DE112012006771T5

DE112012006771T5 - Elektrische sich drehende Maschine

Info

Publication number: DE112012006771T5
Application number: DE112012006771.1T
Authority: DE
Inventors: Yutaka Ikura; Takuya Oga
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-08-03
Filing date: 2012-08-03
Publication date: 2015-07-16
Anticipated expiration: 2032-08-04
Also published as: WO2014020755A1; DE112012006771B4; CN104508949A; JPWO2014020755A1; JP5762638B2; CN104508949B

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine elektrische sich drehende Maschine bereit, bei der die Tränkharzimprägnationsrate der Spulenenden erhöht wird, indem die Imprägnierung eines Tränkharzes von einer inneren Umfangsoberfläche der Spulenenden gefördert wird. Bei einer elektrischen sich drehenden Maschine nach der vorliegenden Erfindung sind Harzspulenrollen, welche aufweisen: einen Rumpfabschnitt und ein Paar Führungsabschnitten, die so vorgesehen sind, dass sie von zwei Längsenden einer oberen Oberfläche des Rumpfabschnitts vorstehen, jeweils so vorgesehen, dass Grundoberflächen der Rumpfabschnitte entlang zweier axialer Endoberflächen Zähne positioniert sind, konzentrierte Wicklungsspulen konfiguriert sind, indem ein Leiterdraht eine vorgestellte Anzahl an Malen um die Zähne herumgewickelt wird, sodass er durch einen konkaven Raum hindurchtritt, der durch die Rumpfabschnitte und die Paare Führungsabschnitte gebildet wird, hindurchtritt, eine Tränkharzsammelnut ist in einer oberen Oberfläche des Rumpfabschnitts zurückgesetzt, die sich zwischen dem Paar Führungsabschnitten erstreckt, eine Einkerbung ist auf einer gegenüberliegenden Wandoberfläche des Paars an Führungsabschnitten so ausgebildet, dass sie sich von einem vorstehenden Ende des Führungsabschnitts zu einem Basisabschnitt erstreckt und sodass sie mit das Tränkharzsammelnut verbunden ist, und ein Tränkharz ist in einen Abschnitt der konzentrierten Wicklungsspule axial außerhalb des Rumpfabschnitts imprägniert und ist zwischen die Tränkharzsammelnut und die konzentrierte Wicklungsspule zwischen einer oberen Oberfläche des Rumpfabschnitts und der konzentrierten Wicklungsspule eingefüllt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische sich drehende Maschine, die zum Beispiel in einem Elektromotor oder einem Generator verwendet wird und betrifft insbesondere eine Konstruktion zum Imprägnieren eines Tränkharzes in eine Statorspule.
STAND DER TECHNIK
Bei elektrischen sich drehenden Maschinen nach dem Stand der Technik wird ein Statorkern horizontal gehalten, Abdichtelemente, die eine Abdichtung gegen eine obere Endoberfläche des Statorkerns bilden, sind in einer röhrenförmigen Gestalt auf einer inneren Umfangsseitenoberfläche und einer äußeren Umfangsseitenoberfläche eines oberen Spulenkerns vorgesehen, der aus dem Statorkern vorsteht, und dann wird ein Tränkharz von einer oberen Oberfläche des oberen Spulenendes eingespritzt und das Tränkharz wird imprägniert und von der Oberseite des oberen Spulenendes nach unten fließen gelassen (siehe zum Beispiel Patentdokument 1).
ZITATIONSLISTE
PATENTLITERATUR

Patentdokument 1: Japanische Offenlegungsschrift 2008-109733

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
Bei elektrischen sich drehenden Maschinen nach dem Stand der Technik fließt das Tränkharz, das von der oberen Oberfläche des oberen Spulenendes eingespritzt wird, über die äußere Umfangsoberfläche des offenliegenden oberen Spulenendes nach unten und fließt so herab, dass es durch die Schlitze hindurchtritt, wobei ein Ausfluss zu einer radial äußeren Seite und einer radial inneren Seite durch die Abdichtelemente gestoppt wird. Bei dem Verfahren des Herabfließens über die äußere Umfangsoberfläche des offenliegenden oberen Spulenendes wird das Tränkharz in das obere Spulenende von der äußeren Umfangsoberfläche des oberen Spulenendes durch eine Kapillarwirkung imprägniert. Es ist jedoch schwierig, den Tränkharz in eine innere Umfangsoberfläche des oberen Spulenendes zu imprägnieren, welche der oberen Endoberfläche des Statorkerns gegenüberliegt, und es war ein Problem, dass die Tränkharzimprägnierrate des oberen Spulenendes nicht verbessert werden kann.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die obigen Probleme zu lösen, und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine elektrische sich drehende Maschine bereitzustellen, bei der eine Tränkharzimprägnierrate der Spulenenden vergrößert wird, indem das Imprägnieren eines Tränkharzes von einer inneren Umfangsoberfläche des Spulenendes gefördert wird.
MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
Um das obige Problem zu lösen, wird nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung eine elektrische sich drehende Maschine bereitgestellt mit: einem Stator mit: einem ringförmigen Statorkern und konzentrierten Wicklungsspulen, die auf jeweilige Zähne des Statorkerns angebracht sind, und einem Rotor. Harzspulenkörper weisen einen Rumpfabschnitt und ein Paar Führungsabschnitte auf, die so vorgesehen sind, dass sie von zwei Längsenden einer oberen Oberfläche des Rumpfabschnitts vorstehen, wobei jeder der Spulenkörper so vorgesehen ist, dass die Längsrichtungen der Rumpfabschnitte in einer Radialrichtung der Zähne gerichtet sind und dass die Bodenoberflächen der Rumpfabschnitte entlang zweier axialer Endoberflächen der Zähne angeordnet sind, und wobei die konzentrierten Wicklungsspulen konfiguriert sind, indem ein Leiterkabel eine vorbestimmte Anzahl an Malen um die Zähne gewickelt wird, sodass es durch einen konkaven Raum hindurchtritt, der durch die Rumpfabschnitte und die Paare aus Führungsabschnitten an den zwei axialen Enden der Zähne gebildet wird. Zusätzlich ist eine Tränkharzsammelnut in einer oberen Oberfläche des Rumpfabschnitts ausgenommen, sodass sie eine Nutrichtung in einer Längsrichtung des Rumpfabschnitts hat und sich zwischen dem Paar Führungsabschnitten erstreckt, eine Einkerbung ist auf einer gegenüberliegenden Wandoberfläche des Paars Führungsabschnitten ausgebildet, sodass sie sich von einem vorstehenden Ende des Führungsabschnitts zu einem Basisabschnitt erstreckt und mit der Tränkharzsammelnut verbunden ist, und ein Tränkharz wird in einem Abschnitt der konzentrierten Wicklungsspule axial außerhalb des Rumpfabschnitts imprägniert und füllt auch die Tränkharzsammelnut und einen Raum zwischen einer oberen Oberfläche des Rumpfabschnitts und der konzentrierten Wicklungsspule.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Da das Tränkharz zwischen die Tränkharzsammelnut und die konzentrierte Wicklungsspule und auch zwischen die obere Oberfläche des Rumpfabschnitts und die konzentrierte Wicklungsspule eingefüllt ist, wird das Imprägnieren des Tränkharzes von den inneren Umfangsoberflächen der konzentrierten Wicklungsspulen, die den oberen Oberflächen der Rumpfabschnitte gegenüberliegen, erleichtert, was die Tränkharzimprägnierrate der konzentrierten Wicklungsspulen verbessert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Längsquerschnitt, der eine elektrische sich drehende Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine partiell aufgeschnittene Enddraufsicht, die die elektrische sich drehende Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist ein Querschnitt, der entlang der Linie III-III in 2 vorgenommen ist, wenn in der Richtung der Pfeile betrachtet.
4 ist eine Schrägprojektion, die eine Spulenanordnung in der elektrischen sich drehenden Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist eine Schrägprojektion, die einen Spulenkörper zeigt, der in der Spulenanordnung in der elektrischen sich drehenden Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
6 ist eine schräge Projektion, die eine Kernanordnung in der elektrischen sich drehenden Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist eine schräge Explosionsprojektion, die die Kernanordnung in der elektrischen sich drehenden Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 ist eine schräge Projektion, die einen Spulenkörper zeigt, in den eine Spulenanordnung in einer elektrischen sich drehenden Maschine nach Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung eingebaut ist.
9 ist eine Enddraufsicht, die einen Stator in einer elektrischen sich drehenden Maschine nach Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt.
10 ist ein Querschnitt, der entlang der Linie X-X in 9 vorgenommen wurde, wenn in der Richtung der Pfeile betrachtet.
11 ist eine schräge Projektion, die eine Spulenanordnung in der elektrischen sich drehenden Maschine nach Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt, und
12 ist eine schräge Projektion, die eine Spulenrolle zeigt, die in der Spulenanordnung in der elektrischen sich drehenden Maschine nach Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung verwendet wurde.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevorzugte Ausführungsformen einer elektrischen sich drehenden Maschine nach der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Ausführungsform 1
1 ist ein Längsquerschnitt, der eine elektrische sich drehende Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, 2 ist eine partielle aufgeschnittene Enddraufsicht, welche die elektrische sich drehende Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, 3 ist ein Querschnitt, der entlang der Linie III-III in 2 so vorgenommen wurde, wenn er in der Richtung der Pfeile betrachtet wird, 4 ist eine schräge Projektion, die eine Spulenanordnung in der elektrischen sich drehenden Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, 5 ist eine schräge Projektion, die eine Spulenrolle zeigt, die in der Spulenanordnung in der elektrischen sich drehenden Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eingebaut wird, 6 ist eine schräge Projektion, die eine Kernanordnung in der elektrischen sich drehenden Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, und 7 ist eine schräge Explosionsprojektion, welche die Kernanordnung in der elektrischen sich drehenden Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. Insbesondere ist ein ”Längsquerschnitt” ein Querschnitt, der eine zentrale Achse der elektrischen sich drehenden Maschine enthält.
In 1 bis 3 weist eine elektrische sich drehende Maschine 100 auf: eine Welle 4, die durch ein Gestell 1 drehbar gelagert ist, einen Rotor 2, der an der Welle 4 befestigt ist und der drehbar innerhalb des Gestells 1 vorgesehen ist, und einen Stator 8, der aufweist: einen ringförmigen Statorkern 9 und eine Statorspule 10, die auf dem Statorkern 9 abgebracht ist, wobei der Statorkern 9 durch das Gestell 1 gehalten wird und wobei der Stator 8 so vorgesehen ist, dass er den Rotor 2 so umgibt, dass eine vorbestimmte Lücke eingefügt ist.
Der Rotor 2 weist auf: einen Rotorkern 3, der durch das Laminieren und Vereinen elektromagnetischer Stahlplatten hergestellt ist, die zum Beispiel in vorbestimmte Formen gestanzt wurden, eine Welle 4, die in eine Wellenaufnahmeöffnung 6 eingepasst und befestigt ist, welche so ausgebildet ist, dass sie durch eine zentrale axiale Position des Rotorkerns 3 hindurchtritt, und Dauermagneten 5, die in jede von acht Magneteinführöffnungen eingeführt sind, die jeweils so ausgebildet sind, dass sie durch den Rotorkern 3 hindurchtreten, und die auf dem gleichen Kreis mit einem gleichmäßigen Winkelabstand angeordnet sind.
