DE102014105428A1

DE102014105428A1 - Wicklungslayout für einen Stator mit Stabwicklungen mit Windungen, die eine verlängerte Spulenweite und eine verkürzte Spulenweite aufweisen

Info

Publication number: DE102014105428A1
Application number: DE102014105428.8A
Authority: DE
Inventors: Khwaja M. Rahman; Sinisa Jurkovic; Peter J. Savagian
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-04-24
Filing date: 2014-04-16
Publication date: 2014-10-30
Anticipated expiration: 2034-04-17
Also published as: US20140319953A1; CN104124803A; US9379586B2; DE102014105428B4; CN104124803B

Abstract

Eine Statoranordnung enthält eine Vielzahl von Statornuten, die eine Vielzahl von Nutschichten definiert. Die Anordnung enthält eine Vielzahl von Haarnadeln, die alle jeweils erste und zweite Schenkel aufweisen, die in jeweiligen der Nutschichten positioniert sind. Jede der Haarnadeln ist entweder eine Windung mit verkürzter Spulenweite oder eine Windung mit verlängerter Spulenweite oder eine Windung mit voller Spulenweite. Die Windungen mit verkürzter Spulenweite, mit verlängerter Spulenweite und mit voller Spulenweite sind ausgestaltet, um sich über eine erste, zweite bzw. dritte Anzahl der Statornuten hinweg zu erstrecken. Die Haarnadeln können erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Haarnadelschichten unterteilt sein. Eine der Haarnadelschichten enthält mindestens eine Windung mit verkürzter Spulenweite, und eine andere der Haarnadelschichten enthält mindestens eine Windung mit verlängerter Spulenweite. Die erste, dritte und fünfte Haarnadelschicht kann jeweils mindestens zwei Windungen mit verkürzter Spulenweite enthalten, während die zweite, vierte und sechste Haarnadelschicht jeweils mindestens zwei Windungen mit verlängerter Spulenweite enthalten kann.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Offenbarung betrifft allgemein eine Statoranordnung in einer elektrischen Maschine und insbesondere das Wicklungslayout in einer Statoranordnung mit Stabwicklungen.
HINTERGRUND
Eine elektrische Maschine enthält eine Rotoranordnung, die relativ zu einer Statoranordnung drehbar ist. Die Statoranordnung enthält allgemein eine Vielzahl von Statorwicklungen, die in Nuten in der Statoranordnung eingeführt sind. Eine Statoranordnung mit Stabwicklungen wird in elektrischen Maschinen manchmal eingesetzt, um die thermische Leistung und die Gesamtleistung der Maschine zu verbessern. Eine typische Konstruktion mit Stabwicklungen verwendet Nutauskleidungen um die Nuten herum und zwischen elektrischen Leitern. Das Beseitigen der Nutauskleidung, die zwischen elektrischen Leitern innerhalb einer Statornut platziert ist, würde die Kupferfüllung der Nut und damit den Wirkungsgrad der Maschine verbessern. Das Fehlen der Nutauskleidungen von elektrischem Leiter zu elektrischem Leiter kann die elektrischen Leiter jedoch ungewünschten Spannungspotentialen (zwischen den elektrischen Leitern) innerhalb der Statornut aussetzen.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Statoranordnung enthält eine Vielzahl von Statornuten, die eine Vielzahl von Nutschichten definieren. Die Anordnung enthält eine Vielzahl von elektrischen Leitern oder Haarnadeln, die alle einen jeweiligen ersten Schenkel, der in einer der Nutschichten positioniert ist, und einen jeweiligen zweiten Schenkel, der in einer anderen der Nutschichten positioniert ist, aufweisen. Bei der Konstruktion mit Stabwicklungen wird der elektrische Leiter vom Fachmann typischerweise als ”Haarnadel” bezeichnet und er wird in dieser Beschreibung ebenso bezeichnet. Jede der Haarnadeln (der Begriff ”Haarnadeln” soll die Vielzahl der Haarnadeln bezeichnen) ist ausgestaltet, um einen Stromfluss von dem jeweiligen ersten Schenkel zu dem jeweiligen zweiten Schenkel zu ermöglichen. Jede der Haarnadeln ist entweder eine Windung mit verkürzter Spulenweite bzw. eine Sehnenwindung oder eine Windung mit verlängerter Spulenweite oder eine Windung mit voller Spulenweite bzw. eine Durchmesserwindung. Die Windungen mit verkürzter Spulenweite, verlängerter Spulenweite und voller Spulenweite sind ausgestaltet, um sich über eine erste, zweite bzw. dritte Anzahl der Vielzahl von Statornuten hinweg zu erstrecken. Die erste Anzahl ist kleiner als die zweite Anzahl und die dritte Anzahl liegt zwischen der ersten und zweiten Anzahl. Bei einem Beispiel sind die erste, zweite und dritte Anzahl 8, 10 bzw. 9. Bei einem anderen Beispiel sind die erste, zweite und dritte Anzahl 5, 7 bzw. 6.
Die Vielzahl von Nutschichten kann erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Nutschichten umfassen. Die Haarnadeln können in erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Haarnadelschichten unterteilt sein. Das Wicklungslayout für die Statoranordnung kann derart sein, dass: (a) eine der Haarnadelschichten mindestens eine Windung mit verkürzter Spulenweite enthält; (b) eine weitere der Haarnadelschichten mindestens eine Windung mit verlängerter Spulenweite enthält. Das Wicklungslayout kann derart sein, dass: (a) die erste, dritte und fünfte Haarnadelschicht jeweils mindestens zwei Windungen mit verkürzter Spulenweite enthält; und (b) die zweite, vierte und sechste Haarnadelschicht jeweils mindestens zwei Windungen mit verlängerter Spulenweite enthält. Die erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Haarnadelschicht kann jeweils mindestens eine Windung mit voller Spulenweite enthalten.
