KR20220025745A - 회전 전기 기계를 위한 전기 권선 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위상 입력부 또는 출력부 각각 형성하는 제 1 통전 핀(33) 및 제 2 통전 핀(34)을 각각 포함하는 복수의 위상을 포함하는 적어도 하나의 위상 시스템을 구비하는 회전 전기 기계의 능동 부분을 위한 권선에 관한 것이고, 각각의 통전 핀은 슬롯 외부로 연장되는 통전 단부(33G, 34G)를 포함하고, 각 통전 단부는 델타 구성을 달성하기 위해 상이한 위상의 위상 입력부를 형성하는 통전 단부에 전기적으로 연결되는 위상 출력부를 형성한다. 권선은 위상 입력부를 형성하는 적어도 하나의 통전 단부와, 위상 출력부를 형성하는 적어도 하나의 다른 통전 단부를 포함하는 제 1 세트(36)와, 위상 입력부를 형성하는 적어도 하나의 통전 단부와, 위상 출력부를 형성하는 적어도 하나의 다른 통전 단부를 포함하는 제 2 세트(37)를 포함한다.

Description

회전 전기 기계를 위한 전기 권선

본 발명은 특히, 회전 전기 기계의 스테이터 또는 로터와 같은 능동 부분을 위한 전기 권선에 관한 것이다. 본 발명은 보다 구체적으로는, 전도성 핀을 사용하여 제조된 전기 권선에 관한 것이다.

본 발명은 교류 발전기, 스타터 교류 발전기, 또는 가역 기계 또는 전기 모터와 같은 회전 전기 기계의 분야에 특히 유리하게 적용될 수 있다. 가역 기계는 한편으로는, 교류 발전기로서 기능할 때 발전기로, 다른 한편으로는, 예를 들면, 자동차의 연소 엔진의 시동을 위한 전기 모터로 가역적으로 작동할 수 있는 회전 전기 기계임이 상기된다.

회전 전기 기계는 축을 중심으로 회전할 수 있는 로터와, 고정 스테이터를 포함한다. 스테이터는 이 스테이터의 중심을 통과하는 축에 대해 축대칭인 부분, 즉, 회전하는 부분을 형성하는 요크를 구비하는 몸체를 갖고 있다. 몸체는 요크로부터 스테이터의 중심을 향해 반경방향으로 연장되고 전기 권선이 위치되는 슬롯을 형성하는 치형부를 포함한다. 권선은 몸체의 슬롯 내에 부분적으로 수용되고 단부를 통해 쌍으로 전기적으로 연결되어서 연속적인 전기 경로를 형성하는 복수의 전도성 핀으로 형성된다. 예를 들어, 각 핀은 서로 실질적으로 평행하고 "U"자를 형성하기 위해 도그 레그형(dog-legged) 접합부에 의해 연결된 2개의 전도성 세그먼트를 포함한다. 전도성 세그먼트는 스테이터의 제 1 축방향 단부면을 통해 2개의 개별 슬롯 내로 삽입되고, 그에 따라 전도성 세그먼트는 스테이터의 회전축에 실질적으로 평행하다. 소정의 슬롯은 상이한 핀에 속하는 복수의 세그먼트를 수용할 수 있어서, 전도성 세그먼트의 다양한 층을 형성한다. 스테이터의 제 2 축방향 단부면으로부터 돌출된 전도성 세그먼트의 자유 단부는 그 다음에, 전류에 의해 통과될 때 몸체의 치형부를 따라 자기장을 생성하는 전기 경로를 형성하도록 서로 연결된다. 다시 말해서, 전도성 핀은 다양한 세트를 형성하기 위해 쌍으로 연결되며, 각 세트는 특히, 하나의 전기 공급 위상에 대응할 수 있다. 예를 들어, 스테이터는 권선에 3상 전류를 공급할 수 있도록 3개의 개별 세트를 포함한다.

이러한 권선은 위상을 서로 연결하여 원하는 권선의 구성을 달성하기 위해 특히, 각 위상의 입력부와 출력부를 형성하는 통전 핀 사이에 특정 수의 연결부를 필요로 한다. 이러한 연결부는 일반적으로 통전 핀의 단부 사이에 배열된 인터커넥터(interconnector)에 의해 제조된다. 인터커넥터는 예를 들면, 권선 위에 또는 측면에 배치되고 플라스틱으로 오버몰딩될 수도 있으며 연결 핀의 단부에 전기적으로 연결된 전기 상호연결 트랙으로 구성된다.

원하는 구성이 델타 구성일 때, 한 위상의 출력부는 다음 위상의 입력부에 연결되는 식으로 소정의 위상 시스템의 모든 위상이 이 시스템의 2개의 단부에서 전기적으로 연결될 때까지 계속된다. 일반적으로 각 위상은 슬롯에 동일하게 감겨져 있다. 따라서, 위상 입력을 형성하는 통전 핀은 위상에 관계없이 슬롯의 층 중 단일층에 위치하고, 위상 출력을 형성하는 통전 핀은 위상에 관계없이 슬롯의 층 중 다른 단일층에 위치하며, 상기 2개의 층은 입력부와 출력부에 대해 상이하다는 것이 얻어진다. 다시 말해서, 시스템의 모든 위상의 모든 위상 입력은 스테이터의 원주를 따라 정렬되고, 시스템의 모든 위상의 모든 위상 출력은 입력부를 포함하는 원주와 상이한 스테이터의 원주를 따라 정렬된다. 위상 입력부/출력부의 이러한 배열은 델타 구성을 달성하기 위해 인터커넥터의 적어도 2개의 트랙이 상호연결되어야 함을 의미한다. 따라서, 인터커넥터의 제조는 스테이터, 보다 일반적으로는 회전 전기 기계의 치수, 특히, 축방향 치수에 직접적인 영향을 미치는 인터커넥터의 용적을 과도하게 증가시키는 일없이, 델타 구성을 달성하기 위해 트랙이 교대로 되게 하는 것이 필요하기 때문에 복잡하다.

본 발명의 목적은 종래 기술의 문제점을 회피하게 하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 본 발명의 하나의 주제는 따라서, 능동 부분을 위한 권선이며, 이러한 능동 부분은 특히, 회전 전기 기계의 스테이터 또는 로터로 형성되고, 능동 부분은 축에 대해 환형 요크를 구비하는 몸체와, 슬롯을 형성하기 위해 반경방향으로 요크의 측방향 면으로부터 연장되는 복수의 치형부를 포함하며, 상기 슬롯은 몸체의 제 1 축방향 단부면 및 제 2 축방향 단부면 상으로 개방한다.

본 발명에 따르면, 전기 권선은 서로 전기적으로 연결되고 적어도 하나의 전도성 세그먼트를 각각 구비하는 핀의 세트를 각각 포함하는 복수의 전기 위상을 포함하는 적어도 하나의 위상 시스템을 구비하고, 상기 전도성 세그먼트는 N개의 층을 형성하는 동일한 슬롯 내에 수용되도록 구성되고, 상기 핀의 세트는 위상 입력부 또는 출력부를 각각 형성하는 제 1 통전 핀 및 제 2 통전 핀을 포함하고, 각 통전 핀은 관련 전도성 세그먼트로부터 슬롯 외측으로 연장되는 통전 단부를 구비하며, 위상 출력부를 형성하는 각 통전 단부는 델타 구성을 달성하기 위해 상이한 위상의 위상 입력부를 형성하는 다른 통전 단부에 전기적으로 연결된다. 다시, 본 발명에 따르면, N개의 층 중 제 1 층에 배치된 다양한 위상의 통전 핀으로 형성된 제 1 세트는 위상 입력부를 형성하는 적어도 하나의 통전 단부와, 위상 출력부를 형성하는 적어도 하나의 다른 통전 단부를 포함하며, 상기 제 1 층과 상이한, N개의 층 중 제 2 층에 배치된 다양한 위상의 통전 핀으로 형성된 제 2 세트는 위상 입력부를 형성하는 적어도 하나의 통전 단부와, 위상 출력부를 형성하는 적어도 하나의 다른 통전 단부를 포함한다.

본 발명에 의해, 함께 연결될 위상 입력부 및 출력부는 델타 구성을 달성하기 위해 더이상 상호연결 트랙을 중첩하거나 상호연결할 필요가 없도록 배치된다. 따라서, 인터커넥터의 구조가 단순화되고 인터커넥터의 용적이 제한된다.

