DE112020005541T5

DE112020005541T5 - Herstellungsverfahren einer rotierenden elektrischen Maschine

Info

Publication number: DE112020005541T5
Application number: DE112020005541.8T
Authority: DE
Inventors: Yuki Takahashi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-11-11
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2022-08-25
Also published as: CN114667670A; JP2021078270A; WO2021095733A1; JP7354781B2; US20220271633A1

Abstract

Ein Herstellungsverfahren einer rotierenden elektrischen Maschine (10), die mit einer Ankerwicklung (61) versehen ist, umfasst: einen Sammelvorgang (S101), der eine Vielzahl von Drähten bündelt, von denen jeder einen Leiter (503), durch den ein Strom fließt, und eine Schmelzschicht (504) umfasst, die eine Oberfläche des Leiters bedeckt, und die Schmelzschichten veranlasst, einander zu kontaktieren, um miteinander verschmolzen zu werden; einen Beschichtungsvorgang (S104), der die Vielzahl von Drähten, die durch den Sammelvorgang gebündelt werden, mit einem bandförmigen Isolationsfilm (502) bedeckt, um einen leitfähigen Draht zu bilden; und einen Wicklungsvorgang (S106), der den leitfähigen Draht, der durch den Beschichtungsvorgang gebildet wird, mehrfach wickelt, um die Ankerwicklung zu bilden.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Die vorliegende Anmeldung beruht auf und beansprucht eine Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-204216 , die am 11. November 2019 eingereicht worden ist, deren Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Herstellungsverfahren einer rotierenden elektrischen Maschine.
Hintergrund der Erfindung
In der Vergangenheit sind rotierende elektrische Maschinen, wie sie beispielsweise in der Patentdruckschrift 1 gelehrt werden, vorgeschlagen worden, bei denen eine Statorwicklung (Ankerwicklung), die durch ein Wickeln von leitfähigen Drähten darum herum gebildet wird, beinhaltet ist. Die leitfähigen Drähte werden durch gebündelte Drähte gebildet, wobei ein Wirbelstromverlust in geeigneter Weise unterdrückt werden kann.
Zitierungsliste
Patentdruckschrift
PTL1: JP-A-2019-106864
Kurzzusammenfassung der Erfindung
Entsprechend der vorstehend genannten Statorwicklung kann, da eine Isolationsschicht für jeweilige Drähte bereitgestellt wird, ein Wirbelstromverlust in geeigneter Weise unterdrückt werden. Es entstehen jedoch Probleme, dass der Herstellungsvorgang zeitaufwändig ist, eine Beschichtung des Drahtes dick wird und der Raumfaktor des Leiters verschlechtert wird.
Die vorliegende Offenbarung ist im Lichte der vorstehend beschriebenen Probleme erreicht worden, wobei der Zweck hiervon ist, ein Herstellungsverfahren bereitzustellen, das in der Lage ist, eine rotierende elektrische Maschine einfach herzustellen.
Verschiedene beispielhafte Ausgestaltungen, die in dieser Spezifikation offenbart sind, verwenden jeweils unterschiedliche technische Mittel zum Erreichen ihrer Aufgaben. Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile in dieser Spezifikation werden aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung und der beigefügten Zeichnung ersichtlich.
Eine erste Ausgestaltung ist ein Herstellungsverfahren einer rotierenden elektrischen Maschine (10), die mit einer Ankerwicklung (61) versehen ist, mit: einem Sammelvorgang (S101), der eine Vielzahl von Drähten bündelt, von denen jeder einen Leiter (503), durch den ein Strom fließt, und eine Schmelzschicht (504) umfasst, die eine Oberfläche des Leiters bedeckt, und die Schmelzschichten veranlasst, einander zu kontaktieren, um miteinander verschmolzen zu werden; einem Beschichtungsvorgang (S104), der die Vielzahl von Drähten, die durch den Sammelvorgang gebündelt werden, mit einem bandförmigen Isolationsfilm (502) bedeckt, um einen leitfähigen Draht zu bilden; und einem Wicklungsvorgang (S106), der den leitfähigen Draht, der durch den Beschichtungsvorgang gebildet wird, mehrfach wickelt, um die Ankerwicklung zu bilden.
Der Isolationsfilm isoliert zwischen leitfähigen Drähten. Demgegenüber ist der Leiter eines einzelnen Drahts durch die Schmelzschicht bedeckt. Da die Isolationsschicht nicht bereitgestellt ist, können die Leiter in Kontakt miteinander sein, wobei sie eine Leitung dazwischen erleben können. Die Potentialdifferenz zwischen Leitern ist jedoch relativ klein, wobei auch in dem Fall, bei dem die Schmelzschicht gebrochen ist, wenn die Vielzahl von Drähten gebunden wird oder sie mit dem Isolationsfilm bedeckt werden, die Fläche, bei der die Leiter einander kontaktieren, deutlich klein ist und der Kontaktwiderstand sehr groß ist. Folglich kann, auch wenn sie nicht vollständig isoliert sind, verhindert werden, dass ein Wirbelstrom zwischen den Leitern fließt.
Aus diesem Grund ist die Schmelzschicht direkt auf dem Leiter bereitgestellt, ohne die Isolationsschicht auf der Oberfläche des Leiters zu bilden, wobei die Schmelzschichten miteinander verschmolzen werden.
Als ein Ergebnis kann ein Schritt zum Bilden einer Isolationsschicht reduziert werden. Ferner wird die Schmelzschicht bereitgestellt, wodurch die Vielzahl von Drähten auf einfache Weise in gebündelter Form gehalten werden kann, sodass die Drähte durch den Isolationsfilm bedeckt werden können. Dementsprechend können das leitfähige Drahtelement und die rotierende elektrische Maschine auf einfache Weise hergestellt werden.
Eine zweite Ausgestaltung umfasst in der ersten Ausgestaltung einen Walzvorgang, der ein Walzen bei dem Isolationsfilm anwendet, wobei in dem Beschichtungsvorgang die Vielzahl von Drähten durch den Isolationsfilm bedeckt wird, bei dem das Walzen durch den Walzvorgang angewendet wird.
Das Walzen wird bei dem Isolationsfilm angewendet. Somit kann der Isolationsfilm dünner ausgebildet werden und kaltverfestigt werden. Somit kann verhindert werden, dass der Isolationsfilm in dem Fall, bei dem der leitfähige Draht gewickelt wird, gebrochen wird. Ferner kann, da der Isolationsfilm dünner sein kann, der Raumfaktor des Leiters verbessert werden.
Gemäß einer dritten Ausgestaltung wird in der ersten Ausgestaltung oder der zweiten Ausgestaltung der Isolationsfilm spiralförmig um einen äußeren Umfang der gebündelten Drähte derart gewickelt, dass der Isolationsfilm in dem Beschichtungsvorgang sich überlappt.
Somit kann verhindert werden, dass Fremdmaterial, wie beispielsweise Staub und Wasser, die Drähte über eine Lücke zwischen den Isolationsfilmen erreicht. Ebenso ist es, da die Isolationsfilme einander überlappen, unwahrscheinlich, dass eine Lücke ausgebildet wird, auch wenn der leitfähige Draht gewickelt wird.
Gemäß einer vierten Ausgestaltung wird in den ersten bis dritten Ausgestaltungen ein Druck auf jeweilige Drähte aufgebracht, um in einer linearen Form bis zu dem Sammelvorgang sind; und

nach dem Sammelvorgang die jeweiligen Drähte in der linearen Form beibehalten werden, bis der leitfähige Draht in dem Wicklungsvorgang gewickelt wird.

In dem Fall, in dem eine Vielzahl von Drähten gebündelt wird, und nach einer Abdeckung hiervon mit dem Isolationsfilm, um den leitfähigen Draht zu bilden, der leitfähige Draht um den Spulenträger oder dergleichen gewickelt wird und der leitfähige Draht von dem Spulenträger gezogen wird, um die Ankerwicklung zu bilden, weicht die Geradheit der Drähte ab und eine wellenartige Form wird erzeugt. Anders ausgedrückt kann aufgrund der Tatsache, dass sich eine Krümmung zwischen der äußeren Umfangsseite und der inneren Umfangsseite unterscheidet, wenn der leitfähige Draht um den Spulenträger herum gewickelt wird, eine wellenartige Form erzeugt werden. Als Ergebnis wird eine Lücke zwischen Drähten gebildet, wobei der Raumfaktor verringert wird. Diesbezüglich werden, nachdem die jeweiligen Drähte veranlasst worden sind, eine lineare Form aufzuweisen, die jeweiligen Drähte in der linearen Form gehalten, bis die leitfähigen Drähte gewickelt werden.