Das Wicklungslayout ist so ausgestaltet, dass es Spannungen zwischen den jeweiligen Haarnadeln innerhalb jeder Statornut absenkt. Das Kombinieren der Verwendung von Windungen mit verkürzter Spulenweite und verlängerter Spulenweite innerhalb des gleichen Wicklungslayouts auf die nachstehend beschriebene Weise führt zu einer Verringerung von Spannungen zwischen den jeweiligen Haarnadeln in jeder Statornut. Das Wicklungslayout kann die Spannungen zwischen Haarnadeln in einer Nut um etwa 35% absenken. Das Absenken der Spannungen zwischen den jeweiligen Haarnadeln in jeder Statornut erlaubt die Beseitigung von Nutauskleidungen von Haarnadel zu Haarnadel. Daher kann sich die Statoranordnung durch das Fehlen jeweiliger Nutauskleidungen von Haarnadel zu Haarnadel zwischen den Haarnadeln auszeichnen. Dies verbessert die Kupferfüllung der Nut, verringert Energieverluste und verbessert den Wirkungsgrad der Maschine, senkt die Kosten und verringert die Fertigungskomplexität. Es ist jedoch festzustellen, dass das Wicklungslayout entweder mit oder ohne Nutauskleidungen von Haarnadel zu Haarnadel verwendet werden kann.
Die Vielzahl von Haarnadeln bildet erste, zweite und dritte Wicklungssätze. Die ersten, zweiten und dritten Wicklungssätze können jeweils parallel zueinander sein. Der erste Wicklungssatz kann durch Haarnadeln von der ersten und zweiten Haarnadelschicht gebildet sein. Der zweite Wicklungssatz kann durch Haarnadeln von der dritten und vierten Haarnadelschicht gebildet sein. Der dritte Wicklungssatz kann durch Haarnadeln von der fünften und sechsten Haarnadelschicht gebildet sein.
Bei einem Beispiel kann der erste Wicklungssatz 12 Haarnadeln von der ersten Haarnadelschicht enthalten, die in Reihe mit 12 Haarnadeln von der zweiten Haarnadelschicht verbunden sind. Der zweite Wicklungssatz kann 12 Haarnadeln von der dritten Haarnadelschicht enthalten, die in Reihe mit 12 Haarnadeln von der vierten Haarnadelschicht verbunden sind. Der dritte Wicklungssatz kann 12 Haarnadeln von der fünften Haarnadelschicht enthalten, die in Reihe mit 12 Haarnadeln von der sechsten Haarnadelschicht verbunden sind. Jeder der ersten, zweiten und dritten Wicklungssätze kann eine identische Anzahl von mehreren Phasen definieren. Bei einer Ausführungsform sind die mehreren Phasen exakt drei Phasen; die Vielzahl von Statornuten umfasst exakt 72 Nuten; und der Stator definiert 8 Pole.
Ein erster Satz aus drei benachbarten Nuten der Statornuten ist ausgestaltet, um die Haarnadeln unterzubringen, die einen Strom mit einer ersten Phase führen. Zum Beispiel können die erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Nutschicht in der 19-ten, 20-ten und 21-ten Statornut jeweils einen Strom mit Phase U führen. Ein zweiter Satz aus drei benachbarten Nuten der Statornuten ist ausgestaltet, um die Haarnadeln unterzubringen, die Strom mit einer zweiten Phase führen. Beispielsweise können die erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Nutschicht in der 22-ten, 23-ten und 24-ten Statornut jeweils einen Strom mit Phase V führen. Ein dritter Satz aus drei benachbarten Nuten der Statornuten ist ausgestaltet, um die Haarnadeln unterzubringen, die Strom mit einer dritten Phase führen. Zum Beispiel können die erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Nutschicht in der 25-ten, 26-ten und 27-ten Statornut jeweils einen Strom mit Phase W führen.
Die erste Haarnadelschicht kann durch Haarnadeln mit jeweils dem ersten Schenkel in der ersten Nutschicht und jeweils dem zweiten Schenkel in der zweiten Nutschicht definiert sein. Die zweite Haarnadelschicht kann durch die Vielzahl von Haarnadeln mit jeweils dem ersten Schenkel in der zweiten Nutschicht und jeweils dem zweiten Schenkel in der ersten Nutschicht definiert sein. Die dritte Haarnadelschicht kann durch die Vielzahl von Haarnadeln mit jeweils dem ersten Schenkel in der dritten Nutschicht und jeweils dem zweiten Schenkel in der vierten Nutschicht definiert sein. Die vierte Haarnadelschicht kann durch die Vielzahl von Haarnadeln mit jeweils dem ersten Schenkel in der vierten Nutschicht und jeweils dem zweiten Schenkel in der dritten Nutschicht definiert sein. Die fünfte Haarnadelschicht kann durch die Vielzahl von Haarnadeln mit jeweils dem ersten Schenkel in der fünften Nutschicht und jeweils dem zweiten Schenkel in der sechsten Nutschicht definiert sein. Die sechste Haarnadelschicht kann durch die Vielzahl von Haarnadeln mit jeweils dem ersten Schenkel in der sechsten Nutschicht und jeweils dem zweiten Schenkel in der fünften Nutschicht definiert sein.
Die vorstehenden Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich leicht aus der folgenden genauen Beschreibung der besten Arten, um die Erfindung auszuführen, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht einer elektrischen Maschine mit einer Statoranordnung, die mehrere Wicklungssätze aufweist;
2 ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht der Statoranordnung von 1;
3 ist eine schematische perspektivische Ansicht von Haarnadeln, die in der Statoranordnung von 1 eingesetzt werden können;
4 ist ein schematisches Diagramm von elektrischen Verbindungen zwischen den Wicklungssätzen in der Statoranordnung von 1; und
5 ist ein schematisches Verdrahtungsdiagramm für die Statoranordnung von 4.
