DE102018203471A1 - Winding diagram for an electric machine - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wellenwicklung für eine elektrische Maschine dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenwicklung eine Lochzahl von drei aufweist, dass pro Doppellage für jeden Spulenstrang drei Teilstränge vorgesehen sind, und dass zumindest ein Teilstrang pro Doppellage in Umfangsrichtung entgegengesetzter Richtung gewickelt ist. Weiter betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine sowie einen Stator mit einer derartigen Wellenwicklung.The present invention relates to a wave winding for an electrical machine, characterized in that the wave winding has a number of holes of three, are provided per double strand for each coil strand three partial strands, and that at least one partial strand per double layer is wound in the circumferential direction of opposite direction. Furthermore, the invention relates to an electrical machine and a stator with such a wave winding.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wickelschema für eine elektrische Maschine sowie eine elektrische Maschine mit einer entsprechenden Wicklung.The present invention relates to a winding scheme for an electrical machine and an electrical machine with a corresponding winding.
Im Stand der Technik ist beispielsweise aus
Ein weiteres Beispiel für den Stand der Technik ist in
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Wickelschemas, welches einfach und schnell herzustellen ist sowie einen Betrieb der elektrischen Maschine mit hoher Leistung und geringen Verlusten ermöglicht. Eine weitere Aufgabe ist es den benötigten Bauraum, insbesondere in axialer Richtung, möglichst gering zu halten.The object of the present invention is to provide a winding scheme which is simple and quick to manufacture and enables operation of the electric machine with high performance and low losses. Another object is to keep the required space, especially in the axial direction, as small as possible.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Wellenwicklung und einer elektrischen Maschine gemäß den unabhängigen Ansprüchen.The object is achieved by a wave winding and an electric machine according to the independent claims.
Erfindungsgemäß ist eine Wellenwicklung für eine elektrische Maschine mit zumindest einer Phase und einer festgelegten Polzahl, welche einer Anzahl Pole, die über einen Umfang der elektrischen Maschine verteilt sind, entspricht, wobei die elektrische Maschine einen Rotor und einen Stator aufweist, wobei der Rotor oder der Stator Nuten für die Aufnahme der Wellenwicklung einer verteilten Wicklung aufweist, wobei pro Phase zwei Spulenstränge parallel geschalten vorgesehen sind, wobei die Spulenstränge an Ihren beiden Enden jeweils einen Anschlusspin aufweisen und jeweils mindestens drei in Reihe geschaltene Teilstränge umfassen, wobei sich jeder Teilstrang einmal um den Umfang erstreckt, wobei jeder Teilstrang eine der Polzahl der elektrischen Maschine entsprechende Mehrzahl von Leiterelementen aufweist, wobei eine geradzahlige Anzahl von in Umfangsrichtung benachbarten Leiterelemente jeweils durch einen Wendebereich zu einem Hairpin verbunden sind, wobei jeder Hairpin an seinen Enden Kontaktbereiche aufweist, welche jeweils als Kontaktpin zur Verbindung mit einem benachbarten Hairpin oder als Anschlusspin ausgeführt sind, wobei die Leiterelemente in Lagen in den Nuten aufgenommen sind und jeweils zwei in radialer Richtung benachbarte Lagen eine Doppellage bilden, wobei aufeinanderfolgende Leiterelemente des Spulenstrangs jeweils in radial benachbarten Lagen angeordnet sind, und wobei die Leiterelemente eines Teilstrangs in einer Doppellage angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenwicklung eine Lochzahl von drei und somit drei direkt benachbarte Nuten pro Pol und Phase aufweist, dass pro Doppellage für jeden Spulenstrang drei Teilstränge vorgesehen sind, und dass zumindest ein Teilstrang pro Doppellage in Umfangsrichtung entgegengesetzter Richtung gewickelt ist.According to the invention, a shaft winding for an electric machine having at least one phase and a fixed number of poles corresponding to a number of poles distributed over a circumference of the electric machine, wherein the electric machine comprises a rotor and a stator, wherein the rotor or the Stator has grooves for receiving the wave winding of a distributed winding, wherein two coil strands are provided in parallel shunt per phase, the coil strands each have a terminal pin at both ends and each comprise at least three series-connected sub-strands, each sub-strand once around the Scope extends, each sub-strand having a number of poles of the electrical machine corresponding plurality of conductor elements, wherein an even number of circumferentially adjacent conductor elements are each connected by a turning area to a hairpin, each hairpin to his Ends contact areas, which are each designed as a contact pin for connection to an adjacent hairpin or as a connection pin, wherein the conductor elements are received in layers in the grooves and two adjacent layers in the radial direction form a double layer, wherein successive conductor elements of the coil strand in each case radially adjacent layers are arranged, and wherein the conductor elements of a sub-strand are arranged in a double layer, characterized in that the wave winding has a number of holes of three and thus three directly adjacent grooves per pole and phase that per double layer for each coil strand three partial strands are provided, and that at least one sub-strand per double layer is wound in the circumferential direction of opposite direction.
