KR20220069953A - 회전 전기 기계의 전기 권선 - Google Patents

회전 전기 기계의 전기 권선 Download PDF

Info

Publication number
KR20220069953A
KR20220069953A KR1020227010924A KR20227010924A KR20220069953A KR 20220069953 A KR20220069953 A KR 20220069953A KR 1020227010924 A KR1020227010924 A KR 1020227010924A KR 20227010924 A KR20227010924 A KR 20227010924A KR 20220069953 A KR20220069953 A KR 20220069953A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power supply
winding
pins
conductive
layer
Prior art date
Application number
KR1020227010924A
Other languages
English (en)
Inventor
맥심 그로스포우
알렉상드르 슈미트
피에르 파버롤
보이시치 만독
클레망 베르나르
클레르크 스테판 드
폴 아르미롤리
각 다미앙 르
Original Assignee
발레오 에뀝망 엘렉뜨리끄 모떼르
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 발레오 에뀝망 엘렉뜨리끄 모떼르 filed Critical 발레오 에뀝망 엘렉뜨리끄 모떼르
Publication of KR20220069953A publication Critical patent/KR20220069953A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28Layout of windings or of connections between windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/50Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K13/00Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/06Embedding prefabricated windings in machines
    • H02K15/062Windings in slots; salient pole windings
    • H02K15/063Windings for large electric machines, e.g. bar windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/06Embedding prefabricated windings in machines
    • H02K15/062Windings in slots; salient pole windings
    • H02K15/064Windings consisting of separate segments, e.g. hairpin windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/06Embedding prefabricated windings in machines
    • H02K15/062Windings in slots; salient pole windings
    • H02K15/065Windings consisting of complete sections, e.g. coils, waves
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/08Forming windings by laying conductors into or around core parts
    • H02K15/085Forming windings by laying conductors into or around core parts by laying conductors into slotted stators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
    • H02K3/14Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots with transposed conductors, e.g. twisted conductors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/48Fastening of windings on the stator or rotor structure in slots
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/50Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto
    • H02K3/505Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto for large machine windings, e.g. bar windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/22Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes
    • H02K5/225Terminal boxes or connection arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Abstract

본 발명은 회전 전기 기계의 활성 부품을 위한 권선에 관한 것이며, 활성 부품은 위상 입력부 또는 출력부를 각각 형성하는 제 1 전력 공급 핀 및 제 2 전력 공급 핀을 각각 포함하는 복수의 위상을 포함하는 적어도 하나의 위상 시스템을 가지며, 각각의 전력 공급 핀은 슬롯 외부로 연장되는 전력 공급 단부를 포함하며, 전력 공급 단부는 슬롯 내부에서 연장되는 전도성 세그먼트를 연장시킨다. 제 1 전력 공급 단부(33G)의 적어도 일부가 권선의 내주연부 상에 배열되고, 상기 제 1 전력 공급 단부는 외부 층에 배열된 전도성 세그먼트(33A)를 연장시키며, 제 2 전력 공급 단부(34G)의 적어도 일부가 권선의 외주연부 상에 배열되고, 상기 제 2 전력 공급 단부는 내부 층에 배열된 전도성 세그먼트(34A)를 연장시키며, 내주연부는 외주연부보다 축에 더 근접하여 있고, 상기 내부 층 및 외부 층은 에지 층을 형성한다.

