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HINTERGRUND
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Motorstator und insbesondere auf einen Motorstator, der Hairpin-Drähte einschließt.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Herkömmlicherweise, weist ein Hairpin-Draht-Motorstator häufig eine Schaltungstechnik mit mehreren parallel geschalteten Wicklungen auf. Eines der Hauptprobleme besteht darin, die Spannungen der parallel geschalteten Wicklungen auszugleichen, um zirkulierende Ströme zu vermeiden. Das Wicklungsverfahren mit Stromdrähten erfordert oft eine Vielzahl von Hairpin-Drähten mit unterschiedlichen Größen oder Spannweiten bzw. Spannen, um Umlaufströme bzw. Kreisströme zu vermeiden, was die Herstellung des Motorstators komplexer macht. Angesichts dieser Problematik suchen die Motorenhersteller aktiv nach geeigneten Draht-Wicklungsverfahren, um den während des Motorbetriebs erzeugten Kreisstrom zu verringern und die Arten von Hairpin-Drähten sowie die für die Herstellung von Motorstatoren erforderliche Produktionskomplexität wirksam zu kontrollieren.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Offenbarung schlägt einen Hairpin-Draht-Motorstator zum Überwinden oder Mildern der Probleme des Standes der Technik vor.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen enthält ein Stator eines Hairpin-Draht-Motors einen ringförmigen Statorkern und eine Vielzahl von Schlitzpositionen. Der ringförmige Statorkern definiert einen Rotoraufnahmeraum in der Mitte des Statorkerns, wobei der Statorkern eine Einführungsseite und eine Verlängerungsseite aufweist, die es ermöglichen, dass eine Vielzahl von Hairpin-Drähten von der Einführungsseite aus eingeführt wird und von der Verlängerungsseite aus herausragt. Die Schlitzpositionen sind auf dem Statorkern angeordnet und umgeben den Rotoraufnahmeraum in Umfangsrichtung. Die Schlitzpositionen bilden eine Vielzahl von radial benachbarten Schlitzpositionsschichten. Der Statorkern enthält eine Vielzahl von Polbereichen. Jeder Polbereich enthält eine Vielzahl von Phasen. Jede Phase enthält eine Vielzahl von Phasenschlitze. Die Phasenschlitze sind in Umfangsrichtung unmittelbar nebeneinander angeordnet und enthalten wenigstens einen ganz linken und einen ganz rechten Phasenschlitz. Jeder Phasenschlitz besteht aus den radial benachbarten Schlitzpositionen. Die Hairpin-Drähte sind konfiguriert, dass sie in die Schlitzpositionen der Phasenschlitze der gleichen Phasen der Polbereich eingesetzt werden. Die Hairpin-Drähte sind verbunden, so dass sie eine Vielzahl von Wicklungen bilden, und eine der Wicklungen weist zwei Enden auf, die in den ganz linken Phasenschlitz und den ganz rechten Phasenschlitz der Phasenschlitze der gleichen Phasen in den Polbereichen eingeführt werden. Die Hairpin-Drähte enthalten eine Vielzahl von transpolaren Hairpin-Drähten, die an der Einführungsseite eine Spanne aufweisen. Die Spanne entspricht einem Quotienten, den man erhält, durch Teilen der Gesamtzahl der Phasenschlitze durch eine Gesamtzahl der Polbereiche, plus oder minus 1.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen enthält ein Hairpin-Draht-Motorstator einen ringförmigen Statorkern, eine Vielzahl von Schlitzpositionen und eine Vielzahl von Wicklungen. Der Statorkern weist eine erste Seite und eine gegenüberliegende zweite Seite auf. Die Schlitzpositionen befinden sich auf dem Statorkern, die es ermöglichen, dass eine Vielzahl von Hairpin-Drähten hindurchgeführt werden kann. Die Schlitzpositionen sind auf dem Statorkern in Umfangsrichtung angeordnet, um benachbarte Schlitze und eine Vielzahl von radial benachbarten Schlitzpositionsschichten zu bilden. Der Statorkern enthält eine Vielzahl von Polbereichen, und jeder Polbereich enthält die Schlitzpositionen. Jede Wicklung besteht aus Hairpin-Drähten, die über die Polbereiche verbunden und angeordnet sind. Alle verbundenen Hairpin-Drähte sind über unmittelbar benachbarte zwei der Schlitzpositionsschichten angeordnet und weisen in der Umfangsrichtung an der ersten Seite eine Spannweite auf, die gleich ist: einer Polteilung plus einem benachbarten Schlitz; oder einer Polteilung minus einem benachbarten Schlitz; oder einer Kombination aus einer Polteilung plus einem benachbarten Schlitz und einer Polteilung minus einem benachbarten Schlitz.
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Der hier offenbarte Hairpin-Draht-Motorstator verwendet die oben erwähnte Wickelungsverfahren, um eine einzelne Wickelungsverfahren, durch die mehreren Phasenschlitze (z. B. A, B oder A, B, C) innerhalb benachbarter Schlitzpositionsschichten (z. B. L1 bis L2) in den U-, V- und W-Phasen zu führen, wobei die Wicklung jede Schlitzposition gleich oft durchläuft, so dass alle Wicklungen gleichmäßig in jeder Schlitzposition angeordnet sind, um die Erzeugung von Zirkulationsstrom zu vermeiden. Darüber hinaus kann bei wenigstens einer der Wickelungsverfahren, die Anzahl der parallel-geschalteten Wicklungen jeder Phase höchstens gleich der Anzahl der Polbereiche sein. Bei wenigstens einer der Ausführungsformen können die Drahttypen der Hairpin-Drähte reduziert werden, und es werden nur transpolare Hairpin-Drähte (gemeinsamer Teilungsdraht) und schichtübergreifender (trans-layer) Verbindungsdraht bzw. Zwischenschicht-Verbindungsdraht benötigt.
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Es versteht sich, dass sowohl die vorangehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung aus Beispielen bestehen und der weiteren Erläuterung der beanspruchten Erfindung dienen.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird durch die folgende detaillierte Beschreibung der Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser verständlich:
- 1 zeigt einen Schaltplan eines Motorstators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 2 zeigt eine Seitenansicht eines Motorstators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 3 zeigt eine Draufsicht auf einen Statorkern eines Motorstators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 4 zeigt eine der Wicklungen, die in U-Phasen eines 72-Schlitz-Motorstators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind;
- 5 zeigt zwei der Wicklungen, die in U-Phasen eines 72-Schlitz-Motorstators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind;
- 6 zeigt 8 Wicklungen, die in U-Phasen eines 72-Schlitz-Motorstators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind;
- 7 zeigt 8 Wicklungen, die in V-Phasen eines 72-Schlitz-Motorstators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind;
- 8 zeigt 8 Wicklungen, die in W-Phasen eines 72-Schlitz-Motorstators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind;
- 9 zeigt 8 Wicklungen, die in den Phasen U, V und W eines 72-Schlitz-Motorstators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind;
- 10 zeigt eine der Wicklungen, die in den U-Phasen eines 72-Schlitz-Motorstators unter Verwendung von in einer gleichen Ebene angeordnete bzw. gleichschichtige Verbindungsdrähten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind;
- 11 zeigt 4 Wicklungen, die in U-Phasen eines 72-Schlitz-Motorstators unter Verwendung innerer gleichschichtiger Verbindungsdrähte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind;
- 12 zeigt 4 Wicklungen, die in U-Phasen eines 72-Schlitz-Motorstators unter Verwendung äußerer, gleichschichtiger Verbindungsdrähte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind;
- 13 zeigt zwei Wicklungen, die in U-Phasen eines 72-Schlitz-Motorstators konfiguriert sind, wobei innere und äußere gleichschichtige Verbindungsdrähte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet werden;
- 14 zeigt eine der Wicklungen, die in U-Phasen eines 72-Schlitz-Motorstators gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind;
- 15 zeigt eine der Wicklungen, die in U-Phasen eines 72-Schlitz-Motorstators gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind;
- 16 zeigt eine der Wicklungen, die in U-Phasen eines 72-Schlitz-Motorstators gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind;
- 17 zeigt eine der Wicklungen, die in U-Phasen eines 72-Schlitz-Motorstators gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind;
- 18 zeigt eine der Wicklungen, die in U-Phasen eines 72-Schlitz-Motorstators gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind;
- 19 zeigt eine der Wicklungen, die in U-Phasen eines 48-Schlitz-Motorstators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind;
- 20 zeigt 8 Wicklungen, die in U-Phasen eines 48-Schlitz-Motorstators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind;
- 21 zeigt 8 Wicklungen, die in V-Phasen eines 48-Schlitz-Motorstators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind;
- 22 zeigt 8 Wicklungen, die in W-Phasen eines 48-Schlitz-Motorstators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind;
- 23 zeigt 4 Wicklungen, die in U-Phasen eines 48-Schlitz-Motorstators unter Verwendung von gleichschichtigen Verbindungsdrähten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind;
- 24 zeigt eine der Wicklungen, die in U-Phasen eines 48-Schlitz-Motorstators gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind;
- 25 zeigt 4 Wicklungen, die in U-Phasen eines 48-Schlitz-Motorstators gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind; und
- 26 zeigt 2 Wicklungen, die in U-Phasen eines 48-Schlitz-Motorstators unter Verwendung von gleichschichtigen Verbindungsdrähten gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Es wird nun im Detail auf die vorliegenden Ausführungsformen Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Wo immer es möglich ist, werden in den Zeichnungen und in der Beschreibung dieselben Bezugszeichen verwendet, um sich auf gleiche oder ähnliche Teile zu beziehen. Die hier offenbarte „Wicklung im Uhrzeigersinn“ soll helfen, die relative Position des einführenden/vorstehenden Drahtes zu verstehen, und kann auch als „Wicklung gegen den Uhrzeigersinn“ basierend auf der relativen Position des einführenden/vorstehenden Drahtes verstanden werden. Mit anderen Worten, aus der Perspektive der mechanischen Konfiguration gibt es keinen so genannten einführenden/herausragenden Draht. Aus der Sicht der Schaltungskonfiguration kann der positive [+]-Kontakt als einführender und der negative [-]-Kontakt (Neutral) als herausragender Draht bezeichnet werden.