Die Erfindung umfasst somit eine Wellenwicklung, welche eine verteilte Wicklung darstellt, bei der die Spulen der Wicklung jeweils über den Umfang der elektrischen Maschine verteilt sind. Die elektrische Maschine weist zumindest eine Phase auf, wobei auch mehr Phasen, insbesondere drei Phasen, vorgesehen sein können. Es ist eine festgelegte Anzahl von magnetischen Pole vorgesehen, die über einen Umfang der elektrischen Maschine verteilt sind, diese Anzahl entspricht der Polzahl und ist geradzahlig, da jeweils eine gleiche Anzahl von magnetischen Nord- und Südpolen vorliegt. Entweder der Rotor, der Stator oder Rotor und Stator der elektrischen Maschine weisen Nuten für die Aufnahme der Wellenwicklung auf. Pro Phase sind zwei Spulenstränge parallel geschalten vorgesehen. Die Spulenstränge weisen an Ihren beiden Enden jeweils einen Anschlusspin auf und sind jeweils mindestens in drei in Reihe geschaltene Teilstränge aufgeteilt. Jeder Teilstrang weist dabei eine der Polzahl der elektrischen Maschine entsprechende Mehrzahl von Leiterelementen auf und erstreckt sich somit einmal um den Umfang. Mindestens zwei benachbarte Leiterelemente sind jeweils durch einen Wendebereich miteinander verbunden. Es können auch mehrere Leiterelemente zu einem Wellenleiter miteinander verbunden sein, wobei eine geradzahlige Anzahl bevorzugt ist, damit die freien Enden der verbundenen Leiterenden in axialer Richtung auf der gleichen Seite liegen, was die Fertigung und Montage erleichtert sowie die Verbindung der Leiterelemente zu dem Spulenstrang vereinfacht. Im Weiteren wird für die verbundenen Leiterelemente allgemein die Bezeichnung Hairpin verwendet, welche üblicherweise für eine Ausführung mit zwei Leiterelementen angewendet wird, im Sinne der Anmeldung allerdings auch für oben beschriebene Wellenleiter mit mehr als zwei Leiterelementen steht.The invention thus comprises a wave winding, which represents a distributed winding in which the coils of the winding are respectively distributed over the circumference of the electric machine. The electric machine has at least one phase, whereby more phases, in particular three phases, can be provided. There are provided a fixed number of magnetic poles, which are distributed over a circumference of the electric machine, this number corresponds to the number of poles and is even, since there is an equal number of magnetic north and south poles. Either the rotor, the stator or rotor and stator of the electric machine have grooves for receiving the wave winding. Two phase coils are provided in parallel in each phase. The coil strands have a connection pin at their two ends and are each divided into at least three sub-strands connected in series. Each sub-string has one of the number of poles of the electrical machine corresponding plurality of conductor elements and thus extends once around the circumference. At least two adjacent conductor elements are each connected to one another by a turning region. It may also be several conductor elements connected to a waveguide with each other, an even number is preferred so that the free ends of the connected conductor ends are in the axial direction on the same side, which facilitates the manufacture and assembly and simplifies the connection of the conductor elements to the coil strand , Furthermore, the term hairpin is generally used for the connected conductor elements, which is usually used for an embodiment with two conductor elements, but in the meaning of the application also stands for waveguides with more than two conductor elements described above.