Der Statorkern 9 wird durch zwölf Statorkernsegmente 11 gebildet. Insbesondere sind die Kernsegmente 11 so ausgebildet, dass sie Formen haben, die erhalten werden, wenn der Statorkern 9 in zwölf gleiche Sektionen entlang des Umfangs geteilt wird. Die Kernsegmente 11 werden durch Laminieren und Vereinen einer großen Anzahl elektromagnetischer Stahlplatten hergestellt, die zum Beispiel in identische Formen gestanzt wurden, und weisen auf: einen bogenkreisförmig ausgebildeten Kernrückabschnitt 12, einen Zahn 13, der so vorgesehen ist, dass er sich radial nach innen von einer Umfangsmitte einer inneren Umfangsoberfläche des Kernrückabschnitts 12 erstreckt, und Flanschabschnitte 14, die so vorgesehen sind, dass sie sich von zwei Umfangsseiten eines vorstehenden Endes des Zahns 13 erstrecken.
Wie in 4 gezeigt weist eine Spulenanordnung 16 auf: eine Kernanordnung 32, die dadurch ausgestaltet wurde, dass ein Paar Spulenkörper 12 auf Endoberflächen eines Kernsegments 11 von zwei axialen Enden des Kernsegments 11 vorgesehen ist, und ein Paar isolierender Blätter 22 auf Seitenoberflächen des Kernsegments 11 von zwei Umfangsseiten des Kernsegments 11 vorgesehen ist, und eine konzentrierte Wicklungsspule 15, die hergestellt wurde, indem ein Leiterkabel 13 eine vorher festgelegte Anzahl an Malen um den Zahn 13 des Kernsegments 11 und das Paar Spulenkörper 29 herumgewickelt wird. Hierbei wird ein rundes Kupferkabel oder ein rundes Aluminiumkabel mit einem kreisförmigen Querschnitt, der mit einer Isolierung beschichtet ist, für das Leiterkabel 33 verwendet.
Die Spulenkörper 20 sind Harzgusskörper, bei denen zum Beispiel ein Polyphenylsulfit(PPS)-Harz verwendet wird. Wie in 5 gezeigt weisen die Spulenkörpern 20 auf: einen Rumpfabschnitt 21, bei dem ein Querschnitt, der senkrecht zu einer Längsrichtung ist, in einer im Wesentlichen rechteckigen Form ist, bei der eine Abrundung an zwei Kantenabschnitten auf einer Seite eines oberen Abschnitts ausgebildet ist, und der so vorgesehen ist, dass die Längsrichtung in einer Radialrichtung eines Zahns 13 gerichtet ist und dass eine Grundoberfläche parallel zu zwei axialen Endoberflächen des Zahns 13 ist, einen ersten Führungsabschnitt 22, der von der Grundoberfläche weg (vom Zahn 13 weg) von einem ersten Längsende einer oberen Oberfläche des Rumpfabschnitts 21 vorsteht, einen zweiten Führungsabschnitt 23, der von der Grundoberfläche von einem zweiten Längsende der oberen Oberfläche des Rumpfabschnitts 21 so wegragt, dass er dem ersten Führungsabschnitt 22 gegenüberliegt, und dünne Verkleidungsabschnitte 14, die von der oberen Oberfläche des Rumpfabschnitts 21 von zwei Endabschnitten in einer Breitenrichtung des Rumpfabschnitts 21, dem ersten Führungsabschnitt 22 und dem zweiten Führungsabschnitt 23 für eine vorher festgelegte Länge wegragen.
Ein Paar aus (ersten und zweiten) Schlitzen 25 zum Durchtritt des Leiterkabels 33 ist auf dem zweiten Führungsabschnitt 23 ausgebildet. Eine Tränkharzsammelnut 26 ist so ausgebildet, dass sie sich von einem ersten Längsende zu einem zweiten Längsende zentral in der Breitenrichtung der oberen Oberfläche des Rumpfabschnitts 21 erstreckt, sodass sie eine Nutform hat, die einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Eine Tränkharzeinspritzeinkerbung 27 ist so ausgebildet, dass sie durch den zweiten Führungsabschnitt 23 in der Längsrichtung des Rumpfabschnitts 21 zentral in der Breitenrichtung des zweiten Führungsabschnitts 23 hindurchtritt, um sich von einem vorstehenden Ende des zweiten Führungsabschnitts 23 zu einer Basis von diesem zu erstrecken und sodass sie mit das Tränkharzsammelnut 26 verbunden ist. Eine Grundoberfläche der Einkerbung 27 wird allmählich zu einem ersten Ende hin von einem zweiten Ende in der Längsrichtung des Rumpfabschnitts 21 tiefer, um somit eine geneigte Oberfläche zu bilden, die mit der Grundoberfläche der Tränkharzsammelnut 26 ohne Höhenunterschied verbunden ist.
Die isolierenden Blätter 28 sind durch Pressen eines Bogens ausgebildet, der zum Beispiel hergestellt wird, indem ein Polyimidfilm zwischen Metaaramidfasern eingebettet wird. Wie in 7 gezeigt, weisen die isolierenden Blätter 28 auf: Schutzabschnitte 29, die auf Wandoberflächen des Kernrückabschnitts 12, den Zähnen 13 und dem Flanschabschnitt 14 des Kernsegments 11 positioniert sind, welche die Schlitze definieren, und erste und zweite Abdeckungsabschnitte 30 und 31, die so umgebogen sind, dass sie die konzentrierte Wicklungsspule 15 abdecken.
