DE102013215178A1

DE102013215178A1 - Elektrische Maschine mit einfach oder doppelt geformter Windungsanordnung und Verfahren

Info

Publication number: DE102013215178A1
Application number: DE102013215178.0A
Authority: DE
Inventors: Bradley D. Chamberlin; Steven Burton
Original assignee: Remy Technologies LLC
Current assignee: Remy Technologies LLC
Priority date: 2012-08-06
Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2014-02-06
Also published as: US20140033514A1; KR20140019240A; CN103580403A

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen einer ersten Statorwindung und einer zweiten Statorwindung umfasst das Bilden einer offenen Windungsanordnung auf einem ersten Statorkern, wobei die offene Windungsanordnung Leiterabschnitte umfasst, welche in Statorschlitzen mit wenigstens vier Lagen von Leiterabschnitten in jedem Schlitz angeordnet sind, die offene Windungsanordnung umfasst weiterhin eine Vielzahl von Anschlüssen zu einer Vielzahl von Leiterabschnitten. Das Verfahren umfasst weiterhin das Bilden der offenen Windungsanordnung auf einem zweiten Statorkern. Weiterhin umfasst das Verfahren das Schließen der offenen Windungsanordnung auf dem ersten Statorkern, durch Verbinden der Vielzahl von Anschlüssen mit ersten zusätzlichen Leitern, um eine Dreiphasenwindung in einer einfach geformten Anordnung zu bilden. Weiterhin umfasst das Verfahren das Schließen der offenen Windungsanordnung auf dem zweiten Statorkern, durch Verbinden der Vielzahl von Anschlüssen mit zweiten zusätzlichen Leitern, um eine Dreiphasenwindung in einer vielfach geformten Anordnung zu bilden.

