DE102016111212A1

DE102016111212A1 - Motor mit 8-förmigen verbundenen Spulen und Verfahren zur Herstellung Desselben

Info

Publication number: DE102016111212A1
Application number: DE102016111212.7A
Authority: DE
Inventors: Takashi Ito
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2015-06-25
Filing date: 2016-06-20
Publication date: 2016-12-29
Anticipated expiration: 2036-06-21
Also published as: US20160380497A1; CN106300750B; JP2017011959A; US9954406B2; DE102016111212B4; CN106300750A; JP6203785B2

Abstract

Bei einem Motor ist die Zahl von Nuten 6N geteilt durch die Zahl von Polpaaren P (2N > P) eines Rotors ein irreduzibler Bruch, wenn ein Quotient, erhalten durch das Teilen von 6N durch 2P, durch X bezeichnet ist, 2N Spulen pro Phase sind in den Nuten des Stators angeordnet, eine und eine andere der Spulen, die damit in Reihe geschaltet ist, sind überlappend in einer Mittelnut angeordnet, während sie sich eine Seite mit ausgerichteten Stromrichtungen teilen, gegenüberliegende Seiten der beiden Spulen, welche sich nicht die Nut teilen, sind jeweils in anderen der Nuten mit einem Abstand X von der Mittelnut angeordnet, derart, dass die beiden Spulen, während sie in Form einer 8 verbunden sind, welche die drei Nuten überspannt, angeordnet sind, und N Sätze pro Phase der verbundenen Spulen sind an nicht vollständig überlappenden Positionen in den Nuten angeordnet und sind in Reihe geschaltet.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Motor und ein Verfahren zur Herstellung desselben, und insbesondere betrifft sie einen Motor mit 8-förmigen verbundenen Spulen und ein Verfahren zur Herstellung desselben.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Als eine Kombination von Polen und Nuten, welche eine Verringerung des Rastmoments und der Drehmomentwelligkeit ermöglicht, ist herkömmlich ein Motor mit der „Bruchloch”-Konfiguration bekannt, bei welcher die Zahl der Nuten geteilt durch die Zahl der Pole ein irreduzibler Bruch ist.
Bei einem Motor des Bruchloch-Typs ist es möglich, die Zahl der Pole und die Zahl der Nuten so auszuwählen, dass das kleinste gemeinsame Vielfache der Zahl der Pole und der Zahl der Nuten erhöht wird, und es ist möglich, einen kleinen Wert eines verteilten Wicklungskoeffizienten höherer Ordnung einzustellen, wodurch eine Verringerung des Rastmoments und der Drehmomentwelligkeit ermöglicht wird (siehe z. B. die japanische Patentanmeldung Nr. 2014-125680 ).
Bei einem Motor, bei welchem die Zahl der Nuten 6N mehr als 1,5 Mal, jedoch weniger als 3 Mal die Zahl der Polpaare P beträgt (1,5P < 6N < 3P), ist der Motor ein konzentrierter Wicklungsmotor, dessen Nutteilung 1 ist. In diesem Fall können, da es möglich ist, Spulen um benachbarte Nuten zu wickeln, die Spulen mittels einer Düse der Wickelmaschine direkt um die Zähne des Stators gewickelt werden (d. h. Direktwicklung). Dies ist sehr vorteilhaft für die Herstellung. Jedoch sind, da die Zahl der Nuten relativ gering ist, die magnetischen Flusslinien, die in dem Rotor und dem Stator erzeugt werden, anfällig für die Zahnform des Stators oder die äußere Form des Statorkerns und verschlechtern somit den Grad des Rastmoments und der Drehmomentwelligkeit. Dies resultiert in den begrenzten vorteilhaften Wirkungen selbst bei der Bruchloch-Konfiguration.
Andererseits neigen, bei einem Motor des Bruchloch-Typs, bei welchem die Zahl der Nuten 6N mehr als 3 Mal die Zahl der Polpaare P beträgt (6N > 3P), das Rastmoment und die Drehmomentwelligkeit dazu, kleiner als bei einem konzentrierten Wicklungsmotor mit der Bruchloch-Konfiguration zu werden, was hinsichtlich der Leistung reizvoll ist. Jedoch ist die Spulenweite der in die Nuten einzuführenden Wicklungen größer als 1 Nut und das Wickeln ist nur durch verteilte Wicklung möglich. Insbesondere ist, bei einem Motor, bei welchem die Zahl der Nuten geteilt durch die Zahl der Polpaare ein irreduzibler Bruch ist, das Layout der Wicklungen kompliziert und erfordert daher eine große Zahl von Wicklungsspulen, die in die Nuten einzuführen sind. Dies ist für eine Automatisierung des Wickelns zum Zeitpunkt der Herstellung nicht geeignet.
Außerdem erhöht die große Zahl von Spulen die Lagensprünge, welche die Spulen verbinden, wodurch die komplizierte Anordnung der Wicklungen verursacht wird.
Als ein Beispiel dreht sich, bei einer automatischen Wickelmaschine mit einem Einziehwerkzeug, eine Düse oder ein Flyer der Wickelmaschine um Wickelrahmen zum Erzeugen von Spulen Stück für Stück, die so erzeugten Spulen werden in das Einziehwerkzeug eingeführt, und das Einziehwerkzeug wird allmählich in den Stator gedrückt, wodurch die Spulen um den Stator gewickelt werden. Bei diesem Prozess erhöht sich, wenn eine große Zahl von Spulen erzeugt wird, die Zahl der Male des Einführens in das Einziehwerkzeug, was in einer hohen Zahl von Produktionsschritten resultiert. Ferner erzeugt, da eine große Zahl von Spulen in das Einziehwerkzeug eingeführt wird, die große Zahl von Lagensprüngen zwischen den Spulen eine komplizierte Anordnung der Wicklungen, wodurch ein Herstellungsausfall verursacht werden kann.
Somit weist ein Motor des Bruchloch-Typs mit einem komplizierten Wicklungslayout die folgenden Probleme auf, wenn die Wicklung durch automatisch wickelbare konzentrische Wicklung durchgeführt wird.

(1) Die Zahl der Spulen ist hoch und erhöht aufgrund dessen die Zahl der Produktionsschritte.
(2) Die Zahl der Lagensprünge, welche die Spulen verbinden, ist hoch und verursacht eine komplizierte Anordnung.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Motors des Bruchloch-Typs mit einem komplizierten Wicklungslayout, wobei der Motor eine Wicklungsstruktur mit weniger Produktionsschritten und weniger Lagensprüngen zwischen den Spulen beinhaltet, und eines Verfahrens zur Herstellung des Motors.
