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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine rotierende elektrische Maschine und auf ein Verfahren zur Herstellung der rotierenden elektrischen Maschine.
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Stand der Technik
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In der rotierenden elektrischen Maschine wird einer Statorspule eine AC-Leistung zugeführt, um ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen, und wird durch das rotierende Magnetfeld ein Rotor gedreht. Außerdem kann eine auf den Rotor angewendete mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt werden, um von der Spule die AC-Leistung auszugeben. Auf diese Weise arbeitet die rotierende elektrische Maschine als ein Elektromotor oder als ein Elektrogenerator. Als ein Stator der rotierenden elektrischen Maschine dieses Typs ist eine Konfiguration bekannt, in der ein Zuleitungsdraht der externen Anschlussseite an einem oberen Abschnitt eines Statorkerns angeordnet ist, um in einer axialen Richtung zu verlaufen, und in der ein Sternpunktdraht an jedem Ende des Zuleitungsdrahts der externen Verbindungsseite angeordnet ist (siehe z. B. Patentliteratur 1).
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Liste der Entgegenhaltungen
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1:
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Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2011-015459
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Wenn die rotierende elektrische Maschine dieses Typs in ein Fahrzeug eingebaut wird, wird die rotierende elektrische Maschine verkleinert, um verkleinert zu werden, da die rotierende elektrische Maschine in einem begrenzten kleinen Raum angebracht wird. Um zwischen einem oberen Abschnitt einer Spule und einem Endemissionsabschnitt einen Spalt sicherzustellen, ist es erwünscht, einen nach außen gewölbten Bereich, in dem der Sternpunktdraht geleitet ist, zu verschmälern. Allerdings leidet die rotierende elektrische Maschine dieses Typs an einem Problem, dass eine Kernrückseite oder das Spulenende groß wird und in einer axialen Richtung oder in einer radialen Richtung vorsteht.
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Lösung des Problems
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In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine rotierende elektrische Maschine geschaffen, die enthält: einen Statorkern, der mehrere Nuten aufweist, die entlang einer Umfangsrichtung ausgerichtet sind; einen Stator, der eine Statorspule mit einer Isolationsbeschichtung aufweist, die in die Nuten des Statorkerns eingeführt ist; und einen Rotor, der über einen gegebenen Spalt über dem Stator drehbar angeordnet ist, wobei die Statorspule enthält: Hauptspulen mehrerer Phasen, in denen mehrere Segmentspulen, die jeweils im Voraus aus einem Draht mit rechteckigem Querschnitt im Wesentlichen U-förmig geformt worden sind, miteinander verbunden sind; eine erste Unterspule, die einen Zuleitungsdraht aufweist, der von den Nuten geleitet ist und mit einem AC-Anschluss angeschlossen ist und mit einem Ende der jeweiligen Hauptspulen verbunden ist; und eine zweite Unterspule, die einen Sternpunktdraht aufweist, der von den Nuten geleitet ist und mit dem anderen Ende der jeweiligen Hauptspulen verbunden ist, wobei der Zuleitungsdraht und der Sternpunktdraht jeweils aus einem Draht mit einer Biegestruktur, die mehrere Geraden und Biegungen aufweist, geformt sind.
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In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen der rotierenden elektrischen Maschine in Übereinstimmung mit der obigen Ausführungsform geschaffen, wobei ein Formprozess zum Biegen eines Drahts, während ein Formstift gegen den Draht anliegt, zum Formen mehrerer Biegungen mehrmals aufeinanderfolgend durchgeführt wird.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung können die Kernrückseite und das Spulenende verkleinert werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine schematische Darstellung, die eine Gesamtkonfiguration einer rotierenden elektrischen Maschine in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Stator der rotierenden elektrischen Maschine in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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3 ist eine perspektivische Ansicht eines Statorkerns 132.
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4 ist eine Darstellung, die ein Magnetblech 133 darstellt.
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5 ist eine Darstellung, die einen Querschnitt eines Rotors 150 und eines Stators 130 darstellt.
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6 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Statorspule 138 darstellt.
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7 ist eine Darstellung, die eine Sternverbindung darstellt.
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8 ist eine perspektivische Darstellung, die eine Statorspule 138U darstellt.
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9 ist eine perspektivische Darstellung, die eine Statorspule 138U1 darstellt.
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10 ist eine perspektivische Darstellung, die eine Statorspule 138U2 darstellt.
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11 ist eine Darstellung, die ein Verbindungsverfahren einer Segmentspule 28 darstellt.
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12 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts eines in 9 dargestellten Zuleitungsdrahts 500U1.
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13 ist eine Darstellung, die einen Formprozess des Zuleitungsdrahts 500U1 darstellt, die von einer Mittelseite des Statorkerns 132 aus gesehen ist.
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14 ist eine Darstellung, die einen Formprozess des Zuleitungsdrahts 500U1 darstellt, die entlang einer axialen Richtung davon gesehen ist.
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15 ist eine Darstellung, die einen Zuleitungsdraht 500U1 einer U1-Phasenspule und einen Zuleitungsdraht 500U2 einer U2-Phasenspule darstellt.
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16 ist eine Darstellung, die einen Abschnitt eines Sternpunktdraht-Verbindungsabschnitts 712 in 6 darstellt.
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17 ist eine Darstellung, die die mit einem AC-Anschluss 41U verbundene U1-Phase und einen Zuleitungsdraht der U1-Phase darstellt.
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18 ist eine Darstellung, die die durch einen Sternpunktdraht-Verbindungsabschnitt 712 verbundenen Sternpunktdrähte 712U2, 712V2 und 712W2 darstellt.
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19 ist eine Darstellung, die eine Verbindungsstruktur einer Statorspule in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform darstellt.
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20 ist ein Diagramm, das einen Brückendraht 400U darstellt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Im Folgenden werden anhand der Zeichnungen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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(Gesamtkonfiguration der rotierenden elektrischen Maschine)
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Eine rotierende elektrische Maschine in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform ist eine rotierende elektrische Maschine, die dafür geeignet ist, für die Fahrt des Fahrzeugs verwendet zu werden. In diesem Beispiel enthält ein sogenanntes Elektrofahrzeug, das die rotierende elektrische Maschine verwendet, ein Hybridelektrofahrzeug (HEV), das sowohl eine Kraftmaschine als auch die rotierende elektrische Maschine aufweist, und ein reines Elektrofahrzeug (EV), das nur mit Hilfe der rotierenden elektrischen Maschine ohne Verwendung der Kraftmaschine fährt. Allerdings kann die im Folgenden beschriebene rotierende elektrische Maschine für beide Typen verwendet werden, so dass typisch eine Beschreibung der für das Fahrzeug vom Hybridtyp verwendeten rotierenden elektrischen Maschine gegeben wird.
