본체; 상기 각도 세그먼트의 제 1 단부에 있으며 전자 조립체와의 연결을 위해 실질적으로 축방향으로 연장되는 전기적 연결 부분; 및 상기 각도 세그먼트의 제 2 단부에 있으며 권선의 상보적인 결합 수단과 협동하는 전기적 결합 수단을 포함한다. 이러한 구성은, 첫째로는 전기 위상 커넥터가 함께 협동하도록 설계되는 스테이터와의― 전기적 결합 수단에 의함 ―, 그리고 둘째로는 전기적 연결 단자에 의해 전기 회로와의 전기적 인터페이싱을 용이하게 할 수 있다.
- 전기적 결합 수단은 상기 전기 위상 커넥터를 상보적인 형태들의 맞물림에 의해, 예컨대 스냅 결합 또는 끼워 맞춤 또는 용접에 의해 스테이터와 일체로 만들도록 구성된다. 제 1 변형예에 따르면, 전기적 결합 수단은 암형 타입이다. 제 2 대안 변형예에 따르면, 제 1 전기적 결합 수단은 수형 타입이다.
- 전기적 결합 수단은 적어도 하나의 만곡형 러그(curved lug)를 포함하고, 만곡형 러그는 권선과의 전기 접촉을 형성하도록 권선의 상보적인 결합 수단과 대면하여 연장된다. 예컨대, 전기적 결합 수단은 제 1 만곡형 러그 및 제 1 만곡형 러그와 대면한 상태로 위치해 있는 제 2 만곡형 러그에 의해 형성되는 바이스(vice)의 타입이며, 2개의 만곡형 러그는 권선의 상보적인 결합 수단이 상기 러그들 사이에 삽입되도록 서로 이격되어 있다. 환언하면, 각각의 만곡형 러그는 스테이터와 대면하는 전기 위상 커넥터의 면과 반대측에서 축방향으로 만곡되어 있다. 대안으로서, 전기적 결합 수단은 권선과의 전기 접촉을 형성하도록 권선의 상보적인 결합 수단과 대면하여 연장되는 하나의 만곡형 러그를 포함한다.
- 전도성 트랙은 오버 몰딩(over-moulding) 재료에 의해 오버 몰딩된다. 오버 몰딩 재료는 바람직하게는 예컨대 플라스틱과 같은 전기 절연 재료이다.
- 적어도 하나의 전도성 트랙은 권선의 제 1 위상을 제 2 위상에 전기적으로 연결하기 위해 권선의 상보적인 결합 수단과 협동하는 추가의 전기적 결합 수단을 구비한 결합 부분을 더 포함한다. 이것은 위상 커넥터에 의해 위상들 사이에 전기적 결합, 특히 삼각형 타입의 결합을 생성하는 것을 가능케 한다.
- 제 1 대안예에 따르면, 결합 부분은 전도성 트랙 본체를 연장시키는 원호를 따라 연장될 수 있다. 다른 대안예에 따르면, 결합 부분은 상기 본체와 평행하게 연장되는 원호를 따라 연장될 수 있다. 환언하면, 결합 부분은 트랙 본체가 연장되는 원주 부분보다 더 크거나 더 작은 직경을 갖는 원주 부분에 걸쳐서 연장된다.
본 발명의 제 2 태양에 따르면, 권선은 중성점(neutral point)을 형성하는 복수의 전도체 부분을 더 포함한다. 제 2 태양에 따르면, 커넥터는 적어도 하나의 전도성 중성 트랙(conductive neutral track)을 포함하고, 전도성 중성 트랙은 전도성 위상 트랙에 대해 전기적으로 절연되며 적어도 하나의 중성점에 연결된다.
전도성 위상 트랙과 유사한 방식으로, 전도성 중성 트랙은 기준 전위를 형성하기 위해 전도성 중성 트랙과 일체인 전기적 결합 수단을 거쳐서 권선에 연결된다.
전도성 중성 트랙에 의해 전달되는 기준 전위는 예컨대 전기 접지로도 알려진, 전기 기계의 각 전기 위상에 대한 중성 기준 신호이다.
본 발명의 제 2 태양에 따른 전기 위상 커넥터는 하기의 개량예 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이들 개량예를 형성하는 기술적 특징들은 단독으로 또는 조합하여 취해질 수 있다.
- 각각의 전도성 트랙은 중심축 둘레의 원형 윤곽을 따라 연장된다. 일 실시예에 따르면, 각각의 전도성 트랙이 따라서 연장되는 원형 윤곽은 원의 각도 세그먼트의 타입이며, 상기 원형 윤곽은 개방되어 있다.
- 각각의 전도성 트랙은 각도 세그먼트의 형태이다. 각각의 각도 세그먼트는 중심축 둘레로 연장된다. 바람직하게는, 모든 전도성 트랙은 중심축에 대해 동일한 반경방향 거리에서 연장된다.
- 각각의 전도성 중성 트랙은, 각도 세그먼트 형태의 전도성 트랙 본체, 및 상기 각도 세그먼트의 단부들에 있으며 권선의 상보적인 결합 수단과 협동하는 전기적 결합 수단을 포함한다.
- 전기적 결합 수단은 상기 전기 위상 커넥터를 상보적인 형태들의 맞물림에 의해, 예컨대 스냅 결합 또는 끼워 맞춤 또는 용접에 의해 스테이터와 일체로 만들도록 구성된다. 제 1 변형예에 따르면, 전기적 결합 수단은 암형 타입이다. 제 2 대안 변형예에 따르면, 제 1 전기적 결합 수단은 수형 타입이다.
- 전기적 결합 수단은 제 1 만곡형 러그 및 제 1 만곡형 러그와 대면한 상태로 위치해 있는 제 2 만곡형 러그에 의해 형성되는 바이스의 타입이며, 2개의 만곡형 러그는 권선의 상보적인 결합 수단이 상기 러그들 사이에 삽입되도록 서로 이격되어 있다. 환언하면, 각각의 만곡형 러그는 스테이터와 대면하는 전기 위상 커넥터의 면과 반대측에서 축방향으로 만곡되어 있다.