Ein Dreiphasenwechselstrommotor einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet Folgendes: einen Rotor, der mehrere Paare magnetischer Pole aufweist; einen Stator, der in einer Richtung einer Rotationsachse des Rotors ausgebildet ist, mehrere umlaufend angeordnete Nuten aufweist und radial dem Rotor zugewandt angeordnet ist; und mehrere Wicklungen, die in die Nuten eingeführt und um den Stator gewickelt sind, wobei, wenn eine Zahl von Polen des Rotors durch 2P bezeichnet ist und eine Zahl von Nuten, in welche Wicklungen des Stators eingeführt sind, durch 6N bezeichnet ist, die Zahl der Nuten 6N geteilt durch eine Zahl der Polpaare P ein irreduzibler Bruch ist und eine Beziehung 2N > P vorliegt, und wobei bei dem Stator des Dreiphasenwechselstrommotors, wenn ein Quotient, der durch Teilung der Zahl der Nuten 6N durch die Zahl der Pole 2P erhalten wird, durch X bezeichnet ist, 2N Spulen pro Phase mit einer vorbestimmten Zahl von Wicklungen in den Nuten des Stators angeordnet sind, sich eine der Spulen und eine andere der Spulen, die in Reihe damit geschaltet ist, eine Seite teilen, während sie die Stromrichtungen ausrichten, und überlappend in einer Mittelnut angeordnet sind, wobei gegenüberliegende Seiten der beiden Spulen, die sich nicht die Nut teilen, jeweils in anderen der Nuten mit einem Abstand X von der Mittelnut angeordnet sind, derart, dass die beiden Spulen, während sie in Form einer 8 verbunden sind, welche die drei Nuten überspannt, angeordnet sind, und N Sätze pro Phase der 8-förmigen verbundenen Spulen sind an nicht vollständig überlappenden Positionen in den Nuten des Stators angeordnet und sind in Reihe geschaltet.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Dreiphasenwechselstrommotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Dreiphasenwechselstrommotors, der 8-förmige verbundene Spulen beinhaltet, durch Verwendung einer automatischen Wickelmaschine mit einem Einziehwerkzeug, die mit einer Düse ausgestattet ist, die sich dreht, während sie Wicklungen freigibt, und zwei oder mehr parallele Wickelrahmen aufweist, um welche die Wicklungen gewickelt werden, um Spulen zu erzeugen, wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet: einen ersten Schritt zum Anpassen von Höhen der beiden Wickelrahmen und Drehen der Düse um einen der Wickelrahmen mit einer vorbestimmten Zahl von Wicklungen zum Erzeugen einer ersten Spule; einen zweiten Schritt zum Anpassen der Höhen der beiden Wickelrahmen und Drehen der Düse um einen anderen der Wickelrahmen mit einer vorbestimmten Zahl von Wicklungen in einer entgegengesetzten Richtung zu der Rotationsrichtung zum Erzeugen einer zweiten Spule, die eine Stromrichtung entgegengesetzt der der ersten Spule aufweist; einen dritten Schritt zum Einführen der beiden Spulen in ein Einziehwerkzeug in einer Art und Weise, dass eine überlappende Seite der beiden Spulen in einen Nut eingeführt wird; einen vierten Schritt zum Wiederholen des ersten bis dritten Schrittes zum Erzeugen anderer 8-förmiger verbundener Spulen, wodurch erzeugte verbundene Spulen in das Einziehwerkzeug eingeführt werden; und einen fünften Schritt zum Einführen des Einziehwerkzeugs in einen Stator, wodurch sämtliche Wicklungen in den Stator eingeführt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen offensichtlicher sein, wobei:
1 eine Querschnittansicht eines 10-Pol-36-Nut-Motors ist;
2A eine Querschnittabwicklung eines Wicklungslayouts für 1. bis 18. Nuten in einem 10-Pol-36-Nut-Motor ist;
2B eine Querschnittabwicklung eines Wicklungslayouts für 19. bis 36. Nuten in dem 10-Pol-36-Nut-Motor ist;
3 ein Diagramm ist, welches ein Verfahren zur Herstellung einer Einzelspule durch eine Wickelmaschine mit einem Einziehwerkzeug veranschaulicht;
4 ein Diagramm ist, welches ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrfachspule durch die Wickelmaschine mit einem Einziehwerkzeug veranschaulicht;
5 eine Draufsicht eines Einziehwerkzeugs mit darin eingeführten Spulen gesehen von oberhalb des Einziehwerkzeugs ist;
6 eine perspektivische Ansicht des Einziehwerkzeugs mit darin eingeführten Spulen ist;
7 eine perspektivische Ansicht des Einziehwerkzeugs eingeführt in einen Stator ist;
8A eine Querschnittabwicklung ist, welche ein Wicklungslayout für 1. bis 18. Nuten veranschaulicht, wenn U-Phasen-Spulen durch konzentrische Wicklung in dem 10-Pol-36-Nut-Motor gewickelt sind;
8B eine Querschnittabwicklung ist, welche ein Wicklungslayout für 19. bis 36. Nuten veranschaulicht, wenn U-Phasen-Spulen durch konzentrische Wicklung in dem 10-Pol-36-Nut-Motor gewickelt sind;
9A eine Querschnittabwicklung ist, welche ein Wicklungslayout in dem 10-Pol-36-Nut-Motor veranschaulicht;
9B eine Querschnittansicht 8-förmiger verbundener Spulen in dem 10-Pol-36-Nut-Motor ist;
10A eine konzeptionelle Querschnittansicht der 8-förmigen verbundenen Spulen ist;
10B eine Ansicht ist, welche eine Positionsbeziehung zwischen den 8-förmigen verbundenen Spulen und den Nuten veranschaulicht;
11A eine Querschnittabwicklung ist, welche ein Wicklungslayout für eine dreilagige 10-Pol-36-Nut-Wicklung veranschaulicht;
11B eine Querschnittansicht von drei verbundenen Spulen einer dreilagigen 10-Pol-36-Nut-Wicklung ist;
12A eine Querschnittansicht ist, welche ein Beispiel der drei verbundenen Spulen veranschaulicht;
12B eine Draufsicht ist, welche an Beispiel der drei verbundenen Spulen veranschaulicht;
13A eine Querschnittansicht ist, welche ein anderes Beispiel der drei verbundenen Spulen veranschaulicht;
13B eine Draufsicht ist, welche ein anderes Beispiel der drei verbundenen Spulen veranschaulicht;
14 ein Diagramm ist, welches einen ersten Schritt in einem Verfahren zur Herstellung 8-förmiger verbundener Spulen durch eine automatische Wickelmaschine mit einem Einziehwerkzeug veranschaulicht;
15 ein Diagramm ist, welches einen zweiten Schritt in dem Verfahren zur Herstellung 8-förmiger verbundener Spulen durch die automatische Wickelmaschine mit einem Einziehwerkzeug veranschaulicht;
16A ein Diagramm ist, welches einen dritten Schritt in dem Verfahren zur Herstellung 8-förmiger verbundener Spulen durch die automatische Wickelmaschine mit einem Einziehwerkzeug veranschaulicht;
