KR101843754B1

KR101843754B1 - 자계 방전 저항유닛 및 이를 포함하는 동기전동기

Info

Publication number: KR101843754B1
Application number: KR1020160105600A
Authority: KR
Inventors: 정승욱; 전무종; 오제근; 장충만
Original assignee: 현대일렉트릭앤에너지시스템(주)
Priority date: 2016-08-19
Filing date: 2016-08-19
Publication date: 2018-03-30
Also published as: US20190222101A1; WO2018034513A1; US10992206B2; KR20180020751A

Abstract

본 발명은 열적 안정성이 향상되고, 저항값 및 열 용량 조절이 용이한 자계 방전 저항유닛 및 이를 포함하는 동기전동기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자계 방전 저항유닛은, 동기전동기의 회전축에 결합되며 동기전동기의 회전자 권선에 연결되어 회전자 권선에 도통되는 전류의 크기를 감소시키는 장치로서, 동기전동기의 회전축에 회전거동이 일치되게 결합되며, 내부에 수용공간을 구비하는 허브; 및 상기 허브의 수용공간에 수용되며 전류 도통시 저항체로 기능할 수 있는 적어도 하나의 도체디스크;를 포함한다.

Description

자계 방전 저항유닛 및 이를 포함하는 동기전동기{FIELD DISCHARGE RESISTOR AND SYNCHRONOUS MOTOR HAVING THE SAME}

본 발명은 자계 방전 저항유닛 및 이를 포함하는 동기전동기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열적 안정성이 높고 저항값 및 열 용량 조절이 용이한 자계 방전 저항유닛 및 이를 포함하는 동기전동기에 관한 것이다.

동기전동기는 고정자에(전기자) 분포권선이 배치되어 있고 교류전원이 인가되면 회전자계가 만들어지고 이 회전자계에 계자의 자극이 이끌려 회전자계와 동일한 속도로 회전을 할 수 있는 전동기이다.

한편, 도 1에 도시된 종래의 기술에 의한 동기전동기의 측단면도를 보면, 동기전동기에는 회전축에 결합된 자계 방전 저항(FDR, Field Discharge Resistor)(10)이 구비된다. 이러한 자계 방전 저항은 회전자 권선(20)에 흐르는 전류의 크기를 낮추어 회전자 권선의 기동시 발생하는 열을 감소시켜 절연의 열적 소손을 예방하는 역할을 한다.

구체적으로, 동기전동기의 직입기동시 동기전동기는 유도전동기와 같은 원리로 기동하게 된다. 기동초기에 동기전동기 회전자 권선(20)에는 고전압이 유기된다.

그리고, 회전자 권선(20)에 일정전압 이상의 전압이 유기되면 회전자에 설치되어 있는 컨트롤 모듈이 회전자 권선(20)을 단락시켜 회전자 권선(20)에 유기된 전압을 방전시켜주게 된다.

여기서, 자계 방전 저항(10)은 회전자 권선(20)이 단락되어 전류가 도통될 때 회전자 권선(20)과 연결되어 회전자 권선(20)에 흐르는 전류의 크기를 적당한 수준으로 낮춘다.

이에 따라, 회전자 권선(20)은 낮아진 전류로 인해 기동시 발생하는 열이 감소하게 되므로, 절연의 열적 소손을 방지할 수 있다.

그러나, 도 2에 도시된 종래의 기술에 의한 자계 방전 저항(10)의 구조를 보면, 종래의 기술에 의한 자계 방전 저항은 전동기 회전축에 결합되는 실린더 형태 허브(11)의 내측에 구리(Cu)재질의 권선(미도시)이 감겨있고, 이러한 권선을 절연물(12)로 둘러싸는 형태로 구성된다. 여기서, 권선은 회전자 권선(20)과 연결되어 저항체로서 기능하게 된다.