일 실시예에 따르면, 소정의 위상에 대해, 제 1 세트의 각 통전 핀은 제 2 세트의 통전 핀과 동일한 슬롯에 배열된다. 이는 특정 핀의 사용을 제한함으로써 권선 방식을 단순화하게 할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 적어도 3개의 제 1 단부를 포함하는 세트에서, 위상 입력부/출력부는 전기 권선의 원주를 따라 교대로 있다. 이러한 변경은 상호연결 트랙을 가로지르는 것을 방지하는 것을 가능하게 하며, 동일한 스테이터 원주에 배치된 단부 중 하나를 회피하면서 전기적으로 연결되기 위해 상기 트랙 중 하나가 반경방향으로 돌출해야 하는 것을 방지한다.

일 실시예에 따르면, 각 세트는 위상 시스템의 위상당 하나의 통전 단부를 포함한다. 다시 말해서, 소정의 세트의 각 통전 단부는 상기 위상 시스템의 상이한 위상에 속한다.

일 실시예에 따르면, Z개의 전기 위상을 포함하는 위상 시스템의 경우(Z는 3 이상의 정수임), 통전 핀은, 스테이터의 원주를 따라, (a) 제 1 세트의 경우: 통전 단부가 제 3 위상의 출력부를 형성한 후에, 통전 단부가 제 1 위상의 입력부를 형성한 후에, 통전 단부가 제 2 위상의 출력부를 형성하며, 제 2 세트의 경우: 통전 단부가 제 3 위상의 입력부를 형성한 후에, 통전 단부가 제 1 위상의 출력부를 형성한 후에, 통전 단부가 제 2 위상의 입력부를 형성하거나, 또는 (b) 제 1 세트의 경우: 통전 단부가 제 2 위상의 출력부를 형성한 후에, 통전 단부가 제 1 위상의 입력부를 형성한 후에, 통전 단부가 제 3 위상의 출력부를 형성하며, 제 2 세트의 경우: 통전 단부가 제 2 위상의 입력부를 형성한 후에, 통전 단부가 제 1 위상의 출력부를 형성한 후에, 통전 단부가 제 3 위상의 입력부를 형성하거나, 또는 (c) 제 1 세트의 경우: 통전 단부가 제 1 위상의 출력부를 형성한 후에, 통전 단부가 제 3 위상의 입력부를 형성한 후에, 통전 단부가 제 2 위상의 출력부를 형성하며, 제 2 세트의 경우: 통전 단부가 제 1 위상의 입력부를 형성한 후에, 통전 단부가 제 3 위상의 출력부를 형성한 후에, 통전 단부가 제 2 위상의 입력부를 형성하는 순서로 배치한다.

일 실시예에 따르면, 각 슬롯은 상이한 핀에 속하는 N개의 세그먼트를 포함한다. 예를 들어, 층은 하나의 핀의 단일 세그먼트로 형성된다.

일 실시예에 따르면, 통전 핀은 에지층에 배치된다. "에지층"은 권선의 내부 또는 외부 반경방향 단부에 위치한 층, 즉, 중심설정되지 않은 층을 의미한다. 다시 말해서, 통전 핀은 권선의 내주부 및 외주부를 각각 형성하는 층에 배치된다. 특히, 세트 중 하나는 외부층에 배치되고, 다른 세트는 권선의 내부층에 배치된다. 중심층과 반대로 에지층에 통전 핀을 배치하면, 위상 내의 코일 사이의 연결을 단순화하여, 인접한 중심층 사이에 이러한 연결을 가능하게 할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 소정의 위상 시스템에 대해, 제 1 세트의 통전 핀은 제 2 세트의 통전 핀의 형상과 상이한 형상을 갖는다. 예를 들어, 각 통전 핀에는 단일 전도성 세그먼트와 2개의 자유 단부를 구비한다. 다시, 예를 들어, 세트 중 하나의 통전 핀의 2개의 자유 단부는 서로 반대되는 원주 방향으로 연장되고, 다른 세트의 다른 통전 핀의 2개의 자유 단부는 동일한 원주 방향으로 연장된다.

일 실시예에 따르면, 통전 핀 이외의 핀은 2개의 전도성 세그먼트로 각각 형성되고, 전도성 세그먼트는 몸체의 제 1 축방향 단부면으로부터 연장되는 단부들 중 하나의 단부에서 서로 연결되고, 몸체의 제 2 축방향 단부면으로부터 연장되는 단부들 중 다른 단부에서 다양한 핀에 연결되고, 하나의 단부는 제 1 단부로 지칭되고, 다른 단부는 제 2 단부로 지칭되며, 통전 핀의 제 1 단부는 제 1 축방향 단부면으로부터 연장된다.

본 실시예에 따르면, 권선은 제 1 그룹의 전도성 핀과, 제 2 그룹의 전도성 핀과, 연결 핀을 포함하고, 제 1 그룹의 전도성 핀의 전도성 세그먼트는 적어도 하나의 중간층에 의해 서로 분리된 2개의 별개의 층에 각각 배치되고, 제 2 그룹의 전도성 핀의 전도성 세그먼트는 적어도 하나의 중간층에 의해 서로 분리된 2개의 별개의 층에 각각 배치되며, 제 1 그룹의 전도성 핀을 포함하는 층은 제 2 그룹의 전도성 핀을 포함하는 층과 별개이고, 연결 핀은 제 1 그룹의 전도성 핀이 제 2 그룹의 전도성 핀에 연결되게 한다.

일 실시예에 따르면, 연결 핀의 전도성 세그먼트는 2개의 인접한 층에 배열된다. "인접한 층"은 다른 층으로 분리되지 않은 연속적인 층을 의미한다. 이는 권선을 제조하는데 채용되는 프로세스 동안에 핀의 삽입을 단순화하고, 또한 연결 핀의 형상을 단순화하는 것을 가능하게 한다.

일 실시예에 따르면, 연결 핀의 전도성 세그먼트가 배치되는 인접 층은 중심층이다. "중심층"은 2개의 다른 층에 의해 측면에 위치하고 슬롯의 에지부에 있지 않은 층을 의미한다.

일 실시예에 따르면, 통전 핀의 각 전도성 세그먼트는 연결 핀의 전도성 세그먼트를 포함하는 슬롯 중 하나에 배치되도록 의도된다.

일 실시예에 따르면, 통전 핀은 권선이 전력 및/또는 제어 모듈에 연결되게 한다.

일 실시예에 따르면, 각 위상은 복수의 전도성 핀, 적어도 하나의 연결 핀을 포함하고, 통전 핀의 개수는 연결 핀의 개수의 2배와 동일하다.

일 실시예에 따르면, 제 1 그룹의 핀의 전도성 핀의 전도성 세그먼트를 포함하는 층은 제 2 그룹의 핀의 전도성 핀의 전도성 세그먼트를 포함하는 층과 교대로 되어 있다. 예를 들어, 내부 반경방향 층은 제 1 그룹의 핀의 전도성 핀의 전도성 세그먼트를 포함하고, 외부 반경방향 층은 제 2 그룹의 핀의 전도성 핀의 전도성 세그먼트를 포함한다.

일 실시예에 따르면, 제 1 그룹의 핀의 전도성 핀은 제 2 그룹의 핀의 전도성 핀과 상이한 형상을 각각 갖는다.

일 실시예에 따르면, 제 1 그룹의 핀의 전도성 핀은 2개의 전도성 세그먼트를 각각 연장하는 2개의 자유 단부를 각각 구비하고, 상기 단부는 원주 방향으로 서로 접근하도록 만곡된다.

일 실시예에 따르면, 제 2 그룹의 핀의 전도성 핀은 2개의 전도성 세그먼트를 각각 연장하는 2개의 자유 단부를 각각 구비하고, 상기 단부는 원주 방향으로 서로 발산하도록 만곡된다.

본 발명의 또다른 주제는 특히 스테이터 또는 로터로 형성되고, 상술된 바와 같은 전기 권선을 포함하는 회전 전기 기계의 능동 부분이다.

게다가, 본 발명의 또다른 주제는 특히 스테이터 또는 로터로 형성되고, 상술된 바와 같은 전기 권선을 포함하는 능동 부분을 포함하는 회전 전기 기계이다. 회전 전기 기계는 유리하게는 교류 발전기, 스타터-교류 발전기, 가역 기계 또는 전기 모터를 형성할 수도 있다.

본 발명은 본 발명의 비제한적인 구현예의 이하의 상세한 설명을 읽고, 첨부 도면을 연구함으로써 가능한 한 보다 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 하나의 구현예에 따른 회전 전기 기계의 단면도를 개략적으로 부분적으로 도시한다.
도 2는 도 1의 스테이터의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 3은 도 2의 스테이터의 일부의 반경방향 평면의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 4는 도 2의 스테이터의 제 1 그룹의 핀의 전도성 핀의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 5는 도 2의 스테이터의 제 2 그룹의 핀의 전도성 핀의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 6은 도 2의 스테이터의 연결 핀의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 7은 도 2의 스테이터의 제 1 통전 핀의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 8은 도 2의 스테이터의 제 2 통전 핀의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 9는 도 2의 스테이터의 권선의 전기 다이어그램을 부분적으로 도시한다.
도 10은 스테이터의 제 1 실시예에 따른 상호연결 트랙을 포함하는 권선의 일부 위에서 바라본 축방향 도면을 각각 그리고 개략적으로 도시한다.
도 11은 스테이터의 제 2 실시예에 따른 상호연결 트랙을 포함하는 권선의 일부 위에서 바라본 축방향 도면을 각각 그리고 개략적으로 도시한다.
도 12는 스테이터의 제 3 실시예에 따른 상호연결 트랙을 포함하는 권선의 일부 위에서 바라본 축방향 도면을 각각 그리고 개략적으로 도시한다.

