KR20160112959A - 전기 기기용 권선 - Google Patents

Abstract

전기 기기용 코일이 포일 도체로부터 권선된다. 포일은 처음에는 그 두께가 성형기에서 멀어지게 연장되도록 성형기상에 감겨진다. 이어서 코일은 벤딩 공구로 전달되며, 코일의 측면들은 약 90도 회전하도록 조절된다. 전기 기기의 고정자에 장착한 후, 코일은 코일 내의 손실에 대하여 현저히 우수한 열 전도를 나타내며, 권선을 용이하게 수행하거나 기기에 대한 권선비를 높일 수 있다.

Description

전기 기기용 권선{Windings for electrical machines}

본 발명은 전기 기기의 권선을 형성하는데 이용되는 코일에 관한 것으로, 특히 코일이 인접하는 코일과 중복하지 않게하는 기기에 관한 것이다.

전기 기기(electrical machines)들은 에너지를 한 형태에서 다른 형태로 전환하기 위하여 자기 회로로 흘러 들어가는 자속(flux)을 이용한다. 회전하는 전기 기기들은 모터로서 기능할 때, 전기에너지를 기계에너지로 전환하며, 발전기로 기능할 때 기계에너지를 전기에너지로 전환한다. 이들 모든 기기는 여자(excitation) 또는 부하 전류를 전달하는 전기적 권선을 필요로 한다. 이들 권선들은 통상, 인접하는 코일 턴(turn) 사이의 전기 절연을 제공하도록 절연 에나멜 코팅된 하나 이상의 전도성 와이어(즉 구리 또는 알루미늄) 코일로 이루어진다.

이들 기기는 폭 넓고 다양하게 존재하므로, 많은 상이한 타입의 권선이 필요하며, 상이한 코일 형상을 만족스럽게 제조하기 위한 상이한 기술이 필요하다. 상대적으로 작은 기기에 대해서는 라운드 와이어(round wire)가 통상 사용되는데, 종종 생산량이 크므로 코일을 생산하는 자동 공정도 개발되어 있다. 일반적으로 이러한 코일들은 다수의 턴(turn), 예를 들면 100턴 이상을 가지며, 와이어가 비교적 미세하여 예컨대, 직경이 0.5 mm 미만이므로 코일들은 "랜덤" 또는 "덩어리(mush)"처럼 권선되는데, 즉 특정 턴의 위치가 코일 내부에서 정해져 있지 않다. 때때로 코일은 기기에 바로, 즉 "현장에서(in situ)" 감겨진다.

기기의 크기가 증가되거나 공급 전압이 떨어지면, 필요한 권선의 수도 감소하고 필요한 더 큰 전류를 흘리기 위해 와이어의 단면적이 증가해야 한다. 이로인해 "층이 있는(layered)" 권선이 채용되는데, 코일의 각 턴의 위치는, 소정의 단면적 영역에서 가능한 최고의 도체 용량을 주도록 조정된다. 도 1은 각각의 턴(12)이 "육각형 패킹(hexagonal packing)" 형태로 배치된 코일(10)의 단면을 도시한다. 이 구조는 일반적으로 1 ~ 5mm 사이의 와이어 직경에 대해 채용되어 있다.

그러나, 더 큰 기기에 있어서는, 일반적으로 코일의 턴수가 적은 것을 요하므로 가용 공간을 최적으로 사용하기 위해서는 사각형 단면을 갖는 와이어의 사용이 필요하다. 이러한 와이어는 주어진 공간에서 매우 높은 와이어 밀도를 제공할 수 있지만, 권선이 훨씬 더 어려우며, 일반적으로 노동 집약적인 공정을 요구한다. 밀하게 패키지된 형식을 주는, 사각형 스트립 와이어(22)가 권선된 코일(20)의 단면이 도 2에 도시되어 있다.

코일에 요구되는 프로파일은 전기 기기의 타입에 매우 의존적이다. 전자력 (mmf:magnetic motive force)의 회전파를 이용하는 시스템에서, "분산된(distributed)" 권선이 일반적으로 채용되는데, 여기서 각 코일은 고정자의 여러 슬롯에 걸쳐 있기 때문에 하나 이상의 인접 코일과 중첩된다. 코일 단부 권선 또는 과도 권선(overhang: 고정자 코어 유효 길이 바깥의 코일 부분으로 정의됨.)을 수용하기 위하여 도 3에 도시한 것과 같은 다이아몬드 형상이 때때로 채용된다. 이러한 코일과 그 제조 방법은 많은 교과서, 예를 들어, "교류 기기의 성능 및 디자인", 엠 지 세이, 1958년 피트먼사 간행 제3판에서 거론되고 있다.