- 유리하게는, 하나의 제 1 전기적 결합 수단의 만곡형 러그들은 모두 단일 각도 세그먼트와 일체이다. 대안으로서, 전도성 중성 트랙은 복수의 각도 세그먼트를 포함하고, 각각의 각도 세그먼트는 적어도 단부들 중 하나에서 만곡형 러그를 포함하고, 만곡형 러그는 전기적 결합 수단을 형성하기 위해 직접 인접한 각도 세그먼트의 만곡형 러그와 함께 바이스를 형성한다.
본 발명의 제 3 태양에 따르면, 권선은 권선 연결점(winding connection point)을 형성하는 복수의 전도체 부분을 더 포함한다. 이러한 제 3 태양에 따르면, 커넥터는 복수의 전도성 연결 트랙(conductive connection track)을 포함하고, 각각의 전도성 연결 트랙은 전도성 위상 트랙에 대해 전기적으로 절연되며, 권선의 단일 위상의 2개의 전기 코일 사이의 연결 또는 단일 위상의 단일 전기 코일의 2개 부분 사이의 연결을 형성하기 위해 적어도 2개의 연결점에 연결된다.
예컨대, 단일 코일의 2개 부분 사이의 연결은 단일 전기 코일 내에서 180°의 각도를 형성하는 선회 부분(turning portion)을 형성한다. 이 부분은 특히 그 위상에서의 전류의 방향을 역전시킬 수 있다.
본 발명의 제 3 태양의 일 예에 따르면, 각각의 전도성 연결 트랙은 단일 위상의 권선의 2개의 연결점 사이에 직렬 연결을 형성한다.
전도성 중성 트랙과 유사한 방식으로, 전도성 연결 트랙은 전도성 연결 트랙과 일체인 전기적 결합 수단을 거쳐서 권선에 연결된다.
본 발명의 제 3 태양에 따른 전기 위상 커넥터는 하기의 개량예 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이들 개량예를 형성하는 기술적 특징들은 단독으로 또는 조합하여 취해질 수 있다.
- 각각의 전도성 트랙은 중심축 둘레의 원형 윤곽을 따라서 연장된다. 일 실시예에 따르면, 각각의 전도성 트랙이 따라서 연장되는 원형 윤곽은 원의 각도 세그먼트의 타입이며, 상기 원형 윤곽은 개방되어 있다.
- 각각의 전도성 트랙은 각도 세그먼트의 형태이다. 각각의 각도 세그먼트는 중심축 둘레로 연장된다. 바람직하게는, 모든 전도성 트랙은 중심축에 대해 동일한 반경방향 거리에서 연장된다.
- 각각의 전도성 연결 트랙은, 각도 세그먼트 형태의 전도성 트랙 본체, 및 상기 각도 세그먼트의 단부들에 있으며 권선의 상보적인 결합 수단과 협동하는 전기적 결합 수단을 포함한다.
- 전기적 결합 수단은 상기 전기 위상 커넥터를 상보적인 형태들의 맞물림에 의해, 예컨대 스냅 결합 또는 끼워 맞춤 또는 용접에 의해 스테이터와 일체로 만들도록 구성된다. 제 1 변형예에 따르면, 전기적 결합 수단은 암형 타입이다. 제 2 대안 변형예에 따르면, 제 1 전기적 결합 수단은 수형 타입이다.
- 전기적 결합 수단은 제 1 만곡형 러그 및 제 1 만곡형 러그와 대면한 상태로 위치해 있는 제 2 만곡형 러그에 의해 형성되는 바이스의 타입이며, 2개의 만곡형 러그는 권선의 상보적인 결합 수단이 상기 러그들 사이에 삽입되도록 서로 이격되어 있다. 환언하면, 각각의 만곡형 러그는 스테이터와 대면하는 전기 위상 커넥터의 면과 반대측에서 축방향으로 만곡되어 있다.
- 유리하게는, 하나의 제 1 전기적 결합 수단의 만곡형 러그들은 모두 단일 각도 세그먼트와 일체이다.
모든 실시예와 양립 가능한 일 실시예에 따르면, 전도성 중성 트랙 및/또는 전도성 위상 트랙 및/또는 전도성 연결 트랙은 동일한 반경방향 평면 상에 위치해 있다. 대안으로서, 상기 트랙들은 각각 각자의 반경방향 평면 상에 위치해 있다. 또한, 대안으로서, 상기 트랙들은 각각 동일 또는 상이할 수 있는 하나 또는 복수의 반경방향 평면 상에 위치해 있다. 예컨대, 전도성 위상 트랙은 제 1 반경방향 평면 상에 위치하고, 전도성 중성 트랙은 이와 동일한 제 1 평면 상에, 그리고 상기 제 1 평면과 다른 제 2 반경방향 평면 상에 위치한다.
모든 실시예와 양립 가능한 일 실시예에 따르면, 전도성 트랙들은 동일한 원주 상에 위치해 있다. 대안으로서, 상기 트랙들은 각각 각자의 원주 상에, 즉 다른 전도성 트랙의 외측에 또는 내측에 위치해 있다. 또한, 대안으로서, 상기 트랙들은 각각 동일 또는 상이할 수 있는 하나 또는 복수의 원주 상에 위치해 있다.
모든 실시예와 양립 가능한 일 실시예에 따르면, 전도성 트랙들은 예컨대 구리와 같은 금속의 전기 전도성 재료로 제조된다.
모든 실시예와 양립 가능한 일 실시예에 따르면, 전도성 트랙의 각 부분은 필요한 구성에 따라 형성되기 위해 굽혀지는 얇은 금속 스트립으로 제조된다.
모든 실시예와 양립 가능한 일 실시예에 따르면, 권선은 복수의 전기 전도체를 포함하고, 권선은 서로 별개인 복수의 전기 위상을 형성하고, 각각의 전기 위상은 서로에 대해 직렬로 연결되는 복수의 전기 전도체에 의해 형성된다. 예컨대, 각 전기 위상은 바아(bar) 또는 "U" 형태의 복수의 전기 전도체에 의해 형성된다.
예컨대, 전기 기계 스테이터의 권선은 6개의 전기 위상을 포함한다.
예컨대, 전기 기계는 얼터네이터 또는 얼터네이터-스타터 또는 가역 기계(reversible machine) 또는 전기 모터의 타입이다.
