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QUERVERWEIS
AUF VERWANDTE ANMELDUNG
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Die
vorliegende Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der früheren japanischen Patentanmeldung
Nr. 2004-125767, eingereicht am 21. April 2004, so dass die Beschreibung
derselben hier unter Bezugnahme voll mit einbezogen wird.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Statorspule mit konzentrierter
Wicklung für
eine rotierende elektrische Maschine.
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Ein
Stator mit konzentrierter Wicklung, die auf dem Gebiet der rotierenden
elektrischen Maschinen herkömmliche
vorgeschlagen wurde, enthält eine
Vielzahl von Phasenwicklungen, von denen jede aus gleichen Phasenwicklungen
besteht, die miteinander verbunden sind und die in einer konzentrierten Weise
um die jeweiligen Zähne
eines Statorkernes gewickelt sind (im Folgenden als Zahnwicklungen bezeichnet).
Von den Anforderungen der Wicklungsarbeit aus gesehen, wird diese
Art eines Stators mit konzentrierter Wicklung allgemein für einen
zusammengebauten oder zusammengesetzten Kern verwendet, der dadurch
gebildet wird, indem getrennte Teilkerne der jeweiligen Zähne in einen
Statorkern zusammengebaut werden.
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Die
Zahnwicklungen eines Stators mit konzentrierter Wicklung sind um
die Zähne
gewickelt, derart, dass sie eine erforderliche Windungszahl aufweisen.
Zwei benachbarte Windungen sind gewöhnlich so angeordnet, dass
sie in der axialen Rich tung auf einer Umfangsfläche des Zahnes benachbart sind.
Die Wicklungsreihenfolge für
diesen Stator mit konzentrierter Wicklung ist wie folgt.
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Zuerst
startet die Wicklungsarbeit von einer Radial-Ende-Seite eines Zahnes
aus, zur anderen radialen Endseite dieses Zahnes hin, um eine erste Schichtwicklung
vorzusehen. Dann wird die Voranschreitrichtung umgekehrt, das heißt die Wicklungsarbeit
beginnt erneut von dem anderen radialen Ende bzw. Endseite des Zahnes
zu der einen radialen Endseite des Zahnes hin. Somit wird eine zweite
Schichtwicklung auf der ersten Schichtwicklung angeordnet. In ähnlicher
Weise wird eine dritte Schichtwicklung auf der zweiten Schichtwicklung
angeordnet, um dadurch eine hochdichte Wicklung zu realisieren.
Die erste Schichtwicklung, die zweite Schichtwicklung und die dritte
Schichtwicklung werden kollektiv als "Schichtwicklungen" in der folgenden Beschreibung bezeichnet.
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Die
offen gelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2001-186703 offenbart
als Zahnwicklungs-Windungsanordnung für einen Stator mit konzentrierter
Wicklung eine Zahnwicklung mit einem Anfangs-Ende, welches an einem
proximalen Endabschnitt (oder distalen Endabschnitt) eines Zahnes angeordnet
ist und wobei ein Anschluss-Ende an einem distalen Endabschnitt
(oder proximalen Endabschnitt) des Zahnes angeordnet ist. Ferner
offenbart dieses Dokument nach dem Stand der Technik ein anderes
Zahnwicklungs-Windungsschema oder -anordnung, wonach bei einer Zahnwicklung
das Anfangs-Ende und das Ende-Ende beide an dem distalen Endabschnitt
eines Zahnes angeordnet sind.
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Jedoch
sind die Zahnwicklungen, die in dem oben erläuterten Stand der Technik bzw.
Dokument offenbart sind, mit den folgenden Problemen behaftet.
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Erstens,
bei dem Prozess der Anordnung einer Phasenwicklung durch Anschließen der
Zahnwicklungen der gleichen Phase vermittels Überbrückungen oder Überkreuzungsleitungen
seriell oder parallel zueinander, wird wenigstens ein Ende jeder Zahnwicklung
an dem distalen Endabschnitt des Zahnes positioniert. Im Falle der Verwendung
kurzer Überbrückungen
oder Überkreuzungsleitungen,
erstrecken sich die Überkreuzungen
oder Anschlussdrähte
von den Endabschnitten der Zahnwicklungen aus und sind an die Überkreuzungen
oder Überbrückungen
angeschlossen und sind sehr dicht an der Zylinderoberfläche eines
Rotors positioniert. Wenn diese Drähte locker werden und Vibrationen
ausgesetzt werden, so entsteht die Möglichkeit, dass die Drähte Kontakt
mit dem Rotor bekommen.
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Als
Nächstes
ist es erforderlich, die Drahtanschlussarbeit auf einer Außenseite
einer Endfläche eines
Zahnes in der axialen Richtung durchzuführen, um einen Anschlussdraht,
der sich von einem distalen Endabschnitt (das heißt einem
Ende) des Zahnes aus erstreckt, mit einem Anschlussdraht zu verbinden,
der sich von einem Ende des anderen Zahnes aus erstreckt. Die Ausführung solch
einer Drahtanschlussarbeit nahe den Zahnwicklungen oder -schlitzen
ist nicht einfach.
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Als
Nächstes
erhöht
die Anordnung, welche die Überbrückungsleitungen
oder Überkreuzungen oder
Anschlussdrähte
erfordert, die an den Zahnwicklungen angeordnet sind, die um die
jeweiligen Zähne
herumgewickelt sind, notwendigerweise die axiale Länge des
Stators und erhöht
auch den Ankerwiderstand. Diese Probleme werden speziell schwerwiegend,
wenn ein Leiter mit einer großen
Querschnittsfläche
für die
Zahnwicklung verwendet wird, da es erforderlich ist, einen vergleichbaren
Leiter mit einer äquivalenten
Querschnittsfläche
für die Überkreuzungsverbindung
zu verwenden, die zwischen den Zahnwicklungen oder Anschlussdrähten der
jeweiligen Zahnwicklungen zwischengefügt sind.
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Ein
Verfahren, um diese Probleme zu lösen, besteht darin, die jeweiligen
Zahnwicklungen miteinander parallel zu schalten, um den Strom zu
reduzieren, der in jeder Zahnwicklung fließt. Es wird möglich, eine
erforderliche Querschnittsfläche
eines Leiters zu reduzieren, der für die Zahnwicklung verwendet
wird. Um jedoch diese Anordnung zu realisieren, ist es erforderlich,
die Windungszahl von jeder Zahnwicklung zu erhöhen, um einen Verlust in der
magnetischen Kraft zu kompensieren, entsprechend der Reduzierung
des Stromes, der in der Zahnwicklung fließt. Gemäß dem Stator mit konzentrierter
Wicklung sollte die erforderliche Erhöhung in der Windungszahl getrennt für einen
Fall in Betracht gezogen werden, bei dem alle die Zahnwicklungen
der gleichen Phase parallel miteinander geschaltet sind, als auch
für einen
Fall, bei dem alle Zahnwicklungen der gleichen Phase miteinander
in Reihe geschaltet sind. Wenn die Windungszahl gemäß dem ersteren
Fall um das x-fache größer ist
als diejenige beim letzteren Fall, während der Leiter beim ersteren
Fall um das 1/x-fache größer in der
Querschnittsfläche
ist als diejenige des letzteren Falles, sollten der erstere Fall
und der letztere Fall theoretisch identisch sein. Es ist jedoch
im Falle des Verbindens von allen Zahnwicklungen der gleichen Phase
parallel zueinander erforderlich, Überkreuzungsbusstäbe koaxial
und winkelmäßig anzuordnen,
und zwar von den jeweiligen Phasen, und auch neutrale Busstäbe um den
Statorkern herum. Spezifischer ausgedrückt, werden die Überkreuzungsbusstäbe dazu
verwendet, um die Phasenspannungen den jeweiligen Zahnwicklungen
zuzuführen
bzw. an diese anzulegen. Die Neutralbusstäbe bilden einen Neutralpunkt.