Description

회전 전기 기계의 전기 권선
본 발명은 특히 회전 전기 기계의 스테이터 또는 로터와 같은 활성 부품(active part)을 위한 전기 권선(electrical winding)에 관한 것이다. 본 발명은 보다 상세하게는 전도성 핀을 사용하여 제조된 전기 권선에 관한 것이다.
본 발명은 특히 유리하게는 교류발전기, 시동기-교류발전기, 또는 심지어 가역 기계 또는 전기 모터와 같은 회전 전기 기계의 분야에 적용 가능하다. 가역 기계는 교류발전기로서 기능할 때는 전기 발전기로서 그리고 예를 들어 자동차의 내연기관을 시동하기 위한 전기 모터로서 가역적으로 작동할 수 있는 회전 전기 기계라는 것이 상기될 것이다.
회전 전기 기계는 축을 중심으로 자유롭게 회전하는 로터와, 고정된 스테이터를 포함한다. 스테이터는 스테이터의 중심을 통과하는 축을 중심으로 회전하기 위한 부분을 형성하는 요크(yoke)를 갖는 본체를 포함한다. 본체는 요크로부터 스테이터의 중심을 향해 반경방향으로 연장되고 전기 권선이 그 주위에 위치되는 슬롯(slot)을 한정하는 치형부(tooth)를 포함한다. 권선은 본체의 슬롯에 부분적으로 수용되고 연속적인 전기 경로를 형성하기 위해 단부를 통해 쌍으로 전기적으로 연결된 복수의 전도성 핀에 의해 형성된다. 예를 들어, 각각의 핀은 U자형상을 형성하도록 엘보 조인트(elbow joint)에 의해 연결된 2개의 실질적으로 평행한 전도성 세그먼트(conductive segment)를 포함한다. 전도성 세그먼트는 스테이터의 회전축에 실질적으로 평행하도록 스테이터의 제 1 축방향 단부면에서 2개의 별개의 슬롯 내로 삽입된다. 동일한 슬롯은 별개의 핀에 속하는 복수의 세그먼트를 수용하여, 그에 따라 상이한 전도성 세그먼트 층을 형성할 수 있다.
스테이터의 제 2 축방향 단부면을 넘어서 돌출된 전도성 세그먼트의 자유 단부는 전류가 통과할 때 본체의 치형부를 따라 자기장을 생성하는 전기 경로를 형성하도록 후속적으로 함께 연결된다. 다시 말해서, 전도성 핀은 상이한 세트를 형성하도록 쌍으로 연결되고, 각각의 세트는 특히 전력 공급 위상(power supply phase)에 대응할 수 있다. 예를 들어, 스테이터는 3상 전류로 권선에 전력을 공급할 수 있게 하도록 3개의 별개의 세트를 포함한다.
그러한 권선은 위상을 서로 연결하여 원하는 권선의 결합을 보장하기 위해 각 위상의 입력부 및 출력부를 형성하는 전력 공급 핀들 사이에, 그리고 각각의 위상의 상기 입력부 및 출력부를 전력 공급 핀에 대응하는 전자 전력 모듈에 연결하기 위해 전력 공급 핀과 상기 모듈 사이에 특정 개수의 연결을 필요로 한다.
권선의 구조에 따라, 전력 공급 핀은 슬롯에서 권선의 외부 층에 위치될 수 있다. 따라서, 이러한 경우에, 전력 공급 핀은 다른 핀에 의해 반경방향으로 둘러싸이지 않는다. 그 결과, 단일의 전도성 세그먼트만을 포함하는 전력 공급 핀은 슬롯에 고정적으로 유지되지 않는다. 특히, 이들의 자유 단부는 권선의 외부를 향해 반경방향으로 이동할 수 있다. 그러면, 자유 단부는 스테이터의 내부 층에 위치된 핀의 경우에는 로터와 같은 회전 전기 기계의 다른 요소와 접촉하거나, 스테이터의 외부 층에 위치된 핀의 경우에는 케이싱의 플랜지 중 하나와 접촉하며, 회전 전기 기계를 손상시킬 수 있다. 자유 단부는 또한 스테이터 본체 또는 요크의 치형부를 가압하여, 치형부를 덮고 있는 에나멜을 손상시키고 단락(short circuit)을 일으킬 수 있다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 회피하는 것이다. 따라서, 이러한 목적을 위해, 본 발명은 회전 전기 기계의, 특히 스테이터 또는 로터에 의해 형성된 활성 부품을 위한 전기 권선에 관한 것이며, 활성 부품은 축 주위의 환형 요크와, 슬롯을 한정하기 위해 요크의 측면으로부터 반경방향으로 연장되는 복수의 치형부를 갖는 본체를 포함하고, 상기 슬롯은 본체의 제 1 축방향 단부면 및 제 2 축방향 단부면에서 개방된다. 전기 권선은 서로 전기적으로 연결되고 적어도 하나의 전도성 세그먼트를 각각 갖는 핀 세트를 각각 포함하는 복수의 전기 위상을 포함하는 적어도 하나의 위상 시스템을 갖는다. 상기 전도성 세그먼트는 동일한 슬롯에 수용되어 N개의 층을 형성하기에 적합하다. 상기 핀 세트는 위상 입력부 또는 출력부를 각각 형성하는 적어도 제 1 전력 공급 핀 및 제 2 전력 공급 핀을 포함한다. 본 발명에 따르면, 각각의 전력 공급 핀은 관련 전도성 세그먼트로부터 슬롯 외부로 연장되는 전력 공급 단부를 포함한다. 또한 본 발명에 따르면, 제 1 전력 공급 단부의 적어도 일부가 권선의 내주연부 상에 배열되고, 상기 제 1 전력 공급 단부는 외부 층에 배열된 전도성 세그먼트를 연장시킨다. 또한, 본 발명에 따르면, 제 2 전력 공급 단부의 적어도 일부는 권선의 외주연부 상에 배열되고, 상기 제 2 전력 공급 단부는 내부 층에 배열된 전도성 세그먼트를 연장시키며, 내주연부는 외주연부보다 축에 더 근접하여 있고, 상기 내부 층 및 외부 층은 에지 층을 형성한다.
다시 말해서, 제 1 전력 공급 단부 및 제 2 전력 공급 단부는 원주방향으로 서로 대면하도록 배열된 교차 부분을 각각 갖는다.
이것은 전력 공급 단부에 반경방향으로 힘을 가하는 것을 가능하게 하여, 그에 따라 상기 전력 공급 단부를 유지하고, 상기 단부가 이동하여 회전 전기 기계의 케이싱 또는 로터와 접촉하는 것을 방지하는 것을 가능하게 한다. 관련 전도성 세그먼트가 권선의 외부 층에 배열된 전력 공급 단부의 일부를 내주연부에서 전자 조립체에 연결함으로써, 전력 공급 단부에 반경방향 내측으로 힘이 생성되어, 전력 공급 단부가 번들을 넘어서 반경방향 외측으로 돌출되어 기계 케이싱과 접촉하는 것을 방지한다. 유사하게, 관련 전도성 세그먼트가 권선의 내부 층에 배열된 전력 공급 단부의 일부를 외주연부에서 전자 조립체에 연결함으로써, 전력 공급 단부에 반경방향 외측으로 힘이 생성되어, 전력 공급 단부가 번들을 넘어서 반경방향 내측으로 돌출되어 기계 로터와 접촉하는 것을 방지한다. 이것은, 특히 단락의 생성을 방지함으로써 상기 전력 공급 단부의 손상을 회피하고, 또한 회전 전기 기계에 대한 보다 일반적인 손상을 방지하는 것을 가능하게 한다.
일 실시예에 따르면, 제 1 전력 공급 핀은 슬롯의 외부 층에서 연장되고 제 2 전력 공급 핀은 슬롯의 내부 층에서 연장되며, 상기 내부 층 및 외부 층은 에지 층을 형성한다.
예를 들어, 상기 제 1 및 제 2 전력 공급 핀의 전도성 세그먼트는 동일한 슬롯의 외부 층 및 내부 층에 각각 배열된다.
동일한 슬롯의 2개의 전력 공급 단부가 각각 교차 부분을 갖는다는 사실은 상기 단부를 반경방향으로 유지하는 이러한 기능을 수행하면서, 전자 조립체와 전력 공급 핀 사이의 2개의 연결이 서로 너무 근접하는 것을 방지함으로써 이러한 연결을 단순화하는 것을 가능하게 한다.
"에지 층"은 권선의 반경방향 내부 또는 외부 단부에 위치된 층, 즉 중앙이 아닌 층을 의미하는 것으로 주어진다. 다시 말해서, 전력 공급 핀은 권선의 내주연부 및 외주연부를 각각 형성하는 층에 위치된다. 중앙 층이 아니라 에지 층에 전력 공급 핀을 위치시키는 것은 위상 내의 코일들 사이의 연결을, 그에 따라 인접하는 중앙 층들 사이에 만드는 것을 가능하게 함으로써 이러한 연결을 단순화할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 각각의 슬롯은 상이한 핀에 속하는 N개의 세그먼트를 포함한다. 예를 들어, 층은 핀의 단일 세그먼트에 의해 형성된다.
일 실시예에 따르면, 제 1 단부와 제 2 단부는 원주방향으로 서로 이격되어 있다. 다시 말해서, 교차 부분은 서로 이격되어 있으며, 따라서 접촉하지 않는다. 이것은 전력 공급 단부 사이의 잠재적인 단락을 회피하는 것을 가능하게 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 및 제 2 전력 공급 단부 각각은 관련 전도성 세그먼트에 인접한 링크 부분과, 회전 전기 기계의 전자 조립체에 연결되기에 적합한 연결 부분과, 관련 링크 부분과 연결 부분 사이에 배열된 교차 부분을 가지며, 동일한 전력 공급 단부의 링크 부분 및 연결 부분은 상기 동일한 전력 공급 단부의 교차 부분의 반경방향 반대측에 있으며, 제 1 및 제 2 전력 공급 단부의 교차 부분은 원주방향으로 서로 대면하도록 연장된다.
일 실시예에 따르면, 핀은 스테이터 본체의 축방향 단부면의 양측 각각에 번들을 형성하기에 적합하다. 이러한 실시예에서, 교차 부분은 번들로부터 축방향으로 소정 거리에 배열된다. 이것은 특히 전도체의 에나멜을 손상시키고 단락을 생성할 수 있는 과도한 굽힘 각도에 의해 전력 공급 단부의 링크 부분에 과도한 힘이 가해지는 것을 회피하는 것을 가능하게 한다. 이것은 또한 링크 부분을 번들로부터 이격시켜서 단락의 생성을 회피하는 것을 가능하게 한다. 그러나, 이러한 거리는 회전 전기 기계의 풋프린트(footprint)를 증가시키지 않도록 너무 크지 않아야 한다.
일 실시예에 따르면, 교차 부분은 권선의 외주연부와 내주연부 사이에서, 특히 상기 주연부들 사이의 반경방향 중앙 부분에서 연장된다. 이것은 전력 공급 단부에 동일한 힘을 인가함으로써 권선을 제조하는 방법을 단순화하는 것을 가능하게 한다. 대안적으로, 교차 부분은 권선의 내부 에지 부분 또는 외부 에지 부분에서 연장될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 권선의 주연부 중 하나 상에 배열되고 상이한 위상의 전력 공급 핀으로 구성된 제 1 세트는 교차 부분을 갖는 적어도 하나의 전력 공급 단부와, 교차 부분을 갖지 않는 적어도 하나의 다른 전력 공급 단부를 포함한다. 이러한 실시예에서, 제 1 세트와는 상이한 권선의 다른 주연부 상에 배열되고 상이한 위상의 전력 공급 핀으로 구성된 제 2 세트는 교차 부분을 갖는 적어도 하나의 전력 공급 단부와, 교차 부분을 갖지 않는 적어도 하나의 다른 전력 공급 단부를 포함한다.
따라서, 세트 각각은 위상 입력부를 형성하는 적어도 하나의 전력 공급 단부 및 위상 출력부를 형성하는 하나의 다른 전력 공급 단부를 포함한다. 따라서, 함께 연결될 위상 입력부 및 출력부는 델타 구성을 달성하기 위해 상호연결 트랙을 더 이상 중첩하거나 교차할 필요가 없도록 위치된다. 이것은 인터커넥터(interconnector)의 구조를 단순화하고 그 풋프린트를 감소시키는 것을 가능하게 한다.
교차 부분을 갖지 않는 전력 공급 단부는 관련 전도성 세그먼트가 배열되는 주연부와 동일한 주연부에서 실질적으로 축방향으로 연장되는 전력 공급 단부인 것으로 주어진다.
예를 들어, 적어도 3개의 제 1 전력 공급 단부를 포함하는 세트에서, 상기 단부 중 1개 또는 2개만이 교차 부분을 갖는다.
대안적으로, 모든 전력 공급 단부는 교차 부분을 가질 수 있다.
다른 예로서, 세트가 교차 부분을 갖는 2개의 전력 공급 단부를 포함하는 경우, 교차 부분을 갖지 않는 전력 공급 단부는 교차 부분을 갖는 전력 공급 단부 사이에 원주방향으로 배열된다. 유사하게, 세트가 교차 부분을 갖는 하나의 전력 공급 단부를 포함하는 경우, 교차 부분을 갖는 전력 공급 단부는 교차 부분을 갖지 않는 전력 공급 단부 사이에 원주방향으로 배열된다.
