DE112012006894T5 - Anker von rotierender elektrischer Maschine und Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents

Anker von rotierender elektrischer Maschine und Verfahren zur Herstellung desselben Download PDF

Info

Publication number
DE112012006894T5
DE112012006894T5 DE112012006894.7T DE112012006894T DE112012006894T5 DE 112012006894 T5 DE112012006894 T5 DE 112012006894T5 DE 112012006894 T DE112012006894 T DE 112012006894T DE 112012006894 T5 DE112012006894 T5 DE 112012006894T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coil
electric machine
rotary electric
tooth portion
core
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE112012006894.7T
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichiro Yoshida
Koichi Ojima
Shogo Okamoto
Shuichi Tamura
Masaya Inoue
Akihiro Yamamura
Yutaro Shirai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of DE112012006894T5 publication Critical patent/DE112012006894T5/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52Fastening salient pole windings or connections thereto
    • H02K3/521Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only
    • H02K3/522Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only for generally annular cores with salient poles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/0056Manufacturing winding connections
    • H02K15/0068Connecting winding sections; Forming leads; Connecting leads to terminals
    • H02K15/0081Connecting winding sections; Forming leads; Connecting leads to terminals for form-wound windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/06Embedding prefabricated windings in machines
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/325Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation for windings on salient poles, such as claw-shaped poles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
    • H02K3/345Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation between conductor and core, e.g. slot insulation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/223Heat bridges
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49009Dynamoelectric machine
    • Y10T29/49012Rotor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

Es wird ein Anker für eine rotierende elektrische Maschine bereitgestellt, der in der Lage ist, die Wärmeableitleistungsfähigkeit einer Hochkantspule zu verbessern, um die Effizienz der rotierenden elektrischen Maschine zu erhöhen. Der Anker für eine rotierende elektrische Maschine beinhaltet: einen Kern einschließlich einem Jochabschnitt und einem Zahnabschnitt, der vom Jochabschnitt vorragt; eine Hochkantspule, die über Vermittlung eines isolierenden Elementes in den Zahnabschnitt einzuführen ist, wobei die Hochkantspule durch Wickeln eines rechteckigen Drahtes mit einem rechteckigen Leiterquerschnitt durch Hochkantbiegen gebildet ist; und ein Wärmeübertragungselement, das in eine Lücke zwischen dem Zahnabschnitt und der Hochkantspule eingefüllt wird. Der Anker weist unterschiedliche Lücken auf, die an zwei Regionen zwischen dem Zahnabschnitt und einer langen Seite der Hochkantspule gebildet sind.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Anker für eine rotierende elektrische Maschine und ein Verfahren zur Herstellung desselben.
  • Hintergrund
  • In den letzten Jahren ist eine Entwicklung, die auf die Reduktion von Verlust einer rotierenden elektrischen Maschine zur Verbesserung der Effizienz derselben abzielt, aktiv vorangetrieben worden. Ein vorstellbares Verfahren zum Reduzieren des Verlusts der rotierenden elektrischen Maschine ist es, das Verhältnis eines Kupferdrahts (Spule), der um einen Kern gewickelt ist, zu seinem Wicklungsraum, das heißt einen sogenannten Raumfaktor, zu verbessern, um dadurch die Wärmeerzeugung von Kupfer, das heißt den Kupferverlust, zu reduzieren.
  • Man beachte, dass in einem Direktwicklungsverfahren zum direkten Wickeln einer Spule um einen Kern durch Intermediation eines isolierenden Elements die Spule nicht in engen Kontakt mit dem Kern, der sich vorwölbt, gewickelt werden kann und daher die Spule nicht effektiv in einer Region, um die zu wickeln ist, gewickelt werden kann. Insbesondere ist diese Tendenz merklicher, wenn die Spule dicker wird, was dafür verantwortlich ist, die Verbesserung des Raumfaktors der Spule zu behindern.
  • Im Hinblick darauf ist das folgende Verfahren bekannt, um einen solchen Fall zu behandeln. Das heißt, dass die Spule zeitweilig um eine getrennt vorbereitete Spindel gewickelt wird und danach ein vorragender Bereich der Spule extern geformt wird, um die Wölbung zu korrigieren, und die Spule wird dann in den Kern eingeführt. Der Einsatz eines solchen Assemblierschritts kann den Raumfaktor der Spule verbessern.
