DE102013107891A1

DE102013107891A1 - Drehende elektrische Maschine

Info

Publication number: DE102013107891A1
Application number: DE102013107891.5A
Authority: DE
Inventors: Nobuhiro Asano
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2014-02-06
Also published as: US9225215B2; JP2014045642A; US20140035400A1; CN103580341A; CN103580341B; JP5949597B2

Abstract

Eine drehende elektrische Maschine enthält einen hohlzylindrischen Statorkern und eine Statorspule, die auf dem Statorkern montiert ist. Der Statorkern weist eine Mehrzahl von Schlitzen auf, die in Umfangsrichtung des Statorkerns angeordnet sind. Die Statorspule besteht aus einer Mehrzahl von im Wesentlichen U-förmigen elektrisch leitfähigen Segmenten, um zumindest eine Δ-Y-Verbindung zu enthalten. Die Δ-Y-Verbindung besteht aus einer Δ-verbundenen ersten Drei-Phasen-Wicklung und einer Y-verbundenen zweiten Drei-Phasen-Wicklung. Die erste Drei-Phasen-Wicklung enthält drei Phasenwicklungen, die Δ-verbunden sind, um drei Anschlüsse der ersten Drei-Phasen-Wicklung dazwischen zu definieren. Die zweite Drei-Phasen-Wicklung enthält drei Phasenwicklungen, die jeweils mit den drei Anschlüssen der ersten Drei-Phasen-Wicklung verbunden sind. Ferner sind die Anzahl der Windungen der ersten Drei-Phasen-Wicklung und die Anzahl der Windungen der zweiten Drei-Phasen-Wicklung jeweils auf zwei unterschiedliche ungerade Anzahlen angestellt.

Description

QUERVERWEIS AUF BEZUGNEHMENDE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung basiert auf den und beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldungen JP 2012-169476 A , eingereicht am 31. Juli 2012 und JP 2013-40648 A , eingereicht am 01. März 2013, wobei deren Inhalte in der vorliegenden Anmeldung durch Bezugnahme aufgenommen sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft drehende elektrische Maschinen, die z. B. in Kraftfahrzeugen mit Elektromotoren und elektrischen Generatoren verwendet werden.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Aus dem japanischen Patent Nr. 3633494 ist z. B. ein Generator für ein Auto bekannt, welcher eine Statorspule enthält, die durch Verbinden einer Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Segmenten ausgebildet ist, um ein Paar von Δ-Y-Verbindungen zu bilden; wobei jede der Δ-Y-Verbindungen eine Kombination aus einer Δ-verbundenen Drei-Phasen-Wicklung und einer Y-verbundenen Drei-Phasen-Wicklung ist. Der Generator enthält außerdem einen hohlzylindrischen Statorkern, welcher eine Mehrzahl von Schlitzen aufweist, die in einer radialen Innenoberfläche des Statorkerns derart ausgebildet sind, dass sie voneinander in Umfangsrichtung des Statorkerns gleich beabstandet sind. Ferner enthält jede der Δ-verbundenen und Y-verbundenen Drei-Phasen-Wicklungen eine Mehrzahl von Im-Schlitz-Abschnitten, welche jeweils in einem entsprechenden der Schlitze des Statorkerns aufgenommen sind. Ferner ist die Anzahl der Im-Schlitz-Abschnitte der Δ-verbundenen Drei-Phasen-Wicklung und die Anzahl der Im-Schlitz-Abschnitte der Y-verbundenen Drei-Phasen-Wicklung im selben Schlitz des Statorkerns gleich (genauer gesagt, beide Anzahlen sind gleich 2). Das heißt, das Verhältnis der Anzahl von Windungen zwischen den Δ-verbundenen und Y-verbundenen Drei-Phasen-Wicklungen ist 1:1.
Gemäß der vorstehenden Konfiguration ist die Anzahl von Windungen einer äquivalenten Y-Verbindung, die äquivalent zu (oder konvertiert von) der Δ-Y-Verbindung ist, nur auf (1/2 + √3/6) N beschränkt, wenn sowohl die Anzahl der Windungen der Δ-verbundenen Drei-Phasen-Wicklung als auch die Anzahl der Windungen der Y-verbundenen Drei-Phasen-Wicklung gleich N/2 sind. Zum Beispiel wird die Anzahl von Windungen der äquivalenten Y-Verbindung nur auf ca. 3,15 beschränkt, wenn N gleich 4 ist.
Darüber hinaus ist es erforderlich, die Gesamtanzahl der Windungen der Statorspule zu reduzieren, um die Ausgabe des Generators in einem Hochgeschwindigkeitsbetriebsbereich zu erhöhen und die Effizienz des Generators zu verbessern. Ferner kann die Gesamtanzahl der Windungen der Statorspule z. B. durch die folgenden Verfahren reduziert werden: (1) Reduzieren der Anzahl der Im-Schlitz-Abschnitte der Statorspule in jedem der Schlitze des Statorkerns; (2) Verwenden von ausschließlich Δ-Verbindungen, um die Δ-Y-Verbindungen zu ersetzen; und (3) jede der Δ-Y-Verbindungen in eine Mehrzahl von Δ-Y-Sub-Verbindungen unterteilen, die parallel zueinander verbunden sind. Um hingegen die Ausgabe des Generators in einem Niedriggeschwindigkeitsbetriebsbereich zu erhöhen, ist es erforderlich, die Gesamtanzahl der Windungen der Statorspule zu erhöhen. Ferner kann die Gesamtanzahl der Windungen der Statorspule z. B. durch die folgenden Verfahren erhöht werden: (4) Erhöhen der Anzahl der Im-Schlitz-Abschnitte der Statorspule in jedem der Schlitze des Statorkerns; und (5) Vorsehen von ausschließlich Y-Verbindungen, um die Δ-Y-Verbindungen zu ersetzen.
Die vorstehenden Verfahren weisen jedoch die folgenden Probleme auf.
Im Falle einer Veränderung der Anzahl der Im-Schlitz-Abschnitte der Statorspule in jedem der Schlitze des Statorkerns (d. h., unter Verwendung des Verfahrens (1) oder des Verfahrens (4)), ist es erforderlich, die Dimension des Statorkerns und/oder die der Im-Schlitz-Abschnitte der Statorspule zu verändern. Das heißt, es ist erforderlich, die Form bzw. Struktur des Statorkerns oder der Statorspule zu verändern. Dadurch erhöht sich die Anzahl von verschiedenen Bauteilen, wodurch die Herstellungskosten steigen.
Falls ausschließlich Δ-Verbindungen verwendet werden, welche die Δ-Y-Verbindungen ersetzten (d. h., unter Verwendung des Verfahrens (2)), ohne die Anzahl der Im-Schlitz-Abschnitte der Statorspule in jedem der Schlitze des Statorkerns zu verändern, wird die Anzahl der Windungen einer äquivalenten Y-Verbindung, die äquivalent zu jeder der Δ-Verbindungen ist, nur auf (1/√3) N beschränkt. Falls hingegen nur Y-Verbindungen verwendet werden, welche die Δ-Y-Verbindungen ersetzen (d. h., unter Verwendung des Verfahrens (5)), ohne die Anzahl der Im-Schlitz-Abschnitte der Statorspule in jedem der Schlitze des Statorkerns zu verändern, wird die Anzahl der Windungen von jeder der Y-Verbindungen nur auf N beschränkt. Daher ist es in jedem der beiden Fälle schwierig, den verschiedenen Voraussetzungen für Leistungsausgaben von verschiedenen Auto-Generatoren Rechnung zu tragen; außerdem ist es schwierig, eine größere Unabhängigkeit beim Festlegen der Statorspulenspezifikation zu schaffen.
Falls jede der Δ-Y-Verbindungen in eine Mehrzahl von Δ-Y-Sub-Verbindungen unterteilt wird, die parallel zueinander verbunden sind (d. h., unter Verwendung des Verfahrens (3)), erhöht sich die Anzahl der Im-Schlitz-Abschnitte der Statorspule, die mit einer elektrischen Leistungskonvertierungsvorrichtung zu verbinden sind (d. h., mit einem Gleichrichter oder einem Inverter), wodurch mehr Arbeitsstunden, die zum Verbinden der Im-Schlitz-Abschnitte der Statorspule in der elektrischen Leistungskonvertierungsvorrichtung erforderlich sind, nötig werden. Zudem ist es erforderlich, die Spezifikation der elektrischen Leistungskonvertierungsvorrichtung zu verändern, wodurch die Anzahl von verschiedenen Bauteilen ansteigt.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist eine drehende elektrische Maschine vorgesehen, welche einen Rotor und einen Stator enthält. Der Stator enthält einen hohlzylindrischen Statorkern und eine Statorspule, die auf dem Statorkern montiert ist. Der Statorkern weist eine Mehrzahl von Schlitzen auf, die in Umfangsrichtung des Statorkerns angeordnet sind. Die Statorspule ist aus einer Mehrzahl von im Wesentlichen U-förmigen elektrisch leitfähigen Segmenten ausgebildet, um zumindest eine Δ-Y-Verbindung zu enthalten bzw. zu bilden. Die Δ-Y-Verbindung besteht aus einer Δ-verbundenen ersten Drei-Phasen-Wicklung und einer Y-verbundenen zweiten Drei-Phasen-Wicklung. Die erste Drei-Phasen-Wicklung enthält drei Phasenwicklungen, die Δ-verbunden sind, um drei Anschlüsse der ersten Drei-Phasen-Wicklung dazwischen zu definieren. Die zweite Drei-Phasen-Wicklung enthält drei Phasenwicklungen, die jeweils mit den drei Anschlüssen der ersten Drei-Phasen-Wicklung verbunden sind. Ferner sind die Anzahl von Windungen der ersten Drei-Phasen-Wicklung und die Anzahl von Windungen der zweiten Drei-Phasen-Wicklung jeweils auf zwei unterschiedliche ungerade Anzahlen eingestellt.
