DE102022133348A1

DE102022133348A1 - Rotierende elektrische Maschine

Info

Publication number: DE102022133348A1
Application number: DE102022133348.5A
Authority: DE
Inventors: Kazuki TONOGI
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2021-12-16
Filing date: 2022-12-14
Publication date: 2023-06-22
Also published as: CN116266719A; JP2023089520A; US20230198330A1

Abstract

Ein Elektromotor (1) weist einen Stator (4) und einen Rotor (3) auf, der relativ zum Stator (4) drehbar ist. Der Stator (4) weist auf: einen Statorkern (10) mit einem Jochabschnitt (12), der eine zylindrische Form und zwölf Zähne (16) aufweist, die jeweils radial nach innen von dem Jochabschnitt (12) herausragen; und Spulen (20) mit drei Phasen, wobei eine Wicklung konzentriert um jeden der Zähne (16) gewickelt ist, um jede der Spulen (20) zu bilden. Die Anzahl von Polen des Rotors (3) beträgt zwei. Die Zähne (16) weisen zwei Zähne (16) auf, die in Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordnet sind und einen Zahnabschnitt (171 bis 176) bilden, und Wicklungen einer gleichen Phase sind jeweils in einer gleichen Richtung um die beiden Zähne (16) gewickelt, die den Zahnabschnitt (171 bis 176) bilden, und sind in Reihe geschaltet. Die Zähne (16) sind so angeordnet, dass die einander benachbarten Zahnabschnitte (171 bis 176) eine unterschiedliche Phase aufweisen und die drei Phasen in Umfangsrichtung der Reihe nach nebeneinander angeordnet sind.

Description

Diese nicht-provisorische Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2021-204055 , die am 16. Dezember 2021 beim japanischen Patentamt eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
HINTERGRUND
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine rotierende elektrische Maschine.
Beschreibung des Standes der Technik
Die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2006-296146 offenbart einen Stator eines Elektromotors, in dem Zahnabschnitte in einer Ringform angeordnet sind, ein Harzspulenkörper an jedem der Zahnabschnitte angebracht ist und eine Wicklung konzentriert um die Harzspule gewickelt ist. Eine Wicklungsanfangslinie der Wicklung ist um eine Seitenfläche jedes Zahnabschnitts innerhalb eines Schlitzes des an dem Zahnabschnitt angebrachten Harzspulenkörpers gewickelt. Nachdem die letzte Windung der Wicklung um den Zahnabschnitt endet, wird die Wicklung entlang einer Kreuzungslinie geführt, um sich zu einem benachbarten Zahnabschnitt zu erstrecken.
ZUSAMMENFASSUNG
Bei einem Elektromotor, der sich mit hoher Geschwindigkeit drehen soll, ist es im Hinblick auf die Steuerung wünschenswert, dass die Anzahl der Pole zwei beträgt, was die kleinste Anzahl ist. In dem in der oben genannten Literatur beschriebenen Elektromotor sind die Richtungen, in denen die Wicklungen um ihre jeweiligen, einander benachbarten Zahnabschnitte gewickelt sind, einander entgegengesetzt. Daher muss die Anzahl der Pole erhöht werden, was es schwierig macht, eine Hochgeschwindigkeitsrotation/ eine hohe Drehzahl zu erreichen.
In der vorliegenden Offenbarung wird eine rotierende elektrische Maschine vorgeschlagen, die für hohe Drehzahlen geeignet ist.
Der vorliegende Erfinder hat intensive Studien über eine rotierende elektrische Maschine, die für eine hohe Drehzahl geeignet ist, durchgeführt und die folgende Konfiguration entwickelt, um eine einfach strukturierte und klein dimensionierte rotierende elektrische Maschine mit 2 Polen und 12 Nuten zu realisieren.
Insbesondere wird gemäß der vorliegenden Offenbarung eine rotierende elektrische Maschine mit einem Stator und einem relativ zum Stator drehbaren Rotor vorgeschlagen. Der Stator weist auf: einen Statorkern mit einem Jochabschnitt, der eine zylindrische Form und zwölf Zähne aufweist, die jeweils radial nach innen aus dem Jochabschnitt herausragen; und Spulen mit drei Phasen, wobei eine Wicklung konzentriert um jeden der Zähne gewickelt ist, um jede der Spulen zu bilden. Die Anzahl von Polen des Rotors beträgt zwei. Die Zähne weisen zwei Zähne auf, die in Umfangsrichtung benachbart zueinander/nebeneinanderliegend angeordnet sind und einen Zahnabschnitt bilden, und Wicklungen gleicher Phase sind jeweils in gleicher Richtung um die beiden Zähne gewickelt, die den Zahnabschnitt bilden, und sind in Reihe geschaltet. Die Zähne sind so angeordnet, dass die einander benachbarten/ nebeneinanderliegenden Zahnabschnitte eine unterschiedliche Phase aufweisen und die drei Phasen in Umfangsrichtung sequentiell/ der Reihe nach nebeneinander angeordnet sind.
Auf diese Weise kann eine einfach strukturierte und klein dimensionierte rotierende elektrische Maschine mit einer 2-poligen und 12-Nuten/12-fachen Konfiguration realisiert werden. Da die Anzahl der Pole zwei beträgt, was die kleinste Anzahl ist, ist die rotierende elektrische Maschine für eine hohe Derhzahl geeignet.
Die vorgenannten und andere Objekte, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher.
Figurenliste

1 ist eine Teilquerschnittsansicht, die eine schematische Konfiguration eines elektrischen Kompressors mit einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einer Ausführungsform zeigt.
2 ist eine schematische Draufsicht auf einen Statorkern.
3 ist eine schematische Draufsicht auf einen Elektromotor.
4 ist ein schematisches Diagramm, das eine um einen Zahn gewickelte Wicklung zeigt.
5 ist ein Linienverbindungsdiagramm/ Leitungsschaltplan eines Stators.
6 ist eine perspektivische Ansicht einer ringförmigen Stromschiene.
7 ist eine schematische Draufsicht auf die ringförmigen Stromschiene.
8 ist ein schematisches Diagramm, das ein Harz zeigt, das die ringförmige Stromschiene bedeckt.
9 ist ein Linienverbindungsdiagramm/ Leitungsschaltplan eines weiteren Beispiels des Stators.

BESCHREIBUNG DER VORGESCHRIEBENEN AUSFÜHRUNGEN
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Einzelnen beschrieben. In der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen sind die gleichen oder im Wesentlichen die gleichen Konfigurationen durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung wird nicht wiederholt.
1 ist eine Teilquerschnittsansicht, die eine schematische Konfiguration eines elektrischen Kompressors 110 mit einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einer Ausführungsform zeigt. Der elektrische Kompressor 110 ist beispielsweise in einem Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug eingebaut und dient als turboartige Luftpumpe, die durch eine hohe Drehzahl angetrieben wird.
Wie in 1 gezeigt, weist der elektrische Kompressor 110 ein Gehäuse 112, eine Kompressionseinheit 115 und einen Elektromotor 1 auf.
Der Elektromotor 1 als Beispiel für eine rotierende elektrische Maschine gemäß dieser Ausführungsform weist einen Rotor (einen Rotator) 3 und einen Stator 4 auf. Der Rotor 3 ist an einer Rotationswelle 2 angebracht. Die Rotationswelle 2 ist in dem Gehäuse 112 drehbar gelagert, in einem Zustand, in welchem die Rotationswelle 2 durch den Stator 4 eingeführt ist. Der Stator 4 ist so konfiguriert, um einen Statorkern 10 und eine Spule 20 aufzuweisen. Der Statorkern 10 ist an einer inneren Umfangsfläche des Gehäuses 112 angebracht. Die Spule 20 ist an einem Zahn (später beschrieben) des Statorkerns 10 angebracht.
Wenn der Elektromotor 1 mit elektrischer Energie versorgt wird, drehen sich der Rotor 3 und die Rotationswelle 2 relativ zum Stator 4 und zum Gehäuse 112. Diese Rotation treibt die Kompressionseinheit 115 an, wodurch Luft einer Brennstoffzelle zugeführt wird.
2 ist eine schematische Draufsicht auf den Statorkern 10. 2 zeigt eine schematische Form des Statorkerns 10 in einer axialen Richtung des Elektromotors 1 (in der horizontalen Richtung in 1) gesehen. Der Statorkern 10 kann durch Stapeln einer Vielzahl von elektromagnetischen Stahlplatten gebildet werden, die jeweils ringförmig ausgebildet sind, oder der Statorkern kann aus einem integralen Bestandteil, welcher aus einem magnetischen Material ist, gebildet werden.
Wie in 2 gezeigt, hat der Statorkern 10 eine vollständig hohlzylindrische Außenform. In der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen wird die axiale Richtung des Statorkerns 10, der eine zylindrische Form aufweist, einfach als axiale Richtung bezeichnet, die radiale Richtung des Statorkerns 10 wird einfach als radiale Richtung bezeichnet, und die Umfangsrichtung des Statorkerns 10 wird einfach als Umfangsrichtung bezeichnet.
Der Statorkern 10 weist einen Jochabschnitt 12 mit einer zylindrischen Form und einer Vielzahl von Zähnen 16 auf. Jeder der Zähne 16 ragt von der inneren Umfangsfläche des Jochabschnitts 12 radial nach innen. Die Zähne 16 sind in Abständen in Umfangsrichtung des Statorkerns 10 angeordnet. Zwischen den beiden einander benachbarten/ nebeneinanderliegenden Zähnen 16 ist ein sich in axialer Richtung erstreckender Schlitz 18 vorgesehen. Der Statorkern 10 weist in dieser Ausführungsform zwölf Zähne 16 auf. Die Anzahl der Schlitze 18 ist ebenfalls zwölf, was die gleiche Anzahl wie die Anzahl der Zähne 16 ist.
Genauer gesagt, weist der Statorkern 10 zwölf Zähne 1601 bis 1612 auf. Ein Schlitz 1801 ist zwischen den Zähnen 1601 und 1602 vorgesehen, die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegen. Ein Schlitz 1802 ist zwischen den Zähnen 1602 und 1603 vorgesehen, die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegen. Ein Schlitz 1803 ist zwischen den Zähnen 1603 und 1604 vorgesehen, die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegen. Ein Schlitz 1804 ist zwischen den Zähnen 1604 und 1605 vorgesehen, die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegen.
Ein Schlitz 1805 ist zwischen den Zähnen 1605 und 1606 vorgesehen, die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegen. Ein Schlitz 1806 ist zwischen den Zähnen 1606 und 1607 vorgesehen, die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegen. Ein Schlitz 1807 ist zwischen den Zähnen 1607 und 1608 vorgesehen, die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegen. Ein Schlitz 1808 ist zwischen den Zähnen 1608 und 1609 vorgesehen, die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegen.
Ein Schlitz 1809 ist zwischen den Zähnen 1609 und 1610 vorgesehen, die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegen. Ein Schlitz 1810 ist zwischen den Zähnen 1610 und 1611 vorgesehen, die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegen. Ein Schlitz 1811 ist zwischen den Zähnen 1611 und 1612 vorgesehen, die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegen. Ein Schlitz 1812 ist zwischen den Zähnen 1612 und 1601 vorgesehen, die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegen.
Die beiden in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden Zähne 1601 und 1602 bilden einen Zahnabschnitt 171. Die beiden in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden Zähne 1603 und 1604 bilden einen Zahnabschnitt 172. Die beiden in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden Zähne 1605 und 1606 bilden einen Zahnabschnitt 173. Die beiden in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden Zähne 1607 und 1608 bilden einen Zahnabschnitt 174. Die beiden in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden Zähne 1609 und 1610 bilden einen Zahnabschnitt 175. Die beiden in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden Zähne 1611 und 1612 bilden einen Zahnabschnitt 176.
