WO2012102429A1 - 다병렬 구조 권선 지원 보빈 및 그 권선 방법 - Google Patents

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조현철
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    • H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/06—Coil winding
    • H01F41/098—Mandrels; Formers

Definitions

  • the present invention relates to a bobbin supporting a winding of a multi-parallel structure and a winding method using the bobbin.
  • the fault current limiter operates in the absence of impedance under normal conditions. When abnormal voltage or current flows through the power system due to lightning or short-circuit, it rapidly generates impedance to limit the fault current to prevent damage to various power equipment installed in the system. It is a kind of circuit breaker installed for the current fault current limiter, which cuts off electricity completely and causes the power failure, but superconducting fault current limiter uses the characteristics of superconducting to change the high fault current to the normal state so that it can operate normally without an interruption. It is power equipment. On the other hand, the superconducting state indicates that when mercury is cooled with liquid helium, the resistance disappears at 4K slightly higher than absolute zero.
  • the present invention relates to a multi-parallel winding support current limiter and a winding method which can suppress the increase in the number of bobbins even if the number of parallels increases.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide a bobbin for winding that can be wound with a minimum bobbin even if the parallel number of windings increases.
  • Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a winding method capable of winding with a minimum bobbin even if the number of parallel windings increases.
  • Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a non-inductive coil configured to offset the magnetic field generated by the coil winding the wire rod with a minimum bobbin to the coil in different directions even if the number of parallel windings increases.
  • Winding bobbin according to an aspect of the present invention for achieving the above technical problem is a bobbin body for forming a winding guide surface, at least two inner electrodes provided on the inner end of the winding guide surface and the outer end of the winding guide surface It includes an outer electrode provided by the number of the inner electrode.
  • the winding guide surface is formed on the body, the inner side of the winding guide surface is provided with the number of winding electrodes in parallel with the inner side of the winding guide, the winding guide Providing a winding bobbin provided with the number of outer electrodes in parallel with the winding at the outer end of the surface; connecting the inner number of wires in parallel with the inner electrode so as to be energized one by one; Winding on the winding guide surface in a direction; and connecting the wire rods to the outside electrodes so as to be energized one by one.
  • a coil guide surface is formed on a body provided with a hollow, and a number of parallel windings are connected so that a wire rod is energized at an inner end of the winding guide surface.
  • the winding guide surface is formed on the provided body, and the inner side of the winding guide surface is provided with the number of the inner side electrodes in parallel with the wires connected so that the wire is energized, and the wire guide is formed on the outer end of the winding guide surface.
  • the second winding bobbin is provided with the number of the outer electrode parallel to the number of the winding parallel connected after the winding in the second direction on the surface It should.
  • the first direction and the second direction is the opposite direction
  • the first winding bobbin and the second winding bobbin is the same wire rod is wound the same number of times
  • the first winding bobbin is the second It is preferable to be laminated on the bobbin for winding.
  • each can be wound with only a minimum bobbin without using a separate bobbin has the effect of minimizing the space required for installation of the coil formed after the winding.
  • a current limiter requires a coil with a superconducting wire wound around it, but when the allowable current of the current limiter increases, and multiple coils must be connected in parallel, conventionally, each coil is separately installed and each coil is connected in parallel. Although it should be connected, according to the present invention can be wound to one bobbin up to a certain number can save space.
  • the bobbin needs to be increased, but the height needs only as much as the width of the wire, thereby maximizing the space saving effect in terms of height.
  • the current limiter is essentially included in the coil winding the superconducting wire, by using a coil formed by winding the superconducting wire in the bobbin for winding according to the present invention, there is an effect that can produce a miniaturized current limiter.
  • the parallel structure in the case of a current limiter with a large allowable current capacity, the parallel structure must be increased to connect the coils, so the current limiter is enlarged due to the space required for the coil, and the present invention is useful for miniaturizing a current limiter with a large allowable current. Can be.
  • the non-inductive coil may be formed, and thus the present invention may be widely applied to a device requiring the non-inductive coil.