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1 ist eine schematische Darstellung, die eine Gesamtkonfiguration einer rotierenden elektrischen Maschine 100 in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 1 veranschaulicht einen Innenraum der rotierenden elektrischen Maschine 100 mit einem Teilquerschnitt der rotierenden elektrischen Maschine 100. Wie in 1 dargestellt ist, ist die rotierende elektrische Maschine 100 innerhalb einer Kapsel 10 angeordnet und enthält sie ein Gehäuse 112, einen Stator 130, der einen an dem Gehäuse 112 befestigten Statorkern 132 aufweist, und einen Rotor 150, der innerhalb des Stators drehbar angeordnet ist. Die Kapsel 10 ist durch eine Kraftmaschinenkapsel oder durch eine Getriebekapsel konfiguriert.
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Die rotierende elektrische Maschine 100 ist ein Dreiphasensynchronmotor mit einem inneren Permanentmagneten. Die rotierende elektrische Maschine 100 arbeitet als ein Elektromotor, der bei Zufuhr eines Dreiphasen-AC-Stroms zu der auf den Statorkern 132 gewickelten Statorspule 138 den Rotor 150 dreht. Außerdem arbeitet die rotierende elektrische Maschine 100 als ein Leistungsgenerator und gibt eine erzeugte Leistung eines Dreiphasen-AC-Stroms aus, wenn die rotierende elektrische Maschine 100 durch die Kraftmaschine angetrieben wird. Das heißt, die rotierende elektrische Maschine 100 weist sowohl eine Funktion als der Elektrogenerator, der auf der Grundlage einer elektrischen Energie ein Rotationsdrehmoment erzeugt, als auch eine Funktion als ein elektrischer Generator, der auf der Grundlage einer mechanischen Energie eine elektrische Leistung erzeugt, auf und kann die obigen Funktionen in Übereinstimmung mit einem Fahrzustand des Fahrzeugs wahlweise verwenden.
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Der Stator 130 ist an dem Gehäuse 112 befestigt. Der Stator 130 ist durch Befestigen eines an dem Gehäuse 112 angeordneten Flanschs 115 an der Kapsel 10 mit einer Schraube 12 innerhalb der Kapsel 10 festgehalten. Der an einer Welle 118 befestigte Rotor 150 ist durch mit der Kapsel 10 zusammengesetzte Lager 14A und 14B gestützt und drehbar innerhalb des Statorkerns 132 gehalten.
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2 ist eine perspektivische Ansicht, die den in das Gehäuse 112 eingebauten Stator 130 darstellt. Das Gehäuse 112 ist durch Ziehen einer Stahlplatte (Hochspannungsstahl oder dergleichen) mit einer Dicke von etwa 2 bis 5 mm zu einer Zylinderform geformt worden. Ein Ende des Gehäuses 112 in einer axialen Richtung davon ist mit einem Flansch 115 ausgestattet und wie oben beschrieben mit der Schraube an der Kapsel 10 befestigt (siehe 1). Der Flansch 115 ist durch Ziehen einteilig mit dem Gehäuse 112 geformt. Der Stator 130 kann ohne Bereitstellung des Gehäuses 112 direkt an dem Gehäuse 10 befestigt sein.
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Der Stator 130 ist an einer Innenumfangsseite des Gehäuses 112 befestigt und enthält einen zylindrischen Statorkern 132 und eine Statorspule 138, die in dem Statorkern 132 eingerichtet ist. 3 ist eine perspektivische Ansicht des Statorkerns 132. Der Statorkern 132 ist durch Aufeinanderstapeln mehrerer Magnetbleche 133 wie in 4 dargestellt gebildet. Das Magnetblech 133 ist etwa 0,05 bis 1,0 mm dick und durch Stanzen oder Ätzen geformt worden. Die gestapelten Magnetbleche 133 sind durch Schweißen befestigt worden. In einem in 3 dargestellten Beispiel geben die geschweißten Abschnitte 200 den Schweißabschnitt an. Bei einem solchen Schweißen werden die jeweiligen gestapelten Magnetbleche 133 miteinander verbunden und wird die durch eine Anzugskraft bei der Presspassung der Magnetbleche 133 in das Gehäuse 112 verursachte Verformung der Magnetbleche 133 unterdrückt.
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In dem Statorkern 132 sind in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung des Statorkerns 132 mehrere Nuten 420 gebildet, die in der axialen Richtung verlaufen. In dieser Ausführungsform ist die Anzahl der Nuten 420 z. B. 72. Wie in 2 dargestellt ist, ist die Statorspule 138 in den Nuten 420 aufgenommen. In dem in 3 dargestellten Beispiel sind die Nuten 420 offene Nuten und ist in einer Innenumfangsseite des Statorkerns eine Öffnung gebildet. Eine Breite der Öffnung in der Umfangsrichtung ist im Wesentlichen gleich den oder etwas kleiner als die mit Spulen beladenen Abschnitte der jeweiligen Nuten 420, in die die Statorspule 138 geladen ist.
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Innerhalb der jeweiligen Nuten 420 ist ein Isolierpapier 300 angeordnet. Das Isolierpapier 300 ist in jeder der Nuten 420 und in den Spulenenden 140a, 140b angeordnet. Das in den Nuten 420 angeordnete Isolierpapier 300 (die sogenannte Nutauskleidung) ist zwischen den in die Nuten 420 eingeführten Spulen und zwischen der Spule und einer Innenoberfläche der Nut 420 angeordnet. Bei dieser Konfiguration ist eine Spannungsfestigkeit zwischen den Spulen und zwischen der Spule und der Innenoberfläche der Nuten 420 verbessert.
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Außerdem ist das an den Spulenenden 140a und 140b angeordnete Isolierpapier 300 für die Isolation zwischen den Phasen oder für die Isolation zwischen den Drähten bei den Spulenenden 140a und 140b ringförmig zwischen den Spulen angeordnet. Auf diese Weise kann die rotierende elektrische Maschine 100 in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform eine notwendige Spannungsfestigkeit selbst dann halten, wenn eine Isolierbeschichtung der Spule beschädigt oder verschlechtert ist, da auf einer Innenseite der Nuten 420 oder der Spulenenden 140a, 140b das Isolierpapier 300 angeordnet ist. Das Isolierpapier 300 ist z. B. ein isolierender Bogen eines wärmebeständigen Polyamidpapiers und etwa 0,1 bis 0,5 mm dick.
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Zwischen den Nuten 420 sind Zähne 430 gebildet, wobei die jeweiligen Zähne 430 mit einer ringförmigen Kernrückseite 440 integriert sind. Der Statorkern 132 ist aus einem einteiligen Kern gebildet, in dem die jeweiligen Zähne 430 und die Kernrückseite 440 einteilig geformt sind. Die Zähne 430 arbeiten so, dass sie ein durch die Statorspule 138 erzeugtes rotierendes Magnetfeld zu dem Rotor 150 führen und ermöglichen, dass der Rotor 150 ein Rotationsdrehmoment erzeugt.
