KR940000405Y1 - 전동기 및 그의 고정자코일 단부 권선용 방사상 클램프 조립체 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전동기 및 그의 고정자코일 단부 권선용 방사상 클램프 조립체

제1도는 방사상 클램프 조립체를 구비한 전동기의 고정자 코일 단부권선의 측면도.

제2도는 제1도와 결합되어 사용되기에 적당한 방사상 클램프 조립체의 세부적인 확대 측면도.

제3도는 제2도에 따른 방사상 클램프 조립체의 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 고정자철심 12 : 슬롯

14 : 상부코일 16 : 저부코일

18 : 브레이스 20 : 브래킷

17, 19, 21, 22 : 링 23 : 스트레인블록

40 : 방사상 클램프 42, 43 : 지지블록

44 : 층 46, 47 : 핀

48 : 밴드 50 : 쉼

52 : 스프링 54 : 지지와셔

본 고안은 고정자 단부권선에 사용하기 위한 클램핑(clamping) 조립체를 구비한 전동기에 관한 것이다.

상당한 개선에도 불구하고, 과도한 진동, 코일(coil) 절연의 약해짐, 그리고 연속적인 파손 및 구리의 스트랜드(strand)상태 연결등을 최소화하기 위해 대형 터어빈(turbine) 발전기와 같은 기계를 버티는 좀더 나은 단부 권선의 필요성이 계속되어 왔다. 그러한 조립체에 관한 것은 미합중국 특허 제3,949,256호 및 제3,949,257호에서 알수 있다.

개선하고자 하는 것은 비교적 영구적인 결합조립체로 상부층을 저부층에 방사상으로 클램핑함에 의해 상부 및 저부 코일층 사이의 스트레인블록(strain block)이 느슨하게 되는 것을 방지하는 것이다. 클램핑은 코일과 스트레인블록 사이에 압력접촉을 유지해야 하며, 전체 코일단부 바스켓(basket)에 관해 개개의 코일이 진동되는 것을 제거해야 한다.

본 고안에 따라서, 전동기는 그 내부에 슬롯(slot)을 구비한 고정자철심과, 철심의 단부로 부터 뻗어나와 각 슬롯에 포함되는 상부 및 저부코일과, 한쌍의 저부코일과 함께 한쌍의 인접한 상부코일을 속박하는 방사상클램프로 구성되며, 상부 지지블록(support block)의 방사상 내측에 한쌍의 상부코일을 가지고 있으며, 저부 지지블록이 방사상 외측에 한쌍의 저부코일을 가지고 있으며, 상기 각 지지블록은 중심개구를 가지고 있으며, 상기 개구는 전동기의 축에 관해 실제 방사상 라인상에 있으며, 수지가 주입된 밴드(band)의 방사상으로 신장되고 경화되어 예비 응력을 받은 루우프(loop)가 블록의 상기 중심개구를 통과하며, 횡방향 핀이 각 지지블록 상에 설치되며, 루우프의 단부가 각 핀(pin)위에 설치되어 블록 및 코일과 결합된 상태로 상기 핀을 유지하는 것을 특징으로 한다.

방사상 클램프는 단부권선의 중간 내선지역, 즉 철심과 코일단부 사이의 대략 중간지점에 위치하여, 코일단부에서 유리섬유로 보강된 링에 의해 먼저 제공된 바와같은 상기 영역에서의 바스켓의 완전성을 제공하는 것이 편리하다. 특히, 그러한 방사상 클램프는 느슨하게 되지 않고 업계에 사용되고 있는 것뿐만 아니라, 최초의 제작되는 것도 용이하게 실시할 수 있는 조립방법에 의해 제공되는 것이 바람직하다.

본 고안에 따른 방사상 클램프 조립체를 제작하는 방법은 하나의 지지블록을 두개의 인접한 상부코일 단부권선 위에 위치시키는 것과, 다른 하나의 지지블록을 두개의 인접한 저부코일 단부권선 위에 위치시키는 것을 포함하며, 각각의 지지블록은 두개의 상부코일과두개의 저부코일사이를 통과하는 라인상의 개구와 함께 방사상으로 뻗어 있는 개구를 가지고 있다. 그때, 밴드의 루우프가 지지블록 내의 개구를 관통하며, 코일 사이의 공간을 통과하게 된다. 밴드루우프는 각각의 지지블록을 지나 뻗어 있는 약간 유있는 길이를 가지고 있다. 핀이 밴드루우프의 각 단부에 삽입된다. 최소한 하나의 핀은 루우프가 느슨하게 되는 것을 막기위해 밴드 루우프를 꼬이게 하도록 회전되며, 그때 핀은 절반은 조립상태로 인접한 지지블록에 달려 있다. 밴드가 주입된 수지는 그때 고온공기의 흐름과 같은 것으로 경화된다. 밴드가 상기와 같이 경화되어 위치된 후, 유압잭과 같은 장치가 코일로 부터 방사상으로 멀리 떨어진 최소한 하나의 핀을 당기기 위해 사용 된다.

