WO2019231002A1 - 3상 전동기의 권선 패턴 구조 - Google Patents

3상 전동기의 권선 패턴 구조 Download PDF

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WO2019231002A1
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slot
pitch
layer
slots
conductor
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PCT/KR2018/006096
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김민정
박진수
이형건
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엘지전자 주식회사
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    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/48—Fastening of windings on the stator or rotor structure in slots

Definitions

  • the present invention relates to a stator of an electric motor that can reduce manufacturing and quality control costs and improve productivity using only standard hairpins.
  • an electric motor is composed of a stator and a rotor, and the rotor is a device that generates mechanical energy such as rotational power as electrical energy rotates with respect to the stator by electromagnetic interaction.
  • the stator includes a stator core having a plurality of slots and a stator coil composed of a plurality of conductor segments inserted into each of the plurality of slots.
  • the plurality of conductor segments have a rectangular cross-sectional shape and are formed in a substantially "U” shape, also called a hairpin (HAIR PIN).
  • the wave winding is a shape in which current is switched to another slot through the weld, and the mid winding flows back into the same slot.
  • stator fabricated by using the wave power or mid power method various lead wires or jump wires were used to switch from one layer to another.
  • a parallel circuit is formed by connecting a power line to the connection ring.
  • the present invention provides a stator of the motor that can improve the power density by lowering the height of the end turn by supplying power to one bus bar without the need to weld the terminal and the lead wire, etc. Its purpose is to.
  • a winding pattern structure of a three-phase electric motor includes a stator core having a plurality of slots and a stator coil wound around the stator core using a plurality of conductor segments.
  • Each of the plurality of conductor segments has a rectangular cross-sectional shape and is formed in a U-shaped hairpin type that is open in one direction, and the stator coil is located at the outermost part along the radial direction of each of the plurality of slots.
  • short pitch conductor segments spaced at intervals of (reference slot pitch-1 slot pitch) and long pitch conductor segments spaced at intervals of (reference slot pitch + 1 slot pitch) are arranged in a row.
  • the second to n-th layers positioned between the outermost and innermost portions of the slots have degrees of normal pitch spaced apart from each other by reference slot pitch intervals.
  • (N-2) / 2 pairs of segments are arranged on different layers, and in the first layer located at the innermost side of the slot, pairs of conductor segments of normal pitch spaced apart at reference slot pitch intervals are formed in pairs. It can be arranged in one column.
  • the plurality of slots may be 48 slots or 96 slots.
  • each of the plurality of slots may be composed of six layers or eight layers.
  • the reference slot pitch may be the number of slots / poles of the motor.
  • each of the plurality of conductor segments may include two inserting portions respectively inserted into two different slots of the plurality of slots; A gunnum portion connecting one side of each of the two insertion portions; And an extension part extending from the other side of each of the two insertion parts, wherein the short pitch conductor segment and the long pitch conductor segment form a pair with each other in the nth layer, and the two insert parts of the short pitch conductor segment It can be arranged inside the two inserts of the long pitch conductor segment.
  • the lead wire for supplying power to the three phases may be disposed in the nth layer, and the neutral wire connecting the end points of the respective phase coils may be disposed in the n ⁇ 1th layer.
  • the drawing slots of the neutral wire may be spaced apart from each other by the reference slot pitch interval.
  • each of the short pitch conductor segment and the long pitch conductor segment may have the extension part bent along a first direction of the circumferential direction of the stator core, and the second to n-1th parts of the conductor segment.
  • Each of the conductor segments of the normal pitch in which the two insertion portions are inserted into different layers in the layer may have the extension portions bent in opposite directions, and the conductor segments of the normal pitch disposed in the first layer may have the extension portions in the layers.
  • the extension of the conductor segment, which is bent in a second direction opposite to the first direction and disposed in the first to nth layers, respectively, may be bent to a length of the reference slot pitch / 2 and arranged at the same welding line position. .
  • the three-phase lead wire may be bent to connect to a separate bus bar, and the neutral wire may be exposed to the outermost portion of the stator core to be connected using a conduction wire.
  • the stator coil includes a plurality of phase coils, each of the plurality of phase coils includes first and second partial phase coils connected in parallel to each other, and the first and second Each of the two-phase coils may include a plurality of unit pattern coils connected in series with each other, and each of the plurality of unit pattern coils may be spaced apart from each other by five slot pitches and wound in a mixed form of a mid winding and a wave winding.
  • a winding pattern structure of a three-phase electric motor includes a stator core having a plurality of slots and a stator coil wound around the stator core by using a plurality of conductor segments, each of the plurality of conductor segments.
  • Conductor segments of normal pitch spaced apart from each other and conductor segments of short pitch spaced apart on both sides (reference slot pitch-1 slot pitch) and conductor segments of long pitch spaced on both sides (reference slot pitch +1 slot pitch) are arranged in one column, and both sides of the second to n-th layers are positioned between the outermost and innermost portions of the slot.
  • Conductor segments of normal pitch spaced apart from the pitch intervals are arranged in groups of (n-2) / 2, and the first layer located at the innermost side of the slot has two reference slot pitches.
  • Conductor segments of normal pitch spaced apart at intervals are arranged in one row with three sets of pairs.
  • Conductor segments of short pitches spaced at intervals of slot pitch-1 slot pitch and long pitch conductor segments spaced at intervals of (reference slot pitch + 1 slot pitch) may be arranged in one row.
  • the plurality of slots may be 72 slots.
  • each of the plurality of slots may be composed of six layers or eight layers.
  • each of the plurality of conductor segments may include two insertion portions respectively inserted into two different slots of the plurality of slots; A gunnum portion connecting one side of each of the two insertion portions; And an extension part extending from the other side of each of the two insertion parts, wherein the conductor segment of the normal pitch, the conductor segment of the short pitch, and the conductor segment of the long pitch form a pair with each other in the nth layer, and the short
  • the two inserts of the conductor segment of the pitch are disposed inside the two inserts of the conductor segment of the long pitch, and the two inserts of each of the short and long pitch conductor segments are of 1 or 2 inserts of the conductor segment of the normal pitch. It can be spaced two slots apart.
  • the stator coil includes a plurality of phase coils, each of the plurality of phase coils includes first to third partial phase coils connected in parallel to each other, and the first to third coils.
  • Each of the third partial phase coils may include a plurality of unit pattern coils connected in series with each other, and each of the plurality of unit pattern coils may be spaced apart from each other by 7 slot pitches and wound in a mixed form of a mid winding and a wave winding.
  • the lead wire and the neutral wire are divided into one of four sections when the 360-degree section of the stator core is divided into four sections.
  • the power is supplied to one bus bar without the need to weld separate terminals and lead wires to each other. It is possible to reduce the welding point and simplify the structure.
  • stator coils can use only standard hairpin type conductors to reduce manufacturing and quality control costs.
  • productivity can be improved by simultaneously bending the conductor segments of normal pitch inserted into the intermediate layer.
  • the slot pitch is different at the upper side of the conductor segment, but the lower side of the conductor segment to be welded is joined by three slot pitches to suppress the increase of the tool. have.
  • the first and second conductor segments inserted into the sixth layer may simultaneously twist the parallel circuits by applying the 5 slot pitch and the 7 slot pitch, thereby preventing the internal circulating current between the parallel circuits from flowing.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a stator of an electric motor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a partially enlarged view illustrating a bus bar for connecting a power source viewed from the bottom of FIG. 1.
  • FIG 3 is a cross-sectional view showing a conductor segment inserted into a slot of a stator core.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining a mid-wave region mixed winding structure.
  • FIG. 5 is a plan view and a conceptual view illustrating a winding structure of a stator coil for each layer taken along V in FIG. 1.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a structure of a conductor segment for each rare layer in FIG. 5.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating an arrangement structure of conductor segments for each layer of a stator having a 48 slot 8 pole 6 layer according to the first embodiment of the present invention.
  • 8A to 8C are circuit diagrams of U, V, and W phases of the stator having the 48 slot 8 pole 6 layers of FIG.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating an arrangement structure of conductor segments for each layer of a stator having a 48 slot 8 pole 8 layer according to a second embodiment of the present invention.
  • 10A to 10C are circuit diagrams of U, V, and W phases of the stator including the 48 slot 8-pole 8-layer of FIG.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating an arrangement structure of conductor segments for each layer of a stator having a 72 slot 8 pole 6 layer according to a third embodiment of the present invention.
  • FIGS. 12A to 12F are circuit diagrams of U, V, and W phases of the stator having 72 slots, 8 poles, 6 layers of FIG. 11, and FIGS. 12A and 12B are circuit diagrams of U phases and FIGS. 12C and 12C. 12d is a circuit diagram of the V phase, and FIGS. 12E and 12F are circuit diagrams of the W phase.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating a layout structure of conductor segments for each layer of a stator having a 72 slot 8 pole 8 layer according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIGS. 14A to 14F are circuit wiring diagrams of U, V, and W phases of the stator having the 72 slot 8-pole 8-layer of FIG. 13, and FIGS. 14A and 14B are circuit wiring diagrams of U phase and FIG. 14C and FIG. 14D is a circuit diagram of the V phase, and FIGS. 14E and 14F are circuit diagrams of the W phase.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a stator 10 of an electric motor according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a partially enlarged view showing bus bars 1401, 1402, 1403 for connecting a power source viewed from the bottom of FIG. 1.
  • 3 is a cross-sectional view illustrating a state in which the conductor segment 130 is inserted into the slot 111 of the stator core 110
  • FIG. 4 is a conceptual diagram for describing a mid-wave-wound hybrid winding structure.
  • FIG. 5 is a plan view and a conceptual view illustrating a winding structure of a stator coil 120 for each layer taken along V in FIG. 1
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a structure of a conductor segment 130 for each layer in FIG. 5.
  • the stator 10 of the electric motor includes a stator core 110 and a stator coil 120.
  • the stator core 110 may be formed in a cylindrical shape by laminating a plurality of electrical steel sheets having a circular shape in an axial direction and joining the stacked plurality of electrical steel sheets by welding.
  • a circular rotor insertion hole 113 is formed in the stator core 110.
  • the stator core 110 has a plurality of slots 111 and a plurality of teeth 112.
  • the plurality of slots 111 and the plurality of teeth 112 are alternately arranged along the circumference of the rotor insertion hole 113.
  • the stator coil 120 is wound around the plurality of slots 111.
  • the stator coil 120 may be composed of a plurality of conductor segments 130.
  • the plurality of conductor segments 130 may be a hairpin type.
  • Each of the plurality of conductor segments 130 may be formed by bending a straight bar having a rectangular cross-sectional shape into a substantially “U” shape opened in one direction.
  • One slot 111 may be composed of a plurality (n) layers. A portion of the one conductor segment 130 (insertions 131 and 132 to be described later) may be inserted into one layer.
  • one slot 111 may be composed of six or eight layers. In FIG. 3, one slot 111 is composed of six layers.
  • Inserts 131 and 132 of each of six or eight conductor segments 130 may be inserted into each layer. In FIG. 3, insertion portions 131 and 132 of each of the six conductor segments 130 are inserted.
  • the first layer 1111 may be provided at the innermost part in the radial direction of the slot 111 and the nth layer may be provided at the outermost part of the slot 111.
  • each of the plurality of conductor segments 130 may include two insertion portions 131 and 132, one gun over portion 133, two extension portions 134 and 135, and two joint portions 136 and 137. .
  • the two insertion parts 131 and 132 are configured to be inserted into two different slots 111, respectively.
  • the two insertion portions 131 and 132 extend along the axial direction of the stator core 110 and are spaced apart from each other along the circumferential direction of the stator core 110.
  • One gun over portion 133 is configured to connect two insertion portions 131, 132.
  • One gun over part 133 may include a first inclined part 1331, a second inclined part 1332, and a twisted part 1333.
  • the first inclined portion 1331 and the second inclined portion 1332 may extend in the circumferential direction, respectively.
  • the first and second slopes 1332 may correspond to two sides adjacent to each other in an isosceles triangle, and the twist portion 1333 may correspond to a vertex where the two sides meet.
  • the first inclined portion 1331 is connected to one side of the first insertion portion 131 of one of the two insertion portions 131 and 132, and is inclined upward toward the twist portion 1333 on one side of the first insertion portion 131. Can be extended.
  • the second inclined portion 1332 is connected to one side of the second insertion portion 132 of the other one of the two insertion portions 131 and 132, and is inclined upward toward the twist portion 1333 at one side of the second insertion portion 132. Can be extended.
  • the twist portion 1333 is configured to twist the first and second inclined portions 1332 in the radial direction (layer moving direction) such that the two insertion portions 131 and 132 are inserted into different layers in different slots 111. .
  • the extension parts 134 and 135 may include a first extension part 134 extending from the other side of the first insertion part 131 and a second extension part 135 extending from the other side of the second insertion part 132. have.
  • the first extension part 134 may extend downwardly in the circumferential direction.
  • the second extension part 135 may extend downwardly in the circumferential direction.
  • the junctions 136 and 137 may include the first junction 136 extending in the axial direction from the lower end of the first extension 134 and the second junction 137 extending in the axial direction from the lower end of the second extension 135. It may include.
  • the first and second junctions 137 may join different conductor segments 130 by welding.
  • the outer surface of each of the conductor segments 130 may be coated with an insulating material.
  • stator coil 120 may be wound in a mid-wave wave mixed type using a plurality of conductor segments 130.
  • the coil is wound in a manner that the coil exits along the first direction of the circumferential direction of the stator 10 and then returns back along the second direction opposite to the first direction, and the wave winding method Means that the coil is wound in a wave form along the first direction.
  • the stator coil 120 is wound in a mid winding method at the outermost layer or the innermost layer, and is wound in a mid winding-wave mixed type method in which the stator coil is wound in the middle winding manner.
  • the arrow is the direction of the current flowing along the coil.
  • the coil is wound from the outermost (top) layer of the left slot to the innermost (lower) layer of the right slot.
  • the coils of the mixed winding pattern go from slot 32 to slot 38 in the outermost layer and back to slot 32, and in the middle layer from slots 32 to 38 and from slot 38 to 44 Slots are wound in a slotted manner that goes from slot 44 to slot 2, and in the innermost layer, it enters slot 2, exits slot 44, and goes back to slot 44 in slots. .
  • the coil may be composed of first to fourth conductor segments 1301, 1302, 1303, and 1304.
  • the first conductor segment 1301 is also referred to as two insertion portions 131 and 132 respectively inserted into slots 32 and 38 of the outermost layer, and a gunn portion 133 (crown portion) connecting the two insertion portions 131 and 132, respectively. ),
  • An extension part 134 and 135 extending from the two insertion parts 131 and 132, and a joint part 136 and 137 provided at the ends of the extension parts 134 and 135 to join two different conductor segments 130 by welding. ) (which can be called a welding part).
  • the second conductor segment 1302 includes two insertion portions 131 and 132 respectively inserted into slots 32 and 38 of the intermediate layer, a gunnum portion 133 connecting the two insertion portions 131 and 132, and two insertion portions ( Extension portions 134 and 135 extending from 131 and 132, respectively, and joints 136 and 137 provided at ends of the extension portions 134 and 135 to bond different conductor segments 130 to each other.
  • the third conductor segment 1303 includes two insertion portions 131 and 132 respectively inserted into slots 44 and 2 of the intermediate layer, a gunnum portion 133 connecting the two insertion portions 131 and 132, and two insertion portions ( Extension portions 134 and 135 extending from 131 and 132, respectively, and joints 136 and 137 provided at ends of the extension portions 134 and 135 to bond different conductor segments 130 to each other.
  • the fourth conductor segment 1304 has two inserting portions 131 and 132 respectively inserted into the slot 44 and the second slot 111 of the innermost layer, and a gunnum portion 133 connecting the two inserting portions 131 and 132, respectively. ) And extension portions 134 and 135 extending from the two insertion portions 131 and 132, respectively, and junction portions 136 and 137 provided at the ends of the extension portions 134 and 135 to bond different conductor segments 130 to each other.
  • the first to fourth conductor segments 1301, 1302, 1303, and 1304 are connected in series with each other.
  • the first conductor segment 1301 and the second conductor segment 1302 are arranged in one row, and the first conductor segment 1301 is
  • the two inserts 131 and 132 may be spaced apart by a short pitch, and the second conductor segment 1302 may be disposed such that the two inserts 131 and 132 are spaced apart by a long pitch.
  • the reference slot pitch is a value determined according to the number of slots and the number of poles, and may be referred to as a normal pitch.
  • the short pitch is a slot pitch shorter than the reference slot pitch
  • the long pitch is a slot pitch longer than the reference slot pitch.
  • One slot pitch means an interval between a first slot and a second slot adjacent to each other along the circumferential direction.
  • the reference slot pitch may be 6 slot pitch, the short pitch may be 5 slot pitch, and the long pitch may be 7 slot pitch.
  • the length 133 of the first conductor segment 1301 is longer than the length 133 of the second conductor segment 1302 so that the two insertion portions 131, 132 of the first conductor segment 1301 are second.
  • the spacing is wider than the two inserts 131, 132 of the conductor segment 1302.
  • Two insertion portions 131 and 132 of the second conductor segment 1302 may be disposed between the two insertion portions 131 and 132 of the first conductor segment 1301.
  • the insertion parts 131 and 132 of the first conductor segment 1301 and the insertion parts 131 and 132 of the second conductor segment 1302 may be spaced apart from each other by one slot pitch.
  • the insertion portions 131 and 132 of the first conductor segment 1301 and the insertion portions 131 and 132 of the second conductor segment 1302 may extend the same length along the axial direction.
  • the extensions 134 and 135 of the first conductor segment 1301 and the extensions 134 and 135 of the second conductor segment 1302 are inclined bent in the same first direction as each other, and the extensions 134 and 135 of the first conductor segment 1301.
  • the junctions 136 and 137 bent in the axial direction are spaced apart by one slot from the junctions 136 and 137 bent in the axial direction in the extensions 134 and 135 of the second conductor segment 1302.
  • each of the pair of third conductor segments 1303 and the pair of fourth conductor segments 1304 is disposed in two rows, and the pair of third conductor segments ( 1303, two insertion portions 131, 132 are spaced apart by a reference slot pitch between the fifth layer 1115 and the third layer 1113, and each of the pair of fourth conductor segments 1304 has two insertion portions 131, 132. May be spaced apart from the fourth layer 1114 and the second layer 1112 by a reference slot pitch.
  • the gun-over portion 133 and the insertion portions 131 and 132 of each of the third conductor segment 1303 and the fourth conductor segment 1304 have the same length.
  • Extensions 134 and 135 of each of the third conductor segment 1303 and the fourth conductor segment 1304 may extend to be bent in opposite directions.
  • the extension 134, 135 of one of the two extensions 134, 135 of the third conductor segment 1303 and the extension 134, 135 of the two extensions 134, 135 of the fourth conductor segment 1304 cross each other.
  • the junctions 136 and 137 of the extensions 134 and 135 intersecting each other in the third conductor segment 1303 and the fourth conductor segment 1304 may be disposed to overlap in the radial direction of the stator core 110. .
  • each of the pair of fifth conductor segments 1305 may be spaced apart by a reference slot pitch in a row of two insertion portions 131 and 132.
  • Extensions 134 and 135 of each of the pair of fifth conductor segments 1305 may extend to bend in opposite directions to extensions 134 and 135 of the first conductor segment 1301.
  • the extension 134, 135 of one of the two extensions 134, 135 of the fifth conductor segment 1305 and the extension 134, 135 of the two extensions 134, 135 of the first conductor segment 1301 cross each other.
  • the joints 136 and 137 of the extensions 134 and 135 intersecting each other in the fifth conductor segment 1305 and the first conductor segment 1301 may be disposed to overlap in the radial direction of the stator core 110. .
  • Each of the conductor segments 130 of the short pitch (5 slot pitch in this embodiment) and the conductor segments 130 of the long pitch (7 slot pitch in this embodiment) has an extension portion 134, 135 having a circumference of the stator core 110. It may be bent along a first direction of the direction.
  • each of the conductor segments 130 having a normal pitch (six slot pitch in this embodiment), in which the two insertion portions 131 and 132 are inserted into different layers, extends 134 and 135, respectively. ) May be bent in opposite directions.
  • Each of the conductor segments 130 having a normal pitch disposed on the first layer 1111 may have the extension portions 134 and 135 bent in a second direction opposite to the first direction, and thus, the first to sixth layers 1116.
  • the extensions 134 and 135 of the conductor segment 130 respectively disposed at the bends may be bent to a length of the reference slot pitch / 2 (three slot pitch in this embodiment) and arranged at the same welding line position.
  • the stator coil 120 may reduce manufacturing and quality control costs using only standard hairpins, such as the first to fifth conductor segments 1301, 1302, 1303, 1304, and 1305.
  • third conductor segment 1303 and the fourth conductor segment 1304 respectively inserted into the third through fifth layers and the second through fourth layers may be bent at the same time to improve productivity.
  • the upper side of the hairpin has a slot pitch, but the lower side to be folded and welded can be folded by three slot pitches to suppress the increase of the tool.
