KR20210042262A - 회전하는 전기 기계를 위한 스테이터 - Google Patents

Abstract

로터리 전기 기계를 위한 스테이터는 슬롯들 내로 축방향으로 도입되는 전기 전도체들이 수용되는 슬롯들을 갖는 스테이터 매스를 갖고, 슬롯들의 각각은 연속적으로 폐쇄된 윤곽을 갖는다.

Description

회전하는 전기 기계를 위한 스테이터

본 발명은 로터리 전기 기계들, 및 보다 구체적으로 그러한 기계들의 스테이터들에 관한 것이다.

공지된 스테이터들에서, 요크는 와인딩들이 도입되는 것을 허용하도록 공기 갭의 방향으로 완전히 개방되거나 반-개방된 슬롯들을 형성한다. 일반적으로, 반-개방된 슬롯들은 느슨하게 배치된 원형의 횡방향 단면을 갖는 전기 전도체들을 수용하는 한편, 완전히 개방된 슬롯들은 배열된 방식으로 배치된 직사각형의 횡방향 단면을 갖는 전기 전도체를 수용한다.

슬롯들이 비-자기 웨지들에 의해 폐쇄될 수 있는 스테이터들은 공지되어 있다. 그러나, 그러한 웨지들은 분리되게 되어 기계의 작동을 방해하게 될 위험성을 갖는다.

특허 출원 FR　3　019　947 은 코일들을 수용하기 위해 서로 사이에 슬롯들을 규정하고 재료의 브릿짓들에 의해 서로 연결되는 치형부들을 구비한 치형 링들을 갖는 스테이터를 설명하고, 슬롯들은 외측을 향해 방사상으로 개방된다. 슬롯들의 개구들은 치형부의 링에 부착된 요크에 의해 폐쇄된다.

만족스러운 전자기 성능을 보장하면서 슬롯들의 효과적인 충전을 허용하고 조립하는 데 용이한 로터리 전기 기계를 위한 스테이터를 유리하게 얻을 필요성이 존재한다. 또한 전기 기계들에 대해 스테이터들을 추가로 개선시키고 특히 토크 리플을 감소시킬 필요성이 존재한다.

스테이터

본 발명의 목적은 이러한 필요성을 충족시키고 슬롯들 내로 축방향으로 도입되는 전기 전도체들이 수용되는 슬롯을 갖는 스테이터 매쓰를 갖는 로터리 전기 기계를 위한 스테이터로 인해 그 양상들 중 하나에 따라 달성되고, 각각의 슬롯들은 연속적으로 폐쇄된 윤곽을 갖는다.

"연속적으로 폐쇄된" 은 슬롯들이 기계의 회전 축선에 직각으로 취해진, 횡방향 단면으로부터 봤을 때에 연속적인 폐쇄된 윤곽을 갖는다는 것을 의미한다는 것이 이해되어야 한다. 완전한 회로는 스테이터 매쓰에서 커트와 만나지 않고 슬롯 주위에서 완성될 수 있다.

폐쇄된 슬롯들은 외측을 향해 방사상으로 개방되지 않는다.

본 발명에 따른 스테이터는 부착된 자기 웨지들을 갖지 않는다.

스테이터 매쓰는 자기 라미네이션들을 스택함으로써 제조되고, 슬롯들은 라미네이션들을 커팅함으로써 제조된다. 공기 갭의 측에서 슬롯들의 폐쇄는 스테이터 매쓰를 형성하는 라미네이션의 나머지와 단편으로 형성된 재료의 브릿지들에 의해 얻어진다.

변형예로서, 스테이터 매쓰는 적어도 부분적으로 적층 가공 기술, 특히 분말 소결 및 기계가공에 의해 제조될 수 있다. 스테이터는 각각 적층 가공에 의해 제조된 복수의 스택된 슬라이스들을 가질 수 있다.

슬롯들을 폐쇄하기 위한 웨지들의 분리의 위험은 제거된다.

폐쇄된 슬롯들의 존재는 기계적으로 스테이터를 보강하고 진동들을 감소시키는 것을 가능하게 한다.

감소된 노칭 효과 ("코깅 토크" 로서 공지됨) 가 얻어진다.

이러한 스테이터는 종래 기술 분야의 공기 갭에서 슬롯 개구의 존재와 연관된 아주 큰 전자기 외란들을 대폭 감소시키는 것을 가능하게 한다.

슬롯들이 폐쇄되기 때문에, 공기 갭을 향해 누출되는 함침 래커의 위험은 제거된다. 스테이터는 단지 스테이터의 단부들에서 시일링을 보장함으로써 폐쇄된 함침 챔버로서 사용될 수 있다. 툴링이 따라서 간소화된다. 이는 또한 래커 또는 수지 손실의 양을 감소시키고 요구되는 클리닝 작동을 감소시킨다.