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Der in 3 dargestellte Statorkern 132 ist durch Schrumpfsitz fest an der Innenseite des obenerwähnten zylindrischen Gehäuses 112 eingebaut. Als eine spezifische Montageart wird z. B. zunächst der Statorkern 132 angeordnet und wird der Statorkern 132 in das Gehäuse 112 eingebaut, dessen Innendurchmesser im Voraus durch Wärmeausdehnung erwärmt und aufgeweitet worden ist. Nachfolgend wird das Gehäuse 112 abgekühlt, damit der Innendurchmesser schrumpft, um dadurch einen Außenumfangsabschnitt des Statorkerns 132 durch Wärmeschrumpfung anzuziehen.
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Der Innendurchmesser des Gehäuses 112 ist um einen gegebenen Wert kleiner als der Außendurchmesser des Statorkerns 132 eingestellt, so dass der Statorkern 132 nicht wegen einer durch ein Drehmoment des Rotors 150 während des Betriebs verursachten Reaktion relativ zu dem Gehäuse 112 im Leerlauf läuft. Im Ergebnis ist der Statorkern 132 durch Schrumpfsitz starr an der Innenseite des Gehäuses 112 befestigt. Die Differenz zwischen dem Außendurchmesser des Statorkerns 132 und dem Innendurchmesser des Gehäuses 112 bei Zimmertemperatur wird ”Passspielraum” genannt. Der Passspielraum wird unter der Annahme eines maximalen Drehmoments der rotierenden elektrischen Maschine 100, bei dem das Gehäuse 112 den Statorkern 132 durch eine gegebene Anzugskraft halten kann, festgesetzt. Der Statorkern 132 ist nicht nur durch Schrumpfsitz fest eingebaut, sondern kann auch durch Presspassung fest in das Gehäuse 112 eingebaut sein.
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5 ist eine Darstellung, die den Rotor 150 veranschaulicht, d. h. eine Darstellung, die einen Querschnitt des Rotors 150 und des Stators 130 darstellt. Um eine Verkomplizierung zu vermeiden, sind die Statorspule 138 und das Isolierpapier 300, die innerhalb der Welle 118 und der Nuten 420 gelagert sind, weggelassen. Wie in 5 dargestellt ist, enthält der Rotor 150 einen Rotorkern 152 und Permanentmagnete 154, die in Magnetnuten gehalten sind, die in dem Rotorkern 152 gebildet sind.
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Die Magnetnuten, die jeweils eine kubische Form aufweisen, sind in dem Rotorkern 152 in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung in der Nähe des Außenumfangsabschnitts gebildet. In die jeweiligen Magnetnuten sind die Permanentmagnete 154 eingebettet und durch Klebstoff oder dergleichen daran befestigt. Eine Breite der Magnetnuten in der Umfangsrichtung ist größer als eine Breite der Permanentmagnete 154 in der Umfangsrichtung gebildet und auf beiden Seiten der Permanentmagnete 154 sind Magnetspalte 156 gebildet. Die Magnetspalte 156 können mit Klebstoff eingebettet sein oder mit den Permanentmagneten 154 kann einteilig Harz erstarren gelassen worden sein.
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Die Permanentmagnete 154 bilden einen Feldpol des Rotors 150. In dieser Ausführungsform ist ein Permanentmagnet 154 so, dass er einen Magnetpol bildet, konfiguriert. Alternativ kann ein Magnetpol durch mehrere Permanentmagnete konfiguriert sein. Der Permanentmagnet zum Ausbilden jedes Magnetpols ist mehrfach vorhanden, mit den Ergebnissen, dass eine Magnetflussdichte der jeweiligen durch die Magnete erzeugten Magnetpole vermehrt ist, so dass ein Magnetdrehmoment vermehrt sein kann.
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Eine Magnetisierungsrichtung der Permanentmagnete 154 ist entlang einer radialen Richtung orientiert und eine Orientierung der Magnetisierungsrichtung ist für jeden der Feldpole umgekehrt. Das heißt, wenn angenommen wird, dass eine Oberfläche des Permanentmagneten 154 zum Bilden eines Magnetpols auf einer Statorseite auf den N-Pol magnetisiert ist und eine andere Oberfläche davon auf einer Wellenseite auf den S-Pol magnetisiert ist, ist eine Oberfläche des Permanentmagneten 154 zum Bilden eines angrenzenden Magnetpols auf der Statorseite auf den S-Pol magnetisiert und ist eine andere Oberfläche davon auf der Wellenseite auf den N-Pol magnetisiert. In dieser Ausführungsform sind in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung zwölf Permanentmagnete 154 in der Weise angeordnet, dass sie so magnetisiert sind, dass sich die Magnetisierungsrichtung für jeden Magnetpol abwechselnd ändert. Im Ergebnis bildet der Rotor 150 zwölf Magnetpole.
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Die Permanentmagnete 154 können in die Magnetnuten des Rotorkerns 152 eingebettet werden, nachdem die Permanentmagnete 154 magnetisiert worden sind, oder können in die Magnetnuten des Rotorkerns 152 eingeführt werden, bevor die Permanentmagnete 154 magnetisiert werden, und können danach durch Anlegen eines starken Magnetfelds magnetisiert werden.
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Die Magnetkraft der Permanentmagnete 154, die magnetisiert worden sind, ist stark, wobei, wenn der Magnet magnetisiert wird, bevor die Permanentmagnete 154 an dem Rotor 150 befestigt werden, zwischen den Permanentmagneten 154 und dem Rotorkern 152 eine starke Anziehungskraft erzeugt wird, wenn die Permanentmagnete 154 befestigt werden, wobei die Anziehungskraft die Operation stört. Außerdem könnte Staub wie etwa Eisenpulver wegen der starken Anziehungskraft an den Permanentmagneten 154 haften. Aus diesem Grund ist es unter dem Gesichtspunkt, dass die Produktivität der rotierenden elektrischen Maschine 100 verbessert wird, erwünscht, die Permanentmagnete 154 zu magnetisieren, nachdem die Permanentmagnete 154 in die Magnetnuten des Rotorkerns 152 eingeführt worden sind. Als die Permanentmagnete 154 kann ein Sintermagnet der Neodymserie oder der Samariumserie, ein Ferritmagnet oder ein Verbundmagnet der Neodymserie verwendet werden. Als Restmagnetflussdichte der Permanentmagnete 154 sind etwa 0,4 bis 1,5 T erwünscht, wobei der Magnet der Neodymserie besser ist.
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In dieser Ausführungsform sind zwischen den jeweiligen Permanentmagneten 154, die die Magnetpole bilden, Hilfsmagnetpole 160 gebildet. Die Hilfsmagnetpole 160 arbeiten so, dass ein Magnetwiderstand eines durch die Statorspule 138 erzeugten q-Achsen-Magnetflusses kleiner wird. Daraufhin wird wegen der Hilfsmagnetpole 160 ein großes Reluktanzdrehmoment erzeugt, da der Magnetfluss des q-Achsen-Magnetflusses viel kleiner als der Magnetwiderstand des d-Achsen-Magnetflusses wird.