  • first and second conductor segments 1302 inserted into the sixth layer 1116 are twisted in parallel by applying a pitch of 5 slots and 7 slots 111 at the same time, thereby increasing internal circulating current between the parallel circuits. The flow can be prevented.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating an arrangement structure of the conductor segments 130 for each layer of the stator 10 including the 48 slots 111 and the 8-pole 6-layer according to the first embodiment of the present invention. 7 is a circuit connection diagram of the U phase, V phase, and W phase of the stator 10 including the 48 slots 111 and 8 poles 6 layers.
  • the stator 10 may include 48 slots 111 and 8 poles 6 layers.
  • the slot pitch intervals of the first conductor segment 1301 having a short pitch of two insertion parts 131 and 132 and the slot pitch interval of the two insertion parts 131 and 132 are 7 (Long).
  • the second conductor segment 1302, which is a pitch, may overlap in the circumferential direction and be arranged in one row inside and outside each other.
  • the insertion portions 131 and 132 of the first conductor segment 1301 and the insertion portions 131 and 132 of the second conductor segment 1302 may be spaced apart from each other by one slot pitch.
  • the third conductor segment 1303 having a slot pitch interval of 6 (reference slot pitch) of the two insertion parts 131 and 132 is spaced one slot pitch apart. Disposed in pairs, each of the pair of third conductor segments 1303 may extend in a diagonal direction so that two insertion portions 131 and 132 may be inserted into different layers (5-3 layers) of different slots 111. have.
  • the fourth conductor segments 1304 having the slot pitch intervals of the two insertion portions 131 and 132 are 6, and are arranged in pairs with one slot pitch interval.
  • Each of the pair of fourth conductor segments 1304 may extend in a diagonal direction so that two insertion portions 131 and 132 may be inserted into different layers (fourth to second layers) of different slots 111.
  • the fifth conductor segments 1305 having the slot pitch intervals of the two insertion portions 131 and 132 are 6, arranged in pairs with one slot pitch interval, and a pair of fifth conductor segments.
  • Each of the lines 1305 may be arranged in one column so as to overlap in the circumferential direction.
  • the slots 1 to 48 are numbered sequentially in the respective slots 111, and from the bottom up (the radial direction of the slots 111). From the inner side to the outer side) will be referred to as the first layer (1111) to sixth layer (1116).
  • Each of the three phase phase coils may include a first partial phase coil 1201 and a second partial phase coil 1202 connected in parallel with each other.
  • the first partial phase coil 1201 and the second partial phase coil 1202 may be spaced apart from each other by one slot pitch.
  • the conductors of the first partial phase coil 1201 and the second partial phase coil 1202 respectively inserted into the sixth layer 1116 of the thirteenth slot and the fourteenth slot, respectively. Power may be applied to the segment 130.
  • the neutral wire 139 is configured to connect the ends of each phase coil.
  • the conductor segment 130 of each of the first partial phase coil 1201 and the second partial phase coil 1202 inserted into the fifth layer 1115 of the seventh and eighth slots, respectively. ) May be connected to the neutral wire (139, 139).
  • a neutral wire (C) is formed on the conductor segment 130 of each of the first partial phase coil 1201 and the second partial phase coil 1202 respectively inserted into the fifth layer 1115 of the ninth and tenth slots. 139 may be connected.
  • a neutral wire is formed on the conductor segment 130 of each of the first partial phase coil 1201 and the second partial phase coil 1202 respectively inserted into the fifth layer 1115 of the eleventh and twelfth slots. 139 may be connected.
  • the lead wire 138 for power supply is connected to each phase coil, and is connected to the sixth layer 1116 (outermost layer) of the thirteenth to eighteenth slots, and the neutral wire 139 is connected to an end point of each phase coil. However, it may be connected to the fifth layer 1115 of the seventh to twelfth slots.
  • the lead wire 138 may be disposed on the nth layer (the sixth layer 1116 in this embodiment), which is the outermost layer, and the neutral wire 139 may be disposed on the n ⁇ 1th layer (the fifth layer 1115). have.
  • the drawing slot 111 of the neutral wire 139 may be spaced apart from the three-phase power drawing slot 111 by a reference slot pitch interval (6 slot pitch in this embodiment).
  • the lead wires 138 and the neutral wires 139 are connected to the start and end points of the respective phase coils in the sixth layer 1116 and the fifth layer 1115 respectively through the seventh to eighteenth slots,
  • the 360-degree section of the stator core 110 is divided into four sections, it is gathered in any one section of the four sections, so that one bus bar (1401, 1402, 1403) does not need to weld separate terminals and lead wires to each other.
  • the three-phase lead wire 138 (power lead wire) may be bent to connect the power to the separate bus bars 1401, 1402, and 1403.
  • Bus bars 1401, 1402, 1403 for power connection may be connected one by one for each phase.
  • Each of the plurality of bus bars 1401, 1402, 1403 may include a plurality of branch portions 1411, 1412, 1413, a coalescing portion 1421, 1422, 1423, and a power line connecting portion 1431, 1432, 1433. .
  • the plurality of branch portions 1411, 1412, and 1413 may be formed to correspond to the number of partial coils. In the present embodiment, the plurality of branch portions 1411, 1412, and 1413 are two.
  • each branch portion 1411, 1412, 1413 is connected to the lead wire 138 of the first partial phase coil 1201 and the second partial phase coil 1202 of each phase coil, and each branch portion 1411, The other sides of 1412 and 1413 are merged with each other.
  • One side of the coalescing portions (1421, 1422, 1423) is configured to connect the other side of the two branches (1411, 1412, 1413) into one body, the other side of the coalescing portions (1421, 1422, 1423) is the stator core 110 Extends along the circumferential direction.
  • the power line connecting portion extends in the radial direction of the stator core 110 at the other side of the coalescing portions 1421, 1422, and 1423, and a fastening hole is formed to connect the power lines to the ends of the power line connecting portions 1431, 1432 and 1433. It is.
  • the plurality of branch portions 1411, 1412, and 1413 form a pair of two or three to be connected to two or three partial phase coils, and are spaced apart from each other along the circumferential direction to correspond to the slot pitch intervals between the upper coils. Can be.
  • two branch portions 1411, 1412, and 1413 are connected to two partial phase coils.
  • the three-phase power lines may be arranged adjacent to each other so that three strands are disposed adjacent to each other to facilitate connection with the busbars 1401, 1402, 1403. Do.
  • the interval between the power line connecting parts 1431, 1432, and 1433 for each phase may be arranged closer than the interval between the branch parts 1411, 1412, and 1413 connected to the lead wire 138 of each phase coil.
  • each of the branch portions 1411, 1412, and 1413 forms a pair and is U-, V-, and W-phase coils 423 and 323 along the counterclockwise direction of the stator core 110. It may be connected to the lead wire 138 in the order (223).
  • the coalescing portion 1421 connected to the U-shaped branch 1411 extends along a counterclockwise direction (first direction), and is connected to the V-phase branch 1412.
  • the coalescing portion 1422 extends in the downward direction (axial direction), and the coalescing portion 1423 connected to the branch W 1313 on the W is formed to extend in a clockwise direction (second direction), so that the three power sources
  • the line connectors 1431, 1432, and 1433 may be disposed adjacent to each other along the circumferential direction.
  • a jump wire may be unnecessary except for a conduction wire (not shown), which is a conductor connecting the neutral wires 139 to each other, thereby minimizing the type of wire.
  • the neutral wire 139 may be exposed to the outermost portion of the stator core 110 to be connected using a conduction wire.
  • the long pitch is 7 slot pitch, which is the reference slot pitch + 1 slot pitch, and the short pitch is 5 slot pitch, which is the reference slot pitch-1 slot pitch.
  • the number of poles of the motor means the total number of N-poles and S-poles generated by winding a current (conductor) in which a current flows around the slot 111 of the stator core 110.
  • n is the number of layers.
  • Three-phase alternating current means sinusoidal alternating current with 120 degrees of phase difference.
  • each of the first and second partial phase coils 1201 and 1202 of the U-phase coil 121 may be composed of a plurality of conductor segments 130 connected in series with each other.
  • the first and second partial phase coils 1201 and 1202 may be wound in the same pattern by forming a pair with each other.
  • the first and second partial phase coils 1201 and 1202 may include a plurality of unit pattern coils. In this embodiment, four unit pattern coils are used. The plurality of unit pattern coils are connected in series with each other.
  • the first and second partial phase coils 1201 and 1202 of the U phase are terminated in the seventh and eighth slots using the thirteenth and fourteenth slots to which power is applied.
  • the first unit pattern coil 151 may include a first conductor segment 1301 in which two inserting portions 131 and 132 are inserted at intervals of five slots, respectively, in the fourteenth and nineteenth slots of the sixth layer 1116; A second conductor segment 1302 into which the two insertion portions 131 and 132 are inserted at seventh slot pitches, respectively, in the thirteenth and twentieth slots of the sixth layer 1116; One of the pair of conductor segments 130 has two insertion portions 131 and 132 inserted into the thirteenth slot of the fifth layer 1115 and the nineteenth slot of the third layer 1113 at six slot pitches, respectively.
  • a pair of third conductor segments 1303 in which two insertion portions 131 and 132 are inserted at six slot pitches, respectively, in the fourteenth slot of the fifth layer 1115 and the twelfth slot of the third layer 1113;
  • One of the pair of conductor segments 130 has two insertion portions 131 and 132 inserted into the 25th slot of the fourth layer 1114 and the 31st slot of the second layer 1112 at 6 slot pitches, respectively.
  • a pair of fourth conductor segments 1304 in which two insertion portions 131 and 132 are inserted at six slot pitch intervals, respectively, in a twenty-sixth slot of the fourth layer 1114 and a thirty-second slot of the second layer 1112;
  • One of the pair of conductor segments 130 has two insertion portions 131 and 132 inserted into the 25th slot of the first layer 1111 and the 31st slot of the first layer at 6 slot pitches, and the other Two insertion portions 131 and 132 are inserted into the 26th slot of the first layer 1111 and the 32nd slot of the first layer 1111, respectively, and include a pair of fifth conductor segments 1305 respectively inserted at six slot pitch intervals.
  • the first unit pattern coil 151 has two insertion portions 131 and 132 in one of the pair of conductor segments 130 in the 37th slot of the second layer 1112 and the 31st slot of the fourth layer 1114. Are respectively inserted into the six slot pitch intervals, and the other two insertion portions 131 and 132 are respectively inserted into the sixth slot pitch intervals into the thirty-eighth slot of the second layer 1112 and the thirty-second slot of the fourth layer 1114, respectively.
  • the first unit pattern coil 151 may have a total of 12 conductor segments 130.
  • Each of the last eleventh and twelfth third conductor segments 1303 of the first unit pattern coil 151 includes the first second conductor segment 1302 (long pitch) and the first conductor of the second unit pattern coil 152. Respectively connected to the segment 1301 (short pitch).
  • the first unit pattern coil 151 starts at the thirteenth slot based on the lead wire 138, the second unit pattern coil 152 is in the 25th slot, and the third unit pattern coil 153 is in the 37th slot.
  • the fourth unit pattern may be started in the first slot, respectively.
  • Each of the second to fourth unit pattern coils 152, 153, and 154 may be wound around the stator core 110 in the same pattern as the first unit pattern coil 151. However, each of the plurality of unit pattern coils starts at different slots 111 at intervals of 12 slot pitches.
  • the first conductor segment 1301 (short pitch) of the first partial phase coil 1201 is connected to one of the pair of third conductor segments 1303, and the sixth layer (
  • the insertion parts 131 and 132 inserted into the nineteenth slot of the 1116 are connected to the insertion parts 131 and 132 inserted into the thirteenth slot of the fifth layer 1115 and are wound in a mid- winding form.
  • the second conductor segment 1302 (long pitch) of the second partial phase coil 1202 is connected to another one of the pair of third conductor segments 1303, and the sixth layer
  • the insertion parts 131 and 132 inserted into the twentieth slot of the 1116 are connected to the insertion parts 131 and 132 inserted into the fourteenth slot of the fifth layer 1115 and are wound in a mid- winding form.
  • each of the first conductor segment 1301 and the second conductor segment 1302 is spaced apart from each other by different slot pitches in the same layer (sixth layer 1116) in the two insertion portions 131 and 132. It is wound in the form of a mid-volume.
  • each of the two insertion parts 131 and 132 is spaced apart from each other by the same slot pitch interval on different layers (5-3 layers, or 4-2 layers) and wound in a wave winding shape.
  • Each of the fifth conductor segments 1305 of the first and second partial phase coils 1201 and 1202 in the first unit pattern coil 151 is spaced at the same slot pitch interval in the same layer (the first layer 1111). Curved in eccentric form.
  • the remaining second to fourth unit pattern coils 152, 153, and 154 are also wound like the first unit pattern coil 151.
  • the first partial phase coil 1201 has a first conductor segment 1301 (short pitch) of the first unit pattern coil 151 along the sixth layer 1116 in a first direction (left to right in FIG. 8A), The second conductor segment 1302 (long pitch) of the second unit pattern coil 152, the first conductor segment 1301 of the third unit pattern coil 153, and the second conductor of the fourth unit pattern coil 154. Segment 1302 is connected.
  • the second partial coil 1202 is a second conductor segment 1302 (long pitch) of the first unit pattern coil 151 along the sixth layer 1116 in a first direction (left to right in FIG. 8A),
  • the first conductor segment 1301 (short pitch) of the second unit pattern coil 152, the second conductor segment 1302 of the third unit pattern coil 153, and the first conductor of the fourth unit pattern coil 154. Segment 1301 is connected.
  • Each of the first and second partial phase coils 1201 and 1202 alternates with each other from the first unit pattern coil 151 to the fourth unit pattern coil 154 along the sixth layer 1116 and alternately with each other. 1301 (short pitch) and the position of the second conductor segment 1302 (long pitch) are interchanged.
  • each of the first and second partial phase coils 1201 and 1202 has a long pitch between the two insertion portions 131 and 132 in the same layer (for example, the sixth layer 1116) with a slot pitch interval.
  • the short pitch is disposed, and as the long pitch and the short pitch alternate with each other in the circumferential direction for each unit pattern coil unit, the insertion parts 131 and 132 are also spaced at the same one slot pitch in the remaining first to fifth layers 1115. Position changes from side to side.
  • the U-phase, V-phase, and W-phase coils 121, 122, and 123 are all wound in the same pattern. However, each of the V-phase coil 122 and the W-phase coil 123 may be spaced apart from the U-phase coil 121 at two slot pitches in the first direction.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating an arrangement structure of the conductor segments 130 for each layer of the stator 10 having the eighth-layer 8 slots 111 and 8 according to the second embodiment of the present invention.
  • 9 is a circuit connection diagram of the U phase, V phase, and W phase of the stator 10 including the eighth-layer of 48 slots 111.
  • the stator 10 may include 48 slots 111 and 8 poles 8 layers.
  • the stator 10 of the second embodiment differs from the first embodiment in that it has eight layers, and the number of slots and the number of poles are the same. Since the number of slots and the number of poles are the same, the reference slot pitch is also the same as 6 slot pitch, the long pitch is 7 slot pitch, and the short pitch is 5 slot pitch. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, redundant descriptions will be omitted.
  • the number of conductor segments 130 inserted into the middle layer is added by increasing from six layers to eight layers.
  • the stator coil 120 includes the first conductor segment 2031 and the second conductor segment 2032 in which the two insertion portions 131 and 132 are spaced apart from each other by different pitches in the eighth layer, which is the outermost layer, and the two inserts in the intermediate layer.
  • the pair of third to fifth conductor segments 2033, 2034, and 2035 in which the portions 131 and 132 are spaced apart by the same slot pitch (reference slot pitch) in different layers, and in the innermost layer, the first layer 1111.
  • Both inserts 131, 132 include a pair of sixth conductor segments 2036 spaced apart by the same slot pitch (reference slot pitch).
  • a pair of third conductor segments 2033 have two insertion portions 131 and 132 spaced apart by six slot pitches and are inserted into the seventh and fourth layers 1114, respectively, and the pair of fourth conductors.
  • the segment 2034 has two insertion portions 131 and 132 spaced apart by six slot pitches and is inserted into the sixth layer 1116 and the third layer 1113, respectively, and the pair of fifth conductor segments 2035 has six slots. Spaced at a pitch interval and disposed so as to be inserted into the fifth layer 1115 and the second layer 1112, respectively.
  • the first and second partial phase coils 1201 and 1202 of the U phase coil 121 are supplied with power to the insertion portions 131 and 132 inserted into the thirteenth and fourteenth slots, respectively.
  • the first and second partial phase coils 2201 and 2202 of the upper coil 222 are supplied with power to the insertion portions 131 and 132 inserted into the fifteenth and sixteenth slots, respectively.
  • the first and second partial phase coils 1201 and 1202 may be supplied with power to inserting portions respectively inserted into the seventeenth and eighteenth slots.
  • a neutral wire 239 may be connected to each end portion and each end portion of each of the first and second partial phase coils 2201 and 2202 of the W phase coil 223.
  • Each of the plurality of phase coils may include four unit pattern coils.
  • the first and second partial coils 2201 and 2202 have two insertion portions 131 and 132 of each conductor segment 130 in unit pattern coil units along the eighth layer. Alternating pitches are spaced apart.
  • the first and second partial coils 2201 and 2202 have the same insertion portion 131 and 132 of each conductor segment 130 in the unit pattern coil unit along the first layer 1111. It is spaced apart by slot pitches (reference slot pitches), and are alternately arranged so as to be shifted left and right at intervals of one slot pitch.
  • the first and second partial phase coils 2201 and 2202 have two insertion portions 131 and 132 spaced apart by the same slot pitch (reference slot pitch) in the second to seventh layers, which are intermediate layers, and are different layers. (7-4 layer, 6-3 layer, 5-2 layer) are respectively inserted and wound.
  • the first unit pattern coil 251 may include a first conductor segment 2031 in which two insertion portions 131 and 132 are inserted at intervals of five slots, respectively, in slots 14 and 19 of the eighth layer; A second conductor segment 2032 in which two insertion portions 131 and 132 are inserted in the seventh slot pitch in the thirteenth slot and the twelfth slot of the eighth layer; One of the pair of conductor segments 130 has two insertion portions 131 and 132 inserted into the thirteenth slot of the seventh layer and the nineteenth slot of the fourth layer 1114 at six slot pitches, and the other is made of A pair of third conductor segments 2033 in which two insertion portions 131 and 132 are inserted at six slot pitches, respectively, in the seventeenth slot of the seventh layer and the twelfth slot of the fourth layer 1114; One of the pair of conductor segments 130 has two insertion portions 131 and 132 inserted into the thirteenth slot of the third layer 1113 and the seventh slot of the sixth layer 1116 at six slot pitches, and the other A pair of fourth conduct
  • one of the pair of conductor segments 130 of the first unit pattern coil 251 has two insertion portions 131 and 132 in the first slot of the first layer 1111 and the seventh slot of the first layer 1111. Are respectively inserted into the six slot pitch intervals, and the other one is inserted into the second slot of the first layer 1111 and the eighth slot of the first layer 1111.
  • a pair of sixth conductor segment 2036 One of the pair of conductor segments 130 has two insertion portions 131 and 132 inserted into the thirteenth slot of the second layer 1112 and the seventh slot of the fifth layer 1115 at six slot pitches, and the other A pair of fifth conductor segments 2035 in which two insertion portions 131 and 132 are inserted at six slot pitches, respectively, in the fourteenth slot of the second layer 1112 and the eighth slot of the fifth layer 1115;
  • One of the pair of conductor segments 130 has two insertion portions 131 and 132 inserted into the thirteenth slot of the sixth layer 1116 and the nineteenth slot of the third layer 1113 at six slot pitches, and the other One is a fourth conductor segment 2034 in which two insertion portions 131 and 132 are inserted at six slot pitches, respectively, in the fourteenth slot of the sixth layer 1116 and the twelfth slot of the third layer 1113;
  • One of the pair of conductor segments 130 has two insertion portions 131 and 132 inserted into the twenty third slot of the fourth layer 1114
  • the remaining second to fourth unit pattern coils 252, 253, and 254 are also wound like the first unit pattern coil 251.
  • the second to fourth unit pattern coils 252, 253, and 254 may be spaced apart from each other at intervals of 12 slots in a first direction from a thirteenth slot, which is a start point of each unit pattern coil. .
  • V-phase coil 222 and the W-phase coil 223 are also wound in the same pattern as the U-phase coil 221.
  • the first partial phase coils 2201 and 1201 and the second partial phase coils 2202 and 1202 connected in parallel to each phase are the outermost layers.
  • the two insertion portions 131 and 132 of each of the partial coils are disposed inside and outside each other in a short pitch and a long pitch, and a shot of the two insertion portions 131 and 132 for each unit pattern coil is along the first direction.
  • the pitch and the long pitch are arranged alternately inward and outward, the two parallel circuits formed by the first and second partial phase coils 1201 and 1202 are twisted together so that a circulating current flows between the two parallel circuits. Can be prevented.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating an arrangement structure of the conductor segments 130 for each layer of the stator 10 including the 72 slot 8 pole 6 layer according to the third embodiment of the present invention.
