DE10326095A1

DE10326095A1 - Spule aus sequentiell verbundenen Segmenten für eine rotierende elektrische Maschine

Info

Publication number: DE10326095A1
Application number: DE10326095A
Authority: DE
Inventors: Shinichi Kariya Ogawa; Akira Kariya Fukushima
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-06-12
Filing date: 2003-06-10
Publication date: 2004-04-15
Also published as: EP1381140B1; US20060033394A1; EP1381140A2; US20030230949A1; US7242124B2; US6979926B2; EP1381140A3

Abstract

Es wird eine Vielphasenwicklung aus sequenziell verbundenen Segmenten für eine rotierende elektrische Maschine und ein Herstellungsverfahren für diese geschaffen. Die Wicklung besteht aus einer Vielzahl von Leitersegmenten, die in Reihe verbunden sind. Jedes der Leitersegmente besitzt einen Kopf, der von einem Statorkern absteht, ein Paar an Beinen und ein Paar von Enden, die von dem Statorkern abstehen. Die Köpfe sind durch zwei Typen gebildet; einem groß bemessenen Kopf und einem klein bemessenen Kopf, der sich innerhalb des groß bemessenen Kopfes erstreckt. Diese Konstruktion schafft die Möglichkeit, die Länge der Leitersegmente in einer axialen Richtung des Kernes zu reduzieren und die Kühlkapazität der Maschine und die Wicklungsverluste zu verbessern.

Description

1. Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein sequenziell verbundene Spulensegmente für eine rotierende elektrische Maschine und ein Herstellungsverfahren für dieselbe.
2. Stand der Technik
Es wurden bereits Statorwicklungen mit sequenziell verbundenen Segmenten vorgeschlagen, die dadurch hergestellt wurden, indem Enden von Leitersegmenten, die in Schlitze in einem Statorkern eingeschoben wurden, an den Enden sequenziell verbunden wurden. Beispielsweise offenbaren die japanischen Patente Nr. 3118837 und 3196738, die auf den gleichen Inhaber wie die vorliegende Anmeldung zurückgehen, ein Herstellungsverfahren zum Verbinden von U-gestalteten Leitersegmenten in einer Aufeinanderfolge, um eine Statorwicklung herzustellen.
Die Statorwicklung mit den sequenziell aneinander gefügten Segmenten wird gemäß der Lehre der oben genannten Patente dadurch hergestellt, indem ein Paar von Beinen von jedem Leitersegment in zwei der Schlitze eines Kernes eingefügt werden, und zwar in einem Intervall voneinander beabstandet, der im wesentlichen äquivalent einer Magnetpolteilung eines Rotors ist, wobei die Endabschnitte der Beine, die aus den Schlitzen herausragen, in einer Umfangsrichtung des Kernes gebogen werden und wobei die Endabschnitte der Leitersegmente in Reihe verbunden werden.
Die Leitersegmente bestehen je aus einem U- oder V-gestalteten Kopf (als Windung bezeichnet), einem Paar von seitlichen Leiterabschnitten, die sich von dem Kopf aus erstrecken und die in zwei der Schlitze des Kernes eingefügt werden, und zwar von einer axialen Richtung des Kernes aus, und aus Endabschnitten, die von den seitlichen Leiterabschnitten zu der anderen Seite der Schlitze hin vorspringen und sich in der Umfangsrichtung des Kernes erstrecken. Die vorragenden Endabschnitte werden in Paaren verbunden. Bei der folgenden Erläuterung werden der seitliche Leiterabschnitt und der vorspringende Endabschnitt ebenfalls ein Bein als Ganzes bezeichnet, die Köpfe der Leitersegmente werden ebenfalls als ein kopfsegmentseitiges Spulenende der Statorwicklung bezeichnet und die vorspringenden Endabschnitte werden auch als segmentendeseitiges Wicklungsende der Statorwicklung bezeichnet.
Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 2000-92766 offenbart eine Statorwicklung mit sequenziell verbundenen Segmenten, bei der sechs seitliche Leiterabschnitte der Leitersegmente in einer Radiusrichtung des Kernes ausgerichtet sind und in einen der Schlitze des Kernes eingefügt sind. Bei dem kopfsegmentseitigen Wicklungsende sind der Kopf, der zu dem innersten einen (das heißt dem ersten einen) der sechs seitlichen Leiterabschnitte führt, die in einen der Schlitze eingeschoben sind, und ein äußerster einer der sechs seitlichen Leiterabschnitte, die in den anderen Schlitz eingeführt sind, die größten äußeren Köpfe, wobei der Kopf dem zweiten und dem fünften einen der seitlichen Leiterabschnitte vorangeht, die sich innerhalb des ersten und des sechsten einen erstrecken, wobei dieser einen zentralen Kopf bildet, und wobei der den innersten zwei (das heißt dem dritten und dem vierten einen) der seitlichen Leiterabschnitte, die sich innerhalb des zweiten und des fünften einen erstrecken, einen inneren Kopf bildet.
Die oben erläuterte Statorwicklung mit sequenziell verbundenen Segmenten wird mit Hilfe der folgenden Schritte hergestellt. Zuerst wird eine erforderliche Anzahl von kiefernadelähnlichen Leitersegmenten vorbereitet. Jedes der Leitersegmente wird in eine U-Gestalt geformt, wobei sich seitliche Leiterabschnitte in einem Magnetpolteilungsin tervall voneinander weg erstrecken. Die seitlichen Leiterabschnitte von jedem Leitersegment werden ausgerichtet mit zweien der Schlitze plaziert, die in dem Kern jeweils ausgebildet sind (das heißt in einer Umfangsrichtung des Kernes), um die seitlichen Leiterabschnitte gleichzeitig in die Schlitze einzuführen. Diese Schritte können mit Hilfe eines Paares von koaxial angeordneten Ringen mit Schlitzen erreicht werden, wie dies in 3 des japanischen Patents Nr. 3118837 veranschaulicht ist. Spezifischer ausgedrückt, werden die Beine von jedem Leitersegment in zwei der Schlitze eingepaßt, die in einer radialen Richtung bzw. Radiusrichtung der Ringe ausgerichtet sind. Als nächstes werden die Ringe relativ zueinander über einen gegebenen Winkel gedreht, der äquivalent einer Magnetpolteilung ist, um die Beine auseinander zu spreizen, so daß dadurch dann das U-gestaltete Leitersegment gebildet wird. Nachfolgend wird der Kopf von jedem der U-gestalteten Leitersegmente festgehalten. Die Beine werden von den Schlitzen gezogen und werden dann in die Schlitze des Kernes eingeführt.
Als nächstes werden Endabschnitte der Beine, die aus den Schlitzen herausragen, in der Umfangsrichtung des Kernes gebogen, und zwar um die Hälfte einer magnetischen Polteilung. Solche Art eines Biegevorgangs kann mit Hilfe einer Vielzahl von koaxial angeordneten Ringen mit Schlitzen erreicht werden, wie dies in den 4 und 5 des japanischen Patents Nr. 03196738 veranschaulicht ist. Spezifischer ausgedrückt, werden die Spitzen der vorspringenden Endabschnitte der Beine in die Schlitze der Ringe eingeführt. Die Ringe werden in der Umfangsrichtung um eine Hälfte einer Magnetpolteilung gedreht (das heißt um einen elektrischen Winkel von π/2), um die vorspringenden Endabschnitte in der Umfangsrichtung um die Hälfte einer Magnetpolteilung zu biegen. Es ist dabei ratsam, daß die Drehung der Ringe so ausgeführt wird, während die Ringe zu den vorspringenden Endabschnitten hin gedrückt werden (das heißt der axialen Richtung des Kernes), um den Krümmungsradius der Windung von jedem Leitersegment zu erhöhen. Als nächstes werden die vorspringenden Endabschnitte in einer gegebenen Aufeinanderfolge verschweißt, wodurch dann eine Endlose Phasenwicklung gebildet wird. Irgendeiner der Köpfe der U-gestalteten Leitersegmente wird durchgeschnitten, um Wicklungsanschlüsse festzulegen. Wenn die Wicklungsanschlüsse länger ausgebildet werden und in der Umfangsrichtung gebogen werden, kön nen sie als neutrale Punktverbindungsleitung verwendet werden. Der Grund, warum die Wicklungsanschlüsse in dem kopfsegmentseitigen Wicklungsende vorgesehen werden, besteht darin, daß dann, wenn die Wicklungsenden in dem segmentendeseitigen Wicklungsende vorgesehen werden, sie das Schweißen der Endabschnitte der Leitersegmente behindern.
Die oben erläuterte Statorwicklung mit den sequenziell verbundenen Segmenten ist jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß drei Köpfe oder Windungen der Leitersegmente, die in jedem Schlitz des Kernes angeordnet sind, so verlegt sind, daß sie sich einander in der axialen Richtung des Kernes überlappen (in einer Dickenrichtung), was zu einer Erhöhung der Länge des Wicklungsendes führt (das heißt die vorspringenden Endabschnitte der Leitersegmente), was dann zu einer erhöhten Gesamtlänge einer elektrischen Rotationsmaschine führt.
Zusätzlich führen die größten äußeren Köpfe der Leitersegmente zu den an der äußersten Seite befindlichen Leiterabschnitten und zu den am weitesten innen liegenden Leiterabschnitten in den Schlitzen, so daß eine größere Länge des kopfsegmentseitigen Wicklungsendes erforderlich wird, was dann zu einer Erhöhung des Wicklungswiderstandes führt, der wiederum zu einem Wicklungsverlust führt und zu einem Belüftungswiderstand der Wicklungsenden führt, was eine Reduzierung der Kühlkapazität bedeutet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher eine Hauptaufgabe der Erfindung, die dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile zu beseitigen.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Statorwicklung mit sequenziell verbundenen Segmenten für eine rotierende elektrische Maschine zu schaffen, die in solcher Weise konstruiert ist, daß eine Gesamtlänge der elektrischen Maschine reduziert werden kann und die Kühlkapazität ohne Erhöhung von Wicklungsverlusten verbessert werden kann.
Es ist ferner Ziel der Erfindung, eine rotierende elektrische Maschine oder eine Wicklung aus sequenziell verbundenen Segmenten zu schaffen, die so konstruiert ist bzw. sind, daß die Größe derselben reduziert werden kann und die Zahl der Windungen erhöht werden kann.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Statorwicklung aus sequenziell verbundenen Segmenten für eine rotierende elektrische Maschine geschaffen, die als Dreiphasen-Gleichstrommotor verwendet werden kann. Die rotierende elektrische Maschine umfaßt folgendes: (a) einen Statorkern mit sich gegenüber liegenden Enden und mit Schlitzen, die in gegebenen Intervallen in einer Umfangsrichtung des Statorkernes ausgebildet sind; (b) und eine Vielzahl an Leitersegmenten, von denen jedes einen Kopfabschnitt, ein Paar von Schlitzeinführungsabschnitten und ein Paar von Endabschnitten aufweist. Jeder der Kopfabschnitte hat eine im wesentlichen U- und V-gestaltete Form und erstreckt sich in einer Umfangsrichtung des Statorkernes an einem der Enden des Statorkernes in einer axialen Richtung desselben. Die Kopfabschnitte der Leitersegmente definieren ein kopfsegmentseitiges Wicklungsende der Statorwicklung. Die in den Schlitz eingeführten Leiterabschnitte von jedem Paar setzen sich von den Enden von einem der Kopfabschnitte fort und werden in zwei der Schlitze eingeführt, die in dem Statorkern ausgebildet sind. Der sechs der in den Schlitz eingeführten Statorabschnitte sind in einer Linie in einer Radiusrichtung des Statorkernes innerhalb jedes der Schlitze des Statorkernes angeordnet. Die Endabschnitte ragen von den in die Schlitze eingeführten Leiterabschnitten von dem anderen Ende des Statorkernes heraus, und zwar in der axialen Richtung desselben, und erstrecken sich im wesentlichen in der Umfangsrichtung des Statorkernes. Die Endabschnitte definieren ein segmentendeseitiges Wicklungsende der Statorwicklung.
Die Leitersegmente werden wenigstens über Verbindungsstellen verbunden, von denen jede zwischen zwei Spitzen der Endabschnitte vorgesehen sind. Das kopfseg mentseitige Wicklungsende enthält die Kopfabschnitte, die zu den ersten und vierten in die Schlitze eingeführten Leiterabschnitte führen, und zwar gezählt von einer radialen Innenseite des Statorkernes aus, und eine größere Größe haben, wobei die Kopfabschnitte, die zu den zweiten und dritten in Schlitze eingeführten Leiterabschnitte führen, eine kleinere Größe haben, und wobei die Kopfabschnitte, die zu den fünften und sechsten in Schlitze eingeführten Leiterabschnitte führen, eine kleinere Größe haben.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Statorwicklung aus sequenziell verbundenen Segmenten für eine drehbare elektrische Maschine geschaffen, die folgendes aufweist: (a) einen Statorkern mit sich gegenüber liegenden Enden und mit Schlitzen, die in gegebenen Intervallen in einer Umfangsrichtung des Statorkernes ausgebildet sind; und (b) einer Vielzahl an Leitersegmenten, von denen jedes einen Kopfabschnitt, ein Paar von in Schlitze eingeführte Abschnitte und ein Paar von Endabschnitten aufweist. Jeder der Kopfabschnitte besitzt U- und V-Gestalten und erstreckt sich in einer Umfangsrichtung des Statorkernes an einem der Enden des Statorkernes. Die Kopfabschnitte der Leitersegmente definieren ein kopfsegmentseitiges Wicklungsende der Statorwicklung. Die in Schlitze eingeführten Leiterabschnitte von jedem Paar setzen sich von den Enden von einem der Kopfabschnitte fort und sind in zwei der Schlitze eingeführt, die in dem Statorkern ausgebildet sein. Sechs der in Schlitze eingeführten Leiterabschnitte sind in einer Linie in einer Radiusrichtung des Statorkernes innerhalb von jedem der Schlitze des Statorkernes angeordnet. Die Endabschnitte ragen von den in Schlitze eingeführten Leiterabschnitten nach außen von dem anderen Ende des Statorkernes in der axialen Richtung desselben hin und erstrecken sich im wesentlichen in der Umfangsrichtung des Statorkernes. Die Endabschnitte definieren ein segmentendeseitiges Wicklungsende der Statorwicklung.
Die Leitersegmente werden wenigstens über Verbindungsstellen verbunden, von denen jede zwischen zwei der Spitzen der Endabschnitte vorgesehen ist. Das kopfsegmentseitige Wicklungsende enthält Kopfabschnitte, die zu dem sechsten und dem dritten in Schlitze eingeführten Leiterabschnitten führen, und zwar gezählt von einer radialen Innenseite des Statorkernes aus, und besitzen eine große Größe, wobei die Kopfab schnitte, die zu den fünften und vierten in Schlitze eingeführten Leiterabschnitten führen, eine kleinere Größe haben, und wobei die Kopfabschnitte, die zu den zweiten und ersten in Schlitze eingeführten Leiterabschnitten führen, eine kleinere Größe haben.
Die Konstruktion, wie sie in jeder der oben erläuterten ersten und zweiten Erfindungsidee definiert ist, schafft die Möglichkeit, daß die Länge des kopfsegmentseitigen Wicklungsendes von dem Ende des Statorkernes reduziert werden kann und die Länge der Kopfabschnitte mit der großen Größe reduziert werden kann, wodurch Wicklungsverluste verbessert werden und die Strömung der Kühlluft durch die Wicklungsenden vereinfacht wird, so daß dadurch die Kühlkapazität der sich drehenden elektrischen Maschine verbessert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der oben erläuterten ersten und zweiten Erfindungsidee, besteht das segmentendeseitige Wicklungsende der Statorwicklung aus den Endabschnitten, die miteinander verbunden sind und zu den ersten und zweiten in Schlitzen eingeführten Leiterabschnitten führen, gezählt von einer radialen Innenseite des Statorkernes aus, und aus Endabschnitten, die miteinander verbunden sind und zu den dritten und vierten in Schlitze eingeführten Leiterabschnitten führen, und aus den Endabschnitten, die miteinander verbunden sind und zu den fünften und sechsten in Schlitzen eingeführten Leiterabschnitten führen.
Die Kopfabschnitte mit der kleineren Größe, die nicht durch die Kopfabschnitte mit der größeren Größe umgeben sind, besitzen je eine Länge, und zwar entsprechend dem Vorspringen von dem Ende des Statorkernes aus, die kürzer ist als diejenige der Kopfabschnitte mit der größeren Größe.
Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird eine sich drehende elektrische Maschine für ein Hochspannungsfahrzeug geschaffen, welche aufweist: (a) einen Statorkern mit sich gegenüber liegenden Enden und mit Schlitzen, die in gegebenen Intervallen in einer Umfangsrichtung des Statorkernes ausgebildet sind; und (b) eine Dreiphasen-Statorwicklung aus sequenziell verbundenen Segmenten, die Dreiphasenwicklungen enthält, die gemäß einer Sternschaltung und einer Deltaschaltung miteinander verbunden sind. Jede der Phasenwicklungen enthält eine Vielzahl von Leitersegmenten, von denen jedes einen Kopfabschnitt, ein Paar von in Schlitze eingeführte Abschnitte und ein Paar von Endabschnitten aufweist. Jeder der Kopfabschnitte besitzt im wesentlichen U- und V-gestaltete Formen und erstreckt sich in einer Umfangsrichtung des Statorkernes an einem der Enden des Statorkernes. Die in Schlitze eingeführten Leiterabschnitte von jedem Paar setzen sich von den Enden von einem der Kopfabschnitte fort und sind in zwei der Schlitze des Statorkernes eingeführt, die in einer gegebenen Schlitzteilung beabstandet sind. Eine gegebene Anzahl von in Schlitze eingeführten Leiterabschnitten sind in jedem der Schlitze in Ausrichtung in einer radialen Richtung des Statorkernes angeordnet. Die Endabschnitte ragen von den in Schlitze eingeführten Leiterabschnitten nach außen hin zum anderen Ende des Statorkernes in der axialen Richtung desselben und erstrecken sich im wesentlichen in der Umfangsrichtung des Statorkernes.
Die Leitersegmente werden über Verbindungsstellen in Reihe geschaltet, wobei jede zwischen zwei Spitzen der Endabschnitte vorgesehen ist, um jede der Phasenwicklungen zu vervollständigen. Jede der Phasenwicklungen besteht aus unterschiedlichen Typen von Leitersegmenten, die in Reihe geschaltet sind. Die Typen sind untereinander verschieden, und zwar hinsichtlich der Schlitzteilung zwischen den Schlitzen, innerhalb welcher die in Schlitze eingeführten Abschnitte von jedem der Leitersegmente angeordnet sind.