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Wenn der Statorspule 138 ein Dreiphasen-AC-Strom zugeführt wird, um in dem Stator 130 das rotierende Magnetfeld zu erzeugen, wird das rotierende Magnetfeld an den Permanentmagneten 154 des Rotors 150 ausgeübt und wird das Magnetdrehmoment erzeugt. Da in dem Rotor 150 außer dem Magnetdrehmoment das obenerwähnte Reluktanzdrehmoment erzeugt wird, werden auf den Rotor 150 sowohl das obenerwähnte Magnetdrehmoment als auch das obenerwähnte Reluktanzdrehmoment als das Rotationsdrehmoment ausgeübt, wodurch ein großes Rotationsdrehmoment erhalten werden kann.
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(Beschreibung der Roorspule)
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6 ist eine perspektivische Ansicht, die die Statorspule 138 für drei Phasen darstellt. Die Statorspule 138 ist wie in 7 dargestellt mit der Konfiguration einer Sternverbindung verbunden. In dieser Ausführungsform wird die Statorspule 138 angewendet, die die Zweisternkonfiguration aufweist, in der zwei Sternverbindungen parallel geschaltet sind. Das heißt, die Zweisternkonfiguration enthält eine Sternverbindung einer U1-Phase, einer V1-Phase und einer W1-Phase und eine Sternverbindung einer U2-Phase, einer V2 Phase und einer W2 Phase. Die Zuleitungsdrähte der U1- und der U2-Phase sind durch einen AC-Anschluss 41U zu einem Stück gesammelt, die Zuleitungsdrähte der V1- und der V2-Phase sind durch einen AC-Anschluss 41V zu einem Stück gesammelt und die Zuleitungsdrähte der W1- und der W2-Phase sind durch einen AC-Anschluss 41W zu einem Stück gesammelt. N1 und N2 sind Sternpunkte der jeweiligen Sternverbindungen.
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Außerdem ist die Statorspule 138 in einem verteilten Wicklungssystem gewickelt. Die verteilte Wicklung ist ein Wicklungssystem, in dem Phasenwicklungsspulen in der Weise auf die Statorspule 132 gewickelt sind, dass die Phasenwicklungsspulen in zwei der Nuten 420, die über die mehreren Nuten 420 voneinander entfernt sind, gelagert sind. Da die verteilte Wicklung als das Wicklungssystem angewendet ist, weist diese Ausführungsform ein Merkmal auf, dass die entwickelte Magnetflussverteilung näher einer Sinusschwingung als bei einer konzentrierten Wicklung ist und dass das Reluktanzdrehmoment leicht erzeugt wird. Aus diesem Grund verbessert die rotierende elektrische Maschine 100 die Steuerbarkeit einer Feldabschwächungssteuerung, wobei eine Steuerung, die das Reluktanzdrehmoment nutzt, über einen weiten Drehzahlbereich von einer niedrigen Drehzahl bis zu einer hohen Drehzahl verfügbar ist und ausgezeichnete Motoreigenschaften erhalten kann, die für ein Elektrofahrzeug geeignet sind.
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Die Statorspule 138 kann ein kreisförmiger oder quadratischer Querschnitt sein. Eine Struktur, in der ein Innenquerschnitt der Nuten 420 so effizient wie möglich genutzt ist und Zwischenräume zwischen den Nuten verringert sind, neigt dazu, zu einer Verbesserung des Wirkungsgrads zu führen. Somit ist die quadratische Form des Querschnitts vom Gesichtspunkt einer Verbesserung des Wirkungsgrads aus erwünscht. Die quadratische Form des Querschnitts der Statorspule 138 kann in der Umfangsrichtung des Statorkerns 132 kürzer und in der radialen Richtung länger sein. Umgekehrt kann die quadratische Form in Umfangsrichtung länger sein und in der radialen Richtung kürzer sein. In dieser Ausführungsform ist die Statorspule 138 aus einer rechteckigen Spule gebildet, in der ein rechteckiger Querschnitt der Statorspule 138 innerhalb jeder der Nuten 420 in der Umfangsrichtung des Statorkerns 132 länger und in der radialen Richtung des Statorkerns 132 kürzer ist. Außerdem ist ein Außenumfang der rechteckigen Spule mit einer Isolierbeschichtung bedeckt.
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Wie in 2 dargestellt ist, sind in der in 6 dargestellten Statorspule 138 Spulen von insgesamt sechs Systemen (U1, U2, V1, V2, W1, W2) in engem Kontakt mit dem Statorkern 132 geladen. Die Spulen der sechs Systeme, die die Statorspule 138 konfigurieren, sind in wechselweise geeigneten Intervallen durch die Nuten 420 angeordnet. Wie in 6 dargestellt ist, sind die AC-Anschlüsse 41U, 41V und 41W, die jeweilige Eingangs/Ausgangs-Anschlüsse der drei Phasen U, V und W sind, und die Sternpunktdrahtverbindungsabschnitte 711 und 712 auf der Seite eines Spulenendes 140a der Statorspule 138 angeordnet.
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Um die Verarbeitbarkeit beim Montieren der rotierenden elektrischen Maschine 100 zu verbessern, sind die AC-Anschlüsse 41U, 42V und 43W zum Empfangen der Dreiphasen-AC-Leistung von dem Spulenende 140a in axialer Richtung des Statorkerns 132 nach außen vorstehend angeordnet. Der Stator 130 ist über AC-Anschlüsse 41U, 42V und 43W mit einer nicht gezeigten Leistungsumsetzungsvorrichtung verbunden, um die AC-Leistung zuzuführen.
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Wie in 2 und 6 dargestellt ist, sind die Spulenenden 140a und 140b, die von dem Statorkern 132 in der axialen Richtung nach außen vorstehende Abschnitte sind, als Ganzes der Reihe nach angeordnet, wobei die gesamte rotierende elektrische Maschine verkleinert ist. Außerdem ist die Anordnung der Spulenenden 140a und 140b der Reihe nach vom Standpunkt einer Verbesserung der Zuverlässigkeit der Isolationseigenschaften aus erwünscht.
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8 ist eine perspektivische Ansicht, die die Statorspule 138U der auf den Statorkern 132 gewickelten U-Phase darstellt. 9 und 10 sind perspektivische Ansichten, die die Statorspule 138U1 der U1-Phase und die Statorspule 138U2 der U2-Phase, die die Statorspule 138U konfigurieren, darstellen. Wie aus 9 und 10 hervorgeht, ist die Statorspule 138 aus einer Segmentspule gebildet, in der die mehreren Segmentspulen 28, die jeweils den U-förmigen Draht aufweisen, miteinander verbunden sind. Die Segmentspulen 28 weisen jeweils einen oberen Abschnitt 28c auf, der an einem Spulenende 140a angeordnet ist. Außerdem sind beide Enden 28E einer Segmentspule 28 an dem anderen Spulenende 140b mit einer anderen Segmentspule 28 verbunden.