  • FIGS. 12A to 12F are views of FIG. U, V, W phase circuit connection diagram of a stator 10 having a 72-slot 8-pole six-layer circuit diagram of FIGS. 12A and 12B are U-phase circuit diagrams, and FIGS. 12E and 12F are circuit diagrams for the W phase.
  • the stator 10 may include 72 slots and 8 pole 6 layers.
  • the stator 10 of the third embodiment differs from the first embodiment in that it is 72 slots, and the number of poles and layers are the same. Since the number of slots is different, the reference slot pitch is 9 slot pitches, the long pitch is 10 slot pitches, and the short pitch is 8 slot pitches.
  • FIG. 11 describes the winding structure of the stator 10 according to the present embodiment.
  • the slot pitch intervals of the two conductors 131 and 132 are 9 (reference slot pitches) and the slot pitch intervals of the two conductors 131 and 132 in the same layer.
  • the second conductor segment 3032 of 8 (Short pitch) and the third conductor segment 3033 having a slot pitch interval of 10 (Long Pitch) of the two insertion portions 131 and 132 in the same layer are overlapped in the circumferential direction. Can be arranged in rows.
  • the insertion parts 131 and 132 of each of the first to third conductor segments 3033 may be spaced apart from each other by one slot pitch.
  • the fourth conductor segment 3034 having a slot pitch interval of 9 (reference slot pitch) of the two insertion portions 131 and 132 is 3 with a slot pitch of 3;
  • the dogs are arranged in pairs, and each of the pair of fifth conductor segments 3035 extends in a diagonal direction so that two insertion portions 131 and 132 are inserted into different layers (5-3 layers) of different slots 111. Can be.
  • the fifth conductor segment 3035 having a slot pitch interval of 9 between the two insertion portions 131 and 132 is formed in one pair with a slot pitch interval.
  • the fifth conductor segment 3035 of the set may be extended in a diagonal direction so that two insertion portions 131 and 132 may be inserted into different layers (fourth to second layers) of different slots 111.
  • the sixth conductor segments 3036 having a slot pitch interval of 9 of the two insertion portions 131 and 132 are arranged in a group of three with a slot pitch interval.
  • Each of the six conductor segments 3036 may be arranged in a row so as to overlap in the circumferential direction.
  • three types of conductor segments 130 may be disposed in one place along the first layer 1111 for each phase in the first layer 1111. That is, in one place along the first layer 1111, the slot pitches of the two insertion parts 131 and 132 are 9 (the reference slot pitch), and the sixth conductor segment 3036 has the same thickness as that of the six insertion segments 131 and 132.
  • the seventh conductor segment 3037 (130) having a slot pitch of 8 (Short pitch) and the eighth conductor segment (3038) having a slot pitch of 10 (Long Pitch) of two insertion portions (131, 132) in the same layer are circumferential. Overlaid along the direction and can be arranged in one column. Insertions 131 and 132 of each of the sixth to eighth conductor segments 3038 may be spaced apart from each other by one slot pitch.
  • Each of the three phase phase coils may include a first partial phase coil 3201, a second partial phase coil 3202, and a third partial phase coil 3203 that are connected in parallel with each other.
  • the first to third partial coils 4203 and 3203 may be spaced apart from each other by one slot pitch.
  • the lead wire 338 for supplying power may include the first to third partial coils 3201 and 3202 inserted into the sixth layers 1116 of each of the twelfth through fourteenth slots. 3203) may be connected to each conductor segment 130.
  • the lead wire 338 is formed in the conductor segment 130 of each of the first to third partial phase coils 3203 respectively inserted into the sixth layer 1116 of each of the fifteenth to seventeenth slots. Can be connected.
  • a lead wire 338 may be connected to the conductor segment 130 of each of the first to third partial phase coils 3203 respectively inserted into the sixth layer 1116 of the eighteenth to twentieth slots. Can be.
  • Neutral wire 339 is configured to connect the ends of each phase coil.
  • a neutral wire is formed on the conductor segment 130 of each of the first to third partial phase coils 3201, 3202, and 3203 respectively inserted into the fifth layer 1115 of the third to fifth slots. 139 may be connected.
  • a neutral wire 339 may be connected to the conductor segment 130 of each of the first to third partial phase coils 3203 respectively inserted into the fifth layer 1115 of the sixth to eighth slots. Can be.
  • a neutral wire 339 is formed on the conductor segments 130 of the first to third partial phase coils 3201, 3202, and 3203 respectively inserted into the fifth layers 1115 of the ninth to eleventh slots. Can be connected.
  • the lead wire 338 for power supply is connected to each phase coil, and is connected to the sixth layer 1116 (outermost layer) of the 12th to 20th slots, and the neutral wire 339 is connected to the end point of each phase coil. However, it may be connected to the fifth layer 1115 of the third to eleventh slots.
  • the lead wires 338 and the neutral wires 339 are respectively connected to the start and end points of the respective phase coils in the sixth layer 1116 and the fifth layer 1115 through the third through twentieth slots, respectively.
  • the 360-degree section of the stator core 110 is divided into four sections, it gathers in any one section of the four sections.
  • the first to third partial phase coils 3201, 3202 and 3203 of the U phase coil 121 constitute three parallel circuits, and the first to third partial phase coils 3201 to 3D.
  • Each of the 3202 and 3203 may be composed of a plurality of conductor segments 130 connected in series with each other.
  • the first to third partial coils 3201, 3202, and 3203 may be wound in the same pattern by forming a pair with each other.
  • the first to third partial coils 3201 to 3203 may include a plurality of unit pattern coils. In this embodiment, four unit pattern coils are used. The plurality of unit pattern coils are connected in series with each other.
  • the first to third partial phase coils 3201, 3202, and 3203 of the U phase are terminated in the third to fifth slots using the twelfth to fourteenth slots to which power is applied.
  • the first unit pattern coil 351 may include a first conductor segment 3031 in which two insertion portions 131 and 132 are inserted at intervals of nine slots, respectively, in slots 14 and 23 of the sixth layer 1116; A second conductor segment 3032 in which two insertion portions 131 and 132 are inserted at eight slot pitch intervals in the thirteenth and twenty-first slots of the sixth layer 1116, respectively; A third conductor segment 3033 into which the two insertion portions 131 and 132 are inserted at intervals of 10 slots, respectively, in the twelfth and twenty-second slots of the sixth layer 1116; One of the set of three conductor segments 130 has two inserting portions 131 and 132 inserted into the twelfth slot of the fifth layer 1115 and the twenty-first slot of the third layer 1113 at intervals of nine slots, respectively.
  • a set of fourth conductor segments 3034 in which two insertion portions 131 and 132 are inserted at intervals of nine slots, respectively, in slot 14 of the slot 14 and slot 23 of the third layer 1113;
  • One of the set of three conductor segments 130 has two inserting portions 131 and 132 inserted into the thirty-slot slot of the fourth layer 1114 and the thirty-seventh slot of the second layer 1112 at 9 slot pitches, respectively.
  • a set of fifth conductor segments 3035 inserted into slots 32 and slots 41 of the second layer 1112 at intervals of 9 slots, respectively;
  • One of the set of three conductor segments 130 has two inserting portions 131 and 132 inserted into the slot 30 of the first layer 1111 and the slot 39 of the first layer at intervals of 9 slots, respectively, Two inserting portions 131 and 132 are inserted at intervals of nine slots, respectively, in the thirty-first slot of the first layer 1111 and the forty-slot slot of the first layer 1111, and the other is the thirty-second slot of the first layer 1111.
  • a slot and a sixth conductor segment 3036 are inserted into the 41st slot of the first layer 1111 at which two insertion portions 131 and 132 are inserted at intervals of 9 slots, respectively
  • one of the conductor segments 130 has two insertion portions 131 and 132 in the 48th slot of the second layer 1112 and the 39th slot of the fourth layer 1114.
  • 9 slot pitches are inserted, and the other is inserted into the 49th slot of the second layer 1112 and the 40th slot of the fourth layer 1114, and two insertion portions 131 and 132 are respectively inserted at 9 slot pitch intervals.
  • the other one is a pair of fifth conductor segments 3035 in which two insertion portions 131 and 132 are inserted at 9 slot pitch intervals in the 50th slot of the second layer 1112 and the 41st slot of the fourth layer 1114, respectively.
  • One of the three conductor segments 130 is inserted into two slots 131 and 132 at intervals of nine slots, respectively, in the thirty-slot slot of the third layer 1113 and the twenty-slot slot of the fifth layer 1115, and the other.
  • One inserts two insertion portions 131 and 132 at intervals of nine slots, respectively, into the thirty-first slot of the third layer 1113 and the twenty-second slot of the fifth layer 1115, and the other one of the third layer 1113.
  • a fourth conductor segment 3034 in which two inserting portions 131 and 132 are inserted at nine slot pitches, respectively, in the thirty-second slot and the twenty-third slot of the fifth layer 1115.
  • the first unit pattern coil 351 may have a total of 15 conductor segments 130.
  • Each of the last 13 th to 15 th third third conductor segments 3033 of the first unit pattern coil 351 includes the first first conductor segment 130 (reference slot pitch) of the second unit pattern coil 352, and Two conductor segments 3032 (short pitch) and third conductor segment 3033 (long pitch).
  • the first unit pattern coil 351 starts at the twelfth slot based on the lead wire 338, the second unit pattern coil 352 is in the thirty slot, and the third unit pattern coil 353 is in the 48th slot.
  • the fourth unit pattern may start at slot 66, respectively.
  • Each of the second to fourth unit pattern coils 352, 353, and 354 may be wound around the stator core 110 in the same pattern as the first unit pattern coil 351. However, each of the plurality of unit pattern coils starts in different slots 111 at intervals of 18 slot pitches in the first direction.
  • the first conductor segment 3031 (reference slot pitch) of the first partial phase coil 3201 is connected to one of a set of three fourth conductor segments 3034, and the sixth layer
  • the insertion parts 131 and 132 inserted into the twenty-seventh slot of the 1116 are connected to the insertion parts 131 and 132 inserted into the fourteenth slot of the fifth layer 1115 and are wound in a mid- winding form.
  • the second conductor segment 3032 (short pitch) of the second partial phase coil 3202 is connected to another one of the pair of fourth conductor segments 3034, and the sixth layer
  • the insertion parts 131 and 132 inserted into the twenty first slot of the 1116 are connected to the insertion parts 131 and 132 inserted into the twelfth slot of the fifth layer 1115 and are wound in a mid- winding form.
  • the third conductor segment 3033 (long pitch) of the third partial phase coil 3203 is connected to another one of the pair of fourth conductor segments 3034.
  • the insertion parts 131 and 132 inserted into the twenty-second slot of the layer 1116 are connected to the insertion parts 131 and 132 inserted into the thirteenth slot of the fifth layer 1115 and are wound in a mid winding.
  • the first through third conductor segments 3031,3032,3033 have two insertion portions 131,132 of each conductor segment 130 in the same layer (the sixth layer 1116). It is spaced apart by other slot pitches (9 slot pitch, 8 slot pitch, 10 slot pitch) and wound in the mid-volume form.
  • each of the third conductor segment 3033 and the fourth conductor segment 3034 of each of the first to third partial phase coils 3201, 3202, and 3203 has two insertion portions 131 and 132.
  • Different layers (7-4 layer, 6-3 layer, 5-2 layer) are spaced at the same slot pitch interval and wound in a wound form.
  • each of the fifth conductor segments 3035 of the first to third partial coils 3201, 3202, and 3203, the two insertion portions 131, 132 of each conductor segment 130 are the same.
  • the layers (first layer 1111) are spaced at the same slot pitch intervals and wound in a mid winding form.
  • the remaining second to fourth unit pattern coils 352, 353, and 354 are also wound like the first unit pattern coil 351.
  • the first partial phase coil 3201 may move the first conductor segment 3031 of each of the first to fourth unit pattern coils 351, 352, 353, and 354 along the sixth layer 1116 in the first direction (left to right in FIG. 8A). Connect.
  • the second partial phase coil 3202 is the second conductor segment 3032 (short pitch) of the first unit pattern coil 351 along the sixth layer 1116, and the third conductor of the second unit pattern coil 352.
  • the segment 3033 (long pitch), the second conductor segment 3032 of the third unit pattern coil 353, and the third conductor segment 3033 of the fourth unit pattern coil 354 are connected.
  • the third partial phase coil 3203 has a third conductor segment 3033 (long pitch) of the first unit pattern coil 351 along the sixth layer 1116 in the first direction (left to right in FIG. 11), Second conductor segment 3032 (short pitch) of second unit pattern coil 352, Third conductor segment 3033 of third unit pattern coil 353, Second conductor of fourth unit pattern coil 354 Segment 3030 is connected.
  • the first partial phase coil 3201 connects the same first conductor segment 3031 toward the fourth unit pattern coil 354 from the first unit pattern coil 351 along the sixth layer 1116, but the second Each of the third partial coils 3202 and 3203 alternates with each other from the first unit pattern coil 351 to the fourth unit pattern coil 354 along the sixth layer 1116. (Short pitch) and the position of the third conductor segment 3033 (long pitch) are interchanged.
  • each of the second and third partial coils 3203 has a short pitch and a long pitch on the inside and the outside of the same layer (for example, the sixth layer 1116), with two insertion portions 131 and 132 spaced one slot pitch apart.
  • the long pitch and the short pitch alternate with each other in the circumferential direction for each unit pattern coil unit, the positions of the insertion parts 131 and 132 are spaced at the same one slot pitch in the remaining first to fifth layers 1115. Changes from side to side.
  • the first partial phase coil 3201 along the current flow direction has a slot number 32 and a slot 50, with a pitch of 18 slots in the first direction along the sixth layer 1116 with the sixteenth slot as a starting point. It passes through slot 68 in order.
  • the conductor segment 130 disposed in the first direction along the first layer 1111 has three types of sixth to eighth conductor segments 3036 and 3037 having different slot pitch intervals in only one place for each phase coil. 3038).
  • the sixth conductor segment 3036 two insertion portions 131 and 132 are spaced apart by the reference slot pitch, the seventh conductor segment 3037 is spaced by the short pitch, and the eighth conductor segment 3038 is spaced by the long pitch.
  • the sixth to eighth conductor segments 3036, 3037, and 3038 are disposed on the first layer 1111 of the fourth unit pattern coil 354.
  • the sixth conductor segment 3036 two inserting portions 131 and 132 are inserted into slots 14 and 23 of the first layer 1111 at intervals of nine slots, respectively, and the seventh conductor segment 3037 has two inserting portions. (131, 132) is inserted into the thirteenth slot and the twenty-first slot of the first layer (1111) at 8 slot pitches, and the eight conductor segment (3038) has two insertion portions (131, 132) at 10 slot pitches. It is arranged to be inserted into the twelfth slot and the twenty-second slot of the layer 1111, respectively.
  • the sixth to eighth conductor segments 3036, 3037, and 3038 are disposed on the first layer 1111 of the fourth unit pattern coil 354 (represented by a dotted line in FIG. 12B).
  • the sixth conductor segment 3036 two inserting portions 131 and 132 are inserted into the seventeenth slot and the twenty-sixth slot of the first layer 1111 at intervals of nine slots, and the seventh conductor segment 3037 has two insertion portions. (131, 132) is inserted into the sixteenth slot and the twenty-fourth slot of the first layer (1111) at eight slot pitches, and the eighth conductor segment (3038) has two insertion portions (131, 132) at ten slot pitches.
  • the fifteenth and twenty-fifth slots of the layer 1111 are inserted to be inserted.
  • the sixth to eighth conductor segments 3036, 3037, and 3038 are disposed on the first layer 1111 of the fourth unit pattern coil 354.
  • the sixth conductor segment 3036 two insertion portions 131 and 132 are inserted into slots 20 and 29 of the first layer 1111 at intervals of nine slots, respectively, and the seventh conductor segment 3037 has two insertion portions. (131, 132) are inserted into the 19th slot and the 27th slot of the first layer 1111 at 8 slot pitches, and the eight conductor segment 3038 has two insertion portions (131, 132) at 10 slot pitches. It is arranged to be inserted into the eighteenth slot and the twenty eighth slot of the layer 1111, respectively.
  • the first partial phase coil 3201 is wound along the first layer 1111 and sequentially passes through the 32nd slot, the 50th slot, the 68th slot, and the 14th slot at 18 slot pitch intervals.
  • the U-phase, V-phase, and W-phase coils 121, 122, and 123 are all wound in the same pattern. However, each of the V-phase coil 322 and the W-phase coil 323 may be spaced apart from the U-phase coil 321 at three slot pitches in the first direction.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating an arrangement structure of the conductor segments 130 for each layer of the stator 10 having the 72-slot 8-pole 8-layer according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIGS. 14A to 14F are views of FIG. 13. Circuit diagrams of the U, V, and W phases of the stator 10 having an eight-pole eight-layer of 72 slots 111 are shown in FIG. 14A and FIG. 14B, which are U, V, and FIG. 14C and FIG. Fig. 14E and Fig. 14F are circuit connection diagrams for the W phase.
  • the stator 10 may include 72 slots and 8 poles 8 layers.
  • the stator 10 of the fourth embodiment is different from the third embodiment in that it has eight layers, and the number of slots and the number of poles are the same. Since the number of slots and the number of poles are the same, the reference slot pitch is also the same as 9 slot pitch, the long pitch is 10 slot pitch, and the short pitch is the same as 8 slot pitch. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, redundant descriptions will be omitted.
  • the stator coil 120 includes the first to third conductor segments 4031, 4032, and 4033 in which the two inserts 131 and 132 are spaced apart from each other by different pitches of pitches in the eighth layer, which is the outermost layer.
  • a pair of fourth to sixth conductor segments 4036 spaced apart by the same slot pitch (reference slot pitch) in different layers, and two insertion portions 131 and 132 in the innermost first layer 1111. Includes a set of seventh through ninth conductor segments 4037, 4038, and 4039 spaced by different slot pitches.
  • each of a set of three fourth conductor segments 4034 has two insertion portions 131 and 132 spaced nine slots apart and inserted into the seventh and fourth layers 1114, respectively, and a set of three fifths.
  • Each of the conductor segments 4035 has two insertion portions 131 and 132 spaced apart by nine slot pitches and inserted into the sixth layer 1116 and the third layer 1113, respectively, and each of a set of three sixth conductor segments 4036. Are spaced at intervals of nine slots and are disposed to be inserted into the fifth layer 1115 and the second layer 1112, respectively.
  • the first to third partial phase coils 4201, 4202, 4203 of the U-phase coil 121 are supplied with power to the insertion portions 131 and 132 inserted into the twelfth to fourteenth slots, respectively.
  • the first to third partial phase coils 4201, 4202, 4203 of the V-phase coil 422 are respectively supplied with power to the insertion portions 131 and 132 inserted into the fifteenth to seventeenth slots, and the W-phase coil 423.
  • the first to third partial phase coils 4201, 4202, 4203 may be supplied with power to the insertion portions 131, 132 inserted into the 18 th through 20 th slots, respectively.
  • Neutral lines 439 may be connected to the ends of each of the fourth and third partial phase coils 4201, 4202, and 4203 of the W phase coils 423.
  • Each of the plurality of phase coils may include four unit pattern coils.
  • the first partial phase coil 4201 has two insertion portions 131 and 132 on the right side of the second conductor segment 4032 or the third conductor segment 4033 along the eighth layer for each unit pattern coil.
  • the second and third partial coils 4203 and 3203 are spaced at regular intervals by one slot pitch, and the two insertion portions 131 and 132 of each conductor segment 130 are formed in unit pattern coils along the eighth layer.
  • the short pitch and the long pitch are alternately spaced apart from each other.
  • the first to third partial phase coils 4201, 4202, 4203 may have two insertion portions only at one place along the first layer 1111 (the second unit pattern coil 452). Seventh to ninth conductor segments 4037, 4038, and 4039 having different slot pitch intervals of 131 and 132 are disposed, and two insertion portions of each conductor segment 130 are provided in the remaining first to third unit pattern coils 453.
  • a set of three seventh conductor segments 4037 spaced at the same slot pitch (131,132) by the same slot pitch (reference slot pitch interval) is located at the rightmost of the three seventh conductor segments 4037.
  • One is arranged at a constant slot pitch interval without fluctuation of the seat, the other one positioned in the middle of the three seventh conductor segment (4037) and the other leftmost one alternates with each other by unit pattern coil 1
  • the slots are shifted left and right at intervals by slot pitch
  • the lock is arranged.
  • the first to third partial phase coils 4201, 4202, 4203 are spaced apart from each other by the same slot pitch (reference slot pitch) in the second to seventh layers, which are intermediate layers. It is inserted and wound in different layers (seventh-fourth layer, sixth-threeth layer, and fifth-2th layer), respectively.