Jeder Hairpin weist an seinen freien Enden Kontaktbereiche auf. Der Wendebereich ist jeweils vorzugsweise einteilig mit den Leiterelementen ausgebildet. Um benachbarte Hairpins miteinander zu verbinden ist der Kontaktbereich als Kontaktpin ausgeführt, welcher zur elektrisch leitfähigen Verbindung, zum Beispiel Verschweißen mit einem entsprechenden Kontaktpin eines benachbarten Hairpins des Spulenstrangs verbunden wird. Der Kontaktbereich kann auch als Anschlusspin ausgeführt sein, welcher zum Anschluss des Spulenstrangs, genauer der beiden Enden eines Spulenstrangs, an eine Leistungselektronik zur Steuerung der elektrischen Maschine ausgebildet sein. Vorteilhaft weisen Kontaktpins und Anschlusspins eine gleiche geometrische Ausbildung auf, wodurch die Anzahl unterschiedlicher Teile reduziert wird, was die Kosten und den Montageaufwand verringert, wobei auch unterschiedliche Geometrien möglich sind, um beispielsweise die Anbindung an die Leistungselektronik zu erleichtern.Each hairpin has contact areas at its free ends. The turning region is preferably formed in one piece with the conductor elements. In order to connect adjacent hairpins, the contact region is designed as a contact pin, which is connected to the electrically conductive connection, for example by welding, to a corresponding contact pin of an adjacent hairpin of the coil strand. The contact region can also be designed as a connection pin, which is designed to connect the coil strand, more precisely the two ends of a coil strand, to power electronics for controlling the electrical machine. Advantageously, contact pins and connection pins have the same geometric Training on, whereby the number of different parts is reduced, which reduces the cost and installation costs, with different geometries are possible, for example, to facilitate the connection to the power electronics.
Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenwicklung eine Lochzahl von drei aufweist und somit drei direkt benachbarte Nuten pro Pol vorgesehen sind. Hierdurch werden die Betriebsgeräusche sowie Verluste, beispielsweise durch die Vermeidung oder Reduzierung von Oberwellen, der elektrischen Maschine verringert. Pro Doppellage sind für jeden Spulenstrang drei Teilstränge vorgesehen und zumindest ein Teilstrang pro Doppellage ist in Umfangsrichtung entgegengesetzter Richtung gewickelt. Durch diese Ausbildung werden ebenfalls die Verluste verringert, da Kreisströme weitestgehend vermieden werden. Durch gegenseitig ungleichmäßige Induzierung der Spannung entstehen Kreisströme. Durch eine symmetrische Ausbildung der parallelen Stränge zueinander, ist die gegenseitige Induzierung gleich groß und hebt sich somit auf. Dadurch werden die Kreisströme verhindert, die sonst zu erheblichen Verlusten führen würden.Embodiments are characterized in that the wave winding has a number of holes of three and thus three directly adjacent grooves per pole are provided. As a result, the operating noise and losses, for example by avoiding or reducing harmonics, the electric machine can be reduced. Per double layer three sub-strands are provided for each coil strand and at least one sub-strand per double layer is wound in the circumferential direction of the opposite direction. Through this training, the losses are also reduced because circulating currents are largely avoided. By mutually uneven induction of the voltage arise circulating currents. By a symmetrical design of the parallel strands to each other, the mutual induction is the same size and thus repeals. This prevents the circulating currents, which would otherwise lead to considerable losses.