교차 부분을 갖는 단부와 교차 부분을 갖지 않는 단부 사이의 이러한 교번은 동일한 세트 내에서 위상 입력부 및 출력부를 용이하게 교번하게 한다. 이것은 입력부를 출력부에 연결하는 상호연결 트랙들 사이의 교차를 회피하면서, 상기 트랙 중 하나가 반경방향으로 돌출하는 것을 방지하여, 동일한 스테이터 원주부 상에 위치된 단부 중 하나를 회피하면서 전기적 연결을 만드는 것을 가능하게 한다.
일 실시예에 따르면, 권선은 교차 부분을 갖지 않는 2개의 전력 공급 단부를 적어도 반경방향으로 유지하도록 배열된 적어도 하나의 유지 부재를 포함한다.
유지 부재는 전력 공급 핀의 전력 공급 단부를 유지하여, 상기 단부가 이동하여 회전 전기 기계의 케이싱 또는 스테이터 본체 또는 로터와 접촉하는 것을 방지하는 것을 가능하게 한다.
유지 부재는 전력 공급 단부를 서로 연결하거나 전력 공급 단부를 전자 조립체에 연결하는 것을 가능하게 하는 인터커넥터를 형성할 수 있다.
유지 부재는 전도성 트랙을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전도성 트랙은 전기 절연 재료에 의해 적어도 부분적으로 덮일 수 있다.
대안적으로, 유지 부재는 전기 절연 재료로만 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전력 공급 핀 이외의 핀 각각은 본체의 제 1 축방향 단부면으로부터 연장되는 단부들 중 하나의 단부(제 1 단부로 알려짐)에서 서로 연결되고, 본체의 제 2 축방향 단부면으로부터 연장되는 단부들 중 다른 단부(제 2 단부로 알려짐)에서 상이한 핀에 연결된 2개의 전도성 세그먼트로 형성되며, 전력 공급 핀의 제 1 단부는 상기 제 1 축방향 단부면으로부터 연장된다.
일 실시예에 따르면, 제 1 전력 공급 핀은 제 2 전력 공급 핀과 상이한 형상을 갖는다. 예를 들어, 각각의 전력 공급 핀은 단일의 전도성 세그먼트 및 2개의 단부를 갖는다. 다른 예로서, 제 1 전력 공급 핀의 2개의 단부는 서로로부터 반대 원주방향으로 연장되고, 제 2 전력 공급 핀의 2개의 단부는 동일한 원주방향으로 연장된다.
이러한 실시예에 따르면, 권선은 적어도 하나의 중간 층에 의해 서로 분리된 2개의 별개의 층에 전도성 세그먼트가 각각 위치되는 제 1 전도성 핀 그룹과, 적어도 하나의 중간 층에 의해 서로 분리된 2개의 별개의 층에 전도성 세그먼트가 각각 위치되는 제 2 전도성 핀 그룹으로서, 제 1 핀 그룹을 포함하는 층은 제 2 핀 그룹을 포함하는 층과 별개인, 상기 제 2 전도성 핀 그룹과, 제 1 핀 그룹을 제 2 핀 그룹에 연결하는 것을 가능하게 하는 연결 핀을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 연결 핀의 전도성 세그먼트는 2개의 인접한 층에 배열된다. "인접한 층"은 다른 층에 의해 분리되지 않은 연속하는 층을 의미하는 것으로 주어진다. 이것은 권선을 제조하는 방법 동안에 핀의 삽입이 단순화될 수 있게 하고, 연결 핀의 형상도 단순화될 수 있게 한다.
일 실시예에 따르면, 연결 핀의 전도성 세그먼트가 위치되는 인접한 층은 중앙 층이다. "중앙 층"은 2개의 다른 층에 의해 둘러싸여 있고 따라서 슬롯의 에지에 있지 않은 층을 의미하는 것으로 주어진다.
일 실시예에 따르면, 전력 공급 핀의 각 전도성 세그먼트는 연결 핀의 전도성 세그먼트를 포함하는 슬롯 중 하나에 위치되기에 적합하다.
일 실시예에 따르면, 전력 공급 핀은 권선을 전자 전력 및/또는 제어 모듈에 연결하는 것을 가능하게 한다.
일 실시예에 따르면, 각각의 상은 복수의 전도성 핀과, 적어도 하나의 연결 핀과, 연결 핀의 개수의 2배와 동일한 개수의 전력 공급 핀을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 제 1 핀 그룹의 전도성 핀의 전도성 세그먼트를 포함하는 층은 제 2 핀 그룹의 전도성 핀의 전도성 세그먼트를 포함하는 층과 교번된다. 예를 들어, 반경방향 내부 층은 제 1 핀 그룹의 전도성 핀의 전도성 세그먼트를 포함하고, 반경방향 외부 층은 제 2 핀 그룹의 전도성 핀의 전도성 세그먼트를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 제 1 핀 그룹의 전도성 핀 각각은 제 2 핀 그룹의 전도성 핀과 상이한 형상을 갖는다.
일 실시예에 따르면, 제 1 핀 그룹의 전도성 핀 각각은 2개의 전도성 세그먼트를 각각 연장시키는 2개의 자유 단부를 포함하고, 상기 단부는 원주방향으로 서로 더 근접하도록 만곡된다.
일 실시예에 따르면, 제 2 핀 그룹의 전도성 핀 각각은 2개의 전도성 세그먼트를 각각 연장시키는 2개의 자유 단부를 포함하고, 상기 단부는 원주방향으로 서로 발산하도록 만곡된다.
본 발명은 또한 이전에 설명된 바와 같은 전기 권선을 포함하는, 특히 스테이터 또는 로터에 의해 형성된 회전 전기 기계의 활성 부품에 관한 것이다.
더욱이, 본 발명은 또한 이전에 설명된 바와 같은 전기 권선을 포함하는, 특히 스테이터 또는 로터에 의해 형성된 활성 부품을 포함하는 회전 전기 기계에 관한 것이다. 회전 전기 기계는 유리하게는 교류발전기, 시동기-교류발전기, 가역 기계 또는 전기 모터를 형성할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 비제한적인 실시예에 대한 하기의 상세한 설명을 읽음으로써 보다 잘 이해될 것이다.
도 1은 회전 전기 기계의 일 예의 부분 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 2는 도 1의 스테이터의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 3은 도 2의 스테이터의 일부의 반경방향 평면을 따른 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 4는 도 2의 스테이터의 제 1 핀 그룹의 전도성 핀의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 5는 도 2의 스테이터의 제 2 핀 그룹의 전도성 핀의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 6은 도 2의 스테이터의 연결 핀의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 7은 도 2의 스테이터의 제 1 전력 공급 핀의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 8은 도 2의 스테이터의 제 2 전력 공급 핀의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 9는 도 2의 스테이터의 권선의 전기 다이어그램을 부분적으로 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 예에 따른 스테이터의 부분 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 11은 도 10의 예에 따른 상호연결 트랙을 포함하는 권선의 일부의 축방향 평면도를 개략적으로 각각 도시한다.
도 12는 유지 부재의 일 예를 개략적으로 도시한다.
동일하거나 유사한 요소는 모든 도면에서 동일한 참조부호를 갖는다. 또한, 상이한 도면은 반드시 동일한 축척일 필요는 없다는 점이 주목된다.
도 1은 특히 자동차용의 콤팩트한 다상 회전 전기 기계(10)의 일 예를 도시한다. 이러한 기계(10)는 교류발전기 모드에서 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하고, 모터 모드에서 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하도록 작동할 수 있다. 이러한 회전 전기 기계(10)는 예를 들어 교류발전기, 시동기-교류발전기, 가역 기계 또는 전기 모터이다.
본 예에서, 기계(10)는 케이싱(11)을 포함한다. 이러한 케이싱(11) 내부에, 기계(10)는 또한 샤프트(13)와, 함께 회전하도록 샤프트(13)에 견고하게 연결된 로터(12)와, 로터(12)를 둘러싸는 스테이터(15)를 포함한다. 로터(12)는 축(X)을 중심으로 회전한다. 나머지 설명에서, 축방향은 샤프트(13)의 중심을 통과하는 축(X)에 대응하는 반면, 반경방향은 축(X)과 교차하고 특히 축(X)에 수직인 평면에 대응한다. 반경방향의 경우, "내부"는 축을 향하거나 제 2 요소에 대해 축에 더 근접한 요소에 대응하고, "외부"는 축으로부터 먼 곳을 나타낸다.
본 예에서, 케이싱(11)은 함께 조립되는 전방 플랜지(16) 및 후방 플랜지(17)를 포함한다. 이러한 플랜지(16, 17)는 중공형이고, 샤프트(13)가 회전할 수 있게 하도록 각각의 볼 베어링(18, 19)에 결합된 베어링을 중앙에서 각각 지지한다. 또한, 케이싱(11)은 자동차에 회전 전기 기계(10)를 장착하는 것을 가능하게 하는 고정 수단(14)을 포함한다.
풀리(pulley) 또는 스프로킷(sprocket)과 같은 구동 구성요소(20)는 샤프트(13)의 전방 단부에 고정될 수 있다. 이러한 구성요소는 회전 운동이 샤프트에 전달될 수 있게 하거나, 샤프트가 회전 운동을 전달할 수 있게 한다. 나머지 설명에서, 용어 전방/후방이 이러한 구성요소를 지칭한다. 따라서, 전방면은 구성요소를 향하여 배향된 면이고, 후방면은 상기 구성요소와 반대 방향으로 배향된 면이다.
전방 플랜지(16) 및 후방 플랜지(17)는 본 경우에 물 또는 오일과 같은 냉각제를 순환시키기 위한 챔버를 형성하도록 배열된다. 대안적으로, 플랜지는 함께 회전하도록 로터 또는 샤프트에 견고하게 연결된 적어도 하나의 팬의 회전에 의해 생성된 냉각 공기 유동을 통과시키기 위한 개구를 포함할 수 있다.
본 예에서, 로터(12)는 자극(magnetic pole)을 형성하는 영구 자석을 수용하는 시트 팩(pack of sheet)에 의해 형성된다. 대안적으로, 로터는 2개의 극성 휠 및 로터 코일을 포함하는 클로 로터(claw rotor)일 수 있다.
본 실시예에서, 스테이터(15)는 전기 권선(24)을 장착하기 위한 슬롯 절연체(23)가 구비된 슬롯(22)이 제공된 시트 팩에 의해 형성된 본체(21)를 포함한다. 권선은 본체(21)의 슬롯을 통과하고, 스테이터의 본체의 양측에 전방 번들(front bundle)(25a) 및 후방 번들(rear bundle)(25b)을 형성한다. 또한, 권선(24)은 적어도 하나의 전기 전도체를 포함하고 전자 조립체(26)에 전기적으로 연결된 하나 이상의 위상(들)에 의해 형성된다.
본 경우에 케이싱(11) 상에 장착되는 전자 조립체(26)는 권선(24)의 적어도 하나의 위상을 제어하는 것을 가능하게 하는 적어도 하나의 전자 전력 모듈을 포함한다. 전력 모듈은 생성된 교류 전압을 직류 전압으로 또는 그 반대로 변환하기 위한 전압 정류기 브리지(voltage rectifier bridge)를 형성한다. 대안적으로, 전자 조립체는 기계로부터 멀리 떨어져 있을 수 있다.
도 2 및 도 3은 스테이터(15)를 보다 상세하게 도시한다. 스테이터(21)의 본체는 축(X) 주위의 환형 요크(27)와, 요크로부터, 특히 본 경우에는 요크(27)의 내벽을 형성하는 측면으로부터 스테이터의 중심을 향해 반경방향으로 연장되는 복수의 치형부(28)에 의해 형성된다. 치형부(28)는 환형 본체의 주연부에 걸쳐 각도적으로 균일하게 분포되며, 스테이터의 환형 본체의 주연부에 걸쳐 직렬로 연장되는 슬롯(22)을 한정하기 위해 치형부 사이에 연속하는 공간이 제공되고, 각각의 슬롯은 2개의 연속하는 치형부에 의해 한정된다. 본 예에 따르면, 치형부(48)는 스테이터 본체의 원주부를 따라 분포된 슬롯을 한정하고, 이러한 슬롯은 전기 권선(24)에 대한 지지체를 형성하도록 배열된다. 변형예로서, 상이한 개수의 슬롯, 예컨대 96개, 84개, 72개, 60개의 슬롯이 사용될 수 있다. 이러한 개수는 특히 기계의 응용, 스테이터의 직경 및 로터의 극 수에 따라 달라진다는 것이 이해될 것이다.