  • the first unit pattern coil 451 may include a first conductor segment 4031 in which two insertion portions 131 and 132 are inserted at intervals of nine slots, respectively, in slots 14 and 23 of the eighth layer; A second conductor segment 4032 in which two insertion portions 131 and 132 are inserted at eight slot pitch intervals in the thirteenth slot and the twenty-first slot of the eighth layer; A third conductor segment 4033 into which the two insertion portions 131 and 132 are inserted at intervals of 10 slots, respectively, in the twelfth slot and the twenty-second slot of the eighth layer; The rightmost of the set of three conductor segments 130 has two inserting portions 131 and 132 inserted into the slots of the 14th slot of the seventh layer and the 23rd slot of the fourth layer 1114 at 9 slot pitches, respectively.
  • the other one positioned in the middle is inserted into the thirteenth slot of the seventh layer and the twenty-second slot of the fourth layer 1114, and two insertion portions 131 and 132 are inserted at intervals of nine slots, respectively.
  • the rightmost of the set of three conductor segments 130 includes two insertion portions 131 and 132 at nine slot pitches in the fourteenth slot of the third layer 1113 and the fifth slot of the sixth layer 1116.
  • the other one positioned in the middle is inserted into the thirteenth slot of the third layer 1113 and the fourth slot of the sixth layer 1116, and two insertion portions 131 and 132 are inserted at intervals of nine slots, respectively.
  • Another one located on the left side is a set of fifth conductors in which two insertion portions 131 and 132 are inserted at intervals of nine slots, respectively, in the twelfth slot of the third layer 1113 and the third slot of the sixth layer 1116.
  • the rightmost of the set of three conductor segments 130 includes two insertion portions 131 and 132 at 9 slot pitches in the 68th slot of the fifth layer 1115 and the fifth slot of the second layer 1112.
  • the other one positioned in the middle is inserted into the 67th slot of the fifth layer 1115 and the fourth slot of the second layer 1112, and two insertion portions 131 and 132 are inserted at intervals of 9 slots, respectively.
  • Another one located on the left side is a set of sixth conductors in which two insertion portions 131 and 132 are inserted at intervals of nine slots respectively in the 66th slot of the fifth layer 1115 and the third slot of the second layer 1112. Segment 4036.
  • the first unit pattern coil 451 is located on the rightmost side of the set of three conductor segments 130 in the 68th slot of the first layer 1111 and the fifth slot of the first layer 1111. Inserts 131 and 132 are inserted at intervals of 9 slots respectively, and the other one positioned in the middle thereof is inserted into the 67th slot of the first layer 1111 and the fourth slot of the first layer 1111. Are inserted at 9 slot pitch intervals, and the other one positioned at the rightmost position is two slots 131 and 132 in the 66th slot of the first layer 1111 and the third slot of the first layer 1111.
  • the rightmost of the set of three conductor segments 130 includes two insertion portions 131 and 132 at nine slot intervals in the fourteenth slot of the second layer 1112 and the fifth slot of the fifth layer 1115.
  • the other one positioned in the middle is inserted into the thirteenth slot of the second layer 1112 and the fourth slot of the fifth layer 1115, and two insertion portions 131 and 132 are inserted at intervals of nine slots, respectively.
  • Another one located on the left side is a set of sixth conductors in which two insertion portions 131 and 132 are inserted at intervals of nine slots in the twelfth slot of the second layer 1112 and the third slot of the fifth layer 1115, respectively.
  • the rightmost of the set of three conductor segments 130 includes two insertion portions 131 and 132 at 9 slot pitches in the 14th slot of the sixth layer 1116 and the 23rd slot of the third layer 1113.
  • the other one positioned in the middle is inserted into the thirteenth slot of the sixth layer 1116 and the twenty-second slot of the third layer 1113, and two insertion portions 131 and 132 are inserted at intervals of nine slots, respectively.
  • Another one located on the left side is a set of fifth conductors in which two insertion portions 131 and 132 are inserted at intervals of nine slots, respectively, in the twelfth slot of the sixth layer 1116 and the twenty-first slot of the third layer 1113.
  • Segment 4035 The rightmost one of the pair of conductor segments 130 has two insertion portions 131 and 132 inserted into the slot 32 of the fourth layer 1114 and the slot 23 of the seventh layer at intervals of 9 slots, respectively. In the middle, the other one is inserted into the thirty-first slot of the fourth layer 1114 and the twenty-second slot of the seventh layer, and two insertion portions 131 and 132 are inserted at intervals of nine slots, respectively.
  • the remaining second to fourth unit pattern coils 152, 153, and 154 are also wound similarly to the first unit pattern coil 451, but only in one place for each phase coil, for example, in the second unit pattern coil 452.
  • the seventh to ninth conductor segments 4037, 4038, and 4039 are provided along the layer 1111 and the two insertion portions 131 and 132 are spaced apart from each other by different slot pitch intervals.
  • the second to fourth unit pattern coils 152, 153, and 154 may be spaced apart from each other at an interval of 18 slots along the first direction from a twelfth slot, which is a starting point of each unit pattern coil. .
  • V-phase coil 422 and the W-phase coil 423 are also wound in the same pattern as the U-phase coil 121.
  • the internal circulating current between the three parallel circuits formed by the first to third partial phase coils 4201, 4202, 4203 by twisting the parallel circuit by simultaneously applying the short pitch and the long pitch to the eight layers. Can be prevented from flowing.

Abstract

본 발명은 3상 전동기의 권선 패턴 구조에 관한 것으로서, 복수의 슬롯을 구비하는 스테이터 코어와 상기 스테이터 코어에 복수의 도체 세그먼트를 이용하여 권선되는 스테이터 코일을 포함하고, 상기 복수의 도체 세그먼트 각각은 사각형 단면형상을 갖고 일방향으로 개방된 U자 형상의 헤어핀 타입으로 형성되고, 상기 스테이터 코일은, 상기 복수의 슬롯 각각의 반경방향을 따라 최외곽에 위치하는 제n레이어에는 양측이 (기준 슬롯피치-1슬롯피치) 간격으로 이격된 숏 피치의 도체 세그먼트와 양측이 (기준 슬롯피치+1슬롯피치) 간격으로 이격된 롱 피치의 도체 세그먼트가 1열로 배치되고, 상기 슬롯의 최외곽과 최내곽 사이에 위치하는 제2 내지 제n-1레이어에는 양측이 기준 슬롯피치간격으로 이격된 노멀 피치의 도체 세그먼트가 한 쌍씩 (n-2)/2 개로 서로 다른 레이어에 배치되고, 상기 슬롯의 최내곽에 위치하는 제1레이어에는 양측이 기준 슬롯피치 간격으로 이격된 노멀 피치의 도체 세그먼트가 한 쌍을 이루며 1열로 배치될 수 있다.

Description

3상 전동기의 권선 패턴 구조
본 발명은 스탠다드 헤어핀만을 사용하여 제작 및 품질 관리 비용을 절감하고 생산성을 향상시킬 수 있는 전동기의 스테이터에 관한 것이다.
일반적으로 전동기는 스테이터와 로터로 구성되고, 로터는 전자기적 상호 작용에 의해 스테이터에 대하여 회전함에 따라, 전기에너지를 회전 동력 등의 기계적 에너지를 발생시키는 기기이다.
스테이터는 복수의 슬롯을 구비하는 스테이터 코어와, 복수의 슬롯 각각에 삽입되는 복수의 도체 세그먼트로 구성되는 스테이터 코일을 포함한다.
복수의 도체 세그먼트는 사각형의 단면형상을 갖고 대략 "U"자 형태로 형성되고, 일명 헤어핀(HAIR PIN)이라고 부르기도 한다.
종래의 헤어핀을 이용한 스테이터 코일의 권선 방식으로 파권 혹은 중권 방식을 이용하였다.
파권은 전류가 용접부를 통해 다른 슬롯으로 전환하는 형상이고, 중권은 같은 슬롯으로 다시 흘러 들어오는 형상이다.
파권 혹은 중권 방식을 채용하여 제작한 스테이터에서는 한 레이어에서 다른 레이어로 전환하기 위해 다양한 리드 와이어(LEAD WIRE) 혹은 점프 와이어(JUMP WIRE)를 이용하였다.
최종적으로 커넥션 링에 전원선을 연결하는 형태로 병렬회로가 구성된다.
한편, 종래에는 전동기의 권선 패턴을 구성하기 위해 다양한 형상의 헤어핀을 제작하였다.
그러나, 파권 방식의 권선을 구성하기 위한 스텐다드(STANDARD) 헤어핀을 포함하여 레이어를 전환하기 위한 리드 와이어, 병렬회로를 구성하기 위한 점프 와이어 등 레이어 별로 여러 형상을 제작하기 위해 제작 비용이 증가하는 문제가 있었다.
또한, 커넥션 링으로 인하여 엔드 턴의 높이가 높아지므로, 상대적으로 출력 밀도가 낮아지는 단점이 있었다.
본 발명은 리드와이어 및 점프와이어 등의 필요 없이 스텐다드 헤어핀만을 사용하여 제작 및 품질 관리 비용을 절감하고 생산성을 향상시킬 수 있는 전동기 스테이터를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 터미널 및 리드와이어 등을 서로 용접할 필요없이 하나의 버스바로 전원을 공급함으로 용접 개소 감소 및 구조의 단순화로 엔드턴의 높이가 낮아져서 출력 밀도를 향상시킬 수 있는 전동기의 스테이터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 3상 전동기의 권선 패턴 구조는 복수의 슬롯을 구비하는 스테이터 코어와 상기 스테이터 코어에 복수의 도체 세그먼트를 이용하여 권선되는 스테이터 코일을 포함하고, 상기 복수의 도체 세그먼트 각각은 사각형 단면형상을 갖고 일방향으로 개방된 U자 형상의 헤어핀 타입으로 형성되고, 상기 스테이터 코일은, 상기 복수의 슬롯 각각의 반경방향을 따라 최외곽에 위치하는 제n레이어에는 양측이 (기준 슬롯피치-1슬롯피치) 간격으로 이격된 숏 피치의 도체 세그먼트와 양측이 (기준 슬롯피치+1슬롯피치) 간격으로 이격된 롱 피치의 도체 세그먼트가 1열로 배치되고, 상기 슬롯의 최외곽과 최내곽 사이에 위치하는 제2 내지 제n-1레이어에는 양측이 기준 슬롯피치간격으로 이격된 노멀 피치의 도체 세그먼트가 한 쌍씩 (n-2)/2 개로 서로 다른 레이어에 배치되고, 상기 슬롯의 최내곽에 위치하는 제1레이어에는 양측이 기준 슬롯피치 간격으로 이격된 노멀 피치의 도체 세그먼트가 한 쌍을 이루며 1열로 배치될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 복수의 슬롯은 48슬롯 또는 96슬롯일 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 복수의 슬롯 각각은 6레이어 또는 8레이어로 구성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 기준 슬롯피치는 슬롯 수/전동기의 극수일 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 복수의 도체 세그먼트 각각은, 상기 복수의 슬롯 중 서로 다른 두 슬롯에 각각 삽입되는 두 삽입부; 상기 두 삽입부 각각의 일측을 연결하는 건넘부; 및 상기 두 삽입부 각각의 타측에서 연장되는 연장부를 포함하고, 상기 숏 피치의 도체 세그먼트와 상기 롱 피치의 도체 세그먼트는 상기 제n레이어에서 서로 한 쌍을 이루며 상기 숏 피치의 도체 세그먼트의 두 삽입부는 상기 롱 피치의 도체 세그먼트의 두 삽입부의 내측에 배치될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 3상의 전원을 공급하기 위한 리드선은 제n레이어에 배치되고, 각 상코일의 끝점을 연결하는 중성선은 제n-1레이어에 배치될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 3상의 전원 인입 슬롯으로부터 상기 중성선의 인출 슬롯은 기준 슬롯피치간격으로 이격 배치될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 숏 피치의 도체 세그먼트와 상기 롱 피치의 도체 세그먼트 각각은 상기 연장부가 상기 스테이터 코어의 원주방향 중 제1방향을 따라 벤딩되고, 상기 제2 내지 제n-1레이어에서 상기 두 삽입부가 서로 다른 레이어로 삽입되는 상기 노멀 피치의 도체 세그먼트 각각은, 상기 연장부가 서로 반대방향으로 벤딩되고, 상기 제1레이어에 배치되는 노멀 피치의 도체 세그먼트 각각은, 상기 연장부가 상기 제1방향과 반대되는 제2방향을 따라 벤딩되고, 상기 제1 내지 제n레이어에 각각 배치되는 도체 세그먼트의 연장부는 기준 슬롯피치/2의 길이로 벤딩되어 동일한 용접라인의 위치에 배열될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 3상의 리드선은 전원 연결을 위해 벤딩되어 별도의 버스바와 연결되고, 상기 중성선은 상기 스테이터 코어의 최외곽으로 노출되어 컨덕션 와이어를 이용하여 연결될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 스테이터 코일은 복수의 상코일을 구비하고, 상기 복수의 상코일 각각은 서로 병렬로 연결되는 제1 및 제2부분상코일을 구비하고, 상기 제1 및 제2부분상코일 각각은 서로 직렬로 연결되는 복수의 단위패턴코일을 구비하고, 상기 복수의 단위패턴코일 각각은 서로 5슬롯피치간격으로 이격 배치되며 중권과 파권의 혼합형태로 권선될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 3상 전동기의 권선 패턴 구조는 복수의 슬롯을 구비하는 스테이터 코어와 상기 스테이터 코어에 복수의 도체 세그먼트를 이용하여 권선되는 스테이터 코일을 포함하고, 상기 복수의 도체 세그먼트 각각은 사각형 단면형상을 갖고 일방향으로 개방된 U자 형상의 헤어핀 타입으로 형성되고, 상기 스테이터 코일은, 상기 복수의 슬롯 각각의 반경방향을 따라 최외곽에 위치하는 제n레이어에는 양측이 기준 슬롯피치 간격으로 이격된 노멀 피치의 도체 세그먼트와 양측이 (기준 슬롯피치-1슬롯피치) 간격으로 이격된 숏 피치의 도체 세그먼트와 양측이 (기준 슬롯피치+1슬롯피치) 간격으로 이격된 롱 피치의 도체 세그먼트가 1열로 배치되고, 상기 슬롯의 최외곽과 최내곽 사이에 위치하는 제2 내지 제n-1레이어에는 양측이 기준 슬롯피치간격으로 이격된 노멀 피치의 도체 세그먼트가 세 개를 한 조로 하며 (n-2)/2 개로 서로 다른 레이어에 배치되고, 상기 슬롯의 최내곽에 위치하는 제1레이어에는 양측이 기준 슬롯피치 간격으로 이격된 노멀 피치의 도체 세그먼트가 세 개를 한 조로 하며 1열로 배치되고, 상기 3상의 각 상코일별로 한 곳에서만 양측이 기준 슬롯피치 간격으로 이격된 노멀 피치의 도체 세그먼트와 양측이 (기준 슬롯피치-1슬롯피치) 간격으로 이격된 숏 피치의 도체 세그먼트와 양측이 (기준 슬롯피치+1슬롯피치) 간격으로 이격된 롱 피치의 도체 세그먼트가 1열로 배치될 수 있다.
본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 복수의 슬롯은 72슬롯일 수 있다.
본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 복수의 슬롯 각각은 6레이어 또는 8레이어로 구성될 수 있다.
본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 복수의 도체 세그먼트 각각은, 상기 복수의 슬롯 중 서로 다른 두 슬롯에 각각 삽입되는 두 삽입부; 상기 두 삽입부 각각의 일측을 연결하는 건넘부; 및 상기 두 삽입부 각각의 타측에서 연장되는 연장부를 포함하고, 상기 노멀 피치의 도체 세그먼트, 상기 숏 피치의 도체 세그먼트 및 상기 롱 피치의 도체 세그먼트는 상기 제n레이어에서 서로 한 조를 이루며, 상기 숏 피치의 도체 세그먼트의 두 삽입부는 상기 롱 피치의 도체 세그먼트의 두 삽입부의 내측에 배치되고, 상기 숏 피치 및 롱 피치의 도체 세그먼트 각각의 두 삽입부는 상기 노멀 피치의 도체 세그먼트의 두 삽입부와 1 또는 2슬롯피치간격으로 이격될 수 있다.
본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 스테이터 코일은 복수의 상코일을 구비하고, 상기 복수의 상코일 각각은 서로 병렬로 연결되는 제1 내지 제3부분상코일을 구비하고, 상기 제1 내지 제3부분상코일 각각은 서로 직렬로 연결되는 복수의 단위패턴코일을 구비하고, 상기 복수의 단위패턴코일 각각은 서로 7슬롯피치간격으로 이격 배치되며 중권과 파권의 혼합형태로 권선될 수 있다.
본 발명에 따른 전동기의 스테이터의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
첫째, 리드선과 중성선은 스테이터 코어의 360도 구간을 4등분했을 때 4구간 중 어느 한 개 구간에 모이게 되어, 별도의 터미널, 리드와이어 등을 서로 용접할 필요 없이 하나의 버스바로 전원을 공급함에 따라 용접 개소의 감소 및 구조 단순화가 가능하다.
둘째, 스테이터 코일은 스텐다드 헤어핀 타입의 도체만을 사용함으로 제작 및 품질 관리 비용을 절감할 수 있다.
셋째, 중간레이어에 삽입되는 노멀 피치의 도체 세그먼트를 동시에 벤딩하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
넷째, 최외곽 레이어에 배치되는 도체 세그먼트의 경우 도체 세그먼트의 상측(건넘부)은 슬롯피치가 상이하나, 용접하는 도체 세그먼트의 하측(접합부)은 모두 3슬롯피치씩 벤딩하여 치공구 증가를 억제할 수 있다.
다섯째, 제6레이어에 삽입되는 제1 및 제2도체 세그먼트는 5슬롯피치와 7슬롯 피치를 동시에 적용하여 병렬회로를 꼬이게 함으로써, 병렬회로 간의 내부 순환전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동기의 스테이터를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 저면에서 바라본 전원을 연결하기 위한 버스바를 보여주는 일부 확대도이다.
도 3은 스테이터 코어의 슬롯에 도체 세그먼트가 삽입된 모습을 보여주는 단면도이다.
도 4는 중권-파권 혼합형 권선 구조를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 도 1에서 V를 따라 취한 레이어별 스테이터 코일의 권선 구조를 설명하기 위한 평면도 및 개념도이다.
도 6은 도 5에서 레어어별 도체 세그먼트의 구조를 보여주는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 48슬롯 8극 6레이어를 구비하는 스테이터의 레이어별 도체 세그먼트의 배치 구조를 보여주는 개념도이다.
도 8a 내지 도 8c는 도 7의 48 슬롯 8극 6레이어를 구비한 스테이터의 U상, V상, W상의 회로결선도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 48슬롯 8극 8레이어를 구비하는 스테이터의 레이어별 도체 세그먼트의 배치 구조를 보여주는 개념도이다.
도 10a 내지 도 10c는 도 9의 48 슬롯 8극 8레이어를 구비한 스테이터의 U상, V상, W상의 회로결선도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 72슬롯 8극 6레이어를 구비하는 스테이터의 레이어별 도체 세그먼트의 배치 구조를 보여주는 개념도이다.
도 12a 내지 도 12f는 도 11의 72 슬롯 8극 6레이어를 구비한 스테이터의 U상, V상, W상의 회로결선도로서, 도 12a 및 도 12b는 U상, 의 회로결선도이고, 도 12c 및 도 12d는 V상의 회로결선도이고, 도 12e 및 도 12f는 W상의 회로결선도이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 72슬롯 8극 8레이어를 구비하는 스테이터의 레이어별 도체 세그먼트의 배치 구조를 보여주는 개념도이다.
도 14a 내지 도 14f는 도 13의 72 슬롯 8극 8레이어를 구비한 스테이터의 U상, V상, W상의 회로결선도로서, 도 14a 및 도 14b는 U상, 의 회로결선도이고, 도 14c 및 도 14d는 V상의 회로결선도이고, 도 14e 및 도 14f는 W상의 회로결선도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동기의 스테이터(10)를 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 저면에서 바라본 전원을 연결하기 위한 버스바(1401,1402,1403)를 보여주는 일부 확대도이고, 도 3은 스테이터 코어(110)의 슬롯(111)에 도체 세그먼트(130)가 삽입된 모습을 보여주는 단면도이고, 도 4는 중권-파권 혼합형 권선 구조를 설명하기 위한 개념도이다. 도 5는 도 1에서 V를 따라 취한 레이어별 스테이터 코일(120)의 권선 구조를 설명하기 위한 평면도 및 개념도이고, 도 6은 도 5에서 레어어별 도체 세그먼트(130)의 구조를 보여주는 개념도이다.
전동기의 스테이터(10)는 스테이터 코어(110)와 스테이터 코일(120)을 포함한다.
스테이터 코어(110)는 원형으로 이루어진 복수의 전기강판을 축방향으로 적층하고, 적층된 복수의 전기강판을 용접에 의해 접합함으로 원통 형태로 형성될 수 있다.
스테이터 코어(110)의 내부에 원형의 로터삽입공(113)이 형성된다.
스테이터 코어(110)는 복수의 슬롯(111)과 복수의 티스(112)를 구비한다.
복수의 슬롯(111)과 복수의 티스(112)는 로터삽입공(113)의 원주둘레를 따라 교호적으로 배치된다.
