KR20220053568A - 전기 기계, 전기 기계 및 전기 기계 그룹을 제조하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

전기 기계를 제조하기 위한 방법. 하나 이상의 매개변수들 및 가격 범주에 따른 기계의 정의된 구성으로부터 진행하며, 매개변수들은 하나 이상의 권선(들)에서 시간 경과에 따른 평균 전류 밀도의 최대값에 해당하고, 권선의 디자인은 많은 정의된 디자인들에서 할당되고, 여기서 디자인들은 특히 구리로 만든 주조 권선, 구리 합금으로 만든 주조 권선, 알루미늄으로 만든 주조 권선, 알루미늄 합금으로 만든 주조 권선, 마그네슘으로 만든 주조 권선, 전도성 플라스틱 재료로 만든 주조 권선, 절연 시스템을 포함한다. 여기서 절연 시스템의 디자인이 선택되는 목록은 180°C 열 등급, 250°C 열 등급 및 300° 열 등급의 절연 시스템들을 포함한다. 냉각 시스템은 공냉 시스템, 직접 수냉 시스템, 간접 수냉 시스템의 디자인들 또는 이러한 디자인들의 하위 그룹(subselection)중에서 선택된다.

Description

전기 기계, 전기 기계 및 전기 기계 그룹을 제조하기 위한 방법 및 장치

본 발명은 기계 공학 및 제조 공학의 분야이며, 특히 적층 코어(laminated cores) 및 전기 권선(electrical windings)을 포함하는 전기 기계의 제조 방법, 및 전기 기계에 관한 것이다.

일반적으로 전기 모터 또는 발전기와 같은 전기 기계에는 적층 코어와 권선된(wound) 전기 코일이 마련된다. 이 경우 자기장을 발생시키기 위해 가요성 도체(flexible conductors)로 만들어진 전기 코일이 적층 코어 부분에 권선된다. 이때 원형 와이어(round wire)가 종종 사용되는데, 이는 스트랜드 형상의 전도체(a strand-shaped electrical conductor)이다. 일반적으로 권선이라고 하며 단면은 원형이고, 다층으로 권선되어 코일을 형성한다. 단면(cross section)은 도체의 스트랜드 형상에 의해 미리 결정된 전도체의 길이방향(longitudinal direction)에 공간적으로 수직하도록 배향된 단면표면(sectional surface)을 지칭하는 것으로, 길이방향은 스트랜드와 실질적으로 평행한 배향(orientation)을 갖는다. 도체 단면 부분으로써 실제 사용 가능한 재료에 의해 코일이 사용할 수 있는 공간은 제한되는데, 일반적으로 사용 가능한 공간은 전류 전도에 완전히 활용될 수 있는 이상적인 값의 30%에서 55% 사이이다.

이러한 전기 기계의 제조에 있어서 규모의 경제(economies of scale)를 활용하기 위해 다양한 형태의 전기 기계용 전기 코일이 이미 제안되어 있다. 이 과정에서 회전자(rotor), 고정자(stator), 적층 코어 및 기타 부품의 비용을 가능한 줄이기 위해, 코일은 다양한 형태(variants)로 제조할 필요가 있다.

지금까지, 전력 또는 토크 등급(class)과 같은 전기 기계에 부여된 개별 요구 조건(requirement)은 일반적으로 개별 요구 사항이 충족되도록 전기 기계의 길이 또는 직경을 수정하거나 조정하여 구현되었다. 또한 전력은 또한 전력 전자(power electronics)를 조절하여 조정될 수 있다. 기계의 하드웨어 구성 요소(hardware components)는 최대 전류 밀도 및 관련 열 발산 요구 조건에 맞게 마련되어야 하기 때문에, 대부분의 경우에 크기가 너무 커진다(oversized). 다른 개별 요구 조건으로는, 예를 들어, 열 등급, 냉각 시스템 또는 전기 기계의 가격과 관계되며, 수치(numerical value)와 관련하여 가격 범주에서 가격을 할당할 수 있다.

어떤 경우에는 전기 권선에 사용할 수 있는 공간을 가능한 완전히 채우기 위해, 도체의 단면을 원하는 대로 마련하고 또한 권선의 외부 모양을 형성할 수 있 주조된 금속 코일(cast metal coils)이 이미 제안되어 있다. 주조 코일(cast coil)을 사용함으로써, 전기 기계의 회전축과 직교하며(orthogonally) 바깥쪽으로 확장된 설치 공간이 최적으로 활용될 수 있다. 이러한 코일을 따라 도체 단면의 크기가 일정하게 유지될 경우, 도체의 단면 형상은 코일의 공간의 사용 및 열 분포를 최적화하기 위해 코일 축을 따라 변경될 수 있다. 이는 코일 내에서 더 높은 수준의 효율과 더 높은 전류 밀도를 허용한다.

종래 기술의 배경에 대해, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 개별 요구 조건과 관련하여 가능한 가장 간단한 방식으로 전기 기계를 마련할 수 있는 전기 기계 제조 방법을 제공하는 것이다.

이러한 과제는 청구항 1에 따른 발명의 특징에 의해 해결된다. 청구항 1항의 종속 청구항들은 전기 기계를 제조하기 위한 방법의 가능한 구성에 관한 것이다. 또한 본 발명은 청구항 7항에 따른 전기 기계 제조를 위한 장치 및 청구항 8항 또는 청구항 8항에 종속하는 청구항 중 하나에 따른 전기 기계에 관한 것이다.

청구된 방법은 적층 코어 및 적층 코어의 티스(tooth)를 각각 둘러싸는 하나 이상의 권선을 포함하는 전기 기계의 제조에 관한 것이다. 이러한 방법에서 제조될 전기 기계의 정의된 적층 코어를 포함하는 기계의 정의된 구성으로부터 진행하고(proceeding), 권선의 디자인은 매개변수들 중 하나 이상에 따른 다수의 정의된 디자인들 및 가격 범주로부터 할당된다. 이때 매개변수들은 하나 이상의 권선에서 시간 경과에 따른 평균 전류 밀도의 최대값에 대응하는 최대 토크 및 최대 전력 및 최소 냉각 전력(minimal cooling power)을 포함한다. 디자인들은 특히 구리로 만든 주조 권선(cast winding), 구리 합금으로 만든 주조 권선, 알루미늄으로 만든 주조 권선, 알루미늄 합금으로 만든 주조 권선, 마그네슘으로 만든 주조 권선, 전도성 플라스틱 재료로 만든 주조 권선, 선택적으로 와이어에 감긴 권선, 절연 시스템(insulating system)을 포함한다. 절연 시스템의 디자인이 선택되는 목록은 시스템은 180°C 열 등급(thermal class), 250°C 열 등급 및 300°C 열 등급의 절연 시스템들을 포함한다. 하나 이상의 권선(들)이 연결되는 냉각 시스템은 공냉 시스템(an air cooling system), 직접 수냉 시스템(a direct water cooling system), 간접 수냉 시스템(an indirect water cooling system)의 디자인들 또는 이러한 디자인들의 하위 그룹(subselection)중에서 선택된다.