그러나, 이러한 종래의 기술에 의한 권선형 자계 방전 저항(10)은 기동시에 냉각에 취약하여 절연의 열적 소손 가능성이 높아 동작 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 이러한 종래의 기술에 의한 권선형 자계 방전 저항은 권선을 절연물(12)로 포장하는 구조이므로 저항값 및 열 용량 조절이 용이하지 않다는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 일 측면으로서, 열적 안정성이 향상되고, 저항값 및 열 용량 조절이 용이한 자계 방전 저항유닛 및 이를 포함하는 동기전동기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 동기전동기의 회전축에 결합되며 동기전동기의 회전자 권선에 연결되어 회전자 권선에 도통되는 전류의 크기를 감소시키는 장치로서, 동기전동기의 회전축에 회전거동이 일치되게 결합되며, 내부에 수용공간을 구비하는 허브; 및 상기 허브의 수용공간에 수용되며 전류 도통시 저항체로 기능할 수 있는 적어도 하나의 도체디스크;를 포함하는 자계 방전 저항유닛을 제공한다.

또한, 다른 일 측면으로서, 본 발명은 하우징; 상기 하우징의 내부에 회전 가능하게 구비되며, 회전자 철심과 회전자 권선을 포함하는 회전자; 상기 회전자에 결합된 회전축; 상기 회전자의 둘레에 구비되는 고정자; 상기 회전축에 결합되며 상기 회전자 권선에 여자전력을 발생시키는 여자기; 및 상기 회전축에 결합되며 상기 회전자 권선에 전기적으로 연결되어 상기 회전자 권선의 단락시 상기 회전자 권선에 도통되는 전류의 크기를 감소시키는 상기 자계 방전 저항유닛;을 포함하는 동기전동기를 제공한다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 열적 안정성이 확보되어 동기전동기의 연속 기동에 따른 열손상 가능성이 적어 전동기의 동작 신뢰성이 향상된다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 도체디스크의 개수 및 형상 변경을 통해 저항값 및 열 용량 조절이 가능하다는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 의한 동기전동기의 측단면도이다.
도 2는 종래의 기술에 의한 자계 방전 저항의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기전동기의 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자계 방전 저항유닛과 회전축 및 여자기의 조립구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자계 방전 저항유닛의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 자계 방전 저항유닛의 분해사시도이다.
도 7은 도 5에 도시된 자계 방전 저항유닛에 포함되는 허브의 사시도이다.
도 8은 도 5에 도시된 자계 방전 저항유닛에 포함되는 도체디스크의 정면도이다.
도 9는 도 5에 도시된 자계 방전 저항유닛에 포함되는 허브와 도체디스크의 조립체를 도시한 정면도이다.
도 10은 도 5에 도시된 자계 방전 저항유닛에 포함되는 체결볼트, 도통와셔, 절연와셔 및 저항리드의 조립체를 도시한 평면도이다.
도 11은 도 5에 도시된 자계 방전 저항유닛 내부의 공기유동특성을 도시한 측단면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자계 방전 저항유닛의 사시도이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

먼저, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 자계 방전 저항유닛(200)에 대해서 설명한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 동기전동기(100)는 하우징(110), 회전자(120), 회전축(130), 고정자(140), 여자기(150), 열교환부(160) 및 자계 방전 저항유닛(200)을 포함할 수 있다.

상기 하우징(110)은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기전동기(100)의 외관을 구성하며, 회전자(120), 회전축(130) 및 고정자(140)가 수납되는 내부공간을 마련한다.

상기 회전자(120)는 하우징(110)의 내부에 회전 가능하게 구비되며, 회전자 철심(122)과, 이러한 회전자 철심(122)에 권취된 회전자 권선(124)으로 구성될 수 있다.

상기 회전축(130)은 하우징(110)을 관통하여 배치되며, 회전자(120)에 결합되어 회전자(120)의 회전에 따라 회전될 수 있다. 이러한 회전축(130)은 회전자(120)의 회전력을 외부요소에 전달하는 동력전달 매개체로서 기능할 수 있다.