  • FIG. 1 illustrates the shape of a bobbin for a winding according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a winding process of a bobbin for winding according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a situation in which the winding of the winding bobbin according to an embodiment of the present invention is completed.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram of a non-inductive coil according to an embodiment of the present invention.
  • references to elements or layers "on” other elements or layers include all instances where another layer or other element is directly over or in the middle of another element. On the other hand, when a device is referred to as “directly on”, it means that it does not intervene with another device or layer in between. Like reference numerals refer to like elements throughout. "And / or” includes each and all combinations of one or more of the items mentioned.
  • first, second, etc. are used to describe various components, these components are of course not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Therefore, of course, the first component mentioned below may be a second component within the technical spirit of the present invention.
  • spatially relative terms below “, “ beneath “, “ lower”, “ above “, “ upper” It can be used to easily describe a component's correlation with other components. Spatially relative terms are to be understood as including terms in different directions of components in use or operation in addition to the directions shown in the figures. For example, when flipping a component shown in the drawing, a component described as “below” or “beneath” of another component may be placed “above” the other component. Can be. Thus, the exemplary term “below” can encompass both an orientation of above and below. The components can be oriented in other directions as well, so that spatially relative terms can be interpreted according to the orientation.
  • the bobbin winding 100 includes two or more inner electrodes 108a provided at the inner end of the bobbin body and the winding guide surface 106 to form the winding guide surface 106. , 108b, 108c, 108d, and 108e, and outer electrodes 110a, 110b, 110c, 110d, and 110e provided at the outer end of the winding guide surface 106 by the number of inner electrodes.
  • the bobbin body may further form a winding support 104 formed to protrude from the inner end of the winding guide surface 106.
  • the winding support 104 protrudes at least the winding material width relative to the winding guide surface 106 such that the wire rod is connected to the inner electrodes 108a, 108b, 108c, 108d and 108e, respectively, to support the side of the winding support 104. Allow it to be wound.
  • the winding support 104 may protrude by the winding material width with respect to the winding guide surface 106.
  • the winding guide surface 106 is shown to correspond to a circle, and the protrusion of the winding support 104 is also shown to be circular, but this corresponds only to one embodiment of the present invention.
  • the right range of is not limited to the shape of the winding guide surface 106 and the winding support 104. That is, the bobbin body may have a cylindrical shape, but may have a shape of a polyhedral pillar such as a triangular prism, a square pillar, a pentagonal pillar, or an elliptic pillar.
  • the inner electrodes 108a, 108b, 108c, 108d, 108e are provided at the inner ends of the winding guide face 106.
  • the fact that the inner electrodes 108a, 108b, 108c, 108d, and 108e are provided at the inner end of the winding guide face 106 is only for specifying the position where the inner electrodes are provided, and the inner electrodes 108a, 108b, 108c, 108d, It should not be understood that 108e) must be located on the winding guide face 106.
  • the inner electrodes 108a, 108b, 108c, 108d, and 108e may be provided on the winding support 104 formed to protrude from the inner end of the winding guide surface 106.
  • the inner electrodes 108a, 108b, 108c, 108d, and 108e should be made of an electrically conductive material.
  • FIG. 1 Although five inner electrodes 108a, 108b, 108c, 108d, and 108e are illustrated in FIG. 1, this is only one embodiment of the present invention, and the present invention is directed to all embodiments having two or more inner electrodes. do.
  • the number of inner electrodes 108a, 108b, 108c, 108d, 108e is preferably equal to the number of wires to be wound on the bobbin 100. Therefore, the winding bobbin shown in FIG. 1 may be for forming a coil having a 5-parallel structure.
  • the outer electrodes 110a, 110b, 110c, 110d, and 110e are provided at the outer ends of the winding guide surface 106.
  • the number of outer electrodes 110a, 110b, 110c, 110d and 110e should be the same as the number of inner electrodes 108a, 108b, 108c, 108d and 108e.
  • the outer electrodes 110a, 110b, 110c, 110d, and 110e should also be made of a conductive material.
  • the inner electrodes 108a, 108b, 108c, 108d and 108e and the outer electrodes 110a, 110b, 110c, 110d and 110e are disposed at positions corresponding to each other, but this is an embodiment of the present invention.