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Es wird auf 1 verwiesen, in der ein Schaltplan eines Motorstators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dargestellt ist. Die Schaltung 50 enthält U-, V- und W-Phasenwicklungen. Jede Phasenwicklung (U, V, W) enthält parallel geschaltete Wicklungen Y1 bis YN. Das negative Ende (YN out) jeder Wicklung YN ist mit dem Neutral-Anschluss 52 verbunden. Mit anderen Worten, jede Wicklung hat eine Anzahl von YN-Enden, die mit dem/den Neutral-Anschluss (Anschlüssen) verbunden sind, und das positive Ende (YN in) jeder Wicklung YN ist mit einem entsprechenden Phasenanschluss (z. B. den Phasenanschlüssen der Phasen U, V und W) verbunden. Mit anderen Worten: Jede Wicklung hat eine Anzahl von YN Enden, die mit den Phasenanschlüssen verbunden sind.
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Es wird auf 2 verwiesen, die eine Seitenansicht eines Motorstators 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Die Schaltung 50 ist mit einem Statorkern 110 und einer Vielzahl von Hairpin-Drähten 120 zu realisieren. Insbesondere werden die Schenkel (120b, 120c) der mehreren Hairpin-Drähte 120 von der Einführungsseite 110a (auch als erste Seite bezeichnet) des Statorkerns 110 in entsprechende (Phasen-)Schlitze eingeführt und von der Verlängerungsseite 110b (auch als zweite Seite bezeichnet) des Statorkerns 110 herausgezogen und entsprechend gebogen. Nachdem die Hairpin-Drähte 120 auf dem Statorkern 110 installiert sind, befindet sich ein gebogener Abschnitt 120a an der Einführungsseite 110a des Statorkerns 110, und die Schenkel (120b, 120c) befinden sich an der Verlängerungsseite 110b. Wenn all die Hairpin-Drähte 120, die zu der gleichen Wicklung gehören, in die entsprechenden (Phasen-)Schlitze eingesetzt werden, können die entsprechenden Schenkel (120b, 120c) verbunden werden (z. B. durch Schweißen), so dass all die Hairpin-Drähte 120 der gleichen Wicklung miteinander verbunden sind. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung erstrecken sich das negative Ende und das positive Ende von der Wicklung, zusammengesetzt aus den Hairpin-Drähten 120, von der Einführungsseite 110a des Statorkerns 110 aus und sind jeweils mit dem Neutral-Anschluss und dem Phasenanschluss verbunden. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können das negative Ende und das positive Ende der Wicklung, die aus den Hairpin-Drähten 120 zusammengesetzt ist, von der Einführungsseite 110a oder der Verlängerungsseite 110b des Statorkerns 110 hervorstehen und sind jeweils mit dem Neutral-Anschluss und dem Phasenanschluss verbunden. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind alle Schenkelenden (z. B. 120b, 120c) der Hairpin-Drähte, die sich in unmittelbar benachbarten zwei der Schlitzpositionsschichten befinden und aus der Verlängerungsseite 110b herausragen, so verbunden, dass sie eine Spanne einer Polteilung auf der Verlängerungsseite 110b bilden.
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Es wird auf 3 verwiesen, die eine Draufsicht auf einen 72-Schlitz-Statorkern eines Motorstators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Die Draufsicht auf den Statorkern ist die Draufsicht auf die Einführungsseite des Statorkerns. Der Statorkern 110 wird verwendet, um einen Motorstator mit 8 Polbereichen, 72 (Phasen-)Schlitz (A, B, C) und 6 Schlitzpositionsschichten zu realisieren. Jeder (Phasen-)Schlitz (A, B, C) enthält eine Vielzahl von radial benachbarten Schlitzpositionen (d. h. „Quadrate“ in jedem (Phasen-)Schlitz (A, B, C)), und jede Schlitzposition kann einen Hairpin-Draht aufnehmen. Alle Schlitzpositionen umgeben den Rotoraufnahmeraum 150 in der Umfangsrichtung und bilden eine Vielzahl von Schlitzpositionsschichten (L1 bis L6), die in der radialen Richtung aneinandergrenzen. Die 8 Polbereiche unterteilen den Statorkern 110 gleichmäßig in der Umfangsrichtung, und jeder Polbereich hat U-, V- und W-Phasen. Beispielsweise weist der erste Polbereich die Phasen U1, V1 und W1, der zweite Polbereich die Phasen U2, V2 und W3... Der 8. Polereich weist die Phasen U8, V8 und W8 auf. Jede Phase hat eine Vielzahl von Q (Phasen)-Schlitzen, z. B. in Umfangsrichtung nebeneinander liegende Phasenschlitze A (links), Phasenschlitz B (Mitte) und Phasenschlitz C (rechts). Die Anzahl der Phasenschlitze für eine einzelne Phase beträgt drei (d. h. Q=3). Die 72 Schlitze in dieser Ausführungsform sind gleich: 8 (Polbereich) x 3 (Phase/Polbereich) x 3 (Schlitz/Phase). 72 (Phasen-)Schlitze und die darin enthaltenen Schlitzpositionen umgeben den Rotoraufnahmeraum 150 in Umfangsrichtung, und jeder (Phasen-)Schlitz erstreckt sich von dem Rotoraufnahmeraum 150 in radialer Richtung des Statorkerns. Jeder (Phasen-)Schlitz ermöglicht das Einführen von 6 Hairpin-Drähten in 6 Schlitzpositionsschichten von außen nach innen für L1 bis L6 Schichten. Der ringförmige Statorkern 110 definiert einen Rotoraufnahmeraum 150 zur Aufnahme des Rotors. Die L6-Schicht liegt dem Rotoraufnahmeraum 150 als eine radial innerste der Schlitzpositions-Schichten am nächsten, und die L1-Schicht ist als eine radial äußerste der Schlitzpositions-Schichten am weitesten von dem Rotoraufnahmeraum 150 entfernt. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung weisen die (Phasen-)Schlitze in den Polbereichen die gleichen oder nahezu die gleichen Querschnittsabmessungen auf, und der Abstand zwischen den (Phasen-)Schlitzen ist ebenfalls gleich oder nahezu gleich, jedoch nicht darauf beschränkt.
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Es wird auf 4 verwiesen, die eine der Wicklungen, konfiguriert in den U-Phasen eines 72-Schlitz-Motorstators, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Ein Motorstator mit 8 Polbereichen, 72 (Phasen-)Schlitze und 6 Schlitzpositionsschichten wird durch den Statorkern 110 realisiert, und jede der Phasen U, V und W weist 8 parallel-geschaltete Wicklungen auf, wobei die Anzahl der parallel-geschalteten Wicklungen gleich der Gesamtzahl der Polbereiche ist. Wenn man die U-Phase als Beispiel nimmt: Der Draht der Wicklung Y1 (z. B. der Draht 122 in 2) in die L1-Schicht des Phasenschlitz A der U1-Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns geführt und dann mit der L2-Schicht des Phasenschlitz A der U2-Phase auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der LI-Phase des Phasenschlitz B der U3-Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L2-Schicht des Phasenschlitzes B der U4-Phase auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, und dann mit der L1-Schicht des Phasenschlitzes C der U5-Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, und mit der L2-Schicht des Phasenschlitzes C der U6-Phase auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden. Zu diesem Zeitpunkt weist der Draht der Wicklung Y1 die Phasenschlitze A, B und C der L1-Schicht einmal durchlaufen und ist auch einmal durch die Phasenschlitze A, B und C der L2-Schicht gelaufen. Dann wird ein Zwischenschicht-Verbindungsdraht T1 verwendet, um die L2-Schicht des Phasenschlitzes C der U6-Phase mit der L3-Schicht des Phasenschlitzes A der U7-Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns zu verbinden, und dann mit der L4-Schicht des Phasenschlitzes A der U8-Phase auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L3-Schicht des Phasenschlitzes B der Phase U1 auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L4-Schicht des Phasenschlitzes B der Phase U2 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, und dann mit der L3-Schicht des Phasenschlitzes C der Phase U3 auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, und dann mit der L4-Schicht des Phasenschlitzes C der Phase U4 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden. Der Draht der Wicklung Y1 hat die Phasenschlitze A, B und C der L3-Schicht einmal nach Überspringen bzw. Springen der Schlitzposition durch den Zwischenschicht-Verbindungsdraht T1 durchlaufen und hat auch die Phasenschlitze A, B und C der L4-Schicht einmal durchlaufen. Dann wird ein Zwischenschicht-Verbindungsdraht T2 verwendet, um die L4-Schicht des Phasenschlitzes C der U4-Phase mit der L5-Schicht des Phasenschlitzes A der U5-Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns zu verbinden, und dann mit der L6-Schicht des Phasenschlitzes A der U6-Phase auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L5-Schicht des Phasenschlitzes B der U7-Phase auf der Einführseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L6-Schicht des Phasenschlitz B der Phase U8 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, und dann mit der L5-Schicht des Phasenschlitz C der Phase U1 auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L6-Schicht des Phasenschlitz C der Phase U2 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden. Der Draht der Wicklung Y1 hat die Phasenschlitze A, B und C der L5-Schicht einmal nach dem Springen der Schlitzpositionsschicht durch den Zwischenschicht-Verbindungsdraht T2 durchlaufen und ist auch einmal durch die Phasenschlitze A, B und C der L6-Schicht gelaufen, und der Draht der Wicklung Y1 ist an diesem Punkt (der L6-Schicht des Phasenschlitzes C der U2-Phase) herausgeführt (zum Beispiel ist der Draht 124 in 2 herausgeführt (out)). Die Wicklung Y1 enthält mehrere transpolare Hairpin-Drähte (z. B. die Hairpin-Drähte 120 in 2). Diese transpolaren Hairpin-Drähte haben eine gemeinsame Spanne oder die gleiche Spanne und verwenden nur an dem Einlass- und Auslassende unterschiedliche Drahttypen (z. B. die Hairpin-Drähte 122, 124 in 2). Die Schenkel der transpolaren Hairpin-Drähte (z. B. die Schenkel 120b und 120c der Hairpin-Drähte 120 in 2) sind auf der Verlängerungsseite des Statorkerns (z. B. die Verlängerungsseite 110b in 2) miteinander verbunden, um eine Wicklung zu bilden. Aus 4 ist ersichtlich, dass der Draht der Wicklung Y1 zunächst im Uhrzeigersinn auf den Schichten L1 bis L2 nacheinander durch die Phasenschlitze A, B und C läuft und dann in einer Uhrzeigersinnrichtung auf den Schichten L3 bis L4 nacheinander durch die Phasenschlitze A, B und C läuft und dann in einer Uhrzeigersinnrichtung auf den Schichten L5 bis L6 nacheinander durch die Phasenschlitze A, B und C läuft. Außerdem sind die Wicklungsregeln der Drähte der Wicklung Y1 auf den Schichten L1 bis L2, L3 bis L4 und L5 bis L6 gleich. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird die Wicklung Y1 innerhalb von zwei benachbarten Schichten mit Schlitzposition (wie L1 bis L2, L3 bis L4 oder L5 bis L6) durch denselben Phasenschlitz (A, B oder C) derselben Phasen über die Polbereiche (z. B. U1 bis U8), aber durch Schlitzpositionen in verschiedenen Schlitzpositionsschichten auf der Verlängerungsseite, und durch die benachbarten Phasenschlitze (z. B. Phasenschlitz A zu Phasenschlitz B oder Phasenschlitz B zu Phasenschlitz C) derselben Phase über den Polbereich, aber durch Schlitzpositionen in verschiedenen Schlitzpositionsschichten auf der Einführungsseite geführt wird. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kreuzen die beiden Schenkel (wie die Schenkel 120b und 120c der Hairpin-Drähte 120 in 2) jedes transpolaren Hairpin-Drahtes (wie die Hairpin-Drähte 120 in 2) in der Wicklung Y1 zwei benachbarte Schlitzpositionsschichten (wie L1 zu L2, L3 bis L4 oder L5 bis L6) und fügen sich in Schlitzpositionen in verschiedenen Schlitzpositionsschichten der benachbarten Phasenschlitze (Phasenschlitz A zu Phasenschlitz B oder Phasenschlitz B zu Phasenschlitz C) der gleichen Phasen (wie U1 bis U8) über die Polbereiche ein. Zum Beispiel kreuzen der erste Schenkel und der zweite Schenkel jedes transpolaren Hairpin-Drahtes die beiden benachbarten Schlitzpositionsschichten und fügen sich in einen ersten Phasenschlitz bzw. einen zweiten Phasenschlitz der gleichen Phasen über die Polbereiche ein, wobei der zweite Phasenschlitz unmittelbar an einen dritten Phasenschlitz benachbart ist, der von dem ersten Phasenschlitz um eine Polteilung beabstandet ist. Bei diesem Wicklungsverfahren wird auf der Einführungsseite des Statorkerns von dem Phasenschlitz A zu dem Phasenschlitz B auf benachbarten Un-Phasen (n=1 bis 8) und dann von dem Phasenschlitz B zu dem Phasenschlitz C gewickelt, wobei beim Verbinden der Phasenschlitze die Schlitzpositionsschichten gewechselt wird (z. B. L2 zu L1, L4 zu L3 oder L6 zu L5). Bei der Wicklung auf der Verlängerungsseite des Statorkerns wird der gleiche Phasenschlitz der gleichen Phasen über die Polbereiche hinweg beibehalten und nur die beiden benachbarten Schlitzpositionsschichten gekreuzt, z. B. Verbinden von der L1-Schicht zu der L2-Schicht, von der L3-Schicht zu der L4-Schicht oder von der L5-Schicht zu der L6-Schicht. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird, wenn ein Einlassende der Wicklung Y1 in einen ganz linken (Phasenschlitz A) der Phasenschlitze der gleichen Phasen (U1 bis U8) der Polbereiche eingeführt wird, ein Auslassende der Wicklung Y1 in einen ganz rechten der Phasenschlitze (Phasenschlitz C) der gleichen Phasen der Polbereiche eingeführt. Mit anderen Worten, auf der Verlängerungsseite durchläuft die Wicklung Y1 die gleichen Phasen aller Polbereiche mit einer Polteilung, und auf der Einführseite durchläuft die Wicklung Y1 den ersten Phasenschlitz und die zweite Phase der gleichen Phasenschlitze aller Polbereiche, wobei der zweite Phasenschlitz unmittelbar an den dritten Phasenschlitz benachbart ist, der von dem ersten Phasenschlitz um eine Polteilung beabstandet ist.
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Basierend auf den Wicklungsregeln für die L1- bis L2-Schichten, die L3- bis L4-Schichten und die L5- bis L6-Schichten weisen die Hairpin-Drähte, die auf der L1- bis L2-Schicht, der L3- bis L4-Schicht und der L5- bis L6-Schicht verwendet werden, den gleichen Schlitzabstand auf der Einführungsseite auf, mit Ausnahme der Größe des Zwischenschicht-Verbindungsdraht, so dass eine gemeinsame Größe von Hairpin-Drähten für die Verbindung verwendet werden kann. Die Polteilung oder volle Teilung (full pitch) der L1- bis L2-Schichten, der L3- bis L4-Schichten und der L5- bis L6-Schichten ergibt sich aus 72 (Schlitzen) geteilt durch 8 (Polbereiche), was 9 Schlitzen entspricht. Eine gemeinsame Spanne (oder gemeinsame Teilung) der transpolaren Hairpin-Drähte auf der Einführungsseite beträgt 10 (9+1) Schlitze. Mit anderen Worten, die gemeinsame Spanne (z. B. 10) ist gleich einem Quotienten, der erhalten wird durch Dividieren der Gesamtzahl der (Phasen-)Schlitze (z. B. 72) durch die Gesamtzahl der Polbereiche (z. B. 8) plus 1. Zusätzlich zu den transpolaren Hairpin-Drähten beträgt eine Spanne der Zwischenschicht-Verbindungsdrähte T1 und T2 auf der Einführungsseite 7 Schlitze, und die Spanne des Zwischenschicht-Verbindungsdraht kann aus der gemeinsamen Spanne 10 Schlitze minus der Menge der Phasenschlitze in jeder Phase (Q=3) erhalten werden. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kreuzen die Zwischenschicht-Verbindungsdrähte T1 und T2 zwei benachbarte Schlitzpositionsschichten, und zwei Enden des Zwischenschicht-Verbindungsdrahtes sind in einem ganz linken Phasenschlitz und einer ganz rechten Phase der gleichen Phasen über die Polbereiche angeordnet. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthält die Wicklung Y1 eine Vielzahl von (Unter-)Wicklungen, die durch die Zwischenschicht-Verbindungsdrähte T1 und T2 miteinander verbunden sind, wobei ein Ende von einer der (Unter-)Wicklungen in der Schlitzpositionsschicht (wie L6) angeordnet ist, die dem Rotoraufnahmeraum als ein radial innerste der Schlitzpositionsschicht radial am nächsten liegt, oder in der Schlitzpositionsschicht (wie L1), die von dem Rotoraufnahmeraum als radial äußerste der Schlitzpositionsschichten radial am weitesten entfernt ist, angeordnet, um mit den Phasenanschlüssen oder den Neutral-Anschlüssen verbunden zu werden.
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Es wird auf 5 verwiesen, die zwei der Wicklungen, konfiguriert in U-Phasen eines 72-Schlitz-Motorstators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Ausgehend von der Wicklung Y1 in 4 folgen die Drähte der Wicklung Y2 denselben Wicklungsregeln. Nach dem Eintritt in die L1-Schicht des Phasenschlitz A der U2-Phase von der Einführungsseite des Statorkerns aus werden die Drähte der Wicklung Y2 in einer Uhrzeigersinnrichtung durch die L1-bis L2-Schichten geführt, abwechselnd einmal durch die Phasenschlitze A, B und C. Nach einem Zwischenschicht-Verbindungsdraht werden die Drähte der Wicklung Y2 dann abwechselnd einmal durch die Phasenschlitze A, B und C auf der Schicht L3 bis L4 in einer Uhrzeigersinnrichtung geführt. Nach einem weiteren Zwischenschicht-Verbindungsdraht werden die Drähte der Wicklung Y2 dann abwechselnd einmal durch die Phasenschlitze A, B und C auf den L5- bis L6-Schichten in einer Uhrzeigersinnrichtung geführt und schließlich aus der L6-Schicht des Phasenschlitz C der U3-Phase herausgeführt.
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Es wird auf 6 verwiesen, die 8 Wicklungen zeigt, konfiguriert in U-Phasen eines 72-Schlitz-Motorstators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Ausgehend von den Wicklungen Y1 und Y2 in 5 werden die Wicklungen Y3 bis Y8 nach denselben Wickelregeln wie die Wicklungen Y1 und Y2 ausgeführt, um alle U-Phasen-Schlitze und Schlitzpositionen zu belegen. Daher wird die Wicklung Y3 von der Einführungsseite des Statorkerns in die L1-Schicht der Phasenschlitz A der U3-Phase geführt und aus der L6-Schicht der Phasenschlitz C der U4-Phase herausgeführt. Die Wicklung Y4 wird von der Einführungsseite des Statorkerns in die L1-Schicht der Phasenschlitz A der Phase U4 geführt und aus der L6-Schicht der Phasenschlitz C der Phase U5 herausgeführt. Die Wicklung Y5 wird von der Einführungsseite des Statorkerns in die L1-Schicht des Phasenschlitz A der Phase U5 geführt und aus der L6-Schicht des Phasenschlitz C der Phase U6 herausgeführt. Die Wicklung Y6 wird von der Einführungsseite des Statorkerns in die L1-Schicht des Phasenschlitz A der Phase U6 geführt und aus der L6-Schicht des Phasenschlitz C der Phase U7 herausgeführt. Die Wicklung Y7 wird von der Einführungsseite des Statorkerns in die L1-Schicht des Phasenschlitz A der U7-Phase geführt und aus der L6-Schicht des Phasenschlitz C der U8-Phase herausgeführt. Die Wicklung Y8 wird von der Einführungsseite des Statorkerns aus der L1-Schicht der Phasenschlitz A der U8-Phase eingeführt und aus der L6-Schicht des Phasenschlitz C der U1-Phase herausgeführt. Die Drähte der Wicklungen Y1 bis Y8 belegen alle Phasenschlitze und Schlitzpositionen der Phasen U1 bis U8. Durch Verbinden des negativen Endes (YN-out) von Y1 bis Y8 mit dem Neutral-Anschluss (NC) und des positiven Endes (YN+in) von Y1 bis Y8 mit dem Phasenanschluss der U-Phase, um parallelgeschaltete Wicklungen Y1 bis Y8 der U-Phase zu bilden.