Figurenliste
Die vorstehend beschriebene Aufgabe sowie andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile in dieser Offenbarung werden aus der beigefügten Zeichnung oder der nachstehenden ausführlichen Diskussion ersichtlich. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht, die eine Gesamtkonfiguration einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
2 eine Draufsicht der rotierenden elektrischen Maschine;
3 ein Diagramm, das einen longitudinalen Querschnitt der rotierenden elektrischen Maschine zeigt;
4 ein Diagramm, das einen querverlaufenden Querschnitt der rotierenden elektrischen Maschine zeigt;
5 ein Diagramm, das eine Querschnittsexplosionsansicht der rotierenden elektrischen Maschine zeigt;
6 eine Querschnittsansicht eines Rotors;
7 eine querverlaufende Teilquerschnittsansicht, die einen Querschnitt einer Magneteinheit zeigt;
8 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem elektrischen Winkel und einer Flussdichte eines Magneten gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt;
9 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem elektrischen Winkel und einer Flussdichte zeigt, wenn ein Magnet gemäß einem Vergleichsbeispiel verwendet wird;
10 eine perspektivische Ansicht einer Statoreinheit;
11 ein Diagramm, das eine longitudinale Querschnittsansicht der Statoreinheit zeigt;
12 eine perspektivische Ansicht einer Kernbaugruppe, wenn sie von einer Seite einer axialen Richtung aus betrachtet wird;
13 eine perspektivische Ansicht der Kernbaugruppe, wenn sie von der anderen Seite der axialen Richtung aus betrachtet wird;
14 ein Diagramm, das eine querlaufende Querschnittsansicht der Kernbaugruppe zeigt;
15 ein Diagramm, das eine Querschnittsexplosionsansicht der Kernbaugruppe zeigt;
16 ein Schaltungsdiagramm, das einen Verbindungszustand eines Wicklungssegments von jeweiligen Phasenwirklungen von drei Phasen zeigt;
17 eine Seitenansicht von jedem eines ersten Spulenmoduls und eines zweiten Spulenmoduls, die Seite an Seite zur Vereinfachung eines Vergleichs dazwischen angeordnet sind;
18 eine Seitenansicht von jedem eines ersten Wicklungssegments und eines zweiten Wicklungssegments, die Seite an Seite für eine Vereinfachung eines Vergleichs dazwischen angeordnet sind;
19A und 19B Diagramme, die eine Konfiguration des ersten Spulenmoduls jeweils zeigen;
20 eine Schnittansicht, die entlang der Linie 20-20 in 19A entnommen ist;
21A und 21B perspektivische Ansichten, die jeweils die isolierende Abdeckung veranschaulichen;
22A und 22B Diagramme, die jeweils eine Konfiguration eines zweiten Spulenmoduls zeigen;
23 eine Schnittansicht, die entlang der Linie 23-23 in 22A entnommen ist;
24A und 24B perspektivische Ansichten, die jeweils die isolierende Abdeckung veranschaulichen;
25 eine Ansicht, die veranschaulicht, wie überlappte Abschnitte von jeweiligen Filmelementen angeordnet sind, während die Spulenmodule in Umlaufsrichtung angeordnet sind;
26 eine Draufsicht, die einen Zustand veranschaulicht, bei dem die ersten Spulenmodule mit der Kernbaugruppe zusammengebaut sind;
27 eine Draufsicht, die einen Zustand veranschaulicht, bei dem die ersten und zweiten Spulenmodule mit der Kernbaugruppe zusammengebaut sind;
28A und 28B longitudinale Schnittansichten, die jeweils einen Befestigungszustand mit einem Befestigungsstift veranschaulichen;
29 eine perspektivische Ansicht eines Stromschienenmoduls;
30 eine longitudinale Schnittansicht eines Teils des Stromschienenmoduls;
31 eine perspektivische Ansicht, die das Stromschienenmodul veranschaulicht, das mit einer Statorhalteeinrichtung zusammengebaut ist;
32 eine longitudinale Schnittansicht, die veranschaulicht, wie das Stromschienenmodul an einem Fixierabschnitt fixiert ist;
33 eine longitudinale Schnittansicht, die eine Gehäuseabdeckung veranschaulicht, an der ein Leitungselement angebracht ist;
34 eine perspektivische Ansicht des Leitungselements;
35 ein elektrisches Schaltungsdiagramm eines Steuerungssystems für die rotierende elektrische Maschine;
36 ein Funktionsblockschaltbild, das einen Stromregelungsvorgang veranschaulicht, der durch eine Steuerungseinrichtung ausgeführt wird;
37 ein Funktionsblockschaltbild, das einen Drehmomentregelungsbetrieb durch die Steuerungseinrichtung zeigt;
38 eine querverlaufende Teilquerschnittsansicht, die einen Querschnitt einer Magneteinheit gemäß Modifikationen zeigt;
39A und 39B Ansichten, die die Struktur der Statoreinheit einer Innenrotorstruktur veranschaulichen;
40 eine Draufsicht, die Spulenmodule veranschaulicht, die mit der Kernbaugruppe zusammengebaut sind;
41 ein Diagramm, das eine Querschnittsansicht eines leitfähigen Drahtelements gemäß einem Modifikationsbeispiel 2 veranschaulicht;
42 eine Seitenansicht des leitfähigen Drahtelements des Modifikationsbeispiels 2;
43 ein Flussdiagramm, das einen Vorgang des Verarbeitungsverfahrens einer Statorwicklung veranschaulicht;
44 eine Bildfigur einer Produktionslinie der Statorwicklung;
45A und 45B Querschnittsansichten, die jeweils ein leitfähiges Drahtelement eines anderen Beispiels zeigen; und
46 ein Flussdiagramm, das ein Herstellungsverfahren einer Statorwicklung eines anderen Beispiels zeigt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die Ausführungsbeispiele werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Teile der Ausführungsbeispiele, die funktional oder strukturell einander entsprechen oder miteinander verbunden sind, werden durch die gleichen Bezugszeichen oder durch Bezugszeichen bezeichnet, die in der Hunderterstelle zueinander unterschiedlich sind. Die entsprechenden oder verbundenen Teile können sich auf die Erklärung in den anderen Ausführungsbeispielen beziehen.
Die rotierende elektrische Maschine gemäß den Ausführungsbeispielen ist konfiguriert, beispielsweise als eine Leistungsquelle für Fahrzeuge verwendet zu werden. Die rotierende elektrische Maschine kann jedoch in breitem Umfang für industrielle, automobilbezogene, haushaltsbezogene, büroautomatisierungsbezogene oder spielbezogene Anwendungen verwendet werden. In den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen werden die gleichen oder äquivalente Teile durch die gleichen Bezugszeichen in der Zeichnung bezeichnet, wobei eine zugehörige Erklärung im Detail weggelassen wird.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Die rotierende elektrische Maschine 10 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein synchroner mehrphasiger AC-Motor, der eine Außenrotorstruktur (das heißt eine sich außen drehende Struktur) aufweist. Der Überblick der rotierenden elektrischen Maschine 10 ist in den 1 bis 5 veranschaulicht. 1 zeigt eine perspektivische longitudinale Schnittansicht der rotierenden elektrischen Maschine 10. 2 zeigt eine Draufsicht der rotierenden elektrischen Maschine 10. 3 zeigt eine longitudinale Schnittansicht (das heißt eine Schnittansicht, die entlang der Linie III-III in 2 entnommen ist) der rotierenden elektrischen Maschine 10. 4 zeigt eine querverlaufende Schnittansicht (das heißt eine Schnittansicht, die entlang der Linie IV-IV in 3 entnommen ist) der rotierenden elektrischen Maschine 10. 5 zeigt eine Explosionsansicht von Komponententeilen der rotierenden elektrischen Maschine 10. In der nachstehenden Beschreibung wird eine Richtung, in der sich die Drehwelle 11 der rotierenden elektrischen Maschine 10 erstreckt, als eine axiale Richtung bezeichnet. Eine Richtung, die sich radial von der Mitte der Drehwelle 11 erstreckt, wird als eine radiale Richtung bezeichnet. Eine Richtung, die sich in Umlaufsrichtung um die Mitte der zugehörigen Drehwelle 11 erstreckt, wird vereinfacht als eine Umlaufsrichtung bezeichnet.
Die rotierende elektrische Maschine 10 umfasst im Allgemeinen einen Rotierende-Elektrische-Maschine-Hauptkörper, der mit dem Rotor 20, der Statoreinheit 50 und dem Stromschienenmodul 200 ausgestattet ist, das Gehäuse 241, das den Rotierende-Elektrische-Maschine-Hauptkörper umgibt, und die Gehäuseabdeckung 242. Diese Teile werden koaxial zu der Drehwelle 11 platziert, an dem Rotor 20 befestigt und in einer vorgegebenen Abfolge von Schritten auf die axiale Richtung ausgerichtet hergestellt, wodurch die rotierende elektrische Maschine 10 vervollständigt wird. Die Drehwelle 11 wird durch Lager 12 und 13 gehalten, die in der Statoreinheit 50 und dem Gehäuse 241 eingebaut sind, um drehbar zu sein. Jedes der Lager 12 und 13 wird beispielsweise durch ein radiales Kugellager implementiert, das mit einem inneren Laufring, einem äußeren Laufring und Kugeln ausgestattet ist, die zwischen dem inneren Laufring und dem äußeren Laufring gehalten werden. Die Drehung der Drehwelle 11 verursacht beispielsweise, dass eine Achse eines Fahrzeugs gedreht wird. Der Einbau der rotierenden elektrischen Maschine 10 in das Fahrzeug kann erreicht werden, indem das Gehäuse 241 bei einem Rahmen eines Körpers des Fahrzeugs befestigt wird.
In der rotierenden elektrischen Maschine 10 ist die Statoreinheit 50 angeordnet, um die Drehwelle 11 zu umgeben. Der Rotor 20 ist radial außerhalb der Statoreinheit 50 angeordnet. Die Statoreinheit 50 umfasst den Stator 60 und die Statorhalteeinrichtung 70, die mit einem radial inneren Umfang des Stators 60 zusammengebaut ist. Der Rotor 20 und der Stator 60 sind angeordnet, um einander mit einer Luftlücke dazwischen radial gegenüberzuliegen. Eine Drehung des Rotors 20 radial außerhalb des Stators 60 veranlasst die Drehwelle 11, sich zusammen mit dem Rotor 20 zu drehen. Der Rotor 20 arbeitet als eine Felderzeugungseinrichtung. Der Stator 60 arbeitet als ein Anker.