Somit sind die isolierenden Blätter 28 so vorgesehen, dass die Schutzabschnitte 29 auf den Wandoberflächen des Kernrückabschnitts 12, dem Zahn 13 und dem Flanschabschnitt 14 positioniert sind, welche die Schlitze von zwei Umfangsseiten des Kernsegments 11 definieren, und die Spulenrollen 20 sind so vorgesehen, dass die Längsrichtungen der Rumpfabschnitte 21 in einer Radialrichtung des Zahns 13 so gerichtet sind, dass sie die Grundoberflächen der Rumpfabschnitte 21 entlang der Endoberflächen des Kernsegments 11 von zwei axialen Enden des Kernsegments 11 positionieren. Die Kernanordnung 32, die in 6 gezeigt ist, wird so zusammengebaut.
Hierbei sind die Spulenkörper 20 so vorgesehen, dass sie die gesamten axialen Endoberflächen des Zahns 13 so abdecken, dass die Einfassungsabschnitte 24 sich so erstrecken, dass sie Wandoberflächen des Kernrückabschnitts 12, dem Zahn 13 und dem Flanschabschnitt 14 gegenüberliegen, welche die Schlitze definieren, sodass sie einen vorbestimmten Abstand aufweisen. Die isolierenden Blätter 28 sind auf zwei Umfangsseiten des Kernsegments 11 so vorgesehen, dass zwei Enden der Schutzabschnitte 29 zwischen die Einfassungsabschnitte 24 und die Wandoberflächen des Kernrückabschnitts 12, den Zahn 13 und die Flanschabschnitte 14, welche die Schlitze definieren, eingefügt sind.
Das Leiterkabel 33 wird durch den ersten Schlitz 25 und zwischen dem ersten Führungsabschnitt 22 und dem zweiten Führungsabschnitt 23 geführt, wird eine vorgestellte Anzahl an Malen um den Zahn 13 des Kernsegments 11 und das Paar an Rumpfabschnitten 21, die an den axialen Enden von diesem vorgesehen sind, herumgeführt und wird dann durch den zweiten Schlitz 25 herausgeführt. Die Spulenanordnung 16, in der die konzentrierte Wicklungsspule 15 auf die Kernanordnung 32 gewickelt ist, wird somit hergestellt. Die ersten und zweiten Abdeckabschnitte 30 und 31 des isolierenden Papierstücks 28 werden so umgebogen, dass diese Spulenanordnung 16 den Zustand annimmt, der in 4 gezeigt ist.
Spulenanordnungen 16, die derart ausgestaltet sind, werden in einer ringförmigen Gestalt umfänglich durch das in Anlage Bringen von Umfangsendoberflächen der Kernrückabschnitte 12 der Kernsegmente 11 miteinander angeordnet und werden in einen ringförmigen Ringabschnitt 17 pressgepasst und befestigt oder werden in den Ringabschnitt 17 durch schrumpfpassen eingeführt und befestigt, um den Stator 8 zu konfigurieren.
Hierbei sind die Kernsegmente 11 in einer ringförmigen Gestalt angeordnet, indem Umfangsendoberflächen der Kernrückabschnitte 12 miteinander in Anlage gebracht werden, um den Statorkern 9 zu konfigurieren. Die Kernrückabschnitte 12 sind umfänglich verbunden, um den Kernrücken des Statorkern 9 zu konfigurieren, und Räume, die durch den Kernrücken und benachbarte Zähne 13 gebildet werden, bilden Schlitze. Die Statorspule 10 wird durch zwölf konzentrierte Wicklungsspulen 15 gebildet, die auf die Zähne 13 der Kernsegmente 11 gewickelt sind. Abschnitte der konzentrierten Wicklungsspulen 15, die axial außerhalb von dem Statorkern 9 hervorstehen, bilden Spulenenden der Statorspule 10.
Obwohl nicht dargestellt, wird der Stator 8, der in dieser Form konfiguriert ist, horizontal so gehalten, dass eine Axialrichtung vertikal ist. Dann wird ein röhrenförmiges Abdichtelement mit einem großen Durchmesser auf einer oberen Endoberfläche des Statorkerns 9 vorgesehen, so dass es die radial äußeren Oberflächen der zweiten Führungsabschnitte 23 der jeweiligen Führungen 20 kontaktiert, und ein röhrenförmiges Abdichtelement mit einem kleinen Durchmesser wird auf den oberen Endoberflächen des Statorkerns 9 vorgesehen, sodass es die radial inneren Oberflächen der ersten Führungsabschnitte 23 der jeweiligen Führungen 20 kontaktiert. Zusätzlich wird ein Tränkharz 34 vertikal von oben auf Abschnitte der konzentrierten Wicklungsspulen 15 getropft, die axial außerhalb des Statorkerns 9 vorstehen. Das Tränkharz 34 fließt über die offenliegenden oberen Umfangsoberflächen der konzentrierten Wicklungsspulen 15 nach unten und fließt so herab, dass es durch die Schlitze hindurchtritt, wobei ein Herausfluss zu einer radial inneren Seite und einer radial äußeren Seite durch die Abdichtelemente gestoppt wird. Teile des Tränkharzes 34 treten auch durch die Einkerbungen 27 hindurch und füllen die Tränkharzsammelnuten 26.
