KR102596908B1 - 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템 - Google Patents

소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템 Download PDF

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홍승수
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Abstract

본 발명은 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 외부로부터 공기를 유입하지 않고 내부공기를 순환시키는 구조를 제공함으로써 종래의 공기냉각방식에서 이용되는 공냉라디에이터가 불필요하며, 수냉라디에이터만 요구되어 장치의 소형화, 경량화에 기여 가능하고, 기존 모터에 설치 가능하여 호환성을 지니며, 공기냉각방식과 냉각수에 의한 수냉방식이 결합되어 구성됨으로써 공냉에 의한 회전자와 고정자의 엔드(말단) 코일권선부 및 샤프트 전방까지 직접 냉각이 가능하도록 하고, 수냉에 의해 냉각효율이 우수한 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 고정자; 고정자의 내측에 장착되는 회전자; 회전자의 내측에 회전축을 중심으로 삽입되어 회전하는 샤프트; 고정자의 외측에 장착되되, 고정자의 코어부 면을 둘러싸며 결합되고, 고정자 및 회전자를 포함하는 전체 구성부품을 냉각시키는 냉각부를 포함하고, 냉각부는 냉각자켓의 외측에 장착되고, 외주면에 일정 높이만큼 돌출형성되는 돌출부와, 돌출부와 돌출부 사이에 일정 깊이 파지되는 홈부가 서로 교번하며 형성되는 냉각핀부, 고정자와 냉각핀부의 사이에 마련되며, 고정자의 원주방향을 따라 냉각수유로가 일정 간격을 두고 복수 개 형성되어 냉각수유로를 통해 냉각수가 유동하며 고정자의 선단부, 코어부, 코일권선부를 포함하는 고정자 전체가 고르게 냉각될 수 있도록 하는 냉각자켓, 샤프트의 외주면에 결합되어 샤프트의 회전에 의해 연동되어 정역방향으로 회전하며 내부공기를 순환시키는 순환팬을 포함하는 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템을 제공한다.

Description

소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템{Compact and lightweight motor complex cooling system with compatibility}
본 발명은 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 외부로부터 공기를 유입하지 않고 내부공기를 순환시키는 구조를 제공함으로써 종래의 공기냉각방식에서 이용되는 공냉라디에이터가 불필요하며, 수냉라디에이터만 요구되어 장치의 소형화, 경량화에 기여 가능하고, 기존 모터에 설치 가능하여 호환성을 지니며, 공기냉각방식과 냉각수에 의한 수냉방식이 결합되어 구성됨으로써 공냉에 의한 회전자와 고정자의 엔드(말단) 코일권선부 및 샤프트 전방까지 직접 냉각이 가능하도록 하고, 수냉에 의해 냉각효율이 우수한 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 전기차량의 주요 부품 중 하나인 모터는 고정자와 고정자의 내부에 회전축을 중심으로 회전 가능하게 삽입되는 회전자를 포함하여 구성된다.
모터는 작동과정에서 고정자 및 회전자에서 고온의 열이 발생하게 되는데, 모터 내부의 온도가 높아지게 되면 모터의 구동과 발전 효율이 급격히 떨어지게 된다. 이러한 문제로 인해 모터를 냉각시켜 모터의 구동과 발전 효율을 유지할 수 있도록 하기 위한 다양한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
한편, 철도차량에 주로 사용되는 견인전동기의 냉각방식으로는 반폐형 냉각방식과 전폐형 냉각방식이 존재한다. 반폐형 냉각방식은 차량이 주행하며 발생하는 주행풍을 이용한 자연 공랭 냉각 또는 냉각용 팬과 팬 구동용 블로워 모터를 적용한 강제 공랭 냉각 방식을 사용하고 있다.
그러나, 반폐형 외함 구조를 적용함으로써 외부 이물질의 유입으로 전동기의 고장이 발생하여 전동기의 수명이 단축되는 단점이 존재한다.
또한, 전폐형 견인전동기는 외부물질로 인한 유입이 없어 전동기의 유지보수성을 크게 향상시킬 수 있지만, 외부로의 열 유동이 적기 때문에 전동기에서 발생하는 열 문제를 해결하기 위한 최적의 냉각 기술개발이 필수적으로 수행되어야 한다.