Description

BEREICH
Diese Anmeldung betrifft den Bereich elektrischer Maschinen, und insbesondere Windungsanordnungen für elektrische Maschinen.
HINTERGRUND
Mehrfach segmentierte Windungen werden üblicherweise in modernen elektrischen Maschinenanwendungen, wie z. B. in elektrischen Hybridfahrzeugen, verwendet. Diese Windungen weisen üblicherweise eine Anzahl von segmentierten Leitern auf, welche zwei Beine und einen zentralen U-förmig gebogenen Abschnitt zwischen den Beinen aufweisen. Diese U-förmigen Leiter werden häufig mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet. Die U-förmigen Leiter sind in den Schlitzen eines Kernabschnitts der elektrischen Maschine, wie beispielsweise den Statorschlitzen, angeordnet, um Windungen für die Maschine zu bilden. Die Bezeichnung ”U-förmiger Leiterabschnitt”, wie im Folgenden verwendet, bezieht sich auf einen Leiterabschnitt, welcher seine axiale Richtung um mehr als 90°, beispielsweise um etwa 180°, ändert, ist jedoch nicht auf Leiterabschnitte beschränkt, die eine perfekte ”U-Form” besitzen. Weiterhin werden die Bezeichnungen ”Leiterabschnitt” und ”segmentierter Leiter” im Weiteren synonym verwendet und beziehen sich auf einen Leiter mit zwei Enden mit oder ohne einen U-förmigen Abschnitt zwischen den beiden Enden, und diese Bezeichnungen sind nicht auf U-förmige Leiterabschnitte beschränkt.
Statorwindungen mit U-förmigen Leiterabschnitten werden durch Einbringen der Beine der Leiterabschnitte in die Schlitze des Statorkerns von einem Ende des Statorkerns aus gebildet. Nach dem Einbringen der Beine in die Schlitze werden die U-förmigen Abschnitte auf einer Seite des Stators (der ”Einsetzseiwerden die U-förmigen Abschnitte auf einer Seite des Stators (der ”Einsetzseite”) angeordnet und die Beine erstrecken sich von der anderen Seite des Stators (der ”Verbindungsseite” oder ”Verschweißungsseite”). Die Enden der Beine werden dann in geeignete Positionen gebogen, wobei ein erstes Bein üblicherweise in eine Richtung gebogen wird und ein anderes Bein in die entgegengesetzte Richtung gebogen wird. Nachdem die Enden der Beine gebogen wurden erstreckt sich der gesamte segmentierte Leiter über einen vorgegebenen Bereich von Schlitzen (z. B. 12 Schlitze). Als nächstes wird jedes Beinende mit einem anderen Beinende auf der Verbindungsseite des Stators verbunden um die Windungen zu vervollständigen. Diese Verbindungen umfassen benachbarte Beinenden, die gerade ausgerichtet sind und miteinander verschweißt sind, nicht-benachbarte Beinenden, die durch Drahtbrücken verbunden sind, und Anschlussverbindungen, die zu den Windungsphasen führen. Zusammen bilden die verbundenen Leiter die vollständige Windungsanordnung.
Die geeignete Anordnung segmentierter Leiter in bestimmten Schlitzen wird von Fachleuten vor dem Ausbilden der Windungen ermittelt. Diese Windungsanordnungen sind für einen einzigen Windungsaufbau auf einem bestimmten Statorkern ausgebildet. Wenn ein unterschiedlicher Windungsaufbau gewünscht ist, planen die Fachleute sorgfältig eine neue Anordnung für die Leiterabschnitte in den Schlitzen. Es ist jedoch wünschenswert, eine Windungsanordnung für eine elektrische Maschine, zur Verwendung in unterschiedlichen Anwendungen elektrischer Maschinen, bereitzustellen, welche leicht in einer von zwei oder mehr verschiedenen Windungsanordnungen gestaltet werden kann. Insbesondere wäre es vorteilhaft, wenn eine einzige Windungsanordnung auf einem Statorkern bereitgestellt und selektiv vervollständigt werden könnte, um eine von mehreren möglichen Windungsanordnungen herzustellen. Es wäre ebenfalls vorteilhaft, wenn die meisten der Verbindungen der Windungsanordnung vor der Auswahl der gewünschten Windungsanordnung hergestellt werden könnten. Weiterhin wäre es vorteilhaft, wenn die Vervollständigung der Windungsanordnung relativ wenige Verbindungen zwischen verbleibenden nicht verbundenen segmentierten Leitern erfordern würde.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zum Ausbilden einer Windung für eine elektrische Maschine bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Einbringen einer Vielzahl von Leiterabschnitten in eine Vielzahl von Schlitzen in einem Kernelement mit einer Einsetzseite und einer Verbindungsseite. Jeder der Leiterabschnitte umfasst einen Schlitzabschnitt, welcher sich durch einen der Vielzahl an Schlitzen erstreckt, und ein Beinende, welches sich von dem Schlitzabschnitt auf der Verbindungsseite des Kernelements erstreckt. Wenigstens vier Leiterabschnitte werden in jedem der Vielzahl an Schlitzen eingebracht. Jeder der wenigstens vier Leiterabschnitte definiert eine Leiterlage, so dass wenigstens vier Leiterlagen in der Vielzahl an Schlitzen bereitgestellt werden. Das Verfahren umfasst weiterhin das Umbiegen der Beinenden der Leiterabschnitte in einer ersten Leiterlage in eine erste Richtung und das Umbiegen der Beinenden der Leiterabschnitte in einer zweiten Lage in eine zweite Richtung, so dass eine erste Vielzahl benachbarter Beinenden zwischen den Leiterabschnitten in der ersten Leiterlage und der zweiten Leiterlage gebildet werden. Außerdem umfasst das Verfahren das Umbiegen der Beinenden der Leiterabschnitte in einer dritten Lage in die erste Richtung und das Umbiegen der Beinenden der Leiterabschnitte in der vierten Lage in die zweite Richtung, so dass eine zweite Vielzahl nebeneinander liegender Beinenden zwischen den Leiterabschnitten in der dritten Lage und der vierten Lage gebildet werden. Als nächstes umfasst das Verfahren das Verbinden der ersten Vielzahl nebeneinander liegender Beinenden und der zweiten Vielzahl nebeneinander liegender Beinenden auf der Verbindungsseite des Kernelements. Weiterhin umfasst das Verfahren das Verbinden einer Vielzahl an Beinenden auf der Einsetzseite des Kernelements, wobei die Verbindungen zwischen (i) der Vielzahl an Beinenden auf der Einsetzseite des Kernelements, (ii) der ersten Vielzahl nebeneinander liegender Beinenden und (iii) der zweiten Veilzahl nebeneinander liegender Beinenden eine unvollständige Windung mit Schaltungsöffnungen bilden. Demzufolge sind die Schaltungsöffnungen dazu ausgebildet, (a) selektiv geschlossen zu werden, um eine vollständige Windung mit einer einfach geformten Windungsanordnung bereitzustellen und (b) selektiv geschlossen zu werden, um die vollständige Windung mit einer doppelt geformten Windungsanordnung bereitzustellen. Das Verfahren umfasst weiterhin das Auswählen, ob die Schaltungsöffnungen derart geschlossen werden sollen, dass die vollständige Windung in der einfach geformten oder der doppelt geformten Windungsanordnung bereitgestellt wird. Zuletzt umfasst das Verfahren das Schließen der Schaltungsöffnungen, um die ausgewählte, vervollständigte Windung mit der einfach oder doppelt geformten Windungsanordnung bereitzustellen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wird ein Verfahren zum Herstellen einer ersten Statorwindung und einer zweiten Statorwindung bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Ausbilden einer offenen Windungsanordnung auf einem ersten Statorkern, wobei die offene Windungsanordnung Leiterabschnitte umfasst, welche in Statorschlitzen mit wenigstens vier Lagen an Leiterabschnitten in jedem Schlitz angeordnet sind, und wobei die offene Windungsanordnung weiterhin eine Vielzahl an Anschlüssen zu einer Vielzahl der Leiterabschnitte umfasst. Das Verfahren umfasst weiterhin das Ausbilden der offenen Windungsanordnung auf einem zweiten Statorkern. Zusätzlich umfasst das Verfahren das Schließen der offenen Windungsanordnung auf dem ersten Statorkern durch Verbinden der Vielzahl an Anschlüssen mit ersten zusätzlichen Leitern, um eine Dreiphasenwindung in einer einfach geformten Anordnung zu bilden. Weiterhin umfasst das Verfahren das Schließen der offenen Windungsanordnung auf dem zweiten Statorkern, durch Verbinden der Vielzahl an Anschlüssen mit zweiten zusätzlichen Leitern um eine Dreiphasenwindung in einer mehrfach geformten Anordnung zu bilden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wird ein Verfahren zum Umwandeln einer Windungsanordnung auf einem Stator von einer einfach geformten Anordnung in eine doppelt geformte Anordnung dargestellt. Das Verfahren umfasst das Entfernen einer ersten elektrischen Verbindung zwischen einem Leiter in einem ersten Schlitz und einem Leiter in einem zweiten Schlitz. Zusätzlich umfasst das Verfahren das Entfernen einer zweiten elektrischen Verbindung zwischen einem Leiter in einem dritten Schlitz und einem Leiter in einem vierten Schlitz. Das Verfahren umfasst weiterhin das Entfernen einer dritten elektrischen Verbindung zwischen einem Leiter in einem fünften Schlitz und einem Leiter in einem sechsten Schlitz. Das Verfahren umfasst auch das Bereitstellen eines ersten Phasenanschlusses zu dem Leiter in dem ersten Schlitz. Weiterhin umfasst das Verfahren das Bereitstellen eines zweiten Phasenanschlusses zu dem Leiter in dem dritten Schlitz. Zusätzlich umfasst das Verfahren das Bereitstellen eines dritten Phasenanschlusses zu dem Leiter in dem fünften Schlitz. Das Verfahren umfasst auch das Bereitstellen eines neutralen Anschlusses zu den Leitern in dem zweiten, vierten und sechsten Schlitz.
Die oben beschriebenen Merkmale und Vorteile, wie auch weitere, werden für Fachleute leichter ersichtlich durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen. Während es wünschenswert ist, eine Windungsanordnung einer elektrischen Maschine und ein Verfahren, welches eines oder mehrere dieser oder anderer vorteilhafter Merkmale liefert, bereitzustellen, erstrecken sich die hier offenbarten Lehren auch auf solche Ausführungsformen, welche unter den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen, unabhängig davon, ob sie einen oder mehrere der oben genannten Vorteile erzielen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Seitenansicht eines Stators, umfassend eine Windungsanordnung mit segmentierten Leitern;
2 zeigt eine Draufsicht auf den Statorkern aus 1 vor dem Einführen der Windungsanordnung in die Schlitze;
3 zeigt einen Querschnitt eines Schlitzes des Statorkerns, welcher die Anordnung der Leiter in den Schlitzen zeigt;
4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines segmentierten Leiters für die Windungsanordnung des Stators aus 1;
5A bis 5C zeigen eine Windungsanordnung für den Stator aus 1, umfassend eine Vielzahl offener Verbindungen;
6A zeigt eine Ausführungsform zum Vervollständigen der offenen Verbindungen aus den 5A bis 5C zum Herstellen einer Einfach-Y-Windungsanordnung;
6B zeigt Spezialverbindungen auf der Einsetzseite des Stators für die Einfach-Y-Windungsanordnung aus 6A;
7A zeigt eine Ausführungsform zum Vervollständigen der offenen Verbindungen aus den 5A bis 5C, zum Herstellen einer Doppel-Y-Windungsanordnung;
7B zeigt Spezialverbindungen auf der Einsetzseite des Stators für die Doppel-Y-Windungsanordnung aus 7A;
8 zeigt beispielhaft ein Verfahren zum Herstellen von Statoren mit der Windungsanordnung der 5A bis 5C; und
9 zeige eine alternative Ausführungsform eines Verfahrens zum Vervollständigen der offenen Verbindungen in der Windungsanordnung der 5A bis 5C.
BESCHREIBUNG
Allgemeine Statoranordnung
Bezugnehmend auf 1 wird eine Seitenansicht einer beispielhaften elektrischen Maschine, welche einen Stator 10 umfasst, dargestellt. Der Stator 10 umfasst eine Windungsanordnung 12, welche auf einem Kernelement 12 der elektrischen Maschine (z. B. dem Statorkern) angeordnet ist. Der Statorkern 14 umfasst einen Haupt-Körperbereich mit einer Vielzahl an darin geformten Schlitzen 16 (siehe 2). Eine Vielzahl segmentierter Leiter 18 (welche im Weiteren auch als ”Leiterabschnitte” bezeichnet werden können) ist in den Schlitzen des Stators 10 angeordnet, um die Anker-Windungsanordnung 12 zu bilden. Die segmentierten Leiter 18 definieren eine Einsetzseite 20 des Stators 10, von welcher aus die segmentierten Leiter in die Schlitze eingebracht werden. Der Einsetzseite des Stators gegenüberliegend befindet sich eine Verschweißungsseite 22 des Stators 10.
2 zeigt eine Draufsicht auf die Einsetzseite 20 des beispielhaften Statorkerns 14 aus 1, ohne die in die Statorschlitze 16 eingebrachten segmentierten Leiter 18. Wie in 2 dargestellt, ist der Statorkern 14 im Allgemeinen scheibenförmig, mit einem inneren umlaufenden Umfang 24 und einem äußeren umlaufenden Umfang 26. Der beispielhafte Statorkern 14 aus 2 umfasst 60 Schlitze 16. Öffnungen 17 zu den Statorschlitzen werden durch den inneren Umfang 24 wie auch durch die Einsetzseite 20 und die Verschweißungsseite 22 des Stators bereitgestellt. Die Öffnungen 17 sind teilweise geschlossen (oder halb geschlossen), wie durch die reduzierte Schlitzgröße an der Öffnung 17 dargestellt.
3 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht eines der Schlitze 16 des Stators 10 mit den im Stator angeordneten segmentierten Leitern 18. Wie in 3 dargestellt, umfasst jeder Schlitz 16 insgesamt vier Leiterabschnitte 18, wobei jeder Leiterabschnitt 18 eine im Allgemeinen rechteckige Querschnittsform aufweist. Die rechteckigen Leiterabschnitte 18 sind in vier Lagen in jedem Schlitz 16 angeordnet. Die erst Lage 31 ist am nächsten zu dem inneren Umfang 24 des Statorkerns 14 angeordnet. Die erste Lage 31 wird von einer zweiten Lage 32, einer dritten Lage 33 und einer vierten Lage 34 in jedem Schlitz gefolgt, wobei die vierte Lage 34 am nächsten zu dem äußeren Umfang 26 des Stators angeordnet ist. Rechteckige Leiter 18, welche auf diese Art und Weise in den Schlitzen 16 angeordnet sind, sind dienlich um die Vorteile halbgeschlossener oder komplett geschlossener Ankerschlitze mit einer hohen Schlitzfüllrate einfließen zu lassen. Segmentierte Leiter dieser Form sind dazu ausgebildet, den Wechselstromwiderstand zu reduzieren, wie in der US-Patentanmeldung 11/187,118 beschrieben, wobei der Inhalt dieser Schrift hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Wie im Weiteren in größerem Detail beschrieben, werden die Enden der segmentierten Leiter 18 miteinander verbunden, um zwei Windungsgruppen auf dem Statorkern 14 zu bilden. Die Leiter 18 der ersten Lage 31 und der zweiten Lage 32 bilden eine erste Windungsgruppe 28 und die Leiter 18 der dritten Lage 33 und der vierten Lage 34 bilden die zweite Windungsgruppe 30. Wie im Weiteren in größerem Detail beschrieben wird, kann das Leiterpaar für jede Windungsgruppe in einem bestimmten Schlitz Strom derselben Phase oder einer unterschiedlichen Phase führen. Wie beispielsweise in 3 dargestellt, umfasst das Leiterpaar für die erste Windungsgruppe 28 zwei Leiter der Phase A und das Leiterpaar für die zweite Windungsgruppe 30 umfasst zwei Leiter der Phase B. In anderen Schlitzen kann jedoch das Leiterpaar für die erste Windungsgruppe 28 dieselbe Phase aufweisen wie das Leiterpaar für die zweite Windungsgruppe 30. Die hier beispielhaft dargestellte Windungsanordnung 12 ist eine Drei-Phasen-Windungsanordnung, welche die Phasen A, B und C umfasst. Es wird jedoch festgestellt werden, dass hier dargestellte Grundsätze auch auf andere mehrphasige Anordnungen angewendet werden können.
