DE112013004258T5

DE112013004258T5 - Umlaufende elektrische Maschine und Herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE112013004258T5
Application number: DE112013004258.4T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Akita; Hironori TSUIKI; Atsushi Sakaue; Masaya Inoue; Shinkichi Sawa; Masashi Nakamura
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2013-08-28
Publication date: 2015-06-25
Also published as: WO2014034723A1; US9735641B2; CN104620476B; JP5855257B2; WO2014034157A1; JPWO2014034723A1; US20150171693A1; CN104620476A

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine umlaufende elektrische Maschine und ein Herstellungsverfahren dafür bereit, welche Verkleinerungen der Abmessungen sowie eine hohe Spannung und eine hohe Leistung erreichen können, indem sie ermöglicht, Isolierelemente mühelos zwischen Spulenenden verschiedener Phasen anzuordnen, um die Leistungsfähigkeit der Isolierung in Gruppen von Spulenenden sicherzustellen. Erste Spulenenden 22c, welche sich von den Nutenpaaren an einem ersten axialen Ende eines Ankerkerns 11 nach außen erstrecken, sind mit einer Teilung von einer Nut in einer Umfangsrichtung angeordnet, so dass sie eine Reihe erster Spulenenden bilden, und 4 Lagen der ersten Spulenreihen sind in einer radialen Richtung angeordnet, so dass sie eine Gruppe erster Spulenenden 21a konfigurieren, und zweite Spulenenden 22d, welche sich von den Nutenpaaren an einem zweiten axialen Ende des Ankerkerns 11 nach außen erstrecken, sind mit einer Teilung von einer Nut in einer Umfangsrichtung angeordnet, so dass sie eine Reihe zweiter Spulenenden bilden, und 3 Lagen der zweiten Spulenreihen sind in einer radialen Richtung angeordnet, so dass sie eine Gruppe zweiter Spulenenden 21b konfigurieren. Ein zylindrisches erstes Isolierpapier 25a ist innerhalb der Reihen erster Spulenenden und innerhalb der Reihen zweiter Spulenenden untergebracht, und ein zylindrisches zweites Isolierpapier 25b ist zwischen den Reihen erster Spulenenden und zwischen den Reihen zweiter Spulenenden untergebracht.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine umlaufende elektrische Maschine wie zum Beispiel einen Elektromotor oder einen Generator und ein Herstellungsverfahren dafür, und betrifft insbesondere eine Isolierkonstruktion für Ankerwicklungsspulenenden.
STAND DER TECHNIK
Herkömmliche Ankerwicklungen, die aus verteilten Wicklungen bestehen, sind durch Anordnen sechseckiger Wicklungskörper mit einer Teilung von einer Nut in einer Umfangsrichtung konfiguriert, wobei die Ankerwicklungen durch Wickeln eines Leiterdrahts in Paare von Nuten, welche auf zwei Seiten einer Vielzahl von in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Zähnen liegen, konfiguriert sind. Somit sind elektrische Potentialunterschiede zwischen Leiterdrähten gleicher Phasen gering, sind aber große elektrische Potentialunterschiede zwischen den Leiterdrähten verschiedener Phasen wirksam. Elektrische Potentialunterschiede, die einer Stromversorgungsspannung nahekommen, können zwischen Leiterdrähten verschiedener Phasen wirksam sein, insbesondere wenn der Leiterdraht einer anderen Phase sich nah an einem Stromversorgungsteil befindet. Bei Verwendung mit hohen Spannungen kommt es somit mit größerer Wahrscheinlichkeit zu Teilentladungen.
In Anbetracht solcher Bedingungen wurden herkömmliche umlaufende elektrische Maschinen vorgeschlagen, welche Verkleinerungen der Abmessungen sowie eine hohe Spannung und eine hohe Leistung erreichen, indem sie in Isolierlagen in Nutabschnitten und in Spulenendabschnitten verschiedene Dicken oder Isoliermaterialien verwenden, um das Auftreten einer Teilentladung in den Spulenendabschnitten zu unterdrücken (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1).
DRUCKSCHRIFTENVERZEICHNIS
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2008-236924 (Amtsblatt)

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
In Patentliteratur 1 ist das Dickenmanagement der Isolierlagen schwierig, weil Dicken in den Isolierlagen zwischen den Nutabschnitten und den Spulenendabschnitten wechseln, und wird auch der Schritt des Einbringens der Isolierlagen kompliziert. Der Schritt des Einbringens der Isolierlagen ist außerdem in Fällen, in welchen das Material in den Isolierlagen zwischen den Nutabschnitten und den Spulenendabschnitten wechselt, kompliziert.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die obigen Probleme zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine umlaufende elektrische Maschine und ein Herstellungsverfahren dafür bereitzustellen, welche Verkleinerungen der Abmessungen sowie eine hohe Spannung und eine hohe Leistung erreichen können, indem die Konstruktion von Wicklungskörpern so angepasst wird, dass Isolierelemente mühelos zwischen Spulenenden verschiedener Phasen angeordnet werden können, um die Leistungsfähigkeit der Isolierung in Gruppen von Spulenenden sicherzustellen.
MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
Um die obige Aufgabe zu erfüllen, wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine umlaufende elektrische Maschine bereitgestellt, enthaltend: einen Anker, welcher enthält: einen ringförmigen Ankerkern, in welchem Nuten am Umfang angeordnet sind; und eine Ankerwicklung, welche am Ankerkern befestigt ist. Die Ankerwicklung enthält eine Vielzahl von Wicklungskörpern, welche jeweils durch Wickeln eines Leiterdrahts, welcher mit einem Isolierüberzug überzogen ist, gebildet sind und welche enthalten: geradlinige Abschnitte; und Spulenenden, welche Endabschnitte der geradlinigen Abschnitte zwischen Säulen miteinander verbinden, wobei die Vielzahl von Wicklungskörpern in Umfangsrichtung so angeordnet ist, dass die geradlinigen Abschnitte jedes der Wicklungskörper in zwei Säulen angeordnet sind, welche in Paaren von Nuten untergebracht sind, welche um eine Winkelteilung von n Nuten auseinanderliegen, wobei n eine Ganzzahl größer als oder gleich 2 ist, und 2m der geradlinigen Abschnitte in jeder der Nuten so untergebracht sind, dass sie sich in einer einzelnen Säule in einer radialen Richtung aufreihen, wobei m eine Ganzzahl größer als oder gleich 2 ist. Die Spulenenden enthalten erste Spulenenden, welche sich jeweils von den Nutenpaaren an einem ersten axialen Ende des Ankerkerns nach außen erstrecken, wobei die ersten Spulenenden mit einer Teilung von einer Nut in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, so dass sie eine Reihe erster Spulenenden bilden, und m Lagen der ersten Spulenreihen in einer radialen Richtung angeordnet sind, so dass sie eine Gruppe erster Spulenenden konfigurieren, die Spulenenden enthalten zweite Spulenenden, welche sich jeweils von den Nutenpaaren an einem zweiten axialen Ende des Ankerkerns nach außen erstrecken, wobei die zweiten Spulenenden mit einer Teilung von einer Nut in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, so dass sie eine Reihe zweiter Spulenenden bilden, und (m – 1) Lagen der zweiten Spulenreihen in einer radialen Richtung angeordnet sind, so dass sie eine Gruppe zweiter Spulenenden konfigurieren, und ein Isolierelement, welches anders als der Isolierüberzug beschaffen ist, ist innerhalb der Reihen erster Spulenenden, zwischen den Reihen erster Spulenenden, innerhalb der Reihen zweiter Spulenenden und zwischen den Reihen zweiter Spulenenden angeordnet.
AUSWIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Isolierelement innerhalb der Reihen erster Spulenenden, zwischen den Reihen erster Spulenenden, innerhalb der Reihen zweiter Spulenenden und zwischen den Reihen zweiter Spulenenden angeordnet. Somit lässt sich eine Isolierung zwischen Phasen in den Gruppen erster und zweiter Spulenenden sicherstellen, ohne die Dicke oder das Material des Isolierüberzugs zwischen den geradlinigen Abschnitten und den ersten und zweiten Spulenenden zu wechseln, was ermöglicht, eine umlaufende elektrische Maschine bereitzustellen, welche eine hohe Spannung und eine hohe Leistung sowie Verkleinerungen der Abmessungen erreichen kann.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine zur Hälfte aufgeschnittene Ansicht, welche eine umlaufende elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Schrägansicht, welche einen Teil der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist eine Schrägansicht, welche einen Anker zeigt, welcher in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
4 ist eine Schrägansicht, welche einen Kernblock zeigt, welcher den Anker bildet, welcher in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
5 ist eine Schrägansicht, welche eine Wicklungsbaugruppe zeigt, welche eine Ankerwicklung des Ankers bildet, welcher in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
6 ist eine Schrägansicht, welche einen Wicklungskörper zeigt, welcher die Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung bildet;
7 ist eine Vorderansicht, welche den Wicklungskörper zeigt, welcher die Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung bildet;
8 ist eine Seitenansicht, welche den Wicklungskörper zeigt, welcher die Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung bildet;
9 ist eine von schräg oben auf eine Vorderseite gesehene Schrägansicht des Wicklungskörpers, welcher die Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung bildet;
10 ist eine Schrägansicht, welche ein Verfahren zum Zusammensetzen einer Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
11 ist eine Schrägansicht, welche das Verfahren zum Zusammensetzen einer Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
12 ist eine Schrägansicht, welche das Verfahren zum Zusammensetzen einer Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
13 ist eine Schrägansicht, welche das Verfahren zum Zusammensetzen einer Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
14 ist eine Schrägansicht, welche das Verfahren zum Zusammensetzen einer Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
15 ist eine Schrägansicht, welche das Verfahren zum Zusammensetzen einer Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
16 ist eine schematische Zeichnung, welche eine Vorgehensweise zum Einbauen eines achtundvierzigsten Wicklungskörpers im Verfahren zum Zusammensetzen einer Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
17 ist eine schematische Zeichnung, welche die Vorgehensweise zum Einbauen des achtundvierzigsten Wicklungskörpers im Verfahren zum Zusammensetzen einer Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
18 ist eine schematische Zeichnung, welche die Vorgehensweise zum Einbauen des achtundvierzigsten Wicklungskörpers im Verfahren zum Zusammensetzen einer Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
19 ist eine von einer Seite nahe einem ersten axialen Ende gesehene Draufsicht der Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
20 ist eine Abwicklung eines Schnitts entlang Linie XX-XX in 19;
21 ist eine Abwicklung eines Schnitts entlang Linie XXI-XXI in 19;
22 ist eine Draufsicht, welche ein Isolierpapier zeigt, welches in die Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eingebaut wird;
23 ist eine Schrägansicht, welche das Isolierpapier zeigt, welches in die Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eingebaut wird;
24 ist eine Schrägansicht, welche ein Verfahren zum Herstellen des Isolierpapiers, welches in die Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eingebaut wird, erläutert;
25 ist eine Prozessdarstellung, welche das Verfahren zum Herstellen des Isolierpapiers, welches in die Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eingebaut wird, erläutert;
26 ist eine schematische Zeichnung, welche ein Verfahren zum Einbauen von Isolierpapieren in die Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
27 ist eine schematische Zeichnung, welche das Verfahren zum Einbauen von Isolierpapieren in die Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
28 ist eine Abwicklung, welche einen eingebauten Zustand eines Isolierpapiers in der Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
29 ist ein Schnitt entlang Linie XXIX-XXIX in 28, welcher in der Richtung der Pfeile gesehen ist;
30 ist eine Abwicklung, welche einen eingebauten Zustand eines Isolierpapiers in der Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
31 ist eine Schrägansicht, welche einen Zustand vor Anbringen der Wicklungsbaugruppe am Ankerkern in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
32 ist eine Draufsicht, welche den Zustand vor Anbringen der Wicklungsbaugruppe am Ankerkern in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
33 ist eine schematische Zeichnung, welche den Zustand vor Anbringen der Wicklungsbaugruppe am Ankerkern in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
34 ist eine Draufsicht, welche einen Zustand nach Anbringen der Wicklungsbaugruppe am Ankerkern in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
35 ist eine teilweise vergrößerte Draufsicht, welche den Zustand nach Anbringen der Wicklungsbaugruppe am Ankerkern in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
36 ist eine schematische Zeichnung, welche den Zustand nach Anbringen der Wicklungsbaugruppe am Ankerkern in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
37 ist eine schematische Zeichnung, welche einen Zustand zeigt, in welchem eine Wicklungsbaugruppe, welche in einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, in einer Ebene, welche eine umlaufende Welle enthält, aufgeschnitten ist;
38 ist eine schematische Zeichnung, welche einen Zustand zeigt, in welchem eine Wicklungsbaugruppe, welche in einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, in einer Ebene, welche eine umlaufende Welle enthält, aufgeschnitten ist;
39 ist eine Schrägansicht, welche einen Teil einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt;
40 ist eine Schrägansicht, welche einen Anker zeigt, welcher in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
41 ist eine Schrägansicht, welche einen Kernblock zeigt, welcher den Anker bildet, welcher in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
42 ist eine Schrägansicht, welche einen Wicklungskörper zeigt, welcher eine Ankerwicklung in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung bildet;
43 ist eine Draufsicht, welche den Wicklungskörper zeigt, welcher die Ankerwicklung in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung bildet;
44 ist eine Vorderansicht, welche den Wicklungskörper zeigt, welcher die Ankerwicklung in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung bildet;
45 ist eine Teil-Schnittansicht, welche einen Zustand der Unterbringung in Nuten der Wicklungskörper in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;
46 ist eine Schrägansicht, welche eine Wicklungsbaugruppe zeigt, welche die Ankerwicklung des Ankers bildet, welcher in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
47 ist eine Schrägansicht, welche ein Verfahren zum Einbauen von Isolierpapieren in die Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung erläutert;
48 ist eine schematische Schnittansicht, welche das Verfahren zum Einbauen von Isolierpapieren in die Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung erläutert;
49 ist eine Schrägansicht, welche einen eingebauten Zustand von Isolierpapieren in der Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung erläutert;
50 ist eine schematische Schnittansicht, welche den eingebauten Zustand von Isolierpapieren in der Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung erläutert;
51 ist eine Draufsicht, welche einen Zustand vor Anbringen der Wicklungsbaugruppe am Ankerkern in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt;
52 ist eine Draufsicht, welche einen eingebauten Zustand der Wicklungsbaugruppe im Ankerkern in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt;
53 ist eine schematische Schnittansicht, welche einen eingebauten Zustand der Wicklungsbaugruppe im Ankerkern in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt;
54 ist eine schematische Schnittansicht, welche einen eingebauten Zustand von Isolierpapieren in einer Wicklungsbaugruppe in einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung erläutert;
55 ist eine Teil-Vorderansicht, welche ein Spulenende eines Wicklungskörpers zeigt, welcher eine Ankerwicklung in einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung bildet;
56 ist eine schematische Schnittansicht, welche einen isolierten Zustand einer Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung erläutert; und
57 ist eine schematische Schnittansicht, welche einen isolierten Zustand einer Wicklungsbaugruppe in einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung erläutert.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nun werden anhand der Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen einer umlaufenden elektrischen Maschine und eines Herstellungsverfahren dafür gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.