16B ein Diagramm ist, welches einen vierten Schritt in dem Verfahren zur Herstellung 8-förmiger verbundener Spulen durch die automatische Wickelmaschine mit einem Einziehwerkzeug veranschaulicht;
17 ein Diagramm ist, welches einen ersten Schritt in einem Verfahren zur Herstellung von drei verbundenen Spulen durch eine automatische Wickelmaschine mit einem Einziehwerkzeug veranschaulicht;
18 ein Diagramm ist, welches einen zweiten Schritt in dem Verfahren zur Herstellung von drei verbundenen Spulen durch die automatische Wickelmaschine mit einem Einziehwerkzeug veranschaulicht;
19 ein Diagramm ist, welches einen dritten Schritt in dem Verfahren zur Herstellung von drei verbundenen Spulen durch die automatische Wickelmaschine mit einem Einziehwerkzeug veranschaulicht;
20A ein Diagramm ist, welches einen vierten Schritt in dem Verfahren zur Herstellung von drei verbundenen Spulen durch die automatische Wickelmaschine mit einem Einziehwerkzeug veranschaulicht; und
20B ein Diagramm ist, welches einen fünften Schritt in dem Verfahren zur Herstellung von drei verbundenen Spulen durch die automatische Wickelmaschine mit einem Einziehwerkzeug veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ein Motor und ein Verfahren zur Herstellung desselben gemäß der vorliegenden Erfindung werden unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
[Erste Ausführungsform]
Ein Dreiphasenwechselstrom(AC)-Motor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beschrieben. 1 veranschaulicht eine Querschnittansicht eines 10-Pol-36-Nut-Motors. In 1 bezeichnet 6 einen Stator und 10 bezeichnet einen Rotor. Der Rotor 10 beinhaltet zehn Magnete 11, einen Rotorkern 12 und eine Welle 13 des Rotors, und der Rotor 10 dreht sich um eine Rotationsachse C des Rotors. Die Zahl magnetischer Pole P beträgt zehn, was die gleiche ist wie die Zahl der Magnete. Der Stator 6 beinhaltet einen Statorkern 3 und sechsunddreißig Nuten 2, die in der Richtung der Rotationsachse C des Rotors ausgebildet und umlaufend angeordnet sind, und später beschriebene Wicklungen sind in den Nuten 2 angeordnet. Die vorliegende Erfindung betrifft das Layout der Wicklungen, die um den Statorkern 3 gewickelt sind, in dem Motor, und daher wird die Beschreibung des Rotors im Folgenden weggelassen.
2 ist eine Ansicht, welche ein Layout von Spulen jeder Phase in den Nuten in einem Motor des Bruchloch-Typs mit zehn Polen, sechsunddreißig Nuten und drei verschobenen Nuten veranschaulicht. 2 bezeichnet die Nuten des Statorkerns, 3 bezeichnet den Statorkern, 4 bezeichnet Wicklungen (Spulen) und 6 bezeichnet den Stator. Die Zahl B an der Oberseite jeder Nut 2 ist die Nutidentifikationsnummer. U, V und W stellen jede Phase des Dreiphasenwechselstroms dar und weisen eine Phasendifferenz von ±120 Grad in Bezug aufeinander auf. Das „+” und das „–” geben die Stromrichtungen an, und die Phasendifferenz beträgt 180 Grad. 2 veranschaulicht ein Beispiel von zweilagigen Wicklungen, bei welchen zwei Phasen, aus den insgesamt sechs Phasen +U, –U, +V, –V, +W und –W, an jeder Nut angeordnet sind. Die gleiche Zahl von Walzdrähten, wie z. B. Kupferdrähte, durch welche Strom fließt, ist jeweils in jeden Anordnungsbereich eingeführt. Obwohl der Stator 6 im Allgemeinen eine zylindrische Form aufweist, ist hierin zum einfachen Verständnis der Beschreibung eine lineare Querschnittabwicklung des zylindrischen Stators 6 veranschaulicht. Im Folgenden wird, wenn das Layout der Wicklungen 4 in dem Stator 6 beschrieben wird, die Querschnittabwicklung zum Beschreiben des Stators 6 und des Layouts der Wicklungen 4 verwendet. 2A veranschaulicht den Querschnitt des abgewickelten Stators 6 für den Teil mit den Nutidentifikationsnummern 1 bis 18, und 2B veranschaulicht den Querschnitt für den Teil mit den Nutidentifikationsnummern 19 bis 36.
Im Folgenden werden ein Walzdraht, wie z. B. ein Kupferdraht, durch welchen Strom fließt, oder Bündel der Walzdrähte als „eine Wicklung” bezeichnet. Ein Stapel von Bündeln der geschlossenen ringförmigen Walzdrähte, die einander überlappen, während sie in einer gleichen Form verbunden sind, wird als „eine Spule” bezeichnet.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung einer Einzelspule unter Verwendung einer Wickelmaschine mit einem Einziehwerkzeug unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Wie in 3 veranschaulicht, dreht sich eine Düse 21 innerhalb des Bereiches eines Pfeils 25 und wickelt eine Wicklung 23 um einen Wickelrahmen 22 zum Erzeugen einer Einzelspule 24.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrfachspule unter Verwendung der Wickelmaschine mit einem Einziehwerkzeug unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Zunächst dreht sich die Düse 21 innerhalb des Bereiches des Pfeils 28 und wickelt die Wicklung 23 um einen ersten Wickelrahmen 26 zum Erzeugen einer äußeren Spule 29 einer Mehrfachspule 31. Als nächstes dreht sich die Düse 21 innerhalb des Bereiches des Pfeils 28 und wickelt die Wicklung 23 um einen zweiten Wickelrahmen 27 zum Erzeugen einer inneren Spule 30 der Mehrfachspule 31.
Als nächstes wird die so erzeugte Mehrfachspule 31 in ein Einziehwerkzeug 32 eingeführt, wie in einer Draufsicht von 5 und einer perspektivischen Ansicht von 6 veranschaulicht. 5 und 6 veranschaulichen ein Beispiel eines 8-Pol-36-Nut-Motors mit den doppelten konzentrischen Wicklungsspulen 31 eingeführt in das Einziehwerkzeug 32 als eine einzelne Phase.
Als nächstes wird, wie in 7 veranschaulicht, das Einziehwerkzeug 32 in den Stator 6 eingeführt, um die Spulen 31 in den Stator 6 zu drücken. Diesbezüglich ist in der Praxis eine Führungsvorrichtung (nicht veranschaulicht) zum Eindrücken der Spulen 31 im Inneren des Einziehwerkzeugs 32 angeordnet.
8A ist eine Querschnittabwicklung, welche ein Wicklungslayout für 1. bis 18. Nuten veranschaulicht, wenn U-Phasen-Spulen durch konzentrische Wicklung in dem 10-Pol-36-Nut-Motor gewickelt werden. 8B ist eine Querschnittabwicklung, welche ein Wicklungslayout für 19. bis 36. Nuten veranschaulicht, wenn U-Phasen-Spulen durch konzentrische Wicklung in dem 10-Pol-36-Nut-Motor gewickelt werden.