상기 고정자(140)는 하우징(110)의 내부에서 회전자(120)를 둘러싸도록 구비된다.

상기 여자기(150)는 하우징(110)의 일측에 배치되어 회전축(130)에 결합되며, 회전자 권선(124)에 여자전력을 발생시킬 수 있다. 이러한 여자기(150)는 회전자 권선(124)에 연결되는 권선(미도시)을 구비할 수 있다. 또한, 이러한 여자기(150)는 그 종류 및 구조가 특별히 한정되지 않으며 종래의 동기전동기(100)에 설치되는 다양한 형태의 것으로 구성될 수 있다.

상기 열교환부(160)는 하우징(110)의 상단에 구비되며 하우징(110) 내부의 열을 외부공기와 열교환시킬 수 있다.

상기 자계 방전 저항유닛(200)은 회전축(130)에 결합되며, 회전자 권선(124)에 전기적으로 연결되어 회전자 권선(124)의 단락시 회전자 권선(124)에 도통되는 전류의 크기를 감소시키는 저항체로서 기능할 수 있다.

일 실시예에서, 자계 방전 저항유닛(200)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 하우징(110)과 여자기(150) 사이에 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 동기전동기(100)에 포함되는 자계 방전 저항유닛(200)은 후술할 본 발명의 실시예들에 따른 자계 방전 저항유닛(200)이다.

이하, 도 5 내지 도 12를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 자계 방전 저항유닛(200)에 대해서 설명한다.

도 5 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 자계 방전 저항유닛(200)에 대해서 설명한다.

도 5 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자계 방전 저항유닛(200)은 허브(210), 도체디스크(220), 체결볼트(230), 도통와셔(240), 절연체(250) 및 저항리드(260)를 포함할 수 있다.

상기 허브(210)는 회전축(130)에 회전거동이 일치되게 결합되며, 후술할 도체디스크(220)를 회전축(130)에 결합시키는 매개체 기능을 할 수 있다.

이러한 허브(210)는 내부에 후술할 도체디스크(220)가 수용되는 수용공간을 구비하는 실린더 형태로 구성될 수 있다.

또한, 허브(210)에는 수용공간의 내부와 외부 간의 공기유동통로를 구성하는 에어홀(215)이 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 허브(210)는 체결판부(211), 축결합부(212), 측벽부(213) 및 절연물(214)을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 체결판부(211)는 에어홀(215)이 복수개 형성된 원판형상으로 구성될 수 있으며, 축결합부(212)가 형성되고 회전축(130)이 관통하는 중공을 구비할 수 있다.

상기 에어홀(215)은 전동기의 하우징(110) 내부에서 여자기(150) 방향으로 유동하는 공기가 허브(210)의 수용공간으로 유입되는 통로를 구성할 수 있다.

일 실시예에서, 에어홀(215)은 도 7에 도시된 바와 같이 허브(210)의 원주방향을 따라 복수개가 간격을 가지고 환형으로 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 후술할 도체디스크(220)의 냉각성능을 고려하여 개수 및 형태가 조절될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 체결판부(211)에는 후술할 체결볼트(230)가 체결되는 볼트체결구멍(216)이 형성될 수 있다.

상기 축결합부(212)는 체결판부(211)의 중앙에 형성된 중공을 둘러싸도록 형성되며 체결판부(211)의 일면으로 돌출되는 원통형상으로 형성될 수 있다. 이러한 축결합부(212)의 중공에는 회전축(130)이 삽입될 수 있다. 이때, 축결합부(212)와 회전축(130)은 회전거동이 일치되게 결합될 수 있다.

상기 측벽부(213)는 체결판부(211)의 테두리를 따라 축결합부(212)의 돌출방향으로 연장된 원통형상으로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 측벽부(213)는 축결합부(212)와 평행하게 연장될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다

한편, 이와 같은 구성에서, 수용공간은 체결판부(211), 축결합부(212) 및 측벽부(213)로 둘러싸여, 측벽부(213) 및 축결합부(212)의 높이만큼의 깊이가 있는 환형의 공간으로 형성될 수 있다.

