DE112013001733T5 - Statorkonstruktion für rotierende elektrische Maschine - Google Patents

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DE112013001733T5
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c/o Honda R&D Co. Ltd. Azusawa Keisuke
c/o Honda R&D Co. Ltd. Shibata Takumi
c/o Honda R&D Co. Ltd. Matsuoka Yoshihisa
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

In einem Stator (12), der eine rotierende elektrische Maschine (10) bildet, sind U-förmige erste und zweite geteilte Leiter (30, 32) an Schlitzen (34, 34a) angeordnet. Das Abstandsmaß eines Paars gerader Teile (22a, 22b) des ersten geteilten Leiters (30) ist größer als das eines Paars gerader Leiter (24a, 24b) des zweiten geteilten Leiters (32) festgelegt. Der zweite geteilte Leiter (32) ist auf der Innenseite des ersten geteilten Leiters (30), insbesondere auf der Seite des Statorkerns (14), angeordnet.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Statorkonstruktion für eine rotierende elektrische Maschine, die als ein Elektromotor oder ein elektrischer Generator betrieben wird, und betrifft insbesondere eine Statorkonstruktion für eine rotierende elektrische Maschine mit leitenden Elementen, die in Schlitzen eines Stators untergebracht sind, um ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen.
  • Hintergrundtechnik
  • Bisher war eine rotierende elektrische Maschine mit einem Stator, der in einer ringförmigen Form ausgebildet ist, und einem Rotor, der drehbar in eine Mittenposition des Stators eingesetzt ist, bekannt, wobei durch mehrere Spulen, die in Schlitzen des Stators gewickelt sind, um zu bewirken, dass der Rotor rotiert, ein rotierendes Magnetfeld erzeugt wird.
  • Wie zum Beispiel in der internationalen Veröffentlichung Nr. WO 2011/055438 offenbart, umfasst der Stator der vorstehend erwähnten rotierenden elektrischen Maschine geteilte Statorkerne, in denen ein ringförmiger Stator in mehrere fächerförmige Segmente unterteilt ist, die in einer ringförmigen Form zusammen montiert sind, um den Stator zu bilden. In dem geteilten Statorkern sind jeweilige Zähne ausgebildet, und in den Schlitzen, die aus den Zähnen gebildet sind, sind rechteckige Leiter installiert, und die rechteckigen Leiter sind durch die Bildung von Schleifen darin elektrisch miteinander verbunden.
  • Nachdem die rechteckigen Leiter installiert wurden, werden ferner die jeweiligen Statorkerne von einer Außenumfangsseite in Richtung ihrer Innenumfangsseite montiert, um dadurch eine ringförmige Form zu bilden, und durch Positionieren ihres Außenumfangsbereichs in einem ringförmigen Gehäuse wird eine Konstruktion gebildet, in der die geteilten Statorkerne integral zusammen gehalten werden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Da bei der rotierenden elektrischen Maschine gemäß der vorstehend erwähnten internationalen Veröffentlichungsnr. WO 2011/055438 die mehreren Statorkerne montiert werden, um zusammen den Stator herzustellen, werden zwischen ihren wechselseitig geteilten Flächen Eigenspannungen erzeugt, und aufgrund einer Abnahme der magnetischen Permeabilität Verluste erlitten. Ferner treten ähnliche Verluste auch zwischen den geteilten Statorkernen und dem Gehäuse auf.
  • Da der Statorkern überdies durch Montieren der mehreren geteilten Statorkerne gebildet wird, neigt der Innendurchmesser des Stators dazu, sich erheblich zu verändern. Daher wird es, wenn man eine derartige Veränderung berücksichtigt, notwendig, dass im Voraus ein großer Spalt zwischen dem Statorkern und dem Rotor, der in dessen Inneres eingesetzt wird, bereitgestellt wird. Als ein Ergebnis wird die Größe der rotierenden elektrischen Maschine einschließlich des Statorkerns größer, was jede Verbesserung der Leistung der rotierenden elektrischen Maschine beeinträchtigt.
  • Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Statorkonstruktion für eine rotierende elektrische Maschine bereitzustellen, in der die rotierende Maschine durch Kleinhalten einer Kreuzungshöhe, mit der die Spulen den Statorkern kreuzen, mit kleinerer Größe in der Axialrichtung gefertigt werden kann und durch Verringern der Verluste darin die Leistung verbessert werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung ist eine Statorkonstruktion für eine rotierende elektrische Maschine, wobei die rotierende elektrische Maschine einen Statorkern mit mehreren Schlitzen, wobei wenigstens zwei oder mehr der Schlitze integral mit einer ringförmigen Form ausgebildet sind, und Spulen, die in den Schlitzen angeordnet sind, darin aufweist, wobei die Spulen U-förmige geteilte Leiter sind, die über zwei Schlitze in dem Statorkern angeordnet sind, und die geteilten Leiter umfassen:
    einen ersten geteilten Leiter, wobei ein Abstandsmaß des ersten geteilten Leiters zwischen den zwei Schlitzen groß ist; und
    einen zweiten geteilten Leiter mit der gleichen Phase wie der erste geteilte Leiter, wobei ein Abstandsmaß des zweiten geteilten Leiters kleiner als das Abstandsmaß des ersten geteilten Leiters ist,
    wobei der zweite geteilte Leiter in einem Kreuzungsbereich des Statorkerns innerhalb des Abstandsmaßes angeordnet ist, in dem der erste geteilte Leiter angeordnet ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung sind in einem derartigen Statorkern mit mehreren Schlitzen darin, wobei wenigstens zwei oder mehr der Schlitze integral mit einer ringförmigen Form ausgebildet sind, die ersten und zweiten geteilten Leiter, die U-förmig sind und über zwei Schlitze in dem Statorkern angeordnet sind, bereitgestellt. Ferner ist der erste geteilte Leiter mit einem großen Abstandsmaß zwischen den zwei Schlitzen ausgebildet, während der zweite geteilte Leiter mit einem kleineren Abstandsmaß als dem des ersten Leiters ausgebildet ist.
  • Folglich ist der Statorkern nicht als eine geteilte Konstruktion ausgebildet, die wenigstens durch jeden der Schlitze geteilt ist, und da der U-förmige erste geteilte Leiter und der U-förmige zweite geteilte Leiter leicht und zuverlässig an Kreuzungsbereichen des Statorkerns montiert werden können, können Verluste, welche in dem Fall, in dem ein geteilter Statorkern verwendet wird, die Sorge sind, klein gehalten werden. Als ein Ergebnis kann durch Verhindern einer Abnahme in der Ausgangsleistung, die durch derartige Verluste verursacht wird, die Ausgangsleistung der rotierenden elektrischen Maschine verbessert werden. Da ferner die ersten geteilten Leiter und die zweiten geteilten Leiter auf die gleiche Phase festgelegt sind, können die zweiten geteilten Leiter in nächster Nähe zu den ersten geteilten Leitern innerhalb des Abstandsmaßes, mit dem die ersten geteilten Leiter angeordnet sind, angeordnet werden. Als ein Ergebnis können in Kreuzungsbereichen des Statorkerns die Kreuzungshöhen der ersten und zweiten geteilten Leiter (und das von ihnen belegte Volumen) in der Axialrichtung des Statorkerns klein gehalten werden, und die Dicke in der Axialrichtung der rotierenden elektrischen Maschine mit dem Statorkern kann minimiert werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine äußere Perspektivansicht, die einen Zustand in einem Stator einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, in dem erste und zweite geteilte Leiter, die Leiter der rotierenden elektrischen Maschine bilden, davon in einer Aufwärtsrichtung herausgenommen sind;
  • 2 ist eine äußere Perspektivansicht der in 1 gezeigten ersten und zweiten geteilten Leiter;
  • 3 ist eine vergrößerte Perspektivansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die ersten und zweiten geteilten Leiter von 1 jeweils in Schlitzen des Statorkerns montiert sind;
  • 4 ist eine Querschnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die ersten und zweiten geteilten Leiter in Schlitzen des Statorkerns von 3 angeordnet sind;
  • 5 ist eine Perspektivansicht der ersten und zweiten geteilten Leiter von 4 von der Seite ihrer ersten und zweiten Verbinder gesehen.