축방향, 즉 축(X)에 평행한 방향으로, 슬롯(22)은 스테이터 본체(21)의 제 1 축방향 단부면(29a) 및 제 2 축방향 단부면(29b)에서 개방된다. 다시 말해서, 슬롯은 본체를 통해 축방향으로 곧바로 통과하고 스테이터의 2개의 반대측 축방향 단부면에서 개방된다. 용어 "축방향 단부면"은 스테이터의 회전축(X)에 수직이거나 실질적으로 수직인 면을 의미하는 것으로 주어진다.
권선(24)은 권선의 위상을 형성하는 전기 경로를 형성하도록 함께 전기적으로 연결된 복수의 핀에 의해 형성된다. 본 예에서, 각각의 위상은 복수의 전도성 핀(30, 31), 연결 핀(32) 및 2개의 전력 공급 핀(33, 34)을 포함한다. 도 4 및 도 5를 참조하여 이하에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 각각의 전도성 핀(30, 31)은 슬롯(22)에서 축방향으로 연장되고 이를 위해 서로 실질적으로 평행한 2개의 전도성 세그먼트(30A, 30B, 31A, 31B)에 의해 형성된다. 상기 전도성 세그먼트는 전기적 연속성을 형성하도록 또한 전도성인 엘보 조인트(30C, 31C)에 의해 함께 연결된다. 도 6을 참조하여 이하에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 연결 핀(32)은 슬롯(22)에서 축방향으로 연장되고 이를 위해 서로 실질적으로 평행한 2개의 전도성 세그먼트(32A, 32B)에 의해 형성된다. 상기 전도성 세그먼트는 전기적 연속성을 형성하도록 또한 전도성인 엘보 조인트(32C)에 의해 함께 연결된다. 동일한 핀(30, 31, 32)의 전도성 세그먼트(30A, 30B, 31A, 31B, 32A, 32B)는 서로 별개인 2개의 슬롯에 위치된다.
각각의 엘보 조인트(30C, 31C, 32C)는 정점(vertex)(30E, 31E, 32E)을 형성하도록 만나는 2개의 경사 부분(30D, 31D, 32D)을 가질 수 있다. 여기서, 엘보 조인트(30C, 31C, 32C)는 일체형 구조를 갖고, 특히 관련 전도성 세그먼트와 일체로 형성된다. 따라서, 각각의 핀(30, 31, 32)은 하나의 U자형 피스(piece)로 형성된다. 대안적으로, 엘보 조인트는 예를 들어 용접에 의해 함께 연결되는 2개의 부분으로 형성될 수 있으며, 엘보 조인트의 각 부분은 관련 전도성 세그먼트와 일체로 형성된다. 따라서, 각각의 핀(30, 31, 32)은 각각 I자형인 2개의 서브-핀(sub-pin)에 의해 형성된다.
도 7 및 도 8을 참조하여 이하에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 전력 공급 핀(33, 34)은 각각 슬롯(22)에서 축방향으로 연장되는 전도성 세그먼트(33A, 34A)에 의해 형성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 동일한 슬롯에 위치된 다양한 전도성 세그먼트는 N개의 층(Ci)의 스택을 형성하도록 중첩되며, 이러한 N개의 층은 실질적으로 동축의 환형 원이 스테이터의 주연부에 형성되도록 슬롯 각각에 존재하는 것으로 이해된다. 예를 들어, 4개의 이러한 층이 있으며, 이들은 슬롯(22)의 적층 순서에 따라 C1로부터 C4까지 번호가 매겨진다. 제 1 층(C1)은 외부 층에 대응하고, 제 2 층(C2)은 제 1 층(C1)에 직접 인접한 외부 중앙 층에 대응하고, 제 3 층(C3)은 제 2 층(C2)에 직접 인접한 내부 중앙 층에 대응하며, 제 4 층(C4)은 내부 층에 대응한다. 층(C1 및 C4)은 에지 층을 형성하고, 층(C2 및 C3)은 중앙 층을 형성한다. 따라서, 제 1 층(C1)은 요크(27)에 가장 근접한 전도성 세그먼트에 의해 점유되고, 따라서 층(C4)은 슬롯 개구에 가장 근접한, 즉 축(X)에 가장 근접한 전도성 세그먼트에 의해 점유된다. 물론, 본 발명은 이러한 단일 실시예에 제한되지 않으며, 그에 따라 보다 많은 개수의 전도성 세그먼트, 예를 들어 6개, 8개 또는 10개의 전도체가 각각의 슬롯에 적층될 수 있다. 예를 들어, 층은 단일 전도성 세그먼트에 의해 형성된다. 따라서, 각각의 슬롯(22)은 단일 라인 상에서 서로에 대해 반경방향으로 정렬되고 층(Ci)을 각각 형성하는 N개의 전도성 세그먼트를 포함한다. 도시된 예에서, 전도성 세그먼트 각각은 슬롯에서의 적층을 용이하게 하는 실질적으로 직사각형 섹션을 갖는다.
도 4, 도 5, 도 6 및 도 7은 전기 권선(24)을 형성하는 다양한 형상의 핀을 도시한다. 하기의 설명은 전기 권선의 하나의 위상에 대해 제공되며; 당업자는 모든 상이 동일하게 형성된다는 것을 이해할 것이다. 제 1 또는 제 2 핀 그룹을 형성하는 전도성 핀(30, 31)은 엘보 조인트(30C, 31C)와 축방향으로 반대측에 있는 전도성 세그먼트의 자유 단부(30F, 31F)에 의해 상이하다.
도 4는 제 1 핀 그룹의 전도성 핀(30)을 도시하며, 제 1 그룹의 모든 핀(30)은 동일한 형상을 갖는다. 이러한 전도성 핀(30)은 서로 보다 근접하도록 만곡된 전도성 세그먼트의 2개의 자유 단부(30F)를 특징으로 한다. 보다 구체적으로, 전도성 세그먼트의 자유 단부(30F)는 반경방향으로 서로 중첩되도록 구부러진다. 동일한 핀(30)의 전도성 세그먼트의 2개의 자유 단부(30F) 사이의 간격은 슬롯에 수용된 직선 부분 상의 이러한 2개의 전도성 세그먼트(30A, 30B) 사이의 간격보다 작다.
도 5는 제 2 핀 그룹의 전도성 핀(31)을 도시하며, 제 2 그룹의 모든 핀(31)은 동일한 형상을 갖는다. 이러한 전도성 핀(31)은 서로 발산하도록 만곡된 전도성 세그먼트의 2개의 자유 단부(31F)를 특징으로 한다. 동일한 핀(31)의 전도성 세그먼트의 2개의 자유 단부(31F) 사이의 간격은 슬롯에 수용된 직선 부분 상의 이러한 2개의 전도성 세그먼트(31A, 31B) 사이의 간격보다 크다. 보다 상세하게는, 동일한 핀의 전도성 세그먼트(31A, 31B)는 슬롯(E) 및 슬롯(E+P) 내로 각각 삽입되도록 단차(P)만큼 이격되어 있고, 이러한 전도성 세그먼트의 자유 단부(31F)는 단차(2P)만큼 이격되어 있다.
도 6은 전도성 세그먼트(32A, 32B)와 동일한 간격을 유지하도록 만곡된 전도성 세그먼트의 2개의 자유 단부(32F)를 특히 특징으로 하는 연결 핀(32)을 도시한다. 동일한 핀(32)의 전도성 세그먼트의 2개의 자유 단부(32F) 사이의 간격은 슬롯에 수용된 직선 부분 상의 이러한 2개의 전도성 세그먼트(32A, 32B) 사이의 간격과 유사하다. 보다 상세하게는, 동일한 핀의 전도성 세그먼트(32A, 32B)는 슬롯(E) 및 슬롯(E+P) 내로 각각 삽입되도록 단차(P)만큼 이격되어 있고, 이러한 전도성 세그먼트의 자유 단부(32F)는 동일한 단차(P)만큼 이격되어 있다.
도 7은 단일 전도성 세그먼트(33A)와, 전력 공급 단부로 알려진 제 1 단부(33G)와, 자유 단부로 알려진 제 2 단부(33F)를 포함하는 제 1 전력 공급 핀(33)을 도시한다. 자유 단부(33F)는 다른 핀의 자유 단부(30F, 31F, 32F)와 동일한 스테이터측에 위치되고, 전력 공급 단부(33G)는 축방향 반대측, 즉 엘보 조인트(30C, 31C, 32C)측에 위치된다. 단부(33F, 33G)는 반대 원주방향으로 구부러지며, 즉 상기 단부는 축방향으로 중첩되지 않는다.
도 8은 단일 전도성 세그먼트(34A)와, 전력 공급 단부로 알려진 제 1 단부(33G)와, 자유 단부로 알려진 제 2 단부(33F)를 포함하는 제 2 전력 공급 핀(34)을 도시한다. 자유 단부(34F)는 다른 핀의 자유 단부(30F, 31F, 32F)와 동일한 스테이터측에 위치되고, 전력 공급 단부(34G)는 축방향 반대측, 즉 엘보 조인트(30C, 31C, 32C)측에 위치된다. 단부(34F, 34G)는 동일한 원주방향으로 구부러지며, 즉 상기 단부는 축방향으로 중첩된다.
전력 공급 단부(33G, 34G)의 특정 배열이 도 10을 참조하여 이하에서 보다 상세하게 설명될 것이다.
특히 도 2 및 도 9에 도시된 바와 같이, 각각의 핀(30, 31, 32, 33, 34)은 전도성 세그먼트가 단차(P)에 의해 분리된 2개의 별개의 슬롯(E 및 E+P)에서 연장되도록 배열되고, 각각의 엘보 조인트는 제 1 축방향 단부면(29a)에 위치되는 반면, 자유 단부는 제 2 축방향 단부면(29b)에 위치되고, 하나의 핀으로부터 다른 핀으로 권선의 전기적 연속성을 생성하도록 함께 연결된다. 특히 도 9를 참조하여 하기에서 설명되는 바와 같이, 제 1 층(C1)에 배열된 전도성 세그먼트 자유 단부와 제 2 층(C2)에 배열된 전도성 세그먼트 자유 단부는 상호연결되고, 제 3 층(C3)에 배열된 전도성 세그먼트 자유 단부와 제 4 층(C4)에 배열된 전도성 세그먼트 자유 단부는 상호연결된다. 이러한 연결은 예를 들어 용접으로 이루어진다. 따라서, 동일한 핀의 전도성 세그먼트(30A, 30B, 31A, 31B, 32A, 32B, 33A, 34A)는 엘보 조인트(30C, 31C, 32C)에 의해 그 단부 중 하나에서 함께 연결되고, 이들 각각은 그 자유 단부(30F, 31F, 32F, 33F, 34F)에서 다른 핀에 연결된다.
전도성 핀(30)의 제 1 그룹은 전도성 세그먼트(30A, 30B)가 외부 제 1 층(C1) 및 내부 중앙 제 3 층(C3)을 형성하도록 슬롯에 수용되는 핀(30)을 포함하는 외부 그룹으로 알려진 그룹을 형성한다. 전도성 핀(31)의 제 2 그룹은 전도성 세그먼트(31A, 31B)가 내부 제 4 층(C4) 및 외부 중앙 제 2 층(C2)을 형성하도록 슬롯에 수용되는 핀(31)을 포함하는 내부 그룹으로 알려진 그룹을 형성한다.
도 2 및 도 9에 도시된 바와 같이, 2개의 핀 그룹은 외부 그룹의 핀(30)의 전도성 세그먼트 중 하나가 슬롯에 있어서 내부 그룹의 핀(31)의 전도성 세그먼트 중 하나보다 내부에 위치되도록 배열되고, 즉 인터리빙(interleaving)된다. 보다 상세하게는, 제 1 그룹에 속하는 전도성 핀(30)은 슬롯(E)에서 제 1 층(C1)을 점유하는 하나의 전도성 세그먼트(30A)와, 슬롯(E+P)에서 제 3 층(C3)을 점유하는 하나의 전도성 세그먼트(30B)를 갖도록 스테이터에 배열된다. 유사하게, 제 2 그룹에 속하는 전도성 핀(31)은 슬롯(E)에서 제 2 층(C2)을 점유하는 하나의 전도성 세그먼트(31A)와, 슬롯(E+P)에서 제 4 층(C4)을 점유하는 하나의 전도성 세그먼트(31B)를 갖도록 스테이터에 배열된다. 다시 말해서, 전도성 핀(30, 31)은 동일한 전도성 핀의 전도성 세그먼트가 하나의 슬롯으로부터 다른 슬롯으로의 2개의 층의 반경방향 오프셋에 의해, 즉 이러한 동일한 핀의 전도성 세그먼트에 의해 점유된 2개의 층 사이에의 중간 층의 삽입에 의해 별개의 슬롯을 점유하도록 배열된다. 이러한 반경방향 오프셋은 다른 그룹의 전도성 핀에 속하는 전도성 세그먼트의 삽입에 대응한다. 이러한 특정 배열의 결과는 인접한 엘보 조인트가 서로에 대해 실질적으로 평행하도록 스테이터 본체(21)의 제 1 축방향 단부면(29a)에서의 엘보 조인트의 정렬이다. 이것은 번들의 콤팩트성을 증가시키는 것을 가능하게 한다.