Als ein Ergebnis ist ein großer
Busstabaufnahmeraum erforderlich.
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Darüber hinaus
nimmt auf Grund einer Beschädigung
oder Verschlechterung eines Harzschichtungsfilmes des Zahnwicklungsleiters
die Möglichkeit
einer Verringerung der elektrischen Isolationseigenschaften zwischen
benachbarten Windungen jeder Zahnwicklung stark zu.
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Ferner
ist die Beschichtung eines dünnen Zahnwicklungsleiters
mit einem Harzfilm und das Wickeln dieses Wicklungsleiters in dichter
Form um einen Zahn herum nicht zu bevorzugten, und zwar in Verbindung
bei der Sicherstellung befriedigender Kühleigenschaften für den Wicklungsleiter,
der tief in den Schichten der Windungen positioniert ist. Es führt nämlich ein
Harzbeschichtungsfilm der jeweiligen Zahnwicklungen und es führen die
zahlreichen Zwischenräume
zwischen benachbarten Windungen zu einer Erhöhung des Wärmeübertragungswiderstandes derart
ausgeprägt,
dass ein großer
Strom der Zahnwicklung nicht zugeführt werden kann. Als ein Ergebnis
wird die Größe der rotierenden
elektrischen Maschine in unerwünschter
Weise erhöht.
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Um
beispielsweise eine kompakte und leichtgewichtige rotierende elektrische
Maschine mit einer konzentriert gewickelten Statorwicklung zu realisieren,
ist es wichtig, die Querschnittsfläche eines Zahnwicklungsleiters
soweit zu erhöhen,
als Anforderungen der Schaltungsspezifikationen befriedigt werden, es
ist ferner erforderlich, eine Gesamtlängsabmessung der Ankerwicklung
zu verkürzen
und auch erforderlich, alle Windungen der Zahnwicklung in Kontakt mit
dem Zahn zu bringen oder mit Kühlluft
zu bringen.
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Um
solch eine optimale Zahnwicklung zu realisieren, ist zu erwähnen, dass
eine gewünschte Zahnwicklung
Wicklungen von lediglich einer Schicht oder von zwei Schichten aufweisen
sollte, die um einen Zahn herumgewickelt sind, und dass die jeweiligen
Zahnwicklungen der gleichen Phase in Reihe geschaltet werden sollten.
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In
diesem Fall wird jedoch die Querschnittsfläche des Zahnwicklungsleiters
sehr groß.
Beispielsweise beträgt
in einem herkömmlichen
Fall gemäß einem
Stator mit konzentrierter Wicklung, die in dem oben genannten Dokument
nach dem Stand der Technik offenbart ist, die axiale Länge des
Stators mit konzentrierter Wicklung um einen Betrag der Verbindungsdrähte oder
Anschlussdrähte
und der Überkreuzungsverbindungen
der Zahnwicklungen zu, die sich auf den Zahnwicklungen erstrecken.
Als ein Ergebnis wird die Größe der rotierenden
elektrischen Maschine in unerwünschter
Weise erhöht.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Im
Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme ist es Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, eine Statorspule mit konzentrierter Wicklung
für eine rotierende
elektrische Maschine zu schaffen, die nicht kompakt und leichtgewichtig
ausgeführt
werden kann, sondern auch ausgezeichnete Kühl- und Isolationseigenschaften
besitzt.
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Um
die genannte Aufgabe und andere damit in Verbindung stehende Ziele
zu erreichen, schafft die vorliegende Erfindung eine Statorspule
mit konzentrierter Wicklung für
eine rotierende elektrische Maschine, mit Zahnwicklungen, die für die jeweiligen Zähne vorgesehen
sind, einer vorbestimmten Anzahl von Überkreuzungsbusstäben und
mit Neutralbusstäben.
Jede Zahnwicklung enthält
eine erste Schichtwicklung, die auf der Oberfläche eines Zahnes eines Statorkernes
in einer Richtung gewickelt ist, die von einem proximalen Endabschnitt
zu einem distalen Endabschnitt des Zahnes voranschreitet, enthält eine
zweite Schichtwicklung, die auf der ersten Schichtwicklung angeordnet
ist und in einer Richtung gewickelt ist, die von dem distalen Endabschnitt zu
dem proximalen Endabschnitt des Zahnes voranschreitet, wobei ein
Windungsanfangs-Ende und ein Windungsende-Ende benachbart zu dem
proximalen Endabschnitt des Zahnes angeordnet sind und wobei ein
Paar der Anschluss- oder Verbindungsdrähte sich nach außen in der
radialen Richtung von dem Windungsanfangs-Ende und dem Windungsende-Ende erstreckt.
Die Überkreuzungsbusstäbe sind
in einer Umfangsrichtung angeordnet, um sukzessive die Anschlussdrähte für die Zahnwicklungen
mit der gleichen Phase anzuschließen oder zu verbinden, um eine
Phasenwicklung zu erstellen, die aus all den Zahnwicklungen besteht,
welche die gleiche Phase aufweisen und welche in Reihe geschaltet
sind. Auch verbinden die Neutralbusstäbe die Anschluss-Enden der
letzten Zahnwicklungen der jeweiligen Phasen, um einen Neutralpunkt
zu bilden.
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Gemäß der Statorspule
mit konzentrierter Wicklung der vorliegenden Erfindung sind die Überkreuzungsbusstäbe und die
Neutralbusstäbe
benachbart zu einer radialen Außenseite
eines Wicklungsendes vorgesehen, welches in einer axialen Richtung
der Zahnwicklung vorragt, und ebenso benachbart zu einer Endfläche eines
Kernrückens
des Statorkernes.
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Spezifischer
ausgedrückt,
verwendet die Statorspule mit konzentrierter Wicklung für eine rotierende
elektrische Maschine gemäß der Erfindung eine
Zahnwicklung, die aus einem Paar von (das heißt erster und zweiter) Schichtwicklungen
besteht, wobei die Wicklung von dieser in einer Richtung startet,
die von einer Kernrüc kenseite
aus voranschreitet (das heißt
von einem proximalen Endabschnitt des Zahnes) zu einem distalen
Endabschnitt des Zahnes hin, um dann von dem distalen Endabschnitt
zu dem proximalen Endabschnitt zurückkehrt. Dies wird im Folgenden
als eine Proximalende-Extraktionstyp-Zweischicht-Windungswicklung
bezeichnet. Gemäß dieser
Statorspule oder Statorwicklung sind sowohl das Windungsanfangs-Ende
als auch das Windungsende-Ende der Zahnwicklung an dem proximalen
Endabschnitt des Zahnes angeordnet (das heißt auf der Seite benachbart
dem Kernrücken
des Statorkernes).
