DE102019122550A1

DE102019122550A1 - Elektrische maschine mit haarnadelförmiger wicklung

Info

Publication number: DE102019122550A1
Application number: DE102019122550.7A
Authority: DE
Inventors: Kyi Shin Shiah; Huifen Qiu
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-08-23
Filing date: 2019-08-21
Publication date: 2020-02-27
Also published as: US10923978B2; CN110858736A; US20200067362A1

Abstract

Diese Offenbarung stellt eine elektrische Maschine mit haarnadelförmiger Wicklung bereit. Eine elektrische Maschine beinhaltet einen Statorkern, der Nuten und Haarnadeln definiert, die in den Nuten angeordnet und an Verbindungen selektiv verbunden sind, um Wicklungen zu bilden. Eine U-förmige Brücke weist beabstandete Schenkel auf, die durch einen U-Abschnitt miteinander verbunden sind. Die Schenkel sind an einer Stelle radial außerhalb der Nuten an einem Paar der Haarnadeln angebracht, sodass der U-Abschnitt dem Kern zugewandt ist. Eine Klemmenleitung der Wicklungen erstreckt sich radial zwischen den Schenkeln.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft elektrische Maschinen und insbesondere elektrische Maschinen, die haarnadelförmige Wicklungen beinhalten.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Fahrzeuge, wie etwa batteriebetriebene Elektrofahrzeuge und Hybridelektrofahrzeuge, enthalten eine Antriebsbatteriebaugruppe, die als Energiequelle für das Fahrzeug fungiert. Die Antriebsbatterie kann Komponenten und Systeme beinhalten, um das Verwalten von Fahrzeugleistung und -betrieb zu unterstützen. Die Antriebsbatterie kann zudem Hochspannungskomponenten und ein Luft- oder Flüssigkeits-Wärmemanagementsystem beinhalten, um die Temperatur der Batterie zu steuern. Die Antriebsbatterie ist elektrisch mit einer elektrischen Maschine verbunden, die Drehmoment für angetriebene Räder bereitstellt. Die elektrische Maschine beinhaltet typischerweise einen Stator und einen Rotor, die zusammenwirken, um elektrische Energie in mechanische Bewegung umzuwandeln oder umgekehrt.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet eine elektrische Maschine einen Statorkern, der Nuten und Haarnadeln definiert, die in den Nuten angeordnet und an Verbindungen selektiv verbunden sind, um Wicklungen zu bilden. Eine U-förmige Brücke weist beabstandete Schenkel auf, die durch einen U-Abschnitt miteinander verbunden sind. Die Schenkel sind an einer Stelle radial außerhalb der Nuten an einem Paar der Haarnadeln angebracht, sodass der U-Abschnitt dem Kern zugewandt ist. Eine Klemmenleitung der Wicklungen erstreckt sich radial zwischen den Schenkeln.
Gemäß einer anderen Ausführungsform beinhaltet eine elektrische Maschine einen Statorkern und Wicklungen, die in dem Kern angeordnet sind. Die Wicklungen sind in drei Phasen angeordnet, die jeweils mindestens einen ersten Pfad aufweisen, der nur erste Haarnadeln beinhaltet, die miteinander verbunden sind, um einen durchgehenden Stromkreis zwischen einem Klemmenende und einem neutralen Ende zu bilden, und einen zweiten Pfad, der miteinander verbundene zweite Haarnadeln und eine Brücke aufweist, die benachbarte der zweiten Haarnadeln miteinander verbindet, um einen durchgehenden Stromkreis zwischen einem Klemmenende und einem neutralen Ende zu bilden.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform beinhaltet eine elektrische Maschine einen Statorkern, der Nuten mit radialen Positionen definiert, und eine Vielzahl von Haarnadeln, die jeweils einen ersten Schenkel aufweisen, der in einer der radialen Positionen einer der Nuten angeordnet ist, und einen zweiten Schenkel, der in einer der radialen Positionen einer anderen der Nuten angeordnet ist, also einer anderen radialen Position als der erste Schenkel. Ausgewählte der Haarnadeln sind miteinander verbunden, um mindestens drei Paare von ersten und zweiten parallelen Wicklungspfaden zu bilden, wobei jedes Paar einer von drei Phasen der elektrischen Maschine entspricht. Jede der Nuten beinhaltet nur Haarnadeln derselben Phase und der erste und der zweite Pfad wechseln sich entlang der radialen Positionen ab. Mindestens drei Brücken, wobei jede einer der Phasen zugeordnet ist und einen ersten Schenkel, der an einer der Haarnadeln des ersten Wicklungspfads angebracht ist, und einen zweiten Schenkel beinhaltet, der an einem anderen der Haarnadeln des ersten Wicklungspfads angebracht ist. Die Brücken sind radial außerhalb der Nuten angeordnet, und ein Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Schenkel der Brücke beträgt die Hälfte des Abstands zwischen dem ersten und dem zweiten Schenkel der Haarnadeln.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm einer elektrischen Maschine.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Stators der elektrischen Maschine.
3 ist eine Vorderansicht einer regulären Haarnadel.
4 ist eine Vorderansicht einer Wendehaarnadel.
5 ist eine Querschnittsendansicht des Stators aus 2.
6 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts aus 5.
7 ist eine perspektivische Teilansicht des Stators, die einen ersten parallelen Pfad einer U-Phase der Wicklungen zeigt und den zweiten parallelen Pfad und die mittleren Lamellen zu Veranschaulichungszwecken weglässt.
8 ist ein Wicklungsdiagramm der U-Phase. Der erste parallele Pfad ist in fetten Linien gezeigt und der zweite parallele Pfad ist in dünnen Linien gezeigt. Die gestrichelten Linien geben an, dass sich der Pfad am Scheitelpunktende des Stators befindet, und die durchgezogenen Linien geben an, dass sich der Pfad am Schweißende des Stators befindet. Horizontale Linien geben Schweißnähte an.
9 ist ein Wicklungsdiagramm der W-Phase. Der erste parallele Pfad ist in fetten Linien gezeigt und der zweite parallele Pfad ist in dünnen Linien gezeigt. Die gestrichelten Linien geben an, dass sich der Pfad am Scheitelpunktende des Stators befindet, und die durchgezogenen Linien geben an, dass sich der Pfad am Schweißende des Stators befindet. Horizontale Linien geben Schweißnähte an.