  • 6 ist eine schematische Ansicht, die einen Verbindungszustand mehrerer erster und zweiter geteilter Verbinder zeigt, die in dem Stator benachbart angeordnet sind;
  • 7 ist ein Diagramm mit charakteristischen Kurven, die eine Beziehung zwischen einem Strom, der an die Leiter in der rotierenden elektrischen Maschine von 1 zugeführt wird, und dem Drehmoment, das von dem Rotor ausgegeben wird, gezeigt;
  • 8 ist ein Diagramm mit charakteristischen Kurven, die eine Beziehung zwischen Verlusten und der Drehzahl des Rotors zeigen, der die rotierende elektrische Maschine von 1 bildet.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Wie in 1 gezeigt, ist eine rotierende elektrische Maschine 10 zum Beispiel ein bürstenloser 3-Phasen-Wechselstrommotor, der einen ringförmigen Stator 12 umfasst. Ein nicht dargestellter Rotor ist drehbar in das Innere des Stators 12 eingesetzt. In der rotierenden elektrischen Maschine 10 wird der Rotor basierend auf elektrischer Leistung rotierend angetrieben, welche von einer nicht dargestellten Leistungsquelle jeweils durch Anschlüsse einschließlich eines U-Phasenanschlusses, eines V-Phasenanschlusses und eines W-Phasenanschlusses geliefert wird.
  • Der Stator 12 besteht aus einem ringförmigen Statorkern 20, Zähnen 22, die derart ausgebildet sind, dass sie von dem Statorkern 20 radial einwärts vorstehen, und mehreren Leitern (Spulen) 18, die in Schlitzen 34 installiert sind, die in Bezug auf die Zähne 16 auf Außenumfangsseiten angeordnet sind.
  • Der Statorkern 14 wird durch Stapeln mehrerer Stahlplatten in einer Axialrichtung (der Richtung der Pfeile A1 und A2) und dann integrales Verstemmen der Stahlplatten in der Axialrichtung (der Richtung der Pfeile A1 und A2) durch mehrere Verstemmstifte 20, die durch gleiche Abstände in der Umfangsrichtung getrennt sind, ausgebildet. Der Statorkern 14 ist nicht auf einen Fall beschränkt, in dem er in einer ringförmigen Form integral ausgebildet ist, und kann zum Beispiel einen Statorkern mit einer geteilten Konstruktion, in der mehrere geteilte Körper, von denen jeder mit wenigstens zwei oder mehr benachbarten Schlitzen 34 integral bereitgestellt ist, miteinander montiert sind.
  • Wie in 1 bis 5 gezeigt, werden die Leiter 18 aus ersten und zweiten geteilten Leitern 30, 32, die im Wesentlichen U-förmig sind, zum Beispiel durch Biegen rechteckiger leitender Platten, deren Querschnitt rechteckig ist, bereitgestellt, die jeweilige Paare geradliniger Abschnitte 22a, 22b, 24a, 24b und jeweilige obere Abschnitte 26, 28, an denen die Enden der geradlinigen Abschnitte 22a, 22b, 24a, 24b miteinander verbunden sind, umfassen, hergestellt. Die ersten und zweiten geteilten Leiter 30, 32 sind jeweils mit einem beliebigen eines U-Phasenanschlusses, eines V-Phasenanschlusses und eines W-Phasenanschlusses verbunden, um dadurch die gleichen Phasen (z. B. eine U-Phase, eine V-Phase oder eine W-Phase) zu bilden.
  • In den ersten und zweiten geteilten Leitern 30, 32 sind einer der geradlinigen Abschnitte 22a, 24a und der andere der geradlinigen Abschnitte 22b, 24b im Wesentlichen parallel ausgebildet und sind um einen vorgegebenen Abstand voneinander beabstandet, und sind jeweils in Schlitze 34 des Statorkerns 14 eingesetzt. Die Schlitze 34 sind entlang der Umfangsrichtung des Statorkerns 14 mehrfach bereitgestellt und sind jeweils durch gleiche Abstände getrennt, und die mehreren Schlitze 34 durchdringen den Statorkern 14 in den Axialrichtungen (den Richtungen der Pfeile A1 und A2).
