BR102016025420B1

BR102016025420B1 - Estator de máquina elétrica rotativa

Info

Publication number: BR102016025420B1
Application number: BR102016025420-5A
Authority: BR
Inventors: Shingo Nagai; Hiroyuki Hattori
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2015-11-04
Filing date: 2016-10-31
Publication date: 2022-08-23
Also published as: JP6299729B2; CN106655577A; US20170126086A1; EP3166209A1; BR102016025420A2; RU2638165C1; KR101883857B1; EP3166209B1; KR20170052497A; CN106655577B; MY179363A; JP2017093049A; US10116180B2

Abstract

ESTATOR DE MÁQUINA ELÉTRICA ROTATIVA. A presente invenção refere-se a um estator de máquina elétrica rotativa que inclui um núcleo de estator (12), uma bobina de enrolamento de multicamadas (14; 80; 82; 84), uma primeira camada de resina de isolamento (30, 31) e uma segunda camada de resina de isolamento (40a, 40b, 40c, 40d; 42a, 42b, 42c, 42d; 44; 48). A bobina de enrolamento de multicamadas (14; 80; 82; 84) é disposta com um número predeterminado de degraus na direção radial do dente. Cada degrau da bobina de enrolamento de multicamadas (14; 80; 82; 84) inclui uma bobina de camada mais baixa de um enrolamento e uma bobina de camada de superfície de outro enrolamento. A primeira camada de resina de isolamento (30, 31) é disposta entre o dente e a bobina de camada mais baixa ou entre um isolamento, que é fixado ao dentre e à bobina de camada mais baixa. A segunda camada de resina de isolamento (40a, 40b, 40c, 40d; 42a, 42b, 42c, 42d; 44; 48) é disposta localmente em porções curvadas da bobina de enrolamento de multicamadas (14; 80; 82; 84) que correspondem às porções de canto de quatro cantos da seção transversal retangular do dente. A segunda camada de resina de isolamento (40a, 40b, 40c, 40d; 42a, 42b, 42c, 42d; 44; 48) é disposta estendendo-se através de uma pluralidade de (...).

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO 1. Campo da Invenção

[0001] A invenção e refere-se a um estator de máquina elétrica rotativa. Mais particularmente, a invenção refere-se a um estator de máquina elétrica rotativa que usa resina para fixar uma bobina enrolada em torno de um núcleo de estator.

2. Descrição de Técnica Relacionada

[0002] Resina, tal como verniz, é usada para fixar uma bobina en rolada em torno de um estator de uma máquina elétrica rotativa. Por exemplo, a Publicação de Pedido de Patente Japonês No. 2010136571 (JP 2010-136571 A) descreve o uso de material isolante elétrico com alta condutância térmica entre os dentes e a bobina, e o uso de material isolante elétrico com baixa condutância térmica em porções tais como a extremidade de bobina, quando montando uma bobina formada em um estado de enrolada de antemão nos dentes e fixando-a aos mesmos, cobrindo com resina.

[0003] A Publicação de Pedido de Patente Japonês No. 2014 087225 (JP 2014-087225 A) descreve uma bobina enrolada em uma pluralidade de camadas em torno dos dentes, em que uma porção de camada inferior é impregnada com um verniz líquido de baixa viscosidade e uma resina na forma de pó é colocada sobre uma porção de camada de superfície, onde o verniz tende a não se acumular e, em seguida, aderido à mesma, assim, cobrindo a porção de camada de superfície.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0004] Com a fixação da bobina usando resina em um estator de máquina elétrica rotativa torna-se possível impedir a bobina de se mover quando há vibração externa ou uma flutuação de temperatura ou semelhante. Por outro lado, quando a bobina é coberta com resina, refrigerante ou semelhante não contatará diretamente a bobina, assim, o desempenho do resfriamento do estator de máquina elétrica rotativa diminui. Portanto, um estator de máquina elétrica rotativa em que a bobina é capaz de ser impedida de se mover, enquanto o desempenho do resfriamento é aperfeiçoado, permitindo o resfriamento direto com refrigerante ou semelhante, é desejado.

[0005] Um aspecto da invenção e refere-se a um estator de má quina elétrica rotativa que inclui um núcleo de estator, uma bobina de enrolamento de multicamadas, uma primeira camada de resina de isolamento e uma segunda camada de resina de isolamento. O núcleo de estator inclui um garfo de estator anular e uma pluralidade de dentes que se projetam em direção a um lado periférico interno do garfo de estator anular. A bobina de enrolamento de multicamadas é enrolada em torno de uma seção transversal retangular que é perpendicular a uma direção radial de cada dente. A bobina de enrolamento de multi- camadas é disposta com um número predeterminado de degraus na direção radial do dente. Cada degrau da bobina de enrolamento de multicamadas inclui uma bobina de camada mais baixa de um enrolamento e uma bobina de camada de superfície de outro enrolamento A primeira camada de resina de isolamento é disposta entre o dente e a bobina de camada mais baixa ou entre um isolamento que é fixado ao dente e a bobina de camada mais baixa. A segunda camada de resina de isolamento é disposta localmente em porções curvadas da bobina de enrolamento de multicamadas, que correspondem às porções de canto de quatro cantos da seção transversal retangular do dente. A segunda camada de resina de isolamento é disposta estendendo-se através de uma pluralidade de degraus da bobina de enrolamento de multicamadas.

[0006] Com o estator de máquina elétrica rotativa de acordo com este aspecto, a primeira camada de resina de isolamento é formada entre o dente ou o isolamento e a bobina de camada mais baixa e a bobina de camada mais baixa da bobina de enrolamento de multica- madas é fixada ao dente. Além disso, a segunda camada de resina de isolamento é formada localmente nas porções curvadas da bobina de enrolamento de multicamadas e estendendo-se através de cada um dos degraus, assim, os degraus da bobina de enrolamento de multi- camadas são fixados juntos. Também, a segunda camada de resina de isolamento é formada localmente nas porções curvadas de cada degrau e assim, não cobre toda a bobina de enrolamento de multica- madas. A porção não coberta pela segunda camada de resina de isolamento é resfriada diretamente por refrigerante ou semelhante. Como um resultado, o movimento da bobina é capaz de ser impedido enquanto se aperfeiçoa o desempenho do resfriamento. Também a quantidade de resina de isolamento que é usada é capaz de ser reduzida.