10 ist ein Wicklungsdiagramm der V-Phase. Der erste parallele Pfad ist in fetten Linien gezeigt und der zweite parallele Pfad ist in dünnen Linien gezeigt. Die gestrichelten Linien geben an, dass sich der Pfad am Scheitelpunktende des Stators befindet, und die durchgezogenen Linien geben an, dass sich der Pfad am Schweißende des Stators befindet. Horizontale Linien geben Schweißnähte an.
11 ist eine perspektivische Ansicht einer neutralen Verbindung für die elektrische Maschine aus 2.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Hierin sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; einige Merkmale können stark vergrößert oder verkleinert sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sollen hierin offenbarte konkrete strukturelle und funktionale Details nicht als einschränkend ausgelegt werden, sondern lediglich als repräsentative Grundlage dienen, um den Fachmann zu lehren, die vorliegende Erfindung auf unterschiedliche Weise einzusetzen. Wie der Durchschnittsfachmann nachvollziehen kann, können verschiedene mit Bezug auf eine beliebige der Figuren veranschaulichte und beschriebene Merkmale mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit veranschaulicht oder beschrieben sind. Die Kombinationen aus veranschaulichten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, können jedoch für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen wünschenswert sein.
Unter Bezugnahme auf 1 kann eine elektrische Maschine 20 in einem Fahrzeug, wie etwa einem rein elektrischen Fahrzeug oder einem Hybridelektrofahrzeug, verwendet werden. Die elektrische Maschine 20 kann als Elektromotor, Traktionsmotor, Generator oder dergleichen bezeichnet werden. Die elektrische Maschine 20 kann eine Dauermagnetmaschine, eine Induktionsmaschine oder dergleichen sein. In der veranschaulichten Ausführungsform ist die elektrische Maschine 20 eine Dreiphasenwechselstrommaschine (AC-Maschine). Die elektrische Maschine 20 ist in der Lage, sowohl als Motor zum Antreiben des Fahrzeugs als auch als Generator, etwa beim regenerativen Bremsen, zu fungieren.
Die elektrische Maschine 20 kann durch eine Traktionsbatterie des Fahrzeugs mit Strom versorgt werden. Die Traktionsbatterie kann einen Hochspannungsgleichstrom-(DC)-Ausgang aus einem oder mehreren Batteriezellenarrays, mitunter als Batteriezellenstapel bezeichnet, innerhalb der Traktionsbatterie bereitstellen. Die Batteriezellenarrays können eine oder mehrere Batteriezellen beinhalten, die gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie umwandeln. Die Zellen können ein Gehäuse, eine positive Elektrode (Kathode) und eine negative Elektrode (Anode) beinhalten. Ein Elektrolyt ermöglicht, dass sich Ionen während der Entladung zwischen der Anode und Kathode bewegen und dann während der Aufladung zurückkehren. Klemmen ermöglichen, dass Strom zur Verwendung durch das Fahrzeug aus den Batteriezellen fließt.
Die Traktionsbatterie kann elektrisch mit einem oder mehreren Leistungselektronikmodulen verbunden sein. Die Leistungselektronikmodule können elektrisch mit den elektrischen Maschinen 20 verbunden sein und können die Möglichkeit bereitstellen, elektrische Energie bidirektional zwischen der Traktionsbatterie und der elektrischen Maschine 20 zu übertragen. Beispielsweise kann eine typische Traktionsbatterie eine Gleichspannung bereitstellen, während die elektrische Maschine 20 eine Dreiphasenwechselstrom-(AC)-Spannung erfordern kann. Das Leistungselektronikmodul kann einen Wechselrichter beinhalten, der die Gleichspannung in eine Dreiphasenwechselspannung umwandelt, wie durch die elektrische Maschine 20 erfordert. In einem Regenerationsmodus kann das Leistungselektronikmodul die Dreiphasenwechselspannung von der elektrischen Maschine 20, die als Generator fungiert, in die Gleichspannung umwandeln, die durch die Traktionsbatterie erfordert wird.
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 beinhaltet die elektrische Maschine 20 ein Gehäuse 21, das den Stator 22 und den Rotor 24 umschließt. Der Stator 22 ist an dem Gehäuse 21 befestigt und beinhaltet einen zylindrischen Kern 32, der einen Innendurchmesser 28, der ein Loch 30 definiert, und einen Außendurchmesser 29 aufweist. Der Kern 32 kann aus einer Vielzahl von gestapelten Lamellen 33 gebildet sein. Der Rotor 24 ist zur Drehung innerhalb des Lochs 30 gestützt. Der Rotor 24 kann Wicklungen oder Dauermagnete beinhalten, die mit Wicklungen des Stators 22 interagieren, um Drehung des Rotors 24 zu erzeugen, wenn die elektrische Maschine 20 erregt wird. Der Rotor 24 kann an einer Antriebswelle 26 gestützt sein, die sich durch das Gehäuse 21 erstreckt. Die Antriebswelle 26 ist dazu konfiguriert, mit einem Antriebsstrang des Fahrzeugs gekoppelt zu sein.
Der Statorkern 32 definiert Nuten 34, die in Umfangsrichtung um den Kern 32 angeordnet sind und sich von dem Innendurchmesser 28 nach außen erstrecken. Die Nuten 34 können um den Umfang gleichmäßig beabstandet sein und sich axial von einem ersten Ende 36 des Kerns 32 zu einem zweiten Ende 38 erstrecken. In der veranschaulichten Ausführungsform definiert der Kern 32 achtundvierzig Nuten und weist acht Pole auf, aber der Kern 32 kann in anderen Ausführungsformen mehr oder weniger Nuten und/oder Pole beinhalten. Beispielsweise kann der Kern 32 zweiundsiebzig Nuten definieren und acht Pole aufweisen.
Die Nuten 34 sind um einen Umfangsabstand, gemessen zwischen den Mittellinien von zwei benachbarten Nuten, beabstandet. Dieser Abstand kann als eine Abstandseinheit verwendet werden (nachfolgend „eine Nut“), um andere Komponenten des Stators 22 in Beziehung zu setzen und zu messen. Die Abstandseinheit „Nut“ wird manchmal als „Nutabstand“ oder „Nutspanne“ bezeichnet.