다른 타입의 기기에 있어서, 코일은 단일한 치형(tooth) 또는 자극(pole)에 걸쳐 있다. 이러한 기기들은 전형적으로 돌출된(salient) 고정자 자극과 평행한 변의 자극을 가지므로, 성형기(former) 상에 코일을 권취하기 편리하며, 자극과 코일 사이에 적절한 절연을 가지면서 자극 상에 코일을 장착하는 것도 편리하다. 이러한 코일은 예를 들어, DC 기기 분야의 권선 및 스위치드 릴럭턴스(switched reluctance) 기기에서 발견된다. 이러한 기기용의 코일은 전형적으로 "좁은(narrow)" 프로파일을 가지는 점에 특징이 있는데, 즉 코일이 장착되는 자극에 수직인 코일의 폭은, 코일을 수용하는 슬롯 방향의 코일 전체 길이의 일부 비율로서, 보통 0.1 내지 0.6이다. 도3은 코일의 자기적 "능동적(active)" 길이, 즉 고정자 자극들 또는 치형들 사이의 코일 길이의 연장부를 도시한다.

도 4는 스위치드 릴럭턴스 기기용 고정자의 전형적인 단면도를 도시한다. 고정자 코어(40)는 일반적으로 원하는 프로파일의 층을 적층하여 형성된다. 코어는 "백-아이런(back-iron)"으로 불리는 환형의 외부(41)를 가지며, 여기서부터 고정 자극(42)이 직경 방향 안쪽으로 연장된다. 자극은 위상 권선을 형성하기 위해 일반적으로 반경 방향의 정반대 쌍에 연결된 코일(46)을 지지한다. 자극의 수 및 위상의 수는 설계자가 기기 사양을 가장 최적으로 충족하도록 선택하는 파라미터이다.

자극 사이에 형성되는 슬롯은 소정의 절연체와 열지어 있다. 일반적으로 절연 재료 시트로 만들어진 슬롯 라이너(liner; 45)가 사용된다. 코일은 일반적으로 성형기 상에 감겨진 다음 고정자로 전달되며, 슬롯 라이너 위에 배치된다. 하나의 자극을 둘러싸는 코일은 때로 두 개의 "코일 측면"(43,44)과, 고정자의 축 방향 단부에서 코일 측면들과 함께 만나는 두 개의 코일 단부 권선 (단면도에는 도시되지 않음)을 갖는 것으로 설명된다. 라이너들은 종종 동일한 슬롯에서 인접하는 코일의 코일 변위로 인하여 포개지며, "슬롯 웨지(slot wedge)" 또는 "탑 스틱(top stick)"으로 막은 부재(47)에 의해 제 위치에 고정된다.

도 4에 도시된 구조의 종류에 있어, 내측 단부에서 자극면 사이의 갭을 절반으로 하기 위하여 자극면에 대해 수직인 코일의 크기를 제한하는 것이 일반적이다. 이렇게 하면 코일이 고정자에 잘 끼워 맞춤될 수 있지만, 완성된 고정자에 공극(48;void)이 존재하게 된다. 이 공극은 코일 (따라서 위상 권선) 사이의 전기적 절연을 위해 좋은 반면, 일반적으로는 코일로부터 열을 제거하기 위한 낮은 열 임피던스를 제공하지는 못하기 때문에 열 측면에서는 불리하다. 코일이 직접 코일에 전달되는 냉각 유체에 의해 냉각되지 않는다면, 코일에서 발생하는 손실은 코일이 접촉하는 표면을 가로질러 자극측 또는 백 아이언으로 유출되어야 한다. 이 열은 고정자에 도달하기 전에 많은 절연체층 (와이어 자체 및 슬롯 라이너 주위)을 가로질러 통과해야 하므로 이들 표면으로부터 가장 멀리 있는 코일의 턴이 그들과 고정자 코어 사이에서 상대적으로 높은 열 임피던스를 가지게 된다. 그 결과, 코일의 최외측 코너는 통상적 코일의 나머지보다 훨씬 더 뜨거워지며, 이것은 종종 설계의 제한 요인이 된다.