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Es wird auf die 7 und 8 verwiesen. Ausgehend von den U-Phasen-Wicklungen in 6 werden auch 8 Wicklungen der V-Phase und der W-Phase nach demselben Wicklungsprinzip ausgeführt, um alle Phasenschlitze und Schlitzpositionen von V1 bis V8 und W1 bis W8 zu belegen, wodurch V-Phasenparallel geschaltete Wicklungen Y1 bis Y8 und W-Phasen parallel geschaltete Wicklungen Y1 bis Y8 gebildet werden.
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Es wird auf 9 verwiesen, die 8 Wicklungen zeigt, die in U-, V- und W-Phasen eines 72-Schlitz-Motorstators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind. Die positiven Enden (YN+) der 8 Wicklungen der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase (Y1 bis Y8) sind jeweils mit den entsprechenden Phasenanschlüssen der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase verbunden, während die negativen Enden (YN-) der 8 Wicklungen der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase (Y1 bis Y8) alle mit dem Neutral-Anschluss NC verbunden sind.
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Die U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Wicklungen in 9 werden alle nach denselben Wicklungsregeln wie in 4 verlegt, so dass die Spanne des Zwischenschicht-Verbindungsdraht auf der Einführungsseite alle 7 Schlitze beträgt und die gemeinsame Spanne (gemeinsame Teilung) der transpolaren Hairpin-Drähte auf der Einführungsseite 10 Schlitze beträgt.
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Es wird auf 10 verwiesen, die eine der Wicklungen zeigt, die in den U-Phasen eines 72-Schlitz-Motorstators konfiguriert sind, wobei gleichschichtige Verbindungsdrähte (Verbindungsdraht) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet werden. Ausgehend von den U-Phasen-Wicklungen Y1 und Y2 in den 4 und 5 verwendet die U-Phasen-Wicklung Y1 in dieser Ausführungsform einen gleichschichtigen Verbindungsdraht IJW1, um die U-Phasen-Wicklungen Y1 und Y2 in den 4 und 5 zu verbinden und eine Wicklung YIJ1 zu bilden.
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Es wird auf 11 verwiesen, die 4 Wicklungen zeigt, die in U-Phasen eines 72-Schlitz-Motorstators unter Verwendung innerer gleichschichtiger Verbindungsdrähte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind. Der gleichschichtige Verbindungsdraht in 10 wird auf die U-Phasen-8-Wicklungen in 6 aufgebracht, um die U-Phasen-4-Wicklungen zu bilden. Insbesondere wird ein gleichschichtiger Verbindungsdraht IJW1 verwendet, um die inneren Drahtenden der U-Phasen-Wicklungen Y1 und Y2 in 6 zu verbinden, und ein gleichschichtiger Verbindungsdraht IJW2 wird verwendet, um die inneren Drahtenden der U-Phasen-Wicklungen Y3 und Y4 in 6, ein gleichschichtiger Verbindungsdraht IJW3 zum Verbinden der inneren Drahtenden der U-Phasen-Wicklungen Y5 und Y6 in 6 und ein gleichschichtige Verbindungsdraht IJW4 zum Verbinden der inneren Drahtenden der U-Phasen-Wicklung Y7 und Y8 in 6 verwendet, um die Wicklungen YIJ1 bis YIJ4 der U-Phase zu bilden. Die beiden Enden der Verbindungsdrähte derselben Schicht (IJW1 bis IJW4) sind in derselben Schlitzpositionsschicht (L6) angeordnet, die in der radialen Richtung dem Rotoraufnahmeraum am nächsten liegt, und die Spanne ist eine Polteilung (ein Abstand zwischen zwei Phasenschlitze C derselben Phasen über benachbarte Polbereiche). Verbinden des negativen Endes (YIJN-out) von YIJ1 bis YIJ4 mit dem Neutral-Anschluss NC und Verbinden des positiven Endes (YIJN+in) von YIJ1 bis YIJ4 mit den Phasenanschlüssen der U-Phase, um eine U-Phasen parallel geschaltete Wicklung YIJ1 bis YIJ4 zu bilden. Bei den V-Phase und W-Phase 8 Wicklungen in den 7 und 8 können die inneren Drahtenden der Wicklung auch mit denselben Verbindungsdrähten verbunden werden, um die Parallelschaltung der Wicklungen der V-Phase und der W-Phase YIJ1 bis YIJ4 zu erreichen. Diese Ausführungsform weist dieselben Wickelregeln wie bei der Wicklung in 6 auf, so dass die Spanne des Zwischenschicht-Verbindungsdrahts auf der Einführungsseite 7 Schlitze beträgt, während die gemeinsame Teilung (common pitch) der transpolaren Hairpin-Drähte auf der Einführungsseite 10 Schlitze beträgt. Darüber hinaus beträgt die Spanne des Verbindungsdrahtes der gleichen Schicht auf der Einführungsseite 9 Schlitze (volle Teilung).
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Es wird auf 12 verwiesen, die 4 Wicklungen zeigt, die in U-Phasen eines 72-Schlitz-Motorstators unter Verwendung äußerer gleichschichtiger Verbindungsdrähte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind. Diese Ausführungsform verwendet auch den gleichschichtiger Verbindungsdraht, um die U-Phasen 8 Wicklungen in 6 zu verbinden, um 4 Wicklungen der U-Phase zu bilden. Anders als bei der Konfiguration des gleichschichtiger Verbindungsdrahtes in den 10 und 11 werden in dieser Ausführungsform gleichschichtige Verbindungsdrähte verwendet, um die äußeren Drahtenden der Wicklungen zu verbinden. Insbesondere wird ein gleichschichtiger Verbindungsdraht OJW1 verwendet, um die äußeren Drahtenden der U-Phasen-Wicklungen Y1 und Y2 in 6 zu verbinden, und ein gleichschichtiger Verbindungsdraht OJW2 wird verwendet, um die äußeren Drahtenden der U-Phasen-Wicklungen Y3 und Y4 in 6 zu verbinden. Ein gleichschichtiger Verbindungsdraht OJW3 wird verwendet, um die äußeren Drahtenden der U-Phasen-Wicklung Y5 und Y6 in 6 zu verbinden, und ein gleichschichtiger Verbindungsdraht OJW4 wird verwendet, um die äußeren Drahtenden der U-Phasen-Wicklungen Y7 und Y8 in 6 zu verbinden, um die U-Phasen-Wicklungen YOJ1 bis YOJ4 in dieser Ausführungsform zu bilden. Die beiden Enden der Verbindungsdrähte der gleichen Schicht (OJW1 bis OJW4) sind auf der gleichen Schlitzpositionsschicht (d. h. L1) angeordnet, die in der radialen Richtung am weitesten von dem Rotoraufnahmeraum entfernt ist, und die Spannen betragen alle eine Polteilung (ein Abstand zwischen zwei Phasenschlitze A der gleichen Phasen über benachbarte Polbereiche). Verbinden der negativen Enden (YOJN-out) von YOJ1 bis YOJ4 mit dem Neutral-Anschluss (NC) und die positiven Enden (YOJN+in) von YOJ1 bis YOJ4 mit den Phasenanschlüssen der U-Phase, um eine parallel geschaltete U-Phasen-Wicklung YOJ1 bis YOJ4 zu bilden. Bei den Wicklungen der V-Phase und der W-Phase in den 7 und 8 können die äußeren Drahtenden der Wicklungen auch mit denselben Verbindungsdrähten verbunden werden, um die Parallelschaltung der Wicklungen der V-Phase und der W-Phase YOJ1 bis YOJ4 zu erreichen.
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Es wird auf 13 verwiesen, die 2 Wicklungen zeigt, die in U-Phasen eines 72-Schlitz-Motorstators konfiguriert sind, wobei innere und äußere gleichschichtige Verbindungsdrähte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet werden. Ausgehend von den U-Phasen-Wicklungen YOJ1 bis YOJ4 in 12 wird in dieser Ausführungsform ein gleichschichtiger Verbindungsdraht IJW1 verwendet, um die inneren Seitenenden der U-Phasen-Wicklungen YOJ1 bis YOJ2 in 11 zu verbinden, und ein gleichschichtiger Verbindungsdraht IJW2 wird verwendet, um die inneren Drahtenden der U-Phasen-Wicklungen YOJ3 und YOJ4 in 11 zu verbinden, um die U-Phasen-Wicklungen YOIJ1 und YOIJ2 in dieser Ausführungsform zu bilden. Verbinden der negativen Enden von YOIJ1 und YOIJ2 (YOIJN-out) mit dem Neutral-Anschluss NC und Verbinden der positiven Enden von YOIJ1 und YOIJ2 (YOIJN+in) mit den Phasenanschlüssen der U-Phase, um die parallel geschalteten U-Phasen-Wicklungen YOIJ1 und YOIJ2 zu bilden.