Spezifischer ausgedrückt, besteht jede der Phasenwicklungen aus unterschiedlichen Typen von Leitersegmenten, die hinsichtlich der Schlitzteilung voneinander verschieden sind, so daß dadurch eine physikalische Interferenz zwischen den Leitersegmenten vermieden wird, ohne dadurch die Magnetpole der Statorwicklung zu erhöhen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind sechs der in Schlitze eingeführten Leiterabschnitte in jedem der Schlitze in einer Linie in der Radiusrichtung des Statorkernes angeordnet.
Jeder der in Schlitze eingeführten Leiterabschnitte von jedem der Leitersegmente, die jede der Phasenwicklungen bilden, ist innerhalb einem von benachbarten drei der Schlitze angeordnet. Die benachbarten drei Schlitze enthalten darin die in Schlitze eingeführten Leiterabschnitte, durch die elektrische Ströme in der gleichen Richtung fließen. Jede der Phasenwicklungen besteht aus einem ersten, einem zweiten und einem dritten Typ an Leitersegmenten. Die in Schlitze eingeführten Leiterabschnitte von jedem der Leitersegmente des ersten Typs sind voneinander in einer Acht-Schlitz-Teilung beabstandet. Die in Schlitze eingeführten Leiterabschnitte von jedem der Leitersegmente des zweiten Typs sind voneinander gemäß einer Neun-Schlitz-Teilung angeordnet. Die in Schlitze eingeführten Leiterabschnitte von jedem der Leitersegmente des dritten Typs sind voneinander gemäß einer Elf-Schlitz-Teilung voneinander beabstandet.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird eine sich drehende elektrische Maschine geschaffen, die mit einer Statorwicklung aus sequenziell verbundenen Segmenten ausgerüstet ist und folgendes aufweist: (a) einen Rotor mit einer Vielzahl an Paaren von Magnetpolen; (b) einem Statorkern mit sich gegenüber liegenden Enden, wobei in dem Statorkern eine Vielzahl an Schlitzen ausgebildet ist, die in einer gegebenen Teilung in einer Umfangsrichtung des Statorkernes angeordnet sind, wobei jeder der Schlitze eine Sequenz von wenigstens ersten bis sechsten Leitereinführpositionen definiert, die in einer Radiusrichtung des Statorkernes ausgerichtet sind; und (c) eine Polyphasen-Statorwicklung, die aus einer gegebenen Anzahl an Phasenwicklungen besteht, von denen jede eine Vielzahl von in Reihe verbundenen, im wesentlichen U-gestalteten Leitersegmenten enthält. Jedes der U-gestalteten Leitersegmente besitzt ein Paar an Beinen, die an unterschiedlichen zwei der Leitereinführpositionen in jeweils zwei der Schlitze angeordnet werden und die innerhalb der Schlitze zu dem gleichen Ende des Statorkernes hin orientiert sind. Die Beine der U-gestalteten Leitersegmente sind in Paaren verbunden, um jede der Phasenwicklungen zu vervollständigen.
Die U-gestalteten Leitersegmente enthalten Überlappungswindungssegmente (lap winding segments), bei denen Endabschnitte der Beine, die aus den Schlitzen herausragen, so verlaufen, daß sie sich in einer Umfangsrichtung des Statorkernes annähern, und enthalten Wellensegmente, bei denen Endabschnitte der Beine, die aus den Schlitzen ragen, sich voneinander weg erstrecken, und zwar in der Umfangsrichtung des Statorkernes. Der Statorkern enthält k (= eine natürliche Zahl größer als oder gleich zwei) der Schlitze, die jeden der Sätze der gleichen Phasenschlitze für jeden Magnetpol festlegen. Die k Schlitze sind benachbart zueinander in der Umfangsrichtung des Statorkernes gelegen und durch diese erstreckt sich eine der Phasenwicklungen hindurch. Die k Schlitze haben Schlitzseriennummern, die in Serien oder Reihen in der Umfangsrichtung des Statorkernes festgelegt sind. Jede der Phasenwindungen enthält eine Überlappungswindungswicklung, eine Wellenwindungswicklung und eine Verbindungsleitung, welche die Überlappungswindungswicklung und die Wellenwindungswicklung verbindet. Die Überlappungswindungswicklung besteht aus einer Gesamtzahl von 2k Einzel-Überlappungswindungswicklungen, die in Reihe geschaltet sind, von denen jede ein Wellensegment mit Beinen enthält, die in die ersten und vierten Leitereinführabschnitte eingeführt sind, und zwar in die einen der gleichen Phasenschlitze der gleichen Schlitzseriennummer in zweien der Sätze der gleichen Phasenschlitze, und die Beine des Überlappungswindungssegments ist in die zweiten und dritten Leitereinführpositionen eingeführt, und zwar in die gleichen einen der gleichen Phasenschlitze wie diejenigen des Wellensegments. Die Wellenwindungswicklung besteht aus einer Gesamtzahl von 2k Einzelwindungs-Wellenwindungswicklungen, die miteinander in Reihe geschaltet sind und von denen jede Wellensegmente enthält, die in Reihe geschaltet sind, und von denen jedes Beine besitzt, die in die fünften und sechsten Leitereinführpositionen eingeführt sind, und zwar in solche der gleichen Phasenschlitze der gleichen Schlitzseriennummer in zwei der Sätze der gleichen Phasenschlitze.
Spezifischer ausgedrückt, besteht die Überlappungswindungswicklung aus 2k Einzel-Überlappungswindungswicklungen, die in Reihe geschaltet sind, wobei zwei derselben in einem der gleichen Phasenschlitze gelegen sind. Die Wellenwindungswicklung ist ähnlich der Überlappungswindungswicklung aufgebaut. Die Überlappungswindungswicklung und die Wellenwindungswicklung sind in Reihe geschaltet, um eine Statorwicklung zu vervollständigen, bei der sechs Leitersegmente in jedem der Schlitze ausgerichtet angeordnet sind, und zwar in der Radiusrichtung des Kernes.
Die Überlappungswindungswicklung belegt aufeinanderfolgend vier der Leitereinsetzpositionen, die in der Radiusrichtung des Kernes ausgerichtet sein. Einer der gleichen Phasenschlitze besitzt zwei der Einzel-Überlappungswindungswicklungen und erstreckt sich in entgegengesetzte Richtungen. In ähnlicher Weise belegt die Wellenwindungswicklung aufeinanderfolgend zwei der Leitereinführpositionen, die in der radialen Richtung des Kernes ausgerichtet sind. Einer der gleichen Phasenschlitze besitzt zwei der wellenförmig gestalteten Einzel-Überlappungswindungswicklungen, die sich in entgegengesetzten Richtungen erstrecken. Dies schafft die Möglichkeit, daß die Überlappungswindungswicklung eine Doppelsegment-Überlappungsstruktur aufweisen kann und die Wellenwindungswicklung eine Nicht-Überlappungsstruktur haben kann, und daß diese benachbart zueinander in der Radiusrichtung des Kernes angeordnet werden können und dabei auch die Möglichkeit geboten wird, daß die Zahl der Windungen der Statorwicklung viele Male der Zahl der gleichen Phasenschlitze erhöht werden kann. Die Überlappungswindungswicklung und die Wellenwindungswicklung können jedoch unter Verwendung einer einzelnen Verbindungsleitung aneinander gefügt werden, so daß die Möglichkeit geboten wird, daß die Länge des kopfsegmentseitigen Wicklungsendes in der axialen Richtung des Kernes reduziert werden kann, und zwar verglichen mit herkömmlichen Statorwicklungen. Dies ermöglicht es, daß die Gesamtlänge der sich drehenden elektrischen Maschine reduziert werden kann, und führt zu einer Reduzierung in der reaktiven Induktanz und dem elektrischen Widerstand der Statorwicklung, so daß der Wirkungsgrad verbessert wird und die Menge der erzeugten Wärme minimal gehalten wird.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Überlappungswindungswicklung aus einer ersten Sequenz von in Reihe verbundenen k der Einzel-Überlappungswindungswicklung und einer zweiten Sequenz von in Reihe verbundenen k der Einzel-Überlappungswindungswicklungen. Die erste und die zweite Sequenz erstrecken sich in entgegengesetzten Richtungen.
Die Wellenwindungswicklung besteht aus einer ersten Sequenz von in Reihe geschalteten k der Einzelwindungs-Wellenwindungswicklungen und einer zweiten Sequenz von in Reihe geschalteten k der Einzelwindungs-Wellenwindungswicklungen. Die erste und die zweite Sequenz erstrecken sich in entgegengesetzten Richtungen.
Eine Richtungswindungsverbindungsleitung ist ferner dafür vorgesehen, um eine Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Sequenz der Einzelwindungs-Wellenwindungswicklungen zu erstellen. Die Richtungswindungsverbindungsleitung und die Enden von jeder der Phasenwindungen liegen innerhalb eines Bereiches von zwei Magnetpolteilungen.
Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird eine durch Segmentverbindung gebildete Wicklung für eine sich drehende elektrische Maschine geschaffen, die folgendes aufweist: (a) einen Kern mit sich gegenüber liegenden Enden, wobei der Kern eine Vielzahl von Schlitzen enthält, die in einer gegebenen Teilung in der Umfangsrichtung des Kernes angeordnet sind; (b) und einer Polyphasen-Statorwicklung, die aus einer gegebenen Anzahl von Phasenwindungen gebildet ist, von denen jede eine erste Wicklung und eine zweite Wicklung enthält, die in Reihe oder parallel zueinander geschaltet sind. Die erste Wicklung enthält eine Vielzahl von ersten Leitersegmenten, von denen jedes einen im wesentlichen U-gestalteten Kopf und ein erstes und ein zweites Bein aufweist, die sich von den Enden des Kopfes aus erstrecken. Das erste und das zweite Bein verlaufen jeweils durch zwei der Schlitze. Die Spitzen des ersten und des zweiten Beines sind in Reihe in Paaren verbunden, um dadurch die erste Wicklung zu vervollständigen. Die zweite Wicklung enthält eine Vielzahl an zweiten Leitersegmenten, von denen jedes einen Kopf und ein erstes und ein zweites Bein aufweist, die sich von den Enden des Kopfes aus erstrecken. Das erste und das zweite Bein verläuft jeweils durch zwei der Schlitze hindurch. Die Spitzen des ersten und des zweiten Beines sind in Reihe in Paaren verbunden, um die zweite Wicklung zu vervollständigen.
Das erste Bein von jedem der ersten Leitersegmente der ersten Wicklung und das erste Bein von jedem der zweiten Leitersegmente der zweiten Wicklung sind innerhalb eines ersten einen der Schlitze angeordnet und sind benachbart zueinander angeordnet, so daß das erste Bein des ersten Leitersegments innerhalb des ersten Beins des zweiten Leitersegments in einer Radiusrichtung des Kernes gelegen ist. Das zweite Bein von jedem der ersten Leitersegmente ist innerhalb eines zweiten einen der Schlitze angeordnet, der von dem ersten Schlitz in im wesentlichen einer Magnetpolteilung beabstandet ist, und zwar in der Umfangsrichtung, und ist innerhalb des ersten Beins des ersten Leitersegments in der Radiusrichtung des Kernes gelegen. Das zweite Bein von jedem der zweiten Leitersegmente ist innerhalb eines dritten einen der Schlitze angeordnet, der von dem ersten Schlitz in einem Abstand gemäß einer Magnetpolteilung beabstandet ist, und zwar in der Umfangsrichtung, und innerhalb des ersten Beines des zweiten Leitersegments gelegen ist, und zwar in der Radiusrichtung des Kernes.
Spezifisch ausgedrückt, wird die gleiche Phasenwindung in eine erste und eine zweite Wicklung aufgebrochen, die an unterschiedlichen Positionen der Schlitze angeordnet sind. Beispielsweise ist die erste Wicklung innerhalb der zweiten Wicklung gelegen. Ferner sind das erste Bein von jedem der ersten Leitersegmente der ersten Wicklung und das erste Bein von jedem der zweiten Leitersegmente der zweiten Wicklung innerhalb des gleichen Schlitzes angeordnet und sind so ausgerichtet, daß die zweiten Beine des ersten und des zweiten Leitersegments auf der gleichen Seite von den ersten Beinen in der Umfangsrichtung des Kernes gelegen sind. Dies verhindert, daß die ersten Beine des ersten und des zweiten Leitersegments sich relativ zueinander drehen, und zwar während eines Segmentkopf-Spreizschrittes, und während eines Segment-Ende-Spritzschrittes eines Wicklungsherstellungsprozesses, so daß dadurch vermieden wird, daß eine Reibung dazwischen auftritt, um einen Abfall in der Isolationsfähigkeit der Leitersegmente zu minimieren. Zusätzlich erlaubt dies Konstruktion auch, daß die ersten Beine der ersten und der zweiten Leitersegmente in dem gleichen Ring gehalten werden können, und zwar während des Segmentkopf-Spreizschrittes und des Segment-Ende-Spreizschrittes bei dem Wicklungsherstellungsprozeß, was in einer Reduzierung der Ringe resultiert, die bei der Herstellung der durch verbundene Segmente gebildeten Wicklung verwendet werden.
Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung der oben beschriebenen, aus Segmenten gebildeten Wicklung geschaffen, welches folgendes umfaßt: (a) Vorbereiten eines großen Ringes mit Nuten oder Löchern, die in diesem ausgebildet sind, und zwar in einer gegebenen Teilung in einer Umfangsrichtung desselben, eines mittleren Ringes mit Nuten oder Löchern, die in diesem in der gleichen Teilung wie diejenigen bei dem großen Ring ausgebildet sind, und eines kleinen Ringes mit Nuten oder Löchern, die in diesem in der gleichen Teilung wie diejenige des mittleren Ringes ausgebildet sind, wobei der mittlere Ring innerhalb des großen Ringes angeordnet wird und wobei der kleine Ring innerhalb des mittleren Ringes angeordnet wird; (b) Vorbereiten von ersten und zweiten Leiterteilen, um jeweils erste und zweite Leitersegmente zu bilden, von denen jedes der ersten und der zweiten Leiterteile einen im wesentlichen U-gestalteten Kopf und ein erstes und ein zweites Bein aufweisen, die sich von den Enden des Kopfes aus erstrecken; (c) Einpassen der ersten Beine der ersten und der zweiten Leitersegmente in die Nuten oder Löcher des mittleren Ringes; (d) Einpassen der zweiten Beine der ersten Leiterteile innerhalb der Nuten oder Löcher des kleinen Ringes; (e) Einsetzen der zweiten Beine der zweiten Leiterteile innerhalb der Nuten oder Löcher des großen Ringes; und (f) Drehen des großen und des kleinen Ringes in der gleichen Umfangsrichtung derselben relativ zu dem mittleren Ring, um angenähert eine Magnetpolteilung, um die Köpfe der ersten und zweiten Leiterteile zu spreizen, und zwar in der Umfangsrichtung. Dieses Verfahren bietet die folgenden, bereits oben angesprochenen Wirkungen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Verfahren die folgenden Schritte: (a) Einführen von ersten und zweiten Beinen der gespreizten ersten und zweiten Leiterteile in die Schlitze des Kernes von einem Ende des Kernes aus; (b) Vorbereiten eines zweiten großen Ringes mit Nuten oder Löchern, die in diesem ausgebildet sind, und zwar in einer gegebenen Teilung in einer Umfangsrichtung desselben, Vorbereiten eines zweiten mittleren Ringes mit Nuten oder Löchern, die darin in der gleichen Teilung wie derjenigen des zweiten großen Ringes ausgebildet sind, und eines zweiten kleinen Ringes mit Nuten oder Löchern, die in diesem in der gleichen Teilung wie derjenigen des zweiten mittleren Ringes ausgebildet sind, wobei der zweite mittlere Ring innerhalb des großen Ringes angeordnet ist, der zweite kleine Ring innerhalb der Innenseite des zweiten mittleren Ringes angeordnet ist; (c) Einpassen der Endabschnitte der ersten Beine der gespreizten ersten und zweiten Leiterteile, die von dem Kern abstehen, in die Nuten oder Löcher des zweiten mittleren Ringes; (d) einpassen der Endabschnitte der zweiten Beine der gespreizten ersten Leiterteile, die von dem Kern abstehen, in die Nuten oder Löcher des kleinen Ringes; (e) Einpassen der Endabschnitte der zweiten Beine der zweiten Leiterteile, die von dem Kern abstehen, in die Nuten oder Löcher des großen Ringes; und (f) Drehen des zweiten großen Ringes und des zweiten kleinen Ringes in der gleichen Umfangsrichtung relativ zu dem zweiten mittleren Ring über angenähert eine Magnetpolteilung, um die Endabschnitte der gespreizten ersten und zweiten Leiterteile in der Umfangsrichtung zu spreizen, um dadurch die ersten und die zweiten Leitersegmente jeweils zu vervollständigen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung kann vollständiger anhand der vollständigen detaillierten Beschreibung und anhand der beigefügten Zeichnungen von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung verstanden werden, die jedoch nicht als Einschränkung der Erfindung auf spezifische Ausführungsbeispiele zu verstehend ist, sondern lediglich dem Zwecke der Erläuterung und des Verständnisses dient.