[0007] No estator de máquina elétrica rotativa de acordo com este aspecto, a segunda camada de resina de isolamento pode ser disposta estendendo-se através das porções curvadas que faceiam uma à outra, de duas das bobinas de enrolamento de multicamadas, que são dispostas em uma fenda entre os dentes que são adjacentes.

[0008] Com o estator de máquina elétrica rotativa de acordo com este aspecto, uma segunda camada de resina de isolamento é suficiente para as duas bobinas de enrolamento de multicamadas, assim, o número de horas de trabalho requeridas para formar as camadas de resina de isolamento é capaz de ser reduzido e a quantidade de resina de isolamento que é usada é capaz de ser ainda reduzida.

[0009] No estator de máquina elétrica rotativa de acordo com o aspecto descrito acima, a segunda camada de resina de isolamento também pode ser disposta entre a bobina de camada de superfície e uma bobina em um lado de camada inferior da bobina de camada de superfície, nas porções curvadas.

[00010] Com o estator de máquina elétrica rotativa de acordo com este aspecto, a segunda camada de resina de isolamento é fixada não só entre as bobinas de camada de superfície que se estendem através dos degraus, mas também entre cada camada de bobinas. Mesmo nesse momento, a segunda camada de resina de isolamento é formada localmente nas porções curvadas de cada degrau da bobina de enrolamento de multicamadas, assim, a porção não coberta pela segunda camada de resina de isolamento é resfriada diretamente pelo refrigerante ou semelhante. Como um resultado, mesmo se o número de camadas da bobina de enrolamento de multicamadas for aumentado, a bobina é capaz de ser impedida de se mover e o desempenho do resfriamento é capaz de ser aperfeiçoado.

[00011] No estator de máquina elétrica rotativa de acordo com o aspecto descrito acima, a segunda camada de resina de isolamento pode ser disposta estendendo-se através de cada um dos degraus da bobina de enrolamento de multicamadas, nas porções curvadas. Também, a segunda camada de resina de isolamento pode ser disposta entre uma superfície de parede no lado de garfo de estator anular de uma fenda entre os dentes, que são adjacentes e a bobina de camada de superfície.

[00012] Com o estator de máquina elétrica rotativa de acordo com esse aspecto, a segunda camada de resina de isolamento é formada não só se estendendo através de cada um dos degraus, mas também entre a superfície de parede no lado do garfo de estator da fenda e a bobina de camada de superfície. Como um resultado, mesmo se o número de camadas da bobina de enrolamento de multicamadas for aumentado, a bobina é capaz de ser impedida de se mover e o desempenho do resfriamento é capaz de ser aperfeiçoado.

[00013] De acordo com o estator de máquina elétrica rotativa des ses modos da invenção, a bobina é capaz de ser impedida de se mover enquanto o desempenho do resfriamento é aperfeiçoado.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00014] Características, vantagens e significado técnico e industrial de modalidades exemplificativas da invenção serão descritos abaixo com referência aos desenhos anexos, em que numerais semelhantes denotam elementos semelhantes e em que:

[00015] A figura 1 é um diagrama em blocos de um estator de máquina elétrica rotativa de acordo com uma modalidade exemplificativa da invenção;

[00016] a figura 2 é uma vista em perspectiva da porção A na figura 1;

[00017] a figura 3 é uma vista seccional tomada ao longo do plano B-B na figura 2;

[00018] a figura 4 é uma vista da direção C na figura 2;

[00019] a figura 5 é uma vista da disposição de uma primeira ca mada de resina de isolamento e de uma segunda camada de resina de isolamento para um enrolamento em um segundo degrau de um lado de base em direção a um lado de extremidade de ponta de um dente, em um enrolamento de bobina na figura 3;

[00020] a figura 6 é uma vista mostrando um formato de quadro da disposição da primeira camada de resina de isolamento e da segunda camada de resina de isolamento no enrolamento de duas camadas;

[00021] a figura 7 é uma vista mostrando um formato de quadro da disposição de uma primeira camada de resina de isolamento e uma segunda camada de resina de isolamento em um enrolamento de quatro camadas;

[00022] a figura 8 é uma vista mostrando um formato de quadro da disposição da primeira camada de resina de isolamento e da segunda camada de resina de isolamento em um enrolamento de quatro cama- das de acordo com outra modalidade exemplificativa;

[00023] a figura 9 é uma vista mostrando um formato de quadro da disposição da primeira camada de resina de isolamento e da segunda camada de resina de isolamento em um enrolamento de quatro camadas de acordo com outra modalidade exemplificativa; e

[00024] a figura 10 é uma vista de um exemplo modificado da estrutura mostrada na figura 1.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES

[00025] Daqui em diante, modalidades exemplificativas da invenção serão descritas em detalhes com referência aos desenhos anexos. Na descrição abaixo, um estator usado em uma máquina elétrica rotativa montada em um veículo é descrito, mas esse é apenas um exemplo para a descrição. Desde que o estator de máquina elétrica rotativa use uma bobina de enrolamento concentrada, o estator pode ser usado para outra finalidade. Na descrição abaixo, como a bobina de enrolamento concentrada, uma bobina de enrolamento de multicamadas, que usa um arame liso, é descrita, mas esse é apenas um exemplo para a descrição. Outro tipo de arame que não o arame liso, tal como um arame redondo tendo uma seção transversal circular ou um arame condutor tendo uma seção transversal elíptica também pode ser usado.