GENAUE BESCHREIBUNG
Mit Bezug auf die Figuren, bei denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Komponenten in den mehreren Ansichten bezeichnen, ist 1 eine schematische fragmentarische Schnittansicht eines Elektromotors/Generators oder einer elektrischen Antriebsmaschine, der bzw. die hier als elektrische Maschine 10 bezeichnet wird. Die elektrische Maschine 10 kann in einem Fahrzeug 12 eingesetzt sein. Das Fahrzeug 12 kann ein beliebiges Personen- oder Nutzkraftfahrzeug sein, etwa ein Hybridelektrofahrzeug einschließlich eines Steckdosenhybrid-Elektrofahrzeugs, ein Elektrofahrzeug mit vergrößerter Reichweite, oder andere Fahrzeuge. Die elektrische Maschine 10 kann eine beliebige Vorrichtung enthalten, die ausgestaltet ist, um ein elektrisches Maschinendrehmoment zu erzeugen, beispielsweise durch Umwandeln von elektrischer Energie in eine Drehbewegung. Zum Beispiel kann die elektrische Maschine 10 ausgestaltet sein, um elektrische Energie von einer Stromquelle zu empfangen, etwa einer Batteriereihe (nicht gezeigt). Die Stromquelle kann ausgestaltet sein, um elektrische Energie zu speichern und auszugeben. Das Fahrzeug 12 kann einen (nicht gezeigten) Wechselrichter zum Umwandeln der Gleichspannung (DC-Spannung) von dem Batteriefeld in eine Wechselspannung (AC-Spannung) enthalten. Die elektrische Maschine 10 kann ausgestaltet sein, um die Wechselspannung vom Wechselrichter zu verwenden, um eine Drehbewegung zu erzeugen. Die elektrische Maschine 10 kann ferner ausgestaltet sein, um elektrische Energie zu erzeugen, wenn sie bei Drehzahlen mit einem Drehmoment versorgt wird, etwa dem Kraftmaschinendrehmoment (mechanischer Energie).
Mit Bezug auf 1 enthält die elektrische Maschine 10 eine Rotoranordnung 14 und eine Statoranordnung 16. Die Rotoranordnung 14 ist um eine Längsachse 18 herum (die sich in 1 aus der Seite heraus erstreckt) relativ zu und innerhalb der Statoranordnung 16 drehbar. Die Rotoranordnung 14 kann kreisringförmig ausgestaltet und um eine (nicht gezeigte) Welle herum positioniert sein. Die Rotoranordnung 14 kann von einem beliebigen Typ sein, der dem Fachmann bekannt ist, einschließlich, aber nicht beschränkt auf einen Rotor mit innenliegenden Permanentmagneten, einen Rotor mit oberflächenmontierten Permanentmagneten, einen Induktionsrotor, einen synchronen Rotor, einen Reluktanzrotor oder einen getrennt erregten/Feldwicklungsrotor. Die spezielle Konfiguration der Rotoranordnung 14 ist in 1 nicht gezeigt.
Mit Bezug auf 1 enthält die Statoranordnung 16 eine Vielzahl von Statornuten 20, die sich von einem Statorkern 21 weg erstrecken. Die Statornuten 20 können sich der Länge nach entlang der Längsachse 18 erstrecken und können um die Längsachse 18 herum gleichmäßig voneinander radial beabstandet sein. Die Statoranordnung 16 kann eine beliebige Anzahl von Nuten oder Polen enthalten, die für die anstehende Anwendung geeignet sind. Bei einem Beispiel beträgt die Anzahl der Statornuten 20 exakt 72 (1 ist nur als eine schematische Darstellung gedacht) und die Statoranordnung 16 definiert 8 Pole.
2 ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht der Statoranordnung 16. In der gezeigten Ausführungsform enthält die Statoranordnung 16 72 Nuten. 2 zeigt die Statornutnummern S11 bis S31. Mit Bezug auf 2 kann die Vielzahl von Statornuten 20 erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Nutschichten 22A, B, C, D, E und F definieren. Mit Bezug auf 2 ist die erste Nutschicht 22A vom Außendurchmesser 23 des Statorkerns 21 am weitesten entfernt und die sechste Nutschicht 22F ist dem Außendurchmesser 23 des Statorkerns 21 am nächsten. Es ist jedoch festzustellen, dass jede Statornut 20 eine andere Anzahl von Schichten enthalten kann, die vier Schichten oder acht Schichten umfasst, aber nicht darauf beschränkt ist. Mit Bezug auf 1–2 können die Statornuten 20 teilweise offene Nuten oder geschlossene Nuten sein.
Mit Bezug auf 1–2 enthält die Statoranordnung 16 eine Vielzahl von elektrischen Leitern oder Haarnadeln 24. Bei einer Konstruktion mit Stabwicklungen wird der elektrische Leiter vom Fachmann typischerweise als ”Haarnadel” bezeichnet und wird in dieser Beschreibung als solcher bezeichnet werden. 3 ist ein schematisches Diagramm von drei Arten von elektrischen Leitern oder Haarnadeln 24, die in der Statoranordnung 16 eingesetzt werden können. Es versteht sich, dass die in 3 gezeigten Haarnadeln 24 nur schematisch sind und nicht den Maßstab oder die spezielle Form der Haarnadeln 24 repräsentieren soll, wie dem Fachmann bekannt ist. Mit Bezug auf 1–2 können die Haarnadeln 24 einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt enthalten. Jedoch kann eine beliebige andere Querschnittsform eingesetzt werden.
Mit Bezug auf 3 sind die Haarnadeln 24 segmentiert und umfassen einen jeweiligen ersten Schenkel 26, einen jeweiligen zweiten Schenkel 28 und einen jeweiligen gebogenen Endabschnitt 30 zwischen dem jeweiligen ersten und zweiten Schenkel 26, 28. Die Haarnadeln 24 sind so ausgestaltet, dass sie einen Stromfluss von dem jeweiligen ersten Schenkel 26 zu dem jeweiligen zweiten Schenkel 28 ermöglichen. Mit Bezug auf 3 werden nach dem Einführen in die Statornut 20 die Enden 32 der Haarnadeln 24 nach außen gebogen, um Verbindungen zwischen jeweiligen Haarnadeln 24 durch Schweißen zu ermöglichen.