복수의 슬롯(111)에 스테이터 코일(120)이 권선된다.
스테이터 코일(120)은 복수의 도체 세그먼트(130)로 구성될 수 있다. 복수의 도체 세그먼트(130)는 헤어핀 타입일 수 있다. 복수의 도체 세그먼트(130) 각각은 사각형 단면형상을 갖는 직선형의 막대기(bar)를 일방향으로 개방된 대략 “U”자 형상으로 벤딩하여 형성될 수 있다.
한 개의 슬롯(111)은 복수(n개)의 레이어로 구성될 수 있다. 한 개의 레이어에 한 개의 도체 세그먼트(130)의 일부(후술할 삽입부(131,132))가 삽입될 수 있다. 예를 들면, 한 개의 슬롯(111)은 6개 또는 8개의 레이어로 구성될 수 있다. 도 3에서는 한 개의 슬롯(111)이 6개의 레이어로 구성된 모습을 보여준다.
6개 또는 8개의 도체 세그먼트(130) 각각의 삽입부(131,132)가 각 레이어에 삽입될 수 있다. 도 3에서 6개의 도체 세그먼트(130) 각각의 삽입부(131,132)가 삽입된 모습을 보여준다.
슬롯(111)의 반경방향을 따라 최내곽부에 제1레이어(1111)가 구비되고, 슬롯(111)의 최외곽부에 제n레이어가 구비될 수 있다.
도 6을 참고하면, 복수의 도체 세그먼트(130) 각각은 두 개의 삽입부(131,132), 한 개의 건넘부(133), 두 개의 연장부(134,135) 및 두 개의 접합부(136,137)를 포함할 수 있다.
두 개의 삽입부(131,132)는 서로 다른 두 슬롯(111)의 내부에 각각 삽입되도록 구성된다. 두 개의 삽입부(131,132)는 각각 스테이터 코어(110)의 축방향을 따라 연장되고, 스테이터 코어(110)의 원주방향을 따라 서로 이격 배치되도록 구성된다.
한 개의 건넘부(133)는 두 개의 삽입부(131,132)를 연결하도록 구성된다. 한 개의 건넘부(133)는 제1경사부(1331), 제2경사부(1332) 및 트위스트부(1333)를 포함할 수 있다.
제1경사부(1331)와 제2경사부(1332)는 원주방향을 따라 각각 연장 형성될 수 있다. 제1 및 제2경사부(1332)는 이등변 삼각형에서 서로 이웃하는 두 변과 각각 대응되고, 트위스트부(1333)는 두 변이 만나는 꼭지점에 대응될 수 있다.
제1경사부(1331)는 두 개의 삽입부(131,132) 중 어느 하나의 제1삽입부(131) 일측에 연결되고, 제1삽입부(131)의 일측에서 트위스트부(1333)를 향해 상향 경사지게 연장될 수 있다.
제2경사부(1332)는 두 개의 삽입부(131,132) 중 다른 하나의 제2삽입부(132) 일측에 연결되고, 제2삽입부(132)의 일측에서 트위스트부(1333)를 향해 상향 경사지게 연장될 수 있다.
트위스트부(1333)는 두 삽입부(131,132)가 서로 다른 슬롯(111)에서 서로 다른 레이어로 삽입되도록 제1 및 제2경사부(1332)를 반경방향(레이어의 이동방향)으로 트위스트하도록 구성된다.
연장부(134,135)는 제1삽입부(131)의 타측에서 연장되는 제1연장부(134)와, 제2삽입부(132)의 타측에서 연장되는 제2연장부(135)를 포함할 수 있다.
제1연장부(134)는 원주방향을 따라 하향 경사지게 연장될 수 있다. 제2연장부(135)는 원주방향을 따라 하향 경사지게 연장될 수 있다.
접합부(136,137)는 제1연장부(134)의 하단부에서 축방향으로 연장되는 제1접합부(136)와, 제2연장부(135)의 하단부에서 축방향으로 연장되는 제2접합부(137)를 포함할 수 있다.
제1 및 제2접합부(137)는 서로 다른 도체 세그먼트(130)를 용접에 의해 접합할 수 있다. 도체 세그먼트(130) 각각의 외표면은 절연물질로 코팅될 수 있다.
도 4를 참고하면, 스테이터 코일(120)은 복수의 도체 세그먼트(130)를 이용하여 중권-파권 혼합형으로 권선될 수 있다.
중권(lap winding) 방식은 코일이 스테이터(10)의 원주방향 중 제1방향을 따라 나갔다가 상기 제1방향과 반대되는 제2방향을 따라 다시 되돌아오는 방식으로 권선되고, 파권(wave winding) 방식은 코일이 제1방향을 따라 파도 형태로 넘어가는 방식으로 권선됨을 의미한다.
스테이터 코일(120)은 최외곽 레이어 또는 최내곽 레이어에서는 중권 방식으로 권선되고, 중간레이어에서는 파권 방식으로 권선되는 중권-파권 혼합형 방식으로 권선된다.
화살표는 코일을 따라 흐르는 전류의 방향이다. 코일은 왼쪽 슬롯의 최외곽(상부) 레이어에서 오른쪽 슬롯의 최내곽(하부) 레이어 방향으로 권선된다.
혼합형 권선 패턴의 코일은 최외곽 레이어에서는 32번 슬롯에서 38번 슬롯으로 나갔다가 다시 제32번 슬롯으로 되돌아오는 중권 방식과, 중간 레이어에서는 32번 슬롯에서 38번 슬롯으로, 38번 슬롯에서 44번 슬롯으로, 44번 슬롯에서 2번 슬롯 순서로 넘어가는 파권 방식과, 최내곽 레이어에서는 2번 슬롯으로 들어와서 44번 슬롯으로 나갔다가 44번 슬롯에서 다시 2번 슬롯으로 되돌아오는 중권 방식으로 권선된다.
예를 들면, 도 4에서 코일은 제1 내지 제4도체 세그먼트(1301,1302,1303,1304)로 구성될 수 있다. 제1도체 세그먼트(1301)는 최외곽 레이어의 32번 슬롯과 38번 슬롯에 각각 삽입되는 두 삽입부(131,132)와, 두 삽입부(131,132)를 연결하는 건넘부(133)(crown부라고도 명명할 수 있음)와, 두 삽입부(131,132)에서 각각 연장되는 연장부(134,135)와, 연장부(134,135)의 단부에 구비되어 서로 다른 두 도체 세그먼트(130)를 용접에 의해 접합하는 접합부(136,137)(welding 부라고 명명할 수 있음)를 포함한다.
제2도체 세그먼트(1302)는 중간 레이어의 32번 슬롯과 38번 슬롯에 각각 삽입되는 두 삽입부(131,132)와, 두 삽입부(131,132)를 연결하는 건넘부(133)와, 두 삽입부(131,132)에서 각각 연장되는 연장부(134,135)와, 연장부(134,135)의 단부에 구비되어 서로 다른 도체 세그먼트(130)를 접합하는 접합부(136,137)를 포함한다.
제3도체 세그먼트(1303)는 중간 레이어의 44번 슬롯과 2번 슬롯에 각각 삽입되는 두 삽입부(131,132)와, 두 삽입부(131,132)를 연결하는 건넘부(133)와, 두 삽입부(131,132)에서 각각 연장되는 연장부(134,135)와, 연장부(134,135)의 단부에 구비되어 서로 다른 도체 세그먼트(130)를 접합하는 접합부(136,137)를 포함한다.
제4도체 세그먼트(1304)는 최내곽 레이어의 44번 슬롯(111)과 2번 슬롯(111)에 각각 삽입되는 두 삽입부(131,132)와, 두 삽입부(131,132)를 연결하는 건넘부(133)와 두 삽입부(131,132)에서 각각 연장되는 연장부(134,135)와, 연장부(134,135)의 단부에 구비되어 서로 다른 도체 세그먼트(130)를 접합하는 접합부(136,137)를 포함한다.
제1 내지 제4도체 세그먼트(1301,1302,1303,1304)는 서로 직렬로 연결된다.
도 5와 도 6을 참고하면, 최외곽 레이어(제6레이어(1116))에서는 제1도체 세그먼트(1301)와 제2도체 세그먼트(1302)가 1열로 배치되되, 제1도체 세그먼트(1301)는 두 삽입부(131,132)가 숏 피치(short pitch)로 이격되고, 제2도체 세그먼트(1302)는 두 삽입부(131,132)가 롱 피치(long pitch)로 이격되게 배치될 수 있다.
기준 슬롯피치는 슬롯 수와 극수에 따라 결정되는 값으로서 노멀 피치(Normal pitch)라고 명명할 수 있다. 숏 피치는 기준 슬롯피치보다 간격이 짧은 슬롯피치고이고, 롱 피치는 기준 슬롯피치보다 간격이 긴 슬롯피치다이다. 1슬롯피치는 원주방향을 따라 서로 인접하는 제1슬롯과 제2슬롯사이의 간격을 의미한다.
기준 슬롯피치는 6슬롯피치고이고, 숏 피치는 5슬롯피치고이고, 롱 피치는 7슬롯피치일 수 있다.
제1도체 세그먼트(1301)의 건넘부(133)는 길이가 제2도체 세그먼트(1302)의 건넘부(133)보다 더 길어서, 제1도체 세그먼트(1301)의 두 삽입부(131,132)는 제2도체 세그먼트(1302)의 두 삽입부(131,132)보다 간격이 넓다.
제2도체 세그먼트(1302)의 두 삽입부(131,132)는 제1도체 세그먼트(1301)의 두 삽입부(131,132) 사이에 배치될 수 있다. 제1도체 세그먼트(1301)의 삽입부(131,132)와 제2도체 세그먼트(1302)의 삽입부(131,132)는 서로 1슬롯피치 간격으로 이격 배치될 수 있다.
제1도체 세그먼트(1301)의 삽입부(131,132)와 제2도체 세그먼트(1302)의 삽입부(131,132)는 축방향을 따라 동일한 길이로 연장될 수 있다.
제1도체 세그먼트(1301)의 연장부(134,135)와 제2도체 세그먼트(1302)의 연장부(134,135)는 서로 동일한 제1방향으로 경사지게 벤딩되고, 제1도체 세그먼트(1301)의 연장부(134,135)에서 축방향으로 벤딩되는 접합부(136,137)는 제2도체 세그먼트 (1302)의 연장부(134,135)에서 축방향으로 벤딩되는 접합부(136,137)와 1슬롯피치로 이격 배치된다.
중간 레이어(제2 내지 제5레이어(1115))에서는 한 쌍의 제3도체 세그먼트(1303)와 한 쌍의 제4도체 세그먼트(1304) 각각은 2열로 배치되되, 한 쌍의 제3도체 세그먼트(1303)는 두 삽입부(131,132)가 제5레이어(1115)와 제3레이어(1113) 사이에서 기준 슬롯피치로 이격되고, 한 쌍의 제4도체 세그먼트(1304) 각각은 두 삽입부(131,132)가 제4레이어(1114)와 제2레이어(1112) 사이에서 기준 슬롯피치로 이격되게 배치될 수 있다.
제3도체 세그먼트(1303)와 제4도체 세그먼트(1304) 각각의 건넘부(133)와 삽입부(131,132)는 서로 길이가 같다.
제3도체 세그먼트(1303)와 제4도체 세그먼트(1304) 각각의 연장부(134,135)는 서로 반대방향으로 벤딩되게 연장될 수 있다. 제3도체 세그먼트(1303)의 두 연장부(134,135) 중 하나의 연장부(134,135)와 제4도체 세그먼트(1304)의 두 연장부(134,135) 중 하나의 연장부(134,135)는 서로 교차하는 방향으로 연장되어, 제3도체 세그먼트(1303)와 제4도체 세그먼트(1304) 각각에서 서로 교차되는 연장부(134,135)의 접합부(136,137)는 스테이터 코어(110)의 반경방향으로 중첩되게 배치될 수 있다.
최내곽 레이어(제1레이어(1111))에서 한 쌍의 제5도체 세그먼트(1305) 각각은 1열로 두 삽입부(131,132)가 기준 슬롯피치로 이격 배치될 수 있다.
한 쌍의 제5도체 세그먼트(1305) 각각의 연장부(134,135)는 제1도체 세그먼트(1301)의 연장부(134,135)와 반대방향으로 벤딩되게 연장될 수 있다. 제5도체 세그먼트(1305)의 두 연장부(134,135) 중 하나의 연장부(134,135)와 제1도체 세그먼트(1301)의 두 연장부(134,135) 중 하나의 연장부(134,135)는 서로 교차하는 방향으로 연장되어, 제5도체 세그먼트(1305)와 제1도체 세그먼트(1301) 각각에서 서로 교차되는 연장부(134,135)의 접합부(136,137)는 스테이터 코어(110)의 반경방향으로 중첩되게 배치될 수 있다.
숏 피치(본 실시예에서는 5슬롯피치)의 도체 세그먼트(130)와 롱 피치(본 실시예에서는 7슬롯피치)의 도체 세그먼트(130) 각각은 연장부(134,135)가 스테이터 코어(110)의 원주방향 중 제1방향을 따라 벤딩될 수 있다.
중간레이어인 제2 내지 제5레이어(1115)에서 두 삽입부(131,132)가 서로 다른 레이어로 삽입되는 노멀 피치(본 실시예에서는 6슬롯피치)의 도체 세그먼트(130) 각각은, 연장부(134,135)가 서로 반대방향으로 벤딩될 수 있다.
제1레이어(1111)에 배치되는 노멀 피치의 도체 세그먼트(130) 각각은, 연장부(134,135)가 상기 제1방향과 반대되는 제2방향을 따라 벤딩되어, 제1 내지 제6레이어(1116)에 각각 배치되는 도체 세그먼트(130)의 연장부(134,135)는 기준 슬롯피치/2 (본 실시예에서는 3슬롯피치)의 길이로 벤딩되어 동일한 용접라인의 위치에 배열될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 스테이터 코일(120)은 제1 내지 제5도체 세그먼트(1301,1302,1303,1304,1305) 등과 같이 스텐다드 헤어핀만을 사용하여 제작 및 품질 관리 비용을 절감할 수 있다.
또한, 제3-5레이어와 제2-4레이어에 각각 삽입되는 제3도체 세그먼트(1303) 및 제4도체 세그먼트(1304)는 동시에 벤딩하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
아울러, 제1 및 제2도체 세그먼트(1301,1302)의 경우 헤어핀 상측은 슬롯피치가 상이하나, 꺽어서 용접하는 하측은 모두 3슬롯피치씩 꺽이도록 하여 치공구 증가를 억제할 수 있다.
뿐만 아니라, 제6레이어(1116)에 삽입되는 제1 및 제2도체 세그먼트(1302)는 5슬롯피치와 7슬롯(111) 피치를 동시에 적용하여 병렬회로를 꼬이게 함으로써, 병렬회로 간의 내부 순환전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다.
3상 BLDC(Brush-less Direct Current) / BLAC (Brush-less Alternating Current) 모터의 권선 패턴 구조를 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 48슬롯(111) 8극 6레이어를 구비하는 스테이터(10)의 레이어별 도체 세그먼트(130)의 배치 구조를 보여주는 개념도이고, 도 8a 내지 도 8c는 도 7의 48 슬롯(111) 8극 6레이어를 구비한 스테이터(10)의 U상, V상, W상의 회로결선도이다.
본 실시예에서 스테이터(10)는 48슬롯(111), 8극 6레이어를 구비하여 구성될 수 있다.
도 7을 참고하여, 48슬롯(111) 중 일 구간의 권선 패턴 구조를 설명하기로 한다.
최외곽 레이어인 제6레이어(1116)에서 두 삽입부(131,132)의 슬롯피치간격이 5(Short pitch)인 제1도체 세그먼트(1301)와 두 삽입부(131,132)의 슬롯피치간격이 7(Long Pitch)인 제2도체 세그먼트(1302)는 원주방향을 따라 중첩되며 서로 내외측에 1열로 배치될 수 있다. 제1도체 세그먼트(1301)의 삽입부(131,132)와 제2도체 세그먼트(1302)의 삽입부(131,132)는 서로 1슬롯피치간격으로 이격될 수 있다.
중간 레이어인 제5레이어(1115)와 제3레이어(1113)에서 두 삽입부(131,132)의 슬롯피치간격이 6(기준 슬롯피치)인 제3도체 세그먼트(1303)는 1슬롯피치간격을 두고 한 쌍으로 배치되고, 한 쌍의 제3도체 세그먼트(1303) 각각은 대각선 방향으로 연장되어 두 삽입부(131,132)가 서로 다른 슬롯(111)의 서로 다른 레이어(제5-3레이어)에 삽입될 수 있다.
중간 레이어인 제4레이어(1114)와 제2레이어(1112)에서 두 삽입부(131,132)의 슬롯피치간격이 6인 제4도체 세그먼트(1304)는 1슬롯피치간격을 두고 한 쌍으로 배치되고, 한 쌍의 제4도체 세그먼트(1304) 각각은 대각선방향으로 연장되어 두 삽입부(131,132)가 서로 다른 슬롯(111)의 서로 다른 레이어(제4-2레이어)에 삽입될 수 있다.
최내곽 레이어인 제1레이어(1111)에서 두 삽입부(131,132)의 슬롯피치간격이 6인 제5도체 세그먼트(1305)는 1슬롯피치간격을 두고 한쌍으로 배치되고, 한 쌍의 제5도체 세그먼트(1305) 각각은 원주방향으로 중첩되게 1열로 배치될 수 있다.
도 8a을 참고하여, U상코일(121)의 권선 패턴을 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
도면의 왼쪽에서 오른쪽 방향으로(스테이터 코어(110)의 원주방향임) 제1슬롯 내지 제48슬롯을 각 슬롯(111)에 번호를 순서대로 부여하고, 아래에서 위로(슬롯(111)의 반경방향 내측에서 외측방향임) 제1레이어(1111) 내지 제6레이어(1116)라고 명명하기로 한다.
3상의 상코일 각각은 서로 병렬로 연결되는 제1부분상코일(1201)과 제2부분상코일(1202)로 구성될 수 있다. 제1부분상코일(1201)과 제2부분상코일(1202)은 서로 1슬롯피치간격으로 이격 배치될 수 있다.
전원은 U상, V상, W상코일(121,122,123)에 각각 인가된다.
보다 구체적으로, U상코일(121)의 경우 제13슬롯과 제14슬롯의 제6레이어(1116)에 각각 삽입되는 제1부분상코일(1201)과 제2부분상코일(1202) 각각의 도체 세그먼트(130)에 전원이 인가될 수 있다.
V 상 코일의 경우 제15슬롯과 제16슬롯의 제6레이어(1116)에 각각 삽입되는 제1부분상코일(1201)과 제2부분상코일(1202) 각각의 도체 세그먼트(130)에 전원이 인가될 수 있다.
W 상 코일의 경우 제17슬롯과 제18슬롯의 제6레이어(1116)에 각각 삽입되는 제1부분상코일(1201)과 제2부분상코일(1202) 각각의 도체 세그먼트(130)에 전원이 인가될 수 있다.
중성선(139)은 각 상코일의 단부를 연결하도록 구성된다.
보다 구체적으로, U 상 코일의 경우 제7슬롯과 제8슬롯의 제5레이어(1115)에 각각 삽입되는 제1부분상코일(1201)과 제2부분상코일(1202) 각각의 도체 세그먼트(130)에 중성선(139)(139)이 연결될 수 있다.
V 상 코일의 경우 제9슬롯과 제10슬롯의 제5레이어(1115)에 각각 삽입되는 제1부분상코일(1201)과 제2부분상코일(1202) 각각의 도체 세그먼트(130)에 중성선(139)이 연결될 수 있다.
W 상 코일의 경우 제11슬롯과 제12슬롯의 제5레이어(1115)에 각각 삽입되는 제1부분상코일(1201)과 제2부분상코일(1202) 각각의 도체 세그먼트(130)에 중성선(139)이 연결될 수 있다.
전원 공급을 위한 리드선(138)은 각 상코일에 연결되되, 제13 내지 제18슬롯의 제6레이어(1116)(최외곽 레이어)에 연결되고, 중성선(139)은 각 상코일의 끝점에 연결되되, 제7 내지 제12슬롯의 제5레이어(1115)에 연결될 수 있다.
리드선(138)은 최외곽 레이어인 제n레이어(본 실시예에서는 제6레이어(1116))에 배치되고, 중성선(139)은 제n-1레이어(제5레이어(1115))에 배치될 수 있다.
중성선(139)의 인출슬롯(111)은 3상의 전원 인입 슬롯(111)으로부터 기준 슬롯피치간격(본 실시예에서는 6슬롯피치)으로 이격 배치될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 리드선(138)과 중성선(139)은 제7 내지 제18슬롯에 걸쳐 각각 제6레이어(1116)와 제5레이어(1115)에서 각 상코일의 시작점과 끝점에 각각 연결됨으로써, 스테이터 코어(110)의 360도 구간을 4등분했을 때 4구간 중 어느 한 개 구간에 모이게 되어, 별도의 터미널, 리드와이어 등을 서로 용접할 필요 없이 하나의 버스바(1401,1402,1403)로 전원을 공급함에 따라 용접 개소의 감소 및 구조 단순화가 가능하다.