Bezugnehmend auf 4 wird beispielhaft ein segmentierter Leiter 18 mit einem rechteckigen Querschnitt dargestellt. Der segmentierte Leiter 18 umfasst zwei Beine 41 und 42, welche durch einen U-förmigen gebogenen Abschnitt 40 getrennt werden. Jedes Bein 41, 42 umfasst ein zugehöriges Beinende 43, 44. Die Richtung des Leiters 18 ändert sich an dem U-förmigen Abschnitt 40 derart, dass der durch den Leiter bereitgestellte elektrische Pfad eine Kehrtwende (eng.: U-turn) oder im Wesentlichen eine 180°-Wende an dem U-förmigen Abschnitt 40 macht.
Der segmentierte Leiter 18 aus 4 wird aus einem geraden Leiterabschnitt mit einem rechteckigen Querschnitt gebildet. Bevor der gerade Leiterabschnitt jedoch in den Stator eingebracht wird, biegt eine Maschine den Leiterabschnitt, um den U-förmigen Abschnitt 40 mit zwei im Wesentlichen geraden Beinen 41, 42 zu bilden. Nachdem der U-förmige Abschnitt 40 gebildet wurde, wird der segmentierte Leiter 18 in den Statorkern 14 mit den Beinen voraus von der Einsetzseite 20 des Statorkerns 14 aus eingebracht. Die zwei Beine 41, 42 werden in verschiedene Schlitze 16 des Statorkerns eingebracht, wobei sich die zwei Beine 41, 42 in verschiedenen Schlitzlagen befinden. Der U-förmige Abschnitt 40 des Leiters 18 erstreckt sich über eine vorgegebene Anzahl an Statorschlitzen, was in 4 mit der Bezeichnung Y₁ dargestellt ist, wodurch gezeigt ist, dass der Abstand zwischen den Beinen gleich einem Abstand zwischen einer bestimmten Anzahl an Schlitzen ist. Die Beine 41, 42 sind dazu ausgebildet, die entsprechenden Statorschlitze 16 zu durchlaufen, bis sie sich von der Verschweißungsseite 22 des Stators erstrecken. Nachdem sie in den Stator eingebracht wurden, werden die Beinenden 43, 44 mittels einer Maschine in entgegengesetzte Richtungen in einen vorgegebenen Abstand gebogen, wodurch die Beinenden 43, 44 des Leiters um eine weitere vorgegebene Anzahl an Schlitzen bewegt werden. In 4 wird dieser Abstand mit Y₂-Schlitzen angegeben.
Nachdem alle segmentierten Leiter in die Schlitze 16 des Kerns 14 eingebracht und die Beinenden gebogen wurden, werden Paare nebeneinander liegender Beinenden auf der Verbindungsseite 22 des Statorkerns 14 bereitgestellt. Jedes Paar nebeneinander liegender Beinenden umfasst ein erstes Beinende, welches in einem Schlitz angeordnet ist, und ein zweites Beinende, welches in einem anderen Schlitz angeordnet ist. Diese nebeneinander liegenden Beinenden werden auf der Verbindungsseite 22 des Stators miteinander verbunden, um eine im Wesentlichen vervollständigte Statorwindungsanordnung zu bilden. Während die meisten Leiterabschnitte 18 U-förmige Abschnitte 40 auf der Einsetzseite des Statorkerns 14 umfassen, umfassen einige Leiterabschnitte keinen U-förmigen Abschnitt derart, dass ein nicht verbundenes Beinende sich von der Einsetzseite des Statorkerns erstreckt. Die verbleibenden Beinenden auf der Verbindungsseite 22 des Statorkerns 14 werden dann mittels Brücken (engl. Jumper), neutralen Verbindungen oder Phasenanschlüssen verbunden um die Statorwindungsanordnung zu vervollständigen, wie im Weiteren in größerem Detail beschrieben.
Nachdem alle Leiterabschnitte 18 auf dem Statorkern angeordnet und miteinander verbunden wurden, erstreckt sich der U-förmige Abschnitt 40 jedes segmentierten Leiters 18 um eine Entfernung U_D (siehe 1) von der Einsetzseite 20 des Stators 10. Auf gleiche Weise erstrecken sich die Beinenden 43, 44 um eine Entfernung L_D (siehe 1) von der Verschweißungsseite 22 des Stators 10. In der hierin dargestellten Ausführungsform weisen die meisten Leiter der elektrischen Maschine die gleiche Form auf wie in 4 dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass die Leiter, welche die erste Leitergruppe 28 bilden, geringfügig kleiner sind als die Leiter, welche die zweite Windungsgruppe 30 bilden, da sich die Leiter in der zweiten Windungsgruppe über eine geringfügig größere Entfernung erstrecken müssen. Weiterhin versteht es sich, dass manche der Leiter unterschiedliche Formen und Größen aufweisen können, auch wenn die meisten Leiter die gleiche allgemeine Größe und Form aufweisen. Beispielsweise versteht es sich, dass wenigstens einige der Leiter in den Schlitzen keine U-förmigen Leiter sind, sondern statt dessen gegenüberliegende Beinenden auf verschiedenen Seiten des Stators aufweisen, obwohl die meisten der Leiter in der hier dargestellten Ausführungsform U-förmige Leiter sind.
Teil-Windungsanordnung
Nun bezugnehmend auf die 5A bis 5C, wird ein Windungsschema bereitgestellt, welches eine beispielhafte Windungsanordnung 12 für einen Stator mit 60 Schlitzen darstellt. Die Windungsanordnung 12 ist eine Drei-Phasen-Windungsanordnung. 5 zeigt die Anordnung der Leiter 18, welche die Windung 50 der Phase A bilden, 5B zeigt die Anordnung der Leiter 18, welche die Windung 60 der Phase B bilden und 5C zeigt die Anordnung der Leiter 18, welche die Windung 70 der Phase C bilden. Leiter, welche in den Lagen 1 und 2 angeordnet sind, sind in dem oberen Schema und Leiter, welche in den Lagen 3 und 4 angeordnet sind, sind in dem unteren Schema in jeder der 5A bis 5C dargestellt. Jede Phasenwindung 50, 60, 70 umfasst mehrere Windungsabschnitte. Der hierin verwendete Begriff ”Windungsabschnitt” bezieht sich auf eine Gruppe von Leitern 18, welche einen Abschnitt einer Phasenwindung vervollständigen.
Die in den 5A bis 5C dargestellten Phasenwindungen 50, 60, 70 umfassen Wellenwicklungen, welche in den Statorschlitzen 16 gehalten werden und die den Statorkern 14 mehrere Male umlaufen. Jede in den 5A bis 5C dargestellte Phasenwindung 50, 60, 70 umfasst vier Windungsabschnitte, wobei jeder Windungsabschnitt den Statorkern im Wesentlichen zwei Mal umläuft. Wie in 5A dargestellt, sind beispielsweise zwei Windungsabschnitte 52, 53 in den Lagen 1 und 2 der Statorschlitze 16 angeordnet und zwei Windungsabschnitte 51, 54 sind in den Lagen 3 und 4 der Statorschlitze 16 angeordnet. In ähnlicher Weise, wie in 5B dargestellt, sind zwei Windungsabschnitte 62, 63 in den Lagen 1 und 2 der Statorschlitze 16 angeordnet und zwei Windungsabschnitte 61, 64 sind in den Lagen 3 und 4 der Statorschlitze 16 angeordnet. Ebenso, wie in 5C dargestellt, sind zwei Windungsabschnitte 72, 73 in den Lagen 1 und 2 der Statorschlitze 16 angeordnet und zwei Windungsabschnitte 71, 74 sind in den Lagen 3 und 4 der Statorschlitze 16 angeordnet. Es versteht sich, dass der Begriff ”Windungsabschnitt” wie er hierin verwendet wird, sich auf irgendeinen Abschnitt einer Phasenwindung bezieht. Demgemäß kann ein ”Windungsabschnitt” einen Abschnitt einer Phasenwindung umfassen, welcher im Wesentlichen mehrere Kreise um den Statorkern vervollständigt, wie in den Ausführungsformen der 5A bis 5C dargestellt, er kann jedoch auch einen Abschnitt einer Phasenwindung umfassen, welcher keinen Kreis um den Statorkern vervollständigt.
Wie in den 5A bis 5C dargestellt, sind alle Verbindungen zwischen nebeneinander liegenden Beinenden auf der Verbindungsseite 22 des Stators 10 Standardverbindungen 46. Diese Standardverbindungen 46 können auf jegliche bekannte Art und Weise, einschließlich Schweißen, Heißverstemmen (engl.: heat staking), etc.; hergestellt werden. Alle Verbindungen, welche nicht Standardverbindungen zwischen nebeneinander liegenden Beinenden auf der Verbindungsseite des Stators sind, können als ”Spezialverbindungen” bezeichnet werden. In der hierin offenbarten Ausführungsform, werden alle Spezialverbindungen, umfassend Brücken (engl.: jumper), neutrale Verbindungen und Anschlussverbindungen, auf der Einsetzseite 20 des Stators 10 bereitgestellt. Diese Spezialverbindungen umfassen die Folgenden: (i) die Verbindungen, welche dazu benötigt werden, die Windungsabschnitte in einer bestimmten Phase in Serie oder parallel (z. B. Verbindungen zwischen Phasenstrecken (engl.: phase paths)) zu schalten; (ii) die Verbindungen welche dazu benötigt werden, die Windungsgruppen zu verbinden (z. B. die Verbindung zwischen Leitern in der zweiten Lage 32 und der dritten Lage 33); (iii) die neutralen Verbindungen zwischen verschiedenen Phasenwindungen; und (iv) die Anschlussverbindungen für jede Phasenwindung.
Jede der 5A bis 5C kennzeichnet eine Anzahl von Anschlüssen 48 (engl.: leads), an welchen die Spezialverbindungen hergestellt werden. Die Anschlüsse 48 sind einfach die Enden von Leiterabschnitten 18, welche unter Verwendung von Spezialverbindungen verbunden werden um die Windungsanordnung 12 zu vervollständigen. In 5A sind die Spezialverbindungen zwischen den Anschlüssen L_A1 bis L_A8 hergestellt; in 5B sind die Spezialverbindungen zwischen den Anschlüssen L_B1 bis L_B8 hergestellt; in 5C sind die Spezialverbindungen zwischen den Anschlüssen L_C1 bis L_C8 hergestellt. Wie im Weiteren in größerem Detail beschrieben wird, kann die Windungsanordnung 12 als einfach geformte Windungsanordnung (engl. single-shape winding configuration) (z. B. Einfach-Y oder Einfach-Δ Windungsanordnung) oder als doppelt geformte Windungsanordnung (engl. dual-shape winding configuration) (z. B. Doppel-Y oder Doppel-Δ Windungsanordnung) gestaltet werden, in Abhängigkeit davon, wie diese Verbindungen 48 miteinander verbunden werden.
Einfach-Y Windungsanordnung
Nun bezugnehmend auf 6A sind die in den 5A bis 5C dargestellten Anschlüsse 48 in einer ersten Verbindungsanordnung so miteinander verbunden, dass die Windungsabschnitte 51 bis 54, 61 bis 64 und 71 bis 74 die Windungsanordnung 12 in einer einfach geformten Windungsanordnung (welche hier auch als eine ”einfach geformte Anordnung” bezeichnet werden kann) vervollständigen. Insbesondere sind in 6A die Anschlüsse 48 derart miteinander verbunden, dass sie eine Einfach-Y Anordnung bilden. In der Windung 50 der Phase A ist der Anschluss L_A1 mit dem Anschluss der Phase A über die Anschlussverbindung T_A verbunden. Der Anschluss L_A2 ist mit L_A3 verbunden, um den Windungsabschnitt 51 in Serie mit dem Windungsabschnitt 52 zu verbinden. Auf ähnliche Weise ist Anschluss L_A4 mit L_A5 verbunden, um den Windungsabschnitt 52 in Serie mit dem Windungsabschnitt 53 zu verbinden. Ebenso ist Anschluss L_A6 mit L_A7 verbunden, um den Windungsabschnitt 53 in Serie mit dem Windungsabschnitt 54 zu verbinden. Zuletzt ist Anschluss L_A8 mit der Brücke J₁ verbunden, welche den Nullleiter für die Einfach-Y Anordnung in 6A bereitstellt.
Weiterhin bezugnehmend auf 6A, ist in der Windung 60 der Phase B der Anschluss L_B1 mit dem Anschluss der Phase B über die Anschlussverbindung T_B verbunden. Der Anschluss L_B2 ist mit L_B3 verbunden, um den Windungsabschnitt 61 in Serie mit dem Windungsabschnitt 62 zu verbinden. Auf ähnliche Weise ist der Abschnitt L_B4 mit L_B5 verbunden, um den Windungsabschnitt 62 in Serie zu dem Windungsabschnitt 63 zu verbinden. Ebenso ist Anschluss L_B6 mit L_B7 verbunden, um den Windungsabschnitt 63 in Serie zu dem Windungsabschnitt 64 zu schalten. Zuletzt ist der Anschluss L_B8 mit der Nullleiterbrücke J₁ verbunden.
In der Windung 70 der Phase C ist der Anschluss L_C1 mit dem Anschluss der Phase C über die Anschlussverbindung T_C verbunden. Der Anschluss L_C2 ist mit L_C3 verbunden, um den Windungsabschnitt 71 in Serie zu dem Windungsabschnitt 72 zu verbinden. Auf ähnliche Weise ist Anschluss L_C4 mit L_C5 verbunden, um den Windungsabschnitt 72 in Serie mit dem Windungsabschnitt 73 zu verbinden. Ebenso ist Anschluss L_C6 mit L_C7 verbunden, um den Windungsabschnitt 73 in Serie mit dem Windungsabschnitt 74 zu verbinden. Zuletzt ist der Anschluss L_C8 mit der Nullleiterbrücke J₁ verbunden.
Bezugnehmend auf 6B, sind die Positionen der Spezialverbindungen zwischen den Anschlüssen 48 auf der Einsetzseite 20 des Stators 10 für die Einfach-Y Anordnung der in 6A dargestellten Windungsanordnung 12 dargestellt. Wie bereits erwähnt, umfassen die Spezialverbindungen verschiedene Brücken, neutrale Verbindungen und Anschlussverbindungen. Die erste Gruppe von Spezialverbindungen wird zwischen Anschlüssen, welche sich von der ersten Lage von Leitern in den Statorschlitzen 16 erstrecken, bereitgestellt, wobei sich die erste Lage am nächsten zu dem inneren Umfang 24 des Statorkerns 14 befindet. Diese erste Gruppe von Spezialverbindungen umfasst Brücken J₂, J₃ und J₄. Die Brücke J₂ verbindet den Anschluss L_A5 mit dem Anschluss L_A4. Die Brücke J₃ verbindet den Anschluss L_B5 mit dem Anschluss L_B4. Die Brücke J₄ verbindet den Anschluss L_C5 mit dem Anschluss L_C4.
Die zweite Gruppe von Spezialverbindungen wird zwischen Anschlüssen, welche sich von der zweiten Lage und der dritten Lage, welche sich in einer zentralen Lage zwischen dem inneren Umfang 24 und dem äußeren Umfang 26 des Statorkerns erstrecken, bereitgestellt. Die zweite Gruppe von Spezialverbindungen umfasst sechs Brücken oder andere Verbindungen, welche Anschlüsse, die sich aus der zweiten Lage erstrecken, und Anschlüsse, die sich aus der dritten Lage erstrecken, miteinander verbinden. Insbesondere, wie in 6B dargestellt, verbindet eine erste Brücke den Anschluss L_A6, welcher sich aus der zweiten Lage erstreckt, mit L_A7, welcher sich aus der dritten Lage erstreckt. Eine zweite Brücke verbindet L_B6, welcher sich aus der zweiten Lage erstreckt, mit L_B7, welcher sich aus der dritten Lage erstreckt. Eine dritte Brücke verbindet L_A3, welcher sich aus der zweiten Lage erstreckt, mit L_A2, welcher sich aus der dritten Lage erstreckt. Eine vierte Brücke verbindet L_C6, welcher sich aus der zweiten Lage erstreckt, mit L_C7, welcher sich aus der dritten Lage erstreckt. Eine fünfte Brücke verbindet L_B3, welcher sich aus der zweiten Lage erstreckt, mit L_B2, welcher sich aus der dritten Lage erstreckt. Eine sechste Brücke verbindet L_C3, welcher sich aus der zweiten Lage erstreckt, mit L_C2, welcher sich aus der dritten Lage erstreckt.
Weiterhin bezugnehmend auf 6B, wird die dritte Gruppe von Spezialverbindungen zwischen Anschlüssen, welche sich von der vierten Lage von Leitern 18 in den Statorschlitzen 16 erstrecken, bereitgestellt. Die dritte Gruppe von Spezialverbindungen umfasst die Brücke J₁ und Anschlussverbindungen T_A, T_B und T_C. Die Brücke J₁ verbindet die drei Anschlüsse L_A8, L_B8 und L_C8, welche den neutralen Anschluss der in 6A dargestellten Y-Windungsanordnung bereitstellen. Die Anschlussverbindung T_A ist mit L_A1 verbunden, Anschlussverbindung T_B ist mit L_B1 verbunden und Anschlussverbindung T_C ist mit L_C1 verbunden.
Wenn alle Anschlüsse der offenen Windungsanordnung der 5A bis 5C wie in 6B dargestellt vervollständigt sind, ist zu erkennen, dass die resultierende Einfach-Y Windungsanordnung Windungsabschnitte umfasst, welche den Stator acht Mal pro Phase umlaufen. Z. B. bezugnehmend auf die in 5B gezeigte Phase B, sind die folgenden acht Pfade um den Stator dargestellt:
Runde 1