또한, 종래의 전폐형 견인전동기의 냉각시스템은 기존에 반폐형 유도전동기에서 사용하는 강제 공랭식 냉각 시스템을 사용하고 있으며, 수냉각 또는 유냉각 방식을 적용한 냉각 시스템에 대해서는 국내외적으로 연구 사례가 존재하지 않고 있는 실정이다.
선행기술문헌 : KR 등록특허공보 제10-1408869호(2014.6.18.공고)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 발열이 심한 고정자의 코일 및 권선 및 회전자에 효과적으로 냉각이 이루어질 수 있으며, 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템은 고정자; 고정자의 내측에 장착되는 회전자; 회전자의 내측에 회전축을 중심으로 삽입되어 회전하는 샤프트; 고정자의 외측에 장착되되, 고정자의 코어부 면을 둘러싸며 결합되고, 고정자 및 회전자를 포함하는 전체 구성부품을 냉각시키는 냉각부; 를 포함하고, 냉각부는 냉각자켓의 외측에 접촉되어 장착되고, 외주면에 일정 높이만큼 돌출형성되는 돌출부와, 돌출부와 돌출부 사이에 일정 깊이 파지되는 홈부가 서로 교번하며 형성되는 냉각핀부, 고정자와 냉각핀부의 사이에 마련되며, 고정자의 원주방향을 따라 냉각수유로가 일정 간격을 두고 복수 개 형성되어 냉각수유로를 통해 냉각수가 유동하며 고정자의 선단부, 코어부, 코일권선부를 포함하는 고정자 전체가 고르게 냉각될 수 있도록 하는 냉각자켓, 샤프트의 외주면에 결합되어 샤프트의 회전에 의해 연동되어 정역방향으로 회전하며 내부공기를 순환시키는 순환팬을 포함한다.
또한, 냉각부는 고정자와 회전자 사이에 형성된 틈으로, 냉각핀부를 빠져나와 고정자의 선단부 또는 코일권선부 주변을 경유하는 공기를 고정자와 회전자 사이로 통과시키는 에어갭을 더 포함한다.
또한, 냉각핀부의 돌출부와 홈부는 고정자 및 회전자의 축방향으로 배치되어 샤프트의 회전에 의해 순환팬이 연동되어 내부공기가 순환하면서 돌출부와 돌출부 사이에 형성된 홈부를 통과하도록 유도하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 종래의 공기냉각방식에서 이용되는 공냉라디에이터가 불필요하며, 수냉라디에이터만 요구되어 장치의 소형화, 경량화에 기여하도록 하는 데 그 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 기존 모터에 설치 가능하여 호환성을 지니는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 공기냉각방식과 냉각수에 의한 수냉방식이 결합되어 구성됨으로써 공냉에 의한 회전자, 고정자의 엔드(말단) 코일권선부, 및 샤프트 전방까지 직접 냉각이 가능하도록 하고, 수냉에 의해 냉각효율이 우수하여 고출력 모터의 냉각에 용이하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템의 단면사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템의 고정자 및 냉각자켓이 결합된 상태를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템의 냉각자켓을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템의 고정자 및 냉각자켓 및 냉각핀이 결합된 상태를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템의 냉각핀을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템의 평면도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템의 공기 및 냉각수의 흐름을 표시한 도면,
도 8 내지 도 9는 발열이 심한 부위로부터 발생되는 열 전달유체의 유동방향과 이러한 열을 효과적으로 냉각시키기 위한 본 발명에 따른 전동기 복합냉각시스템의 공기 및 냉각수의 흐름 방향을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템의 단면사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템의 고정자 및 냉각자켓이 결합된 상태를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템의 냉각자켓을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템의 