상기 장치는 밴드의 루우프를 팽팽하게 해주며, 그위에 추가된 장력을 가한다. 이때, 쉼(shim)이 핀과 인접한 블록 사이에 위치되어 당김장치가 풀려 나와도 밴드가 장력을 받는 상태로 남아 있다.

또한, 블록이 제 위치에 들어갔을때 각각의 상부 및 저부 지지블록과 거기에 인접한 코일 사이에 적당한 재료가 주입된 수지층을 위치시키는 것이 바람직하다. 적당한 재료의 층(layer)내에 있는 수지는 밴드재료의 수지에 따라 경화된다.

본 고안의 또 다른 바람직한 점은 하나의 핀과 인접한 블록사이에 스프링와셔(spring washer) 또는 스프링 판과 같은 스프링을 가지고 있어서 당김장치로 사용하며, 다른 하나의 핀을 끼우게 된다는 것이다.

상술한 방법은 한쌍의 상부코일과 한쌍의 저부코일이 클램프된 사이에 두개의 지지블록을 포함하는 고정자코일 단부권선, 특히 단부권선의 중간 내선용 방사상 클램프 배열을 제공하게 된다. 지지블록은 밴드루우프를 가지고 있으며, 상기 루우프는 꼬이고, 경화 되어 있으며, 예비응력을 받고 있으며, 인접한 코일 사이의 공간과 블록의 중심개구를 주행하게 된다. 루우프의 각 단부는 하나의 지지블록에 달려 있는 횡방향 핀위에 존재한다. 클램핑 배열은 거의 영구적인 단단함을 코일에 제공해주며, 권선의 진동을 방지하기 위해 이미 업계에서 사용되고 있는 것 뿐만 아니라, 최초의 제작시에도 용이하게 시행될 수 있는 장점을 가지고 있다.

본 고안은 단지 예로써 주어진 첨부도면을 참고로 서술될 것이다.

제1도는 방사상 클램핑 기구를 구비하고 있는 전동기를 예시하고 있다. 즉, 제1도는 터어빈발전기의 단부권선부를 도시하고 있으며, 상기 터어빈발전기는 슬롯의 상부 및 저부와 각각 관련된 상부코일(14) 및 저부코일(16)등의 코일을 가지고 있는 슬롯(12)을 구비한 고정자철심(10)을 포함하고 있다. 상기 상부 및 저부코일은 철심(10)을 지나 전동기의 단부 권선영역 속으로 뻗어 있다. 코일(14, 16)은 상기 실시예에서 단부권선 위로 뻗어 있는 다수의 브레이스(brace)(18)와 철심(10) 뿐만아니라, 브레이스에 부착된 브레킷(20)을 포함하는 배열에 의해 지지된다.

다른 코일 지지부재는 다수의 링(ring)(17, 19, 21, 22)과, 상부코일(14)과 저부코일(16)사이에 있는 다수의 스트레인 블록(23)등이 있다.

방사상 클램프(40)는 단부권선의 축방향 끝과 철심사이의 중간 내선지역에 존재한다. 방사상 클램프(40)는 단부권선의 축방향 끝과 철심사이의 중간 내선지역에 존재한다. 방사상 클램프(40)는 여기서 먼저 전체적으로 결합된 상태에서 그의 일반적인 위치를 알기 위해 에시되어 있으며, 제2도 및 제3도에 보다 상세히 도시되어 있다. "방사상" 클램프라고 부르는 이유는 전동기의 축(제1도에서 수평선)에 관해 실제 방사상 방향으로 뻗어있기 때문이다. 그러나, 클램프(40)는 단부 권선코일(14, 16)의 외향경사로 인하여 수직반경(제1도에서 수직선임)에 대해 각을 이루고 있다.

사실 단부권선은 도면에서와 같이 직접 축방향으로 뻗어 있기보다는 전동기의 축을 통하는 평면 내외로 기울어져 있다. 상부 및 저부 코일들은 보통 반대방향으로 기울어져 있으며, 각각 다른 슬롯에서 나온 또 다른 저부코일 및 상부코일과 결합된다. 따라서, 방사상 클램프(40)는 단부권선의 중간 내선지역에서 상부 및 저부 코일을 죄는 것이 아니라, 두개의 평행한 상부코일과 두개의 평행한 저부코일을 함께 되어 서로 평행하기 보다는 거의 수직으로 된다. 상부 및 저부코일 사이의 상대각은 방사상 클램프(40)의 사용에 영향을 주지 못한다.