Die elektrische Maschine 20 kann Haarnadelwicklungen 40 beinhalten, die in den Nuten 34 des Kerns 32 platziert sind. Haarnadelwicklungen sind eine aufkommende Technologie, die den Wirkungsgrad für elektrische Maschinen, die in Fahrzeugen verwendet werden, verbessert. Die Haarnadelwicklungen 40 verbessern den Wirkungsgrad durch Bereitstellen einer größeren Masse von Statorleitern, um den Widerstand der Wicklungen 40 zu reduzieren, ohne in den Raum einzudringen, der für den elektrischen Stahl und den Magnetflusspfad reserviert ist. Die Haarnadelwicklungen 40 können gewellte Wicklungen sein, bei denen die Wicklungen 40 von Pol zu Pol in einem wellenartigen Muster verwoben sind.
Eine Herausforderung bei Haarnadelwicklungen ist das Angleichen der Auslegung der elektrischen Maschine an die gewünschte Drehmoment-Drehzahl-Kurve. Ein wesentlicher Schritt bei der Auslegung einer elektrischen Maschine ist das Auswählen der Phasendrehungszahl, sodass die Drehmoment-Drehzahl-Kurve alle erforderlichen Betriebspunkte abdeckt. Für herkömmliche geseilte Wicklungen aus langen Drähten, die parallel verbunden sind, wird die gewünschte Phasendrehungszahl durch Auswählen der Anzahl an Drehungen pro Spule, der Anzahl an parallelen Pfaden, der Anzahl an Polen, der Anzahl an Nuten pro Pol und der Anzahl an Schichten ausgewählt. Auch wenn all diese Faktoren für Haarnadelwicklungen ebenfalls verfügbar sind, unterscheiden sich die einschränkenden Faktoren stark, was zu weniger machbaren Auswahlen führt.
Während zum Beispiel die mögliche Anzahl der Pole, der Nuten pro Pol und der Schichten bei beiden Technologien identisch sind, ist es bei einer Haarnadelwicklung nicht praktikabel, so viele Drehungen pro Spule wie in einer geseilten Wicklung zu haben. Jede Haarnadel muss mittels Schweißen, Löten oder dergleichen mit der nächsten Haarnadel verbunden sein und muss gemäß einer spezifischen Form gebogen sein, um die Verbindung möglich zu machen. Dies begrenzt die Anzahl und Größe der Leiter, die in eine einzelne Nut eingepasst werden können. Eine weitere Herausforderung ist das Erzeugen paralleler Stromkreise, die ausgeglichen sind (d. h. keine großen Ausgleichsströme in der Schleife verursachen, die durch die parallelen Stromkreise gebildet wird, aufgrund von Asymmetrie) und halbwegs komplexe Verbindungen aufweisen.
Die elektrische Maschine 20 löst diese und andere Probleme. Die elektrische Maschine 20 kann eine Dreiphasenmaschine sein, in der die Haarnadelwicklungen 40 in einer U-Phase, einer V-Phase und einer W-Phase angeordnet sind. Jede Phase beinhaltet zugeordnete Haarnadelleiter (auch als Nadeln, Haarnadeln oder Stableiter bekannt), die in der veranschaulichten Ausführungsform in zwei parallelen Wicklungspfaden angeordnet sind. Jede Phase kann in anderen Ausführungsformen mehr oder weniger parallele Pfade beinhalten.
Die Haarnadeln sind im Allgemeinen U-förmig und beinhalten ein Paar Schenkel, die an einem Scheitelpunkt (auch als Krone bekannt) verbunden sind. Die Haarnadeln werden in dem Statorkern 32 installiert, indem die Schenkel durch entsprechende der Nuten 34 eingeführt werden. Alle Haarnadeln können von dem gleichen Ende des Statorkerns 32, z. B. Ende 36, installiert werden, sodass alle der Scheitelpunkte an einem Ende des Stators, z. B. Ende 36, liegen und die Enden der Schenkel an dem anderen Ende, z. B. Ende 38, liegen. Sobald sie installiert sind, werden die Schenkel der Haarnadeln voneinander weg gebogen, um mit den Schenkeln anderer Haarnadeln verbunden zu werden. Die Enden der entsprechenden Haarnadeln werden durch eine Verbindung wie zum Beispiel eine Schweißnaht 48 zusammengefügt. Die Verbindungen können in Reihen wie zum Beispiel Schweißreihen 62 angeordnet sein. Das Ende 36 kann als Scheitelpunktende bezeichnet werden und das Ende 38 kann als Schweißende bezeichnet werden.
Die U-Phase kann eine Vielzahl von Nadeln 42a und eine Vielzahl von Nadeln 42b beinhalten. Die Nadeln 42a sind miteinander verbunden, um einen ersten Pfad 44 zu bilden, und die Nadeln 42b sind miteinander verbunden, um einen zweiten Pfad 46 zu bilden. Jeder der Pfade beinhaltet ein erstes Ende, das an der Klemme 50 beginnt, und ein zweites Ende, das an einer neutralen Verbindung 52 endet. Die Pfade 44, 46 sind an der Klemme 50 und an der neutralen Verbindung 52 miteinander verbunden, ansonsten aber elektrisch voneinander isoliert. Jeder der Pfade umgibt den Statorkern 32, indem er in entsprechende der Nuten 34 und aus diesen heraus verwoben ist. Jeder der Pfade kann sich im Allgemeinen ungefähr dreimal gegen den Uhrzeigersinn und knapp dreimal im Uhrzeigersinn um den Kern 32 herum erstrecken. In der veranschaulichten Ausführungsform beinhaltet jeder der Pfade vierundzwanzig Nadeln, die Ende an Ende miteinander verbunden sind, um einen durchgehenden Leiter zwischen der Klemme 50 und der neutralen Verbindung 52 zu bilden.
Die V-Phase kann eine Vielzahl von Nadeln 56a und 56b beinhalten, die miteinander verbunden sind, um jeweils einen ersten Pfad 58 und einen zweiten Pfad 60 zu bilden. Jeder der Pfade beinhaltet ein erstes Ende, das an einer Klemme 64 beginnt, und ein zweites Ende, das an einer neutralen Verbindung 52 endet. Die Pfade 58, 60 sind an der Klemme 64 und an der neutralen Verbindung 52 miteinander verbunden, ansonsten aber elektrisch voneinander isoliert. Jeder der Pfade umgibt den Statorkern 32, indem er in entsprechende der Nuten 34 und aus diesen heraus verwoben ist. Jeder der Pfade kann sich im Allgemeinen ungefähr dreimal gegen den Uhrzeigersinn und knapp dreimal im Uhrzeigersinn um den Kern herum erstrecken. In der veranschaulichten Ausführungsform beinhaltet jeder der Pfade 58, 60 vierundzwanzig Nadeln, die Ende an Ende miteinander verbunden sind, um einen durchgehenden Leiter zwischen der Klemme 64 und der neutralen Verbindung 52 zu bilden.