재료의 브릿지들

스테이터 매쓰는 재료의 브릿지들에 의해 공기 갭의 측에서 서로 연결되는 슬롯들 사이에 형성되는 치형부들을 가질 수 있다. 따라서, 각각의 슬롯은 서로에 스테이터 매쓰의 2개의 계속적인 치형부들을 연결시키는 재료의 브릿지에 의해 공기 갭의 측에서 폐쇄된다. 재료의 브릿지들은 공기 갭의 측에서 그들의 베이스에 2개의 인접한 치형부들을 각각 연결하고 이들 치형부들 사이에서 슬롯의 바닥을 규정한다.

재료의 브릿지들은 인접한 치형부들과 단편이다.

2개의 계속적인 치형부들은 요크에 의해 반대쪽 측에 연결된다. 요크는 치형부들과 단편으로 제조된다. 스테이터는 따라서 치형 링에 부착된 요크를 갖지 않는다.

상기 언급된 바와 같이, 슬롯들이 공기 갭을 향해 개방되지 않는다는 사실은 전자기 외란들의 생성, 특히 플럭스 프린징, 동일한 이유로 로터의 표면에서 보다 많은 철 손실, 또는 맥동하는 토크들로 인해 "자기" 공기 갭의 증가를 회피하는 것을 가능하게 한다. 이는 기계의 전자기 성능을 개선시킨다.

재료의 브릿지들은 바람직하게 변형불가능하다. 이는 스테이터의 강성을 증가시키고 전기 기계의 수명을 개선시킨다.

재료의 브릿지들은 기계의 작동 중에 자기적으로 포화되도록 제조될 수 있다. 하나의 슬롯로부터 또 다른 슬롯으로 플럭스의 통과는 따라서 제한되고, 로터로부터 스테이터로 플럭스의 통과는 방지되지 않는다.

포화를 얻도록, 예를 들면 적어도 하나의 그루브에 의해 형성된 적어도 하나의 국지화된 협소부를 제공함으로써 플럭스의 통과를 위해 사용된 재료의 브릿지의 단면을 국지적으로 감소시키는 것이 가능하다.

적어도 일부 및 추가로 보다 양호하게 모든 재료의 브릿지들은 하나 이상의 다음의 형태로 존재하는 감소된 투자율의 적어도 하나의 영역을 각각 가질 수 있다:

- 재료의 브릿지의 두께에서 스테이터의 종방향 축선을 따라 연장되는 적어도 하나의 그루브 또는 재료의 브릿지의 폭에서 재료의 적어도 하나의 국지화된 크러싱에 의해 형성된 적어도 하나의 국지화된 협소부, 및/또는

- 재료의 브릿지의 폭에서 적어도 하나의 개구, 및/또는

- 재료의 브릿지의 투자율을 국지적으로 감소시키는 재료의 브릿지의 폭에서 적어도 하나의 국지화된 처리부.

국지화된 협소부, 국지화된 크러싱, 개구 또는 재료의 브릿지의 국지화된 처리부에 의해 형성된 감소된 투자율의 영역은 기계가 작동할 때에 재료의 브릿지의 상기 영역이 자기적으로 포화되는 것을 허용함으로써, 플럭스의 통과를 제한시키고 기계의 효율을 증가시킨다.

뿐만 아니라, 재료의 브릿지들의 존재는 완전한 스테이터가 래커로 함침될 때에 래커가 공기 갭에서 손실될 위험성을 감소시킨다. 이는 클리닝을 위한 필요성을 감소시키는 것을 가능하게 한다.

그것은 또한 스테이터가 장착되는 기계의 작동 중에 공기 갭 내에 래커의 누출을 감소시키는 것을 가능하게 한다. 이는 기계의 관리유지를 간단하게 한다. 용어 "래커" 는 여기서 폭넓게 이해되어야 하고, 임의의 타입의 함침 재료, 특히 폴리머 재료를 커버한다.

바람직하게, 그루브들은 슬롯을 향해 개방된다.

자기적으로 감소된 투자율의 각각의 영역은 바람직하게 스테이터 매쓰의 전체 두께에 걸쳐 연장된다.

변형예로서, 감소된 투자율의 영역은 스테이터 매쓰의 두께 이하의 길이에 걸쳐 연장된다.

재료의 각각의 브릿지의 감소된 투자율의 영역은 바람직하게 스테이터 매쓰의 두께에서 연속적이고, 직선이거나 직선이 아닐 수 있다.

변형예로서, 감소된 투자율의 영역은 스테이터 매쓰의 두께에서 불연속적이다.

예를 들면, 스테이터 매쓰는 재료의 브릿지들에 의해 공기 갭의 측의 그들의 베이스에서 서로 연결되는 치형부들을 갖는 라미네이션들의 스택의 형태이고, 각각의 라미네이션들의 재료의 브릿지들의 적어도 일부 및 추가로 보다 양호하게 모두는 감소된 투자율의 적어도 하나의 영역을 각각 갖는다. 각각의 라미네이션들의 재료의 브릿지들의 감소된 투자율의 영역들이 센터링되지 않는 것이 가능하다.