Ausführungsform 1
1 ist eine zur Hälfte aufgeschnittene Ansicht, welche eine umlaufende elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, 2 ist eine Schrägansicht, welche einen Teil der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, 3 ist eine Schrägansicht, welche einen Anker zeigt, welcher in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 4 ist eine Schrägansicht, welche einen Kernblock zeigt, welcher einen Anker bildet, welcher in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 5 ist eine Schrägansicht, welche eine Wicklungsbaugruppe zeigt, welche eine Ankerwicklung des Ankers bildet, welcher in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 6 ist eine Schrägansicht, welche einen Wicklungskörper zeigt, welcher die Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung bildet, 7 ist eine Vorderansicht, welche den Wicklungskörper zeigt, welcher die Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung bildet, 8 ist eine Seitenansicht, welche den Wicklungskörper zeigt, welcher die Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung bildet, und 9 ist eine von schräg oben auf eine Vorderseite gesehene Schrägansicht des Wicklungskörpers, welcher die Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung bildet. Überdies sind zur Vereinfachung Isolierpapiere 25 aus den 2 und 3 weggelassen.
In den 1 und 2 enthält eine umlaufende elektrische Maschine 100: ein Gehäuse 1, welches enthält: einen mit Boden versehenen zylindrischen Rahmen 2; und eine Endplatte 3, welche eine Öffnung des Rahmens 2 verschließt; einen Anker 10, welcher in einem eingepassten Zustand an einem zylindrischen Abschnitt des Rahmens 2 befestigt ist; und einen Läufer 5, welcher an einer umlaufenden Welle 6 befestigt ist, welche im Bodenteil des Rahmens 2 und in der Endplatte 3 mittels Lagern 4 drehbar gelagert ist, so dass er drehbar auf einer Innenumfangsseite des Ankers 10 angeordnet ist.
Der Läufer 5 ist ein Permanentmagnet-Läufer, welcher enthält: einen Läuferkern 7, welcher an der umlaufenden Welle 6 befestigt ist, welche durch eine mittige Position desselben eingeschoben ist; und Permanentmagneten 8, welche nahe einer Außenumfangsfläche des Läuferkerns 7 so eingebettet sind, dass sie mit einer vorgegebenen Teilung in Umfangsrichtung angeordnet sind, um Magnetpole zu bilden. Überdies ist der Läufer 5 nicht auf einen Permanentmagnet-Läufer beschränkt und kann auch ein Käfigläufer, in welchem unisolierte Läuferleiter in Nuten eines Läuferkerns so untergebracht sind, dass zwei Seiten durch einen Kurzschlussring kurzgeschlossen sind, oder ein gewickelter Läufer, in welchem isolierte Leiterdrähte in Nuten eines Läuferkerns eingefügt sind, usw. verwendet werden.
Nun wird anhand der 3 bis 9 die Konfiguration des Ankers 10 im Einzelnen erläutert.
Wie in 3 gezeigt, enthält der Anker 10: einen Ankerkern 11; und eine Ankerwicklung 20, welche am Ankerkern 11 befestigt ist. Zur Erleichterung der Erläuterung beträgt die Anzahl der Pole im Läufer 5 hier acht, beträgt die Anzahl der Nuten im Ankerkern 11 achtundvierzig und ist die Ankerwicklung 20 eine Dreiphasenwicklung. Anders ausgedrückt, die Nuten 13 sind in einem Verhältnis von zwei Nuten pro Phase pro Pol am Ankerkern 11 gebildet. Überdies beträgt die Anzahl der Nuten pro Phase pro Pol zwei.
Wie in 4 gezeigt, sind Kernblocks 12 durch Unterteilen des ringförmigen Ankerkerns 11 in achtundvierzig gleiche Abschnitte in Umfangsrichtung gebildet und enthalten sie: einen Kernrückenabschnitt 12a, welcher einen kreisbogenförmigen Querschnitt hat, welcher durch Schichten und Vereinigen einer vorgegebenen Anzahl von Magnetblechen, welche zu vorgegebenen Formen ausgestanzt wurden, hergestellt ist; und einen Zahn 12b, welcher so angeordnet ist, dass er von einer Innenumfangs-Wandfläche des Kernrückenabschnitts 12a radial nach innen vorsteht.
Der Ankerkern 11 ist durch Anordnen und Vereinigen von achtundvierzig Kernblocks 12 in Umfangsrichtung, indem man in Umfangsrichtung liegende Seitenflächen der Kernrückenabschnitte 12a dergestalt gegeneinanderstoßen lässt, dass die Zähne 12b radial nach innen ausgerichtet sind, zu einer Ringform konfiguriert. Die Nuten 13, welche durch in Umfangsrichtung benachbarte Kernblocks 12 gebildet sind, sind mit einer gleichmäßigen Winkelteilung in Umfangsrichtung so angeordnet, dass sie auf einer Innenumfangsseite offen sind. Überdies sind die Zähne 12b so gebildet, dass sie eine sich verjüngende Form haben, bei welcher eine Breite in Umfangsrichtung radial nach innen allmählich schmaler wird und ein Querschnitt der Nuten 13 rechteckig ist.
Wie in 3 gezeigt, ist die Ankerwicklung 20 durch Anwenden eines vorgegebenen Verbindungsprozesses auf die Wicklungsbaugruppe 21, welche am Ankerkern 11 befestigt ist, konfiguriert. Wie in 5 gezeigt, ist die Wicklungsbaugruppe 21 durch Anordnen von Wicklungskörpern 22 konfiguriert, welche in Paaren von Nuten 13 untergebracht sind, welche auf zwei Seiten von sechs mit einer Teilung von einer Nut in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Zähnen 12b liegen. Wicklungsenden 22g (unten beschrieben) stehen jeweils axial nach außen vor und sind auf einer radial inneren Seite der Wicklungsbaugruppe 21 mit einer Teilung von einer Nut in Umfangsrichtung angeordnet. Wicklungsenden 22h (unten beschrieben) stehen jeweils in einer gleichen Richtung wie die Wicklungsenden 22g axial nach außen vor und sind auf einer radial äußeren Seite der Wicklungsbaugruppe 21 mit einer Teilung von einer Nut in Umfangsrichtung angeordnet.
Wie in den 6 bis 9 gezeigt, sind die Wicklungskörper 22 sechseckige Spulen, welche durch schraubenlinienförmiges Wickeln von Leiterdraht 19, welcher einen rechteckigen Querschnitt hat, welcher aus fugenlosem, durchgehendem Kupferdraht oder Aluminiumdraht besteht, welcher zum Beispiel mit einem Lackharz isoliert ist, in vier Windungen zu einer annähernden Sechseckform konfiguriert sind, so dass flache Oberflächen, welche durch lange Seiten der rechteckigen Querschnitte gebildet sind, einander gegenüberliegen und so dass ein Spalt d, welcher annähernd gleich einer Länge kurzer Seiten des rechteckigen Querschnitts ist, zwischen den betreffenden gegenüberliegenden flachen Oberflächen sichergestellt ist. Die Wicklungskörper 22 sind durch schraubenlinienförmiges Wickeln des Leiterdrahts in vier Windungen zu einer hochkantigen Wicklung, um einen rohrförmigen Spulenkörper herzustellen, und anschließendes Formen des Spulenkörpers zu einer annähernden Sechseckform zum Beispiel mittels einer Spulenformmaschine hergestellt. Alternativ können die Wicklungskörper 22 mittels eines Umlege- und Biegeprozesses, um einen Leiterdraht bei gleichzeitigem schraubenlinienförmigem Wickeln zu einer annähernden Sechseckform zu biegen, hergestellt sein. Überdies sind die Wicklungskörper 22 unter Verwendung von Leiterdraht 19 mit einem rechteckigen Querschnitt hergestellt, kann aber auch Leiterdraht mit einem runden Querschnitt verwendet werden.
Die Wicklungskörper 22 enthalten: erste und zweite geradlinige Abschnitte 22a und 22b, welche zwei Säulen bilden, welche um eine Winkelteilung von sechs Nuten auseinanderliegen, wobei vier von jeden in einer Richtung kurzer Seiten der rechteckigen Querschnitte so angeordnet sind, dass in jeder der Säulen Spalte d verbleiben; und erste und zweite Spulenenden 22c und 22d, welche zwischen den Säulen aus ersten und zweiten geradlinigen Abschnitten 22a und 22b abwechselnd erste Längsenden miteinander und zweite Längsenden miteinander verbinden. Überdies entspricht eine Winkelteilung von sechs Nuten einer Teilung zwischen Nutmitten von Nuten 13 auf zwei Seiten von sechs aufeinanderfolgenden Zähnen 12b und entspricht sie einer Teilung von einem Magnetpol.
Die ersten Spulenenden 22c erstrecken sich bezüglich der ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b mit einer vorgegebenen Neigung in Längsrichtung nach außen von ersten Enden erster geradliniger Abschnitte 22a in einer ersten Säule zu zweiten geradlinigen Abschnitte 22b in einer zweiten Säule hin nach außen, sind an mittigen Abschnitten (ersten oberen Abschnitten 22e) zwischen den Säulen aus den ersten und zweiten geradlinigen Abschnitten 22a und 22b annähernd rechtwinklig gebogen und in einer Anordnungsrichtung der ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b so versetzt, dass ein Spalt d verbleibt, und sind anschließend annähernd rechtwinklig gebogen und erstrecken sich bezüglich der ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b mit einer vorgegebenen Neigung in Längsrichtung nach innen zu den zweiten geradlinigen Abschnitten 22b in der zweiten Säule hin und sind mit ersten Enden des zweiten geradlinigen Abschnitts 22b in der zweiten Säule verbunden.
Entsprechend erstrecken sich die zweiten Spulenenden 22d bezüglich der ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b mit einer vorgegebenen Neigung in Längsrichtung nach außen von zweiten Enden zweiter geradliniger Abschnitte 22b in der zweiten Säule zu ersten geradlinigen Abschnitten 22a in der ersten Säule hin nach außen, sind sie an mittigen Abschnitten (zweiten oberen Abschnitten 22f) zwischen den Säulen aus den ersten und zweiten geradlinigen Abschnitten 22a und 22b annähernd rechtwinklig gebogen und in einer Anordnungsrichtung der ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b so versetzt, dass ein Spalt d verbleibt, und sind sie anschließend annähernd rechtwinklig gebogen und erstrecken sie sich bezüglich der ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b mit einer vorgegebenen Neigung in Längsrichtung nach innen zu den ersten geradlinigen Abschnitten 22a in der ersten Säule hin und sind sie mit zweiten Enden der ersten geradlinigen Abschnitte 22a in der ersten Säule verbunden.
In Wicklungskörpern 22, welche auf diese Weise konfiguriert sind, sind die ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b und die ersten und zweiten Spulenenden 22c und 22d jeweils in der Richtung der kurzen Seiten der rechteckigen Querschnitte des Leiterdrahts 19 mit einer Teilung (2d) angeordnet, welche etwa der doppelten Länge der kurzen Seiten entspricht, so dass flache Oberflächen, welche durch die langen Seiten der rechteckigen Querschnitte des Leiterdrahts 19 gebildet sind, einander gegenüberliegen. Die ersten geradlinigen Abschnitte 22a und die zweiten geradlinigen Abschnitte 22b, welche durch die ersten oberen Abschnitte 22e und die zweiten oberen Abschnitte 22f verbunden sind, sind in der Anordnungsrichtung so versetzt, dass ein Spalt d verbleibt. Die Wicklungskörper 22 enthalten außerdem: ein Wicklungsende 22g, welches sich vom zweiten Ende eines ersten geradlinigen Abschnitts 22a, welcher an einem ersten Ende in der Anordnungsrichtung in der ersten Säule liegt, in der Längsrichtung nach außen erstreckt; und ein Wicklungsende 22h, welches sich vom zweiten Ende eines zweiten geradlinigen Abschnitts 22b, welcher an einem zweiten Ende in der Anordnungsrichtung in der zweiten Säule liegt, in der Längsrichtung nach außen erstreckt. Anders ausgedrückt, die Wicklungsenden 22g und 22h stehen in gleichen Richtungen in einer Längsrichtung der ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b von diagonal gegenüberliegenden Positionen an einem zweiten Ende der Wicklungskörper 22 vor.
Nun wird anhand der 10 bis 18 ein Verfahren zum Zusammensetzen der Wicklungsbaugruppe 21 erläutert. Die 10 bis 15 sind Schrägansichten, welche ein Verfahren zum Zusammensetzen der Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutern, und die 16 bis 18 sind schematische Zeichnungen, welche eine Vorgehensweise zum Einbauen eines achtundvierzigsten Wicklungskörpers im Verfahren zum Zusammensetzen der Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutern.
Zuerst werden Wicklungskörper 22 durch Wickeln von Leiterdrähten 19 in vier Windungen zu einer Schraubenlinienform hergestellt. Hier sind die Wicklungskörper 22 zur Erleichterung der Erläuterung in der Einbaureihenfolge als Wicklungskörper 22 ₁, Wicklungskörper 22 ₂, Wicklungskörper 22 ₃ usw. bis Wicklungskörper 22 ₄₇ und Wicklungskörper 22 ₄₈ bezeichnet.
Dann werden, wie in 10 gezeigt, die ersten und zweiten Wicklungskörper 22 ₁ und 22 ₂ in Umfangsrichtung aneinander angrenzend so angeordnet, dass sie sich axial auf gleicher Höhe befinden. Daraufhin werden, wie in 11 gezeigt, die ersten geradlinigen Abschnitte 22a des zweiten Wicklungskörpers 22 ₂ zwischen die zweiten geradlinigen Abschnitte 22b des ersten Wicklungskörpers 22 ₁, welche einen Spalt d aufweisen, eingeschoben. Daraufhin wird der zweite Wicklungskörper 22 ₂ in Umfangsrichtung bewegt, bis die ersten geradlinigen Abschnitte 22a des zweiten Wicklungskörpers 22 ₂ sich an einer Position befinden, welche um eine Teilung von einer Nut (den Winkel zwischen den Nuten) von den ersten geradlinigen Abschnitten 22a des ersten Wicklungskörpers 22 ₁ entfernt liegen. Die beiden Wicklungskörpern 22 ₁ und 22 ₂ werden dadurch zusammengesetzt wie in 12 gezeigt. Beim Zusammenbau der beiden Wicklungskörper 22 ₁ und 22 ₂ schiebt sich der Leiterdraht 19 des Wicklungskörpers 22 ₂ in die Spalte zwischen dem Leiterdraht 19 des Wicklungskörpers 22 ₁, wodurch diese sich radial überlappen und die Steifigkeit zunimmt.