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11 ist eine Darstellung, die ein Verbindungsverfahren der Segmentspule 28 darstellt. Die Segmentspulen 28, die noch nicht in die Nuten 420 des Statorkerns 132 geladen worden sind, sind jeweils aus einem U-förmigen Draht gebildet, der, wie auf einer Oberseite der Figur dargestellt ist, einen V-förmigen oberen Abschnitt 28c und gerade Abschnitte 28b enthält. Jede der Segmentspulen 28 wird von der Seite des Spulenendes 140a (siehe 2) des Statorkerns 132 in die Nut 420 eingeführt. Nachdem die Segmentspulen 28 in die Nuten 420 eingeführt worden sind, wird jeder der von dem Statorkern 132 auf die gegenüberliegende Seite (auf die Seite des Spulenendes 140b in 2) vorstehenden geraden Abschnitte 28b in einer Richtung der angrenzenden Segmentspule gebogen, um verbunden zu werden, und wird ein Ende 28E davon in der Figur nach unten gebogen. Daraufhin werden das Ende 28E und ein Ende 28E der angrenzenden Segmentspule 28 durch Schweißen miteinander verbunden.
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Auf diese Weise wird die Hauptspule gebildet, die mehrere miteinander verbundene Segmentspulen 28 aufweist. Daraufhin werden eine Unterspule, die den Zuleitungsdraht enthält, und eine Unterspule, die den Sternpunktdraht enthält, mit beiden Enden der durch die Segmentspulen 28 konfigurierten Hauptspule verbunden, um eine Phasenspule zu bilden. Auf diese Weise wird die Hauptspule unter Verwendung der Segmentspulen 28 konfiguriert, die im Voraus gebildete Drähte sind, wird die Isolation zwischen den Drähten sichergestellt und wird auf die Isolationsbeschichtung keine Last angewendet.
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In der in 9 dargestellten Statorspule 138U1 der U1-Phase enthält eine mit dem AC-Anschluss 41U verbundene Unterspule 701U1 einen Abschnitt, der in den Nuten des Statorkerns 132 gelagert ist, und einen von den Nuten geleiteten Zuleitungsdraht 500U1. In der Statorspule 138 in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform ist die Unterspule 701U1 in einer Schicht auf einer äußersten Umfangsseite der Nuten gelagert. Der Zuleitungsdraht 500U1 enthält eine Biegung 501U1, die so gebogen ist, dass sie gekrümmt ist, und einen Endabschnitt 502U1, der mit dem AC-Anschluss 41U verbunden ist. Die Unterspule 701U1 ist mit dem Ende 28E der an einem Ende der Hauptspule der U1-Phase auf der Seite des Spulenendes 140b angeordneten Segmentspule 28 verbunden. Außerdem ist die an dem anderen Ende der Hauptspule angeordnete Segmentspule 28 mit einer Unterspule 702U1, die einen Sternpunktdraht 711U1 aufweist, verbunden.
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Andererseits enthält ähnlich in der Statorspule 138U2 der U2-Phase, die in 10 dargestellt ist, eine mit dem AC-Anschluss 41U verbundene Unterspule 701U2 einen Abschnitt, der in den Nuten des Statorkerns 132 gelagert ist, und einen Zuleitungsdraht 500U2, der von den Nuten geleitet ist. Die Unterspule 701U2 ist in einer Schicht an einer innersten Umfangsseite der Nuten gelagert. Der Zuleitungsdraht 500U2 enthält eine Biegung 501U2, die so gebogen ist, dass sie gekrümmt ist, und einen Endabschnitt 502U2, der mit dem AC-Anschluss 41U verbunden ist. Die Biegung 501U2 ist in einer entgegengesetzten Richtung zu der Biegung 501U1 der U1-Phase geleitet. Die Unterspule 701U1 ist mit dem Ende 28E der an einem Ende der Hauptspule der U1-Phase auf der Seite des Spulenendes 140b angeordneten Segmentspule 28 verbunden. Außerdem ist die an dem anderen Ende der Hauptspule angeordnete Segmentspule 28 mit einer Unterspule 702U2, die einen Sternpunktdraht 712U2 aufweist, verbunden.
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Die Endabschnitte 502U1 und 502U2 sind im Wesentlichen senkrecht zu dem Spulenende 140a in der Außenumfangsrichtung des Statorkerns 132 von dem Spulenende 140a gebogen. Obwohl die Beschreibung weggelassen ist, weisen die Statorspulen der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase ebenfalls dieselbe Konfiguration wie die Spule der U-Phase auf. Die Statorspulen der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase sind in der Umfangsrichtung in gegebenen Nutschrittweiten verlagert. Wie in 6 dargestellt ist, sind die AC-Anschlüsse 41U, 41V und 41W so angeordnet, dass sie in einem Abschnitt für die Verbindung mit dem Kabel konzentriert sind und alle parallel zueinander angeordnet, damit sie in derselben Richtung (der Richtung im Wesentlichen senkrecht zu den Spulenenden 140a) orientiert sind.
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Die AC-Anschlüsse 41U, 41V und 41W sind in der Umfangsbreite innerhalb einer gegebenen Anzahl von Nuten des Statorkerns 132 gesammelt. Wenn z. B. drei Nuten für jede Phase sichergestellt sind, um eine wechselweise Isolation sicherzustellen, können die AC-Anschlüsse 41U, 41V und 41W in etwa neun Nuten als Ganzes, jedoch beschränkt auf neun Nuten, gesammelt sein. Wie in 6 dargestellt ist, sind die jeweiligen Endabschnitte der AC-Anschlüsse 41U, 41V und 41W in der Weise gebogen, dass die jeweiligen Phasen im Wesentlichen parallel zueinander werden. Da die jeweiligen Phasen U, V und W in der Weise angeordnet sind, dass die Endabschnitte parallel angeordnet sind, kann die Starrheit der Endabschnitte erhöht sein. In dieser Situation sind die Endabschnitte, auf die eine übermäßige Zug- oder Druckkraft ausgeübt wird, zueinander angrenzend, um die Zug- und die Druckkraft aufzunehmen, wobei das Auftreten eines Ermüdungsbruchs in den Endabschnitten unterdrückt werden kann.
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Wie in 6 dargestellt ist, sind die Abschnitte, in denen die AC-Anschlüsse 41U, 41V und 41W angeordnet sind, zur Verbindung mit dem Kabel an einer Stelle gesammelt und ist ein nach außen gewölbter Bereich der Sternpunktspulenleitung des oberen Abschnitts des Spulenendes 140a verschmälert, um zwischen dem oberen Abschnitt und einem Emissionsabschnitt einen Spalt herzustellen. Außerdem wird eine einfache Struktur geschaffen, in der die Sicherstellung der Isolation zwischen den Drähten und die Verarbeitbarkeit bei der Herstellung berücksichtigt werden, während die AC-Anschlüsse 41U, 41V und 41W an einer Stelle konzentriert sind.
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Wie in 2 dargestellt ist, ist ferner der nach außen gewölbte Bereich der Leitung des Sternpunktdrahts 711 an dem Spulenende 140a verschmälert, um das Spulenende 140a abzusenken. Aus diesem Grund sind die Sternpunktdrähte 711U1, 711V1 und 711W1 der U1-Phase, der V1-Phase und der W1-Phase auf einer in der Figur gezeigten linken Seite der AC-Anschlüsse 41U, 41V und 41W an dem Spulenende 140a geleitet und damit verbunden. Andererseits sind die Sternpunktdrähte 712U2, 712V2 und 712W2 der U2-Phase, der V2-Phase und der W2-Phase auf einer in der Figur gezeigten rechten Seite der AC-Anschlüsse 41U, 41V und 41W an dem Spulenende 140a geleitet und damit verbunden.