Gemäß der vorstehenden Konfiguration ist es möglich, den Freiheitsgrad beim Auswählen der Statorspulenspezifikation im Vergleich zu einer herkömmlichen Konfiguration zu erhöhen, bei welcher sowohl die Anzahl von Windungen der Δ-verbundenen Drei-Phasen-Wicklung als auch die Anzahl der Windungen der Y-verbundenen Drei-Phasen-Wicklung auf dieselbe gerade Anzahl eingestellt wird. Das heißt, es ist möglich, die Leistungsausgabe der drehenden elektrischen Maschine in einem Hochgeschwindigkeitsbetriebsbereich zu erhöhen und die Effizienz der drehenden elektrischen Maschine durch Einstellen der Anzahl von Windungen der Δ-verbundenen ersten Drei-Phasen-Wicklung, größer als die Anzahl von Windungen der Y-verbundenen zweiten Drei-Phasen-Wicklung zu sein, zu verbessern. Außerdem ist es möglich, die Leistungsausgabe der drehenden elektrischen Maschine in einem Niedriggeschwindigkeitsbetriebsbereich bzw. Niedrigdrehzahlbetriebsbereich durch Einstellen der Anzahl der Windungen der ersten Drei-Phasen-Wicklung auf weniger als die Anzahl von Windungen der zweiten Drei-Phasen-Wicklung zu erhöhen.
Darüber hinaus ist es gemäß der vorstehenden Konfiguration möglich, verschiedene Kombinationen der Windungsanzahlen der ersten Drei-Phasen-Wicklung und der Windungsanzahlen der zweiten Drei-Phasen-Wicklung mit demselben Statorkern und elektrisch leitfähigen Segmenten zu realisieren. Außerdem ist es nicht erforderlich, die Spezifikation der elektrischen Leistungskonvertierungsvorrichtung (z. B. ein Gleichrichter oder ein Inverter), die für die drehende elektrische Maschine vorgesehen ist, nur zum Zwecke der verschiedenen Kombinationen der Windungsanzahlen der ersten Drei-Phasen-Wicklung und der Windungsanzahlen der zweiten Drei-Phasen-Wicklung zu verändern.
Gemäß der vorstehenden Konfiguration ist es daher möglich, den Freiheitsgrad bzw. die Unabhängigkeit bei der Auswahl der Statorspulenspezifikation ohne Erhöhung der Kosten, der Anzahl der verschiedenen Bauteile oder der Arbeitsstunden zum Herstellen der drehenden elektrischen Maschine zu erhöhen.
Die erste und die zweite Drei-Phasen-Wicklung sind bevorzugt derart auf dem Statorkern montiert, dass jede der Phasenwicklungen der ersten Drei-Phasen-Wicklung von einer entsprechenden der Phasenwicklungen der zweiten Drei-Phasen-Wicklung im elektrischen Winkel um π/6 versetzt ist.
Jede der ersten und der zweiten Drei-Phasen-Wicklung weist eine Mehrzahl von Im-Schlitz-Abschnitten auf, welche jeweils in einem der Schlitze des Statorkerns aufgenommen sind. Das Verhältnis der Anzahl der Im-Schlitz-Abschnitte zwischen der ersten und zweiten Drei-Phasen-Wicklung im selben Schlitz des Statorkerns ist bevorzugt derart eingestellt, dass es gleich dem Verhältnis der Anzahl der Windungen zwischen der ersten und der zweiten Drei-Phasen-Wicklung ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform enthält jedes der im Wesentlichen U-förmigen elektrisch leitfähigen Segmente, welche die Statorspule bilden, ein Paar von Im-Schlitz-Abschnitten, einen Windungsabschnitt und ein Paar von Endabschnitten. Die Im-Schlitz-Abschnitte sind jeweils in zwei verschiedenen Schlitzen des Statorkerns aufgenommen. Der Windungsabschnitt erstreckt sich auf einer Axialseite des Statorkerns um die Im-Schlitz-Abschnitte des elektrisch leitfähigen Segments zu verbinden. Die Endabschnitte erstrecken sich auf der anderen Axialseite des Statorkerns jeweils von den Im-Schlitz-Abschnitten des elektrisch leitfähigen Segments und sind jeweils mit entsprechenden Endabschnitten von zwei weiteren elektrisch leitfähigen Segmenten verbunden. Jede der Phasenwicklungen der ersten und der zweiten Drei-Phasen-Wicklung enthält zumindest eine Windungseinheit, die durch Verbinden der entsprechenden Endabschnitte einer vorbestimmten Anzahl der elektrisch leitfähigen Segmente derart ausgebildet ist, dass sie sich für eine Windung um den Statorkern erstreckt.
Jedes Paar der Windungseinheiten, das in derselben Phasenwicklung der ersten und der zweiten Drei-Phasen-Wicklung enthalten ist, kann miteinander über ein Verbinden des elektrisch leitfähiges Segments verbunden sein, welches eine im Wesentlichen U-förmige Form aufweist, die sich von der der elektrisch leitfähigen Segmente, die die Statorspule bilden, unterscheidet.
Ferner können alle entsprechenden Paare und Trios der Wicklungseinheiten, welche die Phasenwicklungen der ersten und der zweiten Drei-Phasen-Wicklung bilden, über einen Zusammenbau verbunden sein, welcher eine Mehrzahl von verbindenden elektrisch leitfähigen Segmenten enthält, die, bevor sie am Statorkern montiert werden, geformt und zusammengebaut werden.
Alternativ können entsprechende Paare und Trios der Wicklungseinheiten, welche die Phasenwicklungen der ersten und der zweiten Drei-Phasen-Wicklung bilden, über entsprechende Leitungsabschnitte verbunden sein, die von entsprechenden Schlitzen des Statorkerns verlaufen bzw. verlegt und miteinander verbunden sind. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Anzahl der Leitungsabschnitte der Wicklungseinheiten, welche radial zueinander ausgerichtet sind, geringer als die Anzahl der Im-Schlitz-Abschnitte der elektrisch leitfähigen Segmente in jedem der Schlitze des Statorkerns ist.
Außerdem ist es bevorzugt, dass alle Verbindungen zwischen den Wicklungseinheiten derart angeordnet sind, dass sie nicht radial zueinander ausgerichtet sind.
Ferner können alle Verbindungen, die zwischen den Wicklungseinheiten gebildet sind, auf derselben Axialseite des Statorkerns als die Windungsabschnitte der elektrisch leitfähigen Segmente angeordnet sein. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass, für jedes der elektrisch leitfähigen Segmente, der Windungsabschnitt des elektrisch leitfähigen Segments durch radiales Versetzen der Im-Schlitz-Abschnitte des elektrisch leitfähigen Segments, relativ zueinander, ohne Verdrehen des elektrisch leitfähigen Segments, ausgebildet ist.
Es ist bevorzugt, dass jedes der elektrisch leitfähigen Segmente, welche die Statorspule bilden, eine im Wesentlichen rechtwinklige Querschnittsform aufweist.
Ferner ist es bevorzugt, dass der Statorkern aus magnetischen Stahlplatten ausgebildet ist, die in Axialrichtung des Statorkerns laminiert bzw. geschichtet sind.
Jede der Verbindungen, die zwischen den Wicklungseinheiten ausgebildet ist, kann mit einer Harzschicht bedeckt sein.
Alternativ kann jede der Verbindungen, die zwischen den Wicklungseinheiten ausgebildet sind, mehrfach Isolationsbeschichtet sein.
Außerdem können alle Verbindungen, die zwischen den Wicklungseinheiten ausgebildet sind, mit einem ersten Impregnierungsmaterial bedeckt sein; alle Verbindungen, die zwischen den entsprechenden Endabschnitten der elektrisch leitfähigen Segmente ausgebildet sind, können mit einem zweiten Impregnierungsmaterial bedeckt sein; alle Windungsabschnitte der elektrisch leitfähigen Segmente können mit einem dritten Impregnierungsmaterial bedeckt sein. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass sich die Viskositäten des ersten, zweiten und dritten Impregnierungsmaterials unterscheiden.
Die Statorspule kann eine Mehrzahl von Δ-Y-Verbindungen enthalten, die dieselbe Konfiguration aufweisen und auf dem Statorkern derart angeordnet sind, dass sie voneinander im elektrischen Winkel um π/6 versetzt sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen einer beispielhaften Ausführungsform deutlicher ersichtlich, wobei diese die Erfindung nicht auf die spezifische Ausführungsform beschränken sondern lediglich zum Zwecke der Erläuterung und des besseren Verständnisses dienen soll.