Die W-Phase kann eine Vielzahl von Nadeln 70a und 70b beinhalten, die miteinander verbunden sind, um jeweils einen ersten Pfad 72 und einen zweiten Pfad 74 zu bilden. Jeder der Pfade beinhaltet ein erstes Ende, das an einer Klemme 78 beginnt, und ein zweites Ende, das an einer neutralen Verbindung 52 endet. Die neutrale Verbindung kann eine einzelne neutrale Verbindung sein, z. B. ein einzelner Metallstreifen, der zum Verbinden aller sechs Pfade verwendet wird. Die Pfade 72, 74 sind an der Klemme 78 und an der neutralen Verbindung 52 miteinander verbunden, ansonsten aber elektrisch voneinander isoliert. Jeder der Pfade 72, 74 umgibt den Statorkern 32, indem er in entsprechende der Nuten 34 und aus diesen heraus verwoben ist. Jeder der Pfade kann sich im Allgemeinen ungefähr dreimal gegen den Uhrzeigersinn und knapp dreimal im Uhrzeigersinn um den Kern herum erstrecken. In der veranschaulichten Ausführungsform beinhaltet jeder der Pfade 72, 74 vierundzwanzig Nadeln, die Ende an Ende miteinander verbunden sind, um einen durchgehenden Leiter zwischen der Klemme 78 und der neutralen Verbindung 52 zu bilden. Die Klemmen 50, 64, 78 können mit dem Wechselrichter verbunden sein und Spannung von dem Wechselrichter empfangen, wodurch drehmomenterzeugender Strom in den Wicklungspfaden erzeugt wird, der den Rotor 24 veranlasst, sich innerhalb des Stators 22 zu drehen.
Unter Bezugnahme auf 3 können die Haarnadeln von jedem der Pfade eine oder mehrere Arten von Nadeln beinhalten, wie beispielsweise eine reguläre Nadel 90 und eine Wendenadel 92.Der Einfachheit halber können die regulären Nadeln als Nadeln 90 bezeichnet werden. Die regulären Nadeln 90 können einen ersten Schenkel 98 beinhalten, der an einem Scheitelpunkt 102 (auch als Krone bekannt) mit einem zweiten Schenkel 100 verbunden ist. Der Scheitelpunkt 102 kann die Schenkel radial versetzen. Der Scheitelpunkt 102 kann durch Verdrehung gebildet sein, die die Schenkel radial um die Abmessung einer Nadel in der radialen Richtung versetzt. Die Nadeln 90 können aus einem einzelnen Stück Metall gebildet sein, wie etwa Kupfer, Aluminium, Silber, oder aus einem beliebigen anderen elektrisch leitfähigen Material. Der erste Schenkel 98 ist in einer der Nuten 34 angeordnet und der zweite Schenkel 100 ist in einer anderen der Nuten 34 angeordnet, die um eine Nutpanne beabstandet ist. Die regulären Nadeln 90 können eine Spanne aufweisen, die gleich der Anzahl an Nuten pro Pol ist, was in der veranschaulichten Ausführungsform sechs Nuten entspricht. Wenn sich also der erste Schenkel 98 in Nut 1 befindet, wäre der zweite Schenkel 100 in Nut 7.Der erste Schenkel 98 beinhaltet einen geraden Abschnitt 99, der in einer Nut 34 angeordnet ist, und einen ersten Winkelabschnitt 104, der sich zwischen dem Scheitelpunkt 102 und dem geraden Abschnitt 99 erstreckt. Der gerade Abschnitt 99 und der Winkelabschnitt 104 sind an einer ersten Biegung 106 zusammengefügt. Der erste Schenkel 98 beinhaltet auch ein Schweißsegment 110, das an einer zweiten Biegung 108 nach außen abgewinkelt ist. Der zweite Schenkel 100 beinhaltet einen geraden Abschnitt 101, der in einer Nut 34 angeordnet ist, und einen ersten Winkelabschnitt 112, der sich zwischen dem Scheitelpunkt 102 und dem geraden Abschnitt 101 erstreckt. Der gerade Abschnitt 101 und der Winkelabschnitt 112 sind an einer ersten Biegung 114 zusammengefügt. Der zweite Schenkel 100 beinhaltet auch ein Schweißsegment 120, das an einer zweiten Biegung 118 nach außen abgewinkelt ist. Die Schweißsegmente 110, 120 neigen sich in entgegengesetzte Richtungen, um sich von der Nadel 90 weg zu erstrecken, um sich mit anderen Nadeln des Pfades zu verbinden. Die meisten Schweißsegmente 110, 120 können eine Spanne aufweisen, die gleich der durch 2 geteilten Nadelspanne ist, die in der veranschaulichten Ausführungsform drei (6/2) beträgt. (Die Nadeln 90, die an den Klemmen angebracht und neutral verbunden sind, können ein etwas längeres oder kürzeres Schweißsegment aufweisen, um die Verbindung zu erleichtern.) Somit weisen die meisten Nadeln 90 eine Gesamtspanne von zwölf Nuten auf.
Die reguläre Nadel 90 kann hergestellt werden, indem zuerst der Scheitelpunkt 102, die ersten Winkelabschnitte 104, 112 und zwei verlängerte gerade Abschnitte gebildet werden. Dann wird die Nadel 90 in dem Stator 22 installiert, indem die verlängerten geraden Abschnitte in die Nuten 34 des Stators 22 eingeführt werden. Die zweiten Biegungen 108, 118 und die Schweißsegmente 110, 120 werden gebildet, nachdem die Nadel 90 durch die Nuten installiert wurde, indem die verlängerten Schenkel wie gewünscht gebogen werden.
Unter Bezugnahme auf 4 beinhaltet eine Wendenadel 92 einen ersten Schenkel 122 und einen zweiten Schenkel 124, die an einem Scheitelpunkt 126 verbunden sind. Die Wendenadel 92 wird verwendet, um die Richtung des Pfades zu ändern, z. B. von im Uhrzeigersinn zu gegen den Uhrzeigersinn. Die Wendenadel 92 kann eine gleiche Spanne wie die regulären Nadeln 90 aufweisen, was in der veranschaulichten Ausführungsform sechs Nuten sind. Die Form der Wendenadel 92 ist ähnlich der regulären Nadel 90, mit der Ausnahme, dass sich die Schweißsegmente 128 und 132 in eine gleiche Richtung erstrecken, d. h, das Schweißsegment 128 erstreckt sich nach innen, während sich das Schweißsegment 132 nach außen erstreckt.