  • Die Längen der geradlinigen Abschnitte 22a, 22b, 24a, 24b entlang ihrer Axialrichtungen (in den Richtungen der Pfeile A1 und A2) sind länger festgelegt als die Dickenabmessung in den Axialrichtungen (den Richtungen der Pfeile A1 und A2) des Statorkerns 14. Wenn die geradlinigen Abschnitte 22a, 22b oder 24a, 24b von einer Endoberfläche 14a des Statorkerns 14 jeweils in zwei der Schlitze 34 eingesetzt werden, stehen aus diesem Grund andere Enden der geradlinigen Abschnitte 22a, 22b, 24a, 24b mit einer vorgegebenen Länge von der anderen Endoberfläche 14b des Statorkerns 14 vor.
  • Ferner ist der Abstand L1, um den das Paar geradliniger Abschnitte 22a, 22b in dem ersten geteilten Leiter voneinander getrennt ist, wie in 2 gezeigt, größer als der Abstand L2, um den das Paar geradlinier Abschnitte 24a, 24b in den zweiten geteilten Leitern 32 voneinander getrennt ist. Insbesondere ist der Abstand L1 zwischen den geradlinigen Abschnitten 22a, 22b der ersten geteilten Leiter 30 vergleichsweise groß, während der Abstand L2 zwischen den geradlinigen Abschnitten 24a, 24b der zweiten geteilten Leiter 32 kleiner als der der ersten geteilten Leiter 30 ist (L1 > L2).
  • Die oberen Abschnitte 26, 28 sind zum Beispiel in einem Winkel in Bezug auf Enden der geradlinigen Abschnitte 22a, 22b, 24a, 24b geneigt und erstrecken sich in Richtungen weg von den geradlinigen Abschnitten 22a, 22b, 24a, 24b. Außerdem sind Bereiche der oberen Abschnitte 26, 28, die mit den geradlinigen Abschnitten 22a, 24a (einer Gruppe) verbunden sind, und Bereiche der oberen Abschnitte 26, 28, die mit den geradlinigen Abschnitten 22b, 24b (einer anderen Gruppe) verbunden sind, wechselseitig in einem vorgegebenen Winkel geneigt, während die Bereiche sich außerdem in Richtungen erstrecken, so dass sie sich wechselseitig annähern, um bergartige Formen zu bilden, in denen Mitten der oberen Abschnitte 26, 28 am höchsten positioniert sind. Außerdem sind die oberen Abschnitte 26, 28 nicht auf die vorstehend erwähnte bergartige Form beschränkt und können zum Beispiel in einer bogenförmigen Form gekrümmt sein.
  • Wie in 3 und 4 gezeigt, sind außerdem die ersten und zweiten geteilten Leiter 30, 32 derart ausgerichtet, dass ihre jeweiligen oberen Abschnitte 26, 28 auf der gleichen Linie positioniert sind, und die zweiten geteilten Leiter 32 auf einer Innenseite in Bezug auf die ersten geteilten Leiter 30 auf dem Statorkern 14 montiert sind oder die zweiten geteilten Leiter 32 insbesondere weiter in Richtung der Seite des Statorkerns 14 (in der Richtung des Pfeils A1) als die ersten geteilten Leiter 30 montiert sind. Da ferner das Abstandsmaß (Abstand L1) zwischen den geradlinigen Abschnitten 22a, 22b der ersten geteilten Leiter groß ist, werden die ersten geteilten Leiter 30 auf Außenumfangsseiten benachbart zu den Schlitzen 34, in welche die geradlinigen Abschnitte 24a, 24b der zweiten geteilten Leiter 32 eingesetzt sind, jeweils in verschiedene Schlitze 34a eingesetzt.
  • Anders ausgedrückt werden die zweiten geteilten Leiter 32 innerhalb des Abstandsmaßes der Schlitze 34a, in denen die ersten geteilten Leiter 30 angeordnet sind, angeordnet.
  • Wie in 4 gezeigt, werden insbesondere die geradlinigen Abschnitte 22a, 22b der ersten geteilten Leiter 30 und die geradlinigen Abschnitte 24a, 24b der zweiten geteilten Leiter 32 in der Umfangsrichtung des Statorkerns 14 in verschiedene Schlitze 34a, 34 eingesetzt.