Der obere Abschnitt in jeder von 8A und 8B veranschaulicht eine Querschnittansicht entlang eines Querschnitts senkrecht zur Achse des Rotors und der untere Abschnitt veranschaulicht eine Positionsbeziehung zwischen den Spulen und den Nuten bei Betrachtung von der Rotationsachse des Rotors aus. In 8A und 8B ist nur das Layout von U-Phasen-Spulen veranschaulicht. Außerdem gibt, in dem oberen Abschnitt in jeder von 8A und 8B, der obere Teil des Bereiches, in welchem das „+u” oder „–u” in jeder Nut angegeben sind, eine Erstlagenspule an und der untere Teil gibt eine Zweitlagenspule an.
Zum Durchführen einer normalen konzentrischen Wicklung für ein 10-Pol-36-Nut-Wicklungslayout sind zwölf Spulen pro Phase, angegeben als Pfeile in 8A und 8B, notwendig, und es sind zehn Einführungen in das Einziehwerkzeug notwendig. In diesem Fall werden doppelte konzentrische Wicklungen an zwei Abschnitten ausgebildet. Da die doppelten konzentrischen Wicklungen nur an begrenzten Abschnitten ausgebildet werden können, erhöht sich die Zahl der Produktionsschritte. Pfeile in 8A und 8B stellen jeweils eine Spule bestehend aus dem „+u” und dem „–u” dar. Auf diese Weise werden, bei dem Motor, der die Bruchloch-Konfiguration aufweist, bei welcher die Zahl der Nuten geteilt durch die Zahl der Pole ein irreduzibler Bruch ist, die Wicklungen komplizierter, und die Zahl der Produktionsschritte erhöht sich.
Als nächstes wird ein Dreiphasen-AC-Motor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 veranschaulicht eine Querschnittansicht des Dreiphasen-AC-Motors gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 9A und 9B veranschaulichen ein Anwendungsbeispiel des 10-Pol-36-Nut-Dreiphasen-AC-Motors gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 9A und 9B ist nur die U-Phase für fünfundzwanzig Nuten von sechsunddreißig Nuten angegeben. Der Dreiphasen-AC-Motor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Rotor 10, der mehrere Paare magnetischer Pole aufweist, einen Stator 6, der in einer Richtung einer Rotationsachse des Rotors 10 ausgebildet ist, mehrere umlaufend angeordnete Nuten 2 aufweist und radial dem Rotor 10 zugewandt angeordnet ist, und mehrere Wicklungen 4, die in die Nuten 2 eingeführt und um den Stator 6 gewickelt sind.
Bei dem Stator 6 des Dreiphasen-AC-Motors gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wenn eine Zahl von Polen des Rotors 10 durch 2P bezeichnet ist und eine Zahl von Nuten, in welche Wicklungen des Stators 6 eingeführt sind, durch 6N bezeichnet ist, die Zahl der Nuten 6N geteilt durch eine Zahl der Polpaare P ein irreduzibler Bruch und es liegt eine Beziehung 2N > P vor. Wenn zum Beispiel die Zahl der Pole 2P 10 ist und die Zahl der Nuten 6N 36 ist, ist P 5 und N ist 6. Jedoch ist dies lediglich ein Beispiel und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
Wenn ein Quotient, der durch das Teilen der Zahl der Nuten 6N durch die Zahl der Pole 2P erhalten wird, durch X bezeichnet wird, sind 2N Spulen (z. B. 411, 412) pro Phase mit einer vorbestimmten Zahl von Wicklungen in den Nuten des Stators 6 angeordnet. Wenn zum Beispiel die Zahl der Pole 2P 10 ist und die Zahl der Nuten 6N 36 ist, ist X 3.
Eine der Spulen (z. B. 411) und eine andere der Spulen (z. B. 412), die in Reihe damit geschaltet ist, sind überlappend in einer Mittelnut (z. B. die Nut Nummer 4) angeordnet, während sie sich eine Seite teilen, wobei Stromrichtungen davon ausgerichtet werden.
Gegenüberliegende Seiten der beiden Spulen 411 und 412, welche sich die Nut nicht teilen, sind jeweils in anderen der Nuten (z. B. die Nuten Nummer 1 und 7) mit einem Abstand X (z. B. 3) von der Mittelnut angeordnet, und die beiden Spulen 411 und 412 sind, während sie in Form einer 8 verbunden sind, welche die drei Nuten (z. B. die Nuten Nummer 1, 4 und 7) überspannt, angeordnet.
N Sätze pro Phase der 8-förmigen verbundenen Spulen 41 bis 44 sind an nicht vollständig überlappenden Positionen in den Nuten des Stators angeordnet und sind in Reihe geschaltet.
Bei dem Dreiphasen-AC-Motor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 9B veranschaulicht, ist ein Layout einer einzelnen Phase des 10-Pol-36-Nut-Motors komplett unter Verwendung von Spulen mit einem 3-Nut-Abstand abgewickelt. 10A veranschaulicht eine konzeptionelle Querschnittansicht der 8-förmigen verbundenen Spulen 411 und 412. 10B veranschaulicht eine Positionsbeziehung zwischen den 8-förmigen verbundenen Spulen 411 und 412 und den Nuten. Wie in 10A veranschaulicht, ist eine Spule 411 derart gewickelt, dass sie die erste Nut S1 und die zweite Lage (S42) der vierten Nut überspannt. Eine andere Spule 412 ist derart gewickelt, dass sie die erste Lage (S41) der vierten Nut und die siebente Nut (S7) überspannt. Diesbezüglich sind die Nuten S41 und S42 beide an der vierten Nut (S4) positioniert.
Wie in 10B veranschaulicht, besteht die eine Spule 411 aus den vier Seiten 411a, 411b, 411c und 411d. Ebenso besteht die andere Spule 412 aus den vier Seiten 412a, 412b, 412c und 412d.
Zu diesem Zeitpunkt, wie in 10B veranschaulicht, sind die beiden Spulen 411 und 412 derart angeordnet, dass sie die drei Nuten S1, S4 und S7 überspannen, und die Spulenseiten 411c und 412a sind zusammen in der einen Nut S4 angeordnet. Daher ist es möglich, die 8-förmigen verbundenen Spulen 41 auszubilden, indem sie in Reihe geschaltet werden, ohne die Lockerheit eines Lagensprungs 41e der beiden Spulen 411 und 412, welche die 8-förmigen verbundenen Spulen konfigurieren. Diesbezüglich kann der Lagensprung 41e kurz gehalten und in die Spule 411 oder 412 assimiliert werden. Außerdem bezeichnet 50 Zähne des Stators, und 41f bezeichnet eine Wicklung für die Schaltung in Reihe mit anderen 8-förmigen verbundenen Spulen.