3 ist eine schematische Draufsicht auf den Elektromotor 1. Wicklungen sind konzentriert um ihre jeweiligen zwölf Zähne 16 gewickelt, um so Spulen 20 mit drei Phasen zu bilden. Die Spulen 20 mit drei Phasen weisen auf: eine U-Phasen-Spule, die durch Wickeln einer U-Phasen-Wicklung um den Zahn 16 gebildet wird; eine V-Phasen-Spule, die durch Wickeln einer V-Phasen-Wicklung um den Zahn 16 gebildet wird; und eine W-Phasen-Spule, die durch Wickeln einer W-Phasen-Wicklung um den Zahn 16 gebildet wird. In der vorliegenden Ausführungsform sind zwölf Spulen in Umfangsrichtung Seite an Seite angeordnet, und die Spulen jeder Phase bestehen aus vier Spulen 20.
Insbesondere ist eine U-Phasen-Spule 24Up1 am Zahn 1601 angebracht. Eine U-Phasen-Spule 24Up2 ist am Zahn 1602 angebracht. Die Zähne 1601 und 1602 bilden den Zahnabschnitt 171 (2) und die Wicklungen derselben U-Phase sind jeweils um die Zähne 1601 und 1602 gewickelt, die den Zahnabschnitt 171 bilden, um dadurch eine U-Phasen-Spule zu bilden.
Eine V-Phasen-Spule 34Vm3 ist an dem Zahn 1603 angebracht. Eine V-Phasen-Spule 34Vm4 ist an dem Zahn 1604 angebracht. Die Zähne 1603 und 1604 bilden den Zahnabschnitt 172 (2) und die Wicklungen derselben V-Phase werden jeweils um die Zähne 1603 und 1604 gewickelt, die den Zahnabschnitt 172 bilden, um dadurch eine V-Phasen-Spule zu bilden.
Eine W-Phasen-Spule 44Wp5 ist an dem Zahn 1605 angebracht. Eine W-Phasen-Spule 44Wp6 ist am Zahn 1606 angebracht. Die Zähne 1605 und 1606 bilden den Zahnabschnitt 173 (2) und die Wicklungen derselben W-Phase werden jeweils um die Zähne 1605 und 1606 gewickelt, die den Zahnabschnitt 173 bilden, um dadurch eine W-Phasen-Spule zu bilden.
Eine U-Phasen-Spule 24Um7 ist an dem Zahn 1607 angebracht. Eine U-Phasen-Spule 24Um8 ist am Zahn 1608 angebracht. Die Zähne 1607 und 1608 bilden den Zahnabschnitt 174 (2) und die Wicklungen derselben U-Phase werden jeweils um die Zähne 1607 und 1608 gewickelt, die den Zahnabschnitt 174 bilden, um dadurch eine U-Phasen-Spule zu bilden.
Eine V-Phasen-Spule 34Vp9 ist an dem Zahn 1609 angebracht. Eine V-Phasen-Spule 34Vp10 ist an dem Zahn 1610 angebracht. Die Zähne 1609 und 1610 bilden den Zahnabschnitt 175 (2) und die Wicklungen der gleichen V-Phase werden jeweils um die Zähne 1609 und 1610 gewickelt, die den Zahnabschnitt 175 bilden, um dadurch eine V-Phasen-Spule zu bilden.
Eine W-Phasen-Spule 44Wm11 ist an dem Zahn 1611 angebracht. Eine W-Phasen-Spule 44Wm12 ist am Zahn 1612 angebracht. Die Zähne 1611 und 1612 bilden den Zahnabschnitt 176 (2) und die Wicklungen derselben W-Phase werden jeweils um die Zähne 1611 und 1612 gewickelt, die den Zahnabschnitt 176 bilden, um dadurch eine W-Phasen-Spule zu bilden.
U-Phasen-Wicklungen werden jeweils um die beiden benachbarten Zähne 16 gewickelt und bilden so zwei U-Phasen-Spulen. Beispielsweise sind die U-Phasen-Spulen 24Up1 und 24Up2 an den benachbarten Zähnen 1601 und 1602 angebracht, die den Zahnabschnitt 171 bilden. V-Phasen-Wicklungen werden jeweils um zwei Zähne 16 gewickelt, die zu den beiden Zähnen 16 benachbart sind, an denen jeweils die U-Phasen-Spule angebracht ist, um so zwei V-Phasen-Spulen zu bilden. Beispielsweise sind die V-Phasen-Spulen 34Vm3 und 34Vm4 an den Zähnen 1603 und 1604 angebracht, die den Zahnabschnitt 172 neben dem Zahnabschnitt 171 bilden.
W-Phasen-Wicklungen werden jeweils um die Zähne 16 gewickelt, die den beiden Zähnen 16 benachbart sind, um die jeweils die U-Phasen-Wicklung gewickelt ist, und die den V-Phasen-Spulen gegenüberliegen, um dadurch W-Phasen-Spulen zu bilden. Beispielsweise sind die W-Phasen-Spulen 44Wm11 und 44Wm12 an den Zähnen 1611 und 1612 angebracht, die den Zahnabschnitt 176 auf der Seite bilden, die dem Zahnabschnitt 172 mit der daran angebrachten V-Phasen-Spule in Bezug auf den Zahnabschnitt 171 gegenüberliegt.
Die Zähne 16 sind so angeordnet, dass die benachbarten Zahnabschnitte eine unterschiedliche Phase haben und drei Phasen in Umfangsrichtung der Reihe nach nebeneinander angeordnet sind. Die Spulen der drei Phasen sind in der Reihenfolge der Spulen der ersten Phase, der Spulen der zweiten Phase und der Spulen der dritten Phase Seite an Seite angeordnet, so dass sie den sechs in Umfangsrichtung sequentiell angeordneten Zahnabschnitten 171 bis 176 entsprechen. Eine U-Phasen-Spule ist am Zahnabschnitt 171 angebracht. Eine V-Phasen-Spule ist an dem Zahnabschnitt 172 neben dem Zahnabschnitt 171 angebracht. Eine W-Phasen-Spule ist an dem Zahnabschnitt 173 neben dem Zahnabschnitt 172 angebracht. Eine U-Phasen-Spule ist an dem Zahnabschnitt 174 nben dem Zahnabschnitt 173 angebracht. Eine V-Phasen-Spule ist an dem Zahnabschnitt 175 neben dem Zahnabschnitt 174 angebracht. Eine W-Phasen-Spule ist an dem Zahnabschnitt 176 neben dem Zahnabschnitt 175 angebracht.
Die U-Phasen-Spule 24Up1 und die W-Phasen-Spule 44Wm12 liegen in Umfangsrichtung nebeneinander, und Zwischenphasen-Isolierpapier 61 ist zwischen der U-Phasen-Wicklung, die die U-Phasen-Spule 24Up1 bildet, und der W-Phasen-Wicklung, die die W-Phasen-Spule 44Wm12 bildet, angeordnet. Das Zwischenphasen-Isolierpapier 61 ist ein Beispiel für einen Zwischenphasen-Isolator und sorgt für die Isolierung zwischen der U-Phasen-Wicklung, die die U-Phasen-Spule 24Up 1 bildet, und der W-Phasen-Wicklung, die die W-Phasen-Spule 44Wm12 bildet.
Zwischenphasen-Isolierpapier 62 ist zwischen der V-Phasen-Wicklung, die die V-Phasen-Spule 34Vm4 bildet, und der W-Phasen-Wicklung, die die W-Phasen-Spule 44Wp5 bildet, angeordnet. Das Zwischenphasen-Isolierpapier 62 sorgt für die Isolierung zwischen der V-Phasen-Wicklung, die die V-Phasen-Spule 34Vm4 bildet, und der W-Phasen-Wicklung, die die W-Phasen-Spule 44Wp5 bildet. Zwischenphasen-Isolierpapier 63 ist zwischen der U-Phasen-Wicklung, die die U-Phasen-Spule 24Um8 bildet, und der V-Phasen-Wicklung, die die V-Phasen-Spule 34Vp9 bildet, angeordnet. Das Zwischenphasen-Isolierpapier 63 sorgt für die Isolierung zwischen der U-Phasen-Wicklung, die die U-Phasen-Spule 24Um8 bildet, und der V-Phasen-Wicklung, die die V-Phasen-Spule 34Vp9 bildet.
Wie in 3 gezeigt, hat der Rotor 3 einen N-poligen Kernabschnitt 3N und einen S-poligen Kernabschnitt 3S, und die Anzahl der Pole des Rotors 3 beträgt zwei. Der Rotor 3 kann ein Interior-Permanent-Magnet (IPM)-Rotor sein, bei dem ein Permanentmagnet in jedem Kernabschnitt eingebettet ist, oder ein Oberflächen-Permanentmagnet (SPM)-Rotor sein, bei dem ein Magnet an der Oberfläche jedes Kernabschnitts angebracht ist.
4 ist ein schematisches Diagramm, das eine um den Zahn 16 gewickelte Wicklung zeigt. Wie in 4 gezeigt, ist an dem Zahn 16 ein Spulenkörper 70 angebracht. Der Spulenkörper 70 besteht aus einem isolierenden Material, z. B. aus Harz. Der Spulenkörper 70 ist so angeordnet, um den äußeren Umfang des Zahns 16 zu umgeben. Die Wicklung, die die Spule 20 bildet, wird in gestapelter Form um den Spulenkörper 70 gewickelt. Der Spulenkörper 70 ist ein Isolationselement, das den Statorkern 10 von der Spule 20 elektrisch isoliert. Der Spulenkörper 70 weist einen gewickelten Abschnitt 71, einen ersten Flanschabschnitt 72 und einen zweiten Flanschabschnitt 73 auf.
Der gewickelte Abschnitt 71 hat eine zylindrische Form und erstreckt sich in radialer Richtung. Der Spulenkörper 70 wird relativ zum Statorkern 10 so bewegt, um den Zahn 16 in den gewickelten Abschnitt 71 einzuführen, wodurch der Spulenkörper 70 am Statorkern 10 angebracht ist. Die innere Umfangsfläche des gewickelten Abschnitts 71 ist dem Zahn 16 zugewandt. Die innere Umfangsfläche des gewickelten Abschnitts 71 ist in Kontakt mit dem Zahn 16. Die Wicklung ist entlang der äußeren Umfangsfläche des gewickelten Abschnitts 71 in gestapelter Form gewickelt.
Der erste Flanschabschnitt 72 ist an einem radial äußeren Ende des gewickelten Abschnitts 71 vorgesehen und erstreckt sich in Umfangsrichtung und in axialer Richtung. Der erste Flanschabschnitt 72 steht in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche des Jochabschnitts 12. Der zweite Flanschabschnitt 73 ist an einem radial inneren Ende des gewickelten Abschnitts 71 vorgesehen und erstreckt sich in der Umfangsrichtung und der axialen Richtung.
Wie in 4 gezeigt, wird die Wicklung zu Beginn der Wicklung in eine Position geführt, in der die Wicklung in Kontakt mit dem gewickelten Abschnitt 71 und auch in Kontakt mit dem ersten Flanschabschnitt 72 kommt, und wird dann um den gewickelten Abschnitt 71 gewickelt. Die Wicklung wird um den gewickelten Abschnitt 71 gewickelt, während sie radial nach innen (in 4 nach unten) gerichtet ist. Wenn die Wicklung den zweiten Flanschabschnitt 73 erreicht, wird die Wicklung zurückgefaltet, um eine zweite Lage zu bilden, und wird dann um die Wicklung der ersten Lage gewickelt, während sie radial nach außen (in 4 nach oben) gerichtet ist.