공냉 시스템은 기계 작동 중에 권선에서 발생할 수 있는 열을 발산하는 공기 흐름을 냉각 덕트(ducts) 또는 냉각 핀과 같은 냉각 구조물(cooling structures)에 공급하도록 마련된다. 공냉 시스템은 예를 들어 팬(fan)을 사용하여 구성될 수 있으며 팬에 의해 생성된 공기 흐름을 냉각 구조물로 안내 하는 파이프 및/또는 튜브와 같은 다른 연결 요소(connection elements) 또한 포함할 수 있다. 냉각 구조물에서 가열된 공기는 예를 들어 열 교환기 또는 주변 환경으로 방출될 수 있다.

수냉 시스템(water cooling system)은 냉각 구조물, 예를 들어 냉각 덕트 또는 냉각 핀에 물을 공급하여 물이 이를 통해 흐르며 기계 작동 중에 권선에서 발생할 수 있는 열을 발산할 수 있도록 마련되었다. 수냉 시스템은 예를 들어 펌프를 사용하여 구성될 수 있고 또한 펌프에 의해 생성된 물의 흐름을 냉각 구조로 안내하는 파이프 및/또는 튜브와 같은 다른 연결 요소도 포함할 수도 있다. 냉각 구조물에서 가열된 물은 예를 들어 열 교환기로 방출될 수 있다.

직접 수냉(direct water cooling)은 권선의 냉각 구조물, 예를 들어 냉각 덕트 또는 냉각 핀에 물을 공급하도록 마련되었다.

간접 수냉(Indirect water cooling)은 다른 구성 요소, 즉 권선과 다른 구성 요소, 예를 들어 전기 기계의 적층 코어 또는 권선에 열적으로(thermally) 연결된 베어링 또는 하우징과 같은 전기 기계의 다른 부품들(parts)에 물을 공급하도록 마련되었다. 따라서 기계 작동 중에 축적된 열이 발산될 수 있다.

예를 들어, 컴퓨터 프로그램을 사용하는 데이터 처리 시스템 또는 유선 자동 컨트롤러(hard-wired automatic controller)에 의해 수행되는 전기 기계의 매개변수들을 입력한 후에 권선에 사용되는 재료는 선택될 수 있다. 사용될 전기 권선을 구성하는 재료는 예를 들어 데이터베이스 또는 제어 장치 내의 단순 메모리 장치에 있는 전기 기계의 다양한 요구 매개변수들(requirement parameters)에 대해 각각의 경우에 할당될 수 있다.

이러한 방법에서, 효율적인 비용의 권선을 선택하여 무엇보다도 가장 효율적인 비용의 기계를 구성할 수 있으며 데이터 처리 장치(data-processing apparatus)는 이 기계가 규정된(stipulated) 전기 및 기계적 요구 조건들을 충족하는지 여부를 결정할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 권선은 다음으로 가장 효율적인 구성으로 교체될 수 있으며 이 구성은 전기 및 기계적 성능과 관련하여 계산될 수 있다. 이러한 방식으로 각 경우에 구성된 기계는 모든 요구 조건들이 충족될 때까지 기존 요구 조건들과 비교될 수 있으며, 이 경우 기계에 대해 가능한 가장 적은 비용이 선택된다. 이 경우, 선택된 각각의 개별 권선들은 동일한 기하학적 치수를 가지며, 재료 선택과 예를 들어 도체의 단면 형상의 선택에 있어서만 다르다. 이러한 경우 특수한 조건을 충족시키기 위해 주조 코일 외에 명시된 재료로 구성된 권선 코일(wound coils)을 선택할 수 있고, 또한 명시된 냉각 구조물에서 선택할 수도 있다.

방법의 한 실시예로써, 구리 또는 구리 합금으로 만들어진 하나 이상의 주조 권선(들)에서 시간 경과에 따른 허용 평균 전류 밀도(permissible mean current density)는 적어도 1분, 바람직하게는 적어도 10분, 보다 바람직하게는 적어도 1시간, 더욱 바람직하게는 적어도 1일의 기간(a time period)을 기준으로,

-공냉 시스템에 연결된 경우 최대값이 10A/mm² 이상, 바람직하게는 12A/mm² 이상이며,

-간접 수냉 시스템에 연결된 경우 최대값이 20A/mm² 이상, 바람직하게는 24A/mm²이상이며,

-직접 수냉 시스템에 연결된 경우 최대값이 60A/mm² 이상의 값을 가질 수 있다.

전류밀도는 전기 전도체의 단면적을 기준으로 전도체의 길이방향(longitudinal direction)으로 흐르는 전류를 의미한다. 전기 저항을 갖는 전도체에서, 발생되는 전력 손실, 즉 발생되는 열은 전류 밀도의 제곱에 비례한다. 전류는 예를 들어 직류 또는 교류일 수 있다. 예를 들어 교류에 있어서, 전류는 당업자에게 공지된 유효값(effective value)에 의해 표시될 수 있다. 교류의 경우 시간 경과에 따른 표시된 평균 전류 밀도 값은 전류의 유효값을 통해 확인된 값에 관한 것이다.

실제로 발생되는 열은 전류 밀도가 전도체에서 발생하는 지속 시간(duration)에 의해 결정된다. 일정 기간(time period)을 고려할 때, 시간 경과에 따른 평균 전류 밀도로 생성된 열에 대한 설명은 이러한 목적에 도움이 될 수 있다. 시간 경과에 따른 평균 전류 밀도는 일정 시간을 기준으로 시간 경과에 따른 전류 밀도의 평균에 관한 것이다. 전류 밀도는 관련 기간, 예를 들어 1분, 10분, 1시간 또는 1일의 기간이 지남에 따라 평균화된다. 예를 들어, 이를 수행하기 위해, 전류 밀도는 이 기간 동안 수학적으로 통합될 수 있으며(integrated) 이러한 수학적 통합의 결과는 기간의 지속 시간(duration)으로 나눠 질 수 있다

여기서, "시간 경과에 따른 허용 평균 전류 밀도(permissible mean current density)"는 시간 경과에 따른 허용 평균 전류 밀도의 값 또는 레벨이 권선, 기계 및/또는 기계의 부품(parts)에 손상(damage)을 입히지 않는 것을 의미한다. 이때 손상은 예를 들어 기계의 의도된 사용 기간에 도달하지 못하게 하거나 당업자에게 알려진 관련 기술 표준에 명시된 허용될 수 없는 위험에 기여한다.