Ausführungsformen einer Wellenwicklung sind dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teilstränge pro Doppellage, welche in die gleiche Umfangsrichtung gewickelt sind, in den äußeren Nuten pro Pol angeordnet sind. Hierdurch wird ein symmetrischer Aufbau erreicht, was die Reduzierung der Verluste durch gegenseitige Induktion verringert.Embodiments of a wave winding are characterized in that the two sub-strands per double layer, which are wound in the same circumferential direction, are arranged in the outer grooves per pole. As a result, a symmetrical structure is achieved, which reduces the reduction of losses due to mutual induction.
Bevorzugte Ausführungsformen einer Wellenwicklung sind dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei benachbarten Leiterelementen ein Wickelschritt vorgesehen ist, der das dreifache der Anzahl der Phasen der elektrischen Maschine beträgt, und dass bei den Teilsträngen in den äußeren Nuten der in Umfangsrichtung letzte Wendebereich einen Wickelschritt aufweist, der um zwei Nuten von dem Wickelschritt von neun abweicht, um zwischen den äußeren Nuten zu wechseln, und dass zwischen den Teilsträngen mit unterschiedlicher Richtung der Wicklung auf der Seite der Kontaktpins ein Wickelschritt, der um eine Nut von dem Wickelschritt von neun abweicht, vorgesehen ist, um zwischen einer äußeren und der mittleren Nut zu wechseln. Aufgrund der Lochzahl von drei ergibt sich für Ausführungsformen mit drei Phasen somit gemäß dem Zusammenhang, dass sich die Anzahl der Nuten mit der Anzahl der Phasen multipliziert, ein Wickelschritt von neun, also sind die Leiterelemente eines Hairpins um neun Nuten versetzt angeordnet. Um für die Anordnung der Teilstränge einen Wechsel in unterschiedliche Nuten zu erreichen, wird pro Teilstrang ein Wickelschritt abweichend ausgeführt. Für einen Wechsel zwischen den äußeren Nuten mit gleicher Richtung der Wicklung erfolgt der abweichende Wickelschritt beim letzten Wendebereich des Teilstrangs und somit nicht auf der Seite der Kontaktpins oder der Anschlußpins für die Verbindung mit der Leistungselektronik, sondern auf der axial gegenüberliegenden Seite der Wellenwicklung. Für eine elektrische Maschine mit drei Phasen weist der letzte Wendebereich daher einen Wickelschritt von sieben oder elf, abhängig davon, ob von einer in Wickelrichtung hinteren Nut in eine vordere Nut oder von einer vorderen Nut in eine hintere Nut gewechselt wird. Ein Wechsel zwischen einer äußeren und der mittleren Nut erfolgt mit einem Wickelschritt, der um eine Nut abweicht, für drei Phasen somit acht oder zehn, abhängig davon ob zwischen einer mittleren Nut und einer vorderen Nut oder hinteren Nut gewechselt wird.Preferred embodiments of a wave winding are characterized in that between two adjacent conductor elements, a winding step is provided, which is three times the number of phases of the electric machine, and that in the sub-strands in the outer grooves of the circumferentially last turning region has a winding step, the order two grooves are deviated from the winding step of nine to change between the outer grooves, and that between the partial strands having different directions of the winding on the side of the contact pins, a winding step deviating by one groove from the winding step of nine is provided to switch between an outer and the middle groove. Due to the number of holes of three results for embodiments with three phases thus according to the context that multiplies the number of grooves with the number of phases, a winding step of nine, so the conductor elements of a hairpin are arranged offset by nine grooves. In order to achieve a change to different grooves for the arrangement of the sub-strands, a winding step is performed deviating per sub-strand. For a change between the outer grooves with the same direction of the winding, the deviating winding step at the last turning region of the sub-strand and thus not on the side of the contact pins or the connection pins for the connection to the power electronics, but on the axially opposite side of the wave winding. For a three-phase electric machine, therefore, the last turning region has a winding step of seven or eleven, depending on whether it is changed from a winding-direction rearward groove to a forward groove or from a front groove to a rearward groove. A change between an outer and the middle groove takes place with a winding step that deviates by one groove, thus three or eight times for three phases, depending on whether a middle groove and a front groove or rear groove is changed.