6 zeigt eine longitudinale Schnittansicht des Rotors 20. Der Rotor 20 umfasst, wie es in 6 veranschaulicht ist, den im Wesentlichen hohlen zylindrischen Rotorträger 21 und die ringförmige Magneteinheit 22, die an dem Rotorträger 21 befestigt ist. Der Rotorträger 21 umfasst den hohlen zylindrischen Abschnitt 23 und die Endplatte 24. Der zylindrische Abschnitt 23 weist entgegengesetzte erste und zweite Enden in der axialen Richtung auf, wobei die Endplatte 24 bei dem ersten Ende des zylindrischen Abschnitts 23 angebracht ist, sodass der zylindrische Abschnitt 23 und die Endplatte 24 integral miteinander zusammengebaut sind, um hierdurch den Rotorträger 21 zu bilden. Der Rotorträger 21 dient als eine Magnethalteeinrichtung. Die Magneteinheit 22 ist an einem radial inneren Umfang des zylindrischen Abschnitts 23 in einer Bogenform angebracht. Die Endplatte 24 weist das Durchgangsloch 24a auf, das durch sie hindurch ausgebildet ist. Die Drehwelle 11 geht durch das Durchgangsloch 24a hindurch und wird durch die Endplatte 24 mit Befestigungseinrichtungen 25, wie beispielsweise Bolzen beziehungsweise Schrauben, gehalten. Die Drehwelle 11 weist den Flansch 11a auf, der sich von dort in einer Richtung erstreckt, die quer oder senkrecht zu der axialen Richtung der Drehwelle 11 ist. Der Flansch 11a weist eine äußere Oberfläche auf, die mit einer inneren Oberfläche der Endplatte 24 verbunden ist, sodass die Drehwelle 11 an dem Rotorträger 21 befestigt ist.
Die Magneteinheit 22 umfasst die zylindrische Magnethalteeinrichtung 31, eine Vielzahl von Magneten 32, die an einer inneren Umlaufsoberfläche der Magnethalteeinrichtung 31 befestigt sind, und die Endplatte 33. Die Endplatte 33 ist an dem zweiten Ende des Rotorträgers 21, das zu dem ersten Ende des Rotorträgers 21 entgegengesetzt ist, bei dem die Endplatte 24 angeordnet ist, befestigt. Die Magnethalteeinrichtung 31 weist die gleiche Abmessung wie die der Magneten 32 in der axialen Richtung auf. Die Magnete 32 sind durch die Magnethalteeinrichtung 31 von radial außerhalb hiervon umschlossen. Die Magnethalteeinrichtung 31 und die Magnete 32 weisen axiale Enden auf, die fest in Kontakt mit der Endplatte 33 angeordnet sind. Die Magneteinheit 22 dient als eine Magneteinheit.
7 zeigt eine teilweise querverlaufende Schnittansicht einer Querschnittsstruktur der Magneteinheit 22. Leichte Achsen einer Magnetisierung der Magnete 32 sind durch Pfeile in 7 veranschaulicht.
Die Magnete 32 sind in der Magneteinheit 22 angeordnet, um unterschiedliche Magnetpole abwechselnd in einer Umlaufsrichtung des Rotors 20 angeordnet aufzuweisen. Dies resultiert darin, dass die Magneteinheit 22 eine Vielzahl von Magnetpolen aufweist, die in der Umlaufsrichtung des Rotors 20 angeordnet sind. Jeder Magnet 32 ist aus einem anisotropen gesinterten Neodym-Permanentmagnet gebildet, dessen intrinsische Koerzitivkraft 400 [kA/m] oder mehr ist und dessen Remanenzflussdichte 1,0 [T] oder mehr ist.
Jeder der Magnete 32 weist eine radial innere Umlaufsoberfläche auf, die als die Magnetflusswirkoberfläche 34 dient, in die oder aus der ein Magnetfluss fließt. Jeder der Magnete 32 weist leichte Achsen einer Magnetisierung auf, die bezüglich einer Ausrichtung zueinander zwischen Regionen, die nahe an der d-Achse und der q-Achse sind, unterschiedlich sind. Spezifisch ist die leichte Achse einer Magnetisierung in der Region, die nahe an der d-Achse ist, im Wesentlichen parallel zu der d-Achse ausgerichtet, während die leichte Achse einer Magnetisierung in der Region nahe der q-Achse im Wesentlichen senkrecht zu der q-Achse ausgerichtet ist. Derartige Ausrichtungen definieren einen bogenförmigen magneterzeugten Magnetpfad, der sich entlang der leichten Achsen einer Magnetisierung erstreckt. Anders ausgedrückt ist jeder der Magnete 32 magnetisch ausgerichtet, die leichte Achse einer Magnetisierung aufzuweisen, die sich paralleler zu der d-Achse in der Region nahe der d-Achse, die die Mitte eines Magnetpols ist, als die in der Region nahe der q-Achse, die eine magnetische Grenze zwischen dem N-Pol und dem S-Pol ist, erstreckt.
Die Bogenform der Magnetpfade in den Magneten 32 verursacht, dass jeder Magnetpfad eine Länge aufweist, die länger als eine radiale Abmessung oder Dicke des Magneten 32 ist, wodurch die Permeanz in dem Magneten 32 gesteigert wird. Dies ermöglicht es, dass die Magnete 32 im Wesentlichen die gleiche Fähigkeit wie die von Magneten aufweisen, deren Volumen größer als die Magnete 32 ist.
Jeweilige in Umlaufsrichtung benachbarte zwei der Magnete 32 bilden ein Magnetpaar, das einen Magnetpol zeigt. Anders ausgedrückt ist jeder der Magnete 32, die in Umlaufsrichtung in der Magneteinheit 22 angeordnet sind, geformt, Teilungsoberflächen aufzuweisen, die mit der d-Achse und der q-Achse übereinstimmen. Die Magnete 32 sind in direktem Kontakt miteinander oder nahe beieinander angeordnet. Die Magnete 32 weisen, wie es vorstehend beschrieben ist, die bogenförmigen Magnetpfade auf. Jeweils zwei der Magnete 32, die in Umlaufsrichtung benachbart zueinander über der q-Achse angeordnet sind, weisen den N-Pol und den S-Pol auf, die einander gegenüberliegen. Dies resultiert in einer gesteigerten Permeanz nahe der q-Achse. Die Magnete 32, die auf entgegengesetzten Seiten der q-Achse angeordnet sind, ziehen einander an, wodurch die Stabilität eines Kontakts der Magnete 32 miteinander sichergestellt wird, was ebenso die Permeanz steigert.
In der Magneteinheit 22 fließt ein Magnetfluss in einer ringförmigen Form zwischen jeweils benachbarten zwei der N-Pole und der S-Pole der Magnete 91 und 92, sodass jeder der Magnetpfade eine vergrößerte Länge im Vergleich beispielsweise mit radialen anisotropen Magneten aufweist. Eine Verteilung der Magnetflussdichte wird folglich eine Form zeigen, die ähnlich zu einer Sinuswelle ist, die in 8 veranschaulicht ist. Dies vereinfacht eine Konzentration des Magnetflusses um die Mitte des Magnetpols herum, anders als eine Verteilung einer Magnetflussdichte eines radial anisotropen Magneten, der in 9 als ein Vergleichsbeispiel demonstriert wird, wodurch es ermöglicht wird, dass der Grad eines Drehmoments, das durch die rotierende elektrische Maschine 10 erzeugt wird, vergrößert wird. Es ist ebenso herausgefunden worden, dass die Magneteinheit 22 in diesem Ausführungsbeispiel die Verteilung der Magnetflussdichte aufweist, die sich von der eines typischen Halbachanordnungsmagneten unterscheidet. In den 8 und 9 gibt eine horizontale Achse den elektrischen Winkel an, während eine vertikale Achse die Magnetflussdichte angibt. 90° auf der horizontalen Achse repräsentiert die d-Achse (das heißt die Mitte des Magnetpols). 0° und 180° auf der horizontalen Achse stellen die q-Achse dar.
Dementsprechend fungiert die vorstehend beschriebene Struktur von jedem der Magnete 32, die zugehörige Magnetflussdichte auf der d-Achse zu steigern und eine Änderung in einem Magnetfluss nahe der q-Achse zu verringern. Dies ermöglicht es, dass Magnete 32 erzeugt werden, die eine gleichmäßige Änderung in einem Oberflächenmagnetfluss von der q-Achse zu der d-Achse auf jedem Magnetpol aufweisen.
Der Sinuswellenübereinstimmungsprozentsatz in der Verteilung der Magnetflussdichte wird beispielsweise vorzugsweise auf 40% oder mehr eingestellt. Dies verbessert den Betrag eines Magnetflusses um die Mitte eines Signalverlaufs der Verteilung der Magnetflussdichte im Vergleich mit einem radial ausgerichteten Magneten oder einem parallel ausgerichteten Magneten, bei denen der Sinuswellenübereinstimmungsprozentsatz näherungsweise 30% ist. Indem der Sinuswellenübereinstimmungsprozentsatz auf 60% oder mehr eingestellt wird, wird der Betrag eines Magnetflusses um die Mitte des Signalverlaufs im Vergleich mit einer konzentrierten Magnetflussanordnung, wie beispielsweise der Halbachanordnung, verbessert.
In dem radialen anisotropen Magneten, der in 9 demonstriert ist, ändert sich die Magnetflussdichte scharf nahe der q-Achse. Je schärfer die Änderung in der Magnetflussdichte ist, desto mehr wird ein Wirbelstrom, der in der Statorwicklung 61 des Stators 60 erzeugt wird, vergrößert. Der Magnetfluss nahe der Statorwicklung 61 ändert sich ebenso scharf. Im Gegensatz dazu weist die Verteilung der Magnetflussdichte in diesem Ausführungsbeispiel einen Signalverlauf auf, der sich einer Sinuswelle annähert. Eine Änderung in der Magnetflussdichte nahe der q-Achse ist folglich kleiner als die bei dem radialen anisotropen Magneten nahe der q-Achse. Dies minimiert die Erzeugung des Wirbelstroms.