그러므로, 손실이 고정자 코어에 대하여 효율적으로 제거되며, 보다 균일한 열 분포를 가지는 코일 설계가 필요하다.

본 발명은 첨부된 독립 청구항들로 정의된다. 바람직한 특징들은 종속 항들에 기재된다.

본 발명의 측면은 첨부된 독립 청구항에 명시되어 있다.

일부 실시예에서, 돌출 자극을 가지는 고정자를 구비한 전기 기기용의 코일은 전기 기기의 돌출 자극을 수용하기 위한 공간을 형성하기 위하여 도체로부터 권선된다. 도체는 폭과 두께, 폭의 두께에 대한 비율이 10보다 큰 종횡비를 갖는다. 도체의 폭은 코일 부분의 공간으로부터 멀어지는 방향으로 연장된다.

일부 실시예에서, 도체의 폭은 공간의 대향 측부의 각각의 코일의 각각의 부분내의 공간에서 멀어지는 각각의 방향으로 연장된다. 각각의 방향은 코일의 각각의 부분 사이의 공간을 양분하는 평면에 수직일 수 있다.

일부 실시예에서, 돌출 자극 고정자를 갖는 전기 기기에 대한 코일은, 도체의 길이에 수직인 두께 및 폭과, 두께에 대한 폭의 비율이 10보다 큰 종횡비를 가지는 도체로부터 권선된다. 코일은 각각의 끝단에서 각각의 단부에 의해 합류하는 코일 측면을 가지도록 형성된다. 코일 측면들은 단부에 대해 꼬여있다. 코일 측면은 단부에 대하여 실질적으로 90도로 꼬여질 수 있다.

일부 실시예에서, 돌출 자극 고정자를 갖는 전기 기기를 제공한다. 돌출 자극은, 자극 측면을 가지는데, 인접하는 자극들의 자극 측면은 이들 사이의 슬롯 양쪽에 배치되어 있다. 전기 기기는 도체의 길이에 수직인 폭 및 두께를 갖는 도체로부터 돌출 자극에 권선되는 코일을 갖는다. 두께에 대한 폭의 종횡비는 10보다 크다. 도체의 폭은, 자극 측면의 영역에서 돌출 자극의 자극 측면으로부터 멀어지는 방향으로 연장된다. 방향은 자극 측면에 실질적으로 수직일 수 있다.

바람직하게는, 평평한 리본 형상의 도체(즉 두께에 대한 폭의 비율이 특정치, 예를 들어 10보다 큰 종횡비를 가지는)로 이루어지는 코일을 제공함으로써 와이어 절연으로 표시되는 열전달 장벽이 폭 방향을 따라 제거될 수 있으며, 따라서, 코일을 형성하는 도체의 폭을 통하여, 효율적인 열교환이 발생할 수있다. 또한, 폭이 자극 측면에서 멀어지는 방향, 예를 들어 자극 측면에 수직 방향으로 연장되도록 도체를 배향시키면, 코일의 자유면과 자극 단부 사이의 거리가 증가함으로써 자극 측면의 단부에서 프린징 자속(fringing flux)에 의한 와전류의 발생을 감소시킨다. 이러한 배열은 따라서 열 냉각 효율과 결과물인 자기 회로의 효율을 조합시킨다.

일부 실시예에서, 전술한 바와 같이 도체를 사용하여 전기 기기용 코일을 제조하는 방법이 제공된다. 이 방법은 도체를 성형기 위에 권취하여 코일을 형성하는 것을 포함하는데, 도체의 두께는 성형기로부터 멀어지도록 연장된다. 코일은 각각의 끝단에서 각각의 단부에 의해 합류되는 코일 측면을 구비한다. 이 방법은 단부 중 하나의 단부에서 다른 하나의 단부까지의 방향을 따라 축 둘레로 코일을 벤딩하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 방법은, 작업이 완료 될 때 코일 측면이 실질적으로 공동 평면에 있는 어느 각도로 축 주위로 코일 측면을 벤딩하는 것을 포함한다. 이 방법은 90도보다 큰 각도로 축 주위로 코일 측면을 벤딩하는 것을 포함 할 수 있다.