Mit Bezug auf 3 sind drei Arten von Haarnadeln 24 gezeigt: eine Windung 34 mit verkürzter Spulenweite, eine Windung 36 mit verlängerter Spulenweite und eine Windung 38 mit voller Spulenweite. Mit Bezug auf 3 weist die Windung 34 mit verkürzter Spulenweite eine erste Spannweite 40 auf, die Windung 36 mit verlängerter Spulenweite weist eine zweite Spannweite 42 auf und die Windung 38 mit voller Spulenweite weist eine dritte Spannweite 44 auf. Die Spannweite der Haarnadel 24 kann als der Winkelabstand zwischen Statornuten 20 definiert sein, durch welche hindurch eine einzelne Haarnadel 24 positioniert wird. Wie in 3 gezeigt ist, ist die zweite Spannweite 42 größer als die erste Spannweite 40. Die dritte Spannweite 44 ist größer als die erste Spannweite 40 und kleiner als die zweite Spannweite 42.
Anders ausgedrückt überspannt jede Haarnadel 24 eine vorbestimmte Anzahl von Statornuten 20. Die Windungen 34, 36, 38 mit verkürzter Spulenweite, verlängerter Spulenweite und voller Spulenweite sind ausgestaltet, um sich über eine erste, zweite bzw. dritte Anzahl der Vielzahl von Statornuten 20 hinweg zu erstrecken. Die erste Anzahl ist kleiner als die zweite Anzahl und die dritte Anzahl liegt zwischen der ersten und zweiten Anzahl. Das heißt, dass die erste Anzahl die kleinste und die zweite Anzahl die größte aus der ersten, zweiten und dritten Anzahl sind. Bei einem Beispiel sind die erste, zweite und dritte Anzahl 8, 10 bzw. 9 Nuten. In diesem Beispiel kann die Anzahl der Statornuten 20 72 sein, die Statoranordnung 16 kann 8 Pole definieren und eine Verteilung mit drei Nuten aufweisen (d. h. bei der jeweils drei der Statornuten 20 die gleiche Phase besetzen). Bei einem anderen Beispiel sind die erste, zweite und dritte Anzahl 5, 7 bzw. 6 Nuten. In diesem Beispiel kann die Anzahl der Statornuten 20 48 sein und die Statoranordnung 16 kann 8 Pole definieren und eine Verteilung mit zwei Nuten aufweisen (d. h. bei der jeweils drei der Statornuten 20 die gleiche Phase besetzen).
Mit Bezug nun auf 2 ist bei den Haarnadeln 24 jeweils der erste Schenkel 26 in entweder die erste oder die zweite oder die dritte oder die vierte oder die fünfte oder die sechste Nutschicht 22A–E eingeführt und jeweils ihr zweiter Schenkel 28 ist in eine andere der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften und sechsten Nutschicht 22A–E eingeführt. Die Haarnadeln 24 können in erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Haarnadeischichten 54A–E unterteilt sein, die in 2 (und 4–5) gezeigt sind. Die Linien in 2, die Haarnadelschichten 54A–E repräsentieren, sind nur schematisch und sollen nicht den Maßstab oder die spezielle Form der Haarnadeln 24 repräsentieren, wie dem Fachmann bekannt ist.
Mit Bezug auf 2 ist die erste Haarnadelschicht 54A (Vorwärtswicklung von der ersten Nutschicht 22A zu der zweiten Nutschicht 22B) durch die Vielzahl der Haarnadeln 24 gebildet, deren erster Schenkel 26A sich in der ersten Nutschicht 22A (z. B. in Nut S21) befindet und deren zweiter Schenkel 28A sich in der zweiten Nutschicht 22B (z. B. in Nut S30) befindet, gebildet. Mit anderen Worten ist die erste Haarnadelschicht 54A die Vorwärtswicklung von der ersten Nutschicht 22A zu der zweiten Nutschicht 22B. Mit Bezug auf 2 ist die zweite Haarnadelschicht 54B durch die Vielzahl der Haarnadeln 24 definiert, deren erster Schenkel 26B sich in der zweiten Nutschicht 22B befindet (z. B. in Nut S21) und deren zweiter Schenkel 28B sich in der ersten Nutschicht 22A (z. B. in Nut S12) befindet, definiert. Mit anderen Worten ist die zweite Haarnadelschicht 54B die Rückwärtswicklung von der zweiten Nutschicht 22B zu der ersten Nutschicht 22A.
Mit Bezug auf 2 ist die dritte Haarnadelschicht 54C durch die Vielzahl der Haarnadeln 24 definiert, deren erster Schenkel 26C sich in der dritten Nutschicht 22C befindet (z. B. in Nut S21) und deren zweiter Schenkel 28C sich in der vierten Nutschicht 22D befindet (z. B. in Nut S30). Mit anderen Worten ist die dritte Haarnadelschicht 54C die Vorwärtswicklung von der dritten Nutschicht 22C zu der vierten Nutschicht 22D. Mit Bezug auf 2 ist die vierte Haarnadelschicht 54D durch die Vielzahl der Haarnadeln 24 definiert, deren erster Schenkel 26D sich in der vierten Nutschicht 22D befindet (z. B. in Nut S21) und deren zweiter Schenkel 28D sich in der dritten Nutschicht 22C befindet (z. B. in Nut S12). Mit anderen Worten ist die vierte Haarnadelschicht 54D die Rückwärtswicklung von der vierten Nutschicht 22D zu der dritten Nutschicht 22C.
Mit Bezug auf 2 ist die fünfte Haarnadelschicht 54E durch die Vielzahl der Haarnadeln 24 definiert, deren erster Schenkel 26E sich in der fünften Nutschicht 22E befindet (z. B. in Nut S21), und deren zweiter Schenkel 28E sich in der sechsten Nutschicht 22F befindet (z. B. in Nut S30). Mit anderen Worten ist die fünfte Haarnadelschicht 54E die Vorwärtswicklung von der fünften Nutschicht 22E zu der sechsten Nutschicht 22F. Mit Bezug auf 2 ist die sechste Haarnadelschicht 54F durch die Vielzahl der Haarnadeln 24 definiert, deren erster Schenkel 26F sich in der sechsten Nutschicht 22F befindet (z. B. in Nut S21), und deren zweiter Schenkel 28F sich in der fünften Nutschicht 22E befindet (z. B. in Nut S12). Mit anderen Worten ist die sechste Haarnadelschicht 54F die Rückwärtswicklung von der sechsten Nutschicht 22F zu der fünften Nutschicht 22E.