– Phasenzuleitung beginnend in Schlitz 1 über Anschluss L_B1
– Windung beginnt im Gegenuhrzeigersinn (bei Betrachtung von der Einsetzseite)
– Leiter mit einem Schlitzabstand (engl.: pitch) von 6 werden verwendet um die Maschine ein Mal zu umlaufen (erstes Bein Lage 3, zweites Bein Lage 4)
– Ein Leiter mit einem Schlitzabstand von 5 wird dazu verwendet, um einen Schlitz zu kompensieren (Leiter mit verkürztem Schlitzabstand (eng.: short pitch conductor))

Runde 2

– Leiter mit einem Schlitzabstand von 6 werden dazu verwendet, die Maschine ein Mal zu umlaufen (erstes Bein in Lage 3, zweites Bein in Lage 4)
– Übergang zwischen Lage 3 und Lage 2 mit einem Leiter mit einem Schlitzabstand von 8 (z. B. L_B2 und L_B3 können durch einen einzelnen U-förmigen Leiter bereitgestellt werden, dessen Wendepunkt (engl.: U-turn) sich zwischen Lage 2 und Lage 3 erstreckt)

Runde 3

– Leiter mit einem Schlitzabstand von 6 werden verwendet, um die Maschine ein Mal zu umlaufen (erstes Bein in Lage 1, zweites Bein in Lage 2)
– Leiter mit einem Schlitzabstand von 5 wird dazu verwendet, einen Schlitz zu kompensieren (Leiter mit verkürztem Schlitzabstand)

Runde 4

– Leiter mit einem Schlitzabstand von 6 werden dazu verwendet, die Maschine ein Mal zu umlaufen (erstes Bein in Lage 1, zweites Bein in Lage 2)
– Brücke in der Lage 1, durch Verwendung eines Leiters mit einem Schlitzabstand von 6, um die Windungsrichtung umzukehren (z. B. Brücke J₃ verbindet L_B4 und L_B5)

Runde 5

– Windung beginnt im Uhrzeigersinn
– Leiter mit einem Schlitzabstand von 6 werden dazu verwendet, die Maschine ein Mal zu umlaufen (erstes Bein in Lage 2, zweites Bein in Lage 1)
– Leiter mit einem Schlitzabstand von 5 wird dazu verwendet, einen Schlitz zu kompensieren (Leiter mit verkürztem Schlitzabstand)

Runde 6

– Leiter mit einem Schlitzabstand von 6 werden dazu verwendet, die Maschine ein Mal zu umlaufen (erstes Bein in Lage 2, zweites Bein in Lage 1)
– Übergang zwischen Lage 2 und 3 mit einem Leiter mit einem Schlitzabstand von 8 (z. B. L_B6 und L_B7 können durch einen einzigen U-förmigen Leiter bereitgestellt werden, dessen Wendepunkt sich zwischen Lage 2 und Lage 3 erstreckt)