재료의 브릿지들은 치형부들과 단편이다.

적어도 두개의 인접한 라미네이션들은 서로에 대해 지그재그 방식으로 배열된 감소된 투자율의 적어도 두개의 영역을 가질 수 있고, 서로 부분적으로 교차하거나 또는 교차할 수 없다. 지그재그 배열은 스테이터 매쓰를 형성하는 라미네이션들의 스택의 소정 라미네이션들, 특히 모든 제 2 라미네이션에 걸쳐 터닝됨으로써, 또는 각지게 라미네이션들을 커팅함으로써 또는 상이한 라미네이션들을 사용함으로써 달성될 수 있다.

그루브들

바람직하게, 슬롯의 바닥들이 적어도 하나의 그루브를 갖는 경우에, 그루브들은 슬롯들을 향해 개방된다.

슬롯의 바닥들은 횡방향으로 배향된 적어도 하나의 베어링 표면, 추가로 보다 양호하게 적어도 두개의 베어링 표면들을 갖고, 그루브의 바닥은 이러한 또는 이들 표면들에 대해 세트백된다. 하나 이상의 베어링 표면들은 상응하는 슬롯의 방사상 축선에 대해 비스듬이 배향되거나 또는, 바람직하게, 이러한 축선에 직각으로 배향될 수 있다. 그루브는 하나 이상의 베어링 표면들에 대해 슬로프에서 틈을 형성한다. 상응하는 슬롯 내에 삽입된 바람직하게 실질적으로 직사각형의 단면을 갖는 전기 전도체들은 바람직하게 베어링 표면들에 대해 지지되고 그루브의 바닥에 대해 세트백된다. 바람직하게, 전기 전도체들은 그루브와 접촉하지 않는다. 하나 이상의 베어링 표면들은 바람직하게 평평하다. 슬롯의 바닥은 그루브를 제외하고는 평평할 수 있다. 이는 코일들이 슬롯의 바닥들에서 평평하게 놓이는 것을 허용함으로써, 직사각형의 횡방향 단면의 전기 전도체들의 경우에, 전기 전도체들에 의해 슬롯들을 양호하게 충전하는 것을 허용한다.

슬롯의 바닥에서의 그루브는 바람직하게 상응하는 전기 전도체와 재료의 브릿지 사이에서 클리어런스를 형성하고, 이는 스테이터를 함침할 때에 래커가 관통하는 것을 보다 용이하게 할 수 있다.

재료의 브릿지는 상기 설명된 바와 같이 적어도 두개의 그루브들, 예를 들면 슬롯 당 두개의 그루브들을 가질 수 있다.

하나 이상의 그루브들은 하나 이상의 슬롯들에 대해 센터링될 수 있거나, 또는 하나 이상의 슬롯들의 대?? 평면에 대해 오프셋될 수 있다.

스테이터의 내부 표면은 바람직하게 회전 원통형이다.

변형예로서, 하나 이상의 그루브들은 스테이터의 내부 표면, 즉 로터와 공기 갭을 규정하는 스테이터의 표면에서 연장될 수 있다.

하나 이상의 그루브들이 로터와 공기 갭을 규정하는 스테이터의 내부 표면에 위치될 때에, 그것들은 스테이터의 각진 배향을 허용하고, 따라서 라미네이션들의 스택 및 인덱싱을 보다 용이하게 할 수 있다. 이때 스테이터가 그 외부 표면에서 릴리프들을 갖지 않는 것이 가능하고 이는 요크와 냉각 수단 사이에 접촉을 개선시키는 것을 가능하게 할 수 있다.

바람직하게, 하나 이상의 그루브들은 각각 스테이터의 축선에 직각은 평면에서의 단면, 특히 실질적으로 반원형인 단면에서 만곡된 프로파일을 갖는다.

국지화된 크러싱

국지화된 크러싱은, 즉 스테이터의 방사상 축선을 따라, 재료의 브릿지의 두께에서 구현되고, 감소된 투자율을 갖는 국지화된 협소부를 구성한다. 크러싱은 바람직하게 슬롯의 바닥에서의 그루브를 형성한다. 그러한 경우에, 국지화된 크러싱은 그루브들에 대해 상기 설명된 바와 같이 존재할 수 있다.

변형예로서, 국지화된 크러싱은 즉 스테이터의 종방향 축선에 평행한 축선을 따라, 스테이터의 두께에서 구현되고, 감소된 투자율을 갖는다.

개구

상기 언급된 개구는 바람직하게 스테이터 매쓰의 전체 두께에 걸쳐 스테이터의 종방향 축선을 따라 연장된다.

개구는 예를 들면 라운딩된 코너들을 갖는 타원형의, 원형의 또는 다각형의, 그리고 특히 직사각형의 횡방향 단면을 가질 수 있다.