Ausführungsformen einer Wellenwicklung sind dadurch gekennzeichnet, dass der Wechsel der Richtung der Wicklung zwischen den Teilsträngen in einer in radialer Richtung inneren oder äußeren Lage erfolgt. Um vor allem bei Ausführungsformen mit mehreren Doppellagen, die Anzahl der Wechsel zwischen den unterschiedlichen Nuten gering zu halten, wodurch auch die benachbarten Wendebereiche der einzelnen Hairpins besser zueinander positioniert werden und sich eine gleichmäßigere Struktur der Hairpins am axialen Ende der elektrischen Maschine mit den Wendebereichen ausbildet, werden die Wechsel in den radial innersten oder äußersten Lagen vorgesehen. Durch eine gleichmäßigere Struktur kann auch der benötigte axiale Bauraum verringert werden. Dies ist möglich da Start und Endpunkte der einzelnen Doppellagen sich immer an der gleichen Stelle befinden und damit können beliebig viele Doppellagen in Serie beziehungsweise in Reihe geschaltet werden, indem das Ende einer Doppellage, genauer der Kontaktpin des entsprechenden Teilstranges der Doppellage, mit dem Anfang der benachbarten Doppellage, genauer dem Kontaktpin des entsprechenden Teilstranges der Doppellage, verbunden wird.Embodiments of a wave winding are characterized in that the change of the direction of the winding between the partial strands takes place in a radially inner or outer layer. In order to keep small, especially in embodiments with multiple double layers, the number of changes between the different grooves, whereby the adjacent turning areas of the individual hairpins are better positioned to each other and forms a more uniform structure of the hairpins at the axial end of the electric machine with the turning areas , the changes are provided in the radially innermost or outermost layers. By a more uniform structure and the required axial space can be reduced. This is possible because start and end points of the individual double layers are always in the same place and thus any number of double layers can be connected in series or in series by the end of a double layer, more precisely, the contact pin of the corresponding sub-strand of the double layer, with the beginning of the adjacent double layer, more precisely the contact pin of the corresponding sub-strand of the double layer is connected.
Wellenwicklungen gemäß Ausführungsformen der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, dass pro Spulenstrang nur einmal die Richtung der Wicklung geändert ist. Um die Struktur der Wellenwicklung an den axialen Enden weiter zu vergleichmäßigen, um damit axialen Bauraum einzusparen, und die Herstellung der Wellenwicklung zu vereinfachen, findet der Wechsel zwischen den Richtungen der Wicklung nur einmal pro Spulenstrang und Phase statt. Somit durchläuft ein Spulenstrang vom Anschlusspin aus entweder zunächst abwechselnd die äußeren Nuten der gegebenenfalls mehreren Doppellagern bis zu einer radial äußeren Lage und wechselt dort von einer äußeren Nut in die mittlere Nut, wobei gleichzeitig die Richtung der Wicklung umgekehrt wird oder umgekehrt also zunächst durch die mittleren Nuten und anschließend in umgekehrter Richtung der Wicklung durch die äußeren Nuten zurück zum zweiten Anschlusspin des Spulenstrangs.Wave windings according to embodiments of the invention are characterized in that only once the direction of the winding is changed per coil strand. In order to further equalize the structure of the wave winding at the axial ends, thereby saving axial space and simplifying the manufacture of the wave winding, the change between the directions of the winding takes place only once per coil strand and phase. Thus, a coil strand passes from the terminal pin either initially alternately the outer grooves of possibly several double bearings to a radially outer layer and there changes from an outer groove in the middle groove, at the same time the direction of the winding is reversed or vice versa so first through the middle Grooves and then in the opposite direction the winding through the outer grooves back to the second terminal pin of the coil strand.