이러한 방법의 다른 실시예로써, 절연 시스템의 180°C 열 등급(thermal class)을 위해 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 하나 이상의 주조 권선(들)에서 시간 경과에 따른 허용 평균 전류 밀도는 적어도 1분, 바람직하게는 적어도 10분, 보다 바람직하게는 적어도 1시간, 더욱 바람직하게는 적어도 1일의 기간을 기준으로,

-공냉 시스템에 연결된 경우 최대값이 6A/mm² 이상, 바람직하게는 7A/mm² 이상이고,

-간접 수냉 시스템에 연결된 경우 최대값이 12A/mm² 이상, 바람직하게는 14A/mm² 이상이고,

-직접 수냉 시스템에 연결된 경우 최대값이 35A/mm² 이상이다.

이러한 방법의 또 다른 실시예로써, 절연 시스템의 250°C 열 등급(thermal class)을 위해 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 하나 이상의 주조 권선(들)에서 시간 경과에 따른 허용 평균 전류 밀도는 적어도 1분, 바람직하게는 적어도 10분, 보다 바람직하게는 적어도 1시간, 더욱 바람직하게는 적어도 1일의 기간을 기준으로,

-공냉 시스템에 연결된 경우 최대값이 7A/mm² 이상, 바람직하게는 15A/mm² 이상이며,

-간접 수냉 시스템에 연결된 경우 최대값이 14A/mm² 이상, 바람직하게는 25A/mm² 이상이며,

-직접 수냉 시스템에 연결된 경우 최대값이 45A/mm² 이상이다.

이러한 방법의 또 다른 실시예로써, 절연 시스템의 300°C 열 등급(thermal class)을 위해 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 하나 이상의 주조 권선(들)에서 시간 경과에 따른 허용 평균 전류 밀도는 적어도 1분, 바람직하게는 적어도 10분, 보다 바람직하게는 적어도 1시간, 더욱 바람직하게는 적어도 1일의 기간을 기준으로,

-공냉 시스템에 연결된 경우 최대값이 8A/mm² 이상, 바람직하게는 17A/mm² 이상이며,

-간접 수냉 시스템에 연결된 경우 최대값이 16A/mm² 이상, 바람직하게는 30A/mm² 이상이며,

-직접 수냉 시스템에 연결된 경우 최대값이 56A/mm² 이상이다.

전술한 방법에 따른 전기 기계를 제조하기 위해, 본 발명은 또한 적층 코어 및 적층 코어의 티스(tooth)를 각각 둘러싸는 하나 이상의 권선을 포함하는 전기 기계 제조를 위한 장치에 관한 것일 수 있다. 이러한 장치는 데이터 처리 유닛(data-processing unit)을 포함한다. 데이터 처리 유닛은 동일한 외부 치수를 갖는 권선의 복수의 상이한 디자인들이 저장되는 메모리 장치를 구비한다. 또한 데이터 처리 유닛은 하나 이상의 주조 권선(들)에서 시간 경과에 따른 평균 전류 밀도의 최대값에 대응하는 최대 토크, 최대 전력 및 최소 냉각 전력(minimal cooling power)의 매개변수 중 하나 이상 및 가격 범주를 감지한다(detect). 또한 데이터 처리 유닛은 메모리 장치에 저장된 디자인들 중 하나를 기계의 정의된 구성으로부터 진행하는(proceeding) 권선(들)에 할당한다. 기계는 정의된 적층 코어를 포함하고, 특히 디자인들은 구리로 만들어진 주조 권선, 구리 합금으로 만든 주조 권선, 알루미늄으로 만든 주조 권선, 알루미늄 합금으로 만든 주조 권선, 마그네슘으로 만든 주조 권선, 전도성 플라스틱 재료로 만든 주조 권선, 선택적으로 와이어에서 감긴 권선, 절연 시스템을 포함한다. 절연 시스템의 디자인이 선택되는 목록은 시스템은 180°C 열 등급(thermal class), 250°C 열 등급 및 300°C 열 등급의 절연 시스템들을 포함한다. 하나 이상의 권선(들)이 연결되는 냉각 시스템은 공냉 시스템(an air cooling system), 직접 수냉 시스템(a direct water cooling system), 간접 수냉 시스템(an indirect water cooling system)의 디자인들 또는 이러한 디자인들의 하위 그룹(subselection)중에서 선택된다.

본 발명은 또한 적층 코어 및 적층 코어의 티스를 각각 둘러싸는 하나 이상의 권선을 포함하는 전기 기계에 관한 것이다. 적층 코어의 티스들 중 적어도 하나, 특히 복수 또는 전체 티스들은 각각 슬라이딩식 권선(slid-on winding)을 위한 유지 장치(retaining device)를 포함한다. 권선이 티스로(onto the tooth) 슬라이딩한 후 유지 장치는 차단 위치(a blocking position)로 이동될 수 있고 티스에서 권선의 변위 및/또는 운동을 방지한다.

이러한 목적을 위해, 예를 들어 유지 장치는 바(bar)를 포함할 수 있다. 바는 관련 티스(relevant tooth)의 윤곽(contour)밖으로 접히거나 슬라이딩 되어 티스의 홈(recess)에서 차단 위치로 이동한다.

유지 장치는 사전 제작된, 특히 주조된, 코일을 기계의 적층 코어의 코어 티스들(core teeth)에 간단한 방식으로 슬라이딩하는 것을 가능하게 하며, 결과적으로 코일은 효과적이고 기계적으로 고정될 수 있다. 또한, 이러한 유지 장치는 전기 권선을 유지하는 데 사용 된다. 예를 들어 디자인에 관계없이 전기 코일을 배치하기 위해 적층 코어에 대한 구조적인 조정(structural adaptations)이 필요하지 않도록 전기 권선은 선택적으로 권선될 수 있다.

본 발명은 또한 적층 코어 및 적층 코어의 티스를 각각 둘러싸고 있는 하나 이상의 권선을 포함하는 전기 기계에 관한 것이다. 추가로 또는 대안적으로 유지 장치에 대해, 전기 기계는 하나 이상의 주조 권선들이 냉각 구조물들(cooling structures)을 포함하는 주조 권선들인 것을 특징으로 한다.

냉각 구조물은 예를 들어 냉각 덕트 또는 냉각 핀일 수 있다. 냉각 핀은 예를 들어 주조될 수 있고, 덕트는 예를 들어 주조(casting)중 또는 마무리(finishing)에 의해 만들어질 수 있다.

또한, 본 출원은 동일한 구조의 적층 코어가 마련된 전기 기계 그룹, 특히 발전기 및/또는 모터에 관한 것이다. 적층 코어의 티스를 각각 둘러싸는 권선이 기계에 마련된다. 본 발명에 따른 권선의 디자인에서 적어도 상이한 두 개의 기계에 의해 과제는 해결된다.

이 경우, 상이한 권선들은 상이한 주조 권선들 및 와이어로부터 감겨진 권선들에서 선택될 수 있다. 특히, 여기서 모든 권선들은 또한 주조 권선들일 수 있으며, 이때 권선들은 예를 들어 사용되는 재료 또는 다른 코일의 매개변수에 있어 서로 다르다. 일반적으로, 주조될 수 있는 전도성 재료(conductive materials)가 사용된다.