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Längsschnittansicht, die eine sich drehende elektrische Maschine darstellt, welche mit einer Statorwicklung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ausgestattet ist;
2 eine vergrößerte Teilansicht, die Anordnungen von Leitersegmenten innerhalb von Schlitzen eines Statorkernes darstellt;
3 eine teilweise Abwicklung, die eine Anordnung von Köpfen von U1-Leitersegmenten wiedergibt;
4 eine teilweise Abwicklung, die eine Anordnung von vorspringenden Enden der U1-Leitersegmente wiedergibt;
5 eine teilweise Abwicklung, die eine Anordnung von Köpfen von U2-Leitersegmenten darstellt;
6 eine teilweise Abwicklung, die eine Anordnung von vorspringenden Enden der U2-Leitersegmente darstellt;
7 eine teilweise Abwicklung, die eine Anordnung von Köpfen der U3-Leitersegmente wiedergibt;
8 eine teilweise Abwicklung, die eine Anordnung von vorspringenden Enden von U3-Leitersegmenten darstellt;
9 eine Draufsicht, die ein Leitersegment einer Statorwicklung wiedergibt;
10 eine teilweise Abwicklung, die einen Abschnitt einer U-Phasenwicklung zeigt;
11 eine teilweise Abwicklung, die einen anderen Abschnitt der U-Phasenwicklung zeigt, die in 10 veranschaulicht ist;
12 eine vergrößerte Längsschnittansicht, die eine Statorwicklung zeigt, die um einen Kern gewickelt ist, gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
13 eine vergrößerte Umfangsschnittansicht, die die Statorwicklung von 12 wiedergibt;
14 ein Schaltungsdiagramm der Statorwicklung von 12;
15 eine perspektivische Teilansicht, die eine Überlappungswindungswicklung darstellt;
16 ein Teil-Verdrahtungsdiagramm der Überlappungswindungswicklung von 15 mit einer Zwischenverbindungsverdrahtung;
17 eine perspektivische Teilansicht, die eine Wellenwindungswicklung wiedergibt;
18 ein Teil-Verdrahtungsdiagramm der Wellenwindungswicklung von 17 mit einer Zwischenverbindungsverdrahtung;
19 eine teilweise Abwicklung, die einen Abschnitt einer U-Phasenwicklung mit Anschlußbeinen zeigt;
20 eine teilweise Abwicklung, die einen Abschnitt einer U-Phasenwicklung mit zwei Anschlußbeinen wiedergibt;
21 eine perspektivische Teilansicht, die Leitersegmente einer Statorwicklung darstellt gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;
22 ein Schaltungsdiagramm, welches eine Dreiphasen-Sternschaltungswicklung zeigt, die mit sechs Wicklungen ausgestattet ist, welche eine Statorwicklung bei der dritten Ausführungsform der Erfindung bilden;
23 eine Teil-Schnittansicht einer Statorwicklung der dritten Ausführungsform, und zwar in einer axialen Richtung eines Kernes;
24 eine Teilansicht, die einen Segmentkopfaufweitungsschritt eines Herstellungsprozesses einer Statorwicklung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht;
25 eine perspektivische Teilansicht, die einen Segmentkopfaufweitungsschritt darstellt, bevor die Köpfe der Leitersegmente gespreizt werden;
26 eine perspektivische Teilansicht, die einen Segmentkopfaufspreizschritt zeigt, während die Köpfe der Leitersegmente gespreizt werden;
27 eine Teilansicht, die einen Segment-Ende-Spreizschritt eines Herstellungsprozesses einer Statorwicklung der dritten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
28 eine Teilansicht, die eine Abwandlung des Segmentkopfspreizschrittes wiedergibt, wie in den 25 und 26 dargestellt ist; und
29 eine Teilansicht, die eine Abwandlung des Segment-Ende-Spreizschrittes darstellt, wie in 27 veranschaulicht ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Gemäß den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile in mehreren Ansichten, speziell in 1, bezeichnen, ist eine elektrische Hochspannungsrotationsmaschine für Kraftfahrzeuge gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt, die mit einer Statorwicklung mit sequenziell verbundenen Segmenten ausgestattet ist.
Die sich drehende elektrische Maschine besteht im wesentlichen aus einem Stator 1, einem Statorkern 2, einer Statorwicklung 3, einem Rotor 4, einem Gehäuse 5 und einer Drehwelle 6.
Der Stator 1 ist an einer inneren Umfangswand des Gehäuses 5 befestigt. Die Drehwelle 6, auf welcher der Rotor 4 befestigt ist, wird drehbar durch Endwände des Gehäuses 5 festgehalten, und zwar über ein Paar von Lagern, und ist beispielsweise an eine Automobilmaschine (nicht gezeigt) gekuppelt, und zwar über eine Riemenscheibe und einen Riemen (nicht gezeigt).
Der Rotor 4 enthält Permanentmagnete, die in einer äußeren Umfangswand desselben installiert sind, und zwar in einem gegebenen Winkelintervall, um dadurch sich gegenüber liegende Magnetpole zu bilden, die abwechselnd orientiert sind. Die sich drehende elektrische Maschine, die hier erläutert wird, besteht aus einem bürstenlosen Permanentmagnet-Dreiphasen-Gleichstrommotor (Synchronmotor). Die Rotorkonstruktion kann aus einer Vielfalt von bekannten Konstruktionen bestehen, wie beispielsweise einer Rundel-Polkernkonstruktion. Solch eine Konstruktion ist auf dem vorliegenden Gebiet gut bekannt und eine Erläuterung derselben in Einzelheiten wird hier weggelassen.
Der Stator 1 enthält den Kern 2, die Statorwicklung 3, die durch eine Dreiphasen-Sternschaltungswicklung gebildet ist. und Isolatoren 7. Der Kern 2 besitzt, wie klar in 1 gezeigt ist, Zähne 800, die Schlitze 700 in gleichem Winkelabstand festlegen. Die Statorwicklung 3 besteht aus sequenziell verbundenen Leitersegmenten, die in die Schlitze 700 eingeschoben sind. Die Isolatoren 7 arbeiten in solcher Weise, um die Leitersegmente gegenüber dem Kern 2 zu isolieren. Solch eine Konstruktion ist gut bekannt und ist beispielsweise in den U.S.P.-Schriften Nrn. 6,201,332 B1, 6,249,956 B1 und 6,404,091 B1 beschrieben, die dem gleichen Inhaber wie die vorliegende Anmeldung zugeordnet sind, wobei deren Offenbarung hier unter Bezugnahme voll mit einbezogen wird.
2 zeigt eine Teil-Schnittansicht des Stators 1 in der Radiusrichtung desselben. Die Schlitze 700 in einer Anzahl, die ein ganzzahliges Vielfaches von achtzehn (18) beträgt, sind in der inneren Umfangswand des Statorkernes 2 ausgebildet.
Die Statorwicklung 3 besteht aus einer Vielzahl von Leitersegmenten 30, wie dies in 9 veranschaulicht ist, die teilweise in die Schlitze 700 von rechts und links eingeschoben werden, wie in 1 gezeigt ist. Jedes Ende der Leitersegmente 30 wird mit einem der Enden des anderen Leitersegments 30 verschweißt, um Dreiphasenwicklungen zu bilden (die auch als U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasenwicklungen weiter unten bezeichnet werden), die aneinander gekoppelt sind, um eine sogenannte Dreiphasen-Stemschaltwicklung zu bilden. Die U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasenwicklungen können abwechselnd über eine sogenannte Deltaverbindung aneinander gefügt sein.
Jedes der Leitersegmente 30 ist, wie klar in 9 gezeigt ist, aus einem U-gestalteten Kopf 31 (die Hälfte ist veranschaulicht) und einem Paar von Beinen 32 gebildet, die sich von den Enden des Kopfes 31 aus erstrecken. Der Kopf 31 kann alternativ eine im wesentlichen V-Gestalt aufweisen. Jedes der Beine 32 besteht aus einem seitlichen Leiterabschnitt 33, der in den Schlitz 700 eingeführt ist, und aus Endabschnitten 34. Jeder der Endabschnitte 34 ragt von einem Frontende des Kernes 2 ab und ist in einer Umfangsrichtung des Kernes 2 geneigt. Jeder der Endabschnitte 34 ist mit einem der Endabschnitte 34 des anderen Leitersegments 30 verschweißt, um ein segmentendeseitiges Wicklungsende 8 zu bilden. Der Kopf 31 von jedem der Leitersegmente 30 ragt von einem rückwärtigen Ende des Kernes 2 ab, um ein segmentkopfseitiges Wicklungsende 9 zu bilden.
Innerhalb jedem der Schlitze 700 sind sechs der seitlichen Leiterabschnitte 33 in einer Linie angeordnet oder in der Radiusrichtung des Kernes 2 ausgerichtet. Bei der folgenden Erläuterung werden die sechs seitlichen Leiterabschnitte 33, die in jeden der Schlitze 700 eingeschoben sind, auch als erste bzw. zweite bzw. dritte bzw. vierte bzw. fünfte bzw. sechste Schicht bezeichnet, und zwar von innerhalb oder von außerhalb des Kernes 2. Spezifischer gesagt, bildet der innerste eine der Seitenleiterabschnitte 33, die in jedem der Schlitze 700 eingeschoben sind, die erste Schicht, der zweite innerste eine bildet die zweite Schicht, der dritte innerste eine bildet die dritte Schicht, der äußerste eine bildet die sechste Schicht, der zweite äußerste eine bildet die fünfte Schicht und der dritte äußerste eine bildet die vierte Schicht. Auch werden die Lagen der ersten bis sechsten Schichten in jedem der Schlitze 700 als erste bzw. zweite bzw. dritte bzw. vierte bzw. fünfte bzw. sechste Schichtposition weiter unten bezeichnet. Die seitlichen Leiterabschnitte 33, welche die erste bis sechste Schicht bilden, werden auch weiter unten jeweils mit den Bezugszeichen 331, 332, 333, 334, 335 und 336 bezeichnet. Die zwei seitlichen Leiterabschnitte 33 von jedem der Leitersegmente 30 werden in zwei der Schlitze 700 eingeführt, und zwar voneinander beabstandet in einem Intervall entsprechend einer Magnetpolteilung (das heißt in einem elektrischen Winkel n), und zwar jeweils, und werden in unterschiedlichen Schichtpositionen in den Schlitzen 700 plaziert.
Die Konstruktion der Statorwicklung 3 wird nun weiter unten unter Hinweis auf die 3 bis 8 beschrieben. Die U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasenwicklungen bilden die Dreiphasen-Sternschaltwicklung und sind in der Konstruktion untereinander identisch und unterscheiden sich lediglich hinsichtlich der Örtlichkeit in der Umfangsrichtung des Kernes 2. Zum Zwecke der Kürze der Darstellung wird weiter unten lediglich die U-Phasenwicklung erläutert. Die 10 und 11 sind Abwicklungsaufrißdarstellungen der U-Phasenwicklung.
Die zeitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 der gleichen Phasenwicklung sind innerhalb benachbarter drei der Schlitze 700 angeordnet. Bei einem in den 3 bis 8 veranschaulichten Beispiel beträgt die Gesamtzahl der Schlitze 700 gleich 54. Die seitlichen Leiterabschnitte 33 des Leitersegments 30 der U-Phasenwicklung sind innerhalb der Schlitze 700 angeordnet, und zwar mit den Nummern #4-#6, #13-#15, #22-#24, #31-#33, #40-#42 und #49-#51. Diese Schlitze werden weiter unten auch als U-Phasenschlitze bezeichnet. Die seitlichen Leiterabschnitte 33 des Leitersegments 30 der V-Phasenwicklung sind innerhalb der Schlitze 700 angeordnet entsprechend den Nummern #7-#9, #16-#18, #25-#27, #34-#36, #43-#45 und #52-#54. Diese Schlitze werden weiter unten auch als V-Phasenschlitze bezeichnet. Die seitlichen Leiterabschnitte 33 des Leitersegments 30 der W-Phasenwicklung sind innerhalb der Schlitze 700 angeordnet, welche die Nummern haben #1-#3, #10-#12, #19-#21, #28-#30, #37-#39 und #46-#48. Diese Schlitze werden im folgenden auch als W-Phasenschlitze bezeichnet. Es sei darauf hingewiesen, daß die 3 bis 8 lediglich einen Teil der Schlitznummern der Kürze der Darstellung halber anzeigen.
Die 3, 5 und 7 sind seitliche Teilansichten des segmentkopfseitigen Wicklungsendes 9, und zwar gesehen von der Drehachsenrichtung des Kernes 2 aus, der Anordnungen von Köpfen 31 und die seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 aufweist. Die 4, 5 und 8 sind seitliche Teilansichten des segmentendeseitigen Wicklungsendes 8, und zwar gesehen von der Drehachsenrichtung des Kernes 2 aus, der Anordnungen von vorspringenden Enden 34 aufweist und auch die seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30.
Die Schlitze #22 bis #24 und #40 bis #42 definieren Vorwärtsfluß-Leiterschlitze, innerhalb welchen die seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 angeordnet sind, durch die ein U-Phasenstrom in einer Vorwärtsrichtung fließt, das heißt von der vorderen zur rückwärtigen Fläche in der Zeichnungen, was auch im folgenden als Vorwärtsfluß-Seitenleiterabschnitte bezeichnet wird. Die Schlitze #31 bis #33 und #49 bis #51 definieren Rückfluß-Leiterschlitze, innerhalb welchen die seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 angeordnet sind, durch die der U-Phasenstrom zu rückfließt, das heißt in einer rückwärts gerichteten Richtung von der Rückseite zur Frontseite in den Zeichnungen hin fließt, was im folgenden auch als Rückfluß-Seitenleiterabschnitte bezeichnet wird. Spezifischer gesagt, bildet eines der Paare der seitlichen Leiterabschnitte 33 von jedem der Leitersegmente 30 einen Vorwärisfluß-Seitenleiterabschnitt, während der andere Seitenleiterabschnitt 33 den Rückwärtsfluß-Seitenleiterabschnitt bildet.
U1 bezeichnet den am weitesten links gelegenen einen der benachbarten drei Schlitze 700, innerhalb welchen die Vorwärtsfluß-Seitenleiterabschnitte 33 der gleichen Phase angeordnet sind (das heißt die kleinste der Schlitznummern unter den dreien). U2 bezeichnet den mittleren Schlitz 700. U3 bezeichnet den am weitesten rechts gelegenen Schlitz 700. In ähnlicher Weise bezeichnet U1' den am weitesten links gelegenen einen der benachbarten drei der Schlitze 700, innerhalb welchem die Rückfluß-Seitenleiterabschnitte 30 der gleichen Phasen angeordnet sind (das heißt die kleinste der Schlitznummern unter den dreien). U2' bezeichnet den mittleren Schlitz 700. U3' bezeichnet den am weitesten rechts gelegenen Schlitz 700. Die U-Phasenwicklung wird dadurch gebildet, indem die Leitersegmente 30, die innerhalb der Schlitze U1, U2, U3, U1', U2' und U3' gelegen sind, in Reihe geschaltet werden.
Jedoch sind bei dieser Ausführungsform einige der Leitersegmente 30 (die auch im folgenden als Spezial-U-Phasenleitersegmente bezeichnet werden), die in einem der Schlitze #40, #41 und #42 oder in der ersten Schichtposition des Schlitzes #31 angeordnet sind, hinsichtlich der Gestalt verschieden und auch hinsichtlich der Lage verschieden, und zwar gegenüber den anderen Leitersegmenten 30 (die im folgenden auch als Standard-U-Phasenleitersegmente bezeichnet werden). Die Spezial-U-Phasenleitersegmente werden dazu verwendet, um gegebene Sätze der Standard-U-Phasenleitersegmente in Reihe zu verbinden, um die U-Phasenwicklung zu vervollständigen und um auch U-Phasenwicklungsanschlüsse und einen Neutralpunktanschluß zu bilden.
STANDARD-U-PHASENLEITERSEGMENT
Die Standard-U-Phasenleitersegmente werden durch drei Typen von Leitersegmenten 30 gebildet: einem Typ (dieser wird im folgenden auch als U1-Leitersegment bezeichnet), bei dem einer der seitlichen Leiterabschnitte 33 in den Vorwärtsfluß-Leiterschlitz U1 eingeführt ist und die anderen seitlichen Leiterabschnitte 33 in den Rückwärtsfluß-Leiterschlitz U1' eingeführt sind, einem zweiten Typ (der im folgenden auch als U2-Leitersegment bezeichnet wird), bei dem einer der seitlichen Leiterabschnitte 33 in den Vorwärtsfluß-Leiterschlitz U2 eingeführt ist und der andere seitliche Leiterabschnitt 33 in den Rückfluß-Leiterschlitz U2' eingeführt ist, und einen dritten Typ (der im folgenden auch als U3-Leitersegment bezeichnet wird), bei dem einer der seitlichen Leiterabschnitte 33 in den Vorwärtsfluß-Leiterschlitz U3 eingeführt ist und bei dem der anderen seitliche Leiterabschnitt 33 in den Rückwärtsfluß-Leiterschlitz U3' eingeführt ist.
Die U1-Leitersegmente sind in Reihe verbunden, um eine U1-Wicklung zu bilden. Die U2-Leitersegmente sind in Reihe verbunden, um eine U2-Wicklung zu bilden. Die U3-Leitersegmente sind in Reihe verbunden, um eine U3-Wicklung zu bilden. Die U1-, U2- und U3-Wicklungen werden verbunden, um die U-Phasenwicklung herzustellen.
Die Anordnungen der U1-Leitersegmente sind in den 3 und 4 veranschaulicht. Die U1-Leitersegmente werden durch sechs Typen von Leitersegmenten 30 gebildet (mit den Bezugszeichen 101 bis 106 in 3 bezeichnet), von denen jeder seitliche Leiterabschnitte 33 aufweist, die voneinander in einem Winkelintervall beabstandet sind, der äquivalent neun Schlitzteilungen ist.
Die U1-Leitersegmente 101 haben je einen Vorwärtsfluß-Seitenleiterabschnitt an der ersten Schichtposition des Vorwärtsfluß-Leiterschlitzes U1 angeordnet (z.B. der Schlitz #22) und einen Rückwärtsfluß-Seitenleiterabschnitt, der an der vierten Schichtposition des Rückfluß-Leiterschlitzes U1' gelegen ist (z.B. der Schlitz #31). Die U2-Leitersegmente 102 besitzen je einen Vorwärtsfluß-Seitenleiterabschnitt, der an der zweiten Schichtposition des Vorwärtsfluß-Leiterschlitzes U1 angeordnet ist (z.B. dem Schlitz #22) und einem Rückfluß-Seitenleiterabschnitt, der an der dritten Schichtposi tion des Rückfluß-Leiterschlitzes U1' gelegen ist (z.B. dem Schlitz #31). Die U1-Leitersegmente 103 besitzen je einen seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitt, der an der fünften Schichtposition des Vorwärtsfluß-Leiterschlitzes U1 angeordnet ist (z.B. dem Schlitz #22) und einen seitlichen Rückfluß-Leiterabschnitt, der an der sechsten Schichtposition des Rückfluß-Leiterschlitzes U1' gelegen ist (z.B. dem Schlitz #31).
In ähnlicher Weise haben die U1-Leitersegmente 104 je einen seitlichen Rückfluß-Leiterabschnitt, der an der ersten Schichtposition des Rückfluß-Leiterschlitzes U1' gelegen ist (z.B. der Schlitz #49) und einen seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitt, der an der vierten Schichtposition des Vorwärtsfluß-Leiterschlitzes U1 gelegen ist (z.B. der Schlitz #4). Die U2-Leitersegmente 105 besitzen je einen seitlichen Rückfluß-Leiterabschnitt, der an der zweiten Schichtposition des Rückfluß-Leiterschlitzes U1' gelegen ist (z.B. der Schlitz #49) und einen seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitt, der an der dritten Schichtposition des Vorwärtsfluß-Leiterschlitzes U1 angeordnet ist (z.B. der Schlitz #4). Die U1-Leitersegmente 106 besitzen je einen seitlichen Rückfluß-Leiterabschnitt, der an der fünften Schichtposition des Rückfluß-Leiterschlitzes U1' angeordnet ist (z.B. der Schlitz #49) und einen seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitt, der an der sechsten Schichtposition des Vorwärtsfluß-Leiterschlitzes U1 angeordnet ist (z.B. der Schlitz #4).
Die U1-Leitersegmente 101 und 104, die U1-Leitersegmente 102 und 105, die U1-Leitersegmente 103 und 106 sind jeweils hinsichtlich der Gestalt untereinander identisch.