Beim Prozess des Herabfließens über die offenliegenden äußeren Umfangsoberflächen der konzentrierten Wicklungsspulen 15 wird das Tränkharz 34 in die konzentrierten Wicklungsspulen 15 von den äußeren Umfangsoberflächen der konzentrierten Wicklungsspulen 15 durch eine Kapillarwirkung imprägniert. Gleichzeitig gerät das Tränkharz 34, das die Tränkharzsammelnuten 26 gefüllt hat, in Kontakt mit den inneren Umfangsoberflächen der konzentrierten Wicklungsspulen 15 und wird in die konzentrierten Wicklungsspulen 15 von den inneren Umfangsoberflächen der konzentrierten Wicklungsspulen 15 durch Kapillarwirkung imprägniert. Zusätzlich dringt das Tränkharz 34, das die Tränkharzsammelnuten 26 gefüllt hat, zwischen die inneren Umfangsoberflächen der konzentrierten Wicklungsspulen 15 und oberen Oberflächen der Rumpfabschnitte 21 durch eine Kapillarwirkung ein und wird in die konzentrierten Wicklungsspulen 15 von den inneren Umfangsoberflächen der konzentrierten Wicklungsspulen 15 imprägniert, die den oberen Oberflächen der Rumpfabschnitte 21 gegenüberliegen.
Anschließend wird der Stator 8 umgedreht und die konzentrierten Wicklungsspulen 15 werden ähnlich mit dem Tränkharz 34 imprägniert. Somit kann das Tränkharz 34, das in die konzentrierten Wicklungsspulen 15 imprägniert wurde, und das Tränkharz 34, das die Tränkharzsammelnuten 26 gefüllt hat, aushärten, um die konzentrierten Wicklungsspulen 15 an den Spulenkörpern 20 zu befestigen.
Die elektrische sich drehende Maschine 100, die so konfiguriert ist, wird als ein achtpoliger zwölfschlitziger Synchronmotor mit einem inneren Rotor verwendet, wenn Strom zu der Statorspule 10 von einer externen Stromzufuhr mittels eines ringförmigen Stromverteilungselements 40 zugeführt wird, das an einem ersten axialen Ende des Stators 8 vorgesehen ist.
Nach Ausführungsform 1 sind konzentrierte Wicklungsspulen 15 so vorgesehen, dass sie durch konkave Räume hindurchtreten, die durch Rumpfabschnitte 21, erste Führungsabschnitte 22 und zweite Führungsabschnitte 23 der Spulenkörper 20 gebildet sind, die an zwei axialen Enden der Zähne 13 vorgesehen sind. Tränkharzsammelnuten 26 sind in oberen Oberflächen der Rumpfabschnitte 21 so ausgenommen, dass sie sich längs erstrecken, und Einkerbungen 27 sind auf zweiten Führungsabschnitten 23 so ausgebildet, dass sie mit zweiten Enden in einer Nutrichtung das Tränkharzsammelnuten 26 verbunden sind. Somit wird bei einem Schritt des Imprägnierens eines Tränkharzes 34, da das Tränkharz 34 von offenliegenden äußeren Umfangsoberflächen der konzentrierten Wicklungsspulen 15 und von inneren Oberflächen von dieser, die den Tränkharzsammelnuten 26 gegenüberliegen, imprägniert wird, die Tränkharzimprägnationsrate in Spulenenden einer Statorspule 10 vergrößert.
Somit werden, da Wärme, die in den konzentrieren Wicklungsspulen 15 erzeugt wird, zu einem Statorkern 9 mittels der Spulenkörpern 20 übertragen wird, sie weiter an einen Ringabschnitt 17 übertragen wird und sie von dem Ringabschnitt 17 abgestrahlt wird, eine übermäßige Temperaturerhöhung in den konzentrierten Wicklungsspulen 15 unterdrückt. Da die konzentrierten Wicklungsspulen 15 an dem Spulenkörper 20 befestigt sind, werden Situationen, in denen die konzentrierten Wicklungsspulen 15 sich aufgrund von Fahrzeugvibrationen bewegen und von den Zähnen 13 entfernt werden oder sie gegen die Kernsegmente 11 reiben und zu einem Isolationsversagen führen, verhindert.
Da die Einkerbungen 27 auf den radial äußeren zweiten Führungsabschnitten ausgebildet sind, wird der Arbeitsraum während des Tränkharzeinspritzens vergrößert, was die Arbeit des Tränkharzeinspritzens verbessert.
Da die Grundoberflächen der Einkerbungen 27 von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende in der Längsrichtung der Rumpfabschnitte 21 allmählich tiefer werden, sodass sie geneigte Oberflächen bilden, die mit den Grundoberflächen das Tränkharzsammelnuten 26 ohne Niveauunterschied verbunden sind, wirken die Grundoberflächen der Einkerbungen 27 so, dass sie das Tränkharz 34, das in die Einkerbungen 27 geflossen ist, in die Tränkharzsammelnuten 26 transportieren. Somit kann die Menge an Tränkharz 34 innerhalb das Tränkharzsammelnuten 26 konstant sichergestellt werden, wodurch das Tränkharz 34 in die konzentrierten Wicklungsspulen 15 effizient imprägniert wird.
Da das Leiterkabel 33 einen kreisförmigen Querschnitt hat, wird das Tränkharz 34 in die konzentrierten Wicklungsspulen 15 effizient imprägniert.