In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
1 eine schematische Querschnittsansicht eines Auto-Generators gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
2 ein schematisches Schaltungsdiagramm des Auto-Generators;
3A und 3B schematische Entwicklungsansichten, die die Anordnung elektrisch leitfähiger Segmente darstellt, welche zusammen eine Statorspule eines Stators des Generators bilden, in Schlitzen eines Statorkerns des Stators, sowie die Verbindungen zwischen den elektrisch leitfähigen Segmenten;
4A eine schematische Ansicht, die beide erste Verbindungen darstellt, welche jeweils zwischen drei Wicklungseinheiten von verschiedenen Phasen ausgebildet sind, und zweite Verbindungen, welche jeweils zwischen zwei Wicklungseinheiten derselben Phase ausgebildet sind, wobei alle Wicklungseinheiten zusammen die Statorspule des Stators bilden;
4B eine schematische Ansicht, die nur die zweiten Verbindungen ohne die ersten Verbindungen darstellt;
5A und 5B schematische Ansichten, die ein Verfahren zum Verbinden jedes Paares von Wicklungseinheiten derselben Phase gemäß einer Modifikation darstellen;
6A und 6B schematische Ansichten, die ein Verfahren zum Verbinden aller Wicklungseinheiten zum Ausbilden der Statorspule gemäß einer weiteren Modifikation darstellen;
7 eine schematische Ansicht, die die Positionen von Leitungsabschnitten der Wicklungseinheiten gemäß der Ausführungsform darstellen;
8 eine schematische Ansicht, die die Positionen der ersten und der zweiten Verbindungen, die zwischen den Wicklungseinheiten ausgebildet sind, gemäß der Ausführungsform darstellen;
9 eine Tabellendarstellung, die mögliche Kombinationen der Windungsanzahlen einer Δ-verbundenen ersten Drei-Phasen-Wicklung und der Windungsanzahlen einer Y-verbundenen zweiten Drei-Phasen-Wicklung in einer Δ-Y-Verbindung der Statorspule darstellt, wenn die Gesamtanzahl der Windungen der Δ-Y-Verbindung gleich 4 ist;
10 eine Tabellendarstellung, die mögliche Kombinationen der Windungsanzahlen der Δ-verbundenen ersten Drei-Phasen-Wicklung und die Windungsanzahlen der Y-verbundenen zweiten Drei-Phasen-Wicklung darstellt, wenn die Gesamtanzahl der Windungen der Δ-Y-Verbindung gleich 8 ist;
11A und 11B entsprechende Vorder- und Draufsichten eines der die Statorspule ausbildenden elektrisch leitfähigen Segmente;
12 eine schematische Ansicht, die einen elektrischen Isolationsprozess für die Statorspule darstellt;
13 eine schematische Ansicht, die einen weiteren elektrischen Isolationsprozess für die Statorspule darstellt; und
14 eine schematische Ansicht, die noch einen weiteren elektrischen Isolationsprozess für die Statorspule darstellt.
BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM
1 stellt die Gesamtkonfiguration der drehenden elektrischen Maschine 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dar. Bei dieser Ausführungsform ist die drehende elektrische Maschine 1 als ein Auto-Generator konfiguriert, der für die Verwendung in einem Kraftfahrzeug, wie beispielsweise einem Passagierfahrzeug oder einem Truck, verwendet wird.
Wie in 1 dargestellt, enthält der Generator 1 einen Rotor 2, einen Stator 3, einen Rahmen 4, einen Gleichrichter 5 und eine Riemenscheibe 8.
Im Betrieb des Generators 1 wird ein Drehmoment von der Verbrennungsmaschine (nicht dargestellt) des Fahrzeugs zur Riemenscheibe 8 über einen Riemen (nicht dargestellt) übertragen, wodurch der Rotor 2 in vorbestimmter Richtung gedreht wird. Während der Umdrehung des Rotors 2 wird an einer Feldspule 24 des Rotors 2 eine Erregerspannung angelegt, wodurch die Klauenabschnitte eines Paars magnetischen Polkernen 21 des Lundell-Typs des Rotors 2 magnetisiert werden. Deshalb erzeugen die magnetisierten Klauenabschnitte der magnetischen Polkerne 21 ein drehendes magnetisches Feld, welches eine dreiphasige AC-Spannung im Stator 3 induziert. Die dreiphasige AC-Spannung wird dann durch den Gleichrichter 5 in DC-Spannung gleichgerichtet und die erhaltene DC-Spannung wird vom Generator 1 über Ausgangsanschlüsse (nicht dargestellt) des Gleichrichters 5 ausgegeben.
Als Nächstes wird die Konfiguration des Stators 3 gemäß der vorliegenden Ausführungsform im Detail beschrieben.
Mit Bezug auf die 1 und 3A bis 3B enthält der Stator 3 einen hohlzylindrischen Statorkern 31 und eine Statorspule 33. Der Statorkern 31 weist eine Mehrzahl von (z. B. 96 in der vorliegenden Ausführungsform) Schlitzen 31a auf, die in der radialen Innenoberfläche des Statorkerns 31 derart ausgebildet sind, dass sie voneinander in Umfangsrichtung des Statorkerns 31 gleich beabstandet sind. Jeder der Schlitze 31a erstreckt sich in Axialrichtung des Statorkern 31 so, dass er den Statorkern 31 in Axialrichtung axial durchdringt. Zudem überdeckt sich für jeden der Schlitze 31a die Tiefenrichtung des Schlitzes 31a mit einer Radialrichtung des Statorkerns 31. Die Statorspule 33 ist durch Verbinden entsprechender Enden einer Mehrzahl von im Wesentlichen U-förmigen elektrisch leitfähigen Segmenten 32 ausgebildet; jedes der elektrisch leitfähigen Segmente 32 weist eine im Wesentlichen rechtwinklige Querschnittsform auf und ist auf dem Statorkern 31 montiert.
Mit der im Wesentlichen rechtwinkligen Querschnittsform der elektrisch leitfähigen Segmente 32 ist es möglich, die Raumfaktoren bzw. Dimensionen der Statorspule 33 in den Schlitzen 31a des Statorkerns 31 zu erhöhen und den Widerstand der Statorspule 33 zu verringern. Deshalb ist es möglich, sowohl eine hohe Ausgabe als auch eine hohe Effizienz im Generator 1 zu gewährleisten.
Zudem ist in der vorliegenden Ausführungsform ein Statorkern 31 durch Laminieren bzw. Schichten einer Mehrzahl von magnetischen Stahlplatten in Axialrichtung des Statorkerns 31 ausgebildet und mit dieser Formation ist es möglich, den Eisenverlust des Stators 3 zu verringern, wodurch die Effizienz des Generators 1 weiter verbessert wird.
Mit Bezug auf 2 ist die Statorspule 33 in der vorliegenden Ausführungsform konfiguriert, ein Paar von Δ-Y-Verbindungen 33A und 33B zu enthalten. Die Δ-Y-Verbindungen 33A und 33B weisen die gleiche Konfiguration auf und sind auf dem Statorkern 31 derart angeordnet, dass sie im elektrischen Winkel voneinander um π/6 versetzt sind (oder um einen Schlitz 31a des Statorkerns 31). Zudem enthält der Gleichrichter 5 ein Paar von Vollwellengleichrichtungsschaltungen 5A und 5B, welche entsprechend die dreiphasigen AC-Spannungen, die in den Δ-Y-Verbindungen 33A und 33B der Statorspule 3 induziert werden, vollwellengleichrichten.
Dabei sollte erwähnt sein, dass, da die Δ-Y-Verbindungen 33A und 33B dieselbe Konfiguration aufweisen, anschließend nur die Δ-Y-Verbindung 33A im Detail beschrieben wird und auf eine detaillierte Beschreibung der Δ-Y-Verbindung 33B verzichtet wird.
Wie in 2 dargestellt, ist Δ-Y-Verbindung 33A eine Verbindung einer Δ-verbundenen ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 und einer Y-verbundenen zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35.
Genauer gesagt ist die erste Drei-Phasen-Wicklung 34 durch Δ-Verbinden einer U-Phasenwicklung 34U, einer V-Phasenwicklung 34V und einer W-Phasenwicklung 34W ausgebildet. Die zweite Drei-Phasen-Wicklung 35 ist hingegen durch Y-Verbinden einer X-Phasenwicklung 35X, einer Y-Phasenwicklung 35Y und einer Z-Phasenwicklung 35Z ausgebildet. Ferner sind die erste und die zweite Drei-Phasen-Wicklung 34 und 35 derart kombiniert, dass jede der X-Phasen-, Y-Phasen- und W-Phasenwicklung 35X bis 35W der zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35 ein Ende mit dem entsprechenden der drei Anschlüsse (oder den drei Knoten zwischen der U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasenwicklung 34U bis 34V) der ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 verbunden ist und das andere Ende mit der Vollwellengleichrichtungsschaltung 5A des Gleichrichters 5 verbunden ist. Ferner ist jede der U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasenwicklung 34U bis 34V der ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 von einer entsprechenden der X-Phasen-, Y-Phasen- und W-Phasenwicklung 35X bis 35W der zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35 im elektrischen Winkel um π/6 versetzt; somit unterscheidet sich die Phase von jedem des U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasenstroms der ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 um π/6 vom entsprechenden des X-Phasen-, Y-Phasen- und W-Phasenstroms der zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35. Daher können harmonische Komponenten der U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasenströme der ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 um jene der X-Phasen-, Y-Phasen- und W-Phasenströme der zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35 versetzt sein, wodurch sowohl die magnetischen Vibrationen als auch das magnetische Rauschen, das im Generator 1 erzeugt wird, reduziert werden können.
Darüber hinaus enthält jede von der ersten und der zweiten Drei-Phasen-Wicklung 34 und 35 eine Mehrzahl von Im-Schlitz-Abschnitten, welche jeweils in einem entsprechenden der Schlitze 31a des Statorkerns 31 aufgenommen sind. Die Anzahl der Im-Schlitz-Abschnitte der ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 und die Anzahl der Im-Schlitz-Abschnitte der zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35 im selben Schlitz 31a des Statorkerns 31 sind jeweils auf zwei unterschiedliche ungerade Anzahlen eingestellt, genauer gesagt, auf 3 und 1, in der vorliegenden Ausführungsform.
In der vorliegenden Ausführungsform ist jede der ersten und der zweiten Drei-Phasen-Wicklung 34 und 35 durch Verbinden entsprechender Endabschnitte einer vorbestimmten Anzahl der U-förmigen elektrisch leitfähigen Segmente 32 ausgebildet.