4 ist ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform der elektrischen Verbindungen 60 der Statoranordnung 16. Die Haarnadeln 24 bilden erste, zweite und dritte Wicklungssätze 61, 62, 63 (in 4 gezeigt) innerhalb der Statornuten 20 (in 1–2 gezeigt) aus. Die Statoranordnung 16 kann nach Bedarf eine beliebige Anzahl von Wicklungssätzen gemäß der speziellen anstehenden Anwendung enthalten.
Jeder der ersten, zweiten und dritten Wicklungssätze 61, 62, 63 kann eine identische Anzahl aus mehreren Phasen definieren. Bei einer Ausführungsform ist die Anzahl der mehreren Phasen genau drei, beispielsweise definiert jeder Wicklungssatz 61, 62, 63 eine ”U”-Phase, eine ”V”-Phase und eine ”W”-Phase. Bei einer anderen Ausführungsform definiert jeder Wicklungssatz 61, 62, 63 fünf Phasen, d. h. der Wicklungssatz definiert eine ”U”-Phase, eine ”V”-Phase, eine ”X”-Phase, eine ”Y”-Phase und eine ”Z”-Phase. Jedoch ist die elektrische Maschine 10 nicht auf eine Maschine mit drei oder fünf Phasen begrenzt und die Anzahl der Phasen kann von den hier beschriebenen Phasen abweichen.
Mit Bezug auf 4 enthält der erste, zweite und dritte Wicklungssatz 61, 62, 63 jeweils einen anderen Satz von Haarnadeln 24, die in Reihe verbunden sind. Wie in 4 gezeigt ist, können der erste, zweite und dritte Wicklungssatz 61, 62, 63 zueinander parallel sein. Der erste, zweite und dritte Wicklungssatz 61, 62, 63 können relativ zueinander auch in Reihe verbunden sein. Mit Bezug auf 4 kann der erste Wicklungssatz 61 durch Haarnadeln 24 aus den ersten und zweiten Haarnadelschichten 54A, 54B ausgebildet sein, die durch eine erste Brücke 64 in Reihe verbunden sind. Beispielsweise kann der erste Wicklungssatz 61 12 Haarnadeln aus der ersten Haarnadelschicht 54A enthalten, die mit 12 Haarnadeln aus der zweiten Haarnadelschicht 54B in Reihe verbunden sind.
Mit Bezug auf 4 kann der zweite Wicklungssatz 62 durch Haarnadeln 24 aus den dritten und vierten Haarnadelschichten 54C, 54D ausgebildet sein, die durch eine zweite Brücke 66 in Reihe verbunden sind. Beispielsweise kann der zweite Wicklungssatz 12 Haarnadeln aus der dritten Haarnadelschicht 54C enthalten, die mit 12 Haarnadeln aus der vierten Haarnadelschicht 54D in Reihe verbunden sind.
Mit Bezug auf 4 kann der dritte Wicklungssatz 63 durch Haarnadeln 24 aus der fünften und sechsten Haarnadelschicht 54E, 54F ausgebildet sein, die durch eine dritte Brücke 68 in Reihe verbunden sind. Beispielsweise kann der dritte Wicklungssatz 63 12 Haarnadeln aus der fünften Haarnadelschicht 54E enthalten, die mit 12 Haarnadeln aus der sechsten Haarnadelschicht 54F in Reihe verbunden sind.
Mit Bezug nun auf 1 kann ein erster Satz 70 aus drei benachbarten Nuten der Statornuten 20 ausgestaltet sein, um die Haarnadeln 24 unterzubringen, die Strom mit einer ersten Phase führen. Zum Beispiel können die erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Nutschicht 22A–E in der 19-ten, 20-ten und 21-ten Statornut (S19, S20, S21, die in 2 gezeigt sind) alle einen Strom mit Phase U führen. Mit Bezug auf 1 kann ein zweiter Satz 72 aus drei benachbarten Nuten der Statornuten 20 ausgestaltet sein, um die Haarnadeln 24 unterzubringen, die Strom mit einer zweiten Phase führen. Zum Beispiel können die erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Nutschicht 22A–E in der 22-ten, 23-ten und 24-ten Statornut (S22, S23, S24, die in 2 gezeigt sind) alle einen Strom mit Phase V führen. Mit Bezug auf 1 kann ein dritter Satz 74 aus drei benachbarten Nuten der Statornuten 20 ausgestaltet sein, um die Haarnadeln 24 unterzubringen, die Strom mit einer dritten Phase führen. Zum Beispiel können die erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Nutschicht 22A–E in der 25-ten, 26-ten und 27-ten Statornut (S25, S26, S27, die in 2 gezeigt sind) alle einen Strom mit Phase W führen.
Zusammengefasst können bei je drei benachbarten Statornuten 20 die erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Nutschicht 22A–E Haarnadeln 24 enthalten, die den gleichen Phasenstrom führen. Dieses Muster kann für alle Statornuten wiederholt sein (nummeriert von S1 bis S72, siehe 5). Alternativ können die Sätze 70, 72, 74 nur zwei benachbarte Nuten oder eine beliebige andere Anzahl von benachbarten Nuten umfassen.
5 ist eine schematische Zeichnung eines Wicklungslayouts 100 für die erste bis sechste Haarnadelschicht 54A–E entsprechend den in 4 gezeigten Verbindungen. 5 repräsentiert eine Statoranordnung 16 mit 72 Nuten. Die Nutnummern sind rechts mit dem Buchstaben ”S” eingeklammert (so dass die Nummern 1 bis 72 die Nuten S1 bis S72 bezeichnen). 5 zeigt alle Statornuten (S1–S72) so, dass die rechte Seite der Figur umschlägt oder an die linke Seite der Figur anschließt. Der Buchstabe ”N” in 4–5 bezeichnet die Nullverbindung, während U, V und W die drei Phasen bezeichnen. Das Wicklungslayout 100 in 5 ist zwar für Phase U gezeigt, aber die Layouts für die Phasen V und W sind ähnlich. Es können andere alternative Konfigurationen durchgeführt werden, beispielsweise eine ”Y”-Konfiguration ohne einen gemeinsamen Nullpunkt oder eine Deltaverbindung, wie dem Fachmann bekannt ist.