Benachbarte Ecken der radial äußeren Oberflächen der Magnete 32 sind jeweils ausgeschnitten, um die Vertiefung 35 in einer Region zu bilden, die die entsprechende d-Achse umfasst. Jeder der Magnete 32 weist die Vertiefung 36 auf, die in der zugehörigen radial inneren Oberfläche ausgebildet ist und eine Region belegt, die die entsprechende q-Achse umfasst. Die Richtungen der vorstehend genannten leichten Achsen einer Magnetisierung des Magneten 32 verursachen, dass Magnetpfade, die nahe bei jeder d-Achse und der radial äußeren Oberfläche angeordnet sind, kürzer sind. Auf ähnliche Weise verursachen die Richtungen der vorstehend genannten leichten Achsen einer Magnetisierung des Magneten 32, dass Magnetpfade, die nahe bei der q-Achse und der radial inneren Oberfläche angeordnet sind, kürzer sind. Jeder Magnet 32 ist folglich derart konfiguriert, dass einige Abschnitte, die schwächere Magnetflüsse aufgrund der kürzeren Magnetpfade aufweisen, bereits eliminiert worden sind, da jeder der eliminierten Abschnitte Schwierigkeiten bei einer Erzeugung eines ausreichenden Betrags eines Magnetflusses hat.
Die Magneteinheit 22 kann ausgelegt sein, so viele Magnete 32 wie die Magnetpole aufzuweisen. Beispielsweise kann jeder der Magnete 32 geformt sein, eine Größe aufzuweisen, die jeweils in Umfangsrichtung benachbarte zwei Magnetpole zwischen den benachbarten d-Achsen belegt, von denen jede bei der Mitte des Magnetpols liegt. In diesem Fall stimmt die Mitte des Umfangs jedes Magneten 32 mit der q-Achse überein. Jeder der Magnete 32 weist die Teilungsoberflächen auf, die jeweils mit der d-Achse übereinstimmen. Jeder der Magnete 32 kann alternativ hierzu geformt sein, einen Umfang aufzuweisen, dessen Mitte auf der d-Achse und nicht der q-Achse liegt. Anstatt doppelt so viele Magnete 32 oder genauso viele Magnete 32 wie die Magnetpole kann ein kreisförmiger kontinuierlicher Magnet verwendet werden.
Die Drehwelle 11 weist entgegengesetzte erste und zweite Enden in einer zugehörigen axialen Richtung auf; das erste Ende der Drehwelle 11 ist mit dem Rotorträger 21 verbunden, was das untere Ende der Drehwelle 11 in 3 ist. Der Drehmelder 41 ist bei dem zweiten Ende der Drehwelle 11 angebracht, was das obere Ende der Drehwelle 11 in 3 ist. Der Drehmelder 41 dient als ein Drehsensor. Der Drehmelder 41 umfasst einen Drehmelderrotor, der bei der Drehwelle 11 befestigt ist, und einen Drehmelderstator, der radial außerhalb des Drehmelderrotors angeordnet ist, um dem Drehmelderrotor gegenüberzuliegen. Der Drehmelderrotor weist eine ringförmige Scheibenform auf und ist koaxial um die Drehwelle 11 herum angebracht. Der Drehmelderstator umfasst einen Statorkern und eine Statorspule und wird bei der Gehäuseabdeckung 242 gehalten.
Als nächstes wird nachstehend die Struktur der Statoreinheit 50 beschrieben. 10 zeigt eine perspektivische Ansicht der Statoreinheit 50. 11 zeigt eine longitudinale Schnittansicht der Statoreinheit 50, die entlang der gleichen Linie wie in 3 entnommen ist.
Die Statoreinheit 50 umfasst schematisch den Stator 60 und die Statorhalteeinrichtung 70, die radial innerhalb des Stators 60 angeordnet ist. Der Stator 60 umfasst die Statorwicklung 61 und den Statorkern 62. Der Statorkern 62 und die Statorhalteeinrichtung 70 sind integral miteinander als eine Kernbaugruppe CA zusammengebaut. Die Statorwicklung 61 wird aus einer Vielzahl von Wicklungssegmenten 151 gebildet, die in der Kernbaugruppe CA angeordnet sind. Die Statorwicklung 61 dient als eine Ankerwicklung. Der Statorkern 62 dient als ein Ankerkern. Die Statorhalteeinrichtung 70 dient als eine Ankerhalteeinrichtung. Die Kernbaugruppe CA dient als eine Halterung.
Zuerst wird nachstehend die Kernbaugruppe CA beschrieben. 12 zeigt eine perspektivische Ansicht der Kernbaugruppe CA, wenn sie von einer Seite der axialen Richtung aus betrachtet wird. 13 zeigt eine perspektivische Ansicht der Kernbaugruppe CA, wenn sie von der anderen Seite der axialen Richtung aus betrachtet wird. 14 zeigt eine querverlaufende Schnittansicht der Kernbaugruppe CA. 15 zeigt eine Explosionsschnittansicht der Kernbaugruppe CA.
Die Kernbaugruppe CA umfasst, wie es vorstehend beschrieben ist, den Statorkern 62 und die Statorhalteeinrichtung 70, die mit dem radial inneren Umfang des Statorkerns 61 zusammengebaut sind. Anders ausgedrückt ist der Statorkern 62 integral mit der äußeren Umfangsoberfläche der Statorhalteeinrichtung 70 zusammengebaut.
Der Statorkern 62 umfasst beispielsweise eine Vielzahl von Kernblechen 62a, von denen jedes aus einer magnetischen Stahlplatte hergestellt ist, die in der axialen Richtung in der Form eines hohlen Zylinders gestapelt sind, der eine vorgegebene Dicke in der radialen Richtung aufweist. Die Statorwicklung 61 ist auf der äußeren Umfangsoberfläche des Statorkerns 62 angebracht, die dem Rotor 20 gegenüberliegt. Der Statorkern 62 weist im Wesentlichen keine Ungleichmäßigkeiten auf der zugehörigen äußeren Umfangsoberfläche auf. Der Statorkern 62 fungiert als ein Gegenjoch. Der Statorkern 62 umfasst beispielsweise die Vielzahl von Kernblechen 62a, die in der axialen Richtung gestapelt sind; jedes Kernblech 62a ist ausgestanzt worden, um eine ringförmige plattenartige Form aufzuweisen. Für den Statorkern 62, der eine spiralförmige Konfiguration aufweist, kann der Statorkern 62 verlängerte Bleche umfassen, die spiralförmig gewunden und in der axialen Richtung gestapelt sind, um insgesamt als eine hohle zylindrische Form geformt zu sein.
Der Statorkern 60 ist ausgelegt, eine schlitzfreie beziehungsweise nutenlose Struktur ohne Zähne zum Definieren von Schlitzen aufzuweisen. Spezifisch weist der Stator 60 eine der nachstehend genannten Strukturen auf:

(A) der Stator 60 weist Zwischenleiterelemente auf, von denen jedes zwischen Leiterabschnitten (Zwischenleiterabschnitten 152, die nachstehend beschrieben werden) in der Umlaufsrichtung angeordnet ist. Als die Zwischenleiterelemente wird ein magnetisches Material verwendet, das eine Beziehung gemäß Wt x Bs ≤ Wm x Br erfüllt, wobei Wt eine Breite der Zwischenleiterelemente in der Umlaufsrichtung innerhalb eines Magnetpols ist, Bs die Sättigungsmagnetflussdichte der Zwischenleiterelemente ist, Wm eine Breite der Magnete 32 äquivalent zu einem Magnetpol in der Umlaufsrichtung ist und Br die Remanenzflussdichte in dem Magneten 32 ist.
(B) der Stator 60 weist die Zwischenleiterelemente auf, von denen jedes zwischen den Leiterabschnitten (Zwischenabschnitten 152) in der Umlaufsrichtung angeordnet ist. Die Zwischenleiterelemente sind jeweils aus einem nicht-magnetischen Material hergestellt.
(C) Der Stator 60 weist kein Zwischenleiterelement auf, das zwischen den Leiterabschnitten (das heißt in Zwischenabschnitten 152) in der Umlaufsrichtung angeordnet ist.

Die Statorhalteeinrichtung 70 umfasst, wie es in 15 veranschaulicht ist, ein äußeres zylindrisches Element 71 und ein inneres zylindrisches Element 81. Die äußeren und inneren zylindrischen Elemente 71 und 81 sind integral miteinander zusammengebaut, während das innere zylindrische Element 81 radial innerhalb des äußeren zylindrischen Elements 71 angeordnet ist, anders ausgedrückt, das äußere zylindrische Element 71 ist radial außerhalb des inneren zylindrischen Elements angeordnet. Jedes der äußeren und inneren zylindrischen Elemente 71 und 81 ist beispielsweise aus Metall, wie beispielsweise Aluminium oder Gusseisen, oder aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFRP) hergestellt.
Das äußere zylindrische Element 71 weist eine hohle zylindrische Form auf, wobei die Krümmung von jeder der äußeren und inneren Umfangsoberfläche hiervon ein exakter Kreis ist. Der äußere zylindrische Flansch 72 weist entgegengesetzte erste und zweite Enden in einer zugehörigen Richtung auf und weist einen ringförmigen Flansch 72 auf, der sich radial nach innen von dem zugehörigen ersten Ende erstreckt. Der Flansch 72 weist Vorsprünge 73 auf, die bei einem regelmäßigen Intervall entfernt voneinander in der Umlaufsrichtung hiervon angeordnet sind (siehe 13). Das äußere zylindrische Element 71 weist die axial gegenüberliegen Oberflächen 74 und 75 auf, die bei den ersten und zweiten zugehörigen Enden axial entgegengesetzt zueinander liegen und dem inneren zylindrischen Element 81 in der axialen Richtung gegenüberliegen. Die axial gegenüberliegenden Oberflächen 74 und 75 weisen ringförmige Nuten 74a und 75a auf, die darin ausgebildet sind.