Genauer gesagt sind, wie in 3A dargestellt, in der vorliegenden Ausführungsform in jedem der Schlitze 31a des Statorkerns 31 vier Im-Schlitz-Abschnitte 321 der elektrisch leitfähigen Segmente 32 derart aufgenommen, dass sie zueinander in Radialrichtung des Statorkerns 31 ausgerichtet sind (oder in Tiefenrichtung des Schlitzes 31a).
Zudem zeigt der Suffix zum Bezugszeichen 321 in 3A für jeden der Im-Schlitz-Abschnitte 321 sowohl die Anzahl bzw. Nummer des Schlitzes 31a, in welchem der Im-Schlitz-Abschnitt 321 aufgenommen ist, als auch die Schicht an, auf bzw. bei welcher der Im-Schlitz-Abschnitt 321 angeordnet ist. Zum Beispiel steht „321-1a” für den Im-Schlitz-Abschnitt 321, welcher im Schlitz 31a Nr. 1 aufgenommen ist und an der radial innersten Schicht „a” angeordnet ist. Wie vorstehend beschrieben, weist, in der vorliegenden Ausführungsform, der Statorkern 31 eine Gesamtzahl von 96 Schlitzen 31a auf; somit variiert die Anzahl der Schlitze 31a von Nr. 1 bis Nr. 96. Darüber hinaus sind in jedem der Schlitze 31a des Statorkerns 31 die Im-Schlitz-Abschnitte 321 der elektrisch leitfähigen Segmente 32 in vier Schichten angeordnet, d. h., der radial innersten Schicht „a”, der radial äußersten Schicht „d” und der zwei Zwischenschichten „b” und „c” zwischen den radial innersten und äußersten Schichten „a” und „b”.
Die Im-Schlitz-Abschnitte 321 der U-förmigen elektrisch leitfähigen Segmente 32, die in den Schlitzen 31a des Statorkerns 31 aufgenommen sind, sind miteinander auf vorbestimmte Weise elektrisch verbunden und bilden die Statorspule 33.
Wie in den 3A und 3B dargestellt, ist z. B. auf einer Axialseite (d. h., der Oberseite in 3B) des Statorkerns 31, der Im-Schlitz-Abschnitt 321-7a mit dem Im-Schlitz-Abschnitte 321-13b über einen Windungsabschnitt 32c verbunden; der Im-Schlitz-Abschnitt 321-7a ist im Schlitz 31a Nr. 7 aufgenommen und auf bzw. an der radial innersten Schicht „a” angeordnet; der Im-Schlitz-Abschnitt 321-13b ist im Schlitz 31a Nr. 13 aufgenommen und an der radial zweitinnersten Schicht „b” angeordnet; die Schlitze 31a Nr. 7 und Nr. 13 sind voneinander um sechs Schlitze 31a (oder um einen magnetischen Taktabstand bzw. eine Polleitung) positioniert bzw. beabstandet. Die Im-Schlitz-Abschnitte 321-7a, der Im-Schlitz-Abschnitt 321-13b und der Windungsabschnitt 32c, der die zwei Im-Schlitz-Abschnitte 321-7a und 321-13b verbindet, sind integral bzw. zusammen als ein elektrisch leitfähiges Segment 32 ausgebildet, das im Wesentlichen U-förmig ist. Ferner erstreckt sich auf der anderen Axialseite (d. h., der Unterseite in 3B) des Statorkerns 31 ein Endabschnitt des elektrisch leitfähigen Segments 32, welches sich vom Im-Schlitz-Abschnitt 321-7a erstreckt, von dem Schlitz 31a Nr. 7 nach außen und in Richtung entgegengesetzt zur Umfangsseite des Im-Schlitz-Abschnitts 321-7a zum Windungsabschnitt 32c hin gebogen (d. h., nach links in 3B) und mit einem Endabschnitt eines anderen bzw. weiteren elektrisch leitfähigen Segments 32 durch Schweißen verbunden ist; der andere bzw. weitere Endabschnitt des elektrisch leitfähigen Segments 32, welches sich vom Im-Schlitz-Abschnitt 321-13b erstreckt und vom Schlitz 31a Nr. 13 nach außen erstreckt, ist in Richtung entgegengesetzt zur Umfangsseite des Im-Schlitz-Abschnitts 321-13b zum Windungsabschnitt 32c hin (d. h., nach recht in 3B) gebogen und mit einem Endabschnitt eines weiteren elektrisch leitfähigen Segments 32 durch Schweißen verbunden.
Das heißt, gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist jedes der im Wesentlichen U-förmigen elektrisch leitfähigen Segmente 32, die die Statorspule 33 ausbilden, konfiguriert, ein Paar von Im-Schlitz-Abschnitten 321, einen Windungsabschnitt 32c und ein Paar von Endabschnitten zu enthalten. Die Im-Schlitz-Abschnitte 321 sind entsprechend in zwei verschiedenen Schlitzen 31a des Statorkerns 31 aufgenommen. Der Windungsabschnitt 32c erstreckt sich auf der einen Axialseite (d. h., der Oberseite in 3B) des Statorkerns 31, um die Im-Schlitz-Abschnitte 321 des elektrisch leitfähigen Segments zu verbinden. Die Endabschnitte erstrecken sich jeweils, auf der anderen Axialseite (d. h., der Unterseite in 3B) des Statorkerns 31, von den Im-Schlitz-Abschnitten 321 des elektrisch leitfähigen Segments 32 und sind jeweils mit den entsprechenden Endabschnitten von weiteren zwei elektrisch leitfähigen Segmenten 32 verbunden.
Darüber hinaus sind in der vorliegenden Ausführungsform alle acht elektrisch leitfähigen Segmente 32 auf die vorstehend beschriebene Weise in Reihe verbunden, um eine Wicklungseinheit p (siehe 2) auszubilden, die sich für eine Windung um den Statorkern 31 erstreckt. Das heißt, eine Wicklungseinheit p enthält 16 Im-Schlitz-Abschnitte 321 der elektrisch leitfähigen Segmente 32; die 16 Im-Schlitz-Abschnitte 321 sind entsprechend in 16 Schlitzen 31a des Statorkerns 31 aufgenommen, welche voneinander um sechs Schlitze 31a beabstandet sind. Zudem entspricht, in der vorliegenden Ausführungsform, eine magnetische Polleitung sechs Schlitzen 31a des Statorkerns 31 und jeder der sechs Schlitze 31a weist vier Im-Schlitz-Abschnitte 321 auf, die darin aufgenommen sind. Deshalb sind durch die U-förmigen elektrisch leitfähigen Segmente 32 insgesamt 24 Wicklungseinheiten p ausgebildet.
Mit Rückbezug auf 2 enthält, in der vorliegenden Ausführungsform, die Statorspule 33 die Δ-Y-Verbindungen 33A und 33B, welche dieselbe Konfiguration aufweisen. Deshalb besteht jede der Δ-Y-Verbindungen 33A und 33B aus der Hälfte der 24 Wicklungseinheiten p (d. h., 12 Wicklungseinheiten p).
Zum Beispiel sind, für die Δ-Y-Verbindung 33A, jene drei Wicklungseinheiten p, welche jeweils die Im-Schlitz-Abschnitte 321-7b, 321-7c, 321-7d im Schlitz 31a Nr. 7 enthalten, in Serie verbunden, um zusammen die U-Phasenwicklung 34U der ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 auszubilden. Die Wicklungseinheit p, welche den Im-Schlitz-Abschnitt 321-8a enthält, der im Schlitz 31a Nr. 8 aufgenommen ist, bildet selbst die X-Phasenwicklung 35X der zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35 aus.
Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform sind jene Schlitze 31a, in welchen die Im-Schlitz-Abschnitte 321 der elektrisch leitfähigen Segmente 32 aufgenommen sind, welche die erste Drei-Phasen-Wicklung 34 ausbilden, um einen Schlitz 31a (d. h., um π/6 im elektrischen Winkel) von jenen Schlitzen 31a, in welchen die Im-Schlitz-Abschnitte 321 der elektrisch leitfähigen Segmente 32, welche die zweite Drei-Phasen-Wicklung 35 ausbilden, aufgenommen sind, versetzt. Deshalb sind die U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasenströme der ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 jeweils um π/6 von den X-Phasen-, Y-Phasen- und W-Phasenströmen der zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35 Phasen-verschoben.
Ferner wird in der vorliegenden Ausführungsform das Verhältnis der Anzahl der Im-Schlitz-Abschnitte 321 zwischen der ersten und der zweiten Drei-Phasen-Wicklung 34 und 35 im selben Schlitz 31a des Statorkerns 31 auf 3:1 eingestellt. Außerdem wird das Verhältnis der Anzahl von Windungen zwischen der ersten und der zweiten Drei-Phasen-Wicklung 34 und 35 auf 3:1 eingestellt. Deshalb ist es mit dem Verhältnis der Anzahl der Im-Schlitz-Abschnitte 321, das gleich dem Verhältnis der Anzahl der Windungen eingestellt ist, möglich, dass gleichmäßige elektrische Ströme in den Im-Schlitz-Abschnitten 321 fließen, die in den verschiedenen Schlitzen 31a des Statorkerns 31 aufgenommen sind, wodurch sowohl magnetische Vibrationen als auch ein magnetisches Rauschen, das im Generator 1 erzeugt wird, reduziert werden kann.
