CN108432096A - 用于电机的定子 - Google Patents
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Abstract
用于电机的定子是已知的,其包括由多个导体元件形成的至少两个电并联的波形绕组。提供了具有两个导体分支和连接两个导体分支的连接导体的导体元件。不利的是,并联的波形绕组需要与标准导体元件偏差的多个特殊导体元件。在根据本发明的定子中,波形绕组需要更少的特殊导体元件。根据本发明规定,第一波形绕组(6.1)具有第一起始导体元件(14),该第一起始导体元件以其第一导体分支(14.1)布置在第一起始凹槽(9)的第(n‑1)位置中,并且第二波形绕组(6.2)具有第二起始导体元件(15),该第二起始导体元件以其第一导体分支(15.1)布置在第二起始凹槽(10)的第二位置中,其中对于未错位的并联的波形绕组,在孔数量q等于1的情况下,起始凹槽(9、10)设置在其中磁极的一个的配属于相应波形绕组的各个电相位的唯一凹槽中,或者在孔数量不等于1的情况下,所述起始凹槽为磁极中的一个的配属于各个电相位的边缘凹槽,或者对于错位的并联的波形绕组,起始凹槽是位于相应电相位的边缘凹槽之间的以凹槽偏移远离所述边缘凹槽的凹槽。
Description
背景技术
本发明涉及根据独立权利要求的类型的用于电机的定子。
由DE 103 31 841 A1已知一种用于电机的定子,其具有由被布置在定子的凹槽中的多个导体元件形成的至少两个电并联的波形绕组,其中每个波形绕组以其导体元件波形地穿过定子的相应的凹槽延伸,其中导体元件被设置成具有两个导体分支和连接所述两个导体分支的连接导体,其中两个导体分支被布置在不同的、彼此隔开的凹槽中,其中在每个凹槽中偶数的数量n个导体分支沿关于定子轴线的径向方向被相叠地布置,其中导体元件的每个导体分支在其凹槽中被设置在特定的径向位置中,该径向位置通过以下方式限定:即,该导体分支为从凹槽的凹槽底部开始为相应的凹槽中的第x导体分支,其中,x是1到n之间的自然数。此外,在磁极中的一个内设置有至少一组相邻的、配属于相同的电相位的导体分支。所述导体分支对于未错位的波形绕组布置在同一凹槽中或在相同的凹槽中或者对于错位的波形绕组关于相对于彼此的单个径向位置以偏移至少一个凹槽的方式布置在至少部分不同的相邻的凹槽中,其中沿圆周方向在所有的径向位置上观察在所述导体分支的最外侧的导体分支布置在这样的凹槽中,所述凹槽为配属于相同电相位的导体分支的相应的组形成边缘凹槽。此外,导体元件以这样的方式插入到凹槽中,使得所有连接导体位于定子的一个端侧上并且所述导体分支的背向所述连接导体的所有端部位于另一个端侧上,其中导体分支的背向连接导体的端部如此相互连接,使得形成至少两个并联的波形绕组,其中每两个以材料锁合的方式相互连接的导体分支形成一个导体连接。此外,设置有第一波形绕组和与所述第一波形绕组电并联的第二波形绕组,所述第一波形绕组和第二波形绕组在其第一端部上分别与相同的电相位电连接。缺点在于,并联的波形绕组需要许多与标准导体元件偏差的特殊元件。所述特殊元件大大增加了制造成本。
本发明的优点
相对与此,具有独立权利要求的特征部分的根据本发明的定子具有这样的优点:即,定子的波形绕组在很大程度上由相同的标准导体元件组成并且仅需要与标准导体元件偏差的非常少的特殊导体元件。由此,绕组的制造和组装被简化地且成本有利地设计。通过根据本发明的构造尤其得到绕组头部中的少量的交叉。根据本发明,这通过以下方式实现:即,第一波形绕组具有第一导体元件,该第一导体元件利用其第一导体分支形成第一波形绕组的第一端部并且以所述第一导体分支布置在第一起始凹槽的第(n-1)位置中;以及,第二波形绕组具有第二导体元件,该第二导体元件利用其第一导体分支形成第二波形绕组的第一端部并且以所述第一导体分支布置在第二起始凹槽的第二位置中。在此,针对未错位的波形绕组,第一起始凹槽和第二起始凹槽在孔数量q等于1的情况下被设置在所述磁极中的一个的配属于相应波形绕组的各个电相位的唯一凹槽中。在孔数量不等于1的情况下,起始凹槽是所述磁极中的一个的配属于各个电相位的边缘凹槽。对于错位的波形绕组,所述起始凹槽是位于各个电相位的边缘凹槽之间的以凹槽偏移与所述边缘凹槽远离的凹槽。第一导体元件的连接导体和第二导体元件的连接导体沿背向彼此的圆周方向从其起始凹槽开始延伸。第一和第二波形绕组的其余的导体元件被如此布置在凹槽中,使得一个导体分支7.1的径向位置分别与同一个导体元件7的另一个导体分支7.1的径向位置相比沿相同的圆周方向并且从相同的端侧观察对于所述导体元件7中的每个而言增加值1或者对于所述导体元件7中的每个而言减少值1。