  • the positions on the winding guide surface 106 of the inner electrodes 108a, 108b, 108c, 108d, 108e and the outer electrodes 110a, 110b, 110c, 110d, 110e are not related to each other.
  • the inner electrodes (108a, 108b, 108c, 108d, 108e) may be provided on the winding guide surface 106 at equal intervals, and the outer electrodes (110a, 110b, 110c, 110d, 110e) are also wound at the same intervals. It may be provided on the guide surface 106.
  • the bobbin body may further form a hollow 102. That is, the bobbin body may have a cylindrical shape having a hollow center.
  • the hollow 102 may be penetrated by a fixing column for fixing the bobbin body to be fixed at a specific position.
  • the hollow 102 is illustrated as having a cylindrical shape, but this is only an example, and may be, for example, formed in a polygonal pillar shape. In this case, when the penetrating through the fixed pillar of the polygonal column shape is fixed at a specific position, there is an effect that can also prevent the rotation of the bobbin.
  • Multi-parallel winding method may be to use the bobbin 100 for winding shown in FIG. That is, the winding guide surface is formed on the body, the inner side of the winding guide surface is provided with the number of winding parallel electrodes, and the outer end of the winding guide surface is provided with the number of outer electrodes as parallel winding A bobbin 100 may be provided.
  • the winding bobbin should be provided with five inner electrodes and five outer electrodes.
  • the wire rods 200a, 200b, 200c, 200d, and 200e are connected to the inner electrodes of the provided bobbin 100 to be energized one by one for each inner electrode.
  • the wire rods 200a, 200b, 200c, 200d, and 200e may be made of a conductive material and coated with an insulating material.
  • the wire rods 200a, 200b, 200c, 200d, and 200e may be superconducting wires.
  • each of the wire rods 200a, 200b, 200c, 200d, 200e is wound onto the winding guide surface in the same direction.
  • the process of winding is as shown in FIG. As the number of turns increases, the position of the wire rod will be closer to the outer electrode due to the width of the wire rods 200a, 200b, 200c, 200d, and 200e.
  • the wires are connected to the outer electrode so as to be energized one by one in parallel.
  • the coil to which the multi-parallel winding method according to the present embodiment is applied is shown in FIG. 3.
  • the situation in which five coils are connected in parallel can be solved by winding five wires simultaneously in one bobbin, thereby achieving a space saving effect.
  • a magnetic field is formed. In some cases, however, a magnetic field may not be formed.
  • the first winding bobbin and the second winding bobbin are wound the same number of times in different directions in different directions to form a coil, and the first winding bobbin and the second winding bobbin are arranged to be stacked, Magnetic fields in opposite directions are generated and canceled with each other to form an induction coil.
  • the non-induction coil according to the present embodiment is provided with a winding guide surface on the body provided with a hollow, the inner side of the winding guide surface is provided with the number of inner electrode parallel to the number of windings connected so that the wire rod is energized, the winding On the outer end of the guide surface the first winding bobbin and the hollow provided with the number of the outer electrode parallel to the number of the winding parallel connected to the wire after the wire is wound in the first direction (400a) on the winding guide surface
  • a winding guide surface is formed, and inner electrodes of the winding guide surface are provided with a number of inner parallel wires connected to each other so that the wire rod is energized, and the wire rod is provided at the outer end of the winding guide surface in a second direction on the winding guide surface.
  • It may include a second winding bobbin provided with the number of the outer electrode parallel to the number of the winding parallel connected after the winding to 400b.
  • the first direction 400a and the second direction 400b are opposite directions, and the first winding bobbin and the second winding bobbin are wound the same number of times by the same number of times.
  • the first winding bobbin is preferably laminated on the second winding bobbin.
  • the induction coil according to the present embodiment may include the hollow provided in the first winding bobbin and the second winding bobbin. It may further include a through rod penetrating the through.
  • the volume of the coil formed after the winding can be minimized because it can be wound with only a minimum bobbin without using a separate bobbin.