본 발명의 다양한 실시예들의 가능한 모든 조합에 따라, 여기에 기술된 여러 임의의 특징들을 포함하여, 본 발명의 다양한 실시예들이 제공된다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 한편으로는 하기의 상세한 설명으로부터, 그리고 다른 한편으로는 개략적인 첨부 도면을 참조하여 비한정적인 표시에 의해 제공되는 복수의 실시예로부터 명백할 것인데, 도면에서:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 전기 기계의 단면도를 도시하고;
도 2는 본 발명에 따른 전기 기계의 스테이터의 일 실시예의 사시도를 도시하고;
도 3은 도 2의 위상 커넥터의 사시도를 도시하고;
도 4는 본 발명에 따른 전기 위상 커넥터의 제 2 실시예의 사시도를 도시하고;
도 5는 도 4의 전기 위상 커넥터의 제 2 실시예의 변형 실시예의 사시도를 도시하고;
도 6은 본 발명에 따른 전기 위상 커넥터의 제 3 실시예의 사시도를 도시하고;
도 7은 본 발명에 따른 스테이터의 일 예의 사시도를 도시하고;
도 8은 본 발명에 따른 위상 커넥터의 제 4 실시예 및 관련된 스테이터의 예의 사시도를 도시한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 전기 기계의 단면도를 도시하고;
도 2는 본 발명에 따른 전기 기계의 스테이터의 일 실시예의 사시도를 도시하고;
도 3은 도 2의 위상 커넥터의 사시도를 도시하고;
도 4는 본 발명에 따른 전기 위상 커넥터의 제 2 실시예의 사시도를 도시하고;
도 5는 도 4의 전기 위상 커넥터의 제 2 실시예의 변형 실시예의 사시도를 도시하고;
도 6은 본 발명에 따른 전기 위상 커넥터의 제 3 실시예의 사시도를 도시하고;
도 7은 본 발명에 따른 스테이터의 일 예의 사시도를 도시하고;
도 8은 본 발명에 따른 위상 커넥터의 제 4 실시예 및 관련된 스테이터의 예의 사시도를 도시한다.
본 발명의 특징, 변형예 및 상이한 실시예들은 이들이 양립 불가능하거나 상호 배타적이지 않는 한 상이한 조합들을 따라 서로 관련될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 특히, 이하에 기술된 특징들의 선택이 기술적인 장점을 제공하기에 충분하거나 본 발명을 종래 기술과 구별하기에 충분한 경우, 기술된 다른 특징들과는 별개의 방식으로, 그러한 특징들의 선택만을 포함한 본 발명의 변형예를 생각할 수도 있을 것이다.
특히, 기술된 모든 변형예 및 모든 실시예는 기술적 관점에서 조합에 반대하는 것이 없는 한 서로 조합될 수 있다.
도면에서는, 복수의 도면에 공통적인 요소들은 동일한 도면부호를 유지한다.
도 1을 참조하여, 회전 전기 기계(11)의 일 실시예에 대해 기술한다. 회전 전기 기계(11)는 케이싱(14)을 포함한다. 이 케이싱의 내부에서, 회전 전기 기계(11)는 또한 샤프트(13), 샤프트와 일체로 회전하는 로터(12), 및 로터(12)를 둘러싸는 스테이터(20)를 포함한다. 로터의 회전 운동은 축선(O)을 중심으로 이루어진다. 본 예에서, 케이싱(14)은 함께 조립되는 전방 플랜지(16) 및 후방 플랜지(17)를 포함한다. 이들 플랜지(16, 17)는 중공 형태를 가지며, 각각은 회전 관계로 샤프트(13)를 끼워 맞추기 위한 각자의 볼 베어링(18, 19)에 결합되는 베어링을 중심에 지지한다. 샤프트(13)의 전단에는 풀리(15)가 고정되어 있다. 이 풀리에 의하면, 회전 운동을 샤프트(13)에 전달하거나, 또는 샤프트(13)가 자신의 회전 운동을 벨트에 전달하는 것이 가능하다. 또한, 이 경우, 샤프트(13)의 후단은 콜렉터(22)에 속하는 콜렉터 링(21)을 지지한다. 브러시 홀더(24)에 속한 브러시(23)는 콜렉터 링(21)에 마찰되도록 배치된다. 브러시 홀더(24)는 전압 조정기(도시 생략)에 연결된다. 나아가, 플랜지(16, 17)는 로터(12)의 축방향 전방면에, 즉 전방 플랜지(16)에 있는 전방 팬(fan)(25), 및 로터의 축방향 후방면에, 즉 후방 플랜지(17)에 있는 후방 팬(26)의 회전에 의해 생성된 공기의 순환에 의한 기계의 냉각을 허용하기 위해 공기의 통과를 위한 개구를 포함할 수 있다. 본 예에서, 로터(12)는 클로(claw)를 구비한 로터이다. 이것은 2개의 자석 휠(31)을 포함한다. 대안으로서, 로터(12)는 영구자석을 수용하기 위해 리세스(recess)를 포함하는, 예컨대 일련의 금속판 형태의 본체에 의해 형성될 수도 있다.
도 2를 참조하여, 본 발명의 제 2 태양에 따른 전기 기계의 스테이터(20)의 일 실시예가 기술되는데, 상기 스테이터(20)는,
- 형태가 원통형이며 축방향(O)으로 연장되는 스테이터 본체(21)― 상기 스테이터 본체(210)는 2개의 축방향 단부(211, 212) 사이에 형성된 복수의 노치(215)를 포함함 ―; 및
- 스테이터 본체(210) 주위에 축방향으로 권취된 복수의 전기 전도체(220)를 포함하는 권선(230)을 포함하고,
각각의 전기 전도체(220)는 복수의 노치(215)를 따라 축방향으로 연장되고, 권선은 서로 별개인 복수의 전기 위상을 형성하고, 각각의 전기 위상은 대응하는 노치(215) 내에서 서로에 대해 직렬로 끼워진 복수의 전기 전도체(220)에 의해 형성되고, 전기 전도체의 조립체는 노치(215) 내에서 연장되는 부분, 및 전방 시뇽(231) 및 후방 시뇽(232)을 형성하도록 스테이터 본체(210)의 각 축방향 단부로부터 각각 연장되는 2개의 부분을 포함한다.
권선은 또한 전기 위상 입력부/출력부(235a)를 형성하는 복수의 제 1 전기 커넥터를 포함하는데, 각각의 위상 입력부/출력부(235a)는 전기 전도체(220) 중 하나와 전기적으로 결합되며, 시뇽, 바람직하게는 후방 시뇽에 대해 축방향(O)으로 돌출하도록 연장된다.