동일하거나 유사한 요소는 모든 도면에서 동일한 도면 부호로 지정된다. 또한, 다양한 도면이 반드시 동일한 척도를 가질 필요는 없다는 점에 유의해야 한다.

도 1은 특히, 자동차용의 콤팩트한 다상 회전 전기 기계(10)의 일례를 도시한다. 본 기계(10)는 교류발전기 모드에서, 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하고, 모터 모드로 작동하여 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환할 수도 있다. 본 회전 전기 기계(10)는 예를 들면, 교류 발전기, 스타터 교류 발전기, 가역 기계 또는 전기 모터이다.

본 예에서, 기계(10)는 케이싱(11)을 포함한다. 이 케이싱(11) 내부에서, 기계는 샤프트(13)와, 샤프트(13)와 함께 회전하도록 샤프트(13)에 단단히 체결되는 로터(12)와, 로터(12)를 둘러싸는 스테이터(15)를 더 포함한다. 로터(12)의 회전 운동은 축(X)을 중심으로 발생한다. 나머지 설명에서, 축방향은 샤프트(13)의 중심을 통과하는 축(X)에 대응하고, 반경방향 배향은 축(X)과 일치하고, 특히, 축(X)에 수직인 평면에 대응한다. 반경방향과 관련하여 "내부"라는 명칭은 축을 향해 배향된 요소에 대응하거나, 제 2 요소에 대해 축에 더 근접한 요소에 대응하며, "외부"라는 명칭은 축으로부터의 분리를 지정한다.

본 예에서, 케이싱(11)은 함께 결합되는 전방 플랜지(16) 및 후방 플랜지(17)를 포함한다. 이러한 플랜지(16, 17)는 중공 형상을 갖고, 샤프트(13)가 회전하게 하기 위해, 각각의 볼 베어링(18, 19)에 결합된 베어링을 각각 중심에 지탱한다. 게다가, 케이싱(11)은 회전 전기 기계(10)가 차량에 장착되게 하는 체결 수단(14)을 포함한다.

샤프트(13)의 선단부에는 풀리 또는 피니언과 같은 구동 부재(20)가 체결될 수도 있다. 이 부재는 회전 운동을 샤프트에 전달하게 하거나, 또는 샤프트가 이 회전운동을 전달하게 한다. 나머지 설명에서, 전방/후방이라는 명칭은 이 부재를 나타낸다. 따라서, 전방면은 부재의 방향으로 배향된 면인 반면, 후방면은 상기 부재로부터 멀어지는 방향으로 배향된 면이다.

전방 플랜지(16) 및 후방 플랜지(17)는 여기서 물 또는 오일과 같은 냉각제가 흐르도록 의도된 챔버를 형성하도록 배열된다. 대안적으로, 플랜지는 함께 회전하기 위해 로터 또는 샤프트에 단단히 체결된 적어도 하나의 팬의 회전에 의해 생성된 냉각 기류의 통과를 위한 개구를 포함할 수 있다.

본 예에서, 로터(12)는 자극을 형성하는 영구 자석을 수용하는 적층체의 스택으로 형성된다. 대안적으로, 로터는 2개의 클로 폴(claw pole)과, 1개의 로터 코일을 포함하는 클로-폴 로터일 수 있다.

본 예시적인 실시예에서, 스테이터(15)는 슬롯(22)이 제공된 적층체의 스택으로 형성된 몸체(21)를 포함하고, 슬롯(22)에는 전기 권선(24)의 설치를 위해 슬롯 절연체(23)가 장착된다. 권선은 몸체(21)의 슬롯을 통과하고, 스테이터의 몸체의 양측에 전방 오버행(25a) 및 후방 오버행(25b)을 형성한다. 게다가, 권선(24)은 적어도 하나의 전기 도체를 포함하고 전자 조립체(26)에 전기적으로 연결된 하나 이상의 위상으로 형성된다.

여기서 케이싱(11)에 장착된 전자 조립체(26)는 권선(24) 중 적어도 하나의 위상이 구동되게 하는 적어도 하나의 전력 모듈을 포함한다. 전원 모듈은 생성된 AC 전압을 DC 전압으로 또는 그 반대로 변환하기 위한 브리지 전압 정류기를 형성한다. 대안적으로, 전자 조립체는 기계에서 멀리 위치될 수 있다.

도 2 및 도 3은 스테이터(15)를 보다 상세하게 도시한다. 스테이터(21)의 몸체는 축(X) 주위의 환형 형상의 요크(27)와, 요크로부터, 특히 여기서는 요크(27)의 내부 벽을 형성하는 측면으로부터 스테이터의 중심 방향으로 반경방향으로 연장되는 복수의 치형부(28)로 형성된다. 각진 치형부(28)는 환형 몸체의 주변부 주위에 규칙적으로 분포되며, 스테이터의 환형 몸체의 주변부 주위에 연속적으로 놓이는 슬롯(22)을 형성하기 위해 치형부 사이에 연속적인 공간이 남겨지며, 각 슬롯은 2개의 연속적인 치형부로 경계지어진다. 본 예에 따르면, 치형부는 스테이터 몸체의 원주를 따라 분포된 48개의 슬롯을 형성하며, 이러한 슬롯은 전기 권선(24)용 홀더를 형성하도록 배열된다. 변형예로서, 96개, 84개, 72개 또는 60개의 슬롯과 같이 상이한 개수의 슬롯이 사용될 수도 있다. 이 갯수는 특히, 기계의 적용, 스테이터의 직경 및 로터의 극 수에 따라 달라진다는 것을 이해해야 한다.

축방향, 즉 축(X)에 평행한 방향으로, 슬롯(22)은 스테이터 몸체(21)의 제 1 축방향 단부면(29a) 및 제 2 축방향 단부면(29b) 상으로 개방된다. 다시 말해서, 슬롯은 몸체를 통해 축방향 우측을 통과하고, 스테이터의 2개의 대향하는 축방향 단부면에 개방된다. "축방향 단부면"이라는 용어는 스테이터의 회전축(X)에 수직 또는 실질적으로 수직인 면을 의미한다.

권선(24)은 권선의 위상을 형성하는 전기 경로를 형성하도록 서로 전기적으로 연결되는 복수의 핀으로 형성된다. 본 예에서, 각 위상은 복수의 전도성 핀(30, 31), 하나의 연결 핀(32) 및 2개의 통전 핀(33, 34)을 포함한다. 도 4 및 도 5를 참조하여 더 상세히 설명되는 바와 같이, 각 전도성 핀(30, 31)은 슬롯(22)에서 축방향으로 연장되고 이를 위해 서로 실질적으로 평행한 2개의 전도성 세그먼트(30A, 30B, 31A, 31B)로 형성된다. 상기 전도성 세그먼트는 전기 연속성을 형성하기 위해, 또한 전도성인 도그 레그형 접합부(30C, 31C)에 의해 서로 연결된다. 도 6을 참조하여 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 연결 핀(32)은 슬롯(22)에서 축방향으로 연장되고 이를 위해 서로 실질적으로 평행한 2개의 전도성 세그먼트(32A, 32B)로 형성된다. 상기 전도성 세그먼트는 전기 연속성을 형성하기 위해, 또한 전도성인 도그 레그형 접합부(32C)에 의해 서로 연결된다. 소정의 핀(30, 31, 32)의 전도성 세그먼트(30A, 30B, 31A, 31B, 32A, 32B)는 2개의 개별 슬롯에 배치된다.

각 도그 레그형 접합부(30C, 31C, 32C)는 정점(30E, 31E, 32E)을 형성하도록 만나는 2개의 경사 피스(inclined piece)(30D, 31D, 32D)를 구비할 수도 있다. 도그 레그형 접합부(30C, 31C, 32C)는 여기에서 일체형 구성이고, 특히, 관련 전도성 세그먼트와 일체로 형성되고, 관련 전도성 세그먼트와 동일한 재료로 제조된다. 따라서, 각 핀(30, 31, 32)은 일체로 형성된다. 대안적으로, 도그 레그형 접합부는 예를 들면, 용접에 의해 함께 연결되는 2개의 부분에 형성될 수도 있으며, 도그 레그형 접합부의 각 부분은 관련 전도성 세그먼트와 일체로 형성되고, 관련 전도성 세그먼트와 동일한 재료로 제조된다. 따라서, 각 핀(30, 31, 32)은 2개의 서브-핀에 의해 형성된다.