Ausführungsformen einer Wellenwicklung sind dadurch gekennzeichnet, dass pro Pol in Umfangsrichtung benachbarte Leiterelemente unterschiedlicher Teilstränge eines Spulenstrangs in radial benachbarten Lagen angeordnet sind. Somit liegen, in radialer Richtung gesehen, bei jedem Pol abwechselnd entweder die Leiterelemente eines Spulenstrangs in den äußeren Nuten oder in der mittleren Nut in einer Lage. Die jeweils anderen Positionen werden durch die entsprechenden Leiterelemente eines weiteren Spulenstrangs belegt, welcher daher die gleiche Ausbildung mit pro Lage wechselweise belegten äußeren Nuten und mittleren Nut aufweist. Durch derartige Ausführungsformen wird der Symmetriegrad der Wellenwicklung weiter verbessert und somit können Bauraum und Verluste verringert werden.Embodiments of a wave winding are characterized in that per pole in the circumferential direction adjacent conductor elements of different sub-strands of a coil strand are arranged in radially adjacent layers. Thus, as seen in the radial direction, for each pole, either the conductor elements of a coil strand in the outer grooves or in the middle groove are alternately in one layer. The respective other positions are occupied by the corresponding conductor elements of a further coil strand, which therefore has the same configuration with per layer alternately occupied outer grooves and middle groove. By such embodiments, the degree of symmetry of the wave winding is further improved and thus space and losses can be reduced.
Wellenwicklung gemäß Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Teilstränge beider Spulenstränge mit gleicher Richtung der Wicklung gleich der Summe der Teilstränge beider Spulenstränge mit entgegengesetzter Richtung der Wicklung ist. Dies wird dadurch erreicht, dass die Richtung der Wicklung in den äußeren Nuten beziehungsweise mittleren Nut der beiden Spulenstränge unterschiedlich ist, und von den sechs - zwei Lagen mit je drei Nuten - Leiterelemente pro Doppellage jeweils drei die gleiche Richtung der Wicklung aufweisen. Betrachtet man den gesamten Stator, durchlaufen die Spulenstränge beziehungsweise ihre Teilstränge genau gleich oft die gleichen Nutausrichtungen der gleichen Lagen. Das heißt, dass beispielsweise Lage 1 in der mittleren Nut vom ersten und zweiten Spulenstrang gleich oft durchfahren wird. Lediglich die Position in Umfangsrichtung ist eine andere. Wenn der erste Spulenstrang die mittleren Nut in Lage 1 im Nordpol durchfährt, durchfährt der zweite Spulenstrang die mittlere Nut in Lage 1 in einem Südpol. Dadurch sind Wicklungslängen, Widerstände und der Betrag der Induzierten Spannung gleich. Hierdurch werden die Verluste verringert, da ein gleichmäßigerer und symmetrischer Stromfluss und Aufbau erreicht wird, weshalb sich die Verluste durch gegenseitige Induktion verringert beziehungsweise gegenseitig aufheben.Wave winding according to embodiments are characterized in that the sum of the partial strands of both coil strands with the same direction of the winding is equal to the sum of the partial strands of both coil strands with opposite direction of the winding. This is achieved in that the direction of the winding in the outer grooves or middle groove of the two coil strands is different, and of the six - two layers with three grooves - conductor elements per double layer each have three the same direction of the winding. If one looks at the entire stator, the coil strands or their partial strands pass through the same slot orientations of the same layers with exactly the same number of times. This means that, for example,
Ausführungsformen einer Wellenwicklung sind dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusspins der beiden Spulenstränge im gleichen Pol angeordnet sind. Mit einer derartigen Ausbildung wird der benötigte Winkelbereich für die Anschlüsse an die Leistungselektronik verringert, wodurch entsprechend Bauraum eingespart werden kann.Embodiments of a wave winding are characterized in that the connection pins of the two coil strands are arranged in the same pole. With such a design, the required angular range for the connections to the power electronics is reduced, whereby corresponding space can be saved.