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In dieser Ausführungsform sind die Zuleitungsdrähte 500U1, 500U2 und die Sternpunktdrähte 711U1, 712U2, die von dem Spulenende 140a geleitet sind, in der Weise gebogen, dass die Leitung an dem Spulenende 140a eine kürzere Strecke wird, wobei das Spulenende 140a und die Kernrückseite 440 verkleinert sind, um den Drahtwiderstand zu verringern. Im Folgenden werden eine gebogene Form der Zuleitungsdrähte 500U1 und 500U2 und eine gebogene Form der Sternpunktdrähte 711U1 und 712U2 beschrieben.
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12 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des in 9 dargestellten Zuleitungsdrahts 500U1. Der AC-Anschluss 41U ist aus der Figur weggelassen. Der in 12 dargestellte Zuleitungsdraht 500U1 enthält einen ersten Drahtabschnitt 511U1, einen zweiten Drahtabschnitt 512U1 und den obenerwähnten Endabschnitt 502U1. Der erste Drahtabschnitt 511U1 ist ein Abschnitt, der von einer Geraden (einem in die Nut 420 eingeführten Abschnitt) der Unterspule 701U1 schräg nach oben ansteigt und über den oberen Abschnitt 28c der Segmentspulen 28 verlängert ist und entlang des oberen Abschnitts 28c einen Bogen erzeugt.
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Außerdem ist der zweite Drahtabschnitt 512U1 ein Drahtabschnitt, der über die mehreren oberen Abschnitte 28c (siehe 6) geleitet ist. Da in 12 nur zwei Segmentspulen dargestellt sind, ist die Anzahl der oberen Abschnitte 28c ebenfalls zwei. Allerdings sind an dem Spulenende 140a tatsächlich eine große Anzahl oberer Abschnitte 28c in einem Bogen ausgerichtet. Ferner ist der Endabschnitt 502U1 von dem zweiten Drahtabschnitt 512U1 im Wesentlichen senkrecht zu einer Außenumfangsrichtung des Spulenendes 140a gekrümmt gebogen. In dem in 12 dargestellten Beispiel steigt der Endabschnitt 502U1 von dem zweiten Drahtabschnitt 512U1 einmal nach oben an, so dass die breiten Oberflächen des rechteckigen Drahts vertikal orientiert sind und daraufhin in der Außenumfangsrichtung gebogen sind.
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In dieser Ausführungsform wird zum Formen des Zuleitungsdrahts 500U1 mit einer in 12 dargestellten komplizierten Form ein Formprozess (ein automatischer Formprozess) verwendet. Bisher wurde der Formprozess zum Formen des rechteckigen Drahts, der die Isolierbeschichtung aufweist, nicht verwendet, sondern wurde zum Formen des rechteckigen Drahts in eine kompliziertere Form das Gesenkformen verwendet. Beim Formen der Segmentspulen 28 wird wie im herkömmlichen Gebiet das Formen unter Verwendung eines Biegegesenks verwendet.
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13 und 14 sind Darstellungen, die die Formpresse des Zuleitungsdrahts 500U1 darstellen. 13 ist eine Darstellung von einer Mittelseite des Statorkerns 132 aus gesehen und 14 ist eine Darstellung von oben auf das Spulenende 140a entlang der axialen Richtung aus gesehen. Wie aus 13 und 14 zu verstehen ist, wird der Zuleitungsdraht 500U1 sterisch gebogen, wobei es sehr schwierig ist, eine solche Form unter Verwendung des Biegegesenks zu formen.
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In dem in 13 und 14 dargestellten Beispiel wird der Biegeprozess unter Verwendung des Formprozesses in der Reihenfolge 13, 14(a) und 14(b) durchgeführt. P1 bis P12 geben Positionen der Formstifte beim Durchführen des Formprozesses an. Der Biegeprozess wird in der Reihenfolge P1 bis P12 durchgeführt. In 13 liegen die Stifte gegen schmale Oberflächen des rechteckigen Drahts an, um den Biegeprozess durchzuführen. Die Unterspule 701U1 wird in der Reihenfolge der Stiftpositionen P1, P2 und P3 zum Formen des ersten Drahtabschnitts 511U1, des zweiten Drahtabschnitts 512U1 und des Endabschnitts 502U1 gebogen.
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Nachfolgend liegen in 14 die Stifte gegen die breiten Oberflächen des rechteckigen Drahts an, um den Biegeprozess durchzuführen. Die Unterspule 701U1 wird in der Reihenfolge der Stiftpositionen P4, P5, P6, P7 und P8 gebogen, um eine endgültige Form des ersten Drahtabschnitts 511U1 zu formen. Der erste Drahtabschnitt 511U1 wird in der radialen Richtung des Spulenendes gekrümmt. Daraufhin wird der erste Drahtabschnitt 511U1 in der Reihenfolge der Stiftpositionen P9, P10 und P11 gebogen, um eine endgültige Form des zweiten Drahtabschnitts 512U1 zu formen. Schließlich wird der erste Drahtabschnitt 511U1 an der Stiftposition P12 um 90 Grad gebogen, um einen Abschnitt des Endabschnitts 502U1 zu bilden.
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Da der Zuleitungsdraht 500U1 auf diese Weise, wie in 12 dargestellt ist, durch den Formprozess gebogen wird, enthält der Zuleitungsdraht 500U1 mehrere Biegungen B, gegen die die Formstifte anliegen, und Geraden S zwischen einer Biegung B und einer angrenzenden Biegung B. Die an den Stift anliegenden Abschnitte der Biegungen B werden mit Einprägungen der Formstifte geformt. Wenn die mehreren Biegungen somit durchgeführt werden, kann die Biegung 501U1 mit hoher Genauigkeit durch eine mehreckige Linie genähert werden, selbst wenn die Biegung 501U1 eine kompliziert gekrümmte Form aufweist. In dem zweiten Drahtabschnitt 512U1 werden wenigstens zwei Biegungen B geformt, die so geführt sind, dass sie in der Nähe des oberen Abschnitts des Spulenendes 140a gekrümmt sind, um mehr eine Idealform anzunähern.
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15 veranschaulicht den Zuleitungsdraht 500U1 der U1-Phasenspule und den Zuleitungsdraht 500U2 der U2-Phasenspule. Der Endabschnitt 502U1 des Zuleitungsdrahts 500U1 und der Endabschnitt 502U2 des Zuleitungsdrahts 500U2 sind gemeinsam mit dem AC-Anschluss 41U verbunden. Wegen einer Beziehung der Anordnung des AC-Anschlusses 41U sind die Längen der Zuleitungsdrähte 500U1 und 500U2 voneinander verschieden. Da eine Leitungsposition zwischen der Biegung 501U1 und der Biegung 501U2 verschieden ist, sind die Biegungsformen ebenfalls voneinander verschieden. Da eine Form, in der der Zuleitungsdraht 500U1 der U1-Phasenspule und der Zuleitungsdraht 500U2 der U2-Phasenspule durch den AC-Anschluss 41U miteinander verbunden sind, wie in 15 dargestellt ist, trapezförmig ist, kann außerdem die Starrheit verbessert sein. Im Ergebnis kann eine Eigenfrequenz der Spule an sich im Vergleich zu einer einseitig eingespannten Struktur verringert sein.