Runde 7

– Leiter mit einem Schlitzabstand von 6 werden dazu verwendet, die Maschine ein Mal zu umlaufen (erstes Bein in Lage 4, zweites Bein in Lage 3)
– Leiter mit einem Schlitzabstand von 5 wird dazu verwendet, einen Schlitz zu kompensieren (Leiter mit verkürztem Schlitzabstand)

Runde 8

– Leiter mit einem Schlitzabstand von 6 werden dazu verwendet, die Maschine ein Mal zu umlaufen (erstes Bein in Lage 4, zweites Bein in Lage 3).
– Ende am Nullleiter (z. B. J₁):

Doppel-Y Windungsanordnung
Bezugnehmend auf 7A wird eine zweite mögliche Verbindungsanordnung für die Windungsanordnung der 5A bis 5C dargestellt. In der zweiten Windungsanordnung in 7A, sind die Anschlüsse 48 derart miteinander verbunden, dass die Windungsabschnitte 51 bis 54, 61 bis 64 und 71 bis 74 die Windungsanordnung 12 in einer doppelt geformten Windungsanordnung (welche hierin auch als ”doppelt geformte Anordnung” bezeichnet werden kann) vervollständigen. Insbesondere sind in 7A die Anschlüsse 48 derart verbunden, dass sie eine Doppel-Y Anordnung bilden, umfassend einen ersten Y-Abschnitt 80a und einen zweiten Y-Abschnitt 80b. Die Windung der Phase A umfasst den Ast 50a in dem ersten Y-Abschnitt 80a und den Ast 50b in dem zweiten Y-Abschnitt 80b. Der Anschluss L_A1 des Astes 50a ist mit dem Anschluss der Phase A über die Anschlussverbindung T_A verbunden. Der Anschluss L_A2 des Astes 50a ist mit L_A3 verbunden, um den Windungsabschnitt 51 in Serie zu dem Windungsabschnitt 52 zu schalten. Der Anschluss L_A4 ist mit der Brücke J₅ verbunden, welche einen Nullleiter für den ersten Y-Abschnitt 80a bereitstellt. Der Anschluss L_A5 des Astes 50b ist ebenfalls mit dem Anschluss der Phase A über die Anschlussverbindung T_A verbunden. Der Anschluss L_A6 des Astes 50b ist mit L_A7 verbunden, um den Windungsabschnitt 53 in Serie zu dem Windungsabschnitt 54 zu schalten. Der Anschluss L_A8 ist mit der Brücke J₁ verbunden, welche einen Nullleiter für den zweiten Y-Abschnitt 80b bereitstellt. Es versteht sich, dass die Äste 50a und 50b der Windung der Phase A nicht parallel zueinander sind, da die Brücken J₁ und J₅ getrennt sind. Es versteht sich jedoch ebenfalls, dass in anderen Ausführungsformen die Äste 50a und 50b durch verbundene Brücken J₁ und J₅ parallel zueinander geschaltet sein können, wodurch sich eine doppelt geformte Windungsanordnung ergibt, welche auch parallele Äste, wie beispielsweise die Äste 50a und 50b, umfasst.
Weiterhin bezugnehmend auf 7A, umfasst die Windung der Phase B den Ast 60a in dem ersten Y-Abschnitt 80a und den Ast 60b in dem zweiten Y-Abschnitt 80b. Der Anschluss L_B1 des Astes 60a ist mit dem Anschluss der Phase B über den Verbindungsanschluss T_B verbunden. Der Anschluss L_B2 des Astes 60a ist mit L_B3 verbunden, um den Windungsabschnitt 61 in Serie zu dem Windungsabschnitt 62 zu schalten. Der Anschluss L_B4 ist mit der Brücke J₅ verbunden, welche den Nullleiter für den ersten Y-Abschnitt 80a bereitstellt. Der Anschluss L_B5 des Astes 60b ist auch mit dem Anschluss der Phase B über die Anschlussverbindung T_B verbunden. Der Anschluss L_B6 des Astes 60b ist mit L_B7 verbunden, um den Windungsabschnitt 63 in Serie zu dem Windungsabschnitt 64 zu schalten. Der Anschluss L_B8 ist mit der Brücke J₁ verbunden, welche den Nullleiter für den zweiten Y-Abschnitt 80b bereitstellt.
Die Windung der Phase C umfasst den Ast 70a in dem ersten Y-Abschnitt 70a und den Ast 70b in dem zweiten Y-Abschnitt 80b. Der Anschluss L_C1 des Astes 70a ist mit dem Anschluss der Phase C über die Anschlussverbindung T_C verbunden. Der Anschluss L_C2 des Astes 70a ist mit L_C3 verbunden, um den Windungsabschnitt 71 in Serie zu dem Windungsabschnitt 72 zu schalten. Der Anschluss L_C4 ist mit der Brücke J₅ verbunden, welche den Nullleiter für den ersten Y-Abschnitt 80a bereitstellt. Der Anschluss L_C5 des Astes 70b ist ebenfalls mit dem Anschluss der Phase C über die Anschlussverbindung T_C verbunden. Der Anschluss L_C6 des Astes 70b ist mit L_B7 verbunden, um den Windungsabschnitt 73 in Serie zu dem Windungsabschnitt 74 zu schalten. Der Anschluss L_C8 ist mit der Brücke J₁ verbunden, welche den Nullleiter für den zweiten Y-Abschnitt 80b bereitstellt.
Wieder versteht es sich, dass die Äste des ersten Y-Abschnitts 80a nicht parallel zu den Ästen des zweiten Y-Abschnitts 80b sind, da die Brücken J₁ und J₅ nicht verbunden sind. Es versteht sich jedoch auch, dass in anderen Ausführungsformen die Äste durch die Brücken J₁ und J₅ parallel zueinander geschaltet sein können, wodurch sich eine Doppel-Y Windungsanordnung ergibt, welche auch parallele Äste aufweist, umfassend die parallelen Äste 50a und 50b, 60a und 60b und 70a und 70b.
Nun bezugnehmend auf 7B, sind die Positionen der Spezialverbindungen zwischen den Anschlüssen 48 auf der Einsetzseite 20 des Stators 10 für die Doppel-Y Anordnung der in 7 dargestellten Windungsanordnung 12 dargestellt. Die Spezialverbindungen umfassen wiederum verschiedene Brücken, neutrale Verbindungen und Anschlussverbindungen. Die erste Gruppe von Spezialverbindungen wird zwischen Anschlüssen, welche sich aus der ersten Lage von Leitern in den Statorschlitzen 16 erstrecken, bereitgestellt, wobei sich die erste Lage am nächsten zu dem inneren Umfang 24 des Statorkerns 14 befindet. Diese erste Gruppe von Spezialverbindungen umfasst die Brücke J₅ und Anschlussleiter T_A, T_B und T_C. die Brücke J₅ verbindet die Anschlüsse L_A4, L_B4 und L_C4 und stellt den Nullleiter für den ersten Y-Abschnitt 80a der in 7A dargestellten Doppel-Y Windungsanordnung bereit. Der Anschlussleiter T_A ist mit dem Anschluss L_A5 verbunden, der Anschlussleiter T_B ist mit dem Anschluss L_B5 verbunden und der Anschlussleiter T_C ist mit dem Anschluss L_C5 verbunden.
Die zweite Gruppe von Spezialverbindungen wird zwischen Anschlüssen, welche sich aus der zweiten Lage und der dritten Lage in einer zentralen Position zwischen dem inneren Umfang 24 und dem äußeren Umfang 26 des Statorkerns erstrecken, bereitgestellt. Die zweite Gruppe von Spezialverbindungen umfasst sechs Brücken oder andere Verbindungen, welche Anschlüsse, die sich aus der Lage 2 erstrecken, und Anschlüsse, die sich aus der Lage 3 erstrecken, verbinden. Insbesondere, wie in 7B dargestellt, verbindet eine erste Brücke den Anschluss L_A6, der sich aus der Lage 2 erstreckt, mit L_A7, der sich aus der Lage 3 erstreckt. Eine zweite Brücke verbindet L_B6, welcher sich aus der Lage 2 erstreckt, mit L_B7, welcher sich aus der Lage 3 erstreckt. Eine dritte Brücke verbindet L_A3, welcher sich aus der Lage 2 erstreckt, mit L_A2, welcher sich aus der Lage 3 erstreckt. Eine vierte Brücke verbindet L_C6, welcher sich aus der Lage 2 erstreckt, mit L_C7, welcher sich aus der Lage 3 erstreckt. Eine fünfte Brücke verbindet L_B3, welcher sich aus der Lage 2 erstreckt, mit L_B2, welcher sich aus der Lage 3 erstreckt. Eine sechste Brücke verbindet L_C3, welcher sich aus der Lage 2 erstreckt, mit L_C2, welcher sich aus der Lage 3 erstreckt.
Weiterhin bezugnehmend auf 7B, wird die dritte Gruppe von Spezialverbindungen zwischen Anschlüssen, welche sich aus der vierten Lage von Leitern 18 in den Statorschlitzen 16 erstrecken, bereitgestellt. Die dritte Gruppe von Spezialverbindungen umfasst die Brücke J₁ und Anschlussverbindungen T_A, T_B und T_C. Die Brücke J₁ verbindet die drei Anschlüsse L_A8, L_B8 und L_C8, welche die neutrale Verbindung des zweiten Y-Abschnitts 80b der in 7A dargestellten Doppel-Y Windungsanordnung bereitstellen. Die Anschlussverbindung T_A ist mit L_A1 verbunden, die Anschlussverbindung T_B ist mit L_B1 verbunden und die Anschlussverbindung T_C ist mit L_C1 verbunden.
Wenn alle Anschlüsse der offenen Windungsanordnung der 5A bis 5C wie in 7B dargestellt vervollständigt sind, versteht es sich, dass die resultierende Doppel-Y Windungsanordnung Windungsabschnitte umfasst, welche den Stator acht Mal pro Phase umlaufen. Beispielsweise in Bezug auf die in 5B dargestellte Phase B, sind die folgenden acht Pfade um den Stator dargestellt:
Runde 1