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Es wird auf 14 verwiesen, die eine der Wicklungen zeigt, die in den U-Phasen eines 72-Schlitz-Motorstators gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind. Das Wicklungsverfahren dieser Ausführungsform unterscheidet sich geringfügig von dem Wicklungsverfahren der U-Phase in 4. Insbesondere wird der Draht der Wicklung Y1, nachdem er von der Einführseite des Statorkerns in die L2-Schicht des Phasenschlitzes A der U1-Phase geführt wurde, mit der L1-Schicht des Phasenschlitzes A der U2-Phase auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L2-Schicht des Phasenschlitzes B der U3-Phase auf der Einführseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L1-Schicht der Phasenschlitz B der Phase U4 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, und dann mit der L2-Schicht der Phasenschlitz C der U5 Phase auf des Einführungsseite des Statorkerns verbunden, und dann mit der L1-Schicht der Phasenschlitz C der U6 Phase auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden. Zu diesem Zeitpunkt haben die Drähte der Wicklung Y1 die Phasenschlitze A, B und C der L1-Schicht einmal durchlaufen und sind auch einmal durch die Phasenschlitze A, B und C der L2-Schicht gelaufen. Ein Zwischenschicht-Verbindungsdraht T1 wird dann verwendet, um die L1-Schicht des Phasenschlitzes C der U6 Phase mit der L4-Schicht des Phasenschlitzes A der U7 Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns zu verbinden, und dann mit der L3-Schicht des Phasenschlitzes A der Phase U8 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L4-Schicht des Phasenschlitzes B der U1 Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, und mit der L3-Schicht des Phasenschlitzes B der U2 Phase auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L4-Schicht des Phasenschlitzes C der U3 Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden und dann mit der L3-Schicht des Phasenschlitzes C der U4 Phase auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden. Nach dem Zwischenschicht-Verbindungsdraht T1 hat der Draht der Wicklung Y1 die Phasenschlitze A, B und C der L3-Schicht einmal durchlaufen und auch die Phasenschlitze A, B und C der L4-Schicht einmal durchlaufen. Ein Zwischenschicht-Verbindungsdraht T2 wird dann verwendet, um die L3-Schicht des Phasenschlitzes C der U4-Phase mit der L6-Schicht des Phasenschlitzes A der U5-Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns zu verbinden, und dann mit der L5-Schicht des Phasenschlitzes A der U6 Phase auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, und dann mit der L6-Schicht des Phasenschlitzes B der Phase U7 auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, und mit der Schicht L5 des Phasenschlitzes B der Phase U8 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, und dann mit der L6-Schicht des Phasenschlitzes C der U1 Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, und dann mit der L5-Schicht des Phasenschlitzes C der U2 Phase auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden. Nach dem Zwischenschicht-Verbindungsdraht T2 hat der Draht der Wicklung Y1 die Phasenschlitze A, B und C der L5-Schicht einmal durchlaufen, und er hat auch die Phasenschlitze A, B und C der L6-Schicht einmal durchlaufen, und er wird an diesem Punkt herausgeführt (die L5-Schicht der Phasenschlitz C der Phase U2). Ähnlich wie bei den Ausführungsformen in den 4 bis 13 können die gleichen Wickelregeln auf die anderen Wicklungen der Phasen U, V und W angewendet werden. Obwohl sich das Wicklungsverfahren dieser Ausführungsform geringfügig von dem Wicklungsverfahren der vorangehenden Ausführungsformen in den 4 bis 13 unterscheidet, beträgt die gemeinsame Spanne (gemeinsame Teilung) der transpolaren Hairpin-Drähte auf der Einführungsseite immer noch 10 (9+1) Schlitze, und die Spanne der Zwischenschicht-Verbindungsdrähte T1 und T2 auf der Einführungsseite beträgt ebenfalls 7 Schlitze.
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Es wird auf 15 verwiesen, die eine der Wicklungen zeigt, die in U-Phasen eines 72-Schlitz-Motor-Stators gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind. Das Wicklungsverfahren dieser Ausführungsform unterscheidet sich geringfügig von dem Wicklungsverfahren der U-Phase in 4. Insbesondere wird der Draht der Wicklung Y1 von der L1-Schicht des Phasenschlitzes A der U1-Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns aus geführt und dann mit der L2-Schicht des Phasenschlitzes A der U2-Phase auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L1-Schicht des Phasenschlitzes B der U3-Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L2-Schicht des Phasenschlitz B der Phase U4 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, und dann mit der L1-Schicht des Phasenschlitz C der U5 Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, und dann mit der L2-Schicht des Phasenschlitz C der U6 Phase auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden. Zu diesem Zeitpunkt hat der Draht der Wicklung Y1 die Phasenschlitze A, B und C der L1-Schicht einmal durchlaufen, und er hat auch die Phasenschlitze A, B und C der L2-Schicht einmal durchlaufen. Ein Zwischenschicht-Verbindungsdraht T1 wird dann verwendet, um die L2-Schicht des Phasenschlitzes C der Phase U6 mit der L4-Schicht des Phasenschlitzes A der Phase U7 auf der Einführungsseite des Statorkerns zu verbinden, und dann mit der L3-Schicht des Phasenschlitzes A der U8 Phase auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L4-Schicht des Phasenschlitzes B der U1 Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, und mit der L3-Schicht des Phasenschlitzes B der U2 Phase auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, und dann mit der L4-Schicht des Phasenschlitzes C der U3 Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, und dann mit der L3-Schicht des Phasenschlitzes C der U4 Phase auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden. Nach dem Zwischenschicht-Verbindungsdraht T1 hat der Draht der Wicklung Y1 die Phasenschlitze A, B und C der L3-Schicht einmal durchlaufen und auch die Phasenschlitze A, B und C der L4-Schicht einmal durchlaufen. Ein Zwischenschicht-Verbindungsdraht T2 wird dann verwendet, um die L3-Schicht des Phasenschlitzes C der Phase U4 mit der L5-Schicht des Phasenschlitzes A der Phase U5 auf der Einführungsseite des Statorkerns zu verbinden, und dann mit der L6-Schicht des Phasenschlitzes A der Phase U6 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L5-Schicht des Phasenschlitzes B der U7 Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, und dann mit der L6-Schicht des Phasenschlitzes B der U8 Phase auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L5-Schicht des Phasenschlitzes C der U1 Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden und dann mit der L6-Schicht des Phasenschlitzes C der U2 Phase auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden. Nach dem Zwischenschicht-Verbindungsdraht T2 hat der Draht der Wicklung Y1 die Phasenschlitze A, B und C der L5-Schicht einmal durchlaufen und auch die Phasenschlitze A, B und C der L6-Schicht einmal durchlaufen und ist an diesem Punkt (L6-Schicht des Phasenschlitz C der Phase U2) herausgeführt. Der Hauptunterschied zwischen dem Wicklungsverfahren dieser Ausführungsform und dem Wicklungsverfahren der U-Phase in 4 liegt im Wickelprinzip der L3- bis L4-Schicht. Ähnlich wie bei den Ausführungsformen in den 4 bis 13 können die gleichen Wickelregeln in dieser Ausführungsform auf die anderen Wicklungen der U-, V- und W-Phasen angewendet werden. Obwohl sich das Wicklungsverfahren dieser Ausführungsform geringfügig von dem der U-Phase in 4 unterscheidet, beträgt die gemeinsame Spanne (gemeinsame Teilung) der transpolaren Hairpin-Drähte auf der Einführungsseite immer noch 10 (9+1) Schlitze, während die Spanne der Zwischenschicht-Verbindungsdrähte T1 und T2 auf der Einführungsseite ebenfalls 7 Schlitze beträgt.