상이한 권선(differing windings)은 특히 하기 디자인들 또는 하기 디자인들의 하위 그룹(subselection)에서 선택될 수 있다: 구리로 만든 주조 권선, 제1 구리 합금으로 만든 주조 권선, 제2 구리 합금으로 만든 주조 권선, 알루미늄으로 만든 주조 권선, 제1 알루미늄 합금으로 만든 주조 권선, 제2 알루미늄 합금으로 만든 주조 권선, 마그네슘으로 만든 주조 권선, 전도성 플라스틱 재료로 만든 주조 권선, 선택적으로 와이어로부터 감겨진 권선.

동일한 적층 코어를 사용함으로써, 동일한 외형(outer shape)을 갖는 권선은 상이한 전력 데이터를 갖는 상이한 전기 기계에 사용될 수 있다. 그 결과 다양하게 사용 가능한 권선들 중에서 특별히 선택하여 개별 기계의 전력 요구 조건을 충족하면서, 더 많은 수의 기계에 대해 적층 코어를 더욱 효율적인 비용으로 제조할 수 있다. 이 경우 개별 권선들은 동일한 기하학적 외형을 가짐으로써 모든 권선들은 적층 코어의 동일한 티스들에 각각 적용될 수 있으며, 다양한 권선들은 예를 들어 다른 재료 선택으로 인해 달라진다. 그 결과, 제1 기계가 제1 전력 요구 조건들(first power requirements)을 충족시키는 동안 제 2 및/또는 추가 기계(additional machine)가 제1 전력 요구 조건들과 상이한 제2 전력 요구 조건들(second power requirements)을 충족시키는 기계 그룹이 제조될 수 있다.

냉각 구조물들(cooling structures)은 권선들의 상부 또는 내부에 있을 수 있다. 냉각 구조물들은 예를 들어 냉각 덕트들 및/또는 냉각 핀들로 마련될 수 있다. 냉각 덕트들 및/또는 냉각 핀들이 외부 냉각 구조물들인 경우 권선을 선택할 때 필요한 공간이 고려된다. 일반적으로 냉각 구조물들이 있는 경우 냉각 구조물들에서 얻을 수 있는 전력의 증가가 권선의 선택 시 고려된다. 따라서 냉각 구조물들의 존재 여부와 디자인 방식은 또 다른 매개변수를 구성한다. 이때 매개변수는 냉각구조물들이 존재 할 경우, 권선들의 선택과 함께 조정될 수 있으며 생산 방법에서 고려될 수 있다.

권선을 변경하고 각 경우에 적합하고 가능한 한 효율적인 비용의 권선을 선택하여 그룹의 상이한 기계들의 개별 요구 조건들은 특히 효율적인 비용의 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어 특히 높은 전력 요구 조건 및 낮은 열 손실과 함께 높은 전류 전달 용량(high current-carrying capacity)이 필요한 경우, 구리 또는 구리 합금으로 만든 권선이 선택될 수 있다. 특히 가능한 가장 순수한 구리를 사용하는 경우, 특히 낮은 전기 저항이 발생하고 높은 전류 강도(high current intensity)를 갖는 전류를 전도하는 옵션이 마련된다. 전력 요구 조건이 낮은 경우, 예를 들어 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용할 수 있으므로 비용을 절감할 수 있다. 각 금속을 순수한 형태로 사용하는 것은 특별한 요구 조건이 존재할 경우에 의미가 있을 수 있다. 다만, 합금을 사용하면 금속을 단순화된 방식으로 처리할 수 있으므로 단순하고 강력한 처리 작업(robust processing operations)이 가능하다. 이 경우 사용될 수 있는 권선들의 기하학적 외형은 원칙적으로 재료 선택의 모든 변형(variants)에 대해 동일할 수 있다.

여기서, 본 발명의 특정 실시예는 상이한 권선들(differing windings)이 하기 디자인들로부터 선택됨으로써 마련될 수 있다: 구리로 만든 주조 권선, 제1 구리 합금으로 만든 주조 권선, 제2 구리 합금으로 만든 주조 권선. 따라서, 지속적으로 높은 전기 요구 조건을 갖는 기계 그룹에서 기계의 전기적인 성능 차이는 다양한 구리 재료들로 사용함으로써 얻어 질 수 있다.

본 발명의 다른 실시예는 상이한 권선들이 하기 디자인으로부터 선택됨으로써 마련될 수 있다: 알루미늄으로 만든 주조 권선, 제1 알루미늄 합금으로 만든 주조 권선, 제2 알루미늄 합금으로 만든 주조 권선. 이러한 방식으로, 가능한 한 효율적인 비용으로 제조할 수 있는 전기 기계 그룹에서 개별 기계에 부여된 다양한 요구 조건은 다양한 알루미늄 재료 형태의 권선 재료를 사용하여 충족될 수 있다.

특히 특별한 응용을 위한 다른 실시예들은 적어도 하나의 권선이 마그네슘으로 주조된 권선 또는 전도성 플라스틱 재료로 주조된 권선으로부터 마련될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 유리하게는 상이한 권선들이 하기 디자인들로부터 선택됨으로써 마련될 수 있다: 구리 합금으로 만든 주조 권선, 알루미늄 합금으로 만든 주조 권선, 선택적으로 와이어로부터 감겨진 권선. 권선을 구성할 때, 한 기계의 구리 재료 또는 구리 함유 재료(copper-containing materials)를 다른 기계의 알루미늄 함유 재료(aluminium-containing materials)와 결합할 수 있다. 따라서 개별 전기 기계들의 매우 다양한 요구 조건들이 간단한 방법으로 한 기계 그룹에서 충족될 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 상이한 권선들은 절연 시스템(insulating systems)을 포함할 수 있으며, 절연 시스템의 디자인이 선택되는 목록은 하기 열 등급들(thermal classes)의 절연 시스템들을 포함한다: 180°C 열 등급, 250 °C 열 등급 및 300°C 열 등급. 절연 시스템들이 열 등급으로 분류되는 것은 당업자에게 알려져 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 상이한 권선들은 냉각 시스템에 연결될 수 있고, 냉각 시스템은 하기 디자인들로부터 선택 될 수 있다: 공냉 시스템(air cooling system), 직접 수냉 시스템(direct water cooling system), 간접 수냉 시스템(indirect water cooling system)

이하에서, 본 발명은 도면의 실시예에 기초하여 도시되고 순차적으로 설명될 것이다.
도 1은 티스 및 티스로 슬라이딩 될 수 있는 권선의 윤곽을 포함하는 전기 기계의 적층 코어를 통한 개략적인 단면도이다.
도 2a는 전기 권선을 통한 개략적인 종단면도이다.
도 2b는 냉각 덕트들을 포함하는 전기 권선을 통한 개략적인 종단면도(longitudinal section)이다.
도 2c는 냉각 핀들을 포함하는 전기 권선의 개략적인 측면도이다.
도 3은 또 다른 전기 권선을 통한 종단면도이다.
도 4는 전기 기계의 제조 방법을 개략적으로 도시한다.
도 5는 전기 기계를 제조하기 위한 장치를 도시한다.
도 6은 3개의 상이한 전기 기계를 통한 단면도이다.
도 7은 권선용 유지 장치를 포함하는 적층 코어의 티스를 도시한다.