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Ferner
sind alle Zahnwicklungen der gleichen Phase in Reihe geschaltet,
um eine Phasenwicklung zu bilden. Die Anschlussdrähte oder
Verbindungsdrähte
erstrecken sich in der radialen Richtung von dem Anfangs-Ende nach
außen
und auch von dem Ende-Ende nach außen, die an dem proximalen Endabschnitt
des Zahnes gelegen sind, und zwar entlang einer Endfläche des
Kernrückens.
Sowohl die Überkreuzungsbusstäbe als auch
die Neutralbusstäbe
sind im Wesentlichen in einem Busstabaufnahmeraum aufgenommen, dessen
zwei Seiten durch das Wicklungsende der Zahnwicklung und die Endfläche des
Kernrückens
definiert sind.
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Die
Statorspule mit konzentrierter Wicklung für eine rotierende elektrische
Maschine der Erfindung bringt die folgenden Wirkungen mit sich.
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Die
erläuterte
Anordnung bringt die Wirkung mit sich, dass eine Erhöhung im
Widerstandsverlust unterdrückt
wird, da die Länge
der Überkreuzung, welche
zwei Zähne
verbindet, minimiert werden kann. Die Überkreuzungen oder Überbrückungsleitungen
und die Verbindungsabschnitte der Überbrückungen und der Anschlussdrähte der
Zahnwicklung können
weiter von der Zylinderoberfläche
des Rotors gelegen sein. Dies ist zur Verhinderung, dass Drähte in Kontakt
mit dem Rotor gelangen, wirksam. Die Arbeit beim Installieren des
Rotors in dessen Gehäuse wird
einfacher gestaltet. Ferner wird es durch das Anordnen von sowohl
dem Windungsanfangs-Ende als auch dem Windungsende-Ende der Zahnwicklung auf
der proximalen Endseite des Zahnes möglich, die Anschlussdrähte der
Zahnwicklung oder der Überkreuzungen benachbart
zu der Endfläche
des Kernrückens
des Statorkernes anzuordnen, woraus sich der Vorteil der Reduzierung
der Länge
des Stators in der axialen Richtung ergibt.
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Erstens,
selbst in einem Fall, bei dem alle Zahnwicklungen der gleichen Phase
in Reihe geschaltet sind und der Zahnwicklungsleiter eine größere Querschnittsfläche aufweist,
erstreckt sich keiner der Anschlussdrähte und der Überkreuzungen oder Überbrückungsleiter
auf der Zahnwicklung. Daher führt
der Zahnwicklungsabschnitt zu keiner nachteiligen oder gegenläufigen Wirkung
hinsichtlich der Unterdrückung
der axialen Länge
des Stators mit konzentrierter Wicklung. Dies schafft die Möglichkeit, eine
Phasenwicklung dadurch zu erstellen, indem alle die Zahnwicklungen
der gleichen Phase in Reihe geschaltet werden, ohne dabei die axiale
Länge des Stators
mit konzentrierter Wicklung zu erhöhen. Es können somit die oben beschriebenen
Wirkungen der seriellen Verbindung der Zahnwicklungen sichergestellt
werden, ohne dass dabei irgendwelche Probleme verursacht werden.
Mit anderen Worten führt die
Reduzierung in der Größe der Neutralbusstäbe und die
Vereinfachung der Aufnahme dieser Busstäbe Wirkungen mit sich, dass
ein kompakter Stator mit konzentrierter Wicklung realisiert wird,
ferner Isolationsfehler zwischen Windungen der Zahnwicklung reduziert
werden und die Wärmeabstrahleigenschaften der
Zahnwicklungen verbessert werden. Ferner ist die Reihenverbindung
der Zahnwicklungen der gleichen Phase dahingehend effektiv, dass
die Verdrahtungsstruktur der Überkreuzungsbusstäbe vereinfacht
wird als auch ein erforderliches Volumen für den Busstabaufnahmeraum reduziert
wird.
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Als
Nächstes
besteht der Busstabaufnahmeraum aus einem Leerraum, der in der Nachbarschaft der
Endfläche
des Kernrückens
verbleibt. Mit anderen Worten kann ein nutzloser Raum effektiv ausgenutzt
werden. Die axiale Länge
des Stators mit konzentrierter Wicklung wird nicht erhöht. Ferner
wird auch die Drahtanschlussarbeit einfacher gestaltet. Als Nächstes macht
es die Platzierung von sowohl dem Anfangs-Ende als auch dem Ende-Ende der Zahnwicklung
an dem proximalen Endabschnitt des Zahnes möglich, die Strecke oder Abstand
zwischen der Zahnwicklung und dem Busstab des oben beschriebenen
Busstabaufnahmeraumes zu minimieren. Die gesamte Längserstreckung
oder Abstand der Anschlussdrähte
wird verkürzt.
Der elektrische Widerstand der Ankerwicklung kann reduziert werden.
Es können
Kühleigenschaften
selbst dann sichergestellt werden, wenn ein Fall vorliegt, bei dem der
Strom, welcher der Wicklung zugeführt wird, groß ist.
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Wie
aus der obigen Beschreibung hervorgeht, basiert die Erfindung auf
einer Proximalende-Extraktionstyp-Zweischicht-Wicklungs-Statorspule
und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Überkreuzungsbusstäbe und die
Neutralbusstäbe
benachbart zu dem Kernrücken
angeordnet sind. Somit schafft die vorliegende Erfindung eine kompakte
und leichtgewichtige rotierende elektrische Maschine und es wird
auch eine Statorspule mit konzentrierter Wicklung für die rotierende
elektrische Maschine realisiert, welche ausgezeichnete Kühl- und
Isolationseigenschaften besitzt.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung werden die Überkreuzungs- oder Überbrückungsbusstäbe in dem
Busstabaufnahmeraum aufgenommen, der kürzer ist als die Höhe des Wicklungsendes
in einer axialen Richtung und auch kürzer ist als ein Durchmesser
des Kernrückens.
Diese Anordnung ist dafür
wirksam, um eine Zunahme der axialen Länge oder der radialen Länge des
Stators mit konzentrierter Wicklung zu unterdrücken. Es wird somit möglich, die
Größe und das
Gewicht des Stators mit konzentrierter Wicklung inklusive dessen
Gehäuse
zu reduzieren.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung sind die Anschlussdrähte der jeweiligen Zahnwicklungen
mit den Überbrückungs-
oder Überkreuzungsbusstäben und
den Neutralbusstäben
in dem Busstabaufnahmeraum verbunden. Diese Anordnung ist dahingehend
weiter wirksam, um die Größe des Stators
mit konzentrierter Wicklung zu reduzieren.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung sind die Neutralbusstäbe an den Positionen angeordnet,
die identisch sowohl in der axialen als auch in der radialen Richtung
sind, mit denjenigen der Busstäbe
der vorbestimmten Phase. In einem Fall nämlich, dass alle die Zahnwicklungen,
welche die gleiche Phase aufweisen, in Reihe geschaltet sind, kann
die Länge
jedes Überbrückungsbusstabes
verkürzt
werden. Dies schafft effektiv einen Leerraum sowohl in der axialen
als auch der radialen Richtung. Gemäß dieser Ausführungsform
wird der Leerraum als ein Raum ausgenutzt, in welchem der Neutralbusstab
angeordnet ist. Somit kann der Busstabaufnahmeraum weiter reduziert werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung sind die Überbrückungsbusstäbe in der
axialen Richtung in einer vorbestimmten Phasenreihenfolge versetzt
und die Überkreuzungs-
oder Überbrückungsbusstäbe der gleichen
Phase sind an den gleichen Positionen in sowohl der axialen als
auch der radialen Richtung angeordnet. Das Anordnen der jeweiligen Überbrückungs-
oder Überkreuzungsbusstäbe auf diese
Art schafft die Möglichkeit,
die Drahtverbindungsabschnitte an den gleichen Positionen in der
radialen Richtung zu positionieren, wenn die Anschlussdrähte sich
in der radialen Richtung von den jeweiligen Zahnwicklungen heraus
erstrecken und mit den Überbrückungsbusstäben verbunden
werden. Ferner sind all die Drahtverbindungsabschnitte in der axialen
Richtung frei liegend. Es wird somit möglich, die Schweißarbeit
von allen Drahtverbindungsabschnitten in der axialen Richtung in
einfacher und exakter Form auszuführen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung sind die Überbrückungs- oder Überkreuzungsbusstäbe in einer
radialen Richtung in einer vorbestimmten Phasenreihenfolge versetzt
und die Überkreuzungsbusstäbe der gleichen Phase
sind an den gleichen Positionen sowohl in der axialen als auch der
radialen Richtung angeordnet. Gemäß dieser Anordnung werden die
Anschlussdrähte
der Zahnwicklungen von jeder Phase in Kontakt mit den Überkreuzungsbusstäben gebracht,
um miteinander verbunden zu werden. Es ist daher nicht mehr erforderlich,
die Wicklung jeder Phase in der axialen Richtung zu biegen. Ferner
ist die Anwendung eines Punktschweißverfahrens zu bevorzugen, um
dieses Verbindung gleichzeitig von der axialen Richtung aus zu erreichen.