– Phasenzuleitung beginnt in Schlitz 1 über Anschluss L_B1
– Windung beginnt im Gegenuhrzeigersinn (bei Betrachtung von der Einsetzseite)
– Leiter mit einem Schlitzabstand von 6 werden dazu verwendet, die Maschine ein Mal zu umlaufen (erstes Bein in Lage 3, zweites Bein in Lage 4)
– Leiter mit Schlitzabstand von 5 wird dazu verwendet, einen Schlitz zu kompensieren (Leiter mit verkürztem Schlitzabstand)

Runde 2

– Leiter mit einem Schlitzabstand von 6 werden dazu verwendet, die Maschine ein Mal zu umlaufen (erstes Bein in Lage 3, zweites Bein in Lage 4)
– Übergang zwischen den Lagen 3 und 2 mit einem Leiter mit einem Schlitzabstand von 8 (z. B. können L_B2 und L_B3 durch einen einzigen U-förmigen Leiter bereitgestellt werden, dessen Wendepunkt sich zwischen der Lage 2 und der Lage 3 erstreckt)

Runde 3

– Leiter mit einem Schlitzabstand von 6 werden dazu verwendet, die Maschine ein Mal zu umlaufen (erstes Bein in Lage 1, zweites Bein in Lage 2)
– Leiter mit einem Schlitzabstand von 5 wird dazu verwendet, einen Schlitz zu kompensieren (Leiter mit verkürztem Schlitzabstand)

Runde 4

– Leiter mit einem Schlitzabstand von 6 werden dazu verwendet, die Maschine ein Mal zu umlaufen (erstes Bein in Lage 1, zweites Bein in Lage 2)
– Ende am Nullleiter (J₅)

Runde 5

– Phasenzuleitung beginnt in Schlitz 1 über den Anschluss L_B5
– Windung beginnt im Uhrzeigersinn (bei Betrachtung von der Einsetzseite)
– Leiter mit einem Schlitzabstand von 6 werden dazu verwendet, die Maschine ein Mal zu umlaufen (erstes Bein in Lage 2, zweites Bein in Lage 1)
– Leiter mit einem Schlitzabstand von 5 wird dazu verwendet, einen Schlitz zu kompensieren (Leiter mit verkürztem Schlitzabstand)

Runde 6

– Leiter mit einem Schlitzabstand von 6 werden dazu verwendet, die Maschine ein Mal zu umlaufen (erstes Bein in Lage 2, zweites Bein in Lage 1)
– Übergang zwischen Lage 2 und 3 mit einem Leiter mit einem Schlitzabstand von 8 (z. B. können L_B6 und L_B7 durch einen einzigen U-förmigen Leiter bereitgestellt werden, dessen Wendepunkt sich zwischen Lage 2 und Lage 3 erstreckt)

Runde 7

– Leiter mit einem Schlitzabstand von 6 werden dazu verwendet, die Maschine ein Mal zu umlaufen (erstes Bein in Lage 4, zweites Bein in Lage 3)
– Leiter mit Schlitzabstand von 5 wird dazu verwendet, einen Schlitz zu kompensieren (Leiter mit verkürztem Schlitzabstand)

Runde 8

– Leiter mit einem Schlitzabstand von 6 werden dazu verwendet, die Maschine 1 Mal zu umlaufen (erstes Bein in Lage 4, zweites Bein in Lage 3)
– Ende am Nullleiter (J₁)

Umwandlung zu Einfach-Y oder Doppel-Y Windungsanordnung
Ein Vergleich der 6B und 7B zeigt, dass die Spezialverbindungen für die Einfach-Y Anordnung der 6B und für die Doppel-Y Anordnung der 7B sehr ähnlich sind. Insbesondere ist der einzige Unterschied zwischen den Spezialverbindungen für die Einfach-Y Anordnung der 6B und den Spezialverbindungen für die Doppel-Y Anordnung der 7B die Spezialverbindungen in Lage 1. Um die Windungsanordnung von einer Einfach-Y Windungsanordnung (wie in 6A gezeigt) in eine Doppel-Y Windungsanordnung (wie in 7A gezeigt) zu ändern, sind daher die einzigen vorzunehmenden Änderungen das Ändern der Spezialverbindungen für die innerste Lage von Leitern, deren Spezialverbindungen auf der Einsetzseite 20 des Stators 10 angeordnet sind. Um die einfach geformte Windungsanordnung der 6A und 6B in die doppelt geformte Windungsanordnung der 7A und 7B zu ändern, werden die folgenden Schritte vorgenommen:

(i) Entfernen der J₂ elektrischen Verbindung zwischen den Anschlüssen L_A5 und L_A4;
(ii) Entfernen der J₃ elektrischen Verbindung zwischen den Anschlüssen L_B5 und L_B4;
(iii) Entfernen der J₄ elektrischen Verbindung zwischen den Anschlüssen L_C5 und L_C4;
(iv) Verbinden der Anschlussverbindung T_A der Phase A mit dem Anschluss L_A5;
(v) Verbinden der Anschlussverbindung T_B der Phase B mit dem Anschluss L_B5;
(vi) Verbinden der Anschlussverbindung T_C der Phase C mit dem Anschluss L_C5; und
(vii) Bereitstellen einer neutralen Verbindung in Form der Brücke J₅ zu den Anschlüssen L_A4, L_B4 und L_C4.