  • Wie in 4 und 5 gezeigt, werden ferner in einem Zustand, in dem die jeweiligen geradlinigen Abschnitte 22a, 22b, 24a, 24b der ersten und zweiten geteilten Leiter 30, 32 in die Schlitze 34a, 34 des Statorkerns 30, 32 eingesetzt werden, die andere Enden, die von den Schlitzen 34a, 34 vorstehen, verwunden und entlang der Umfangsrichtung des Statorkerns 14 gebogen, wodurch erste undzweite Verbinder 36, 38 ausgebildet werden.
  • Die ersten Verbinder 36 werden aus einem Satz von Anschlüssen 36a, die jeweils in Richtung von Umfangsaußenseiten in Bezug auf das Paar geradliniger Abschnitte 22a, 22b gebogen werden, und einem Satz von Anschlüssen 36b, die jeweils in Richtung von Umfangsinnenseiten in Bezug auf die geradlinigen Abschnitte 22a, 22b gebogen werden, hergestellt.
  • Andererseits werden die zweiten Verbinder 38 aus einem Satz von Anschlüssen 38a, die jeweils in Richtung von Umfangsaußenseiten in Bezug auf das Paar geradliniger Abschnitte 24a, 24b gebogen werden, und einem Satz von Anschlüssen 38b, die jeweils in Richtung von Umfangsinnenseiten in Bezug auf die geradlinigen Abschnitte 24a, 24b gebogen werden, hergestellt.
  • Da die jeweiligen geradlinigen Abschnitte 22a, 22b, 24a, 24b außerdem bezüglich der ersten und zweiten Verbinder 36, 38 in ihren Bereichen gebogen sind, die von den Schlitzen 34a, 34 auswärts vorstehen, werden die ersten und zweiten Verbinder 36, 38 in Bezug auf die andere Endoberfläche 14b des Statorkerns 14 verriegelt und gehalten (siehe 4).
  • Aus diesem Grund wird verhindert, dass die geradlinigen Abschnitte 22a, 22b, 24a, 24b der ersten und zweiten geteilten Leiter 30, 32 sich in den Axialrichtungen (den Richtungen der Pfeile A1 und A2) in den Schlitzen 34, 34a bewegen, und die oberen Abschnitte 26, 28 der ersten und zweiten geteilten Leiter 30, 32 sind auf der Seite einer Endoberfläche 14a (in der Richtung des Pfeils A2) des Statorkerns 14 angeordnet, während die geradlinigen Abschnitte 22a, 22b, 24a, 24b sicher fixiert werden, während sie in die Schlitze 34, 34a eingesetzt werden.
  • Wie in 6 gezeigt, sind außerdem an den Anschlüssen 36a, 36b der ersten Verbinder 36 jeweils leitende Drähte 40a zum Beispiel durch Schweißen oder ähnliches verbunden, und die leitenden Drähte 40a sind mit den ersten Verbindern 36 des anderen der ersten geteilten Leiter 30, die in einem benachbarten Schlitz 34a montiert sind, elektrisch verbunden. Ebenso sind an den Anschlüssen 38a, 38b der zweiten Verbinder 38 leitende Drähte 40b verbunden, und die leitenden Drähte 40b sind mit den zweiten Verbindern 38 des anderen der zweiten geteilten Leiter 32, die in einem benachbarten Schlitz 34 montiert sind, elektrisch verbunden.
  • Als ein Ergebnis wird eine Schaltung aufgebaut, in der die mehreren ersten und zweiten geteilten Leiter 30, 32, die in dem Statorkern 14 montiert sind, durch die leitenden Drähte 40a, 40b miteinander elektrisch verbunden sind.
  • Insbesondere wirken die ersten und zweiten Verbinder 36, 38 als Verbindungsanschlüsse zum Verbinden benachbarter erster und zweiter geteilter Leiter 30, 32 miteinander und wirken gleichzeitig als Anschläge, um zu verhindern, dass die ersten und zweiten geteilten Leiter 30, 32 ihre Position in den Axialrichtungen (den Richtungen der Pfeile A1 und A2) in Bezug auf den Statorkern 14 verschieben.