전도성 핀(30, 31)의 이러한 2개의 그룹은 각각 서로 독립적인 연속 전기 경로를 형성한다. 위상 내에서의 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 위상을 형성하도록 배열된다. 따라서, 이러한 연결 핀(32)은 전기 회로를 폐쇄하고 권선을 통한 전류의 적절한 흐름을 허용하여, 특히 전류가 동일한 슬롯에 수용된 각각의 전도성 세그먼트에서 동일한 방향으로 흐르고, 전류가 일반적으로 하나의 슬롯에서 하나의 방향으로 흐르고, 단차(P 및 -P)만큼 이격된 슬롯에서 반대 방향으로 흐른다.
도 9에 도시된 예에서, 연결 핀(32)의 제 1 전도성 세그먼트(32A)는 제 1 그룹의 전도성 핀(30)과 연관된 층들 중 하나에 위치되고, 상기 핀의 제 2 전도성 세그먼트(32B)는 제 2 그룹의 전도성 핀(31)과 연관된 층들 중 하나에 위치된다. 이러한 배열은 권선의 전기적 연결과 관련하여 이점을 제공한다. 그것은 U자형 연결 핀(32)을 통해, 즉 엘보 조인트에 의해 함께 연결된 2개의 전도성 세그먼트를 갖는 전도성 핀과 유사한 형상으로, 모든 전도성 핀(30, 31)을 연결하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 이러한 배열에 의해, 전기 권선(24)은 슬롯에서의 전류의 흐름 방향을 따르기 위해 전류의 방향을 역전시키는 것을 가능하게 하는 특수 핀을 포함하지 않는다. 따라서, 이것은 전기 권선 및 그 조립 방법을 단순화하는 것을 가능하게 한다.
특히, 본 예에서, 연결 핀(32)의 제 1 전도성 세그먼트(32A)는 제 3 층(C3)에 위치되고, 상기 핀의 제 2 전도성 세그먼트(32B)는 제 2 층(C2)에 위치된다. 따라서, 연결 핀의 전도성 세그먼트(32A, 32B)는 2개의 상이한 슬롯의 반경방향으로 2개의 인접한 층에 배열되며, 즉 이러한 동일한 핀(32)의 전도성 세그먼트에 의해 점유된 2개의 층 사이에는 중간 층이 삽입되지 않는다. 이것은 연결 핀의 엘보 조인트(32C)를 번들에 통합하고 다른 핀 부분 위로 통과시킴으로써 번들의 높이를 증가시키지 않는 것을 가능하게 한다.
도 2, 도 3 및 도 9에 도시된 바와 같이, 전력 공급 핀(33, 34)은 각각의 전도성 세그먼트(33A, 34A)가 연결 핀(32)의 전도성 세그먼트(32A, 32B)를 포함하는 동일한 슬롯의 층에 인접한 층에 위치되도록 슬롯에 위치된다. 다시 말해서, 슬롯(E)에서 제 2 층(C2)을 점유하는 연결 핀(32)의 각 전도성 세그먼트에 대해, 전력 공급 핀(33)의 전도성 세그먼트(33A)는 상기 슬롯(E)에서 제 1 층(C1)을 점유하도록 제공된다. 유사하게, 슬롯(E+P)에서 제 3 층(C3)을 점유하는 연결 핀(32)의 각 전도성 세그먼트에 대해, 전력 공급 핀(34)의 전도성 세그먼트(34A)는 상기 슬롯(E)에 대해 단차(P)만큼 이격된 상기 슬롯(E+P)에서 제 4 층(C4)을 점유하도록 제공된다. 따라서, 전력 공급 핀(33, 34)은 동일한 위상의 연결 핀(32)을 둘러싸도록 에지 층에 위치되며, 이 연결 핀(32)의 전도성 세그먼트(32A, 32B)는 중앙 층에 위치된다.
특히 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 연결 핀(32)은 한 쌍의 전력 공급 핀(33, 34)과 연관된다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 6개의 위상을 포함하는 전기 권선(24)은 6개의 연결 핀(32)과, 6개의 제 1 전력 공급 핀(33) 및 6개의 제 2 전력 공급 핀(34)을 포함하는 6쌍의 전력 공급 핀(33)을 포함한다. 전도성 핀(30, 31)의 개수는, 제 2 그룹의 전도성 핀(31)만큼 많은 제 1 그룹의 전도성 핀(30)이 존재한다는 것을 감안하면, 스테이터의 슬롯의 개수, 및 따라서 회전 전기 기계의 원하는 응용, 특히 원하는 성능과 이용 가능한 공간에 따라 달라질 수 있다는 것이 이해될 것이다.
전력 공급 단부(33G, 34G)는 대응하는 위상의 전류 입력부 및/또는 출력부를 형성한다. 보다 구체적으로, 소정의 위상에 대하여, 전력 공급 핀 중 하나의 일 단부(33G, 34G)는 권선의 다른 위상의 전력 공급 핀의 일 단부(33G, 34G) 및/또는 특히 전자 조립체(26)의 전자 전력 및/또는 제어 모듈에 포함된 전류 소스에 직접 또는 상호연결 장치에 의해 연결된다.
전력 공급 핀(33, 34)은 외부 제 1 층(C1) 및 내부 제 4 층(C4)에 전기 권선(24)을 따라 배열된다. 특히, 제 1 전력 공급 핀(33) 및 그 전력 공급 단부(33G)는 외부 층(C1)에 위치되고, 제 2 전력 공급 핀(34) 및 그 전력 공급 단부(34G)는 내부 층(C4)에 위치된다. 물론, 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 전력 공급 핀의 이러한 위치설정을 역전하는 것이 가능하다.
도 10은 스테이터의 권선의 일부, 특히 전력 공급 단부(33G, 34G)가 연장되는 번들을 도시하는 본 발명의 일 실시예를 도시한다. 특히, 본 예에서, 6개의 전력 공급 단부(33G, 34G) 중 4개의 전력 공급 단부는 각각 교차 부분(33G2, 34G2)을 가지며, 다른 2개의 전력 공급 단부(33G, 34G)는 교차 부분을 갖지 않고, 관련 전도성 세그먼트(33A, 34A)로부터 실질적으로 축방향으로 연장된다. 본 예에서, 교차 부분을 갖지 않는 전력 공급 단부는 교차 부분을 갖는 전력 공급 단부 사이에서 원주방향으로 배열된다.
대안적인 예(도시되지 않음)에서, 6개의 전력 공급 단부(33G, 34G) 중 2개의 전력 공급 단부만이 각각 교차 부분(33G2, 34G2)을 가질 수 있고, 다른 4개의 전력 공급 단부(33G, 34G)는 교차 부분을 갖지 않는다. 본 경우에, 교차 부분을 갖는 전력 공급 단부는 교차 부분을 갖지 않는 전력 공급 단부 사이에서 원주방향으로 배열될 수 있다.
상기 4개의 전력 공급 단부 각각은 관련 전도성 세그먼트(33A, 34A)에 인접한 링크 부분(linking portion)(33G1, 34G1)과, 전자 조립체(26)에 전기적으로 연결된 연결 부분(33G3, 34G3)과, 상기 관련 링크 부분과 연결 부분 사이에 배열된 교차 부분(33G2, 34G2)을 갖는다. 상기 부분들은 동일한 전력 공급 핀의 전도성 세그먼트로부터 차례로 연속적으로 연장되고, 축방향에 대해 경사지게 연장되는 실질적으로 직선을 형성한다. 이러한 경사진 직선은 권선의 주연부 중 하나로부터 반경방향 반대측 주연부로 연장된다. 따라서, 동일한 전력 공급 단부의 상기 링크 및 연결 부분은 권선의 내주연부와 외주연부 사이에 실질적으로 반경방향 중앙 부분을 형성하는 상기 동일한 전력 공급 단부의 교차 부분에 대해 반경방향으로 서로 반대측에 있다.
동일한 슬롯(22) 내에서 연장되는 전도성 세그먼트의 2개의 전력 공급 핀(33, 34)은 동일한 유형, 즉 교차 부분을 포함하는 유형 또는 교차 부분을 포함하지 않는 유형의 전력 공급 단부를 갖는다. 따라서, 동일한 슬롯에 배열된 핀의 전력 공급 단부의 교차 부분(33G2, 34G2)은 원주방향으로 서로 대면하도록 소정 거리로 연장된다. 따라서, 교차 부분들 사이에는 접촉이 없다. 이러한 간격은 특히 수 밀리미터 정도이다.
교차 부분(33G2, 34G2)은 전력 공급 단부가 연장되는 번들(25a)의 축방향 단부로부터 소정 거리에 배열된다. 따라서, 상기 교차 부분은 번들의 축방향 단부로부터 축방향으로 이격되어 있다. 이러한 축방향 간격은 예를 들어 5 ㎜ 내지 35 ㎜이다.
여기에 도시된 예에서, 전력 공급 단부(33G)는 권선의 외주연부로부터 연장되는 링크 부분(33G1)과, 상기 권선의 내주연부로 연장되는 연결 부분(33G3)을 갖는다. 유사하게, 전력 공급 단부(34G)는 권선의 내주연부로부터 연장되는 링크 부분(34G1)과, 상기 권선의 외주연부로 연장되는 연결 부분(34G3)을 갖는다. 따라서, 단일 슬롯의 전력 공급 단부는 역전되어 있다.
본 예시적인 실시예에서, 하나의 위상의 출력부는 델타 구성(delta configuration)을 달성하기 위해 동일한 위상 시스템의 다른 위상의 입력부에 연결된다. 위상 입력부와 출력부 사이의 이러한 연결 각각은 또한 특히 전자 조립체(26)의 전자 전력 및/또는 제어 모듈에 포함된 전류 소스에 연결된다.
전력 공급 단부(33G, 34G)는 그 연결 부분(33G3, 34G3)이 각각의 위상 시스템에 대해 제 1 세트(36) 및 제 2 세트(37)로 그룹화되도록 전기 권선(24)을 따라 배열된다. 본 예에서, 동일한 세트의 연결 부분은 슬롯의 동일한 층(Ci)과 축방향으로 정렬된다. 예를 들어 여기서, 도 10에 도시된 바와 같이, 제 1 세트(36)는 외부 층(C1) 위에 위치된 연결 부분을 포함하고, 제 2 세트는 내부 층(C4) 위에 위치된 연결 부분을 포함한다. 하나의 대안적인 실시예에서, 내부 층(C4)에 위치된 제 1 세트의 연결 부분과, 외부 층(C1)에 위치된 제 2 세트의 연결 부분을 갖는 것이 가능하다. 중앙 층(C2, C3)에 연결 부분을 위치시키는 것도 가능하다.
또한 여기에 설명된 예에서, 전기 권선(24)은 각각 3개의 위상을 포함하는 2개의 시스템을 포함한다. 따라서, 권선은 여기서는 3개의 연결 부분(33G3, 34G3)을 각각 포함하는 2개의 제 1 세트(36) 및 2개의 제 2 세트(37)를 포함한다. 이들 세트의 구조는 하나의 위상 시스템간에 동일하거나 상이할 수 있다. 세트(36, 37) 각각은 위상 입력부를 형성하는 적어도 하나의 연결 부분 및 위상 출력부를 형성하는 하나의 연결 부분을 포함한다. 특히 본 예에서, 각각의 세트(36, 37)는 위상 입력부를 형성하는 2개의 연결 부분 및 위상 출력부를 형성하는 1개의 연결 부분, 또는 위상 출력부를 형성하는 2개의 연결 부분 및 위상 입력부를 형성하는 1개의 연결 부분을 포함한다. 동일한 위상 시스템의 세트는 서로 상보적인 아키텍처(architecture)를 갖는다. 예를 들어, 제 1 세트가 2개의 위상 입력부 및 1개의 위상 출력부를 포함하는 경우, 제 2 세트는 2개의 위상 출력부 및 1개의 위상 입력부를 포함한다. 또한, 각각의 세트는 상기 위상 시스템의 위상당 하나의 연결 부분을 포함한다. 따라서, 동일한 세트에 대해, 각각의 연결 부분은 상이한 위상에 속한다.
도 11은 제 1 세트(36)가 위상 출력부를 형성하는 2개의 연결 부분 및 위상 입력부를 형성하는 1개의 연결 부분을 포함하고 제 2 세트(37)가 위상 입력부를 형성하는 2개의 연결 부분 및 위상 출력부를 형성하는 1개의 연결 부분을 포함하는 예를 도시한다. 연결 부분은 슬롯의 동일한 층에 배열되고, 따라서 권선의 하나의 원주 부분 위로 연장된다.
본 예시적인 실시예에서, 주어진 세트 내에서, 위상 출력부/입력부를 형성하는 단부는 원주방향으로 교번된다. 다시 말해서, 2개의 위상 출력부 및 1개의 위상 입력부를 포함하는 세트의 경우, 상기 위상 입력부는 위상 출력부들 사이에 원주방향으로 위치된다. 유사하게, 2개의 위상 입력부 및 1개의 위상 출력부를 포함하는 세트의 경우, 상기 위상 출력부는 위상 입력부들 사이에 원주방향으로 위치된다.
바람직하게는, 전력 공급 단부 사이의 원주방향 거리는 동일한 세트(36, 37) 내에서 동일하다.