고정자 및 냉각자켓 및 냉각핀이 결합된 상태를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템의 냉각핀을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템의 평면도이며, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템의 공기 및 냉각수의 흐름을 표시한 도면이고, 도 8 내지 도 9는 발열이 심한 부위로부터 발생되는 열 전달유체의 유동방향과 이러한 열을 효과적으로 냉각시키기 위한 본 발명에 따른 전동기 복합냉각시스템의 공기 및 냉각수의 흐름 방향을 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템(1000)은 수냉방식과 공냉방식이 동시에 적용된 전동기 냉각 시스템으로, 수냉방식의 냉각자켓을 구비함으로써 냉각효율을 향상시키고, 공냉방식의 냉각핀부와 에어갭을 구비하여 팬에 의해 유입되는 공기를 냉각핀부를 거쳐 에어갭으로 순환시킴으로써 발열이 심한 회전자의 냉각 뿐만 아니라, 고정자의 말단에 권선된 코일 및 샤프트 전방까지 냉각이 이루어질 수 있도록 하는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템(1000)은 외부로부터 공기를 유입하지 않고 내부공기를 순환시키는 구조와 수단을 지님으로써 기존에 공랭방식에 의해 요구되었던 공랭라디에이터가 불필요하여 소형화 및 경량화 가능하고, 외부로부터 유입되는 물질의 유입이 차단되어 유지보수 면에서도 우수하다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템(1000)은 냉각자켓, 냉각핀부가 장착될 수 있는 공간 만큼만 부피 및 중량이 증가함으로써 소형화 및 경량화 가능하다는 장점이 있다.
종래의 전동기 냉각시스템은 냉각효율을 향상시키기 위해 냉각유로를 회전샤프트까지 확장하여 회전자의 냉각성능을 개선함으로써 경량화되지 못하고, 둘 이상의 서로 다른 부품(예컨대, 인버터와 모터)을 동시에 냉각하는 방식을 적용하기 위해 둘 이상의 부품을 일체형으로 제작하여 특정 모델에만 적용되어 호환성이 떨어졌던 종래 기술의 문제점을 해소하여, 본 발명은 기존 전동기에 장착하여 사용할 수 있어 호환성이 좋으며, 소형화 및 경량화 가능하다는 장점이 있다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템(1000)의 구성요소에 대해 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템(1000)은 고정자(10), 회전자(20), 샤프트(30), 냉각부(40), 및 프레임(120)을 포함하여 구성된다.
고정자(10)는 다수 개의 코일이 권선되고 전원인가 시 자속을 발생시켜 유도기 전력에 의해 회전자(20)를 회전시킨다.
고정자(10)는 샤프트(30)의 전방이 위치하는 방향과 동방향인 선단부(12)와 선단부(12)와 반대방향인 말단부에 위치하며 코일이 권선되는 코일권선부(16), 선단부(12)와 코일권선부(16)의 사이에 위치하며 본 발명에 따른 냉각부(40)가 장착되는 코어부(14)로 구성된다.
회전자(20)는 고정자(10)의 내측에 장착된다.
샤프트(30)는 회전자(20)의 내측에 회전축을 중심으로 삽입되어 회전한다.
냉각부(40)는 고정자(10)의 외측에 장착되되, 고정자(10)의 코어부(14) 면을 둘러싸며 결합되고, 고정자(10)의 선단부(12), 코어부(14), 코일권선부(16), 회전자(20), 샤프트(30)를 포함하는 전체 구성부품을 냉각시킨다.
냉각부(40)는 수랭방식과 공랭방식이 모두 적용된 구조를 지니며, 수랭방식에 의해 유동되는 냉각수유로와 공랭방식에 의해 순환하는 공기유로가 독립된 구조로 구현된다.
보다 구체적으로, 냉각부(40)는 냉각자켓(50), 순환팬(60), 냉각핀부(70), 냉각수 유입라인(80), 냉각수 토출라인(90), 기밀유지용씰(100), 에어갭(110)을 포함하여 구성된다.
냉각자켓(50)은 고정자(10)와 냉각핀부(70)의 사이에 마련되며, 고정자(10)의 코어부(14)를 외측을 둘러싸며 접촉되어 장착되고, 고정자(10)의 원주방향을 따라 냉각수유로(52)가 일정 간격을 두고 복수 개 형성되어 냉각수유로를 통해 냉각수가 유동하며 고정자(10)의 선단부(12), 코어부(14), 코일권선부(16)를 포함하는 고정자(10) 전체가 고르게 냉각될 수 있도록 한다.