도 7 및 도 8을 참조하여 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 통전 핀(33, 34)은 슬롯(22)에서 축방향으로 연장되는 전도성 세그먼트(33A, 34A)로 각각 형성된다.

도 3에서 알 수도 있는 바와 같이, 동일한 슬롯에 배치된 다양한 전도성 세그먼트는 N개의 층(Ci)의 스택을 형성하기 위해 중첩되며, 이러한 N개의 층이 각 슬롯에 존재하고, 그에 따라 서로 실질적으로 동축인 환형 원은 스테이터의 주변부에 형성된다. 예를 들어, 이러한 층은 총 4개이고, 이들이 슬롯(22) 내에 적층된 순서에 따라 C1로부터 C4까지 번호가 매겨진다. 제 1 층(C1)은 외부층에 대응하고, 제 2 층(C2)은 제 1 층(C1)에 직접 인접한 외부 중심층에 대응하고, 제 3 층(C3)은 제 2 층(C2)에 직접 인접한 내부 중심층에 대응하며, 제 4 층(C4)은 내부층에 대응한다. 층(C1 및 C4)은 에지층을 형성하고, 층(C2 및 C3)은 중심층을 형성한다. 따라서, 제 1 층(C1)은 요크(27)에 가장 근접한 전도성 세그먼트에 의해 차지되고, 따라서 제 4 층(C4)은 슬롯 개구에 가장 근접한, 즉, 축(X)에 가장 근접한 전도성 세그먼트에 의해 차지된다. 물론, 본 발명은 본 단일 실시예에 제한되지 않고, 따라서, 더 많은 수의 전도성 세그먼트, 예를 들면, 6개, 8개 또는 10개의 도체가 각 슬롯에 적층될 수도 있다. 예를 들어, 층은 단일 전도성 세그먼트에 의해 형성된다. 따라서, 각 슬롯(22)은 단일 라인으로 서로 반경방향으로 정렬되고 하나의 층(Ci)을 각각 형성하는 N개의 전도성 세그먼트를 포함한다. 도시된 예에서, 전도성 세그먼트는 슬롯 내에서 전도성 세그먼트의 적층을 용이하게 하는 실질적으로 직사각형 단면을 각각 갖는다.

도 4, 도 5, 도 6 및 도 7은 전기 권선(24)을 형성하는 핀의 다양한 형상을 도시한다. 이하의 설명은 전기 권선의 한 위상과 관련하여 주어지지만, 당업자는 모든 위상이 동일하게 형성된다는 것을 이해할 것이다. 제 1 그룹 또는 제 2 그룹의 핀을 형성하는 전도성 핀(30, 31)은 도그 레그형 접합부(30C, 31C)에 축방향으로 반대인 전도성 세그먼트의 자유 단부(30F, 31F)에서 상이하다.

도 4는 제 1 그룹의 핀의 전도성 핀(30)을 도시하고, 제 1 그룹의 모든 핀(30)은 동일한 형상을 갖는다. 이 전도성 핀(30)은 서로 접근하도록 만곡된 2개의 자유 전도성 세그먼트 단부(30F)를 특징으로 한다. 보다 구체적으로, 전도성 세그먼트의 자유 단부(30F)는 반경방향으로 서로 중첩되도록 구부러진다. 소정의 핀(30)의 전도성 세그먼트의 2개의 자유 단부(30F) 사이의 간격은 슬롯 내에 수용된 이러한 2개의 전도성 세그먼트(30A, 30B)의 직선 피스 사이의 간격보다 더 작다.

도 5는 제 2 그룹의 핀의 전도성 핀(31)을 도시하고, 제 2 그룹의 모든 핀(31)은 동일한 형상을 갖는다. 이 전도성 핀(31)은 서로 발산하도록 만곡된 2개의 자유 전도성 세그먼트 단부(31F)를 특징으로 한다. 소정의 핀(31)의 전도성 세그먼트의 2개의 자유 단부(31F) 사이의 간격은 슬롯 내에 수용된 이러한 2개의 전도성 세그먼트(31A, 31B)의 직선 피스 사이의 간격보다 더 크다. 특히, 소정의 핀의 전도성 세그먼트(31A, 31B)는 슬롯(E) 및 슬롯(E+P)에 각각 삽입되도록 간격(P)만큼 이격되고, 이러한 전도성 세그먼트의 자유 단부(31F)는 간격(2P)만큼 이격된다.

도 6은 특히, 전도성 세그먼트(32A, 32B)의 간격과 동일한 간격을 유지하도록 만곡된 2개의 자유 전도성 세그먼트 단부(32F)를 특징으로 하는 연결 핀(32)을 도시한다. 소정의 핀(32)의 전도성 세그먼트의 2개의 자유 단부(32F) 사이의 간격은 슬롯 내에 수용된 이러한 2개의 전도성 세그먼트(32A, 32B)의 직선 피스 사이의 간격과 유사하다. 특히, 소정의 핀의 전도성 세그먼트(32A, 32B)는 슬롯(E) 및 슬롯(E+P)에 각각 삽입되도록 간격(P)만큼 이격되고, 이러한 전도성 세그먼트의 자유 단부(32F)는 동일 간격(P)만큼 이격된다.

도 7은 단일 전도성 세그먼트(33A), 통전 단부로 지칭되는 제 1 단부(33G), 및 자유 단부로 지칭되는 제 2 단부(33F)를 포함하는 제 1 통전 핀(33)을 도시한다. 자유 단부(33F)는 다른 핀의 자유 단부(30F, 31F, 32F)와 스테이터의 동일측에 배치되고, 통전 단부(33G)는 축방향 반대측, 즉, 도그 레그형 접합부(30C, 31C, 32C)의 측에 배치된다. 단부(33F, 33G)는 반대 원주 방향으로 구부러진다, 즉, 상기 단부는 축방향으로 중첩되지 않는다.

도 8은 단일 전도성 세그먼트(34A), 통전 단부로 지칭되는 제 1 단부(34G), 및 자유 단부로 지칭되는 제 2 단부(34F)를 포함하는 제 2 통전 핀(34)을 도시한다. 자유 단부(34F)는 다른 핀의 자유 단부(30F, 31F, 32F)로서, 스테이터의 동일측에 배치되고, 통전 단부(34G)는 축방향 반대측, 즉, 도그 레그형 접합부(30C, 31C, 32C)의 측면에 배치된다. 단부(34F, 34G)는 동일한 방향으로 구부러진다, 즉, 상기 단부는 축방향으로 중첩된다.

특히, 도 2 및 도 9에서 알 수 있는 바와 같이, 각 핀(30, 31, 32, 33, 34)은 한편으로는, 그 전도성 세그먼트가 간격(P)만큼 떨어진 2개의 개별 슬롯(E 및 E+P)으로 연장되도록, 그리고 다른 한편으로는, 각 도그 레그형 접합부는 제 1 축방향 단부면(29a) 위에 배치되는 반면, 자유 단부는 제 2 축방향 단부면(29b) 아래에 배치되고 한 핀으로부터 다음 핀으로의 권선의 전기적 연속성을 발생시키기 위해 상호연결되도록 배열된다. 특히, 도 9를 참조하여 이하에 설명되는 바와 같이, 제 1 층(C1)에 배열된 자유 전도성 세그먼트 단부와 제 2 층(C2)에 배열된 자유 전도성 세그먼트 단부는 상호연결되고, 제 3 층(C3)에 배열된 자유 전도성 세그먼트 단부, 및 제 4 층(C4)에 배열된 자유 전도성 세그먼트 단부는 상호연결된다. 이러한 연결은 예를 들면, 용접에 의해 이루어진다. 따라서, 소정의 핀의 전도성 세그먼트(30A, 30B, 31A, 31B, 32A, 32B, 33A, 34A)는 도그 레그형 접합부(30C, 31C, 32C)에 의해 이들의 단부 중 하나에서 서로 연결되고, 각각, 자유 단부(30F, 31F, 32F, 33F, 34F)에서 다른 핀에 연결된다.

제 1 그룹의 전도성 핀(30)은 핀(30)을 포함하는 외부 그룹으로 지칭되는 그룹을 형성하고, 핀(30)의 전도성 세그먼트(30A, 30B)가 외부 제 1 층(C1)과 내부 중앙 제 3 층(C3)을 형성하기 위해 슬롯 내에 수용된다. 제 2 그룹의 전도성 핀(31)은 핀(31)을 포함하는 내부 그룹으로 지칭되는 그룹을 형성하고, 핀(31)의 전도성 세그먼트(31A, 31B)는 내부 제 4 층(C4)과 외부 중앙 제 2 층(C2)을 형성하기 위해 슬롯 내에 수용된다.