In der vorliegenden Ausführungsform enthalten die Verbindungen zwischen den Wicklungseinheiten p, die die Δ-Y-Verbindung 33A bilden, wie in den 2 und 4A dargestellt, erste Verbindungen q1, welche jeweils zwischen drei Wicklungseinheiten p der verschiedenen Phasen ausgebildet sind, und zweite Verbindungen q2, welche jeweils zwischen zwei Wicklungseinheiten p derselben Phase ausgebildet sind. Jene erste und zweite Verbindungen q1 und q2 können ausgebildet werden, durch: (1) Verlegen von Leitungsabschnitten der Wicklungseinheiten p von entsprechenden Schlitzen 31a des Statorkerns 31 zur selben Axialseite des Statorkerns 31 als Windungsabschnitte 32c der elektrisch leitfähigen Segmente 32; (2) Verformen der jeweiligen Leitungsabschnitte der Wicklungseinheiten p in vorbestimmte Formen; und (3) Verbinden von zueinander korrespondierenden Enden der Leitungsabschnitte der Wicklungseinheiten p durch Schweißen.
Da jedoch jede der zweiten Verbindungen q2 zwischen nur zwei Wicklungseinheiten p derselben Phase, wie in den 2 und 4A bis 4B dargestellt, ausgebildet ist, ist es auch möglich, jedes Paar der Wicklungseinheiten p derselben Phase durch andere Verfahren zu verbinden.
Zum Beispiel kann, wie in den 5A bis 5B dargestellt, jedes Paar der Wicklungseinheiten p derselben Phase miteinander über ein verbindendes elektrisch leitfähiges Segment 332 verbunden werden, welches eine im Wesentlichen U-förmige Form aufweist, die sich von der der elektrisch leitfähigen Segmente 332 unterscheidet. Deshalb ist es unter Verwendung der verbindenden elektrisch leitfähigen Segmente 332 möglich, die Anzahl von Verbindungsstellen in der Statorspule 33 zu reduzieren, das Auslegen der Leitungsabschnitte der Wicklungseinheiten p zu vereinfachen und die Höhe der Spulenenden der Statorspule 33 zu reduzieren. Hierbei bezeichnen die Spulenenden jene Teile der Statorspule 33, welche außerhalb der Schlitze 31a des Statorkerns 31 angeordnet sind und von entsprechenden axialen Endflächen des Statorkerns 33 hervorstehen.
Wie in den 6A bis 6B dargestellt, können alle Wicklungseinheiten p über einen Zusammenbau 330 verbunden werden. Der Zusammenbau 330 enthält eine Mehrzahl von verbindenden elektrisch leitfähigen Segmenten, die Endabschnitte aufweisen, die in dieselben vorbestimmten Formen wie die Leitungsabschnitte der Wicklungseinheiten p geformt sind und zusammengebaut sind, bevor sie am Statorkern 31 montiert werden. Ferner ist der Zusammenbau 330 am Statorkern 31 montiert, um die verbindenden elektrisch leitfähigen Segmente des Zusammenbaus 330, die in entsprechende Schlitze 31a des Statorkerns 31 eingebracht sind, aufzuweisen; Anschließend werden die Endabschnitte der verbindenden elektrisch leitfähigen Segmente des Zusammenbaus 330 durch Schweißen verbunden, um dazwischen Verbindungen auszubilden, welche die ersten und zweiten Verbindungen q1 und q2 zwischen den Wicklungseinheiten p ausbilden. Deshalb ist es unter Verwendung des Zusammenbaus 330 nicht erforderlich, die Leitungsabschnitte der Wicklungseinheiten p nach dem Montieren aller elektrisch leitfähiger Segmente am Statorkern 31 herauszulegen, wodurch der Prozess zum Verbinden der Wicklungseinheiten p zum Ausbilden der Statorspule 33 vereinfacht wird.
Ferner ist es bevorzugt, dass die Anzahl von Leitungsabschnitten der Wicklungseinheiten p, welche zueinander radial ausgerichtet sind, auf weniger als die Anzahl der Im-Schlitz-Abschnitte 321 der elektrisch leitfähigen Segmente 32 in jedem der Schlitze 31a des Statorkerns 31 eingestellt werden (d. h., 4 in der vorliegenden Ausführungsform). Genauer gesagt wird, wie in 7 dargestellt, in der vorliegenden Ausführungsform die Anzahl der Leitungsabschnitte der Wicklungseinheiten p, welche zueinander radial ausgerichtet sind, auf gleich 2 eingestellt. Deshalb ist es möglich, ausreichend Räume zum Auslegen der Leitungsabschnitte der Wicklungseinheiten p zu gewährleisten, wodurch das Auslegen der Leitungsabschnitte der Wicklungseinheiten p vereinfacht wird. Zudem sollte erwähnt werden, dass in 7 die Abschnitte der Leitungsabschnitte der Wicklungseinheiten p mit Kreisen ”o” gekennzeichnet sind.
Darüber hinaus sind in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 8 dargestellt, alle ersten und zweiten Verbindungen q1 und q2 derart angeordnet, dass sie nicht radial zueinander ausgerichtet sind. Deshalb ist es möglich, ausreichende Räume zum Anordnen von Verbindungsstücken zum Verbinden entsprechender Enden der Leitungsabschnitte der Wicklungseinheiten p zu gewährleisten. Als Ergebnis ist es möglich, die Größe der Verbindungsstücke zu erhöhen, wodurch die Langlebigkeit der Verbindungsstücke verbessert wird.
Nachdem die Konfiguration des Generators 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben wurde, werden anschließend ihre Vorteile beschrieben.
In der vorliegenden Ausführungsform enthält der Generator 1 den Rotor 2 und den Stator 3, der radial außerhalb des Rotors 2 angeordnet ist. Der Stator 3 enthält den hohlzylindrischen Statorkern 31 und die Statorspule 33, die auf dem Statorkern 31 montiert ist. Der Statorkern 31 weist die Schlitze 31a auf, die in Umfangsrichtung des Statorkerns 31 in gleichen Intervallen angeordnet sind. Die Statorspule 33 besteht aus den im Wesentlichen U-förmigen elektrisch leitfähigen Segmenten 32, um das Paar von Δ-Y-Verbindungen 33A und 33B zu enthalten, die dieselbe Konfiguration aufweisen. Die Δ-Y-Verbindung 33A besteht z. B. aus der Δ-verbundenen ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 und der Y-verbundenen zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35. Die erste Drei-Phasen-Wicklung 34 enthält die Drei-Phasen-Wicklungen 34U, 34V und 35W, die Δ-verbunden sind, um die drei Anschlüsse der ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 dazwischen zu definieren. Die zweite Drei-Phasen-Wicklung 35 enthält die Drei-Phasen-Wicklungen 35X, 35Y und 35Z, die entsprechend mit den drei Anschlüssen der ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 verbunden sind. Ferner sind die Anzahl der Windungen der ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 und die Anzahl der Windungen der zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35 jeweils auf zwei unterschiedlich ungerade Anzahlen eingestellt.
Gemäß der vorstehenden Konfiguration ist es möglich, den Freiheitsgrad beim Auswählen der Statorspulenspezifikation im Vergleich zu herkömmlichen Konfigurationen, bei welchen sowohl die Windungsanzahlen der Δ-verbundenen Drei-Phasen-Wicklung als auch die Windungsanzahlen der Y-verbundenen Drei-Phasen-Wicklung auf die gleiche gerade Anzahl eingestellt werden, zu verbessern. Das heißt, es ist möglich, die Leistungsausgabe des Generators 1 in einem Hochgeschwindigkeitsbetriebsbereich zu erhöhen und die Effizienz des Generators 1 durch Einstellen der Anzahl der Windungen der Δ-verbundenen ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 auf größer als die Anzahl der Windungen der Y-verbundenen zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35 zu verbessern. Ferner ist es möglich, die Leistungsausgabe des Generators 1 in einem Niederdrehzahlbetriebsbereich durch Einstellen der Anzahl der Windungen der ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 auf kleiner als die Anzahl der Windungen der zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35 zu erhöhen.
Wie zum Beispiel in 9 dargestellt gibt es, falls die Gesamtanzahl der Windungen der Δ-Y-Verbindung 33A gleich 4 ist, gemäß der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform, zwei mögliche Kombinationen der Anzahl der Windungen der ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 und der Anzahl der Windungen der zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35. Genauer gesagt ist in einer Kombination die Anzahl der Windungen der Δ-verbundenen ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 gleich 1, während die Anzahl der Windungen der Y-verbundenen zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35 gleich 3 ist; somit ist die Windungsanzahl einer äquivalenten Y-Verbindung, die äquivalent zur (konvertiert von) der Δ-Y-Verbindung 33A ist, in etwa gleich 3,58. Bei der anderen Kombination ist die Anzahl der Windungen der ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 gleich 3, während die Anzahl der Windungen der zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35 gleich 1 ist; somit ist die Wicklungsanzahl der äquivalenten Y-Verbindung ca. 2,73.
Im Vergleich zur herkömmlichen Konfiguration gibt es nur eine mögliche Kombination der Anzahl der Windungen der ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 und der Anzahl der Windungen der zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35. Das heißt, sowohl die Windungsanzahl der Δ-verbundenen ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 als auch die Windungsanzahl der Y-verbundenen zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35 ist 2.
Darüber hinaus gibt es, wie in 10 dargestellt, in dem Fall, dass die Gesamt-Anzahl von Windungen der Δ-Y-Verbindung 33A gleich 8 ist, gemäß der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform vier mögliche Kombinationen der Anzahl der Windungen der ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 und der Anzahl der Windungen der zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35. Genauer gesagt ist bei der ersten Kombination die Windungsanzahl der Δ-verbundenen ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 gleich 1, während die Windungsanzahl der Y-verbundenen zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35 gleich 7 ist; somit ist die Windungsanzahl der äquivalenten Y-Verbindung ca. 7,58. Bei der zweiten Kombination ist die Windungsanzahl der ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 gleich 3, während die Windungsanzahl der zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35 gleich 5 ist; somit ist die Windungsanzahl der äquivalenten Y-Verbindung ca. 6,73. Bei der dritten Kombination ist die Windungsanzahl der ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 gleich 5, während die Windungsanzahl der zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35 gleich 3 ist; somit ist die Windungsanzahl der äquivalenten Y-Verbindung ca. 5,89. Bei der vierten Kombination ist die Windungsanzahl der ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 gleich 7, während die Windungsanzahl der zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35 gleich 1 ist; somit ist die Windungsanzahl der äquivalenten Y-Verbindung ca. 5,04.