상기 냉각수유로(52)는 냉각수가 이동할 수 있는 통로를 제공하며, 원주방향을 따라 소정 간격 이격되어 다수 개가 형성된다.
상기 냉각수유로(52)와 냉각수유로(52) 사이는 돌출형성된 격벽(54)이 마련되어 냉각수의 흐름을 유도 및 제어한다.
냉각자켓(50)은 고정자(1)의 외측면에 장착되되, 고정자(10)의 코어부(14)에 밀접 장착되어 고정자(10)를 직접 접촉하여 냉각시킬 수 있도록 한다.
순환팬(60)은 샤프트(30)의 외주면에 결합되어 샤프트(30)의 회전에 의해 정역방향으로 회전하며 내부공기를 순환시킨다.
순환팬(60)은 외부에서 전동기 내부로 공기를 유입하지 않고 전동기 내부 회전자에 회전에 의해 작동되도록 하여 내부공기순환을 유도하도록 한다.
순환팬(60)은 샤프트(30)의 외주면에 결합되어 샤프트(30)의 회전력으로 순환팬(60)이 회전하게 되며, 순환팬(60)으로 인해 내부 공간 전체로 공기가 확산되도록 하여 고정자(10), 회전자(20), 샤프트(30)에 의해 과열되는 공기가 순환하면서 내부 온도를 낮추도록 한다.
상술한 구조는 공랭라디에이터가 불필요하므로, 경량화 및 소형화 가능하다는 장점이 있다.
냉각핀부(70)는 냉각자켓(50)의 외측에 접촉되어 장착되고, 외주면에 외측방향으로 일정 높이만큼 돌출형성되는 돌출부(72)와 돌출부(72)와 돌출부(72) 사이에 형성되며 일정 깊이 파지되는 홈부(74)가 서로 교번하며 형성되며, 순환팬(60)에 의해 유동하는 공기가 돌출부(72)와 돌출부(72) 사이인 홈부(74)를 통해 통과하도록 유도한다.
또한, 냉각핀부(70)의 돌출부(72)와 홈부(74)는 고정자(10) 및 회전자(20)의 축방향으로 배치되어 샤프트(30)의 회전에 의해 순환팬(60)이 연동되어 내부공기가 순환하면서 돌출부(72)와 돌출부(72) 사이에 형성된 홈부(74)를 통과하며 유동한다.
고정자(10)의 선단부 주변를 통과하여 고정부의 코어부(14)를 거쳐 고정자(10)의 말단 코일권선부(16) 주변까지 유동하는 구조를 지님으로써 외부전선이 인입되어 전선량이 많아 발열이 심한 고정자(10)의 말단에 위치한 코일권선부(16)를 포함한 고정자(10)의 전체 부분에 걸쳐 냉각이 이루어질 수 있도록 한다.
특히, 냉각핀부(70)의 홈부(74)를 통과하는 공기가 고정자(10)의 말단에 위치한 코일권선부(16)에 직접 공기를 제공할 수 있어 발열이 심한 고정자의 말단 권선부를 용이하게 냉각시켜 줄 수 있다.
냉각수 유입라인(80)은 프레임(120)에서 냉각핀부(70)까지 내부가 관통형성된 홀이 마련되어 관통형성된 홀로 냉각수가 유입되어 냉각자켓(50)까지 도달할 수 있도록 한다.
냉각수 유입라인(80) 및 냉각수 토출라인(90)에 형성된 홀은 냉각자켓(50)의 냉각수유로(52)와 대응되는 위치와 폭으로 형성되어 냉각수가 외부로부터 유입될 때 냉각자켓(50)가 위치하는 위치로 냉각수를 공급할 수 있도록 하고, 냉각자켓(50)으로부터 토출될 때 냉각자켓(50)이 위치하는 위치에서 냉각수가 정확히 토출될 수 있도록 한다.