Weitere Ausführungsformen der Wellenwicklung sind dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusspins der beiden Spulenstränge in der gleichen radial inneren oder äußeren Lage angeordnet sind. Hiermit kann Bauraum in axialer Richtung eingespart werden, da die Anschlüsse in radialer Richtung erfolgen kann. Beispielsweise können die Anschlusspins in der radial äußeren Lage radial nach außen oder entsprechend bei einer radial inneren Lage radial nach innen umgeformt werden, weshalb ein Anschluss an die Leistungselektronik in radialer Richtung erfolgen kann.Further embodiments of the wave winding are characterized in that the connection pins of the two coil strands are arranged in the same radially inner or outer layer. This space can be saved in the axial direction, since the connections can be made in the radial direction. For example, the connection pins in the radially outer layer can be radially outwardly or correspondingly radially inwardly deformed in a radially inner layer, which is why a connection can be made to the power electronics in the radial direction.
Bei vorteilhaften Ausführungsformen sind die Anschlusspins sowohl in einer inneren oder äußeren Lage als auch im gleichen Pol angeordnet. Somit befindet sich der Anschlusspin eines Spulenstrangs in einer äußeren Nut und der Anschlusspin des anderen Spulenstrangs in der mittleren Nut. Mit derartigen Ausführungsformen kann der benötigte Bauraum für den Anschluss an die Leistungselektronik sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung der elektrischen Maschine minimiert werden.In advantageous embodiments, the connection pins are arranged both in an inner or outer layer and in the same pole. Thus, the terminal pin of a coil string is in an outer groove and the terminal pin of the other coil strand in the middle groove. With such embodiments, the required space for connection to the power electronics can be minimized both in the axial direction and in the circumferential direction of the electric machine.
Weitere Gegenstände der Erfindung sind ein Stator für eine elektrische Maschine, welcher dadurch gekennzeichnet, dass der Stator mit einer Wellenwicklung gemäß der vorangegangenen Beschreibung versehen ist sowie eine elektrische Maschine, bei der eine Wellenwicklung nach der obigen Beschreibung vorgesehen ist.Further objects of the invention are a stator for an electrical machine, which is characterized in that the stator is provided with a wave winding according to the preceding description and an electric machine, in which a wave winding is provided as described above.
Die Merkmale der Ausführungsformen können beliebig miteinander kombiniert werden.The features of the embodiments can be combined as desired.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Gleiche oder ähnliche Elemente werden mit einheitlichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
-
1 stellt eine Ausführungsform eines Stators mit einer Wellenwicklung dar. -
2 (A, B, C, D) zeigt ein Wickelschema für einen Spulenstrang gemäß1 dar. -
3 (A, B, C, D) zeigt ein Wickelschema für einen weiteren Spulenstrang gemäß1 dar.
-
1 represents an embodiment of a stator with a wave winding. -
2 (A, B, C, D) shows a winding scheme for a coil strand according to1 represents. -
3 (A, B, C, D) shows a winding diagram for another coil strand according to1 represents.
Um eine bessere Darstellbarkeit zu gewährleisten wurde die
Die Hairpins des dargestellten Beispiels umfassen jeweils zwei Leiterelemente, einen Wendebereich
Um eine gegenseitige Kontaktierung zu ermöglichen, sind alle Kontaktpins (
Die Anschlusspins (
Werden bei mehreren Phasen, wie im dargestellten Beispiel drei Phasen, die Anschlusspins (
Auf der Seite der Wendebereiche
Im unteren Teil (
Der erste Spulenstrang durchläuft, wie in
Anschließend findet auf der Seite der Kontaktpins (
Durch einen in den Figuren dargestellten Aufbau wird ein sehr hohes Maß an Symmetrie in der Spule des Stators (
Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführung eingeschränkt. Es können wie oben ausgeführt, auch nur einzelne vorteilhafte Merkmale vorgesehen werden. Auch sind Ausführungsformen mit einer anderen Anzahl von Doppellagen und dergleichen möglich.However, the invention is not limited to this embodiment. As stated above, only individual advantageous features can be provided. Also, embodiments with a different number of double layers and the like are possible.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Stator mit WicklungStator with winding