[00026] A forma, o número de dentes, o número de enrolamentos, e o material e similares descritos a seguir são meramente exemplos para a descrição, e podem ser adequadamente modificados para corresponder às especificações do estator da máquina elétrica rotativa. Por exemplo, como um enrolamento multicamadas, um enrolamento de duas camadas e um enrolamento de quatro camadas são descritos, mas estes são apenas exemplos para a descrição. O enrolamento multicamadas pode também ter um número de camadas que não seja duas ou quatro. Com o exemplo do enrolamento de duas camadas, o número total de enrolamentos de enrolamentos multicamadas é de oito, mas este também é apenas um exemplo. O número total de enrolamentos também pode ser um número diferente deste. Na descrição que se segue, os elementos semelhantes serão indicados por caracteres de referência iguais em todos os desenhos, e as descrições redundantes serão omitidas.

[00027] A figura 1 é uma vista da estrutura de um estator de máquina elétrica rotativa 10 usado em uma máquina elétrica rotativa montada em um veículo. A figura 2 é uma vista em perspectiva da porção A na figura 1. Na descrição abaixo, o estator de máquina elétrica rotativa 10 não está limitado particularmente e será referido como o "estator 10". A máquina elétrica rotativa que usa o estator 10 é uma máquina elétrica rotativa síncrona trifásica e é um motor gerador que funciona como um motor quando o veículo está ligando e funciona como um gerador quando o veículo está freando, de acordo com o controle de um circuito de acionamento. A máquina elétrica rotativa inclui o estator 10 mostrado na figura 1 e um rotor de forma anular disposto espaçado por uma distância predeterminada afastada, para o lado radial interno, do estator 10. O rotor não é mostrado na figura 1.

[00028] A figura 1 é uma vista de plano da direção axial do estator 10. O estator 10 inclui um núcleo de estator 12, uma bobina 14 que é encaixada no núcleo de estator 12 e tem uma extremidade de início de enrolamento 13 e uma extremidade de término de enrolamento 15 e um isolante 16 disposto entre o núcleo de estator 12 e a bobina 14.O estator 10 também inclui primeiras camadas de resina de isolamento 30 e 31 e segundas camadas de resina de isolamento 40a, 40b, 40c e 40d, que são usadas para fixação da bobina 14 (veja a figura 5). As primeiras camadas de resina de isolamento 30 e 31 e as segundas camadas de resina de isolamento 40c e 40d estão escondidas e, desse modo, não são mostradas na figura 1. A segunda camada de resina de isolamento 40d está escondida e, desse modo, não é mostrada na figura 2.

[00029] As figuras 1 e 2 são vistas mostrando uma direção circunfe- rencial, uma direção radial, e uma direção axial do núcleo de estator 12.A direção circunferencial é uma direção que segue a direção circun- ferencial do núcleo de estator 12, a direção radial é uma direção que segue um lado radial interno e um lado radial externo do núcleo de estator 12 e a direção axial é uma direção que segue o eixo central do núcleo de estator 12. Na direção axial, o lado (isto é, direção) que a extremidade de início de enrolamento 13 e a extremidade de término de enrolamento 15 da bobina 14 que é enrolado em torno do núcleo de estator 12 sai em seu lado dianteiro e o lado oposto (isto é, direção) é um lado não dianteiro. Isso também é o mesmo na figura 3 e em se-guida. A figura 1 é uma vista do lado dianteiro na direção axial.

[00030] O núcleo de estator 12 é uma parte magnética de forma anular e inclui um garfo de estator de forma anular 20 e uma pluralidade de dentes 22 que se projetam em direção ao lado periférico interno do garfo de estator 20. Os espaços entre dentes adjacentes 22 são fendas 24.

[00031] O núcleo de estator 12 é formado por um número predeterminada de placas finas magnéticas de forma anular 28, cada uma das quais inclui o garfo de estator 20 e os dentes 22 e é formada em um formato predeterminado de modo que as fendas 24 são formadas, as quais são empilhadas juntas. Folha de aço magnética pode ser usada como o material dessas placas finas magnéticas 28. Em lugar do corpo empilhado das placas finas magnéticas 28, um corpo feito de pó magnético que foi formado em um formato predeterminado pode ser usado.

[00032] A bobina 14 é uma bobina de enrolamento concentrado e é uma bobina de enrolamento de multicamadas, em que um enrolamen- to de fase única foi enrolado em torno de um dente único 22 um número predeterminado de vezes por enrolamento de multicamadas. As bobinas 14 de fases diferentes são dispostas em uma fenda 24 entre dentes adjacentes 22.

[00033] Uma bobina de enrolamento de multicamadas é uma bobina em que um fio condutor é enrolado continuamente em torno de uma seção transversal retangular que é perpendicular à direção radial do dente 22 e é disposta enrolada com um número predeterminado de degraus na direção radial do dente 22, com cada degrau sendo formado por uma pluralidade de camadas de bobina. Em outras palavras, a bobina 14, que é uma bobina de enrolamento de multicamadas, é uma bobina em que um fio condutor revestido com isolamento é enrolado por um número predeterminado de degraus com um número predeterminado de camadas por meio de enrolamento de multicamadas, para formar um número total predeterminado de enrolamentos. Quando o número de camadas é dois, a bobina é referida como uma bobina de enrolamento de multicamadas e quando o número de camadas é quatro, a bobina é referida como uma bobina de enrolamento de quatro camadas.

[00034] Daqui em diante, toda uma bobina de enrolamento de mul- ticamadas que é enrolada em torno de um dente 22 simplesmente será referida como a "bobina 14", independente do número de camadas e um enrolamento de cada camada que forma a bobina 14 será referido como a "bobina de camada inferior" ou a "bobina de camada de superfície" ou semelhante. O exemplo nas figuras 1 e 2 mostra a bobina 14 de uma bobina de enrolamento de duas camadas tendo duas camadas, quatro degraus e um total de oito enrolamentos. A maneira em que o fio condutor da bobina 14 que é a bobina de enrolamento de duas camadas é enrolado será descrita mais tarde com referência às figuras 3 e 4.