도 2 및 도 9에서 알 수 있는 바와 같이, 2개의 그룹의 핀은 꼬이고, 즉, 배열되고, 그에 따라 외부 그룹의 핀(30)의 전도성 세그먼트 중 하나가 내부 그룹의 핀(31)의 전도성 세그먼트 중 하나보다 더 내부에 있는 슬롯 내에 위치된다. 특히, 제 1 그룹에 속하는 전도성 핀(30)은 슬롯(E)에서 제 1 층(C1)을 차지하는 하나의 전도성 세그먼트(30A)와, 슬롯(E+P)에서 제 3 층(C3)을 차지하는 하나의 전도성 세그먼트(30B)를 구비하도록 스테이터 내에 배열된다. 유사하게, 제 2 그룹에 속하는 전도성 핀(31)은 슬롯(E)에서 제 2 층(C2)을 차지하는 하나의 전도성 세그먼트(31A) 및 슬롯(E+P)에서 제 4 층(C4)을 차지하는 하나의 전도성 세그먼트(31B)를 구비하도록 스테이터 내에 배열된다. 다시 말해서, 전도성 핀(30, 31)은 소정의 전도성 핀의 전도성 세그먼트가 한 슬롯으로부터 다음 슬롯으로의 반경방향 오프셋, 즉, 이 소정의 핀의 전도성 세그먼트가 차지하는 2개의 층 사이의 중간층의 개재로 별개의 슬롯을 차지하도록 배열된다. 이 반경방향 오프셋은 다른 그룹의 전도성 핀에 속하는 전도성 세그먼트의 개재에 대응한다. 이러한 특정 배열의 결과는 인접한 도그 레그형 접합부가 서로에 대해 실질적으로 평행하도록 스테이터 몸체(21)의 제 1 축방향 단부면(29a) 위의 도그 레그형 접합부의 정렬이다. 이는 오버행의 소형화를 향상시킨다.

이러한 2개의 그룹의 전도성 핀(30, 31)은 서로 독립적인 연속적인 전기 경로를 각각 형성한다. 위상 내에서 전기적 연속성을 보장하기 위해, 연결 핀(32)은 제 1 그룹의 전도성 핀(30)을 제 2 그룹의 전도성 핀(31)에 전기적으로 연결하여, 단일 전기 경로를 형성하고 전기 권선(24)의 1개의 위상을 형성하도록 배열된다. 따라서, 이러한 연결 핀(32)은 전기 회로를 폐쇄하고, 특히, 한편으로는, 전류가 소정의 슬롯 내에 수용된 각 전도성 세그먼트에서 동일한 방향으로 흐르고, 다른 한편으로는, 전류가 일반적으로, 한 슬롯에서는 일방향으로 흐르고, 간격(P 및 -P)만큼 이격된 슬롯 내에 반대 방향으로 흐르기 위해, 권선을 통한 적절한 전류 흐름을 허용한다.

도 9에 도시된 예에서, 연결 핀(32)의 제 1 전도성 세그먼트(32A)는 제 1 그룹의 전도성 핀(30)과 연관된 층 중 하나에 배치되고, 상기 핀의 제 2 전도성 세그먼트(32B)는 제 2 그룹의 전도성 핀(31)과 연관된 층 중 하나에 배치된다. 이러한 배열은 권선을 전기적 연결과 관련하여 유리하게 만든다. 구체적으로, 모든 전도성 핀(30, 31)이 U자형 연결 핀(32), 즉, 전도성 핀의 형상과 유사한 형상의 핀을 통해, 도그 레그형 접합부에 의해 서로 연결된 2개의 전도성 세그먼트와 연결되게 한다. 이러한 배열로, 전기 권선(24)은 따라서, 슬롯에서 전류의 흐름 방향을 존중하기 위해, 전류의 방향이 반전되도록 하는 임의의 특수 핀을 포함하지 않는다. 따라서, 이는 전기 권선 및 그 조립 공정을 단순화하는 것을 가능하게 한다.

특히, 본 예에서, 연결 핀(32)의 제 1 전도성 세그먼트(32A)는 제 3 층(C3)에 배치되고, 상기 핀의 제 2 전도성 세그먼트(32B)는 제 2 층(C2)에 배치된다. 따라서, 연결 핀의 전도성 세그먼트(32A, 32B)는 반경방향으로 인접한, 즉, 본 소정의 핀(32)의 전도성 세그먼트가 차지하는 2개의 층 사이에 중간층이 없는 2개의 층에서 2개의 상이한 슬롯에 배열된다. 이는 연결 핀의 도그 레그형 접합부(32C)가 오버행에 통합되게 하고, 오버행의 높이가 다른 핀 피스 위로 통과함으로써 증가되지 않게 한다.

도 2, 도 3 및 도 9에서 볼 수 있는 바와 같이, 통전 핀(33, 34)은 슬롯에 배치되고, 그에 따라 이들 각각의 전도성 세그먼트(33A, 34A)가 연결 핀(32)의 전도성 세그먼트(32A, 32B)를 포함하는 동일한 슬롯의 층에 인접한 층에 배치된다. 다시 말해서, 슬롯(E)에서 제 2 층(C2)을 차지하는 연결 핀(32)의 각 전도성 세그먼트에 대해, 상기 슬롯(E)의 제 1 층(C1)을 차지하기 위한 통전 핀(33)의 전도성 세그먼트(33A)가 제공된다. 유사하게, 슬롯(E+P)에서 제 3 층(C3)을 차지하는 연결 핀(32)의 각 전도성 세그먼트에 대해, 상기 슬롯(E+P)에서 제 4 층(C4)을 차지하는 통전 핀(34)의 전도성 세그먼트(34A)가 제공되며, 슬롯(E+P)은 상기 슬롯(E)으로부터 간격(P)만큼 이격된다. 따라서, 통전 핀(33, 34)은 동일한 위상의 연결 핀(32)의 측면에 위치하도록 에지층에 배치되고, 전도성 세그먼트(32A, 32B)는 중심층에 배치된다.

각 연결 핀(32)은 특히 도 2에서 볼 수도 있는 한 쌍의 통전 핀(33, 34)과 연관된다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 6개의 위상을 포함하는 전기 권선(24)은 또한 6쌍의 통전 핀(33), 즉, 6개의 제 1 통전 핀(33) 및 6개의 제 2 통전 핀(34), 및 6개의 연결 핀(32)을 포함한다. 전도성 핀(30, 31)의 개수가 스테이터의 슬롯의 개수에 따라, 따라서, 회전 전기 기계의 소망의 적용에 따라, 그리고, 특히 소망의 성능과 사용 가능한 공간에 따라 달라진다는 것이 이해될 것이며, 제 1 그룹의 전도성 핀(30)만큼 많은 제 2 그룹의 전도성 핀(31)이 있다는 것이 기억될 것이다.

통전 단부(33G, 34G)는 대응하는 위상의 전류 입력부 및/또는 출력부를 형성한다. 보다 정확하게는, 일 위상에 대해, 통전 핀 중 하나의 일단부(33G, 34G)는 권선의 다른 위상의 통전 핀의 일단부(33G, 34G)에 직접, 또는 상호연결 장치를 통해 연결된다. 특히 여기에서, 일 위상의 출력부는 델타 구성을 달성하기 위해 동일한 위상 시스템의 다른 위상의 입력부에 연결된다. 위상 입력부과 출력부 사이의 이러한 연결의 각각은 또한 특히, 전자 조립체(26)의 전력원 및/또는 제어 모듈에 포함된 전류원에 연결된다.

통전 단부(33G, 34G)는 각 위상 시스템에 대해 제 1 세트(36) 및 제 2 세트(37)로 그룹화되도록 전기 권선(24)을 따라 배열된다. 본 예에서 소정의 세트의 통전 단부는 슬롯의 동일한 층(Ci)에 배치된다. 예를 들어, 여기에서, 도 2 또는 도 10, 도 11, 도 12에 도시된 바와 같이, 제 1 세트(36)는 외부층(C1)에 배치된 통전 핀을 포함하고, 제 2 세트는 내부층(C4)에 배치된 통전 핀을 포함한다. 하나의 대안적인 실시예에서, 내부층(C4)에 배치된 제 1 세트의 통전 핀과, 외부층(C1)에 배치된 제 2 세트의 통전 핀을 구비하는 것이 가능하다. 중심층(C2, C3)에 통전 핀을 배치하는 것도 가능하다.