도 2를 참조하면, 3상의 리드선(138)(전원 인입선)은 전원 연결을 위해 벤딩되어 별도의 버스바(1401,1402,1403)와 연결될 수 있다.
전원 연결을 위한 버스바(1401,1402,1403)는 각 상별로 한 개씩 연결될 수 있다.
복수의 버스바(1401,1402,1403) 각각은 복수의 분지부(1411,1412,1413), 합체부(1421,1422,1423) 및 전원선 연결부(1431,1432,1433)를 포함할 수 있다.
복수의 분지부(1411,1412,1413)는 부분상코일의 수와 대응되게 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 복수의 분지부(1411,1412,1413)는 2개이다.
각 분지부(1411,1412,1413)의 일측은 각 상코일의 제1부분상코일(1201) 및 상기 제2부분상코일(1202)의 리드선(138)과 연결되고, 각 분지부(1411,1412,1413)의 타측은 서로 합체된다.
합체부(1421,1422,1423)의 일측은 두 분지부(1411,1412,1413)의 타측을 한 몸체로 연결하도록 구성되고, 합체부(1421,1422,1423)의 타측은 스테이터 코어(110)의 원주방향을 따라 연장된다.
전원선연결부는 합체부(1421,1422,1423)의 타측에서 스테이터 코어(110)의 반경방향으로 연장되고, 전원선 연결부(1431,1432,1433)의 단부에 전원선을 연결하도록 체결홀이 형성되어 있다.
복수의 분지부(1411,1412,1413)는 2개 또는 3개의 부분상코일과 연결되도록 2개 또는 3개가 한 조를 이루며, 상코일 간의 슬롯피치간격과 대응되게 원주방향을 따라 서로 이격 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 2개의 분지부(1411,1412,1413)가 2개의 부분상코일과 연결된 모습을 보여준다.
3상의 전원선은 세 가닥이 서로 인접하게 배치되어 버스바(1401,1402,1403)와 연결을 용이하게 하기 위해, 세 개의 전원선 연결부(1431,1432,1433)가 서로 인접하게 배치되는 것이 바람직하다.
다만, 각 상별로 전원선 연결부(1431,1432,1433)의 간격은 각 상코일의 리드선(138)과 연결되는 분지부(1411,1412,1413) 간의 간격보다 더 가깝게 배치될 수 있다.
예를 들면, 도 2에서 복수의 분지부(1411,1412,1413) 각각은 한 쌍을 이루며 스테이터 코어(110)의 반시계방향을 따라 U상, V상, W상코일(423)(323)(223) 순서로 리드선(138)과 연결될 수 있다. 복수의 합체부(1421,1422,1423) 중 U상의 분지부(1411)와 연결되는 합체부(1421)는 반시계방향(제1방향)을 따라 연장되고, V상의 분지부(1412)와 연결되는 합체부(1422)는 하방향(축방향)으로 연장되고, W상의 분지부(1413)와 연결되는 합체부(1423)는 시계방향(제2방향)을 따라 연장되게 형성되어, 세 개의 전원선 연결부(1431,1432,1433)는 원주방향을 따라 서로 인접하게 배치될 수 있다.
또한, 중성선(139) 끼리 연결하는 도체(conductor)인 컨덕션 와이어(미도시)를 제외한 별도의 점프 와이어(Jump wire)가 불필요하여 와이어의 종류를 최소화할 수 있다. 중성선(139)은 스테이터 코어(110)의 최외곽으로 노출되어 컨덕션 와이어를 이용하여 연결될 수 있다.
본 실시예에서 기준 슬롯피치는 48(슬롯(111))/8(극)=6 슬롯피치다이다. 롱 피치는 기준 슬롯피치+1슬롯피치인 7슬롯피치고이고, 숏 피치는 기준 슬롯피치-1슬롯피치인 5슬롯피치다이다.
모터의 극수는 전류가 흐르는 와이어(도체)가 스테이터 코어(110)의 슬롯(111)을 감으며 발생하는 N극과 S극의 총 수를 의미한다. n은 레이어 수이다. 3상(Phase) 교류는 위상이 120도씩 차이 나는 정현파 교류를 의미한다.
도 8a 내지 도 8c를 참고하면, U상코일(121)의 제1 및 제2부분상코일(1201,1202) 각각은 서로 직렬로 연결되는 복수의 도체 세그먼트(130)들로 구성될 수 있다.
제1 및 제2부분상코일(1201,1202)은 서로 한 조를 이루며 동일한 패턴으로 권선될 수 있다.
제1 및 제2부분상코일(1201,1202)은 복수의 단위패턴코일을 구비할 수 있다. 본 실시예에서 4개의 단위패턴코일로 구성된다. 복수의 단위패턴코일은 서로 직렬로 연결된다.
U상의 제1 및 제2부분상코일(1201,1202)은 전원이 인가되는 제13슬롯 및 제14슬롯을 시작점으로 해서 제7슬롯과 제8슬롯에서 끝난다.
제1단위패턴코일(151)은 제6레이어(1116)의 제14슬롯과 제19슬롯에 두 삽입부(131,132)가 5슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 제1도체 세그먼트(1301); 제6레이어(1116)의 제13슬롯과 제20슬롯에 두 삽입부(131,132)가 7슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 제2도체 세그먼트(1302); 한 쌍의 도체 세그먼트(130) 중 하나는 제5레이어(1115)의 제13슬롯과 제3레이어(1113)의 제19슬롯에 두 삽입부(131,132)가 6슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 다른 하나는 제5레이어(1115)의 제14슬롯과 제3레이어(1113)의 제20슬롯에 두 삽입부(131,132)가 6슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 한 쌍의 제3도체 세그먼트(1303); 한 쌍의 도체 세그먼트(130) 중 하나는 제4레이어(1114)의 제25슬롯과 제2레이어(1112)의 제31슬롯에 두 삽입부(131,132)가 6슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 다른 하나는 제4레이어(1114)의 제26슬롯과 제2레이어(1112)의 제32슬롯에 두 삽입부(131,132)가 6슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 한 쌍의 제4도체 세그먼트(1304); 한 쌍의 도체 세그먼트(130) 중 하나는 제1레이어(1111)의 제25슬롯과 제 1레이어의 제31슬롯에 두 삽입부(131,132)가 6슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 다른 하나는 제1레이어(1111)의 제26슬롯과 제1레이어(1111)의 제32슬롯에 두 삽입부(131,132)가 6슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 한 쌍의 제5도체 세그먼트(1305)를 포함한다.
또한, 제1단위패턴코일(151)은 한 쌍의 도체 세그먼트(130) 중 하나는 제2레이어(1112)의 제37슬롯과 제4레이어(1114)의 제31슬롯에 두 삽입부(131,132)가 6슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 다른 하나는 제2레이어(1112)의 제38슬롯과 제4레이어(1114)의 제32슬롯에 두 삽입부(131,132)가 6슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 한 쌍의 제4도체 세그먼트(1304); 한 쌍의 도체 세그먼트(130) 중 하나는 제3레이어(1113)의 제25슬롯과 제5레이어(1115)의 제19슬롯에 두 삽입부(131,132)가 6슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 다른 하나는 제3레이어(1113)의 제26슬롯과 제5레이어(1115)의 제20슬롯에 두 삽입부(131,132)가 6슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 한 쌍의 제3도체 세그먼트(1303)를 더 포함한다.
제1단위패턴코일(151)은 총 12개의 도체 세그먼트(130)를 구비할 수 있다.
제1단위패턴코일(151)의 마지막 11번째 및 12번째의 제3도체 세그먼트(1303) 각각은 제2단위패턴코일(152)의 처음 제2도체 세그먼트(1302)(롱 피치)와 제1도체 세그먼트 (1301)(숏 피치)에 각각 연결된다.
제1단위패턴코일(151)은 리드선(138)을 기준으로 제13슬롯에서 시작되고, 제2단위패턴코일(152)은 제25슬롯에서, 제3단위패턴코일(153)은 제37슬롯에서, 제4단위패턴은 제1슬롯에서 각각 시작될 수 있다.
제2 내지 제4단위패턴코일(152,153,154) 각각은 제1단위패턴코일(151)과 동일한 패턴으로 스테이터 코어(110)에 권선될 수 있다. 다만, 복수의 단위패턴코일 각각은 12슬롯피치를 주기로 서로 다른 슬롯(111)에서 시작된다.
제1단위패턴코일(151)에서 제1부분상코일(1201)의 제1도체 세그먼트(1301)(숏 피치)는 한 쌍의 제3도체 세그먼트(1303) 중 하나와 연결되되, 제6레이어(1116)의 제19슬롯에 삽입된 삽입부(131,132)는 제5레이어(1115)의 제13슬롯에 삽입된 삽입부(131,132)와 연결되고, 중권 형태로 권선된다.
제1단위패턴코일(151)에서 제2부분상코일(1202)의 제2도체 세그먼트(1302)(롱 피치)는 한 쌍의 제3도체 세그먼트(1303) 중 다른 하나와 연결되되, 제6레이어(1116)의 제20슬롯에 삽입된 삽입부(131,132)는 제5레이어(1115)의 제14슬롯에 삽입된 삽입부(131,132)와 연결되고, 중권 형태로 권선된다.
제1단위패턴코일(151)에서 제1도체 세그먼트(1301) 및 제2도체 세그먼트(1302) 각각은 두 삽입부(131,132)가 동일한 레이어(제6레이어(1116))에서 서로 다른 슬롯피치로 이격되며 중권 형태로 권선된다.
제1단위패턴코일(151)에서 제1 및 제2부분상코일(1201,1202)의 제3도체 세그먼트(1303)와 제1 및 제2부분상코일(1201,1202)의 제4도체 세그먼트(1304) 각각은 두 삽입부(131,132)가 서로 다른 레이어(제5-3레이어, 또는 제4-2레이어)에 동일한 슬롯피치간격으로 이격되며 파권 형태로 권선된다.
제1단위패턴코일(151)에서 제1 및 제2부분상코일(1201,1202)의 제5도체 세그먼트(1305) 각각은 동일한 레이어(제1레이어(1111))에서 동일한 슬롯피치간격으로 이격되며 중권 형태로 구선된다.
나머지 제2 내지 제4단위패턴코일(152,153,154)도 제1단위패턴코일(151)과 마찬가지로 권선된다.
제1부분상코일(1201)은 제1방향(도 8a의 왼쪽에서 오른쪽)으로 제6레이어(1116)를 따라 제1단위패턴코일(151)의 제1도체 세그먼트(1301)(숏 피치), 제2단위패턴코일(152)의 제2도체 세그먼트(1302)(롱 피치), 제3단위패턴코일(153)의 제1도체 세그먼트(1301), 제4단위패턴코일(154)의 제2도체 세그먼트(1302)를 연결한다.
제2부분상코일(1202)은 제1방향(도 8a의 왼쪽에서 오른쪽)으로 제6레이어(1116)를 따라 제1단위패턴코일(151)의 제2도체 세그먼트(1302)(롱 피치), 제2단위패턴코일(152)의 제1도체 세그먼트(1301)(숏 피치), 제3단위패턴코일(153)의 제2도체 세그먼트(1302), 제4단위패턴코일(154)의 제1도체 세그먼트(1301)를 연결한다.
제1 및 제2부분상코일(1201,1202) 각각은 제6레이어(1116)를 따라 제1단위패턴코일(151)에서 제4단위패턴코일(154)로 갈수록 서로 번갈아가면서 제1도체 세그먼트(1301)(숏 피치)와 제2도체 세그먼트(1302)(롱 피치)의 위치가 서로 바뀐다.
또한, 제1 및 제2부분상코일(1201,1202) 각각은 동일 레이어(예, 제6레이어(1116))에서 두 삽입부(131,132) 각각이 1슬롯피치간격을 두고 내외측에 롱 피치와 숏피치로 배치되되, 단위패턴코일 단위별로 원주방향으로 따라 롱 피치와 숏 피치가 서로 번갈가면서 바뀜에 따라, 나머지 제1 내지 제5레이어(1115)에서도 동일한 1슬롯피치간격으로 삽입부(131,132)의 위치가 좌우로 바뀐다.
예를 들면, 전류흐름방향을 따라 제1부분상코일(1201)은 제14슬롯을 시작점으로 하여 제6레이어(1116)를 따라 제1방향으로 (제14슬롯+12슬롯-1슬롯=제25슬롯), (제25슬롯+ 12슬롯+1슬롯=제38슬롯), (제38슬롯+ 12슬롯-1슬롯=제1슬롯)을 순서대로 통과하며 권선된다.
제2부분상코일(1202)은 제13슬롯을 시작점으로 제6레이어(1116)를 따라 제1방향으로 (제13슬롯+ 12슬롯+1슬롯=제26슬롯), (제26슬롯+ 12슬롯-1슬롯=제37슬롯), (제37슬롯+ 12슬롯+ 1슬롯=제2슬롯)을 순선대로 통과하며 권선된다.
제1부분상코일 (1201)은 제1레이어(1111)를 따라 제1방향으로 제25슬롯, (제25슬롯+ 12슬롯+ 1슬롯=제38슬롯), (제38슬롯+12슬롯- 1슬롯=제1슬롯), (제1슬롯+ 12슬롯+ 1슬롯= 제14슬롯)을 통과하며 권선된다.
제2부분상코일(1202)은 제1레이어(1111)를 따라 제1방향으로 제26슬롯, (제26슬롯+ 12슬롯- 1슬롯=제37슬롯), (제37슬롯+ 12슬롯+1슬롯= 제2슬롯), (제2슬롯+ 12슬롯- 1슬롯=제13슬롯)을 통과하며 권선된다.
U상, V상, W상코일(121,122,123)은 모두 동일한 패턴으로 권선된다. 다만, V상코일(122)과 W상코일(123) 각각은 U상코일(121)로부터 제1방향으로 2슬롯피치간격으로 이격 배치될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 48슬롯(111) 8극 8레이어를 구비하는 스테이터(10)의 레이어별 도체 세그먼트(130)의 배치 구조를 보여주는 개념도이고, 도 10a 내지 도 10c는 도 9의 48 슬롯(111) 8극 8레이어를 구비한 스테이터(10)의 U상, V상, W상의 회로결선도이다.
본 실시예에서 스테이터(10)는 48슬롯(111), 8극 8레이어를 구비하여 구성될 수 있다. 제2실시예의 스테이터(10)는 8레이어라는 점에서 제1실시예와 차이가 있고, 슬롯 수와 극수는 동일하다. 슬롯 수와 극수가 동일하므로, 기준 슬롯피치도 6슬롯피치로 동일하고, 롱 피치는 7슬롯피치로, 숏 피치는 5슬롯피치로 동일하다. 기타 구성은 제1실시예와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 9를 참고하면, 6레이어에서 8레이어로 증가함으로, 중간 레이어에 삽입되는 도체 세그먼트(130) 수가 1개 더 추가된다.
스테이터 코일(120)은 최외곽 레이어인 제8레이어에서 두 삽입부(131,132)가 서로 다른 슬롯피치로 이격되는 제1도체 세그먼트(2031) 및 제2도체 세그먼트(2032)와, 중간 레이어에서 두 삽입부(131,132)가 서로 다른 레이어에서 동일한 슬롯피치(기준 슬롯피치)로 이격되는 한 쌍의 제3 내지 제5도체 세그먼트(2033,2034,2035)와, 최내곽 레이어인 제1레이어(1111)에서 두 삽입부(131,132)가 동일한 슬롯피치(기준 슬롯피치)로 이격되는 한 쌍의 제6도체 세그먼트(2036)를 포함한다.
다만, 중간 레이어에 삽입되는 한 쌍의 제3 내지 제5도체 세그먼트(2031,2032,2033,2034,2035) 각각은 두 삽입부(131,132)가 (n-2)/2=3레이어의 차로 서로 이격되게 배치된다.
예를 들면, 한 쌍의 제3도체 세그먼트(2033)는 두 삽입부(131,132)가 6슬롯피치간격으로 이격되며 제7레이어와 제4레이어(1114)에 각각 삽입되고, 한 쌍의 제4도체 세그먼트 (2034) 는 두 삽입부(131,132)가 6슬롯피치간격으로 이격되며 제6레이어(1116)와 제3레이어(1113)에 각각 삽입되고, 한 쌍의 제5도체 세그먼트(2035)는 6슬롯피치간격으로 이격되며 제5레이어(1115)와 제2레이어(1112)에 각각 삽입되도록 배치된다.
도 10a내지 도 10c에서 U상코일(121)의 제1 및 제2부분상코일(1201,1202)은 제13슬롯과 제14슬롯에 삽입되는 삽입부(131,132)에 각각 전원이 인가되고, V상코일(222)의 제1 및 제2부분상코일(2201,2202)은 제15슬롯과 제16슬롯에 삽입되는 삽입부(131,132)에 각각 전원이 인가되고, W상코일(223)의 제1 및 제2부분상코일(1201,1202)은 제17슬롯과 제18슬롯에 삽입되는 삽압부에 각각 전원이 인가될 수 있다.
중성선(239)이 연결되는 지점으로 U상코일(221)의 제1 및 제2부분상코일(1201,1202) 각각의 단부, V상코일(222)의 제1 및 제2부분상코일(1201,1202) 각각의 단부 및 W상코일(223)의 제1 및 제2부분상코일(2201,2202) 각각의 단부에 중성선(239)이 연결될 수 있다.
복수의 상코일 각각은 4개의 단위패턴코일을 구비할 수 있다.
U상코일(221)의 경우 제1 및 제2부분상코일(2201,2202)은 제8레이어를 따라 단위패턴코일 단위로 각 도체 세그먼트(130)의 두 삽입부(131,132)가 롱 피치와 숏 피치를 번갈아가면서 이격되게 배치된다.
U상코일(221)의 경우 제1 및 제2부분상코일(2201,2202)은 제1레이어(1111)를 따라 단위패턴코일 단위로 각 도체 세그먼트(130)의 두 삽입부(131,132)가 동일한 슬롯피치(기준 슬롯피치)로 이격되되, 서로 번갈아 가면서 1슬롯피치씩 간격을 두고 좌우방향으로 바뀌도록 배치된다.
U 상 코일의 경우 제1 및 제2부분상코일(2201,2202)은 중간 레이어인 제2 내지 제7레이어에서 두 삽입부(131,132)가 동일한 슬롯피치(기준 슬롯피치)로 이격되며 서로 다른 레이어(제7-4레이어, 제6-3레이어, 제5-2레이어)에 각각 삽입되며 권선된다.
제1단위패턴코일(251)은 제8레이어의 제14슬롯과 제19슬롯에 두 삽입부(131,132)가 5슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 제1도체 세그먼트(2031); 제8레이어의 제13슬롯과 제20슬롯에 두 삽입부(131,132)가 7슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 제2도체 세그먼트 (2032); 한 쌍의 도체 세그먼트(130) 중 하나는 제7레이어의 제13슬롯과 제4레이어(1114)의 제19슬롯에 두 삽입부(131,132)가 6슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 다른 하나는 제7레이어의 제14슬롯과 제4레이어(1114)의 제20슬롯에 두 삽입부(131,132)가 6슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 한 쌍의 제3도체 세그먼트(2033); 한 쌍의 도체 세그먼트(130) 중 하나는 제3레이어(1113)의 제13슬롯과 제6레이어(1116)의 제7슬롯에 두 삽입부(131,132)가 6슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 다른 하나는 제3레이어(1113)의 제14슬롯과 제6레이어(1116)의 제8슬롯에 두 삽입부(131,132)가 6슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 한 쌍의 제4도체 세그먼트(2034); 한 쌍의 도체 세그먼트(130) 중 하나는 제5레이어(1115)의 제1슬롯과 제2레이어(1112)의 제7슬롯에 두 삽입부(131,132)가 6슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 다른 하나는 제5레이어(1115)의 제2슬롯과 제2레이어(1112)의 제8슬롯에 두 삽입부(131,132)가 6슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 한 쌍의 제5도체 세그먼트(2035)를 포함한다.
또한, 제1단위패턴코일(251)은 한 쌍의 도체 세그먼트(130) 중 하나는 제1레이어(1111)의 제1슬롯과 제1레이어(1111)의 제7슬롯에 두 삽입부(131,132)가 6슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 다른 하나는 제1레이어(1111)의 제2슬롯과 제1레이어(1111)의 제8슬롯에 두 삽입부(131,132)가 6슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 한 쌍의 제6도체 세그먼트(2036); 한 쌍의 도체 세그먼트(130) 중 하나는 제2레이어(1112)의 제13슬롯과 제5레이어(1115)의 제7슬롯에 두 삽입부(131,132)가 6슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 다른 하나는 제2레이어(1112)의 제14슬롯과 제5레이어(1115)의 제8슬롯에 두 삽입부(131,132)가 6슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 한 쌍의 제5도체 세그먼트(2035); 한 쌍의 도체 세그먼트(130) 중 하나는 제6레이어(1116)의 제13슬롯과 제3레이어(1113)의 제19슬롯에 두 삽입부(131,132)가 6슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 다른 하나는 제6레이어(1116)의 제14슬롯과 제3레이어(1113)의 제20슬롯에 두 삽입부(131,132)가 6슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 제4도체 세그먼트(2034); 한 쌍의 도체 세그먼트(130) 중 하나는 제4레이어(1114)의 제23슬롯과 제7레이어의 제17슬롯에 두 삽입부(131,132)가 각각 삽입되고, 다른 하나는 제4레이어(1114)의 제24슬롯과 제7레이어의 제18슬롯에 두 삽입부(131,132)가 각각 삽입되는 제3도체 세그먼트(4033)(3033)(2033)(1303)를 더 포함한다.