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Es wird auf 16 bezogen, die eine der Wicklungen, die in den U-Phasen eines 72-Schlitz-Motorstators gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind. Das Wicklungsverfahren dieser Ausführungsform unterscheidet sich geringfügig von dem Wicklungsverfahren der U-Phase in 4. Insbesondere wird der Draht der Wicklung Y1, nachdem er von der Einführungsseite des Statorkerns in die L1-Schicht des Phasenschlitzes C der U1 Phase geführt wurde, mit der L2-Schicht des Phasenschlitzes C der U2 Phase auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L1-Schicht des Phasenschlitzes B der U3 Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L2-Schicht des Phasenschlitz B der Phase U4 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, und dann mit der L1-Schicht der Phasenschlitz A der U5 Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, und dann mit der L2-Schicht des Phasenschlitz A der U6 Phase auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden. Zu diesem Zeitpunkt hat der Draht der Wicklung Y1 die Phasenschlitze A, B und C der L1-Schicht einmal durchlaufen und auch die Phasenschlitze A, B und C der L2-Schicht einmal durchlaufen. Der Unterschied zur vorherigen Ausführungsform besteht darin, dass die Phasenschlitze in der Reihenfolge von C nach B nach A durchlaufen werden. Ein Zwischenschicht-Verbindungsdraht T1 wird dann verwendet, um die L2-Schicht des Phasenschlitzes A der Phase U6 mit der L3-Schicht des Phasenschlitzes C der Phase U7 auf der Einführungsseite des Statorkerns zu verbinden, und dann mit der L4-Schicht des Phasenschlitzes C der Phase U8 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, und mit der L3-Schicht des Phasenschlitzes B der Phase U1 auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, und der L4-Schicht des Phasenschlitzes B der Phase U2 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns, und dann verbunden mit der L3-Schicht des Phasenschlitzes A der U3 Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns, und dann verbunden mit der L4-Schicht des Phasenschlitzes A der Phase U4 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns. Nach dem Zwischenschicht-Verbindungsdraht T1 hat der Draht der Wicklung Y1 die Phasenschlitze A, B und C der L3-Schicht einmal durchlaufen und auch die Phasenschlitze A, B und C der L4-Schicht einmal durchlaufen, wobei die Reihenfolge für die Phasenschlitze von C zu B zu A ist. Ein Zwischenschicht-Verbindungsdraht T2 wird dann verwendet, um die L4-Schicht des Phasenschlitzes A der Phase U4 mit der L5-Schicht des Phasenschlitzes C der Phase U5 auf der Einführungsseite des Statorkerns zu verbinden, und dann mit der L6-Schicht des Phasenschlitzes C der Phase U6 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L5-Schicht des Phasenschlitzes B der Phase U7 auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, und dann mit der Schicht L6 des Phasenschlitzes B der U8 Phase auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L5-Schicht des Phasenschlitzes A der Phase U1 auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden und dann mit der L6-Schicht des Phasenschlitzes A der Phase U2 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden. Nach dem Zwischenschicht-Verbindungsdraht T2 hat der Draht der Wicklung Y1 die Phasenschlitze A, B und C der L5-Schicht einmal durchlaufen und hat auch die Phasenschlitze A, B und C der L6-Schicht einmal durchlaufen, wobei die Reihenfolge von C zu B zu A für die Phasenschlitze ist, und wird an diesem Punkt herausgeführt. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird, wenn ein Einlassende der Wicklung Y1 in einen ganz rechten (z.B. Phasenschlitz C) der Phasenschlitze der gleichen Phasen der Polbereiche (z.B. U1 bis U8) eingeführt wird, ein Auslassende der Wicklung Y1 in einen ganz linken (z.B. Phasenschlitz A) der Phasenschlitze der gleichen Phasen der Polbereiche eingeführt. Wie in den vorangegangenen Ausführungsformen können die gleichen Regeln für die Wicklung in dieser Ausführungsform auch auf die anderen Wicklungen der Phasen U, V und W angewendet werden. Die Polteilung oder volle Teilung dieser Ausführungsform wird berechnet, indem 72 Schlitze durch 8 (Polbereiche) geteilt werden, was 9 Schlitze ergibt. Die gemeinsame Spanne (gemeinsame Teilung) der transpolaren Hairpin-Drähte auf der Einführungsseite beträgt 8 (9-1) Schlitze. Mit anderen Worten, wenn das Eingangsende der Wicklung Y1 in den ganz rechten (z. B. Phasenschlitz C) der Phasenschlitze derselben Phasen (z. B. U1 bis U8) eingeführt wird, ist die gemeinsame Spanne (8) gleich einem Quotienten (9), der sich ergibt, wenn man die Gesamtzahl dieser (Phasen-)Schlitze (72) durch die Gesamtzahl der Polbereiche (8) minus 1 teilt. Zusätzlich zu den transpolaren Hairpin-Drähten beträgt die Spannweite der Zwischenschicht-Verbindungsdrähte T1 und T2 11 Schlitze auf der Einführungsseite. Die Spannweite (11 Schlitze) des Zwischenschicht-Verbindungsdrahtes ergibt sich aus der gemeinsamen Spannweite von 8 Schlitzen plus der Anzahl (Q=3) der Phasenschlitze für jede Phase.
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Es wird auf 17 verwiesen, die eine der Wicklungen zeigt, die in den U-Phasen eines 72-Schlitz-Motorstators gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind. Das Wicklungsverfahren dieser Ausführungsform unterscheidet sich geringfügig von dem Wicklungsverfahren der U-Phase in 4. Insbesondere wird der Draht der Wicklung Y1 in die L1-Schicht des Phasenschlitzes A der U1-Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns geführt und dann mit der L2-Schicht des Phasenschlitzes A der U2-Phase auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L1-Schicht des Phasenschlitzes B der U3-Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L2-Schicht der Phasenschlitz B der Phase U4 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, und dann mit der L1-Schicht des Phasenschlitz C der U5-Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, und dann mit der L2-Schicht des Phasenschlitz C der U6-Phase auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden. Zu diesem Zeitpunkt hat der Draht der Wicklung Y1 die Phasenschlitze A, B und C der L1-Schicht einmal durchlaufen und auch die Phasenschlitze A, B und C der L2-Schicht einmal durchlaufen, und die Reihenfolge der Phasenschlitze ist von A zu B zu C. Ein Zwischenschicht-Verbindungsdraht T1 wird dann verwendet, um die L2-Schicht des Phasenschlitzes C der U6-Phase mit der L3-Schicht des Phasenschlitzes C der U7-Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns zu verbinden, und dann mit der L4-Schicht des Phasenschlitzes C der Phase U8 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, und mit der L3-Schicht des Phasenschlitzes B der Phase U1 auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, und mit der L4-Schicht des Phasenschlitzes B der Phase U2 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L3-Schicht des Phasenschlitzes A der Phase U3 auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden und dann mit der L4-Schicht des Phasenschlitzes A der Phase U4 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden. Nach dem Zwischenschicht-Verbindungsdraht T1 hat der Draht der Wicklung Y1 die Phasenschlitze A, B und C der L3-Schicht einmal durchlaufen, und er hat auch die Phasenschlitze A, B und C der L4-Schicht einmal durchlaufen, aber die Reihenfolge ist von C zu B zu A für die Phasenschlitze. Ein Zwischenschicht-Verbindungsdraht T2 wird dann verwendet, um die L4-Schicht des Phasenschlitzes A der Phase U4 mit der L5-Schicht des Phasenschlitzes A der Phase U5 auf der Einführungsseite des Statorkerns zu verbinden, und dann mit der L6-Schicht des Phasenschlitzes A der Phase U6 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L5-Schicht des Phasenschlitzes B der Phase U7 auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, und dann mit der L6-Schicht des Phasenschlitzes B der Phase U8 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L5-Schicht des Phasenschlitzes C der Phase U1 auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden und dann mit der L6-Schicht des Phasenschlitzes C der Phase U2 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden. Nach dem Zwischenschicht-Verbindungsdraht T2 hat der Draht der Wicklung Y1 die Phasenschlitze A, B und C der L5-Schicht einmal durchlaufen und auch die Phasenschlitze A, B und C der L6-Schicht einmal durchlaufen, wobei die Reihenfolge für die Phasenschlitze von A nach B nach C ist, und wird an diesem Punkt herausgeführt. Der Hauptunterschied zwischen dem Wicklungsverfahren dieser Ausführungsform und dem Wicklungsverfahren der U-Phase in 4 liegt im Wickelprinzip der L3- bis L4-Schicht. Wie in der vorhergehenden Ausführungsform können die gleichen Wickelregeln in dieser Ausführungsform auch auf die anderen Wicklungen der U-, V- und W-Phasen angewendet werden. Die Polteilung oder volle Teilung dieser Ausführungsform wird berechnet, indem 72 Schlitze durch 8 (Polbereiche) geteilt werden, was 9 Schlitze ergibt. Die gemeinsame Spanne (gemeinsame Teilung) der transpolaren Hairpin-Drähte der L1- bis L2-Schichten und der L5- bis L6-Schichten auf der Einführungsseite beträgt 10 (9+1) Schlitze, während die gemeinsame Teilung der transpolaren Hairpin-Drähte der L3- bis L4-Schichten auf der Einführungsseite 8 (9-1) Schlitze beträgt. Zusätzlich zu den transpolaren Hairpin-Drähten beträgt die Spanne der Zwischenschicht-Verbindungsdrähte T1 und T2 auf der Einführungsseite 9 Schlitze. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kreuzen die Zwischenschicht-Verbindungsdrähte T1 und T2 zwei benachbarte Schlitzpositionsschichten, und zwei Enden des Zwischenschicht-Verbindungsdraht sind um eine Polteilung beabstandet. Beispielsweise kreuzt der Zwischenschicht-Verbindungsdraht T1 von einem Phasenschlitz C zu einem anderen Phasenschlitz C der gleichen Phasen über benachbarte Polbereichen, und der Zwischenschicht-Verbindungsdraht T2 kreuzt von einem Phasenschlitz A zu einem anderen Phasenschlitz A der gleichen Phasen über benachbarte Polbereiche.
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Es wird auf 18 verwiesen, die eine von den Wicklungen zeigt, die in U-Phasen eines 72-Schlitz-Motor-Stators gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind. Das Wicklungsverfahren dieser Ausführungsform unterscheidet sich geringfügig von dem Wicklungsverfahren der U-Phase in 4. Insbesondere wird der Draht der Wicklung Y1 in die L1-Schicht des Phasenschlitzes A der U1-Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns geführt und dann mit der L2-Schicht des Phasenschlitzes A der U2-Phase auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L1-Schicht des Phasenschlitzes B der Phase U3 auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L2-Schicht des Phasenschlitz B der Phase U4 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, und dann mit der L1-Schicht der Phasenschlitz C der Phase U5 auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, und dann mit der L2-Schicht des Phasenschlitz C der Phase U6 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden. Zu diesem Zeitpunkt hat der Draht der Wicklung Y1 die Phasenschlitze A, B und C der L1-Schicht einmal durchlaufen und ist auch einmal durch die Phasenschlitze A, B und C der L2-Schicht gelaufen, wobei die Reihenfolge von A nach B nach C ist. Ein Zwischenschicht-Verbindungsdraht T1 wird dann verwendet, um die L2-Schicht des Phasenschlitzes C der U6-Phase mit der L4-Schicht des Phasenschlitzes C der U7-Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns zu verbinden, und dann mit der L3-Schicht des Phasenschlitzes C der U8-Phase auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L4-Schicht des Phasenschlitzes B der U1-Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, und mit der L3-Schicht des Phasenschlitzes B der Phase U2 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L4-Schicht des Phasenschlitzes A der Phase U3 auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden und dann mit der L3-Schicht des Phasenschlitzes A der Phase U4 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden. Nach dem Zwischenschicht-Verbindungsdraht T1 hat der Draht der Wicklung Y1 die Phasenschlitze A, B und C der L3-Schicht einmal durchlaufen und auch die Phasenschlitze A, B und C der L4-Schicht einmal durchlaufen, und zwar in der Reihenfolge C, B und A. Ein Zwischenschicht-Verbindungsdraht T2 wird dann verwendet, um die L3-Schicht des Phasenschlitzes A der U4-Phase mit der L5-Schicht des Phasenschlitzes C der U5-Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns zu verbinden, und dann mit der L6-Schicht des Phasenschlitzes C der U6 Phase auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, dann verbunden mit der L5-Schicht des Phasenschlitzes B der Phase U7 auf der Einführungsseite des Statorkerns, und dann verbunden mit der L6-Schicht des Phasenschlitzes B der Phase U8 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns, dann verbunden mit der L5-Schicht des Phasenschlitzes A von U1 auf der Einführungsseite des Statorkerns, und dann verbunden mit der L6-Schicht des Phasenschlitzes A von U2 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns. Nach dem Zwischenschicht-Verbindungsdraht T2 hat der Draht der Wicklung Y1 die Phasenschlitze A, B und C der L5-Schicht einmal durchlaufen und auch die Phasenschlitze A, B und C der L6-Schicht einmal durchlaufen, wobei die Reihenfolge von C zu B zu A ist, und wird an diesem Punkt herausgeführt. Der Hauptunterschied zwischen dem Wicklungsverfahren dieser Ausführungsform und dem Wicklungsverfahren der U-Phase in 4 liegt im Wickelprinzip der L3- bis L4-Schicht und der L5- bis L6-Schicht. Für die anderen Wicklungen der U-, V- und W-Phasen gelten die gleichen Wickelregeln wie in dieser Ausführung. Die Polteilung oder volle Teilung dieser Ausführungsform wird berechnet, indem 72 Schlitze durch 8 (Polbereiche) geteilt werden, was 9 Schlitze ergibt. Die gemeinsame Spanne (gemeinsame Teilung) der transpolaren Hairpin-Drähte der L1- bis L2-Schichten auf der Einführungsseite beträgt 10 (9+1) Schlitze, während die gemeinsame Spanne (gemeinsame Teilung) der transpolaren Hairpin-Drähte auf der Einführungsseite der L3- bis L4-Schichten und der L5- bis L6-Schichten 8 (9-1) Schlitze beträgt. Zusätzlich zu den transpolaren Hairpin-Drähten hat der Zwischenschicht-Verbindungsdraht T1 auf der Einführungsseite eine 9-Schlitz-Spanne, und der Zwischenschicht-Verbindungsdraht T2 hat auf der Einführungsseite eine Spanne von 11 Schlitzen.