In gleicher Weise wird die Wicklung der dritten Lage um die Wicklung der zweiten Lage gewickelt, während sie radial nach innen gerichtet ist, die Wicklung der vierten Lage wird um die Wicklung der dritten Lage gewickelt, während sie radial nach außen gerichtet ist, und die Wicklung der fünften Lage wird um die Wicklung der vierten Lage gewickelt, während sie radial nach innen gerichtet ist. Die Wicklung der sechsten Lage wird in der Nähe des ersten Flanschabschnitts 72 um die Wicklung der fünften Lage gewickelt, und dann wird der Vorgang der Wicklung beendet.
Die Wicklung der zweiten Lage befindet sich weiter vom Zahn 16 entfernt als die Wicklung der ersten Lage. Die Wicklung der dritten Lage befindet sich weiter von dem Zahn 16 entfernt als die Wicklung der zweiten Lage. Die Wicklung der sechsten Lage ist am Ende der Wicklung am weitesten von dem Zahn 16 entfernt. Vom Beginn bis zum Ende der Wicklung um den Zahn 16 entfernt sich die Wicklung immer weiter in Richtung weg vom Zahn 16. Ein einspeiseseitiger Führungsdraht (später beschrieben) erstreckt sich von der innersten Durchmesserseite der Wicklung, die schichtweise um den Zahn 16 gewickelt ist. Ein neutralpunktseitiger Führungsdraht (später beschrieben) erstreckt sich von der äußersten Durchmesserseite der Wicklung, die schichtweise um den Zahn 16 gewickelt ist.
4 zeigt beispielhaft eine Wicklung, die in sechs Lagen um den Spulenkörper 70 gewickelt ist. Die Anzahl der Lagen der um den Spulekörper 70 gewickelten Wicklung kann fünf oder weniger, aber auch sieben oder mehr betragen. Die Anzahl der Wicklungen in jeder Lage, die zwischen dem ersten Flanschabschnitt 72 und dem zweiten Flanschabschnitt 73 angeordnet ist, kann ebenfalls beliebig sein.
5 ist ein Linienverbindungsdiagramm/ Leitungsschaltplan des Stators 4. Eine U-Phasen-Eingangsklemme 21U, eine V-Phasen-Eingangsklemme 31V und eine W-Phasen-Eingangsklemme 41W sind jeweils elektrisch mit einem Wechselrichter (nicht gezeigt) verbunden. Eine dreiphasige Wechselstromleistung wird an der U-Phasen-Eingangsklemme 21U, der V-Phasen-Eingangsklemme 31 V und der W-Phasen-Eingangsklemme 41W eingespeist.
Ein U-Phasen-Einspeiseleiter 22U ist mit der U-Phasen-Eingangsklemme 21U verbunden. Ein U-Phasen einspeiseseitiger Führungsdraht 23U1 erstreckt sich von einem Spitzenende des Wicklungsanfangs der U-Phasen-Spule 24Up1 und ist mit dem U-Phasen-Einspeiseleiter 22U verbunden. Die U-Phasen-Eingangsklemme 21U, der U-Phasen-Einspeiseleiter 22U und der U-Phasen einspeiseseitiger Führungsdraht 23U1 bilden einen Einspeisepfad, der zu den U-Phasen-Spulen 24Up1 und 24Up2 führt.
Wenn die U-Phasen-Spulen 24Up1 und 24Up2 in der gleichen Richtung betrachtet werden, sind die Windungsrichtungen der Wicklungen identisch. Die U-Phasen-Wicklung, die die in 5 gezeigte U-Phasen-Spule 24Up1 bildet, ist um den Zahn 1601 (2 und 3) gegen den Uhrzeigersinn gewickelt, und die U-Phasen-Wicklung, die die U-Phasen-Spule 24Up2 bildet, ist um den Zahn 1602 gegen den Uhrzeigersinn gewickelt. Die Wicklungen der gleichen U-Phase werden in der gleichen Richtung um die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden Zähne 1601 und 1602 gewickelt.
Ein U-Phasen-Kreuzungsleiter 25U12 ist mit den U-Phasen-Spulen 24Up1 und 24Up2 verbunden. Der U-Phasen-Kreuzungsleiter 25U12 verbindet ein Spitzenende des Wicklungsendes der U-Phasen-Spule 24Up1 und ein Spitzenende des Wicklungsanfangs der U-Phasen-Spule 24Up2 elektrisch miteinander. Die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden U-Phasen-Spulen 24Up1 und 24Up2 sind über den U-Phasen-Kreuzungsleiter 25U12 in Reihe geschaltet. Der U-Phasen-Kreuzungsleiter 25U12 kann radial außerhalb des ersten Flanschabschnitts 72 des Spulenkörpers 70 oder radial innerhalb des ersten Flanschabschnitts 72 angeordnet sein.
Ein U-Phasen neutralpunktseitiger Führungsdraht 26U2 erstreckt sich von einem Spitzeende des Wicklungsendes der U-Phasen-Spule 24Up2 und ist über einen Neutralleiter 54 mit einem Neutralpunkt 52 verbunden. Der Neutralleiter 54 verbindet die U-Phasen-Spule 24Up2 elektrisch mit dem Neutralpunkt 52.
Ein U-Phasen einspeiseseitiger Führungsdraht 23U8 erstreckt sich von einem Spitzeende des Wicklungsanfangs der U-Phasen-Spule 24Um8 und ist mit dem U-Phasen-Einspeiseleiter 22U verbunden. Die U-Phasen-Eingangsklemme 21U, der U-Phasen- Einspeiseleiter 22U und der U-Phasen einspeiseseitige Führungsdraht 23U8 bilden einen Einspeisepfad, der zu den U-Phasen-Spulen 24Um8 und 24Um7 führt.
Wenn die U-Phasen-Spulen 24Um8 und 24Um7 in der gleichen Richtung betrachtet werden, sind die Windungsrichtungen der Wicklungen identisch. Die U-Phasen-Wicklung, die die in 5 gezeigte U-Phasen-Spule 24Um8 bildet, ist um den Zahn 1608 im Uhrzeigersinn gewickelt, und die U-Phasen-Wicklung, die die U-Phasen-Spule 24Um7 bildet, ist um den Zahn 1607 im Uhrzeigersinn gewickelt. Die Wicklungen der gleichen U-Phase werden in der gleichen Richtung um die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden Zähne 1607 und 1608 gewickelt.
Ein U-Phasen-Kreuzungsleiter 25U78 ist mit den U-Phasen-Spulen 24Um7 und 24Um8 verbunden. Der U-Phasen-Kreuzungsleiter 25U78 verbindet elektrisch ein Spitzeende des Wicklungsendes der U-Phasen-Spule 24Um8 und ein Spitzeende des Wicklungsanfangs der U-Phasen-Spule 24Um7 miteinander. Die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden U-Phasen-Spulen 24Um7 und 24Um8 sind über den U-Phasen-Kreuzungsleiter 25U78 in Reihe geschaltet. Der U-Phasen-Kreuzungsleiter 25U78 kann radial außerhalb des ersten Flanschabschnitts 72 des Spulenkörpers 70 oder radial innerhalb des ersten Flanschabschnitts 72 angeordnet sein.
Ein U-Phasen neutralpunktseitiger Führungsdraht 26U7 erstreckt sich von einem Spitzeende des Wicklungsendes der U-Phasen-Spule 24Um7. Der U-Phasenneutralpunktseitige Führungsdraht 26U7 ist mit einem Neutralpunkt 51 verbunden.
Ein V-Phasen-Einspeiseleiter 32V ist mit der V-Phasen-Eingangsklemme 31V verbunden. Ein V-Phasen einspeiseseitiger Führungsdraht 33V4 erstreckt sich von einem Spitzenende des Wicklungsanfangs der V-Phasen-Spule 34Vm4 und ist mit dem V-Phasen-Einspeiseleiter 32V verbunden. Die V-Phasen-Eingangsklemme 31V, der V-Phasen-Einspeiseleiter 32V und der V-Phasen einspeiseseitige Führungsdraht 33V4 bilden einen Einspeisepfad, der zu den V-Phasen-Spulen 34Vm4 und 34Vm3 führt.
Wenn die V-Phasen-Spulen 34Vm4 und 34Vm3 in der gleichen Richtung betrachtet werden, sind die Windungsrichtungen der Wicklungen identisch. Die V-Phasen-Wicklung, die die in 5 gezeigte V-Phasen-Spule 34Vm4 bildet, ist um den Zahn 1604 im Uhrzeigersinn gewickelt, und die V-Phasen-Wicklung, die die V-Phasen-Spule 34Vm3 bildet, ist um den Zahn 1603 im Uhrzeigersinn gewickelt. Die Wicklungen der gleichen V-Phase werden in der gleichen Richtung um die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden Zähne 1603 und 1604 gewickelt.
Ein V-Phasen-Kreuzungsleiter 35V34 ist mit den V-Phasen-Spulen 34Vm3 und 34Vm4 verbunden. Der V-Phasen-Kreuzungsleiter 35V34 verbindet ein Spitzenende des Wicklungsendes der V-Phasen-Spule 34Vm4 und ein Spitzenende des Wicklungsanfangs der V-Phasen-Spule 34Vm3 elektrisch miteinander. Die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden V-Phasen-Spulen 34Vm3 und 34Vm4 sind über den V-Phasen-Kreuzungsleiter 35V34 in Reihe geschaltet. Der V-Phasen-Kreuzungsleiter 35V34 kann radial außerhalb des ersten Flanschabschnitts 72 des Spulenkörpers 70 oder radial innerhalb des ersten Flanschabschnitts 72 angeordnet sein.
Ein V-Phasen neutralpunktseitiger Führungsdraht 36V3 erstreckt sich von einem Spitzeende des Wicklungsendes der V-Phasen-Spule 34Vm3. Der V-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 36V3 ist mit dem Neutralpunkt 52 über den Neutralleiter 54 verbunden. Der Neutralleiter 54 verbindet die V-Phasen-Spule 34Vm3 elektrisch mit dem Neutralpunkt 52.
Ein V-Phasen einspeiseseitiger Führungsdraht 33 V9 erstreckt sich von einem Spitzenende des Wicklungsanfangs der V-Phasen-Spule 34Vp9 und ist mit dem V-Phasen-Einspeiseleiter 32V verbunden. Die V-Phasen-Eingangsklemme 31V, der V-Phasen-Einspeiseleiter 32V und der V-Phasen einspeiseseitige Führungsdraht 33V9 bilden einen Einspeisepfad, der zu den V-Phasen-Spulen 34Vp9 und 34Vp10 führt.
Wenn die V-Phasen-Spulen 34Vp9 und 34Vp10 in der gleichen Richtung betrachtet werden, sind die Windungsrichtungen der Wicklungen identisch. Die V-Phasen-Wicklung, die die in 5 gezeigte V-Phasen-Spule 34Vp9 bildet, ist gegen den Uhrzeigersinn um den Zahn 1609 gewickelt, und die V-Phasen-Wicklung, die die V-Phasen-Spule 34Vp10 bildet, ist gegen den Uhrzeigersinn um den Zahn 1610 gewickelt. Die Wicklungen der gleichen V-Phase sind in der gleichen Richtung um die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden Zähne 1609 und 1610 gewickelt.