Jeder der seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitte der U1-Leitersegmente 101 bis 103, die an der ersten, der zweiten und der fünften Schichtposition angeordnet sind, bildet eines der Leitersegmente 30, und zwar zusammen mit einem der seitlichen Rückfluß-Leiterabschnitte, der an der vierten, dritten und sechsten Schichtposition der Rückfluß-Leiterschlitze angeordnet ist, deren Schlitznummern größer sind. Jeder der seitlichen Rückfluß-Leiterabschnitte der U1-Leitersegmente 104 bis 106, die an der ersten, der zweiten und der fünften Schichtposition angeordnet sind, bildet einen der Leiter segmente 30 zusammen mit einem der seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitte, die an der vierten, dritten und sechsten Schichtposition der Vorwärtsfluß-Leiterschlitze angeordnet sind, deren Schlitznummern größer sind.
Das segmentendeseitige Wicklungsende 8, welches aus den vorspringenden Endabschnitten 34 der U1-Leitersegmente 101 bis 106 gebildet ist, ist in 4 veranschaulicht.
Der Endabschnitt 34, der sich von dem seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitt aus fortsetzt, der von der ersten Leiterposition des Vorwärtsfluß-Leiterschlitzes U1 herausdringt, ist mit dem Endabschnitt 34 verschweißt, der sich von dem seitlichen Rückwärtsfluß-Leiterabschnitt aus fortsetzt, der von der zweiten Schichtposition des Rückwärtsfluß-Leiterschlitzes U1' vordringt, dessen Schlitznummer kleiner ist.
Der Endabschnitt 34, der sich von dem seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitt aus fortsetzt und aus der zweiten Schichtposition des Vorwärtsfluß-Leiterschlitzes U1 herausgelangt, ist mit dem Endabschnitt 34 verschweißt, der sich von dem seitlichen Rückwärtsfluß-Leiterabschnitt aus fortsetzt, welcher von der ersten Schichtposition des Rückwärtsfluß-Leiterschlitzes U1' herausgelangt, dessen Schlitznummer größer ist.
Der Endabschnitt 34, der sich von dem seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitt aus fortsetzt, der von der dritten Schichtposition des Vorwärtsfluß-Leiterschlitzes U1 herausdringt, ist mit dem Endabschnitt 34 verschweißt, der sich von dem seitlichen Rückwärtsfluß-Leiterabschnitt aus fortsetzt, welcher von der vierten Schichtposition des Rückwärtsfluß-Leiterschlitzes U1' herausdringt, dessen Schlitznummer kleiner ist.
Der Endabschnitt 34, der sich von dem seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitt aus fortsetzt, der von der vierten Leiterposition des Vorwärtsfluß-Leiterschlitzes U1 herausdringt, ist mit dem Endabschnitt 34 verschweißt, der sich von dem seitlichen Rückwärtsfluß-Leiterabschnitt aus fortsetzt, welcher von der dritten Schichtposition des Rückwärtsfluß-Leiterschlitzes U1' herausgelangt, dessen Schlitznummer größer ist.
Der Endabschnitt 34, der sich von dem seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitt aus fortsetzt, welcher von der fünften Schichtposition des Vorwärtsfluß-Leiterschlitzes U1 herausdringt, ist mit dem Endabschnitt 34 verschweißt, der sich von dem seitlichen Rückwärtsfluß-Leiterabschnitt aus fortsetzt, der aus der sechsten Schichtposition des Rückwärtsfluß-Leiterschlitzes U1' herausgelangt, dessen Schlitznummer kleiner ist.
Der Endabschnitt 34, der sich von dem seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitt aus fortsetzt, welcher von der sechsten Leiterposition des Vorwärtsfluß-Leiterschlitzes U1 herausgelangt, ist mit dem Endabschnitt 34 verschweißt, der sich von dem seitlichen Rückwärtsfluß-Leiterabschnitt aus fortsetzt, welcher von der fünften Schichtposition des Rückwärtsfluß-Leiterschlitzes U1' herausgelangt, dessen Schlitznummer größer ist.
Die U1-Leitersegmente 101 bis 106 sind sequenziell in der oben geschilderten Weise verbunden, um Abschnitte der U1-Wicklung zu bilden (die weiter unten auch als U1-Wicklungsabschnitte bezeichnet werden), die Teil der Standard-U-Phasenwicklung ist. Spezifischer gesagt, sind die U1-Leitersegmente 101, 102, 104 und 105 in Reihe verbunden, um einige der U1-Wicklungsabschnitte zu bilden. Die U1-Leitersegmente 103 und 106 sind in Reihe verbunden_; um die verbleibenden Ul-Wicklungsabschnitte zu bilden.
Spezifischer gesagt, sind die U1-Wicklungsabschnitte, die durch die U1-Leitersegmente 101, 102, 104 und 105 gebildet sind, durch einen ersten und einen zweiten U1-Wicklungsabschnitt vorgesehen. Der erste U1-Wicklungsabschnitt ist aus in Reihe geschalteten Gruppen gebildet, von denen jede aus einem seitlichen Rückfluß-Leiterabschnitt (vierte Schicht) des U1-Leitersegments 101 besteht, ebenso aus dem seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitt (erste Schicht) des U1-Leitersegments 101, dem seitlichen Rückfluß-Leiterabschnitt (zweite Schicht) des U1-Leitersegments 105, des seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitts (dritte Schicht) des U1-Leitersegments 105 und des seit lichen Rückfluß-Leiterabschnitts (vierte Schicht) eines anderen U1-Leitersegments 101. Der zweite U1-Wicklungsabschnitt ist durch in Reihe geschaltete Gruppen gebildet, von denen jede besteht aus dem seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitt (vierte Schicht) des U1-Leitersegments 104, dem seitlichen Rückfluß-Leiterabschnitt (erste Schicht) des U1-Leitersegments 104, des seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitts (zweite Schicht) des U1-Leitersegments 102, des seitlichen Rückfluß-Leiterabschnitts (dritte Schicht) des U1-Leitersegments 102 und des seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitts (vierte Schicht) des anderen U1-Leitersegments 104.
Die U1-Wicklungsabschnitte, die durch die U1-Leitersegmente 103 und 106 gebildet werden, sind durch einen dritten und einen vierten U1-Wicklungsabschnitt gebildet. Der dritte U1-Wicklungsabschnitt ist durch in Reihe geschaltete Gruppen gebildet, von denen jede aus einem seitlichen Rückfluß-Leiterabschnitt (sechste Schicht) des U1-Leitersegments 103, des seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitts (fünfte Schicht) des U1-Leitersegments 103, des seitlichen Rückfluß-Leiterabschnitts (sechste Schicht) des anderen U1-Leitersegments 103 gebildet ist. Der vierte U1-Wicklungsabschnitt ist durch in Reihe geschaltete Gruppen gebildet, von denen jede aus einem seitlichen Rückfluß-Leiterabschnitt (sechste Schicht) des U1-Leitersegments 106, des seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitts (fünfte Schicht) des U1-Leitersegments 106 und des seitlichen Rückfluß-Leiterabschnitts (sechste Schicht) des anderen U1-Leitersegments 106 besteht.
Die Anordnungen der U2-Leitersegmente sind in den 5 und 6 veranschaulicht. Die U2-Leitersegmente sind ähnlich wie die oben beschriebenen U1-Leitersegmente durch sechs Typen von Leitersegmenten 30 gebildet (mit Bezugszeichen 101 bis 106 in 5 bezeichnet), von denen jedes die seitlichen Leiterabschnitte 33 aufweist, die in die Vorwärtsfluß-Leiterschlitze U2 eingeführt sind und in die Rückfluß-Leiterschlitze U2' eingeführt sind, die voneinander gemäß neun Schlitzteilungen beabstandet sind. Spezifisch ausgedrückt, sind die U2-Leitersegmente, wie aus einem Vergleich zwischen den 3 und 5 ersehen werden kann, in der Konstruktion identisch mit den U1-Leitersegmenten. Eine Erläuterung derselben in Einzelheiten wird daher hier weggelassen.
Die Anordnungen der U3-Leitersegmente sind in den 7 und 8 veranschaulicht. Die U3-Leitersegmente sind wie die oben beschriebenen U1-Leitersegmente durch sechs Typen von Leitersegmenten 30 gebildet (mit den Bezugszeichen 101 bis 106 in 7 bezeichnet), von denen jedes seitliche Leiterabschnitte 33 aufweist, die in Vorwärtsfluß-Leiterschlitze U3 eingeführt sind und die in Rückfluß-Leiterschlitz U3' eingeführt sind, welche voneinander gemäß neun Schlitzteilungen beabstandet sind. Spezifisch gesagt, sind die U3-Leitersegmente, wie aus einem Vergleich zwischen den 3 und 7 ersehen werden kann, in der Konstruktion identisch mit den U1-Leitersegmenten. Eine Erläuterung derselben in Einzelheiten wird daher hier weggelassen.
SPEZIAL-U-PHASENLEITERSEGMENT, WELCHES IN DER ERSTEN SCHICHTPOSITION DES SCHLITZES #31 ANGEORDNET IST
Um zurück auf 3 zu kommen, so besitzt das L-gestaltete Leitersegment 200 einen seitlichen Rückfluß-Leiterabschnitt 33, der an der ersten Schichtposition des Schlitzes #31 angeordnet ist, und wobei das andere Ende ein Ende der U-Phasenwicklung bildet.
SPEZIAL-U-PHASENLEITERSEGMENT, MIT EINEM SEITLICHEN VORWÄRTSFLUSS-LEITERABSCHNITT, DER IN DEM SCHLITZ #40 ANGEORDNET IST
Das U-gestaltete Leitersegment 201 besitzt, wie in 3 gezeigt ist, einen seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitt, der in die dritte Schichtposition des Schlitzes 40 eingesetzt ist, und einen seitlichen Rückfluß-Leiterabschnitt, der in der zweiten Schichtposition des Schlitzes #32 positioniert ist.
Das U-gestaltete Leitersegment 202 besitzt einen seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitt, der in der vierten Schichtposition des Schlitzes #40 eingepaßt ist, und einen seitlichen Rückwärtsfluß-Leiterabschnitt, der in der ersten Leiterposition des Schlitzes #32 eingepaßt ist.
Das L-gestaltete Leitersegment 203 besitzt einen seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitt, der in der fünften Schichtposition des Schlitzes #40 eingepaßt ist und bei dem das andere Ende das andere Ende der U-Phasenwicklung bildet.
Das U-gestaltete Leitersegment 204 besitzt einen seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitt, der in der sechsten Schichtposition des Schlitzes #40 eingesetzt ist, und einen seitlichen Rückfluß-Leiterabschnitt, der in der fünften Schichtposition des Schlitzes #32 eingesetzt ist.
Spezifischer ausgedrückt, sind die U-Phasenleitersegmente 201, 202 und 204 in die Schlitze #40 und #32 eingeführt, und zwar in einem Winkelintervall voneinander beabstandet, der äquivalent acht Schlitzteilungen ist, was kürzer ist als derjenige der Standard-U-Phasenleitersegmente, und zwar um eine Teilung.
SPEZIAL-U-PHASENLEITERSEGMENT, MIT EINEM SEITLICHEN VORWÄRTSFLUSS-LEITERABSCHNITT, DER IN DEM SCHLITZ #41 ANGEORDNET IST
Das U-gestaltete Leitersegment 201b besitzt, wie in 5 gezeigt ist, einen seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitt, der in der dritten Schichtposition des Schlitzes #41 eingepaßt ist, und besitzt einen seitlichen Rückfluß-Leiterabschnitt, der in der zweiten Schichtposition des Schlitzes #33 eingepaßt ist.
Das U-gestaltete Leitersegment 202b besitzt einen seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitt, der an der vierten Schichtposition des Schlitzes #41 eingesetzt ist, und besitzt einen seitlichen Rückfluß-Leiterabschnitt, der an der ersten Schichtposition des Schlitzes #33 eingesetzt ist.
Das U-gestaltete Leitersegment 204b besitzt einen seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitt, der an der sechsten Schichtposition des Schlitzes #41 eingesetzt ist, und einen seitlichen Rückwärtsfluß-Leiterabschnitt, der an der fünften Schichtposition des Schlitzes #33 eingesetzt ist.
Das L-gestaltete Leitersegment 205 ist in der Konfiguration identisch mit dem Spezial-U-Phasenleitersegment 204, wie in 3 veranschaulicht ist, und besitzt einen seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitt, der an der fünften Schichtposition des Schlitzes #41 eingepaßt ist, und einen seitlichen Rückwärtsfluß-Leiterabschnitt, der an der sechsten Schichtposition des Schlitzes #49 eingepaßt ist.
Spezifischer ausgedrückt, sind die U-Phasenleitersegmente 201b, 202b und 204b in die Schlitze #41 und #33 eingesetzt, und zwar voneinander in einem Abstand gemäß einer Winkelteilung oder einem Winkelintervall, der gleich ist acht Schlitzteilungen, was um eine Schlitzteilung kürzer ist als diejenige der Standard-U-Phasenleitersegmente. In ähnlicher Weise ist das U-Phasenleitersegment 205 in die Schlitze #41 und #49 eingesetzt, und zwar in einem Abstand voneinander entsprechend einem Winkelintervall, der äquivalent acht Schlitzteilungen ist.
SPEZIAL-U-PHASENLEITERSEGMENT, MIT EINEM SEITLICHEN VORWÄRTSFLUSS-LEITERABSCHNITT, DER IN DEM SCHLITZ #42 ANGEORDNET IST
Das U-gestaltete Leitersegment 206 besitzt, wie in 7 gezeigt ist, einen seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitt, der in der dritten Schichtposition des Schlitzes #42 eingepaßt ist, und einen seitlichen Rückwärtsfluß-Leiterabschnitt, der in der fünften Schichtposition des Schlitzes #31 eingesetzt oder eingepaßt ist.
Das U-gestaltete Leitersegment 207 besitzt einen seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitt, der an der vierten Schichtposition des Schlitzes #42 eingesetzt oder eingepaßt ist, und einen seitlichen Rückwärtsfluß-Leiterabschnitt, der an der zweiten Schichtposition des Schlitzes #31 eingepaßt ist.
Das L-gestaltete Leitersegment 204c besitzt einen seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitt, der in der fünften Schichtposition des Schlitzes #42 eingesetzt ist, und einen seitlichen Rückwärtsfluß-Leiterabschnitt, der an der sechsten Schichtposition des Schlitzes #50 eingesetzt ist.
Das U-gestaltete Leitersegment 208 besitzt einen seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitt, der an der sechsten Schichtposition des Schlitzes #42 eingesetzt ist, und einen seitlichen Rückwärtsfluß-Leiterabschnitt, der an der sechsten Schichtposition des Schlitzes #51 eingesetzt oder eingepaßt ist.
Spezifischer ausgedrückt, sind die U-Phasenleitersegmente 206 und 207 in die Schlitze #42 und #31 eingeführt, und zwar voneinander beabstandet entsprechend einem Winkelintervall, der äquivalent ist elf Schlitzteilungen, welches um zwei Schlitzteilungen länger ist als derjenige der Standard-U-Phasenleitersegmente. Das U-Phasenleitersegment 208 ist in die Schlitze #42 und #51 eingesetzt, die voneinander in dem gleichen Winkelintervall beabstandet sind wie demjenigen der Standard-U-Phasenleitersegmente (das heißt neun Schlitzteilungen), besitzt jedoch einen seitlichen Vorwärtsfluß-Leiterabschnitt und einen seitlichen Rückfluß-Leiterabschnitt, die an Schichtpositionen angeordnet sind, und zwar mit der gleichen Nummer, so daß sie keine Verdrillung oder Verdrehung in der Radiusrichtung haben. Das U-Phasenleitersegment 204c ist in die Schlitze #42 und #50 eingeführt, und zwar in einem Winkelintervall beabstandet voneinander, der äquivalent ist acht Schlitzteilungen, was um eine Schlitzteilung kürzer ist als derjenige der Standard-U-Phasenleitersegmente.
Wie aus der vorangegangenen Erläuterung hervorgeht, sind die ersten bis vierten U1-Wicklungsabschnitte, die aus den U1-Leitersegmenten (das heißt einem ersten Teil der Standard-U-Phasenleitersegmente) gebildet sind und dazu dienen, die U1-Wicklung zu bilden, die ersten bis vierten U2-Wicklungsabschnitte, die aus den U2-Leitersegmenten gebildet sind (das heißt einem zweiten Teil der Standard-U-Phasenleitersegmente), und die ersten bis vierten U3-Wicklungsabschnitte, die aus den U3-Leitersegmenten gebildet sind (das heißt einem dritten Teil der Standard-U-Phasenleitersegmente), die zur Bildung der U3-Wicklung dienen, miteinander verbunden, und zwar über die oben beschriebenen Spezial-U-Phasenleitersegmente 200 bis 208, um dadurch die U-Phasenwicklung zu vervollständigen. Die V- und W-Phasenwicklungen sind in der Konstruktion identisch zu der u-Phasenwicklung und eine detaillierte Erläuterung derselben wird daher hier weggelassen.
ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
12 zeigt eine Schnittansicht, die einen Stator 1 in der axialen Richtung desselben in Einzelheiten wiedergibt. 13 ist eine Schnittansicht, die den Stator 1 in der Radiusrichtung desselben in Einzelheiten veranschaulicht.
Der Stator 1 enthält, wie oben beschrieben ist, drei (k = 3) gleiche Phasenschlitze 351, 352 und 353 für jeden Magnetpol. Eine Gesamtzahl von p∙k∙m (p ist eine Zahl der Phasen und m ist die Zahl der Magnetpole) an Schlitzen kann in gleichen Winkelintervallen in der Umfangsrichtung des Kernes 2 angeordnet sein. Spezifischer ausgedrückt, sind die drei Schlitze 351 bis 353 benachbart zueinander angeordnet und haben die gleichen Phasenwindungen, die in diesen installiert sind. Bei der nachfolgenden Erläuterung werden die Schlitze 351, 352 und 353 auch als ein erster gleicher Phasenschlitz, ein zweiter gleicher Phasenschlitz und ein dritter gleichern Phasenschlitz jeweils bezeichnet.
Die sechs seitlichen Leiterabschnitte 331 bis 336 der Leitersegmente 30 sind, wie oben beschrieben ist, in der Radiusrichtung des Kernes 3 angeordnet, wie in 3 veranschaulicht ist.