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Wenn die in den 13 bis 18 dargestellten Wicklungsverfahren auf die anderen Wicklungen der U-, V- und W-Phasen angewandt werden, können sie auch mit dem gleichschichtigen Verbindungsdraht verwendet werden, um die Anzahl der parallel geschalteten Wicklungen zu ändern. In allen Ausführungsformen haben die radial innerste Schicht und die äußerste Schicht den Vorteil, dass es einfacher ist, die Enden von der radial innersten Schicht und der äußersten Schicht mit dem Phasenanschluss/Neutral-Anschluss zu verbinden oder mit anderen Verbindungsendpunkten (z. B. dem Zwischenschicht-Verbindungsdraht) zu verbinden.
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Es wird auf 19 verwiesen, die eine der Wicklungen, konfiguriert in U-Phasen eines 48-Schlitz-Motorstators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Anders als bei dem oben erwähnten 72-Schlitz, 6-Schicht-Draht Motorstator wird bei dieser Ausführungsform ein 8 Polbereich, 48 Schlitz, 2-Schicht-Draht Motorstator verwendet, um die Schaltung 50 zu realisieren. Jeder (Phasen-)Schlitz (A, B) enthält radial benachbarte Schlitzpositionen (d. h. „Quadrate“ in jedem (Phasen-)Schlitz (A, B)), und jede Schlitzposition kann einen Hairpin-Draht aufnehmen. Alle Schlitzpositionen umgeben den Rotoraufnahmeraum in der Umfangsrichtung und bilden eine Vielzahl von Schlitzpositionsschichten (L1 bis L2), die in der radialen Richtung nebeneinander liegen. Jeder Polbereich weist U-, V- und W-Phasen auf. Zum Beispiel weist der erste Polbereich Ul-, VI- und W1-Phasen auf, der zweite Polbereich weist U2-, V2- und W3-Phasen auf... Der 8. Polbereich weist die Phasen U8, V8 und W8 auf. Jede Phase weist mehrere Phasenschlitze, z. B. Phasenschlitz A (links) und Phasenschlitz B (rechts) in der Umfangsrichtung auf. Die 48 (Phasen-)Schlitze in dieser Ausführungsform sind gleich: 8 (Polbereich) x 3 (Phase/Polbereich) x 2 (Schlitz/Phase). Jeder (Phasen-)Schlitz ermöglicht das Einführen von 2 Hairpin-Drähten in 2 Schlitzpositions-Schichten von außen nach innen für die Schichten L1 bis L2. Wenn Sie die U-, V- und W-Phasen mit 8 parallel-geschalteten Wicklungen realisieren wollen (die Anzahl der parallel geschalteten Wicklungen ist gleich der Gesamtzahl der Polbereiche), nehmen der U-Phase als ein Beispiel. Der Draht der Wicklung Y1 wird in die L1-Schicht des Phasenschlitz A der Phase U1 auf der Einführungsseite des Statorkerns geführt und dann mit der L2-Schicht des Phasenschlitz A der Phase U2 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, und dann mit der L1-Schicht des Phasenschlitz B der Phase U3 auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L2-Schicht des Phasenschlitz B der Phase U4 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden. An diesem Punkt hat der Draht der Wicklung Y1 die Phasenschlitze A und B der L1-Schicht einmal durchlaufen und auch die Phasenschlitze A und B der L2-Schicht einmal durchlaufen, die Reihenfolge ist von A nach B, und wird an diesem Punkt herausgeführt. Die Polteilung oder volle Teilung der Wicklung Y1 wird berechnet, indem 48 Schlitze durch 8 (Polbereiche) geteilt werden, was 6 Schlitzen entspricht. Die gemeinsame Spanne (gemeinsame Teilung) der transpolaren Hairpin-Drähte auf der Einführungsseite beträgt 7 (6+1) Schlitze.
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Es wird auf 20 verwiesen, die 8 Wicklungen zeigt, die in U-Phasen eines 48-Schlitz-Motorstators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angeordnet sind. Ausgehend von der Wicklung Y1 in 19 sind die Wicklungen Y2 bis Y8 nach dem gleichen Wicklungsprinzip ausgeführt. Die Wicklung Y2 wird in die L1-Schicht des Phasenschlitz A der U2-Phase auf der Einführungsseite des Statorkerns geführt und aus der L2-Schicht des Phasenschlitz B der U5-Phase herausgeführt. Die Wicklung Y3 wird in die L1-Schicht des Phasenschlitz A der Phase U3 auf der Einführungsseite des Statorkerns geführt und aus der L2-Schicht des Phasenschlitz B der Phase U6 herausgeführt. Die Wicklung Y4 wird in die L1-Schicht des Phasenschlitz A der Phase U4 auf der Einführungsseite des Statorkerns geführt und aus der L2-Schicht des Phasenschlitz B der Phase U7 herausgeführt. Die Wicklung Y5 wird in die L1-Schicht des Phasenschlitz A der Phase U5 auf der Einführungsseite des Statorkerns geführt und aus der L2-Schicht des Phasenschlitz B der Phase U8 herausgeführt. Die Wicklung Y6 wird in die L1-Schicht des Phasenschlitz A der Phase U6 auf der Einführungsseite des Statorkerns geführt und aus der L2-Schicht des Phasenschlitz B der Phase U1 herausgeführt. Die Wicklung Y7 wird in die L1-Schicht des Phasenschlitz A der Phase U7 auf der Einführungsseite des Statorkerns geführt und aus der L2-Schicht des Phasenschlitz B der Phase U2 herausgeführt. Die Wicklung Y8 wird in die L1-Schicht des Phasenschlitz A der Phase U8 auf der Einführungsseite des Statorkerns geführt und aus der L2-Schicht des Phasenschlitz B der Phase U3 herausgeführt. Die U-Phasenwicklungen Y1 bis Y8-Drähte belegen alle Phasenschlitze und Schlitzpositionen der Phasen U1 bis U8. Verbinden der negativen Enden (YN-out) Y1 bis Y8 werden mit dem Neutral-Anschluss (NC) und Verbinden der positiven Enden (YN+in) von Y1 bis Y8 mit den Phasenanschlüssen der U-Phase, um parallel geschaltete U-Phasen-Wicklungen Y1 bis Y8 zu bilden. Die Wicklungsverfahren der Wicklungen Y1 bis Y8 in 20 sind die gleichen wie die der Wicklung Y1 in 19, so dass die Polteilung oder volle Teilung der Wicklung gleich 6 Schlitze ist. Die gemeinsame Spanne (gemeinsame Teilung) der transpolaren Hairpin-Drähte auf der Einführungsseite beträgt weiterhin 7 (6+1) Schlitze. Es wird kein Zwischenschicht-Verbindungsdraht verwendet.
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Es wird auf die 21 und 22 verwiesen, die 8 Wicklungen zeigen, die in V-Phasen bzw. W-Phasen eines 48-Schlitz-Motorstators angeordnet sind. Ausgehend von der U-Phasen-Wicklung in 20 werden die 8 Wicklungen der V-Phase und der W-Phase ebenfalls nach demselben Wickelprinzip ausgeführt, um alle Phasenschlitze und Schlitzpositionen von V1 bis V8 und W1 bis W8 zu belegen, um so parallel geschaltete Wicklungen von V und W zu erhalten. Die Wicklungsverfahren der V-Phasen- und W-Phasen-Wicklung sind die gleichen wie die der U-Phasen-Wicklung, so dass die Polteilung oder die volle Teilung der Wicklung gleich 6 Schlitze ist. Die gemeinsame Spanne (gemeinsame Teilung) der transpolaren Hairpin-Drähte auf der Einführungsseite beträgt 7 (6+1) Schlitze. Es wird kein Zwischenschicht-Verbindungsdraht verwendet.