Selbstverständlich kann der umgekehrte Ablauf durchgeführt werden, um die doppelt geformte Windungsanordnung der 7A und 7B in die einfach geformte Windungsanordnung der 6A und 6B umzuwandeln.
Wie oben beschrieben, ist die Windungsanordnung 12 vorteilhafter Weise dazu ausgebildet, schnell und einfach zwischen der einfach-Y Anordnung der 6A und der Doppel-Y Anordnung wie in 7A gezeigt oder andersherum umgewandelt zu werden, indem einfach die Verbindungen zu den Anschlüssen, die sich aus der ersten Lage der Statorschlitze erstrecken, geändert werden. Dies ermöglicht es den Herstellern, vorhandene Bestände einfach zwischen verschiedenen Konfigurationen zu ändern. Weiterhin können auf dem Gebiet verwendete Statoren einfach zu einer unterschiedlichen Windungsanordnung geändert werden, indem einfach die Verbindungen zu den Anschlüssen in der ersten Lage der Statorschlitze ausgewechselt werden.
Stator-Herstellungsverfahren
Zusätzlich zu dem Vorangegangenen erlaubt die oben beschriebene Statoranordnung eine flexible Fertigungslinie, in welcher Statoren im Wesentlichen vormontiert werden können und dann schnell und einfach zu einem späteren Zeitpunkt entweder in eine einfach geformte Windungsanordnung (z. B. eine Einfach-Y Anordnung) oder eine doppelt geformte Windungsanordnung (z. B. eine Doppel-Y Anordnung) gebracht werden können. Insbesondere können mehrere Statoren im Voraus im Wesentlichen vervollständigt werden, wobei die Spezialverbindungen der Lage 1 unvollständig bleiben. Danach kann jeder Stator selektiv mit entweder einer einfach geformten Windungsanordnung oder einer doppelt geformten Windungsanordnung vervollständigt werden, indem einfach die Spezialverbindungen zu den Anschlüssen der Lage 1 auf der Einsetzseite des Statorkerns vervollständigt werden.
Bezugnehmend auf 8 ist ein Verfahren zum Herstellen mehrerer Statoren für mehrere elektrische Maschinen dargestellt. Das Verfahren beginnt mit Schritt 91, in welchem ein Statorkern erhalten wird und eine Vielzahl von Leiterabschnitten in die Schlitze des Statorkerns eingebracht wird. Wie oben beschrieben, umfasst jeder der Leiterabschnitte einen Schlitzabschnitt, welcher sich durch einen der Vielzahl an Schlitzen erstreckt, sowie ein Beinende, welches sich von dem Schlitzabschnitt auf der Verbindungsseite des Statorkerns erstreckt. Wenigstens vier Leiterabschnitte werden in jeden der Vielzahl an Schlitzen des Statorkerns eingebracht. Jeder der wenigstens vier Leiterabschnitte definiert eine Leiterlage, so dass wenigstens vier Leiterlagen in der Vielzahl an Schlitzen bereitgestellt werden.
Als nächstes werden in Schritt 92 nebeneinander liegende Beinenden gebildet und auf der Verbindungsseite 22 des Stators verbunden. Um dies zu erreichen, werden die Beinenden der Leiterabschnitte in der ersten Leiterlage in eine erste Richtung gebogen und die Beinenden der Leiterabschnitte in der zweiten Lage werden in eine zweite Richtung gebogen, so dass eine erste Vielzahl nebeneinander liegender Beinenden zwischen den Leiterabschnitten in der ersten Leiterlage und der zweiten Leiterlage gebildet werden. Gleichzeitig werden die Beinenden der Leiterabschnitte in der dritten Lage ebenfalls in die erste Richtung gebogen und die Beinenden der Leiterabschnitte in der vierten Lage werden in die zweite Richtung gebogen, so dass eine zweite Vielzahl nebeneinander liegender Beinenden zwischen den Leiterabschnitten in der dritten Lage und der vierten Lage gebildet werden.
Nachdem die Beinenden gebogen wurden, werden die nebeneinander liegenden Beinenden auf der Verbindungsseite des Stators geschweißt, gelötet, heißverstemmt oder auf andere Weise miteinander verbunden. Insbesondere wird die erste Vielzahl nebeneinander liegender Beinenden miteinander verbunden und die zweite Vielzahl an nebeneinander liegender Beinenden miteinander verbunden. Diese Verbindung nebeneinander liegender Beinenden bildet eine unvollständige Statorwindung mit Schaltungsöffnungen, wie die in der Ausführungsform der 5A bis 5C gezeigte, wobei die Anschlüsse 48 unverbunden bleiben und die Schaltungsöffnungen bilden. Eine solche Windung mit Schaltungsöffnungen kann hierin auch als eine ”offene Windungsanordnung” bezeichnet werden.
Als nächstes werden in Schritt 93 einige der Spezialverbindungen auf der Einsetzseite 20 des Stators 10 gebildet. Insbesondere werden alle Anschlüsse, welche sich aus den Lagen 2, 3 und 4 erstrecken, vervollständigt, wie in den 6B und 7B dargestellt. Andere Anschlüsse umfassend L_A4, L_B4, L_C4, L_A5, L_B5 und L_C5, welche sich alle von Leitern in Lage 1 (z. B. die Lage, die sich am nächsten zum inneren Umfang des Statorkerns befindet) erstrecken, werden jedoch nicht verbunden und bleiben offen. Zu diesem Zeitpunkt hat der Stator nur eine unvollständige Windung, wobei die Schaltungsöffnungen in der Statorwindung (z. B. die unverbundenen Anschlüsse, welche sich aus der Lage 1 erstrecken) dazu ausgebildet sind, (i) selektiv geschlossen zu werden, um eine vollständige Statorwindung in Form einer einfach geformten Windungsanordnung bereitzustellen und (ii) selektiv geschlossen zu werden, um die vollständige Statorwindungsanordnung in Form einer doppelt geformten Windungsanordnung bereitzustellen.
In Schritt 94 wird eine Entscheidung getroffen, ob der Stator mit einer unvollständigen Windung vervollständigt wird oder in den Bestand aufgenommen wird. Wenn der Stator in den Bestand aufgenommen werden soll, wird der Stator zur Übergabe an den Bestand zur Seite gelegt, wie in Schritt 95 vermerkt. In Schritt 96 wird dann eine Entscheidung getroffen, ob zusätzliche Statoren mit unvollständigen Windungen aufgebaut werden sollen. Wenn die Antwort „Ja” ist, kehrt das Verfahren zu Schritt 91 zurück und ein weiterer Stator mit einer unvollständigen Windung wird gebildet. Wenn die Antwort „Nein” ist, endet das Verfahren.
Wenn die Entscheidung in Schritt 94 lautet, dass der Stator mit unvollständigen Windungen vervollständigt werden soll, springt das Verfahren zu Schritt 97. Wie oben angegeben, sind die verbleibenden Schaltungsöffnungen in der Statorwindung (z. B. die Anschlüsse 48, welche sich aus Lage 1 erstrecken) dazu ausgebildet, (i) selektiv geschlossen zu werden, um eine vollständige Statorwindung in Form einer einfach geformten Windungsanordnung bereitzustellen und (ii) selektiv geschlossen zu werden, um die vollständige Statorwindungsanordnung in Form einer doppelt geformten Windungsanordnung bereitzustellen. Entsprechend wird in Schritt 97 eine Entscheidung getroffen, ob die Statorwindung in eine einfach geformte Windungsanordnung (z. B. eine Einfach-Y Anordnung) oder eine doppelt geformte Windungsanordnung (z. B. eine Doppel-Y Anordnung) vervollständigt werden soll.
Basierend auf der Entscheidung in Schritt 97, wird das Verfahren in einem der Schritte 98 oder 99 fortgesetzt. In Schritt 98 wird die Statorwindung in eine einfach geformte Windungsanordnung, wie die in 6A dargestellte, vervollständigt. Um diese Windung zu vervollständigen, müssen nur die Spezialverbindungen der Lage 1 wie in 6B dargestellt verbunden werden, um die Einfach-Y Windung zu vervollständigen (z. B. werden die Spezialverbindungen für die Anschlüsse L_A4, L_B4, L_C4, L_A5, L_B5 und L_C5, wie in 6 dargestellt vervollständigt).
Alternativ, wenn die Statorwindung in eine doppelt geformte Windungsanordnung anstatt eine einfach geformte Windungsanordnung vervollständigt werden soll, springt das Verfahren zu Schritt 99. In diesem Schritt wird die Statorwindung in eine doppelt geformte Windungsanordnung, wie die in 7A dargestellte Doppel-Y Windung, vervollständigt. Um diese Windung zu vervollständigen, müssen nur die Spezialverbindungen der Lage 1 wie in 7B dargestellt, verbunden werden, um die Doppel-Y Anordnung zu vervollständigen (z. B. werden die Spezialverbindungen für die Anschlüsse L_A4, L_B4, L_C4, L_A5, L_B5 und L_C5 wie in 7B dargestellt vervollständigt).
In einem Verfahren, welches dem in 8 dargestellten Verfahren ähnlich ist, existiert ein Bestand von Statoren mit offenen Windungsanordnungen. Entsprechend wird in diesem ähnlichen Verfahren eine Anzahl von Statoren mit offenen Windungsanordnungen selektiv vervollständigt, um entweder einfach geformte oder doppelt geformte Windungsanordnungen zu erhalten. Dieses Verfahren ist ähnlich zu dem in 8 dargestellten Verfahren, jedoch ohne die Schritte 91 bis 95, da die Statoren bereits mit offenen Windungsanordnungen vervollständig wurden. In diesem Verfahren werden Statoren aus dem Bestand gemäß den Schritten 96 bis 99 vervollständigt, wobei die Antwort „Ja” in Schritt 96 zurück zu Schritt 97 führt.
Die oben beschriebene Anordnung stellt eine signifikante Flexibilität in der Fertigungslinie, in welcher Statoranordnungen hergestellt werden, dar. Insbesondere kann eine einzige Stator-Fertigungslinie dazu verwendet werden, um Statoren vorzufertigen, welche später einfach in einer einfach geformten Windungsanordnung oder einer doppelt geformten Windungsanordnung ausgebildet werden können. Eine solche Fertigungsanordnung kann insbesondere vorteilhaft sein für die Fertigung von Großserien, wobei die Statoren in unterschiedlichen Produkten unterschiedlich ausgebildet sein können, beispielsweise die Produktion von Statoren für die Verwendung in elektrischen Maschinen, welche als Energiequelle für elektrische Hybridfahrzeuge dienen.
Einfach oder doppelt geformte Windungsanordnungen, welche Schaltelemente verwendet
In wenigstens einer alternativen Ausführungsform können Schalter zwischen den Anschlüssen 48 angeordnet werden, welche es möglich machen, einen geschalteten Statorwindungsbetrieb auszuführen. Beispielsweise, wie in 9 dargestellt, können die Spezialverbindungen in Lage 1 selektiv zwischen der Anordnung der 6B und der Anordnung der 7B geändert werden, indem die Schaltelemente 100, welche in der Ausführungsform der 9 als MOSFET-Bauteile bereitgestellt werden, betätigt werden. Jedes Schaltelement 100 ist in einer Brücke oder einer Anschlussverbindung angeordnet, so dass das Betätigen des Schaltelements die Brücke oder die Anschlussverbindung entweder aktiviert oder deaktiviert. In der Ausführungsform der 9 ist ein Schaltelement in jeder der Anschlussverbindungen T_A2, T_B2 und T_C2 angeordnet. Weiterhin sind Schaltelemente 100 in den Brücken J₂, J₃, J₄ und J₅ angeordnet. Die Schaltelemente 100 werden an den Anschlüssen C₁ bis C₈, welche alle mit einem Controller, wie beispielsweise einem Mikroprozessor oder einem anderen logischen Bauelement, betätigt werden. Der Controller betätigt die Schaltelemente elektronisch, um eine einfach geformte Windungsanordnung oder eine doppelt geformte Windungsanordnung bereitzustellen. Beispielsweise, wenn die Windungsanordnung eine einfach geformte Windungsanordnung wie die in 6A dargestellte sein soll, deaktiviert der Controller die Schaltelemente C₁ bis C₅, wodurch die Verbindungen für die entsprechenden Anschlussverbindungen T_A2, T_B2 und T_C2 und die Brücke J₅ geöffnet werden und aktiviert die Schaltelemente C₆ bis C₈, wodurch die Verbindungen für die Brücken J₂, J₃ und J₄ geschlossen werden. Daraus ergibt sich die in 6B dargestellte Verbindungsanordnung. Alternativ, wenn die Windungsanordnung eine doppelt geformte Windungsanordnung wie die in 7A dargestellte sein soll, aktiviert der Controller die Schaltelemente C₁ bis C₅, wodurch die Verbindungen für die entsprechenden Anschlussverbindungen T_A2, T_B2 und T_C2 und die Brücke J₅ geschlossen werden und deaktiviert die Schaltelemente C₆ bis C₈, wodurch die Verbindungen für die Brücken J₂, J₃ und J₄ geöffnet werden. Daraus ergibt sich eine Verbindungsanordnung wie in 7B gezeigt.
Die vorangegangene detaillierte Beschreibung eines oder mehrerer Ausführungsformen der elektrischen Maschine mit einer einfach oder doppelt geformten Windungsanordnung sowie eines Verfahrens wurde lediglich anhand von Beispielen beschrieben und ist nicht auf diese beschränkt. Es versteht sich, dass bestimmte hierin beschriebene Merkmale und Funktionen verschiedene Vorteile aufweisen, welche erreicht werden können ohne andere hierin beschriebene Merkmale und Funktionen zu realisieren. Weiterhin versteht es sich, dass verschiedene Alternativen, Modifikationen, Variationen oder Verbesserungen der oben offenbarten Ausführungsformen und andere Merkmale und Funktionen, oder Alternativen davon, in vielen verschiedenen unterschiedlichen Ausführungsformen, Systemen oder Anwendungen kombiniert werden können. Derzeit ungeahnte oder unvorhergesehene Alternativen, Modifikationen, Variationen oder Verbesserungen können von Fachleuten in der Folge erreicht werden, welche ebenfalls von den beigefügten Ansprüchen umfasst sein sollen. Deshalb sollen der Geist und der Schutzumfang der beigefügten Ansprüche nicht auf die Beschreibung der hierin enthaltenen Ausführungsformen eingeschränkt werden.