재료의 브릿지가 그 폭에서 단지 단일 개구를 갖는 것이 가능하다.

개구는 재료의 브릿지의 중앙에 존재한다.

개구는 그 각 측에서 두개의 보다 얇은 영역들을 가질 수 있고, 보다 얇은 영역들은 기계가 작동할 때에 자기적으로 포화된다.

변형예로서, 재료의 브릿지는 그 폭에서 복수의 미세천공들을 갖는다. 미세천공들은 라미네이션 단면을 감소시키고 재료의 브릿지가 보다 낮은 자속에 의해 자기적으로 포화되는 것을 가능하게 한다.

처리부

국지화된 처리부는 자속에 대해 블릿지의 재료의 투과성을 국지적으로 변경하는 것을 가능하게 한다.

국지화된 처리부는 재료의 브릿지의 전체 폭에 걸쳐 또는 단지 그 일부분 에 걸쳐 연장될 수 있다.

이러한 처리부는 금속의 그레인들의 배향을 국지적으로 변경시키고 원주의 방향으로 투자율에서 강하를 발생시키는 열처리부일 수 있다.

변형예로서, 열 처리부는 재료의 브릿지의 레이저 커팅 중에 재료의 열화와 연관된 열적 응력부이다.

전기 전도체들

전기 전도체들은 집중된 또는 분배된 방식으로 슬롯들에 배치될 수 있다. "집중된" 은 전기 전도체들이 단일 치형부 주위에 각각 배치된다는 것을 의미한다는 것이 이해되어야 한다.

바람직하게, 전기 전도체들은 분배된 방식으로 슬롯들에 배치된다. "분배된" 은 아웃바운드 및 리턴 전기 전도체들이 각각 상이한 그리고 비-계속적인 슬롯들에 각각 수용된다는 것을 의미한다는 것이 이해되어야 한다. 전기 전도체들의 적어도 하나는 두개의 비-인접한 슬롯들 내로 연속적으로 통과할 수 있다.

전기 전도체들은 배열된 방식으로 슬롯에 배치될 수 있다. "배열된" 은 전도체들이 슬롯들에서 느슨하게 배치되지 않고 질서정연한 방식으로 배열된다는 것을 의미한다는 것이 이해되어야 한다. 그것들은 비-랜덤 방식으로 슬롯들에 스택되고, 예를 들면 정렬된 전기 전도체들의 하나 이상의 열들에 배치된다.

전기 전도체들은 특히 라운딩된 코너들을 갖는 직사각형의 전체 형상의 횡방향 단면을 가질 수 있다. 전기 전도체의 원주의 치수는 슬롯의 폭에 실질적으로 상응할 수 있다. 따라서, 슬롯은 그 폭에서 단지 단일 전기 전도체를 갖는 것이 가능하다. 슬롯의 폭은 기계의 회전 축선 주위로 그 원주의 치수로서 규정된다.

변형예로서, 슬롯은 전기 전도체들의 하나 초과의 열을 가질 수 있다. 그것들은 하나 이상의 열들, 예를 들면 단일 열, 또는 두개의 열들, 또는 3개의 또는 4개의 열들의 슬롯에 배치될 수 있다.

전기 전도체들은 또한 플랫으로 불리우는 그들의 긴 측들을 따라 서로 인접할 수 있다.

스택의 최적화는 슬롯들에서 보다 많은 양의 전기 전도체들을 배열하고, 따라서 동일한 체적으로 보다 강력한 스테이터를 얻는 것을 가능하게 한다.

각각의 슬롯은 2개 내지 8개의 전기 전도체들, 특히 2개 내지 4개의 전기 전도체들, 예를 들면 두개의 또는 4개의 전기 전도체들을 가질 수 있다.

전기 전도체들은 핀들의 형태일 수 있다. 핀은 U-형상 ("U-핀" 으로서 공지됨) 또는 I-형상 ("I-핀" 으로서 공지됨) 인 직선일 수 있다. 그것들은 배열된 방식으로 슬롯들에 배치된다. 전기 전도체들은 기계의 하나의 또는 양쪽 축방향 단부들을 통해 상응하는 슬롯들 내에 도입될 수 있다.

I-형상의 전기 전도체는 단일 슬롯 내로 통과되고, 스테이터의 축방향 단부들에서 두개의 다른 전기 전도체들에 그 단부들의 각각에서 용접된다. U-형상의 전기 전도체는 두개의 상이한 슬롯들 내로 통과하고, 스테이터의 하나의 및 동일한 축방향 측에서 두개의 다른 전기 전도체들에 그 단부들의 각각에서 용접된다. U 의 바닥은 스테이터의 다른 축방향 측에 배치된다.

전기 전도체들은 구리 또는 알루미늄으로 제조될 수 있다.