여기에 설명된 예에서, 전기 권선(24)은 3개의 위상을 각각 포함하는 2개의 시스템을 포함한다. 따라서, 여기에서 권선은 3개의 통전 단부(33G, 34G)를 각각 포함하는 2개의 제 1 세트(36) 및 2개의 제 2 세트(37)를 포함한다. 세트의 구조는 위상 시스템마다 동일하거나 상이할 수도 있다. 각 세트(36, 37)는 위상 입력부를 형성하는 적어도 하나의 통전 단부와, 위상 출력부를 형성하는 하나의 통전 단부를 포함한다. 특히, 본 예에서, 각 세트(36, 37)는 위상 입력부를 형성하는 2개의 통전 단부와 위상 출력부를 형성하는 하나의 통전 단부, 또는 위상 출력부를 형성하는 2개의 통전 단부와 위상 입력부를 형성하는 하나의 통전 단부를 포함한다. 소정의 위상 시스템의 세트에는 서로 상보적인 아키텍처를 갖는다. 예를 들어, 제 1 세트가 위상 입력부를 형성하는 2개의 통전 단부와 위상 출력부를 형성하는 하나의 통전 단부를 포함하는 경우, 제 2 세트는 그 다음에, 위상 출력부를 형성하는 2개의 통전 단부와 위상 입력부를 형성하는 하나의 통전 단부를 포함한다. 게다가, 각 세트는 상기 위상 시스템의 위상 당 하나의 통전 단부를 포함한다. 따라서, 소정의 세트에 대해, 각 통전 단부는 상이한 위상에 속한다.

도 10, 도 11 및 도 12는 스테이터의 권선의 일부가 도시된 일 실시예, 특히, 통전 단부(33G, 34G)가 연장되는 오버행의 피스의 축방향으로 위에서 본 개략도를 각각 도시한다. 이러한 예에서, 제 1 세트(36)는 위상 출력부를 형성하는 2개의 통전 단부와 위상 입력부를 형성하는 하나의 통전 단부를 포함하고, 제 2 세트(37)는 위상 입력부를 형성하는 2개의 통전 단부와 위상 출력부를 형성하는 하나의 통전 단부를 포함한다. 통전 단부는 슬롯의 동일층에 배열되므로 권선의 하나의 원주 방향으로 연장된다.

본 예시적인 실시예에서, 소정의 세트 내에서, 위상 출력부/입력부를 형성하는 단부는 원주 방향으로 교대로 있다. 다시 말해서, 2개의 위상 출력부와 1개의 위상 입력부를 포함하는 세트의 경우, 상기 위상 입력부는 위상 출력부 사이에 원주 방향으로 배치된다. 유사하게, 2개의 위상 입력부와 1개의 위상 출력부를 포함하는 세트의 경우, 상기 위상 출력부는 위상 입력부 사이에 원주 방향으로 배치된다.

바람직하게는, 통전 단부 사이의 원주 방향으로의 거리는 소정의 세트(36, 37) 내에서 동일하다.

예를 들어, 소정의 세트는 제 1 통전 핀(33) 또는 제 2 통전 핀(34)만을 포함한다. 따라서, 소정의 세트를 형성하는 통전 핀의 형상은 동일하지만, 상기 통전 핀은 위상 입력부 또는 위상 출력부를 각각 형성한다. 예를 들어, 여기에서, 도 2 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제 2 세트(37)는 내부층(C4)에 배열된 제 2 통전 핀(34)을 포함하고, 제 1 세트(36)는 외부층(C1)에 배열된 제 1 통전 핀(33)을 포함한다.

본 예에서, 슬롯은 동일한 위상에 속하는 상이한 핀의 전도성 세그먼트를 포함한다. 다시, 본 예에서, 소정의 위상의 통전 단부(33G, 34G)는 이들 관련 전도성 세그먼트(33A, 34A)가 동일한 슬롯에 배치되도록 배열된다. 소정의 위상의 상기 통전 단부(33G, 34G)는 그 다음에 반경방향으로 정렬된다. 따라서, 위상에 대해, 제 1 세트가 위상 출력부를 형성하는 통전 단부를 포함하는 경우, 제 2 세트는 위상 입력부를 형성하는 통전 단부를 포함한다.

도 10은 제 1 세트(36)가 제 3 위상의 출력부(O/Z+2)를 형성하는 통전 단부, 그 다음에 제 1 위상의 입력부(I/Z)를 형성하는 통전 단부, 그 다음에 제 2 위상의 출력부(O/Z+1)를 형성하는 통전 단부를 이 순서로 포함하는 제 1 예를 도시한다. 상기 제 1 세트(36)에 상보적인 제 2 세트(37)는 그 다음에 제 3 위상의 입력부(I/Z+2)를 형성하는 통전 단부, 그 다음에 제 1 위상의 출력부(O/Z)를 형성하는 통전 단부, 그 다음에 제 2 위상의 입력부(I/Z+1)를 형성하는 통전 단부를 이 순서로 포함한다.

델타 구성을 달성하기 위해, 통전 단부(33G, 34G)는 여기에서 예를 들면, 상호연결 트랙(38)에 의해 상호연결된다. 각 상호연결 트랙은 예를 들면, 관련 통전 단부에 용접되고, 전자 조립체(26)의 모듈과의 연결을 위한 부분을 포함할 수도 있다. 트랙(38)은 예를 들면, 전기 절연 재료로 오버몰딩되어서, 이러한 연결을 더 쉽게 만들고 트랙 사이에서, 그리고 상기 트랙과 권선의 다른 핀의 정점(30E, 31E, 32E) 사이에서 양호한 전기 절연을 보장한다.

특히, 제 3 위상의 위상 입력부(I/Z+2)를 형성하는 통전 단부는 제 2 위상의 위상 출력부(O/Z+1)를 형성하는 통전 단부에 연결되고, 제 1 위상의 위상 출력부(O/Z)를 형성하는 통전 단부는 제 2 위상의 위상 입력부(I/Z+1)를 형성하는 통전 단부에 연결되며, 제 3 위상의 위상 출력부(O/Z+2)를 형성하는 통전 단부는 제 1 위상의 위상 입력부(I/Z)를 형성하는 통전 단부에 연결된다. 도 10에서 명확하게 볼 수 있는 바와 같이, 트랙(38) 사이에서 중첩 없이 이러한 연결을 만드는 것이 가능하다.

도 11은 제 1 세트(36)가 제 2 위상의 출력부(O/Z+1)를 형성하는 통전 단부, 그 다음에 제 1 위상의 입력부(I/Z)를 형성하는 통전 단부, 그 다음에 제 3 위상의 출력부(O/Z+2)를 형성하는 통전 단부를 이 순서로 포함하는 제 2 예를 도시한다. 상기 제 1 세트(36)에 상보적인 제 2 세트(37)는 제 2 위상의 입력부(I/Z+1)를 형성하는 통전 단부, 그 다음에 제 1 위상의 출력부(O/Z)를 형성하는 통전 단부, 그 다음에 제 3 위상의 입력부(I/Z+2)를 형성하는 통전 단부를 이 순서로 포함한다.

도 10을 참조하여 위에서 설명된 바와 같이, 델타 구성은 예를 들면, 상호연결 트랙(38)에 의해 달성된다. 특히, 여기에서, 제 2 위상의 위상 입력부(I/Z+1)를 형성하는 통전 단부는 제 1 위상의 위상 출력부(O/Z)를 형성하는 통전 단부에 연결되고, 제 2 위상의 위상 출력부(O/Z+1)를 형성하는 통전 단부는 제 3 위상의 위상 입력부(I/Z+2)를 형성하는 통전 단부에 연결되며, 제 3 위상의 위상 출력부(O/Z+2)를 형성하는 통전 단부는 제 1 위상의 위상 입력부(I/Z)를 형성하는 통전 단부에 연결된다. 도 11에서 명확하게 볼 수 있는 바와 같이, 트랙(38) 사이에서 중첩 없이 이러한 연결을 만드는 것이 가능하다.

유사하게, 도 12는 제 1 세트(36)가 제 1 위상의 출력부(O/Z)를 형성하는 통전 단부, 그 다음에 제 3 위상의 입력부(I/Z+2)를 형성하는 통전 단부, 제 2 위상의 출력부(O/Z+1)를 형성하는 통전 단부를 이 순서로 포함하는 제 3 예를 도시한다. 그 다음에, 상기 제 1 세트(36)에 상보적인 제 2 세트(37)는 제 1 위상의 입력부(I/Z)를 형성하는 통전 단부, 그 다음에 제 3 위상의 출력부(O/Z+2)를 형성하는 통전 단부, 그 다음에 제 2 위상의 입력부(I/Z+1)를 형성하는 통전 단부를 이 순서로 포함한다.