  • Als anderes Verfahren zum weiteren Verbessern des Raumfaktors der Spule ist vorgeschlagen worden, eine Hochkantspule anzuwenden. Die Hochkantspule wird durch Biegen eines rechteckigen Drahtes gebildet, der einen rechteckigen Leiterquerschnitt in solch einer Richtung aufweist, dass die kurze Seite des Leiterquerschnitts auf einer inneren Seite der Achse der Spule lokalisiert ist.
  • Die Verwendung der Hochkantspule kann einen unnötigen Spalt eliminieren, um den Raumfaktor der Spule im Vergleich zur Verwendung eines runden Drahtes mit einem kreisförmigen Leiterquerschnitt zu verbessern. Übrigens weist die Hochkantspule eine Einzelschichtstruktur für den Kern auf und daher kann im Vergleich zu einem runden Draht, der in einer Mehrzahl von Schichten zu wickeln ist, Wärme direkt an den Kern abgegeben werden, um die Wärmeabstrahlungsleistungsfähigkeit zu verbessern.
  • Das nachfolgende Verfahren ist ebenfalls für die Hochkantspule vorgeschlagen worden. Nachdem die Hochkantspule einmal gebildet ist, wird nämlich die Hochkantspule auf den Kern durch Vermittlung eines Isolators eingeführt, um dadurch einen Stator herzustellen (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
  • Zitateliste
  • Patentliteratur
    • PTL 1: JP 2011-254689 A
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Der Stand der Technik jedoch hat das folgende Problem. Patentliteratur 1 offenbart die Struktur zum Sicherstellen, wenn die Hochkantspule auf den Kern eingeführt wird, eines gewissen Betrags an Spalt zwischen der Hochkantspule und dem Kern durch Vermittlung des Isolators. Dieser Isolator weist eine Funktion des Isolierens der Hochkantspule und des Kerns gegeneinander und eine andere Funktion des Abführens von aus der Hochkantspule erzeugter Hitze zum Kern hin (Hitzeableitfunktion) auf.
  • Im in Patentliteratur 1 offenbarten Stator ist es notwendig, die Dicke des Isolators zu reduzieren, um die Hitzeableitungsleitfähigkeit der Hochkantspule zu verbessern. Um Probleme zum Zeitpunkt des Schmelzens zu vermeiden, muss jedoch ein gewisser Betrag an Dicke für den Isolator sichergestellt sein, was zu einem Problem damit führt, dass die Hitzeableitleistungsfähigkeit nicht verbessert werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um das oben beschriebene Problem zu lösen, und es ist daher deren Aufgabe, einen Anker für eine rotierende elektrische Maschine bereitzustellen, der in der Lage ist, die Hitzeableitungsleitfähigkeit einer Hochkantspule zu verbessern, um die Effizienz der rotierenden elektrischen Maschine zu erhöhen, und ein Verfahren des Herstellens des Ankers für eine rotierende elektrische Maschine bereitzustellen.
  • Problemlösung
  • Ein Anker für eine rotierende elektrische Maschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet: einen Kern, der einen Jochabschnitt und einen Zahnabschnitt, der vom Jochabschnitt vorragt, beinhaltet; eine Hochkantspule, die auf den Zahnabschnitt durch Vermittlung eines isolierenden Elementes einzuführen ist, wobei die Hochkantspule durch Wickeln eines rechteckigen Drahtes mit einem rechteckigen Leiterquerschnitt durch Hochkantbiegen gebildet ist; und ein Wärmeübertragungselement, welches in einen Spalt zwischen dem Zahnabschnitt und der Hochkantspule gefüllt ist. Der Anker weist unterschiedliche Lücken auf, die an zwei Regionen zwischen dem Zahnabschnitt und einer langen Seite der Hochkantspule gebildet sind.
  • Weiter beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung eines Ankers für eine rotierende elektrische Maschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Schritte: Bilden einer Hochkantspule durch Wickeln eines rechteckigen Drahtes mit einem rechteckigen Leiterquerschnitt durch Hochkantbiegen; Einführen, durch Vermittlung eines Isolierelementes, der Hochkantspule auf einen Zahnabschnitt eines Kerns, der einen Jochabschnitt und den Zahnabschnitt enthält, der gegenüber dem Jochabschnitt vorragt; Verschieben der Hochkantspule in einer Kurzseitenrichtung der Hochkantspule und Füllen eines Wärmeübertragungselements in eine Lücke zwischen dem Zahnabschnitt und der Hochkantspule.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Gemäß dem Anker für eine rotierende elektrische Maschine und dem Verfahren zur Herstellung desselben gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die unterschiedlichen Spalten an zwei Regionen zwischen dem Zahnabschnitt und der langen Seite der Hochkantspule gebildet.