Die Leitersegmente 30 enthalten vier Typen an Segmenten: ein groß bemessenes Windungsleitersegment 300 mit einem Paar von seitlichen Leiterabschnitten 33, die an der zweiten Schichtposition bzw. der dritten Schichtposition angeordnet sind, ein klein bemessenes Windungsleitersegment 301 mit einem Paar von seitlichen Leiterabschnitten 33, die an der ersten Schichtposition bzw. der vierten Schichtposition angeordnet sind, wobei das klein bemessene Windungsleitersegment 302 ein Paar von seitlichen Leiterabschnitten 33 aufweist, die an der fünften Schichtposition bzw. der sechsten Schichtposition angeordnet sind, und ein anormales Windungsleitersegment aufweisen, welches an späterer Stelle in Einzelheiten beschrieben wird.
Das groß bemessene Windungsleitersegment 300 und das klein bemessene Windungsleitersegment 301 bilden einen Abschnitt der U1-Leitersegmente, die in Reihe geschaltet sind, und werden als Überlappungswindungswicklung 3000 bezeichnet, was noch später in Einzelheiten erläutert wird. Das klein bemessene Windungsleitersegment 302 bildet einen anderen Abschnitt der U1-Leitersegmente, die in Reihe geschaltet sind, und wird als Wellenwindungswicklung 4000 bezeichnet, was ebenfalls noch später in Einzelheiten erläutert wird. Das Bezugszeichen 5000 bezeichnet das Spezial-U-Phasenleitersegment, welches auch als ein Radiusrichtungsverbindungssegment weiter unten bezeichnet wird.
Die V-Phasenwicklung und die W-Phasenwicklung sind, wie bereits beschrieben wurde, in der Konstruktion identisch mit der U-Phasenwicklung. Es wird daher hier kein Versuch unternommen, um die V- und W-Phasenwicklungen zu beschreiben.
14 zeigt die Konstruktion der U-Phasenwicklung, die bei 3U angegeben ist.
Die U-Phasenwicklung 3U ist durch die Überlappungswindungswicklung 3000 und die Wellenwindungswicklung 4000 aufgebaut, die über das Radiusrichtungsverbindungssegment 5000 in Reihe verbunden sind. Die Überlappungswindungswicklung 3000 ist an einem Ende derselben mit einem neutralen Punkt verbunden. Die Wellenwindungswicklung 4000 ist an einem Ende derselben mit einem U-Phasenanschluß verbunden. Alternativ können die Überlappungswindungswicklung 3000 und die Wellenwindungswicklung 4000 mit dem U-Phasenanschluß bzw. dem neutralen Punkt verbunden werden.
Die Überlappungswindungswicklung 3000 ist, wie den Zeichnungen entnommen werden kann, aus sechs in Reihe geschalteten Einzel-Windungsüberlappungswindungen oder -wicklungen 3001 bis 3006 gebildet, die in Reihe über Verbindungssegmente 6001 bis 6005 in Reihe verbunden sind. Das Verbindungssegment 6003 arbeitet als ein Richtungswindungssegment.
Jede der in Reihe geschalteten Einzel-Windungsüberlappungswindungen oder -wicklungen 3001 bis 3006 erstrecken sich in der gleichen Schlitzposition in Sätzen, von denen jeder aus drei gleichen Phasenschlitzen 351 bis 353 besteht, die in der Umfangsrichtung des Kernes 2 angeordnet sind. Die in Reihe geschalteten Einzel-Windungsüberlappungswindungen oder -wicklungen 3001, 3003 und 3005 erstrecken sich in einer von entgegengesetzt verlaufenden Umfangsrichtungen, während sich die in Reihe geschalteten Einzel-Windungsüberlappungswicklungen 3002, 3004 und 3006 in der anderen Umfangsrichtung erstrecken. Die in Reihe geschalteten Einzel-Windungsüberlappungswicklungen 3001 und 3002 sind in jedem der gleichen Phasenschlitze 351 angeordnet. Die in Reihe geschalteten Einzel-Windungsüberlappungswicklungen 3003 und 3004 sind in jedem der gleichen Phasenschlitze 352 angeordnet. Die in Reihe geschalteten Einzel-Windungsüberlappungswicklungen 3005 und 3006 sind in jedem der gleichen Phasenschlitze 353 angeordnet.
Ein Satz aus den in Reihe geschalteten Einzel-Windungsüberlappungswicklungen 3001 und 3002, ein Satz aus Einzel-Windungswicklungen 3003 und 3004 und ein Satz aus Einzel-Windungswicklungen 3005 und 3006 sind voneinander verschieden, und zwar lediglich hinsichtlich der Schlitzlage in der Umfangsrichtung des Kernes 2, das heißt sie sind zueinander um eine Schlitzteilung in der Umfangsrichtung des Kernes 2 verschoben und sind in der räumlichen Anordnung untereinander identisch.
15 zeigt die in Reihe geschalteten Einzel-Windungsüberlappungswicklungen 3001 und 3002, die in den gleichen Phasenschlitzen 351 angeordnet sind, deren Schlitznummern lauten #n, #n+9 und #n+18.
Jede der in Reihe geschalteten Einzel-Windungsüberlappungswicklungen 3001 und 3002 ist aus einer Folge von Einzel-Windungsleitersegmenten gebildet, wie dies durch eine unterbrochene Linie angezeigt ist, und durch Wellenwindungsleitersegmente gebildet, wie dies durch eine ausgezogene Linie angezeigt ist. Die Wellenwindungsleitersegmente besitzen jeweils seitliche Leiterabschnitte 331 und 334, die an der ersten und der vierten Schichtposition der gleichen Phasenschlitze 351 angeordnet sind. Die Einzel-Windungsleitersegmente besitzen jeweils die seitlichen Leiterabschnitte 332 und 333 und sind an den zweiten und dritten Schichtpositionen der gleichen Phasenschlitze 351 angeordnet. Die in Reihe geschalteten Einzel-Windungsüberlappungswicklungen 3001 und 3002 erstrecken sich in entgegengesetzten Richtungen.
Die Verbindungssegmente 6001 bis 6005 der Überlappungswindungswicklung 3000 werden nun unter Hinweis auf 16 beschrieben. Eine ausgezogene Linie zeigt das segmentkopfseitige Wicklungsende 9 an, während eine unterbrochene Linie das segmentendeseitige Wicklungsende 8 anzeigt.
Das Bezugszeichen 33a gibt einen ersten von in Schlitze eingeführter seitlicher Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 der in Reihe geschalteten Einzel-Windungsüberlappungswicklung 3001 der U-Phasenwicklung 3U wieder, der mit dem neutralen Punkt verbunden ist. Der seitliche Leiterabschnitt 33a ist an der ersten Schichtposition von einem der gleichen Phasenschlitze 351 bis 355 angeordnet. Das Bezugszeichen 33a' zeigt einen ersten einen der schlitz-eingeschobenen seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 der in Reihe geschalteten Einzel-Windungsüberlappungswicklung 3003 der U-Phasenwicklung 3U an. Der seitliche Leiterabschnitt 33a' ist an der ersten Schichtposition von einem der gleichen Phasenschlitze 351 bis 355 nächstliegend zu dem einen angeordnet, innerhalb welchem der seitliche Leiterabschnitt 33a installiert ist. Das Bezugszeichen 33a'' zeigt einen ersten einen der in Schlitze eingeführten seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 der in Reihe geschalteten Einzel-Windungsüberlappungswicklung 3005 der U-Phasenwicklung 3U an. Der seitliche Leiterabschnitt 33a'' ist an der ersten Schichtposition von einem der gleichen Phasenschlitze 351 bis 355 nächstliegend zu dem einen angeordnet, innerhalb welchem der seitliche Leiterabschnitt 33a' installiert ist.
Das Bezugszeichen 33b zeigt einen letzten einen der seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 der in Reihe geschalteten Einzel-Windungsüberlappungswicklung 3001 an. Der seitliche Leiterabschnitt 33b ist an der vierten Schichtposition von einem der gleichen Phasenschlitze 351 bis 355 angeordnet. Das Bezugszeichen 33b' zeigt einen letzten einen der seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 der in Reihe geschalteten Einzel-Windungsüberlappungswicklung 3003 an. Der seitliche Leiterabschnitt 33b ist an der vierten Schichtposition von einem der gleichen Phasenschlitze 351 bis 355 nächstliegend zu dem einen angeordnet, innerhalb welchem der seitliche Leiterabschnitt 33b installiert ist. Das Bezugszeichen 33b'' zeigt einen letzten einen der seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 der in Reihe geschalteten Einzel-Windungsüberlappungswicklung 3005 an. Der seitliche Leiterabschnitt 33b'' ist an der vierten Schichtposition von einem der gleichen Phasenschlitze 351 bis 355 nächstliegend zu dem einen angeordnet, innerhalb welchem der seitliche Leiterabschnitt 33b' installiert ist.
Das Bezugszeichen 33c zeigt einen ersten einen der seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 der in Reihe geschalteten Einzel-Windungsüberlappungswicklung 3002 an. Der seitliche Leiterabschnitt 33c ist an der zweiten Schichtposition von einem der gleichen Phasenschlitze 351 bis 355 angeordnet. Das Bezugszeichen 33c' zeigt einen ersten einen der seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 der in Reihe geschalteten Einzel-Windungsüberlappungswicklung 3004 an. Der seitliche Leiterabschnitt 33c' ist an der zweiten Schichtposition von einem der gleichen Phasenschlitze 351 bis 355 nächstliegend zu dem einen angeordnet, innerhalb welchem der seitliche Leiterabschnitt 33c installiert ist. Das Bezugszeichen 33c'' zeigt einen ersten einen der seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 der in Reihe geschalteten Einzel-Windungsüberlappungswicklung 3006 an. Der seitliche Leiterabschnitt 33c'' ist an der zweiten Schichtposition von einem der gleichen Phasenschlitze 351 bis 355 nächstliegend zu dem einen angeordnet, innerhalb welchem der seitliche Leiterabschnitt 33c' installiert ist.
Das Bezugszeichen 33d zeigt einen letzten einen der seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 der in Reihe geschalteten Einzel-Windungsüberlappungswicklung 3002 an. Der seitliche Leiterabschnitt 33d ist an der dritten Schichtposition von einem der gleichen Phasenschlitze 351 bis 355 angeordnet. Das Bezugszeichen 33d' zeigt einen letzten einen der seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 der in Reihe geschalteten Einzel-Windungsüberlappungswicklung 3004 an. Der seitliche Leiterabschnitt 33d' ist an der dritten Schichtposition von einem der gleichen Phasenschlitze 351 bis 355 nächstliegend zu dem einen angeordnet, innerhalb welchem der seitliche Leiterabschnitt 33d installiert ist. Das Bezugszeichen 33d'' bezeichnet einen letzten einen der seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 der in Reihe geschalteten Einzel-Windungsüberlappungswicklung 3006 an. Der seitliche Leiterabschnitt 33d'' ist an der dritten Schichtposition von einem der gleichen Phasenschlitze 351 bis 355 nächstliegend zu dem einen angeordnet, innerhalb welchem der Leiterabschnitt 33d' installiert ist.
Die Verbindungssegmente 3001 bis 3003 können die gleiche Länge haben wie diejenige der klein bemessenen Windungsleitersegmente 301, und zwar in der axialen Richtung des Kernes 2. Die Verbindungssegmente 6004 und 6005 können die gleiche Länge haben wie diejenige der groß bemessenen Windungsleitersegmente 300 in der axialen Richtung des Kernes 2. Dies minimiert die Länge des segmentkopfseitigen Wicklungsendes 9 in der axialen Richtung des Kernes 2. Das Verbindungssegment 6003 dient als ein Richtungsumlenksegment. Die Verbindungssegmente 6001 und 6002 sind in der Größe gegenüber den Verbindungssegmenten 6004 und 6005 unterschiedlich, so daß sie ohne jegliche physikalische Interferenz untereinander angeordnet werden können. Das Verbindungssegment 6003 kann die gleiche Länge haben wie diejenige des klein bemessenen Windungsleitersegments 301 in der axialen Richtung des Kernes 2.
Die Wellenwindungswicklung 4000 ist, wie aus 14 ersehen werden kann, aus sechs in Reihe geschalteten, wellenförmig gestalteten Einzel-Windungswicklungen 4001 bis 4006 gebildet oder aufgebaut, die über Verbindungssegmente 7001 bis 7005 in Reihe geschaltet sind. Das Verbindungssegment 7003 arbeitet als eine Richtungsumlenkleitung.
Jede der in Reihe geschalteten, wellenförmig gestalteten Einzel-Windungswicklungen 4001 bis 4006 erstreckt sich in der gleichen seriellen Schlitzposition in Sätzen, von denen jeder aus drei gleichen Phasenschlitzen 351 bis 353 besteht. Die in Reihe geschalteten, wellenförmig gestalteten Einzel-Windungswicklungen 4001, 4003 und 4005 erstrecken sich in einer von entgegengesetzten Umfangsrichtungen des Kernes 2, während sich die in Reihe geschalteten wellenförmig gestalteten Einzel-Windungswicklungen 4002, 4004 und 4006 in der anderen Umfangsrichtung erstrecken. Die in Reihe geschalteten, wellenförmig gestalteten Einzel-Windungswicklungen 4001 und 4002 sind je in dem gleichen Phasenschlitz 351 angeordnet. Die in Reihe geschalteten, wellenförmigen Einzel-Windungswicklungen 4003 und 4004 sind in jedem der gleichen Phasenschlitze 352 angeordnet. Die in Reihe geschalteten, wellenförrriig gestalteten Einzel-Windungswicklungen 4005 und 4006 sind in jedem der gleichen Phasenschlitze 353 angeordnet.
Der Satz der in Reihe geschalteten, wellenförmig gestalteten Einzel-Windungswicklungen 4001 und 4002, ein Satz der in Reihe geschalteten, wellenförmig gestalteten Einzel-Windungswicklungen 4003 und 4004 und ein Satz aus den in Reihe geschalteten, wellenförmig gestalteten Einzel-Windungswicklungen 4005 und 4006 unterscheiden sich voneinander lediglich hinsichtlich der Schlitzlage in der Umfangsrichtung des Kernes 2, das heißt, sie sind voneinander um eine Schlitzteilung in der Umfangsrichtung des Kernes 2 verschoben und sind in der räumlichen Anordnung untereinander identisch.
17 zeigt die in Reihe geschalteten, wellenförmig gestalteten Einzel-Windungswicklungen 4001 und 4002, die in den gleichen Phasenschlitzen 351 angeordnet sind, deren Schlitznummern lauten #n, #n+9 und #n+18.
Jede der in Reihe geschalteten, wellenförmig gestalteten Einzel-Windungswicklungen 4001 und 4002 ist aus einer Folge von Wellenumlenkleitersegmenten aufgebaut. Die in Reihe geschaltete, wellenförmig gestaltete Einzel-Windungswicklung 4001 besitzt seitliche Leiterabschnitte 335 und 336, die an der fünften Schichtposition des einen bzw. des gleichen Phasenschlitzes 351 und der sechsten Schichtposition des benachbarten gleichen Phasenschlitzes 351 angeordnet sind. In ähnlicher Weise besitzt die in Reihe geschaltete einzelne/Wellenumlenkwicklung 4002 seitliche Leiterabschnitte 335 und 336, die an der fünften Schichtposition von einem bzw. dem gleichen Phasenschlitz 351 und der sechsten Schichtposition des benachbarten gleichen Phasenschlitzes 351 angeordnet sind. Die in Reihe geschalteten Einzel-/Wellenumlenkwicklungen 4001 und 4002 erstrecken sich in entgegengesetzten Richtungen, wie dies durch Pfeile angezeigt ist.
Die Verbindungssegmente 7001 bis 7005 der Wellenwindungswicklung 4000 werden weiter unten unter Hinweis auf 18 beschrieben. Eine ausgezogene Linie zeigt das segmentkopfseitige Wicklungsende 9 an, während eine unterbrochene Linie das segmentendeseitige Wicklungsende 8 angibt.
Das Bezugszeichen 33e zeigt einen ersten einen der in Schlitze eingeführten seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 der in Reihe geschalteten, wellenförmig gestalteten Einzel-Windungswicklung 4001 an, die zu dem Verbindungssegment 5000 führen, welches sich von der Überlappungswindungswicklung 3000 aus erstreckt. Der seitliche Leiterabschnitt 33e ist an der ersten Schichtposition von einem der gleichen Phasenschlitze 351 bis 355 angeordnet. Das Bezugszeichen 33e' zeigt einen ersten einen der in Schlitze eingeführten seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 der in Reihe geschalteten, wellenförmig gestalteten Einzel-Windungswicklung 4003 an. Der seitliche Leiterabschnitt 33e' ist an der fünften Schichtposition von einem der gleichen Phasenschlitze 351 bis 355 nächstliegend zu dem einen angeordnet, innerhalb welchem der seitliche Leiterabschnitt 33e installiert ist. Das Bezugszeichen 33e'' zeigt einen ersten einen der in Schlitze eingeführten seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 der in Reihe geschalteten, wellenförmig gestalteten Einzel-Windungswicklung 4005 an. Der seitliche Leiterabschnitt 33e'' ist an der fünften Schichtposition von einem der gleichen Phasenschlitze 351 bis 355 nächstliegend zu dem einen angeordnet, innerhalb welchem der seitliche Leiterabschnitt 33e' installiert ist.
Das Bezugszeichen 33f zeigt einen letzten einen der seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 der in Reihe geschalteten, wellenförmig gestalteten Einzel-Windungswicklung 4001 an. Der seitliche Leiterabschnitt 33f ist an der sechsten Schichtposition von einem der gleichen Phasenschlitze 351 bis 355 angeordnet. Das Bezugszeichen 33f' zeigt einen letzten einen der seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 der in Reihe geschalteten, wellenförmig gestalteten Einzel-Windungswicklung 4003 an. Der seitliche Leiterabschnitt 33f' ist an der sechsten Schichtposition von einem der gleichen Phasenschlitze 351 bis 355 nächstliegend zu dem einen angeordnet, innerhalb welchem der seitliche Leiterabschnitt 33f installiert ist. Das Bezugszeichen 33f'' zeigt einen letzten einen der seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 der in Reihe geschalteten, wellenförmig gestalteten Einzel-Windungswicklung 4005 an. Der seitliche Leiterabschnitt 33f'' ist an der sechsten Schichtposition von einem der gleichen Phasenschlitze 351 bis 355 nächstliegend zu dem einen angeordnet, innerhalb welchem der seitliche Leiterabschnitt 33f' installiert ist.