  • Da zu dieser Zeit die ersten geteilten Leiter 30 und die zweiten geteilten Leiter 32 die gleiche Phase haben, können die oberen Abschnitte 26, 28 in nächster Nähe zueinander angeordnet werden, und die Höhe H (Kreuzungshöhe) der ersten und zweien geteilten Leiter 30, 32 von der einen Endoberfläche 14a des Statorkerns 14 kann klein gehalten werden.
  • Wie in 6 gezeigt, werden ferner die geradlinigen Abschnitte 22a, 22b der ersten geteilten Leiter 30 jeweils mit den geradlinigen Abschnitten 22a, 22b der anderen benachbarten ersten geteilten Leiter 30 mit der gleichen Phase in die gleichen Schlitze 34a eingesetzt. Andererseits werden die geradlinigen Abschnitte 24a, 24b der zweiten geteilten Leiter 32 mit anderen zweiten geteilten Leitern 32, die sich in der Phase von den vorstehend erwähnten zweiten geteilten Leitern 32 unterscheiden, in die gleichen Schlitze 34 eingesetzt.
  • Außerdem sind die anderen zweiten geteilten Leiter 32, die mit den zweiten geteilten Leitern 32 in den gleichen Schlitzen 34 angeordnet sind, vorzugsweise auf einer Seite eines Mittelpunkts (Neutralpunkt) verbunden und am weitesten von dem U-Phasenanschluss, dem V-Phasenanschluss und dem W-Phasenanschluss, welche die Eingangsanschlüsse für jede der jeweiligen Phasen bilden, angeordnet.
  • In der vorangehenden Weise werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform die im Wesentlichen U-förmigen ersten und zweiten geteilten Leiter 30, 32 als die Leiter 18 bereitgestellt, die in den Axialrichtungen (den Richtungen der Pfeile A1 und A2) durch die Schlitze 34 des Statorkerns 14, der als ein unitärer ringförmiger Körper ausgebildet ist, eingesetzt werden, während zusätzlich die anderen Enden der ersten und zweiten geteilten Leiter 30, 32 gebogen werden, um dadurch die Leiter in Bezug auf den Statorkern 14 zu fixieren. Daher hat der Statorkern 14 in der rotierenden elektrischen Maschine 10 keine geteilte Konstruktion, und die ersten und zweiten geteilten Leiter 30, 32 können leicht und zuverlässig montiert werden. Ferner können Verluste, die in dem Fall, dass eine geteilte Statorkonstruktion verwendet wird, Bedenken machen, unterdrückt werden, und eine Verringerung der Ausgangsleistung, die durch derartige Verluste verursacht wird, kann verhindert werden. Als ein Ergebnis kann die Ausgangsleistung der rotierenden elektrischen Maschine 10 verbessert werden.
  • Ferner kann im Vergleich zu dem Fall einer geteilten Konstruktion, in welcher der Statorkern 10 wenigstens an jedem der Schlitze 34 geteilt ist, durch Ausbilden des Statorkerns 14 mit einer integralen Konstruktion der Spalt zwischen dem Rotor und der Innenumfangsoberfläche des Statorkerns 14, der unter Berücksichtigung der vorstehend erwähnten Änderung festgelegt wird, minimiert werden, da eine Änderung in dem Innendurchmesser des Statorkerns 14 unterdrückt wird. Wie in 7 gezeigt, kann daher in dem Fall, dass der gleiche Strom geliefert wird, um die rotierende elektrische Maschine 10 mit Energie zu speisen, das Ausgangsdrehmoment (durch die durchgezogene Linie in 7 gezeigt) der rotierenden elektrischen Maschine 10 im Vergleich zu dem der rotierenden elektrischen Maschine gemäß der herkömmlichen Technologie (durch die gestrichelte Linie in 7 gezeigt), in der ein Statorkern mit einer geteilten Konstruktion verwendet wird, vergrößert werden. Als ein Ergebnis kann die Leistung der rotierenden elektrischen Maschine 10 im Vergleich zu der rotierenden elektrischen Maschine der herkömmlichen Technologie mit einer geteilten Statorkonstruktion vergrößert werden.