Im Vergleich zur herkömmlichen Konfiguration gibt es nur eine mögliche Kombination der Anzahl von Windungen der ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 und der Anzahl der Windungen der zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35. Das heißt, sowohl die Windungsanzahl der Δ-verbundenen ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 als auch die Windungsanzahl der Y-verbundenen zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35 ist gleich 4. Zudem gibt es selbst bei einer Konfiguration, bei welcher die Anzahl der Windungen der ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 und die Anzahl der Windungen der zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35 entsprechend auf zwei unterschiedliche gerade Anzahlen eingestellt werden, nur drei mögliche Kombinationen bezüglich der Anzahl der Windungen der ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 und der Anzahl der Windungen der zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35, und zwar (2:6), (4:4) und (6:2).
Ferner ist es gemäß der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform möglich, die vorstehend beschriebenen unterschiedlichen Kombinationen bezüglich der Anzahl der Windungen der ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 und der Anzahl der Windungen der zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35 mit demselben Statorkern 31 und denselben elektrisch leitfähigen Segmenten 32 zu realisieren. Zudem ist es nicht erforderlich, die Spezifikation des Gleichrichters 5 nur auf den Zweck der Realisierung der verschiedenen Kombinationen der Anzahl der Windungen der ersten Drei-Phasen-Wicklung 34 und der Anzahl der Windungen der zweiten Drei-Phasen-Wicklung 35 zu verändern.
Gemäß dieser Konfiguration ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, den Freiheitsgrad bei der Auswahl der Statorspulenspezifikation ohne Erhöhung der Kosten, der Anzahl von verschiedenen Bauteilen, oder der Arbeitsstunden zum Herstellen des Generators 1, zu erhöhen.
Während die vorstehenden speziellen Ausführungsformen und Modifikationen dargestellt und beschrieben wurden, ist zu verstehen, dass durch den Fachmann verschiedene weitere Modifikationen, Veränderungen und Verbesserungen gemacht werden können, ohne dabei vom Geiste der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Zum Beispiel bezieht sich die vorliegende Erfindung gemäß der vorherigen Ausführungsform auf einen Auto-Generator 1. Die Erfindung kann jedoch auch bei einer anderen bzw. weiteren drehenden elektrischen Maschine angewandt werden, wie beispielsweise einem Elektromotor und einen Motorgenerator, der sowohl als Elektromotor als auch als elektrischer Generator funktionieren kann.
Bei der vorherigen Ausführungsform ist die Statorspule 33 konfiguriert, das Paar von Δ-Y-Verbindungen 33A und 33B zu enthalten. Die Statorspule 33 kann jedoch auch konfiguriert sein, nur eine von den Δ-Y-Verbindungen 33A und 33B zu enthalten.
Bei der vorherigen Ausführungsform ist die Statorspule 33 aus den elektrisch leitfähigen Segmenten 32 ausgebildet, welche die im Wesentlichen rechtwinklige Querschnittsform aufweisen. Die Statorspule 33 kann jedoch auch aus elektrisch leitfähigen Segmenten mit Querschnittsformen ausgebildet sein, die im Wesentlichen eine elliptische Querschnittsform aufweisen.
Bei der vorherigen Ausführungsform ist der Statorkern 31 durch Laminieren bzw. Schichten der magnetischen Stahlplatten in Axialrichtung des Statorkerns 31 ausgebildet. Der Statorkern 31 kann jedoch auch durch Schichten anderer konventioneller Metallplatten, d. h., keine magnetischen Stahlplatten, ausgebildet werden.
Bei der vorstehenden Ausführungsform sind die ersten und zweiten Verbindungen q1 und q2, die zwischen den Wicklungseinheiten p ausgebildet sind, auf derselben Axialseite des Statorkerns 31 als die Windungsabschnitte 32c der elektrisch leitfähigen Segmente 32 angeordnet. Ferner ist, bezüglich 3A und 11A bis 11B, für jedes der elektrisch leitfähigen Segmente 32, der Windungsabschnitt 32c des elektrisch leitfähigen Segments 32 bevorzugt durch radiales Versetzen der Im-Schlitz-Abschnitte 321 des elektrisch leitfähigen Segments 32 relativ zueinander ohne Verdrehen des elektrisch leitfähigen Segments 32 ausgebildet. Zudem ist jedes der elektrisch leitfähigen Segmente 32 bedeckt, ausgenommen der Enden, die mit anderen elektrisch leitfähigen Segmenten 32 verbunden sind, und zwar durch eine Isolationsdecke (nicht dargestellt). Deshalb ist es gemäß der vorstehenden Formation der Windungsabschnitte 32c der elektrisch leitfähigen Segmente 32 möglich, die Isolationsdecke, welche die elektrisch leitfähigen Segmente 32 bedeckt, davor zu schützen, an den Windungsabschnitten 32c beschädigt zu werden und Belastungen, die auf die Isolationsdecken an den Windungsabschnitten 32c einwirken, zu reduzieren. Deshalb ist es möglich, die elektrische Isolierung zwischen den Windungsabschnitten 32c der elektrisch leitfähigen Segmente 32 und den ersten und zweiten Verbindungen q1 und q2, die zwischen den Wicklungseinheiten p ausgebildet sind, zuverlässig zu gewährleisten.
Zudem ist es, obwohl nicht in der vorherigen Ausführungsform beschrieben, bevorzugt, zumindest eines der folgenden elektrischen Isolationsverfahren bzw. Prozessablaufverfahren für die Statorspule 33 durchzuführen.

(a) Bedecken von jeder der ersten und zweiten Verbindungen q1 und q2, die zwischen den Wicklungseinheiten p ausgebildet sind, mit einer Harzdecke 50, wie in 12 dargestellt. Deshalb ist es durch die Harzdecken 50 möglich, die elektrische Isolation zwischen den ersten und zweiten Verbindungen q1 und q2 zu verbessern.
(b) Aufbringen einer mehrfachen Isolationsbeschichtung (oder Harzbeschichtung) auf jeder der ersten und zweiten Verbindungen q1 und q2, die zwischen den Wicklungseinheiten p ausgebildet sind, um einen Isolator 52 auszubilden, der die Verbindung, wie in 13 dargestellt, bedeckt. Dabei ist es durch die Isolatoren 52 möglich, die elektrische Isolation zwischen den ersten und zweiten Verbindungen q1 und q2 zu verbessern.

Außerdem ist es möglich: zuerst die ersten und zweiten Verbindungen q1 und q2 mit den entsprechenden Harzabdeckungen 50, wie in 12 dargestellt, zu bedecken; und anschließend die mehrfache Isolationsschicht aufzubringen, um jene Teile der ersten und zweiten Verbindungen q1 und q2 zu bedecken, welche von den entsprechenden Harzabdeckungen 50 freigestellt sind. Dabei ist es ferner möglich: zuerst die mehrfache Isolationsbeschichtung auf die ersten und zweiten Verbindungen q1 und q2 aufzubringen; und anschließend die ersten und zweiten Verbindungen q1 und q2 mit den entsprechenden Harzabdeckungen 50 zu bedecken.

(c) Bedecken der ersten und zweiten Verbindungen q1 und q2, die zwischen den Wicklungseinheiten p ausgebildet sind, mit einem ersten Imprägnierungsmaterial, der Verbindungen, die zwischen den entsprechenden Endabschnitten der U-förmigen elektrisch leitfähigen Segmente 32 ausgebildet sind, mit einem zweiten Imprägnierungsmaterial und der Windungsabschnitte 32c der elektrisch leitfähigen Segmente 32 mit einem dritten Imprägnierungsmaterial. Die ersten, zweiten und dritten Imprägnierungsmaterialien weisen eine unterschiedliche Viskosität auf.

Das heißt, es ist eine Imprägnierung auf die ersten, zweiten und dritten Bereiche 54A bis 54C, dargestellt in 14, mit den entsprechenden ersten, zweiten und dritten Imprägnierungsmaterialien aufzubringen.
Zudem können die Viskositäten der ersten bis dritten Imprägnierungsmaterialien passend zu den Formen und Dimensionen der ersten und zweiten Verbindungen q1 und q2, die zwischen den Wicklungseinheiten p ausgebildet sind, den Verbindungen, die zwischen den entsprechenden Enden der U-förmigen elektrisch leitfähigen Segmenten 32 ausgebildet sind und den Windungsabschnitten 32c der elektrisch leitfähigen Segmente 32, ausgewählt werden. Deshalb ist es möglich, die elektrische Isolierung des Stators 3 zuverlässiger zu gewährleisten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2012-169476 A [0001]
JP 2013-40648 A [0001]
JP 3633494 [0003]

Claims

Drehende elektrische Maschine (1), aufweisend: einen Rotor (2); und einen Stator (3) mit einem hohlzylindrischen Statorkern (31) und einer Statorspule (33), die auf dem Statorkern (31) montiert ist, wobei der Statorkern (31) eine Mehrzahl von Schlitzen (31a) aufweist, die in Umfangsrichtung des Statorkerns (31) angeordnet sind, wobei die Statorspule (33) aus einer Mehrzahl von im Wesentlichen U-förmigen elektrisch leitfähigen Segmenten (32) ausgebildet ist, um zumindest eine Δ-Y-Verbindung (33A, 33B) zu enthalten, wobei die Δ-Y-Verbindung aus einer Δ-verbundenen ersten Drei-Phasen-Wicklung (34) und einer Y-verbundenen zweiten Drei-Phasen-Wicklung (35) besteht, wobei die erste Drei-Phasen-Wicklung (34) drei Phasenwicklungen (34U, 34V, 34W) enthält, die Δ-verbunden sind, um drei Anschlüsse der ersten Drei-Phasen-Wicklung (34) dazwischen zu definieren, die zweite Drei-Phasen-Wicklung (35) drei Phasenwicklungen (35X, 35Y, 35W) enthält, die jeweils mit den drei Anschlüssen der ersten Drei-Phasen-Wicklung (34) verbunden sind, wobei die Anzahl von Windungen der ersten Drei-Phasen-Wicklung (34) und die Anzahl von Windungen der zweiten Drei-Phasen-Wicklung (35) jeweils auf zwei unterschiedliche ungerade Anzahlen eingestellt sind.