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Abstract

다병렬 권선을 지원하는 권선 용 보빈 및 상기 권선 용 보빈을 이용한 권선 방법이 게시된다. 본 발명에 따른 권선 용 보빈은 권선 가이드면을 형성하는 보빈 몸체, 상기 권선 가이드면의 내측단에 구비된 둘 이상의 내측 전극 및 상기 권선 가이드면의 외측단에 상기 내측 전극 개수만큼 구비된 외측 전극을 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 권선 방법은 몸체에 권선 가이드면이 형성되고, 상기 권선 가이드면의 내측단에 권선 병렬 수만큼의 내측 전극이 구비되고, 상기 권선 가이드면의 외측단에 상기 권선 병렬 수만큼의 외측 전극이 구비된 권선 용 보빈을 제공하는 단계, 상기 내측 전극에 상기 병렬 수만큼의 선재를 하나씩 통전되도록 연결하는 단계, 상기 병렬 수만큼의 선재를 동일한 방향으로 상기 권선 가이드면 상으로 권선 하는 단계 및 상기 외측 전극에 상기 병렬 수만큼의 선재를 하나씩 통전되도록 연결하는 단계를 포함한다.

Description

다병렬 구조 권선 지원 보빈 및 그 권선 방법
본 발명은 다병렬 구조의 권선을 지원하는 보빈 및 상기 보빈을 이용한 권선 방법에 관한 것이다.
한류기는 정상 상태에서는 임피던스가 없는 상태로 작동하다 낙뢰나 단락 등의 사고로 인해 전력계통에 이상전압이나 전류가 흐르면 급격히 임피던스를 발생시켜 사고 전류를 제한함으로써 계통에 설치된 각종 전력기기에 손상을 방지하기 위해 설치된 일종의 차단기로서, 기존의 한류기는 전기를 완전히 차단함으로써 정전을 유발하지만 초전도 한류기는 초전도가 가지고 있는 특성을 이용하여 높은 고장 전류를 정상상태로 바꾸어 주기 때문에 사고가 발생하여도 정전 없이 정상적으로 운영할 수 있게 해 전력기기이다. 한편, 초전도 상태는 수은을 액체 헬륨으로 냉각하였을 때, 절대영도보다 조금 높은 4K에서 저항이 사라져버리는 현상을 나타내는 것이다.
종래 기술에 따르면 한류기의 임계전류 용량이 증가함에 따라 코일에 권선 되는 초전도 선재의 수를 늘리는 것이 필요해진다. 즉 다병렬 구조의 코일이 필요해지고, 병렬 개수에 따라 보빈(bobbin)의 수를 늘려야 한다. 그러나, 이 경우 한류기의 크기가 커지는 문제가 있었다.
본 발명은 병렬 개수가 늘어나더라도 보빈의 수 증가를 최대한 억제할 수 있도록 하는 다병렬 구조 권선 지원 한류기 및 권선 방법에 관한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 권선의 병렬 수가 늘어나더라도 최소한의 보빈으로 권선을 행할 수 있는 권선 용 보빈을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 권선의 병렬 수가 늘어나더라도 최소한의 보빈으로 권선을 행할 수 있는 권선 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 권선의 병렬 수가 늘어나더라도 최소한의 보빈으로 선재를 권선한 코일에 의해 발생하는 자기장을 서로 다른 방향의 코일로 상쇄할 수 있도록 구성된 무유도 코일을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 태양에 따른 권선 용 보빈은 권선 가이드면을 형성하는 보빈 몸체, 상기 권선 가이드면의 내측단에 구비된 둘 이상의 내측 전극 및 상기 권선 가이드면의 외측단에 상기 내측 전극 개수만큼 구비된 외측 전극을 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 태양에 따른 다병렬 권선 방법은 몸체에 권선 가이드면이 형성되고, 상기 권선 가이드면의 내측단에 권선 병렬 수만큼의 내측 전극이 구비되고, 상기 권선 가이드면의 외측단에 상기 권선 병렬 수만큼의 외측 전극이 구비된 권선 용 보빈을 제공하는 단계, 상기 내측 전극에 상기 병렬 수만큼의 선재를 하나씩 통전되도록 연결하는 단계, 상기 병렬 수만큼의 선재를 동일한 방향으로 상기 권선 가이드면 상으로 권선 하는 단계 및 기 외측 전극에 상기 병렬 수만큼의 선재를 하나씩 통전되도록 연결하는 단계를 