도 1은 전기 기계의 적층 코어(1)를 통한 단면도로써, 적층 코어(1)의 둘레에 다수의 티스들(2, 3)이 도시되어 있다. 적층 코어의 각 티스(2, 3) 사이에는 개별 티스(2, 3)을 각각 둘러싸고 있는 전기 권선(4)을 위한 공간이 있다. 권선에 사용할 수 있는 티스(3) 주변의 공간은 점선(5, 6)으로 정의되고, 음영 처리 되어 참조 부호 7로 표시된다. 전기 기계에 높은 전력 요구 조건이 있는 경우, 이 공간(7)은 가능한 한 효율적으로 활용되어야 한다. 즉, 이 공간에서 가능한 최대 전류 밀도를 달성 해야한다. 이를 위해서, 공간은 고전도성 전도체(highly conductive electrical conductor)를 사용하여 특정 고비율로 채워야한다. 이러한 요구 조건은 특히 주조 코일에 의해 충족될 수 있다. 전력 요구 조건이 낮은 전기 기계의 경우, 기존 코일이 스트랜드 형상의 가요성 도체(flexible conductor)를 사용하여 티스(3) 주위에 권선 될 수 있다.

도 2a는 주조 코일(4')을 통한 예시적인 종단면도이다. 나선형 도체(helical conductor)(10)의 단면의 연장(extenstion)은 코일(4')의 반경 방향(radial direction)으로는 확대되고(enlarging), 코일(4')의 제1 단부(the first end)(8)로부터 제2 단부(the second end)(9)를 향하는 축(11)과 평행한 방향으로는 축소된다(reducing). 이는 가변되는 단면(variable cross section)을 갖는 도체의 일 실시예로서, 코일을 따라 일정한 단면을 갖는 도체의 사용도 마찬가지로 가능하다. 도 2에 도시된 배치(arrangement)에서, 도체(10)의 일정한 단면적은 코일을 따라 나타나므로, 전류 전달 용량은 전체 코일에서 일정하게 유지된다. 따라서 코일의 열 손실에 대한 최적의 열 분포(heat distribution)를 얻을 수 있다.

주조 코일(4')을 구성하는 도체(10)의 재료는 기계의 전기적 요구 조건 및 전기 기계의 가격 요구 조건 및 기타 요구 조건, 예를 들어 기계적 요구 조건들(mechanical requirements)에 따라 선택될 수 있다. 예를 들어, 순수한 구리 또는 알루미늄 또는 구리 합금, 알루미늄 합금, 마그네슘 또는 기타 금속 합금이 선택될 수 있다. 전도성 플라스틱 재료는 또한, 특히 특수 응용 분야에서도 고려될 수 있다.

도 2b는 도 1과 동일한 단면을 도시한다. 여기에서 주조 권선(4')은 냉각제(clooant)가 흐를 수 있는 냉각 덕트(27)를 포함한다. 냉각 덕트(27)는 주조 시 또는 마무리(finishing)에 의해 생성될 수 있다. 도시된 예에서 냉각 덕트들은 인접한 권선들의 평평한 면(flat sides)에 있는 홈(recesses)에 의해 구현되며 이에 따라 권선들 사이로 확장된다. 다만, 냉각 덕트들은 예를 들어 권선 내부에 있을 수도 있다.

도 2c는 권선(4')의 평면도이고, 도 2a 및 2b와 관찰 방향은 동일하다. 주조 권선(4')의 외부면(outer face)에서는 중첩된 권선들을 볼 수 있다. 이러한 외부 면에서, 주조 냉각 핀(cast-on cooling fins)(28)을 권선(4')에서 볼 수 있다. 도시된 외부 면은 일반적으로 인접한 권선(4')과 마주보지(face) 않고 냉각 핀(28) 설치에 필요한 여분의 공간은 인접한 티스들 사이의 공간을 사용하지 않기 ?문에, 도시된 외부 면은 냉각 핀(28)을 마련하는데 특히 적합하다.

도 3은 와이어 형상의 도체에 감긴 코일(4'')의 종단면도이다. 도체의 둥근 단면으로 인해 코일의 개별 권선들 사이에는 공간이 명확히 존재하며, 이 공간들은 코일의 전기적 성능을 제한한다. 그럼에도 불구하고 이러한 유형의 코일은 가격을 고려한 특정 전력 요구 조건에서 최적화될 수도 있다.

도 4는 전기 기계를 제조하는 방법을 개략적으로 도시한 것이다. 제1 단계(first method step)(12)에서는 기계의 전기적 요구 조건들 및 선택적으로 기계적 요구 조건들 및 가격 요구 조건들이 확인되어 데이터 처리 장치에 기록된다. 제2 단계(13)에서는 이러한 정보들과 주어진(given) 전기 기계의 디자인을 갖는 코일의 고정된 외부 윤곽(a fixed outer contour)으로부터, 주어진 요구 조건들을 충족할 수 있는 코일의 유형 및 코일의 전도성 재료가 결정된다. 이어서, 다른 단계(14)에서는 결정된 유형에 따른 다수의 코일을 제조하고, 단계(15)에서는 다수의 코일이 적층 코어와, 선택적으로는 제조될 전기 기계의 적층 코어의 티스들에 적용되고 접촉된다.

도 5는 전기 기계를 제조하기 위한 장치를 개략적으로 도시한 것이다. 참조 부호 16은 입력 장치(input device)를 나타내고, 입력 장치에 의해 전기적, 기계적 및 가격 요구 조건들이 제조될 전기 기계에 기록될 수 있다. 전기 기계의 유형은 사용될 전기 코일의 유형에 도달할 때까지 상세하게 특정될 수 있다.

참조 부호(17)는 데이터 처리 장치를 나타내고, 데이터 처리 장치는 프로세서 유닛(processor unit)(18)을 포함하며, 프로세서 유닛(18)은 제조될 코일들의 매개변수를 데이터베이스(19)에 의해 입력 유닛(16)으로부터 나온 입력 데이터에 할당한다. 구체적으로, 도체들의 재료 및 선택적으로(optionally) 도체들의 단면 형상 및/또는 냉각 구조물 또한 제조될 코일에 할당된다. 그 다음 프로세서 유닛(18)은 제조될 코일의 데이터를 출력 유닛(output unit)(20)으로 전달한다. 출력 유닛(20)은 전기 기계용 자동 생산 장치의 일부(part)로 이미 구성되어 있을 수도 있고, 창고에서 적합한 코일을 선택하거나 자동으로 적합한 코일을 제조하는 방식으로 제어할 수 있다.