Ein V-Phasen-Kreuzungsleiter 35V910 ist mit den V-Phasen-Spulen 34Vp9 und 34Vp10 verbunden. Der V-Phasen-Kreuzungsleiter 35V910 verbindet ein Spitzenende des Wicklungsendes der V-Phasen-Spule 34Vp9 und ein Spitzenende des Wicklungsanfangs der V-Phasen-Spule 34Vp10 elektrisch miteinander. Die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden V-Phasen-Spulen 34Vp9 und 34Vp10 sind über den V-Phasen-Kreuzungsleiter 35V910 in Reihe geschaltet. Der V-Phasen-Kreuzungsleiter 35V910 kann radial außerhalb des ersten Flanschabschnitts 72 des Spulenkörpers 70 oder radial innerhalb des ersten Flanschabschnitts 72 angeordnet sein.
Ein V-Phasen neutralpunktseitiger Führungsdraht 36V10 erstreckt sich von einem Spitzenende des Wicklungsendes der V-Phasen-Spule 34Vp10. Der V-Phasen neutralpunktseitiger Führungsdraht 36V10 ist mit dem Neutralpunkt 51 über einen Neutralleiter 53 verbunden. Der Neutralleiter 53 ist ein vom Neutralleiter 54 getrenntes Element. Der Neutralleiter 53 verbindet die V-Phasen-Spule 34Vp10 elektrisch mit dem Neutralpunkt 51.
Ein W-Phasen-Einspeiseleiter 42W ist mit der W-Phasen-Eingangsklemme 41W verbunden. Ein W-Phasen einspeiseseitiger Führungsdraht 43W5 erstreckt sich von einem Spitzenende des Wicklungsanfangs der W-Phasen-Spule 44Wp5 und ist mit dem W-Phasen-Einspeiseleiter 42W verbunden. Die W-Phasen-Eingangsklemme 41W, der W-Phasen-Einspeiseleiter 42W und der W-Phasen einspeiseseitige Führungsdraht 43W5 bilden einen Einspeisepfad, der zu den W-Phasen-Spulen 44Wp5 und 44Wp6 führt.
Wenn die W-Phasen-Spulen 44Wp5 und 44Wp6 in der gleichen Richtung betrachtet werden, sind die Windungsrichtungen der Wicklungen gleich. Die W-Phasen-Wicklung, die die in 5 gezeigte W-Phasen-Spule 44Wp5 bildet, ist um den Zahn 1605 gegen den Uhrzeigersinn gewickelt, und die W-Phasen-Wicklung, die die W-Phasen-Spule 44Wp6 bildet, ist um den Zahn 1606 gegen den Uhrzeigersinn gewickelt. Die Wicklungen der gleichen W-Phase werden in der gleichen Richtung um die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden Zähne 1605 und 1606 gewickelt.
Ein W-Phasen-Kreuzungsleiter 45W56 ist mit den W-Phasen-Spulen 44Wp5 und 44Wp6 verbunden. Der W-Phasen-Kreuzungsleiter 45W56 verbindet ein Spitzenende des Wicklungsendes der W-Phasen-Spule 44Wp5 und ein Spitzenende des Wicklungsanfangs der W-Phasen-Spule 44Wp6 elektrisch miteinander. Die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden W-Phasen-Spulen 44Wp5 und 44Wp6 sind über den W-Phasen-Kreuzungsleiter 45W56 in Reihe geschaltet. Der W-Phasen-Kreuzungsleiter 45W56 kann radial außerhalb des ersten Flanschabschnitts 72 des Spulenkörpers 70 oder radial innerhalb des ersten Flanschabschnitts 72 angeordnet sein.
Ein W-Phasen neutralpunktseitiger Führungsdraht 46W6 erstreckt sich von einem Spitzeende des Wicklungsendes der W-Phasen-Spule 44Wp6. Der W-Phasen neutralpunktseitiger Führungsdraht 46W6 ist mit dem Neutralpunkt 51 verbunden.
Ein W-Phasen einspeiseseitiger Führungsdraht 43W12 erstreckt sich von einem Spitzeende des Wicklungsanfangs der W-Phasen-Spule 44Wm12 und ist mit dem W-Phasen-Einspeiseleiter 42W verbunden. Die W-Phasen-Eingangsklemme 41W, der W-Phasen-Einspeiseleiter 42W und der W-Phasen einspeiseseitige Führungsdraht 43W12 bilden einen Einspeisepfad, der zu den W-Phasen-Spulen 44Wm12 und 44Wm 11 führt.
Wenn die W-Phasen-Spulen 44Wm12 und 44Wm11 in der gleichen Richtung betrachtet werden, sind die Windungsrichtungen der Wicklungen identisch. Die W-Phasen-Wicklung, die die in 5 gezeigte W-Phasen-Spule 44Wm12 bildet, ist im Uhrzeigersinn um den Zahn 1612 gewickelt, und die W-Phasen-Wicklung, die die W-Phasen-Spule 44Wm11 bildet, ist im Uhrzeigersinn um den Zahn 1611 gewickelt. Die Wicklungen der gleichen W-Phase werden in der gleichen Richtung um die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden Zähne 1611 und 1612 gewickelt.
Ein W-Phasen-Kreuzungsleiter 45W1112 ist mit den W-Phasen-Spulen 44Wm 11 und 44Wm12 verbunden. Der W-Phasen-Kreuzungsleiter 45W1112 verbindet ein Spitzenende des Wicklungsendes der W-Phasen-Spule 44Wm12 und ein Spitzenende des Wicklungsanfangs der W-Phasen-Spule 44Wm1 1 elektrisch miteinander. Die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden W-Phasen-Spulen 44Wm11 und 44Wm12 sind über den W-Phasen-Kreuzungsleiter 45W1112 in Reihe geschaltet. Der W-Phasen-Kreuzungsleiter 45W1112 kann radial außerhalb des ersten Flanschabschnitts 72 des Spulenkörpers 70 oder radial innerhalb des ersten Flanschabschnitts 72 angeordnet sein.
Ein W-Phasen neutralpunktseitiger Führungsdraht 46W11 erstreckt sich von einem Spitzeende des Wicklungsendes der W-Phasen-Spule 44Wm11. Der W-Phasen neutralpunktseitiger Führungsdraht 46W 11 ist mit dem Neutralpunkt 52 verbunden.
In 5 geben Plus- und Minuszeichen die Richtungen an, in denen die Wicklungen um ihre jeweiligen Zähne 16 gewickelt sind. Jede der U-Phasen-Spulen 24Up1 und 24Up2, der V-Phasen-Spulen 34Vp9 und 34Vp10 und der W-Phasen-Spulen 44Wp5 und 44Wp6 ist als eine Wicklung ausgebildet, die in 5 gegen den Uhrzeigersinn um den Zahn 16 gewickelt ist. Jede der U-Phasen-Spulen 24Um7 und 24Um8, der V-Phasen-Spulen 34Vm3 und 34Vm4 und der W-Phasen-Spulen 44Wm11 und 44Wm12 wird gebildet, indem eine Wicklung im Uhrzeigersinn um den Zahn 16 in 5 gewickelt wird.
Ein U-Phasen-Strom fließt durch die U-Phasen-Spulen 24Up1 und 24Up2. In der Stromflussrichtung befindet sich die U-Phasen-Spule 24Up1 auf der stromaufwärts gelegenen Seite und die U-Phasen-Spule 24Up2 auf der stromabwärts gelegenen Seite. Der mit der U-Phasen-Eingangsklemme 21U verbundene U-Phasen einspeiseseitige Führungsdraht 23U1 erstreckt sich von der U-Phasen-Spule 24Up1 auf der stromaufwärts gelegenen Seite. Der U-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 26U2, der zum Neutralpunkt 52 führt, erstreckt sich von der U-Phasen-Spule 24Up2 auf der stromabwärts gelegenen Seite.
Ein V-Phasen-Strom fließt durch die V-Phasen-Spulen 34Vm3 und 34Vm4. In der Stromflussrichtung befindet sich die V-Phasen-Spule 34Vm4 auf der stromaufwärts gelegenen Seite und die V-Phasen-Spule 34Vm3 auf der stromabwärts gelegenen Seite. Der mit der V-Phasen-Eingangsklemme 31V verbundene V-Phasen einspeiseseitige Führungsdraht 33V4 geht von der V-Phasen-Spule 34Vm4 auf der stromaufwärts gelegenen Seite aus. Der zum Neutralpunkt 52 führende V-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 36V3 geht von der V-Phasen-Spule 34Vm3 auf der stromabwärts gelegenen Seite aus.
Die U-Phasen-Spule 24Up2, von der der U-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 26U2 ausgeht, ist an dem Zahn 1602 angebracht. Die V-Phasen-Spule 34Vm3, von der der V-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 36V3 ausgeht, ist an dem Zahn 1603 angebracht. Die U-Phasen-Spule 24Up2 und die V-Phasen-Spule 34Vm3 sind jeweils an den beiden Zähnen 16 angebracht, die in Umfangsrichtung nebeneinander liegen. Zwischen der U-Phasen-Wicklung, die die U-Phasen-Spule 24Up2 bildet, und der V-Phasen-Wicklung, die die V-Phasen-Spule 34Vm3 bildet, befindet sich kein Zwischenphasen-Isolierpapier.
Ein W-Phasen-Strom fließt durch die W-Phasen-Spulen 44Wp5 und 44Wp6. In der Stromflussrichtung befindet sich die W-Phasen-Spule 44Wp5 auf der stromaufwärts gelegenen Seite und die W-Phasen-Spule 44Wp6 auf der stromabwärts gelegenen Seite. Der mit der W-Phasen-Eingangsklemme 41W verbundene W-Phasen einspeiseseitige Führungsdraht 43W5 erstreckt sich von der W-Phasen-Spule 44Wp5 auf der stromaufwärts gelegenen Seite. Der zum Neutralpunkt 51 führende W-Phasen neutralpunktseitige 46W6 geht von der W-Phasen-Spule 44Wp6 auf der stromabwärts gelegenen Seite aus.
U-Phasen-Wicklungen werden jeweils um die beiden Zähne 1601 und 1602 gewickelt, die zu den Zähnen 1603 und 1604 benachbart sind, um die die V-Phasen-Wicklungen gewickelt sind, und dadurch werden die U-Phasen-Spulen 24Up1 und 24Up2 gebildet. W-Phasen-Wicklungen werden jeweils um die beiden Zähne 1605 und 1606 neben den Zähnen 1603 und 1604 auf der den U-Phasen-Spulen 24Up1 und 24Up2 gegenüberliegenden Seite gewickelt, so dass die W-Phasen-Spulen 44Wp5 und 44Wp6 gebildet werden. Das Zwischenphasen-Isolationspapier 62 ist zwischen der V-Phasen-Spule 34Vm4 und der W-Phasen-Spule 44Wp5 angeordnet. Das Zwischenphasen-Isolationspapier 62 isoliert die V-Phasen-Wicklung, die die V-Phasen-Spule 34Vm4 bildet, elektrisch von der W-Phasen-Wicklung, die die W-Phasen-Spule 44Wp5 bildet.
Ein U-Phasen-Strom fließt durch die U-Phasen-Spulen 24Um7 und 24Um8. In der Stromflussrichtung befindet sich die U-Phasen-Spule 24Um8 auf der stromaufwärts gelegenen Seite und die U-Phasen-Spule 24Um7 auf der stromabwärts gelegenen Seite. Der mit der U-Phasen-Eingangsklemme 21U verbundene U-Phasen einspeiseseitige Führungsdraht 23U8 geht von der U-Phasen-Spule 24Um8 auf der stromaufwärts gelegenen Seite aus. Der zum Neutralpunkt 51 führende U-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 26U7 geht von der U-Phasen-Spule 24Um7 auf der stromabwärts gelegenen Seite aus.