通过在从属权利要求中列举的措施可实现在独立权利要求中给出的定子的有利的改进方案和和改善方案。
当所述导体元件以这样的方式被布置在所述凹槽中的一个时:即,当被布置在相同的凹槽中的导体分支的连接导体交替地沿其中一个圆周方向或沿相反的圆周方向延伸时,这是非常有利的,因为以这种方式得到了所述绕组头部的均匀布置的构造,该构造在连接导体的一侧在绕组头部中不需要交叉。
当第一波形绕组和第二波线绕组分别多次环绕所述定子时,其中两个波形绕组中的一个的第一环绕的导体元件的导体分支和同一个波形绕组的第二环绕的导体元件的导体分支分别布置在相邻的凹槽中和在所述凹槽中在相同的径向位置中时,这是尤其有利的。通过这种方式实现了绕组头部的非常均匀布置的构造。
当至少两个并联的波形绕组的所有的导体元件的连接导体或导体连接具有相同的节距宽度时,则此外是有利的,因为通过这种方式定子的波形绕组在很大程度上由相同的标准导体元件构造而成并且仅需要非常少的与标准导体元件偏差的特殊导体元件。
当非直接地以机械的方式连接到电相位上的导体元件是具有相同长度的导体分支时,这也是有利的,因为所述导体元件通过这种方式可以被实施为标准导体元件。
根据有利的设计方案,每个凹槽的导体分支的数量可以是两个、四个、六个、八个或十个。并联的波形绕组的数量可以是两个或四个。
附图说明
在附图中以简化的方式示出了并且在下面的描述中更详细地解释本发明的多个实施例。
图1示出了可应用于本发明的具有定子和转子的电机,
图2a示出了根据图1的定子的波形绕组之一的单个导体元件,
图2b示出了根据图1的定子的波形绕组之一的两个并联的单个导体元件,
图3a示出了根据图1的定子的并联的波形绕组的连接,
图3b示出了根据图1的定子的并联的波形绕组的替代性的连接,
图4示出了根据第一实施例的用于电相位u的两个未错位的彼此电并联的波形绕组的根据本发明的缠绕图,
图5以线性示出的定子示出了根据图4的缠绕图的电相位u的两个并联的波形绕组,
图6示出了根据第二实施例的用于电相位u的两个未错位的并联的波形绕组的根据本发明的缠绕图,
图7以线性示出的定子示出了根据图6的缠绕图的两个并联的波形绕组,
图8示出了根据第三实施例的用于两个未错位的并联的波形绕组的根据本发明的缠绕图,
图9示出了根据第四实施例的用于两个错位的并联的波形绕组的根据本发明的缠绕图,
图10示出了根据第五实施例的用于两个错位的并联的波形绕组的根据本发明的缠绕图,以及
图11示出了根据第六实施例的用于四个未错位的并联的波形绕组的根据本发明的缠绕图。
具体实施方式
图1示出了具有定子1和转子2的电机,其中该电机可以应用于本发明。
定子1具有关于定子轴线3沿轴向方向延伸的多个凹槽4,所述凹槽分布在定子1的圆周上、例如内圆周上。凹槽4相应地被实施为朝向转子2敞开并且在背向转子2的一侧上分别具有凹槽底部5。定子1例如由定子叠片组形成,该定子叠片组由多个堆叠布置的电工板组成。
定子1针对每个电相位包括至少两个电并联的波形绕组6,所述波形绕组分别由被布置在定子1的凹槽4中的多个导体元件7形成。在此,每个波形绕组6以其导体元件7波形地穿过定子1的相应的凹槽4延伸。波形绕组6的导体元件7(如图2a所示)分别具有两个导体分支7.1和一个连接所述两个导体分支7.1的连接导体7.2。替代性地,波形绕组6中的至少一个可以由多对根据图2b的电并联的导体元件7组成。在定子1上,导体元件7的两个导体分支7.1分别布置在不同的、彼此隔开的凹槽4中。在图1中仅示例性地示出了所述多个连接导体7.2中的单个。所述导体元件7被如此地插入到定子1的凹槽4中,使得所有连接导体7.2布置在定子1的其中一个端侧上并且导体分支7.1的背向所述连接导体7.2的所有端部布置在另一个端侧上。所述导体分支7.1的背向连接导体7.2的端部被如此以材料锁合的方式相互连接,从而形成波形绕组6。在此,每两个以材料锁合的方式相互连接的导体分支7.1形成一个导体连接7.3。连接导体7.2对于至少两个并联的波形绕组6的所有的导体元件7具有相同的节距宽度,该节距宽度限定了所述导体分支之间的距离。替代性地,与之相反,至少两个并联的波形绕组6的导体连接7.3可以具有相同的节距宽度。非直接以机械的方式连接到电相位上的导体元件7分别具有相同长度的导体分支7.1。
电机可以具有三个或六个电相位,其中每个电相位设置有两个或四个电并联的波形绕组6。在根据图3a的第一实施例中,电机包括三个相位u、v、w,其中每个电相位u、v、w被实施为两个电并联的波形绕组6。并联的波形绕组6分别具有两个端部、即第一端部和第二端部。如图3a所示,所有电相位的并联的波形绕组6可以以星形连接方式连接。然后,并联的波形绕组6分别利用其第一端部与电相位u、v、w中的一个并且利用其第二端部与星形汇接点8电连接。替代性地,并联的波形绕组6可以以三角形连接方式连接(图3b),其中并联的波形绕组6分别利用其第一端部与电相位u、v、w中的一个并且利用其第二端部与电相位u、v、w中的另一个电连接。
在定子1的每个凹槽4中,设置有偶数的数量n个导体分支7.1,其中导体分支7.1沿关于定子轴线3的径向方向观察仅相叠地布置。每个凹槽的导体分支的数量n例如是2、4、6、8或10。
导体元件7的每个导体分支部7.1在其凹槽4中布置在特定的径向位置中。径向位置相应地由以下方式限定:即,相应的导体分支7.1从相应的凹槽4的凹槽底部5开始为相应的凹槽4中的第x导体分支7.1,其中x是1到n之间的自然数。当每个凹槽有两个导体分支7.1时,第一位置、即所谓的底部位置面向所述凹槽底部5,并且第二位置、即所谓的上部位置背向所述凹槽底部5。
根据本发明,彼此并联的波形绕组6利用其第一端部分别连接到相同的电相位,其中波形绕组6穿过定子1的延伸分别在定子1的特定的凹槽4中开始,该凹槽被称为起始凹槽9、10。在此,设置在起始凹槽9、10中的导体分支7.1需要被布置在特定的径向位置中。因此,起始凹槽9、10和所述起始凹槽9、10中的径向位置需要被限定。
在定子1上,多个沿圆周方向并排布置的凹槽4配属于一个磁极τp。磁极和相位的数量由磁回路设计预先给定。于是得到绕组的孔数量q,即通过定子凹槽的数量除以由磁极的数量乘以相位的数量得到的乘积的商。
在磁极τp中的一个中设置有至少一组12的导体分支7.1,所述导体分支配属于相同的电相位并且在径向方向和/或圆周方向上相邻。“相邻的导体分支”因此意指如下导体分支:即,所述导体分支被直接相邻地或直接并排地布置在同一个凹槽中或者位于直接并排地布置的凹槽中。所述组12的导体分支7.1对于具有等于1的孔数量q的未错位的、并联的波形绕组布置在同一个凹槽中,并且对于孔数量q不等于1的情况布置在相同的相邻的凹槽4中,其中沿圆周方向在所有径向位置上观察所述导体分支7.1中最外侧的导体分支布置在凹槽4中,所述凹槽接下来被称为边缘凹槽。在电气工程中,孔数量q可以被理解为在每个磁极和相位中的凹槽4的数量。
导体分支7.1的所述组12包括相应数量的导体分支7.1,该数量相当于孔数量q乘以每个凹槽的导体分支7.1的数量。沿圆周方向相邻的、配属于相同的电相位的导体分支7.1的数量在此相当于孔数量q。孔数量q分别大于等于1。
根据本发明,配属于电相位中的一个的第一并联的波形绕组6.1具有第一起始导体元件14,该第一起始导体元件以第一导体分支14.1位于在第一波形绕组6.1的第一端部上并且以第一导体分支14.1被布置在第一起始凹槽9的第(n-1)位置中。配属于同一个电相位的、与所述第一波形绕组6.1电并联的第二波形绕组6.2具有第二起始导体元件15,该第二起始导体元件以其第一导体分支15.1位于第二波形绕组6.2的第一端部上并且以第一导体分支15.1布置第二起始凹槽10的第2位置中。在此,对于未错位的、并联的波形绕组并且对于特定的电相位在孔数量q不等于1的情况下,第一起始凹槽9是相关的电相位的边缘凹槽中的一个,并且第二起始凹槽10是相关的电相位的相应另一边缘凹槽。在此,相关的电相位的边缘凹槽在磁极τp的哪个中被确定为起始凹槽,这是无关紧要的。
两个电并联的波形绕组6.1、6.2从其起始凹槽开始沿背向彼此的、即相反的圆周方向延伸。换句话说,第一起始导体元件14的连接导体14.2和第二起始导体元件15的连接导体15.2沿背向彼此的圆周方向延伸。左侧的边缘凹槽的波形绕组6.1因此向左延伸并且右侧的边缘凹槽的波形绕组向右延伸。
第一和第二并联的波形绕组6.1、6.2的、其余的接下来的不位于起始凹槽9、10中的导体元件7如此布置在凹槽4中,使得其中一个导体分支7.1的径向位置分别与同一个导体元件7的另一个导体分支7.1的径向位置相比沿相同的圆周方向并且从相同的端侧观察,对于所述导体元件7中的每个导体元件而言增加值1,或者对于所述导体元件7中的每一个而言减小值1。以这种方式,所有所述导体元件7的连接导体7.2不是沿水平的圆周方向延伸,而是沿与圆周方向对角或倾斜的方向延伸,并且也就是说基本上(即,不完全准确)彼此平行并且彼此不交叉。
图4示出了根据第一实施例的用于电相位u的两个未错位的、相互电并联的波形绕组6的根据本发明的缠绕图。
根据第一实施例,定子1具有分别具有六个相邻的凹槽4的例如八个磁极τp。在更多数量的磁极的情况下,电机将具有相应更多的凹槽,这一点在缠绕图中通过“......”来表征。在定子1的每个凹槽4中布置两个导体分支7.1。设置有三个电相位、每个电相位设置有两个并联的波形绕组6,并且孔数量q为2。在图4中,仅示出了相位u的波形绕组6。电相位v和w的并联的波形绕组6同样以根据本发明的方式布置在其起始凹槽9、10中并且以与电相位u的并联的波形绕组相同的方式延伸。
在该缠绕方案中,凹槽由列示出。在相应的凹槽4中的相应的导体分支的径向位置由导体分支的布置的顺序在列中从右到左得到,其中在列中布置在最右侧的导体分支布置在凹槽底部5中并且布置在最左侧的导体分支布置在最上部的径向位置中。
在该第一实施例中,起始凹槽9、10是用于相位u的边缘凹槽、即磁极中的一个的配属于相位u的两个凹槽,使得所述磁极的任意一个中的配属于所述相位u的两个并联的波形绕组6在配属于所述相位u的边缘凹槽中开始、即在例如带有连续的编号1和2的凹槽中。
第一波形绕组6的第一起始导体元件14根据本发明布置在其中一个边缘凹槽9的第(n-1)位置中。由于在第一实施例中n等于2,所以第一起始导体元件14的导体分支14.1被布置在边缘凹槽的第一位置、即具有连续的编号1的最低部的位置中。第一起始导体元件14的导体分支14.1直接与用于电相位u的例如呈导体轨的形式的相位接头电连接。第二波形绕组6.2的第二起始导体元件15设置在具有连续的编号2的另一个边缘凹槽的第二位置中。第一起始导体元件15的导体分支15.1同样直接地与用于电相位u的相位接头电连接。左侧的边缘凹槽“编号1”的第一波形绕组6.1从左侧的边缘凹槽“编号1”开始向左延伸,并且右侧的边缘凹槽“编号2”的第二波形绕组从右侧的边缘凹槽“编号2”开始向右延伸。
图5以线性示出的定子1示出了根据图4的缠绕图的电相位u的两个并联的波形绕组,其中仅示出了由两个并联的波形绕组6.1、6.2穿过的凹槽4。两个并联的波形绕组6的各个导体分支7.1根据其延伸递增地依次编号。为了区分,利用“‘”标记第一波形绕组6.1的导体分支7.1的编号。
导体元件7分别以这样的方式布置在凹槽4中的一个中,使得布置在相同的凹槽4中的导体分支7.1的连接导体7.2沿径向方向观察交替地沿其中一个圆周方向或者沿相反的圆周方向延伸。因此,例如连接导体7.2从位于凹槽14的上部位置中的带有编号3的导体元件7.1开始向右延伸并且所述连接导体7.2从位于凹槽14的下部位置中的具有编号15‘的导体元件7.1开始向左延伸。
第一波形绕组6.1和第二波形绕组6.2可以分别多次环绕定子1,其中两个波形绕组6中的一个的第一环绕的导体元件7的导体分支7.1和同一波形绕组6的第二环绕的导体元件7的导体分支7.1相应地位于相邻的凹槽4中并且在所述凹槽中如在第一环绕中那样布置在相同的径向位置中。因此,例如第一导体元件7在第一波形绕组6.1的第一环绕中从凹槽2的上部位置(对应于第二径向位置)延伸到凹槽8的下部位置中(对应于第一径向位置)。第一导体元件7的其中一个导体分支7.1在第一波形绕组6.1的第二环绕中于是位于相邻于凹槽2的凹槽中,在该实施例中、在左侧的相邻的凹槽、即凹槽1中,并且也就是说如在第一环绕中那样在相同的径向位置中、即第二径向位置中。同一个导体元件7的另一个导体分支7.1位于凹槽7的第一位置中并因此邻近于第一环绕的第一导体元件7的位于凹槽8的第一位置中的另一个导体分支7.1。
两个并联的波形绕组6.1、6.2的所有连接导体7.2大致彼此平行地且不彼此交叉地在定子1的一个端侧上延伸,使得形成在该端侧上的绕组头部被非常均匀或对称地构造并且具有小的轴向高度。
图6示出了根据第二实施例的用于电相位u的两个未错位的并联的波形绕组的根据本发明的缠绕图。
根据第二实施例,定子1具有例如分别具有六个相邻的凹槽4的八个磁极τp。在定子1的每个凹槽4中布置四个导体分支7.1。设置有三个电相位并且每个电相位设置有两个并联的波形绕组6,其中仅示出了相位u的波形绕组6。电相位v和w的并联的波形绕组6同样以根据本发明的方式布置在其起始凹槽9、10中并且以与电相位u的并联的波形绕组相同的方式延伸。在第二实施例中孔数量q等于2。
在该第一实施例中,配属于相位u的并联的波形绕组的起始凹槽9、10是相位u的边缘凹槽、即磁极中的一个的配属于相位u的两个凹槽,使得磁极中的任意一个内的配属于相位u的两个并联的波形绕组6在配属于相位u的边缘凹槽中开始、即例如在具有连续的编号1和2的凹槽中。
根据本发明,第一波形绕组6.1的第一起始导体元件14在第一起始凹槽9的第(n-1)位置中布置。由于在第二实施例中n等于四,所以第一起始导体元件14的导体分支14.1布置在左侧的边缘凹槽“编号1”的第三位置中。第一起始导体元件14的导体分支14.1直接地与用于电相位u的例如呈导体轨的形式的相位接头电连接。第二波形绕组6.2的第二起始导体元件15设置在另一个边缘凹槽的、即右侧的边缘凹槽“编号2”的第二位置中。第一起始导体元件15的导体分支15.1同样直接地与用于电相位u的相位接头电连接。左侧的边缘凹槽“编号1”的第一波形绕组6.1从左侧的边缘凹槽“编号1”开始向左延伸,并且右侧的边缘凹槽“编号2”的第二波形绕组6.2从右侧的边缘凹槽“编号2”开始向右延伸。
图7以线性示出的定子1示出了根据图6的缠绕图的两个并联的波形绕组,其中仅示出了由两个并联的波形绕组6.1、6.2穿过的凹槽4。两个并联的波形绕组6的导体分支7.1根据其延伸递增地依次编号。两个并联的波形绕组6.1、6.2的所有连接导体7.2大致彼此平行地且不彼此相交地在定子1的一个端侧上延伸,使得形成在该端侧上的绕组头部被非常均匀或对称地构造并且具有小的轴向高度。在另一端侧上,从位置1到位置4并且从位置2到位置3具有几个特殊连接器。
图8示出了根据第三实施例的用于两个未错位的并联的波形绕组的根据本发明的缠绕图。根据第三实施例,定子1具有分别具有三个相邻的凹槽4的例如12个磁极τp。在定子1的每个凹槽4中布置有两个导体分支7.1。设置有三个电相位和每个电相位设置有两个并联的波形绕组6,并且孔数量q等于1。在图8中,仅示出了相位u的波形绕组6。电相位v和w的并联的波形绕组6同样以根据本发明的方式布置在其起始凹槽9、10中并且以与电相位u的并联的波形绕组相同的方式延伸。
根据本发明,第一起始凹槽9和第二起始凹槽10对于未错位的并联的两个波形绕组并且对于孔数量q等于1的情况是相同的并且设置在磁极中的一个的凹槽中,所述凹槽配属于相应波形绕组的各个电相位。第一起始凹槽9和第二起始凹槽10因此对于配属于电相位u的波形绕组位于配属于电相位u的相同的凹槽中、例如带有连续的编号1的凹槽中。
根据本发明,第一波形绕组6的第一起始导体元件14在第一起始凹槽9的第(n-1)位置中布置。由于在第三实施例中n等于2,所以第一起始导体元件14的导体分支14.1布置在边缘凹槽“编号1”的第一位置中、即最低部的位置中。第一起始导体元件14的导体分支14.1直接地与用于电相位u的例如呈导体轨的形式的相位接头电连接。第二波形绕组6.2的第二起始导体元件15设置在相同的边缘凹槽“编号1”的第二位置中。第一起始导体元件15的导体分支15.1同样直接地与用于电相位u的相位接头电连接。第一波形绕组6.1从凹槽“编号1”开始向左延伸,并且第二波形绕组6.2从凹槽“编号1”开始向右延伸。
图9示出根据第四实施例的用于两个错位的并联的波形绕组的根据本发明的缠绕图。根据第四实施例,定子1具有分别具有六个相邻的凹槽4的例如八个磁极τp。在定子1的每个凹槽4中布置有两个导体分支7.1。设置有三个电相位并且每个电相位设置有两个并联的波形绕组6,其中仅示出相位u的波形绕组6。电相位v和w的并联的波形绕组6同样以根据本发明的方式布置在其起始凹槽9、10中并且以与电相位u的并联的波形绕组相同的方式延伸。在第四实施例中孔数量q等于2。
在磁极τp内相应地设置有至少有一组12相邻的、配属于相同的电相位的导体分支7.1,其中每组12的位于上部的径向位置中的所述导体分支7.1相对于同一组12的位于下部的径向位置中的所有导体分支沿圆周方向以偏移至少一个凹槽的方式布置,其中沿圆周方向在所有径向位置上观察所述导体分支7.1的最外侧的导体分支布置在形成边缘凹槽的凹槽4中。根据第四实施例,每组12的相邻的、配属于相同的电相位的导体分支7.1包括四个导体分支,该数量由q = 2的孔数量和每个凹槽的两个导体的数量的乘积得到。沿圆周方向相邻的、位于该组12的上部的径向位置中的两个导体分支相对于沿圆周方向相邻的、位于该组12的下部的径向位置中的导体分支偏移、即错位一个凹槽。
根据本发明,错位的并联的波形绕组分别从一个起始凹槽中或从所述起始凹槽中开始,所述起始凹槽位于边缘凹槽之间并且与所述边缘凹槽远离相应的凹槽偏移。根据第四实施例,错位的并联的波形绕组例如在具有连续的编号1至6的凹槽的磁极中开始。相位u的边缘凹槽因此是具有连续的编号1和3的凹槽。径向位置沿圆周方向的凹槽偏移在第四实施例中为1。从具有连续的编号1和3的边缘凹槽开始,分别以凹槽偏移朝向边缘凹槽之间界定的区域内过渡,于是到达共同的起始凹槽。由此得到唯一起始凹槽9、即具有连续的编号2的凹槽。如在根据本发明的前述实施例中那样,第一并联的波形绕组6.1位于起始凹槽“编号2”的第(n-1)位置、即第一位置中,并且第二并联的波形绕组6.2位于同一个起始凹槽“编号2”的第二位置中。从该起始凹槽“编号2”开始,两个并联的波形绕组6.1、6.2以与前述实施例相同的方式延伸。
图10示出根据第五实施例的用于两个错位的并联的波形绕组的根据本发明的缠绕图。根据第五实施例,定子1具有分别具有六个相邻的凹槽4的例如八个磁极τp。在定子1的每个凹槽4中布置有两个导体分支7.1。设置有三个电相位并且每个电相位设置有两个并联的波形绕组6,其中仅示出了相位u的波形绕组6。电相位v和w的并联的波形绕组6同样以根据本发明的方式布置在其起始凹槽9、10中并且以与电相位u的并联的波形绕组相同的方式延伸。在第五实施例中,孔数量q等于2。根据第五实施例,每组12的相邻的、配属于相同的电相位的导体分支7.1包括四个导体分支,该数量由q = 2的孔数量与每个凹槽的两个导体的数量的乘积得到。根据第五实施例,错位的并联的波形绕组例如在具有带有连续的编号1至6的凹槽的磁极中开始。相位u的边缘凹槽是具有连续的编号1和4的凹槽。组12中的一组的沿圆周方向相邻的、位于上部的径向位置中的两个导体分支相对于同一组12的沿圆周方向相邻的、位于下部的径向位置中的导体分支偏移两个凹槽。如果从具有连续的编号1和4的边缘凹槽开始,分别以所述凹槽偏移、即两个凹槽朝向边缘凹槽之间界定的区域中过渡,于是到达具有连续的编号2和3的凹槽作为起始凹槽9、10。如根据本发明的前述实施例中那样,第一并联的波形绕组6.1位于起始凹槽“编号3”的第(n-1)位置、即第一位置中并且从那里开始向左延伸,并且第二并联的波形绕组6.2位于另一个起始凹槽“编号2”的第二位置中并从那里开始向右延伸。两个并联的波形绕组6.1、6.2以与前述实施例相同的方式从所述起始凹槽开始延伸。
图11示出根据第六实施例的用于电相位u的四个未错位的、相互电并联的波形绕组6的根据本发明的缠绕图。
根据第六实施例,定子1具有分别具有六个相邻的凹槽4的例如八个磁极τp。在定子1的每个凹槽4中布置有两个导体分支7.1。设置有三个电相位并且每个电相位设置有四个并联的波形绕组6,其中仅示出了相位u的波形绕组6。电相位v和w的并联的波形绕组6同样以根据本发明的方式布置在其起始凹槽9、10中并且以与电相位u的并联的波形绕组相同的方式延伸。在第六实施例中,孔数量q等于2。
如果设置四个并联的波形绕组6而不是两个并联的波形绕组6,则第三波形绕组6.3和第四波形绕组6.4以与两个第一波形绕组6.1、6.2相同的根据本发明的方式开始、然而以180度机械地朝向两个第一并联的波形绕组6.1、6.2(参见图11)偏移并且接下来以与两个第一波形绕组6.1、6.2相同的根据本发明的方式延伸。
在第六实施例中,第一和第二波形绕组6.1、6.2的起始凹槽9、10是用于磁极中的一个的相位u的边缘凹槽,使得第一和第二波形绕组6.1、6.2在磁极的任意一个中在配属于相位u的边缘凹槽中开始、即例如在具有连续的编号1和2的凹槽中。
根据本发明,第一波形绕组6.1的第一起始导体元件14在其中一个边缘凹槽9的第(n-1)位置中布置。由于在第一实施例中n等于2,所以第一起始导体元件14的导体分支14.1布置具有连续的编号1的边缘凹槽的第一位置、即最下部的位置中。第一波形绕组6.1的第一起始导体元件14的导体分支14.1直接地与用于电相位u的例如呈导体轨形式的相位接头电连接。第二波形绕组6.2的第二起始导体元件15设置在具有连续的编号2的另一个边缘凹槽的第二位置中。第二波形绕组6.2的第一起始导体元件15的导体分支15.1同样直接地与用于电相位u的相位接头电连接。左侧的边缘凹槽“编号1”的第一波形绕组6.1从左侧的边缘凹槽“编号1”开始向左延伸,并且右侧的边缘凹槽“编号2”的第二波形绕组6.2从右侧的边缘凹槽“编号2”开始向右延伸,
第三和第四波形绕组6.3、6.4的起始凹槽9、10位于磁极中,该磁极相对于具有用于第一和第二波形绕组6.1、6.2的起始凹槽9、10的磁极以机械的方式偏移180°。因此,在具有八个磁极的第六实施例中,包含用于第一和第二或第三和第四波形绕组的起始凹槽9、10的两个磁极相对于彼此偏移四个磁极。
在该第六实施例中,起始凹槽9、10是用于相位u的边缘凹槽、即先前描述的磁极的配属于相位u的两个凹槽,使得该磁极内的配属于相位u的两个并联的波形绕组6.3、6.4在配属于相位u的边缘凹槽中开始、即例如在具有连续的编号25和26的凹槽中。
根据本发明,第三波形绕组6.3的第一起始导体元件14在其中一个边缘凹槽9的第(n-1)位置中布置。由于在第六实施例中n等于2,所以第一起始导体元件14的导体分支14.1被布置在具有连续的编号25的边缘凹槽的第一位置、即最下部的位置中。第一起始导体元件14的导体分支14.1直接地与用于电相位u的例如呈导体轨的形式的相位接头电连接。第四波形绕组6.4的第二起始导体元件15设置在具有连续的编号26的另一个边缘凹槽的第二位置中。第一起始导体元件15的导体分支15.1同样直接地与用于电相位u的相位接头电连接。左侧的边缘凹槽“编号25”的第三个波形绕组6.3从左侧的边缘凹槽“编号25”开始向左延伸,并且右侧的边缘凹槽“编号26”的第四波形绕组6.4从右侧的边缘凹槽“编号26”开始向右延伸。
第三和第四并联的波形绕组6.3、6.4的其余的接下来的不位于起始凹槽9、10中的导体元件7如此布置在凹槽4中,使得其中一个导体分支7.1的径向位置分别与同一个导体元件7的另一个导体分支7.1的径向位置相比沿相同的圆周方向并且从相同的端侧观察对于所述导体元件7中的每一个增加值1或者对于所述导体元件7中的每一个减少值1。通过这种方式,所有这些导体元件7的连接导体7.2不沿水平的圆周方向,而是与所述圆周方向对角地或倾斜地延伸,并且也就是说基本上(也就是说,不完全)彼此平行地并且不相互交叉地延伸。
Claims (9)
1.一种用于电机的具有至少两个电并联的波形绕组(6.1、6.2)的定子,所述波形绕组由被布置在所述定子(1)的凹槽(4)中的多个导体元件(7)形成,其中
- 每个波形绕组(6)以其导体元件(7)波形地穿过所述定子(1)的相应的凹槽(4)延伸,
- 所述导体元件(7)具有两个导体分支(7.1)和连接所述两个导体分支(7.1)的连接导体(7.2),其中所述两个导体分支(7.1)被布置在彼此隔开的凹槽(4)中,
-偶数的数量n个导体分支(7.1)沿相对于定子轴线(3)的径向方向被相叠地布置在每个凹槽(4)中,其中导体元件(7)的每个导体分支(7.1)在其凹槽(4)中被设置在特定的径向位置中,该径向位置通过以下方式限定:即,所述导体分支(7.1)从所述凹槽(4)的凹槽底部(5)开始为所述相应的凹槽(4)中的第x个导体分支(7.1),其中x是1到n之间的自然数,
-沿圆周方向并排布置的多个凹槽(4)配属于一个磁极(τp),
- 在所述磁极(τp)中的一个内设置有至少一组(12)相邻的、配属于相同的电相位的导体分支(7.1),其中所述导体分支(7.1)针对未错位的波形绕组(6)被布置在同一个凹槽中或在相同的相邻的凹槽(4)中,或对于错位的波形绕组(6)关于彼此的单个径向位置以至少一个凹槽的凹槽偏移布置在至少部分不同的相邻的凹槽(4)中,其中沿圆周方向在所有的径向位置上观察的所述导体分支(7.1)的最外侧的导体分支被布置在为配属于相同的电相位的导体分支(7.1)的各个组(12)形成边缘凹槽的凹槽(4)中,