Das innere zylindrische Element 81 weist einen äußeren Durchmesser auf, der kleiner als der des äußeren zylindrischen Elements 71 ist. Das innere zylindrische Element 81 weist eine hohle zylindrische Form auf, wobei die Krümmung der zugehörigen äußeren Umfangsoberfläche ein exakter Kreis ist.
Das innere zylindrische Element 81 weist entgegengesetzte erste und zweite Enden in einer zugehörigen axialen Richtung auf und weist den ringförmigen äußeren Flansch 82 auf, der sich radial nach außen von dem zugehörigen zweiten Ende erstreckt. Das innere zylindrische Element 81 ist mit dem äußeren zylindrischen Element 71 zusammengebaut, während es in Kontakt mit den axial gegenüberliegenden Oberflächen 74 und 75 des äußeren zylindrischen Elements 71 ist. Wie es in 13 veranschaulicht ist, sind die inneren und äußeren zylindrischen Elemente 71 und 81 aneinander unter Verwendung von Befestigungseinrichtungen 84, wie beispielsweise Bolzen beziehungsweise Schrauben, befestigt.
Spezifisch weist das innere zylindrische Element 81 eine Vielzahl von Vorsprüngen 83 auf, die auf einer zugehörigen inneren Umfangsoberfläche ausgebildet sind. Die Vorsprünge 83 sind bei regelmäßigen Intervallen entfernt voneinander in der Umlaufsrichtung des inneren zylindrischen Elements 81 angeordnet und ragen radial nach innen. Die Vorsprünge 83 weisen axiale Endoberflächen auf, die platziert sind, um die Vorsprünge 73 des äußeren zylindrischen Elements 71 zu überlappen. Die Vorsprünge 73 und 83 werden miteinander unter Verwendung der Befestigungseinrichtungen 84 verbunden.
Die äußeren und inneren zylindrischen Elemente 71 und 81 sind, wie es in 14 veranschaulicht ist, integral miteinander zusammengebaut. Die innere Umfangsoberfläche des äußeren zylindrischen Elements 71 und die äußere Umfangsoberfläche des inneren zylindrischen Elements 81 sind angeordnet, um einander mit einem ringförmigen Freiraum dazwischen gegenüberzuliegen; der ringförmige Freiraum dient als ein Kühlmittelpfad 85, durch den ein Kühlmittel, wie beispielsweise Wasser, zugeführt wird, um zu fließen. Der Kühlmittelpfad 85 ist ausgebildet, eine ringförmige Form in der Umlaufsrichtung der Statorhalteeinrichtung 70 aufzuweisen. Genauer gesagt weist das innere zylindrische Element 81 die Pfadbildungswand 88 auf, die von der inneren Umfangsoberfläche des inneren zylindrischen Elements 81 herausragt; die Pfadbildungswand 88 weist darin ausgebildet den Einlasspfad 86 und den Auslasspfad 87 auf. Jeder der Pfade 86 und 87 öffnet sich bei der äußeren Umfangsoberfläche des inneren zylindrischen Elements 81. Das innere zylindrische Element 81 weist die Unterteilung 89 auf, die bei der äußeren Umfangsoberfläche hiervon ausgebildet ist, um den Kühlmittelpfad 85 in eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite zu teilen. Dies ermöglicht es, dass ein Kühlmittel in den Eingangspfad durch den Einlasspfad 86 gelangt, um durch den Kühlmittelpfad 85 in der Umfangsrichtung zu fließen und danach aus dem Auslasspfad 87 herauszufließen.
Jeder des Einlasspfades 86 und des Auslasspfades 87 weist entgegengesetzte erste und zweite Enden in der zugehörigen Längenrichtung auf. Das erste Ende von jedem des Einlasspfades 86 und des Auslasspfades 87 erstreckt sich radial und öffnet sich zu der äußeren Umfangsoberfläche des inneren zylindrischen Elements 81. Das zweite Ende von jedem des Einlasspfades 86 und des Auslasspfades 87 erstreckt sich axial und öffnet sich bei einem axialen Ende des inneren zylindrischen Elements 81. 12 zeigt die Einlassöffnung 86a, die mit dem Einlasspfad 86 in Verbindung steht, und die Auslassöffnung 87a, die mit dem Auslasspfad 87 in Verbindung steht. Der Einlasspfad 86 und der Auslasspfad 87 sind mit der Einlassöffnung 244 und der Auslassöffnung 245 der Gehäuseabdeckung 242 (siehe 1) in Verbindung, sodass das Kühlmittel in die Einlassöffnung 244 und aus der Auslassöffnung 245 fließt.
Das-Dichtungselement 101 ist zwischen dem zweiten Ende des äußeren zylindrischen Elements 71 und dem zweiten Ende des inneren zylindrischen Elements 81 angeordnet, das mit dem zweiten Ende des äußeren zylindrischen Elements 71 verbunden ist. Das Dichtungselement 102 ist zwischen dem ersten Ende des äußeren zylindrischen Elements 71 und dem ersten Ende des inneren zylindrischen Elements 81 angeordnet, das mit dem ersten Ende des äußeren zylindrischen Elements 71 verbunden ist (siehe 15). Spezifisch ist das Dichtungselement 102, das beispielsweise ein O-Ring ist, in der ringförmigen Nut 74a des äußeren zylindrischen Elements 71 angeordnet, während es durch das innere zylindrische Element 81 komprimiert wird. Auf ähnliche Weise ist das Dichtungselement 102, das beispielsweise ein O-Ring ist, in der ringförmigen Nut 75a des äußeren zylindrischen Elements 71 angeordnet, während es durch das innere zylindrische Element 81 komprimiert wird.
Das innere zylindrische Element 81 weist, wie es in 12 veranschaulicht ist, die ringförmige Endplatte 91 bei dem zugehörigen zweiten Ende auf. Die Nabe 92, die eine hohle zylindrische Form aufweist, ist an einer äußeren Oberfläche der Endplatte 91 angebracht, um sich nach außen hiervon in der axialen Richtung zu erstrecken. Die Nabe 92 erstreckt sich um das Durchgangsloch 93 herum, durch das die Drehwelle 11 hindurchgeht. Die Nabe 92 weist eine Vielzahl von Befestigungseinrichtungen 94 für eine Verwendung bei einer Befestigung der Gehäuseabdeckung 242 auf. Die Endplatte 91 weist daran angeordnet eine Vielzahl von Stäben 95 auf, die radial außerhalb der Nabe 92 angeordnet sind und sich in der axialen Richtung erstrecken. Die Stäbe 95 dienen, wie es nachstehend ausführlich beschrieben wird, als Halterungen für eine Verwendung bei einer Befestigung des Stromschienenmoduls 200. Die Nabe 92 dient als eine Lagerhalterung, die das Lager 12 hält. Spezifisch wird das Lager 12 fest in der Lagerhalteeinrichtung 96 angebracht, die in einem inneren Abschnitt der Nabe 92 ausgebildet ist (siehe 3).
Das äußere zylindrische Element 71 und das innere zylindrische Element 81 weisen, wie es eindeutig in den 12 und 13 veranschaulicht ist, die Vertiefungen 105 und 106 für eine Verwendung bei einer Befestigung einer Vielzahl von Spulenmodulen 150 auf, was nachstehend beschrieben wird.
Spezifisch sind die Vertiefungen 105, wie es eindeutig in 12 veranschaulicht ist, in einem axialen Ende des inneren zylindrischen Elements 81, das heißt einem axialen äußeren Ende der Endplatte 91 um die Nabe 92 herum ausgebildet. Die Vertiefungen 105 sind bei gleichen Intervallen entfernt voneinander in der Umlaufsrichtung der Endplatte 91 angeordnet. Die Vertiefungen 106 sind, wie es eindeutig in 13 veranschaulicht ist, in einem axialen Ende des äußeren zylindrischen Elements 71, das heißt einem axialen äußeren Ende des Flansches 72 ausgebildet. Die Vertiefungen 106 sind bei gleichen Intervallen entfernt voneinander in der Umlaufsrichtung des Flansches 72 angeordnet. Die Vertiefungen 105 und 106 sind auf einem imaginären Kreis angeordnet, der definiert ist, um koaxial zu der Kernbaugruppe CA zu sein. Die Vertiefungen 105 sind auf die Vertiefungen 106 in der axialen Richtung ausgerichtet. Die Vertiefungen 105 und 106 sind bezüglich einer Anzahl und eines Abstandes dazwischen zueinander identisch.
Die Statorhalteeinrichtung 70 wird mit dem Statorkern 62 zusammengebaut, während der Statorkern 62 eine radiale Komprimierungskraft auf die Statorhalteeinrichtung 70 für ein Sicherstellen einer ausreichenden Kraft zum Zusammenbauen der Statorhalteeinrichtung 70 und des Statorkerns 62 miteinander aufbringt. Spezifisch wird die Statorhalteeinrichtung 70 fixiert in den Statorkern 62 unter Verwendung eines Aufpressverfahrens oder einer Presspassung mit einem vorbestimmten Grad einer Überschneidung dazwischen eingepasst. Dies resultiert darin, dass der Statorkern 62 und die Statorhalteeinrichtung 70 miteinander zusammengebaut sind, während ein Element aus dem Statorkern 62 und der Statorhalteeinrichtung 70 eine radiale Last auf das entsprechend andere Element aufbringt. Zum Erhalten eines hohen Grades eines Drehmoments von der rotierenden elektrischen Maschine 10 sei eine Maßnahme angenommen, um beispielsweise die Größe des Stators 60 größer zu machen, was in einem größeren Grad einer Kraft des Statorkerns 62 resultiert, die die Statorhalteeinrichtung 70 und den Statorkern 62 anspannt, um den Statorkern 62 mit der Statorhalteeinrichtung 70 fest zu verbinden. Eine Vergrößerung in einer komprimierten Last des Statorkerns 62, anders ausgedrückt eine Restbelastung des Statorkerns 62 kann ein Risiko zur Folge haben, zu verursachen, dass der Statorkern 62 beschädigt wird.