  • Folglich kann ein thermischer Widerstand eines Wärmeübergangsbereichs zum Ableiten von Wärme aus der Hochkantspule zum Kern reduziert werden und kann die Wärmeableitleistungsfähigkeit der Hochkantspule verbessert werden, um die Effizienz der rotierenden elektrischen Maschine zu erhöhen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Aufsicht, die einen durch Anker für eine rotierende elektrische Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruierten Stator illustriert.
  • 2 ist eine Perspektivansicht, welche den Anker für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
  • 3 ist eine Perspektivansicht, welche einen Kern für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
  • 4 ist eine Perspektivansicht, die eine Hochkantspule für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
  • 5(a) und 5(b) sind eine Seitenansicht bzw. eine Aufsicht, welche die Hochkantspule für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung jeweils zeigen.
  • 6 ist eine Perspektivansicht, die einen Isolator für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
  • 7 ist eine Perspektivansicht, die ein Isolierpapier für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
  • 8 ist eine Perspektivansicht, die eine Prozedur zum Assemblieren des Ankers für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
  • 9 ist eine Perspektivansicht, welche die Prozedur des Assemblierens des Ankers für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
  • 10(a) und 10(b) sind Querschnittsansichten, welche den Kern bzw. die Hochkantspule für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustrieren.
  • 11 ist eine Querschnittsansicht des Ankers für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Nunmehr wird ein Anker für eine rotierende elektrische Maschine und ein Verfahren zum Herstellen desselben gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und bezugnehmend auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen werden dieselben und entsprechende Teile durch dieselben Bezugszeichen zur Beschreibung bezeichnet.
  • Man beachte, dass in der nachfolgenden Beschreibung eine Hochkantspule manchmal einfach als „Spule” bezeichnet wird. Die nachfolgende Ausführungsform beschreibt den Fall, bei dem der Anker für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung auf einen Stator angewendet wird.
  • Jedoch, ohne darauf beschränkt zu sein, kann der Anker für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung auf einen Rotor angewendet werden.
  • Erste Ausführungsform
  • 1 ist eine Aufsicht, die einen Stator 100 illustriert, der durch Anker 10 für eine rotierende elektrische Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert ist. In 1 beinhaltet der Stator 100 die Anker 10, die in einem ringförmigen Muster angeordnet sind, und einen Rahmen 20, der auf einem äußeren Umfang der Anker 10 angeordnet ist. Der Rahmen 20 weist Interferenz auf und ist konfiguriert, die Anker 10 durch Einpressen oder Interferenzschrumpfpassung festzuhalten.
  • 2 ist eine Perspektivansicht, welche den Anker 10 für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. In 2 beinhaltet der Anker 10 einen Kern 11, einen Isolator (Isolierelement) 12, Isolierpapier (isolierendes Element) 13 und eine Spule 14.
  • 3 ist eine Perspektivansicht, welche den Kern 11 für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. In 3 beinhaltet der Kern 11 einen Jochabschnitt 11a und einen Zahnabschnitt 11b, der vom Jochabschnitt 11a in einer zentralen Richtung des Status 100 vorragt.
  • Der Kern 11 wird durch Laminieren von dünnen Stahlplatten 11c gebildet. In diesem Fall kann der Eisenverlust unterdrückt werden, wenn Silizium-Stahlplatten als die dünnen Stahlplatten 11c verwendet werden. Die laminierten dünnen Stahlplatten 11c sind integral miteinander befestigt, indem sie mit Dübeln 11d 11e und 11f gecrimpt werden, die durch Spritzguss gebildet werden.
  • Man beachte, dass ein anderes Verfahren zum Fixieren der laminierten dünnen Stahlplatten 11c ein Verfahren des Fixierens mit einem Adhäsiv, ein Verfahren des Fixierens durch Schweißen oder dergleichen ist. Eine Oberfläche des Zahnabschnitts 11b, die gegenüber der Spule 14 zu liegen hat, wird als „Zahnabschnitt-Seitenoberfläche 11g” bezeichnet und eine Oberfläche des Jochabschnitts 11a, die gegenüberliegend der Spule 11 zu sein hat, wird als „Jochabschnitt-Seitenoberfläche 11h” bezeichnet.