다시 도 2를 참조하여, 전기 위상 커넥터(10)의 제 1 예에 대해 기술한다. 이 커넥터는 전기적 결합 수단(130b)을 포함하는데, 이들은 이들과 대면한 상태로 위치해 있는 위상 입력부/출력부(235a)와 각각 일체로 된다. 전기 위상 커넥터(10)에 대해서는 도 3 내지 도 8을 참조하여 보다 상세히 기술할 것이다. 스테이터(20)가 전자 조립체(36)의 전기 회로에 연결될 때, 위상 입력부/출력부(235a)는 상기 스테이터(20)의 권선을 형성하는 전기 전도체에 전기적으로 공급하는 것을 가능케 한다. 특히, 각 위상 입력부/출력부(235a)는 상이한 위상에 전력을 공급하는 것을 가능케 한다. 따라서, 이러한 다상 공급은 전기 기계의 로터의 더 나은 회전을 제어하고 특히 상기 로터의 토크를 증가시키는 것을 가능케 한다.
이제, 도 3 내지 도 8을 참조하여, 전기 위상 커넥터(10)의 상이한 실시예들에 대해 기술할 것이다.
이러한 타입의 전기 위상 커넥터(10)는 서로에 대해 전기 절연되어 있는 복수의 전도성 위상 트랙(110)을 포함하는데, 각각의 전도성 트랙(110)은, 전기 위상 커넥터(10)가 상기 스테이터(20)에 끼워 맞춰질 때 전기 기계의 스테이터(20)로부터 또는 스테이터(20)에 상이한 전기 위상을 전달하는 것을 가능케 한다. 또한, 커넥터는, 전기 위상 커넥터(10)가 상기 스테이터(20)에 끼워 맞춰질 때 스테이터(20)의 상보적인 결합 수단(235a)과 협동하도록 설계된 전기적 위상 결합 수단(130b)을 포함하는데, 각각의 전기적 결합 수단(130b)은 전도성 위상 트랙 중 하나와 일체이다. 이 경우, 스테이터(20)의 상보적인 결합 수단은 첫째로는 전자 조립체(36)의 전기 회로 내에서, 그리고 둘째로는 상기 전기 기계의 스테이터(20) 및 전기 위상 커넥터 내에서의 전기 기계의 각각의 전기 위상에 대한 전기적인 연속성을 보장하기 위해 위상 입력부/출력부(235a)이다.
도 2 및 도 3에 도시된 제 1 실시예에서, 전기 위상 커넥터(10)는 기준 전위를 이전시켜서 전도성 중성 트랙을 형성할 수 있는 적어도 하나의 제 2 전도성 트랙(120)을 포함한다. 또한, 커넥터는 전도성 중성 트랙(120)과 일체인 제 2 전기적 결합 수단(130a)을 포함하는데, 제 2 전기적 결합 수단(130a)은 전기 위상 커넥터(10)가 상기 스테이터(20)에 끼워 맞춰질 때 스테이터(20)의 상보적인 결합 수단(235b)과 협동할 수 있다. 이 경우, 스테이터(20)의 상보적인 결합 수단은 중성점(235b)이다. 위상 입력부/출력부(235a)와 유사한 방식으로, 권선은 위상 입력부/출력부(235a)에 대해 전기 절연되어 있는 복수의 중성점(235b)을 포함한다. 각각의 중성점(235b)은 그것과 대면한 상태로 위치해 있는 위상 커넥터의 전기적 결합 수단(130a)과 ― 바람직하게는 기계적으로 그리고 전기적으로 ― 일체로 된다.
상보적으로, 상이한 결합 수단들은 비한정적인 방식으로 상기 전기 위상 커넥터(10)를 상기 스테이터(20)와 일체로 구성함으로써 전기 위상 커넥터(10)의 스테이터(20)에의 기계적인 결합을 생성할 수 있다.
유리하게는, 전도성 트랙(110, 120)은 최소 저항률을 보장하기 위해 전기 전도성 금속 재료로 제조된다. 바람직하게는, 선택된 금속 재료는 구리이다. 전도성 트랙(110, 120)은 중심축(O)의 주위로 연장되며, 전체적으로 원형의 프로파일에 의해 외주에서 경계 설정된다. 전기 위상 커넥터(10)의 외주 윤곽은 바람직하게는 전기 기계의 스테이터(20)의 외주 윤곽에 대응한다.
전도성 중성 트랙(120)은 특히 중심축 둘레에 이러한 타입의 윤곽을 형성하는 하나 또는 복수의 각도 세그먼트에 의해 형성된다. 제 1 전도성 트랙(120)이 중심축(O) 둘레의 복수의 각도 세그먼트에 의해 형성되는 경우, 각각의 세그먼트는 바람직하게는 상기 제 1 전도성 트랙(120)을 형성하는 모든 세그먼트에 대해 동일한 전위를 보장하기 위해 나머지 세그먼트들과 전기적으로 연결된다. 변형예로서, 커넥터는 2개의 독립적인 위상 시스템을 포함할 수 있다. 이것은 예컨대 각각 상술한 바와 같은 전도성 중성 트랙(120)을 포함하는 이중 3상 기계의 예이다. 도 2 및 도 3에 도시된 예에서, 전기 위상 커넥터(10)는 각도 세그먼트의 형태를 취하는 4개의 부분에 의해 각각 형성되는 2개의 전도성 중성 트랙(120)을 포함한다.
전도성 트랙(120)의 각 부분은 필요한 구성에 따라 형성되기 위해 굽혀지는 얇은 금속 스트립으로 제조된다. 따라서, 얇은 금속 스트립은 중심축(O)에 수직인 평면 상에서 중심축(O)에 의해 주어진 방향으로 취한 매우 얇은 두께를 갖는 얇은 스트립의 형태이며, 상기 트랙(120)을 형성하는 얇은 금속 스트립은 상기 중심축(O)에 대해 반경방향인 방향을 따라 취한 폭을 갖는데, 이 폭은 그것의 두께보다 더 크며 중심축 둘레의 연장 길이보다는 상당히 더 작다. 환언하면, 전도성 트랙을 형성하는 얇은 금속 스트립의 두께는 그것의 폭보다 예컨대 5배 초과만큼 훨씬 더 작고, 상기 얇은 금속 스트립의 폭은 그것의 중심축 둘레 연장 길이보다 예컨대 20배 초과만큼 훨씬 더 작다.