Drehende elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Drei-Phasen-Wicklung (34, 35) auf dem Statorkern (31) derart montiert sind, dass jede der Phasenwicklungen (34U, 34V, 34W) der ersten Drei-Phasen-Wicklung (34) von einer entsprechenden der Phasenwicklungen (35X, 35Y, 35W) der zweiten Drei-Phasen-Wicklung (35) um π/6 im elektrischen Winkel versetzt ist.
Drehende elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, wobei jede von der ersten und der zweiten Drei-Phasen-Wicklung (34, 35) eine Mehrzahl von Im-Schlitz-Abschnitten (321) aufweist, welche jeweils in einem der Schlitze (31a) des Statorkerns (31) aufgenommen sind, und das Verhältnis der Anzahl der Im-Schlitz-Abschnitte (321) zwischen der ersten und zweiten Drei-Phasen-Wicklung (34, 35) im selben Schlitz des Statorkerns (31) eingestellt ist, gleich dem Verhältnis der Anzahl der Windungen zwischen der ersten und der zweiten Drei-Phasen-Wicklung (34, 35) zu sein.
Drehende elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, wobei jedes der im Wesentlichen U-förmigen elektrisch leitfähigen Segmente (32), welche die Statorspule (33) bilden, ein Paar von Im-Schlitz-Abschnitten (321), einen Windungsabschnitt (32c) und ein Paar von Endabschnitten enthält, wobei die Im-Schlitz-Abschnitte (321) jeweils in zwei verschiedenen Schlitzen (31a) des Statorkerns (31) aufgenommen sind, wobei sich der Windungsabschnitt (32c) auf einer Axialseite des Statorkerns (31) erstreckt, um die Im-Schlitz-Abschnitte (321) des elektrisch leitfähigen Segments (32) zu verbinden, wobei sich die Endabschnitte auf der anderen Axialseite des Statorkerns (31) jeweils von dem Im-Schlitz-Abschnitten (321) des elektrisch leitfähigen Segments (32) erstrecken und jeweils mit entsprechenden Endabschnitten von weiteren zwei der elektrisch leitfähigen Segmente (32) verbunden sind, wobei jede der Phasenwicklungen (34U, 34V, 34W, 35X, 35Y, 35W) der ersten und zweiten Drei-Phasen-Wicklung (34, 35) zumindest eine Wicklungseinheit (p) enthält, die durch Verbinden der entsprechenden Endabschnitte einer vorbestimmten Anzahl der elektrisch leitfähigen Segmente (32) derart ausgebildet ist, dass sie sich für eine Windung um den Statorkern (31) erstreckt, und wobei jedes Paar der Wicklungseinheiten (p), das in derselben Phasenwicklung der ersten und zweiten Drei-Phasen-Wicklung (34, 35) enthalten ist, miteinander über ein verbindendes elektrisch leitfähiges Segment (332) verbunden ist, welches eine im Wesentlichen U-förmige Form aufweist, die sich von der der elektrisch leitfähigen Segmente (32), welche die Statorspule (33) bilden, unterscheidet.
Drehende elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, wobei jedes der im Wesentlichen U-förmigen elektrisch leitfähigen Segmente (32), welche die Statorspule (33) bilden, ein Paar von Im-Schlitz-Abschnitten (321), einen Windungsabschnitt (32c) und ein Paar von Endabschnitten enthält, wobei die Im-Schlitz-Abschnitte (321) jeweils in zwei verschiedenen Schlitzen (31a) des Statorkerns (31) aufgenommen sind, sich der Windungsabschnitt (32c) auf einer Axialseite des Statorkerns (31) erstreckt, um die Im-Schlitz-Abschnitte (321) des elektrisch leitfähigen Segments (32) zu verbinden, sich die Endabschnitte auf der anderen Axialseite des Statorkerns (31) jeweils von den Im-Schlitz-Abschnitten (321) des elektrisch leitfähigen Segments (32) erstrecken und jeweils mit entsprechenden Endabschnitten von weiteren zwei der elektrisch leitfähigen Segmente (32) verbunden sind, wobei jede der Phasenwicklungen (34U, 34V, 34W, 35X, 35Y, 35W) der ersten und der zweiten Drei-Phasen-Wicklung (34, 35) zumindest eine Wicklungseinheit (p) enthält, die durch Verbinden der entsprechenden Endabschnitte einer vorbestimmten Anzahl der elektrisch leitfähigen Segmente (32) derart ausgebildet ist, das sie sich für eine Windung um den Statorkern (31) erstreckt, und wobei alle entsprechenden Paare und Trios der Wicklungseinheiten (p), welche die Phasenwicklungen (34U, 34V, 34W, 35X, 35Y, 35W) der ersten und der zweiten Drei-Phasen-Wicklung (34, 35) bilden, über einen Zusammenbau verbunden sind, welcher eine Mehrzahl von verbindenden elektrisch leitfähigen Segmenten (332) enthält, die, bevor sie am Statorkern (31) montiert werden, geformt und zusammengebaut werden.
Drehende elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, wobei jedes der im Wesentlichen U-förmigen elektrisch leitfähigen Segmente (32), welche die Statorspule (33) bilden, ein Paar von Im-Schlitz-Abschnitten (321), einen Windungsabschnitt (32c) und ein Paar von Endabschnitten enthält, wobei die Im-Schlitz-Abschnitte (321) jeweils in zwei verschiedenen Schlitzen (31a) des Statorkerns (31) aufgenommen sind, sich der Windungsabschnitt (32c) auf einer Axialseite des Statorkerns (31) erstreckt, um die Im-Schlitz-Abschnitte (321) des elektrisch leitfähigen Segments (32) zu verbinden, sich die Endabschnitte auf der anderen Axialseite des Statorkerns (31) jeweils von den Im-Schlitz-Abschnitten (321) des elektrisch leitfähigen Segments (32) erstrecken und jeweils mit entsprechenden Endabschnitten von zwei weiteren der elektrisch leitfähigen Segmente (32) verbunden sind, wobei jede der Phasenwicklungen (34U, 34V, 34W, 35X, 35Y, 35W) der ersten und der zweiten Drei-Phasen-Wicklung (34, 35) zumindest eine Wicklungseinheit (p) enthält, die durch Verbinden der entsprechenden Endabschnitte einer vorbestimmten Anzahl der elektrisch leitfähigen Segmente (32) derart ausgebildet ist, um sich für eine Windung um den Statorkern (31) zu erstrecken, wobei entsprechende Paare und Trios der Wicklungseinheiten (p), welche die Phasenwicklungen (34U, 34V, 34W, 35X, 35Y, 35W) der ersten und der zweiten Drei-Phasen-Wicklung (34, 35) bilden, über jeweilige Leitungsabschnitte verbunden sind, die von entsprechenden Schlitzen (31a) des Statorkerns (31) verlegt und miteinander verbunden werden, und die Anzahl der Leitungsabschnitte der Wicklungseinheiten (p), welche radial zueinander ausgerichtet sind, eingestellt wird, geringer als die Anzahl der Im-Schlitz-Abschnitte (321) der elektrisch leitfähigen Segmente (32) in jedem der Schlitze (31a) des Statorkerns (31) zu sein.
Drehende elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, wobei jedes der im Wesentlichen U-förmigen elektrisch leitfähigen Segmente (32), welche die Statorspule (33) bilden, ein Paar von Im-Schlitz-Abschnitten (321), einen Windungsabschnitt (32c) und ein Paar von Endabschnitten enthält, wobei die Im-Schlitz-Abschnitte (321) jeweils in zwei verschiedenen Schlitzen (31a) des Statorkerns (31) aufgenommen sind, sich der Windungsabschnitt (32c) auf einer Axialseite des Statorkerns (31) erstreckt, um die Im-Schlitz-Abschnitte (321) des elektrisch leitfähigen Segments (32) zu verbinden, sich die Endabschnitte auf der anderen Axialseite des Statorkerns (31) jeweils von den Im-Schlitz-Abschnitten (321) des elektrisch leitfähigen Segments (32) erstrecken und jeweils mit entsprechenden Endabschnitten von zwei weiteren der elektrisch leitfähigen Segmente (32) verbunden sind, wobei jede der Phasenwicklungen (34U, 34V, 34W, 35X, 35Y, 35W) der ersten und der zweiten Drei-Phasen-Wicklung (34, 35) zumindest eine Wicklungseinheit (p) enthält, die durch Verbinden der entsprechenden Endabschnitte einer vorbestimmten Anzahl der elektrisch leitfähigen Segmente (32) derart ausgebildet ist, um sich für eine Windung um den Statorkern (31) zu erstrecken, wobei entsprechende Paare und Trios der Wicklungseinheiten (p), welche die Phasenwicklungen (34U, 34V, 34W, 35X, 35Y, 35W) der ersten und der zweiten Drei-Phasen-Wicklung (34, 35) bilden, verbunden sind, um dazwischen Verbindungen (q1, q2) auszubilden, und alle Verbindungen (q1, q2) zwischen den Wicklungseinheiten (p) derart angeordnet sind, dass sie nicht radial zueinander ausgerichtet sind.