  • 4 ist eine Perspektivansicht, welche die Hochkantspule 14 für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. In 4 ist die Spule 14 durch Wickeln eines rechteckigen Drahtes mit einem rechteckigen Leiterquerschnitt durch sogenanntes Hochkantbiegen gebildet, was das Biegen des rechteckigen Drahtes in einer solchen Richtung involviert, dass die kurze Seite des Leiterquerschnitts auf einer inneren Seite der Achse der Spule lokalisiert wird. Die Spule 14 wird in dem Zahnabschnitt 11b des Kerns 11 eingeführt.
  • Die Spule 14 beinhaltet Spulenendbereiche 14a und 14b, welche als die kurzen Seiten der Spule auf beiden Seiten in einer Axialrichtung des Stators 100 dienen, Schlitzbereiche 14c und 14d, die als die langen Seiten der Spule dienen und zwei Spulenanschlüsse 14e und 14f, die als Anschlüsse dienen. In diesem Fall ist die Spule 14 aus einem Leiter gebildet, der eine Oberfläche aufweist, die mit einer isolierenden Beschichtung wie etwa Polyamid-Imid abgedeckt ist.
  • Man beachte, dass eine Oberfläche jedes der Schlitzbereiche 14c und 14d, die gegenüberliegend zu dem Zahnabschnitt 11b (Zahnabschnitt Seitenoberfläche 11g) des Kerns 11 sein sollen, als „Schlitzinnenumfangsoberfläche 14g” bezeichnet wird und eine Oberfläche jeder der Schlitzbereiche 14c und 14d, die gegenüberliegend dem Jochabschnitt 11a (Jochabschnitt-Seitenoberfläche 11h) des Kerns 11 liegen sollen, als „Schlitzjochoberfläche 14h” bezeichnet wird.
  • Die Spulenanschlüsse 14e und 14f sind 3-Phasen-verbunden, nachdem sie in einem Zustand des Stators 100 assembliert sind. Man beachte, dass die Spulenanschlüsse 14e und 14f sich in derselben Richtung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstrecken, aber ohne darauf beschränkt zu sein, können sich die Spulenanschlüsse 14e und 14f in den entgegengesetzten Richtungen erstrecken. In diesem Fall sind die Spulenanschlüsse 14e bzw. 14f auf beiden Seiten in Axialrichtung des Stators 100 verbunden.
  • 5(a) und 5(b) sind Seitenansicht bzw. Aufsicht, die eine Hochkantspule 14 für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustrieren. In den 5 ist die Spule 14 durch Wickeln eines Rechteckdrahtes in einer Spiralweise in einer Reihenfolge des Spulenanschlusses 14e, eines Schlitzbereichs 14w, eines Spulenendbereichs 14x, eines Schlitzbereiches 14y, eines Spulenendbereichs 14z, ... eines Spulenanschlusses 14f gebildet.
  • Auf diese Weise ist der Schlitzbereich 14w der Schlitzbereich 14d am Nächsten am Spulenanschluss 14e und am Nächsten an der Seite der Schlitzjochoberflächen 14h, ist der Spulenendgereich 14x der Spulenendbereich 14b am Nächsten am Schlitzbereich 14w und am Nächsten an der Seite der Schlitzjochoberfläche 14h, ist der Schlitzbereich 14y der Schlitzbereich 14c am Nächsten an dem Spulenendbereich 14x und am Nächsten an der Seite der Schlitzjochoberfläche 14h, und ist der Spulenendbereich 14z der Spulenendbereich 14a am Nächsten an dem Schlitzbereich 14y und am Nächsten an der Seite der Schlitzjochoberfläche 14h.
  • In 5 ist die Spule 14 für die zweite Wicklung gegenüber der ersten Wicklung in einer Weise gewickelt, dass der Spulenendbereich graduell gegenüber dem Schlitzbereich 14y geneigt wird, der weiter von dem Spulenanschluss 14e weg lokalisiert ist, und der Spulenendbereich 14z näher am Spulenanschluss 14e lokalisiert ist, und der Spulenanschluss miteinander überlappen, um die zweite Wicklung zu beginnen.
  • Danach werden Rechteckdrähte ähnlich aufeinander gestapelt, um in einer vorgegebenen Anzahl von Wicklungen gewickelt zu werden. Entsprechend sind der Schlitzbereich 14b am Nächsten am Spulenanschluss 14e und der andere Schlitzbereich 14y nicht auf derselben Ebene vorhanden. Somit ist eine Lücke zwischen dem Schlitzbereich 14w am Nächsten am Spulenanschluss 14e und dem Kern 11 kleiner als eine Lücke zwischen dem anderen Schlitzbereich 14y und dem Kern 11.