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 태양에 따른 무유도 코일은 중공이 구비된 몸체에 권선 가이드면이 형성되고, 상기 권선 가이드면의 내측단에 선재가 통전되도록 연결된 권선 병렬 수만큼의 내측 전극이 구비되고, 상기 권선 가이드면의 외측단에 상기 선재가 상기 권선 가이드면 상의 제1 방향으로 권선 된 후 통전되도록 연결된 상기 권선 병렬 수만큼의 외측 전극이 구비된 제1 권선 용 보빈 및 중공이 구비된 몸체에 권선 가이드면이 형성되고, 상기 권선 가이드면의 내측단에 선재가 통전되도록 연결된 권선 병렬 수만큼의 내측 전극이 구비되고, 상기 권선 가이드면의 외측단에 상기 선재가 상기 권선 가이드면 상의 제2 방향으로 권선 된 후 통전되도록 연결된 상기 권선 병렬 수만큼의 외측 전극이 구비된 제2 권선 용 보빈을 포함한다. 다만, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 반대방향이고, 상기 제1 권선 용 보빈 및 상기 제2 권선 용 보빈은 동일한 선재가 동일 횟수 만큼 권선 된 것이며, 상기 제1 권선 용 보빈은 상기 제2 권선 용 보빈 상에 적층된 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 권선의 병렬 수가 증가하더라도 각각 별도의 보빈을 사용하지 않고 최소한의 보빈만으로 권선 할 수 있기 때문에 권선 후 형성되는 코일의 설치에 필요한 공간을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
예를 들어, 한류기에는 초전도 선재가 권선된 코일이 필요한데, 한류기의 허용 전류가 늘어나서, 코일이 병렬 구조로 여러 개 연결되어야 하는 경우 종래에는 각 코일을 별도로 설치해주고, 각각의 코일을 병렬로 연결하여야 했으나, 본 발명에 따르면 일정 개수까지는 하나의 보빈에 권선할 수 있으므로 공간을 절약할 수 있다.
특히, 선재의 권선 병렬수가 늘어날수록 더 필요한 것은 보빈의 폭이 늘어나는 것이지 높이는 선재의 폭만큼만 필요하면 되므로, 높이 측면에서 공간 절약의 효과가 극대화 된다.
특히, 한류기에는 초전도 선재가 권선 되는 코일이 필수적으로 포함되게 되는데, 본 발명에 따른 권선 용 보빈에 초전도 선재를 권선하여 형성되는 코일을 사용함으로써, 소형화된 한류기를 제작할 수 있는 효과가 있다. 특히, 허용 전류의 용량이 큰 한류기의 경우, 그 만큼 병렬 구조를 늘려서 코일을 연결하여야 하므로 코일에 필요한 공간으로 인해 한류기가 대형화 되었는데, 본 발명은 허용 전류가 큰 한류기를 소형화하기 위하여 유용하게 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 권선 용 보빈에 초전도 선재를 권선하여 형성된 코일을 서로 뒤집어서 배치함으로써, 무유도 코일을 형성할 수도 있으므로, 무유도 코일이 필요한 장치에 폭넓게 본 발명이 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 권선 용 보빈의 형상을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 권선 용 보빈의 권선 과정을 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 권선 용 보빈의 권선이 완료된 상황을 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무유도 코일의 개념도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"는 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 권선 용 보빈에 대하여 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 권선 용 보빈(100)은 권선 가이드면(106)을 형성하는 보빈 몸체, 권선 가이드면(106)의 내측단에 구비된 둘 이상의 내측 전극(108a, 108b, 108c, 108d, 108e), 권선 가이드면(106)의 외측단에 내측 전극 개수만큼 구비된 외측 전극(110a, 110b, 110c, 110d, 110e)을 포함한다.