Die W-Phasen-Spule 44Wp6, von der der W-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 46W6 ausgeht, ist an dem Zahn 1606 angebracht. Die U-Phasen-Spule 24Um7, von der der U-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 26U7 ausgeht, ist an dem Zahn 1607 angebracht. Die W-Phasen-Spule 44Wp6 und die U-Phasen-Spule 24Um7 sind jeweils an den beiden Zähnen 16 angebracht, die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegen. Zwischen der W-Phasen-Wicklung, die die W-Phasen-Spule 44Wp6 bildet, und der U-Phasen-Wicklung, die die U-Phasen-Spule 24Um7 bildet, befindet sich kein Zwischenphasen-Isolierpapier.
Ein V-Phasen-Strom fließt durch die V-Phasen-Spulen 34Vp9 und 34Vp10. In der Stromflussrichtung befindet sich die V-Phasen-Spule 34Vp9 auf der stromaufwärts gelegenen Seite und die V-Phasen-Spule 34Vp10 auf der stromabwärts gelegenen Seite. Der mit der V-Phasen-Eingangsklemme 31V verbundene V-Phasen einspeiseseitige Führungsdraht 33V9 geht von der V-Phasen-Spule 34Vp9 auf der stromaufwärts gelegenen Seite aus. Der zum Neutralpunkt 51 führende V-Phasen neutralpunktseitige 36V10 geht von der V-Phasen-Spule 34Vp10 auf der stromabwärts gelegenen Seite aus.
W-Phasen-Wicklungen werden jeweils um die beiden Zähne 1605 und 1606 neben den Zähnen 1607 und 1608 gewickelt, um die die U-Phasen-Wicklungen gewickelt sind, wodurch die W-Phasen-Spulen 44Wp5 und 44Wp6 gebildet werden. V-Phasen-Wicklungen werden jeweils um die beiden Zähne 1609 und 1610 neben den Zähnen 1607 und 1608 auf der den W-Phasen-Spulen 44Wp5 und 44Wp6 gegenüberliegenden Seite gewickelt, so dass die V-Phasen-Spulen 34Vp9 und 34Vp10 gebildet werden. Das Zwischenphasen-Isolationspapier 63 ist zwischen der U-Phasen-Spule 24Um8 und der V-Phasen-Spule 34Vp9 angeordnet. Das Zwischenphasen-Isolierpapier 63 isoliert die U-Phasen-Wicklung, die die U-Phasen-Spule 24Um8 bildet, elektrisch von der V-Phasen-Wicklung, die die V-Phasen-Spule 34Vp9 bildet.
Ein W-Phasen-Strom fließt durch die W-Phasen-Spulen 44Wm11 und 44Wm12. In der Stromflussrichtung befindet sich die W-Phasen-Spule 44Wm12 auf der stromaufwärts gelegenen Seite und die W-Phasen-Spule 44Wm1 1 auf der stromabwärts gelegenen Seite. Der mit der W-Phasen-Eingangsklemme 41W verbundene W-Phasen einspeiseseitige Führungsdraht 43W12 erstreckt sich von der W-Phasen-Spule 44Wm12 auf der stromaufwärts gelegenen Seite. Der zum Sternpunkt 52 führende W-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 46W 11 geht von der W-Phasen-Spule 44Wm11 auf der stromabwärts gelegenen Seite aus.
Die V-Phasen-Spule 34Vp10, von der der V-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 36V10 ausgeht, ist an dem Zahn 1610 angebracht. Die W-Phasen-Spule 44Wm11, von der der W-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 46W 11 ausgeht, ist an dem Zahn 1611 angebracht. Die V-Phasen-Spule 34Vp10 und die W-Phasen-Spule 44Wm11 sind jeweils an den beiden Zähnen 16 angebracht, die in Umfangsrichtung nebeneinander liegen. Zwischen der V-Phasen-Wicklung, die die V-Phasen-Spule 34Vp10 bildet, und der W-Phasen-Wicklung, die die W-Phasen-Spule 44Wm11 bildet, befindet sich kein Zwischenphasen-Isolierpapier.
Die V-Phasen-Wicklungen werden jeweils um die beiden Zähne 1609 und 1610 gewickelt, die zu den Zähnen 1611 und 1612 benachbart sind, um die die W-Phasen-Wicklungen gewickelt werden, wodurch die V-Phasen-Spulen 34Vp9 und 34Vp10 gebildet werden. U-Phasen-Wicklungen werden jeweils um die beiden Zähne 1601 und 1602 (siehe 2 und 3) neben den Zähnen 1611 und 1612 auf der den V-Phasen-Spulen 34Vp9 und 34Vp10 gegenüberliegenden Seite gewickelt, so dass die U-Phasen-Spulen 24Up1 und 24Up2 gebildet werden. Das Zwischenphasen-Isolationspapier 61 ist zwischen der W-Phasen-Spule 44Wm12 und der U-Phasen-Spule 24Up1 angeordnet. Das Zwischenphasen-Isolierpapier 61 isoliert die W-Phasen-Wicklung, die die W-Phasen-Spule 44Wm12 bildet, elektrisch von der U-Phasen-Wicklung, die die U-Phasen-Spule 24Up1 bildet.
In jeder der U-Phasen-Spulen 24Up1 und 24Up2, den V-Phasen-Spulen 34Vp9 und 34Vp10 und den W-Phasen-Spulen 44Wp5 und 44Wp6, von denen jede durch eine Wicklung gebildet wird, die um den Zahn 16 gegen den Uhrzeigersinn in 5 gewickelt ist, ist jede der Spulen 20 auf der stromaufwärts gelegenen Seite in der Stromflussrichtung auf der linken Seite in 5 angeordnet (auf der Seite gegen den Uhrzeigersinn in 2 und 3). In jeder der U-Phasen-Spulen 24Um7 und 24Um8, der V-Phasen-Spulen 34Vm3 und 34Vm4 und der W-Phasen-Spulen 44Wm11 und 44Wm12, von denen jede durch eine Wicklung gebildet wird, die um den Zahn 16 im Uhrzeigersinn in 5 gewickelt ist, ist jede der Spulen 20 auf der stromaufwärts gelegenen Seite in Stromflussrichtung auf der rechten Seite in 5 angeordnet (auf der Seite im Uhrzeigersinn in 2 und 3).
Der von der U-Phasen-Spule 24Um7 ausgehende U-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 26U7, der von der V-Phasen-Spule 34Vp10 ausgehende V-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 36V10 und der von der W-Phasen-Spule 44Wp6 ausgehende W-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 46W6 sind am Neutralpunkt 51 elektrisch verbunden. Der von der U-Phasen-Spule 24Up2 ausgehende U-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 26U2, der von der V-Phasen-Spule 34Vm3 ausgehende V-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 36V3 und der von der W-Phasen-Spule 44Wm11 ausgehende W-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 46W11 sind elektrisch mit dem Neutralpunkt 52 verbunden.
Die Neutralpunkte 51 und 52 haben das gleiche elektrische Potenzial. Die Neutralpunkte 51 und 52 sind geerdet und haben das gleiche elektrische Nullpotenzial. Die Potenzialdifferenz zwischen den Neutralpunkten 51 und 52 wird im Wesentlichen bei Null gehalten.
Jeder der in 5 gezeigten U-Phasen-Einspeiseleiter 22U, der V-Phasen-Einspeiseleiter 32V, der W-Phasen-Einspeiseleiter 42W und die Neutralleiter 53 und 54 können aus einer Wicklung oder einer Stromschiene bestehen. 6 ist eine perspektivische Ansicht einer ringförmigen Stromschiene 80. 7 ist eine schematische Draufsicht der ringförmigen Stromschiene 80.
Wie in 6 und 7 gezeigt, sind der U-Phasen-Einspeiseleiter 22U, der V-Phasen-Einspeiseleiter 32V, der W-Phasen-Einspeiseleiter 42W und die Neutralleiter 53 und 54 jeweils durch eine Stromschiene gebildet, die in der Draufsicht im Wesentlichen bogenförmig ist. Diese Stromschienen sind so angeordnet, dass sie die ringförmige Stromschiene 80 bilden, die in der Draufsicht eine im Wesentlichen ringförmige Form hat. Der U-Phasen-Einspeiseleiter 22U, der V-Phasen-Einspeiseleiter 32V, der W-Phasen-Einspeiseleiter 42W und die Neutralleiter 53 und 54 sind mit einem Spalt zwischen den jeweiligen Leitern angeordnet.
8 ist ein schematisches Diagramm, das ein Harz 81 zeigt, das die ringförmige Stromschiene 80 bedeckt. Jeder der in 7 gezeigten Leiter hat einen mit dem Harz 81 bedeckten Abschnitt, der in 8 durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist. Der U-Phasen-Einspeiseleiter 22U, der V-Phasen-Einspeiseleiter 32V, der W-Phasen-Einspeiseleiter 42W und die Neutralleiter 53 und 54 sind durch das Harz 81 ringförmig integriert. Das Harz 81 gewährleistet die Isolierung zwischen dem U-Phasen-Einspeiseleiter 22U, dem V-Phasen-Einspeiseleiter 32V, dem W-Phasen-Einspeiseleiter 42W und den Neutralleitern 53 und 54. Das Harz 81 hat auch die Funktion, den U-Phasen-Einspeiseleiter 22U, den V-Phasen-Einspeiseleiter 32V, den W-Phasen-Einspeiseleiter 42W und die Neutralleiter 53 und 54 zu positionieren.
In der ringförmigen Stromschiene 80 sind die Neutralleiter 53 und 54 an der radial innersten Seite angeordnet. Die Neutralleiter 53 und 54 haben die gleiche Krümmung und sind konzentrisch angeordnet. Der U-Phasen-Einspeiseleiter 22U hat eine kleinere Krümmung als die Neutralleiter 53 und 54 und ist radial außerhalb der Neutralleiter 53 und 54 angeordnet. Der W-Phasen-Einspeiseleiter 42W hat eine geringere Krümmung als der U-Phasen-Einspeiseleiter 22U und ist radial außerhalb des U-Phasen-Einspeiseleiters 22U angeordnet.
Der V-Phasen-Einspeiseleiter 32V weist einen ersten Abschnitt 32V1 auf, der radial außerhalb des U-Phasen-Einspeiseleiters 22U angeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt 32V2, der radial innerhalb des W-Phasen-Einspeiseleiters 42W angeordnet ist. Der zweite Abschnitt 32V2 ist in radialer Richtung zwischen dem W-Phasen-Einspeiseleiter 42W und den Neutralleitern 53, 54 angeordnet.
Der erste Abschnitt 32V1 des V-Phasen-Einspeiseleiters 32V und der W-Phasen-Einspeiseleiter 42W haben die gleiche Krümmung und sind konzentrisch angeordnet. Der zweite Abschnitt 32V2 des V-Phasen-Einspeiseleiters 32V und der U-Phasen-Einspeiseleiter 22U haben die gleiche Krümmung und sind konzentrisch angeordnet. An einem Abschnitt, an dem der erste Abschnitt 32V1 und der zweite Abschnitt 32V2 miteinander verbunden sind, ändert sich die Position des V-Phasen-Einspeiseleiters 32V in radialer Richtung. Der erste Abschnitt 32V1 ist radial außerhalb des zweiten Abschnitts 32V2 angeordnet. Der erste Abschnitt 32V1 hat eine geringere Krümmung als der zweite Abschnitt 32V2.