Zusätzlich ist in Ausführungsform 1, die oben beschrieben wurde, die Grundoberfläche der Einkerbung 27 so ausgebildet, dass sie eine geneigte Oberfläche aufweist, jedoch ist die Grundoberfläche der Einkerbung 27 nicht auf eine geneigte Oberfläche beschränkt, sofern die Einkerbung 27 mit das Tränkharzsammelnut 26 in der Nähe eines Ansatzes verbunden ist, und die Grundoberfläche 27 kann so ausgebildet sein, das sie eine flache Oberfläche hat, die zum Beispiel parallel zu einer Grundoberfläche das Tränkharzsammelnut 26 ist. In einem solchen Fall wird, von einem Gesichtspunkt des Zuführens des Tränkharzes 34 in die Tränkharzsammelnuten 26, nachdem es zu der Einkerbung 27 geführt wurde, bevorzugt, dass ein Abstand zwischen der Grundoberfläche der Einkerbung 27 und der Grundoberfläche des Rumpfabschnitts 21 (Endoberfläche des Zahns 13) kürzer ist als ein Abstand zwischen der oberen Oberfläche des Rumpfabschnitts 21 und der Grundoberfläche des Rumpfabschnitts 21, und dass er größer oder gleich einem Abstand zwischen der Grundoberfläche das Tränkharzsammelnut 26 und der Grundoberfläche des Rumpfabschnitts 21 ist. Die Grundoberfläche der Einkerbung 27 kann so ausgebildet sein, dass der Abstand zwischen der Grundoberfläche der Einkerbung 27 und der Grundoberfläche des Rumpfabschnitts 21 zu das Tränkharzsammelnut 26 auf eine gestufte Art kürzer wird. In einem solchen Fall wird von einem Gesichtspunkt des Zuführens des Tränkharzes in die Tränkharzsammelnut 26, nachdem es zu der Einkerbung 27 geführt wurde, bevorzugt, dass ein Abstand zwischen einem Abschnitt der Grundoberfläche der Einkerbungen 27, der mit der Grundoberfläche das Tränkharzsammelnut 26 verbunden ist, und der Grundoberfläche des Rumpfabschnitts 21 kürzer ist als ein Abstand zwischen der oberen Oberfläche des Rumpfabschnitts 21 und der Grundoberfläche des Rumpfabschnitts 21, und er größer oder gleich einem Abstand zwischen der Grundoberfläche das Tränkharzsammelnut 26 und der Grundoberfläche des Rumpfabschnitts 21 ist.
Ausführungsform 2
8 ist eine schräge Projektion, die einen Spulenkörper zeigt, der in eine Spulenanordnung in einer elektrischen sich drehenden Maschine nach Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung eingebaut ist.
In 8 ist in einem Spulenkörper 20A eine Tränkharzeinspritzeinkerbung 27A zentral in einer Breitenrichtung einer Oberfläche (einer inneren Umfangsoberfläche) eines zweiten Führungsabschnitts 23 in der Nähe eines ersten Führungsabschnitts 22 ausgebildet, sodass sie sich von einem vorstehenden Ende des zweiten Führungsabschnitts 23 zu einem Ansatz von diesem erstreckt.
Zusätzlich ist die Ausführungsform 2 ähnlich oder identisch zu Ausführungsform 1 ausgestaltet, mit der Ausnahme, dass die Spulenkörper 20A anstelle der Spulenkörper 20 verwendet wird.
In Ausführungsform 2 können bei dem Schritt des Imprägnierens des Tränkharzes 34, da das Tränkharz 34 die Tränkharzsammelnuten 26 von den Einkerbungen 27 aus anfüllt und es von den inneren Umfangsoberflächen der konzentrierten Wicklungsspulen 15 imprägniert wird, ähnliche oder identische Effekte zu denjenigen in Ausführungsform 1, die oben beschrieben wurde, erzielt werden.
Zusätzlich sind bei den oben beschriebenen Ausführungsformen 1 und 2 die Tränkharzeinspritznuten 27 und 27A auf den zweiten Führungsabschnitten 23 ausgebildet, jedoch können die Einkerbungen auch auf den ersten Führungsabschnitten 22 so ausgebildet sein, dass sie mit den Tränkharzsammelnuten in Verbindung stehen.
Ausführungsform 3
9 ist eine Enddraufsicht, die einen Stator in einer elektrischen sich drehenden Maschine nach Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt, 10 ist ein Querschnitt, der entlang der Linie X-X in 9 vorgenommen wurde, wenn entlang der Richtung der Pfeile betrachtet, 11 ist eine schräge Projektion, die eine Spulenanordnung in der elektrischen sich drehenden Maschine nach Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt, und 12 ist eine schräge Projektion, die einen Spulenkörper zeigt, der in die Spulenanordnung in der elektrischen sich drehenden Maschine nach Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung eingebaut ist. Zusätzlich ist ein isolierendes Blatt in 9 ausgelassen.
In 9 und 10 sind Spulenanordnungen 16A in einer ringförmigen Gestalt umfänglich durch in Anlage Bringen von Umfangsendoberflächen von Kernrückabschnitten 12 der Kernsegmente 11 miteinander angeordnet und sind in einen ringförmigen Ringabschnitt 17 pressgepasst und befestigt oder sind in den Ringabschnitt 17 durch schrumpfpassen eingefügt oder befestigt, um den Stator 8A zu konfigurieren.
Wie in 12 gezeigt, ist ein einzelner Schlitz 25A auf einem Spulenkörper 20B anstelle des Paars an Schlitzen 25 vorgesehen. Ein Leitungskabel 33A, das aus einem rechteckigen Draht hergestellt ist, wird durch den Schlitz 25A und zwischen einem ersten Führungsabschnitt 22 und einem zweiten Führungsabschnitt 23 geführt, wird eine vorbestimmte Anzahl an Malen in einer Hochkantwicklung um einen Zahn 13 eines Kernsegments 11 und ein Paar Rumpfabschnitte 21, die an axialen Enden von diesen vorgesehen sind, herumgewickelt, wird senkrecht gebogen und wird dann herausgeführt, sodass es über den zweiten Führungsabschnitt 23 geführt wird. Erste und zweite Abdeckabschnitte 30 und 31 des isolierenden Papierstücks 28 werden umgefaltet, um eine Spulenanordnung 16A zu erzeugen, auf die eine konzentrierte Wicklungsspule 15A gewickelt ist, wie dies in 11 gezeigt ist.