Jedes der Schweißsegmente 128, 132 kann eine Spanne aufweisen, die gleich der durch 2 geteilten Nadelspanne ist, die in der veranschaulichten Ausführungsform drei (6/2) beträgt, aber da sich die Schweißsegmente 128, 130 in die gleiche Richtung erstrecken, weist jede Nadel 92 eine Gesamtspanne von neun Nuten auf.
Unter Bezugnahme auf 5 und 6 sind die Nuten 34 gegen den Uhrzeigersinn von 1 bis 48 angeordnet, wobei die Nuten mit ungerader Zahl der Einfachheit halber gekennzeichnet sind. Die Nuten 34 können eine innere radiale Schicht 170 aus Nadeln, eine mittlere radiale Schicht 172 aus Nadeln und eine äußere radiale Schicht 174 aus Nadeln beinhalten. Jede der Schichten kann mindestens zwei radiale Positionen aufweisen, die benachbart zueinander sind. In der veranschaulichten Ausführungsform weist jede Nut 34 sechs aufeinanderfolgende Positionen in einer linearen Anordnung von eins zu sechs auf. Die erste Position befindet sich in der Nähe des Innendurchmessers (inner diameter - ID) des Statorkerns 32 und die sechste Position befindet sich in der Nähe des Außendurchmessers (outer diameter - OD) des Statorkerns 32. Die innere Schicht 170 beinhaltet die erste und die zweite Position; die mittlere Schicht 172 beinhaltet die dritte und vierte Position; und die äußere Schicht 174 beinhaltet die fünfte und sechste Position.
Die Phasen sind in Gruppen angeordnet, um benachbarte Nuten in jedem der Pole zu belegen. In Pol 1 beispielsweise belegt die U-Phase die Nuten 2 und 3.Die Pole sind ausgeglichen, wobei jeder Pfad alle radialen Schichten gleich oft belegt, z. B. belegt jeder Pfad jede radiale Schicht zweimal. Jede Nut beinhaltet auch eine gleiche Anzahl an Haarnadeln für jeden Pfad der Phase, die in dieser Nut angeordnet ist, z. B. weist Nut 3, die die U-Phase enthält, drei Haarnadeln 42a und drei Haarnadeln 42b auf. Der Stator ist auch so angeordnet, dass sich die Pfade entlang der Nuten abwechseln, z. B. wechseln sich in Nut 3 die Pfade 44 und 46 ab, wobei sich der Pfad 44 in den Positionen 1, 3 und 5 befindet und sich der Pfad 46 in den Positionen 2, 4 und 6 befindet. Die abwechselnde Reihenfolge ist in der benachbarten Nut, z. B.in Nut 2, entgegengesetzt, wobei sich die Pfade 44 und 46 mit dem Pfad 46 an den Positionen 1, 3 und 5 und dem Pfad 44 an den Positionen 2, 4 und 6 abwechseln. In der veranschaulichten Ausführungsform nimmt jeder Pfad jede radiale Position achtmal ein. Die Pfade sind so angeordnet, dass sich für jede der entsprechenden Nuten die Nadeln eines gleichen Pfades in verschiedenen radialen Schichten befinden, sodass jeder Pfad alle radialen Schichten in der entsprechenden Nut belegt. Unter Bezugnahme auf Nut 3 belegt beispielsweise der erste Pfad 44 die erste Position der inneren Schicht 170, die dritte Position der mittleren Schicht 172 und die fünfte Position der äußeren Schicht 174.
Die anderen Phasen sind ähnlich ausgeglichen. Diese Anordnung erzeugt im wesentlichen ähnliche Induktivitäten für jeden Pfad, was eine ausgeglichene Aufteilung des Gesamtstroms zwischen den drei Pfaden begünstigt, wodurch ein gemeinsamer Mangel anderer Lösungen korrigiert wird.

Nun wird die U-Phase beschrieben. Die Nadeln 42a und 42b des ersten Pfads 44 und des zweiten Pfads 46 können jeweils aus dreiundzwanzig regulären Nadeln 90 und einer Wendenadel 92 bestehen. Unter Bezugnahme auf 7 und 8 beginnt der erste Pfad 44 mit Nadel 1, bei der es sich um eine reguläre Nadel 90 handelt, wobei ein erstes Ende des Schweißsegments 110 an der Klemme 50 angebracht ist. Das Schweißsegment 110 beinhaltet ein sich radial erstreckendes Segment (Klemmenleitung) 111, das an einem Klemmenende 115 des Pfads 44 endet. Das Klemmenende 115 ist durch Schweißen oder dergleichen mit der Klemme 50 verbunden. Das Schweißsegment 110 von Nadel 1 ist so geformt, dass das sich radial erstreckende Segment 111 zwischen einem benachbarten Paar von Schweißreihen 62 angeordnet ist. Der erste Schenkel 98 von Nadel 1 ist in der ersten Position der Nut 32 angeordnet und der zweite Schenkel 100 ist in der zweiten Position der Nut 38 angeordnet. Nadel 2 weist einen ersten Schenkel 98 auf, der in der ersten Position der Nut 44 angeordnet ist, und einen zweiten Schenkel 100, der in der zweiten Position der Nut 2 angeordnet ist. Das Schweißsegment 120 von Nadel 1 ist an dem Schweißsegment 110 der Nadel 2 durch eine Schweißnaht 48a nahe der Nut 41 angebracht. Der Kürze halber bezieht sich der Anmelder auf Tabelle 1 zur Beschreibung der verbleibenden Nadeln. Bemerkenswerte Bereiche werden nun im Detail beschrieben. (In Tabelle 1 bezeichnet der Index die Nutposition.) Tabelle 1

Nadel	Erster Schenkel	Zweiter Schenkel	Schicht
1	32₁	38₂	Innen
2	44₁	2₂	Innen
3	8₁	14₂	Innen
4	20₁	26₂	Innen
5	32₃	38₄	Mitte
6	44₃	2₄	Mitte
7	8₃	14₄	Mitte
8	20₃	26₄	Mitte
9	32₅	38₆	Außen
10	44₅	2₆	Außen
11	8₅	14₆	Außen
12	20₅	26₆	Außen
Brücke	29	31
13	33₆	27₅	Außen
14	21₆	15₅	Außen
15	9₆	3₅	Außen
16	45₆	39₅	Außen
17	33₄	27₃	Mitte
18	21₄	15₃	Mitte
19	9₄	3₃	Mitte
20	45₄	39₃	Mitte
21	33₂	27₁	Innen
22	21₂	15₁	Innen
23	9₂	3₁	Innen
24	45₂	39₁	Innen

Pfad 44 beginnt gegen den Uhrzeigersinn und führt in dieser Richtung zu Nadel 12. Das Ende der Nadel 12 befindet sich an der Nut 29, und an diesem Punkt hat der Pfad 44 drei Umdrehungen gegen den Uhrzeigersinn vollendet. Das Schweißsegment 120 der Nadel 12 ist an einer Brücke 200 angebracht.