Die U-Phasen-Eingangsklemme 21U ist einstückig mit dem U-Phasen-Einspeiseleiter 22U ausgebildet und erstreckt sich von einem bogenförmigen Abschnitt des U-Phasen-Einspeiseleiters 22U radial nach außen. Die V-Phasen-Eingangsklemme 31V ist einstückig mit dem V-Phasen-Einspeiseleiter 32V ausgebildet und erstreckt sich von einem bogenförmigen Abschnitt des V-Phasen-Einspeiseleiters 32V radial nach außen. Die W-Phasen-Eingangsklemme 41W ist einstückig mit dem W-Phasen-Einspeiseleiter 42W ausgebildet und erstreckt sich von einem bogenförmigen Abschnitt des W-Phasen-Einspeiseleiters 42W radial nach außen.
Der U-Phasen-Einspeiseleiter 22U, der V-Phasen-Einspeiseleiter 32V, der W-Phasen-Einspeiseleiter 42W und die Neutralleiter 53 und 54, die die ringförmige Sammelschiene 80 bilden, sind in radialer Richtung in Abständen nebeneinander angeordnet. An jeder Position in der Umfangsrichtung der ringförmigen Sammelschiene 80 beträgt die Anzahl der Leiter, die sich an der gleichen Position in der Umfangsrichtung befinden und in radialer Richtung angeordnet sind, drei oder weniger. Beispielsweise ist an der Position, an der der U-Phasen-Eingangsklemme 21U im U-Phasen-Einspeiseleiter 22U vorgesehen ist, die Anzahl der in radialer Richtung angeordneten Leiter eins. An jeder der Positionen, an denen die V-Phasen-Eingangsklemme 31V im V-Phasen-Einspeiseleiter 32V und die W-Phasen-Eingangsklemme 41W im W-Phasen-Einspeiseleiter 42W vorgesehen sind, beträgt die Anzahl der in radialer Richtung angeordneten Leiter zwei. An der Position, an der der Neutralleiter 53 vorgesehen ist, beträgt die Anzahl der in radialer Richtung angeordneten Leiter zwei oder drei. An der Position, an der der Neutralleiter 54 vorgesehen ist, beträgt die Anzahl der in radialer Richtung angeordneten Leiter zwei oder drei.
Der U-Phasen-Einspeiseleiter 22U hat U-Phasen-Verbindungsabschnitte 22UC1 und 22UC8. Die U-Phasen-Verbindungsabschnitte 22UC1 und 22UC8 sind jeweils so geformt, um aus dem bogenförmigen Abschnitt des U-Phasen-Einspeiseleiters 22U herauszuragen, und haben jeweils ein Ende mit einem hakenförmigen Abschnitt, der radial nach innen gebogen ist. Wie in 8 gezeigt, sind die U-Phasen-Verbindungsabschnitte 22UC1 und 22UC8 außerhalb des Harzes 81 angeordnet.
Der von der U-Phasen-Spule 24Up1 ausgehende U-Phasen einspeiseseitige Führungsdraht 23U1 ist mit dem hakenförmigen Abschnitt des U-Phasen-Verbindungsabschnitts 22UC1 verbunden. Der U-Phasen einspeiseseitige Führungsdraht 23U1 ist so angeordnet, dass er von unten ansteigt und auf den hakenförmigen Abschnitt des U-Phasen-Verbindungsabschnitts 22UC1 gelegt, mit dem hakenförmigen Abschnitt verpresst, mit dem hakenförmigen Abschnitt verschweißt und dann von dem hakenförmigen Abschnitt gehalten wird.
Der von der U-Phasen-Spule 24Um8 ausgehende U-Phasen einspeiseseitige Führungsdraht 23U8 ist mit dem hakenförmigen Abschnitt des U-Phasen-Verbindungsabschnitts 22UC8 verbunden. Der U-Phasen einspeiseseitige Führungsdraht 23U8 ist so angeordnet, dass er von unten ansteigt und auf den hakenförmigen Abschnitt des U-Phasen-Verbindungsabschnitts 22UC8 gelegt, mit dem hakenförmigen Abschnitt verpresst, mit dem hakenförmigen Abschnitt verschweißt und dann von dem hakenförmigen Abschnitt gehalten wird.
Der V-Phasen-Einspeiseleiter 32V hat V-Phasen-Verbindungsabschnitte 32VC4 und 32VC9. Die V-Phasen-Verbindungsabschnitte 32VC4 und 32VC9 sind jeweils so geformt, dass sie aus dem bogenförmigen Abschnitt des V-Phasen-Einspeiseleiters 32V herausragen, und haben jeweils ein Ende mit einem hakenförmigen Abschnitt, der radial nach innen gebogen ist. Wie in 8 gezeigt, sind die V-Phasen-Verbindungsabschnitte 32VC4 und 32VC9 außerhalb des Harzes 81 angeordnet. Der von der V-Phasen-Spule 34Vm4 ausgehende V-Phasen einspeiseseitige Führungsdraht 33V4 ist mit dem hakenförmigen Abschnitt des V-Phasen-Verbindungsabschnitts 32VC4 verbunden. Der V-Phasen einspeiseseitige Führungsdraht 33V4 ist so angeordnet, dass er von unten ansteigt und auf den hakenförmigen Abschnitt des V-Phasen-Verbindungsabschnitts 32VC4 gelegt, mit dem hakenförmigen Abschnitt verpresst, mit dem hakenförmigen Abschnitt verschweißt und dann von dem hakenförmigen Abschnitt gehalten wird.
Der von der V-Phasen-Spule 34Vp9 ausgehende V-Phasen einspeiseseitige Führungsdraht 33V9 ist mit dem hakenförmigen Abschnitt des V-Phasen-Verbindungsabschnitts 32VC9 verbunden. Der V-Phasen einspeiseseitige Führungsdraht 33 V9 ist so angeordnet, dass er von unten ansteigt und auf den hakenförmigen Abschnitt des V-Phasen-Verbindungsabschnitts 32VC9 gelegt, mit dem hakenförmigen Abschnitt verpresst, mit dem hakenförmigen Abschnitt verschweißt und dann von dem hakenförmigen Abschnitt gehalten wird.
Der W-Phasen-Einspeiseleiter 42W hat W-Phasen-Verbindungsabschnitte 42WC5 und 42WC12. Die W-Phasen-Verbindungsabschnitte 42WC5 und 42WC12 sind jeweils so geformt, um aus dem bogenförmigen Abschnitt des W-Phasen-Einspeiseleiters 42W herauszuragen, und haben jeweils ein Ende mit einem hakenförmigen Abschnitt, der radial nach innen gebogen ist. Wie in 8 gezeigt, sind die W-Phasen-Verbindungsabschnitte 42WC5 und 42WC12 außerhalb des Harzes 81 angeordnet.
Der von der W-Phasen-Spule 44Wp5 ausgehende W-Phasen einspeiseseitige Führungsdraht 43W5 ist mit dem hakenförmigen Abschnitt des W-Phasen-Verbindungsabschnitts 42WC5 verbunden. Der W-Phasen einspeiseseitige Führungsdraht 43W5 ist so angeordnet, dass er von unten ansteigt und auf den hakenförmigen Abschnitt des W-Phasen-Verbindungsabschnitts 42WC5 gelegt, mit dem hakenförmigen Abschnitt verpresst, mit dem hakenförmigen Abschnitt verschweißt und dann von dem hakenförmigen Abschnitt gehalten wird.
Der von der W-Phasen-Spule 44Wm12 ausgehende W-Phasen einspeiseseitige Führungsdraht 43W12 ist mit dem hakenförmigen Abschnitt des W-Phasen-Anschlussabschnitts 42WC12 verbunden. Der W-Phasen einspeiseseitige Führungsdraht 43W12 ist so angeordnet, dass er von unten ansteigt und auf den hakenförmigen Abschnitt des W-Phasen-Verbindungsabschnitts 42WC12 gelegt, mit dem hakenförmigen Abschnitt verpresst, mit dem hakenförmigen Abschnitt verschweißt und dann von dem hakenförmigen Abschnitt gehalten wird.
Der Neutralleiter 53 hat neutrale Verbindungsabschnitte 53C6, 53C7 und 53C10. Die neutralen Verbindungsabschnitte 53C6, 53C7 und 53C10 sind jeweils so geformt, dass sie aus dem bogenförmigen Abschnitt des neutralen Leiters 53 herausragen, und haben jeweils ein Ende mit einem hakenförmigen Abschnitt, der radial nach innen gebogen ist. Wie in 8 gezeigt, sind die neutralen Verbindungsabschnitte 53C6, 53C7 und 53C10 außerhalb des Harzes 81 angeordnet.
Der von der W-Phasen-Spule 44Wp6 ausgehende W-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 46W6 ist mit dem hakenförmigen Abschnitt des neutralen Verbindungsabschnitts 53C6 verbunden. Der W-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 46W6 ist so angeordnet, dass er von unten ansteigt und auf den hakenförmigen Abschnitt des neutralen Verbindungsabschnitts 53C6 gelegt, mit dem hakenförmigen Abschnitt verpresst, mit dem hakenförmigen Abschnitt verschweißt und dann von dem hakenförmigen Abschnitt gehalten wird.
Der von der U-Phasen-Spule 24Um7 ausgehende U-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 26U7 ist mit dem hakenförmigen Abschnitt des neutralen Verbindungsabschnitts 53C7 verbunden. Der U-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 26U7 ist so angeordnet, dass er von unten ansteigt und auf den hakenförmigen Abschnitt des neutralen Verbindungsabschnitts 53C7 gelegt, mit dem hakenförmigen Abschnitt verpresst, mit dem hakenförmigen Abschnitt verschweißt und dann von dem hakenförmigen Abschnitt gehalten wird.
Der von der V-Phasen-Spule 34Vp10 ausgehende V-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 36V10 ist mit dem hakenförmigen Abschnitt des neutralen Verbindungsabschnitts 53C10 verbunden. Der V-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 36V10 ist so angeordnet, dass er von unten ansteigt und auf den hakenförmigen Abschnitt des neutralen Verbindungsabschnitts 53C10 gelegt, mit dem hakenförmigen Abschnitt verpresst, mit dem hakenförmigen Abschnitt verschweißt und dann von dem hakenförmigen Abschnitt gehalten wird.
Der Neutralleiter 54 hat neutrale Verbindungsabschnitte 54C2, 54C3 und 54C 11. Die neutralen Verbindungsabschnitte 54C2, 54C3 und 54C11 sind jeweils so geformt, um aus dem bogenförmigen Abschnitt des Neutralleiters 54 herauszuragen, und haben jeweils ein Ende mit einem hakenförmigen Abschnitt, der radial nach innen gebogen ist. Wie in 8 gezeigt, sind die neutralen Verbindungsabschnitte 54C2, 54C3 und 54C11 außerhalb des Harzes 81 angeordnet.
Der von der U-Phasen-Spule 24Up2 ausgehende U-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 26U2 ist mit dem hakenförmigen Abschnitt des neutralen Verbindungsabschnitts 54C2 verbunden. Der U-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 26U2 ist so angeordnet, dass er von unten ansteigt und auf den hakenförmigen Abschnitt des neutralen Verbindungsabschnitts 54C2 gelegt, mit dem hakenförmigen Abschnitt verpresst, mit dem hakenförmigen Abschnitt verschweißt und dann von dem hakenförmigen Abschnitt gehalten wird.
Der von der V-Phasen-Spule 34Vm3 ausgehende V-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 36V3 ist mit dem hakenförmigen Abschnitt des neutralen Verbindungsabschnitts 54C3 verbunden. Der V-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 36V3 ist so angeordnet, dass er von unten ansteigt und auf den hakenförmigen Abschnitt des neutralen Verbindungsabschnitts 54C3 gelegt, mit dem hakenförmigen Abschnitt verpresst, mit dem hakenförmigen Abschnitt verschweißt und dann von dem hakenförmigen Abschnitt gehalten wird.