상기 절연물(214)은 체결판부(211)의 내측면, 축결합부(212)의 외주면 및 측벽부(213)의 내측면에 구비될 수 있다. 이러한 절연물(214)은 도체디스크(220)와 허브(210)를 서로 절연시킬 수 있다.

일 예로, 절연물(214)은 수용공간의 벽면에 도장되는 에폭시 재질로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 도체디스크(220)는 허브(210)의 수용공간에 수용되며 전류 도통시 저항체로 기능할 수 있다. 이러한 도체디스크(220)는 전체적으로 환형의 판상으로 구성될 수 있다.

일 실시예에서, 도체디스크(220)는 바 형태의 도체가 양단이 서로 분리되게 절곡 또는 만곡되어 형성될 수 있다.

일 예로, 도체디스크(220)는 하나의 바 형태 도체가 만곡되어 양단이 비접촉되게 분리된 환형으로 이루어질 수 있다. 여기서, 도체디스크(220)의 비접촉되는 양단 중 일단은 전류가 도체디스크(220)로 유입되는 전류유입단에 해당하며 타단은 도체디스크(220)에 흐르는 전류가 유출되는 전류유출단에 해당한다.

또한, 일 실시예서, 도체디스크(220)는 하나의 바 형태 도체가 환형으로 구부러지되 지그재그로 절곡되어 방사형으로 형성된 복수의 스포크부(221)를 가질 수 있다.

일 예로, 스포크부(221)는 도 8에 도시된 바와 같이 'U'자 형태로 형성될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 스포크부(221)와 스포크부(221) 사이에는 후술할 체결볼트(230)가 체결되는 볼트체결홀(222)이 형성될 수 있다.

이와 같은 도체디스크(220)는 도 8에 도시된 바와 같이 스포크부(221)와 볼트체결홀(222)이 형성된 부분이 반복적인 패턴으로 형성될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 도체디스크(220)의 전류유입단과 전류유출단에는 후술할 저항리드(260)를 설치하기 위한 절개부(226)가 형성될 수 있다.

이와 같은 구성의 도체디스크(220)는 하나의 바 형태 도체가 다수번에 걸쳐 절곡되어 환형을 이루므로, 크기에 비해 높은 저항값을 가질 수 있게 된다.

한편, 일 실시예에서, 도체디스크(220)는 스포크부(221)와 스포크부(221) 사이에 에어간극(223)을 구비할 수 있다. 이러한 에어간극(223)은 도체디스크(220)가 허브(210)에 체결된 경우 에어홀(215)에 대향하도록 배치될 수 있다.

이를 통해, 허브(210)의 에어홀(215)을 통과하는 공기가 에어간극(223)으로 유동하게 되므로, 수용공간에 유동하는 공기의 흐름에 방해가 최소화되어 수용공간에서 원활한 공기유동이 발생하여 도체디스크(220)의 공기에 의한 냉각효과가 최대화될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 스포트부에는 도체디스크(220)의 반경방향으로 연장된 에어슬롯(224)이 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 에어슬롯(224)은 스포크부(221)를 형성하기 위해 도체가 절곡되어 형성될 수 있다.

이러한 에어슬롯(224)은 도체디스크(220)와 공기 간 열교환 면적을 향상시키는 기능을 할 수 있다.

또한, 에어슬롯(224)은 회전되는 도체디스크(220)로 유입된 공기를 원심력을 이용하여 도체디스크(220)의 반경방향으로 유동시킴으로써 공기를 도체디스크(220)의 전체면적으로 확산시키는 기능을 수행할 수도 있다.