Die Brücke 200 kann ein U-förmiger Metallstreifen sein, der einen ersten Schenkel 202 und einen zweiten Schenkel 204 beinhaltet. Die Brücke 200 kann aus den gleichen Metallrohlingen wie die Haarnadeln gebildet sein. Die Brücke 200 wird verwendet, um benachbarte Haarnadeln miteinander zu verbinden und die Nuten zu verschieben, in denen sich die Haarnadeln dieses Pfades befinden. Der erste Schenkel 202 ist an einer der Haarnadeln des Pfades 44 anbringbar, und der zweite Schenkel 204 ist an einer anderen Haarnadel des Pfades 44 anbringbar. Die Brücke 200 kann eine Spanne aufweisen, die gleich der durch 2 geteilten Nadelspanne ist, die in der veranschaulichten Ausführungsform drei (6/2) beträgt.
Der erste Schenkel 202 ist an dem Schweißsegment 120 der Nadel 12 durch eine Schweißnaht 206 angebracht. Der zweite Schenkel 204 ist an dem Schweißsegment 128 der Wendenadel 92a durch eine Schweißnaht 208 angebracht. Die Brücke 200 ist außerhalb der Außenschicht 174 angeordnet, wobei der U-förmige Abschnitt 205 dem Ende 38 des Statorkerns 32 zugewandt ist, sodass sich die Brücke 200 vom Ende 38 nicht höher erstreckt als die Haarnadeln. Die U-Form stellt den Klemmenleitungen 111, 113 der Pfade 44, 46 Freiraum bereit, um sich durch die Öffnung der Brücke zu erstrecken und mit der Klemme 50 zu verbinden.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Brücke ein gerader Streifen sein, der über den Klemmenleitungen 111, 113 angeordnet ist. Hier können sich die Klemmenleitungen zum Innendurchmesser des Stators erstrecken und an die ersten Nadeln der Pfade 44 und 46 in der Nähe des Innendurchmessers geschweißt werden.
Die Wendenadel 92a, bei der es sich um Nadel 13 handelt, ändert die Drehung des Pfades 44 gegen den Uhrzeigersinn zum Uhrzeigersinn, beginnend bei Nut 33. Der erste Schenkel 122 der Wendenadel 92a ist in der sechsten Position der Nut 33 angeordnet und der zweite Schenkel 124 ist in der fünften Position der Nut 27 angeordnet. Die Wendenadel 92a ist an der Nadel 14 angebracht, die einen ersten Schenkel 98 aufweist, der in der sechsten Position der Nut 21 angeordnet ist, und einen zweiten Schenkel 100, der in der fünften Position der Nut 15 angeordnet ist. Die Nadeln 15 bis 24 sind weiter im Uhrzeigersinn verwoben. Die Nadel 24 ist die letzte Nadel des Pfades 44 und an einem neutralen Ende 218 des Pfades 44 mit der neutralen Verbindung 52 (nicht gezeigt) verbunden. Das zweite Schweißsegment 120 der Nadel 24 kann länglich sein, sodass das Ende der Nadel 24 höher als die Schweißreihen 62 positioniert werden kann, um eine Anbringung an der neutralen Verbindung 52 zu ermöglichen.
Unter Bezugnahme auf 2 und 8 ist der Pfad 46 dem Pfad 44 ähnlich, mit der Ausnahme, dass der Pfad 46 um eine Nut verschoben ist und keine Brücke beinhaltet. Der Pfad 46 beginnt in der Nähe der Nut 30, an der die Klemmenleitung 113 der Nadel 1 an der Klemme 50 angebracht ist. Ähnlich wie bei Pfad 44 beginnt Pfad 46 mit dem Weben gegen den Uhrzeigersinn. Die Nadel 1 weist einen ersten Schenkel 98 auf, der in der ersten Position der Nut 33 angeordnet ist, und einen zweiten Schenkel 100, der in der zweiten Position der Nut 39 angeordnet ist. Pfad 46 setzt sich entgegen dem Uhrzeigersinn zu Nadel 12 fort. Die Nadel 12 weist einen ersten Schenkel auf, der in der fünften Position der Nut 21 angeordnet ist, und einen zweiten Schenkel 100, der in der sechsten Position der Nut 27 angeordnet ist. Anders als bei Pfad 44 wird keine Brücke verwendet, und das Schweißsegment 120 der Nadel 12 ist direkt an dem Schweißsegment 128 der Wendenadel 92b angebracht.