상술한 실시예 중 어느 경우에도, 도체의 종횡비는 40보다 클 수 있으며, 50 또는 100보다도 클 수 있다. 전기 기기는 스위치드 릴럭턴스 기기일 수 있다.

본 발명은 여러 방법으로 실시될 수 있는데, 그 중 일부가 실시예로서, 그리고 이하 첨부하는 도면을 참조로 설명되는데 도면은 다음과 같다:
도 1은 라운드 와이어로 만들어진 밀접-패킹된 코일의 단면을 도시한 도면이다.
도 2는 사각형 와이어로 만들어진 밀접-패킹된 코일의 단면을 도시한다.
도 3은 분포형 권선을 위한 전형적인 다이아몬드 코일을 도시한다.
도 4는 스위치드 릴럭턴스 기기용의 일반적인 고정자의 부분 단면을 도시 한다.
도 5는 하나의 자극에 포일(foil)-권선된 코일이 있는 고정자의 일부를 확대 도시한 도면이다.
도 6은 포일-권선된 코일을 도시한다.
도 7a 및 도 7b는 일 실시예에 따른 코일의 양측면으로부터의 뷰(view)이다.
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 도 7의 코일의 코일 측면을 벤딩하는데 적합한 벤딩 도구를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 양태에 따라 포일-권선된 코일을 가진 고정자의 확대도이다.

전기 기기의 권선에서 나오는 손실의 발산은 냉각제 (예를 들어, 코일의 외부 표면을 지나 흐르는 공기) 또는 냉각기 표면 (예를 들면, 자극 측면 또는 백 아이런)에 이르는 열 경로의 존재 여부에 의존한다. 도 4는 저전압 스위치드 릴럭턴스 기기용의 전형적인 권선을 도시하며, 최외곽의 턴(49)에서 고정자 코어에 이르는 열 경로가 상대적으로 길다는 것을 알 수 있다. 기기가 전폐되면(totally enclosed; 즉, 손실이 고정자 코어 및 프레임을 통해 추출된다.), 고정자로부터 가장 멀리 떨어진 코일의 부분들이 고정자에 가까운 턴들보다 더 뜨겁게 가동되는 것이 일반적이다. 계산에 의하면, 구리의 열전도율은 398 W/mK이지만, 구리 와이어와 필요한 절연으로 만들어지는 열전도율 0.93 W /mK이다.

구리의 낮은 열 임피던스를 이용하는 한 가지 방법은 포일로부터 코일을 감고 도 5에 도시된 바와 같이, 자극에 배치하는 것인데, 도 5는 고정자의 부분 확대도이다. 이러한 맥락에서, "포일"은 그 두께에 대한 폭의 비율 (보통 종횡비라고 함)이10을 초과하는 도체로 간주된다. 산업 분야에서는 종횡비 40 또는 50의 것이 자주 이용된다. 그 형상 때문에 이 물질은 때때로 "리본 도체"로 알려져있다. 이 특정한 코일은 코일의 각각의 턴을 서로 절연시키기 위하여 포일의 한 측면에 부착된 얇은 절연시트(53)를 구비하는 구리 포일(52)로부터 권선되어 있다. 절연체는 예를 들어 Kapton상표로 듀폰사에서 판매되는 합성 폴리이미드 필름과 같은 공지된 유형 중 하나 일 수 있다. 포일의 가장자리에서 코일의 턴 사이의 단락을 방지하도록, 포일의 폭보다 약간 넓은 절연체를 제작하는 것이 통상적이다. 슬롯 절연체는 명확성을 위해 도면에서 생략되었다.

이러한 유형의 코일은, 각각의 턴이 아래 층의 턴들에 대하여 올바로 안착되었는지를 확인할 필요없이 고속으로 매우 간단한 성형기 상에 코일이 권취 될 수 있도록 하므로, 특히 권선 속도와 같은 면에서 몇 가지 장점을 가진다. 도 6은 이 방법으로 제조된 코일을 나타낸다. 포일 절연체는 도 6에서 생략되었다.