절연부

전기 전도체들은 절연 코팅, 특히 에나멜에 의해 외측으로부터 전기 절연된다. 전기 전도체들은 절연부, 특히 절연부의 적어도 하나의 시트에 의해 슬롯의 벽들로부터 분리될 수 있다. 그러한 시트 절연부는 스테이터 매쓰에 대해 전기 전도체들의 보다 양호한 절연부를 허용한다.

각각의 슬롯은 적어도 두개의 전기 전도체들, 특히 상이한 위상들을 갖는 적어도 두개의 전기 전도체들을 수용할 수 있다. 이들 두개의 전기 전도체들은 방사상으로 중첩될 수 있다. 바람직하게, 두개의 전기 전도체들은 하나의 시트가 각각의 전기 전도체 또는 단일 위상과 연관된 전기 전도체들의 번들 주위로 랩핑될 때에 절연부, 특히 절연부의 적어도 하나의 시트, 추가로 보다 양호하게 절연부의 적어도 두개의 시트들에 의해 서로로부터 분리된다.

슬롯들

적어도 하나의 슬롯, 추가로 보다 양호하게 모든 슬롯들은 직사각형의 형상의 횡방향 단면을 가질 수 있다. 적어도 하나의 슬롯은 상호 평행한 반대쪽 방사상 에지들을 가질 수 있고, 추가로 보다 양호하게 모든 슬롯들은 상호 평행한 방사상 에지들을 갖는다. 슬롯의 폭은 그 전체 높이에 걸쳐 바람직하게 실질적으로 일정하다. 슬롯들의 보다 양호한 정도의 충전이 따라서 달성된다.

적어도 하나의 치형부, 추가로 보다 양호하게 모든 치형부들은 사다리꼴의 전체 형상의 횡방향 단면을 가질 수 있다. 적어도 하나의 치형부, 추가로 보다 양호하게 모든 치형부들은 기계의 회전 축선으로부터 증가하는 거리로 분기하는 에지를 가질 수 있다.

스테이터 매쓰는 라미네이션들을 스택함으로서 제조될 수 있다. 치형부들은 재료의 브릿지들에 의해 서로 그리고 요크에 의해 반대쪽 측에 연결된다. 폐쇄된 슬롯들은 라미네이션들을 커팅함으로써 전체적으로 제조될 수 있다. 라미네이션들의 스택의 각각의 라미네이션은 단편일 수 있다.

각각의 라미네이션은 예를 들면 자석 강의 시트 또는 자석 강, 예를 들면 0.1 내지 1.5　mm 두께의 강을 포함하는 시트로부터 커팅된다. 라미네이션들은 스택 내에서 조립되기 전에 그들의 반대쪽 면들에서 전기 절연 래커로 코팅될 수 있다. 전기 절연부는 또한 적절하다면 라미네이션들의 열처리에 의해 얻어질 수 있다.

변형예로서, 스테이터 매쓰는 부착된 섹터들을 가질 수 있다.

섹터들은 재료의 브릿지들에 의해 서로에 그리고 요크에 의해 반대쪽 측에 연결되는 치형부들을 가질 수 있다. 섹터들은 커팅에 의해 제조된다.

라미네이션들

본 발명의 추가의 주제는 재료의 브릿지들에 의해 공기 갭의 측에서 그들의 베이스에서 서로 연결되는 치형부들을 갖는, 스테이터, 특히 상기 설명된 바와 같은 스테이터의 스테이터 매쓰를 위한 라미네이션이고, 적어도 일부 및 추가로 보다 양호하게 모든 재료의 브릿지들은 다음의 형태의 감소된 투자율의 적어도 하나의 영역을 각각 갖는다:

적어도 하나의 그루브 또는 국지화된 크러싱에 의해 형성되는 적어도 하나의 국지화된 협소부, 및/또는

재료의 브릿지의 두께의 폭에서 적어도 하나의 개구, 및/또는

재료의 브릿지의 투자율을 국지적으로 감소시키는 재료의 브릿지의 폭에서 적어도 하나의 국지화된 처리부.

스테이터가 상기 설명된 바와 같은 라이네이션들을 스택함으로써 형성될 때에, 라미네이션들의 치형부들은 스테이터의 치형부들을 형성하도록 정렬되고 라미네이션들의 재료의 브릿지들은 스택함으로써 스테이터의 재료의 브릿지들을 형성한다.

스테이터에 대해 상기 설명된 특징들은 상기 라미네이션에 적용된다.

기계 및 로터

본 발명의 추가의 주제는 상기 규정된 바와 같은 스테이터를 갖는 동기 모터 또는 동기식 제너레이터와 같은 로터리 전기 기계이다. 기계는 동기식 또는 비동기식일 수 있다. 기계는 자기저항 기계일 수 있다. 그것은 동기 모터를 구성할 수 있다.