Der von der W-Phasen-Spule 44Wm11 ausgehende W-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 46W 11 ist mit dem hakenförmigen Abschnitt des neutralen Verbindungsabschnitts 54C11 verbunden. Der W-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 46W 11 ist so angeordnet, dass er von unten ansteigt und auf den hakenförmigen Abschnitt des neutralen Verbindungsabschnitts 54C11 gelegt, mit dem hakenförmigen Abschnitt verpresst, mit dem hakenförmigen Abschnitt verschweißt und dann von dem hakenförmigen Abschnitt gehalten wird.
Die ringförmige Stromschiene 80 ist radial außerhalb der Zähne 16 angeordnet, an denen die jeweiligen Spulen 20 angebracht sind. Die ringförmige Stromschiene 80 ist entlang des Jochabschnitts 12 angeordnet. Die ringförmige Stromschiene 80 ist so angeordnet, um den Jochabschnitt 12 zu überlagern. Die ringförmige Stromschiene 80 ist so angeordnet, um von der äußeren Umfangsfläche des Jochabschnitts 12 nicht radial nach außen zu ragen, so dass der Stator 4 daran gehindert wird, sich in radialer Richtung zu vergrößern. Wenn die Neutralleiter 53 und 54 jeweils aus einer Wicklung sind/bestehen, können die Neutralleiter 53 und 54 ähnlich wie die Ringsammelschiene 80 radial außerhalb der Zähne 16 angeordnet sein. Alternativ können die Neutralleiter 53 und 54 auch jeweils an einem Spulenende angeordnet sein.
In dem in 4 gezeigten ersten Flanschabschnitt 72 des Spulenkörpers 70 kann eine Nut vorgesehen sein, entlang derer jeder Führungsdraht angeordnet ist. Jeder der einspeisesseitigen Führungsdrähte und der neutralpunktseitigen Führungsdrähte ist entlang der Nut angeordnet, so dass sich jeder Draht in radialer Richtung von der Position des Jochabschnitts 12 zur Position des Zahns 16 im Statorkern 10 erstrecken kann.
In 5 ist der Neutralpunkt 51 in der Nähe der W-Phasen-Spule 44Wp6 und der Neutralpunkt 52 in der Nähe der W-Phasen-Spule 44Wm 11 dargestellt, aber die Positionen der Neutralpunkte 51 und 52 sind nicht darauf beschränkt. Die Neutralpunkte 51 und 52 können an jeder beliebigen Position angeordnet sein, solange die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase an einem Punkt verbunden sind.
Es ist wünschenswert, dass die Neutralleiter 53 und 54 als separate Elemente ausgebildet sind und nicht elektrisch miteinander verbunden sind. In dem Fall, in dem die Neutralleiter 53 und 54 miteinander verbunden sind, zum Beispiel, wenn eine Potenzialdifferenz der Netzspannung zwischen dem V-Phasen neutralpunktseitigen Führungsdraht 36V10 und dem W-Phasen neutralpunktseitigen Führungsdraht 46W 11 auftritt, fließt ein Strom zwischen den Neutralpunkten 51 und 52, so dass ein Strom (ein zirkulierender Strom) durch die mit dem Neutralpunkt 52 verbundene Spule 20 fließt. Da dieser zirkulierende Strom einen Verlust verursacht und dadurch den Wirkungsgrad des Elektromotors 1 verringert, ist es wünschenswert, dass die Neutralleiter 53 und 54 getrennte Elemente sind.
9 ist ein Leitungsschaltplan eines weiteren Beispiels des Stators 4. In der folgenden Beschreibung von 9 wird nicht dieselbe Konfiguration wie in 5 erläutert, sondern es wird eine Erklärung mit besonderem Augenmerk auf eine spezifische Konfiguration in 9 gegeben, die sich von derjenigen in 5 unterscheidet.
In dem in 5 gezeigten Beispiel erstreckt sich in Bezug auf die Spule 20 jeder Phase der neutralpunktseitige Führungsdraht jeder Phase auf der Seite, auf der sich der einspeiseseitige Führungsdraht jeder Phase erstreckt. In 9 hingegen erstreckt sich der neutralpunktseitige Führungsdraht jeder Phase in Bezug auf die Spule 20 jeder Phase auf der Seite, die der Seite gegenüberliegt, auf der sich der einspeiseseitige Führungsdracht jeder Phase erstreckt. In dem in 9 gezeigten Beispiel können die Neutralleiter 53 und 54 und die Neutralpunkte 51 und 52 an den Spulenenden oder radial innerhalb der Zähne 16 angeordnet sein.
Bei dem Elektromotor 1 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform beträgt die Anzahl der Pole des Rotors 3 zwei und die Anzahl der Zähne 16 zwölf, wie in den 2 und 3 gezeigt. Wie in 4 gezeigt, wird eine Wicklung konzentriert um den Zahn 16 gewickelt, um dadurch die Spule 20 zu bilden. Wie in den 2, 3 und 5 gezeigt, bilden die beiden Zähne 1601 und 1602, die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegen, den Zahnabschnitt 171, und Wicklungen einer U-Phase sind jeweils in derselben Richtung um die beiden Zähne 1601 und 1602, die den Zahnabschnitt 171 bilden, gewickelt und in Reihe geschaltet. Die Zähne 16 sind so angeordnet, dass die benachbarten Zahnabschnitte eine unterschiedliche Phase aufweisen und drei Phasen in Umfangsrichtung der Reihe nach nebeneinander angeordnet sind.
Somit wird eine Wicklung konzentriert um einen Zahn 16 gewickelt, um dadurch die Spule 20 zu bilden, Wicklungen der gleichen Phase werden jeweils in der gleichen Richtung um die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden Zähne 16 gewickelt und in Reihe geschaltet, und die Zähne 16 sind so angeordnet, dass die in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden Zahnabschnitte eine unterschiedliche Phase haben und drei Phasen in Umfangsrichtung der Reihe nach nebeneinander angeordnet sind, so dass ein einfach strukturierter und klein dimensionierter Elektromotor 1 mit einer 2-poligen und 12-Nuten-/12-fachen Konfiguration realisiert werden kann. Da die Anzahl der Pole zwei beträgt, was die kleinste Anzahl ist, kann der Elektromotor 1 mit einer hohen Geschwindigkeit rotieren.
Vom Beginn bis zum Ende der Wicklung um den Zahn 16 entfernt sich die Wicklung, die die Spule 20 bildet, immer weiter in Richtung weg vom Zahn 16. Durch Definieren der Positionen des Wicklungsanfangs und des Wicklungsendes der Spule 20 kann die Position eines mit dem Einspeiseleiter jeder Phase oder dem Neutralleiter verbundenen Führungsdrahtes und die Position eines Isolierrohrs zur Isolierung eines solchen Führungsdrahtes bestimmt werden.
Zwei Wicklungen derselben Phase werden in Reihe geschaltet, und die an den Elektromotor 1 angelegte Spannung wird auf zwei Spulen 20 aufgeteilt, so dass die Potenzialdifferenz zwischen den benachbarten Spulen 20 derselben Phase um die Hälfte reduziert wird. Da die an die Folien der benachbarten Spulen 20 angelegte Potenzialdifferenz (Zwischenphasenpotenzialdifferenz) reduziert werden kann, kann die Stehspannungsbelastung der Folie jeder Spule 20 und des Isoliermaterials des Spulenkörpers 70 und dergleichen reduziert werden. Somit kann die Isolierung durch einen Standard-Magnetdraht gewährleistet werden.
Im Vergleich zu einem 6-Nuten-Elektromotor, der in der Regel mit zwei Polen gewählt wird, ist bei dem 12-Nuten-Elektromotor 1 der Ausführungsform das Entmagnetisierungsfeld des Stators 4 auf zwei Zähne 16 verteilt, so dass die Magnetflussschwankung relativ zum Magneten reduziert werden kann und somit die Wärmeerzeugung durch den Magneten unterdrückt werden kann. Der Schräglaufeffekt durch die Wicklungen des Stators 4 kann erreicht werden, und die Drehmomentwelligkeit kann reduziert werden. Durch die Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen jeder der Spulen 20 und dem Statorkern 10 zur Erhöhung der Wärmeübertragung können die Spulen 20 außerdem effektiv gekühlt werden.
Wie in den 2, 3 und 5 gezeigt, wird eine V-Phasen-Wicklung um den Zahnabschnitt 172 gewickelt, der an den Zahnabschnitt 171 angrenzt, an dem eine U-Phasen-Spule angebracht ist, wodurch zwei V-Phasen-Spulen 34Vm3 und 34Vm4 gebildet werden. Der U-Phasen neutralpunktseitige Führungsdraht 26U2, der zum Neutralpunkt 52 führt, erstreckt sich von der U-Phasen-Spule 24Up2. Der zum Neutralpunkt 52 führende V-Phasen-Neutralleiter 36V3 geht von der V-Phasen-Spule 34Vm3 aus. Der Zahn 1602, an dem die U-Phasen-Spule 24Up2 angebracht ist, und der Zahn 1603, an dem die V-Phasen-Spule 34Vm3 angebracht ist, liegen nebeneinander.
Da sowohl die U-Phasen-Spule 24Up2 als auch die V-Phasen-Spule 34Vm3 mit dem Neutralpunkt 52 verbunden sind, sinkt die Potenzialdifferenz zwischen der U-Phasen-Spule 24Up2 und der V-Phasen-Spule 34Vm3 auf ein Niveau, bei dem keine Isolierung erforderlich ist. Durch die Anordnung der U-Phasen-Spule 24Up2 und der V-Phasen-Spule 34Vm3 nebeneinander kann die Notwendigkeit einer Zwischenphasen-Isolierung zwischen der U-Phasen-Spule 24Up2 und der V-Phasen-Spule 34Vm3 beseitigt werden. Da die Anzahl der Abschnitte, die eine Zwischenphasen-Isolierung im Stator 4 erfordert, auf drei reduziert werden kann, kann die Konfiguration des Stators 4 vereinfacht und die Herstellungskosten können reduziert werden.
Um den Elektromotor 1 mit einer 2-poligen und 12-Nuten-/12-fachen Konfiguration zu realisieren, müssen die beiden in Reihe geschalteten U-Phasen-Spulen 24Up1 und 24Up2 so angeordnet werden, dass die U-Phasen-Spule 24Up1 stromaufwärts des Stromflusses liegt, während die U-Phasen-Spule 24Up2 stromabwärts des Stromflusses angeordnet ist. Auch die beiden V-Phasen-Spulen 34Vm3 und 34Vm4, die in Reihe geschaltet und zu den U-Phasen-Spulen 24Up1 und 24Up2 benachbart sind, müssen so angeordnet werden, dass die V-Phasen-Spule 34Vm4 stromaufwärts des Stromflusses liegt, während die V-Phasen-Spule 34Vm3 stromabwärts des Stromflusses angeordnet ist. Folglich liegen die U-Phasen-Spule 24Up2 und die V-Phasen-Spule 34Vm3 nebeneinander, so dass keine Isolierung zwischen der U-Phasen-Spule 24Up2 und der V-Phasen-Spule 34Vm3 erforderlich ist.
Die in 5 gezeigte V-Phasen-Spule 34Vp10 ist mit dem Neutralpunkt 51 verbunden und die die dazu benachbarteW-Phasen-Spule 44Wm11 mit dem Neutralpunkt 52 verbunden. Da die beiden elektrischen Potenziale der Neutralpunkte 51 und 52 gleich Null sind, sinkt auch die Potenzialdifferenz zwischen der V-Phasen-Spule 34Vp10 und der W-Phasen-Spule 44Wm11 auf ein Niveau, bei dem keine Isolierung erforderlich ist. Da die Notwendigkeit einer Zwischenphasen-Isolierung auch zwischen der V-Phasen-Spule 34Vp10 und der W-Phasen-Spule 44Wm11 beseitigt werden kann, kann die Anzahl der Abschnitte, die eine Zwischenphasen-Isolierung im Stator 4 erfordert, nur drei betragen.