Das Bezugszeichen 33g zeigt einen ersten einen der seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 der in Reihe geschalteten, wellenförmig gestalteten Einzel-Windungswicklung 4002 an. Der seitliche Leiterabschnitt 33g ist an der sechsten Schichtposition des gleichen einen der gleichen Phasenschlitze 351 bis 355 wie derjenige des seitlichen Leiterabschnitts 33e angeordnet. Das Bezugszeichen 33g' zeigt einen ersten einen der seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 der in Reihe geschalteten, wellenförmig gestalteten Einzel-Windungswicklung 4004 an. Der seitliche Leiterabschnitt 33g' ist an der sechsten Schichtposition von einem der gleichen Phasenschlitze 351 bis 355 nächstliegend zu dem einen angeordnet, innerhalb welchem der seitliche Leiterabschnitt 33g installiert ist. Das Bezugszeichen 33g" zeigt einen ersten einen der seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 der in Reihe geschalteten, wellenförmig gestalteten Einzel-Windungswicklung 4006 an. Der seitliche Leiterabschnitt 33g'' ist an der sechsten Schichtposition von einem der gleichen Phasenschlitze 351 bis 355 nächstliegend zu dem einen angeordnet, in welchem der seitliche Leiterabschnitt 33g' installiert ist.
Das Bezugszeichen 33h'' zeigt einen letzten einen der seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 der in Reihe geschalteten, wellenförmig gestalteten Einzel-Windungswicklung 4002 an. Der seitliche Leiterabschnitt 33h'' ist an der fünften Schichtposition von einem der gleichen Phasenschlitze 351 bis 355 angeordnet. Das Bezugszeichen 33h' gibt einen letzten einen der seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 der in Reihe geschalteten, wellenförmig gestalteten Einzel-Windungswicklung 4004 an. Der seitliche Leiterabschnitt 33h' ist an der fünften Schichtposition von einem der gleichen Phasenschlitze 351 bis 355 nächstliegend zu dem einen angeordnet, innerhalb welchem der seitliche Leiterabschnitt 33h'' installiert ist. Das Bezugszeichen 33h zeigt einen letzten einen der seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 der in Reihe geschalteten, wellenförmig gestalteten Einzel-Windungswicklung 4006 an. Der seitliche Leiterabschnitt 33h ist an der fünften Schichtposition von einem der gleichen Phasenschlitze 351 bis 355 nächstliegend zu dem einen angeordnet, innerhalb welchem der seitliche Leiterabschnitt 33h' installiert ist.
Die Verbindungssegmente 7001, 7002, 7004 und 7005 können die gleiche Länge haben wie diejenige der klein bemessenen Umlenkleitersegmente 302 in der axialen Richtung des Kernes 2, wodurch die Länge des segmentkopfseitigen Wicklungsendes 9 in der axialen Richtung des Kernes 2 minimiert wird. Die Richtungsumlenkleitung 7003 weist die seitlichen Leiterabschnitte 33 auf, die an der sechsten Schichtposition der Schlitze 700 angeordnet sind, die in einem Intervall vorhanden sind, äquivalent einer Magnetpolteilung (das heißt entsprechend einem elektrischen Winkel von π).
Spezifischer ausgedrückt, sind die seitlichen Leiterabschnitte 33, die zu dem neutralen Punkt führen, die seitlichen Leiterabschnitte 33, die zu dem Anschluß der U-Phasenwicklung führen, und die Richtungsumlenkleitung 7003 innerhalb eines elektrischen Winkels von angenähert 2π angeordnet, so daß die Möglichkeit geboten wird, daß eine Anschlußmontageplatte in der Breite reduziert werden kann, und zwar in der Umfangsrichtung des Kernes 2.
Die Segmentanordnungen des segmentkopfseitigen Wicklungsendes 9 und des segmentendeseitigen Wicklungsendes 8 sind die gleichen wie diejenigen, die in den 3 bis 8 veranschaulicht sind, und eine Erläuterung derselben in Einzelheiten wird daher hier weggelassen.
19 zeigt Anschlußbeine der U-Phasenwicklung 3U.
Das Bezugszeichen 33N bezeichnet ein Neutralpunkt-Verbindungsanschlußbein, welches zu der in Reihe geschalteten Einzel-Überlappungswindungswicklung 3001 der U-Phasenwicklung 3U führt. Das Bezugszeichen 33U bezeichnet ein Anschlußbein zum Anschließen bzw. zur Verbindung mit dem U-Phasenanschluß. Die Anschlußbeine 33N und 33U erstrecken sich aus zwei Schlitzen 700 heraus, die voneinander gemäß einem elektrischen Winkel von n beabstandet sind (das heißt einer Magnetpolteilung), und führen zu den Enden der U-Phasenwicklung 3U. Die Richtungsumlenkleitung 7003 ar beitet in solcher Weise, um die in Reihe geschalteten, wellenförmig gestalteten Einzel-Windungswicklungen 4003 und 4004 der Wellenwindungswicklung 4000 zu verbinden, und besteht aus ersten und zweiten Abschnitten 7003a und 7003b. Der erste Abschnitt 7003a ist durch einen Endabschnitt von einer der Wicklungen 4003 und 4004 gebildet und erstreckt sich außerhalb von dem Anschlußbein 33U in der Umfangsrichtung des Kernes 2 an dem segmentkopfseitigen Wicklungsende 9. Der zweite Abschnitt 7003b ist durch einen Endabschnitt der anderen der Wicklungen 4003 und 4004 gebildet und ist bei 7003c mit dem ersten Abschnitt 7003a verschweißt. Dies vermeidet eine physikalische Interferenz der Schweißstelle 7003c mit den Anschlußbeinen 33N und 33U und ermöglicht es der Richtungsumlenkleitung 4003 und den Anschlußbeinen 33N und 33U, innerhalb eines Bereiches von zwei Magnetpolteilungen angeordnet zu werden.
Die Richtungsumlenkleitungen (directional turning lines) 7003 und die Anschlußbeine der U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasenwicklungen sind in bevorzugter Weise um die erforderliche Schlitzteilung in der Umfangsrichtung des Kernes 2 verschoben, um eine physikalische Interferenz zwischen diesen zu vermeiden, es ist jedoch ratsam, daß sie dicht beieinander liegend angeordnet werden, um dadurch eine unerwünschte Vergrößerung in der Länge der Neutralpunkt-Verbindungsanschlußbeine 33N und eine Zunahme in der Breite der Anschlußmontageplatte zu vermeiden. Eines der Anschlußbeine 33U kann durch ein Neutralpunkt-Verbindungsanschlußbein 33N ersetzt werden. Die Wellenwindungswicklung 4000 kann alternativ an der ersten und der zweiten Schichtposition der Schlitze 700 angeordnet werden. Die Überlappungswindungswicklung 3000 kann alternativ an der dritten bis sechsten Schicht der Schlitze 700 angeordnet werden. 20 zeigt einen Abschnitt der U-Phasenwicklung 3U, bei der keine Anschlußbeine vorhanden sind.
Eine oder mehrere Wicklungen, die identisch mit der Überlappungswindungswicklung 3000 sind, können in der Umfangsrichtung des Kernes 2 in einer Serienschaltung mit der U-Phasenwicklung 3U angeordnet werden, und zwar unter Verwendung des Verbindungssegmentes 5000.
DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM
21 zeigt ein Leitersegment 30, welches drei Typen von Segmenten enthält: ein groß bemessenes Umlenkleitersegment 300, ein klein bemessenen Umlenkleitersegment 301 und ein klein bemessenes Umlenkleitersegment 302. Das groß bemessene Umlenkleitersegment 300 besitzt einen seitlichen Leiterabschnitt 331, der an der ersten Schichtposition angeordnet ist, und einen seitlichen Leiterabschnitt 334, der an der vierten Schichtposition angeordnet ist. Das klein bemessene Umlenkleitersegment 301 besitzt einen seitlichen Leiterabschnitt 332, der an der zweiten Schichtposition angeordnet ist, und einen seitlichen Leiterabschnitt 333, der an der dritten Schichtposition angeordnet ist. Das groß bemessene Umlenkleitersegment 300 und das klein bemessene Umlenkleitersegment 301 bilden eine umfangsmäßig verbundene Vier-Leiterbein-Wicklung, die auch im folgenden als erste Wicklung bezeichnet wird. Das klein bemessene Umlenkleitersegment 302 besitzt einen seitlichen Leiterabschnitt 335, der an der fünften Schichtposition angeordnet ist, und einen seitlichen Leiterabschnitt 336, der an der sechsten Schichtposition angeordnet ist und eine umfangsmäßig verbundene Zwei-Leiterbein-Wicklung bildet, die im folgenden auch als zweite Wicklung bezeichnet wird.
Spezifischer ausgedrückt, sind die seitlichen Leiterabschnitte 331 und 334 von jedem der Leitersegmente 300 in zwei der Schlitze 700 eingeschoben, und zwar jeweils entsprechend einer Magnetpolteilung voneinander beabstandet. In ähnlicher Weise sind die seitlichen Leiterabschnitte 332 und 333 von jedem der Leitersegmente 301 in zwei der Schlitze 700 eingeführt, und zwar jeweils um eine Magnetpolteilung voneinander beabstandet. In ähnlicher Weise sind die seitlichen Leiterabschnitte 335 und 336 von jedem der Leitersegmente 302 in zwei der Schlitze 700 eingeführt und sind jeweils voneinander gemäß einer Magnetpolteilung beabstandet.
22 zeigt eine äquivalente Schaltung der Statorwicklung 3. Jede der U-Phasen-, V-Phasen und W-Phasenwicklungen ist gebildet aus der radial angeordneten Vier-Leiterbein-Wicklung 400, bestehend aus einer Folge von groß bemessenen Umlenkleitersegmenten 300 und klein bemessenen Umlenkleitersegmenten 301, die abwechselnd verbunden sind, der radial angeordneten Zwei-Leiterbein-Wicklung 1200, die aus einer Folge von klein bemessenen Umlenkleitersegmenten 302 besteht, und dem U-gestalteten Verbindungsleitersegment 500, welches die Wicklungen 1400 und 1200 verbindet. Das Verbindungsleitersegment 500 besitzt zwei seitliche Leiterabschnitte: einen, der einen letzten einen der seitlichen Leiterabschnitte der Wicklung 1400 bildet, und den anderen, der einen ersten einen der seitlichen Leiterabschnitte der Wicklung 1200 bildet. Ein letzter einer der seitlichen Leiterabschnitte der Wicklung 1200 führt zu dem L-gestalteten Leitersegment 600, welches einen Abschnitt des Neutralpunkt-Verbindungsanschlußbeines bildet. Ein erster einer der Wicklung 1400 führt zu dem L-gestalteten Leitersegment 850, welches auch als ein Anschlußbein dient. Die radial angeordnete Zwei-Leiterbein-Wicklung 1200 und die radial angeordnete Vier-Leiterbein-Wicklung 1400 sind in Einzelheiten in 23 gezeigt.
Eine wünschenswerte Anordnung oder Muster, in welchem die radial angeordnete Zwei-Leiterbein-Wicklung 1200 und die radial angeordnete Vier-Leiterbein-Wicklung 1400 in die Schlitze 700 eingeführt werden, hängt von der Zahl der Schlitze 700 für jeden Magnetpol und der Phase und einem Windungstyp ab, wie beispielsweise einer Vollteilungswicklung oder einer Teilteilungswicklung, wie dies auf dem Gebiet gut bekannt ist. Eine Erläuterung derselben in Einzelheiten wird daher hier weggelassen.
Ein Herstellungsverfahren für die radial angeordnete Zwei-Leiterbein-Wicklung 1200 und für die radial angeordnete Vier-Leiterbein-Wicklung 1400 wird nun weiter unten beschrieben.
1 KOPFVERDRILLUNGSPROZESS (KOPFSPREIZUNGSPROZESS)
Der Kopfverdrillungsprozeß wird nun weiter unten unter Hinweis auf die 24 bis 26 beschrieben. Die 24 und 25 zeigen drei Typen von Leitersegmenten 300 bis 302 bevor die Köpfe derselben verdreht werden, und zwar in der Umfangsrichtung des Kernes 2, das heißt sie werden gespreizt, so daß die ersten und die zweiten Beine 321 und 322 der Leitersegmente 300 bis 302 sich geradlinig von den Enden des Kopfes 31 jeweils erstrecken.
Es werden Ringe 1000 bis 1002 koaxial zueinander angeordnet, so daß sie relativ zueinander verdreht werden können. Der Ring 1000 besitzt den kleinsten Durchmesser, während der Ring 1002 den größten Durchmesser hat. Die Ringe 1000 bis 1002 besitzen je eine Vielzahl an Nuten oder Löchern h, wie in 25 veranschaulicht ist, wie auch Schlitze 700 des Kernes 2, die in diesem ausgebildet sind, und zwar in regulären Intervallen identisch zu den Teilungen der Schlitze 700.
Bei dem Herstellungsprozeß werden die Beine 32 der Leitersegmente 300 bis 302 in die Löcher h der Ringe 1000 bis 1002 eingeschoben, wobei die Köpfe 31 aus den Ringen 1000 bis 1002 herausragen.
Spezifischer gesagt, werden bei einem ersten Schritt, wie in 24 veranschaulicht ist, der seitliche Leiterabschnitt 331 des Leitersegments 300 und der seitliche Leiterabschnitt 332 des Leitersegments 301 in die Löcher h des Ringes 1000 eingeführt. Der seitliche Leiterabschnitt 333 des Leitersegments 301, der seitliche Leiterabschnitt 334 des Leitersegments 300 und der seitliche Leiterabschnitt 335 des Leitersegments 302 werden in die Löcher h des Ringes 1001 eingeführt. Der seitliche Leiterabschnitt 336 des Leitersegments 302 wird in das Loch h des Ringes 1002 eingeführt.
Es wird ein Preßring 1003 über den Leitersegmenten 300 bis 302 in Lage gebracht, der ein Paar an Zacken oder Spitzen 1004 aufweist (lediglich eine Rückseite ist der Übersichtlichkeit halber der Darstellung dargestellt). Die Zacken oder Spitzen 1004 erstrecken sich vertikal, um die oberen Bereiche der Köpfe 31 der Leitersegmente 300 und 301 zu berühren. In ähnlicher Weise erstreckt sich ein Paar von Zacken oder Spitzen 1005 (der Übersichtlichkeit halber ist lediglich eine Rückseite von einem gezeigt) von dem Preßring 1003 aus und stößt an den oberen Teil des Kopfes 31 des Leitersegments 301 an.
Als nächstes werden die Ringe 1000 und 1002 gedreht, beispielsweise in einer Uhrzeigerrichtung, während der Ring 1001 in einer Gegenuhrzeigerrichtung gedreht wird, wobei der Preßring stationär gehalten wird. Bei dieser Ausführungsform ist der Winkel, über den die Ringe 1000 und 1002 gedreht werden, auf eine halbe Polteilung eingestellt, jedoch kann die Summe aus dem Drehwinkel 1000 und 1002 und dem Drehwinkel des Ringes 1001 (das heißt ein Unterschied zwischen den Absolutwerten der Drehwinkel) gleich sein der Magnetpolteilung (das heißt einem elektrischen Winkel von n entsprechend).
Die oben erläuterte Drehung der Ringe 1000 bis 1002 bewirkt, daß die Enden der Köpfe 31 der Leitersegmente 300 bis 302 gespreizt werden, wie dies klar in 26 dargestellt ist, und zwar in der Umfangsrichtung der Ringe 1000 bis 1002, und die ersten und die zweiten Beine 321 und 322 von jedem der Leitersegmente 300 bis 302 voneinander in einer Magnetpolteilung beabstandet werden.
Während des oben erläuterten Kopfspreizvorganges nimmt die Höhe der Köpfe 31 der Leitersegmente 300 bis 302 von der Oberfläche der Ringe 1000 bis 1002 ab. Der Preßring 1003 wird somit nach unten zu den Ringen 1000 bis 1002 als eine Funktion von solch einer Abnahme in der Höhe der Köpfe 31 bewegt. Nach der Vervollständigung des Spreizvorganges der Köpfe 31 werden die Ringe 1000 bis 1002 von den Leitersegmenten 300 bis 302 entfernt, während dabei jedoch die Leitersegmente 300 bis 302 über den Preßring 1003 festgehalten werden.
Bei dem Kopfspreizschritt können die Drehwinkel der Ringe 1000 und 1001 selbst auf irgendeinen Wert eingestellt werden, solange als die Summe der Drehwinkel eine Magnetpolteilung erreicht. Als eine Alternative zu der oben erläuterten Drehung der Ringe 1000 bis 1002 können die Ringe 1000 und 1002 stationär gehalten werden, während jedoch der Ring 1000 um eine Magnetpolteilung gedreht wird, und der Preßring 1003 um die Hälfte einer Magnetpolteilung in der gleichen Richtung wie derjenigen des Ringes 1000 gedreht wird. Alternativ kann der Ring 1001 stationär gehalten werden, während die Ringe 1000 und 1002 um eine Magnetpolteilung gedreht werden, der Preßring 1003 um die Hälfte einer Magnetpolteilung in der gleichen Richtung wie derjenigen der Ringe 1000 und 1002 gedreht wird.
Wie aus der obigen Erläuterung hervorgeht, wird der Kopfspreizprozeß dadurch erreicht, indem das erste Bein 321 des Leitersegments 302 der radial angeordneten Zwei-Leiterbein-Wicklung 200 und das erste Bein 321 des Leitersegments 300 der radial angeordneten Vier-Leiterbein-Wicklung 400, die benachbart zu dem ersten Bein 321 des Leitersegments 301 in der Radiusrichtung innerhalb des Ringes 1001 gehalten wird, das zweite Bein 322 des Leitersegments 302 innerhalb des Ringes 1002, der außerhalb des Ringes 1001 plaziert ist, gehalten wird, das zweite Bein 322 des Leitersegments 300 innerhalb des Ringes 1000, der innerhalb des Ringes 1001 plaziert ist, gehalten wird, und indem die Ringe 1000 bis 1002 in der oben geschilderten Weise gedreht werden. Spezifischer ausgedrückt, wird das Spreizen der Köpfe 31 der Leitersegmente 300 bis 302 erreicht, indem die Beine der Leitersegmente 300 und 302 festgehalten werden, die zu unterschiedlichen Wicklungen gehören und sich benachbart zueinander erstrecken, und zwar in der Radiusrichtung der Ringe 1000 bis 1002 in dem gleichen Ring, wodurch die Leitersegmente 300 bis 302 verformt werden, und zwar in die gewünschten Gestalten, ohne daß dabei irgendeine Reibung zwischen den Köpfen 31 der Leitersegmente 300 und 302 auftritt.
2 EINFÜHREN DES LEITERSEGMENTS IN DEN SCHLITZ
Nach der Vervollständigung des Spreizvorganges der Köpfe 31 der Leitersegmente 300 bis 302 werden diese in die Schlitze 700 des Kernes 2 eingeführt, und zwar unter Aufrechterhaltung der räumlichen Anordnungen und Orientierung derselben, so wie sie gegeben ist. Anschließend wird dann der Preßring 1003 entfernt.
END-VERDREHUNGSPROZESS (END-SPREIZPROZESS)
Die Enden 34 der Leitersegmente 300 bis 302, die durch die Schlitze 700 des Kernes 2 eingeführt wurden, werden verdreht oder gespreizt, und zwar auf die folgende Weise.