Bei dem 10-Pol-36-Nut-Layout in 9A und 9B (welche nur die U-Phase für fünfundzwanzig Nuten von sechsunddreißig Nuten veranschaulichen), können sämtliche Spulen 8-förmige verbundene Spulen mit einem 3-Nut-Abstand bilden. Zum Beispiel konfigurieren die Spulen 421 und 422 die 8-förmigen verbundenen Spulen 42, die Spulen 431 und 432 konfigurieren die 8-förmigen verbundenen Spulen 43 und die Spulen 441 und 442 konfigurieren die 8-förmigen verbundenen Spulen 44. Die entgegengesetzten Enden jedes Pfeils in 9B geben jeweils eine Spule an. Jede Einzelphase beinhaltet sechs Sätze der 8-förmigen verbundenen Spulen (nur vier Sätze sind in 9B veranschaulicht), sodass insgesamt achtzehn Sätze für drei Phasen vorliegen.
Gemäß des Dreiphasen-AC-Motors der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht, im Gegensatz zu dem komplizierten Spulenlayout wie in 8A und 8B, lediglich das Erzeugen mehrerer Spuleneinheiten, welche die gleiche Form wie in 9A und 9B aufweisen, das Durchführen der Wicklung für das gesamte Wicklungslayout, und stellt daher Vorteile zur Verfügung, durch welche die Herstellung eines Motors vereinfacht wird.
[Zweite Ausführungsform]
Als nächstes wird ein Dreiphasen-AC-Motor gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 11A und 11B veranschaulichen ein 3-lagiges 10-Pol-36-Nut-Wicklungslayout (drei Phasen angeordnet für jede Nut) des Dreiphasen-AC-Motors gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Dreiphasen-AC-Motor gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von dem Dreiphasen-AC-Motor gemäß der ersten Ausführungsform hinsichtlich der Tatsache, dass in mehreren Sätzen der N Sätze pro Phase von 8-förmigen verbundenen Spulen, eine Spule der verbundenen zwei Spulen eine unterschiedliche Zahl von Wicklungen gegenüber der einer anderen Spule aufweist. Da andere Konfigurationen des Dreiphasen-AC-Motors gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die gleichen sind wie die Konfigurationen des Dreiphasen-AC-Motors gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wird die detaillierte Beschreibung weggelassen.
In der in 11B veranschaulichten Abwicklung der Spulen können Einheiten der Spulen, welche die gleiche Form aufweisen, in zwei Arten sortiert werden, wie in 12 und 13. 12A ist eine Abwicklung eines Satzes 52 aus den Spulensätzen 51 bis 56 der mehreren verbundenen Spulen, die in 11B veranschaulicht sind.
Wie in 12A veranschaulicht, ist die Spule 521 derart angeordnet, dass sie die erste Lage (S161) der sechzehnten Nut und die erste Lage (S191) der neunzehnten Nut überspannt. Die Spule 522 ist derart angeordnet, dass sie die zweite Lage (S162) der sechzehnten Nut und die zweite Lage (S192) der neunzehnten Nut überspannt. Die Spule 523 ist derart angeordnet, dass sie die dritte Lage (S193) der neunzehnten Nut und die dritte Lage (S223) der zweiundzwanzigsten Nut überspannt. Im obigen Beispiel können die Spulen 521 und 522 als eine Spule 524 angesehen werden. Dann wird berücksichtigt, dass sich die Zahl der Wicklungen einer Spule 523 von den beiden verbundenen Spulen 523 und 524 von der Zahl der Wicklungen einer anderen Spule 524 unterscheidet.
12B veranschaulicht nur die Spulen 521 bis 523 von 12A. Die Spule 521 besteht aus mehreren Seiten 521a bis 521d. Die Spule 522 besteht aus mehreren Seiten 522a bis 522d. Die Spule 523 besteht aus mehreren Seiten 523a bis 523d. Die Seiten 521a und 522a sind in der sechzehnten Nut angeordnet. Die Seiten 521c, 522c und 523a sind in der neunzehnten Nut angeordnet. Die Seite 523c ist in der zweiundzwanzigsten Nut angeordnet.
Wie in 12B veranschaulicht, liegen die 8-förmigen verbundenen Spulen, welche eine unterschiedliche Zahl von Wicklungen aufweisen, an vier Abschnitten (51, 52, 54 und 55) in 11B vor.
Bei den verbundenen Spulen 51 unterscheidet sich die Zahl der Wicklungen der Spule 511 von der Gesamtzahl der Wicklungen der Spulen 512 und 513. Bei den verbundenen Spulen 54 unterscheidet sich die Zahl der Wicklungen der Spule 541 von der Gesamtzahl der Wicklungen der Spulen 542 und 543. Bei den verbundenen Spulen 55 unterscheidet sich die Zahl der Wicklungen der Spule 553 von der Gesamtzahl der Wicklungen der Spulen 551 und 552.
Bei anderen Spulen 53 und 56 sind drei Spulen verbunden. 13A ist eine Abwicklung eines Satzes 53 aus den Spulensätzen 51 bis 56 der mehreren der verbundenen Spulen, die in 11B veranschaulicht sind.
Wie in 13A veranschaulicht, ist die Spule 531 derart angeordnet, dass sie die erste Lage (S201) der zwanzigsten Nut und die erste Lage (S231) der dreiundzwanzigsten Nut überspannt. Die Spule 532 ist derart angeordnet, dass sie die zweite Lage (S232) der dreiundzwanzigsten Nut und die zweite Lage (S262) der sechsundzwanzigsten Nut überspannt. Die Spule 533 ist derart angeordnet, dass sie die dritte Lage (S263) der sechsundzwanzigsten Nut und die dritte Lage (S293) der neunundzwanzigsten Nut überspannt. Im obigen Beispiel weist, von den drei Spulen 531, 532 und 533, eine mittlere Spule 532 die zwei Seiten 532a und 532c auf, welche sich entsprechend eine Nut (die dreiundzwanzigste Nut und die sechsundzwanzigste Nut) mit einer Seite 531c und 533a jeder der anderen beiden Spulen 531 und 533 teilen.
Wie oben beschrieben, liegt der Abschnitt, in welchem die drei Spulen verbunden sind, in zwei Abschnitten in 11B vor. Außer den oben beschriebenen verbundenen Spulen 53 weisen die verbundenen Spulen 56 die drei darin verbundenen Spulen 561, 562 und 563 auf.