Die Wendenadel 92b, bei der es sich um Nadel 13 handelt, ändert die Drehung des Pfades 46 gegen den Uhrzeigersinn zum Uhrzeigersinn, beginnend bei Nut 32. Der erste Schenkel 122 der Wendenadel 92b ist in der sechsten Position der Nut 32 angeordnet und der zweite Schenkel 124 ist in der fünften Position der Nut 26 angeordnet. Die Wendenadel 92b ist an der Nadel 14 angebracht, die einen ersten Schenkel 98 aufweist, der in der sechsten Position der Nut 20 angeordnet ist, und einen zweiten Schenkel 100, der in der fünften Position der Nut 14 angeordnet ist. Die Nadeln 15 bis 24 sind weiter im Uhrzeigersinn verwoben. Die Nadel 24 ist die letzte Nadel des Pfades 46 und ist an einem neutralen Ende 220 des Pfades 46 mit der neutralen Verbindung 52 verbunden. Das zweite Schweißsegment 120 der Nadel 24 kann länglich sein, sodass das Ende der Nadel 24 höher als die Schweißreihen 62 positioniert werden kann, um eine Anbringung an der neutralen Verbindung 52 zu ermöglichen. Siehe Tabelle 2 für vollständige Details zu Pfad 46. Tabelle 2

Nadel	Erster Schenkel	Zweiter Schenkel	Schicht
1	33₁	39₂	Innen
2	45₁	3₂	Innen
3	9₁	15₂	Innen
4	21₁	27₂	Innen
5	33₃	39₄	Mitte
6	45₃	3₄	Mitte
7	9₃	15₄	Mitte
8	21₃	27₄	Mitte
9	33₅	39₆	Außen
10	45₅	3₆	Außen
11	29₅	15₆	Außen
12	21₅	27₆	Außen
13	32₆	26₅	Außen
14	20₆	14₅	Außen
15	8₆	2₅	Außen
16	44₆	38₅	Außen
17	32₄	26₃	Mitte
18	20₄	14₃	Mitte
19	8₄	2₃	Mitte
20	44₄	38₃	Mitte
21	32₂	26₁	Innen
22	20₂	14₁	Innen
23	8₂	2₁	Innen
24	44₂	38₁	Innen

Unter Bezugnahme auf 2 und 9 ist die V-Phase ähnlich der U-Phase, mit der Ausnahme, dass vier Nuten im Uhrzeigersinn verschoben sind. Die V-Phase beginnt an der Klemme 64, wobei die erste Nadel 222 der Phase 58 mit einer Zacke der Klemme 64 verbunden ist und die erste Nadel 224 der Phase 60 mit der anderen Zacke der Klemme 64 verbunden ist. Radial verlaufende Abschnitte (Klemmenleitungen) der Nadeln 222 und 224 erstrecken sich zwischen den Schweißreihen 62, um die Höhe der Endwicklungen zu begrenzen. Die Pfade 58, 60 sind durch den Statorkern in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn durch die Nadel 12 verwoben. Der Pfad 60 beinhaltet eine Brücke 226, die mit dem Ende der Nadel 12 verbunden ist. Die Brücke 226 kann die gleiche sein wie die Brücke 200.Die Nadel 13 des Pfades 60, die eine Wendenadel 92 ist, ist mit dem anderen Ende der Brücke 226 verbunden und kehrt die Richtung des Pfades 60 in den Uhrzeigersinn um. Der Pfad 58 beinhaltet keine Brücke, und die Nadel 12 des Pfads 58 ist direkt mit der Nadel 13 verbunden, die eine Wendenadel 92 ist, die die Richtung des Pfads 58 in den Uhrzeigersinn umkehrt. Die Pfade 58 und 60 setzen sich jeweils bis zu den neutralen Enden 230, 232 im Uhrzeigersinn fort. Die neutralen Enden 230 und 232 sind mit der neutralen Klemme 52 verbunden.
Unter Bezugnahme auf 2 und 10 ist die W-Phase ähnlich der U-Phase, mit der Ausnahme, dass vier Nuten im Uhrzeigersinn verschoben sind. Die W-Phase beginnt an der Klemme 78, wobei die erste Nadel 240 der Phase 72 mit einer Zacke der Klemme 78 verbunden ist und die erste Nadel 242 der Phase 74 mit der anderen Zacke der Klemme 78 verbunden ist. Radial verlaufende Abschnitte (Klemmenleitungen) der Nadeln 240 und 242 erstrecken sich zwischen den Schweißreihen 62, um die Höhe der Endwicklungen zu begrenzen. Die Pfade 72, 74 sind durch den Statorkern in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn durch die Nadel 12 verwoben. Der Pfad 74 beinhaltet eine Brücke 244, die mit dem Ende der Nadel 12 verbunden ist. Die Brücke 244 kann die gleiche sein wie die Brücke 200. Die Nadel 13 des Pfades 74, die eine Wendenadel 92 ist, ist mit dem anderen Ende der Brücke 244 verbunden und kehrt die Richtung des Pfades 74 in den Uhrzeigersinn um. Der Pfad 72 beinhaltet keine Brücke, und die Nadel 12 des Pfads 72 ist direkt mit der Nadel 13 verbunden, die eine Wendenadel 92 ist, die die Richtung des Pfads 72 in den Uhrzeigersinn umkehrt. Die Pfade 72 und 74 setzen sich jeweils bis zu den neutralen Enden 246, 248 im Uhrzeigersinn fort. Die neutralen Enden 246 und 248 sind mit der neutralen Klemme 52 verbunden.
Unter Bezugnahme auf 11 kann die neutrale Verbindung 52 einen bogenförmigen Körper 250 mit einer Innenseite 252, einer Außenseite 254, einer Oberseite 256 und einer Unterseite 258 aufweisen. Die Innenseite 252 definiert offene Nuten 260, die sich von der Innenseite 252 zu den Außenseiten 254 erstrecken. Die Nuten 260 können sich von der Unterseite 258 zur Oberseite 256 erstrecken, sodass sich die Nuten 260 vollständig durch eine Dicke der neutralen Verbindung 52 erstrecken. Die Nuten 260 nehmen die Enden der Pfade darin auf. Die Enden sind am Umfang der Nuten 260 durch Schweißen, Löten oder dergleichen angebracht, um eine elektrische Verbindung zu bilden. Die Anzahl der Nuten 260 kann gleich der Anzahl der Pfade sein. Somit definiert in der veranschaulichten Ausführungsform die neutrale Verbindung 52 sechs offene Nuten 260, die jeweils konfiguriert sind, um einen der Pfade darin aufzunehmen. In anderen Ausführungsformen können die Nuten 260 geschlossen sein und die Enden werden durch die Unterseite 258 in die neutrale Verbindung 52 eingeführt.