  • 6 ist eine Perspektivansicht, welche den Isolator 12 für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. In 6 weist der Isolator 12 im Wesentlichen eine U-Form auf und beinhaltet einen Spulenaufnahmebereich 12a, der zwischen der Spule 14 und dem Kern 11 anzuordnen ist, eine äußere Wand 12b, die an einer Seitenoberfläche des Spulenaufnahmebereichs 12a auf der Seite des Jochabschnitts 11a des Kern 11 angeordnet ist und eine innere Wand 12c, die an einer distalen Endseite des Zahnabschnitts 11b des Kerns 11 angeordnet ist.
  • In diesem Fall werden die äußere Wand 12b und die innere Wand 12c verwendet, um die Spulenendbereiche 14a und 14b so zu regulieren, dass die Spulenendbereiche 14a und 14b nicht zur äußeren radialen Seite oder zur inneren radialen Seite des Stators 100 vorragen mögen. Man beachte, dass der Isolator 12 aus thermoplastischem Polymer, einem heißhärtenden Polymer oder anderen solchen Polymeren mit Hitzewiderstand gebildet ist.
  • 7 ist eine Perspektivansicht, welche das Isolierpapier 13 für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. Man beachte, dass das isolierende Papier 13 ein Blatt ist, das unter Verwendung eines Materials, das Hitzeresistenz-Eigenschaft und Isolationseigenschaft aufweist, und Laminieren einer Mehrzahl der Materialien gebildet wird. Beispielsweise werden Aramid-Papier, Polyphenylen-Sulfid (PPS) und Aramid-Papier, die in dieser Reihenfolge laminiert werden, verwendet.
  • In 7 beinhaltet das isolierende Papier 13 einen Zahnisolationsbereich 13a zum Abdecken der Zahnabschnittsseitenoberfläche 11g und der Schlitzinnenumfangsoberfläche 14g, einen Johnisolationsbereich 13b zum Abdecken der Jochabschnittsseitenoberfläche 11h und der Schlitzjochoberfläche 14h, einen Zahndistalendisolierbereich 13c zum Abdecken der Spule 14 an der distalen Endseite des Zahnabschnitts 11b und einen Phase-zu-Phase-Isolationsbereich 13d zum Abdecken der äußeren Seite der Spule 14 zum Sicherstellen einer Phase-zu-Phase-Isolation in einem assemblierten Zustand des Stators 100.
  • Nun wird eine Prozedur des Assemblierens des Ankers 10 für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 8 und 9 beschrieben. 8 und 9 sind Perspektivansichten, welche die Prozedur des Assemblierens des Ankers 10 für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustrieren.
  • Zuerst, wie in 8 illustriert, wird das isolierende Papier 13 um jeden der Stützbereiche 14c und 14d der Spule 14 gewickelt. In diesem Fall ist der Zahnisolationsbereich 13a des isolierenden Papiers 13 auf einer Innenumfangsseite jedes der Schlitzbereiche 14c und 14d angeordnet und sind der Jochisolationsbereich 13b und der Zahndistalendisolationsbereich 13c gefaltet, gefolgt vom Überlappen der Phase-zu-Phase-Isolationsbereiche 13d miteinander.
  • Als Nächstes wird der Isolator 12 intern in jeden der Spulenendbereiche 14a und 14b der Spule 14 eingeführt. Nachfolgend, wie in 9 illustriert, wird im Bezug auf die Spule 14, an welcher der Isolator 12 und das Isolierpapier 13 angebracht werden, der Zahnabschnitt 11b des Kerns 11 innerhalb der Spule 14 eingeführt, um dadurch den Anker 10 für eine rotierende elektrische Maschine zu komplettieren.
  • Als Nächstes wird eine Dimensionsbeziehung zwischen der Spule 14 und dem Kern 11 des Ankers 10 für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. 10(a) und 10(b) sind Querschnittsansichten, welche den Kern 11 und die Hochkantspule 14 für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustrieren.
  • In den 10 gibt es Wärmeübertragungspfade für das Ableiten von Wärme der Spule 14 zum Kern 11, spezifisch einen Pfad, durch welchen die Wärme von der Schlitzinnenumfangsoberfläche 14g der Spule 14 zu der Zahnabschnittsseitenoberfläche 11g des Kerns 11 ableitet, und einen Pfad, durch welchen die Wärme aus der Schlitzjochoberfläche 14h der Spule 14 zur Jochabschnittsseitenoberfläche 11a des Kerns 11 ableitet.