Somit wird die Drahtanschlussarbeit der Verbindungsdrähte und
der Überkreuzungsbusstäbe vereinfacht.
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Es
ist in diesem Fall zu bevorzugen, dass die Anschlussdrähte sich
im Wesentlichen in der radialen Richtung zu den Phasenbusstäben hin
erstrecken und auch zu den Neutralbusstäben hin erstrecken und mit
den Überkreuzungsbusstäben und
den Neutralbusstäben
an den gleichen Positionen in der axialen Richtung angeschlossen
oder verbunden werden.
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Darüber hinaus
ist es zu bevorzugen, dass die jeweiligen Busstäbe in einem Busstabhalter aufgenommen
werden, der an einer axialen Endfläche des Kernrückens befestigt
ist und der Busstabaufnahmenuten enthält, die für die jeweiligen Phasen ausgebildet
sind. Gemäß dieser
Anordnung wird es möglich,
die Busstäbe
der jeweiligen Phasen in einer einfachen und hochdichten Weise anzuordnen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
oben angegebene Aufgabe und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile
der vorliegenden Erfindung ergeben sich klarer aus der folgenden
detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen,
in welchen zeigen:
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1 eine
Ansicht, welche die Verdrahtung einer konzentriert gewickelten Statorwicklung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert;
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2 eine
Frontansicht, die eine Zahnwicklung wiedergibt, die für die konzentriert
gewickelte Statorwicklung, die in 1 gezeigt
ist, verwendet wird;
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3A eine
Frontansicht, die teilweise einen Stator gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3B eine
Seitenquerschnittsansicht, die den Stator wiedergibt, der in 3A gezeigt
ist, und zwar entlang einer Ebene, die sich entlang der axialen
Richtung erstreckt;
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4 eine
vergrößerte Frontansicht,
die einen Bushalter zusammen mit Überkreuzungsbusstäben und
Anschlussdrähten
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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5A eine
Frontansicht, die einen Stator mit konzentrierter Wicklung gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wiedergibt;
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5B eine
Querschnittsansicht, die teilweise den Stator darstellt, der in 5A gezeigt
ist, und zwar entlang einer Ebene, die sich in einer axialen Richtung
erstreckt;
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6 eine
vergrößerte Querschnittsansicht, welche Überkreuzungsbusstäbe eines
Stators zeigt, der Proximalende-Extraktionstyp-Zweischicht-Wicklungs-Statorspulen
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet; und
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7 eine
vergrößerte Querschnittsansicht, die Überkreuzungsbusstäbe eines
Stators zeigt, der Proximalende-Extraktionstyp-Zweischicht-Wicklungs-Statorspulen
gemäß einer
modifizierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
rotierende elektrische Maschine, die konzentriert gewickelte Statorspulen
verwendet, wird nun anhand bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung erläutert.
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Erste Ausführungsform
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Gesamtkonstruktion
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Ein
Stator mit konzentrierter Wicklung mit Proximalende-Extraktionstyp-Zweischicht-Wicklungsspulen
gemäß einer
ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung wird unter Hinweis auf 1 erläutert, die
eine Verdrahtungsanordnung zeigt, ebenso unter Hinweis auf 2,
die eine vergrößerte Frontansicht
eines Zahnes und dessen Umfang wiedergibt, anhand von 3A,
die teilweise eine Frontansicht eines Stators veranschaulicht, 3B,
die eine Seitenquerschnittsansicht des Stators wiedergibt, und anhand
von 4, die teilweise eine vergrößerte Frontansicht eines Bushalters
veranschaulicht. Ein Statorkern 100 umfasst eine Gesamtzahl
von 18 Zähnen 110 und
einen einzelnen Kernrücken 120.
Der Statorkern 100 ist durch vielschichtige elektromagnetische
Stahlplatten gebildet. Der Statorkern 100 besitzt eine
zusammengebaute Kernstruktur, obwohl 2 keine
Einzelheiten der zusammengebauten Kernstruktur wiedergibt.
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Jeder
Zahn 110 ragt in der radialen Richtung nach innen zu, und
zwar von einer inneren Zylinderfläche des Kernrückens (das
heißt
des Joches) 120. Die Zähne 110 sind
in konstanten Winkelabständen bzw.
Winkelteilungen in der Umfangsrichtung angeordnet. Jeder Zahn 110 besitzt
eine Teil-Zylinderfläche,
die an der radialen Innenseite desselben gelegen ist, so dass sie
einem Rotor (nicht gezeigt) gegenüber liegt. Die Zahnwicklungen 20 sind
um die jeweiligen Zähne 110 herumgewickelt,
um Dreiphasenstatorspulen zu bilden. Die Dreiphasenstatorspulen besitzen
externe Verbindungsanschlüsse 35 bis 37, an
die Dreiphasenwechselspannungen angelegt werden. Die 18 Zahnwicklungen 20,
von denen jede um einen Zahn 110 gewickelt ist, werden
in drei Gruppen klassifiziert, von denen jede aus sechs Zahnwicklungen
der gleichen Phase besteht. Demzufolge enthält ein Polpaar des Rotors (nicht
gezeigt) eine umfangsmäßige Teilung
entsprechend von 3 Zahnwicklungen.
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Zahnwicklung
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Als
Nächstes
wird die Zahnwicklung 20 mehr in Einzelheiten unter Hinweis
auf 2 beschrieben. Die Zahnwicklung 20 besteht
aus einem flachen Kupferdraht, der mit einem Harzbeschichtungsfilm
ummantelt ist und um einen entsprechenden Zahn 110 herumgewickelt
ist, um dadurch zwei Schichten der Wicklung zu bilden. Spezifischer
ausgedrückt,
besteht die Zahnwicklung 20 aus einer ersten Schichtwicklung 21,
die um den Zahn 110 gewickelt ist, einer zweiten Schichtwicklung 22,
die auf und um die erste Schichtwicklung 21 gewickelt ist,
einem Anschlussdraht 23, der sich von einem Wicklungsstart-Ende der
ersten Schichtwicklung 21 aus erstreckt, und einem Anschlussdraht 24,
der sich von einem Wicklungsende-Ende der zweiten Schichtwicklung 22 aus erstreckt.