도 6은 실시예로서 3개의 전기 기계들의 그룹, 특히 전기 모터들(electric motors)을 도시하며, 그 중 제1 기계(21)는 도시된 원형의 구리 와이어로 만든 권선을 포함하고, 제2 기계(22)는 주조 구리 코일을 포함하고, 제3 기계는(23) 주조 알루미늄 코일을 포함한다. 세 기계의 코일은 모두 동일한 외부 치수를 가지며 적층 코어에도 동일하게 적용된다.

제1 기계(21)는 특히 비용 면에서 효율적이고, 제2 기계(22)는 특히 높은 전류 전달 용량 및 전력을 달성하며, 제3 기계(23)는 특히 기계적으로 안정하다. 기계들은 효율적인 비용으로 제조할 수 있고 요구 조건들에 맞게 조정할 수 있는 기계 그룹을 형성한다.

도 7은 2개의 바(bars)(24, 26)를 포함하는 적층 코어의 티스(3)를 도시한 것으로며, 이 2개의 바는 체결된 상태(fastened state)에서, 티스 외부로 돌출하여 티스에 위치된 권선을 유지하도록 티스(3)의 홈(25) 내로 슬라이딩 될 수 있다.

본 발명에 따르면, 적층 코어를 포함하는 전기 기계의 유형과 함께 하나의 구성 플랫폼(construction platform)에 의해 상이한 전기 기계들을 제조하는 것이 가능하며, 전기적 및 기계적 성능, 서비스 수명(service life) 및 가격에 대한 다양한 요구 조건들은 코일 도체에 대해 적합한 재료를 선택하여 전기 코일을 마련함으로써 충족될 수 있다.

본 발명은 하기 실시예들을 포함한다:

1. 그룹은 2개 이상의 회전 전기 기계(rotating electric machines)(21, 22, 23), 특히 동일하게 구성된 적층 코어가 마련되어 있는 발전기 및/또는 모터를 포함하고, 기계(21, 22, 23)에 권선들(4, 4', 4'')이 마련되어 있다. 그룹의 권선들은 각각 적층 코어의 티스(2, 3)들을 둘러싸고, 기계(21, 22, 23) 중 적어도 2개는 권선의 디자인 측면에서 서로 상이하며, 상이한 권선(4, 4', 4'')들은 특히 상이한 주조 권선들 및 와이어로부터 감겨진 권선들에서 선택되는 것을 특징으로 한다.

2. 실시예1에 따른 전기 기계(21, 22, 13) 그룹으로서, 상이한 권선들(4, 4', 4'')은 하기 디자인들 또는 하기 디자인들의 하위 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 한다: 구리로 만든 주조 권선, 제1 구리 합금으로 만든 주조 권선, 제2 구리 합금으로 만든 주조 권선, 알루미늄으로 만든 주조 권선, 제1 알루미늄 합금으로 만든 주조 권선, 제2 알루미늄 합금으로 만든 주조 권선, 마그네슘으로 만든 주조 권선, 전도성 플라스틱 재료로 만들어진 주조 권선, 와이어로 감겨진 권선(4'').

3. 실시예1에 따른 전기 기계 그룹(21, 22, 13)에 있어서, 상이한 권선(differing windings)(4, 4', 4'')들은 하기 디자인들에서 선택되는 것을 특징으로 한다: 구리로 만든 주조 권선, 제1 구리 합금 만든 주조 권선, 제2 구리 합금으로 만든 주조 권선.

4. 실시예1에 따른 전기 기계의 그룹으로서, 상이한 권선들(4, 4', 4'')은 하기 디자인들에서 선택되는 것을 특징으로 한다: 알루미늄으로 만든 주조 권선, 제1 알루미늄 합금으로 만든 주조 권선, 제2 알루미늄 합금으로 만든 주조 권선.

5. 실시예1에 따른 전기 기계의 그룹으로서, 상이한 권선(4, 4', 4'')들은 하기 디자인들에서 선택되는 것을 특징으로 한다: 구리 합금으로 만든 주조 권선, 알루미늄 합금으로 만든 주조 권선, 와이어로부터 감겨진 권선.

6. 적층 코어 및 적층 코어의 티스(tooth)(2, 3)를 각각 둘러싸는 하나 이상의 권선들(4, 4', 4'')을 포함하는 회전 전기 기계(21, 22, 23)의 제조 방법은 제조될 전기 기계의 정의된 적층 코어를 포함하는 기계의 정의된 구성으로부터 진행한다. 권선(4, 4', 4'')의 디자인은 매개변수들(parameters) 중 하나 이상에 따른 다수의 정의된 디자인들 및 가격 범주로부터 할당되고, 상기 매개변수들은 상기 하나 이상의 권선에서 시간 경과에 따른 평균 전류 밀도의 최대값에 대응하는 최대 토크, 최대 전력 및 최소 냉각 전력(minimal cooling power)을 포함한다. 상기 디자인들은 특히 구리로 만든 주조 권선(cast winding), 구리 합금으로 만든 주조 권선, 알루미늄으로 만든 주조 권선, 알루미늄 합금으로 만든 주조 권선, 마그네슘으로 만든 주조 권선, 전도성 플라스틱 재료로 만든 주조 권선, 와이어로부터 감겨진 권선 또는 이러한 디자인들의 하위 그룹을 포함한다.

7. 실시예6에 따른 방법에 있어서, 전기 기계(21, 22, 13)에 할당하기 위해 선택 가능한 권선들(4, 4', 4'')의 정의된 디자인들은 각각 동일한 기하학적 치수를 갖는 것을 특징으로 한다.

8. 실시예6 또는 실시예7에 따른 방법에 있어서, 주조 권선에 바람직하게는 냉각 덕트(27) 또는 냉각 핀(28) 형태의 냉각 구조물이 마련되는 것을 특징으로 한다.