전도성 트랙(120)은 주로 중심축(O)에 대해 실질적으로 수직인 단일 평면에서 연장된다. 보다 구체적으로, 제 1 전도성 트랙(120)은 중심축(O) 둘레의 전체적으로 원형인 윤곽을 따라 연장된다. 도 2 및 도 3에 도시된 전도성 트랙(120)이 따라서 연장되는 원형 윤곽은 개방되어 있으며, 따라서 각각의 전도성 트랙(120)은 서로 연결되지 않은 2개의 단부를 갖는다.
전도성 트랙(120)은 상기 전도성 트랙(120)을 스테이터(20)에 연결하기 위해 복수의 제 1 전기적 결합 수단(130a)을 포함한다. 도 2 및 도 3에 도시된 예에서, 각각의 전도성 트랙(120)은 3개의 전기적 결합 수단(130a)을 포함한다. 예컨대, 전도성 트랙(120)의 각 전기적 결합 수단(130a)은 상기 트랙(120)의 제 2 세그먼트(122a)의 반경방향 외측에 위치해 있는 제 1 세그먼트(122b)에 의해 형성된다. 전도성 트랙(120)의 모든 전기적 결합 수단(130a)은 예컨대 중심축(O)으로부터 동일한 반경방향 거리에 위치해 있는 제 1 세그먼트(122b) 상에 형성된다. 또한, 예컨대 전도성 트랙(120)의 모든 제 1 세그먼트(122b)는 상기 전도성 트랙(120)의 제 2 세그먼트(122a)의 반경방향 외측에 위치해 있다.
도 2에서 보다 구체적으로 알 수 있는 바와 같이, 제 1 전기적 결합 수단(130a)은 상보적인 형태들의 맞물림에 의해, 예컨대 스테이터(20)의 권선의 중성점(235b)에 스냅 결합하거나 또는 그와 함께 끼워 맞추거나 또는 그와 용접함으로써, 상기 전기 위상 커넥터(10)를 스테이터(20)와 일체로 만들도록 구성된다. 보다 구체적으로, 각각의 제 1 전기적 결합 수단(130a)은 바이스를 형성한다. 이러한 타입의 바이스는 제 1 만곡형 러그(131) 및 제 1 만곡형 러그와 대면한 상태로 위치해 있는 제 2 만곡형 러그(132)에 의해 형성된다. 2개의 만곡형 러그(131, 132)는 스테이터(20)의 대응하는 중성점(235b)이 삽입될 수 있는 공간을 남겨두기 위해 서로 이격되어 있다. 유리하게는, 전기적 결합 수단(130a)의 바이스를 형성하는 각각의 만곡형 러그(131, 132)는 각 만곡형 러그(131, 132)의 단부가 그것이 기원하는 전도성 중성 트랙(120)의 부분에 대해 축방향으로 돌출하여 연장되도록 축방향으로 만곡되어 있다. 도 2 및 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 각각의 제 1 전도성 트랙(120)은 복수의 각도 세그먼트를 포함하는데, 이들 세그먼트의 각 단부는 만곡형 러그(131, 132)에 의해 형성된다. 전도성 트랙(120)의 2개의 인접한 각도 세그먼트의 2개의 만곡형 러그(131, 132)가 상술한 바와 같은 제 1 전기적 결합 수단(130a)을 형성한다.
전도성 중성 트랙과 유사한 방식으로, 전도성 위상 트랙(110)은 중심축(O) 둘레의 전체적으로 원형인 윤곽을 따라 연장된다. 각각의 전도성 위상 트랙(110)은, 전기 위상 커넥터(10)가 함께 연결되도록 설계된 스테이터(20)에 또는 스테이터(20)로부터 상이한 전기 위상을 전달할 수 있도록 다른 위상 트랙 및 전도성 중성 트랙(120)에 대해 전기적으로 절연되어 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 예에서, 전기 위상 커넥터(10)는 6개의 전도성 위상 트랙(110)을 포함한다.
각각의 전도성 위상 트랙(110)은 필요한 구성에 따라 형성되기 위해 굽혀지는 얇은 금속 스트립으로 제조된다. 따라서, 얇은 금속 스트립은 중심축(O)에 의해 주어진 방향으로 취한 매우 얇은 두께를 갖는 얇은 스트립의 형태를 취한다. 중심축(O)에 수직인 평면에서, 각 전도성 트랙(110)을 형성하는 얇은 금속 스트립은 상기 중심축(O)에 대해 반경방향인 방향을 따라 취한 폭을 갖는데, 이 폭은 그것의 두께보다 더 크며 중심축(O) 둘레의 연장 길이보다는 상당히 더 작다. 환언하면, 각 전도성 트랙(110)을 형성하는 얇은 금속 스트립의 두께는 그것의 폭보다 예컨대 5배 초과만큼 훨씬 더 작고, 상기 얇은 금속 스트립의 폭은 그것의 중심축(O) 둘레 연장 길이보다 예컨대 20배 초과만큼 훨씬 더 작다.
유리하게는, 전도성 트랙(110)을 형성하는 얇은 금속 스트립은 전도성 트랙(120)을 형성하는 얇은 금속 스트립과 동일한 두께 및 폭을 갖는다. 또한, 바람직하게는, 전도성 트랙(110)을 형성하는 얇은 금속 스트립은 전도성 트랙(120)을 형성하는 얇은 금속 스트립과 동일한 재료로 제조된다.
모든 전도성 트랙(110)은 첫째로는 중심축(O)에 실질적으로 수직인 단일 평면 상에서, 그리고 둘째로는 축방향(O)으로 연장된다. 보다 구체적으로, 각 전도성 트랙(110)은 중심축(O) 둘레의 각도 세그먼트를 따라 연장되는 제 1 부분(112) 및 축방향(O)으로 연장되는 제 2 부분(111)을 포함한다. 각각의 제 2 전도성 트랙(110)의 제 2 부분(111)은 적어도 대응하는 제 1 부분(112)의 단부들 중 하나에 위치해 있다.