Im Lichte des vorstehend genannten Nachteils ist die Struktur in diesem Ausführungsbeispiel, bei dem die Statorhalteeinrichtung 79 in den Statorkern mit einem vorgegebenen Betrag einer Überschneidung dazwischen eingepasst wird, entworfen, einen Anschlag aufzuweisen, der in Abschnitten des Statorkerns 62 und der Statorhalteeinrichtung 70 angeordnet ist, die einander radial gegenüberliegen, und der arbeitet, um einen Eingriff des Statorkerns 62 und der Statorhalteeinrichtung 70 zu erreichen, um den Statorkern 62 davon abzuhalten, sich in der zugehörigen Umlaufsrichtung zu bewegen. Spezifisch ist eine Vielzahl von Eingriffselementen 111, wie es in den 12 bis 14 veranschaulicht ist, zwischen dem Statorkern 62 und dem äußeren zylindrischen Element 71 der Statorhalteeinrichtung 70 angeordnet. Die Eingriffselemente 111 sind bei einem vorgegebenen Intervall entfernt voneinander in der Umlaufsrichtung angeordnet und fungieren als Anschläge, um eine Fehlausrichtung zwischen dem Statorkern 62 und der Statorhalteeinrichtung 70 in der Umlaufsrichtung zu steuern. Beispielsweise kann ein Element aus dem Statorkern 62 und dem äußeren zylindrischen Element 71 darin ausgebildet Vertiefungen aufweisen, in die die Eingriffselemente 111 eingepasst werden. Anstelle der Eingriffselemente 111 kann ein Element aus dem Statorkern 62 und dem äußeren zylindrischen Element 71 alternativ hierzu darauf ausgebildet Vorsprünge aufweisen, die in die Vertiefungen passen.
Die vorstehend beschriebene Struktur dient folglich dazu, das Risiko einer Fehlausrichtung zwischen dem Statorkern 62 und der Statorhalteeinrichtung 70 (das heißt dem äußeren zylindrischen Element 71) in der Umlaufsrichtung zu beseitigen sowie eine Überschneidungspassung beziehungsweise Presspassung zwischen dem Statorkern 62 und der Statorhalteeinrichtung 70 (das heißt dem äußeren zylindrischen Element 71) sicherzustellen. Dies stellt folglich die Stabilität in einer Ausrichtung zwischen dem Statorkern 62 und der Statorhalteeinrichtung 70 sicher, auch wenn der Betrag einer Überschneidung beziehungsweise Pressung zwischen dem Statorkern 62 und der Statorhalteeinrichtung 70 relativ klein ist, wobei es ebenso das Risiko einer Beschädigung bei dem Statorkern 62 beseitigt, die üblicherweise aus einer Zunahme in einem Betrag einer Überschneidungspassung beziehungsweise Presspassung zwischen dem Statorkern 62 und der Statorhalteeinrichtung 70 entsteht.
Das innere zylindrische Element 81 weist eine ringförmige innere Kammer auf, die radial innerhalb davon um die Drehwelle 11 herum ausgebildet ist. Elektrische Komponenten, wie beispielsweise elektrische Komponenten, die beispielsweise einen Wechselrichter bilden, der als ein Leistungswandler dient, können in der ringförmigen inneren Kammer eingebaut sein. Die elektrischen Komponenten umfassen beispielsweise ein elektrisches Modul oder mehrere elektrische Module, wobei in jedem hiervon Halbleiterschalter und Kondensatoren verpackt sind. Die elektrischen Komponenten sind angeordnet, während sie in Kontakt mit der inneren Umfangsoberfläche des inneren zylindrischen Elements 81 sind. Das Kühlen der elektrischen Module unter Verwendung des Kühlmittels, das in dem Kühlmittelpfad 85 fließt, kann erreicht werden, indem die elektrischen Module in Kontakt mit dem inneren Umfang des inneren zylindrischen Elements 81 angeordnet werden. Das Volumen der inneren Kammer, die innerhalb des inneren Umfangs des inneren zylindrischen Elements 81 angeordnet ist, kann vergrößert werden, indem die Vorsprünge 83 auf dem inneren Umfang des inneren zylindrischen Elements 81 beseitigt werden oder die Höhe der Vorsprünge 83 verkleinert wird.
Als nächstes wird die Struktur der Statorwicklung 61, die in der Kernbaugruppe CA eingebaut ist, nachstehend ausführlich beschrieben. Die Statorwicklung 61, die in der Kernbaugruppe CA angebracht ist, ist in den 10 und 11 gezeigt. Spezifisch sind die Wicklungssegmente 151, die die Statorwicklung 61 bilden, in Umlaufsrichtung radial außerhalb der Kernbaugruppe CA, das heißt des Statorkerns 62 angeordnet.
Die Statorwicklung 61 umfasst mehrphasige Wicklungen, die in einer vorbestimmten Reihenfolge in der Umlaufsrichtung angeordnet sind; die Baugruppe der mehrphasigen Wicklungen, die in der Umlaufsrichtung angeordnet sind, weist eine hohle zylindrische Form, das heißt eine ringförmige Form auf. Die Statorwicklung 61 in diesem Ausführungsbeispiel umfasst Drei-PhasenWicklungen: eine U-Phase-Wicklung, eine V-Phase-Wicklung und eine W-Phase-Wicklung.
Der Stator 60 umfasst, wie es in 11 veranschaulicht ist, einen axialen innenliegenden Abschnitt, der als die Spulenseite CS dient, die der Magneteinheit 22 des Rotors 20 radial gegenüberliegt, und axiale außenliegende Abschnitte, die als die Spulenenden CE dienen, die axial außerhalb der Spulenseite CS angeordnet sind. Der Statorkern 62 ist innerhalb der Spulenseite CS derart angeordnet, dass die axiale Länge des Statorkerns 62 die axiale Länge der Spulenseite CS einnimmt.
Jede Phasenwicklung in der Statorwicklung 61 umfasst eine Vielzahl von Wicklungssegmenten 151 (siehe 16), wobei jedes der Wicklungssegmente 151 das Spulenmodul 150 bildet. Anders ausgedrückt umfasst das Spulenmodul 150 jeder Phasenwicklung ein modularisiertes Wicklungssegment 151 der entsprechenden Phasenwicklung. Eine vorbestimmte Anzahl von Spulenmodulen 150 wird bereitgestellt, die auf der Grundlage der Anzahl von Magnetpolen der rotierenden elektrischen Maschine bestimmt wird.
Ein Anordnen der Spulenmodule 150 der mehrphasigen Wicklungen in der vorbestimmten Reihenfolge in der Umlaufsrichtung resultiert darin, dass die Leiterabschnitte der mehrphasigen Wicklungen in der vorbestimmten Reihenfolge angeordnet sind; die angeordneten Leiterabschnitte der mehrphasigen Wicklungen bilden die Spulenseite CS der Statorwicklung 61. 10 veranschaulicht die vorbestimmte Reihenfolge einer Anordnung der Leiterabschnitte der U-, V- und W-Phase-Wicklungen in der Spulenseite CS der Statorwicklung 61. Die Anzahl von Magnetpolen der rotierenden elektrischen Maschine ist auf 24 eingestellt, wobei dies optional sein kann.
Die Wicklungssegmente 151 der Spulenmodule 150 jeder Phasenwicklung sind parallel oder in Reihe zueinander geschaltet, um hierdurch die entsprechende Phasenwicklung zu bilden. 16 veranschaulicht elektrische Verbindungen unter den Wicklungssegmenten 151 von jeder der U-, V- und W-Phase-Wicklungen. In 16 sind die Wicklungssegmente 151 von jeder der U-, V- und W-Phase-Wicklungen parallel zueinander geschaltet.
Die Spulenmodule 150 sind, wie es in 11 veranschaulicht ist, an der radialen Außenseite des Statorkerns 62 angebracht. Die Spulenmodule 150 sind an dem Statorkern 62 angebracht, während beide Endabschnitte der Spulenmodule 150 in der axialen Richtung nach außen von dem Statorkern 62 herausragen, das heißt zu den jeweiligen Spulenenden CE in der axialen Richtung herausragen. Spezifisch umfasst die Statorwicklung 61 einen axialen innenliegenden Abschnitt, der als die Spulenseite CS dient, und axiale außenliegende Abschnitte, die als die Spulenenden CE dienen, die auf der axialen Außenseite der Spulenseite CS angeordnet sind.