[00035] Como o fio condutor revestido com isolamento da bobina 14, fio de cobre, fio de uma liga de cobre -estanho ou um fio de liga de cobre- estanho revestida com prata ou semelhante pode ser usado. Como o arame, arame liso, tendo uma forma seccional transversal em geral retangular, é usado. Como o revestimento de isolamento, um revestimento de esmalte de poliamida-imida é usado. Em lugar disso, poliéster-imida, poli-imida, poliéster ou formal ou semelhante podem ser usados,

[00036] Uma bobina 14 é encaixada em cada dente 22 do núcleo de estator 12. No exemplo mostrado na figura 1, com o núcleo de estator 12, há três dentes de fase U 22, três dentes de fase-V 22 e três dentes de fase-W 22 e uma bobina 14 é encaixada em cada um desses nove dentes 22. Com relação aos dentes 22 nos quais as bobinas 14 são encaixadas, na figura 1, caracteres de referência U1 a U3 denotam os dentes de fase-U 22, caracteres de referência V1 a V3 denotam os dentes de fase-V 22 e caracteres de referência W1 a W3 denotam os dentes de fase-W 22. A figura 2 é uma vista da bobina U1 na porção A da figura 1 extraída da figura 1.

[00037] Duas bobinas 14 da mesma fase são conectadas juntas por um fio de conexão ou semelhante, não mostrado. Por exemplo, as bobinas 14 que são encaixadas nos dentes U1 a U3, usados para a fase- U são conectadas juntas por fios de conexão para formar uma bobina única de fase-U e uma extremidade dessa bobina de fase-U é conectada a um terminal-U de uma linha de energia. Similarmente, as bobinas 14 encaixadas nos dentes V1 a V3 usados para a fase-V são conectadas juntas por meio de fios de conexão para formar uma bobina única de fase-V e uma extremidade dessa bobina de fase-V é conectada a um terminal-V da linha de energia e as bobinas 14 encaixadas nos dentes W1 a W3 usados para a fase-W são conectadas juntas através de fios de conexão para formar uma bobina única de fase-W.e uma extremidade dessa bobina de fase-W é conectada a um terminal- W da linha de energia. As outras extremidades da bobina de fase-U, a bobina de fase-V e a bobina de fase-W são conectadas juntas para formar um ponto neutro.

[00038] O isolamento 16 é um corpo isolante que tem uma forma cilíndrica e é disposto entre a bobina de camada mais baixa da bobina 14 e o núcleo de estator 12, que faceiam um ou outro. O isolamento 16 é fixado ao núcleo de estator 12 por meios de fixação, como adesivo. Uma folha tendo propriedades de isolamento elétrico que foi formada em um formato predeterminado pode ser usada para o isolamento 16. Além de papel, uma película de plástico pode ser usada como a folha tendo propriedades de isolamento elétrico. Quando o desempenho do isolamento elétrico do revestimento de isolamento da bobina 14 é suficiente, o isolamento 16 pode ser omitido. Nesse momento, a bobina 14 é disposta faceando diretamente a superfície periférica do dente 22. Na descrição abaixo, o isolamento 16 será proporcionado.

[00039] As figuras 3 e 4 são vistas ilustrando a maneira em que o fio condutor da bobina 14, que é a bobina de enrolamento de duas camadas, é enrolado. A figura 3 é uma vista seccional tomada ao longo do plano B- B na figura 2 e a figura 4 é uma vista da direção C na figura 2. A linha B’ - B’ na figura 4 corresponde ao plano B-B.

[00040] Conforme mostrado nas figuras 3 e 4, um arame liso, tendo uma forma seccional transversal retangular é usado para a bobina14. Uma seção transversal do dente 22 que é perpendicular à direção radial é retangular e o dente 22 tem uma forma afunilada em que uma dimensão da largura na direção circunferencial do retângulo, gradualmente, se torna menor do lado de base em direção ao lado de extremidade de ponta na direção radial. O isolamento 16 inclui uma porção cilíndrica 16a que segue a forma do dente 22,e uma porção de superfície de parede 16b que tem um furo atravessante através do qual o dente 22 passa e que contata o garfo de estator 20. Degraus em forma de escada são proporcionados na superfície lateral na direção axial da porção cilíndrica 16a de modo que a forma de arame liso da bobina 14 corresponde à forma afunilada do dente 22. Também, uma porção de extensão 17 que se projeta para fora para corresponder à porção curvada da bobina 14 é proporcionada em ambos os lados extremos da porção cilíndrica 16a na direção axial. Daqui em diante, a menos que de outro modo especificado, nenhuma distinção será feita entre a porção clíndrica16a, a porção de superfície de parede 16b e as porções de extensão 17 e essas serão referidas, simplesmente, como o "isolamento 16".

[00041] Nas figuras 3 e 4, cada enrolamento da bobina 14, que tem um total de oito enrolamentos, é denotado por um número com uma seta. Por exemplo, "1 com uma seta" indica um primeiro enrolamento que começa da extremidade de início de enrolamento 13 e "2 com uma seta" indica um segundo e que continua do primeiro enrolamento. Isso continua com "3 com uma seta" e assim por diante, até "8 com uma seta" que indica o oitavo enrolamento, que termina na extremidade de término de enrolamento 15. "1-seta-2" indica uma porção onde há uma transição do primeiro enrolamento ao segundo enrolamento. Similarmente, "4-seta-5", "5-seta-6" e "7-seta-8" indicam uma porção onde há uma transição do quarto enrolamento para o quinto enrola-mento, uma porção onde há uma transição do quinto enrolamento para o sexto enrolamento e uma porção onde há uma transição do sétimo enrolamento para o oitavo enrolamento, respectivamente. As figuras 1 e 5 também são similares quanto a esse respeito.

[00042] Na bobina 14, que é uma bobina de enrolamento de duas camadas, a pluralidade de degraus dispostos enrolados em torno, na direção radial do dente 22, estão na ordem de primeiro degrau, segundo degrau, terceiro degrau e quarto degrau, a partir do lado de base, no lado de garfo de estator 20 do dente 22 em direção ao lado de extremidade de ponta do dente 22, conforme mostrado na figura 3. Com relação ao enrolamento de duas camadas em cada degrau, a bobina de enrolamento no lado do dente 22 será referida como a "bobina de camada mais baixa 60" e a bobina de enrolamento no lado de fora da bobina de camada mais baixa 60 será referida como a "bobina de camada de superfície 70".