Daraufhin wird, wie in 13 gezeigt, der in Umfangsrichtung an den Zusammenbau der beiden Wicklungskörper 22 ₁ und 22 ₂ angrenzende dritte Wicklungskörper 22 ₃ so angeordnet, dass er sich axial auf gleicher Höhe befindet. Daraufhin werden, wie in 14 gezeigt, die ersten geradlinigen Abschnitte 22a des dritten Wicklungskörpers 22 ₃ zwischen die zweiten geradlinigen Abschnitte 22b der Wicklungskörper 22 ₁ und 22 ₂ eingeschoben. Daraufhin wird der dritte Wicklungskörper 22 ₃ in Umfangsrichtung bewegt, bis die ersten geradlinigen Abschnitte 22a des dritten Wicklungskörpers 22 ₃ sich an einer Position befinden, welche um eine Teilung von einer Nut von den ersten geradlinigen Abschnitten 22a des zweiten Wicklungskörpers 22 ₂ entfernt liegt. Drei Wicklungskörper 22 ₁, 22 ₂ und 22 ₃ werden dadurch zusammengesetzt wie in 15 gezeigt.
Weiter werden Wicklungskörper 22 bis zum siebenundvierzigsten Wicklungskörper 22 ₄₇ aufeinanderfolgend angebracht, indem man sie axial auf die gleiche Höhe bringt und in Umfangsrichtung bewegt. Wie in 16 gezeigt, ist der Zusammenbau 23, zu welchem die siebenundvierzig Wicklungskörper 22 ₁ bis 22 ₄₇ zusammengesetzt sind, im Durchmesser vergrößert, so dass er eine C-Form bildet, welche zwischen dem ersten Wicklungskörper 22 ₁ und dem siebenundvierzigsten Wicklungskörper 22 ₄₇ weiter als eine Breite in Umfangsrichtung des achtundvierzigsten Wicklungskörpers 22 ₄₈ ist.
Daraufhin wird, wie in 17 gezeigt, der achtundvierzigste Wicklungskörper 22 ₄₈ an einem Ende nahe dem siebenundvierzigsten Wicklungskörper 22 ₄₇ angebracht. Darüber hinaus wird, wie in 18 gezeigt, eine Öffnung des C-förmigen Zusammenbaus 23 geschlossen und werden der erste Wicklungskörper 22 ₁ und der achtundvierzigste Wicklungskörper 22 ₄₈ zusammengefügt, um die ringförmige Wicklungsbaugruppe 21, welche in 5 gezeigt ist, zusammenzusetzen.
In der Wicklungsbaugruppe 21, welche auf diese Weise zusammengesetzt wird, sind achtundvierzig Säulen aus acht ersten und zweiten geradlinigen Abschnitten 22a und 22b, welche in einer einzelnen Säule radial aufgereiht sind, mit einer Teilung von einer Nut in Umfangsrichtung angeordnet. Die acht ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b in jeder Säule sind so konfiguriert, dass die ersten geradlinigen Abschnitte 22a eines Wicklungskörpers 22 und die zweiten geradlinigen Abschnitte 22b eines anderen Wicklungskörpers 22 sich abwechselnd aufreihen.
Nun wird der Aufbau von Gruppen von Spulenenden der Wicklungsbaugruppe 21 erläutert. 19 ist eine von einer Seite nahe einem ersten axialen Ende gesehene Draufsicht der Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung, 20 ist eine Abwicklung eines Schnitts entlang Linie XX-XX in 19, und 21 ist eine Abwicklung eines Schnitts entlang Linie XXI-XXI in 19. Überdies zeigt 19 zur Erleichterung der Erläuterung acht in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Wicklungskörper 22 ₁ bis 22 ₈ für sich. In 20 sind Leiterdrähte 19, welche als erste von radial innen angeordnet sind, durch durchgezogene Linien dargestellt und sind Leiterdrähte 19, welche als zweite von radial innen angeordnet sind, durch gestrichelte Linien dargestellt. In 21 sind Leiterdrähte 19, welche als zweite von radial innen angeordnet sind, durch durchgezogene Linien dargestellt und sind Leiterdrähte 19, welche als dritte von radial innen angeordnet sind, durch gestrichelte Linien dargestellt.
Was den Wicklungskörper 22 ₂ in 19 anbelangt, verlaufen erste Spulenenden 22c, welche sich von den ersten geradlinigen Abschnitten 22a des Wicklungskörpers 22 ₂ nach außen erstrecken, in Umfangsrichtung so, dass sie unter den ersten Spulenenden 22c, welche sich von den ersten geradlinigen Abschnitten 22a des Wicklungskörpers 22 ₁ links davon nach außen erstrecken, hindurchgehen, kommen sie unmittelbar vor Erreichen der ersten oberen Abschnitte 22e hervor, sind sie an den ersten oberen Abschnitten 22e so radial nach außen versetzt, dass ein Spalt d verbleibt, verlaufen sie in Umfangsrichtung so, dass sie über die ersten Spulenenden 22c des Wicklungskörpers 22 ₁ links davon hinweggehen, und sind mit zweiten geradlinigen Abschnitten 22b verbunden.
Somit sind an einem ersten axialen Ende der Wicklungsbaugruppe 21 Reihen erster Spulenenden, welche durch Anordnen der ersten Spulenenden 22c in einzelnen Reihen in Umfangsrichtung mit einer Teilung von einer Nut konfiguriert sind, in vier Lagen in einer radialen Richtung aufgereiht, so dass sie eine Gruppe erster Spulenenden 21a bilden. Innerhalb der Reihen erster Spulenenden ist eine vorgegebene Isolierstrecke zwischen in Umfangsrichtung aneinander angrenzenden ersten Spulenenden 22c sichergestellt.
Was den Wicklungskörper 22 ₂ in 20 anbelangt, kreuzen sich schrägstehende Abschnitte der ersten Spulenenden 22c, welche sich von den ersten geradlinigen Abschnitten 22a, welche als erste von radial innen angeordnet sind, nach außen zu den ersten oberen Abschnitten 22e erstrecken, mit schrägstehenden Abschnitten der ersten Spulenenden 22c, welche sich von den zweiten geradlinigen Abschnitten 22b (nicht gezeigt) der fünf Wicklungskörper 22 ₄₅ bis 22 ₁, welche als zweite von radial innen angeordnet sind, nach außen zu den ersten oberen Abschnitten 22e erstrecken. Somit sind Leiterdrähte 19 verschiedener Phasen sehr nah beieinander in einer radialen Richtung innerhalb der Reihen erster Spulenenden angeordnet.
Was den Wicklungskörper 22 ₂ in 21 anbelangt, kreuzen sich schrägstehende Abschnitte der ersten Spulenenden 22c, welche sich von den zweiten geradlinigen Abschnitten 22b, welche als zweite von radial innen angeordnet sind, nach außen zu den ersten oberen Abschnitten 22e erstrecken, mit schrägstehenden Abschnitten der ersten Spulenenden 22c, welche sich von den ersten geradlinigen Abschnitten 22a (nicht gezeigt) der fünf Wicklungskörper 22 ₂ bis 22 ₇, welche als dritte von radial innen angeordnet sind, nach außen zu den ersten oberen Abschnitten 22e erstrecken. Somit sind Leiterdrähte 19 verschiedener Phasen sehr nah beieinander in einer radialen Richtung zwischen den Reihen erster Spulenenden angeordnet.
An einem zweiten axialen Ende der Wicklungsbaugruppe 21 sind Reihen zweiter Spulenenden, welche durch Anordnen der zweiten Spulenenden 22d in einzelnen Reihen in Umfangsrichtung mit einer Teilung von einer Nut konfiguriert sind, in drei Lagen in einer radialen Richtung aufgereiht, so dass sie eine Gruppe zweiter Spulenenden 21b bilden. Die Wicklungsenden 22g stehen jeweils axial nach außen vor und sind auf einer radial inneren Seite der Gruppe zweiter Spulenenden 21b angeordnet. Die Wicklungsenden 22h stehen jeweils axial nach außen vor und sind auf einer radial äußeren Seite der Gruppe zweiter Spulenenden 21b angeordnet. Leiterdrähte 19 verschiedener Phasen sind außerdem sehr nah beieinander in einer radialen Richtung innerhalb der Reihen zweiter Spulenenden angeordnet. Leiterdrähte 19 verschiedener Phasen sind außerdem sehr nah beieinander in einer radialen Richtung zwischen den Reihen zweiter Spulenenden angeordnet.
Nun wird anhand der 22 bis 30 ein Verfahren zum Einbauen der Isolierpapiere 25 in die Wicklungsbaugruppe 21 erläutert. 22 ist eine Draufsicht, welche ein Isolierpapier zeigt, welches in die Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eingebaut wird, 23 ist eine Schrägansicht, welche das Isolierpapier zeigt, welches in die Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eingebaut wird, 24 ist eine Schrägansicht, welche ein Verfahren zum Herstellen des Isolierpapiers, welches in die Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eingebaut wird, erläutert, 25 ist eine Prozessdarstellung, welche das Verfahren zum Herstellen des Isolierpapiers, welches in die Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eingebaut wird, erläutert, die 26 und 27 sind schematische Zeichnungen, welche ein Verfahren zum Einbauen von Isolierpapieren in die Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutern, 28 ist eine Abwicklung, welche einen eingebauten Zustand eines Isolierpapiers in der Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, 29 ist ein Schnitt entlang Linie XXIX-XXIX in 28, welcher in der Richtung der Pfeile gesehen ist, und 30 ist eine Abwicklung, welche einen eingebauten Zustand eines Isolierpapiers in der Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. Überdies entspricht die 28 der 20 und entspricht die 30 der 21.
Wie in den 22 und 23 gezeigt, wird das Isolierpapier 25 durch Walzen eines geradlinigen Isoliermaterials 27, welches als ein streifenförmiger Körper fungiert, welcher von einer Isolierfolie 26 abgeschnitten wird, welche zum Beispiel aus einem Polyimid, einem Aramid, Polyethylenterephthalat (PET) oder Polyphenylensulfid (PPS) besteht und einlagig oder mehrlagig gebildet ist, zu einer zylindrischen Form gebildet. Dieses Isolierpapier 25 ist durch Wickeln des geradlinigen Isoliermaterials 27 für etwas weniger als zwei Schleifen dergestalt, dass die beiden Längsenden des geradlinigen Isoliermaterials 27 sich nicht radial überlappen, zu einer zylindrischen Form eines geschlossenen Rings, welche eine gleichmäßige Dicke in einer Umfangsrichtung hat, konfiguriert.
Wie in 24 gezeigt, wird das geradlinige Isoliermaterial 27 unter Verwendung eines Messers 29 in einer vorgegebenen Breite von einer Isolierfolie 26, welche von einer Rolle 28 zugeführt wird, abgeschnitten. Eine Längsrichtung des geradlinigen Isoliermaterials 27, welches auf diese Weise abgeschnitten wird, ist eine Richtung, welche senkrecht zu einer Zuführungsrichtung von der Rolle 28 liegt. Daraufhin wird das geradlinige Isoliermaterial 27 einer Walze 30 zugeführt wie in 25(a) gezeigt. Dann wird das zylindrische Isolierpapier 25 durch Wickeln des geradlinigen Isoliermaterials 27 für etwas weniger als die zwei Schleifen mittels der Walze 30 hergestellt wie in den 5(b) bis 25(e) gezeigt. Überdies werden die Isolierpapiere 25 durch schmale erste Isolierpapiere 25a und breite zweite Isolierpapiere 25b gebildet.
Daraufhin werden, wie in 26 gezeigt, erste Isolierpapiere 25a und zweite Isolierpapiere 25b am zweiten axialen Ende der Wicklungsbaugruppe 21 zwischen einer Reihe zweiter Spulenenden, welche die erste von einer radial inneren Seite der Gruppe zweiter Spulenenden 21b ist, und der Reihe von Wicklungsenden 22g angeordnet. Entsprechend werden erste Isolierpapiere 25a und zweite Isolierpapiere 25b am ersten axialen Ende der Wicklungsbaugruppe 21 zwischen einer Reihe erster Spulenenden, welche die erste von einer radial inneren Seite der Gruppe erster Spulenenden 21a ist, und einer Reihe erster Spulenenden, welche die zweite ist, angeordnet.
Daraufhin wird das Isolierpapier 25a, welches nahe dem zweiten axialen Ende der Wicklungsbaugruppe 21 angeordnet ist, zum ersten axialen Ende hin bewegt. Das Isolierpapier 25a wird zwischen der Reihe zweiter Spulenenden, welche die erste von der radial inneren Seite der Gruppe zweiter Spulenenden 21b ist, und der Reihe von Wicklungsenden 22g hindurchgeführt, wird zwischen der Reihe erster geradliniger Abschnitte 22a, welche mit einer Teilung von einer Nut in Umfangsrichtung an der ersten Position von der radial inneren Seite angeordnet sind, und der Reihe zweiter geradliniger Abschnitte 22b, welche mit einer Teilung von einer Nut in Umfangsrichtung an der zweiten Position von der radial inneren Seite angeordnet sind, hindurchgeführt und wird zum ersten axialen Ende der Wicklungsbaugruppe 21 hin bewegt. Dann, wie in 27 gezeigt, wird das Isolierpapier 25a innerhalb der Reihe erster Spulenenden, welche die erste von der radial inneren Seite der Gruppe erster Spulenenden 21a ist, angeordnet. Wie in den 28 und 29 gezeigt, wird das Isolierpapier 25a, welches innerhalb der Reihe erster Spulenenden angeordnet ist, dadurch zwischen den sich kreuzenden schrägstehenden Abschnitten der ersten Spulenenden 22c in der Reihe erster Spulenenden angeordnet, wodurch es eine Isolierstrecke zwischen den Leiterdrähten 19 verschiedener Phasen sicherstellt.
Darüber hinaus wird ein Isolierpapier 25b aus der Nähe des zweiten axialen Endes der Wicklungsbaugruppe 21 zwischen die Reihe zweiter Spulenenden, welche die erste von der radial inneren Seite der Gruppe zweiter Spulenenden 21b ist, und die Reihe von Wicklungsenden 22g eingeschoben. Wie in 27 gezeigt, wird das Isolierpapier 25b dadurch zwischen der Reihe zweiter Spulenenden, welche die erste von der radial inneren Seite ist, und der Reihe von Wicklungsenden 22g angeordnet, wodurch es eine Isolierstrecke zwischen den Leiterdrähten 19 verschiedener Phasen sicherstellt.