- 22
- Statorkörperstator
- 33
- Nutgroove
- 44
- Kontaktpincontact pin
- 5, 5'5, 5 '
- Anschlusspin connector pin
- KK
- Kontaktbereichcontact area
- WW
- Wendebereichturning area
- OO
- Überlappungsbereichoverlap area
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102014223202 A1 [0002]DE 102014223202 A1 [0002]
- WO 2007/146252 [0003]WO 2007/146252 [0003]
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WO (1) | WO2019170349A1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021063822A1 (en) * | 2019-10-01 | 2021-04-08 | Zf Friedrichshafen Ag | Coil element for an electrical machine |
DE102019218115A1 (en) * | 2019-11-25 | 2021-05-27 | Robert Bosch Gmbh | Machine component for an electrical machine |
DE102020001770A1 (en) | 2020-03-17 | 2021-09-23 | Daimler Ag | Stator for an electrical machine |
DE102022208032A1 (en) | 2022-08-03 | 2024-02-08 | Zf Friedrichshafen Ag | Winding, component for an electrical machine and method for producing a winding |
DE102022208027A1 (en) | 2022-08-03 | 2024-02-08 | Zf Friedrichshafen Ag | Winding, component for an electrical machine and method for producing a winding |
DE102022208142A1 (en) | 2022-08-04 | 2024-02-15 | Zf Friedrichshafen Ag | Winding, component for an electrical machine and method for producing a winding |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019215094A1 (en) * | 2019-10-01 | 2021-04-01 | Zf Friedrichshafen Ag | Winding diagram for an electrical machine |
DE102020207906A1 (en) * | 2020-06-25 | 2021-12-30 | Zf Friedrichshafen Ag | Distributed winding |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007146252A2 (en) | 2006-06-12 | 2007-12-21 | Remy International, Inc. | Terminals and connections between multi-set segmented hairpin windings |
DE102014223202A1 (en) | 2014-11-13 | 2016-05-19 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Wave winding, stator and electric machine |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10362345B3 (en) * | 2002-05-15 | 2018-01-25 | Remy Inc. | Windings of rectangular copper hairpins in multiple sets for electrical machines |
WO2014034157A1 (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-06 | 三菱電機株式会社 | Rotary electric machine and manufacturing method therefor |
DE102015004576A1 (en) * | 2014-05-28 | 2015-12-03 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg | Electric machine, in particular three-phase motor, and method for producing an electrical machine with an active part, in particular stator and / or rotor |
JP6330656B2 (en) * | 2014-12-26 | 2018-05-30 | 株式会社デンソー | Rotating electric machine stator |
-
2018
- 2018-03-08 DE DE102018203471.0A patent/DE102018203471A1/en active Pending
-
2019
- 2019-02-06 EP EP19703700.5A patent/EP3763020A1/en active Pending
- 2019-02-06 WO PCT/EP2019/052830 patent/WO2019170349A1/en active Application Filing
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007146252A2 (en) | 2006-06-12 | 2007-12-21 | Remy International, Inc. | Terminals and connections between multi-set segmented hairpin windings |
DE102014223202A1 (en) | 2014-11-13 | 2016-05-19 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Wave winding, stator and electric machine |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021063822A1 (en) * | 2019-10-01 | 2021-04-08 | Zf Friedrichshafen Ag | Coil element for an electrical machine |
DE102019218115A1 (en) * | 2019-11-25 | 2021-05-27 | Robert Bosch Gmbh | Machine component for an electrical machine |
DE102020001770A1 (en) | 2020-03-17 | 2021-09-23 | Daimler Ag | Stator for an electrical machine |
DE102022208032A1 (en) | 2022-08-03 | 2024-02-08 | Zf Friedrichshafen Ag | Winding, component for an electrical machine and method for producing a winding |
DE102022208027A1 (en) | 2022-08-03 | 2024-02-08 | Zf Friedrichshafen Ag | Winding, component for an electrical machine and method for producing a winding |
DE102022208142A1 (en) | 2022-08-04 | 2024-02-15 | Zf Friedrichshafen Ag | Winding, component for an electrical machine and method for producing a winding |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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EP3763020A1 (en) | 2021-01-13 |
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