나머지 제2 내지 제4단위패턴코일(252,253,254)도 제1단위패턴코일(251)과 마찬가지로 권선된다.
다만, 제2 내지 제4단위패턴코일(252,253,254)은 각 단위패턴코일의 시작점이 제1단위패턴의 시작 지점인 제13슬롯으로부터 제1방향을 따라 12슬롯피치간격을 두고 서로 이격 배치될 수 있다.
V상코일(222), W상코일(223)도 U상코일(221)과 동일한 패턴으로 권선된다.
이러한 제1 및 제2실시예에 따른 권선 패턴에 의하면, 각 상별로 서로 병렬로 연결되는 제1부분상코일(2201)(1201)과 제2부분상코일(2202)(1202)은 최외곽 레이어인 제6레이어(1116)에서 각 부분상코일의 두 삽입부(131,132)가 서로 숏 피치와 롱 피치로 내외측에 배치되되, 제1방향을 따라 단위패턴코일 별로 두 삽입부(131,132)의 숏 피치와 롱 피치가 내측과 외측을 서로 교호적으로 바꿔가면서 배치됨에 따라, 제1 및 제2부분상코일(1201,1202)이 형성하는 2 병렬회로가 서로 꼬이게 하여 2 병렬회로 간에 순환전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 72슬롯 8극 6레이어를 구비하는 스테이터(10)의 레이어별 도체 세그먼트(130)의 배치 구조를 보여주는 개념도이고, 도 12a 내지 도 12f는 도 11의 72 슬롯 8극 6레이어를 구비한 스테이터(10)의 U상, V상, W상의 회로결선도로서, 도 12a 및 도 12b는 U상, 의 회로결선도이고, 도 12c 및 도 12d는 V상의 회로결선도이고, 도 12e 및 도 12f는 W상의 회로결선도이다.
본 실시예에서 스테이터(10)는 72슬롯, 8극 6레이어를 구비하여 구성될 수 있다. 제3실시예의 스테이터(10)는 72슬롯이라는 점에서 제1실시예와 차이가 있고, 극수와 레이어는 동일하다. 슬롯 수가 다르므로, 기준 슬롯피치는 9슬롯피치고이고, 롱 피치는 10슬롯피치로, 숏 피치는 8슬롯피치다이다.
도 11을 참고하여 본 실시예에 따른 스테이터(10)의 권선 구조를 설명하면 다음과 같다.
최외곽 레이어인 제6레이어(1116)에서 두 삽입부(131,132)의 슬롯피치간격이 9(기준 슬롯피치)인 제1도체 세그먼트(3031)와 동일 레이어에서 두 삽입부(131,132)의 슬롯피치간격이 8(Short pitch)인 제2도체 세그먼트(3032)와 동일 레이어에서 두 삽입부(131,132)의 슬롯피치간격이 10(Long Pitch)인 제3도체 세그먼트(3033)는 원주방향을 따라 중첩되며 1열로 배치될 수 있다. 제1내지 제3도체 세그먼트(3033) 각각의 삽입부(131,132)는 서로 1슬롯피치간격으로 이격될 수 있다.
중간 레이어인 제5레이어(1115)와 제3레이어(1113)에서 두 삽입부(131,132)의 슬롯피치간격이 9(기준 슬롯피치)인 제4도체 세그먼트(3034)는 1슬롯피치간격을 두고 3개가 한 조를 이루어 배치되고, 한 조의 제5도체 세그먼트(3035) 각각은 대각선 방향으로 연장되어 두 삽입부(131,132)가 서로 다른 슬롯(111)의 서로 다른 레이어(제5-3레이어)에 삽입될 수 있다.
중간 레이어인 제4레이어(1114)와 제2레이어(1112)에서 두 삽입부(131,132)의 슬롯피치간격이 9인 제5도체 세그먼트(3035)는 1슬롯피치간격을 두고 3개가 한 조를 이루어 배치되고, 한 조의 제5도체 세그먼트(3035) 각각은 대각선방향으로 연장되어 두 삽입부(131,132)가 서로 다른 슬롯(111)의 서로 다른 레이어(제4-2레이어)에 삽입될 수 있다.
최내곽 레이어인 제1레이어(1111)에서 두 삽입부(131,132)의 슬롯피치간격이 9인 제6도체 세그먼트(3036)는 1슬롯피치간격을 두고 3개가 한 조를 이루어 배치되고, 한 조의 제6도체 세그먼트(3036) 각각은 원주방향으로 중첩되게 1열로 배치될 수 있다.
다만, 제1레이어(1111)에서 각 상별로 제1레이어(1111)를 따라 한 곳에서만 최외곽 레이어와 같은 3종의 도체 세그먼트(130)가 배치될 수 있다. 즉, 제1레이어(1111)를 따라 한 곳에서만은 두 삽입부(131,132)의 슬롯피치간격이 9(기준 슬롯피치)인 제6도체 세그먼트(3036)와 동일 레이어에서 두 삽입부(131,132)의 슬롯피치간격이 8(Short pitch)인 제7도체 세그먼트(3037)(130)와 동일 레이어에서 두 삽입부(131,132)의 슬롯피치간격이 10(Long Pitch)인 제8도체 세그먼트(3038)는 원주방향을 따라 중첩되며 1열로 배치될 수 있다. 제6내지 제8도체 세그먼트(3038) 각각의 삽입부(131,132)는 서로 1슬롯피치간격으로 이격될 수 있다.
도 12a 내지 도 12f를 참고하여, U상코일(321)의 권선 패턴을 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
3상의 상코일 각각은 서로 병렬로 연결되는 제1부분상코일(3201), 제2부분상코일(3202) 및 제3부분상코일(3203)로 구성될 수 있다. 제1내지 제3부분상코일(4203)(3203)은 서로 1슬롯피치간격으로 이격 배치될 수 있다.
전원을 공급하기 위한 리드선(338)은, U상코일(121)의 경우 제12 내지 제14슬롯 각각의 제6레이어(1116)에 각각 삽입되는 제1내지 제3부분상코일(3201,3202,3203) 각각의 도체 세그먼트(130)에 연결될 수 있다.
V 상코일(322)의 경우 제15내지 제17슬롯 각각의 제6레이어(1116)에 각각 삽입되는 제1 내지 제3부분상코일(3203) 각각의 도체 세그먼트(130)에 리드선(338)이 연결될 수 있다.
W 상코일(323)의 경우 제18 내지 제20슬롯의 제6레이어(1116)에 각각 삽입되는 제1내지 제3부분상코일(3203) 각각의 도체 세그먼트(130)에 리드선(338)이 연결될 수 있다.
중성선(339)은 각 상코일의 단부를 연결하도록 구성된다.
보다 구체적으로, U 상 코일의 경우 제3 내지 제5슬롯의 제5레이어(1115)에 각각 삽입되는 제1 내지 제3부분상코일(3201,3202,3203) 각각의 도체 세그먼트(130)에 중성선(139)이 연결될 수 있다.
V 상코일(322)의 경우 제6 내지 제8슬롯의 제5레이어(1115)에 각각 삽입되는 제1 내지 제3부분상코일(3203) 각각의 도체 세그먼트(130)에 중성선(339)이 연결될 수 있다.
W 상 코일의 경우 제9 내지 제11슬롯의 제5레이어(1115)에 각각 삽입되는 제1 내지 제3부분상코일(3201,3202,3203) 각각의 도체 세그먼트(130)에 중성선(339)이 연결될 수 있다.
전원 공급을 위한 리드선(338)은 각 상코일에 연결되되, 제12 내지 제20슬롯의 제6레이어(1116)(최외곽 레이어)에 연결되고, 중성선(339)은 각 상코일의 끝점에 연결되되, 제3 내지 제11슬롯의 제5레이어(1115)에 연결될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 리드선(338)과 중성선(339)은 제3 내지 제20슬롯에 걸쳐 각각 제6레이어(1116)와 제5레이어(1115)에서 각 상코일의 시작점과 끝점에 각각 연결됨으로써, 스테이터 코어(110)의 360도 구간을 4등분했을 때 4구간 중 어느 한 개 구간에 모이게 된다.
도 12a 내지 도 12c를 참고하면, U상코일(121)의 제1 내지 제3부분상코일(3201,3202,3203)은 3병렬회로를 구성하고, 제1 내지 제3부분상코일(3201,3202,3203) 각각은 서로 직렬로 연결되는 복수의 도체 세그먼트(130)들로 구성될 수 있다.
제1 내지 제3부분상코일(3201,3202,3203)은 서로 한 조를 이루며 동일한 패턴으로 권선될 수 있다.
제1 내지 제3부분상코일(3201,3202,3203)은 복수의 단위패턴코일을 구비할 수 있다. 본 실시예에서 4개의 단위패턴코일로 구성된다. 복수의 단위패턴코일은 서로 직렬로 연결된다.
U상의 제1 내지 제3부분상코일(3201,3202,3203)은 전원이 인가되는 제12슬롯 내지 제14슬롯을 시작점으로 해서 제3슬롯 내지 제5슬롯에서 끝난다.
제1단위패턴코일(351)은 제6레이어(1116)의 제14슬롯과 제23슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 제1도체 세그먼트(3031); 제6레이어(1116)의 제13슬롯과 제21슬롯에 두 삽입부(131,132)가 8슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 제2도체 세그먼트(3032); 제6레이어(1116)의 제12슬롯과 제22슬롯에 두 삽입부(131,132)가 10슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 제3도체 세그먼트(3033); 한 조의 세 도체 세그먼트(130) 중 하나는 제5레이어(1115)의 제12슬롯과 제3레이어(1113)의 제21슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 다른 하나는 제5레이어(1115)의 제13슬롯과 제3레이어(1113)의 제22슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 또 다른 하나는 제5레이어(1115)의 제14슬롯과 제3레이어(1113)의 제23슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 한 조의 제4도체 세그먼트(3034); 한 조의 세 도체 세그먼트(130) 중 하나는 제4레이어(1114)의 제30슬롯과 제2레이어(1112)의 제39슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 다른 하나는 제4레이어(1114)의 제31슬롯과 제2레이어(1112)의 제40슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 또 다른 하나는 제4레이어(1114)의 제32슬롯과 제2레이어(1112)의 제41슬롯에 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 한 조의 제5도체 세그먼트(3035); 한 조의 세 도체 세그먼트(130) 중 하나는 제1레이어(1111)의 제30슬롯과 제 1레이어의 제39슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 다른 하나는 제1레이어(1111)의 제31슬롯과 제1레이어(1111)의 제40슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 또 다른 하나는 제1레이어(1111)의 제32슬롯과 제1레이어(1111)의 제41슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 한 조의 제6도체 세그먼트(3036)를 포함한다.
또한, 제1단위패턴코일(351)은 한 조의 도체 세그먼트(130) 중 하나는 제2레이어(1112)의 제48슬롯과 제4레이어(1114)의 제39슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 다른 하나는 제2레이어(1112)의 제49슬롯과 제4레이어(1114)의 제40슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 또 다른 하나는 제2레이어(1112)의 제50슬롯과 제4레이어(1114)의 제41슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 한 쌍의 제5도체 세그먼트(3035); 한 조의 세 도체 세그먼트(130) 중 하나는 제3레이어(1113)의 제30슬롯과 제5레이어(1115)의 제21슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 다른 하나는 제3레이어(1113)의 제31슬롯과 제5레이어(1115)의 제22슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 또 다른 하나는 제3레이어(1113)의 제32슬롯과 제5레이어(1115)의 제23슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 한 조의 제4도체 세그먼트(3034)를 더 포함한다.
제1단위패턴코일(351)은 총 15개의 도체 세그먼트(130)를 구비할 수 있다.
제1단위패턴코일(351)의 마지막 13번째 내지 15번째의 세 제3도체 세그먼트 (3033) 각각은 제2단위패턴코일(352)의 처음 제 1도체 세그먼트(130)(기준 슬롯피치), 제2도체 세그먼트(3032)(숏 피치), 제3도체 세그먼트(3033)(롱 피치)에 각각 연결된다.
제1단위패턴코일(351)은 리드선(338)을 기준으로 제12슬롯에서 시작되고, 제2단위패턴코일(352)은 제30슬롯에서, 제3단위패턴코일(353)은 제48슬롯에서, 제4단위패턴은 제66슬롯에서 각각 시작될 수 있다.
제2 내지 제4단위패턴코일(352,353,354) 각각은 제1단위패턴코일(351)과 동일한 패턴으로 스테이터 코어(110)에 권선될 수 있다. 다만, 복수의 단위패턴코일 각각은 제1방향을 따라 18슬롯피치를 주기로 서로 다른 슬롯(111)에서 시작된다.
제1단위패턴코일(351)에서 제1부분상코일(3201)의 제1도체 세그먼트(3031)(기준 슬롯피치)는 한 조의 세 제4도체 세그먼트(3034) 중 하나와 연결되되, 제6레이어(1116)의 제23슬롯에 삽입된 삽입부(131,132)는 제5레이어(1115)의 제14슬롯에 삽입된 삽입부(131,132)와 연결되고, 중권 형태로 권선된다.
제1단위패턴코일(351)에서 제2부분상코일(3202)의 제2도체 세그먼트(3032)(숏 피치)는 한 쌍의 제4도체 세그먼트(3034) 중 다른 하나와 연결되되, 제6레이어(1116)의 제21슬롯에 삽입된 삽입부(131,132)는 제5레이어(1115)의 제12슬롯에 삽입된 삽입부(131,132)와 연결되고, 중권 형태로 권선된다.
제1단위패턴코일(351)에서 제3부분상코일(3203)의 제3도체 세그먼트 (3033)(롱 피치)는 한 쌍의 제4도체 세그먼트(3034) 중 또 다른 하나와 연결되되, 제6레이어(1116)의 제22슬롯에 삽입된 삽입부(131,132)는 제5레이어(1115)의 제13슬롯에 삽입된 삽입부(131,132)와 연결되고, 중권 형태로 권선된다.
제1단위패턴코일(351)에서 제1 내지 제3도체 세그먼트(3031,3032,3033)는 동일한 레이어(제6레이어(1116))에서 각 도체 세그먼트(130)의 두 삽입부(131,132)가 서로 다른 슬롯피치(9슬롯피치, 8슬롯피치, 10슬롯피치)로 이격되며 중권형태로 권선된다.
제1단위패턴코일(351)에서 제1 내지 제3부분상코일(3201,3202,3203) 각각의 제3도체 세그먼트(3033)와 제4도체 세그먼트(3034) 각각은 두 삽입부(131,132)가 서로 다른 레이어(제7-4레이어, 제6-3레이어, 제5-2레이어)에 동일한 슬롯피치간격으로 이격되며 파권 형태로 권선된다.
제1단위패턴코일(351) 에서 제1 내지 제3부분상코일(3201,3202,3203)의 제5도체 세그먼트(3035)) 각각은 각 도체 세그먼트(130)의 두 삽입부(131,132)가 동일한 레이어(제1레이어(1111))에서 동일한 슬롯피치간격으로 이격되며 중권 형태로 권선된다.
나머지 제2 내지 제4단위패턴코일(352,353,354)도 제1단위패턴코일(351)과 마찬가지로 권선된다.
제1부분상코일(3201)은 제1방향(도 8a의 왼쪽에서 오른쪽)으로 제6레이어(1116)를 따라 제1 내지 제4단위패턴코일(351,352,353,354) 각각의 제1도체 세그먼트(3031)를 연결한다.
제2부분상코일(3202)은 제6레이어(1116)를 따라 제1단위패턴코일(351)의 제2도체 세그먼트(3032)(숏 피치), 제2단위패턴코일(352)의 제3도체 세그먼트(3033)(롱 피치), 제3단위패턴코일(353)의 제2도체 세그먼트(3032), 제4단위패턴코일(354)의 제3도체 세그먼트(3033)를 연결한다.
제3부분상코일(3203)은 제1방향(도 11의 왼쪽에서 오른쪽)으로 제6레이어(1116)를 따라 제1단위패턴코일(351)의 제3도체 세그먼트(3033)(롱 피치), 제2단위패턴코일(352)의 제2도체 세그먼트(3032)(숏 피치), 제3단위패턴코일(353)의 제3도체 세그먼트(3033), 제4단위패턴코일(354)의 제2도체 세그먼트(3032)를 연결한다.
제1부분상코일(3201)은 제6레이어(1116)를 따라 제1단위패턴코일(351)에서 제4단위패턴코일(354)로 갈수록 동일한 제1도체 세그먼트(3031)를 연결하지만, 제2 및 제3부분상코일 (3202,3203) 각각은 제6레이어(1116)를 따라 제1단위패턴코일(351)에서 제4단위패턴코일(354)로 갈수록 서로 번갈아가면서 제2도체 세그먼트(3032)(숏 피치)와 제3도체 세그먼트(3033)(롱 피치)의 위치를 서로 바꾼다.
또한, 제2 및 제3부분상코일(3203) 각각은 동일 레이어(예, 제6레이어(1116))에서 두 삽입부(131,132) 각각이 1슬롯피치간격을 두고 내외측에 숏 피치와 롱피치로 배치되되, 단위패턴코일 단위별로 원주방향으로 따라 롱 피치와 숏 피치가 서로 번갈가면서 바뀜에 따라, 나머지 제1 내지 제5레이어(1115)에서도 동일한 1슬롯피치간격으로 삽입부(131,132)의 위치가 좌우로 바뀐다.
예를 들면, 전류흐름방향을 따라 제1부분상코일(3201)은 제14슬롯을 시작점으로 하여 제6레이어(1116)를 따라 제1방향으로 18슬롯피치를 주기로 해서 제32슬롯, 제50슬롯, 제68슬롯을 순서대로 통과하며 권선된다.
제2부분상코일(3202)은 제13슬롯을 시작점으로 하여 제6레이어(1116)를 따라 제1방향으로 (제13슬롯+18슬롯-1슬롯=제30슬롯), (제30슬롯+ 18슬롯+1슬롯=제49슬롯), (제49슬롯+ 18슬롯-1슬롯=제66슬롯)을 순서대로 통과하며 권선된다.
제3부분상코일(3203)은 제12슬롯을 시작점으로 제6레이어(1116)를 따라 제1방향으로 (제12슬롯+ 18슬롯+1슬롯=제31슬롯), (제31슬롯+ 18슬롯-1슬롯=제48슬롯), (제48슬롯+ 18슬롯+ 1슬롯=제67슬롯)을 순서대로 통과하며 권선된다.
한편, 제1레이어(1111)를 따라 제1방향으로 배치되는 도체 세그먼트(130)는 각 상코일 별로 한 곳에서만 슬롯피치간격이 서로 다른 3종류의 제6 내지 제8도체 세그먼트(3036,3037,3038)를 구비할 수 있다. 제6도체 세그먼트(3036)는 두 삽입부(131,132)가 기준 슬롯피치로 이격되고, 제7도체 세그먼트(3037)는 숏 피치로 이격되고, 제8도체 세그먼트(3038)는 롱 피치로 이격된다.
예를 들면, U상코일(321)의 경우에 제6 내지 제8도체 세그먼트(3036,3037,3038)는 제4단위패턴코일(354)의 제1레이어(1111)에 배치된다. 제6도체 세그먼트(3036)는 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 제1레이어(1111)의 제14슬롯과 제23슬롯에 각각 삽입되고, 제7도체 세그먼트(3037)는 두 삽입부(131,132)가 8슬롯피치간격으로 제1레이어(1111)의 제13슬롯과 제21슬롯에 각각 삽입되고, 제8도체 세그먼트(3038)는 두 삽입부(131,132)가 10슬롯피치간격으로 제1레이어(1111)의 제12슬롯과 제22슬롯에 각각 삽입되게 배치된다.
V 상코일의 경우에 제6 내지 제8도체 세그먼트(3036,3037,3038)는 제4단위패턴코일(354)의 제1레이어(1111)에 배치된다(도 12b에서 사각형의 점선 표시). 제6도체 세그먼트(3036)는 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 제1레이어(1111)의 제17슬롯과 제26슬롯에 각각 삽입되고, 제7도체 세그먼트(3037)는 두 삽입부(131,132)가 8슬롯피치간격으로 제1레이어(1111)의 제16슬롯과 제24슬롯에 각각 삽입되고, 제8도체 세그먼트(3038)는 두 삽입부(131,132)가 10슬롯피치간격으로 제1레이어(1111)의 제15슬롯과 제25슬롯에 각각 삽입되게 배치된다.