[00043] Conforme mostrado na figura 3, no primeiro degrau, um primeiro enrolamento 1 é enrolado como uma bobina de camada de superfície 70 da extremidade de início de enrolamento 13 e um segundo enrolamento 2 que continua a partir do primeiro enrolamento 1 é enrolado como uma bobina de camada mais baixa 60. No segundo degrau, um terceiro enrolamento 3 que continua a partir do segundo enrolamento 2 é enrolado como uma bobina de camada mais baixa 60 e um quarto enrolamento 4 que continua a partir do terceiro enrolamento 3 é enrolado como uma bobina de camada de superfície 70. No terceiro degrau, um quinto enrolamento 5, que continua a partir do quarto enrolamento 4 é enrolado como uma bobina de camada de superfície 70 e um sexto enrolamento 6 que continua a partir do quinto enrolamento 5 é enrolado como uma bobina de camada mais baixa 60. No quarto degrau, um sétimo enrolamento 7, que continua a partir do sexto enrolamento 6, é enrolado como uma bobina de camada mais baixa 60 e um oitavo enrolamento 8, que continua a partir do sétimo enrolamento 7 é enrolado como uma bobina de camada de superfície 70 e se torna a extremidade de término de enrolamento 15.

[00044] Com essa maneira de enrolamento, enrolamento de duas camadas da bobina de camada mais baixa 60 e da bobina de camada de superfície 70 é realizado no mesmo degrau e degraus diferentes são conectados juntos pelas bobinas de camada mais baixa 60 ou as bobinas de camada de superfície 70. Portanto, o comprimento global do fio condutor é capaz de ser o mais curto na disposição de múltiplos degraus do enrolamento de duas camadas. Por outro lado, enrolamento da bobina de camada mais baixa 60 é realizado após o enrolamento da bobina de camada de superfície 70 é realizado no mesmo degrau, assim, é difícil enrolar, continuamente, o fio condutor diretamente em torno do dente 22. Com a bobina 14 enrolada dessa maneira, é mais preferível empregar um método em que um fio condutor é formado em uma bobina cassete, usando um gabarito, tal como uma forma de enrolamento de antemão e a bobina cassete formada é, então, encaixada no dente 22, em lugar de enrolar a bobina 14 diretamente em torno do dente 22.

[00045] Conforme mostrado na figura 4, o estado visto do lado de extremidade de ponta do dente 22 é uma forma de enrolamento um pouco complexa que reflete a maneira de enrolamento mostrada na figura 3. Na figura 4, porções curvadas 50a, 50b, 50c e 50d nos quatro cantos do enrolamento da bobina 14 que é uma bobina de enrolamento de duas camadas estão localizações correspondentes às porções de canto 52a, 52b, 52c e 52d dos quatro cantos da seção transversal retangular do dente 22. Nas porções curvadas 50a, 50c e 50d, a posição de altura na direção axial de todos os enrolamentos é a mesma. Em contraste, na porção curvada 50b, a altura na direção axial da porção curvada na transição do terceiro enrolamento 3 para o quarto en-rolamento 4 e da porção curvada na transição do sétimo enrolamento 7 para o oitavo enrolamento 8 é diferente da altura na direção axial da porão curvada na transição do quarto enrolamento 4 para o quinto enrolamento 5. Isso é porque, embora a porção na transição do terceiro enrolamento 3 para o quarto enrolamento 4 e porção na transição do sétimo enrolamento 7 para o oitavo enrolamento 8 permanecem na altura da bobina de camada mais baixa 60 na direção axial, a porção na transição do quarto enrolamento 4 para o quinto enrolamento 5 está na altura da bobina de camada de superfície 70, conforme mostrado na figura 3.

[00046] A figura 5 é uma vista da porção de enrolamento no segundo degrau tomada da figura 3, que mostra a relação posicional das primeiras camadas de resina de isolamento 30 e 31 e das segundas camadas de resina de isolamento 40a, 40b, 40c e 40d. Na figura 5, a folga entre o isolante 16 e a bobina de camada mais baixa 60 e a folga entre a bobina de camada mais baixa 60 e a bobina de camada de superfície 70 são mostradas excessivamente amplas. No segundo degrau mostrado na figura 5, a bobina de camada mais baixa 60 é a bobina denotada por "3 com uma seta" e a bobina de camada de superfície 70 é a bobina denotada por "4 com uma seta".

[00047] As primeiras camadas de resina de isolamento 30 e 31 e as segundas camadas de resina de isolamento 40a, 40b, 40c e 40d são ambas proporcionadas para impedir a bobina 14 de se mover. As primeiras camadas de resina de isolamento 30 e 31 fixam a bobina 14 no isolante 16, enquanto as segundas camadas de resina de isolamento 40a, 40b, 40c e 40d fixam, localmente, as bobinas de camada de superfície 70 dos degraus da bobina 14 uma à outra. A razão pela qual as segundas camadas de resina de isolamento 40a, 40b, 40c e 40d não cobrem completamente as bobinas de camada de superfície 70 é expor a bobina 14 e aperfeiçoar a dissipação de calor com refrigerante ou semelhante.

[00048] As primeiras camadas de resina de isolamento 30 e 31 são formadas entre a bobina denotada "3 com uma seta" que é a bobina de camada mais baixa 60 e o isolante 16. A primeira camada de resina de isolamento 30 é formada por derramamento de uma resina líquida predeterminada na folga entre a bobina de camada mais baixa 60 e a bobina de camada de superfície 70 do lado de extremidade de ponta do dente 22 por meios como injeção ou gotejamento, após o encaixe da bobina 14 no isolante 16. Como a resina líquida predeterminada, resina de isolamento com uma viscosidade relativamente baixa é usada, de preferência, de modo que ela se espalhará e infiltrará na folga entre todas as bobinas de camada mais baixa 60 do quarto degrau para o primeiro degrau e o isolante 16. Por exemplo, um verniz com uma viscosidade relativamente baixa pode ser usado. A resina de isolamento é uma resina que tem propriedades de isolamento elétrico.