Daraufhin wird das Isolierpapier 25a, welches nahe dem ersten axialen Ende der Wicklungsbaugruppe 21 angeordnet ist, zum zweiten axialen Ende hin bewegt. Das Isolierpapier 25a wird zwischen der Reihe erster Spulenenden, welche die erste von der radial inneren Seite der Gruppe erster Spulenenden 21a ist, und der Reihe erster Spulenenden, welche die zweite ist, hindurchgeführt, wird zwischen der Reihe zweiter geradliniger Abschnitte 22b, welche mit einer Teilung von einer Nut in Umfangsrichtung an der zweiten Position von der radial inneren Seite angeordnet sind, und der Reihe erster geradliniger Abschnitte 22a, welche mit einer Teilung von einer Nut in Umfangsrichtung an der dritten Position von der radial inneren Seite angeordnet sind, hindurchgeführt und wird zum zweiten axialen Ende der Wicklungsbaugruppe 21 hin bewegt. Dann wird das Isolierpapier 25a, wie in 27 gezeigt, innerhalb der Reihe zweiter Spulenenden, welche die erste von der radial inneren Seite der Gruppe zweiter Spulenenden 21b ist, angeordnet. Das Isolierpapier 25a, welches innerhalb der Reihe zweiter Spulenenden angeordnet ist, wird dadurch zwischen den sich kreuzenden schrägstehenden Abschnitten der zweiten Spulenenden 22d in der Reihe zweiter Spulenenden angeordnet, wodurch es eine Isolierstrecke zwischen den Leiterdrähten 19 verschiedener Phasen sicherstellt.
Darüber hinaus wird ein Isolierpapier 25b aus der Nähe des ersten axialen Endes der Wicklungsbaugruppe 21 zwischen die Reihe erster Spulenenden, welche die erste von der radial inneren Seite der Gruppe erster Spulenenden 21a ist, und die Reihe erster Spulenenden, welche die zweite ist, eingeschoben. Wie in 30 gezeigt, wird das Isolierpapier 25b dadurch zwischen der Reihe erster Spulenenden, welche die erste von der radial inneren Seite ist, und der Reihe erster Spulenenden, welche die zweite ist, angeordnet und wird es zwischen den schrägstehenden Abschnitten des ersten Spulenendes 22c angeordnet, welche sich zwischen den Reihen erster Spulenenden, welche die erste und die zweite von der radial inneren Seite sind, kreuzen, wodurch es eine Isolierstrecke zwischen den Leiterdrähten 19 verschiedener Phasen sicherstellt.
Entsprechend werden Isolierpapiere 25a innerhalb der Reihen erster Spulenenden, welche die zweite, die dritte und die vierte von der radial inneren Seite der Gruppe erster Spulenenden sind, angeordnet. Isolierpapiere 25b werden außerdem zwischen den Reihen erster Spulenenden, welche die zweite und die dritte von der radial inneren Seite der Gruppe erster Spulenenden sind, und zwischen den Reihen erster Spulenenden, welche die dritte und die vierte von der radial inneren Seite sind, angeordnet. Darüber hinaus werden Isolierpapiere 25a innerhalb der Reihen zweiter Spulenenden, welche die zweite und die dritte von der radial inneren Seite der Gruppe zweiter Spulenenden sind, angeordnet. Isolierpapiere 25b werden außerdem zwischen den Reihen zweiter Spulenenden, welche die erste und die zweite von der radial inneren Seite der Gruppe zweiter Spulenenden sind, zwischen den Reihen zweiter Spulenenden, welche die zweite und die dritte von der radial inneren Seite sind, und zwischen der Reihe zweiter Spulenenden, welche die dritte von der radial inneren Seite ist, und der Reihe von Wicklungsenden 22h angeordnet.
Nun wird anhand der 31 bis 36 ein Verfahren zum Anbringen der Wicklungsbaugruppe 21 am Ankerkern 11 erläutert. 31 ist eine Schrägansicht, welche einen Zustand vor Anbringen der Wicklungsbaugruppe am Ankerkern in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, 32 ist eine Draufsicht, welche den Zustand vor Anbringen der Wicklungsbaugruppe am Ankerkern in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, 33 ist eine schematische Zeichnung, welche den Zustand vor Anbringen der Wicklungsbaugruppe am Ankerkern in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, 34 ist eine Draufsicht, welche einen Zustand nach Anbringen der Wicklungsbaugruppe am Ankerkern in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, 35 ist eine teilweise vergrößerte Draufsicht, welche den Zustand nach Anbringen der Wicklungsbaugruppe am Ankerkern in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, und 36 ist eine schematische Zeichnung, welche den Zustand nach Anbringen der Wicklungsbaugruppe am Ankerkern in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. Überdies sind zur Vereinfachung nur die ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b der Wicklungsbaugruppe 21 in den 32, 34 und 35 gezeigt. Außerdem sind zur Vereinfachung Isolierpapiere aus 31 weggelassen.
Zuerst wird jeder der Wicklungskörper 22 der Wicklungsbaugruppe 21 ein wenig radial nach außen bewegt, um einen Außendurchmesser der Wicklungsbaugruppe 21 größer als einen endgültigen Außendurchmesser (den Außendurchmesser der Wicklungsbaugruppe 21 nach Einbau in den Ankerkern 11) zu machen. Ein Abstand zwischen den Säulen aus den ersten und zweiten geradlinigen Abschnitten 22a und 22b wird dadurch verbreitert.
Daraufhin werden achtundvierzig Kernblocks 12 mit einer annähernd gleichmäßigen Winkelteilung in Umfangsrichtung so angeordnet, dass jeweilige Zähne auf einer radial äußeren Seite zwischen benachbarten Säulen aus ersten und zweiten geradlinigen Abschnitten 22a und 22b der Wicklungsbaugruppe 21 zu liegen kommen wie in den 31 bis 33 gezeigt. Daraufhin werden die Kernblocks 12, welche in Umfangsrichtung angeordnet sind, gleichzeitig radial nach innen bewegt. Die jeweiligen Zähne 12b der Kernblocks 12 werden dadurch zwischen die benachbarten Säulen aus ersten und zweiten geradlinigen Abschnitten 22a und 22b eingeschoben.
Dann, wenn die Kernblocks 12, welche in einer Reihe in Umfangsrichtung angeordnet sind, weiter radial nach innen bewegt werden, werden die ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b in jeder Säule durch die sich verjüngenden Zähne 12b so bewegt, dass sie sich in einer einzelnen Säule aufreihen. Die Wicklungsbaugruppe 21 wird dadurch im Durchmesser verkleinert, und die zweiten geradlinigen Abschnitte 22b, welche am äußersten Radius der Wicklungsbaugruppe 21 liegen, kommen mit den Kernrückenabschnitten 12a der benachbarten Kernblocks 12 in Kontakt. Wenn die Kernblocks 12, welche in einer Reihe in Umfangsrichtung angeordnet sind, weiter radial nach innen bewegt werden, stoßen darüber hinaus die in Umfangsrichtung liegenden Seitenflächen der benachbarten Kernblocks 12 gegeneinander, wodurch eine radial nach innen gerichtete Bewegung der Kernblocks 12 verhindert wird. Die achtundvierzig Kernblocks 12 werden zu einer Ringform angeordnet, indem man die in Umfangsrichtung liegenden Seitenflächen der Kernrückenabschnitte 12a gegeneinanderstoßen lässt, um den Ankerkern 11 zu bilden.
Die Wicklungsbaugruppe 21 wird dadurch am ringförmigen Ankerkern 11 befestigt wie in den 34 bis 36 gezeigt. Speziell sind die achtundvierzig Wicklungskörper 22 mit einer Teilung von einer Nut in Umfangsrichtung so angeordnet, dass vier erste geradlinige Abschnitte 22a und vier zweite geradlinige Abschnitte 22b in jeweiligen Paaren von Nuten 13, welche auf zwei Seiten von sechs in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Zähnen 12b liegen, untergebracht sind. Innerhalb jeder der Nuten 13 sind acht erste und zweite geradlinige Abschnitte 22a und 22b so untergebracht, dass die langen Seiten der rechteckigen Querschnitte so in Umfangsrichtung ausgerichtet sind, dass sie sich in einer einzelnen Säule in einer radialen Richtung ordentlich aufreihen.
Überdies werden, obwohl nicht gezeigt, vorgegebene Wechselstromverbindungen an der Wicklungsbaugruppe 21, welche am Ankerkern 11 befestigt ist, angebracht, um die Ankerwicklung 20 zu konfigurieren. Die Ankerwicklung 20, welche auf diese Weise konfiguriert ist, bildet eine verteilte Drehstrom-Durchmesserwicklung. Eine umlaufende elektrische Maschine 100, welche diese Ankerwicklung 20 verwendet, arbeitet als achtpoliger Innenläufer-Drehstrommotor mit achtundvierzig Nuten, wenn die Ankerwicklung 20 mit einer vorgegebenen Wechselstromleistung versorgt wird.
Gemäß Ausführungsform 1 sind zylindrische erste und zweite Isolierpapiere 25a und 25b innerhalb von Reihen erster Spulenenden, welche eine Gruppe erster Spulenenden 21a bilden, und zwischen radial benachbarten Reihen erster Spulenenden angeordnet. Zylindrische erste und zweite Isolierpapiere 25a und 25b sind außerdem innerhalb von Reihen zweiter Spulenenden, welche eine Gruppe zweiter Spulenenden 21b bilden, und zwischen radial benachbarten Reihen zweiter Spulenenden angeordnet. Somit kann eine hinreichende Leistungsfähigkeit der Isolierung zwischen Phasen in den Gruppen erster und zweiter Spulenenden 21a und 21b sichergestellt werden, ohne die Dicke oder das Material des Isolierüberzugs zwischen den ersten und zweiten geradlinigen Abschnitten 22a und 22b und den ersten und zweiten Spulenenden 22c und 22d zu wechseln. Folglich lässt sich eine umlaufende elektrische Maschine 100, welche eine hohe Spannung und eine hohe Leistung sowie Verkleinerungen der Abmessungen erreichen kann, einfach erzielen.
Die ersten und zweiten Isolierpapiere 25a und 25b werden durch Wickeln des geradlinigen Isoliermaterials 27 für etwas weniger als zwei Schleifen dergestalt, dass die beiden Längsenden des geradlinigen Isoliermaterials 27 sich nicht radial überlappen, hergestellt. Somit können die ersten und zweiten Isolierpapiere 25a und 25b zu zylindrischen Formen eines geschlossenen Rings, welche eine gleichmäßige Dicke in der Umfangsrichtung haben, konfiguriert sein, was ermöglicht, eine hinreichende Leistungsfähigkeit der Isolierung in sich kreuzenden Abschnitten der ersten und zweiten Spulenenden 22c und 22d sicherzustellen.
Nun ist, wenn die Anzahl von Windungen des geradlinigen Isoliermaterials 27 eine Schleife beträgt, eine Stoßstelle zwischen den beiden Längsenden des geradlinigen Isoliermaterials 27 gebildet, was das Auftreten von Teilentladungen wahrscheinlicher macht. Alternativ kann, wenn die beiden Längsenden des geradlinigen Isoliermaterials 27 sich radial überlappen, eine gleichmäßige Dicke in der Umfangsrichtung nicht erreicht werden. Somit ist es vorzuziehen, die Anzahl von Windungen des geradlinigen Isoliermaterials 27 ein wenig kleiner als eine Vielzahl von Schleifen zu machen. Da die Länge des geradlinigen Isoliermaterials 27 zunimmt, wenn die Anzahl von Windungen des geradlinigen Isoliermaterials 27 erhöht wird, und es erforderlich ist, eine breite Rolle 28 vorzufertigen, und außerdem die Dicke des geradlinigen Isoliermaterials 27 abnimmt, wodurch die Steifigkeit der ersten und zweiten Isolierpapiere 25a und 25b gemindert wird, ist es insbesondere vorzuziehen, die Anzahl von Windungen des geradlinigen Isoliermaterials 27 ein wenig kleiner als zwei Schleifen zu machen. Überdies bedeutet “ein wenig kleiner als eine Vielzahl von Schleifen”, die beiden Längsenden des geradlinigen Isoliermaterials 27 etwas kleiner als eine Vielzahl von Schleifen zu machen, so dass sie einander nicht radial überlappen.
Das geradlinige Isoliermaterial 27 wird von einer Isolierfolie 26, welche von einer Rolle 28 zugeführt wird, mit einem Messer 29 in einer vorgegebenen Breite abgeschnitten. Somit ist eine Richtung, in welcher das geradlinige Isoliermaterial 27 zu einer zylindrischen Form gewickelt wird, von einer Richtung, in welcher das geradlinige Isoliermaterial 27 auf die Rolle 28 gewickelt ist, verschieden, was einen Schritt des Wickelns des geradlinigen Isoliermaterials 27 erleichtert. Ferner können geradlinige Isoliermaterialien 27, welche den ersten und zweiten Isolierpapieren 25a und 25b, die verschiedene Breiten haben, entsprechen, durch Anpassen der Breite, welche von der Isolierfolie 26 abgeschnitten wird, hergestellt werden, was ermöglicht, die Materialausbeute zu verbessern.
Die Wicklungskörper 22 sind sechseckige Spulen mit vier Windungen und enthalten: erste und zweite geradlinige Abschnitte 22a und 22b, welche so in zwei Säulen angeordnet sind, dass sich in jeder der Säulen vier aufreihen; erste Spulenenden 22c, welche jeweilige erste Längsenden der ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b miteinander verbinden; und zweite Spulenenden 22d, welche jeweilige zweite Längsenden der ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b miteinander verbinden. Die ersten und zweiten Spulenenden 22c und 22d sind so konfiguriert, dass sie an ersten und zweiten oberen Abschnitten 22e und 22f in einer radialen Richtung so versetzt sind, dass Spalte d verbleiben, welche annähernd gleich radialen Abmessungen der ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b sind. Somit kann ein Wicklungskörper 22 ungehindert an einem anderen Wicklungskörper 22 angebracht werden, indem man ihn axial auf die gleiche Höhe bringt und in Umfangsrichtung zum anderen Wicklungskörper 22 hin bewegt, was ermöglicht, das Zusammensetzen der Wicklungsbaugruppe 21 zu verbessern.
Säulen aus geradlinigen Abschnitten der Wicklungsbaugruppe 21, welche durch abwechselndes radiales Anordnen der acht ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b von zwei Wicklungskörpern 22 in einzelnen Säulen konfiguriert sind, sind mit einer Teilung von einer Nut in Umfangsrichtung angeordnet. Reihen erster Spulenenden, welche durch Anordnen der ersten Spulenenden 22c mit einer Teilung von einer Nut in Umfangsrichtung konfiguriert sind, sind radial in vier Lagen angeordnet. Darüber hinaus sind Reihen zweiter Spulenenden, welche durch Anordnen der zweiten Spulenenden 22d mit einer Teilung von einer Nut in Umfangsrichtung konfiguriert sind, radial in drei Lagen angeordnet. Somit können die zylindrischen ersten Isolierpapiere 25a vom zweiten axialen Ende der Wicklungsbaugruppe 21 zwischen die Reihen zweiter Spulenenden eingeschoben und zwischen radial benachbarten ersten und zweiten geradlinigen Abschnitten 22a und 22b hindurchgeführt und zum ersten axialen Ende hin bewegt werden, um innerhalb der Reihen erster Spulenenden untergebracht zu werden. Entsprechend können die zylindrischen ersten Isolierpapiere 25a vom ersten axialen Ende der Wicklungsbaugruppe 21 zwischen die Reihen erster Spulenenden eingeschoben und zwischen radial benachbarten ersten und zweiten geradlinigen Abschnitten 22a und 22b hindurchgeführt und zum zweiten axialen Ende hin bewegt werden, um innerhalb der Reihen zweiter Spulenenden untergebracht zu werden.