각각의 전도성 트랙(110)은 각 전도성 트랙(110)을 스테이터(20)에 연결하기 위해 제 2 전기적 결합 수단(130b)을 포함한다. 전도성 트랙(110)의 제 2 전기적 결합 수단(130b)은 예컨대 상이한 직경들에 배치된다. 대안으로서, 전도성 트랙(110)의 제 2 전기적 결합 수단(130b)은 중심축(O)으로부터 동일한 반경방향 거리에 위치할 수 있다. 또한, 예컨대, 제 2 전기적 결합 수단(130b) 및 제 1 전기적 결합 수단(130a)은 예컨대 상이한 직경들에 배치된다. 대안으로서, 제 1 전기적 결합 수단(130a) 및 모든 제 2 전기적 결합 수단(130b)은 중심축(O)으로부터 동일한 반경방향 거리에 위치할 수 있다.
도 2에서 보다 구체적으로 알 수 있는 바와 같이, 제 2 전기적 결합 수단(130b)은 상보적인 형태들의 맞물림에 의해, 예컨대 스테이터(20)의 권선의 위상 입력부/출력부(235a)에 스냅 결합하거나 또는 그와 함께 끼워 맞추거나 또는 그와 용접함으로써, 상기 전기 위상 커넥터(10)를 스테이터(20)와 일체로 만들도록 구성된다. 보다 구체적으로, 각각의 제 2 전기적 결합 수단(130b)은 제 1 결합 수단(130a)에 관하여 상술한 바와 같이 바이스를 형성하는데, 스테이터(20)의 대응하는 위상 입력부/출력부(235a)가 이 바이스 내로 삽입될 수 있다. 바람직하게는, 제 2 결합 수단(130b)의 바이스를 형성하는 각각의 만곡형 러그(131, 132)는 각 만곡형 러그(131, 132)의 단부가 그것이 기원하는 전도성 위상 트랙(110)의 제 1 부분(112)에 대해 축방향으로 돌출하여 연장되도록 축방향으로 만곡되어 있다.
상술한 바와 같이, 전도성 트랙(110)의 제 2 부분(111)은, 전기 위상 커넥터(10)가 함께 협동하도록 설계되는 전자 조립체(36)의 전기 회로에의 전기적 연결을 용이하게 하기 위해 상기 트랙(110)의 대응하는 제 1 부분에 대해 축방향으로 돌출하여 연장된다. 유리하게는, 그리고 도 2에 도시된 바와 같이, 전도성 트랙(110)의 제 2 부분(111)은 전기적 연결 단자(115)를 포함할 수 있다. 전기적 연결 단자(115)는, 전기 위상 커텍터(10)와 전자 조립체의 대응하는 파워 모듈과의 전기적 연결을 위한 수단의 용접 및/또는 크림핑 및/또는 나사 결합을 용이하게 하기 위해 유리하게는 암형 커넥터의 형태이다.
유리하게는, 전기 위상 커넥터(10)의 전도성 위상 트랙(110)의 모든 제 2 부분(111) 및/또는 상기 전기 위상 커넥터(10)의 모든 전기적 연결 단자(115)는 상기 전기 위상 커넥터(10)의 외주 윤곽을 따라서 중심축(O)에 대해 동일한 반경방향 거리에 위치해 있다.
모든 전도성 트랙(110)의 각 제 1 부분(112)은 유리하게는 상기 중심축(O)에 대해 동일한 반경방향 거리에서 중심축(O) 둘레로 연장되는 각도 세그먼트의 형태를 취한다.
제 1 부분(112)의 제 1 단부에서, 각 전도성 트랙(110)은 2개의 전기적 결합 수단(130b) 중 하나를 포함하고, 제 2 단부에서, 각 전도성 트랙(110)은 전기적 연결 단자(115) 및/또는 제 2 축방향 연장 부분(111)을 포함한다.
예컨대, 제 2 전도성 트랙의 모든 제 1 전기적 결합 수단(130a) 및 모든 제 2 전기적 결합 수단(130b) 및 모든 전기적 연결 단자(115) 및/또는 모든 대응하는 제 2 축방향 연장 부분(111)이 중심축(O)으로부터 동일한 반경방향 거리에 위치해 있다. 대안으로서, 이들 요소는 각각 상이한 원주에, 그리고 그에 따라 중심축(O)으로부터 상이한 반경방향 거리에 위치할 수도 있다.
도면에 도시된 실시예에서, 전도성 위상 트랙(110)은 축방향으로 전도성 중성 트랙(120) 위에 위치해 있다. 대안으로서, 전도성 위상 트랙(110)은 전도성 중성 트랙(120) 아래에 위치할 수도 있다. 또한, 대안으로서, 트랙(110, 120) 중 하나의 일부만이 다른 트랙의 다른 부분 아래에 및/또는 위에 위치할 수 있다.
또한, 여기에 예시된 예에서, 전도성 위상 트랙(110)은 모두 전도성 중성 트랙(120)의 제 2 세그먼트(122a)의 반경방향 외측에 위치해 있다. 대안으로서, 전도성 위상 트랙(110)은 모두 전도성 중성 트랙(120)의 제 2 세그먼트(122a)의 반경방향 내측에 위치해 있다. 또한, 대안으로서, 트랙(110, 120) 중 하나의 일부만이 다른 트랙의 다른 부분의 반경방향 내측 및/또는 외측에 위치할 수도 있다.
도 2에 도시된 실시예에서, 전도성 트랙(110, 120)의 형태는 예컨대 플라스틱과 같은 바람직하게는 전기적으로 절연성인 오버 몰딩 재료(140)에 의해 오버 몰딩된다. 그에 따라, 도 2의 위상 커넥터(10) 및 도 3의 위상 커넥터(10)는 단지 이러한 오버 몰딩 재료(140)의 존재에 의해 서로 상이하다.
도 4 및 도 5는 전기 위상 커넥터(10)의 제 2 실시예를 도시한다. 이러한 커넥터는 단지 전도성 위상 트랙(110)의 제 2 축방향 연장 부분(111) 및/또는 전기적 연결 단자(115)의 각도 구성에 의해 제 1 실시예의 커넥터와 상이하다. 다른 특성은 제 1 실시예와 동일하다. 또한, 도 4의 위상 커넥터(10) 및 도 5의 위상 커넥터(10)는 단지 오버 몰딩 재료(140)의 존재에 의해 서로 상이하다.