냉각수 토출라인(90)은 냉각수 유입라인(90)와 소정 간격 이격되어 형성되고, 프레임(120)과 냉각핀부(70)까지 연통되며 길이방향으로 소정 깊이 관통형성된 홀이 마련되며, 냉각수 유입라인(80)로 유입되어 냉각자켓(50)의 냉각수유로(52)를 거쳐 순환된 냉각수를 토출시킨다.
냉각수 유입라인(80)으로 공급된 냉각수는 냉각자켓(50)의 냉각수유로(52)를 따라 순환한 후 냉각수 토출라인(90)로 토출된다. 냉각수의 유동방향은 고정자(10)의 원주방향으로 순환되며, 냉각수 유입라인(80)로 유입된 냉각수는 고정자(10)의 원주방향을 따라 유동하며 고정자(10)의 둘레면을 냉각시킨다.
기밀유지용씰(100)은 냉각핀부(70)와 프레임(120) 간의 접촉면에 구비되고, 냉각자켓(50)과 냉각핀부(70)의 접촉면에 씰링(sealing)되어 냉각수가 내부로 누설되지 않도록 한다.
구체적으로, 기밀유지용씰(100)은 냉각핀부(70)와 냉각자켓(50)의 격벽(54)이 접촉되는 면, 냉각수 유입라인(80) 및 냉각수 토출라인(90)가 형성되는 내부 통로의 양측면인 냉각핀부(70)와 프레임(120)이 접촉되는 면에 각각 씰링(sealing)처리된다.
에어갭(110)은 고정자(10)와 회전자(20) 사이에 형성된 틈으로, 냉각핀부(70)를 빠져나와 고정자(10)의 선단부(12) 또는 코일권선부(16) 주변을 경유하는 공기를 고정자(10)와 회전자(20) 사이로 통과시킨다.
샤프트(30)의 회전으로 순환팬(70)이 연동되어 회전하게 되면서 고정자(10)의 선단부(12) 주변을 냉각시키고, 냉각핀부(70)를 통과하면서 다시 고정자(10)의 코일권선부(14) 주변을 냉각시킨 다음, 고정자(10)와 회전자(20) 사이에 형성된 에어갭(110)을 통과하면서 고정자(10)와 회전자(20)의 샤프트(30)까지 공기가 전달되어 고정자(10), 회전자(20), 및 샤프트(30)까지 냉각시키게 된다.
이러한 공기의 내부순환과정이 지속적으로 이루어지며 공랭이 수행된다.
공기는 에어갭(110)을 통과하면서 고정부(10)과 회전자(20) 사이를 통과하면서 고정부(10), 회전자(20), 및 샤프트(30)를 냉각시키고, 에어갭(110)을 통과한 후 다시 순환팬(60)에 의해 고정부(10)의 선단부(12) 주변을 경유하며 다시 냉각핀부(70)를 통과하게 되면서 반복적으로 내부순환하게 된다.
이때, 에어갭(110)으로 공기가 유입되면서 에어갭(110)의 양방에 위치한 고정자(10)와 회전자(20)를 동시에 냉각시킴으로써 고정자(10) 및 회전자(20)에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있다.
프레임(120)은 냉각부(40)의 외부에 장착되며, 고정자(10), 회전자(20), 샤프트(30), 냉각부(40)를 포함한 내부 구성부품을 보호하기 위해 구비된다.
도 8 내지 도 9는 발열부의 열전달유체의 유동방향(적색표시부)과 발열부를 냉각시키는 본 발명에 따른 시스템의 공기 및 냉각수의 흐름 방향(파란색표시부)을 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 발열부에서 열이 외부로 방출되면 순환팬(60)의 회전으로기류가 형성되면서 전동기 내부를 일정 방향으로 순환하게 된다. 특히, 열이 방출되는 면의 주변으로 기류가 형성되어 고정부(10)의 선단부(12) 및 코일권선부(16)를 냉각시키며, 고정자(10)와 회전자(20) 사이에 형성된 틈 사이(에어갭(110))로 공기가 유동하면서 열이 방출되는 고정자(10)의 면과 회전자(20)의 면 사이를 냉각시키게 된다.