[00049] A primeira camada de resina de isolamento 30 é formada entre uma superfície lateral na direção axial do isolante 16 e a bobina de camada mais baixa 60 de cada degrau e a primeira camada de resina de isolamento 31 é formada entre as porções que se estendem 17 do isolante 16 e a bobina de camada mais baixa 60 de cada degrau. No exemplo mostrado na figura 5, a primeira camada de resina de isolamento 30 e a primeira camada de resina de isolamento 31 são formadas separadas uma da outra, mas também podem ser formadas conectadas juntas.

[00050] As segundas camadas de resina de isolamento 40a, 40b, 40c e 40d são formadas localmente, em localizações correspondentes às porções curvadas 50a, 50b, 50c e 50d, respectivamente, dos quatro cantos denotados por "4 com uma seta" que é a bobina de camada de superfície 70. Uma camada de resina de isolamento não é formada entre a porção curvada 50a e a porção curvada 50b, entre a porção curvada 50b e a porção curvada 50c, entre a porção curvada 50c e a porção curvada 50d e entre a porção curvada 50d e a porção curvada 50a. As segundas camadas de resina de isolamento 40a, 40b, 40c e 40d são formadas estendendo-se através das bobinas de camada de superfície 70 dos degraus. Portanto, na bobina de enrolamento de duas camadas 14, as bobinas de camada de superfície 70 dos degraus são conectadas juntas por meio de resina de isolamento. Aqui, as porções curvadas 50a a 50d são localizações que se estendem através da direção axial, da direção radial e da direção circunferencial da bobina 14. Portanto, o fornecimento das segundas camadas de resina de isolamento 40a, 40b, 40c e 40d nas porções curvadas 50a a 50d dos quatro cantos torna possível inibir, mesmo mais efetivamente, o movimento da bobina 14, comparado a quando são proporcionadas em quatro localizações de porções lineares da bobina 14, por exemplo.

[00051] As segundas camadas de resina de isolamento 40a, 40b, 40c e 40d são dispostas por meios tais como a aplicação de uma resina predeterminada do lado de fora da bobina de camada de superfície 70 da bobina 14. Como a resina predeterminada, uma resina líquida de isolamento com uma viscosidade relativamente alta, uma resina de isolamento semissolidificada, uma resina de isolamento de espuma que se espuma (isto é, se expande) quando aquecida ou uma resina de isolamento em pó que circula e endurece quando aquecida ou semelhante pode ser usada. Quando o derramamento da resina para formar as primeiras camadas de resina de isolamento 30 e 31 e a disposição para formar as segundas camadas de resina de isolamento 40a, 40b, 40c e 40d são acabadas, o aquecimento é realizado para endurecer a resina. Esse aquecimento endurece as primeiras camadas de resina de isolamento 30 e 31 e as segundas camadas de resina de isolamento 40a, 40b, 40c e 40d, de modo que as bobinas de camada mais baixa 60 nos degraus da bobina 14 são fixadas no iso- lante 16 e as bobinas de camada de superfície 70 nos degraus da bobina 14 são conectadas juntas em um estado fixo.

[00052] Há diversas maneiras de enrolar uma bobina de enrolamento de duas camadas, outras que não aquelas descritas com referência às figuras 3 e 4, dependendo das especificações do estator 10. Por exemplo, no primeiro degrau 1, a bobina de camada mais baixa 60 é primeiro enrolada em torno do dente 22 e, então, a bobina de camada de superfície 70 é enrolada no topo da bobina de camada mais baixa 60. Então, da bobina de camada de superfície 70 no primeiro degrau 1, a bobina se move para o segundo degrau 2, onde a bobina de camada mais baixa 60 é primeiro enrolada no segundo degrau 2 e, então, a bobina de camada de superfície 70 do segundo degrau 2 é enrolada no topo da bobina de camada mais baixa 60 e assim por diante. De acordo com esse método, o comprimento global do fio condutor é bastante longo, mas a bobina 14 é capaz de ser enrolada por um método de enrolamento direto no lado do dente 22, sem formar uma bobina cassete.

[00053] Também, uma bobina de enrolamento de duas camadas da bobina de camada mais baixa 60 e da bobina de camada de superfície 70 também é capaz de ser formada usando um método em que dois fios condutores são sobrepostos e enrolados uma vez em torno, exatamente em uma montagem de fio condutor. Com esse método, a extremidade de início de enrolamento e a extremidade de término de enrolamento são, cada uma, dois fios condutores, assim, um processo para fazer uma conexão em série ou uma conexão em paralelo nas extremidades da bobina e semelhante é necessário, mas o enrolamento pode ser realizado por um método de enrolamento direto no lado do dente 22.

[00054] Há também um método que não envolve a formação da bobina de camada mais baixa 60 e da bobina de camada de superfície 70 em cada degrau. Com esse método, a bobina de camada mais baixa 60 é enrolada com um número predeterminado de degraus do lado de base em direção ao lado de extremidade de ponta do dente 22 e, então, a bobina de camada de superfície 70 é enrolada com um número predeterminado de degraus do lado de extremidade de ponta em direção ao lado de base do dente 22. Com esse método, com um enrolamento de duas camadas, a extremidade de início de enrolamento e a extremidade de término de enrolamento estão ambas no lado de ba se do dente 22, mas o enrolamento é capaz de ser realizado por um método de enrolamento direto no dente 22

[00055] Na descrição acima, um enrolamento de duas camadas é descrito, mas há, similarmente, diversos métodos de enrolamento de multicamadas para um enrolamento de multicamadas, igualmente. Dependendo do método, o enrolamento direto no lado do dente 22 pode ser difícil, assim, uma bobina cassete pode ser formada e usada. Também, dependendo do método, a altura na direção axial da bobina em cada degrau na porção curvada 50b e semelhantes pode ser desigual. As primeiras camadas de resina de isolamento 30 e 31 e as segundas camadas de resina de isolamento 40a, 40b, 40c e 40d descritas com referência às figuras 1, 2 e 5 são capazes de serem aplicadas, independente de qual método de enrolamento de multicamadas é usado.