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16 ist eine Darstellung, die einen Abschnitt des Sternpunktdraht-Verbindungsabschnitts 712 in 6 darstellt. Der Sternpunktdraht-Verbindungsabschnitt 712 ist ein Abschnitt, in dem der Sternpunktdraht 712U2 der U2-Phase, der Sternpunktdraht 712V2 der V2-Phase und der Sternpunktdraht 712W2 der W2-Phase miteinander verbunden sind, d. h. ein Abschnitt, der dem Sternpunkt N2 in 7 entspricht. Da die Nuten, in die die Unterspulen 702U2, 702V2 und 702W2 der U2-, der V2- und der W2-Phase eingeführt sind, um einen gegebenen Nutabstand gegeneinander verlagert sind, sind die Langen der Sternpunktdrähte 712U2, 712V2 und 712W2 in Übereinstimmung mit der Verlagerung verschieden und sind ihre Formen ebenfalls voneinander verschieden.
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Falls der AC-Anschluss 41U wie in 15 dargestellt verbunden ist, ist an den Biegungen 501U1 und 501U2, die Abschnitte sind, die von den Nuten der Unterspulen 701U1 und 701U2 geleitet sind, eine Isolierbeschichtung 600 gebildet, wodurch in diesen Abschnitten eine ausreichende Spannungsfestigkeit sichergestellt ist. Die Isolationsbeschichtung 600 wird z. B. durch einen Isolierpulver-Beschichtungsfilm richtig gebildet. Als ein für die Isolierpulverbeschichtung verwendetes Beschichtungsmaterial (Pulver) wird ein isolierendes Epoxidharz oder dergleichen verwendet. Wenn die drei Sternpunktdrähte 712U2, 712V2 und 712W3 wie in 16 dargestellt miteinander verbunden werden, wird in dem Abschnitt, zu dem diese Sternpunktdrähte wie in 18 dargestellt geleitet sind, gleichfalls die Emailbeschichtung 600 gebildet.
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Zweite Ausführungsform
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19 und 20 veranschaulichen eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der obenerwähnten ersten Ausführungsform ist die Statorspule 138 eine Zweisternverbindungsstruktur. Andererseits ist dieselbe Segmentspule 28 in der zweiten Ausführungsform, wie in 19 dargestellt ist, von einer Einsternverbindungsstruktur. Wenn die U-Phasenspule betrachtet wird, weisen die durch die Symbole U1 und U2 angegebenen Spulen dieselbe Konfiguration wie die U1-Phasenspule und die U2-Phasenspule, die in 7 dargestellt sind, auf, wobei die U1-Spule und die U2-Spule durch einen Brückendraht 400U miteinander verbunden sind. Dasselbe ist auf die V-Phase und auf die W-Phase angewendet. Die Spulen der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase sind durch die Brückendrähte 400U, 400V und 400W bei dem Sternpunkt N miteinander verbunden.
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20 veranschaulicht den Brückendraht 400U, wobei die Brückendrähte 400U und 400W ebenfalls dieselbe Struktur wie der Draht 400U aufweisen. In diesem Beispiel ist typisch der Brückendraht 400U beschrieben. Der Brückendraht 400U enthält gerade Drahtabschnitte 703a und 700b, die in die Nuten eingeführt sind, und einen Kopplungsabschnitt 500, der diese geraden Drahtabschnitte 703a und 703b verbindet. Außerdem ist der Kopplungsabschnitt 500 ein Abschnitt, der aus den Nuten herausgeführt ist, und enthält er schräge Abschnitte 500a und 500b, die Zuleitungsabschnitte von den Nuten sind, und einen geführten Abschnitt 500c, der an dem Spulenende geführt ist. Die schrägen Abschnitte 500a und 500b sind in Spalten der Gruppe der Segmentspulen 28 angeordnet.
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Der Draht, der, wie durch den schrägen Abschnitt 500b angegeben ist, von dem geraden Drahtabschnitt 703b geleitet ist, ist in einer entgegengesetzten Richtung gebogen und anschließend mit dem schrägen Abschnitt 500a verbunden. In dieser Ausführungsform wird der Formprozess außer auf den Zuleitungsdraht und auf den Sternpunktdraht, die in der ersten Ausführungsform beschrieben sind, auf die Formung des Kopplungsabschnitts 500 und des Brückendrahts 400U angewendet. In dem Brückendraht 400U, der somit die komplizierte Form aufweist, kann der Kopplungsabschnitt 500, der durch eine mehreckige Linie nahe einer Ideallinie geformt ist, durch den Formprozess leicht erhalten werden. Das heißt, der Kopplungsabschnitt 500 wird durch Geraden und Biegungen konfiguriert.
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Die oben beschriebene Ausführungsform weist den im Folgenden beschriebenen Betrieb und die im Folgenden beschriebenen Wirkungen auf.
- (1) Wie in 6, 8, 9 und 10 dargestellt ist, enthält die Statorspule 138U1: die Hauptspulen, in denen die mehreren Segmentspulen 28, die jeweils den Draht mit rechteckigem Querschnitt aufweisen, der im Voraus zu dem im Wesentlichen U-förmigen Draht geformt worden ist, miteinander verbunden sind; die Unterspule 701U1, die den Zuleitungsdraht 500U1 aufweist, der von der Nut 420 geleitet ist und mit dem AC-Anschluss 41U angeschlossen ist und der mit einem Ende der jeweiligen Hauptspulen verbunden ist; und die Unterspule 702U1, die den Sternpunktdraht 711U1 aufweist, der von den Nuten geleitet ist und der mit dem anderen Ende der jeweiligen Hauptspulen verbunden ist. Die in 6 dargestellte Statorspule 138 weist sechs Sätze der obigen Phasenspulen von U1, U2, V1, V2, W1 und W2 auf. Zum Beispiel sind der Zuleitungsdraht 500U1 der Unterspule 701U1 und der Sternpunktdraht 711U1 der Unterspule 702U1 durch den Draht mit einer gebogenen Struktur, der die mehreren Geraden S und Biegungen B aufweist, konfiguriert.
Der Zuleitungsdraht 500U1 und der Sternpunktdraht 711U1 sind jeweils aus dem Draht mit der gebogenen Struktur geformt, was leichter ermöglicht, dass die Formen des Zuleitungsdrahts 500U1 bzw. des Sternpunktdrahts 711U1 näherungsweise Idealformen sind. Im Ergebnis kann eine nutzlose Führung unterdrückt werden und können eine Verringerung der Spulennutzung und eine Verringerung des Drahtwiderstands durchgeführt werden. Außerdem ist die Führung an dem Spulenende 140a verkleinert und können das Spulenende 140a und die Kernrückseite 440 verkleinert sein.