Folglich ist es nicht erforderlich, die Dicken oder das Material der Isolierüberzüge zwischen den ersten und zweiten geradlinigen Abschnitten 22a und 22b und den ersten und zweiten Spulenenden 22c und 22d zu wechseln, was ermöglicht, einen Schritt der Isolierbehandlung der Gruppen erster und zweiter Spulenenden 21a und 21b zu vereinfachen.
Da der Anker 10 durch Zusammensetzen einer Wicklungsbaugruppe 21 durch Anordnen von achtundvierzig Wicklungskörpern 22 mit einer Teilung von einer Nut in Umfangsrichtung und durch Einschieben von Zähnen 12b von Kernblocks 12 zwischen Säulen aus ersten und zweiten geradlinigen Abschnitten 22a und 22b von einer radial äußeren Seite der Wicklungsbaugruppe 21 zusammengesetzt wird, können die sechseckigen Wicklungskörper 22 mühelos so in den ringförmigen Ankerkern eingebaut werden, dass sie mit einer Teilung von einer Nut in Umfangsrichtung angeordnet sind.
Sich verjüngende Zähne 12b werden von radial außen zwischen jeder der Säulen aus ersten und zweiten geradlinigen Abschnitten 22a und 22b eingeschoben und radial nach innen bewegt. Somit werden die ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b, welche in der radialen Richtung unregelmäßig aufgereiht sind, durch die Bewegung, welche den Abstand zwischen den Zähnen 12b der benachbarten Kernblocks 12 verengt, ordentlich in einer einzelnen Säule angeordnet.
Darüber hinaus wirkt die treibende Kraft der Kernblocks 12, nachdem die zweiten geradlinigen Abschnitte 22b, welche am äußersten Radius der Wicklungsbaugruppe 21 liegen, mit den Kernrückenabschnitten 12a der benachbarten Kernblocks 12 in Kontakt kamen, so, dass sie die zweiten geradlinigen Abschnitte 22b, welche am äußersten Radius liegen, radial nach innen drückt, bis die Seitenflächen der Kernrückenabschnitte 12a der benachbarten Kernblocks 12 gegeneinanderstoßen. Die Wicklungsbaugruppe 21 wird dadurch im Durchmesser verkleinert, wodurch Spalte zwischen jedem der ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b, welche in der radialen Richtung ordentlich in einer Säule angeordnet sind, durch die radial nach innen gerichtete Bewegung der Kernrückenabschnitte 12a der Kernblocks 12 verkleinert oder beseitigt werden. Somit werden die ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b mit einer hohen Dichte in den Nuten 13 untergebracht, was den Füllfaktor der Leiterdrähte 19 erhöht.
Die Leiterdrähte 19 in den Nuten 13 und die Kernblocks 12 stehen miteinander in Kontakt, und die Wärmeübertragung von der Wicklungsbaugruppe 21, welche, solange elektrischer Strom durch sie hindurchfließt, einen wärmeerzeugenden Körper darstellt, zum Ankerkern 11 kann verbessert werden. Somit werden Temperaturanstiege in der Wicklungsbaugruppe 21 unterdrückt, wodurch Anstiege des ohmschen Widerstands unterdrückt werden.
Da die Kernblocks 12 so eingeschoben werden, dass der Abstand zwischen den benachbarten Zähnen 12b allmählich schmaler wird, wird eine Gleitbewegung an Berührungsflächen zwischen der Ankerwicklung 20 und den Kernblocks 12 unterdrückt, was ermöglicht, eine Beschädigung von Isolierüberzügen der Leiterdrähte 19 zu verhindern.
Überdies wird in der obigen Ausführungsform 1 eine Folie, welche aus einem Polyimid, einem Aramid, Polyethylenterephthalat (PET) oder Polyphenylensulfid (PPS) usw. besteht, verwendet, um die ersten und zweiten Isolierpapiere herzustellen, aber die ersten und zweiten Isolierpapiere können auch unter Verwendung eines Prepregs, bei welchem Kohlenstofffasern mit einem Matrixharz wie einem Epoxidharz usw. getränkt sind, hergestellt werden. In diesem Fall kann die Wicklungsbaugruppe durch Einbauen der ersten und zweiten Isolierpapiere in die Gruppen von Spulenenden der Wicklungsbaugruppe, Formen der Wicklungsbaugruppe und anschließendes Erwärmen und Aushärten des Matrixharzes in einem geformten Zustand vereinigt werden.
In der obigen Ausführungsform 1 werden die zweiten Isolierpapiere vor Anbringen der Wicklungsbaugruppe am Ankerkern zwischen den Reihen von Spulenenden eingebaut, aber die zweiten Isolierpapiere können auch zwischen den Reihen von Spulenenden eingebaut werden, nachdem die Wicklungsbaugruppe am Ankerkern befestigt wurde.
Ausführungsform 2
37 ist eine schematische Zeichnung, welche einen Zustand zeigt, in welchem eine Wicklungsbaugruppe, welche in einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, in einer Ebene, welche eine umlaufende Welle enthält, aufgeschnitten ist.
In 37 ist eine Wicklungsbaugruppe 21A so gebildet, dass radiale Dicken erster und zweiter Spulenenden 22c und 22d um einen zu Dicken erster und zweiter Isolierpapiere 25a und 25b proportionalen Betrag dünner als radiale Dicken erster und zweiter geradliniger Abschnitte 22a und 22b sind.
Überdies ist die übrige Konfiguration auf eine ähnliche oder gleiche Weise wie in der obigen Ausführungsform 1 gebildet.
Gemäß Ausführungsform 2 sind radiale Dicken erster und zweiter Spulenenden 22c und 22d so gebildet, dass sie um einen zu Dicken erster und zweiter Isolierpapiere 25a und 25b proportionalen Betrag dünner als radiale Dicken erster und zweiter geradliniger Abschnitte 22a und 22b sind. Somit sind Spalte S, welche zu den Dicken der ersten und zweiten Isolierpapiere 25a und 25b proportionalen Beträgen entsprechen, innerhalb der Reihen erster Spulenenden und zwischen sich kreuzenden Abschnitten der ersten und zweiten Spulenenden 22c und 22d zwischen den Reihen erster Spulenenden gebildet. Entsprechend sind Spalte S, welche zu den Dicken der ersten und zweiten Isolierpapiere 25a und 25b proportionalen Beträgen entsprechen, innerhalb der Reihen zweiter Spulenenden und zwischen sich kreuzenden Abschnitten der ersten und zweiten Spulenenden 22c und 22d zwischen den Reihen zweiter Spulenenden gebildet.
Zunahmen der radialen Abmessungen der Gruppen erster und zweiter Spulenenden 21a und 21b werden dadurch unterdrückt, selbst wenn die ersten und zweiten Isolierpapiere 25a und 25b innerhalb der Reihen erster und zweiter Spulenenden und zwischen den sich kreuzenden Abschnitten der ersten und zweiten Spulenenden 22c und 22d zwischen den Reihen erster und zweiter Spulenenden angeordnet sind. Somit sind die ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b so in den Nuten 13 untergebracht, dass sie sich ohne Spalte in einzelnen Säulen in einer radialen Richtung aufreihen, was den Füllfaktor erhöht.
Ausführungsform 3
38 ist eine schematische Zeichnung, welche einen Zustand zeigt, in welchem eine Wicklungsbaugruppe, welche in einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, in einer Ebene, welche eine umlaufende Welle enthält, aufgeschnitten ist.
In 38 sind schrägstehende Abschnitte, welche sich von zweiten geradlinigen Abschnitten 22b erster Spulenenden 22c, welche eine Reihe erster Spulenenden bilden, welche die zweite von einer radial inneren Seite ist, zu ersten oberen Abschnitten 22e erstrecken, bezüglich der zweiten geradlinigen Abschnitte 22b radial nach innen versetzt und sind schrägstehende Abschnitte, welche sich von ersten geradlinigen Abschnitten 22a erster Spulenenden 22c, welche eine Reihe erster Spulenenden bilden, welche die dritte von der radial inneren Seite ist, zu den ersten oberen Abschnitten 22e erstrecken, bezüglich der ersten geradlinigen Abschnitte 22a radial nach außen versetzt, so dass ein Spalt S, welcher einem zu einer Dicke eines zweiten Isolierpapiers 25b proportionalen Betrag entspricht, zwischen sich kreuzenden Abschnitten der ersten und zweiten Spulenenden 22c und 22d zwischen den Reihen erster Spulenenden, welche die zweite und die dritte von der radial inneren Seite sind, gebildet ist.
Schrägstehende Abschnitte, welche sich von ersten geradlinigen Abschnitten 22a erster Spulenenden 22c, welche eine Reihe erster Spulenenden bilden, welche die zweite von der radial inneren Seite ist, zu den ersten oberen Abschnitten 22e erstrecken, sind bezüglich der ersten geradlinigen Abschnitte 22a radial nach innen versetzt, so dass ein Spalt S, welcher einem zu einer Dicke eines ersten Isolierpapiers 25a proportionalen Betrag entspricht, zwischen sich kreuzenden Abschnitten der ersten und zweiten Spulenenden 22c und 22d innerhalb der Reihe erster Spulenenden, welche die zweite von der radial inneren Seite ist, gebildet ist.
Schrägstehende Abschnitte, welche sich von zweiten geradlinigen Abschnitten 22b erster Spulenenden 22c, welche eine Reihe erster Spulenenden bilden, welche die erste von der radial inneren Seite ist, zu den ersten oberen Abschnitten 22e erstrecken, sind bezüglich der zweiten geradlinigen Abschnitte 22b radial nach innen versetzt, so dass ein Spalt S, welcher einem zu einer Dicke eines zweiten Isolierpapiers 25b proportionalen Betrag entspricht, zwischen sich kreuzenden Abschnitten der ersten und zweiten Spulenenden 22c und 22d zwischen den Reihen erster Spulenenden, welche die erste und die zweite von der radial inneren Seite sind, gebildet ist.
Schrägstehende Abschnitte, welche sich von ersten geradlinigen Abschnitten 22a erster Spulenenden 22c, welche eine Reihe erster Spulenenden bilden, welche die erste von der radial inneren Seite ist, zu den ersten oberen Abschnitten 22e erstrecken, sind bezüglich der ersten geradlinigen Abschnitte 22a radial nach innen versetzt, so dass ein Spalt S, welcher einem zu einer Dicke eines ersten Isolierpapiers 25a proportionalen Betrag entspricht, zwischen sich kreuzenden Abschnitten der ersten und zweiten Spulenenden 22c und 22d innerhalb der Reihe erster Spulenenden, welche die erste von der radial inneren Seite ist, gebildet ist.
Schrägstehende Abschnitte, welche sich von zweiten geradlinigen Abschnitten 22b erster Spulenenden 22c, welche eine Reihe erster Spulenenden bilden, welche die dritte von der radial inneren Seite ist, zu den ersten oberen Abschnitten 22e erstrecken, sind bezüglich der zweiten geradlinigen Abschnitte 22b radial nach außen versetzt, so dass ein Spalt S, welcher einem zu einer Dicke eines ersten Isolierpapiers 25a proportionalen Betrag entspricht, zwischen sich kreuzenden Abschnitten der ersten und zweiten Spulenenden 22c und 22d innerhalb der Reihe erster Spulenenden, welche die dritte von der radial inneren Seite ist, gebildet ist.
Schrägstehende Abschnitte, welche sich von ersten geradlinigen Abschnitten 22a erster Spulenenden 22c, welche eine Reihe erster Spulenenden bilden, welche die vierte von der radial inneren Seite ist, zu den ersten oberen Abschnitten 22e erstrecken, sind bezüglich der ersten geradlinigen Abschnitte 22a radial nach außen versetzt, so dass ein Spalt S, welcher einem zu einer Dicke eines zweiten Isolierpapiers 25b proportionalen Betrag entspricht, zwischen sich kreuzenden Abschnitten der ersten und zweiten Spulenenden 22c und 22d zwischen den Reihen erster Spulenenden, welche die dritte und die vierte von der radial inneren Seite sind, gebildet ist.
Schrägstehende Abschnitte, welche sich von zweiten geradlinigen Abschnitten 22b erster Spulenenden 22c, welche eine Reihe erster Spulenenden bilden, welche die vierte von der radial inneren Seite ist, zu den ersten oberen Abschnitten 22e erstrecken, sind bezüglich der zweiten geradlinigen Abschnitte 22b radial nach innen versetzt, so dass ein Spalt S, welcher einem zu einer Dicke eines ersten Isolierpapiers 25a proportionalen Betrag entspricht, zwischen sich kreuzenden Abschnitten der ersten und zweiten Spulenenden 22c und 22d innerhalb der Reihe erster Spulenenden, welche die vierte von der radial inneren Seite ist, gebildet ist.
Überdies sind radiale Dicken der ersten und zweiten Spulenenden 22c und 22d gleich radialen Dicken erster und zweiter geradliniger Abschnitte 22a und 22b.
In einer Wicklungsbaugruppe 22B, welche auf diese Weise konfiguriert ist, sind die ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b so in den Nuten 13 untergebracht, dass sie ohne Spalte in einzelnen Säulen radial angeordnet sind, selbst wenn die ersten und zweiten Isolierpapiere 25a und 25b innerhalb der Reihen erster und zweiter Spulenenden und zwischen den sich kreuzenden Abschnitten der ersten und zweiten Spulenenden 22c und 22d zwischen den Reihen erster und zweiter Spulenenden angeordnet sind. Folglich nimmt in Ausführungsform 3 auch der Füllfaktor zu.
Überdies sind in den obigen Ausführungsformen 1 bis 3 die Wicklungskörper durch schraubenlinienförmiges Wickeln fugenloser, durchgehender Leiterdrähte konfiguriert, aber Wicklungskörper können auch durch schraubenlinienförmiges Wickeln von Leiterdrähten, welche zum Beispiel durch Verbinden kurzer Leiter hergestellt sind, konfiguriert sein.