상기 보빈 몸체는 권선 가이드면(106)의 내측단에 돌출되어 형성된 권선 지지부(104)를 더 형성할 수 있다. 권선 지지부(104)는 권선 가이드면(106)을 기준으로 적어도 권선 소재 폭만큼 돌출되어 선재가 내측 전극(108a, 108b, 108c, 108d, 108e)에 각각 연결되어 권선 지지부(104)의 측면을 지지삼아 권선 될 수 있도록 한다. 권선 지지부(104)는 권선 가이드면(106)을 기준으로 권선 소재 폭 만큼 돌출된 것일 수 있다.
도 1에는 권선 가이드면(106)이 원형에 해당하는 것으로 도시되어 있고, 권선 지지부(104)의 돌출 역시 원형으로 되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예에 해당할 뿐, 본 발명의 권리 범위는 권선 가이드면(106) 및 권선 지지부(104)의 형상에 제한되지 않는다. 즉, 상기 보빈 몸체는 원통형 형상일 수도 있으나, 삼각기둥, 사각기둥, 오각기둥 등 다면체 기둥의 형상을 가질 수도 있으며, 타원 기둥 형상을 가질 수도 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 내측 전극(108a, 108b, 108c, 108d, 108e)은 권선 가이드 면(106)의 내측단에 구비된다. 내측 전극(108a, 108b, 108c, 108d, 108e)이 권선 가이드 면(106)의 내측단에 구비되어 있다는 것은 내측 전극의 구비 위치를 지정하기 위한 것일 뿐 내측 전극(108a, 108b, 108c, 108d, 108e)이 권선 가이드 면(106) 상에 위치해야 하는 것으로 이해되어서는 아니될 것이다. 예를 들어, 내측 전극(108a, 108b, 108c, 108d, 108e)은 권선 가이드면(106)의 내측단에 돌출되어 형성된 권선 지지부(104) 상에 구비될 수도 있다.
내측 전극(108a, 108b, 108c, 108d, 108e)이 통전성 소재로 구성되어야 함은 자명하다.
또한, 도 1에는 내측 전극(108a, 108b, 108c, 108d, 108e)이 다섯개 도시되어 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하고, 본 발명은 내측 전극이 두개 이상인 모든 실시예를 그 대상으로 한다.
일 실시예에 따르면 내측 전극(108a, 108b, 108c, 108d, 108e)의 수는 보빈(100)에 권선되어야 하는 선재의 수와 동일한 것이 바람직하다. 따라서, 도 1에 도시된 권선 용 보빈은 5병렬 구조의 코일을 형성하기 위한 것일 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 외측 전극(110a, 110b, 110c, 110d, 110e)은 권선 가이드면(106)의 외측단에 구비된다. 다만, 외측 전극(110a, 110b, 110c, 110d, 110e)의 개수는 내측 전극(108a, 108b, 108c, 108d, 108e)의 수와 동일하여야 한다. 외측 전극(110a, 110b, 110c, 110d, 110e) 역시 통전성 소재로 구성되어야 함은 자명하다.
도 1에는 내측 전극(108a, 108b, 108c, 108d, 108e)과 외측 전극(110a, 110b, 110c, 110d, 110e)이 서로 대응되는 위치에 배치된 것으로 도시되어 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예 일 뿐이고, 내측 전극(108a, 108b, 108c, 108d, 108e)과 외측 전극(110a, 110b, 110c, 110d, 110e)의 권선 가이드면(106) 상의 위치에는 서로 관련이 없다.
다만, 내측 전극(108a, 108b, 108c, 108d, 108e)은 동일 간격으로 권선 가이드면(106) 상에 구비될 수 있고, 외측 전극(110a, 110b, 110c, 110d, 110e) 역시 동일 간격으로 권선 가이드면(106) 상에 구비될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 보빈 몸체는 중공(102)을 더 형성할 수 있다. 즉, 상기 보빈 몸체는 가운데가 빈 원기둥 형상일 수 있다. 중공(102)은 상기 보빈 몸체를 고정하기 위한 고정 기둥에 의하여 관통되어, 특정 위치에 고정되도록 할 수 있다.