Ein Stromverteilungselement 40 weist auf: einen ringförmigen isolierenden Halter 41, in den vier C-förmige Sammelschienenaufnahmenuten 42 konzentrisch ausgenommen sind, eine Neutralpunktsammelschiene 43N, eine U-Phasen Sammelschiene 43U, eine V-Phasen Sammelschiene 43V und eine W-Phasen Sammelschiene 43W, die in die jeweiligen Sammelschienenaufnahmenuten 42 aufgenommen sind und welche Verbindungssammelschienen für die konzentrierten Wicklungsspulen 15A bilden, und Stromzuführanschlüsse 44U, 44V und 44W, die mit der U-Phasen Sammelschiene 43U, der V-Phasen Sammelschiene 43V und der W-Phasen Sammelschiene 43W jeweils verbunden sind. Dieses Stromverteilungselement 40 ist auf einer ersten axialen Endoberfläche eines Kernrückens eines Statorkerns 9 so vorgesehen, dass der elektrisch isolierende Halter 41 äußere Umfangsoberflächen der zweiten Führungsabschnitte 23 der Spulenkörpern 23B kontaktiert, die umfänglich angeordnet sind. Dann sind die Endabschnitte der konzentrierten Wicklungsspulen 15A, die radial von jeder der Spulenanordnung 16 nach außen geführt sind, mit den entsprechenden Sammelschienen unter der Neutralpunktsammelschiene 43N, der U-Phasen Sammelschiene 43U, der V-Phasen Sammelschiene 43V und der W-Phasen Sammelschiene 43W verbunden. Eine Statorspule 10A wird so erhalten, die durch eine Y-Verbindung einer U-Phasenspule, einer V-Phasenspule und einer W-Phasenspule erhalten wird, bei jeder von denen vier konzentrierte Wicklungsspulen 15A parallel verbunden sind.
Obwohl nicht dargestellt, wird der Stator 8, der so ausgestaltet ist, horizontal so gehalten, dass die erste axiale Endoberfläche des Statorkerns 9 nach oben zeigt. Dann wird ein röhrenförmiges Abdichtelement mit einem kleinen Durchmesser auf der ersten axialen Endoberfläche des Statorkerns 9 so vorgesehen, dass es die radial inneren Oberflächen der ersten Führungsabschnitte 22 der jeweiligen Spulenkörper 20B kontaktiert. Zusätzlich wird ein Tränkharz 34 vertikal von oben auf Abschnitte der konzentrierten Wicklungsspulen 15A getropft, die axial nach außerhalb des Statorkerns 9 vorstehen. Das Tränkharz 34 fließt nach außen über die offenliegende Umfangsoberflächen der konzentrierten Wicklungsspulen 15A und fließt herab, sodass es durch die Schlitze hindurchtritt, wobei ein Ausfluss zu einer radial inneren Seite und einer radial äußeren Seite durch das Stromverteilungselement 40 und das Abdichtelement gestoppt wird. Teile des Tränkharzes 34 treten auch durch die Einkerbungen 27 hindurch und füllen die Tränkharzsammelnuten 26 an.
Bei dem Prozess des Herabfließens über die offenliegenden äußeren Umfangsoberflächen der konzentrierten Wicklungsspulen 15A wird das Tränkharz 34 in die konzentrierten Wicklungsspulen 15A von den äußeren Umfangsoberflächen der konzentrierten Wicklungsspulen 15A durch Kapillarwirkung imprägniert. Gleichzeitig kontaktiert das Tränkharz 34, das die Tränkharzsammelnuten 26 gefüllt hat, die inneren Umfangsoberflächen der konzentrierten Wicklungsspulen 15A und wird in die konzentrierten Wicklungsspulen 15A von den inneren Umfangsoberflächen der konzentrierten Wicklungsspulen 15A durch Kapillarwirkung imprägniert. Zusätzlich tritt das Tränkharz 34, das die Tränkharzsammelnuten 26 gefüllt hat, zwischen den inneren Umfangsoberflächen der konzentrierten Wicklungsspulen 15A und den oberen Oberflächen der Rumpfabschnitte 21 durch Kapillarwirkung hindurch und wird in die konzentrierten Wicklungsspulen 15A von der inneren Umfangsoberflächen der konzentrierten Wicklungsspulen 15A imprägniert, die den oberen Oberflächen der Rumpfabschnitte 21 gegenüberliegen.
Anschließend wird der Stator 8A umgedreht, röhrenförmige Abdichtelemente mit einem großen Durchmesser und einem kleinen Durchmesser werden auf einer zweiten axialen Endoberfläche des Statorkerns 9 vorgesehen und die konzentrierten Wicklungsspulen 15A werden ähnlich mit dem Tränkharz 34 imprägniert. Somit härten das Tränkharz 34, das in die konzentrierten Wicklungsspulen 15A imprägniert wurde, und das Tränkharz 34, das die Tränkharzsammelnuten 26 gefüllt hat, aus, um die konzentrierten Wicklungsspulen 15A an der Spulenrolle 20B zu befestigen.
Demgemäß können ähnliche oder identische Effekte zu denjenigen der Ausführungsform 1, die oben beschrieben wurde, auch in Ausführungsform 3 erzielt werden.
Da die Tränkharzsammelnuten 26 mit dem Tränkharz 34 angefüllt werden und das Tränkharz von den inneren Umfangsoberflächen der konzentrierten Wicklungsspulen 15A imprägniert wird, kann das Tränkharz 34 auch effizient in die konzentrierten Wicklungsspulen 15A imprägniert werden, die durch das Wickeln von Leiterkabeln 33A konfiguriert sind, die aus rechteckigen Drähten ohne Lücken hergestellt sind.