Oben wurde das Beispiel von drei verbundenen Spulen beschrieben. Jedoch kann auch in Betracht gezogen werden, dass vier Spulen in zwei Sätzen der 8-förmigen verbundenen Spulen verbunden sind, während sie sich zwei Seiten der beiden Spulen wie Folgt teilen. Mehrere Sätze von N Sätzen pro Phase der 8-förmigen verbundenen Spulen weisen zwei Seiten auf, über welche sich eine Spule von drei Seiten in drei Nuten spannt, über welche sich ein Satz der verbundenen Spulen überlappend auf anderen zwei Seiten spannt, über welche sich eine andere Spule eines anderen Satzes der 8-förmigen verbundenen Spulen spannt, wobei die Stromflussrichtungen der beiden Seiten und der anderen beiden Seiten ausgerichtet werden, derart, dass die beiden Sätze der 8-förmigen verbundenen Spulen verbunden sind, während sie sich zwei Nuten teilen, wodurch die mehreren Sätze der 8-förmigen verbundenen Spulen in Reihe geschaltet werden. Zu diesem Zeitpunkt können verbundene Spulen enthalten sein, die, von zwei Spulen, welche jeden der beiden Sätze der 8-förmigen verbundenen Spulen konfigurieren, eine Spule, die eine unterschiedliche Zahl von Wicklungen gegenüber der einer anderen Spule aufweist, aufweisen. In den Beispielen von 13A und 13B überlappen ein Satz der 8-förmigen verbundenen Spulen, bei welchem das Wicklungsverhältnis für die beiden Spulen 2:1 ist, und ein anderer Satz, bei welchem das Wicklungsverhältnis für die beiden Spulen 1:2 ist, in einem Abschnitt der Spule, die eine kleinere Zahl von Wicklungen aufweist, wodurch die drei Spulen gebildet werden, welche das gleiche Wicklungsverhältnis aufweisen.
Gemäß des Dreiphasen-AC-Motors der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht lediglich das Erzeugen mehrerer Spuleneinheiten, welche zwei Arten von Formen aufweisen, das Durchführen der Wicklung für das gesamte Wicklungslayout, und dadurch können die Herstellungsschritte eines Motors vereinfacht werden.
[Dritte Ausführungsform]
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung eines Dreiphasen-AC-Motors gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das Verfahren zur Herstellung eines Dreiphasen-AC-Motors gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Dreiphasen-AC-Motors, welcher 8-förmige verbundene Spulen beinhaltet, durch Verwendung einer automatischen Wickelmaschine mit einem Einziehwerkzeug, die mit einer Düse ausgestattet ist, die sich dreht, während sie Wicklungen freigibt, und zwei oder mehr parallele Wickelrahmen aufweist, um welche die Wicklungen gewickelt werden, um Spulen zu erzeugen, wobei das Verfahren einen ersten Schritt zum Anpassen von Höhen der beiden Wickelrahmen und Drehen der Düse um einen der Wickelrahmen mit einer vorbestimmten Zahl von Wicklungen zum Erzeugen einer ersten Spule, einen zweiten Schritt zum Anpassen der Höhen der beiden Wickelrahmen und Drehen der Düse um einen anderen der Wickelrahmen mit einer vorbestimmten Zahl von Wicklungen in einer entgegengesetzten Richtung der Rotationsrichtung zum Erzeugen einer zweiten Spule, welche eine Stromrichtung entgegengesetzt der der ersten Spule aufweist, einen dritten Schritt zum Einführen der beiden Spulen in einen Einziehwerkzeug in einer derartigen Art und Weise, dass eine überlappende Seite der beiden Spulen in eine Nut eingeführt wird, einen vierten Schritt zum Wiederholen des ersten bis dritten Schrittes zum Erzeugen anderer 8-förmiger verbundener Spulen, wodurch erzeugte verbundene Spulen in das Einziehwerkzeug eingeführt werden, und einen fünften Schritt zum Einführen des Einziehwerkzeugs in einen Stator, wodurch sämtliche Wicklungen in den Stator eingeführt werden, beinhaltet.
Das Verfahren zur Herstellung eines Dreiphasen-AC-Motors gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Einzelnen beschrieben. 14 ist ein Diagramm, welches den ersten Schritt in einem Verfahren zum Erzeugen 8-förmiger verbundener Spulen durch eine automatische Wickelmaschine mit einem Einziehwerkzeug veranschaulicht. In dem ersten Schritt dreht sich eine Düse (oder ein Flyer) 21 der automatischen Wickelmaschine um einen ersten Wickelrahmen 26 entlang einer vorbestimmten Rotationsrichtung 28 zum Erzeugen einer ersten Spule 29 mittels einer Wicklung 23.
15 ist ein Diagramm, welches den zweiten Schritt in dem Verfahren zur Erzeugung 8-förmiger verbundener Spulen durch die automatische Wickelmaschine mit einem Einziehwerkzeug veranschaulicht. In dem zweiten Schritt wird die Länge des ersten Wickelrahmens 26 kurz gewählt und die Länge eines zweiten Wickelrahmens 27 wird lang gewählt. Dann dreht sich, während die erste Spule 29 nicht gelockert wird, die Düse 21 um den zweiten Wickelrahmen 27 entlang einer Richtung 34 entgegengesetzt der Rotationsrichtung 28 in dem ersten Schritt zum Erzeugen einer zweiten Spule 30. Auf diese Art und Weise werden die 8-förmigen verbundenen Spulen fertiggestellt.
16A und 16B sind Diagramme, welche entsprechend dritte und vierte Schritte in dem Verfahren zum Erzeugen 8-förmiger verbundener Spulen durch die automatische Wickelmaschine mit einem Einziehwerkzeug veranschaulichen. Wie in 16A veranschaulicht, werden in dem dritten Schritt die Spulen 29 und 30 von dem ersten Wickelrahmen 26 und dem zweiten Wickelrahmen 27 genommen. Danach, wie in 16B veranschaulicht, werden in dem vierten Schritt die Spulen 29 und 30 in Form der 8-förmigen verbundenen Spulen in ein Einziehwerkzeug 32 eingeführt. Zu diesem Zeitpunkt sind die Lamellen 100 des Einziehwerkzeugs 32 an Positionen ausgebildet, die den Nuten entsprechen, und eine Seite der Spule 29 ist zum Beispiel an einer Position angeordnet, die der dritten Nut S3 entspricht. Eine überlappende Seite der Spulen 29 und 30 ist zum Beispiel an einer Position angeordnet, die der sechsten Nut S6 entspricht. Eine Seite der Spule 30 ist zum Beispiel an einer Position angeordnet, die der neunten Nut S9 entspricht.
Der erste bis dritte Schritt werden wiederholt, um andere 8-förmige verbundene Spulen zu erzeugen, und in dem vierten Schritt werden so erzeugte verbundene Spulen in das Einziehwerkzeug 32 eingeführt. Ferner wird, in dem fünften Schritt, das Einziehwerkzeug 32 in den Stator 6 eingeführt, wodurch sämtliche Wicklungen in den Stator eingeführt werden, wie in 7 veranschaulicht.
Gemäß des Verfahrens zur Herstellung des Dreiphasen-AC-Motors der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Dreiphasen-AC-Motor, der Spulen aufweist, die durch das Verbinden von zwei Spulen in Form einer 8 konfiguriert sind, leicht herzustellen.