로터리 전기 기계는 로터를 가질 수 있다. 로터는 와인딩된 로터 또는 영구 자석 로터일 수 있다. 기계가 교류발전기로서 작동하도록 의도되는 경우에, 로터는 와인딩된 로터일 수 있다. 기계가 모터로서 작동하도록 의도된 경우에, 로터는 영구 자석 로터일 수 있다.

기계는 상대적으로 큰 크기를 가질 수 있다. 로터의 직경은 50　mm 를 초과할 수 있고, 추가로 보다 양호하게 80　mm 를 초과할 수 있고, 예를 들면 80 내지 500　mm 일 수 있다.

로터는 샤프트 주위에 배치되고 회전 축선을 따라 연장되는 로터 매쓰를 가질 수 있다. 샤프트는 로터 매쓰를 회전 구동하기 위한 토크 전달 수단을 가질 수 있다.

로터는 오버행을 갖거나 또는 갖지 않고 장착될 수 있다.

로터는 축방향으로 정렬된 복수의 로터 부품들, 예를 들면 3개의 부품들로부터 제조될 수 있다. 부품들의 각각은 인접한 부품들에 대해 각지게 오프셋될 수 있다 ("스텝 스큐" 로서 공지됨). 로터는 비틀릴 수 있다.

제조 방법 및 기계

상기와 조합되거나 또는 독립적으로 본 발명의 추가의 주제는 로터리 전기 기계를 위한 스테이터, 특히 상기 규정된 바와 같은 스테이터를 제조하기 위한 방법이고, 전기 전도체들은 기계의 하나의 또는 양쪽 축방향 단부들을 통해 상응하는 슬롯들 내로 그것들을 도입함으로써 스테이터의 스테이터 매쓰의 슬롯들에 배치된다.

단일 U-형상의 전기 전도체는 스테이터의 스테이터 매쓰의 두개의 상이한 비-계속적인 슬롯들에 배치될 수 있다. 전기 전도체가 U-형상인 경우에, 그것은 기계의 하나의 그리고 동일한 측에서 두개의 다른 전기 전도체들에 용접된다.

스테이터의 스테이터 매쓰의 두개의 상이한 비-계속적인 슬롯들 내로 이전에 도입된 두개의 I-형상의 전기 전도체들은 서로 연결될 수 있다. 전기 전도체가 I-형상일 경우에, 그것은 기계의 두개의 반대쪽 측들에서 두개의 다른 전기 전도체들에 용접된다.

스테이터는 비틀릴 수 있다 ("스큐잉" 으로 공지됨). 그러한 비틀림은 특히 슬롯 하모닉스 (harmonics) 를 감소시키고 슬롯들에서 와인딩을 팽팽하게 하는 것을 가능하게 한다.

본 발명은 첨부된 도면을 연구하고 그 비제한적인 예시적인 실시형태의 다음의 상세한 설명을 정독한다면 보다 양호하게 이해될 것이다.

- 도 1 은 본 발명에 따라 제조된 스테이터의 부분적인 및 개략적인 사시도이고,
- 도 2 는 화살표 II 를 따르는 그 평면도이고,
- 도 3 은 개별적으로 고려된, 도 1 및 도 2 에서 스테이터의 전기 전도체들의 부분적인 그리고 개략적인 사시도이고,
- 도 4 는 본 발명에 따른 스테이터의 스테이터 매쓰의 횡단면의 부분적이고 개략적인 도면이고,
- 도 5 는 도 1 의 스테이터의 스테이터 매쓰의 일부를 부분적으로 그리고 개략적으로 도시하고,
- 도 6 은 스테이터의 횡단면에서 부분적이고 개략적인 도면이고,
- 도 7 은 변형예 실시형태를 도시한다.

도 1 내지 도 6 은 또한 도시생략된 로터를 갖는 로터리 전기 기계 (1) 의 스테이터 (2) 를 예시한다. 스테이터는 동기 모터의 상황에서 로터 (1) 를 회전 구동하기 위해 로터리 자기장을 생성하는 것을 가능하게 하고, 교류 발전기의 경우에 로터의 회전은 스테이터의 전기 전도체들에서 기전력을 유도한다.

아래에 예시된 예들은 개략적이고 다양한 구성 요소들의 상대적인 치수들은 반드시 고려될 필요는 없다.

스테이터 (2) 는 스테이터 매쓰 (25) 의 치형부들 (23) 사이에 형성되는 슬롯들 (21) 에 배치되는 전기 전도체들 (22) 을 갖는다. 노치들 (21) 은 폐쇄되고, 즉 완전한 회로가 스테이터 매쓰에서 커트와 조우하지 않고 각각의 슬롯 (21) 주위에 제조될 수 있다. 슬롯들 (21) 은 스테이터 매쓰 (25) 의 두개의 계속적인 치형부들을 각각 연결하는 재료 (27) 의 브릿지들에 의해 공기 갭의 측에서, 그리고 요크 (29) 에 의해 반대쪽 측에서 폐쇄된다. 요크 및 치형부들 (23) 은 단편이다. 요크 (29) 에는 적절하다면 냉각 액체의 순환을 위한 덕트들을 수용하도록 의도된 반원형의 종방향 리브들 (31) 이 구비될 수 있다.