예를 들어, 동일한 세트(36, 37)는 2개의 상이한 전력 공급 핀(33, 34)에 속하는 적어도 하나의 연결 부분(33G3) 및 적어도 하나의 연결 부분(34G3)을 포함한다. 여기서, 동일한 세트 내에서의 위상 입력부/출력부의 이러한 교번은 위상 시스템의 전력 공급 단부의 일부, 즉 교차 부분을 갖는 전력 공급 단부에 대해서만 연결 부분(33G3, 34G3)의 역전에 의해 생성된다. 따라서, 소정의 위상에 대하여, 제 1 세트가 위상 출력부를 형성하는 연결 부분을 포함하는 경우, 제 2 세트는 위상 입력부를 형성하는 연결 부분을 포함한다.
도 11은 제 1 세트(36)가 제 3 위상의 출력부(O/Z+2)를 형성하는 연결 부분, 다음에 제 1 위상의 입력부(I/Z)를 형성하는 연결 부분, 다음에 제 2 위상의 출력부(O/Z+1)를 형성하는 연결 부분을 순서대로 포함하는 예를 도시한다. 그러면, 상기 제 1 세트(36)에 상보적인 제 2 세트(37)는 제 3 위상의 입력부(I/Z+2)를 형성하는 연결 부분, 다음에 제 1 위상의 출력부(O/Z)를 형성하는 연결 부분, 다음에 제 2 위상의 입력부(I/Z+1)를 형성하는 연결 부분을 순서대로 포함한다.
델타 구성을 달성하기 위해, 전력 공급 단부(33G, 34G)는 여기서는 예를 들어 상호연결 트랙(38)에 의해 상호연결된다. 각각의 상호연결 트랙은 예를 들어 관련 연결 부분에 용접되고, 전자 조립체(26)의 모듈과 연결하기 위한 부분을 포함할 수 있다. 트랙(38)은 예를 들어 전기 절연 재료로 오버몰딩되어, 이들 연결을 보다 용이하게 하고 트랙들 사이 및 상기 트랙과 권선의 다른 핀의 정점(30E, 31E, 32E) 사이에 양호한 전기 절연을 보장한다.
보다 상세하게는, 제 3 위상의 위상 입력부(I/Z+2)를 형성하는 연결 부분은 제 2 위상의 위상 출력부(O/Z+1)를 형성하는 연결 부분에 연결되고, 제 1 위상의 위상 출력부(O/Z)를 형성하는 연결 부분은 제 2 위상의 위상 입력부(I/Z+1)를 형성하는 연결 부분에 연결되며, 제 3 위상의 위상 출력부(O/Z+3)를 형성하는 연결 부분은 제 1 위상의 위상 입력부(I/Z)를 형성하는 연결 부분에 연결된다. 도 11에 명확하게 도시된 바와 같이, 트랙(38) 사이의 중첩 없이 이들 연결을 만드는 것이 가능하다.
다른 유형의 연결은 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이, 특히 위상의 순서를 교환(swapping)함으로써, 생성될 수 있다.
교차 부분을 갖지 않는 전력 공급 단부(33G, 34G)를 반경방향으로 유지하기 위해, 유지 부재(39)가 상기 단부 사이에 배열될 수 있고, 그에 따라 상기 단부가 특히 축(X)에 대해 반경방향 외측 또는 내측으로 이동하는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 도 12에 도시된 예에서, 유지 부재(39)는 동일한 슬롯에서 상이한 에지 층에 위치된 2개의 전력 공급 단부를 유지하며, 층들 각각은 권선의 반경방향 단부를 형성한다.
예를 들어, 유지 부재(39)는 전자 조립체(26)를 향해 축방향으로 연장되는 후방 번들(25a)의 축방향 단부와 접촉하여 장착된다. 따라서, 베어링 표면으로서 작용하는 유지 부재(39)의 반경방향 면은 핀(30, 31, 32) 중 하나의 핀의 적어도 하나의 정점(30E, 31E, 32E)과 접촉한다. 변형예로서, 유지 부재는 번들로부터 소정 거리에 장착되고, 따라서 번들과 접촉하지 않을 수 있다.
여기에 도시된 예에서, 전기 권선(24)은 교차 부분을 갖지 않는 2개의 전력 공급 단부만을 포함하고, 그러면 권선은 단일의 유지 부재(39)를 포함한다. 전기 권선(24)이 교차 부분을 갖지 않는 4개의 전력 공급 단부를 포함하는 전술한 대안적인 예(도시되지 않음)에서, 그러면 권선은 단부의 각 쌍에 대해 하나씩 2개의 유지 부재(39)를 포함할 수 있다.
유지 부재는 제 1 전력 공급 핀(33)의 전력 공급 단부(33G)를 유지하는 것을 가능하게 하는 제 1 부분(40)과, 제 2 전력 공급 핀(34)의 전력 공급 단부(34G)를 유지하는 것을 가능하게 하는 제 2 부분(41)과, 상기 부분들(40, 41) 사이에 배열된 링크 부분(42)을 포함할 수 있다. 링크 부분은 상기 2개의 부분들 사이에 반경방향으로 배열된다.
도 12는 전력 공급 단부(33G, 34G) 중 하나의 삽입을 각각 허용하는 2개의 축방향 관통 구멍(43)을 포함하는 바아 형상의 유지 부재(39)의 예를 도시한다. 대안적으로, 유지 부재(39)는 특히 스냅-체결에 의해, 전력 공급 단부(33G, 34G)의 삽입을 각각 허용하는 2개의 슬롯을 포함하는 바아 형상일 수 있다.
유지 부재(39)는 플라스틱과 같은 전기 절연 재료로 제조된다. 유지 부재는 단일 피스로 형성될 수 있으며, 즉, 제 1 부분(40), 제 2 부분(41) 및 링크 부분(42)이 단일 피스를 생성하도록 일체로 형성될 수 있다.
도 9는 이전 설명에 따른 권선 부분의 개략도를 도시한다. 단순화를 위해, 슬롯의 개수가 제한되어 있으며, 하기의 설명은 완전한 권선을 생성하기 위해 당업자에 의해 용이하게 확장될 수 있으며, 즉 스테이터의 다른 슬롯도 또한 전도성 세그먼트의 스택을 포함한다는 것이 이해될 것이다. 또한 단순화를 위해, 동일한 위상의 핀은 굵게 표시되고, 다른 위상의 핀은 투명하게 표시된다.
보다 구체적으로, 도 9에 도시된 전기 회로의 경우, 제 1 축방향 단부면(29a)측에 도시된 위상의 전류의 입력부를 형성하는 제 1 전력 공급 핀(34)의 전력 공급 단부(34G)에 의해, 전류가 제 1 배향 방향으로 권선(24) 내로 도입된다. 적층된 전도성 세그먼트를 통해 주어진 슬롯에 대해 동일한 방향으로, 그리고 단차(P 또는 -P)만큼 이격된 슬롯에 대해 반대 방향으로 전류가 흐른다는 사실을 나타내기 위해, 그 경로는 번호가 매겨진 화살표(Fi)를 통해 보다 상세하게 설명될 것이다. 슬롯(E+P)은 슬롯(E)으로부터 제 1 배향 방향으로 사전결정된 단차(P)만큼 이격된다는 점에 주목해야 한다. 극 및 위상당 하나의 슬롯을 갖는 이중 3상 전기 권선의 본 예에서, 단차(P)는 슬롯(E)과 슬롯(E+P) 사이에 5개의 슬롯을 삽입하는 것에 대응한다.
전류는 슬롯(E)에 수용된 전도성 세그먼트(34A)에서 제 1 축방향 단부면(29a)으로부터 제 2 축방향 단부면(29b)으로 흐른다(화살표(F1)). 이러한 슬롯(E)에서 제 4 층(C4)의 일부를 형성하도록 배열된 이러한 전도성 세그먼트(34A)는 그 자유 단부(34F)에서, 제 2 축방향 단부면(29b)측에, 이러한 층에서 대체하는 제 1 핀 그룹의 전도성 핀(30)의 전도성 세그먼트(30F)의 형상과 유사한 맞접힌 형상을 갖는다.
전력 공급 핀의 자유 단부(34F)는 스테이터의 제 2 축방향 단부면(29b)에서 제 2 핀 그룹의 전도성 핀(31)의 자유 단부(31F)에 연결되며, 전도성 핀(31)의 전도성 세그먼트 중 하나는 슬롯(E-P)에서 제 3 층(C3)을 점유한다. 2개의 자유 단부(34F, 31F)는 특히 반경방향으로 서로 옆에 배열되고, 접점(35)에서 전기적으로 연결되며, 이러한 접점은 용접에 의해 생성될 수 있어, 전류가 각각의 슬롯에서 동일한 방향으로 전도성 세그먼트를 통해 흐를 수 있게 한다. 전류의 흐름 방향은 전도성 핀과 중첩되는 화살표로 표시된다. 그 결과, 전류는 화살표(F2)로 도시된 바와 같이 슬롯(E-P)의 제 3 층(C3)에 있는 전도성 세그먼트(31B)를 통해 제 2 축방향 단부면(29b)으로부터 제 1 축방향 단부면(29a)으로 흐르게 된다.
슬롯(EP)에서 제 3 층(C3)을 점유하는 전도성 세그먼트(31B)는 제 2 핀 그룹에 속하는 전도성 핀(31)의 일부를 형성하고, 그에 따라 이러한 전도성 세그먼트는, 제 1 축방향 단부면(29a)에서 엘보 조인트(31C)에 의해, 제 1 배향 방향과 반대 방향으로 슬롯(E-P)에 대해 공간(P)에 의해 분리된 슬롯(E-2P)에서 제 1 층(C1)을 점유하는 전도성 세그먼트(31A)로 연장된다. 따라서, 전류는 화살표(F4)로 도시된 바와 같이 슬롯(E-2P)의 제 1 층(C1)에 있는 전도성 세그먼트(31A)를 통해 제 1 축방향 단부면(29a)으로부터 제 2 축방향 단부면(29b)으로 흐르게 된다.
주어진 위상에 대해, 핀은 스테이터의 전체 둘레부 주위에 연속적으로 인터리빙되며, 도 9의 이해를 단순화하기 위해, 전류가 스테이터 주위를 실질적으로 완전히 흐른 후에 도 9에서 슬롯(E+P)과 슬롯(E+2P) 사이에 위치된 실선에서 상기 설명이 다시 시작한다는 것이 이해될 것이다.
이러한 단계에서, 권선 연속성은 슬롯(E+2P)에서 제 1 층(C1)을 점유하는 전도성 세그먼트(31A)의 자유 단부(31F)를 슬롯(E+P)에서 제 2 층(C2)을 점유하는 전도성 세그먼트(30A)의 자유 단부(30F)에 연결함으로써 달성되며, 상기 단부(31F, 30F)는 반경방향으로 나란히 배열되고, 제 2 축방향 단부면(29a)에서 접점(35)에 의해 전기적으로 연결된다.
따라서, 전류는 제 1 배향 방향으로 루프를 이루게 되며, 화살표(F3)로 도시된 바와 같이 제 1 핀 그룹의 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, 다음에 상기 전도성 핀(30)의 엘보 조인트(30C)를 통해 흐르며, 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, 슬롯(E+2P)에서는 제 1 층(C1) 및 제 4 층(C4)에 흐르는 전류가 모두 동일한 방향으로 흐른다는 것을 알 수 있다.
다음에, 전류는, 접점(35)을 통해, 슬롯(E+P)의 제 3 층(C3)에 수용된 전도성 세그먼트(31B)로 제 1 배향 방향과 반대 방향으로 연속적으로 흐른 후에, 엘보 조인트(31C)를 통해, 슬롯(E)의 제 1 층(C1)에 있는 동일한 전도성 핀(31)의 전도성 세그먼트(31A)로 흐른다.
이러한 단계에서, 전류는, 접점(35) 이후에, 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 흐른 후에, 엘보 조인트(32C) 이후에, 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 흐르게 된다.
상기 설명에 따르면, 권선의 연속성은, 전도성 핀의 일부를 형성하는 엘보 조인트측에서 제 1 층(C1)의 전도성 세그먼트로부터 제 3 층(C3)으로, 그리고 제 4 층(C4)으로부터 제 2 층(C2)으로 통과하고, 제 2 축방향 단부면(29b)에서 접점(35), 특히 용접부를 통해 제 2 층(C2)으로부터 제 1 층(C1)으로, 그리고 제 3 층(C3)으로부터 제 4 층(C4)으로 통과함으로써 달성되며, 그에 따라 각각의 슬롯에서 동일한 방향으로의 전류 흐름이 달성된다.
다음에, 상기 설명에 따르면, 전류는, 전력 공급 단부(33G)를 통해 도시된 위상의 전류 출력부를 형성하는 전력 공급 핀(33)의 전도성 세그먼트(33A)가 배열되는 제 1 층(C1)에서 슬롯(E-P) 내로 흐를 때까지, 하나의 전도성 핀으로부터 다른 전도성 핀으로 흐르게 된다.
본 발명은 특히 교류발전기, 시동기-교류발전기, 전기 모터, 또는 심지어 가역 기계의 분야에 적용 가능하지만, 임의의 유형의 회전 기계에도 동일하게 적용될 수 있다.
물론, 상기 설명은 단지 예로서 제공되었으며, 본 발명의 분야를 제한하지 않으며, 본 발명의 분야는 상이한 구성요소를 임의의 다른 동등한 구성요소로 대체함으로써 벗어나지 않을 것이다.