[Vierte Ausführungsform]
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung eines Dreiphasen-AC-Motors gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das Verfahren zur Herstellung des Dreiphasen-AC-Motors gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Dreiphasen-AC-Motors, der 8-förmige verbundene Spulen beinhaltet, durch Verwendung einer automatischen Wickelmaschine mit einem Einziehwerkzeug, die mit einer Düse ausgestattet ist, die sich dreht, während sie Wicklungen freigibt, und drei parallele Wickelrahmen aufweist, um welche die Wicklungen gewickelt werden, um Spulen zu erzeugen, wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet: einen ersten Schritt zum Anpassen von Höhen der drei Wickelrahmen und Drehen der Düse um einen ersten Wickelrahmen mit einer vorbestimmten Zahl von Wicklungen zum Erzeugen einer ersten Spule, einen zweiten Schritt zum Anpassen der Höhen der drei Wickelrahmen und Drehen der Düse um einen zweiten Wickelrahmen mit einer vorbestimmten Zahl von Wicklungen in einer Richtung entgegengesetzt der Rotationsrichtung zum Erzeugen einer zweiten Spule, die eine Stromrichtung entgegengesetzt der der ersten Spule aufweist, einen dritten Schritt zum Anpassen der Höhen der drei Wickelrahmen und Drehen der Düse um einen dritten Wickelrahmen in einer Richtung entgegengesetzt der Rotationsrichtung der zweiten Spule zum Erzeugen einer dritten Spule, welche eine Stromrichtung entgegengesetzt der der zweiten Spule aufweist, einen vierten Schritt zum gleichzeitigen Einführen der drei Spulen in ein Einziehwerkzeug in einer derartigen Art und Weise, dass eine überlappende Seite der ersten und zweiten Spulen und eine andere überlappende Seite der zweiten und dritten Spulen jeweils in je eine Nut eingeführt werden, einen fünften Schritt zum Wiederholen des ersten bis vierten Schrittes zum Erzeugen anderer 8-förmiger verbundener Spulen unter Verwendung der zwei oder drei Wickelrahmen, wodurch erzeugte verbundene Spulen in das Einziehwerkzeug eingeführt werden, und einen sechsten Schritt zum Einführen des Einziehwerkzeugs in einen Stator, wodurch sämtliche Wicklungen in den Stator eingeführt werden.
Das Verfahren zur Herstellung eines Dreiphasen-AC-Motors gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Einzelnen beschrieben. 17 ist ein Diagramm, welches den ersten Schritt in einem Verfahren zum Erzeugen von drei verbundenen Spulen durch eine automatische Wickelmaschine mit einem Einziehwerkzeug veranschaulicht. In dem ersten Schritt dreht sich eine Düse (oder ein Flyer) 21 der automatischen Wickelmaschine um einen ersten Wickelrahmen 26 entlang einer vorbestimmten Rotationsrichtung 28 zum Erzeugen einer ersten Spule 29 mittels einer Wicklung 23.
18 ist ein Diagramm, welches den zweiten Schritt in dem Verfahren zum Erzeugen von drei verbundenen Spulen durch die automatische Wickelmaschine mit einem Einziehwerkzeug veranschaulicht. In dem zweiten Schritt wird die Länge des ersten Wickelrahmens 26 kurz gewählt und die Länge eines zweiten Wickelrahmens 27 wird lang gewählt. Dann dreht sich, während die erste Spule 29 nicht gelockert wird, die Düse 21 um den zweiten Wickelrahmen 27 entlang einer Richtung 34 entgegengesetzt der Rotationsrichtung 28 in dem ersten Schritt zum Erzeugen einer zweiten Spule 30.
19 ist ein Diagramm, welches den dritten Schritt in dem Verfahren zum Erzeugen von drei verbundenen Spulen durch die automatische Wickelmaschine mit einem Einziehwerkzeug veranschaulicht. In dem dritten Schritt wird die Länge des zweiten Wickelrahmens 27 kurz gewählt und die Länge eines dritten Wickelrahmens 35 wird lang gewählt. Dann dreht sich, während die erste Spule 29 und die zweite Spule 30 nicht gelockert werden, die Düse 21 um den dritten Wickelrahmen 35 entlang der Richtung 28 entgegengesetzt der Rotationsrichtung 34 in dem zweiten Schritt zum Erzeugen einer dritten Spule 36.
20A und 20B sind Diagramme, die entsprechend den vierten und fünften Schritt in dem Verfahren zum Erzeugen von drei verbundenen Spulen durch die automatische Wickelmaschine mit einem Einziehwerkzeug veranschaulichen. Wie in 20A veranschaulicht, werden in dem vierten Schritt die Spulen 29, 30 und 36 von dem ersten Wickelrahmen 26, dem zweiten Wickelrahmen 27 und dem dritten Wickelrahmen 35 genommen. Danach werden, wie in 20B veranschaulicht, in dem fünften Schritt die Spulen 29, 30 und 36 in Form verbundener Spulen in ein Einziehwerkzeug 32 eingeführt. Zu diesem Zeitpunkt sind die Lamellen 100 des Einziehwerkzeugs 32 an Positionen ausgebildet, die den Nuten entsprechen, und eine Seite der Spule 29 ist zum Beispiel an einer Position angeordnet, die der ersten Nut S1 entspricht. Eine überlappende Seite der Spulen 29 und 30 ist zum Beispiel an einer Position angeordnet, die der vierten Nut S4 entspricht. Eine überlappende Seite der Spulen 30 und 36 ist zum Beispiel an einer Position angeordnet, die der siebenten Nut S7 entspricht. Eine Seite der Spule 36 ist zum Beispiel an einer Position angeordnet, die der zehnten Nut S10 entspricht.
Der erste bis vierte Schritt werden wiederholt, um andere 8-förmige verbundene Spulen unter Verwendung der zwei oder drei Wickelrahmen zu erzeugen, und in dem fünften Schritt werden derart erzeugte verbundene Spulen in das Einziehwerkzeug 32 eingeführt. Ferner wird in dem sechsten Schritt das Einziehwerkzeug 32 in den Stator 6 eingeführt, wodurch sämtliche Wicklungen in den Stator eingeführt werden, wie in 7 veranschaulicht.
Gemäß des Verfahrens zur Herstellung des Dreiphasen-AC-Motors der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Dreiphasen-AC-Motor, der Spulen aufweist, die durch das Verbinden von drei Spulen konfiguriert sind, einfach herzustellen.