9. 회전 전기 기계(21, 22, 23)를 제조하기 위한 장치는 적층 코어 및 적층 코어의 티스(2, 3)(tooth)를 각각 둘러싸는 하나 이상의 권선들(4, 4')을 포함 한다. 장치는 데이터 처리 유닛(17)(data-processing unit)을 포함하며, 데이터 처리 유닛은 동일한 외부 치수(outer dimensions)를 갖는 권선의 복수의 상이한 디자인들이 저장되는 메모리 장치(19)를 구비하고, 데이터 처리 유닛은 상기 하나 이상의 주조 권선(들)에서 시간 경과에 따른 평균 전류 밀도의 최대값에 대응하는 최대 토크, 최대 전력 및 최소 냉각 전력(minimal cooling power)의 매개변수들 중 하나 이상 및 가격 범주를 감지하고(detect), 상기 데이터 처리 유닛은 상기 메모리 장치(19)에 저장된 디자인들 중 하나를 기계의 정의된 구성으로부터 진행하는(proceeding) 상기 권선(들)에 할당하고, 상기 기계는 정의된 적층 코어를 포함한다. 특히 디자인들은 구리로 만든 주조 권선, 구리 합금으로 만든 주조 권선, 알루미늄으로 만든 주조 권선, 알루미늄 합금으로 만든 주조 권선, 마그네슘으로 만든 주조 권선, 전도성 플라스틱 재료로 만든 주조 권선 또는 이러한 디자인들의 하위 그룹(subselection)중에서 선택되는 것을 특징으로 한다.

10. 적층 코어 및 적층 코어의 티스(2, 3)를 각각 둘러싸는 하나 이상의 권선들(4, 4', 4'')을 포함하는 회전 전기 기계(rotating electric machine)(21, 22, 23)에서, 적층 코어의 적어도 하나, 특히 복수 또는 전체 티스들(2,3)은 각각 슬라이딩식 권선(slid-on winding)을 위한 유지 장치(retaining device)를 포함하고, 권선이 티스로(onto the tooth) 슬라이딩한 후 유지 장치는 차단 위치(blocking position)로 이동될 수 있고 티스에서 권선(4, 4', 4'')의 변위 및/또는 운동을 방지하는 것을 특징으로 한다.

11. 실시예10에 따른 회전 전기 기계에 있어서, 유지 장치는 바(24, 26)를 포함 하고, 바는 상기 관련 티스(relevant tooth)(3)의 윤곽(contour)에서 차단 위치(a blocking position)로 슬라이딩 되거나 접힐 수 있는 것을 특징으로 한다.

12. 실시예10 또는 11에 따른 회전 전기 기계에 있어서, 주조 권선(cast winding)은 냉각 구조물들(cooling structures)을 포함하고, 바람직하게 냉각 구조물들은 냉각 덕트(cooling ducts)(27) 또는 냉각 핀(cooling fins)(28)의 형태인 것을 특징으로 한다.

Claims (18)