Claims (10)

  1. 회전 전기 기계(10)의, 특히 스테이터 또는 로터에 의해 형성된 활성 부품을 위한 전기 권선으로서, 상기 활성 부품은 축(X) 주위의 환형 요크(27)와, 슬롯(22)을 한정하기 위해 요크의 측면으로부터 반경방향으로 연장되는 복수의 치형부(28)를 갖는 본체(21)를 포함하고, 상기 슬롯은 상기 본체의 제 1 축방향 단부면(29a) 및 제 2 축방향 단부면(29b)에서 개방되고, 상기 전기 권선(24)은 서로 전기적으로 연결되고 적어도 하나의 전도성 세그먼트(30A, 30B, 31A, 31B, 32A, 32B, 33A, 34A)를 각각 갖는 핀(30, 31, 32, 33, 34) 세트를 각각 포함하는 복수의 전기 위상을 포함하는 적어도 하나의 위상 시스템을 가지며, 상기 전도성 세그먼트는 동일한 슬롯에 수용되어 N개의 층(Ci)을 형성하기에 적합하고, 상기 핀 세트는 위상 입력부 또는 출력부를 각각 형성하는 적어도 하나의 제 1 전력 공급 핀(33) 및 하나의 제 2 전력 공급 핀(34)을 포함하고, 각각의 전력 공급 핀은 관련 전도성 세그먼트(33A, 34A)로부터 상기 슬롯 외부로 연장되는 전력 공급 단부(33G, 34G)를 포함하는, 상기 전기 권선에 있어서,
    제 1 전력 공급 단부(33G)의 적어도 일부가 상기 권선의 내주연부 상에 배열되고, 상기 제 1 전력 공급 단부는 외부 층에 배열된 전도성 세그먼트(33A)를 연장시키며, 제 2 전력 공급 단부(34G)의 적어도 일부는 상기 권선의 외주연부 상에 배열되고, 상기 제 2 전력 공급 단부는 내부 층에 배열된 전도성 세그먼트(34A)를 연장시키며, 상기 내주연부는 상기 외주연부보다 축(X)에 더 근접하여 있고, 상기 내부 층 및 외부 층은 에지 층을 형성하는 것을 특징으로 하는
    전기 권선.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전력 공급 핀의 전도성 세그먼트(33A, 34A)는 동일한 슬롯(22)의 외부 층(C1) 및 내부 층(C4)에 각각 배열되는 것을 특징으로 하는
    전기 권선.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 전력 공급 단부(33G) 및 상기 제 2 전력 공급 단부(34G)는 원주방향으로 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는
    전기 권선.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전력 공급 단부(33G, 34G) 각각은 관련 전도성 세그먼트(33A, 34A)에 인접한 링크 부분(33G1, 34G1)과, 상기 회전 전기 기계의 전자 조립체에 연결되기에 적합한 연결 부분(33G3, 34G3)과, 관련 링크 부분과 연결 부분 사이에 배열된 교차 부분(33G2, 34G2)을 가지며, 동일한 전력 공급 단부의 링크 부분 및 연결 부분은 상기 동일한 전력 공급 단부의 교차 부분의 반경방향 반대측에 있으며, 상기 제 1 및 제 2 전력 공급 단부의 교차 부분(33G2, 34G2)은 원주방향으로 서로 대면하도록 연장되는 것을 특징으로 하는
    전기 권선.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 핀(30, 31, 32, 33, 34)은 상기 스테이터 본체(21)의 축방향 단부면(29a, 29b)의 양측 각각에 번들(25a, 25b)을 형성하기에 적합하며, 상기 교차 부분(33G2, 34G2)은 상기 번들로부터 축방향으로 소정 거리에 배열되는 것을 특징으로 하는
    전기 권선.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 교차 부분(33G2, 34G2)은 상기 권선의 외주연부와 내주연부 사이에서, 특히 상기 주연부들 사이의 반경방향 중앙 부분에서 연장되는 것을 특징으로 하는
    전기 권선.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 권선의 주연부 중 하나 상에 배열되고 상이한 위상의 전력 공급 핀으로 구성된 제 1 세트(36)는 교차 부분(33G2, 34G2)을 갖는 적어도 하나의 전력 공급 단부(33G, 34G)와, 교차 부분(33G2, 34G2)을 갖지 않는 적어도 하나의 다른 전력 공급 단부(33G, 34G)를 포함하며, 상기 제 1 세트(36)와는 상이한 상기 권선의 다른 주연부 상에 배열되고 상이한 위상의 전력 공급 핀으로 구성된 제 2 세트(37)는 교차 부분(33G2, 34G2)을 갖는 적어도 하나의 전력 공급 단부(33G, 34G)와, 교차 부분(33G2, 34G2)을 갖지 않는 적어도 하나의 다른 전력 공급 단부(33G, 34G)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    전기 권선.
  8. 제 7 항에 있어서,
    적어도 3개의 제 1 전력 공급 단부(33G, 34G)를 포함하는 세트(36, 37)에서, 상기 제 1 전력 공급 단부 중 1개 또는 2개만이 교차 부분(33G2, 34G2)을 갖는 것을 특징으로 하는
    전기 권선.
  9. 제 8 항에 있어서,
    세트(36, 37)가 교차 부분(33G2, 34G2)을 갖는 2개의 전력 공급 단부(33G, 34G)를 포함하는 경우, 교차 부분을 갖지 않는 전력 공급 단부는 교차 부분을 갖는 전력 공급 단부 사이에 원주방향으로 배열되며, 세트(36, 37)가 교차 부분(33G2, 34G2)을 갖는 하나의 전력 공급 단부(33G, 34G)를 포함하는 경우, 교차 부분을 갖는 전력 공급 단부는 교차 부분을 갖지 않는 전력 공급 단부 사이에 원주방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는
    전기 권선.
  10. 특히 스테이터 또는 로터에 의해 형성된 활성 부품을 포함하는 회전 전기 기계에 있어서,
    제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 전기 권선(24)을 포함하는
    회전 전기 기계.
KR1020227010924A 2019-10-04 2020-10-01 회전 전기 기계의 전기 권선 KR20220069953A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FRFR1910985 2019-10-04
FR1910985A FR3101736B1 (fr) 2019-10-04 2019-10-04 Bobinage électrique pour une machine électrique tournante
PCT/EP2020/077564 WO2021064122A1 (fr) 2019-10-04 2020-10-01 Bobinage électrique pour une machine électrique tournante