또한, 일 실시예에서, 도체디스크(220)는 외곽 둘레를 따라 복수의 에어홈(225)이 형성될 수 있다. 이러한 에어홈(225)은 도체디스크(220)와 공기 간의 열교환 면적을 확장시키고, 허브(210) 내부의 수용공간에서 공기가 유동할 수 있는 공기유로를 형성할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같은 도체디스크(220)는 다수의 에어간극(223), 에어슬롯(224) 및 에어홈(225)으로 인해 냉각이 용이한 구조를 가진다.

또한, 도체디스크(220)는 열적 안정성이 뛰어난 재질로 이루어질 수 있다.

일 예로, 도체디스크(220)는 니켈(Ni) 8~11% 및 크롬(Cr) 18~20%를 함유한 스테인리스강 재질로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 자계 방전 저항유닛(200)에서, 도체디스크(220)는 복수개로 구성될 수 있으며, 복수의 도체디스크(220)는 허브(210)의 수용공간에 서로 적층되게 배치될 수 있다.

여기서, 서로 적층되는 복수의 도체디스크(220)는 직렬로 연결될 수 있다. 복수의 도체디스크(220)의 직렬 연결 구조에 대해서는 후술하도록 한다.

이러한 자계 방전 저항유닛(200)은 적층되는 도체디스크(220)의 개수 변경을 통해 저항값 및 열 용량이 용이하게 조절될 수 있다.

상기 체결볼트(230)는 도 6에 도시된 바와 같이 복수의 도체디스크(220)를 일괄하여 허브(210)의 체결판부(211)에 결합시킬 수 있다. 도체디스크(220)의 적층 개수를 변경하는 경우, 길이가 다른 체결볼트(230)를 사용할 수도 있으나, 체결볼트(230)의 중간에 너트(미도시)를 체결하여 적층된 도체디스크(220)를 고정할 수도 있다.

상기 도통와셔(240)는 체결볼트(230)에 결합되고 서로 이웃하는 도체디스크(220)와 도체디스크(220)를 직렬로 연결할 수 있다.

일 실시예에서, 도통와셔(240)는 도 6 및 도 10에 도시된 바와 같이 도체디스크(220)의 전류유입단과 전류유출단에 체결되는 2개의 체결볼트(230)에 구비될 수 있다.

이때, 도 10에 도시된 바와 같이, 도통와셔(240)는 첫번째와 두번째 도체디스크(220)의 전류유입단에 배치되고, 두번째와 세번째 도체디스크(220)의 전류유출단에 배치된 후, 다시 세번째와 네번째 도체디스크(220)의 전류유입단에 배치되는 구조를 통해, 복수의 도체디스크(220)를 직렬로 연결시킬 수 있다.

상기 절연체(250)는 도체디스크(220)와 도체디스크(220) 사이를 절연할 수 있다.

일 실시예에서, 절연체(250)는 도 6 및 도 10에 도시된 바와 같이 체결볼트(230)에 결합되어 도체디스크(220)와 도체디스크(220) 사이에 배치되는 절연와셔로 구성될 수 있다.

이러한 절연체(250)는 도체디스크(220)와 도체디스크(220) 간에 공기가 유동할 수 있는 간격을 형성할 수 있다.

일 실시예에서, 절연체(250)는 도체디스크(220)와 도체디스크(220) 사이에서 상기 도통와셔(240)가 배치된 부위를 제외한 나머지 부위에 설치될 수 있다.

상기 저항리드(260)는 도체디스크(220)의 전류유입단과 전류유출단에 연결되어 도체디스크(220)를 동기전동기(100)의 회전자 권선(124)에 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이러한 저항리드(260)는 도체디스크(220)에 형성된 절개부(226)에 삽입되는 형태로 설치될 수 있다.