- (2) Ferner enthält der Zuleitungsdraht 500U1 den ersten Drahtabschnitt 511U1, der der erste Drahtbereich ist, der von den Nuten geleitet ist und der in dem oberen Abschnitt 28c der Segmentspulen 28 ankommt, den Endabschnitt 502U1, der der Endabschnittbereich ist, der an dem Kopf des Zuleitungsdraht-Zuleitungsabschnitts angeordnet ist, und den zweiten Drahtabschnitt 512U1, der der Spulenendführungsbereich zwischen dem Endabschnitt 502U1 und dem ersten Drahtabschnitt 511U1 ist. Daraufhin wird der zweite Drahtabschnitt 512U1 sterisch gebogen, um zwei oder mehr Biegungen B zu formen, wodurch ermöglicht wird, dass die Form des an dem Spulenende 140a geführten zweiten Drahtabschnitts 512U1 die Idealform annähert. Im Ergebnis kann durch Führen des Zuleitungsdrahts 500U1 eine Zunahme der Höhe des gesamten Spulenendes unterdrückt werden.
- (3) Außerdem ist im Fall der Drahtstruktur, die die wie in 19 dargestellten Brückendrähte 400U bis 400W verwendet, wie in 20 dargestellt ist, der Kopplungsabschnitt 500 durch den Draht mit der gebogenen Struktur, der die mehreren Geraden und Biegungen aufweist, konfiguriert, wodurch ermöglicht wird, dass die Form des an dem Spulenende geführten Drahts die Idealform annähert, und wodurch verhindert werden kann, dass das gesamte Spulenende vergrößert wird.
- (4) Die Biegungen werden durch den Formprozess zum Biegen des Drahts gebildet, während der Formstift gegen den Draht anliegt. Die Biegestruktur kann unter Verwendung einer automatischen Formmaschine leicht geformt werden. Wenn der Formprozess durchgeführt wird, wird die Einprägung durch den Formstift in den Biegungen an der Drahtoberfläche geformt. Die Gesamtzahl der Segmentspulen 28 ist groß, aber in mehrere Arten von Formen klassifiziert. Da die Form verhältnismäßig einfach ist, ist sie außerdem geeignet, vom Standpunkt der Kosten aus zum Formen unter Verwendung eines Biegegesenks wie im herkömmlichen Gebiet verwendet zu werden. Andererseits sind die Anzahlen der Zuleitungsdrähte und der Sternpunktdrähte selbst in der Statorspule mit der Zweisternverbindung maximal 12, wobei die Formen voneinander verschieden sind. Aus diesem Grund ist es sehr teuer, die jeweiligen Drähte durch das Biegegesenk zu formen.
- Wenn die Zuleitungsdrähte und die Sternpunktdrähte andererseits durch den Formprozess gebogen werden, behandelt dieser Prozess leicht irgendeine Form, wobei die Drähte frei in irgendeine Form geformt werden können. Ferner ist der obige Prozess in den Prozess des Formens der Zuleitungsdrähte und der Sternpunktdrähte unter Verwendung der NC-Formung und in den Prozess des Formens mehrerer Segmentspulen durch das Biegegesenk unterteilt, wodurch die Produktivität verbessert werden kann. Außerdem können die Spulen, die die stabile Form aufweisen, mit einer Verkleinerung des Biegegesenks hergestellt werden.
- (5) Alle Biegeradien der Biegungen weisen dieselbe Dimension auf, wodurch der Biegeprozess mit demselben Formstift aufeinanderfolgend durchgeführt werden kann und die Einrichtung des Stiftwechsels weggelassen werden kann, mit den Ergebnissen, dass die Produktivität verbessert werden kann. Außerdem weisen die Biegungen dieselbe Biegung auf, wobei die Emailbeschichtung der Spule gleichförmig beschädigt werden kann und die Spule mit einer ausgezeichneten Isolation erhalten werden kann.
- (6) Ferner wird die Isolationsbeschichtung 600 auf dem Drahtbereich gebildet, in dem die Geraden und Biegungen gebildet werden, wodurch im Zusammenwirken mit der Isolationsbeschichtung des Drahts die ausgezeichnete Spannungsfestigkeit erhalten werden kann.
- (7) Außerdem weist die Statorspule 138 eine Spulenstruktur auf, in der der Zuleitungsdraht und der Sternpunktdraht von einer innersten Umfangsseite oder von einer äußersten Umfangsseite der Nuten aus geleitet sind. Bei dieser Konfiguration können die Zuleitungsdrähte und die Sternpunktdrähte leicht geführt werden und können ihre Längen unterdrückt werden. Außerdem können das Spulenende 140a und die Kernrückseite 440 verkleinert werden. Diese Ausführungsform schafft die Spulenstruktur, in der die Zuleitungsdrähte 41U, 41V1 und 41W senkrecht zu der Axialrichtung und parallel zueinander ausgerichtet sind und in der die Sternpunktdrähte 711 und 712 in entgegengesetzten Richtungen nach außen in der Umfangsrichtung der Zuleitungsdrähte 41U, 41V1 und 41W angeordnet sind (siehe 6). Bei der obigen Struktur sind die Zuleitungsdrähte und die Sternpunktdrähte von der innersten Umfangsseite oder von der äußersten Umfangsseite der Nuten aus zugeführt. Außerdem ist der nach außen gewölbte Bereich der Führung verschmälert, um den Spalt zwischen dem nach außen gewölbten Bereich und dem Einsatzbereich sicherzustellen. Außerdem wird eine einfache Struktur geschaffen, in der die Sicherstellung der Isolation zwischen den Drähten und die Verarbeitbarkeit bei der Herstellung berücksichtigt werden, während die Zuleitungsdrähte an einer Stelle konzentriert sind.
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Die obige Beschreibung ist beispielhaft und die Interpretation der vorliegenden Erfindung ist durch entsprechende Beziehungen zwischen der Beschreibung und den obigen Ausführungsformen und den Definitionen der Ansprüche nicht beschränkt und eingeschränkt. Die anderen Beispiele, ohne von dem technischen Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen, sind in der vorliegenden Erfindung enthalten. Zum Beispiel ist in den obenerwähnten Ausführungsformen beispielhaft die rotierende elektrische Maschine, die den Permanentmagneten in dem Rotor aufweist, geschildert worden. Gleichfalls kann die vorliegende Erfindung auf den Stator der rotierenden elektrischen Maschine wie etwa einen Induktionsmotor angewendet werden. Außerdem kann die vorliegende Erfindung auf eine andere Vorrichtung als die rotierende elektrische Maschine zum Antreiben des Fahrzeugs angewendet werden.
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Die Offenbarung der folgenden Prioritätsgrundanmeldung ist hier durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen.
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Japanische Patentanmeldung Nr. 2011-207403 (eingereicht am 22. September 2011).