Es werden Ringe 2000 bis 2004, so wie in 27 gezeigt ist, koaxial zueinander angeordnet, so daß sie relativ zueinander gedreht werden können. Die Ringe 2000 bis 2004 enthalten jeweils viele Nuten oder Löcher h' entsprechend den Schlitzen 700 des Kernes 2, die an einer Endfläche desselben in regulären Intervallen ausgebildet sind, die identisch den Teilungen der Schlitze 700 sind.
Zuerst werden die Spitzen 35 der Endabschnitte 34 der Leitersegmente 300 bis 302 in die Löcher h' der Ringe 2000 bis 2004 eingeführt. Die Bezugszeichen 341, 342, 343, 344, 345 und 346 bezeichnen die Enden des zweiten Beines 322 des Leitersegments 300, des zweiten Beines 322 des Leitersegments 301, des ersten Beines 321 des Leitersegments 301, des ersten Beines 321 des Leitersegments 300, des ersten Beines 321 des Leitersegments 302 bzw. des zweiten Beines 322 des Leitersegments 302.
Die Spitze 35 des Endabschnitts 341 ist innerhalb des Ringes 2000 eingepaßt. Die Spitze 35 des Endabschnitts 342 ist innerhalb des Ringes 2001 eingepaßt. Die Spitze 35 des Endabschnitts 343 ist in den Ring 2002 eingepaßt. Die Spitze 35 des Endabschnitts 344 und des Endabschnitts 345 ist in den Ring 2003 eingesetzt. Die Spitze 35 des Endabschnitts 346 ist in den Ring 2004 eingesetzt.
Als nächstes werden die Ringe 2000, 2002 und 2004, die an ungeradzahligen Positionen, gezählt von der Innenseite des Statorkernes 2, gelegen sind, gedreht, und zwar beispielsweise im Uhrzeigersinn über ein halb einer Magnetpolteilung, während die Ringe 2001 und 2003, die an geradzahligen Positionen gelegen sind, im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden, und zwar um die Hälfte einer Magnetpolteilung, wodurch die Beine 341 bis 346 in der Umfangsrichtung des Kernes 2 gespreizt werden. Die Spitze 35 des Beines 341 wird von der Spitze 35 des Beines 342 in der Magnetpolteilung beabstandet. Die Spitze 35 des Beines 343 wird von der Spitze 35 des Beines 344 gemäß der Magnetpolteilung beabstandet. Die Spitze 35 des Beines 345 wird von der Spitze 35 des Beines 346 gemäß der Magnetpolteilung beabstandet. Nach der Vervollständigung des Spreizvorganges der Endabschnitte 34 werden die Ringe 2000 bis 2004 von den Endabschnitten 341 bis 346 abgezogen.
Der Endspreizvorgang bewirkt, daß die Höhe der Endabschnitte 341 bis 346, das heißt, der Abstand zwischen dem Statorkern 2 und den Ringen 2000 bis 2004 vermindert wird. Es ist somit ratsam, daß der Kern 2 nach unten bewegt wird oder alternativ die Ringe 2000 bis 2004 gleichzeitig mit der Drehung der Ringe 2000 bis 2004 nach oben bewegt werden.
Bei dem oben erläuterten Endspreizschritt können die Drehwinkel der Ringe 2000 bis 2004 selbst auf irgendwelche Werte eingestellt werden, solange als die Summe der Drehwinkel der Ringe 2000, 2002 und 2004, die an den ungeradzahligen Positionen angeordnet sind, und der Drehwinkel der Ringe 2001 und 2003, die an den geradzahligen Positionen angeordnet sind, eine Magnetpolteilung erreicht. Als eine Alternative zu der oben erläuterten Drehung der Ringe 2000 bis 2004 kann eine eines Satzes von Drehwinkeln der Ringe 2000. 2002 und 2004, die an den ungeradzahligen Positionen angeordnet sind, und ein Satz der Drehwinkel der Ringe 2001 und 2003, die an den geradzahligen Positionen angeordnet sind, über eine Magnetpolteilung gedreht werden und zur gleichen Zeit kann der Kern 2 über einen gegebenen Winkel gedreht werden, während der andere Satz stationär gehalten wird.
Wie aus der obigen Erläuterung hervorgeht, wird der Endspreizprozeß dadurch erreicht, indem der Ring 2003 festgehalten wird, das erste Bein 321 (das heißt der Endabschnitt 345) des Leitersegments 302 der radial angeordneten Zwei-Leiterbein-Wicklung 1200 und das erste Bein 321 (das heißt der Endabschnitt 345) des Leitersegments 300 der radial angeordneten Vier-Leiterbein-Wicklung 1400, die benachbart zum ersten Bein 321 des Leitersegments 302 gelegen ist, in der Radiusrichtung des Kernes 2 gehalten wird, wodurch eine unerwünschte Reibung zwischen den Endabschnitten 344 und 345 während des Spreizvorganges vermieden wird.
4 VERBINDUNGSPROZESS
Nachdem die Endabschnitte 341 bis 346 in der oben geschilderten Weise gespreizt worden sind, werden die Spitzen 35 der Endabschnitte 341 und 342, die zueinander benachbart in der Radiusrichtung des Kernes 2 angeordnet sind, miteinander verschweißt. Die Spitzen 35 der Endabschnitte 343 und 344, die zueinander benachbart angeordnet sind, und zwar in der Radiusrichtung des Kernes 2, werden ebenfalls miteinander verschweißt. In ähnlicher Weise werden die Spitzen 35 der Endabschnitte 345 und 346, die benachbart zueinander in der Radiusrichtung des Kernes 2 angeordnet sind, miteinander verschweißt. Der Schweißvorgang kann mit Hilfe eines TIG-Schweißprozesses, Hartlötprozesses, Widerstandsschweißprozesses, Elektronenstrahlschweißprozesses oder Laserstrahlschweißprozesses implementiert werden.
Die anormalen Leitersegmente 500, 600 und 850 können, wie in 22 veranschaulicht ist, in Form des oben beschriebenen Kopf- und Endspreizprozesses ausgebildet werden oder können alternativ hergestellt und in die Schlitze 700 des Kernes 2 eingesetzt werden. In einem Fall, bei dem innerhalb der radial angeordneten Zwei-Leiterbein-Wicklungen 1200 und der radial angeordneten Vier-Leiterbein-Wicklungen 1400 zwei oder mehrere gleichphasige Schlitze 700 benachbart zueinander angeordnet sind, und zwar für jeden Magnetpol und Phase, können die Leitersegmente 30, die in die gleichphasigen Schlitze 700 eingesetzt sind, die zueinander benachbart gelegen sind, in der gleichen Weise verbunden werden, wie dies in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurde.
Die 28 und 29 zeigen Abwandlungen des Kopf- und Endspreizprozesses bei der dritten Ausführungsform, die dazu verwendet werden, um eine Ein-Schlitz-Zwölf-Leitersegment-Statorwicklung herzustellen, bei der die radial angeordneten Vier-Leiterbein-Wicklungen 401 bis 403 in der Radiusrichtung des Kernes 2 angeordnet sind.
In 28 werden die Ringe 1005 und 1007, die in den ungeradzahligen Positionen angeordnet sind, in einer Uhrzeigerrichtung gedreht, während die Ringe 1006 und 1008, die an geradzahligen Positionen angeordnet sind, im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden. Die Summe aus einem Drehwinkel der Ringe 1005 und 1007 und einem Drehwinkel der Ringe 1006 und 1008 entspricht einer Magnetpolteilung. Dies reduziert die Reibung zwischen den Köpfen 31 der Leitersegmente 30 von unterschiedlichen Wicklungen, die benachbart zueinander in der Radiusrichtung angeordnet sind.
In 29 werden die Ringe 2000, 2002, 2004, 2006 und 2008, die an ungeradzahligen Positionen angeordnet sind, im Uhrzeigersinn gedreht, während die Ringe 2001, 2003, 2005, 2007 und 2009 in dem Gegenuhrzeigersinn gedreht werden. Die Summe aus einem Drehwinkel der Ringe 2000, 2002, 2004, 2006 und 2008 und einem Drehwinkel der Ringe 2001, 2003, 2005, 2007 und 2009 entspricht einer Magnetpolteilung. Dies reduziert die Reibung zwischen den Endabschnitten 34 der Leitersegmente 30 von unterschiedlichen Wicklungen, die benachbart zueinander in der Radiusrichtung angeordnet sind.
MERKMALE UND WIRKUNGEN DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Von den Standard-U-Phasenleitersegmenten 101, 102, 104 und 105, die an der ersten bis vierten Schichtposition der Schlitze 700 angeordnet sind, wie dies in den 3 bis 8 veranschaulicht ist, sind die Leitersegmente 101 und 104 in der Konfiguration identisch. In ähnlicher Weise sind die Leitersegmente 102 und 105 in der Konfiguration identisch. Das Leitersegment 101 erstreckt sich außerhalb des Leitersegments 102 in der axialen Richtung des Kernes 2. Das Leitersegment 104 erstreckt sich außerhalb des Leitersegments 105 in der axialen Richtung des Kernes 2. Spezifischer gesagt, sind die Leitersegmente 101 und 104 aus groß bemessenen Umlenkleitersegmenten 300 gebildet, wie dies klar in 1 zu ersehen ist, während die Leitersegmente 102 und 105 aus klein bemessenen Umlenkleitersegmenten 301 gebildet sind.
Die Standard-U-Phasenleitersegmente 103 und 106, die an der fünften und der sechsten Schichtposition der Schlitze 700 angeordnet sind, wie dies in den 3 bis 8 veranschaulicht ist, sind in der Konfiguration identisch und schneiden sich gegeneinander räumlich nicht. Sie sind daher aus klein bemessenen Leitersegmenten 302 hergestellt, ähnlich den Leitersegmenten 102 und 103.
Die oben beschriebenen Leitersegmentanordnungen ermöglichen es, daß die meisten der Standard-U-Phasenleitersegmente, welche die U-Phasenwicklung bilden, doppelt an dem segmentkopfseitigen Wicklungsende 9 in der axialen Richtung des Kernes 2 angeordnet werden, so daß dadurch die Gesamtaxiallänge der drehbaren elektrischen Maschine stark reduziert werden kann, und zwar verglichen mit der herkömmlichen einen, die mit dreifach angeordneten Leitersegmenten ausgestattet ist. Dies ermöglicht auch das Vorsehen eines Spielraums zwischen dem segmentkopfseitigen Wicklungsende 9 und an einer inneren Endwand des Gehäuses 5 vergrößert werden kann, so daß dadurch der Fluß oder die Strömung von Belüftungsluft zum Verbessern der Kühlkapazität der drehbaren elektrischen Maschine verbessert wird. Ferner kann die Länge der Köpfe der Leitersegmente, die das statorkopfseitige Wicklungsende bilden, reduziert werden, und zwar verglichen mit der herkömmlichen drehbaren elektrischen Maschine, was zu einer Reduzierung des elektrischen Widerstandes derselben führt und damit zu einer Abnahme in der Quantität der erzeugten Kopf- und elektrischen Verluste führt.
Es wurde festgestellt, daß die Verwendung der U-Phasen-Spezial-Phasenleitersegmente mit den seitlichen Leiterabschnitten, die in einem Intervall angeordnet sind, und zwar voneinander abliegend, der verschieden ist von demjenigen der Standard-U-Phasenleitersegmente, die Möglichkeit bietet, daß die Leitersegmente der gleichen Phase in einigen benachbarten Schlitzen (bei der Ausführungsform drei) angeordnet werden können, wodurch der Schlitzraumfaktor verbessert wird, wie er durch eine typische, in Serie verbundene Segmentstatorwicklung geboten wird und wobei auch vorteilhafte Wirkungen erzielt werden, wie weiter unten erläutert wird.
Die Anordnung der seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 der gleichen Phase innerhalb benachbarter drei der Schlitze 700, durch die ein elektrischer Strom in dem gleichen Richtungssinn fließt, ermöglicht es, daß die Windungen der Wicklung der Statorwicklung oder Statorspule 3 erhöht werden können, ohne dabei die Magnetpole zu vergrößern, so daß dadurch die drehbare elektrische Maschine in einem Hochspannungssystem verwendet werden kann, was auch die Möglichkeit bietet, die Herstellungskosten eines Umrichters und eines Drahtes zu reduzieren, und was auch zu einer Reduzierung in der Menge der erzeugten Wärme führt. Wenn kein Bedarf nach einer Erhöhung der Magnetpole des Stators 1 besteht, wird die Möglichkeit geschaffen, daß die Frequenz einer Statorwicklungsspannung mit der gleichen Geschwindigkeit vermindert werden kann, wie derjenigen der herkömmlichen drehbaren elektrischen Maschine, was zu einer Reduzierung der Induktivitätsverluste des Drahtes und zu einer Reduzierung einer Schaltverlustes des Umrichters führt (das heißt einem Schalttransistorverlust), was zu einem verbesserten Wirkungsgrad der drehbaren elektrischen Maschine führt.
Als eine Abwandlung der Konstruktion dieser Ausführungsform, bei welcher die gleichen Phasenleitersegmente 30 in benachbarten einigen der Schlitze 700 angeordnet sind, kann eine Statorwicklung vorgeschlagen werden, bei der zwei oder mehrere der seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 nebeneinander innerhalb eines einzelnen Schlitzes angeordnet sind, der eine größere Breite in der Umfangsrichtung des Kernes 2 aufweist. Diese Konstruktion erfordert jedoch einen Rand in den Schlitzen in der Umfangsrichtung des Kernes 2, um einen Nachteil dahingehend zu schwächen, daß die benachbarten Leitersegmente, die in dem Schlitz angeordnet sind, aneinander reiben, und aus Harz hergestellte Hüllen voneinander abschaben, was somit zu einer Reduzierung des Schlitzraumfaktors und der Zahl der Schlitze führt. Dies verursacht auch mechanische Störgeräusche und Vibrationen, die dabei zunehmen. Zusätzlich führt die enge Nähe der seitlichen Leiterabschnitte 33 des Leitersegments 30, die innerhalb jedem der Schlitze in der Umfangsrichtung des Kernes 2 angeordnet sind, zu einer unerwünschten speziellen Interferenz derselben an den Wicklungsenden. Im Gegensatz dazu ist die Konstruktion dieser Ausführungsform, wie in 2 gezeigt ist, mit dem Zahn 800 ausgestattet, der zwischen benachbarten zwei der Schlitze 700 ausgebildet ist, so daß die seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 nicht aneinander in der Umfangsrichtung des Kernes 2 anstoßen und dadurch die räumliche Interferenz derselben an den Wicklungsenden vermieden wird.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen offenbart wurde, um das Verständnis derselben zu verbessern, sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung auf verschiedene Arten realisiert werden kann, ohne jedoch dabei das Prinzip der Erfindung zu verlassen. Daher ist die Erfindung so aufzufassen, daß sie alle möglichen Ausführungsformen und Abwandlungen mit umfaßt, die bei den gezeigten Ausführungsformen möglich sind und die realisiert werden können, ohne das Prinzip der Erfindung, wie es in den anhängenden Ansprüchen festgehalten ist, zu verlassen.
Die U-gestalteten Standard- und Spezial-U-Phasenleitersegmente sind nicht auf die Konfiguration beschränkt, wie sie oben beschrieben ist, und diese können alternativ eine V-Gestalt aufweisen. Die seitlichen Leiterabschnitte 33 der Leitersegmente 30 können alternativ innerhalb von benachbarten zwei oder noch mehr als drei der Schlitze 700 angeordnet sein. Die Zahl der seitlichen Leiterabschnitte 33, die innerhalb jedem der Schlitze 700 in der Radiusrichtung des Kernes 2 angeordnet sind, kann mehr als sechs betragen. Die U-, V- und W-Phasenwicklungen sind, wie oben beschrieben wurde, miteinander über eine sogenannte Sternverbindung verbunden, können jedoch auch alternativ über eine sogenannte Deltaverbindung verbunden sein.

Claims

Statorwicklung aus sequenziell verbundenen Segmenten für eine rotierende elektrische Maschine, mit: einem Statorkern mit sich gegenüber liegenden Enden und mit Schlitzen, die in gegebenen Intervallen in einer Umfangsrichtung des Statorkernes ausgebildet sind; und einer Vielzahl von Leitersegmenten, von denen jedes einen Kopfabschnitt, ein Paar von in Schlitze eingeführte Abschnitte und ein Paar von Endabschnitten aufweist, wobei jeder der Kopfabschnitte eine Gestalt entsprechend im wesentlichen einer U- und V-Gestalt aufweist und sich in einer Umfangsrichtung des Statorkernes an einem der Enden des Statorkernes erstreckt, wobei die Kopfabschnitte der Leitersegmente ein segmentkopfseitiges Wicklungsende der Statorwicklung definieren, die in einen Schlitz eingeführten Leiterabschnitte von jedem Paar, die sich von den Enden von einem der Kopfabschnitte aus fortsetzen, in zwei der Schlitze eingeführt sind, die in dem Statorkern ausgebildet sind, sechs der in Schlitze eingeführten Leiterabschnitte in einer Linie in der Radiusrichtung des Statorkernes innerhalb jedes der Schlitze des Statorkernes angeordnet sind, wobei die Endabschnitte von den im Schlitz eingeführten Leiterabschnitten außerhalb des anderen Endes des Statorkernes in der axialen Richtung desselben vorspringen und sich im wesentlichen in der Umfangsrichtung des Statorkernes erstrecken, wobei die Endabschnitte ein segmentendeseitiges Wicklungsende der Statorwicklung definieren, wobei die Leitersegmente wenigstens über Verbindungsstellen verbunden sind, von denen jede zwischen zwei Spitzen der Endabschnitte vorgesehen ist, und wobei das segmentkopfseitige Wicklungsende die Kopfabschnitte enthält, die zu dem ersten und dem vierten in den Schlitz eingeführten Leiterabschnitten führen, und zwar gezählt von einer radialen Innenseite des Statorkernes aus, und eine größere Größe haben, die Kopfabschnitte, die zu den zweiten und dritten in ein einen Schlitz eingeführten Leiterabschnitten führen, eine kleinere Größe haben, und die Kopfabschnitte, die zu dem fünften und dem sechsten in einen Schlitz eingeführten Leiterabschnitten führen, eine kleinere Größe aufweisen.
Statorwicklung aus sequenziell verbundenen Segmenten nach Anspruch 1, bei der das segmentendeseitige Wicklungsende der Statorwicklung aus den Endabschnitten gebildet ist, die miteinander verbunden sind, und die zu dem ersten und dem zweiten in einen Schlitz eingeführten Leiterabschnitt führen, und zwar gezählt von einer radialen Innenseite des Statorkernes aus, wobei die Endabschnitte miteinander verbunden sind und zu dem dritten und vierten, in einen Schlitz eingeführten Leiterabschnitt führen, und wobei die Endabschnitte miteinander verbunden sind und zu dem fünften und sechsten in einen Schlitz eingeführten Leiterabschnitt führen.