  • In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Dimensionsbeziehung zum Assemblieren der Spule 14 und des Kerns 11 auf X > Y definiert, wobei X die Breite des Zahnabschnitts 11b des Kerns 11 repräsentiert, wie in 10(a) illustriert, und Y die Breite der Spule 14 auf der Seite der Schlitzjochoberfläche 14h (einschließlich des Isolierpapiers 13) repräsentiert, wie in 10(b) illustriert.
  • Weiter ist die Dimensionsbeziehung auf α > β definiert, wobei α den Winkel der Zahnabschnittsseitenoberfläche 11g im Bezug auf die Zentrumslinie des Kerns 11 repräsentiert, wie in 10a illustriert, und β den Winkel der Schlitzinnenumfangsoberfläche 14g in Bezug auf die Zentrumslinie der Spule 14 repräsentiert, wie in 10b illustriert.
  • Die Spule 14 und der Kern 11 werden basierend auf der oben erwähnten Dimensionsbeziehung assembliert und die Zentralposition der Spule 14 im Bezug auf den Kern 11 wird in Richtung des Spulenanschlusses 14f (Umfangsoberfläche des Stators 100) verschoben. Auf diese Weise werden Lücken zwischen der Schlitzinnenumfangsoberfläche 14g der Spule 14 und der Zahnabschnittsseitenoberfläche 11g des Kerns 11 ausgebildet, links-rechts-asymmetrisch zu sein.
  • Als Nächstes wird eine Beziehung zwischen der Spule 14 und dem Kern 11 des Ankers 10 für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 11 illustriert. 11 ist eine Querschnittsansicht des Ankers 10 für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In 11 sind in diesem Zustand die Lücken zwischen der Spule 14 und dem Kern 11 mit Lacken (Wärmeübertragungselementen) 30a und 30b mit hoher thermischer Leitfähigkeit aufgefüllt. Gemäß dieser Struktur sind die Lücken zwischen der Schlitzinnenumfangsoberfläche 14g und der Zahnabschnittsseitenoberfläche 11g links-rechts-asymetrisch, und daher ist die Dicke des Lacks 30a in der engeren Lücke kleiner als die Dicke des Lacks 30b in der breiteren Lücke.
  • In diesem Fall wird ein paralleler thermischer Widerstand ausgebildet und daher ist der gesamte thermische Widerstand kleiner als der, wenn die Dicken der Lacke 30a und 30b zueinander gleich sind. Folglich wird die Wärmeableitleistungsfähigkeit der Hochkantspule 14 verbessert, um die Effizienz der rotierenden elektrischen Maschine zu erhöhen.
  • Weiter, wie oben beschrieben, ist die Lücke zwischen dem Schlitzbereich 14w am Nächsten am Spulenanschluss 14e und dem Kern 11 kleiner als die Lücke zwischen dem anderen Schlitzbereich 14y und dem Kern 11 (siehe 5) und daher ist der gesamte thermische Widerstand weiter reduziert, und ist die Wärmeableitleistungsfähigkeit der Hochkantspule 14 verbessert, um die Effizienz der rotierenden elektrischen Maschine zu erhöhen.
  • Wie oben beschrieben, sind gemäß der ersten Ausführungsform die unterschiedlichen Lücken an zwei Regionen zwischen dem Zahnabschnitt und der langen Seite der Hochkantspule gebildet. Folglich kann der thermische Widerstand des Wärmeübertragungsbereichs zum Ableiten von Wärme aus der Hochkantspule zum Kern reduziert werden und kann die Wärmeableitleistungsfähigkeit der Hochkantspule verbessert werden, um die Effizienz der rotierenden elektrischen Maschine zu erhöhen.
  • Man beachte, dass in der obigen Beschreibung der ersten Ausführungsform die Lücken zwischen der Spule 14 und dem Kern 11 mit Lacken (Wärmeübertragungselementen) 30a und 30b aufgefüllt sind. Jedoch kann, ohne darauf beschränkt zu sein, das Wärmeübertragungselement zum Füllen der Lücke zwischen der Spule 14 und dem Kern 11 ein wärmeleitendes Silizium sein. Das wärmeleitende Silizium weist eine hohe Viskosität auf und kann die Lücke nicht infiltrieren, wenn aufgebracht, nachdem die Spule 14 und der Kern 11 zusammen assembliert sind. Somit muss das wärmeleitende Silizium vor Assemblierung aufgebracht werden.