W 상코일의 경우에 제6 내지 제8도체 세그먼트(3036,3037,3038)는 제4단위패턴코일(354)의 제1레이어(1111)에 배치된다. 제6도체 세그먼트(3036)는 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 제1레이어(1111)의 제20슬롯과 제29슬롯에 각각 삽입되고, 제7도체 세그먼트(3037)는 두 삽입부(131,132)가 8슬롯피치간격으로 제1레이어(1111)의 제19슬롯과 제27슬롯에 각각 삽입되고, 제8도체 세그먼트(3038)는 두 삽입부(131,132)가 10슬롯피치간격으로 제1레이어(1111)의 제18슬롯과 제28슬롯에 각각 삽입되게 배치된다.
제1부분상코일(3201)은 제1레이어(1111)를 따라 18슬롯피치간격으로 제32슬롯, 제50슬롯, 제68슬롯, 제14슬롯을 순서대로 통과하며 권선된다.
제2부분상코일(3202)은 제1레이어(1111)를 따라 제1방향으로 제30슬롯, (제30슬롯+ 18슬롯+ 1슬롯=제49슬롯), (제37슬롯+ 12슬롯+1슬롯= 제2슬롯), (제2슬롯+ 12슬롯- 1슬롯=제13슬롯)을 통과하며 권선된다.
제3부분상코일(3203)은 제1레이어(1111)를 따라 제1방향으로 제31슬롯, (제31슬롯+ 18슬롯- 1슬롯=제48슬롯), (제48슬롯+18슬롯+ 1슬롯=제67슬롯), (제67슬롯+ 18슬롯- 1슬롯= 제12슬롯)을 통과하며 권선된다.
U상, V상, W상코일(121,122,123)은 모두 동일한 패턴으로 권선된다. 다만, V상코일(322)과 W상코일(323) 각각은 U상코일(321)로부터 제1방향으로 3슬롯피치간격으로 이격 배치될 수 있다.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 72슬롯 8극 8레이어를 구비하는 스테이터(10)의 레이어별 도체 세그먼트(130)의 배치 구조를 보여주는 개념도이고, 도 14a 내지 도 14f는 도 13의 72 슬롯(111) 8극 8레이어를 구비한 스테이터(10)의 U상, V상, W상의 회로결선도로서, 도 14a 및 도 14b는 U상, 의 회로결선도이고, 도 14c 및 도 14d는 V상의 회로결선도이고, 도 14e 및 도 14f는 W상의 회로결선도이다.
본 실시예에서 스테이터(10)는 72슬롯, 8극 8레이어를 구비하여 구성될 수 있다. 제4실시예의 스테이터(10)는 8레이어라는 점에서 제3실시예와 차이가 있고, 슬롯 수와 극수는 동일하다. 슬롯 수와 극수가 동일하므로, 기준 슬롯피치도 9슬롯피치로 동일하고, 롱 피치는 10슬롯피치로, 숏 피치는 8슬롯피치로 동일하다. 기타 구성은 제1실시예와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 13을 참고하면, 6레이어에서 8레이어로 증가함으로, 중간 레이어에 삽입되는 도체 세그먼트(130) 수가 한 쌍이 더 추가된다.
스테이터 코일(120)은 최외곽 레이어인 제8레이어에서 두 삽입부(131,132)가 서로 다른 슬롯피치로 이격되는 제1내지 제3도체 세그먼트(4031,4032,4033)와, 중간 레이어에서 두 삽입부(131,132)가 서로 다른 레이어에서 동일한 슬롯피치(기준 슬롯피치)로 이격되는 한 조의 제4 내지 제6도체 세그먼트(4036)와, 최내곽 레이어인 제1레이어(1111)에서 두 삽입부(131,132)가 서로 다른 슬롯피치로 이격되는 한 조의 제7 내지 제9도체 세그먼트(4037,4038,4039)를 포함한다.
다만, 중간 레이어에 삽입되는 한 쌍의 제4 내지 제6도체 세그먼트(4036) 각각은 두 삽입부(131,132)가 (n-2)/2=3레이어의 차로 서로 이격되게 배치된다.
예를 들면, 한 조의 세 제4도체 세그먼트(4034) 각각은 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 이격되며 제7레이어와 제4레이어(1114)에 각각 삽입되고, 한 조의 세 제5도체 세그먼트(4035) 각각은 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 이격되며 제6레이어(1116)와 제3레이어(1113)에 각각 삽입되고, 한 조의 세 제6도체 세그먼트(4036) 각각은 9슬롯피치간격으로 이격되며 제5레이어(1115)와 제2레이어(1112)에 각각 삽입되도록 배치된다.
도 14a내지 도 14b에서 U상코일(121)의 제1 내지 제3부분상코일(4201,4202,4203)은 제12 내지 제14슬롯에 삽입되는 삽입부(131,132)에 각각 전원이 인가되고, V상코일(422)의 제1 내지 제3부분상코일(4201,4202,4203)은 제15 내지 제17슬롯에 삽입되는 삽입부(131,132)에 각각 전원이 인가되고, W상코일(423)의 제1 내지 제3부분상코일(4201,4202,4203)은 제18 내지 제20슬롯에 삽입되는 삽입부(131,132)에 각각 전원이 인가될 수 있다.
중성선(439)이 연결되는 지점으로 U상코일(121)의 제1 내지 제3부분상코일(4201,4202,4203) 각각의 단부, V상코일(422)의 제1 내지 제3부분상코일(4201,4202,4203) 각각의 단부 및 W상코일(423)의 제1 내지 제3부분상코일(4201,4202,4203) 각각의 단부에 중성선(439)이 연결될 수 있다.
복수의 상코일 각각은 4개의 단위패턴코일을 구비할 수 있다.
U상코일(121)의 경우 제1부분상코일(4201)은 제8레이어를 따라 단위패턴코일 별로 두 삽입부(131,132)가 제2도체 세그먼트(4032) 또는 제3도체 세그먼트(4033)보다 오른쪽으로 1슬롯피치간격으로 일정하게 이격되고, 제2 및 제3부분상코일(4203)(3203)은 제8레이어를 따라 단위패턴코일 단위로 각 도체 세그먼트(130)의 두 삽입부(131,132)가 숏 피치와 롱 피치를 서로 번갈아가면서 이격되게 배치된다.
U상코일(121)의 경우 제1 내지 제3부분상코일(4201,4202,4203)은 제1레이어(1111)를 따라 어느 한 곳(제2단위패턴코일(452))에서만 두 삽입부(131,132)의 슬롯피치간격이 서로 다른 제7 내지 제9도체 세그먼트(4037,4038,4039)가 배치되고, 나머지 제1 내지 제3단위패턴코일(453)에서는 각 도체 세그먼트(130)의 두 삽입부(131,132)가 동일 슬롯피치(기준 슬롯피치간격)으로 이격된 한 조의 세 개의 제7도체 세그먼트(4037)는 동일한 슬롯피치로 이격되되, 상기 세 개의 제7도체 세그먼트(4037) 중 가장 오른쪽에 위치하는 하나는 일정한 슬롯피치간격으로 자리의 변동 없이 배치되고, 상기 세 개의 제7도체 세그먼트(4037) 중 중간에 위치하는 다른 하나와 가장 왼쪽에 위치하는 또 다른 하나는 단위패턴코일 별로 서로 번갈아 가면서 1슬롯피치씩 간격을 두고 좌우방향으로 자리가 바뀌도록 배치된다.
U 상 코일의 경우 제1 내지 제3부분상코일(4201,4202,4203)은 중간 레이어인 제2 내지 제7레이어에서 두 삽입부(131,132)가 동일한 슬롯피치(기준 슬롯피치)로 이격되며 서로 다른 레이어(제7-4레이어, 제6-3레이어, 제5-2레이어)에 각각 삽입되며 권선된다.
제1단위패턴코일(451)은 제8레이어의 제14슬롯과 제23슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 제1도체 세그먼트(4031); 제8레이어의 제13슬롯과 제21슬롯에 두 삽입부(131,132)가 8슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 제2도체 세그먼트(4032); 제8레이어의 제12슬롯과 제22슬롯에 두 삽입부(131,132)가 10슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 제3도체 세그먼트(4033); 한 조의 세 도체 세그먼트(130) 중 가장 오른쪽에 위치하는 하나는 제7레이어의 제14슬롯과 제4레이어(1114)의 제23슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 중간에 위치하는 다른 하나는 제7레이어의 제13슬롯과 제4레이어(1114)의 제22슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 가장 왼쪽에 위치하는 또 다른 하나는 제7레이어의 제12슬롯과 제4레이어(1114)의 제21슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 한 조의 제4도체 세그먼트(4034); 한 조의 세 도체 세그먼트(130) 중 가장 오른쪽에 위치하는 하나는 제3레이어(1113)의 제14슬롯과 제6레이어(1116)의 제5슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 중간에 위치하는 다른 하나는 제3레이어(1113)의 제13슬롯과 제6레이어(1116)의 제4슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 가장 왼쪽에 위치하는 또 다른 하나는 제3레이어(1113)의 제12슬롯과 제6레이어(1116)의 제3슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 한 조의 제5도체 세그먼트(4035); 한 조의 세 도체 세그먼트(130) 중 가장 오른쪽에 위치하는 하나는 제5레이어(1115)의 제68슬롯과 제2레이어(1112)의 제5슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 중간에 위치하는 다른 하나는 제5레이어(1115)의 제67슬롯과 제2레이어(1112)의 제4슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 가장 왼쪽에 위치하는 또 다른 하나는 제5레이어(1115)의 제66슬롯과 제2레이어(1112)의 제3슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 한 조의 제6도체 세그먼트(4036)를 포함한다.
또한, 제1단위패턴코일(451)은 한 조의 세 도체 세그먼트(130) 중 가장 오른쪽에 위치하는 하나는 제1레이어(1111)의 제68슬롯과 제1레이어(1111)의 제5슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 중간에 위치하는 다른 하나는 제1레이어(1111)의 제67슬롯과 제1레이어(1111)의 제4슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 가장 오른쪽에 위치하는 또 다른 하나는 제1레이어(1111)의 제66슬롯과 제1레이어(1111)의 제3슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 한 조의 제7도체 세그먼트(4037); 한 조의 세 도체 세그먼트(130) 중 가장 오른쪽에 위치하는 하나는 제2레이어(1112)의 제14슬롯과 제5레이어(1115)의 제5슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 중간에 위치하는 다른 하나는 제2레이어(1112)의 제13슬롯과 제5레이어(1115)의 제4슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 가장 왼쪽에 위치하는 또 다른 하나는 제2레이어(1112)의 제12슬롯과 제5레이어(1115)의 제3슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 한 조의 제6도체 세그먼트(4036); 한 조의 세 도체 세그먼트(130) 중 가장 오른쪽에 위치하는 하나는 제6레이어(1116)의 제14슬롯과 제3레이어(1113)의 제23슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 중간에 위치하는 다른 하나는 제6레이어(1116)의 제13슬롯과 제3레이어(1113)의 제22슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 가장 왼쪽에 위치하는 또 다른 하나는 제6레이어(1116)의 제12슬롯과 제3레이어(1113)의 제21슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 한 조의 제5도체 세그먼트(4035); 한 쌍의 도체 세그먼트(130) 중 가장 오른쪽에 위치하는 하나는 제4레이어(1114)의 제32슬롯과 제7레이어의 제23슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 중간에 위치하는 다른 하나는 제4레이어(1114)의 제31슬롯과 제7레이어의 제22슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되고, 가장 왼쪽에 위치하는 또 다른 하나는 제4레이어(1114)의 제30슬롯과 제7레이어의 제21슬롯에 두 삽입부(131,132)가 9슬롯피치간격으로 각각 삽입되는 제4도체 세그먼트(4034)를 더 포함한다.
나머지 제2 내지 제4단위패턴코일(152,153,154)도 제1단위패턴코일(451)과 마찬가지로 권선되되, 각 상코일별로 어느 한 곳에서만은, 예를 들면 제2단위패턴코일(452)에서는 제1레이어(1111)를 따라 두 삽입부(131,132)가 서로 다른 슬롯피치간격으로 이격되는 제7 내지 제9도체 세그먼트(4037,4038,4039)가 구비된다.
다만, 제2 내지 제4단위패턴코일(152,153,154)은 각 단위패턴코일의 시작점이 제1단위패턴의 시작 지점인 제12슬롯으로부터 제1방향을 따라 18슬롯피치간격을 두고 서로 이격 배치될 수 있다.
V상코일(422), W상코일(423)도 U상코일(121)과 동일한 패턴으로 권선된다.
따라서, 이러한 권선 패턴에 의하면, 8레이어에 숏 피치와 롱 피치를 동시에 적용하여 병렬회로를 꼬이게 함으로써 제1 내지 제3부분상코일(4201,4202,4203)이 형성하는 3 병렬회로 간에 내부 순환전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다.

Claims (15)

  1. 복수의 슬롯을 구비하는 스테이터 코어와 상기 스테이터 코어에 복수의 도체 세그먼트를 이용하여 권선되는 스테이터 코일을 포함하고,
    상기 복수의 도체 세그먼트 각각은 사각형 단면형상을 갖고 일방향으로 개방된 U자 형상의 헤어핀 타입으로 형성되고,
    상기 스테이터 코일은,
    상기 복수의 슬롯 각각의 반경방향을 따라 최외곽에 위치하는 제n레이어에는 양측이 (기준 슬롯피치-1슬롯피치) 간격으로 이격된 숏 피치의 도체 세그먼트와 양측이 (기준 슬롯피치+1슬롯피치) 간격으로 이격된 롱 피치의 도체 세그먼트가 1열로 배치되고,
    상기 슬롯의 최외곽과 최내곽 사이에 위치하는 제2 내지 제n-1레이어에는 양측이 기준 슬롯피치간격으로 이격된 노멀 피치의 도체 세그먼트가 한 쌍씩 (n-2)/2 개로 서로 다른 레이어에 배치되고,
    상기 슬롯의 최내곽에 위치하는 제1레이어에는 양측이 기준 슬롯피치 간격으로 이격된 노멀 피치의 도체 세그먼트가 한 쌍을 이루며 1열로 배치되는 것을 특징으로 하는 3상 전동기의 권선 패턴 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 슬롯은 48슬롯 또는 96슬롯인 것을 특징으로 하는 3상 전동기의 권선 패턴 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 슬롯 각각은 6레이어 또는 8레이어로 구성되는 것을 특징으로 하는 3상 전동기의 권선 패턴 구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기준 슬롯피치는 슬롯 수/전동기의 극수인 것을 특징으로 하는 3상 전동기의 권선 패턴 구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 도체 세그먼트 각각은,
    상기 복수의 슬롯 중 서로 다른 두 슬롯에 각각 삽입되는 두 삽입부;
    상기 두 삽입부 각각의 일측을 연결하는 건넘부; 및
    상기 두 삽입부 각각의 타측에서 연장되는 연장부를 포함하고,
    상기 숏 피치의 도체 세그먼트와 상기 롱 피치의 도체 세그먼트는 상기 제n레이어에서 서로 한 쌍을 이루며 상기 숏 피치의 도체 세그먼트의 두 삽입부는 상기 롱 피치의 도체 세그먼트의 두 삽입부의 내측에 배치되는 것을 특징으로 하는 3상 전동기의 권선 패턴 구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 3상의 전원을 공급하기 위한 리드선은 제n레이어에 배치되고, 각 상코일의 끝점을 연결하는 중성선은 제n-1레이어에 배치되는 것을 특징으로 하는 3상 전동기의 권선 패턴 구조.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 3상의 전원 인입 슬롯으로부터 상기 중성선의 인출 슬롯은 기준 슬롯피치간격으로 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 3상 전동기의 권선 패턴 구조.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 숏 피치의 도체 세그먼트와 상기 롱 피치의 도체 세그먼트 각각은 상기 연장부가 상기 스테이터 코어의 원주방향 중 제1방향을 따라 벤딩되고,
    상기 제2 내지 제n-1레이어에서 상기 두 삽입부가 서로 다른 레이어로 삽입되는 상기 노멀 피치의 도체 세그먼트 각각은, 상기 연장부가 서로 반대방향으로 벤딩되고,
    상기 제1레이어에 배치되는 노멀 피치의 도체 세그먼트 각각은, 상기 연장부가 상기 제1방향과 반대되는 제2방향을 따라 벤딩되고,
    상기 제1 내지 제n레이어에 각각 배치되는 도체 세그먼트의 연장부는 기준 슬롯피치/2의 길이로 벤딩되어 동일한 용접라인의 위치에 배열되는 것을 특징으로 하는 3상 전동기의 권선 패턴 구조.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 3상의 리드선은 전원 연결을 위해 벤딩되어 별도의 버스바와 연결되고,
    상기 중성선은 상기 스테이터 코어의 최외곽으로 노출되어 컨덕션 와이어를 이용하여 연결되는 것을 특징으로 하는 3상 전동기의 권선 패턴 구조.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 스테이터 코일은 복수의 상코일을 구비하고,
    상기 복수의 상코일 각각은 서로 병렬로 연결되는 제1 및 제2부분상코일을 구비하고,
    상기 제1 및 제2부분상코일 각각은 서로 직렬로 연결되는 복수의 단위패턴코일을 구비하고,
    상기 복수의 단위패턴코일 각각은 서로 5슬롯피치간격으로 이격 배치되며 중권과 파권의 혼합형태로 권선되는 것을 특징으로 하는 3상 전동기의 권선 패턴 구조.
  11. 복수의 슬롯을 구비하는 스테이터 코어와 상기 스테이터 코어에 복수의 도체 세그먼트를 이용하여 권선되는 스테이터 코일을 포함하고,
    상기 복수의 도체 세그먼트 각각은 사각형 단면형상을 갖고 일방향으로 개방된 U자 형상의 헤어핀 타입으로 형성되고,
    상기 스테이터 코일은,
    상기 복수의 슬롯 각각의 반경방향을 따라 최외곽에 위치하는 제n레이어에는 양측이 기준 슬롯피치 간격으로 이격된 노멀 피치의 도체 세그먼트와 양측이 (기준 슬롯피치-1슬롯피치) 간격으로 이격된 숏 피치의 도체 세그먼트와 양측이 (기준 슬롯피치+1슬롯피치) 간격으로 이격된 롱 피치의 도체 세그먼트가 1열로 배치되고,
    상기 슬롯의 최외곽과 최내곽 사이에 위치하는 제2 내지 제n-1레이어에는 양측이 기준 슬롯피치간격으로 이격된 노멀 피치의 도체 세그먼트가 세 개를 한 조로 하며 (n-2)/2 개로 서로 다른 레이어에 배치되고,
    상기 슬롯의 최내곽에 위치하는 제1레이어에는 양측이 기준 슬롯피치 간격으로 이격된 노멀 피치의 도체 세그먼트가 세 개를 한 조로 하며 1열로 배치되고, 3상의 각 상코일별로 한 곳에서만 양측이 기준 슬롯피치 간격으로 이격된 노멀 피치의 도체 세그먼트와 양측이 (기준 슬롯피치-1슬롯피치) 간격으로 이격된 숏 피치의 도체 세그먼트와 양측이 (기준 슬롯피치+1슬롯피치) 간격으로 이격된 롱 피치의 도체 세그먼트가 1열로 배치되는 것을 특징으로 하는 3상 전동기의 권선 패턴 구조.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 슬롯은 72슬롯인 것을 특징으로 하는 3상 전동기의 권선 패턴 구조.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 슬롯 각각은 6레이어 또는 8레이어로 구성되는 것을 특징으로 하는 3상 전동기의 권선 패턴 구조.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 도체 세그먼트 각각은,
    상기 복수의 슬롯 중 서로 다른 두 슬롯에 각각 삽입되는 두 삽입부;
    상기 두 삽입부 각각의 일측을 연결하는 건넘부; 및
    상기 두 삽입부 각각의 타측에서 연장되는 연장부를 포함하고,
    상기 노멀 피치의 도체 세그먼트, 상기 숏 피치의 도체 세그먼트 및 상기 롱 피치의 도체 세그먼트는 상기 제n레이어에서 서로 한 조를 이루며, 상기 숏 피치의 도체 세그먼트의 두 삽입부는 상기 롱 피치의 도체 세그먼트의 두 삽입부의 내측에 배치되고, 상기 숏 피치 및 롱 피치의 도체 세그먼트 각각의 두 삽입부는 상기 노멀 피치의 도체 세그먼트의 두 삽입부와 1 또는 2슬롯피치간격으로 이격되는 것을 특징으로 하는 3상 전동기의 권선 패턴 구조.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 스테이터 코일은 복수의 상코일을 구비하고,
    상기 복수의 상코일 각각은 서로 병렬로 연결되는 제1 내지 제3부분상코일을 구비하고,
    상기 제1 내지 제3부분상코일 각각은 서로 직렬로 연결되는 복수의 단위패턴코일을 구비하고,
    상기 복수의 단위패턴코일 각각은 서로 7슬롯피치간격으로 이격 배치되며 중권과 파권의 혼합형태로 권선되는 것을 특징으로 하는 3상 전동기의 권선 패턴 구조.
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