상기 설명된 바와 같이, 델타 구성은 예를 들면, 상호연결 트랙(38)에 의해 달성된다. 특히, 여기서 제 2 위상의 위상 입력부(I/Z+1)를 형성하는 통전 단부는 제 1 위상의 위상 출력부(O/Z)를 형성하는 통전 단부에 연결되며, 제 2 위상의 위상 출력부(O/Z+1)를 형성하는 통전 단부는 제 3 위상의 위상 입력부(I/Z+2)를 형성하는 통전 단부에 연결되며, 제 3 위상의 위상 출력부(O/Z+2)를 형성하는 통전 단부는 제 1 위상의 위상 입력부(I/Z)를 형성하는 통전 단부에 연결된다. 도 12에서 명확하게 볼 수 있는 바와 같이, 트랙(38) 사이에서 중첩 없이 이러한 연결을 만드는 것이 가능하다.

도 9는 상기 설명된 바에 따른 권선 부분의 개략도를 도시한다. 설명을 읽기 쉽게 하기 위해, 슬롯의 개수를 제한했지만, 이하는 권선을 완성하기 위해, 당업자가 어려움 없이 확장되게 할 수 있고, 스테이터의 나머지 슬롯은 전도성 세그먼트의 스택을 또한 포함한다는 것이 이해된다. 또한, 설명을 읽기 쉽게 하기 위해, 소정의 위상의 핀은 굵게 도시되었고, 다른 위상의 핀은 속이 비치게 도시된다.

보다 정확하게는, 도 9에 도시된 전기 회로의 경우, 전류는 제 1 배향 방향으로 위상의 전류 입력부를 형성하는 제 1 통전 핀(34)의 통전 단부(34G)를 통해 권선(24)에 도입되며, 도시된 바와 같이, 제 1 축방향 단부면(29a)의 측면에 위치된다. 그 과정은 적층된 전도성 세그먼트를 통해 하나의 소정의 슬롯 상의 동일한 방향으로, 슬롯으로부터 간격(P 또는 -P)만큼 이격된 슬롯 상의 반대 방향으로 전류가 흐른다는 사실을 설명하기 위해 번호가 매겨진 화살표(Fi)를 통해 더 자세히 설명된다. 슬롯(E+P)은 제 1 배향 방향으로 사전결정된 간격(P)만큼 슬롯(E)으로부터 분리된다는 것에 유의할 것이다. 극 및 위상당 하나의 슬롯을 갖는 이중 3상 전기 권선의 본 예에서, 간격(P)은 슬롯(E)과 슬롯(E+P) 사이의 5개 슬롯의 개재에 대응한다.

전류는 제 1 축방향 단부면(29a)으로부터 제 2 축방향 단부면(29b)으로 슬롯(E) 내에 수용된 전도성 세그먼트(34A)를 통해 흐른다(화살표(F1)). 이 슬롯(E) 내에서 제 4 층(C4)의 일부를 형성하도록 배열된 이 전도성 세그먼트(34A)는 자유 단부(34F)에서 제 2 축방향 단부면(29b)의 측면에서, 자체적으로 다시 구부러지고 제 1 그룹의 핀의 전도성 핀(30)의 전도성 세그먼트(30F)의 형상과 유사하며 이 층에서 교체되는 형상을 갖는다.

통전 핀의 자유 단부(34F)는 스테이터의 제 2 축방향 단부면(29b) 아래에서, 제 2 그룹의 핀의 전도성 핀(31)의 자유 단부(31F)에 연결되며, 그 전도성 세그먼트 중 하나가 슬롯(E-P)에서 제 3 층(C3)을 차지한다. 2개의 자유 단부(34F, 31F)는 특히 반경방향으로 서로 옆에 배치되고, 접점(35)에서 전기적으로 연결되며, 이 접점은 전류가 각 슬롯에 동일한 방향으로 전도성 세그먼트를 통해 흐르게 하기 위해, 용접에 의해 생성될 수 있다. 전류의 흐름 방향은 전도성 핀에 중첩된 화살표로 나타내었다. 그 결과, 화살표(F2)로 나타낸 바와 같이 슬롯(E-P)의 제 3 층(C3)에서의 전도성 세그먼트(31B)를 통해 제 2 축방향 단부면(29b)으로부터 제 1 축방향 단부면(29a)으로 전류가 흐르게 된다.

슬롯(E-P)에서 제 3 층(C3)을 차지하는 전도성 세그먼트(31B)는 제 2 그룹의 핀에 속하는 전도성 핀(31)의 일부를 형성하고, 따라서, 이 전도성 세그먼트는 제 1 축방향 단부면(29a) 위로, 도그 레그형 접합부(31C)에 의해, 그리고 제 1 배향 방향과 반대 방향으로 슬롯(E-P)으로부터 공간(P)에 의해 분리된 슬롯(E-2P)에서 제 1 층(C1)을 차지하는 전도성 세그먼트(31A)에 의해 연장된다. 따라서, 전류는 화살표(F4)로 나타낸 바와 같이, 슬롯(E-2P)의 제 1 층(C1)에서의 전도성 세그먼트(31A)를 통해, 제 1 축방향 단부면(29a)으로부터 제 2 축방향 단부면(29b)으로 흐르게 된다.

소정의 위상에 대해, 핀이 스테이터의 전체 주변부 주위에 연속적으로 꼬아지며, 도 9의 설명을 더 읽기 쉽게 하기 위해, 상기 설명은 전류가 도 9에서 슬롯(E+P)과 슬롯(E+2P) 사이에 배치된 실선이 있는 높이에서, 스테이터 주위로 실질적으로 완전히 흐른 후에 계속된다.

본 단계에서, 권선의 연속성은 슬롯(E+2P)에서 제 1 층(C1)을 차지하는 전도성 세그먼트(31A)의 자유 단부(31F)를 슬롯(E+P)에서 제 2 층(C2)을 차지하는 전도성 세그먼트(30A)의 자유 단부(30F)에 연결함으로써 달성되며, 상기 단부(31F, 30F)는 반경방향으로 나란히 배열되고, 제 2 축방향 단부면(29b) 아래의 접점(35)에 의해 전기적으로 연결된다.

따라서, 전류는 제 1 배향 방향으로 루프를 만들고, 화살표(F3)로 나타낸 바와 같이, 제 1 그룹의 핀의 전도성 핀(30)의 전도성 세그먼트(30A)를 통해, 슬롯(E+P)의 제 2 층(C2)에서 제 2 축방향 단부면(29b)으로부터 제 1 축방향 단부면(29a)을 향해 흐르고, 그 다음에 상기 전도성 핀(30)의 도그 레그형 접합부(30C)를 통해 흐른 다음에, 상기 전도성 핀(30)의 전도성 세그먼트(30B)를 통해, 슬롯(E+2P)의 제 4 층(C4)에서, 제 1 축방향 단부면(29a)으로부터 제 2 축방향 단부면(29b)을 향해 흐른다. 상기로부터 알 수도 있는 바와 같이, 슬롯(E+2P)에서, 제 1 층(C1) 및 제 4 층(C4)을 통해 흐르는 전류가 둘 다 동일한 방향으로 흐른다.

그 다음에, 전류는 제 1 배향 방향과 반대 방향으로, 접점(35)을 통해 슬롯(E+P)의 제 3 층(C3) 내에 수용된 전도성 세그먼트(31B)로, 그 다음에 도그 레그형 접합부(31C)를 통해 슬롯(E)의 제 1 층(C1)에서 동일한 전도성 핀(31)의 전도성 세그먼트(31A)로 연속적으로 흐른다.

본 단계에서, 전류는 슬롯(E)의 제 2 층(C2)에서 연결 핀(32)의 전도성 세그먼트(32A)를 통해 제 1 배향 방향으로 제 2 축방향 단부면(29b)으로부터 제 1 축방향 단부면(29a)을 향해 접점(35)을 따라 흐르고, 그 다음에, 슬롯(E+P)의 제 3 층(C3)에서 상기 연결 핀(32)의 전도성 세그먼트(32B)를 통해 제 1 축방향 단부면(29a)으로부터 제 2 축방향 단부면(29b)을 향해 도그 레그형 접합부(32C)를 따라 흐르게 된다.

그 다음에, 권선의 연속성은 방금 설명한 대로, 제 1 층(C1)의 전도성 세그먼트로부터 제 3 층(C3)으로, 그리고 제 4 층(C4)으로부터 전도성 핀의 일부를 형성하는 도그 레그형 접합부의 측면 상의 제 2 층(C2)으로 통과함으로써, 그리고 제 2 층(C2)으로부터 제 1 층(C1)으로, 그리고 전류가 각 슬롯에서 동일한 방향으로 흐르도록 제 2 축방향 단부면(29b) 아래의 접점(35), 특히, 용접부를 통해 제 3 층(C3)으로부터 제 4 층(C4)으로 통과함으로써 달성된다.