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220069953A true KR20220069953A (ko) 2022-05-27

Family

ID=69743309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227010924A KR20220069953A (ko) 2019-10-04 2020-10-01 회전 전기 기계의 전기 권선

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20220255390A1 (ko)
EP (1) EP4038728A1 (ko)
JP (1) JP7479460B2 (ko)
KR (1) KR20220069953A (ko)
CN (1) CN114503398A (ko)
FR (1) FR3101736B1 (ko)
WO (1) WO2021064122A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11909285B2 (en) 2021-11-30 2024-02-20 Ford Global Technologies, Llc Hairpin winding electric machine
DE102021006172A1 (de) * 2021-12-14 2023-06-15 ENGIRO GmbH Stator für eine rotierende Drehfeldmaschine
US11949305B2 (en) * 2022-01-24 2024-04-02 Ford Global Technologies, Llc Parallel path hairpin winding connection with the lead terminals and neutral terminal bridges on the crown side

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4496651B2 (ja) 2001-01-19 2010-07-07 株式会社デンソー 車両用交流発電機
JP4046270B2 (ja) * 2002-05-24 2008-02-13 三菱電機株式会社 回転電機の固定子
JP4131478B2 (ja) * 2006-05-24 2008-08-13 三菱電機株式会社 回転電機の巻線端部成形装置および成形方法
CN102077444B (zh) 2008-07-01 2013-10-30 三菱电机株式会社 车用旋转电机的定子
WO2015072285A1 (ja) * 2013-11-12 2015-05-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 固定子及びこれを備えた回転電機
JP6566262B2 (ja) * 2016-03-17 2019-08-28 株式会社デンソー 回転電機の固定子

Also Published As

Publication number Publication date
JP7479460B2 (ja) 2024-05-08
JP2022552650A (ja) 2022-12-19
CN114503398A (zh) 2022-05-13
EP4038728A1 (fr) 2022-08-10
FR3101736B1 (fr) 2021-10-15
US20220255390A1 (en) 2022-08-11
FR3101736A1 (fr) 2021-04-09
WO2021064122A1 (fr) 2021-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10923978B2 (en) Hairpin winding electric machine
KR20220069953A (ko) 회전 전기 기계의 전기 권선
US7091644B2 (en) Sequentially joined-segment armature and ac machine using same
US20200395804A1 (en) Hairpin winding electric machine
US6995492B1 (en) Electric rotary machine equipped with stator coil consisting of sequentially connected conductor segments
CN111245129A (zh) 发卡绕组电机
JP2009077468A (ja) 回転電機、および回転電機の製造方法
US9627935B2 (en) Multi-gap rotating electric machine having phase coils formed of substantially U-shaped electric conductor segments
US9847684B2 (en) Stator and rotating electric machine
US11539255B2 (en) Hairpin winding electric machine
US11368066B2 (en) Hairpin winding electric machine
US11309761B2 (en) Hairpin winding electric machine
JP5891999B2 (ja) 回転電機
US11677287B2 (en) Stator, electric rotating machine, and electric-powered vehicle
US11777355B2 (en) Stator and electric rotating machine
US20230318382A1 (en) Stator and motor
JP7229398B2 (ja) 回転電気機械用の電気巻線
JP7391849B2 (ja) 回転電気機械用のステータ
JP7367078B2 (ja) 回転電気機械用の電気巻線
WO2020246372A1 (ja) 回転電機の固定子、端子台及び回転電機
JP2022187869A (ja) モータ
CN217824479U (zh) 用于旋转电机的有源部件的电绕组
CN113039707A (zh) 定子绕组装置
JP7401657B2 (ja) ステータ及び車両
CN109997293B (zh) 配备有具有改进配置的绕组的旋转电机

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal