DE10154582A1 - Stator einer Drehelektromaschine - Google Patents

Abstract

Ein Stator einer Drehelektromaschine wird erhalten, der eine Wicklung aufweist, die einen verbesserten Zusammenbau ermöglicht. Der Stator weist eine Dreiphasenwicklung (10) auf, die sich aus entsprechenden Phasenwicklungsabschnitten (11 bis 13) zusammensetzt, die elektrisch miteinander verbunden sind, wobei die entsprechenden Phasenwicklungsabschnitte (10 bis 13) gerade Abschnitte (11a bis 13a) mit einem rechtwinkligen Querschnitt, die in die Schlitze eingeführt sind, und Verbindungsabschnitte (11b bis 13b), die Enden von benachbarten geraden Abschnitten (11a bis 13a) verbinden, umfassen. Die entsprechenden Phasenwicklungsabschnitte umfassen eine Mehrzahl von Leitersegmenteinheiten, die auf spiralförmige Art und Weise mit vier Ecken, die im Wesentlichen unter rechten Winkeln gekrümmt sind, gewunden sind. Die entsprechenden Phasenwicklungsabschnitte weisen die geraden Abschnitte (11a bis 13a) und die Verbindungsabschnitte (11b bis 13b) auf. Die Leitersegmenteinheiten sind derart laminiert, dass Teile der Verbindungsabschnitte (11b bis 13b) von einer von zwei beliebigen benachbarten Leitersegmenteinheiten zwischen benachbarten Verbindungsabschnitten (11b bis 13b) der anderen benachbarten Leitersegmenteinheit gestellt sind, und die Leitersegmenteinheiten miteinander seriell in Umfangsrichtung verbunden sind.

Description

Diese Anmeldung basiert auf der Anmeldung mit der Nummer 2000-342079, die am 9. November 2000 in Japan eingereicht wurde, und deren Inhalt hier durch Referenz enthalten ist.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator einer Drehelektromaschine, in der die Wicklungen in einem Statorkern, der eine Mehrzahl von in axialer Richtung erstreckenden Schlitzen aufweist, die in Umfangsrichtung zueinander beabstandet gebildet sind, enthalten sind.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Die Fig. 19 und 20 stellen eine bekannte Drehelektromaschine in der Form eines Generatormotors dar, wobei die Fig. 19 eine Frontansicht von wesentlichen Abschnitten eines Stators des Generatormotors ist, und die Fig. 20 eine Frontansicht eines Leiters ist, der die Wicklung des Stators der Fig. 19 bildet.

Der Stator 1 dieser Drehelektromaschine umfasst einen Statorkern 3, der aus Stahlplatten, die mit Silikon laminiert sind, gebildet ist und in axialer Richtung erstreckende Schlitze 2 aufweist, die in Umfangsrichtung zueinander beabstandet gebildet sind, eine Wicklung 4, die in die Schlitze 2 eingepasst ist, und Keile 5, von denen jeder an einem Eingangsabschnitt 6 eines entsprechenden Schlitzes angebracht ist, um zu verhindern, dass die Wicklungen 4 von den Schlitzen in radialer Richtung nach innen hervorstehen.

Die Wicklung 4 setzt sich aus entsprechenden Phasenwicklungsabschnitten 7 einer U-Phase, einer V-Phase und einer W-Phase zusammen. Jeder der entsprechenden Phasenwicklungsabschnitte 7 weist einen Wicklungshauptkörper aus Kupfer auf, wobei die Oberfläche desselben mit Email beschichtet ist und wie eine Kurbel mäandert, d. h. auf zick- zack-förmige Weise. Jeder der Wicklungsabschnitte 7 umfasst gerade Abschnitte 8, die als Schlitzeinführabschnitte dienen, und Verbindungsabschnitte 9, die die Enden der benachbarten geraden Abschnitten 8 verbinden. Die Wicklungsabschnitte 7 werden dadurch gebildet, dass nacheinander die geraden Abschnitte 8 in die Schlitze 2 in den Statorkern eingeführt werden, so dass sie sich um den Statorkern sechsmal auf wellenförmige Art und Weise winden. Die geraden Abschnitte 8 der entsprechenden Phasenwicklungsabschnitte 7 werden in die entsprechenden Schlitze 2 unter einem elektrischen Winkel von 120° zueinander eingeführt.

Mit dem Stator des Generatormotors, der wie oben aufgebaut ist, ergibt sich ein Problem, dass das Zusammenbauen des Stators erschwert ist, da entsprechende seriell verbundene, kurbelförmige Phasenwicklungsabschnitte 7 miteinander verwebt bzw. verflochten sind, um die Wicklung 4 zu erzeugen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, das oben angeführte Problem zu beseitigen, und es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Stator einer Drehelektromaschine vorzusehen, dessen Zusammenbau oder Effizienz im Wesentlichen verbessert ist.

Denkt man an die obige Aufgabe, so liegt die vorliegende Erfindung darin, einen Stator einer Drehelektromaschine vorzusehen, der einen Statorkern mit darin gebildeten Schlitzen aufweist, die sich in einer axialen Richtung erstrecken und in einer Umfangsrichtung zueinander beabstandet angeordnet sind, und der eine Polyphasenwicklung aufweist, die in den Schlitzen enthalten ist. Die Polyphasenwicklung setzt sich aus entsprechenden Phasenwicklungsabschnitten zusammen, die elektrisch miteinander verbunden sind, wobei die entsprechenden Phasenwicklungsabschnitte gerade Abschnitte, die in den Schlitzen eingeführt sind, und Verbindungsabschnitte, die die Enden von benachbarten geraden Abschnitten verbinden, aufweist. Die entsprechenden Phasenwicklungsabschnitte umfassen eine Mehrzahl von Leitersegmenteinheiten, die mit vier Ecken gewickelt sind, von denen jede im Wesentlichen unter einem rechten Winkel gebogen ist, wobei die entsprechenden Phasenwicklungsabschnitte gerade Abschnitte und Verbindungsabschnitte aufweisen. Die Leitersegmenteinheiten sind auf derartige Weise laminiert, dass Teile der Verbindungsabschnitte einer der beiden benachbarten Leitersegmenteinheiten zwischen benachbarten Verbindungsabschnitten der anderen benachbarten Leitersegmenteinheit gestellt ist, und die Leitersegmenteinheiten seriell miteinander in Umfangsrichtung verbunden sind.

Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann anhand der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen zu sehen ist, klarer.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Frontansicht einer Dreiphasenwicklung eines Generatormotors gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 ist eine Draufsicht der Dreiphasenwicklung der Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Unteransicht der Dreiphasenwicklung der Fig. 1.

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Leitersegments, das ein Komponentenelement der Dreiphasenwicklung der Fig. 1 ist.

Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Leitersegmenteinheit während des Zusammenbaus gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.

Fig. 6 ist eine Draufsicht der Dreiphasenwicklung während der Herstellung derselben gemäß der ersten Ausführungsform.

Fig. 7 ist eine Draufsicht eines freiliegenden Leiters, der ein Komponentenelement einer Dreiphasenwicklung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.

Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Leitersegmenteinheit während des Zusammenbaus derselben gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.

Fig. 9 ist eine Frontansicht einer Dreiphasenwicklung eines Generatormotors gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 10 ist eine Draufsicht der Dreiphasenwicklung der Fig. 9.

Fig. 11 ist eine Unteransicht der Dreiphasenwicklung der Fig. 9.

Fig. 12 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Leitersegmenteinheit während des Zusammenbaus gemäß der dritten Ausführungsform darstellt.

Fig. 13 ist eine Draufsicht der Leitersegmenteinheit der Fig. 12.

Fig. 14 ist eine Draufsicht der Dreiphasenwicklung während der Herstellung derselben gemäß der dritten Ausführungsform.

Fig. 15 ist eine Draufsicht eines weiteren Beispiels einer Leitersegmenteinheit während des Zusammenbaus derselben.

Fig. 16 ist eine Draufsicht eines weiteren Beispiels einer Leitersegmenteinheit während des Zusammenbaus derselben.

Fig. 17 ist eine Draufsicht eines freiliegenden Leiters, der ein Komponentenelement einer Dreiphasenwicklung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.

Fig. 18 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Leitersegmenteinheit während des Zusammenbaus derselben gemäß der vierten Ausführungsform darstellt.

Fig. 19 ist eine Frontansicht von wesentlichen Abschnitten eines Stators eines bekannten Generatormotors.

Fig. 20 ist eine Frontansicht eines Leiters, der ein Komponentenelement einer Dreiphasenwicklung der Fig. 19 ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Nun werden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind die gleichen Symbole wie diejenigen der Fig. 19 und 20 verwendet worden, um gleiche oder entsprechende Teile zu identifizieren.

Erste Ausführungsform

Fig. 1 ist eine Frontansicht einer Dreiphasenwicklung einer Drehelektromaschine in der Form eines Generatormotors, die entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Fig. 2 ist eine Draufsicht der Dreiphasenwicklung der Fig. 1. Fig. 3 ist eine Unteransicht der Dreiphasenwicklung der Fig. 1.

Der Stator dieses Generatormotors umfasst einen Statorkern 3, der Schlitze 2 aufweist, die derart gebildet sind, dass die Anzahl der Schlitze für jeden Pol und jede Phase gleich 1 ist, und eine Polyphasenwicklung in der Form einer Dreiphasenwicklung 10, die in dem Statorkern 3 enthalten ist.

Die Dreiphasenwicklung 10 setzt sich aus einem
U-Phasenwicklungsbschnitt 11, einem
V-Phasenwicklungsabschnitt 12 und einem
W-Phasenwicklungsabschnitt 13 zusammen. Jeder der entsprechenden Phasenwicklungsabschnitte 11, 12, 13 weist einen Wicklungsabschnitthauptkörper aus Kupfer auf, dessen Oberfläche mit Email überzogen ist. Die entsprechenden Wicklungsabschnitte 11, 12, 13 umfassen entsprechende gerade Abschnitte 11a, 12a, 13a, die in die Schlitze 2 des Statorkerns 3 eingeführt sind, und Verbindungsabschnitte 11b, 12b, 13b auf, die die Enden von benachbarten entsprechenden geraden Abschnitten 11a, 12a, 13a verbinden. Die entsprechenden Wicklungsabschnitte 11, 12, 13 sind derart aufgebaut, dass entsprechende gerade Abschnitte 11a, 12a, 13a nacheinander in die Schlitze 2 eingeführt sind, und die sich um den Statorkern 3 viermal auf wellenförmige Art und Weise winden. Die entsprechenden geraden Abschnitte 11a, 12a, 13a sind in die entsprechenden Schlitze 2 unter einem elektrischen Winkel von 120° zueinander eingeführt.

Jeder der entsprechenden geraden Abschnitte 11a, 12a, 13a weist eine Breite auf, die gleich der halben Breite der Verbindungsabschnitte 11b, 12b, 13b ist, und eine Dicke, die doppelt so groß ist wie die der Verbindungsabschnitte, und eine Querschnittsfläche, die gleich der der Verbindungsabschnitte ist.

Anschließend wird Bezug auf den Herstellungsprozess der entsprechenden Wicklungsabschnitte 11, 12, 13 genommen.

Zuerst wird eine Kupferplatte gepresst, um eine Mehrzahl von Leitersegmenten 14, wie in Fig. 4 dargestellt ist, zu bilden. Anschließend werden die Leitersegmente 14, die als Ganzes eine U-förmige Konfiguration aufweisen und eine Basis 14a und ein Paar von Beinabschnitten 14b, 14c umfassen, in einer wechselnden, umgekehrten bzw. entgegengesetzten Weise angeordnet, d. h. wechselweise unter einem Winkel von 180° zueinander entgegengesetzt.

Anschließend werden neun gegenseitig gegenüberstehende Leitersegmente 14 miteinander verbunden, indem wechselweise die Beinabschnitte 14b, 14c von benachbarten Leitersegmenten 14 entlang einer Seite durch Hartlöten verschweißt werden, und indem die gesamten Oberflächen isoliert werden (z. B. indem sie mit Email durch Tauchlöten überzogen werden), um eine Leitersegmenteinheit 15 zu bilden, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Dieses Verschweißen kann Ultraschallschweißen anstelle von Hartlöten sein.

In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass in der Leitersegmenteinheit 15 diejenigen Teile, an denen die benachbarten Beinabschnitte 14b, 14c gegenseitig miteinander verbunden sind, und die mit Email überzogen sind, den geraden Abschnitten 11a, 12a, 13a der Wicklungsabschnitte 11, 12, 13 entsprechen, und diejenigen Teile der Basis 14a, die mit Email überzogen sind, den Verbindungsabschnitten 11b, 12b, 13b der Wicklungsabschnitte 11, 12, 13 entsprechen.

Anschließend wird eine Mehrzahl von Leitersegmenteinheiten 15 vorbereitet und derartig angeordnet, dass die Basisabschnitte 14a der Leitersegmente 14 der entsprechenden Leitersegmenteinheiten 15 zueinander in einer Zick-Zack-Form, wie in Fig. 6 gezeigt, angeordnet werden, und die Leitersegmenteinheiten 15 übereinander mit den Basisabschnitten 14a der entsprechenden Leitersegmente 14 gelegt werden, die in entsprechende V-förmige Räume eingeführt werden, die zwischen benachbarten Beinabschnitten 14b, 14c der benachbarten Leitersegmenteinheiten 15 gebildet sind. Anschließend werden die entsprechenden Leitersegmenteinheiten 15 in entgegengesetzten Richtungen, die durch die Pfeile A und B in Fig. 6 angezeigt sind, gedrängt, und dabei werden die entsprechenden Wicklungsabschnitte 11, 12, 13 miteinander kombiniert, um eine Dreiphasenwicklung 10 zu bilden.

Mit der Dreiphasenwicklung 10 des wie oben aufgebauten Stators wird die Mehrzahl der Leitersegmenteinheiten 15 derart laminiert, dass Teile der Verbindungsabschnitte 11b, 12b, 13b eines von zwei beliebigen benachbarten Leitersegmenteinheiten 15 zwischen die Verbindungsabschnitte 11b, 12b, 13b der anderen benachbarten Leitersegmenteinheit 15 gestellt werden, wobei die Leitersegmenteinheiten 15 miteinander in Umfangsrichtung seriell verkettet oder verbunden sind. Folglich kann die Herstellungseffizienz des Stators gemäß dieser Ausführungsform bedeutend verbessert sein im Vergleich zu dem vorher genannten bekannten Stator, indem die seriell verbundenen, entsprechenden Phasenwicklungsabschnitte 7, die eine kurbelförmige Konfiguration besitzen, miteinander verwebt sind, um die Wicklung 4 zu bilden.

Überdies werden die Leitersegmente 14, die gleich den Komponentenelemente der Dreiphasenwicklung 10 sind, auf einfache Weise durch Pressformen gebildet.

Zweite Ausführungsform

In einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein freiliegender Leiter 21 mit einer kurbelförmigen Konfiguration, wie in Fig. 7 dargestellt, durch Pressformen gebildet. Dieser freiliegende Leiter 21 weist Krümmungsabschnitte 21a und Verbindungsabschnitte 21b auf, die benachbarte Krümmungsabschnitte 21a miteinander verbinden.

Die Krümmungsabschnitte 21a des freiliegenden Leiters 21 sind an den durch die gepunktete Linie angezeigten Teile gekrümmt, um eine Leitersegmenteinheit 20, wie in Fig. 8 dargestellt, zu bilden. In der Leitersegmenteinheit 20 entsprechen die Krümmungsabschnitte 21a den geraden Abschnitten 11a, 12a, 13a der Wicklungsabschnitte 11, 12, 13, und die Verbindungsabschnitte 21b entsprechen den Verbindungsabschnitten 11b, 12b, 13b der Wicklungsabschnitte 11, 12, 13.

In dieser zweiten Ausführungsform ist ein Schweißprozess, der in der ersten Ausführungsform beim Bilden der Leitersegmenteinheit 20 erforderlich ist, nicht nötig. Bei der Herstellung der Dreiphasenwicklung 10 sind die Prozesse nach Bildung der Leitersegmenteinheiten 20 ähnlich denjenigen der ersten Ausführungsform, und daher ist eine Beschreibung derselben hier weggelassen.

Dritte Ausführungsform

Die Fig. 9, 10 und 11 stellen eine Dreiphasenwicklung einer Drehelektromaschine in der Form eines Motorgenerators dar, die entsprechend einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wobei die Fig. 9 eine Draufsicht der Dreiphasenwicklung ist; Fig. 10 eine Draufsicht derselben und Fig. 11 eine Unteransicht derselben ist.

Der Motorgenerator weist einen Stator auf, der einen Statorkern 3 mit darin gebildeten Schlitzen umfasst, wobei die Anzahl der Schlitze 2 für jeden Pol und für jede Phase gleich 2 ist, und eine Dreiphasenwicklung 30 in dem Statorkern 3 durch verteilte Wicklung enthalten ist.

Die Dreiphasenwicklung 30 setzt sich aus einem
U₁-Phasenwicklungsabschnitt 31, einem
V₁-Phasenwicklungsabschnitt 32, einem
W₁-Phasenwicklungsabschnitt 33, einem
U₂-Phasenwicklungsabschnitt 34, einem
V₂-Phasenwicklungsabschnitt 35 und einem
W₂-Phasenwicklungsabschnitt 36 zusammen. Jede der entsprechenden Phasenwicklungsabschnitte 31 bis 36 weist einen Wicklungsabschnitthauptkörper aus Kupfer auf, dessen Oberfläche mit Email überzogen ist. Die entsprechenden Phasenwicklungsabschnitte 31 bis 36 umfassen entsprechende gerade Abschnitte 31a bis 36a, die in die Schlitze 2 des Statorkerns 3 eingeführt sind, und Verbindungsabschnitte 31b bis 36b, die die Enden der benachbarten entsprechenden geraden Abschnitte 31a bis 36a verbinden. Die entsprechenden Phasenwicklungsabschnitte 31 bis 36 sind derart aufgebaut, indem entsprechende gerade Abschnitte 31a bis 36a nacheinander in die Schlitze 2 eingeführt werden, um sich um den Statorkern 3 viermal auf wellenförmige Art und Weise zu winden. Die entsprechenden geraden Abschnitte 31a bis 36a sind in die entsprechenden Schlitze 2 unter einem elektrischen Winkel von 120° zueinander eingeführt.

Jeder der entsprechenden geraden Abschnitte 31a bis 36a weist eine Breite auf, die gleich einem Drittel der Breite der Verbindungsabschnitte 31b bis 36b ist, eine Dicke, die dreimal so groß ist wie die der Verbindungsabschnitte und eine Querschnittsfläche, die gleich der der Verbindungsabschnitte ist.

Als nächstes wird Bezug auf den Herstellungsprozess der entsprechenden Phasenwicklungsabschnitte 31 bis 36 genommen.

Zuerst wird eine Kupferplatte gepresst, um eine Mehrzahl von Leitersegmenten 40, wie in Fig. 12 dargestellt ist, zu bilden. Anschließend werden die Leitersegmente 40, von denen jede eine U-förmige Konfiguration mit einer Basis 40a und einem Paar von Beinabschnitten 40b, 40c aufweist, in einer wechselnd entgegengesetzten Weise angeordnet, d. h. wechselnd unter einem Winkel von 180° zueinander entgegengesetzt. Anschließend werden fünf sich gegenseitig gegenüberstehende Leitersegmente 40 miteinander verbunden, indem wechselweise benachbarte Beinabschnitte 40b, 40c der benachbarten Leitersegmente 40 an lediglich einer Seite über Zwischenabschnitte 42 durch Hartlöten verschweißt, und die gesamten Oberflächen isoliert werden (z. B. durch Überziehen mit Email durch Tauchlöten), um eine Leitersegmenteinheit 41, wie in Fig. 14 dargestellt, zu bilden.

Es wird in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass in der Leitersegmenteinheit 41 diejenigen Teile, an denen die Beinabschnitte 40b, 40c miteinander verbunden sind, und die mit Email überzogen sind, genauso wie diejenigen Teile der Zwischenabschnitte 42, die mit den verbundenen Abschnitten der Beinabschnitte, die mit Email überzogen sind, verschweißt sind, den geraden Abschnitten 31a bis 36a der entsprechenden Phasenwicklungsabschnitte 31 bis 36 entsprechen, und diejenigen Teile der Basisabschnitte 40a, die mit Email überzogen sind, den Verbindungsabschnitten 31b bis 36b der entsprechenden Phasenwicklungsabschnitte 31 bis 36 entsprechen.

Anschließend wird eine Mehrzahl von Leitersegmenteinheiten 41 vorbereitet und auf eine Weise angeordnet, dass die Basisabschnitte 40a der Leitersegmente 40 der entsprechenden Leitersegmenteinheiten 41 voneinander beabstandet in einer Zick-Zack-Form, wie in Fig. 14 gezeigt, angeordnet werden, und die Leitersegmenteinheiten 41 übereinander gelegt werden, wobei die Basisabschnitte 40a der entsprechenden Leitersegmente 40 in entsprechende V-förmige Räume eingeführt sind, die zwischen benachbarten Beinabschnitten 40b, 40c der benachbarten Leitersegmenteinheiten 41 gebildet sind. Danach werden die entsprechenden Leitersegmenteinheiten 41 in entgegengesetzten Richtungen, die durch die Pfeile C und D in Fig. 14 angedeutet sind, gedrängt, und dabei werden die entsprechenden Phasenwicklungsabschnitte 31 bis 36 miteinander kombiniert, um eine Dreiphasenwicklung 30 zu bilden.

In der Dreiphasenwicklung 30 des wie oben aufgebauten Stators sind die Mehrzahl der Leitersegmenteinheiten 40 derart laminiert, dass Teile der Verbindungsabschnitte 31 bis 36 von einem von beliebigen zwei benachbarten Leitersegmenteinheiten 41 zwischen die Verbindungsabschnitte 31b bis 36b der anderen benachbarten Leitersegmenteinheit 41 gestellt sind, wobei die Leitersegmenteinheiten 41 seriell miteinander in Umfangsrichtung verkettet oder verbunden sind. Folglich kann die Herstellungseffizienz des Stators gemäß dieser Ausführungsform bedeutend verbessert sein, im Vergleich zu dem vorher erwähnten bekannten Stator, in dem die seriell verbundenen, entsprechenden Phasenwicklungsabschnitte 7, von denen jeder eine kurbelförmige Konfiguration aufweist, miteinander verwoben sind, um die Wicklung 4 zu bilden.

Überdies werden die Leitersegmente 40, die die Komponentenelemente der Dreiphasenwicklung 30 darstellen, einfach durch Pressformen gebildet.

Es wird hier darauf hingewiesen, dass die Zwischenabschnitte 42, die als Einstellglieder zum Einstellen der Querschnittsformen der geraden Abschnitte 31a bis 36a dienen, an einer Seite derselben zwischen den benachbarten Beinabschnitten 40b der Leitersegmente 40 und an der anderen Seite derselben außerhalb der Beinabschnitte 40c, die zu verbinden sind, wie in Fig. 15 gezeigt, positioniert sein können. Alternativ können die Zwischenabschnitte 42 statt dessen an gegenüberliegenden Seiten außerhalb der zu verbindenden Beinabschnitte 40c positioniert sein.

Vierte Ausführungsform

In einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein freiliegender Leiter 41 mit einer kurbelförmigen Konfiguration, wie in Fig. 17 dargestellt, durch Pressarbeiten gebildet. Dieser freiliegende Leiter 51 weist Krümmungsabschnitte 51a und Verbindungsabschnitte 51b auf, die die benachbarten Krümmungsabschnitte 51a verbinden. Die Krümmungsabschnitte 51a des freiliegenden Leiters 51 sind an den durch eine gepunktete Linie angedeuteten Teilen gekrümmt, um eine Leitersegmenteinheit 50, wie in Fig. 18 dargestellt ist, zu bilden. Zusätzlich sind die Krümmungsabschnitte 51a mit Einstellgliedern 52 ausgebildet, um die Querschnittsformen der geraden Abschnitte 31a bis 36a einzustellen.

In der Leitersegmenteinheit 50 entsprechen die Krümmungsabschnitte 51a den geraden Abschnitten 31a bis 36a der entsprechenden Phasenwicklungsabschnitte 31 bis 36, und die Verbindungsabschnitte 51b entsprechen den Verbindungsabschnitten 31b bis 36b der entsprechenden Wicklungsabschnitte 31 bis 36.

In dieser vierten Ausführungsform ist der Schweißprozess, der in der dritten Ausführungsform zum Bilden der Leitersegmenteinheit 50 erforderlich ist, nicht notwendig. Bei der Herstellung der Dreiphasenwicklung 30 sind die Prozesse nach Bildung der Leitersegmenteinheit 50 ähnlich denjenigen der dritten Ausführungsform, und daher wird eine Beschreibung derselben hier weggelassen.

Obwohl in den oben erwähnten ersten bis vierten Ausführungsformen die Dreiphasenwicklung gezeigt und beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung anwendbar auf andere Polyphasenwicklungen, wie z. B. eine Fünfphasenwicklung, eine Siebenphasenwicklung usw.

Überdies ist die vorliegende Erfindung anwendbar auf andere Drehelektromaschinen, wie z. B. ein Elektromotor, ein Generator usw.

Obwohl in den oben erwähnten entsprechenden Ausführungsformen die geraden Abschnitte und die Verbindungsabschnitte eine rechtwinklige Querschnittsform aufweisen, ist die vorliegende Erfindung zusätzlich nicht auf diese Form beschränkt, sondern es können auch andere Formen, wie z. B. eine im Allgemeinen elliptische Querschnittsform, eine kreisförmige Querschnittsform und dergleichen natürlich verwendet werden.

Wie bereits beschrieben, sieht die vorliegende Erfindung die folgenden Vorteile vor.

Gemäß einem Stator einer Drehelektromaschine der vorliegenden Erfindung setzt sich die Polyphasenwicklung aus entsprechenden Phasenwicklungsabschnitten zusammen, die elektrisch miteinander verbunden sind, wobei die entsprechenden Phasenwicklungsabschnitte gerade Abschnitte, die in einem Statorkern gebildeten Schlitze eingeführt sind, und Verbindungsabschnitte auf, die die Enden von benachbarten geraden Abschnitten verbinden. Die entsprechenden Phasenwicklungsabschnitte umfassen eine Mehrzahl an Leitersegmenteinheiten, die auf spiralförmige Weise mit vier Ecken gewunden sind, von denen jede im Wesentlichen um einen rechten Winkel gekrümmt ist, wobei die entsprechenden Phasenwicklungsabschnitte die geraden Abschnitte und die Verbindungsabschnitte aufweisen. Die Leitersegmenteinheiten sind derart laminiert, dass Teile der Verbindungsabschnitte von einem von beliebigen zwei benachbarten Leitersegmenteinheiten zwischen benachbarten Verbindungsabschnitten der anderen benachbarten Leitersegmenteinheit gestellt ist, und die Leitersegmenteinheiten seriell miteinander in Umfangsrichtung verbunden sind. Mit dieser Anordnung kann die Herstellungseffizienz des Stators bedeutend verbessert sein, verglichen mit dem vorher erwähnten bekannten Stator, indem die seriell verbundenen entsprechenden Phasenwicklungsabschnitte, von denen jeder eine kurbelförmige Konfiguration aufweist, miteinander verwebt sind, um eine Wicklung zu bilden.

Zusätzlich sind die vier Ecken der Leitersegmenteinheiten um rechte Winkel gekrümmt, und daher stehen die geraden Abschnitte und die Verbindungsabschnitte senkrecht aufeinander, und folglich ist die Höhe des Spulenendes der Polyphasenwicklung verringert, was auf diese Weise ermöglicht, die axialen Abmessungen des Stators zu minimieren.

In einer bevorzugten Form der Erfindung weisen jeder der geraden Abschnitte und der Verbindungsabschnitte eine rechtwinklige Querschnittsform auf, und daher kann eine hochdichte Polyphasenwicklung erhalten werden.

In einer weiteren bevorzugten Form der Erfindung weist jeder der Leitersegmenteinheiten eine Mehrzahl von Leitersegmenten auf, von denen jedes als Ganzes eine U-förmige Konfiguration mit einer Basis und einem Paar von Beinabschnitten an gegenüberliegenden Seiten der Basis aufweist, wobei bei der Mehrzahl der laminierten Leitersegmente ein Beinabschnitt eines Leitersegments mit einem gegenüberliegenden Beinabschnitt eines benachbarten Leitersegments verbunden ist, und der andere Beinabschnitt des Leitersegments mit einem gegenüberliegenden Beinabschnitt eines weiteren benachbarten Leitersegments verbunden ist. Mit dieser Anordnung ist es möglich, die Leitersegmenteinheiten auf einfache Weise herzustellen.

In einer weiteren bevorzugten Form der Erfindung werden die Leitersegmente durch Pressformen gebildet, so dass sie auf einfache Weise hergestellt werden können.

In einer noch weiteren bevorzugten Form der Erfindung weist der Stator desweiteren Einstellglieder auf, die an Verbindungsabschnitten angeordnet sind, an denen die Beinabschnitte miteinander verbunden sind zum Einstellen der Querschnittsformen der geraden Abschnitte. So zum Beispiel können die Querschnittsflächen der Verbindungsabschnitte und der geraden Abschnitte auf einfache Weise miteinander angeglichen werden.

In einer noch weiteren bevorzugten Form der Erfindung weist jeder der Leitersegmenteinheiten einen freiliegenden Leiter mit einer kurbelförmigen Konfiguration als Ganzes auf mit Krümmungsabschnitten und Verbindungsabschnitten, die benachbarte Krümmungsabschnitte miteinander verbinden. So können die Leitersegmenteinheiten auf einfache Weise hergestellt werden.

In einer noch weiteren bevorzugten Form der Erfindung ist jeder der Krümmungsabschnitte mit einem Einstellabschnitt gebildet zum Einstellen einer Querschnittsform eines entsprechenden geraden Abschnittes. So zum Beispiel ist es möglich, die Querschnittsfläche von jedem Verbindungsabschnitt mit der Querschnittsfläche eines jeden geraden Abschnittes anzugleichen.

In einer noch weiteren bevorzugten Form der Erfindung ist die Polyphasenwicklung eine Dreiphasenwicklung, und so ist es möglich, auf einfache Weise einen Stator für eine Dreiphasenwicklung herzustellen, die eine hohe Dichte aufweist und bezüglich der axialen Größe klein ist.

In einer noch weiteren bevorzugten Form der Erfindung beträgt die Anzahl der Schlitze in dem Statorkern für jeden Pol und jede Phase gleich 1, und jeder der geraden Abschnitte weist eine Breite auf, die gleich der halben Breite eines jeden der Verbindungsabschnitte ist, und eine Dicke, die doppelt so groß ist wie die der Verbindungsabschnitte. Mit solch einer Anordnung wird die Querschnittsfläche der Verbindungsabschnitte und die der geraden Abschnitte gleich, so dass der Widerstand der Verbindungsabschnitte gleich der der geraden Abschnitte ist.

In einer noch weiteren bevorzugten Form der Erfindung beträgt die Anzahl der Schlitze in dem Statorkern für jeden Pol und jede Phase gleich 2, und jeder der geraden Abschnitte weist eine Breite auf, die gleich einem Drittel der Breite eines jeden Verbindungsabschnittes ist, und eine Dicke, die dreimal so groß ist wie die der Verbindungsabschnitte. Mit solch einer Anordnung ist die Querschnittsfläche des Verbindungsabschnittes und die des geraden Abschnittes gleich, so dass der Widerstand der Verbindungsabschnitte gleich der der geraden Abschnitte ist.

In einer noch weiteren bevorzugten Form der Erfindung ist die Drehelektromaschine ein Generatormotor. So wird es möglich, auf einfache Weise einen Generatormotor zu erhalten, der eine hohe Dichte aufweist und bezüglich der axialen Abmessung klein ist.

Während die Erfindung hinsichtlich bevorzugter Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist es für den Fachmann klar, dass die Erfindung auf verschiedene Weise in modifizierter Form innerhalb des Bereichs der beigefügten Ansprüche in die Praxis umgesetzt werden kann.

Claims (11)

1. Ein Stator einer Drehelektromaschine umfasst:
einen Statorkern (3) mit darin gebildeten Schlitzen (2), die sich in einer axialen Richtung erstrecken und in Umfangsrichtung zueinander beabstandet angeordnet sind; und
eine Polyphasenwicklung (10, 30), die in den Schlitzen (2) enthalten ist;
die Polyphasenwicklung (10, 30) umfasst entsprechende Phasenwicklungsabschnitte (11, 12, 13), die elektrisch miteinander verbunden sind, wobei die entsprechenden Phasenwicklungsabschnitte (11, 12, 13) gerade Abschnitte (11a, 12a, 13a), die in die Schlitze (2) eingeführt sind, und Verbindungsabschnitte (11b, 12b, 13b) aufweisen, die die Enden der benachbarten geraden Abschnitte (11a, 12a, 13a) verbinden;
die entsprechenden Phasenwicklungsabschnitte (11, 12, 13) umfassen desweiteren eine Mehrzahl von Leitersegmenteinheiten (15, 20, 41, 50), die mit vier Ecken gewunden sind, von denen jede im Wesentlichen zu einem rechten Winkel gekrümmt ist, und die entsprechenden Phasenwicklungsabschnitte (11, 12, 13) weisen die geraden Abschnitte (11a, 12a, 13a) und die Verbindungsabschnitte (11b, 12b, 13b) auf;
wobei die Leitersegmenteinheiten (15, 20, 41, 50) derart laminiert sind, dass Teile der Verbindungsabschnitte (11b, 12b, 13b) von einer von beliebigen zwei benachbarten Leitersegmenteinheiten (15, 20, 41, 50) zwischen benachbarten Verbindungsabschnitten (11b, 12b, 13b) der anderen benachbarten Leitersegmenteinheiten (15, 20, 41, 50) gestellt ist, und die Leitersegmenteinheiten (15, 20, 41, 50) seriell miteinander in Umfangsrichtung verbunden sind.

2. Der Stator einer Drehelektromaschine nach Anspruch 1, wobei jeder der geraden Abschnitte (11a, 12a, 13a) und der Verbindungsabschnitte (11b, 12b, 13b) eine rechtwinklige Querschnittsform aufweist.

3. Der Stator einer Drehelektromaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei jede der Leitersegmenteinheiten (15) eine Mehrzahl von Leitersegmenten (14) aufweist, von denen jedes eine U-förmige Konfiguration als ein Ganzes mit einer Basis (14a) und einem Paar von Beinabschnitten (14b) an gegenüberliegenden Seiten der Basis (14a) aufweist, und in der Mehrzahl der laminierten Leitersegmente (14) ein Beinabschnitt eines Beinabschnittpaares (14c) eines Leitersegments (14) mit einem gegenüberliegenden Beinabschnitt eines Beinabschnittspaares (14c) eines benachbarten Leitersegments (14) verbunden ist, und der andere Beinabschnitt des Beinabschnittpaares (14c) des einen Leitersegments (14) mit einem gegenüberliegenden Beinabschnitt eines Beinabschnittpaares (14c) eines anderen benachbarten Leitersegments (14) verbunden ist.

4. Der Stator einer Drehelektromaschine nach Anspruch 3, wobei die Leitersegmente (14) durch Pressformen gebildet sind.

5. Der Stator einer Drehelektromaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfasst desweiteren Einstellglieder (42), die an Verbindungsabschnitten angeordnet sind, an denen die Beinabschnitte (40b, 40c) miteinander verbunden sind zum Einstellen der Querschnittsformen der geraden Abschnitte.

6. Der Stator einer Drehelektromaschine nach Anspruch 1, wobei jede der Leitersegmenteinheiten (20) einen freiliegenden Leiter (21) mit einer kurbelförmigen Konfiguration als ein Ganzes aufweist, der Krümmungsabschnitte (21a) und Verbindungsabschnitte (21b), die benachbarte Krümmungsabschnitte (21a) miteinander verbinden, aufweist.

7. Der Stator einer Drehelektromaschine nach Anspruch 6, wobei jeder der Krümmungsabschnitte (51a) mit einem Einstellabschnitt (52) zum Einstellen einer Querschnittsform eines entsprechenden der geraden Abschnitte gebildet ist.

8. Der Stator einer Drehelektromaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Polyphasenwicklung eine Dreiphasenwicklung ist.

9. Der Stator einer Drehelektromaschine nach Anspruch 8, wobei die Anzahl der Schlitze (2) für jeden Pol und jede Phase gleich Eins ist, und jeder der geraden Abschnitte (11a, 12a, 13a) eine Breite aufweist, die gleich der halben Breite eines jeden der Verbindungsabschnitte (11b, 12b, 13b) ist, und eine Dicke aufweist, die doppelt so groß ist wie die der Verbindungsabschnitte.

10. Der Stator der Drehelektromaschine nach Anspruch 8, wobei die Anzahl der Schlitze (2) für jeden Pol und jede Phase in einer verteilten Wicklung gleich Zwei ist, und jeder der geraden Abschnitte (31a bis 36a) eine Breite aufweist, die gleich einem Drittel der Breite eines jeden der Verbindungsabschnitte (31b bis 36b) ist, und eine Dicke aufweist, die dreimal so groß wie die der Verbindungsabschnitte ist.

11. Der Stator einer Drehelektromaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Drehelektromaschine ein Generatormotor ist.