포일 도체(60)는, 도시한 형상을 제조하도록 축(68) 주위로 회전하는 성형기 둘레로 나선형으로 연속 권선된다. 통상의 방법에 따라, 코일은 최종권선(66,67)에 의해 연결되는 두 개의 코일 측면(64,65)을 가진다. 코일의 끝단(62,63)들은 기존의 방법으로 종결되어 와이어가 나오도록 되는데, 그 결과 코일은 통상의 방법으로 위상 권선을 형성하기 위하여 연결될 수 있다. 이들은 턴수가 비교적 적으므로 저전압 공급 기기에 특히 매력적이다. 다른 생산 방법은 환상의 코일을 제조하기 위하여 원형의 성형기상에 코일을 권선하고, 그 다음 코일 측면을 동시에 안으로 누르고 단부 권선을 밖으로 꺼냄으로써 도 6에 도시된 "레이스 트랙(racetrack)" 형상으로 코일을 성형하는 것이다.

도 6에 참조된 전술한 코일에 대해 명확히 하자면, 도체의 일부 길이가 코일의 턴을 형성하도록 권선되어 있다. 각 코일층에 오직 하나의 코일턴이 존재한다. 기준 평면(XX)은 코일의 축(68)을 통과하여 코일의 길이와 동일한 방향으로 연장된다. 코일 측면의 영역에서, 도체의 폭은 일반적으로 평면 XX에 평행한 평면에 놓여 있고, 도체의 두께는 XX에 직각으로 연장된다. 즉, 코일이 감길 때, 각각의 턴이 코일의 두께에 더해지며, 코일의 폭은 도체 (및 존재하는 어느 절연체)의 폭에 의해 결정된다.

그러나, 이러한 유형의 코일에서, 자극의 측면에 대한 코일 턴의 배향은 손실을 증대시키는 문제를 일으킬 수 있다. 도 5를 살펴보면, 기기의 에어갭에 가장 가까운 코일 부분이, 회전자 자극이 고정자 자극과 정렬되도록 이동할 때 프린징 자속(fringing flux)에 의해 도체 안에 생성되는 와류(eddy currents)에 민감하게 됨을 알 수 있다. 스위치드 릴럭턴스 기기에 대한 프린징 자속의 존재는 예를 들어, "이중-돌출형 모터의 최소 및 최고 인덕턴스 분석 평가", 코르다, 제이 & 스테픈슨, 제이엠, 스테핑 모터 및 시스템에 대한 국제 컨퍼런스, 리즈, 1979년 9월, 제50 내지 59쪽과 같은 문헌에 잘 기술되어 있는데, 이 문헌은 여기서의 참조로 본 개시에 통합된다. 자속에 의해 발생되는 와류는 포일의 상대적으로 큰 평면으로 순환하며, 도체 내 추가 손실을 가져온다. 이러한 이유로, 이러한 유형의 코일 구조는 자속 변화율이 매우 낮은 저속 기기를 제외하면 일반적으로는 선호되지 않는다.

이 문제에 대한 매력적인 해결책은 포일이 자극 측면에 대하여 수직으로 안착하도록, 90도로 포일을 회전시키고, 코일을 "가장자리 위에(on edge)" 권선하는 것이다. 그러나 포일의 큰 종횡비 때문에 포일이 비교적 타이트하게 강제로 벤딩될 때 충격을 받거나 찢어지게 되므로 코일의 끝단 주위로 포일을 형성하는 것은 불가능하다. 또한, 원래 장점이 상쇄될 정도로, 권선 속도가 매우 느리게 될 것이다.

도 7a 및 도 7b는 코일의 양측면으로부터 도시한 일 실시예에 따른 코일의 두 도면이다. 포일 코일 (70)은 용이하고 빠른 권취를 위해 코일(60)과 같은 방식으로 성형기 상에 권취되었다. 그러나, 자극 주위에 배치되기 전에, 코일의 측면(72,74)을 클램핑하고 90도로 회전시킴으로써 단부 권선에 대하여 코일 측면이 제작되었다. 단부 권선 형상은, 90도를 통한 코일 측면의 이동에 대응하도록 단부 권선의 각각의 층이 새로운 위치를 차지하므로, 이전보다 더욱 복잡해졌다. 형상의 이해를 돕기 위해, 도 7b는 코일 측면 및 단부 권선의 포일 방향에 대한 표시를 포함하고 있다.