Jeder Zahn 110 besitzt eine quadratische Stabgestalt. Daher
bilden die erste Schichtwicklung 21 und die zweite Schichtwicklung 22 der
Zahnwicklung 22, wenn wie um den Zahn 110 gewickelt
sind, eine rechteckförmige
Spulengestalt mit vier geraden Kanten oder Rändern. Unter den vier Kanten
oder Rändern
wird die axiale Endfläche
des Statorkernes 100 als ein Frontrand bezeichnet, von
welchem die Anschlussdrähte 23 und 24 abgehen.
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Die
Anschlussdrähte 23 und 24 sind
gemäß der Darstellung
in 2 auf beiden Seiten des zwischenragenden Zahnes 110 in
der Umfangsrichtung angeordnet. Ferner sind beide Leitungsdrähte oder Anschlussdrähte 23 und 24 an
dem gleichen Ende des Zahnes 110 in der axialen Richtung
angeordnet. Die Anschlussdrähte 23 und 24 erstrecken
sich in der radialen Richtung nach außen hin, und zwar entlang einer
Endfläche
des Kernrückens 120.
Spezifischer gesagt, erstreckt sich der Anschlussdraht 23 in
der radialen Richtung entlang dem Kernrücken 120 nach innen
zu und erreicht einen proximalen Endabschnitt des Zahnes 110.
Es wird dann der Anschlussdraht 23 senkrecht zur Rückseite
des Zeichnungsblattes gebogen, so dass er in das Wicklungsanfangs-Ende
der ersten Schichtwicklung 21 eindringt. Auf der anderen Seite
erstreckt sich der Anschlussdraht 24 in der radialen Richtung
entlang dem Kernrücken 120 nach innen
zu und erreicht den proximalen Endabschnitt des Zahnes 110.
Es wird dann der Anschlussdraht 24 senkrecht zur Rückseite
des Zeichnungsblattes gebogen, so dass er in das Wicklungsende-Ende
der zweiten Schichtwicklung 22 eindringt. Jede der Wicklungen
gemäß der ersten
Schichtwicklung 21 und der zweiten Schichtwicklung 22 besitzt
6 Windungen. Die Zahnwicklung 20 umfasst 12 Windungen.
Die jeweiligen Windungen der ersten Schichtwicklung 21 sind auf
dem Zahn 110 angeordnet, um eine gleiche Schicht in einer
Richtung auszubilden, die von dem proximalen Endabschnitt zu dem
distalen Endabschnitt des Zahnes 110 voranschreitet. Die
zweite Schichtwicklung 22 besitzt eine Anfangswindung, die
an eine Endwindung der ersten Wicklungsschicht 21 angeschlossen
ist und von dieser aus zurück
läuft. Die
jeweiligen Windungen der zweiten Schichtwicklung 22 sind
auf der ersten Schichtwicklung 21 angeordnet und bilden
eine gleiche Schicht in einer Richtung, die von dem distalen Endabschnitt
zu dem proximalen Endabschnitt der Zähne 110 voranschreitet. Es
besitzt nämlich
jede Zahnwicklung 20 das Wicklungsanfangs-Ende und das
Wicklungsende-Ende, die jeweils an dem proximalen Endabschnitt des
Zahnes 110 angeordnet sind.
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Gemäß dieser
Anordnung können
sowohl das Wicklungsanfangs-Ende als auch das Wicklungsende-Ende
der Zahnwicklung 20 an dem proximalen Endabschnitt des
Zahnes 110 angeordnet werden, das heißt an der Seite benachbart
dem Kernrücken 120.
Die Länge
einer Überkreuzung
oder Überkreuzungsverbindung,
welche die eine Zahnwicklung 20 mit der anderen Zahnwicklung 20 verbindet,
kann verkürzt
werden. Der Widerstandsverlust in der Überkreuzung oder Überbrückungsleitung
kann minimal gestaltet werden und demzufolge wird die Wärmeerzeugung
in angemessener Weise unterdrückt.
Die Überkreuzungen
oder Überkreuzungsleitungen
und die Anschlussabschnitte der Überkreuzungsleitungen
und der Anschlussdrähte 23 und 24 der
Zahnwicklung 20 sind weit von der Zylinderoberfläche des
Rotors gelegen. Es wird somit möglich,
zu verhindern, dass die Drähte
in Kontakt mit dem Rotor gelangen. Der Rotor kann in seinem Gehäuse in einfacher
Weise installiert werden. Ferner wird es auch möglich zu verhindern, dass die
axiale Länge
des Stators vergrößert wird,
da die Anschlussdrähte 23 und 24 der
Zahnwicklung 20 oder die Überkreuzungen bzw. Überbrückungsleitungen
nicht auf der Zahnwicklung 20 reiten. Ferner entsteht bei
dieser Anordnung keine wesentliche Fehllage oder Versetzung zwischen
den um fangsmäßigen Extraktionspositionen
eines Paares der Anschlussdrähte 23 und 24,
die sich von dem Wicklungsanfangs-Ende und dem Wicklungsende-Ende
der Zahnwicklung 20 zu dem Kernrücken des Statorkernes 100 erstrecken. Es
wird daher die Drahtanschlussarbeit beim Anschließen der
Anschlussdrähte 23 und 24 mit
den Überkreuzungen
bzw. Überbrückungsleitungen
einfacher.
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Ferner
sind gemäß dieser
Ausführungsform das
Wicklungsanfangs-Ende und das Wicklungsende-Ende der Zahnwicklung 20 auf
beiden Seiten des proximalen Endabschnitts des Zahnes 110 in
der Umfangsrichtung angeordnet. Die Anschlussdrähte 23 und 24 erstrecken
sich in einer Richtung, die von dem proximalen Endabschnitt des
Zahnes 110 zu dem Kernrücken
des Statorkernes aus voranschreitet, und zwar von den umfangsmäßig beiden
Seiten des Zahnes 110 aus. Der Anschlussdraht 23 erstreckt
sich von dem Wicklungsanfangs-Ende der Zahnwicklung 20 aus
und der Anschlussdraht 24 erstreckt sich von dem Wicklungsende-Ende
der Zahnwicklung 20 aus und kann in einfacher Weise zu
der radialen Richtung hin gebogen werden, indem man einen Kantenabschnitt
des Kernrückens 120 verwendet,
der einem Schlitzbodenabschnitt gegenüber liegt. Da ein ausreichender
Spielraum zwischen diesen Anschlussdrähten 23 und 24 sichergestellt
wird, können
die Anschlüsse
der Anschlussdrähte
in einfacher Weise verarbeitet werden. Ferner sind bei dieser Ausführungsform
zwei Anschlussdrähte 23 und 24 auf
der gleichen Seite in der axialen Richtung in Bezug auf den Kernrücken 120 angeordnet,
wenn diese Anschlussdrähte 23 und 24 sich
von beiden umfangsmäßigen Enden
des proximalen Endabschnitts des Zahnes 110 aus erstrecken.