- 将所述导体元件(7)如此插入到所述凹槽(4)中,使得所有连接导体(7.2)位于所述定子(1)的一个端侧上并且所述导体分支(7.1)的背向所述连接导体(7.2)的所有端部位于另一个端侧上,其中所述导体分支(7.1)的背向所述连接导体(7.2)的端部以这样的方式相互连接,从而形成所述至少两个并联的波形绕组,其中,每两个以材料锁合的方式相互连接的导体分支形成一个导体连接(7.3),
- 设置有第一波形绕组(6.1)和与所述第一波形绕组(6.1)电并联的第二波形绕组(6.2),所述第一和第二波形绕组分别以其第一端部连接到相同的电相位上,
其特征在于,
- 所述第一波形绕组(6.1)具有第一起始导体元件(14),所述第一起始导体元件以其第一导体分支(14.1)形成所述第一波形绕组(6.1)的所述第一端部,并且以第一导体分支(14.1)布置在第一起始凹槽(9)的第(n-1)位置中,
-所述第二波形绕组(6.2)具有第二起始导体元件(15),所述第二起始导体元件以其第一导体分支(15.1)形成所述第二波形绕组(6.2)的所述第一端部,并且以第一导体分支(15.1)布置在第二起始凹槽(10)的第2位置中,
- 其中所述起始凹槽(9、10)针对未错位的并联的波形绕组在孔数量等于1的情况下,被设置在磁极中的一个的配属于相应波形绕组的各个电相位的唯一凹槽中,或者在孔数量不等于1的情况下所述起始凹槽(9、10)是所述磁极中的一个的配属于各个电相位的边缘凹槽,或者针对错位的并联的绕组,所述起始凹槽(9、10)是位于各个电相位的所述边缘凹槽之间的与所述边缘凹槽远离了所述凹槽偏移的凹槽,
- 所述第一起始导体元件(14)的所述连接导体(14.2)和所述第二起始导体元件(15)的所述连接导体(15.2)沿背向彼此的圆周方向延伸,
- 所述第一和第二波形绕组(6.1、6.2)的其余的导体元件(7)如此被布置在所述凹槽(4)中,使得其中一个导体分支(7.1)的径向位置分别与同一个导体元件(7)的另一个导体分支(7.1)的径向位置相比在相同的圆周方向上并且从相同的端侧观察,对于所述导体元件(7)中的每一个来讲增加了数值1或者对于所述导体元件(7)中的每一个来讲下降了数值1。
2.根据权利要求1所述的定子,其特征在于,所述导体元件(7)被如此布置在所述凹槽(4)中的一个中,使得被布置在所述相同的凹槽(4)中的导体分支(7.1)的所述连接导体(7.2)交替地沿其中一个圆周方向或沿相反的圆周方向延伸。
3.根据前述权利要求之一所述的定子,其特征在于,所述第一波形绕组(6.1)和所述第二波形绕组(6.2)分别多次环绕所述定子(1),其中所述两个波形绕组(6)中的一个的第一环绕的所述导体元件(7)的所述导体分支(7.1)和相同的波形绕组(6)的第二环绕的所述导体元件(7)的所述导体分支(7.1)分别布置在相邻的凹槽(4)中和在所述相邻的凹槽中在相同的径向位置中。
4.根据前述权利要求之一所述的定子,其特征在于,用于所述至少两个并联的波形绕组(6)的所有导体元件(7)的所述连接导体(7.2)或所述导体连接(7.3)具有相同的节距宽度。
5.根据前述权利要求之一所述的定子,其特征在于,沿圆周方向相邻的、配属于相同的电相位的导体分支(7.1)的所述组(12)分别具有相当于所述孔数量q乘以每个凹槽的所述导体分支的数量的数量的导体分支(7.1)。
6.根据权利要求5所述的定子,其特征在于,所述孔数量q大于等于1。
7.根据前述权利要求之一所述的定子,其特征在于,所述第一波形绕组(6.1)和所述第二波形绕组(6.2)在其第二端部上分别具有一个端部接头,其中两个端部接头或者与星形接线的电的星形点连接,或连接至三角形接线的不同的电相位。
8.根据前述权利要求之一所述的定子,其特征在于,每个凹槽的所述导体分支(7.1)的所述数量(n)为2、4、6、8或10。
9.根据前述权利要求之一所述的定子,其特征在于,所述并联的波形绕组(6)的数量是两个或四个。
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