Mit Bezug auf 4–5 sind die Eintrittsleitung 101 (von Phase U) und die Austrittsleitung 103 (an Nullpunkt N) gezeigt. Mit Bezug auf 5 enthält die erste Haarnadelschicht 54A eine erste Windung 108 mit verkürzter Spulenweite (die 8 Nuten überspannt, von Nut S12 zu S20) und eine zweite Windung 104 mit verkürzter Spulenweite (die 8 Nuten überspannt von Nut S11 bis S19). Die erste Haarnadelschicht 54A enthält außerdem mehrere Windungen 38 mit voller Spulenweite (in 3 gezeigt), etwa erste und zweite Windungen 106, 108 mit voller Spulenweite, die jeweils 9 Nuten überspannen.
Mit Bezug auf 5 enthält die zweite Haarnadelschicht 54B eine erste Windung 110 mit verlängerter Spulenweite (die 10 Nuten überspannt, von Nut S30 bis S20), und eine zweite Windung 112 mit verlängerter Spulenweite (die 10 Nuten überspannt, von Nut S29 bis S19). Die zweite Haarnadelschicht 54B enthält außerdem mehrere Windungen 38 mit voller Spulenweite (in 3 gezeigt), etwa die dritte und vierte Windung 114, 116 mit voller Spulenweite, die jeweils 9 Nuten überspannen.
Mit Bezug auf 5 enthält die dritte Haarnadelschicht 54C eine dritte Windung 118 mit verkürzter Spulenweite (die 8 Nuten überspannt, von Nut S12 bis S20) und eine vierte Windung 120 mit verkürzter Spulenweite (die 8 Nuten überspannt, von Nut S11 bis S19). Die dritte Haarnadelschicht 54C enthält außerdem mehrere Windungen 38 mit voller Spulenweite (die in 3 gezeigt sind), etwa fünfte und sechste Windungen 122, 124 mit voller Spulenweite, die jeweils 9 Nuten überspannen.
Mit Bezug auf 5 enthält die vierte Haarnadelschicht 54D eine dritte Windung 126 mit verlängerter Spulenweite (die 10 Nuten überspannt, von Nut S30 bis S20) und eine vierte Windung 128 mit verlängerter Spulenweite (die 10 Nuten überspannt, von Nut S29 bis S19). Die vierte Haarnadelschicht 54D enthält außerdem mehrere Windungen 38 mit voller Spulenweite (in 3 gezeigt), etwa siebte und achte Windungen 130, 132 mit voller Spulenweite, die jeweils 9 Nuten überspannen.
Mit Bezug auf 5 enthält die fünfte Haarnadelschicht 54E eine fünfte Windung 134 mit verkürzter Spulenweite (die 8 Nuten überspannt, von Nut S12 bis S20), und eine sechste Windung 136 mit verkürzter Spulenweite (die 8 Nuten überspannt, von Nut S11 bis S19). Die fünfte Haarnadelschicht 54E enthält außerdem mehrere Windungen 38 mit voller Spulenweite (in 3 gezeigt), etwa neunte und zehnte Windungen 138, 140 mit voller Spulenweite, die jeweils 9 Nuten überspannen.
Mit Bezug auf 5 enthält die sechste Haarnadelschicht 54F eine fünfte Windung 142 mit verlängerter Spulenweite (die 10 Nuten überspannt, von Nut S30 bis S20), und eine sechste Windung 144 mit verlängerter Spulenweite (die 10 Nuten überspannt, von Nut S29 bis S19). Die sechste Haarnadelschicht 54F enthält außerdem mehrere Windungen 38 mit voller Spulenweite (in 3 gezeigt), etwa elfte und zwölfte Windungen 146, 148 mit voller Spulenweite, die jeweils 9 Nuten überspannen.
Zusammengefasst ist das Wicklungslayout 100 derart, dass: (a) die erste, dritte und fünfte Haarnadelschicht 54A, C, E jeweils mindestens zwei Windungen 34 mit verkürzter Spulenweite enthält (in 3 gezeigt); und (b) die zweite, vierte und sechste Haarnadelschicht 54B, D, F jeweils mindestens zwei Windungen 36 mit verlängerter Spulenweite enthält (in 3 gezeigt). Allgemeiner ausgedrückt und wie vorstehend beschrieben wurde, ist das Wicklungslayout 100 derart, dass: (a) eine der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften und sechsten Haarnadelschichten 54A–E mindestens eine Windung 34 mit verkürzter Spulenweite enthält; und (b) eine weitere der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften und sechsten Haarnadelschichten 54A–E mindestens eine Windung 36 mit verlängerter Spulenweite enthält. Die ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften und sechsten Haarnadelschichten 54A–E können jeweils mindestens eine Windung 38 mit voller Spulenweite enthalten (in 3 gezeigt). Das Wicklungslayout 100 von 5 ist für eine Verteilung mit drei Nuten ausgestaltet, wie vorstehend erörtert wurde. Ein Layout mit Verteilungen mit weniger oder mehr Nuten (etwa eine Verteilung mit zwei Nuten) kann entsprechend weniger oder mehr Windungen 34, 36 mit verkürzter Spulenweite und verlängerter Spulenweite benötigen,
Das vorstehend beschriebene und in 5 gezeigte Wicklungslayout 100 ist ausgestaltet, um Spannungen zwischen den jeweiligen Haarnadeln 24 innerhalb jeder Statornut 20 abzusenken. Eine Kombination der Verwendung von Windungen 34, 36 mit verkürzter Spulenweite und verlängerter Spulenweite innerhalb des gleichen Wicklungslayouts 100 auf die in 5 gezeigte Weise führt zu einer Reduktion von Spannungen zwischen den jeweiligen Haarnadeln 24 innerhalb jeder Statornut 20. Das Wicklungslayout 100 kann die Spannungen zwischen Haarnadeln 24 in der Nut um etwa 35% absenken.