전기 전도체들 (22) 은 분배된 방식으로 슬롯들 (21) 에 배치된다. 그것들은 I-형상의 또는 U-형상일 수 있다.

전기 전도체들 (22) 은 하나 이상의 열들의 정렬된 전기 전도체들로 배열된 방식으로 슬롯들 (21) 에 배치된다.

전기 전도체들은 특히 라운딩된 코너들을 갖는 직사각형의 전체 형상의 횡방향 단면을 가질 수 있다. 설명된 예에서, 그것들은 단일 열로 방사상으로 중첩된다. 전기 전도체의 원주의 치수는 슬롯의 폭에 실질적으로 상응한다. 따라서, 슬롯은 그 폭에서 단지 단일 전기 전도체를 갖는다. 그것은 그 방사상 치수에서 복수의 전기 전도체들을 가질 수 있다.

전기 전도체들 (22) 은 에나멜로 덮히거나 또는 임의의 적절한 절연 코팅으로 코팅되는 구리 또는 또 다른 전도성 재료로 제조된다.

설명된 예에서, 슬롯은 상이한 위상들을 구비한 적어도 두개의 전기 전도체들을 갖는다. 변형예에서 도 7 의 실시형태에서, 슬롯은 4개의 전기 전도체들을 갖는다.

각각의 전기 전도체 (22) 는 도 6 에서 알 수 있는 바와 같이 상이한 위상들의 전기 전도체들 (22) 및 슬롯의 벽들 (33 및 36) 로부터 전기 전도체들을 절연하는 것을 가능하게 하는 절연부의 시트 (37) 에 의해 둘러싸인다.

설명된 예에서 슬롯들 (21) 은 상호 평행한 방사상 에지들 (33) 을 갖고 기계의 회전 축선 X 에 직각인 평면의 단면에서 실질적으로 직사각형 형상이다.

슬롯들 (21) 의 바닥 (35) 은 그루브 또는 국지화된 크러싱 (40) 을 제외하고는 전기 전도체들 (22) 의 것에 실질적으로 상보적인 형상을 갖는다. 아래에, 단지 그루브가 참조되지만, 명백하게 국지화된 크러싱이 또한 그루브 대신에 가능하다는 것이 이해되어야 한다.

슬롯들 (21) 의 바닥 (35) 은 라운딩된 부분들 (38) 에 의해 방사상 에지들 (33) 에 연결된다. 각각의 슬롯 (21) 의 그루브 (40) 는 슬롯의 바닥 (35) 에 센터링되고 기계의 회전 축선 X 을 따라 연장된다. 예시되지 않은 변형예의 실시형태에서, 그루브가 센터링되지 않는 것이 가능하거나, 또는 바닥 (35) 은 복수의 그루브들을 가질 수 있다.

그루브들 (40) 은 축선 X 에 직각인 평면의 단면에서, 특히 실질적으로 반원형인 만곡된 형상을 갖는다. 그것들은 0.2　mm 내지 1　mm, 예를 들면 0.42　mm 와 동등한 깊이 p 를 갖는다.

그루브들 (40) 은 재료 (27) 의 브릿지들의 국지화된 협소부를 형성한다. 그러한 협소부는 브릿지 (27) 를 따라 보다 낮은 자속에 의해 라미네이션의 자기 포화를 허용함으로써, 자속의 통과를 제한한다.

재료 (27) 의 브릿지들의 가장 작은 폭 ℓ 은 바람직하게 0.3　mm 내지 0.6　mm, 예를 들면 0.4　mm 와 동등하다.

스테이터 매쓰 (25) 는 축선 X 을 따라 스택된 자기 라미네이션들의 팩을 형성하고, 라미네이션들은, 예를 들면, 동일하고 정확하게 중첩된다. 그것들은 클립핑, 접착제 본딩들, 리벳들, 타이 로드들, 용접들 및/또는 임의의 다른 기술에 의해 함께 유지될 수 있다. 자기 라미네이션들은 바람직하게 자석 강으로 제조된다. 스테이터 매쓰 (25) 의 치형부들 (23) 은 스테이터 매쓰 (25) 를 구성하는 다양한 라미네이션들이 서로 클립핑되는 것을 허용하는 표면에서 상보적인 릴리프들을 가질 수 있다. 변형예로서, 스테이터 매쓰는 또한 그자체에서 와인딩되고 커팅된 하나 이상의 시트-금속 스트립들을 형성할 수 있다.

스테이터는 전기 전도체들 (22) 이 종방향 축선 X 에 평행한 축선을 따라 슬롯들 (21) 내로 슬라이딩함으로써 스테이터의 하나의 또는 양쪽 축방향 단부들을 통해 슬롯들 (21) 내로 삽입되는 제조 방법에 의해 얻어질 수 있다.