Es können
somit die Anschlussdrähte 23 und 24 der
Zahnwicklung 20 mit den Überkreuzungen verbunden werden,
die zwischen den Zähnen
(inklusive der Überkreuzungen,
die einen Neutralpunkt definieren) auf einer Seite des Kernrückens 120 in
der axialen Richtung angeordnet sind. Es wird die Verbindungsarbeit
dadurch vereinfacht.
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Phasenwicklungsanordnung
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Eine
Dreiphasenwicklungsstruktur, die durch die Zahnwicklungen 20 gebildet
ist, wird nun unter Hinweis auf 1 erläutert. Die
Dreiphasenwicklungen, von denen jede aus sechs (das heißt 18/3) Zahnwicklungen 20 der
gleichen Phase besteht, sind in einer Sternschaltung angeordnet
bzw. verbunden. Die Zahnwicklungen 20, die in 1 gezeigt
sind, sind jeweils mit den Reihennummern #1 bis #18 versehen und
sind aufeinander folgend in einer Richtung entsprechend dem Gegenuhrzeigersinn
angeordnet, obwohl die Zahnwicklungen #6 bis #18 nicht gezeigt sind.
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Die
Zahnwicklungen 20 der gleichen Phase sind aufeinander folgend
in der Umfangsrichtung in Reihe geschaltet, um eine Phasenwicklung
zu bilden. Die Dreiphasenwicklungen, von denen jede auf diese Weise
ausgebildet ist, sind untereinander in einer Sternkonfiguration
mit einem Neutralbusstab 38 geschaltet. Der externe Verbindungsanschluss
der U-Phasenwicklung, der externe Verbindungsanschluss 35 der
V-Phasenwicklung
und der externe Verbindungsanschluss 37 der W-Phasenwicklung sind
zueinander beabstandet, und zwar gemäß Ein-Zahn-Teilungen, und erstrecken
sich in der radialen Richtung von der Zahnwicklung 20 aus
nach außen
hin. Die Zahnwicklungen #1, #4, #7, #10, #13 und #16 sind die Zahnwicklungen 20,
die untereinander in Reihe geschaltet sind, um die U-Phasenwicklung
zu bilden. Die Zahnwicklungen #2, #5, #8, #11, #14 und #17 sind
die Zahnwicklungen 20, die untereinander in Reihe geschaltet
sind, um die V-Phasenwicklung zu bilden. Die Zahnwicklungen #3,
#6, #9, #12, #15 und #18 sind die Zahnwicklungen 20, die untereinander
in Reihe geschaltet sind, um die W-Phasenwicklung zu bilden.
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Eine
Dreiphasen-Überkreuzungs-Busstabgruppe 80 ist
an der Außenseite
der jeweiligen Zahnwicklungen 20 in der radialen Richtung
angeordnet und ist auch benachbart zu einer Endfläche des Zahnrückens 120 angeordnet.
Spezifischer ausgedrückt,
besteht die Dreiphasen-Überkreuzungs-Busstabgruppe 80 aus
einem U-Phasenüberkreuzungsbusstab 8U,
einem V-Phasenüberkreuzungsbusstab 8V und
einem W-Phasenüberkreuzungsbusstab 8W.
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Der
U-Phasenüberkreuzungsbusstab 8U kann
als ein Erstschichtbusstab bezeichnet werden. Der V-Phasenüberkreuzungsbusstab 8V kann
als ein Zweitschichtbusstab bezeichnet werden. Und der W-Phasenüberkreuzungsbusstab 8W kann
als Drittschichtbusstab bezeichnet werden.
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Wie
in den 3A und 3B gezeigt
ist, ist ein Busstabhalter 9 an einer Endfläche des
Kernrückens 120 mit
Hilfe von Schrauben oder Bolzen 90 befestigt. Der Busstabhalter 9 besitzt
Busstabaufnahmenuten 91 bis 93, die in der axialen
Richtung angeordnet sind. Der U-Phasenüberkreuzungsbusstab (das heißt der Erstschichtbusstab) 8U ist
in der Busstabaufnahmenut 91 aufgenommen. Der V-Phasenüberkreuzungsbusstab
(das heißt
der Zweitschichtbusstab) 8V ist in der Busstabaufnahmenut 92 aufgenommen.
Der W-Phasenüberkreuzungsbusstab
(das heißt
der Drittschichtbusstab) 8W ist in der Busstabaufnahmenut 93 aufgenommen.
Ferner wird der Neutralbusstab 38 in der Busstabaufnahmenut 91 aufgenommen.
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Wie
in 4 gezeigt ist, besitzen die jeweiligen Überkreuzungs-
oder Überbrückungsbusstäbe der Dreiphasen-Überkreuzungs-Busstabgruppe 80 und
der Neutralbusstab 38 Drahtverbindungsabschnitte 81,
die geringfügig
nach innen zu in radialer Richtung von dem Busstabhalter 9 vorragen.
Alle die Drahtverbindungsabschnitte 81 sind an der gleichen Position
in der radialen Richtung angeordnet, das heißt an den inneren Endabschnitten
der jeweiligen Überkreuzungsbusstäbe 80U, 80V und 80W in
der radialen Richtung. Von den Busstäben, die aus der Dreiphasen-Überkreuzungs-Busstabgruppe 80 bestehen,
besitzen die Busstäbe,
die zum Anschließen der
Anschlussdrähte
verwendet werden, jeweils zwei Drahtverbindungsabschnitte 81,
die an den umfangsmäßigen Enden
derselben positioniert sind. Die Busstäbe, die an einem Ende der externen
Verbindungsanschlüsse 35 bis 37 angeschlossen
sind, besitzen jeweils lediglich einen Drahtverbindungsabschnitt 81. Ferner
besitzt der Neutralbusstab 38 drei Drahtverbindungsabschnitte 81,
die an beiden Enden positioniert sind, und besitzen den zentralen
Abschnitt in der Umfangsrichtung.
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Die
jeweiligen Drahtverbindungsabschnitte 81 sind an der Außenseite
des Positionsverlaufs der Anschlussdrähte 23 oder 24 von
jeder Zahnwicklung 20 in der Umfangsrichtung angeordnet,
das heißt
an der Außenseite
des Anfangs- oder Ende-Endes von jeder Zahnwicklung 20 in
der Umfangsrichtung. Mit dieser Anordnung kann das Anfangs-Ende
und das Ende-Ende der jeweiligen Zahnwicklungen 20 mit dem
Busstab mit sehr kurzen Verbindungsleitungen 23 und 24 verbunden
werden. Spezifischer ausgedrückt,
werden zwei umfangsmäßige Endabschnitte des
Busstabes, der eine Zahnwicklung 20 mit einer anderen Zahnwicklung 20 verbindet,
nach innen zu in der radialen Richtung gebogen, um dadurch die oben beschriebenen
Drahtverbindungs- oder
Anschlussabschnitte 81 zu bilden. Die Anschlussdrähte 23 und 24 werden
dadurch gebildet, indem ein Leiterdraht der Zahnwicklung 20 so
weit erweitert wird, bis dieser bzw. diese die Drahtverbindungsabschnitte 81 der oben
beschriebenen Busstäbe
erreichen. Mit anderen Worten werden die Anschlussdrähte 23 und 24 erfindungsgemäß dadurch
gebildet, indem man beide Endabschnitte der Zahnwicklung 20 vom
Anfangs-Ende und vom Ende-Ende zu den Drahtanschlussabschnitten 81 der
oben beschriebenen Busstäbe
verlängert.