Mit Bezug auf 2 werden Nutauskleidungen 150 im Allgemeinen in jede der Statornuten 20 eingeführt, um die Haarnadeln 24 voneinander elektrisch zu isolieren, um zu verhindern, dass Kurzschlüsse von Phase zu Phase auftreten. Das Absenken von Spannungen zwischen den jeweiligen Haarnadeln 24 innerhalb jeder Statornut 20 erlaubt die Beseitigung der Nutauskleidungen 150 von Haarnadel zu Haarnadel (oder zwischen elektrischen Leitern). Folglich kann sich die Statoranordnung 16 sich durch das Fehlen jeweiliger Nutauskleidungen 150 von Haarnadel zu Haarnadel zwischen den Haarnadeln 24 auszeichnen. Dies verbessert die Kupferfüllung der Nuten, verringert Energieverluste und verbessert den Wirkungsgrad und die Lebensdauer der Maschine 10. Es ist jedoch festzustellen, dass das Wicklungslayout 100 entweder mit oder ohne Nutauskleidungen von Haarnadel zu Haarnadel verwendet werden kann.
Das vorstehend skizzierte und in 5 gezeigte Wicklungslayout 100 ermöglicht eine größere Flexibilität beim Konstruieren einer elektrischen Maschine 10 mit einer speziellen Anforderung an Drehmoment oder Systemspannung. Ein willkürliches Angeben einer Konfiguration für eine elektrische Maschine 10 wird die geforderte Drehmomentausgabe nicht erzeugen oder Anforderungen für minimale Geräusche nicht erfüllen. Nur spezielle Konfigurationen mit einer speziellen Anzahl von Nuten, einer speziellen Anzahl von Phasen, einer speziellen Anzahl von Polen, einer speziellen Anzahl von Wicklungssätzen, einer speziellen Konfiguration von Haarnadelschichten 54A–E (relativ zu den Nutschichten 22A–E) usw. wird die gewünschte Funktionalität erzeugen. Diese speziellen Konfigurationen können nicht einfach durch eine Untersuchung bestimmt werden. Wenn ein Layout nicht korrekt gewählt wird, wird die Konstruktion entweder schlechte Leistung liefern oder die funktionalen Anforderungen nicht erfüllen. Aufgrund der großen Anzahl von möglichen Kombinationen können die arbeitsfähigen Konfigurationen weder leicht bestimmt werden, noch sind sie offensichtlich.
Die genaue Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die Erfindung, aber der Umfang der Erfindung wird nur durch die Ansprüche definiert. Obwohl einige der besten Arten und andere Ausführungsformen zum Ausführen der beanspruchten Erfindung im Detail beschrieben worden sind, existieren verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen, um die Erfindung, die in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, in die Praxis umzusetzen.

Claims

Statoranordnung, die umfasst: eine Vielzahl von Statornuten, die eine Vielzahl von Nutschichten definiert; eine Vielzahl von Haarnadeln, die alle einen jeweiligen ersten Schenkel, der in einer der Vielzahl von Nutschichten positioniert ist, und einen jeweiligen zweiten Schenkel aufweisen, der in einer anderen der Vielzahl von Nutschichten positioniert ist, wobei jede der Vielzahl von Haarnadeln ausgestaltet ist, um einen Stromfluss von dem jeweiligen ersten Schenkel zu dem jeweiligen zweiten Schenkel zu ermöglichen; wobei jede der Vielzahl von Haarnadeln entweder eine Windung mit verkürzter Spulenweite oder eine Windung mit verlängerter Spulenweite oder eine Windung mit voller Spulenweite ist; wobei die Windungen mit verkürzter Spulenweite, mit verlängerter Spulenweite und mit voller Spulenweite ausgestaltet sind, um sich über eine erste, zweite und dritte Anzahl der Vielzahl von Statornuten hinweg zu erstrecken, wobei die erste Anzahl kleiner als die zweite Anzahl ist und die dritte Anzahl zwischen der ersten und zweiten Anzahl liegt; wobei die Vielzahl der Haarnadeln in eine Vielzahl von Haarnadelschichten unterteilt ist; wobei eine der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften und sechsten Haarnadelschichten mindestens eine der Windungen mit verkürzter Spulenweite enthält; und wobei eine der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften und sechsten Haarnadeischichten mindestens eine der Windungen mit verlängerter Spulenweite enthält.
Statoranordnung nach Anspruch 1, wobei die Anordnung durch das Fehlen von jeweiligen Nutauskleidungen von Haarnadel zu Haarnadel zwischen der Vielzahl von Haarnadeln gekennzeichnet ist.
Statoranordnung nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Haarnadelschichten erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Haarnadeischichten umfasst; und die Vielzahl von Nutschichten erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Nutschichten umfasst.
Statoranordnung nach Anspruch 3, wobei: die erste Haarnadeischicht durch die Vielzahl der Haarnadeln definiert ist, deren erster Schenkel sich jeweils in der ersten Nutschicht befindet und deren zweiter Schenkel sich jeweils in der zweiten Nutschicht befindet; die zweite Haarnadeischicht durch die Vielzahl der Haarnadeln definiert ist, deren erster Schenkel sich jeweils in der zweiten Nutschicht befindet und deren zweiter Schenkel sich jeweils in der ersten Nutschicht befindet; die dritte Haarnadelschicht durch die Vielzahl der Haarnadeln definiert ist, deren erster Schenkel sich jeweils in der dritten Nutschicht befindet und deren zweiter Schenkel sich jeweils in der vierten Nutschicht befindet; die vierte Haarnadeischicht durch die Vielzahl der Haarnadeln definiert ist, deren erster Schenkel sich jeweils in der vierten Nutschicht befindet und deren zweiter Schenkel sich jeweils in der dritten Nutschicht befindet; die fünfte Haarnadelschicht durch die Vielzahl der Haarnadeln definiert ist, deren erster Schenkel sich jeweils in der fünften Nutschicht befindet und deren zweiter Schenkel sich jeweils in der sechsten Nutschicht befindet; und die sechste Haarnadelschicht durch die Vielzahl der Haarnadeln definiert ist, deren erster Schenkel sich jeweils in der sechsten Nutschicht befindet und deren zweiter Schenkel sich jeweils in der fünften Nutschicht befindet.