스트레인블록(23)은 상부코일(14)과 저부코일(16) 사이를 지지하기 위해 단부권선의 중간 내선지역의 여러 위치에 존재한다. 방사상 클램프(40)는 인접한 상부코일 사이와 인접한 저부코일 사이를 통과하기 때문에 스트레인블록(23)은 통과할 필요가 없다.

제2도 및 제3도에 도시된 바와같이 지지블록(42, 43)은 각각 인접 쌍의 단부권선의 방사상 하측 및 상측에 위치되어 있어서, 하나의 블록(43)이 두개의 저부코일(16a, 16b)을 지탱하며, 다른 블록(42)은 두개의 상부코일(14a, 14b)을 지탱한다.

각각의 지지블록(42, 43)은 수지처리된 다크론펠트(Dacron felt)재료와 같은 적당한 재료로 만들어진 층(44)에 의해 인접한 코일로 부터 간격져 있다.

핀(46, 47)은 각각 코일이 주행하는 방향에 횡방향으로 각 지지블록(42, 43)을 가로질러 설치되어 있다. 밴드(48)는 코일의 양측상에서 핀(46, 47)을 둘러싸는 연속 루우프로 설치되어 있어서, 밴드는 핀을 지탱하고, 핀은 그들의 인접한 지지블록과 코일을 지탱한다. 핀(47)과 지지블록(43) 사이에 위치되어 있는 것은 쉼(50)이며, 핀(46)과 지지블록(42) 사이에 설치되어 있는 것은 스프링와셔 또는 스프링판과 같은 스프링(52)과 지지와셔(54)이다.

밴드(48)에 에비응력을 가한다는 것은 중요하다. 또한, 밴드는 유리섬유로 보강된 에폭시수지를 주입한 재료와 같은 수지가 주입된 것이 바람직하다.

방사상 클램프(40)를 조립하는데 사용되는 방법은 클램프를 단단하게 해주며, 느슨하게 되는 것을 방지해준다.

본 고안에 따른 방사상 클램프 조립체를 만들기 위한 방법은 두개의 인접한 상부 코일 단부권선 상에 하나의 지지블록을 위치시키는 것과 두개의 인접한 저부코일 단부권선 상에 다른 하나의 지지블록을 위치시키는 것을 포함하며, 각각의 지지블록은 두개의 상부코일과 두개의 저부코일 사이를 통과하는 방사상 라인상의 개구와 함께 방사상으로 뻗어 있는 개구를 가지고 있다. 그때, 밴드의 루우프가 지지블록 내의 개구를 관통하며, 코일 사이의 공간을 통과하게 된다. 밴드 루우프는 각각의 지지블록을 지나 뻗어 있는 약간 여유있는 길이를 가지고 있다.

핀이 밴드루우프의 각 단부에 삽입된다. 최소한 하나의 핀은 루우프가 느슨하게 되는 것을 막기 위해 밴드루우프를 꼬이게 하도록 회전되며, 그때, 핀은 절반은 조립상태로 인접한 지지블록에 달려 있다. 밴드가 주입된 수지는 그때 고온 공기의 흐름과 같은 것으로 경화된다.

밴드가 상기와 같이 경화되어 위치된 후, 유압잭과 같은 장치가 코일로 부터 방사상으로 멀리 떨어진 최소한 하나의 핀을 당기기 위해 사용된다. 상기 장치는 밴드의 루우프를 팽팽하게 해주며, 그위에 추가된 장력을 가한다. 그때, 쉼이 핀과 인접한 블록 사이에 위치되어 당김장치가 풀려 나와도 밴드가 장력을 받는 상태로 남아 있다.

밴드(48)는 약 1/2인치의 폭을 갖는 수지가 주입된 유리섬유 밴드이며, 단부권선의 환기공을 통해 방사상으로 뻗어 있으며, 유리섬유 지지블록(42, 43)과 핀(46, 47)에 의해 제 위치에 유지된다. 밴드를 경화하면 단단하고 강직한 부재가 되며, 상기 부재는 유압잭을 통해 약5000 파운드의 예비 응력을 받아서 제 위치에 끼워진다.

본 고안에 따라 사용된 방사상 클램프(40)는 실제 중간 내선지역에서 코일을 단단하게 해준다. 상기 클램프는 여러가지 단부권선에 사용되지만, 개선하기 위해 단부권선 모두에 사용될 필요는 없다.

특별히, 본 고안의 바람직스러운 점은 이미 당업계에 존재하고 있는 전동기에도 사용이 가능하다는 것인데, 즉, 방사상 클램핑기구의 조립방법은 당 업계에서 뿐만 아니라, 최초 제작자의 공장에서도 용이하게 실시할 수 있다는 것이다. 이는 이미 업계에서 사용되어 최초의 단부권선 지지부품이 느슨하게된 전동기도 본 고안에 따른 방사상 크램핑 기구의 사용으로 성능을 개선할 수 있다는 것을 의미한다.