Die distalen Endabschnitte der jeweiligen Anschlussdrähte 23 und 24 werden
mit den radialen inneren Enden der Drahtverbindungsabschnitte 81 verschweißt, wie
dies durch "J" in 4 gezeigt
ist. In 4 ist der Busstabhalter 9 weggelassen.
Darüber
hinaus überlappen
sich die Dreiphasenüberkreuzungsbusstäbe teilweise
miteinander, und zwar in Umfangsrichtung. In 4 sind der W-Phasenüberkreuzungsbusstab
(das heißt
der Drittschichtbusstab) 8W und der V-Phasenüberkreuzungsbusstab
(das heißt
der Zweitschichtbusstab) 8V unter dem U-Phasenüberkreuzungsbusstab
(das heißt
dem Erstschichtbusstab) 8U versteckt.
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Wie
aus der vorangegangenen Erläuterung hervorgeht,
werden bei dieser Ausführungsform
die Anschlussdrähte 23 und 24 der
Zahnwicklungen 20 mit den Drahtanschluss- oder Verbindungsabschnitten 81 der
jeweiligen Phasenbusstäbe
verbunden, die an den gleichen radialen Positionen vorgesehen sind.
Mit anderen Worten sind die Drahtverbindungsabschnitte 81 der
U-, V- und W-Phasenbusstäbe
an der gleichen Position in der radialen Richtung angeordnet, sind
jedoch zueinander in der axialen Richtung und in Umfangsrichtung
versetzt. Spezifischer ausgedrückt,
sind die Drei phasenüberkreuzungsbusstäbe (das
heißt
die U-, V- und W-Phasenbusstäbe) in
der axialen Richtung in einer vorbestimmten Phasenreihenfolge versetzt.
Auch sind die Überkreuzungsbusstäbe der gleichen
Phase an den gleichen Positionen in sowohl der axialen als auch
der radialen Richtung angeordnet. Wie ferner in 4 gezeigt ist,
ragen die Drahtverbindungsabschnitte 81 von jedem Busstab
geringfügig
in der radialen Richtung nach innen zu. Somit kann die Arbeit gemäß einem Verschweißen der
Anschlussdrähte 23 und 24 der
jeweiligen Zahnwicklungen 20 mit den Drahtverbindungsabschnitten 81 in
einfacher und sicherer Weise erreicht werden, und zwar ohne Behinderung
durch keinen einzigen Busstab, wobei sich auch andere Busstäbe mit diesem
Busstab in der axialen Richtung überlappen.
Die Schrauben oder Bolzen 90, die jeweils zum Fixieren
des Busstabhalters 9 verwendet werden, sind an den Zentren
der jeweiligen Zähne 110 in
der Umfangsrichtung angeordnet, wie in den 3A und 3B gezeigt
ist. Somit verursachen die Schrauben oder Bolzen 90 keine
Behinderung bei der Extraktionsarbeit der Anschlussdrähte 23 und 24 oder
bei der Schweißarbeit
an den Drahtverbindungsabschnitten 81. Die Schrauben oder
Bolzen 90 können
auch dazu verwendet werden, die jeweiligen Zähne 110 an dem Kernrücken 120 zusammen
mit dem Busstabhalter 9 zu fixieren.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
werden alle die Busstäbe
und der Busstabhalter 9, der diese Busstäbe haltert,
in einem ringförmigen
Raum aufgenommen, der einen quadratischen Querschnitt besitzt, welcher
durch die Höhe
der Zahnwicklung 20 definiert ist, die in axialer Richtung
vorspringt, das heißt
durch eine Wicklungsende-Breite
oder -Weite der Zahnwicklung 20, und durch eine Endfläche des Kernrückens 120 senkrecht
zur axialen Höhe
der Zahnwicklung 20. Demzufolge kann gemäß der ersten
Ausführungsform
eine kompakte rotierende elektrische Maschine realisiert werden.
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Zweite Ausführungsform
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Es
wird nun im Folgenden unter Hinweis auf die 5A und 5B eine
zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert. 5A zeigt
eine Frontan sicht eines Stators mit konzentrierter Wicklung, der
Proximalende-Extraktionstyp-Zweischicht-Wicklungswicklungen
gemäß der zweiten Ausführungsform
aufweist. 5B ist eine Querschnittsansicht
des Stators, der in 5A gezeigt ist, und zwar entlang
einer Ebene, die sich in der axialen Richtung erstreckt. Diese Ausführungsform
unterscheidet sich von der oben beschriebenen ersten Ausführungsform
hinsichtlich der Anordnung der Dreiphasenüberkreuzungs- oder -überbrückungsbusstäbe. Spezifischer
ausgedrückt,
sind bei dieser Ausführungsform
die Dreiphasenüberkreuzungsbusstäbe in der
radialen Richtung in einer vorbestimmten Phasenreihenfolge versetzt.
Auch sind die Überkreuzungsbusstäbe der gleichen
Phase an gleichen Positionen in sowohl der axialen als auch der
radialen Richtung angeordnet. Auf der anderen Seite sind gemäß der ersten
Ausführungsform
die Dreiphasenüberkreuzungsbusstäbe in der
axialen Richtung in einer vorbestimmten Phasenreihenfolge versetzt.
Und es sind auch die Überkreuzungsbusstäbe der gleichen
Phase an gleichen Positionen in sowohl der axialen als auch der
radialen Richtung angeordnet.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
sind der U-Phasenüberkreuzungsbusstab 8U,
der V-Phasenüberkreuzungsbusstab 8V und der W-Phasenüberkreuzungsbusstab 8W sukzessive
in der radialen Richtung versetzt angeordnet und sind in dem Busstabhalter 9 aufgenommen.
In ähnlicher
Weise ist der Neutralbusstab 38 an einer Position aufgenommen, die
identisch ist mit derjenigen des U-Phasenüberkreuzungsbusstabes 8U,
und zwar sowohl in der axialen als auch der radialen Richtung. Es
ist zu bevorzugen, dass der Busstabhalter 9 Zwischenwände aufweist,
um die jeweiligen Busstäbe
voneinander zu trennen, so dass die Überkreuzungsbusstäbe in kompakter
Weise aufgenommen werden können.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
sind alle die Busstäbe
und der Busstabhalter 9, welcher diese Busstäbe haltert,
in einem Ringraum aufgenommen, der einen quadratischen Querschnitt
aufweist, welcher durch die Höhe
der Zahnwicklung 20 definiert ist, die in axialer Richtung
vorspringt, das heißt
einer Wicklungsende-Weite der Zahnwicklung 20, und durch
eine Endfläche
des Kernrückens 120,
senkrecht zur axialen Höhe
der Zahnwicklung 20. Demzufolge kann ähnlich wie bei der ersten Aus führungsform
auch diese Ausführungsform
dazu beitragen, eine kompakte rotierende elektrische Maschine zu schaffen.
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Dritte Ausführungsform
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Es
wird nun unter Hinweis auf 6 eine dritte
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert. 6 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht,
die eine Überkreuzungs-Busstabgruppe 80 eines
Stators mit konzentrierter Wicklung wiedergibt, enthaltend Proximalende-Extraktionstyp-Zweischicht-Wicklungswicklungen
gemäß dieser
Ausführungsform,
und zwar gesehen entlang der axialen Richtung.