Statoranordnung nach Anspruch 3, wobei: die erste, dritte und fünfte Haarnadelschicht jeweils mindestens zwei Windungen mit verkürzter Spulenweite enthält; und die zweite, vierte und sechste Haarnadelschicht jeweils mindestens zwei Windungen mit verlängerter Spulenweite enthält.
Statoranordnung nach Anspruch 3, wobei die erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Haarnadelschicht jeweils mindestens eine Windung mit voller Spulenweite enthält, die sich über eine dritte Anzahl der Vielzahl der Statornuten hinweg erstreckt, wobei die dritte Anzahl größer als die erste Anzahl und kleiner als die zweite Anzahl ist.
Elektrische Maschine, die umfasst: eine Statoranordnung; eine Rotoranordnung, die relativ zu der Statoranordnung drehbar ist; wobei die Statoranordnung umfasst: eine Vielzahl von Statornuten, die erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Nutschichten definiert; eine Vielzahl von Haarnadeln, die alle jeweils einen ersten Schenkel aufweisen, der in einer der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften und sechsten Nutschichten positioniert ist, und einen jeweiligen zweiten Schenkel, der in einer anderen der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften und sechsten Nutschichten positioniert ist; wobei die Vielzahl der Haarnadeln jeweils ausgestaltet ist, um einen Stromfluss von dem jeweiligen ersten Schenkel zu dem jeweiligen zweiten Schenkel zu ermöglichen; wobei jede der Vielzahl von Haarnadeln entweder eine Windung mit verkürzter Spulenweite oder eine Windung mit verlängerter Spulenweite oder eine Windung mit voller Spulenweite ist; wobei die Windungen mit verkürzter Spulenweite, mit verlängerter Spulenweite und mit voller Spulenweite ausgestaltet sind, um sich über eine erste, eine zweite bzw. eine dritte Anzahl der Vielzahl der Statornuten hinweg zu erstrecken, wobei die erste Anzahl kleiner als die zweite Anzahl ist und die dritte Anzahl zwischen der ersten und zweiten Anzahl liegt; wobei die Vielzahl der Haarnadeln in erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Haarnadelschichten unterteilt ist; wobei die erste, dritte und fünfte Haarnadelschicht jeweils mindestens zwei Windungen mit verkürzter Spulenweite enthalten; und wobei die zweite, vierte und sechste Haarnadelschicht jeweils mindestens zwei Windungen mit verlängerter Spulenweite enthalten.
Maschine nach Anspruch 7, wobei die erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Haarnadelschicht jeweils mindestens eine der Windungen mit voller Spulenweite enthalten.
Maschine nach Anspruch 7, wobei: die erste Haarnadelschicht durch die Vielzahl der Haarnadeln definiert ist, deren erster Schenkel sich jeweils in der ersten Nutschicht befindet und deren zweiter Schenkel sich jeweils in der zweiten Nutschicht befindet; die zweite Haarnadelschicht durch die Vielzahl der Haarnadeln definiert ist, deren erster Schenkel sich jeweils in der zweiten Nutschicht befindet und deren zweiter Schenkel sich jeweils in der ersten Nutschicht befindet; die dritte Haarnadelschicht durch die Vielzahl der Haarnadeln definiert ist, deren erster Schenkel sich jeweils in der dritten Nutschicht befindet und deren zweiter Schenkel sich jeweils in der vierten Nutschicht befindet; die vierte Haarnadelschicht durch die Vielzahl der Haarnadeln definiert ist, deren erster Schenkel sich jeweils in der vierten Nutschicht befindet und deren zweiter Schenkel sich jeweils in der dritten Nutschicht befindet; die fünfte Haarnadelschicht durch die Vielzahl der Haarnadeln definiert ist, deren erster Schenkel sich jeweils in der fünften Nutschicht befindet und deren zweiter Schenkel sich jeweils in der sechsten Nutschicht befindet; und die sechste Haarnadelschicht durch die Vielzahl der Haarnadeln definiert ist, deren erster Schenkel sich jeweils in der sechsten Nutschicht befindet und deren zweiter Schenkel sich jeweils in der fünften Nutschicht befindet.
Elektrische Maschine, die umfasst: eine Statoranordnung; einen Rotor, der relativ zu der Statoranordnung drehbar ist; wobei die Statoranordnung umfasst: eine Vielzahl von Statornuten, die erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Nutschichten definiert; eine Vielzahl von Haarnadeln, die alle einen jeweiligen ersten Schenkel, der in einer der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften und sechsten Nutschichten positioniert ist, und einen jeweiligen zweiten Schenkel aufweisen, der in einer anderen der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften und sechsten Nutschichten positioniert ist; wobei die Vielzahl der Haarnadeln jeweils ausgestaltet ist, um einen Stromfluss von dem jeweiligen ersten Schenkel zu dem jeweiligen zweiten Schenkel zu ermöglichen; wobei die Vielzahl der Haarnadeln in erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Haarnadelschichten unterteilt ist; wobei die Vielzahl der Haarnadeln erste, zweite und dritte Wicklungssätze ausbildet, wobei der erste, zweite und dritte Wicklungssatz jeweils zueinander parallel sind; wobei der erste Wicklungssatz aus der Vielzahl der Haarnadeln in der ersten und zweiten Haarnadelschicht ausgebildet ist; wobei der zweite Wicklungssatz aus der Vielzahl der Haarnadeln in der dritten und vierten Haarnadelschicht ausgebildet ist; wobei der dritte Wicklungssatz aus der Vielzahl der Haarnadeln in der fünften und sechsten Haarnadelschicht ausgebildet ist; wobei die erste, dritte und fünfte Haarnadelschicht jeweils mindestens zwei Windungen mit verkürzter Spulenweite enthält, die ausgestaltet sind, um sich über eine erste Anzahl der Vielzahl von Statornuten hinweg zu erstrecken; und wobei die zweite, vierte und sechste Haarnadelschicht jeweils mindestens zwei Windungen mit verlängerter Spulenweite enthält, die ausgestaltet sind, um sich über eine zweite Anzahl der Vielzahl von Statornuten hinweg zu erstrecken; wobei die zweite Anzahl größer als die erste Anzahl ist.