Wie in den 2, 3 und 5 gezeigt, wird die W-Phasen-Spule 44Wm12 durch Wickeln einer W-Phasen-Wicklung um den Zahnabschnitt 176 gebildet, der an den Zahnabschnitt 171 mit der daran angebrachten U-Phasen-Spule angrenzt und der in Bezug auf den Zahnabschnitt 171 dem Zahnabschnitt 172 mit den daran angebrachten V-Phasen-Spulen 34Vm3 und 34Vm4 gegenüber liegt. Das Zwischenphasen-Isolierpapier 61 ist zwischen der U-Phasen-Wicklung, die die U-Phasen-Spule 24Up1 bildet, und der W-Phasen-Wicklung, die die W-Phasen-Spule 44Wm12 bildet, angeordnet. Das Zwischenphasen-Isolierpapier 61 isoliert die U-Phasen-Wicklung, die die U-Phasen-Spule 24Up1 bildet, von der W-Phasen-Wicklung, die die W-Phasen-Spule 44Wm12 bildet.
Der mit der U-Phasen-Eingangsklemme 21U verbundene U-Phasen einspeiseseitige Führungsdraht 23U1 erstreckt sich von der U-Phasen-Spule 24Up1. Der mit der W-Phasen-Eingangsklemme 41W verbundene W-Phasen einspeiseseitige Führungsdraht 43W12 geht von der W-Phasen-Spule 44Wm12 aus. Es besteht die Möglichkeit, dass eine Potenzialdifferenz zwischen der U-Phasen-Spule 24Up1 und der W-Phasen-Spule 44Wm12 nebeneinander auftritt. Durch die Anordnung des Zwischenphasen-Isolierpapiers 61 zwischen der U-Phasen-Spule 24Up1 und der W-Phasen-Spule 44Wm12 kann die Isolierung zwischen der U-Phasen-Spule 24Up1 und der W-Phasen-Spule 44Wm12 sichergestellt werden.
Wie in 5 gezeigt, weist der Elektromotor 1 ferner den U-Phasen-Einspeiseleiter 22U, den V-Phasen-Einspeiseleiter 32V, den W-Phasen-Einspeiseleiter 42W und die Neutralleiter 53 und 54 auf. Der U-Phasen-Einspeiseleiter 22U bildet einen Einspeisepfad, der zu den U-Phasen-Spulen 24Up1 und 24Up2 führt. Der V-Phasen-Einspeiseleiter 32V bildet einen Einspeisepfad, der zu den V-Phasen-Spulen 34Vm3 und 34Vm4 führt. Der W-Phasen-Einspeiseleiter 42W bildet einen Einspeisepfad, der zu den W-Phasen-Spulen 44Wm11 und 44Wm12 führt. Der Neutralleiter 54 verbindet die U-Phasen-Spulen 24Up1 und 24Up2 elektrisch mit dem Neutralpunkt 52, die V-Phasen-Spulen 34Vm3 und 34Vm4 elektrisch mit dem Neutralpunkt 52 und die W-Phasen-Spulen 44Wm11 und 44Wm12 elektrisch mit dem Neutralpunkt 52. Wie in den 6 und 7 gezeigt, hat jeder der U-Phasen-Einspeiseleiter 22U, der V-Phasen-Einspeiseleiter 32V, der W-Phasen-Einspeiseleiter 42W und die Neutralleiter 53 und 54 eine Bogenform. Wie in 8 gezeigt, sind die Einspeiseleiter 22U, 32V und 42W der drei Phasen und die Neutralleiter 53 und 54 durch das Harz 81 ringförmig angeordnet. Bei dem U-Phasen-Einspeiseleiter 22U, dem V-Phasen-Einspeiseleiter 32V, dem W-Phasen-Einspeiseleiter 42W und den Neutralleitern 53 und 54 beträgt die Anzahl der in radialer Richtung angeordneten Leiter drei oder weniger.
Bei dem U-Phasen-Einspeiseleiter 22U, dem V-Phasen-Einspeiseleiter 32V, dem W-Phasen-Einspeiseleiter 42W und den Neutralleitern 53 und 54 beträgt die Anzahl der Leiter, die sich an derselben Position in der Umfangsrichtung befinden und in der radialen Richtung angeordnet sind, an jeder Position in der Umfangsrichtung drei oder weniger. Dadurch kann der Raum, in dem die Leiter angeordnet sind, verringert/verkleinert werden, und somit kann der Stator 4 verkleinert werden. Darüber hinaus kann die Anzahl der Positionen, an denen eine Isolierung zwischen den Leitern erforderlich ist, reduziert werden.
Wie in den 6 und 7 gezeigt, weist der V-Phasen-Einspeiseleiter 32V auf: den ersten Abschnitt 32V1, der radial außerhalb des U-Phasen-Einspeiseleiters 22U angeordnet ist; und den zweiten Abschnitt 32V2, der radial innerhalb des W-Phasen-Einspeiseleiters 42W angeordnet ist.
Dadurch ist es möglich, eine Konfiguration zu erreichen, bei der zwischen dem U-Phasen-Einspeiseleiter 22U, dem V-Phasen-Einspeiseleiter 32V, dem W-Phasen-Einspeiseleiter 42W und den Neutralleitern 53 und 54 die Anzahl der in radialer Richtung angeordneten Leiter drei oder weniger beträgt, so dass eine Vergrößerung des Stators 4 in radialer Richtung verhindert werden kann.
Obwohl die vorliegende Offenbarung im Detail beschrieben und illustriert wurde, ist es klar, dass dies nur zur Veranschaulichung und als Beispiel dient und nicht als Einschränkung zu verstehen ist, wobei der Umfang der vorliegenden Offenbarung durch die Begriffe der beigefügten Ansprüche interpretiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2021204055 [0001]
JP 2006296146 [0003]

Claims

Rotierende elektrische Maschine (1) weist auf: einen Stator (4) mit einem Statorkern (10) mit einem Jochabschnitt (12), der eine zylindrische Form und zwölf Zähne (16) aufweist, die jeweils radial nach innen von dem Jochabschnitt (12) herausragen, und Spulen (20) mit drei Phasen, wobei eine Wicklung konzentriert um jeden der Zähne (16) gewickelt ist, um jede der Spulen (20) zu bilden; und einen Rotor (3), der relativ zum Stator (4) drehbar ist, wobei die Anzahl von Polen des Rotors (3) zwei beträgt, wobei die Zähne (16) zwei Zähne (16) aufweisen, die in einer Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordnet sind und einen Zahnabschnitt (171 bis 176) bilden, und die Wicklungen einer gleichen Phase jeweils in einer gleichen Richtung um die beiden den Zahnabschnitt (171 bis 176) bildenden Zähne (16) gewickelt sind und in Reihe geschaltet sind, und die Zähne (16) so angeordnet sind, dass die einander benachbarten Zahnabschnitte (171 bis 176) eine unterschiedliche Phase aufweisen und die drei Phasen in der Umfangsrichtung der Reihe nach nebeneinander angeordnet sind.
Rotierende elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, wobei die Spulen (20) von drei Phasen so angeordnet sind, dass Spulen einer ersten Phase (24Up1, 24Up2), Spulen einer zweiten Phase (34Vm3, 34Vm4) und Spulen einer dritten Phase (44Wp5, 44Wp6) der Reihe nach nebeneinander angeordnet sind, um sechs der Zahnabschnitte (171 bis 176) zu entsprechen, wobei die sechs Zahnabschnitte (171 bis 176) in der Umfangsrichtung angeordnet sind, die Spulen der zweiten Phase (34Vm3, 34Vm4) an einem Zahnabschnitt (172) neben einem Zahnabschnitt (171) angebracht sind, an dem die Spulen der ersten Phase (24Up1, 24Up2) angebracht sind, ein Führungsdraht (26U2) der ersten Phase, der zu einem Neutralpunkt (52) führt, erstreckt sich von einer der Wicklungen der Spulen der ersten Phase (24Up1, 24Up2), ein zu einem Neutralpunkt (52) führender Führungsdraht (36V3) der zweiten Phase von einer der Wicklungen der Spulen der zweiten Phase (34Vm3, 34Vm4) ausgeht, und die Wicklung, die eine Spule der ersten Phase (24Up2) bildet, von der sich der Führungsdraht (26U2) der ersten Phase erstreckt, und die Wicklung, die eine Spule der zweiten Phase (34Vm3) bildet, von der sich der Führungsdraht (36V3) der zweiten Phase erstreckt, jeweils um zwei der Zähne (1602, 1603) gewickelt sind, wobei die beiden Zähne (1602, 1603) in der Umfangsrichtung zueinander benachbart sind.
Rotierende elektrische Maschine (1) nach Anspruch 2, wobei die Spulen der dritten Phase (44Wm11, 44Wm12) an dem Zahnabschnitt (176) angebracht sind, der an den Zahnabschnitt (171) angrenzt, an dem die Spulen der ersten Phase (24Up1, 24Up2) angebracht sind, und der in Bezug auf den Zahnabschnitt (171), an dem die Spulen der ersten Phase (24Up1, 24Up2) angebracht sind, dem Zahnabschnitt (172) entgegengesetzt ist, an dem die Spulen der zweiten Phase (34Vm3, 34Vm4) angebracht sind, und der Stator (4) ferner einen Zwischenphasen-Isolator (61) aufweist, der zwischen der Wicklung, die eine Spule der ersten Phase (24Up1) bildet, und der Wicklung, die eine Spule der dritten Phase (44Wm12) bildet, die zueinander benachbart sind, angeordnet ist, um die Wicklung, die die Spule der ersten Phase (24Up1) bildet, von der Wicklung, die die Spule der dritten Phase (44Wm12) bildet, zu isolieren.
Rotierende elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit: Einspeiseleiter von drei Phasen (22U, 32V, 42W), die einen Einspeisepfad bilden, der zu den Spulen (20) von drei Phasen führt; und einen Neutralleiter (53, 54), der die Spulen (20) von drei Phasen mit einem Neutralpunkt (51, 52) elektrisch verbindet, wobei die Einspeiseleiter der drei Phasen (22U, 32V, 42W) und der Neutralleiter (53, 54) entlang des Jochabschnitts (12) angeordnet sind und jeweils eine Bogenform aufweisen, die Einspeiseleiter der drei Phasen (22U, 32V, 42W) und der Neutralleiter (53, 54) durch ein Harz (81) positioniert sind, das eine ringförmige Form aufweist, und unter den Einspeiseleitern von drei Phasen (22U, 32V, 42W) und dem Neutralleiter (53, 54) eine Anzahl von Leitern, die in einer radialen Richtung angeordnet sind, drei oder weniger beträgt.
Rotierende elektrische Maschine (1) nach Anspruch 4, wobei die Einspeiseleiter der drei Phasen (22U, 32V, 42W) einen Einspeiseleiter der ersten Phase (22U), einen Einspeiseleiter der zweiten Phase (32V) und einen Einspeiseleiter der dritten Phase (42W) aufweisen, und der Einspeiseleiter (32V) der zweiten Phase einen ersten Abschnitt (32V1) aufweist, der radial außerhalb des Einspeiseleiters (22U) der ersten Phase angeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt (32V2), der radial innerhalb des Einspeiseleiters (42W) der dritten Phase angeordnet ist.