In den obigen Ausführungsformen 1 bis 3 sind Wicklungskörper durch Wickeln von Leiterdrähten in vier Windungen zu einer schraubenlinienförmigen Form konfiguriert, aber die Anzahl von Windungen des Leiterdrahts ist nicht auf vier Windungen beschränkt, sofern sie größer als oder gleich zwei Windungen ist.
In den obigen Ausführungsformen 1 bis 3 besteht die Ankerwicklung aus sechseckigen Spulen, aber die Ankerwicklung ist nicht darauf beschränkt und kann zum Beispiel aus Wellenwicklungen bestehen.
Ausführungsform 4
39 ist eine Schrägansicht, welche einen Teil einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt, 40 ist eine Schrägansicht, welche einen Anker zeigt, welcher in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 41 ist eine Schrägansicht, welche einen Kernblock zeigt, welcher den Anker bildet, welcher in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 42 ist eine Schrägansicht, welche einen Wicklungskörper zeigt, welcher eine Ankerwicklung in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung bildet, 43 ist eine Draufsicht, welche den Wicklungskörper zeigt, welcher die Ankerwicklung in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung bildet, 44 ist eine Vorderansicht, welche den Wicklungskörper zeigt, welcher die Ankerwicklung in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung bildet, und 45 ist eine Teil-Schnittansicht, welche einen Zustand der Unterbringung in Nuten der Wicklungskörper in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt.
In 39 enthält eine umlaufende elektrische Maschine 110: ein Gehäuse 1, welches enthält: einen mit Boden versehenen zylindrischen Rahmen 2; und eine Endplatte 3, welche eine Öffnung des Rahmens 2 verschließt; einen Anker 40, welcher in einem eingepassten Zustand an einem zylindrischen Abschnitt des Rahmens 2 befestigt ist; und einen Läufer 5, welcher an einer umlaufenden Welle 6 befestigt ist, welche im Bodenteil des Rahmens 2 und in der Endplatte 3 mittels Lagern 4 drehbar gelagert ist, so dass er drehbar auf einer Innenumfangsseite des Ankers 40 angeordnet ist.
Nun wird anhand der 40 bis 45 die Konfiguration des Ankers 40 im Einzelnen erläutert.
Wie in 40 gezeigt, enthält der Anker 40: einen ringförmigen Ankerkern 41; eine Ankerwicklung 45, welche am Ankerkern 41 befestigt ist; und Nuthülsen 44, welche den Ankerkern 41 und die Ankerwicklung 45 elektrisch isolieren. Zur Erleichterung der Erläuterung beträgt die Anzahl der Pole hier zehn Pole, beträgt die Anzahl der Nuten im Ankerkern 41 sechzig und ist die Ankerwicklung 45 eine Dreiphasenwicklung. Anders ausgedrückt, die Nuten sind in einem Verhältnis von zwei Nuten pro Phase pro Pol am Ankerkern 41 gebildet.
Wie in 41 gezeigt, sind Kernblocks 42 durch Unterteilen des ringförmigen Ankerkerns 41 in dreißig gleiche Abschnitte in Umfangsrichtung gebildet und enthalten sie: einen Kernrückenabschnitt 42a, welcher einen kreisbogenförmigen Querschnitt hat, welcher durch Schichten und Vereinigen einer vorgegebenen Anzahl von Magnetblechen hergestellt ist; und zwei Zähne 42b, welche so angeordnet sind, dass sie von einer Innenumfangs-Wandfläche des Kernrückenabschnitts 42a radial nach innen vorstehen.
Der Ankerkern 41 ist durch Anordnen und Vereinigen von dreißig Kernblocks 42 in Umfangsrichtung, indem man in Umfangsrichtung liegende Seitenflächen der Kernrückenabschnitte 42a dergestalt gegeneinanderstoßen lässt, dass die Zähne 42b radial nach innen ausgerichtet sind, zu einer Ringform konfiguriert. Sechzig Nuten 43, welche durch die in Umfangsrichtung benachbarten Zähne 42b und die Kernrückenabschnitte 42a gebildet sind, sind mit einer gleichmäßigen Winkelteilung in Umfangsrichtung so angeordnet, dass sie auf einer Innenumfangsseite offen sind. Die Zähne 42b sind so gebildet, dass sie eine sich verjüngende Form haben, bei welcher eine Breite in Umfangsrichtung radial nach innen allmählich schmaler wird und ein Querschnitt der Nuten 43, welcher senkrecht zu einer Mittelachse des Ankerkerns 42 liegt, rechteckig ist.
Die Nuthülsen 14 sind durch Biegen und Formen rechteckiger Folien, welche zum Beispiel durch Schichten eines Polyimidfilms zwischen Meta-Aramid-Fasern hergestellt sind, zu winkligen C-Formen gebildet und sind in die Nuten 43 eingeschoben, um den Ankerkern 41 und die Ankerwicklung 45 elektrisch zu isolieren.
Die Ankerwicklung 45 besteht aus einer Vielzahl von Wicklungskörpern 47. Ein Wicklungskörper 47 ist durch Wickeln eines Leiterdrahts 39, welcher einen runden Querschnitt mit einem Durchmesser w hat, welcher aus zum Beispiel mit einem isolierenden Lackharz überzogenem fugenlosem, durchgehendem Kupferdraht oder Aluminiumdraht besteht, zu einem δ-förmigen Spulenmuster gefertigt. Überdies kann der Wicklungskörper 47 durch Wickeln eines Leiterdrahts, welcher einen rechteckigen Querschnitt hat, zu dem δ-förmigen Spulenmuster gefertigt sein.
Wie in den 42 bis 44 gezeigt, enthalten die Wicklungskörper 47: erste, zweite, dritte und vierte geradlinige Abschnitte 47a, 47b, 47c und 47d, welche drei Reihen so bilden, dass sie mit einer Winkelteilung von sechs Nuten auseinanderliegen; einen ersten Spulenendabschnitt 47e, welcher erste Längsenden der ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 47a und 47b miteinander verbindet; einen zweiten Spulenendabschnitt 47f, welcher zweite Längsenden der zweiten und dritten geradlinigen Abschnitte 47b und 47c miteinander verbindet; einen dritten Spulenendabschnitt 47g, welcher erste Längsenden der dritten und vierten geradlinigen Abschnitte 47c und 47d miteinander verbindet; einen ersten Anschluss 47h, welcher von einem zweiten Längsende des ersten geradlinigen Abschnitts 47a ausgeht; und einen zweiten Anschluss 47i, welcher von einem zweiten Längsende des vierten geradlinigen Abschnitts 47d ausgeht. Überdies entspricht eine Winkelteilung von sechs Nuten einer Teilung von einem Magnetpol.
Speziell sind die Wicklungskörper 47, wie in 45 gezeigt, zu einem δ-förmigen Spulenmuster gefertigt, bei welchem ein Leiterdraht 39 aus der Nähe eines ersten axialen Endes des Ankerkerns 41 bei Nut Nummer 1 in eine erste Lage in den Nuten 43 eingeschoben ist, an einem zweiten axialen Ende des Ankerkerns 41 bei Nut Nummer 1 von den Nuten 43 nach außen verläuft, bei Nut Nummer 7, welche um eine Winkelteilung von sechs Nuten in einer ersten Umfangsrichtung entfernt liegt, in eine zweite Lage in den Nuten 43 eingeschoben ist, an einem zweiten axialen Ende des Ankerkerns 41 bei Nut Nummer 7 von den Nuten 43 nach außen verläuft, bei Nut Nummer 13, welche um eine Winkelteilung von sechs Nuten in der ersten Umfangsrichtung entfernt liegt, in eine dritte Lage in den Nuten 43 eingeschoben ist, am zweiten axialen Ende des Ankerkerns 41 bei Nut Nummer 13 von den Nuten 43 nach außen verläuft, bei Nut Nummer 7, welche um eine Winkelteilung von sechs Nuten in der zweiten Umfangsrichtung entfernt liegt, in eine vierte Lage in den Nuten 43 eingeschoben ist, und am ersten axialen Ende des Ankerkerns 41 bei Nut Nummer 7 von den Nuten 43 nach außen verläuft.
Hier sind Unterbringungspositionen des Leiterdrahts 39, welcher in den Nuten 43 untergebracht ist, zur Vereinfachung als eine erste Lage, eine zweite Lage, eine dritte Lage und eine vierte Lage von radial außen bezeichnet. In 45 sind 1, 2 usw. bis 12 und 13 Nutnummern, welche den Nuten 43 in einer Umfangsrichtung aufeinanderfolgend zugeteilt sind.
Der erste geradlinige Abschnitt 47a ist bei Nut Nummer 1 in der ersten Lage in den Nuten 43 untergebracht, der zweite und der vierte geradlinige Abschnitt 47b und 47d sind bei Nut Nummer 7 in der zweiten Lage und der vierten Lage in den Nuten 43 untergebracht, und der dritte geradlinige Abschnitt 47c ist bei Nut Nummer 13 in der dritten Lage in den Nuten 43 untergebracht.
Der erste Spulenendabschnitt 47e, welcher sich am ersten axialen Ende des Ankerkerns 41 bei Nut Nummer 1 von der ersten Lage in den Nuten 43 nach außen erstreckt, behält seine radiale Position bei und erstreckt sich mit einer konstanten Neigung in der ersten Umfangsrichtung und axial nach außen, ist an einem mittigen Abschnitt (dem oberen Abschnitt) um w radial nach innen versetzt und behält anschließend seine radiale Position bei und erstreckt sich mit einer umgekehrten Neigung in der ersten Umfangsrichtung und axial nach innen, um bei Nut Nummer 7 in die zweite Lage in den Nuten 43 einzutreten.
Der zweite Spulenendabschnitt 47f, welcher sich am zweiten axialen Ende des Ankerkerns 41 bei Nut Nummer 7 von der zweiten Lage in den Nuten 43 nach außen erstreckt, behält seine radiale Position bei und erstreckt sich mit einer konstanten Neigung in der ersten Umfangsrichtung und axial nach außen, ist an einem mittigen Abschnitt (dem oberen Abschnitt) um w radial nach innen versetzt und behält anschließend seine radiale Position bei und erstreckt sich mit einer umgekehrten Neigung in der ersten Umfangsrichtung und axial nach innen, um bei Nut Nummer 13 in die dritte Lage in den Nuten 43 einzutreten.
Der dritte Spulenendabschnitt 47g, welcher sich am ersten axialen Ende des Ankerkerns 41 bei Nut Nummer 13 von der dritten Lage in den Nuten 43 nach außen erstreckt, behält seine radiale Position bei und erstreckt sich mit einer konstanten Neigung in der zweiten Umfangsrichtung und axial nach außen, ist an einem mittigen Abschnitt (dem oberen Abschnitt) um w radial nach innen versetzt und behält anschließend seine radiale Position bei und erstreckt sich mit einer umgekehrten Neigung in der zweiten Umfangsrichtung und axial nach innen, um bei Nut Nummer 7 in die vierte Lage in den Nuten 43 einzutreten.
Der erste Anschluss 47h, welcher am zweiten axialen Ende des Ankerkerns 41 bei Nut Nummer 1 von der ersten Lage in den Nuten 43 ausgeht, behält seine radiale Position bei, erstreckt sich mit einer konstanten Neigung in der zweiten Umfangsrichtung und axial nach außen und ist an einem mittigen Abschnitt (einem oberen Abschnitt) so gebogen, dass er radial nach außen vorsteht.
Der zweite Anschluss 47i, welcher am zweiten axialen Ende des Ankerkerns 41 bei Nut Nummer 7 von der vierten Lage in den Nuten 43 ausgeht, behält seine radiale Position bei, erstreckt sich mit einer konstanten Neigung in der ersten Umfangsrichtung und axial nach außen und ist an einem mittigen Abschnitt (einem oberen Abschnitt) so gebogen, dass er radial nach außen vorsteht.
Somit haben die ersten bis dritten Spulenenden 47e, 47f und 47g Kröpfungsabschnitte, welche radial um die radiale Breite w der Leiterdrähte 39 an oberen Abschnitten versetzt sind. Die ersten bis vierten geradlinigen Abschnitte 47a, 47b, 47c und 47d sind so gebildet, dass sie runde Querschnitte vom Durchmesser w haben. Die ersten bis dritten Spulenenden 47e, 47f und 47g und die ersten und zweiten Anschlüsse 47h und 47i werden durch Ausüben von Druck auf den Leiterdraht 39, welcher einen runden Querschnitt hat, von zwei radialen Seiten zum Beispiel unter Verwendung paralleler, ebener Platten verformt, um flache Querschnitte zu erhalten, welche eine radiale Dicke w’ (wobei w’ < w) und eine axiale Dicke w” (wobei w” > w) haben.
Sechzig Wicklungskörper 47, welche auf diese Weise hergestellt sind, werden zu einer Ringform mit einer Teilung von einer Nut in Umfangsrichtung angeordnet, um eine Wicklungsbaugruppe 46 wie in 46 gezeigt herzustellen. An einem ersten axialen Ende dieser Wicklungsbaugruppe 46 sind eine Reihe erster Spulenenden, welche durch Anordnen der ersten Spulenenden 47e mit einer Teilung von einer Nut in Umfangsrichtung konfiguriert ist, und eine Reihe dritter Spulenenden, welche durch Anordnen der dritten Spulenenden 47g mit einer Teilung von einer Nut in Umfangsrichtung konfiguriert ist, in zwei Lagen in einer radialen Richtung aufgereiht, so dass sie eine Gruppe erster Spulenenden 46a bilden. An einem zweiten axialen Ende dieser Wicklungsbaugruppe 46 bildet eine Reihe zweiter Spulenenden, welche durch Anordnen der zweiten Spulenenden 47f mit einer Teilung von einer Nut in Umfangsrichtung konfiguriert ist, eine Gruppe zweiter Spulenenden. Darüber hinaus sind Endabschnitte der ersten Anschlüsse 47h, welche sich axial nach außen erstrecken, mit einer Teilung von einer Nut in Umfangsrichtung um eine radial äußere Seite der Gruppe zweiter Spulenenden 46b, welche durch die Reihe zweiter Spulenenden 46b gebildet ist, angeordnet. Ferner sind Endabschnitte der zweiten Anschlüsse 47i, welche sich axial nach außen erstrecken, mit einer Teilung von einer Nut in Umfangsrichtung um eine radial innere Seite der Gruppe zweiter Spulenenden 46b, welche durch die Reihe zweiter Spulenenden gebildet ist, angeordnet.
Nun wird anhand der 47 bis 50 ein Verfahren zum Einbauen von Isolierpapieren in die Wicklungsbaugruppe 46 erläutert. 47 ist eine Schrägansicht, welche ein Verfahren zum Einbauen von Isolierpapieren in die Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung erläutert, 48 ist eine schematische Schnittansicht, welche das Verfahren zum Einbauen von Isolierpapieren in die Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung erläutert, 49 ist eine Schrägansicht, welche einen eingebauten Zustand von Isolierpapieren in der Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung erläutert, und 50 ist eine schematische Schnittansicht, welche den eingebauten Zustand von Isolierpapieren in der Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung erläutert.