Da das ringförmige Stromverteilungselement 40 so vorgesehen ist, dass es äußere Umfangsoberflächen der zweiten Führungsabschnitte 23 der Spulenkörpern 23B kontaktiert, werden radial äußere Öffnungen der Einkerbungen 27 durch das elektrische Stromverteilungselement 40 geschlossen. Somit wird das Tränkharz 34, das auf die Spulenenden der konzentrierten Wicklungsspulen 15A getropft wurde und zu den Einkerbungen 27 geführt wird, den Tränkharzsammelnuten 26 zugeführt, ohne dass es radial nach außen leckt.
Zusätzlich wurde in jeder der obigen Ausführungsformen ein Elektromotor mit einem inneren Rotor erläutert, jedoch können ähnliche oder identische Effekte auch aufgewiesen werden, wenn die vorliegende Erfindung an einem Elektromotor mit einem äußeren Rotor angewandt wird.
In jeder der obigen Ausführungsformen wurden Fälle, in denen die vorliegende Erfindung auf einen Elektromotor angewandt wurde, erläutert, jedoch werden ähnliche oder identische Effekte auch gezeigt, wenn die vorliegende Erfindung für einen Generator verwendet wird.
In jeder der obigen Ausführungsformen wird eine achtpolige, zwölfschlitzige elektrische sich drehende Maschine erklärt, jedoch ist zu berücksichtigen, dass die Anzahl der Pole und die Anzahl der Schlitze nicht auf acht Pole und zwölf Schlitze begrenzt ist.
In jeder der obigen Ausführungsformen sind die Zähne 13 der Kernsegmente 11 so vorgesehen, dass sie sich radial von den Umfangsmitten der inneren Umfangsoberflächen der Kernrückabschnitte 12 erstrecken, jedoch ist es nicht nötig, dass die Zähne so vorgesehen sind, dass sie sich von den Umfangsmitten der inneren Umfangsoberflächen der Kernrückabschnitte erstrecken. Anders gesagt können die Längen der Kernrückabschnitte auf den zwei Umfangsseiten der Zähne anders vorgesehen sein, sodass ein ringförmiger Statorkern herstellt werden kann, indem die Kernsegmente umfänglich so angeordnet werden, dass die Umfangsseitenoberflächen der Kernrückabschnitte in Kontakt miteinander platziert sind.

Claims

Elektrische sich drehende Maschine mit: einem Stator mit: einem Statorkern, der ringförmig ist, und konzentrierten Wicklungsspulen, die an jeweiligen Zähnen des Statorkerns vorgesehen sind, und einem Rotor, wobei: Harzspulenkörper aufweisen: einen Rumpfabschnitt und ein Paar Führungsabschnitte, die so vorgesehen sind, dass sie von zwei Längsenden einer oberen Oberfläche des Rumpfabschnitts hervorstehen, wobei jeder der Spulenkörper so vorgesehen ist, dass die Längsrichtungen der Rumpfabschnitte in einer Radialrichtung der Zähne gerichtet sind und dass die Grundoberflächen der Rumpfabschnitte entlang zweier axialer Endoberflächen der Zähne positioniert sind, und die konzentrierten Wicklungsspulen so konfiguriert sind, dass ein Leiterdraht eine vorbestimmte Anzahl an Malen um die Zähne herumgewickelt wird, sodass er durch einen konkaven Raum hindurchtritt, der durch die Rumpfabschnitte und die Paare an Führungsabschnitten an zwei axialen Enden der Zähne definiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass: eine Tränkharzsammelnut in einer oberen Oberfläche des Rumpfabschnitts ausgenommen ist, sodass sie eine Nutrichtung in einer Längsrichtung des Rumpfabschnitts hat und sie sich zwischen dem Paar Führungsabschnitten erstreckt, eine Einkerbung auf einer gegenüberliegenden Wandoberfläche des Paars an Führungsabschnitten so ausgebildet ist, dass sie sich von einem vorstehenden Ende des Führungsabschnitts zu einem Basisabschnitt so erstreckt, dass sie mit der Tränkharzsammelnut verbunden ist, und ein Tränkharz in einen Abschnitt der konzentrierten Wicklungsspule axial außerhalb des Rumpfabschnitts imprägniert ist und es auch die Tränkharzsammelnut und einen Raum zwischen einer oberen Oberfläche des Rumpfabschnitts und der konzentrierten Wicklungsspule anfüllt.
Elektrische sich drehende Maschine nach Anspruch 1, bei der die Einkerbung auf einem Führungsabschnitt ausgebildet ist, der auf einer radial äußeren Seite in dem Paar aus Führungsabschnitten positioniert ist.
Elektrische sich drehende Maschine nach Anspruch 1 oder 2, bei der ein Abstand zwischen einer Grundoberfläche das Tränkharzsammelnut und einer axialen Endoberfläche der Zähne kleiner oder gleich einem Abstand zwischen einer Grundoberfläche der Einkerbung und der axialen Endoberfläche der Zähne ist.
Elektrische sich drehende Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit einem Stromverteilungselement, welches aufweist: einen ringförmigen isolierenden Halter, der auf einer axialen Endoberfläche eines Kernrückens des Statorkerns vorgesehen ist, und Sammelschienen, um die konzentrierten Wicklungsspulen zu verbinden, die innerhalb des isolierenden Halters aufgenommen sind, wobei die Einkerbung so ausgebildet ist, dass sie radial durch einen Führungsabschnitt hindurchtritt, der in der Nähe des Kernrückens des Statorkerns positioniert ist, und dass eine Öffnung der Einkerbung in der Nähe des Kernrückens durch den isolierenden Halter geschlossen ist.
Elektrische sich drehende Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Leiterdraht ein runder Draht ist.
Elektrische sich drehende Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der: der Leiterdraht ein rechteckiger Draht ist, und die konzentrierte Wicklungsspule so konfiguriert ist, dass der Leiterdraht in einer Hochkantwicklung gewickelt ist.