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Diese
Ausführungsform
zeigt ein modifiziertes Beispiel der zweiten Ausführungsform,
welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Überkreuzungsbusstäbe von jeder
Phase in der radialen Richtung in einer vorbestimmten Phasenreihenfolge
versetzt sind. Gemäß dieser
Ausführungsform
bestehen die jeweiligen Busstäbe,
die aus der Überkreuzungs-Busstabgruppe 80 und
dem Neutralbusstab 38 bestehen (in der ersten Ausführungsform
gezeigt), aus flachen Drahttypen, die einen Querschnitt aufweisen,
identisch mit demjenigen der Zahnwicklung 20, und die mit
einem Harzbeschichtungsfilm in bevorzugter Weise ummantelt sind
und die durch verlängerte
Anschlussdrähte 23 und 24 gebildet
sind, die sich von den Zahnwicklungen 20 aus erstrecken.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
ist die radiale Weite oder Breite des Kernrückens 120 gleich mit oder
größer als
die Weite oder Breite von 3 Windungen der Zahnwicklung 20.
Der U-Phasenüberkreuzungsbusstab 8U,
der V-Phasenüberkreuzungsbusstab 8V und
der W-Phasenüberkreuzungsbusstab 8W sind
jeweils in Kontakt mit der Endfläche
des Kernrückens 120 gebracht.
Der U-Phasenüberkreuzungsbusstab 8U,
der V-Phasenüberkreuzungsbusstab 8V und
der W-Phasenüberkreuzungsbusstab 8W besitzen
jeweils eine axiale Weite, die im Wesentlichen identisch ist mit
derjenigen der axialen Weite oder Breite der ersten Schichtwicklung 21 der Zahnwicklung 20.
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Die
Anschlussdrähte 23 und 24 von
jeder Zahnwicklung 20 erstrecken sich in der radialen Richtung
nach außen
zu, und zwar von der axialen Position der zweiten Schichtwicklung 22 der
Zahnwicklung 20 aus. In Verbindung mit dem Anschlussdraht 24 ergeben
sich keinerlei Verdrahtungsprobleme, da der Anschlussdraht 24 inhärent in
dieser Weise angeordnet ist und sich von dem Anschluss-Ende der zweiten
Schichtwicklung 22 nach außen in radialer Richtung erstreckt.
Ferner erstreckt sich der Anschlussdraht 23 von dem Anfangs-Ende
der ersten Schichtwicklung 21 in radialer Richtung nach
innen, und zwar an der Position benachbart zu der Außenseite
der jeweiligen Überkreuzungsbusstäbe 8U, 8V und 8W in
axialer Richtung. Es wird dann der Anschlussdraht 23 in
der axialen Richtung an der Position umgebogen, die der Endwindung
entspricht, die an dem proximalen Ende bzw. auf der Seite des proximalen
Endes der zweiten Schichtwicklung 22 der Zahnwicklung 20 positioniert
ist. Es erstreckt sich dann der Anschlussdraht 23 über den
Schlitz entlang einer Oberfläche
des Zahnes 110 gegenüber
dem Schlitz. Demzufolge wird die Endwindung der zweiten Schichtwicklung 22 in
einer geeigneten Gestalt ausgebildet, so dass der Anschlussdraht 23 sich
in der oben beschriebenen Weise erstrecken kann.
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Gemäß der oben
beschriebenen Anordnung sind die Anschlussdrähte 23 und 24 von
jeder Zahnwicklung 20 jeweils benachbart zu den Überkreuzungsbusstäben 8U, 8V und 8W positioniert.
Jeder Anschlussdraht 23 und 24 kann sich in der
radialen Richtung nach außen
erstrecken, wie in 6 gezeigt ist, das heißt an der
Position, die identisch ist mit der axialen Position der zweiten
Schichtwicklung 22.
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Wenn
die jeweiligen Anschlussdrähte 23 und 24 die
Positionen der Überkreuzungsbusstäbe 8U, 8V und 8W erreichen,
um mit diesen verbunden zu werden, werden die Anschlussdrähte 23 und 24 senkrecht
zu dem Kernrücken
hin in der axialen Richtung umgebogen und dringen in die Überkreuzungsbusstäbe 8U, 8V und 8W ein
bzw. dringen in deren Bereich ein. Es werden dann die Anschlussdrähte 23 und 24 in
der Umfangsrichtung wie die Überkreuzungsbusstäbe gebogen.
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Es
werden nämlich
gemäß dieser
Ausführungsform
die Überkreuzungsbusstäbe 8U, 8V und 8W dadurch
gebildet, indem die Anschlussdrähte 23 und 24 der
Zahnwicklungen 20 verlängert
werden. Es sind die Überkreuzungsbusstäbe 8U, 8V und 8W,
die durch die jeweiligen Anschlussdrähte 23 und 24 gebildet
werden und sich in der Umfangsrichtung erstrecken, in Gegenüberlage
zu den gegenüber
liegenden Busstäben
gebracht, um angeschlossen und verschweißt zu werden, und zwar Rand
an Rand an vorbestimmten Positionen in der Umfangsrichtung. Gemäß dieser
Anordnung können
die Anschlussdrähte 23 und 24 als
Busstäbe
dienen. Es wird somit eine einfache Struktur realisiert. Die Überkreuzungsbusstäbe 8U, 8V und 8W können in
kompakter Weise angeordnet werden.
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Modifizierte
Ausführungsform
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Die
Anschlussdrähte 23 und 24 und
die Überkreuzungsbusstäbe 8U, 8V und 8W,
die bei den oben beschriebenen Ausführungsformen realisiert sind,
können
getrennt hergestellt oder ausgebildet werden. Spezifischer ausgedrückt, können die Überkreuzungsbusstäbe 8U, 8V und 8W mit
den Anschlussdrähten 23 und 24 an
den Positionen entsprechend der zweiten Schichtwicklung 22 der
Zahnwicklung 20 verbunden werden. In diesem Fall werden
die Überkreuzungsbusstäbe 8U, 8V und 8W zuerst
in der axialen Richtung gebogen, um die Positionen entsprechend
der zweiten Schichtwicklung 22 der Zahnwicklung 20 zu
erreichen. Dann werden die Überkreuzungsbusstäbe 8U, 8V und 8W nach
innen zu in radialer Richtung gebogen.
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Andere abgewandelte
Ausführungsform
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Die
Anschlussdrähte 23 und 24 und
die Überkreuzungsbusstäbe 8U, 8V und 8W,
die bei den oben beschriebenen Ausführungsformen erläutert sind,
können
getrennt hergestellt werden. Spezifischer ausgedrückt, werden
die Anschluss-Enden der Überkreuzungsbusstäbe 8U, 8V und 8W zuerst
in der axialen Richtung gebogen, um die Positionen entsprechend
der zweiten Schichtwicklung 22 der Zahnwicklung 20 zu
erreichen, und werden dann entgegengesetzt gebogen und an diesem
Abschnitt mit den Frontenden der Anschlussdrähte 23 oder 24 verschweißt, die
sich von der Innenseite in der radialen Richtung aus erstrecken.
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Andere modifizierte
Ausführungsform
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Ferner
können
bei der dritten Ausführungsform,
die unter Hinweis auf 6 erläutert wurde, die Positionen
der Anschlussdrähte 23 und 24,
die sich in radialer Richtung erstrecken, mit den Positionen der Überkreuzungsbusstäbe 8U, 8V und 8W vertauscht werden,
die sich in der Umfangsrichtung erstrecken, wie in 7 gezeigt
ist.