제 2 축방향 연장 부분(111) 및/또는 전기적 연결 단자(115)의 이러한 새로운 각도 구성은 전자 조립체의 구조에 관계없이 위상 입력부/출력부(235a)의 각도 배열이 동일한 표준 스테이터 권선을 가지면서도 전자 조립체(36)의 파워 모듈의 배열에 스테이터(20)를 적응시킬 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 제 3 실시예에 따르면, 스테이터는 삼각형 타입의 결합을 갖는다. 즉, 도 2 내지 도 5와 관련하여 도시된 별 모양 결합과는 달리, 위상 커넥터(10)는 전도성 중성 트랙(110)을 포함하지 않고, 권선(230)은 중성점(235b)을 포함하지 않는다.
이러한 제 3 실시예에서, 도 6은 복수의 전도성 위상 트랙(110)을 포함하는 전기 위상 커넥터(10)의 일 예를 도시한다. 본 예에서, 전도성 트랙은 오버 몰딩 재료에 의해 오버 몰딩되지 않는다. 대안으로서, 상기 트랙은 도 2 및 도 5의 예에서의 커넥터(10)와 동일한 방식으로 오버 몰딩 재료(140)에 의해 오버 몰딩될 수 있다. 도 7은 도 6의 위상 커넥터(10)가 끼워 맞춰질 수 있는 표준 스테이터(20)의 일 예를 도시한다.
이러한 제 3 실시예에서, 전도성 위상 트랙(110) 중 적어도 하나는 제 1 부분(112)에 의해 형성된 상기 트랙의 본체로부터 연장되는 결합 부분(160)을 포함한다. 바람직하게는, 각각의 전도성 트랙(110)은 결합 부분(160)을 포함한다. 각각의 결합 부분(160)은 권선의 위상 입력부/출력부(235a)와의 결합 수단(130d)을 자유 단부에 포함한다. 상기 수단(130d)은 결합 수단(130b)과 동일할 수 있다. 따라서, 각각의 전도성 트랙(110)은 권선의 위상을 전자 조립체(36)에 연결하는 것과, 삼각형 형태의 결합을 형성하기 위해 권선의 두 위상을 서로 연결하는 것 모두를 가능케 한다. 결합 부분(160)은 동일한 원호를 형성할 정도로 제 1 부분(112)과 동일한 원주를 따라 연장될 수 있다. 대안으로서, 결합 부분(160)은 제 1 부분(112)에 대해 반경방향 내측 및/또는 외측에서 연장될 수 있다. 또한, 대안으로서, 결합 부분(160)의 단일 부분만이 제 1 부분(112)의 반경방향 내측 및/또는 외측에 위치할 수도 있다. 유사한 방식으로, 결합 부분(160)은 동일한 반경방향 평면 상에서 연장될 수 있고, 또는 제 1 부분(112)을 포함한 반경방향 평면 아래 또는 위에 위치한 상이한 반경방향 평면에 적어도 부분적으로 위치할 수도 있다. 각각의 전도성 위상 트랙(110)은 동일한 커넥터(10)의 다른 전도성 위상 트랙과는 상이한 구조를 가질 수 있고, 또는 변형예로서, 동일한 구조를 가질 수도 있다.
다시 본 예에서, 전도성 트랙(110)의 결합 수단(130b)은 권선의 대응하는 위상 입력부/출력부(235a)에 용접될 수 있는 만곡형 부분(131)에 의해서만 형성된다. 대안으로서, 결합 수단(130b)은 상술한 바와 같이 2개의 만곡형 부분(131, 132)을 포함한 바이스에 의해 형성될 수 있다. 유사하게, 상술한 결합 수단(130a, 130b)은 권선의 대응하는 부분에 용접되는 단일 만곡형 부분을 포함할 수 있다.
도 8은 커넥터(10) 및 스테이터(20)의 제 4 실시예를 도시하는데, 여기에서 스테이터는 위상 입력부/출력부(235a) 및 중성점(235b)을 포함하고, 커넥터는 전도성 위상 트랙(110) 및 전도성 중성 트랙(120)을 포함한다. 본 예에서, 권선은 또한 권선의 전기 전도체(220) 중 하나와 전기적으로 결합되며 시뇽, 바람직하게는 후방 시뇽에 대해 축방향(O)으로 돌출하여 연장되는 권선 연결점(235c)을 포함한다. 중성점(235b)과 동일한 방식으로, 연결점(235c)은 상술한 전도성 중성 트랙(120)의 결합 수단(130a)과 동일할 수 있는 결합 수단(130c)에 의해 전기 위상 커넥터(10)의 전도성 연결 트랙(150)에 연결된다. 이들 연결점(235c)은 권선(230)의 단일 위상의 2개의 전기 코일 사이의 연결부를 형성하거나, 또는 단일 전기 코일 내에서 180°의 각도를 형성하는 선회 부분을 형성할 수 있다.
본 예에서, 전기 위상 커넥터(10)는 그에 따라 전도성 중성 트랙(120)과 동일한 방식으로 형성될 수 있는 복수의 전도성 연결 트랙(150)을 포함한다. 이들 전도성 트랙 각각은 특히 각도 세그먼트의 형태로 연장되는 본체, 및 권선의 각자의 결합 수단(235c)과 협동하도록 상기 본체의 단부에 각각 배치되는 적어도 2개의 결합 수단(130c)을 포함한다. 이들 결합 수단(130c)은 제 1 또는 제 2 실시예의 상기 결합 수단(130a, 130b)과 유사하게 바이스의 형태를 갖거나 또는 제 3 실시예의 상기 결합 수단(130b)과 유사하게 단일 만곡형 부분의 형태를 가질 수도 있다.
대안으로서, 도 8의 본 실시예는 또한 삼각형 타입의 결합을 갖는, 즉 중성점(135b)이 없는 스테이터에 적용할 수도 있으며, 그래서 커넥터(10)는 전도성 위상 트랙(110) 및 전도성 연결 트랙(150)을 포함할 것이다.
제 3 및 제 4 실시예에서, 전도성 위상 트랙(110)의 제 2 축방향 연장 부분(111) 및/또는 전기적 연결 단자(115)의 각도 배열은 스테이터(20)의 권선(230)을 변경하지 않으면서 전자 조립체의 특정 배열에 대응하도록 바뀔 수 있다.