그 다음에, 전류는 상기 설명된 바와 같이, 통전 핀의 전도성 세그먼트(33A)가 배열된 제 1 층(C1)의 슬롯(E-P) 내로 흐를 때까지 하나의 전도성 핀으로부터 다음의 전도성 핀으로 흐르게 되며, 제 1 층(C1)은 통전 단부(33G)를 통해 도시된 위상의 전류 출력부를 형성하는 통전 핀(33)의 전도성 세그먼트(33A)에 배열된다.

본 발명은 특히, 교류 발전기, 스타터-교류 발전기, 전기 모터 또는 심지어 가역 기계 분야에 적용할 수 있지만, 모든 유형의 회전 기계에도 적용될 수 있다.

물론, 상기 설명은 순전히 예로서 주어졌으며, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 다양한 요소를 임의의 다른 등가물로 교체하는 것은 상기 범위로부터 일탈하는 것을 구성하지 않는다.

Claims (10)

1. 특히, 회전 전기 기계(10)의 스테이터 또는 로터로 형성되는 능동 부분을 위한 전기 권선으로서, 상기 능동 부분은 축(X) 주위의 환형 요크(27)와, 슬롯(22)을 형성하기 위해 반경방향으로 상기 요크의 측면으로부터 연장되는 복수의 치형부(28)를 포함하는 몸체(21)를 구비하고, 상기 슬롯은 상기 몸체의 제 1 축방향 단부면(29a) 및 제 2 축방향 단부면(29b) 상으로 개방되고, 상기 전기 권선(24)은 서로 전기적으로 연결되고 적어도 하나의 전도성 세그먼트(30A, 30B, 31A, 31B, 32A, 32B, 33A, 34A)를 각각 구비하는 핀(30, 31, 32, 33, 34)의 세트를 각각 포함하는 복수의 전기 위상을 포함하는 적어도 하나의 위상 시스템을 구비하고, 상기 전도성 세그먼트는 N개의 층(Ci)을 형성하는 동일한 슬롯 내에 수용되도록 구성되고, 상기 핀의 세트는 위상 입력부 또는 출력부를 각각 형성하는 제 1 통전 핀(33) 및 제 2 통전 핀(34)을 포함하고, 각 통전 핀은 관련 전도성 세그먼트(33A, 34A)로부터 상기 슬롯 외측으로 연장되는 통전 단부(33G, 34G)를 구비하며, 위상 출력부를 형성하는 각 통전 단부(33G, 34G)는 델타 구성을 달성하기 위해 상이한 위상의 위상 입력부를 형성하는 다른 통전 단부(33G, 34G)에 전기적으로 연결되는, 상기 전기 권선에 있어서,
   N개의 층(Ci) 중 제 1 층에 배치된 다양한 위상의 통전 핀으로 형성된 제 1 세트(36)는 위상 입력부를 형성하는 적어도 하나의 통전 단부(33G, 34G)와, 위상 출력부를 형성하는 적어도 하나의 다른 통전 단부(33G, 34G)를 포함하며, 상기 제 1 층과 상이한, 상기 N개의 층(Ci) 중 제 2 층에 배치된 다양한 위상의 통전 핀으로 형성된 제 2 세트(37)는 위상 입력부를 형성하는 적어도 하나의 통전 단부(33G, 34G)와, 위상 출력부를 형성하는 적어도 하나의 다른 통전 단부(33G, 34G)를 포함하는 것을 특징으로 하는
   전기 권선.
2. 제 1 항에 있어서,
   소정의 위상에 대해, 상기 제 1 세트(36)의 각 통전 핀(33, 34)은 상기 제 2 세트(37)의 통전 핀(33, 34)과 동일한 슬롯(22)에 배열되는 것을 특징으로 하는
   전기 권선.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   적어도 3개의 제 1 단부(33G, 34G)를 포함하는 세트(36, 37)에서, 상기 위상 입력부/출력부는 상기 전기 권선의 원주를 따라 교대로 있는 것을 특징으로 하는
   전기 권선.
4. 제 3 항에 있어서,
   Z개의 전기 위상을 포함하는 위상 시스템의 경우(Z는 3 이상의 정수임), 상기 통전 핀(33, 34)은, 상기 스테이터의 원주를 따라,
   a. 상기 제 1 세트(36)의 경우: 상기 통전 단부가 제 3 위상의 출력부(O/Z+2)를 형성한 후에, 상기 통전 단부가 제 1 위상의 입력부(I/Z)를 형성한 후에, 상기 통전 단부가 제 2 위상의 출력부(O/Z+1)를 형성하며, 상기 제 2 세트(37)의 경우: 상기 통전 단부가 상기 제 3 위상의 입력부(I/Z+2)를 형성한 후에, 상기 통전 단부가 상기 제 1 위상의 출력부(O/Z)를 형성한 후에, 상기 통전 단부가 상기 제 2 위상의 입력부(O/Z+1)를 형성하거나, 또는
   b. 상기 제 1 세트(36)의 경우: 상기 통전 단부가 상기 제 2 위상의 출력부(O/Z+1)를 형성한 후에, 상기 통전 단부가 상기 제 1 위상의 입력부(I/Z)를 형성한 후에, 상기 통전 단부가 상기 제 3 위상의 출력부(O/Z+2)를 형성하며, 상기 제 2 세트(37)의 경우: 상기 통전 단부가 상기 제 2 위상의 입력부(I/Z+1)를 형성한 후에, 상기 통전 단부가 상기 제 1 위상의 출력부(O/Z)를 형성한 후에, 상기 통전 단부가 상기 제 3 위상의 입력부(I/Z+2)를 형성하거나, 또는
   c. 상기 제 1 세트(36)의 경우: 상기 통전 단부가 상기 제 1 위상의 출력부(O/Z)를 형성한 후에, 상기 통전 단부가 상기 제 3 위상의 입력부(I/Z+2)를 형성한 후에, 상기 통전 단부가 상기 제 2 위상의 출력부(O/Z+1)를 형성하며, 상기 제 2 세트(37)의 경우: 상기 통전 단부가 상기 제 1 위상의 입력부(I/Z)를 형성한 후에, 상기 통전 단부가 상기 제 3 위상의 출력부(O/Z+2)를 형성한 후에, 상기 통전 단부가 상기 제 2 위상의 입력부(I/Z+1)를 형성하는 순서로 배치되는 것을 특징으로 하는
   전기 권선.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 통전 핀(33, 34)은 에지층에 배치되는 것을 특징으로 하는
   전기 권선.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   소정의 위상 시스템에 대해, 상기 제 1 세트(36)의 통전 핀(33, 34)은 상기 제 2 세트(37)의 통전 핀의 형상과 상이한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는
   전기 권선.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 통전 핀(33, 34) 이외의 상기 핀(30, 31, 32)은 2개의 전도성 세그먼트로 각각 형성되고, 상기 전도성 세그먼트는 상기 몸체(21)의 제 1 축방향 단부면(29a)으로부터 연장되는 단부들 중 하나의 단부에서 서로 연결되고, 상기 몸체의 제 2 축방향 단부면(29b)으로부터 연장되는 단부들 중 다른 단부에서 다양한 핀에 연결되고, 상기 하나의 단부는 제 1 단부로 지칭되고, 상기 다른 단부는 제 2 단부로 지칭되며, 상기 통전 핀의 제 1 단부(33G, 34G)는 상기 제 1 축방향 단부면(29a)으로부터 연장되는 것을 특징으로 하는
   전기 권선.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 전기 권선은 제 1 그룹의 전도성 핀(30)과, 제 2 그룹의 전도성 핀(31)과, 연결 핀(32)을 포함하고, 상기 제 1 그룹의 전도성 핀(30)의 전도성 세그먼트(30A, 30B)는 적어도 하나의 중간층에 의해 서로 분리된 2개의 별개의 층에 각각 배치되고, 상기 제 2 그룹의 전도성 핀(31)의 전도성 세그먼트(31A, 31B)는 적어도 하나의 중간층에 의해 서로 분리된 2개의 별개의 층에 각각 배치되며, 상기 제 1 그룹의 전도성 핀을 포함하는 층은 상기 제 2 그룹의 전도성 핀을 포함하는 층과 별개이고, 상기 연결 핀(32)은 상기 제 1 그룹의 전도성 핀이 상기 제 2 그룹의 전도성 핀에 연결되게 하는 것을 특징으로 하는
   전기 권선.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   각각의 세트(36, 37)는 상기 위상 시스템의 위상당 하나의 통전 단부(33G, 34G)를 포함하는 것을 특징으로 하는
   전기 권선.
10. 특히 스테이터 또는 로터로 형성되고, 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 전기 권선(24)을 포함하는 능동 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는
    회전 전기 기계.

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