도 1에는 중공(102)이 원기둥 형상인 것으로 도시되어 있으나, 이는 일 실시예에 불과하고, 예를 들어 다각형 기둥 형상으로 형성될 수도 있다. 이경우, 다각형 기둥 형상의 고정 기둥에 의하여 관통되어 특정 위치에 고정되는 경우, 보빈의 회전 또한 방지할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다병렬 권선 방법에 대하여 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
본 실시예에 따른 다병렬 권선 방법은 도 1에 도시된 권선 용 보빈(100)을 이용하는 것일 수 있다. 즉, 몸체에 권선 가이드면이 형성되고, 상기 권선 가이드면의 내측단에 권선 병렬 수만큼의 내측 전극이 구비되고, 상기 권선 가이드면의 외측단에 상기 권선 병렬 수만큼의 외측 전극이 구비된 권선 용 보빈(100)이 제공될 수 있다.
도 2 및 도 3은 5병렬 구조로 권선하는 경우이다. 즉, 권선 용 보빈은 5개의 내측 전극 및 5개의 외측 전극이 구비된 것이어야 한다.
다음으로 제공된 권선 용 보빈(100)의 내측 전극에 선재(200a, 200b, 200c, 200d, 200e)를 각 내측 전극마다 하나씩 통전되도록 연결한다. 선재(200a, 200b, 200c, 200d, 200e)는 도전성 소재로 구성된 것으로 절연 소재의 피복이 입혀진 것일 수 있다. 일 실시예에 따르면 선재(200a, 200b, 200c, 200d, 200e)는 초전도 선재일 수 있다.
다음으로, 각각의 선재(200a, 200b, 200c, 200d, 200e)를 동일한 방향으로 상기 권선 가이드면 상으로 권선한다. 권선하는 과정은 도 2에 도시된 바와 같다. 권선 횟수가 늘어날수록 선재(200a, 200b, 200c, 200d, 200e)의 폭에 의하여 선재의 위치가 외측 전극에 가까워질 것이다.
다음으로, 상기 외측 전극에 상기 병렬 수만큼의 선재를 하나씩 통전되도록 연결한다.
본 실시예에 따른 다병렬 권선 방법이 적용된 코일은 도 3에 도시되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 5개의 코일이 병렬로 연결되어야 하는 상황을 하나의 보빈에 5개의 선재를 동시에 권선하여 해결할 수 있으므로, 공간 절약의 효과를 거둘 수 있다.
다음으로, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무유도 코일에 대하여 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 권선 용 보빈에 선재를 권선하여 코일을 형성하고 각 전극에 전류를 흐르도록 하는 경우, 자기장이 형성되게 된다. 그런데, 경우에 따라서는 자기장이 형성되지 않도록 해야 할 수 있다. 이 경우, 제1 권선 용 보빈과 제2 권선 용 보빈에 서로 다른 방향으로 동일한 횟수 만큼 권선하여 코일을 형성하고, 상기 제1 권선 용 보빈과 상기 제2 권선 용 보빈을 적층되도록 배치하는 경우, 서로 반대 방향의 자기장이 생겨서 서로 상쇄되므로 무유도 코일을 형성할 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 무유도 코일은 중공이 구비된 몸체에 권선 가이드면이 형성되고, 상기 권선 가이드면의 내측단에 선재가 통전되도록 연결된 권선 병렬 수만큼의 내측 전극이 구비되고, 상기 권선 가이드면의 외측단에 상기 선재가 상기 권선 가이드면 상의 제1 방향(400a)으로 권선 된 후 통전되도록 연결된 상기 권선 병렬 수만큼의 외측 전극이 구비된 제1 권선 용 보빈 및 중공이 구비된 몸체에 권선 가이드면이 형성되고, 상기 권선 가이드면의 내측단에 선재가 통전되도록 연결된 권선 병렬 수만큼의 내측 전극이 구비되고, 상기 권선 가이드면의 외측단에 상기 선재가 상기 권선 가이드면 상의 제2 방향(400b)으로 권선 된 후 통전되도록 연결된 상기 권선 병렬 수만큼의 외측 전극이 구비된 제2 권선 용 보빈을 포함할 수 있다.