일 실시예에서, 저항리드(260)는 전류가 복수의 도체디스크(220)로 유입되는 경로인 리드와 전류가 복수의 도체디스크(220)에서 유출되는 경로인 리드를 포함하여 한 쌍으로 이루어질 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 저항리드(260)는 동기전동기(100)의 회전자 권선(124)에 연결되는 여자기(150)에 연결되어, 여자기(150)를 매개로 동기전동기(100)의 회전자 권선(124)에 연결될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 도 11에 도시된 바와 같이, 동기전동기(100)의 하우징(110) 측에서 본 발명의 일 실시예에 따른 자계 방전 저항유닛(200) 측으로 유동하는 공기는 허브(210)의 에어홀(215)을 통과하여 수용공간으로 유입될 수 있다. 그리고, 수용공간으로 유입된 공기는 복수의 도체디스크(220)에 형성된 에어간극(223) 및 에어슬롯(224)을 통해 회전축(130)의 축방향으로 유동하면서 복수의 도체디스크(220)를 방열시킬 수 있다.

이때, 복수의 도체디스크(220)들 사이의 간격을 통해 공기가 도체디스크(220)의 반경방향으로도 유동할 수 있으며, 반경방향으로 유동된 공기가 에어홈(225)을 통해 회전축(130)의 축방향으로 유동하여 허브(210)의 외부로 배출될 수 있게 된다.

이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 자계 방전 저항유닛(200)은 디스크 타입의 저항체가 공기와 열교환이 가능하도록 구성되어, 기동시 열적 안정성이 향상된다는 장점이 있다.

한편, 도 12에는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자계 방전 저항유닛(200)이 도시되어 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자계 방전 저항유닛(200)은 도 3 내지 도 11을 참조하여 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 자계 방전 저항유닛(200)에 팬블레이드(270)를 추가로 포함한다.

상기 팬블레이드(270)는 허브(210)에 결합되어 허브(210)의 회전에 따라 회전되어 수용공간의 내부에 강제적인 공기유동을 발생시킬 수 있다.

일 실시예에서, 허브(210)의 측벽부(213)의 일단에는 도 12에 도시된 바와 같이 다수의 팬블레이드(270)가 허브(210)의 둘레를 따라 구비될 수 있다.

이러한 팬블레이드(270)는 허브(210)의 회전과 함께 회전되어 공기유동을 발생시킬 수 있다. 즉, 허브(210)에 구비된 복수의 팬블레이드(270)는 송풍팬으로 기능하여, 허브(210)의 수용공간에서 유동하는 공기의 유속 및 유량을 향상시킬 수 있다.

일 실시예에서, 팬블레이드(270)는 도 12에 도시된 바와 같이 회전축(130)의 축방향을 따라 판상으로 연장된 형태뿐 아니라, 경사판 또는 비틀린 판 등 회전시 공기유동을 발생시킬 수 있는 다양한 형태로 형성될 수 있다.

이러한 팬블레이드(270)를 통해 허브(210)의 내부에 구비된 도체디스크(220)의 냉각성능이 더욱 향상될 수도 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.

100: 동기전동기 110: 하우징
120: 회전자 122: 회전자 철심
124: 회전자 권선 130: 회전축
140: 고정자 150: 여자기
160: 열교환부
200: 자계 방전 저항유닛 210: 허브
211: 체결판부 212: 축결합부
213: 측벽부 214: 절연물
215: 에어홀 216: 볼트체결구멍
220: 도체디스크 221: 스포크부
222: 볼트체결홀 223: 에어간극
224: 에어슬롯 225: 에어홈
226: 절개부 230: 체결볼트
240: 도통와셔 250: 절연체
260: 저항리드 270: 팬블레이드