도 8a, 도 8b 및 도8c는 코일 측면을 조작하는 방법을 제공하는 벤딩 도구의 개념도이다. 도 8a는 슬롯(82,84) 내에 수용된 코일 측면(72,74)를 가지는, 공구(80) 안에 위치한 코일(70)을 도시한다. 공구의 다른 양태에서는, 슬롯이 처음에는 공구 내에 코일을 수용할 정도로 넓고 그 다음 이동가능한 부재에 의하여 좁혀져 제 위치로 미끄럼 이동하여 코일 측면(72,74)을 긴밀하게 클램핑하도록 조정가능할 수 있다. 도 8b에 도시한 것처럼, 플레이트 (86,87)가 코일의 상부면을 수용하도록 공구의 상면에 고정된다. 슬롯(82,84)을 포함하는 공구(83,85)의 두 부분이 축 주위로 회전할 수 있는 아암(88,89) 상에 지지된다. 이들 아암은 원하는 평면으로 코일 측면을 비틀기 위하여 적당한 각도 회전한다. 구리 도체는 일반적으로 일정 정도 히스테리시스를 가지고 있으므로, 공구에서 놓여질 때 코일 측면이 원하는 위치가 되도록 90도 이상 코일 측면을 비틀 필요가 있을 것이다. 도 8c는 코일 측면이 90도 비틀린 위치에서의 공구를 나타낸다. 코일 생산의 통상의 기술자는 도시된 벤딩 공구 (80)가 대략적으로 도시된 것이며, 실제 공구는 이와 달라도, 원하는 코일 측면 조작을 계속 수행할 수 있음을 이해할 것이다.

도 9는 스위치드 릴럭턴스 기기의 고정자(92)의 자극(90)에 조립된 코일 (70)의 단면도를 도시한다. 명확성을 위해, 간극이 도면에서 과장되었지만 코일은 실제로는 타이트하게 패킹되며, 포일 주위의 모든 갭을 채우기 위해 조립 후 폴리에스테르 또는 수지 바니시로 함침될 것이다. 코일 측면의 포일의 폭 방향은 자극 측면에 대하여 90도 또는 이와 근사하며, 포일의 두께는 자극 측면에 평행하다. 전형적으로, 코일은 고정자 각각의 자극에 결합되며, 원하는 위상 권선수를 형성하도록 연결된다.

이 배열은 여러가지 장점이 있다. 도 9를 살펴보면, 코일의 어떤 부분에서도 자극 측면에 이르는 열 경로는 주로 포일 도체의 폭을 가로지른다는 것을 알 수 있다. 이 경로는 매우 낮은 열 임피던스를 가지므로, 열 발산이 좋다. 또한, 와이어-권선 코일에 비교하여 포일 코일로 매우 타이트하게 패키지할 수 있으므로, 도체의 주어진 단면적 대비 코일이 더 작다. 이로 인해 에어갭으로부터 코일이 더 컴팩트하게 안착되도록 할 수 있고, 나아가 와류 손실을 줄인다.

도 7 및 도 8은 최종 코일 형상을 생산하기 위하여 한 코일 측면이 시계 방향 회전하고, 다른 코일 측면은 반시계 방향으로 회전한 것을 도시한다. 최종 코일을 제조하기 위하여 코일 양 측면을 같은 방향으로 회전시키는 것 역시 동일하게 가능하다. 이 배열은 단부 권선이 도 7에 도시한 것과는 약간 다른 프로파일을 가지지만, 코일 측면에 대한 최종 결과는 동일, 즉 최종 코일의 코일 측면은 고정자 자극에 제공된 공간에 대하여 직각인 포일 도체의 폭을 가지게 된다.

통상의 기술자는 본 발명을 이탈하지 않고 개시된 구성의 변경, 특히 코일의 형상 및 벤딩 공구의 상세의 변경이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 개선된 열전도 및 감소된 와전류와 같은 장점은, 포일 도체의 폭이 자극 측면에 대해 90도 또는 이와 근사한 각도가 아닌 예를 들면 45도 또는 45도 및 90도 사이의 각도로 코일 측면이 배향되도록 하여 달성될 수 있다. 도체 포일의 가장자리가 자극 측면과 접촉하거나 인접하는 한, 코일면이 에어갭의 자속에 근접하는 것이 감소하므로 도 5 및 도 6의 배열과 비교하여 프린징 자속에 기인한 와전류를 감소시키면서 열 경로가 주로 도체의 폭을 가로질러 형성될 수 있음이 이해될 것이다.