[00056] Como mostrado na figura 5, nem as primeiras camadas de resina de isolamento 30 e 31 ou as segundas camadas de resina de isolamento 40a, 40b, 40c, e 40d são formadas na folga entre a bobina de camada mais baixa 60 e a bobina de camada de superfície 70. O comprimento de uma porção de conexão 54 da bobina de camada mais baixa 60 e da bobina de camada de superfície 70 é curto, mas a rigidez da porção de conexão 54 é bastante alta, assim, a bobina 14 é capaz de ser impedida de se mover, mesmo se o espaço entre a bobina de camada mais baixa 60 e a bobina de camada de superfície 70 for deixado como uma folga.

[00057] A figura 6 é uma vista mostrando um formato de quadro da bobina 14 do enrolamento de duas camadas. Com a bobina 14 do enrolamento de duas camadas, a bobina de camada mais baixa 60 é fixada no isolamento 16 pelas primeiras camadas de resina de isolamento 30 e 31 e as bobinas de camada de superfície 70 são fixadas e integradas juntas através da pluralidade de degraus pelas segundas camadas de resina de isolamento 40a, 40b, 40c e 40d. A bobina de camada de superfície 70 são conectadas pela porção de conexão 54, assim, a porção de conexão 54 atua como resistência ao movimento da bobina de camada de superfície 70 com relação à bobina de camada mais baixa 60. Se a rigidez como a resistência é suficientemente elevada devido ao comprimento da porção de conexão 54 ser curto ou semelhante, a bobina de camada de superfície 70 é capaz de ser impedida de se mover com relação à bobina de camada mais baixa 60.

[00058] Se a rigidez da porção de conexão 54 se torna relativamente baixa com relação à força externa, tal como vibração devido, por exemplo, ao aumento do número total de enrolamentos da bobina 14 ou ao aumento do número de degraus ou ao aumento do número de porções de conexão 54 ou ao aumento do seu comprimento, o movimento da bobina de camada de superfície 70 com relação à bobina de camada mais baixa 60 pode não ser capaz de ser impedido suficientemente. Um exemplo disso é ilustrado com uma bobina 80 de um enrolamento de quatro camadas em um formato de quadro na figura 7.

[00059] A bobina 80 na figura 7 é um enrolamento de quatro camadas, assim, a bobina de enrolamento que é disposta mais perto do lado do dente 22 e fixada pelas primeiras camadas de resina de isolamento 30 e 31 será referida como uma bobina de camada mais baixa 60. Também, a bobina de enrolamento que é disposta mais distante no lado de superfície e em que os enrolamentos nos degraus são fixados pelas segundas camadas de resina de isolamento 40a, 40b, 40c e 40d será a bobina de camada de superfície 70. As duas bobinas de enrolamento que são dispostas entre a bobina de camada mais baixa 60 e a bobina de camada de superfície 70 serão referidas como bobinas de camada intermediária 61 e 62. A bobina de camada mais baixa 60 e a bobina de camada de superfície 70 da bobina 80 na figura 7 são conectadas por três porções de conexão 54, 55 e 56, assim, a rigidez com que a bobina de camada mais baixa 60 e a bobina de camada de superfície 70 são conectadas é menor do que com a bobina 14 na figura 6. Como um resultado, o movimento da bobina de camada de superfície 70 com relação à bobina de camada mais baixa 60 pode não ser capaz de ser impedido suficientemente.

[00060] A figura 8 é uma vista de um exemplo de uma estrutura de uma bobina 82 que é uma bobina de enrolamento de quatro camadas, em que o movimento da bobina de camada de superfície 70 com relação à bobina de camada mais baixa 60 é capaz de ser efetivamente impedido. Aqui, as segundas camadas de resina de isolamento 42a, 42b, 42c e 42d são formadas não só nas porções curvadas 50a, 50b, 50c e 50d da bobina de camada de superfície 70, mas também entre as bobinas de camada intermediária 62 e 61 e a bobina de camada mais baixa 60 no seu lado de camada mais baixa. Isto é, as segundas camadas de resina de isolamento 42a, 42b, 42c e 42d são todas formadas entre a bobina de camada de superfície 70 e a bobina de camada intermediária 62, entre a bobina de camada intermediária 62 e a bobina de camada intermediária 61 e entre a bobina de camada intermediária 61 e a bobina de camada mais baixa 60. Como um resultado, a bobina de camada de superfície 70 é fixada à bobina de camada mais baixa 60 pelas segundas camadas de resina de isolamento 42a, 42b, 42c e 42d via as bobina de camada intermediária 62 e 61, assim, o movimento da bobina de camada de superfície 70 com relação à bobina de camada mais baixa 60 é capaz de ser inibido, efetivamente.

[00061] As segundas camadas de resina de isolamento 42a, 42b, 42c e 42d são dispostas por meios tais como a aplicação de uma resina predeterminada do lado de fora da bobina de camada de superfície 70 da bobina 82. Como a resina predeterminada, uma resina líquida de isolamento, tendo uma viscosidade que é adequadamente menor do que a das segundas camadas de resina de isolamento 40a, 40b, 40c e 40d descritas com referência às figuras 5 e 6 pode ser usada. Nesse caso, as segundas camadas de resina de isolamento 42a, 42b, 42c e 42d são dispostas separadas uma da outra e, nessas regiões de separação, as superfícies no lado de camada de superfície da bobina de camada de superfície 70, das bobinas de camada intermediária 62 e 61 e a bobina de camada mais baixa 60 são expostas no estado de fio condutor revestido com isolamento. Como um resultado, o desempenho de resfriamento por meio de refrigerante ou semelhante é capaz de ser assegurado.