Wenngleich vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen beschreiben, die durch die Ansprüche eingeschlossen sind. Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke sind vielmehr beschreibende als einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie vorangehend beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die unter Umständen nicht explizit beschrieben oder dargestellt sind. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften als vorteilhaft oder bevorzugt beschrieben sein können, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Eigenschaften in Frage gestellt werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erzielen, die von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängen. Diese Attribute können unter anderem Folgendes umfassen: Kosten, Festigkeit, Lebensdauer, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Betriebsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, bequeme Montage usw. Daher liegen Ausführungsformen, welche in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen auf dem Stand der Technik beschrieben werden, nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
Gemäß einer Ausführungsform definiert der Statorkern eine Vielzahl von Nuten, und wobei jede von der ersten und zweiten Haarnadel einen ersten Schenkel beinhaltet, der in einer der Nuten angeordnet ist, und einen zweiten Schenkel, der in einer anderen der Nuten angeordnet ist, wobei der erste und zweite Schenkel durch eine Haarnadelspanne beabstandet sind, die gleich der Anzahl an Nuten zwischen dem ersten und dem zweiten Schenkel ist, und wobei die Schenkel der Brücke durch eine Spanne von Nuten beabstandet sind, die gleich der Hälfte der Haarnadelspanne ist.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet jeder der Pfade ein neutrales Ende, das an einer letzten der Haarnadeln dieses Pfades gebildet ist, und ferner umfassend eine neutrale Verbindung mit einer Innenfläche, die offene Nuten definiert, die jeweils eines der neutralen Enden darin aufnehmen.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Brücken U-förmig.

Claims

Elektrische Maschine, umfassend: einen Statorkern, der Nuten definiert; Haarnadeln, die in den Nuten angeordnet und selektiv an Verbindungen verbunden sind, um Wicklungen zu bilden; und eine U-förmige Brücke mit beabstandeten Schenkeln, die durch einen U-Abschnitt miteinander verbunden sind, wobei die Schenkel an einer Stelle radial außerhalb der Nuten an einem Paar der Haarnadeln angebracht sind, sodass der U-Abschnitt dem Kern zugewandt ist, wobei sich eine Klemmenleitung der Wicklungen radial zwischen den Schenkeln erstreckt.
Elektrische Maschine nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Klemme, die radial außerhalb der Brücke angeordnet ist und einen Abschnitt beinhaltet, der umlaufend zwischen den Schenkeln angeordnet ist, um mit der Klemmenleitung verbunden zu werden.
Elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei jede der Haarnadeln einen ersten Schenkel beinhaltet, der in einer der Nuten angeordnet ist, und einen zweiten Schenkel, der in einer anderen der Nuten angeordnet ist, wobei der erste und der zweite Schenkel durch eine Haarnadelspanne beabstandet sind, die gleich der Anzahl an Nuten zwischen dem ersten und dem zweiten Schenkel ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 3, wobei die Schenkel der Brücke durch eine Nutspanne voneinander beabstandet sind, die gleich der Hälfte der Haarnadel spanne ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 4, wobei die Schenkel der Brücke durch drei Nuten voneinander beabstandet sind.
Elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei die Wicklungen mehrere Pfade beinhalten, die jeweils entsprechende der Haarnadeln aufweisen, die miteinander verbunden sind, um einen durchgehenden Stromkreis zwischen einem Klemmenende und einem neutralen Ende zu bilden.
Elektrische Maschine nach Anspruch 6, wobei jeder Pfad reguläre Haarnadeln und eine Wendehaarnadel beinhaltet, wobei die Brücke an einer der regulären Haarnadeln und an der Wendehaarnadel angebracht ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 6, ferner umfassend eine neutrale Verbindung, die an jedem der neutralen Enden angebracht ist, wobei die neutrale Verbindung einen bogenförmigen Körper mit einer Innenseite und einer Außenseite beinhaltet, wobei die Innenseite offene Nuten definiert, die sich von der Innenseite in Richtung der Außenseite erstrecken, und wobei jede der Nuten eines der neutralen Enden darin aufnimmt.
Elektrische Maschine, umfassend: einen Statorkern; und Wicklungen, die in dem Kern angeordnet und in drei Phasen angeordnet sind, die jeweils mindestens einen ersten Pfad aufweisen, der nur erste Haarnadeln beinhaltet, die miteinander verbunden sind, um einen durchgehenden Stromkreis zwischen einem Klemmenende und einem neutralen Ende zu bilden, und einen zweiten Pfad, der miteinander verbundene zweite Haarnadeln und eine Brücke aufweist, die benachbarte der zweiten Haarnadeln miteinander verbindet, um einen durchgehenden Stromkreis zwischen einem Klemmenende und einem neutralen Ende zu bilden.
Elektrische Maschine nach Anspruch 9, wobei der zweite Pfad nur eine einzelne Brücke beinhaltet.
Elektrische Maschine nach Anspruch 9, wobei die Brücke radial außerhalb der Nuten angeordnet ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 9, wobei die Brücke U-förmig ist und einen ersten Schenkel, der an einer der benachbarten der zweiten Haarnadeln angebracht ist, und einen zweiten Schenkel, der an der anderen der benachbarten der zweiten Haarnadeln angebracht ist, beinhaltet.
Elektrische Maschine nach Anspruch 11, ferner umfassend eine neutrale Verbindung, beinhaltend einen bogenförmigen Körper mit einer Innenseite und einer Außenseite, wobei die Innenseite offene Nuten definiert, deren Anzahl gleich den neutralen Enden ist und die sich von der Innenseite zur Außenseite erstrecken, und wobei jede der Nuten eines der neutralen Enden darin aufnimmt.
Elektrische Maschine nach Anspruch 11, wobei die zweiten Haarnadeln reguläre Haarnadeln und eine an der Brücke angebrachte Wendehaarnadel beinhalten.
Elektrische Maschine, umfassend: einen Statorkern, der Nuten mit radialen Positionen definiert; eine Vielzahl von Haarnadeln, die jeweils einen ersten Schenkel aufweisen, der in einer der radialen Positionen einer der Nuten angeordnet ist, und einen zweiten Schenkel, der in einer der radialen Positionen, also einer anderen radialen Position als der erste Schenkel, einer anderen der Nuten angeordnet ist, wobei ausgewählte der Haarnadeln miteinander verbunden sind, um mindestens drei Paare von ersten und zweiten parallelen Wicklungspfaden zu bilden, wobei jedes Paar einer von drei Phasen der elektrischen Maschine entspricht, wobei jede der Nuten nur Haarnadeln der gleichen Phase beinhaltet und sich der erste und der zweite Pfad entlang der radialen Positionen abwechseln; und mindestens drei Brücken, die jeweils mit einer der Phasen verbunden sind und einen ersten Schenkel, der an einer der Haarnadeln des ersten Wicklungspfades angebracht ist, und einen zweiten Schenkel, der an einer anderen der Haarnadeln des ersten Wicklungspfades angebracht ist, beinhalten, wobei sich die Brücken radial außerhalb der Nuten befinden und ein Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Schenkel der Brücke die Hälfte des Abstands zwischen dem ersten und dem zweiten Schenkel der Haarnadeln ist.