Claims

Verfahren zum Ausbilden einer Windung für eine elektrische Maschine, das Verfahren umfasst: Einbringen einer Vielzahl von Leiterabschnitten in eine Vielzahl von Schlitzen in einem Kernelement, welches eine Einsetzseite und eine Verbindungsseite aufweist, wobei jeder der Leiterabschnitte einen Schlitzabschnitt, welcher sich durch einen der Vielzahl von Schlitzen erstreckt, und ein Beinende umfasst, welches sich von dem Schlitzabschnitt auf der Verbindungsseite des Kernelements erstreckt, wobei wenigstens vier Leiterabschnitte in jeden der Vielzahl von Schlitzen eingebracht sind, wobei jeder der wenigstens vier Leiterabschnitte eine Leiterlage definiert; Umbiegen der Beinenden der Leiterabschnitte in einer ersten Leiterlage in eine erste Richtung und Umbiegen der Beinenden der Leiterabschnitte in einer zweiten Lage in eine zweite Richtung, so dass eine erste Vielzahl nebeneinander liegender Beinenden zwischen den Leiterabschnitten in der ersten Leiterlage und der zweiten Leiterlage gebildet werden; Umbiegen der Beinenden der Leiterabschnitte in einer dritten Lage in die erste Richtung und Umbiegen der Beinenden der Leiterabschnitte in der vierten Lage in die zweite Richtung, so dass eine zweite Vielzahl nebeneinander liegender Beinenden zwischen den Leiterabschnitten in der dritten Lage und der vierten Lage gebildet werden; Verbinden der ersten Vielzahl nebeneinander liegender Beinenden und der zweiten Vielzahl nebeneinander liegender Beinenden auf der Verbindungsseite des Kernelements; Verbinden einer Vielzahl von Beinenden auf der Einsetzseite des Kernelements, wobei die Verbindungen zwischen (i) der Vielzahl von Beinenden auf der Einsetzseite des Kernelements, (ii) der ersten Vielzahl nebeneinander liegender Beinenden und (iii) der zweiten Vielzahl nebeneinander liegender Beinenden eine unvollständige Windung mit Schaltungsöffnungen bilden, wobei die Schaltungsöffnungen dazu ausgebildet sind, (a) selektiv geschlossen zu werden, um eine vollständige Windung mit einer einfach geformten Windungsanordnung bereitzustellen und (b) selektiv geschlossen zu werden, um eine vollständige Windung mit einer doppelt geformten Windungsanordnung bereitzustellen; Auswählen, ob die Schaltungsöffnungen geschlossen werden sollen, um die vollständige Windung mit der einfach geformten Windungsanordnung oder der doppelt geformten Windungsanordnung bereitzustellen; und Schließen der Schaltungsöffnungen, um die ausgewählte vollständige Windung mit der einfach geformten Windungsanordnung oder der doppelt geformten Windungsanordnung bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die einfach geformte Windungsanordnung eine Einfach-Y Windungsanordnung ist und wobei die doppelt geformte Windungsanordnung eine Doppel-Y Windungsanordnung ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schaltungsöffnungen durch wenigstens sechs Anschlüsse zu sechs Leiterabschnitten bereitgestellt werden, welche nicht mit anderen Leitern verbunden sind, wobei die sechs Leiterabschnitte Schlitzabschnitte umfassen, welche in derselben Lage der wenigstens vier Leiterlagen angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die gleiche Lage eine radial am weitesten innen liegende Lage der wenigstens vier Leiterlagen ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Schließen der Schaltungsöffnungen das Bereitstellen einer ersten Verbindung zwischen einem ersten Paar der Leiterabschnitte, das Bereitstellen einer zweiten Verbindung zwischen einem zweiten Paar der Leiterabschnitte und das Bereitstellen einer dritten Verbindung zwischen einem dritten Paar der Leiterabschnitte umfasst, um die vollständige Windung in der einfach geformten Windungsanordnung bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die erste, zweite und dritte Verbindung erste, zweite und dritte Brücken umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Schließen der Schaltungsöffnungen das Bereitstellen einer ersten Phasenanschlussklemme zu einem ersten der Leiterabschnitte, das Bereitstellen einer zweiten Phasenanschlussklemme zu einem zweiten der Leiterabschnitte, das Bereitstellen einer dritten Phasenanschlussklemme zu einem dritten der Leiterabschnitte und das Bereitstellen einer neutralen Verbindung zu einem vierten, fünften und sechsten der Leiterabschnitte umfasst, um die vollständige Verbindung mit der doppelt geformten Windungsanordnung bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schaltungsöffnungen durch wenigstens sechs Anschlüsse gebildet werden, welche sich von einer einzigen Lage der wenigstens vier Leiterlagen auf der Einsetzseite des Kernelements erstrecken, wobei keine Leiter mit einem Ende der wenigstens sechs Anschlüsse verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Schließen der Schaltungsöffnungen das Bereitstellen einer ersten Brücke zwischen einem ersten Paar der wenigstens sechs Anschlüsse, das Bereitstellen einer zweiten Brücke zwischen einem zweiten Paar der wenigstens sechs Anschlüsse und das Bereitstellen einer dritten Brücke zwischen einem dritten Paar der wenigstens sechs Anschlüsse umfasst, um die vollständige Windung mit einer einfach geformten Windungsanordnung bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die vollständige Windung eine Dreiphasenwindung ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die elektrische Maschine eine Energiequelle für ein elektrisches Hybridfahrzeug ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verbinden der ersten Vielzahl nebeneinander liegender Beinenden und der zweiten Vielzahl nebeneinander liegender Beinenden auf der Verbindungsseite des Kernelements durchgeführt wird, bevor ausgewählt wird, ob die Schaltungsöffnungen geschlossen werden sollen um die vollständige Windung in der einfach geformten Windungsanordnung oder der doppelt geformten Windungsanordnung bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schaltungsöffnungen auf der Einsetzseite des Kernelements bereitgestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schaltungsöffnungen alle zwischen Leiterabschnitten bereitgestellt werden, welche sich aus der gleichen Leiterlage erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Leiterlage eine Leiterlage ist, welche sich am nächsten zu einem inneren Umfang des Kernelements befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Leiterabschnitten U-förmige Leiter sind, mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt.
Verfahren zum Herstellen einer ersten Statorwindung und einer zweiten Statorwindung, das Verfahren umfasst: Bilden einer offenen Windungsanordnung auf einem ersten Statorkern, wobei die offene Windungsanordnung Leiterabschnitte umfasst, welche in Statorschlitzen mit wenigstens vier Lagen von Leiterabschnitten in jedem Schlitz angeordnet sind, wobei die offene Windungsanordnung weiterhin eine Vielzahl von Anschlüssen zu einer Vielzahl der Leiterabschnitte umfasst; Bilden der offenen Windungsanordnung auf einem zweiten Statorkern; Schließen der offenen Windungsanordnung auf dem ersten Statorkern, durch Verbinden der Vielzahl von Anschlüssen mit ersten zusätzlichen Leitern, um eine Dreiphasenwindung in einer einfach geformten Anordnung zu bilden; und Schließen der offenen Windungsanordnung auf dem zweiten Statorkern, durch Verbinden der Vielzahl von Anschlüssen mit zweiten zusätzlichen Leitern, um eine Dreiphasenwindung in einer mehrfach geformten Anordnung zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die ersten zusätzlichen Leiter Brücken umfassen, welche sich zwischen der Vielzahl von Anschlüssen erstrecken und wobei die zweiten zusätzlichen Leiter wenigstens eine Brücke und wenigstens drei Phasenzuleitungen umfassen.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die offene Windungsanordnung sechs Anschlüsse umfasst; wobei das Schließen der offenen Windungsanordnung auf dem ersten Statorkern das Verbinden der sechs Anschlüsse mit drei Brücken umfasst, so dass jede der drei Brücken ein Anschlusspaar verbindet; und wobei das Schließen der offenen Windungsanordnung auf dem zweiten Statorkern das Verbinden der sechs Anschlüsse mit drei Phasenzuleitungen und einer Brücke umfasst, so dass die eine Brücke drei der sechs Anschlüsse verbindet und die drei Phasenzuleitungen jeweils mit einem der sechs Anschlüsse verbunden sind.
Verfahren zum Umwandeln einer Windungsanordnung in einem Stator von einer einfach geformten Anordnung in eine doppelt geformte Anordnung, wobei der Stator eine Vielzahl von Schlitzen mit wenigstens vier Leitern in jedem Schlitz umfasst, das Verfahren umfasst: Entfernen einer ersten elektrischen Verbindung zwischen einem Leiter in einem ersten Schlitz und einem Leiter in einem zweiten Schlitz; Entfernen einer zweiten elektrischen Verbindung zwischen einem Leiter in einem dritten Schlitz und einem Leiter in einem vierten Schlitz; Entfernen einer dritten elektrischen Verbindung zwischen einem Leiter in einem fünften Schlitz und einem Leiter in einem sechsten Schlitz; Bereitstellen eines ersten Phasenanschlusses zu dem Leiter in dem ersten Schlitz; Bereitstellen eines zweiten Phasenanschlusses zu dem Leiter in dem dritten Schlitz; Bereitstellen eines dritten Phasenanschlusses zu dem Leiter in dem fünften Schlitz; und Bereitstellen einer neutralen Verbindung zu den Leitern in dem zweiten, vierten und sechsten Schlitz.