또한, 도 9를 참조하면, 냉각핀부(70)를 통과하는 가열된 공기는 냉각핀부(70)의 내측면에 배치되는 냉각자켓(50)에 의해 냉각되며, 지속적으로 내부를 순환하면서 냉각을 수행한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 - 고정자 12 - 선단부
14 - 코어부 16 - 코일권선부
20 - 회전자 30 - 샤프트
40 - 냉각부 50 - 냉각자켓
52 - 냉각수유로 54 - 격벽
60 - 순환팬 70 - 냉각핀부
72 - 돌출부 74 - 홈부
80 - 냉각수 유입라인 90 - 냉각수 토출라인
100 - 기밀유지용씰 110 - 에어갭
120 - 프레임
1000 - 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템

Claims (3)

  1. 고정자;
    고정자의 내측에 장착되는 회전자;
    회전자의 내측에 회전축을 중심으로 삽입되어 회전하는 샤프트;
    고정자의 외측에 장착되되, 고정자의 코어부 면을 둘러싸며 결합되고, 고정자 및 회전자를 포함하는 전체 구성부품을 냉각시키는 냉각부;
    를 포함하고,
    냉각부는
    냉각자켓의 외측에 접촉되어 장착되고, 외주면에 일정 높이만큼 돌출형성되는 돌출부와, 돌출부와 돌출부 사이에 일정 깊이 파지되는 홈부가 서로 교번하며 형성되는 냉각핀부,
    고정자와 냉각핀부의 사이에 마련되며, 고정자의 원주방향을 따라 냉각수유로가 일정 간격을 두고 복수 개 형성되어 냉각수유로를 통해 냉각수가 유동하며 고정자의 선단부, 코어부, 코일권선부를 포함하는 고정자 전체가 고르게 냉각될 수 있도록 하는 냉각자켓,
    샤프트의 외주면에 결합되어 샤프트의 회전에 의해 연동되어 정역방향으로 회전하며 내부공기를 순환시키는 순환팬,
    고정자와 회전자 사이에 형성된 틈으로, 냉각핀부를 빠져나와 고정자의 선단부 또는 코일권선부 주변을 경유하는 공기를 고정자와 회전자 사이로 통과시키는 에어갭,
    프레임에서 냉각핀부까지 내부가 관통형성된 홀이 마련되어 관통형성된 홀로 냉각수가 유입되어 냉각자켓까지 도달하는 냉각수 유입라인,
    냉각수 유입라인과 이격되어 형성되고, 프레임과 냉각핀부까지 연통되며 길이방향으로 소정 깊이 관통형성된 홀이 마련되며, 냉각수 유입라인로 유입되어 냉각자켓의 냉각수유로를 거쳐 순환된 냉각수를 토출시키는 냉각수 토출라인,
    냉각핀부와 냉각자켓의 격벽이 접촉되는 면, 냉각수 유입라인 및 냉각수 토출라인이 형성되는 내부 통로의 양측면인 냉각핀부와 프레임이 접촉되는 면에 각각 씰링(sealing)처리되는 기밀유지용씰
    을 포함하고,
    냉각핀부의 돌출부와 홈부는 고정자 및 회전자의 축방향으로 배치되어 샤프트의 회전에 의해 순환팬이 연동되어 내부공기가 순환하면서 돌출부와 돌출부 사이에 형성된 홈부를 통과하도록 유도하는 것
    을 포함하고,
    냉각수유입라인 및 냉각수 토출라인에 형성된 홀은 냉각자켓의 냉각수유로와 연통되도록 냉각자켓의 양 말단에 형성된 냉각수유로의 위치와 대응되는 지점에 형성되는 것
    을 포함하고,
    냉각자켓 및 냉각핀부는 고정자의 코어부의 외측에 장착되는 콤팩트한 사이즈로 구성되는 것
    을 포함하는 소형 경량화, 및 호환성을 지닌 전동기 복합냉각시스템.



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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003219605A (ja) * 2002-01-24 2003-07-31 Nissan Motor Co Ltd モータの冷却構造
KR20110026822A (ko) * 2009-09-08 2011-03-16 현대중공업 주식회사 워터 자켓형 발전기의 냉각시스템
JP2017050913A (ja) * 2015-08-31 2017-03-09 富士電機株式会社 回転電機

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