1. 적층 코어(laminated core) 및 상기 적층 코어의 티스(tooth)(2, 3)를 각각 둘러싸는 하나 이상의 권선들(4, 4')을 포함하는 전기 기계(21, 22, 23)의 제조 방법에 있어서,
   제조될 상기 전기 기계의 정의된 적층 코어를 포함하는 상기 기계의 정의된 구성으로부터 진행하고(proceeding), 상기 권선(4,4')의 디자인은 매개변수들(parameters) 중 하나 이상에 따른 다수의 정의된 디자인들 및 가격 범주로부터 할당되되, 상기 매개변수들은 상기 하나 이상의 권선(들)에서 시간 경과에 따른 평균 전류 밀도(a mean current density over time)의 최대값에 대응하는 최대 토크, 최대 전력, 및 최소 냉각 전력(minimal cooling power)을 포함하고, 상기 디자인들은 특히 구리로 만든 주조 권선(cast winding), 구리 합금으로 만든 주조 권선, 알루미늄으로 만든 주조 권선, 알루미늄 합금으로 만든 주조 권선, 마그네슘으로 만든 주조 권선, 전도성 플라스틱 재료로 만든 주조 권선, 절연 시스템(insulating system)을 포함하고, 상기 절연 시스템의 디자인이 선택되는 목록은 180°C 열 등급(thermal class), 250°C 열 등급 및 300°C 열 등급의 절연 시스템들을 포함하고, 상기 하나 이상의 권선(들)이 연결되는 냉각 시스템은 공냉 시스템(an air cooling system), 직접 수냉 시스템(a direct water cooling system), 간접 수냉 시스템(an indirect water cooling system)의 디자인들 또는 상기 디자인들의 하위 그룹(subselection)중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전기 기계(21, 22, 13)에 할당되기 위해 선택 가능한 상기 권선들(4, 4')의 상기 정의된 디자인들은 각각 동일한 기하학적 치수를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   주조 권선(cast winding)에는 냉각 구조물들(cooling structures)이, 바람직하게는 냉각 덕트(cooling ducts)(27) 또는 냉각 핀(cooling fins)(28)의 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   구리 또는 구리 합금으로 만들어진 상기 하나 이상의 주조 권선(들)(4, 4')에서 시간 경과에 따른 허용 평균 전류 밀도(permissible mean current density)는 적어도 1분, 바람직하게는 적어도 10분, 보다 바람직하게는 적어도 1시간, 더욱 바람직하게는 적어도 1일의 기간(a time period)을 기준으로,
   - 공냉 시스템에 연결된 경우 최대값이 10A/mm² 이상, 바람직하게는 12A/mm² 이상이며,
   - 간접 수냉 시스템에 연결된 경우 최대값이 20A/mm² 이상, 바람직하게는 24A/mm² 이상이며,
   - 직접 수냉 시스템에 연결된 경우 최대값이 60A/mm² 이상의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 절연 시스템의 상기 180°C 열 등급(thermal class)을 위해 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 상기 하나 이상의 주조 권선(들)(4, 4')에서 시간 경과에 따른 허용 평균 전류 밀도(permissible mean current density)는 적어도 1분, 바람직하게는 적어도 10분, 보다 바람직하게는 적어도 1시간, 더욱 바람직하게는 적어도 1일의 기간을 기준으로,
   - 공냉 시스템에 연결된 경우 최대값이 6A/mm² 이상, 바람직하게는 7A/mm² 이상이며,
   - 간접 수냉 시스템에 연결된 경우 최대값이 12A/mm² 이상, 바람직하게는 14A/mm² 이상이며,
   - 직접 수냉 시스템에 연결된 경우 최대값이 35A/mm² 이상의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 절연 시스템의 상기 250°C 열 등급(thermal class)을 위해 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 상기 하나 이상의 주조 권선(들)(4, 4')에서 시간 경과에 따른 허용 평균 전류 밀도(permissible mean current density)는 적어도 1분, 바람직하게는 적어도 10분, 보다 바람직하게는 적어도 1시간, 더욱 바람직하게는 적어도 1일의 기간을 기준으로,
   - 공냉 시스템에 연결된 경우 최대값이 7A/mm² 이상, 바람직하게는 15A/mm² 이상이며,
   - 간접 수냉 시스템에 연결된 경우 최대값이 14A/mm² 이상, 바람직하게는 25A/mm² 이상이며,
   - 직접 수냉 시스템에 연결된 경우 최대값이 45A/mm² 이상의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 절연 시스템의 상기 300°C 열 등급(thermal class)을 위해 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 상기 하나 이상의 주조 권선(들)(4, 4')에서 시간 경과에 따른 허용 평균 전류 밀도(permissible mean current density)는 적어도 1분, 바람직하게는 적어도 10분, 보다 바람직하게는 적어도 1시간, 더욱 바람직하게는 적어도 1일의 기간을 기준으로,
   - 공냉 시스템에 연결된 경우 최대값이 8A/mm² 이상, 바람직하게는 17A/mm² 이상이며,
   - 간접 수냉 시스템에 연결된 경우 최대값이 16A/mm² 이상, 바람직하게는 30A/mm² 이상이며,
   - 직접 수냉 시스템에 연결된 경우 최대값이 56A/mm² 이상의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 적층 코어 및 상기 적층 코어의 티스(2, 3)(tooth)를 각각 둘러싸는 하나 이상의 권선들(4, 4')을 포함하는 전기 기계(21, 22, 23)를 제조하기 위한 장치에 있어서, 데이터 처리 유닛(17)(data-processing unit)을 포함하되, 상기 데이터 처리 유닛은 동일한 외부 치수를 갖는 상기 권선의 복수의 상이한 디자인들이 저장되는 메모리 장치(19)를 구비하고, 또 상기 데이터 처리 유닛은 상기 하나 이상의 주조 권선(들)에서 시간 경과에 따른 평균 전류 밀도의 최대값에 대응하는 최대 토크, 최대 전력, 및 최소 냉각 전력(minimal cooling power)의 매개변수들 중 하나 이상 및 가격 범주를 감지하고(detect), 상기 메모리 장치(19)에 저장된 상기 디자인들 중 하나를 상기 기계의 정의된 구성으로부터 진행하는(proceeding) 상기 권선(들)에 할당하되, 상기 기계는 정의된 적층 코어를 포함하고, 특히 상기 디자인들은 구리로 만든 주조 권선, 구리 합금으로 만든 주조 권선, 알루미늄으로 만든 주조 권선, 알루미늄 합금으로 만든 주조 권선, 마그네슘으로 만든 주조 권선, 전도성 플라스틱 재료로 만든 주조 권선, 절연 시스템을 포함하고, 상기 절연 시스템의 디자인이 선택되는 목록은 180°C 열 등급(thermal class), 250°C 열 등급 및 300°C 열 등급의 절연 시스템들을 포함하고, 상기 하나 이상의 권선(들)이 연결되는 냉각 시스템은 공냉 시스템(an air cooling system), 직접 수냉 시스템(a direct water cooling system), 간접 수냉 시스템(an indirect water cooling system)의 디자인들 또는 이러한 디자인들의 하위 그룹(subselection)중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전기 기계(21, 22, 23)를 제조하기 위한 장치.
9. 적층 코어 및 상기 적층 코어의 티스(2, 3)를 각각 둘러싸는 하나 이상의 권선들(4, 4')을 포함하고, 상기 적층 코어의 티스들 중 적어도 하나, 특히 복수 또는 전체 상기 티스들(2, 3)은 각각 슬라이딩식 권선(slid-on winding)을 위한 유지 장치(retaining device)를 포함하여, 상기 권선이 상기 티스로(onto the tooth) 슬라이딩한 후, 상기 유지장치는 차단 위치(a blocking position)로 이동되어 상기 티스에서 상기 권선(4, 4')의 변위 및/또는 운동을 방지하는 것을 특징으로 하는 전기 기계(21, 22, 23).
10. 제 9항에 있어서,
    상기 유지 장치는 바(bar)(24, 26)를 포함하고, 상기 바는 상기 각각의 티스(respective tooth)(3)의 윤곽(contour)에서 차단 위치(blocking position)로 슬라이딩 되거나 접힐 수 있는 것을 특징으로 하는 전기 기계.
11. 제 9항 또는 제10항에 있어서,
    주조 권선은 냉각 구조물들(cooling structures)을 포함하고, 특히 상기 냉각 구조물들은 냉각 덕트(cooling ducts)(27) 또는 냉각 핀(cooling fins)(28)의 형태인 것을 특징으로 하는 전기 기계.
12. 2개 이상의 전기 기계들(21, 22, 23), 특히 동일하게 구성된 적층 코어가 마련되어 있는 발전기(generators) 및/또는 모터를 포함하고, 상기 전기 기계들(21, 22, 23)에는 상기 적층 코어의 티스(2, 3)들을 각각 둘러싸는 권선들(4, 4')이 마련되어 있고,
    상기 전기 기계들(21, 22, 23)중 적어도 2개의 기계들은 상기 권선들의 디자인 측면에서 상이 하고, 상기 상이한 권선들(differing windings)(4, 4', 4'')은 특히 상이한 주조 권선들(cast windings)로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전기 기계 그룹(21, 22, 23).
13. 제12항에 있어서,
    상기 상이한 권선들(differing windings)(4, 4')은 구리로 만든 주조 권선, 제1 구리 합금(first copper alloy)으로 만든 주조 권선, 제2 구리 합금(second copper alloy)으로 만든 주조 권선, 알루미늄으로 만든 주조 권선, 제1 알루미늄 합금(first aluminium alloy)으로 만든 주조 권선, 제2 알루미늄 합금(second aluminium alloy)으로 만든 주조 권선, 마그네슘으로 만든 주조 권선, 전도성 플라스틱 재료로 만든 주조 권선의 디자인들 또는 상기 디자인들의 하위 그룹(subselection)에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전기 기계 그룹(21, 22, 23).
14. 제12항에 있어서,
    상기 상이한 권선들(differing windings)(4, 4')은 구리로 만든 주조 권선, 제1 구리 합금(first copper alloy)으로 만든 주조 권선, 제2 구리 합금(second copper alloy)으로 만든 주조 권선의 디자인들에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전기 기계 그룹(21, 22, 23).
15. 제12항에 있어서,
    상기 상이한 권선들(differing windings)(4, 4')은 알루미늄으로 만든 주조 권선, 제1 알루미늄 합금(first aluminium alloy)으로 만든 주조 권선, 제2 알루미늄 합금(second aluminium alloy)으로 만든 주조 권선의 디자인들에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전기 기계 그룹.
16. 제12항에 있어서,
    상기 상이한 권선들(differing windings)(4, 4')은 구리 합금(copper alloy)으로 만든 주조 권선, 알루미늄 합금(aluminium alloy)으로 만든 주조 권선의 디자인들에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전기 기계 그룹.
17. 제13항, 제15항 또는 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상이한 권선들(differing windings)(4, 4')은 절연 시스템을 포함하고, 상기 절연 시스템의 디자인이 선택되는 목록은 180°C 열 등급, 250°C 열 등급 및 300°C 열 등급을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 기계 그룹.
18. 제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상이한 권선들(differing windings)(4, 4')은 냉각 시스템에 연결될 수 있고, 상기 냉각 시스템은 공냉 시스템, 직접 수냉 시스템, 간접 수냉 시스템의 디자인들에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전기 기계 그룹.
    

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