Die Spulenmodule 150 umfassen einen ersten Typ von Spulenmodulen 150 und einen zweiten Typ von Spulenmodulen 150. Die Konfiguration von jedem Spulenmodul 150, das in dem ersten Typ beinhaltet ist, unterscheidet sich von der Konfiguration von jedem Spulenmodul 150, das in dem zweiten Typ beinhaltet ist. Das Wicklungssegment 151 jedes Spulenmoduls 150, das in dem ersten Typ beinhaltet ist, weist entgegengesetzte erste und zweite Enden in der axialen Richtung des Statorkerns 62 auf, wobei jedes der ersten und zweiten Enden des Wicklungssegments 151 von jedem Spulenmodul 150, das ein entsprechendes der Spulenenden CE bildet, radial nach innen in den Statorkern 62 gebogen ist. Im Gegensatz dazu weist das Wicklungssegment 151 jedes Spulenmoduls 150, das in dem zweiten Typ beinhaltet ist, entgegengesetzte erste und zweite Enden in der axialen Richtung des Statorkerns 62 auf, wobei jedes der ersten und zweiten Enden des Wicklungssegments 151 jedes Spulenmoduls 150, das ein entsprechendes der Spulenenden CE bildet, sich linear in der axialen Richtung des Statorkerns 62 erstreckt, ohne gebogen zu werden. In der nachstehenden Diskussion wird zur Vereinfachung das Wicklungssegment 151, dessen ersten und zweiten Enden radial nach innen in den Statorkern 62 gebogen sind, als ein erstes Wicklungssegment 151A bezeichnet, wobei das Spulenmodul 150, das das erste Wicklungssegment 151A umfasst, als ein erstes Spulenmodul 150A bezeichnet wird. Auf ähnliche Weise wird das Wicklungssegment 151, dessen erste und zweite Enden sich in der axialen Richtung des Statorkerns 62 erstrecken, ohne gebogen zu werden, als ein zweites Wicklungssegment 151B bezeichnet, wobei das Spulenmodul 150, das das zweite Wicklungssegment 151B umfasst, als ein zweites Spulenmodul 150B bezeichnet wird.
17 zeigt eine Seitenansicht von jedem des ersten Spulenmoduls 150A und des zweiten Spulenmoduls 150B, die Seite an Seite für eine Vereinfachung eines Vergleichs dazwischen angeordnet sind. 18 zeigt eine Seitenansicht von jedem des ersten Wicklungssegments 151A und des zweiten Wicklungssegments 151B, die Seite an Seite für eine Vereinfachung eines Vergleichs dazwischen angeordnet sind. Wie es in jeder der 17 und 18 veranschaulicht ist, weist jedes der ersten und zweiten Spulenmodule 150A und 150B eine Länge in der axialen Richtung des Statorkerns 62 auf, wobei die axiale Länge des ersten Spulenmoduls 150A von der des zweiten Spulenmoduls 150B unterscheidet. Auf ähnliche Weise weist jedes der ersten und zweiten Wicklungssegmente 151A und 151B eine Länge in der axialen Richtung des Statorkerns 62 auf, wobei die axiale Länge des ersten Wicklungssegments 151A sich von der des zweiten Wicklungssegments 151B unterscheidet. Zusätzlich ist die Form von jedem der ersten und zweiten Enden des ersten Spulenmoduls 150A unterschiedlich zu der des entsprechenden der ersten und zweiten Enden des zweiten Spulenmoduls 150B. Auf ähnliche Weise ist die Form von jedem der ersten und zweiten Enden des ersten Wicklungssegments 151A unterschiedlich zu der des entsprechenden der ersten und zweiten Enden des zweiten Wicklungssegments 151B. Das erste Wicklungssegment 151A weist eine im Wesentlichen C-Form auf, wenn es von der Seite betrachtet wird, wobei das zweite Wicklungssegment 151B eine im Wesentlichen I-Form aufweist, wenn es von der Seite betrachtet wird. Isolierende Abdeckungen 161 und 162, von denen jede als eine erste isolierende Abdeckung dient, sind an den jeweiligen ersten und zweiten Enden des ersten Wicklungssegments 151A in der axialen Richtung angebracht. Auf ähnliche Weise sind isolierende Abdeckungen 163 und 164, von denen jede als eine zweite isolierende Abdeckung dient, an den jeweiligen ersten und zweiten Enden des zweiten Wicklungssegments 151B in der axialen Richtung angebracht.
Nachstehend wird die Konfiguration von jedem der Spulenmodule 150A und 150B im Detail beschrieben.
Zuerst wird nachstehend die Konfiguration des ersten Spulenmoduls 150A beschrieben. 19A zeigt eine perspektivische Ansicht des ersten Spulenmoduls 150A, wobei 19B eine perspektivische Explosionsansicht von Komponenten des ersten Spulenmoduls 150A zeigt. 20 zeigt eine Schnittansicht, die entlang der Linie 20-20 in 19A entnommen ist.
Wie es in den 19A und 19B veranschaulicht ist, umfasst das erste Spulenmodul 150A das erste Wicklungssegment 151A und die isolierenden Abdeckungen 161 und 162. Das Wicklungssegment 151A umfasst ein leitfähiges Drahtelement CR, das mehrfach gewickelt ist. Die isolierenden Abdeckungen 161 und 162 sind an den jeweiligen ersten und zweiten Enden des ersten Wicklungssegments 151A in der axialen Richtung angebracht. Jede der isolierenden Abdeckungen 161 und 162 wird durch ein isolierendes Material, wie beispielsweise ein synthetisches Harzmaterial beziehungsweise Kunststoffmaterial, eingeformt.
Das erste Wicklungssegment 151A umfasst ein Paar von Zwischenleiterabschnitten 152 und ein Paar von Verbindungsabschnitten 153A. Die Zwischenleiterabschnitte 152 sind angeordnet, um sich linear parallel zueinander zu erstrecken. Jeder der Zwischenleiterabschnitte 152 weist entgegengesetzte erste und zweite axiale Enden auf, die jeweils den ersten und zweiten axialen Enden des ersten Wicklungssegments 151A entsprechen. Einer der Verbindungsabschnitte 153A verbindet oder kombiniert die ersten axialen Enden der jeweiligen Zwischenleiterabschnitte 152 miteinander, wobei der andere Verbindungsabschnitt 153A die zweiten axialen Enden der jeweiligen Zwischenleiterabschnitte 152 miteinander verbindet oder kombiniert. Die Baugruppe der Zwischenleiterabschnitte 152 und der Verbindungsabschnitt 153A bildet das erste Wicklungssegment 151A, das eine ringförmige Form aufweist. Die Zwischenleiterabschnitte 152 sind bei einer vorbestimmten Anzahl von Spulenabschnitten entfernt voneinander angeordnet. Diese Anordnung der Zwischenleiterabschnitte 152 jeder Phasenwicklung ermöglicht es, dass zumindest ein Zwischenleiterabschnitt 152 von zumindest einer andersphasigen Wicklung zwischen den Zwischenleiterabschnitten 152 der entsprechenden Phasenwicklung angeordnet wird. Die Zwischenleiterabschnitte 152 jeder Phasenwicklung in diesem Ausführungsbeispiel werden zwei Spulenabschnitte entfernt voneinander angeordnet. Diese Anordnung der Zwischenleiterabschnitte 152 jeder Phasenwicklung ermöglicht es, dass zwei Zwischenleiterabschnitte 152 der jeweiligen anderen Phasenwicklungen zwischen den Zwischenleiterabschnitten 152 der entsprechenden Phasenwicklung angeordnet werden.
Jeder der Verbindungsabschnitte 153A weist die gleiche Form auf. Jeder der Verbindungsabschnitte 153A bildet das entsprechende der Spulenenden CE (siehe 11). Spezifisch ist jeder der Verbindungsabschnitte 153A gebogen, um sich senkrecht zu den Zwischenleiterabschnitten 152, das heißt zu der axialen Richtung zu erstrecken.
Jeder der ersten Wicklungssegmente 151A weist, wie es eindeutig in 18 veranschaulicht ist, axial entgegengesetzte Enden auf, die die Verbindungsabschnitte 153A definieren. Jedes der zweiten Wicklungssegmente 151B weist axial entgegengesetzte Enden auf, die die Verbindungsabschnitte 153B definieren. Die Verbindungsabschnitte 153A und 153B der Wicklungssegmente 151A und 151B unterscheiden sich in einer Konfiguration voneinander. Zur Vereinfachung einer Identifikation zwischen den Verbindungsabschnitten 151A und 151B werden die Verbindungsabschnitte 153 der ersten Wicklungssegmente 151A nachstehend als erste Verbindungsabschnitte 153A bezeichnet. Die Verbindungsabschnitte 153B der zweiten Wicklungssegmente 151B werden ebenso nachstehend als die zweiten Verbindungsabschnitte 153B bezeichnet.
Die Zwischenleiterabschnitte 152 von jedem der Wicklungssegmente 151A und 151B dienen als Spulenseitenleiterabschnitte, die in Umlaufsrichtung entfernt voneinander angeordnet sind und die Spulenenden CS bilden. Jeder der Verbindungsabschnitte 153A und 153B dient als ein Spulenendenverbindungsabschnitt, der zwei der Zwischenleiterabschnitte 152, die bei unterschiedlichen Umlaufspositionen angeordnet sind, einer entsprechenden gleichen Phase miteinander verbindet; jeder der Verbindungsabschnitte 153A bildet das entsprechende der Spulenenden CE.
Das erste Wicklungssegment 151A umfasst, wie es in 20 veranschaulicht ist, das mehrfach gewickelte leitfähige Drahtelement CR, um hierdurch eine im Wesentlichen rechteckige oder quadratische Form in einem zugehörigen querverlaufenden Schnitt aufzuweisen. 20 veranschaulicht den querverlaufenden Schnitt der Zwischenleiterabschnitte 152. Wie es in 20 veranschaulicht ist, wird das leitfähige Drahtelement CR mehrfach gewickelt, sodass Teile des mehrfach gewickelten leitfähigen Drahtelements CR in jedem Zwischenleiterabschnitt 152 sowohl in der Umlaufsrichtung als auch der radialen Richtung angeordnet sind. Die angeordneten Teile des mehrfach gewickelten leitfähigen Drahtelements CR in jedem Zwischenleiterabschnitt 152 des ersten Wicklungssegments 151A in sowohl der Umlaufsrichtung als auch der radialen Richtung resultiert in dem entsprechenden Zwischenleiterabschnitt 152, der eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist. In jedem der ersten Verbindungsabschnitte 153A werden Teile des mehrfach gewickelten leitfähigen Drahtelements CR derart gebogen, dass die gebogenen Teile des mehrfach gewickelten leitfähigen Drahtelements CR in sowohl der axialen Richtung als auch der radialen Richtung in einem radianten Ende des entsprechenden der ersten Verbindungsabschnitte 153A angeordnet sind. Insbesondere ist das leitfähige Drahtelement CR in diesem Ausführungsbeispiel konzentrisch gewickelt, um hierdurch das erste Wicklungssegment 151A zu bilden. Wie jedoch das leitfähige Drahtelement CR zu wickeln ist, ist optional. Beispielsweise kann das leitfähige Drahtelement CR mehrfach in der Form einer Alphawicklungsspule gewickelt werden.