따라서, 완전한 회전 전기 기계의 제조와 비교하면, 본 발명은 스테이터에 의해 형성되는 베이스가 복수의 회전 전기 기계 모델과 동일하며 전기적 인터페이싱 장치(electrical interfacing device)만이 전자 조립체의 배열에 따라 바뀌는 회전 전기 기계를 제조하는 것을 가능케 한다.
본 발명은 기술된 예에 한정되지 않으며 본 발명의 맥락에서 벗어나지 않으면서 이들 예의 수많은 배열이 구현될 수 있음을 이해할 것이다. 특히, 본 발명의 여러 특성, 형태, 변형예 및 실시예는 이들이 양립 불가능하거나 상호 배타적이지 않는 한 여러 조합에 따라 서로 관련될 수 있다. 특히, 상술한 실시예 및 모든 변형예는 서로 조합될 수 있다.
Claims (12)
- 차량용 회전 전기 기계에 있어서,
- 상기 기계를 제어할 수 있는 전자 조립체;
- 2개의 축방향 단부(211, 212) 사이에 복수의 노치(notch)(215)가 형성되어 있는 스테이터 본체(210), 및 상기 노치를 통해 상기 스테이터 본체 내에 끼워 맞춰진 권선(230)을 포함하는 스테이터(20)로서, 상기 권선은 위상 입력부/출력부(235a)를 형성하는 복수의 전도체 부분을 포함하는, 상기 스테이터(20); 및
- 상기 권선을 상기 전자 조립체와 전기적으로 연결하도록 구성된 전기 위상 커넥터(electrical phase connector)(10)를 포함하고,
상기 커넥터는 서로에 대해 전기적으로 절연되어 있는 복수의 전도성 위상 트랙(conductive phase track)(110)을 포함하고, 각각의 전도성 위상 트랙(110)은, 상기 스테이터로부터 또는 상기 스테이터로 전기 위상을 전달하기 위해, 첫째로는 상기 전자 조립체의 요소에, 그리고 둘째로는 위상 입력부/출력부(235a)에 연결되는
회전 전기 기계. - 제 1 항에 있어서,
상기 전도성 위상 트랙(110)은,
- 각도 세그먼트(angular segment) 형태의 전도성 트랙 본체;
- 상기 각도 세그먼트의 제 1 단부에 있으며, 상기 전자 조립체와의 연결을 위해 실질적으로 축방향으로 연장되는 전기적 연결 부분(111, 115); 및
- 상기 각도 세그먼트의 제 2 단부에 있으며, 상기 권선(230)의 상보적인 결합 수단과 협동하는 전기적 결합 수단(130b)을 포함하는
회전 전기 기계. - 제 2 항에 있어서,
상기 전기적 결합 수단(130b)은 적어도 하나의 만곡형 러그(curved lug)(131, 132)를 포함하고, 상기 만곡형 러그(131, 132)는 상기 권선과의 전기 접촉을 형성하도록 상기 권선의 상보적인 결합 수단과 대면하여 연장되는
회전 전기 기계. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 전도성 위상 트랙(110)은, 상기 권선(230)의 제 1 위상을 제 2 위상에 전기적으로 연결하기 위해 상기 권선(230)의 상보적인 결합 수단과 협동하는 추가의 전기적 결합 수단(130b)을 구비한 결합 부분(160)을 더 포함하는
회전 전기 기계. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전도성 위상 트랙(110)은 오버 몰딩(over-moulding) 재료(140)에 의해 적어도 부분적으로 오버 몰딩되는
회전 전기 기계. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
- 상기 권선(230)은 중성점(neutral point)(235b)을 형성하는 복수의 전도체 부분을 더 포함하고,
- 상기 커넥터(10)는 적어도 하나의 전도성 중성 트랙(conductive neutral track)(120)을 포함하고, 상기 전도성 중성 트랙은 상기 전도성 위상 트랙(110)에 대해 전기적으로 절연되며 적어도 하나의 중성점(235b)에 연결되는
회전 전기 기계. - 제 6 항에 있어서,
상기 전도성 중성 트랙(120)은 각도 세그먼트 형태의 전도성 트랙 본체, 및 상기 각도 세그먼트의 단부들에 있으며 상기 권선(230)의 상보적인 결합 수단과 협동하는 전기적 결합 수단(130a)을 포함하는
회전 전기 기계. - 제 7 항에 있어서,
상기 전도성 중성 트랙(120)은 복수의 각도 세그먼트를 포함하고, 각각의 각도 세그먼트는 적어도 단부들 중 하나에서 만곡형 러그(131, 132)를 포함하고, 상기 만곡형 러그(131, 132)는 상기 전기적 결합 수단(130a)을 형성하기 위해 직접 인접한 각도 세그먼트의 만곡형 러그(131, 132)와 함께 바이스(vice)를 형성하는
회전 전기 기계. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
- 상기 권선(230)은 권선 연결점(winding connection point)(235c)을 형성하는 복수의 전도체 부분을 더 포함하고,
- 상기 커넥터(10)는 복수의 전도성 연결 트랙(conductive connection track)(150)을 포함하고, 각각의 전도성 연결 트랙은 상기 전도성 위상 트랙(110)에 대해 전기적으로 절연되며, 상기 권선의 단일 위상의 2개의 전기 코일 사이의 연결 또는 상기 권선의 단일 위상의 단일 전기 코일의 2개 부분 사이의 연결을 형성하기 위해 적어도 2개의 연결점(235c)에 연결되는
회전 전기 기계. - 제 9 항에 있어서,
각각의 전도성 연결 트랙(150)은 단일 위상의 권선의 2개의 연결점 사이에 직렬 연결을 형성하는
회전 전기 기계. - 제 10 항에 있어서,
상기 전도성 연결 트랙(150)은 각도 세그먼트 형태의 전도성 트랙 본체, 및 상기 각도 세그먼트의 단부들에 있으며 상기 권선(230)의 상보적인 결합 수단과 협동하는 전기적 결합 수단(130c)을 포함하는
회전 전기 기계. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 권선은 복수의 전기 전도체를 포함하고, 상기 권선은 서로 별개인 복수의 전기 위상을 형성하고, 각각의 전기 위상은 서로 직렬로 연결된 복수의 전기 전도체에 의해 형성되는
회전 전기 기계.
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