Zuerst wird ein geradliniges Isoliermaterial auf eine ähnliche oder gleiche Weise wie die Isolierpapiere 25 in der obigen Ausführungsform 1 unter Verwendung von Walzen für etwas weniger als zwei Schleifen gewickelt, um drei Arten von zylindrischem Isolierpapier 51a, 51b und 51c mit verschiedenen Durchmessern herzustellen.
Daraufhin wird, wie in den 47 und 48 gezeigt, ein Isolierpapier 51b vom ersten axialen Ende zwischen der Reihe erster Spulenenden und der Reihe dritter Spulenenden eingeschoben und zum zweiten axialen Ende hin bewegt, so dass es zwischen den zweiten geradlinigen Abschnitten 47b und den dritten geradlinigen Abschnitten 47c hindurchgeführt wird. Ein Isolierpapier 51a wird vom zweiten axialen Ende zwischen einer Reihe zweiter Anschlüsse und der Reihe zweiter Spulenenden eingeschoben und zum ersten axialen Ende hin bewegt, so dass es zwischen den dritten geradlinigen Abschnitten 47c und den vierten geradlinigen Abschnitten 47d hindurchgeführt wird. Ein Isolierpapier 51c wird vom zweiten axialen Ende zwischen einer Reihe erster Anschlüsse und der Reihe zweiter Spulenenden eingeschoben und zum ersten axialen Ende hin bewegt, so dass es zwischen den ersten geradlinigen Abschnitten 47a und den zweiten geradlinigen Abschnitten 47b hindurchgeführt wird.
Somit wird das Isolierpapier 51b innerhalb der Reihe zweiter Spulenenden angeordnet, wird das Isolierpapier 51a innerhalb der Reihe dritter Spulenenden angeordnet und wird das Isolierpapier 51c innerhalb der Reihe erster Spulenenden angeordnet, wie in den 49 und 50 gezeigt. Die Isolierpapiere 51a, 51b und 51c werden in Spalte S eingeschoben, welche innerhalb der ersten bis dritten Spulenenden 47e, 47f und 47g, bei welchen jeweilige radiale Breiten verkleinert sind, gebildet sind.
Nun wird anhand der 51 bis 53 ein Verfahren zum Anbringen der Wicklungsbaugruppe 46 am Ankerkern 41 erläutert. 51 ist eine Draufsicht, welche einen Zustand vor Anbringen der Wicklungsbaugruppe am Ankerkern in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt, 52 ist eine Draufsicht, welche einen eingebauten Zustand der Wicklungsbaugruppe im Ankerkern in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt, und 53 ist eine schematische Schnittansicht, welche einen eingebauten Zustand der Wicklungsbaugruppe im Ankerkern in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt. Überdies sind zur Vereinfachung in den 51 und 52 nur die ersten bis vierten geradlinigen Abschnitte 47a, 47b, 47c und 47d der Wicklungsbaugruppe 46 dargestellt und sind die Isolierpapiere 51a, 51b und 51c weggelassen.
Die Nuthülsen 44 werden zuerst an jeder der Säulen aus ersten bis vierten geradlinigen Abschnitten 47a, 47b, 47c und 47d, welche in einzelnen Säulen radial angeordnet sind, angebracht. Daraufhin werden die dreißig Kernblocks 42 mit einer gleichmäßigen Winkelteilung an einer Außenumfangsseite der Wicklungsbaugruppe 46 so angeordnet, dass die Zähne 42b auf einer radial äußeren Seite zwischen den Säulen aus ersten bis vierten geradlinigen Abschnitten 47a, 47b, 47c und 47d zu liegen kommen wie in 51 gezeigt.
Daraufhin werden die dreißig Kernblocks 42, welche in Umfangsrichtung angeordnet sind, gleichzeitig radial nach innen bewegt. Die Zähne 42b werden durch diese radial nach innen gerichtete Bewegung der Kernblocks 42 zwischen die Säulen aus ersten bis vierten geradlinigen Abschnitten 47a, 47b, 47c und 47d eingeschoben. Dann wird eine radial nach innen gerichtete Bewegung der Kernblocks 42 durch die einander berührenden, in Umfangsrichtung liegenden Seitenflächen der Kernrückenabschnitte 42a der benachbarten Kernblocks 42 verhindert.
Die Kernblocks 42 werden dadurch, indem die in Umfangsrichtung liegenden Seitenflächen der Kernrückenabschnitte 12a miteinander in Kontakt gebracht werden, zu einer Ringform angeordnet, um den Ankerkern 41 zu bilden. Die Wicklungsbaugruppe 46 wird so am Ankerkern 41 befestigt, dass auch die jeweiligen Säulen aus ersten bis vierten geradlinigen Abschnitten 47a, 47b, 47c und 47d in den Nuten 43 untergebracht werden.
Darüber hinaus, wie in 53 gezeigt, wird das Isolierpapier 51b von einer Seite nahe dem ersten axialen Ende in den Spalt S, welcher zwischen der Reihe erster Spulenenden und der Reihe dritter Spulenenden gebildet ist, eingeschoben und werden die Isolierpapiere 51a und 51c von einer Seite nahe dem zweiten axialen Ende in den Spalt S, welcher zwischen der Reihe zweiter Anschlüsse und der Reihe zweiter Spulenenden gebildet ist, und in den Spalt S, welcher zwischen der Reihe erster Anschlüsse und der Reihe zweiter Spulenenden gebildet ist, eingeschoben. Ein vorgegebener Verbindungsprozess wird anschließend auf die ersten Anschlüsse 47h und die zweiten Anschlüsse 47i angewendet, um die Ankerwicklung 45 herzustellen und den Anker 40 zu erhalten.
In Ausführungsform 4 lässt sich außerdem, da die Isolierpapiere 51a, 51b und 51c innerhalb der Reihen erster bis dritter Spulenenden, zwischen der Reihe erster Anschlüsse und der Reihe zweiter Spulenenden, zwischen der Reihe zweiter Anschlüsse und der Reihe zweiter Spulenenden und zwischen der Reihe erster Spulenenden und der Reihe dritter Spulenenden angeordnet sind, eine hinreichende Leistungsfähigkeit der Isolierung zwischen Phasen sicherstellen, ohne die Dicke oder das Material der Isolierüberzüge der ersten bis dritten Spulenenden 47e, 47f und 47g zu wechseln.
Gemäß Ausführungsform 4 ist eine radiale Dicke der ersten bis dritten Spulenenden 47e, 47f und 47g, der ersten Anschlüsse 47h und der zweiten Anschlüsse 47i dünner als eine radiale Dicke der ersten bis vierten geradlinigen Abschnitte 47a, 47b, 47c und 47d gemacht. Somit wird, da Spalte S, in welche die Isolierpapiere 51a, 51b und 51c eingeschoben werden können, innerhalb der Reihen erster bis dritter Spulenenden, zwischen der Reihe erster Anschlüsse und der Reihe zweiter Spulenenden, zwischen der Reihe zweiter Anschlüsse und der Reihe zweiter Spulenenden und zwischen der Reihe erster Spulenenden und der Reihe dritter Spulenenden gebildet sein können, eine radiale Ausdehnung der Gruppen erster und zweiter Spulenenden 46a und 46b unterdrückt, während eine hinreichende Leistungsfähigkeit der Isolierung zwischen Phasen sichergestellt wird, was ermöglicht, Verkleinerungen der Abmessungen zu erzielen.
Überdies sind in der obigen Ausführungsform 4 die Isolierpapiere 51a, 51b und 51c in Spalten S angeordnet, welche durch Verkleinern der radialen Dicke der ersten bis dritten Spulenenden 47e, 47f und 47g, der ersten Anschlüsse 47h und der zweiten Anschlüsse 47i des Wicklungskörpers gebildet sind, aber die Isolierpapiere 51a, 51b und 51c können auch in Spalten S angeordnet sein, welche durch radiales Versetzen der ersten bis dritten Spulenenden 47e, 47f und 47g, der ersten Anschlüsse 47h und der zweiten Anschlüsse 47i des Wicklungskörpers bezüglich der ersten bis vierten geradlinigen Abschnitte 47a, 47b, 47c und 47d auf eine ähnliche oder gleiche Weise wie in der obigen Ausführungsform 3 gebildet sind.
In der obigen Ausführungsform 4 wird die Dicke der Isolierpapiere 51a, 51b und 51c nicht erwähnt, aber unter einem Gesichtspunkt des Unterdrückens einer radialen Ausdehnung der Gruppen erster und zweiter Spulenenden 46a und 46b ist es vorzuziehen, die Dicke der Isolierpapiere 51a, 51b und 51c dünner als (w-w’) zu machen.
In der obigen Ausführungsform 4 werden zylindrische Isolierpapiere 51a, 51b und 51c verwendet, aber es können auch streifenförmige Isolierpapiere, welche durch mehrfaches Teilen der zylindrischen Isolierpapiere 51a, 51b und 51c in einer Umfangsrichtung gebildet sind, verwendet werden.
Ausführungsform 5
54 ist eine schematische Schnittansicht, welche einen eingebauten Zustand von Isolierpapieren in einer Wicklungsbaugruppe in einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung erläutert.
Im Wicklungskörper 47 gemäß der obigen Ausführungsform 4 werden die ersten, zweiten und dritten Spulenenden 47e, 47f und 47g und die ersten und zweiten Anschlüsse 47h und 47i von zwei radialen Seiten so verformt, dass die radiale Dicke verkleinert wird, um sie auf w’ zu bringen, aber in einem Wicklungskörper 47A gemäß Ausführungsform 5 werden zweite und dritte Spulenenden 47f und 47g und erste und zweite Anschlüsse 47h und 47i von einer einzigen radialen Seite so verformt, dass die radiale Dicke verkleinert wird, um sie auf w’ zu bringen, wie in 54 gezeigt.
Überdies ist die übrige Konfiguration auf eine ähnliche oder gleiche Weise wie in der obigen Ausführungsform 4 gebildet.
In Ausführungsform 5 lässt sich außerdem, da die Isolierpapiere 51a, 51b und 51c innerhalb der Reihen erster bis dritter Spulenenden, zwischen der Reihe erster Anschlüsse und der Reihe zweiter Spulenenden, zwischen der Reihe zweiter Anschlüsse und der Reihe zweiter Spulenenden und zwischen der Reihe erster Spulenenden und der Reihe dritter Spulenenden angeordnet sind, eine hinreichende Leistungsfähigkeit der Isolierung zwischen Phasen sicherstellen, ohne die Dicke oder das Material der Isolierüberzüge der ersten, zweiten und dritten Spulenenden 47e, 47f und 47g zu wechseln.
Die radiale Dicke der ersten, zweiten und dritten Spulenenden 47e, 47f und 47g, der ersten Anschlüsse 47h und der zweiten Anschlüsse 47i ist dünner als die radiale Dicke der ersten, zweiten, dritten und vierten geradlinigen Abschnitte 47a, 47b, 47c und 47d gemacht. Somit wird, da Spalte S, in welche die Isolierpapiere 51a, 51b und 51c eingeschoben werden können, innerhalb der Reihen erster, zweiter und dritter Spulenenden, zwischen der Reihe erster Anschlüsse und der Reihe zweiter Spulenenden, zwischen der Reihe zweiter Anschlüsse und der Reihe zweiter Spulenenden und zwischen der Reihe erster Spulenenden und der Reihe dritter Spulenenden gebildet sein können, eine radiale Ausdehnung der Gruppen erster und zweiter Spulenenden 46a und 46b unterdrückt, während eine hinreichende Leistungsfähigkeit der Isolierung zwischen Phasen sichergestellt wird, was ermöglicht, Verkleinerungen der Abmessungen zu erzielen.
Ausführungsform 6
55 ist eine Teil-Vorderansicht, welche ein Spulenende eines Wicklungskörpers zeigt, welcher eine Ankerwicklung in einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung bildet, und 56 ist eine schematische Schnittansicht, welche einen isolierten Zustand einer Wicklungsbaugruppe in der umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung erläutert.
In den 55 und 56 ist Isolierband 52 auf erste, zweite und dritte Spulenenden 47e, 47f und 47g und erste und zweite Anschlüsse 47h und 47i des Wicklungskörpers 47 gewickelt.
Überdies ist die übrige Konfiguration auf eine ähnliche oder gleiche Weise wie in der obigen Ausführungsform 4 gebildet.
In Ausführungsform 6 wird, da Isolierband 52 auf erste, zweite und dritte Spulenenden 47e, 47f und 47g und erste und zweite Anschlüsse 47h und 47i, bei welchen die radiale Dicke verkleinert ist, gewickelt ist, die Dicke des gewickelten Isolierbands 52 durch den Verkleinerungsbetrag der radialen Dicke der ersten, zweiten und dritten Spulenenden 47e, 47f und 47g und der ersten und zweiten Anschlüsse 47h und 47i ausgeglichen, was ermöglicht, eine erforderliche Isolierstrecke sicherzustellen. Somit wird eine radiale Ausdehnung der Gruppen erster und zweiter Spulenenden 46a und 46b unterdrückt, während eine hinreichende Leistungsfähigkeit der Isolierung zwischen Phasen sichergestellt wird, was ermöglicht, Verkleinerungen der Abmessungen zu erzielen. Da die Isolierpapiere 51a, 51b und 51c nicht erforderlich sind, kann das Auftreten von Rückgängen der Leistungsfähigkeit der Isolierung zwischen Phasen, welche aus einer schlechten Ausrichtung der Isolierpapiere 51a, 51b und 51c resultieren, verhindert werden.
Ähnliche oder gleiche Wirkungen treten auch in den obigen Ausführungsformen 2 und 3 durch Wickeln von Isolierband 52 anstelle der Isolierpapiere 25a und 25b auf die ersten und zweiten Spulenenden 22c und 22d und die Wicklungsenden 22g und 22h zutage.
Ausführungsform 7
57 ist eine schematische Schnittansicht, welche einen isolierten Zustand einer Wicklungsbaugruppe in einer umlaufenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung erläutert.
In Ausführungsform 7 ist ein Wicklungskörper 47 an einem Ankerkern 41 befestigt, sind erste und zweite Anschlüsse 47h und 47i angefügt und ist dann ein Isolierharz 53, welches aus einem Epoxidharz usw. besteht, welches ein aushärtendes Harz darstellt, in die Gruppen erster und zweiter Spulenenden 46a und 46b eingebracht und erwärmt und ausgehärtet.
Überdies ist die übrige Konfiguration auf eine ähnliche oder gleiche Weise wie in der obigen Ausführungsform 4 gebildet.