Drehende elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, wobei jedes der im Wesentlichen U-förmigen elektrisch leitfähigen Segmente (32), welche die Statorspule (33) bilden, ein Paar von Im-Schlitz-Abschnitten (321), einen Windungsabschnitt (32c) und ein Paar von Endabschnitten enthält, wobei die Im-Schlitz-Abschnitte (321) jeweils in zwei verschiedenen Schlitzen (31a) des Statorkerns (31) aufgenommen sind, sich der Windungsabschnitt (32c) auf einer Axialseite des Statorkerns (31) erstreckt, um die Im-Schlitz-Abschnitte (321) des elektrisch leitfähigen Segments (32) zu verbinden, sich die Endabschnitte auf der anderen Axialseite des Statorkerns (31) jeweils von den Im-Schlitz-Abschnitten (321) des elektrisch leitfähigen Segments (32) erstrecken und jeweils mit entsprechenden Endabschnitten von zwei weiteren der elektrisch leitfähigen Segmente (32) verbunden sind, wobei jede der Phasenwicklungen (34U, 34V, 34W, 35X, 35Y, 35W) der ersten und der zweiten Drei-Phasen-Wicklung (34, 35) zumindest eine Wicklungseinheit (p) enthält, die durch Verbinden der entsprechenden Endabschnitte einer vorbestimmten Anzahl der elektrisch leitfähigen Segmente (32) derart ausgebildet ist, um sich für eine Windung um den Statorkern (31) zu erstrecken, wobei entsprechende Paare und Trios der Wicklungseinheiten (p), welche die Phasenwicklungen (34U, 34V, 34W, 35X, 35Y, 35W) der ersten und der zweiten Drei-Phasen-Wicklung (34, 35) bilden, verbunden sind, um dazwischen Verbindungen (q1, q2) auszubilden, und die Verbindungen (q1, q2) auf derselben Axialseite des Statorkerns (31) als die Windungsabschnitte (32c) der elektrisch leitfähigen Segmente (32) angeordnet sind, und für jedes der elektrisch leitfähigen Segmente (32) der Windungsabschnitt (32c) des elektrisch leitfähigen Segments (32) durch radiales Versetzen der Im-Schlitz-Abschnitte (321) des elektrisch leitfähigen Segments (32) relativ zueinander ohne Verdrehen des elektrisch leitfähigen Segments (32) ausgebildet ist.
Drehende elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, wobei jedes der elektrisch leitfähigen Segmente (32), welche die Statorspule (33) bilden, eine im Wesentlichen rechtwinklige Querschnittsform aufweist.
Drehende elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, wobei der Statorkern (31) aus magnetischen Metallplatten besteht, die in Axialrichtung des Statorkerns (31) geschichtet sind.
Drehende elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, wobei jedes der im Wesentlichen U-förmigen elektrisch leitfähigen Segmente (32), welche die Statorspule (33) bilden, ein Paar von Im-Schlitz-Abschnitten (321), einen Windungsabschnitt (32c) und ein Paar von Endabschnitten enthält, wobei die Im-Schlitz-Abschnitte (321) jeweils in zwei verschiedenen Schlitzen (31a) des Statorkerns (31) aufgenommen sind, sich der Windungsabschnitt (32c) auf einer Axialseite des Statorkerns (31) erstreckt, um die Im-Schlitz-Abschnitte (321) des elektrisch leitfähigen Segments (32) zu verbinden, sich die Endabschnitte auf der anderen Axialseite des Statorkerns (31) jeweils von den Im-Schlitz-Abschnitten (321) des elektrisch leitfähigen Segments (32) erstrecken und jeweils mit entsprechenden Endabschnitten von zwei weiteren der elektrisch leitfähigen Segmente (32) verbunden sind, wobei jede der Phasenwicklungen (34U, 34V, 34W, 35X, 35Y, 35W) der ersten und der zweiten Drei-Phasen-Wicklung (34, 35) zumindest eine Wicklungseinheit (p) enthält, die durch Verbinden der entsprechenden Endabschnitte einer vorbestimmten Anzahl der elektrisch leitfähigen Segmente (32) derart ausgebildet ist, um sich für eine Windung um den Statorkern (31) zu erstrecken, wobei Paare und Trios der Wicklungseinheiten (p), welche die Phasenwicklungen (34U, 34V, 34W, 35X, 35Y, 35W) der ersten und der zweiten Drei-Phasen-Wicklung (34, 35) bilden, verbunden sind, um dazwischen Verbindungen (q1, q2) auszubilden, und jede der Verbindungen (q1, q2), die zwischen den Wicklungseinheiten (p) ausgebildet ist, mit einer Harzdecke bedeckt ist.
Drehende elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, wobei jedes der im Wesentlichen U-förmigen elektrisch leitfähigen Segmente (32), welche die Statorspule (33) bilden, ein Paar von Im-Schlitz-Abschnitten (321), einen Windungsabschnitt (32c) und ein Paar von Endabschnitten enthält, wobei die Im-Schlitz-Abschnitte (321) jeweils in zwei verschiedenen Schlitzen (31a) des Statorkerns (31) aufgenommen sind, sich der Windungsabschnitt (32c) auf einer Axialseite des Statorkerns (31) erstreckt, um die Im-Schlitz-Abschnitte (321) des elektrisch leitfähigen Segments (32) zu verbinden, sich die Endabschnitte auf der anderen Axialseite des Statorkerns (31) jeweils von den Im-Schlitz-Abschnitten (321) des elektrisch leitfähigen Segments (32) erstrecken und jeweils mit entsprechenden Endabschnitten von zwei weiteren der elektrisch leitfähigen Segmente (32) verbunden sind, wobei jede der Phasenwicklungen (34U, 34V, 34W, 35X, 35Y, 35W) der ersten und der zweiten Drei-Phasen-Wicklung (34, 35) zumindest eine Wicklungseinheit (p) enthält, die durch Verbinden der entsprechenden Endabschnitte einer vorbestimmten Anzahl der elektrisch leitfähigen Segmente (32) derart ausgebildet ist, um sich für eine Windung um den Statorkern (31) zu erstrecken, wobei entsprechende Paare und Trios der Wicklungseinheiten (p), welche die Phasenwicklungen (34U, 34V, 34W, 35X, 35Y, 35W) der ersten und der zweiten Drei-Phasen-Wicklung (34, 35) bilden, verbunden sind, um Verbindungen (q1, q2) dazwischen auszubilden, und jede der Verbindungen (q1, q2), die zwischen den Wicklungseinheiten (p) ausgebildet ist, mehrfach isolationsbeschichtet ist.
Drehende elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, wobei jedes der im Wesentlichen U-förmigen elektrisch leitfähigen Segmente (32), welche die Statorspule (33) bilden, ein Paar von Im-Schlitz-Abschnitten (321), einen Windungsabschnitt (32c) und ein Paar von Endabschnitten enthält, wobei die Im-Schlitz-Abschnitte (321) jeweils in zwei verschiedenen Schlitzen (31a) des Statorkerns (31) aufgenommen sind, sich der Windungsabschnitt (32c) auf einer Axialseite des Statorkerns (31) erstreckt, um die Im-Schlitz-Abschnitte (321) des elektrisch leitfähigen Segments (32) zu verbinden, sich die Endabschnitte auf der anderen Axialseite des Statorkerns (31) jeweils von den Im-Schlitz-Abschnitten (321) des elektrisch leitfähigen Segments (32) erstrecken und jeweils mit entsprechenden Endabschnitten von zwei weiteren der elektrisch leitfähigen Segmente (32) verbunden sind, wobei jede der Phasenwicklungen (34U, 34V, 34W, 35X, 35Y, 35W) der ersten und der zweiten Drei-Phasen-Wicklung (34, 35) zumindest eine Wicklungseinheit (p) enthält, die durch Verbinden der entsprechenden Endabschnitte einer vorbestimmten Anzahl der elektrisch leitfähigen Segmente (32) derart ausgebildet ist, um sich für eine Windung um den Statorkern (31) zu erstrecken, wobei Paare und Trios der Wicklungseinheiten (p), welche die Phasenwicklungen (34U, 34V, 34W, 35X, 35Y, 35W) der ersten und der zweiten Drei-Phasen-Wicklung (34, 35) bilden, verbunden sind, um dazwischen Verbindungen (q1, q2) auszubilden, wobei alle Verbindungen (q1, q2), die zwischen den Wicklungseinheiten (p) ausgebildet sind, mit einem ersten Imprägnierungsmaterial bedeckt sind, alle Verbindungen (q1, q2), die zwischen den entsprechenden Endabschnitten der elektrisch leitfähigen Segmente (32) ausgebildet sind, mit einem zweiten Imprägnierungsmaterial bedeckt sind und alle Windungsabschnitte (32c) der elektrisch leitfähigen Segmente (32) mit einem dritten Imprägnierungsmaterial bedeckt sind, und das erste, zweite und dritte Imprägnierungsmaterial unterschiedliche Viskositäten aufweisen.
Drehende elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, wobei die Statorspule (33) eine Mehrzahl von Δ-Y-Verbindungen (33A, 33B) enthält, welche die gleiche Konfiguration aufweisen und auf dem Statorkern (31) derart angeordnet sind, dass sie voneinander um π/6 im elektrischen Winkel versetzt sind.