Claims

동기전동기의 회전축에 결합되며 동기전동기의 회전자 권선에 연결되어 회전자 권선에 도통되는 전류의 크기를 감소시키는 자계 방전 저항유닛에 있어서,
동기전동기의 회전축에 회전거동이 일치되게 결합되며, 내부에 수용공간을 구비하는 허브; 및
상기 허브의 수용공간에 수용되며 전류 도통시 저항체로 기능하는 적어도 하나의 도체디스크;
를 포함하며,
상기 허브는,
판상의 체결판부;
상기 체결판부의 중앙에 돌출되게 형성되며 상기 회전축에 결합되는 축결합부; 및
상기 체결판부의 테두리를 따라 상기 축결합부의 돌출방향으로 연장된 측벽부;를 포함하며,
상기 허브에는 상기 수용공간의 내부와 외부 간의 공기유동통로를 구성하는 에어홀이 형성된 자계 방전 저항유닛.
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제1항에 있어서,
상기 허브는 상기 체결판부의 내측면, 상기 축결합부의 외주면 및 상기 측벽부의 내측면에 구비되는 절연물을 포함하는 자계 방전 저항유닛.
제1항에 있어서,
상기 도체디스크는 바 형태의 도체가 양단이 서로 분리되게 절곡 또는 만곡되어 형성된 자계 방전 저항유닛.
제5항에 있어서,
상기 도체디스크는 바 형태의 도체가 지그재그로 절곡되어 방사형으로 형성된 복수의 스포크부를 가지는 자계 방전 저항유닛.
제6항에 있어서,
상기 도체디스크는 상기 스포크부와 스포크부 사이에 에어간극을 구비하고,
상기 허브는 상기 수용공간의 내부와 외부 간의 공기유동통로를 구성하는 에어홀을 구비하며,
상기 에어간극과 상기 에어홀이 서로 대향하게 형성된 자계 방전 저항유닛.
제6항에 있어서,
상기 스포크부에는 상기 도체디스크의 반경방향으로 연장된 에어슬롯이 형성된 자계 방전 저항유닛.
제5항에 있어서,
상기 도체디스크는 외곽 둘레를 따라 복수의 에어홈이 형성된 자계 방전 저항유닛.
제1항에 있어서,
서로 적층되는 복수의 상기 도체디스크를 포함하는 자계 방전 저항유닛.
제10항에 있어서,
상기 복수의 도체디스크는 직렬로 연결되는 자계 방전 저항유닛.
제11항에 있어서,
상기 복수의 도체디스크를 일괄하여 상기 체결판부에 결합시키는 체결볼트; 및
상기 체결볼트에 결합되고, 서로 이웃하는 상기 도체디스크와 도체디스크를 직렬로 연결하는 도통와셔;를 포함하는 자계 방전 저항유닛.
제10항에 있어서,
상기 도체디스크와 도체디스크 사이를 절연하는 절연체를 포함하는 자계 방전 저항유닛.
제1항에 있어서,
상기 도체디스크의 전류유입단과 전류유출단에 연결되어 상기 도체디스크를 동기전동기의 회전자 권선에 전기적으로 연결시키는 저항리드를 포함하는 자계 방전 저항유닛.
제1항에 있어서,
상기 허브에 결합되어 상기 허브의 회전에 따라 회전되어 상기 수용공간의 내부로 강제적인 공기유동을 발생시키는 팬블레이드를 더 포함하는 자계 방전 저항유닛.
제1항에 있어서,
상기 도체디스크는 니켈(Ni) 8~11% 및 크롬(Cr) 18~20%를 함유한 스테인리스강 재질로 이루어진 자계 방전 저항유닛.
하우징;
상기 하우징의 내부에 회전 가능하게 구비되며, 회전자 철심과 회전자 권선을 포함하는 회전자;
상기 회전자에 결합된 회전축;
상기 회전자의 둘레에 구비되는 고정자;
상기 회전축에 결합되며 상기 회전자 권선에 여자전력을 발생시키는 여자기; 및
상기 회전축에 결합되며 상기 회전자 권선에 전기적으로 연결되어 상기 회전자 권선의 단락시 상기 회전자 권선에 도통되는 전류의 크기를 감소시키는 제1항, 제4항 내지 제16항 중 어느 한 항에 기재된 자계 방전 저항유닛;
을 포함하는 동기전동기.