이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 방향(400a)과 제2 방향(400b)은 반대방향이고, 상기 제1 권선 용 보빈 및 상기 제2 권선 용 보빈은 동일한 선재가 동일 횟수만큼 권선 된 것이며, 상기 제1 권선 용 보빈은 상기 제2 권선 용 보빈 상에 적층된 것이 바람직하다.
상기 제1 권선 용 보빈이 상기 제2 권선 용 보빈 상에 동일한 위치로 적층되도록 하기 위하여, 본 실시예에 따른 무유도 코일은 상기 제1 권선 용 보빈 및 상기 제2 권선 용 보빈에 구비된 상기 중공을 관통하는 관통봉(미도시)을 더 포함할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
선재의 권선에 의해 형성되는 코일의 제작에 있어서, 권선의 병렬 수가 증가하더라도 각각 별도의 보빈을 사용하지 않고 최소한의 보빈만으로 권선 할 수 있기 때문에 권선 후 형성되는 코일의 부피를 최소화할 수 있다.

Claims (9)

  1. 권선 가이드면을 형성하는 보빈 몸체;
    상기 권선 가이드면의 내측단에 구비된 둘 이상의 내측 전극; 및
    상기 권선 가이드면의 외측단에 상기 내측 전극 개수만큼 구비된 외측 전극을 포함하는 권선 용 보빈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 보빈 몸체는 상기 권선 가이드면의 내측단에 돌출되어 형성된 권선 지지부를 더 형성하는 권선 용 보빈.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 권선 지지부는 상기 권선 가이드면으로부터 권선 소재 폭만큼 돌출되어 형성된 것인 권선 용 보빈.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 보빈 몸체는 중공을 더 형성하는 권선 용 보빈.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 내측 전극 및 상기 외측 전극은 각각 동일 간격으로 구비되는 권선 용 보빈.
  6. 몸체에 권선 가이드면이 형성되고, 상기 권선 가이드면의 내측단에 권선 병렬 수만큼의 내측 전극이 구비되고, 상기 권선 가이드면의 외측단에 상기 권선 병렬 수만큼의 외측 전극이 구비된 권선 용 보빈을 제공하는 단계;
    상기 내측 전극에 상기 병렬 수만큼의 선재를 하나씩 통전되도록 연결하는 단계;
    상기 병렬 수만큼의 선재를 동일한 방향으로 상기 권선 가이드면 상으로 권선 하는 단계; 및
    상기 외측 전극에 상기 병렬 수만큼의 선재를 하나씩 통전되도록 연결하는 단계를 포함하는 다병렬 권선 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 선재는 초전도 선재인 다병렬 권선 방법.
  8. 중공이 구비된 몸체에 권선 가이드면이 형성되고, 상기 권선 가이드면의 내측단에 선재가 통전되도록 연결된 권선 병렬 수만큼의 내측 전극이 구비되고, 상기 권선 가이드면의 외측단에 상기 선재가 상기 권선 가이드면 상의 제1 방향으로 권선 된 후 통전되도록 연결된 상기 권선 병렬 수만큼의 외측 전극이 구비된 제1 권선 용 보빈; 및
    중공이 구비된 몸체에 권선 가이드면이 형성되고, 상기 권선 가이드면의 내측단에 선재가 통전되도록 연결된 권선 병렬 수만큼의 내측 전극이 구비되고, 상기 권선 가이드면의 외측단에 상기 선재가 상기 권선 가이드면 상의 제2 방향으로 권선 된 후 통전되도록 연결된 상기 권선 병렬 수만큼의 외측 전극이 구비된 제2 권선 용 보빈을 포함하되,
    상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 반대방향이고, 상기 제1 권선 용 보빈 및 상기 제2 권선 용 보빈은 동일한 선재가 동일 횟수 만큼 권선 된 것이며, 상기 제1 권선 용 보빈은 상기 제2 권선 용 보빈 상에 적층된 것인 무유도 코일.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 권선 용 보빈 및 상기 제2 권선 용 보빈에 구비된 상기 중공을 관통하는 관통봉을 더 포함하는 무유도 코일.
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