계속 느슨해지는 경우가 나타나는 클램핑기구는 절단하여 새로운 것으로 교체하면 되지만, 조립체가 느슨해지는 것은 상기 설계로 보상되지 않는다. 점진적인 이완에 따라 느슨해지는 것은 유리밴드의 스프링 계수의 의해 제어되며, 필요시 스프링와셔 또는 스프링판에 의해 또다른 보증을 제공할 수 있다. 따라서, 이와같은 배열에 의해 제공되는 클램프는 실제 영구적 이라는 것을 알 수 있다.

Claims (6)

1. 내부에 슬롯(12)을 구비한 고정자철심(10)과, 철심의 단부로 부터 뻗어나와 각 슬롯에 포함되는 상부 및 저부코일(14, 16)과, 한쌍의 저부 코일과 함께 한쌍의 인접한 상부코일을 속박하는 방사상 클램프(40)로 구성되는 전동기에 있어서, 상부지지블록(43)의 방사상 내측에 한쌍의 상부코일(14a, 14b)을 가지고 있으며, 저부지지블록(42)의 방사상 외측에 한쌍의 저부코일(16a, 16b)을 가지고 있으며, 상기 각 지지블록은 중심개구를 가지고 있으며, 상기 개구는 전동기의 축에 대하여 실제의 방사상라인 상에 있으며, 수지가 주입된 밴드(48)의 방사상으로 신장되고 경화되어 예비응력을 받은 루우프가 블록의 상기 중심개구를 통과하며, 횡방향핀(46, 47)이 각 지지블록 상에 설치되며, 루우프의 단부가 각 핀 위에 설치되어, 블록 및 코일과 결합된 상태로 상기핀을 유지하는 것을 특징으로 하는 전동기.
2. 제1항에 있어서, 상기 루우프는 핀 사이에 부분적으로 꼬여 있으며, 쉼(50)은 하나의 핀(47)과 인접한 상부지지블록(43) 사이에 위치되어 있으며, 스프링(52)은 다른 한의 핀(46)과 인접한 저부지지블록(42) 사이에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동기.
3. 전동기의 고정자 코일 단부권선용 방사상 클램프 조립체에 있어서, 상부지지블록(43)을 두개의 인접한 상부코일(14a, 14b) 단부권선의 방사상 외측에 위치시키고, 저부지지블록(42)을 상부코일 단부권선과 방사상으로 일선상에 있는 두개의 인접한 저부코일(16a, 16b) 단부권선의 방사상 내측에 위치시키고, 각각의 지지블록(43, 42)은 방사상으로 뻗어있는 개구를 가지고 있으며, 경화성 수지가 주입된 가요성 밴드의 루우프를 인접 상부 및 저부코일 사이와 지지블록의 개구를 통해 위치되며, 상부핀(47)을 상부지지블록(43)위에서 밴드루우프의 상부 끝에 삽입하며, 저부핀(46)을 저부지지블록(42) 아래에서 밴드 루우프의 저부 끝에 삽입되며, 루우프의 느슨해지는 것을 막고 팽팽하게 되도록 밴드루우프를 갖는 최소한 하나의 핀을 회전시켜서 각 핀이 각각의 블록에 달려있도록하며, 팽팽한 클램프 조립체를 제공하기 위해 하나 또는 두개의 핀을 회전시킨후 밴드내의 수지가 경화된 것을 특징으로 하는 전동기의 고정자코일 단부 권선용 방사상 클램프 조립체.
4. 제3항에 있어서, 핀을 회전하고 수지가 경화된후, 밴드루우프를 팽팽하게 하는 장치에 의해 최소한 하나의 핀을 코일로 부터 방사상으로 이격되도록 당기며, 당김장치가 풀리더라도 밴드가 팽팽하게 되도록 최소한 하나의 핀과 인접블록 사이에 쉼(50)이 삽입된 것을 특징으로 하는 전동기의 고정자코일 단부권선용 방사상 클램프 조립체.
5. 제3항에 있어서, 최소한 하나의 핀을 회전하기 전에 각 상부 및 저부지지블록(43, 42)과 인접 코일 사이에 수지가 주입된 적당한 물질의 층(44)을 위치시키고, 직접 가열된 공기에 의해 밴드의 수지와 함께 적당한 물질층의 수지가 경화된 것을 특징으로 하는 전동기의 고정자코일 단부권선용 방사상 클램프 조립체.
6. 제4항에 있어서, 하나의 핀과 인접 지지블록 사이에는 하나 이상의 스프링부재를 가지고 있으며, 최소한 하나의 핀을 당기는 것과 쉼(50)을 삽입하는 것을 다른 하나의 핀에도 적용하는 것을 특징으로 하는 전동기의 고정자코일 단부 권선용 방사상 클램프 조립체.