물론, 본 발명은 단지 설명된 예시적인 실시형태들에 제한되지 않고, 설명된 스테이터와 연관된 로터는 와인딩된 로터 또는 영구 자석 로터일 수 있다.

표현 "갖는" 은 "적어도 하나를 포함하는" 과 동의어로 이해되어야 한다.

Claims (16)

1. 스테이터 (2) 및 영구 자석 로터 (1) 를 갖는 로터리 전기 기계 (1) 로서,
   상기 스테이터 (2) 는 슬롯들 (21) 을 구비한 스테이터 매쓰 (stator mass : 25) 를 갖고, 상기 슬롯들 (21) 에는 상기 슬롯들 내로 축방향으로 도입되는 전기 전도체들 (22) 이 수용되고, 상기 슬롯들의 각각은 연속적으로 폐쇄된 윤곽을 갖는, 로터리 전기 기계.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 스테이터 매쓰는 재료 (27) 의 브릿지들에 의해 공기 갭의 측에 그리고 요크 (29) 에 의해 반대쪽 측에 서로 연결된 상기 슬롯들 (21) 사이에 형성되는 치형부들 (23) 을 갖는, 로터리 전기 기계.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   재료 (27) 의 브릿지들은 적어도 하나의 그루브 (40) 에 의해 형성되는 적어도 하나의 국지화된 협소부를 갖는, 로터리 전기 기계.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 전기 전도체들 (22) 은 분배된 방식으로 상기 슬롯들 (21) 에 배치되는, 로터리 전기 기계.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 전기 전도체들 (22) 은 직사각형의 전체 형상의 횡방향 단면을 갖는, 로터리 전기 기계.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   각각의 슬롯 (21) 은 2개 내지 8개의 전기 전도체들 (22), 특히 2개 내지 4개의 전기 전도체들을 갖는, 로터리 전기 기계.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 전기 전도체들 (22) 은 핀들의 형태, U-형상 또는 I-형상인, 로터리 전기 기계.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   적어도 하나의 슬롯 (21), 추가로 보다 양호하게 모든 슬롯들은 상호 평행한 방사상 에지들을 갖는, 로터리 전기 기계.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   적어도 하나의 슬롯 (21), 추가로 보다 양호하게 모든 슬롯들은 직사각형의 또는 6각형 형상의 횡방향 단면을 갖는, 로터리 전기 기계.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 치형부 (23), 추가로 보다 양호하게 모든 치형부들은 사다리꼴의 전체 형상의 횡방향 단면을 갖는, 로터리 전기 기계.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스테이터 매쓰 (25) 는 자기 라미네이션들을 스택함으로써 제조되고, 상기 슬롯들은 상기 자기 라미네이션들을 커팅함으로써 제조되는, 로터리 전기 기계.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스테이터 매쓰 (25) 는 적층 가공 기술에 의해 적어도 부분적으로 제조되는, 로터리 전기 기계.
13. 로터리 전기 기계를 위한 스테이터 (2) 로서,
    슬롯들 (21) 을 구비한 스테이터 매쓰 (25) 를 갖고,
    상기 슬롯들 (21) 에는 상기 슬롯들 내로 축방향으로 도입되는 전기 전도체들 (22) 이 수용되고, 상기 슬롯들의 각각은 연속적으로 폐쇄된 윤곽을 갖고, 적어도 하나의 슬롯 (21), 추가로 보다 양호하게 모든 슬롯들은 6각형 형상의 횡방향 단면을 갖는, 로터리 전기 기계를 위한 스테이터.
14. 제 13 항에 따른 스테이터 (2) 및 로터 (1) 를 갖는 로터리 전기 기계 (1).
15. 로터리 전기 기계를 위한 스테이터, 특히 제 1 항 내지 제 12 항 또는 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 로터리 전기 기계를 위한 스테이터 또는 제 13 항에 따른 로터리 전기 기계를 위한 스테이터를 제조하기 위한 방법으로서,
    전기 전도체들 (22) 은 상기 로터리 전기 기계의 하나 또는 양쪽 축방향 단부들을 통해 상응하는 슬롯들 내로 상기 전기 전도체들을 도입함으로서 스테이터의 스테이터 매쓰 (25) 의 슬롯들 (21) 에 배치되는, 로터리 전기 기계를 위한 스테이터를 제조하기 위한 방법.
16. 제 15 항에 있어서,
    단일 U-형상의 전기 전도체는 상기 스테이터의 상기 스테이터 매쓰의 두개의 상이한 비-계속적인 슬롯들에 배치되거나, 또는 상기 스테이터의 상기 스테이터 매쓰의 두개의 상이한 비-계속적인 슬롯들 내로 이미 도입된 두개의 I-형상의 전기 전도체들은 서로 연결되는, 로터리 전기 기계를 위한 스테이터를 제조하기 위한 방법.
    

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