Gemäß eines Dreiphasen-AC-Motors eines Beispiels der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Motor des Bruchloch-Typs, der eine komplizierte Wicklungsstruktur aufweist, wobei der Motor eine Wicklungsstruktur beinhaltet, die mit einer geringeren Zahl von Spulen und Produktionsschritten automatisch gewickelt werden kann, und ein Verfahren zur Herstellung des Motors bereitzustellen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2014-125680 [0003]

Claims

Dreiphasenwechselstrommotor, welcher Folgendes umfasst: einen Rotor (10), der mehrere Paare magnetischer Pole aufweist; einen Stator (6), der in einer Richtung einer Rotationsachse des Rotors ausgebildet ist, mehrere umlaufend angeordnete Nuten aufweist und radial dem Rotor zugewandt angeordnet ist; und mehrere Wicklungen (4), welche in die Nuten eingeführt sind und um den Stator gewickelt sind, wobei, wenn eine Zahl von Polen des Rotors durch 2P bezeichnet ist und eine Zahl von Nuten, in welche Wicklungen des Stator eingeführt sind, durch 6N bezeichnet ist, die Zahl der Nuten 6N geteilt durch eine Zahl der Polpaare P ein irreduzibler Bruch ist und ein Verhältnis 2N > P vorliegt, und wobei, bei dem Stator (6) des Dreiphasenwechselstrommotors, wenn ein Quotient, der durch das Teilen der Zahl von Nuten 6N durch die Zahl von Polen 2P erhalten wird, durch X bezeichnet ist, 2N Spulen (411 und 412) pro Phase mit einer vorbestimmten Zahl von Wicklungen in der Nut des Stators angeordnet sind, eine (411) der Spulen und eine andere (412) der Spulen, die damit in Reihe geschaltet ist, überlappend in einer Mittelnut angeordnet sind, während sie sich eine Seite teilen, wobei Stromrichtungen davon ausgerichtet werden, gegenüberliegende Seiten der beiden Spulen, die sich nicht die Nut teilen, jeweils in anderen der Nuten mit einem Abstand X von der Mittelnut angeordnet sind, derart, dass die beiden Spulen, während sie in Form einer 8 verbunden sind, welche die drei Nuten überspannt, angeordnet sind, und N Sätze pro Phase der 8-förmigen verbundenen Spulen an nicht vollständig überlappenden Positionen in den Nuten des Stators angeordnet sind und in Reihe geschaltet sind.
Dreiphasenwechselstrommotor nach Anspruch 1, wobei die beiden Spulen (411 und 412), welche die 8-förmigen verbundenen Spulen konfigurieren, ohne Lockerheit in Reihe geschaltet sind.
Dreiphasenwechselstrommotor nach Anspruch 1, wobei in mehreren Sätzen von den N Sätzen pro Phase von 8-förmigen verbundenen Spulen (51 bis 56), eine Spule von den verbundenen zwei Spulen eine Zahl von Wicklungen aufweist, die sich von der einer anderen Spule unterscheidet.
Dreiphasenwechselstrommotor nach Anspruch 1, wobei mehrere Sätze von N Sätzen pro Phase der 8-förmigen verbundenen Spulen zwei Seiten aufweisen, über welche hinweg sich eine Spule von drei Seiten in drei Nuten spannt, über welche sich ein Satz der verbundenen Spulen überlappend auf anderen zwei Seiten spannt, über welche hinweg sich eine andere Spule von drei Seiten eines anderen Satzes der 8-förmigen verbundenen Spulen spannt, wobei die Stromflussrichtungen der beiden Seiten und der anderen beiden Seiten ausgerichtet werden, sodass die beiden Sätze der 8-förmigen verbundenen Spulen verbunden sind, während sie sich zwei Nuten teilen, wodurch die mehreren Sätze der 8-förmigen verbundenen Spulen in Reihe geschaltet werden.
Dreiphasenwechselstrommotor nach Anspruch 4, welcher verbundene Spulen umfasst, die, von zwei Spulen, welche die 8-förmigen verbundenen Spulen konfigurieren, eine Spule mit einer Zahl von Wicklungen, die sich von der einer anderen Spule unterscheidet, aufweisen.
Verfahren zur Herstellung eines Dreiphasenwechselstrommotors, welcher 8-förmige verbundene Spulen umfasst, durch Verwendung einer automatischen Wickelmaschine mit einem Einziehwerkzeug, die mit einer Düse (21) ausgestattet ist, die sich dreht, während sie Wicklungen freigibt, und zwei oder mehr parallele Wickelrahmen, um welche die Wicklungen zum Erzeugen von Spulen gewickelt werden, aufweist, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: einen ersten Schritt zum Anpassen von Höhen der beiden Wickelrahmen und Drehen der Düse um einen der Wickelrahmen mit einer vorbestimmten Zahl von Wicklungen zum Erzeugen einer ersten Spule; einen zweiten Schritt zum Anpassen der Höhen der beiden Wickelrahmen und Drehen der Düse um einen anderen der Wickelrahmen mit einer vorbestimmten Zahl von Wicklungen in einer Richtung entgegengesetzt der Rotationsrichtung zum Erzeugen einer zweiten Spule, welche eine Stromrichtung entgegengesetzt der der ersten Spule aufweist; einen dritten Schritt zum Einführen der beiden Spulen in ein Einziehwerkzeug in einer derartigen Art und Weise, dass eine überlappende Seite der beiden Spulen in eine Nut eingeführt wird; einen vierten Schritt zum Wiederholen des ersten bis dritten Schrittes zum Erzeugen anderer 8-förmiger verbundener Spulen, wodurch erzeugte verbundene Spulen in das Einziehwerkzeug eingeführt werden; und einen fünften Schritt zum Einführen des Einziehwerkzeugs in einen Stator, wodurch sämtliche Wicklungen in den Stator eingeführt werden.
Verfahren zur Herstellung eines Dreiphasenwechselstrommotors, welcher 8-förmige verbundene Spulen umfasst, durch Verwendung einer automatischen Wickelmaschine mit einem Einziehwerkzeug, die mit einer Düse (21) ausgestattet ist, die sich dreht, während sie Wicklungen freigibt, und drei parallele Wickelrahmen aufweist, um welche die Wicklungen zum Erzeugen von Spulen gewickelt werden, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: einen ersten Schritt zum Anpassen von Höhen der drei Wickelrahmen und Drehen der Düse um einen ersten Wickelrahmen mit einer vorbestimmten Zahl von Wicklungen zum Erzeugen einer ersten Spule; einen zweiten Schritt zum Anpassen der Höhen der drei Wickelrahmen und Drehen der Düse um einen zweiten Wickelrahmen mit einer vorbestimmten Zahl von Wicklungen in einer Richtung entgegengesetzt der Rotationsrichtung zum Erzeugen einer zweiten Spule, welche eine Stromrichtung entgegengesetzt der der ersten Spule aufweist; einen dritten Schritt zum Anpassen der Höhen der drei Wickelrahmen und Drehen der Düse um einen dritten Wickelrahmen in einer Richtung entgegengesetzt der Rotationsrichtung der zweiten Spule zum Erzeugen einer dritten Spule, welche eine Stromrichtung entgegengesetzt der der zweiten Spule aufweist; einen vierten Schritt zum gleichzeitigen Einführen der drei Spulen in ein Einziehwerkzeug in einer derartigen Art und Weise, dass eine überlappende Seite der ersten und zweiten Spule und eine andere überlappende Seite der zweiten und dritten Spule jeweils in je eine Nut eingeführt werden; einen fünften Schritt zum Wiederholen des ersten bis vierten Schrittes zum Erzeugen anderer 8-förmiger verbundener Spulen unter Verwendung der zwei oder drei Wickelrahmen, wodurch erzeugte verbundene Spulen in das Einziehwerkzeug eingeführt werden; und ein sechster Schritt zum Einführen des Einziehwerkzeugs in einen Stator, wodurch sämtliche Wicklungen in den Stator eingeführt werden.