[00062] A figura 9 é uma vista de um exemplo de outra estrutura de uma bobina 84 que é uma bobina de enrolamento de quatro camadas, em que o movimento da bobina de camada de superfície 70 com relação à bobina de camada mais baixa 60 é capaz de ser impedido, efetivamente. A figura 9 é uma vista seccional que corresponde a uma vista seccional tomada ao longo da linha D - D na figura 7. As segundas camadas de resina de isolamento 40a, 40b, 40c e 40d na figura 8 não aparecem na vista seccional tomada ao longo da linha D-D e, assim, são indicadas pela linha de dois traços curtos e longo alternados.

[00063] Conforme mostrado na figura 9, uma segunda camada de resina de isolamento 44 inclui, além das porções das segundas camadas de resina de isolamento 40a, 40b, 40c e 40d descritas com referência à figura 8, uma camada de resina de isolamento 46 que é formada entre uma superfície de parede no lado do garfo de estator 20 da bobina 84 e uma porão de superfície de parede 16 do isolante 16. A camada de resina de isolamento 46 adicional é formada conectada integralmente com cada uma das segundas camadas de resina de isolamento 40a, 40b, 40c e 40d e as primeiras camadas de resina de isolamento 30 e 31. Como um resultado, a bobina de camada de superfície 70 é fixada à bobina de camada mais baixa 60 via a camada de resina de isolamento 46 adicional, assim, o movimento da bobina de camada de superfície 70 com relação à bobina de camada mais baixa 60 é capaz de ser inibido, efetivamente.

[00064] Os métodos descritos com referência às figuras 8 e 9 são aplicados às bobinas de enrolamento de quatro camadas, mas não estão assim limitados. Isto é, esses métodos podem ser aplicados quando a rigidez da porção de conexão 54 com relação a uma força externa, como vibração, é relativamente baixa devido, por exemplo, ao aumento do número total de enrolamentos da bobina 14, ou o aumento do número de porções de conexão 54, ou um aumento de seu comprimento. Por exemplo, os métodos descritos com referência às figuras 8 e 9 também podem ser aplicados adequadamente a um enrolamento de duas camadas, bem como quando for necessário aumentar a rigidez da porção de conexão 54 devido ao método de enrolamento ou alguma outra razão.

[00065] Um estator 11 mostrado na figura 10 é um exemplo modificado da estrutura mostrada na figura 1. No estator 11, uma segunda camada de resina de isolamento 48 é formada estendendo-se através de porções curvadas que faceiam uma à outra, de duas bobinas 14 dispostas na mesma fenda 24. A segunda camada de resina de isolamento 48, formada estendendo-se através de duas porções curvadas 50a e 50b que faceiam uma à outra, das duas bobinas 14 na mesma fenda 24, dentre as quatro porções curvadas 50a, 50b, 50c e 50d descritas com referência à figura 4, são mostradas no lado dianteiro na figura 10.Embora não mostrado na figura 10, uma segunda camada de resina de isolamento formada estendendo-se através de duas porções curvadas 50c e 50d que faceiam uma à outra, das duas bobinas 14 na mesma fenda 24, estão no lado não dianteiro. O uso da estrutura mostrada na figura 10 torna possível reduzir a quantidade de resina de isolamento que é usada e ainda reduzir o número de horas de trabalho requeridas para aplicar a resina de isolamento e semelhantes.

Claims

1. Estator de máquina elétrica rotativa (10, 11) compreendendo: um núcleo de estator (12) que inclui um garfo de estator anular (20), e uma pluralidade de dentes (22) que se projetam em direção a um lado periférico interno a partir do garfo de estator anular (20); uma bobina de enrolamento de multicamadas (14; 80; 82; 84) que é enrolada em torno de uma seção transversal retangular que é perpendicular a uma direção radial de cada dente (22), a bobina de enrolamento de multicamadas (14; 80; 82; 84) sendo disposta com um número predeterminado de degraus na direção radial de cada dente, cada degrau da bobina de enrolamento de multicamadas (14; 80; 82; 84) incluindo uma bobina de camada mais baixa de um enrolamento e uma bobina de camada de superfície (70) de outro enrolamento; e uma primeira camada de resina de isolamento (30, 31) que está disposta entre cada dente e a bobina de camada mais baixa (60), ou entre um isolante (16) que é fixado a cada dente (22) e à bobina de camada mais baixa (60); caracterizada pelo fato de que compreende uma segunda camada de resina de isolamento (40a, 40b, 40c, 40d; 42a, 42b, 42c, 42d; 44; 48) que está disposta localmente em porções curvadas (50a, 50b, 50c, 50d) da bobina de camada de superfície (70) que correspondem às porções de canto (52a, 52b, 52c, 52d) de quatro cantos da secção transversal retangular de cada dente (22), a segunda camada de resina de isolamento (40a, 40b, 40c, 40d; 42a, 42b, 42c, 42d; 44; 48) estando disposta estendendo-se através de um número predeterminado de degraus da bobina de camada de superfície (70).

2. Estator da máquina eléctrica rotativa (11), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a segunda camada de resina isolante (48) estar disposta estendendo-se através das porções curvadas (50a, 50b, 50c, 50d) que faceiam uma à outra de duas das bobinas de enrolamento de multicamadas (14) que estão dispostas em uma fenda (24) entre os dentes (22) que são adjacentes.

3. Estator de máquina elétrica rotativa (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de a segunda camada de resina de isolamento (42a, 42b, 42c, 42d) estar também disposta entre a bobina de camada de superfície (70) e uma bobina ou mais bobinas (60, 61, 62) sobre um lado da camada mais baixa da bobina de camada de superfície (70), nas porções curvadas (50a, 50b, 50c, 50d).

4. Estator de máquina elétrica rotativa (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de: a segunda camada de resina de isolamento (44) ser disposta entendendo-se através de cada um dos degraus da bobina de enrolamento de multicamadas (84), nas porções curvadas (50a, 50b, 50c, 50d); e a segunda camada de resina de isolamento (44) ser disposta entre uma superfície de parede no lado do garfo de estator anular de uma fenda (24) entre os dentes (22) que são adjacentes e a bobina de camada de superfície (70).