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Es wird auf 23 verwiesen, die 4 Wicklungen zeigt, die in U-Phasen eines 48-Schlitz-Motorstators unter Verwendung von gleichschichtigen Verbindungsdrähten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind. Wenn der oben erwähnte Zwischenschicht-Verbindungsdraht (wie der gleichschichtige Verbindungsdraht in 9) auf die U-Phasen-8-Wicklungen in 20 angewendet wird, kann die U-Phasen-4-Wicklung in dieser Ausführungsform konstruiert werden. Insbesondere wird ein gleichschichtiger Verbindungsdraht IJW1 verwendet, um die inneren Drahtenden der U-Phasen-Wicklungen Y1 und Y2 in 20 zu verbinden, und ein gleichschichtiger Verbindungsdraht IJW2 wird verwendet, um die inneren Drahtenden der U-Phasen-Wicklungen Y3 und Y4 in 20 zu verbinden. Ein gleichschichtiger Verbindungsdraht IJW3 wird verwendet, um die inneren Drahtenden der U-Phasen-Wicklungen Y5 und Y6 in 20 zu verbinden, und ein gleichschichtiger Verbindungsdraht IJW4 wird verwendet, um die inneren Drahtenden der U-Phasen-Wicklungen Y7 und Y8 in 20 zu verbinden, um die Wicklungen YIJ1 bis YIJ4 der U-Phase in dieser Ausführungsform zu bilden. Verbinden der negativen Enden von YIJ1 bis YIJ4 (YIJN-out) mit dem Neutral-Anschluss NC und Verbinden der positiven Enden von YIJ1 bis YIJ4 (YIJN+in) mit den Phasenanschlüssen der U-Phase, um eine parallel-geschaltete U-Phasen-Wicklung YIJ1 bis YIJ4 zu bilden. Das Wicklungsverfahren der parallel-geschalteten Wicklung YIJ1 bis YIJ4 dieser Ausführungsform kann auch auf die V-Phase und die W-Phase angewendet werden.
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Es wird auf 24 verwiesen, die eine der Wicklungen zeigt, die in U-Phasen eines 48-Schlitz-Motorstators gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind. Anders als die Wicklung Y1 in 19 wird die Wicklung Y1 in 19 von den Phasen U1 bis U4 geführt und einmal zu den Phasen U5 bis U8 in der Wicklung dieser Ausführungsform wiederholt. Konkret wird der Draht der Wicklung YF1 in die L1-Schicht des Phasenschlitz A der Phase U1 auf der Einführungsseite des Statorkerns geführt und dann mit der L2-Schicht des Phasenschlitz A der Phase U2 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L1-Schicht der Phasenschlitz B der Phase U3 auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, dann mit der L2-Schicht des Phasenschlitz B der Phase U4 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, und mit der L1-Schicht des Phasenschlitzes A der Phase U5 durch einen Zwischenschicht-Verbindungsdraht T1 verbunden, und dann mit der L2-Schicht des Phasenschlitzes A der Phase U6 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden, und dann mit der L1-Schicht des Phasenschlitzes B der Phase U7 auf der Einführungsseite des Statorkerns verbunden, und dann mit der L2-Schicht des Phasenschlitzes B der Phase U8 auf der Verlängerungsseite des Statorkerns verbunden. An diesem Punkt hat der Draht der Wicklung YF1 die Phasenschlitze A und B der L1-Schicht zweimal durchlaufen und auch die Phasenschlitze A und B der L2-Schicht zweimal durchlaufen, die Reihenfolge ist von A nach B und wird an diesem Punkt herausgeführt. Die Wicklung YF1 in 24 und die Wicklung Y1 in 19 haben das gleiche Wicklungsverfahren mit Ausnahme des Zwischenschicht-Verbindungsdrahtes, so dass die Polteilung bzw. die volle Teilung der Wicklung mit 6 Schlitzen gleich ist. Die gemeinsame Spanne (gemeinsame Teilung) der transpolaren Hairpin-Drähte auf der Einführungsseite beträgt weiterhin 7 (6+1) Schlitze. Zusätzlich zu den transpolaren Hairpin-Drähten beträgt die Spanne des Zwischenschicht-Verbindungsdrahtes T1 auf der Einführungsseite 5 Schlitze, und die Spanne des Zwischenschicht-Verbindungsdrahtes ergibt sich aus der gemeinsamen Spanne von 7 Schlitzen minus der Anzahl (Q=2) der Phasenschlitze für jede Phase.
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Es wird auf 25 verwiesen, die 4 Wicklungen zeigt, die in U-Phasen eines 48-Schlitz-Motorstators gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angeordnet sind. Ausgehend von der Wicklung YF1 in 24 folgt der Draht der Wicklung YF2 denselben Wicklungsregeln wie die Wicklung YF1. Insbesondere wird der Draht der Wicklung YF2 in die L1-Schicht des Phasenschlitzes A der Phase U2 auf der Einführungsseite des Statorkerns geführt und im Uhrzeigersinn in den Phasen U2 bis U5 umlaufen und einmal durch die Phasenschlitze A und B der L1- bis L2-Schicht geführt. Nach dem Zwischenschicht-Verbindungsdraht wird der Draht der Wicklung YF2 im Uhrzeigersinn durch die Phasenschlitze A und B der L1- bis L2-Schicht in den Phasen U6 bis U1 geführt und aus der L2-Schicht der Phasenschlitz B der Phase U1 herausgeführt. Nach demselben Wickelungsverfahren wird die Wicklung YF3 in die L1-Schicht des Phasenschlitzes A der Phase U3 auf der Einführungsseite des Statorkerns geführt und aus der L2-Schicht des Phasenschlitzes B der Phase U2 herausgeführt. Die Wicklung YF4 wird in die L1-Schicht der Phasenschlitz A der Phase U4 auf der Einführungsseite des Statorkerns geführt und aus der L2-Schicht des Phasenschlitz B der Phase U3 herausgeführt. Die Drähte der U-Phasenwicklungen YF1 bis YF4 belegen alle Phasenschlitze und Schlitzpositionen von U1 bis U8. Verbinden der negativen Enden (YFN-out) von YF1 bis YF4 werden mit dem Neutral-Anschluss NC verbunden, und Verbinden der positiven Enden (YFN+in) von YF1 bis YF4 werden mit den Phasenanschlüssen der U-Phasen verbunden, um eine parallel geschaltete U-Phasen-Wicklung YF1 bis YF4 zu bilden. In anderen Ausführungsformen können die in den 14 und 16 dargestellten Änderungen der Wicklungsregeln auch auf die Wicklung des 48-Schlitz-Motorstators angewendet werden. Die Wicklungsarten der Wicklungen YF1 bis YF4 in 25 sind die gleichen wie die der Wicklung YF1 in 24, so dass die Polteilung oder volle Teilung der Wicklung gleich 6 Schlitze ist. Die gemeinsame Spanne (gemeinsame Teilung) der transpolaren Hairpin-Drähte auf der Einführungsseite beträgt weiterhin 7 (6+1) Schlitze. Die Spannweite des Zwischenschicht-Verbindungsdrahtes auf der Einführungsseite ist gleich 5 Schlitze.
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Es wird auf 26 verwiesen, die 2 Wicklungen zeigt, die in U-Phasen eines 48-Schlitz-Motorstators unter Verwendung von gleichschichtigen Verbindungsdrähten gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sind. Wenn der oben erwähnte gleichschichtige Verbindungsdraht (wie der gleichschichtige Verbindungsdraht in 23) auf die U-Phasen-4-Wicklungen in 25 angewendet wird, können die U-Phasen-2-Wicklungen in dieser Ausführungsform konstruiert werden. Insbesondere wird ein gleichschichtiger Verbindungsdraht IJW1 verwendet, um die inneren Drahtenden der U-Phasen-Wicklungen YF1 und YF2 in 25 zu verbinden, und ein gleichschichtiger Verbindungsdraht IJW2 wird verwendet, um die inneren Drahtenden der U-Phasen-Wicklungen YF3 und YF4 in 25 zu verbinden, um die U-Phasen-Wicklungen YIJ1 und YIJ2 in dieser Ausführungsform zu bilden. Verbinden der negativen Enden (YIJN-out) von YIJ1 und YIJ2 mit dem/den Neutral-Anschluss/-Anschlüssen und Verbinden des positiven Endes (YIJN+in) von YIJ1 und YIJ2 mit dem/den Phasenanschluss/-anschlüssen der U-Phase, um die parallel-geschalteten U-Phasen-Wicklungen YIJ1 und YIJ2 zu bilden. Das Wicklungsverfahren der parallel-geschalteten Wicklungen YIJ1 und YIJ2 in dieser Ausführungsform kann auch auf die V-Phase und die W-Phase angewendet werden.
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In den vorangegangenen Ausführungen werden 72 Schlitze und 48 Schlitze als Beispiele für den Stator mit Hairpin-Draht verwendet, aber die spezifische Anzahl der Schlitze des Stators ist nicht begrenzt. Jede der U-Phasen, V-Phasen und W-Phasen weist 2 oder 3 Phasenschlitze auf, aber auch mehr als 2 Phasenschlitze können die Anforderungen der oben erwähnten Wicklungsverfahren erfüllen.
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Der hier offenbarte Hairpin-Drahtstator verwendet das oben erwähnte Wickelungsverfahren, um eine einzelne Wicklung durch die mehreren Phasenschlitze (z. B. A, B oder A, B, C) innerhalb benachbarter Schlitzpositionsschichten (z. B. L1 bis L2) in den U-, V- und W-Phasen zu führen, wobei die Wicklung jede Schlitzposition gleich oft durchläuft, so dass alle Wicklungen gleichmäßig in jeder Schlitzposition angeordnet sind, um die Erzeugung von Kreisstrom zu vermeiden. Darüber hinaus kann bei wenigstens einer der Wicklungsverfahren die Anzahl der parallel geschalteten Wicklungen jeder Phase höchstens gleich der Anzahl der Polbereiche sein. Bei wenigstens einer der Ausführungsformen können die Drahttypen der Hairpin-Drähte reduziert werden, und es werden nur transpolare Hairpin-Drähte (gemeinsamer Teilungsdraht) und Zwischenschicht-Verbindungsdraht benötigt.
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Legende zu den Figuren 1 bis 26
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- - in =
- EIN (Eingang)
- - out =
- AUS (Ausgang)