In Ausführungsform 7 sind, da radiale Breiten der ersten, zweiten und dritten Spulenenden 47e, 47f und 47g und der ersten und zweiten Anschlüsse 47h und 47i verkleinert sind, Spalte S innerhalb der Reihen erster, zweiter und dritter Spulenenden, zwischen der Reihe erster Anschlüsse und der Reihe zweiter Spulenenden, zwischen der Reihe zweiter Anschlüsse und der Reihe zweiter Spulenenden und zwischen der Reihe erster Spulenenden und der Reihe dritter Spulenenden gebildet. Somit fließt das Isolierharz 53, welches in die Gruppen erster und zweiter Spulenenden eingebracht wird, zwischen die Reihe erster Anschlüsse und die Reihe zweiter Spulenenden, zwischen die Reihe zweiter Anschlüsse und die Reihe zweiter Spulenenden und zwischen die Reihe erster Spulenenden und die Reihe dritter Spulenenden und wird es so aufgefüllt, dass keine Spalte verbleiben, wodurch das Auftreten eines Isolationsfehlers unterdrückt wird und ermöglicht wird, die Leistungsfähigkeit der Isolierung zwischen Phasen zu verbessern.
Überdies wird in der obigen Ausführungsform 7 ein Isolierharz, welches aus einem aushärtenden Harz besteht, verwendet, aber es kann auch ein Isolierharz, welches aus einem thermoplastischen Harz besteht, verwendet werden. Alternativ kann ein Isolierpulver durch Pulverbeschichtung usw. auf die Gruppen erster und zweiter Spulenenden aufgebracht werden.
Ähnliche oder gleiche Wirkungen treten auch in den obigen Ausführungsformen 2 und 3 durch Einbringen eines Isolierharzes 53 anstelle der Isolierpapiere 25a und 25b in die Gruppen erster und zweiter Spulenenden zutage.
Überdies sind in den obigen Ausführungsformen 4 bis 7 die Wicklungskörper 47 durch Wickeln von Leiterdrähten 39 zu einem δ-förmigen Spulenmuster mit einer Windung hergestellt, aber Wicklungskörper können auch durch Wickeln von Leiterdrähten zu einem δ-förmigen Spulenmuster mit zwei oder mehr Windungen hergestellt sein. Anders ausgedrückt, Wicklungskörper können durch Anordnen der δ-förmigen Spulenmuster in zwei oder mehr Lagen in einer radialen Richtung und Verbinden von Wicklungsenden zweier δ-förmiger Spulenmuster miteinander unter Verwendung von Auskreuzungsdrähten in Reihe konfiguriert sein.
In jeder der obigen Ausführungsformen wurden Fälle erläutert, in welchen die vorliegende Anmeldung auf einen Elektromotor angewendet wurde, aber ähnliche oder gleiche Wirkungen treten auch zutage, wenn die vorliegende Anmeldung auf einen Generator angewendet wird.
In jeder der obigen Ausführungsformen besteht die Ankerwicklung aus einer verteilten Durchmesserwicklung, aber die Ankerwicklung kann auch eine verteilte Wicklung mit verlängerter Schrittweite oder eine verteilte Wicklung mit verkürzter Schrittweite sein.
In jeder der obigen Ausführungsformen wurde eine achtpolige, achtundvierzig Nuten aufweisende oder eine zehnpolige, sechzig Nuten aufweisende umlaufende elektrische Maschine erläutert, aber es versteht sich von selbst, dass die Anzahl der Pole und die Anzahl der Nuten nicht auf acht Pole und achtundvierzig Nuten oder auf zehn Pole und sechzig Nuten beschränkt sind.
In jeder der obigen Ausführungsformen sind Nuten in einem Verhältnis von zwei Nuten pro Phase pro Pol gebildet, aber die Anzahl der Nuten pro Phase pro Pol ist nicht auf zwei beschränkt und kann auch eins oder drei oder größer sein. Wenn die Anzahl der Nuten pro Phase pro Pol zum Beispiel eins ist, entspricht eine Winkelteilung von drei Nuten einer Teilung von einem Magnetpol.

Claims

Umlaufende elektrische Maschine, enthaltend: einen Anker, welcher enthält: einen ringförmigen Ankerkern, in welchem Nuten am Umfang angeordnet sind; und eine Ankerwicklung, welche an dem Ankerkern befestigt ist, wobei: die Ankerwicklung eine Vielzahl von Wicklungskörpern enthält, welche jeweils durch Wickeln eines Leiterdrahts, welcher mit einem Isolierüberzug überzogen ist, gebildet sind und welche enthalten: geradlinige Abschnitte; und Spulenenden, welche Endabschnitte der geradlinigen Abschnitte zwischen Säulen miteinander verbinden; die Vielzahl von Wicklungskörpern in Umfangsrichtung so angeordnet ist, dass die geradlinigen Abschnitte jedes der Wicklungskörper in zwei Säulen angeordnet sind, welche in Paaren von Nuten untergebracht sind, welche um eine Winkelteilung von n Nuten auseinanderliegen, wobei n eine Ganzzahl größer als oder gleich 2 ist; 2m der geradlinigen Abschnitte in jeder der Nuten so untergebracht sind, dass sie sich in einer einzelnen Säule in einer radialen Richtung aufreihen, wobei m eine Ganzzahl größer als oder gleich 2 ist; die Spulenenden erste Spulenenden enthalten, welche sich jeweils von den Nutenpaaren an einem ersten axialen Ende des Ankerkerns nach außen erstrecken, wobei die ersten Spulenenden mit einer Teilung von einer Nut in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, so dass sie eine Reihe erster Spulenenden bilden, und m Lagen der ersten Spulenreihen in einer radialen Richtung angeordnet sind, so dass sie eine Gruppe erster Spulenenden konfigurieren; die Spulenenden zweite Spulenenden enthalten, welche sich jeweils von den Nutenpaaren an einem zweiten axialen Ende des Ankerkerns nach außen erstrecken, wobei die zweiten Spulenenden mit einer Teilung von einer Nut in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, so dass sie eine Reihe zweiter Spulenenden bilden, und (m – 1) Lagen der zweiten Spulenreihen in einer radialen Richtung angeordnet sind, so dass sie eine Gruppe zweiter Spulenenden konfigurieren; und ein Isolierelement, welches von dem Isolierüberzug verschieden ist, innerhalb der Reihen erster Spulenenden, zwischen den Reihen erster Spulenenden, innerhalb der Reihen zweiter Spulenenden und zwischen den Reihen zweiter Spulenenden angeordnet ist.
Umlaufende elektrische Maschine, enthaltend: einen Anker, welcher enthält: einen ringförmigen Ankerkern, in welchem Nuten am Umfang angeordnet sind; und eine Ankerwicklung, welche an dem Ankerkern befestigt ist, wobei: die Ankerwicklung eine Vielzahl von Wicklungskörpern enthält, welche jeweils durch Wickeln eines fugenlosen, durchgehenden Leiterdrahts, welcher mit einem Isolierüberzug überzogen ist, hergestellt sind und welche mit einer Teilung von einer Nut in einer Umfangsrichtung so angeordnet sind, dass sie in eine erste Nut, eine zweite Nut und eine dritte Nut, welche mit einer Winkelteilung von n Nuten in einer Umfangsrichtung aneinandergereiht sind, wobei n eine Ganzzahl größer als oder gleich 2 ist, eingeschoben sind; die Wicklungskörper durch wiederholtes Wickeln eines δ-förmigen Spulenmusters konfiguriert sind, welches durch aufeinanderfolgendes Einfügen des Leiterdrahts in die erste Nut, die zweite Nut, die dritte Nut und die zweite Nut dergestalt, dass eine axiale Richtung des Einfügens in die erste Nut, die zweite Nut und die dritte Nut alterniert, für p Windungen in einer radialen Richtung, wobei p eine Ganzzahl größer als oder gleich 1 ist, gebildet wird, und aufweisen: geradlinige Abschnitte, welche in der ersten Nut, der zweiten Nut und der dritten Nut untergebracht sind; und Spulenenden, welche Endabschnitte der geradlinigen Abschnitte, welche in Paaren von Nuten untergebracht sind, welche um die Winkelteilung von n Nuten auseinanderliegen, miteinander verbinden; 4p der geradlinigen Abschnitte der Wicklungskörper in jeder der Nuten so untergebracht sind, dass sie sich in einer einzelnen Säule in einer radialen Richtung aufreihen, wobei p eine Ganzzahl größer als oder gleich 1 ist; die Spulenenden erste Spulenenden enthalten, welche sich jeweils von den Nutenpaaren an einem ersten axialen Ende des Ankerkerns nach außen erstrecken, wobei die ersten Spulenenden mit einer Teilung von einer Nut in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, so dass sie eine Reihe erster Spulenenden bilden, und 2p Lagen der ersten Spulenreihen in einer radialen Richtung angeordnet sind, so dass sie eine Gruppe erster Spulenenden konfigurieren; die Spulenenden zweite Spulenenden enthalten, welche sich jeweils von den Nutenpaaren an einem zweiten axialen Ende des Ankerkerns nach außen erstrecken, wobei die zweiten Spulenenden mit einer Teilung von einer Nut in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, so dass sie eine Reihe zweiter Spulenenden bilden, und (2p – 1) Lagen der zweiten Spulenreihen in einer radialen Richtung angeordnet sind, so dass sie eine Gruppe zweiter Spulenenden konfigurieren; und ein Isolierelement, welches von dem Isolierüberzug verschieden ist, innerhalb der Reihen erster Spulenenden, zwischen den Reihen erster Spulenenden, innerhalb der Reihen zweiter Spulenenden und zwischen den Reihen zweiter Spulenenden angeordnet ist.
Umlaufende elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Isolierelement enthält: ein folienförmiges erstes Isolierpapier, welches innerhalb der Reihen erster Spulenenden und innerhalb der Reihen zweiter Spulenenden angeordnet ist; und ein folienförmiges zweites Isolierpapier, welches zwischen den Reihen erster Spulenenden und zwischen den Reihen zweiter Spulenenden angeordnet ist.
Umlaufende elektrische Maschine nach Anspruch 3, wobei das erste Isolierpapier und das zweite Isolierpapier jeweils durch Wickeln eines einzelnen streifenförmigen Körpers für etwas weniger als n Schleifen zu einer zylindrischen Form konfiguriert sind, wobei n eine Ganzzahl größer als oder gleich 2 ist.
Umlaufende elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Isolierelement ein Isolierband ist, welches auf die ersten Spulenenden und die zweiten Spulenenden gewickelt ist.
Umlaufende elektrische Maschine gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Isolierelement ein Isolierharz ist, welches in die Reihen erster Spulenenden, zwischen die Reihen erster Spulenenden, in die Reihen zweiter Spulenenden und zwischen die Reihen zweiter Spulenenden gefüllt ist und ausgehärtet ist.
Umlaufende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine radiale Abmessung der ersten Spulenenden so gebildet ist, dass sie kleiner als eine radiale Abmessung der geradlinigen Abschnitte ist, und eine radiale Abmessung der zweiten Spulenenden so gebildet ist, dass sie kleiner als die radiale Abmessung der geradlinigen Abschnitte ist, so dass ein Spalt zur Aufnahme des Isolierelements innerhalb der ersten Spulenenden, zwischen den Reihen erster Spulenenden, innerhalb der Reihen zweiter Spulenenden und zwischen den Reihen zweiter Spulenenden gebildet ist.
Umlaufende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die ersten Spulenenden bezüglich der geradlinigen Abschnitte radial versetzt sind und die zweiten Spulenenden bezüglich der geradlinigen Abschnitte radial versetzt sind, so dass ein Spalt zur Aufnahme des Isolierelements innerhalb der Reihen erster Spulenenden, zwischen den Reihen erster Spulenenden, innerhalb der Reihen zweiter Spulenenden und zwischen den Reihen zweiter Spulenenden gebildet ist.
Herstellungsverfahren für eine umlaufende elektrische Maschine nach Anspruch 3, wobei das Herstellungsverfahren für die umlaufende elektrische Maschine umfasst: einen Schritt des Herstellens der Vielzahl von Wicklungskörpern; einen Schritt des Herstellens einer Wicklungsbaugruppe, in welchem die Wicklungskörper mit einer Teilung von einer Nut in einer Umfangsrichtung angeordnet werden, Säulen aus geradlinigen Abschnitten, welche durch radiales Anordnen der geradlinigen Abschnitte in einzelnen Säulen konfiguriert sind, mit einer Teilung von einer Nut in einer Umfangsrichtung angeordnet werden, die Reihen erster Spulenenden, welche durch Anordnen der ersten Spulenenden mit einer Teilung von einer Nut in einer Umfangsrichtung konfiguriert sind, in m Lagen oder in 2p Lagen in einer radialen Richtung angeordnet werden und die Reihen zweiter Spulenenden, welche durch Anordnen der zweiten Spulenenden mit einer Teilung von einer Nut in einer Umfangsrichtung konfiguriert sind, in (m – 1) Lagen oder in (2p – 1) Lagen in einer radialen Richtung angeordnet werden; einen Schritt des Befestigens der Wicklungsbaugruppe an dem Ankerkern; einen Schritt des Einbauens des ersten Isolierpapiers, in welchem das erste Isolierpapier innerhalb der Reihen erster Spulenenden und der Reihen zweiter Spulenenden untergebracht wird; und einen Schritt des Einbauens des zweiten Isolierpapiers, in welchem das zweite Isolierpapier zwischen den Reihen erster Spulenenden und zwischen den Reihen zweiter Spulenenden untergebracht wird.
Herstellungsverfahren für eine umlaufende elektrische Maschine nach Anspruch 9, wobei im Schritt des Einbauens des ersten Isolierpapiers, vor dem Schritt des Befestigens der Wicklungsbaugruppe an dem Ankerkern, das erste Isolierpapier von axial außen zwischen die Reihen zweiter Spulenenden der Wicklungsbaugruppe eingeschoben wird und zwischen geradlinigen Abschnitten, welche in einer radialen Richtung der Säulen aus geradlinigen Abschnitten aneinander angrenzen, hindurchgeführt wird, um innerhalb der Reihen erster Spulenenden untergebracht zu werden, und das erste Isolierpapier von axial außen zwischen die Reihen erster Spulenenden der Wicklungsbaugruppe eingeschoben wird und zwischen geradlinigen Abschnitten, welche in einer radialen Richtung der Säulen aus geradlinigen Abschnitten aneinander angrenzen, hindurchgeführt wird, um innerhalb der Reihen zweiter Spulenenden untergebracht zu werden.
Herstellungsverfahren für eine umlaufende elektrische Maschine gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei das erste Isolierpapier und das zweite Isolierpapier aus einem streifenförmigen Körper vorgefertigt werden, welcher durch Abschneiden einer von einer Rolle zugeführten Isolierfolie dergestalt, dass eine Richtung, welche senkrecht zu einer Zuführungsrichtung liegt, zu einer Längsrichtung gemacht wird, hergestellt wird.