  • Das Wärmeübertragungselement wird durch das nachfolgende Verfahren aufgebracht. In der Voraufbringung vor Montage werden beispielsweise die Wärmeübertragungselemente auf den Zahnabschnitt 11b des Kerns 11 so aufgebracht, dass sie die Dicke der Wärmeübertragungselemente in einer links-rechts-asymmetrischen Weise variieren, spezifisch so, dass sie eine kleinere Dicke auf der Seite mit einer kleineren Freiheit aufweisen, und eine größere Dicke auf der Seite mit einer größeren Freiheit aufweisen, und danach wird die Spule 14 am Kern 11 angebracht, um dadurch den Anker 10 herzustellen. In diesem Fall kann die Verwendung von wärmeleitendem Silizium mit hoher thermischer Leitfähigkeit die Wärmeableitleistungsfähigkeit der Hochkantspule 14 weiter verbessern.

Claims (5)

  1. Anker für eine rotierende elektrische Maschine, umfassend: einen Kern, der einen Jochabschnitt und einen Zahnabschnitt, der vom Jochabschnitt vorragt, beinhaltet; eine Hochkantspule, die auf den Zahnabschnitt durch Vermittlung eines isolierenden Elementes einzuführen ist, wobei die Hochkantspule durch Wickeln eines rechteckigen Drahtes mit einem rechteckigen Leiterquerschnitt durch Hochkantbiegen gebildet ist; und ein Wärmeübertragungselement, welches in einen Spalt zwischen dem Zahnabschnitt und der Hochkantspule gefüllt ist, wobei der Anker unterschiedliche Lücken aufweist, die an zwei Regionen zwischen dem Zahnabschnitt und einer langen Seite der Hochkantspule gebildet sind.
  2. Anker für eine rotierende elektrische Maschine gemäß Anspruch 1, wobei der Anker unterschiedliche Lücken aufweist, die an zwei Regionen zwischen dem Jochabschnitt und der langen Seite der Hochkantspule gebildet sind.
  3. Anker für eine rotierende elektrische Maschine gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Wärmeübertragungselement Lack umfasst.
  4. Anker für eine rotierende elektrische Maschine gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Wärmeübertragungselement wärmeleitendes Silizium umfasst.
  5. Verfahren zur Herstellung eines Ankers für eine rotierende elektrische Maschine, umfassend die Schritte: Bilden einer Hochkantspule durch Wickeln eines rechteckigen Drahtes mit einem rechteckigen Leiterquerschnitt durch Hochkantbiegen; Einführen, durch Vermittlung eines Isolierelementes, der Hochkantspule auf einen Zahnabschnitt eines Kerns, der einen Jochabschnitt und den Zahnabschnitt enthält, der gegenüber dem Jochabschnitt vorragt; Verschieben der Hochkantspule in einer Kurzseitenrichtung der Hochkantspule; und Füllen eines Wärmeübertragungselements in eine Lücke zwischen dem Zahnabschnitt und der Hochkantspule.
DE112012006894.7T 2012-09-12 2012-09-12 Anker von rotierender elektrischer Maschine und Verfahren zur Herstellung desselben Pending DE112012006894T5 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2012/073335 WO2014041637A1 (ja) 2012-09-12 2012-09-12 回転電機の電機子およびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112012006894T5 true DE112012006894T5 (de) 2015-06-11

Family

ID=50277793

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112012006894.7T Pending DE112012006894T5 (de) 2012-09-12 2012-09-12 Anker von rotierender elektrischer Maschine und Verfahren zur Herstellung desselben

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9893594B2 (de)
JP (1) JP5837213B2 (de)
CN (1) CN104620475B (de)
DE (1) DE112012006894T5 (de)
WO (1) WO2014041637A1 (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6162650B2 (ja) * 2014-06-12 2017-07-12 ファナック株式会社 分割コアを有するコアを備えた固定子および電動機、ならびに固定子の製造方法
DE112015007072T5 (de) * 2015-10-29 2018-07-12 Mitsubishi Electric Corporation Elektrische Rotationsmaschine