따라서, 여러 실시예들의 상기 설명은 제한의 목적이 아니라 예시를 위한 것이다. 전술한 코일 설계 및 제조 방법에 대한 경미한 변경이 가해질 수 있음이 당업자에게 자명하다. 본 발명은 다음의 청구범위에 의해서만 제한된다.

Claims (15)

1. 돌출 자극(salient pole)을 가지는 고정자를 구비한 전기 기기용 코일로서, 상기 코일은 전기 기기의 돌출 자극을 수용하기 위한 공간을 형성하도록 도체로 권취되며, 상기 도체는 폭과, 두께와, 두께에 대한 폭의 비가 10보다 큰 종횡비를 가지며, 상기 폭은 상기 코일의 부분의 공간으로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 전기 기기용 코일.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 도체의 폭은 상기 공간의 두 개의 대향하는 측면 각각의 코일의 각각의 부분 내의 공간으로부터 각각 멀어지는 방향으로 연장되는 전기 기기용 코일.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 각각의 방향은 코일의 상기 각각의 부분 사이의 공간을 양분하는 평면에 수직인 전기 기기용 코일.
4. 돌출 자극(salient pole)을 가지는 고정자를 구비한 전기 기기용 코일로서, 상기 코일은 도체의 길이에 수직인 두께와, 폭과, 두께에 대한 폭의 비율이 10보다 큰 종횡비를 가지며, 상기 코일은 각각의 끝단에서 각각의 단부에 의해 합류하는 코일 측면을 가지도록 형성되며, 상기 측면은 상기 단부에 대하여 비틀어지는(twisted) 전기 기기용 코일.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 측면은 상기 단부에 대하여 실질적으로 90도 비틀어지는 전기 기기용 코일.
6. 돌출 자극을 가진 고정자와, 상기 돌출 자극 주위의 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 코일을 구비하는 전기 기기.
7. 돌출 자극(salient pole)을 가지는 고정자를 구비한 전기 기기로서, 상기 돌출 자극은 자극 측면(pole sides)을 가지며, 인접하는 자극의 상기 자극 측면은 측면 사이의 슬롯 양편에 배치되고, 상기 전기 기기는, 도체의 길이에 대하여 수직인 두께와, 폭과, 두께에 대한 폭의 비가 10보다 큰 종횡비를 가지는 도체로부터 상기 돌출 자극 주위로 권선되는 코일을 구비하며, 상기 도체의 폭은 상기 자극 측면의 영역 내의 상기 돌출 자극의 자극 측면으로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 전기 기기용 코일.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 방향은 상기 자극 측면에 실질적으로 수직인 전기 기기용 코일.
9. 도체의 길이에 대하여 수직인 두께와, 폭과, 두께에 대한 폭의 비가 10보다 큰 종횡비를 가지는 도체를 이용하여 전기 기기용 코일을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은:
   도체의 두께가 성형기로부터 멀어지게 연장되도록 된 코일을 형성하도록 성형기상에 도체를 권선하는 과정을 포함하며, 상기 코일은 각각의 끝단에서 각각의 단부에 의해 합류하는 코일 측면을 가지고;
   단부 중의 한 단부로부터 단부 중의 다른 단부로의 방향을 따라 축 주위로 각각의 상기 코일 측면을 벤딩하는 과정을 포함하는 전기 기기용 코일을 제조하는 방법.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 방법은 벤딩 공정이 완료될 때 코일 측면이 실질적으로 동일한 평면에 있도록 각각의 코일 측면을 각도를 주어 축 주위로 벤딩하는 과정을 포함하는 전기 기기용 코일을 제조하는 방법.
11. 제 9항 또는 제 10항에 있어서,
    각각의 코일 측면을 90도보다 큰 각도로 축 주위로 벤딩하는 과정을 포함하는 전기 기기용 코일을 제조하는 방법.
12. 종횡비가 40보다 큰, 제 1항 내지 제 11항 중의 어느 한 항의 코일, 전기 기기 또는 방법.
13. 종횡비가 50보다 큰, 제 1항 내지 제 12항 중의 어느 한 항의 코일, 전기 기기 또는 방법.
14. 종횡비가 100보다 큰, 제 1항 내지 제 13항 중의 어느 한 항의 코일, 전기 기기 또는 방법.
15. 기기가 스위치드 릴럭턴스 기기인, 제 1항 내지 제 14항 중의 어느 한 항의 코일, 전기 기기 또는 방법.

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