  • Außerdem können im Vergleich zu dem Fall einer geteilten Konstruktion, in welcher der Statorkern 14 wenigstens an jedem der Schlitze 34 geteilt ist, Eigenspannungen, die auftreten, wenn der Statorkern 14 montiert wird, verringert werden. Wie in 8 gezeigt, können daher in dem Fall, dass der Rotor der rotierenden elektrischen Maschine mit der gleichen Drehzahl rotiert wird, Verluste (durch die durchgezogene Linie in 8 gezeigt) der rotierenden elektrischen Maschine 10 im Vergleich zu Verlusten der rotierenden elektrischen Maschine gemäß der herkömmlichen Technologie (durch die gestrichelte Linie in 8 gezeigt), in der ein Statorkern mit einer geteilten Konstruktionverwendet wird, verringert werden. Als ein Ergebnis können die magnetische Permeabilität und die Ausgangsleistung der rotierenden elektrischen Maschine 10 im Vergleich zu der herkömmlichen Technologie mit einer geteilten Statorkernkonstruktion vergrößert werden.
  • Da noch ferner die ersten und zweiten geteilten Leiter 30, 32, welche die Leiter 18 bilden, die gleiche Phase haben, können die zweiten geteilten Leiter 32 innerhalb der ersten geteilten Leiter 30 angeordnet werden, und obere Abschnitte 26, 28 können in wechselseitiger Nähe zueinander angeordnet werden. Als ein Ergebnis können in Kreuzungsbereichen des Statorkerns die Höhen H (Kreuzungshöhen) der ersten und zweiten geteilten Leiter 30, 32 in Bezug auf die eine Endoberfläche 14a des Statorkerns 14 klein gehalten werden, und die Dicke in den Axialrichtungen (die Richtungen A1 und A2) der rotierenden elektrischen Maschine 10 mit dem Statorkern 14 kann minimiert werden. Ferner ist es gleichzeitig möglich, das Drehmoment von dem Rotor reibungslos auszugeben.
  • Außerdem sind die ersten und zweiten geteilten Leiter 30, 32 mehrfach in der Umfangsrichtung des Statorkerns 14 angeordnet, und die ersten geteilten Leiter 30, die in der Umfangsrichtung benachbart zueinander liegen, sind durch die ersten Verbinder 36 wechselseitig verbunden, während die zweiten geteilten Leiter 32 jeweils durch die zweiten Verbinder 38 wechselseitig miteinander verbunden sind. Daher sind, wie in 6 gezeigt, die Leiter 18, die aus den ersten und zweiten geteilten Leitern 30, 32 bestehen, in Bezug auf den Statorkern 14 abwechselnd in der Form einer Wellenwicklung und einer Schleifenwicklung angeordnet. Außerdem kann eine Zweischichtwicklung bereitgestellt werden, bei welcher die ersten und zweiten geteilten Leiter 30, 32 unterschiedlicher Phasen in den Schlitzen angeordnet sind. Als ein Ergebnis kann das Abstandsmaß der ersten und zweiten geteilten Leiter 30, 32 verkürzt werden, und die Höhe H (Kreuzungshöhe) der ersten und zweiten geteilten Leiter 30, 32 in der Axialrichtung des Statorkerns 14 kann klein gehalten werden.
  • Ferner werden bei der Installation der mehreren ersten und zweiten geteilten Leiter 30, 32 in den Schlitzen 34 des Statorkerns 14, d. h., wenn die geradlinigen Abschnitte 22a, 22b benachbarter erster geteilter Leiter 30 mit der gleichen Phase zusammen in dem gleichen Schlitz 34 montiert werden und die geradlinigen Abschnitte 24a, 24b der zweiten geteilten Leiter 32 unterschiedlicher Phasen zusammen in dem gleichen Schlitzen 34 montiert werden, die mehreren ersten und zweiten geteilten Leiter 30, 32 mit der Seite des Mittelpunkts (Neutralpunkt) verbunden und am weitesten weg von den U-Phasenanschlüssen, den V-Phasenanschlüssen und den W-Phasenanschlüssen, die als Eingangsanschlüsse für die jeweiligen Phasen dienen, angeordnet; da die Potentialdifferenz zwischen ihnen klein gehalten werden kann, kann das Maß der erforderlichen Isolierungskompensation in den Schlitzen verringert werden. Als ein Ergebnis können Kosten, die für die Isolierungskompensation in der rotierenden elektrischen Maschine 10 benötigt werden, verringert werden.