JP6299729B2 (ja) * 2015-11-04 2018-03-28 トヨタ自動車株式会社 回転電機ステータ
CN107786021B (zh) * 2016-08-29 2019-10-11 光宝电子(广州)有限公司 绝缘套管与绕线制品
EP3621182A1 (de) * 2018-09-06 2020-03-11 Siemens Aktiengesellschaft Zahnspule und verfahren zur herstellung einer zahnspule
JP7226162B2 (ja) * 2019-02-25 2023-02-21 株式会社デンソー 回転電機
JP7463995B2 (ja) 2021-03-26 2024-04-09 トヨタ紡織株式会社 電機子及び電機子の製造方法
EP4336710A1 (de) * 2022-09-12 2024-03-13 FERRARI S.p.A. Stator einer elektrischen maschine und verfahren zur herstellung solch eines stators

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008017639A (ja) * 2006-07-06 2008-01-24 Fanuc Ltd 電動機および電動機製造方法
JP4715739B2 (ja) 2006-12-21 2011-07-06 トヨタ自動車株式会社 ステータコア
JP4715776B2 (ja) * 2007-03-06 2011-07-06 トヨタ自動車株式会社 モータ固定子の製造方法及びモータ固定子
JP4661849B2 (ja) * 2007-09-27 2011-03-30 トヨタ自動車株式会社 固定子構造
JP2010028914A (ja) * 2008-07-16 2010-02-04 Sumitomo Electric Ind Ltd 樹脂モールドコイル、樹脂モールドステータ及びステータの製造方法
WO2010131319A1 (ja) * 2009-05-11 2010-11-18 トヨタ自動車株式会社 固定子製造方法、及び固定子
JP5533285B2 (ja) * 2010-06-04 2014-06-25 トヨタ自動車株式会社 絶縁部材、ステータの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104620475A (zh) 2015-05-13
CN104620475B (zh) 2017-04-05
WO2014041637A1 (ja) 2014-03-20
US20150256052A1 (en) 2015-09-10
JPWO2014041637A1 (ja) 2016-08-12
US9893594B2 (en) 2018-02-13
JP5837213B2 (ja) 2015-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112012006894T5 (de) Anker von rotierender elektrischer Maschine und Verfahren zur Herstellung desselben
DE112012007164B4 (de) Anker für eine Elektrodrehmaschine
DE69811564T3 (de) Wechselstromgenerator für Kraftfahrzeuge
DE102004003557B4 (de) Stator für eine dynamoelektrische Maschine
DE112008002806B4 (de) Drehende elektrische Maschine
DE60023421T2 (de) Wicklung für einen Stator und Verfahren zu seiner Herstellung
DE112012004477T5 (de) Segmentspule, Verfahren zur Herstellung einer Segmentspule, Drahtstab für eine Segmentspule und Stator
DE112007000629T5 (de) Stator für elektrische rotierende Maschine, für den Stator zu verwendendes Teil und Verfahren zur Herstellung des Stators für die elektrische rotierende Maschine
DE102011000172A1 (de) Stator für eine drehende elektrische Maschine
DE19920127A1 (de) Stator für eine elektrische Maschine und Verfahren zur Herstellung eines Stators
DE112007000981T5 (de) Stator einer rotierenden elektrischen Maschine und Komponente zur Verwendung in dem Stator
DE112012004494T5 (de) Segmentspule, Verfahren zur Herstellung der Segmentspule und Stator mit der Segmentspule
DE102007000411A1 (de) Motor
DE10056555A1 (de) Stator für dynamo-elektrische Maschinen
DE102015106451A1 (de) Bürstenloser Motor
DE112012004516T5 (de) Segmentspule, Stator mit der Segmentspule und Verfahren zur Herstellung der Segmentspule
DE102012100158A1 (de) Stator für drehende elektrische Maschinen und Verfahren zum Herstellen desselben
WO2014156019A1 (ja) 電動機の電線接続方法
EP3216113B1 (de) Rotor oder stator mit gestecktem flachem wickelkopf
DE112018000378T5 (de) Stator für elektrische drehende Maschine
WO2016075145A1 (de) Stator für einen elektromotor
DE112015006399T5 (de) Elektrische rotationsmaschine
DE102016119564A1 (de) Ring zum Sammeln und Verteilen von Elektrizität, Elektromotor und Verfahren zum Herstellen eines Elektromotors
DE102018208321A1 (de) Stator einer elektrischen Maschine und Verfahren zur Herstellung eines Stators
DE112015006250T5 (de) Rotor für Bürstenmotor und Fahrzeugbürstenmotor

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R082 Change of representative

Representative=s name: HOFFMANN - EITLE PATENT- UND RECHTSANWAELTE PA, DE

R084 Declaration of willingness to licence
R016 Response to examination communication