Statorwicklung aus sequenziell verbundenen Segmenten nach Anspruch 1, bei der die Kopfabschnitte mit der kleineren Größe, die nicht durch die Kopfabschnitte mit der größeren Größe umgeben sind, jeweils eine Länge aufweisen, und zwar entsprechend einem Vorspringen von dem Ende des Statorkernes aus, die kürzer ist als diejenige der Kopfabschnitte mit der größeren Größe.
Statorwicklung aus sequenziell verbundenen Segmenten für eine rotierende elektrische Maschine, mit: einem Statorkern, der sich gegenüber liegende Enden und Schlitze aufweist, die in gegebenen Intervallen in einer Umfangsrichtung des Statorkernes ausgebildet sind; und einer Vielzahl von Leitersegmenten, von denen jedes einen Kopfabschnitt, ein Paar von in einen Schlitz eingeführten Abschnitten und ein Paar von Endabschnitten aufweist, jeder der Kopfabschnitte eine der Gestalten entsprechend einer im wesentlichen U- und V-Gestalten aufweist, die sich in einer Umfangsrichtung des Statorkernes an einem der Enden des Statorkernes in einer axialen Richtung desselben erstrecken, wobei die Kopfabschnitte der Leitersegmente ein segmentkopfseitiges Wicklungsende der Statorwicklung definieren, die in einen Schlitz eingeführten Leiterabschnitte von jedem Paar sich von den Enden von einem der Kopfabschnitte aus fortsetzen und in zwei der Schlitze eingeführt sind, die in dem Statorkern ausgebildet sind, sechs der in einen Schlitz eingeführten Leiterabschnitte in einer Linie in einer Radiusrichtung des Statorkernes innerhalb jedes der Schlitze des Statorkernes angeordnet sind, wobei die Endabschnitte von den in einen Schlitz eingeführten Leiterabschnitten außerhalb des anderen Endes des Statorkernes in der axialen Richtung desselben vorspringen oder ragen und sich im wesentlichen in der Umfangsrichtung des Statorkernes erstrecken, die Endabschnitte ein segmentendeseitiges Wicklungsende der Statorwicklung definieren, wobei die Leitersegmente wenigstens über Verbindungsstellen miteinander verbunden sind, von denen jede zwischen zwei Spitzen der Endabschnitte vorgesehen ist, und wobei das segmentkopfseitige Wicklungsende Kopfabschnitte enthält, die zu den sechsten und dritten in Schlitze eingeführten Leiterabschnitten führen, und zwar gezählt von einer radialen Innenseite des Statorkernes aus, und eine größere Größe haben, die Kopfabschnitte, die zu dem fünften und vierten in einen Schlitz eingeführten Leiterabschnitt führen, eine kleinere Größe haben und die Kopfabschnitte, die zu dem zweiten und dem ersten in einen Schlitz eingeführten Leiterabschnitt führen, eine kleinere Größe haben.
Statorwicklung aus sequenziell verbundenen Segmenten nach Anspruch 4, bei der das segmentendeseitige Wicklungsende der Statorwicklung aus Endabschnitten gebildet ist, die miteinander verbunden sind und die zu den ersten und zweiten in einen Schlitz eingeführten Leiterabschnitten führen, und zwar gezählt von einer radialen Innenseite des Statorkernes aus, wobei die Endabschnitte miteinander verbunden sind und zu den dritten und vierten in Schlitze eingeführte Leiterabschnitte führen und Endabschnitte miteinander verbunden sind und zu den fünften und sechsten in Schlitze eingeführte Leiterabschnitten führen.
Statorwicklung aus sequenziell verbundenen Segmenten nach Anspruch 4, bei der die Kopfabschnitte mit der kleineren Größe, die durch die Kopfabschnitte mit der größeren Größe nicht umgeben sind, je eine Länge aufweisen, und zwar entsprechend einem Vorspringen von dem Ende des Statorkernes, die kürzer ist als diejenige der Kopfabschnitte mit der größeren Größe.
Rotierende elektrische Maschine für ein Hochspannungsfahrzeug, mit: einem Statorkern mit sich gegenüber liegenden Enden und mit Schlitzen, die in gegebenen Intervallen in einer Umfangsrichtung des Statorkernes ausgebildet sind; und einer Dreiphasen-, sequenziell durch Segmente verbundene Statorwicklung, die Dreiphasenwicklungen enthält, welche miteinander gemäß einer Verbindung entsprechend einer Sternverbindung und einer Deltaverbindung verbunden sind, wobei jede der Phasenwicklungen eine Vielzahl an Leitersegmenten enthält, von denen jedes einen Kopfabschnitt, ein Paar von in einen Schlitz eingeführte Abschnitte und ein Paar von Endabschnitten aufweist, jeder der Kopfabschnitte eine der Gestalten entsprechend einer im wesentlichen U-Gestalt und V-Gestalt auf weist und sich in einer Umfangsrichtung des Statorkernes an einem der Enden des Statorkernes erstreckt, wobei sich die in einen Schlitz eingeführten Leiterabschnitte von jedem Paar von den Enden von einem der Kopfabschnitte fortsetzen und in zwei der Schlitze des Statorkernes eingeschoben sind, die entsprechend gegebenen Schlitzteilungen beabstandet sind, eine gegebene Anzahl der in einen Schlitz eingeführten Leiterabschnitte in jedem der Schlitze in Ausrichtung in einer Radialrichtung des Statorkernes angeordnet sind, die Endabschnitte aus den in Schlitze eingeführten Leiterabschnitten außerhalb des anderen Endes des Statorkernes in der axialen Richtung desselben ragen und sich im wesentlichen in der Umfangsrichtung des Statorkernes erstrecken, wobei die Leitersegmente über Verbindungsstellen in Reihe geschaltet sind, von denen jede zwischen zwei Spitzen der Endabschnitte vorgesehen ist, um jede der Phasenwicklungen zu vervollständigen, und wobei jede der Phasenwicklungen aus unterschiedlichen Typen von in Reihe geschalteten Leitersegmenten gebildet ist, wobei einer dieser Typen sich von dem anderen hinsichtlich der Schlitzteilung unterscheidet, und zwar zwischen den Schlitzen, innerhalb welchen die in Schlitze eingeführten Abschnitte von jedem der Leitersegmente angeordnet sind.
Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 7, bei der sechs der in Schlitze eingeführten Leiterabschnitte in jedem der Schlitze in einer Linie in der Radiusrichtung des Statorkernes angeordnet sind.
Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 8, bei der jeder der in Schlitze eingeführten Leiterabschnitte von jedem der Leitersegmente, welche jede der Phasenwicklungen bilden, innerhalb von einem von benachbarten drei der Schlitze angeordnet ist, wobei in den benachbarten drei Schlitzen die in Schlitze einge führten Leiterabschnitte angeordnet sind, durch die elektrische Ströme in der gleichen Richtung fließen und wobei jede der Phasenwicklungen aus einem ersten, einem zweiten und einem dritten Typ von Leitersegmenten aufgebaut ist, die in Schlitze eingeführten Leiterabschnitte von jedem der Leitersegmente des ersten Typs von jedem anderen gemäß acht Schlitzteilungen beabstandet sind, die in Schlitze eingeführten Leiterabschnitte von jedem der Leitersegmente des zweiten Typs von jedem anderen gemäß neun Schlitzteilungen beabstandet sind, die in Schlitze eingeführten Leiterabschnitte von jedem der Leitersegmente des dritten Typs von jedem anderen gemäß elf Schlitzteilungen beabstandet sind.
Rotierende elektrische Maschine mit einer Statorwicklung aus sequenziell verbundenen Segmenten, mit: einem Rotor mit einer Vielzahl von Paaren an Magnetpolen; einem Statorkern mit sich gegenüber liegenden Enden, wobei in dem Statorkern eine Vielzahl von Schlitzen in einer gegebenen Teilung in Umfangsrichtung des Statorkernes ausgebildet sind und wobei jeder der Schlitze eine Folge von wenigstens ersten bis sechsten in Schlitzen eingeführte Abschnitte festlegt, die in einer Radiusrichtung des Statorkernes ausgerichtet sind; und einer Vielphasen-Statorwicklung, die aus einer gegebenen Anzahl von Phasenwicklungen gebildet ist, von denen jede eine Vielzahl von im wesentlichen U-gestalteten Leitersegmenten enthält, die in Reihe verbunden sind, jedes der U-gestalteten Leitersegmente ein Paar von Beinen aufweist, die an unterschiedlichen zwei der mit einem Leiter belegten Positionen in zweien der Schlitze jeweils angeordnet sind, und die innerhalb der Schlitze zu dem gleichen Ende des Statorkernes hin orientiert sind, wobei die Beine der U-gestalteten Leitersegmente in Paaren verbunden sind, um jede der Phasenwicklungen zu vervollständigen, wobei die U-gestalteten Leitersegmente Überlappungswindungswicklung enthalten, in welchen Endabschnitte der Beine, die aus den Schlitzen ragen, so verlaufen, daß sie sich in der Umfangsrichtung des Statorkernes aneinander annähern, und Wellensegmente enthalten, bei denen Endabschnitte der Beine, die aus den Schlitzen ragen, sich voneinander weg in der Umfangsrichtung des Statorkernes erstrecken, wobei der Statorkern k (= natürliche Zahl größer als oder gleich zwei) Schlitze aufweist, die jeden der Sätze der gleichen Phasenschlitze für jeden Magnetpol definieren, wobei k Schlitze benachbart zueinander in der Umfangsrichtung des Statorkernes gelegen sind und eine der Phasenwicklungen durch diese hindurch verläuft, die k Schlitze Schlitz-Seriennummern aufweisen, die in Serien in der Umfangsrichtung des Statorkernes festgelegt sind, und wobei jede der Phasenwicklungen eine Überlappungswindungswicklung, eine Wellenwindungswicklung und eine Verbindungsleitung enthält, die die Überlappungswindungswicklung und die Wellenwindungswicklung verbindet, wobei die Überlappungswindungswicklung aus einer Gesamtzahl von 2k Einzel-Überlappungswindungswicklungen gebildet ist, die in Reihe geschaltet sind und von denen jede ein Wellensegment mit Beinen enthält, die in erste und vierte Leiteraufnahmepositionen in einigen der gleichen Phasenschlitze der gleichen Schlitz-Seriennummer in zwei der Sätze der gleichen Phasenschlitze eingeführt sind, und wobei das Überlappungswindungssegment Beine aufweist, die in zweite und dritte Leitereinführpositionen in den gleichen einen der gleichen Phasenschlitze wie diejenigen des Wellensegments eingeführt sind, die Wellenwindungswicklung aus einer Gesamtzahl von 2k Einzelwindungs-Wellenwindungswicklungen gebildet ist, die in Reihe geschaltet sind, und von denen jede die Wellensegmente enthält, die in Reihe geschaltet sind, und von denen jede Beine aufweist, die in fünfte und sechste Leiteraufnahmepositionen in einigen der gleichen Phasenschlitze der gleichen Schlitz-Seriennummer in zwei der Sätze der gleichen Phasenschlitze eingeführt sind.
Rotierende elektrische Maschine mit einer Statorwicklung aus sequenziell verbundenen Segmenten nach Anspruch 10, bei der die Überlappungswindungswicklung aus einer ersten Folge von in Reihe geschalteten k der Einzel-Überlappungswindungswicklungen und einer zweiten Folge von in Reihe geschalteten k der Einzel-Überlappungswindungswicklungen gebildet ist, wobei die erste und die zweite Sequenz in entgegengesetzten Richtungen verlaufen.
Rotierende elektrische Maschine mit einer Statorwicklung aus sequenziell verbundenen Segmenten nach Anspruch 10, bei der die Wellenwindungswicklung aus einer ersten Folge von in Reihe geschalteten k der Einzelwindungs-Wellenwindungswicklungen und einer zweiten Folge von in Reihe geschalteten k der Einzelwindungs-Wellenwindungswicklungen gebildet ist, wobei die erste und die zweite Sequenz in entgegengesetzten Richtungen verlaufen.
Rotierende elektrische Maschine mit einer Statorwicklung aus sequenziell verbundenen Segmenten nach Anspruch 12, ferner mit einer Richtungsumlenkverbindungsleitung, die eine Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Sequenz der Einzelwindungs-Wellenwindungswicklungen herstellt und bei der die Richtungsumlenkverbindungsleitung und die Enden von jeder der Phasenwindungen innerhalb eines Bereiches von zwei Magnetpolteilungen liegen.
Rotierende elektrische Maschine mit einer Wicklung aus sequenziell verbundenen Segmenten, mit: einem Kern mit sich gegenüber liegenden Enden, wobei der Kern eine Vielzahl von Schlitzen aufweist, die in einer gegebenen Teilung in der Umfangsrichtung des Kernes angeordnet sind; und einer Vielphasen-Statorwicklung, die aus einer gegebenen Anzahl von Phasenwicklungen gebildet ist, von denen jede eine erste Wicklung und eine zweite Wicklung enthält, die miteinander in Reihe geschaltet sind, wobei die erste Wicklung eine Vielzahl an ersten Leitersegmenten enthält, von denen jedes einen im wesentlichen U-gestalteten Kopf und ein erstes und ein zweites Bein aufweist, die sich von den Enden des Kopfes aus erstrecken, wobei das erste und das zweite Bein durch zwei der Schlitze jeweils verlaufen, Spitzen des ersten und des zweiten Beines in Paaren in Reihe verbunden sind, um die erste Wicklung zu vervollständigen, die zweite Wicklung eine Vielzahl von zweiten Leitersegmenten enthält, von denen jedes einen Kopf und ein erstes und ein zweites Bein aufweist, die sich von den Enden des Kopfes aus erstrecken, das erste und das zweite Bein durch zwei der Schlitze jeweils verlaufen, die Spitzen des ersten und des zweiten Beines als Paar in Reihe verbunden sind, um die zweite Wicklung zu vervollständigen, wobei das erste Bein von jedem der ersten Leitersegmente der ersten Wicklung und das erste Bein von jedem der zweiten Leitersegmente der zweiten Wicklung innerhalb eines ersten einen der Schlitze und zueinander benachbart angeordnet sind, so daß das erste Bein des ersten Leitersegments innerhalb des ersten Beines des zweiten Leitersegments in einer Radiusrichtung des Kernes gelegen ist; wobei das zweite Bein von jedem der ersten Leitersegmente innerhalb einem zweiten einen der Schlitze angeordnet ist, der von dem ersten Schlitz in im wesentlichen einer Magnetpolteilung in der Umfangsrichtung beabstandet ist und innerhalb des ersten Beines des ersten Leitersegments in der Radiusrichtung des Kernes gelegen ist, und wobei das zweite Bein von jedem der zweiten Leitersegmente innerhalb eines dritten einen der Schlitze angeordnet ist, welcher von dem ersten Schlitz in im wesentlichen einer Magnetpolteilung in der Umfangsrichtung beabstandet ist und innerhalb des ersten Beines des zweiten Leitersegmentes in der Radiusrichtung des Kernes gelegen ist.
Verfahren zur Herstellung einer aus sequenziell verbundenen Segmenten gebildeten Wicklung für eine rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 14, mit den folgenden Schritten: Vorbereiten eines großen Ringes mit Nuten oder Löchern, die in diesem ausgebildet sind, und zwar in einer gegebenen Teilung in einer Umfangsrichtung desselben, Vorbereiten eines mittleren Ringes mit Nuten oder Löchern, die darin in der gleichen Teilung wie derjenigen des großen Ringes ausgebildet sind, und Vorbereiten eines kleinen Ringes mit Nuten oder Löchern, die in diesem in der gleichen Teilung wie derjenigen des mittleren Ringes ausgebildet sind, wobei der mittlere Ring innerhalb des großen Ringes angeordnet ist, der kleine Ring innerhalb des mittleren Ringes angeordnet ist; Vorbereiten eines ersten und eines zweiten Leiterteiles zur Bildung von jeweils einem ersten und einem zweiten Leitersegment, von denen jedes erste und zweite Leitersegment einen im wesentlichen U-gestalteten Kopf und ein erstes und ein zweites Bein aufweist, welche sich von den Enden des Kopfes aus erstrecken; Einsetzen der ersten Beine der ersten und der zweiten Leiterteile in die Nuten oder Löcher des mittleren Ringes; Einsetzen der zweiten Beine der ersten Leiterteile in die Nuten oder Löcher des kleinen Ringes; Einsetzen der zweiten Beine der zweiten Leiterteile in die Nuten oder Löcher des großen Ringes; und Drehen des großen und des kleinen Ringes in der gleichen Umfangsrichtung derselben relativ zu dem mittleren Ring über angenähert einer Magnetpolteilung, um die Köpfe des ersten und des zweiten Leiterteiles in der Umfangsrichtung zu spreizen.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner mit den folgenden Schritten: Einsetzen des ersten und des zweiten Beines des gespreizten ersten und zweiten Leiterteiles in die Schlitze des Kernes von einem der Enden des Kernes aus; Vorbereiten eines zweiten großen Ringes mit Nuten oder Löchern, die in diesem ausgebildet sind, und zwar in einer gegebenen Teilung in der Umfangsrichtung desselben, Vorbereiten eines zweiten mittleren Ringes mit Nuten oder Löchern, die in diesem in der gleichen Teilung wie derjenigen des zweiten großen Ringes ausgebildet sind, und Vorbereiten eines zweiten kleinen Ringes mit Nuten oder Löchern, die in diesem ausgebildet sind, und zwar in der gleichen Teilung wie derjenigen des zweiten mittleren Ringes, wobei der zweite mittlere Ring innerhalb des großen Ringes angeordnet wird, der zweite kleine Ring innerhalb des zweiten mittleren Ringes angeordnet wird; Einsetzen von Endabschnitten der ersten Beine der gespreizten ersten und zweiten Leiterteile, die von dem Kern vorspringen, in die Nuten oder Löcher vdes zweiten mittleren Ringes; Einsetzen von Endabschnitten der zweiten Beine der gespreizten ersten Leiterteile, die von dem Kern abstehen, in die Nuten oder Löcher des kleinen Ringes; Einsetzen von Endabschnitten der zweiten Beine der zweiten Leiterteile, die von dem Kern abstehen, in die Nuten oder Löcher des großen Ringes; und Drehen des zweiten großen Ringes und des zweiten kleinen Ringes in der gleichen Umfangsrichtung derselben relativ zu dem zweiten mittleren Ring über angenähert eine Magnetpolteilung, um die Endabschnitte des gespreizten ersten und zweiten Leiterteiles in der Umfangsrichtung zu spreizen, um dadurch das erste bzw. zweite Leitersegment zu vervollständigen.