  • Außerdem ist der vorstehend beschriebene Statorkern 14 integral ausgebildet, indem gestapelte Stahlplatten mittels der mehreren Verstemmstifte 20 verstemmt werden. Folglich kann die Anzahl von Verstemmpunkten (d. h. die Menge der Verstemmstifte 20) im Vergleich zu dem geteilten Statorkern gemäß der herkömmlichen Technologie verringert werden. Als Ergebnis kann die Anzahl von Teilen und die Anzahl von Montageschritten, die erforderlich sind, um die rotierende elektrische Maschine 10 aufzubauen, verkleinert werden und auch eine Verringerung der Verluste ermöglicht werden.
  • Die Statorkonstruktion für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt, und vielfältige zusätzliche oder modifizierte Konstruktionen können darin verwendet werden, ohne von dem Schutzbereich und dem Wesen der Erfindung, wie in den beigefügten Patentansprüchen dargelegt, abzuweichen.

Claims (5)

  1. Statorkonstruktion für eine rotierende elektrische Maschine, wobei die rotierende elektrische Maschine (10) einen Statorkern (14) mit mehreren Schlitzen (34, 34a), wobei wenigstens zwei oder mehr der Schlitze (34, 34a) integral mit einer ringförmigen Form ausgebildet sind, und Spulen (18), die in den Schlitzen (34, 34a) angeordnet sind, darin aufweist, wobei die Spulen (18) U-förmige, geteilte Leiter sind, die über zwei Schlitze (34, 34a) in dem Statorkern (14) angeordnet sind, und die geteilten Leiter umfassen: einen ersten geteilten Leiter (30), wobei ein Abstandsmaß des ersten geteilten Leiters (30) zwischen den zwei Schlitzen (34a) groß ist; und einen zweiten geteilten Leiter (32) mit der gleichen Phase wie der erste geteilte Leiter (30), wobei ein Abstandsmaß des zweiten geteilten Leiters (32) kleiner als das Abstandsmaß des ersten geteilten Leiters (30) ist, wobei der zweite geteilte Leiter (32) in einem Kreuzungsbereich des Statorkerns (14) innerhalb des Abstandsmaßes angeordnet ist, in dem der erste geteilte Leiter (30) angeordnet ist.
  2. Statorkonstruktion für eine rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei der zweite geteilte Leiter (32) auf einer Innenumfangsseite des ersten geteilten Leiters (30) angeordnet ist.
  3. Statorkonstruktion für eine rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste und zweite geteilte Leiter (30, 32) in einer Umfangsrichtung des Statorkerns (14) mehrfach angeordnet sind und jeweils die ersten geteilten Leiter (30), die in der Umfangsrichtung benachbart zueinander liegen, miteinander verbunden sind, und die zweiten geteilten Leiter (32), die in der Umfangsrichtung benachbart zueinander liegen, miteinander verbunden sind.
  4. Statorkonstruktion für eine rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 3, wobei die ersten geteilten Leiter (30) auf einer Seite eines Mittelpunkts in Bezug auf die zweiten geteilten Leiter (32) verbunden sind und in den Schlitzen (34), in denen die zweiten geteilten Leiter (32) montiert sind, andere zweite geteilte Leiter (30) mit verschiedener Phase angeordnet sind, während in den Schlitzen (34a), in denen die ersten geteilten Leiter (30) montiert sind, andere erste geteilte Leiter (30) derselben Phase angeordnet sind.
  5. Statorkonstruktion für eine rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei in den ersten und zweiten geteilten Leitern (30, 32) Verbinder (36, 38) ausgebildet sind, an denen Enden, die von den Schlitzen (34, 34a) vorstehen, entlang der Umfangsrichtung des Stators (14) gebogen sind.
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