Das leitfähige Drahtelement CR weist beide Enden 154 und 155 auf, die zueinander entgegengesetzt sind. Die Enden 154 und 155, die als Wicklungsenden 154 und 155 bezeichnet werden, des mehrfach gewickelten Leiterdrahtelements CR werden aus den jeweiligen Enden von einem der ersten Verbindungsabschnitte 153A herausgezogen, der bei dem zweiten Ende (oberen Ende) des ersten Wicklungssegments 151A in 19(b) angeordnet ist. Eines der Wicklungsenden 154 und 155 stellt den Start einer Wicklung des mehrfach gewickelten Leiterdrahtelements CR dar, wobei das zugehörige andere das Ende einer Wicklung des mehrfach gewickelten Leiterdrahtelements CR darstellt. Eines der Wicklungsenden 154 und 155 ist mit einem Stromeingangs-/Ausgangs-(I/0) Anschluss verbunden, wobei das andere der Wicklungsenden 154 und 155 mit dem neutralen Punkt verbunden ist.
Jeder Zwischenleiterabschnitt 152 des ersten Wicklungssegments 151A wird mit dem blattartigen isolierenden Mantel 157 bedeckt. 19A veranschaulicht das erste Spulenmodul 150A, in dem die Zwischenleiterabschnitte 152 mit den isolierenden Mänteln 157 bedeckt sind, anders ausgedrückt, die Zwischenleiterabschnitte 152 sind innerhalb der isolierenden Mäntel 157 angeordnet, wobei jedoch eine Kombination von jedem der Zwischenleiterabschnitte 152 und einem entsprechenden der isolierenden Mäntel 157 durch Bezugszeichen 152 zur Vereinfachung bezeichnet wird. Das gleiche trifft auf 22A zu, wie es nachstehend beschrieben wird.
Jeder der isolierenden Mäntel 157 ist aus einem Filmelement FM gebildet, das eine vorbestimmte Länge aufweist, die einer axialen Länge eines Abschnitts des Zwischenleiterabschnitts 152 entspricht; der Abschnitt sollte mit einem isolierenden Material bedeckt sein. Das Filmelement FM wird um den Zwischenleiterabschnitt 152 gewickelt. Das Filmelement FM ist beispielsweise aus Polyethylen-Naphtalat (PEN) hergestellt. Spezifisch umfasst das Filmelement FM eine Filmbasis, die entgegengesetzte erste und zweite Oberflächen aufweist, und eine schäumbare Haftschicht, die auf der ersten Oberfläche der Filmbasis angebracht ist. Das Filmelement FM wird um die äußere Umfangsoberfläche des Zwischenleiterabschnitts 152 unter Verwendung der Haftschicht gewickelt und angebracht. Die Haftschicht kann aus einem nichtschäumbaren Haftmittel hergestellt werden.
Wie es in 20 veranschaulicht ist, sind Teile des mehrfach gewickelten leitfähigen Drahtelements CR in jedem Zwischenleiterabschnitt 152 sowohl in der Umlaufsrichtung als auch der radialen Richtung angeordnet. Dies resultiert darin, dass jeder Zwischenleiterabschnitt 152 eine im Wesentlichen rechteckige Form in einem zugehörigen querverlaufenden Querschnitt aufweist. Das Filmelement FM wird um die äußere Umfangsoberfläche jedes Zwischenleiterabschnitts 152 gewickelt, während beide Umlaufsenden des Filmelements FM miteinander überlappt werden, sodass der isolierende Mantel 157 auf dem Zwischenleiterabschnitt 152 angeordnet ist. Das Filmelement FM umfasst ein rechteckiges Blatt, das eine vorbestimmte longitudinale Länge aufweist, die länger als eine einzelne Herumwickellänge jedes Zwischenleiterabschnitts 152 ist, und eine vorbestimmte seitliche Länge aufweist, die länger als die des entsprechenden Zwischenleiterabschnitts 152 ist. Das rechteckige Filmelement FM wird um die äußere Umfangsoberfläche jedes Zwischenleiterabschnitts 152 gewickelt, während es entlang jeweiliger Seiten des entsprechenden Zwischenleiterabschnitts 152 gefaltet wird. Ein Schaum, der von der Haftschicht erzeugt wird, wird in einen Freiraum zwischen dem Zwischenleiterabschnitt 152 und dem Filmelement FM eingefüllt, das darum gewickelt ist. Die Haftschicht von einem der überlappten Umlaufsenden des Filmelements FM wird mit der Haftschicht des anderen der überlappten Umlaufsenden des Filmelements FM verbunden.
Genauer gesagt weist jeder Zwischenleiterabschnitt 152 ein Paar von ersten und zweiten Umlaufseiten, die zueinander entgegengesetzt sind, wobei jede hiervon sich in einer entsprechenden Umlaufsrichtung des Statorkerns 62 erstreckt, und ein Paar von ersten und zweiten radialen Seiten auf, die zueinander entgegengesetzt sind, von denen sich jede in einer entsprechenden radialen Richtung des Statorkerns 62 erstreckt. Der isolierende Mantel 157 wird um jeden Zwischenleiterabschnitt 152 gewickelt, um alle zugehörigen Seiten zu bedecken. Die erste Umlaufseite jedes Zwischenleiterabschnitts 152 von einer Phasenwicklung liegt der ersten Umlaufsseite eines in Umlaufsrichtung benachbarten Zwischenleiterabschnitts 152 einer anderen Phasenwicklung gegenüber. Die überlappten Umlaufsenden des Filmelements FM werden auch als ein überlappter Abschnitt OL bezeichnet. Der überlappte Abschnitt OL des Filmelements FM, das um jeden Zwischenleiterabschnitt 152 einer Phasenwicklung gewickelt ist, ist auf der ersten Umlaufsseite des entsprechenden Zwischenleiterabschnitts 152 der einen Phasenwicklung angeordnet. Das heißt, in dem ersten Wicklungssegment 151A ist der überlappte Abschnitt OL des Filmelements FM auf der gleichen ersten Umlaufsseite von jedem der Zwischenleiterabschnitte 152 angeordnet.
In dem ersten Wicklungssegment 151A erstreckt sich der isolierende Mantel 157, der um jeden Zwischenleiterabschnitt 152 herumgewickelt ist, zwischen einem Teil des Unterseitenverbindungsabschnitts 153A und einem Teil des Oberseitenverbindungsabschnitts 153A; der Teil des Unterseitenverbindungsabschnitts 153A ist mit der isolierenden Abdeckung 162 bedeckt, wobei der Teil des Oberseitenverbindungsabschnitts 153A mit der isolierenden Abdeckung 161 bedeckt ist. Anders ausgedrückt ist der Teil des Unterseitenverbindungsabschnitts 153A innerhalb der isolierenden Abdeckung 162 angeordnet, wobei der Teil des Oberseitenverbindungsabschnitts 153A innerhalb der isolierenden Abdeckung 161 angeordnet ist. Unter Bezugnahme auf 17 stellt Bezugszeichen AX1 einen Abschnitt des ersten Spulenmoduls 150A dar, der durch die isolierende Abdeckungen 161 und 162 unbedeckt ist. Der isolierende Mantel 157 ist bereitgestellt, um einen erweiterten Abschnitt des ersten Spulenmoduls 150A zu bedecken, der axial breiter als der Abschnitt AX1 des ersten Spulenmoduls 150A ist.
Als nächstes wird nachstehend die Struktur von jeder der isolierenden Abdeckungen 161 und 162 beschrieben.
Die isolierende Abdeckung 161 ist angebracht, um den ersten Verbindungsabschnitt 153A, der bei dem zweiten Ende des ersten Wicklungssegments 151A in der axialen Richtung angeordnet ist, zu bedecken. Die isolierende Abdeckung 162 ist angebracht, um den ersten Verbindungsabschnitt 153A, der bei dem ersten Ende des ersten Wicklungssegments 151A in der axialen Richtung angeordnet ist, zu bedecken. Die 21A und 21B sind perspektivische Ansichten, die jeweils die isolierende Abdeckung 161 veranschaulichen, wenn sie aus unterschiedlichen Richtungen betrachtet wird.
Wie es in den 21A und 21B veranschaulicht ist, umfasst die isolierende Abdeckung 161 ein Paar von Seitenwänden 171, eine äußere Wand 172, eine axial innere Wand 173 und eine Vorderwand 174. Die Seitenwände 171 bilden Seiten der isolierenden Abdeckung 161, die bei unterschiedlichen Positionen in der Umlaufsrichtung des Statorkerns 62 angeordnet sind. Die äußere Wand 172 bildet eine axial äußere Seite der isolierenden Abdeckung 161. Die Vorderwand 174 bildet eine radial innere Seite der isolierenden Abdeckung 161. Jede der Wände 171 bis 174 weist eine plattenartige Form auf, wobei sie miteinander zusammengebaut sind, um eine feste Form mit einer radial äußeren Öffnungsoberfläche aufzuweisen. Jede der Seitenwände 171 ist angeordnet, um hin zu der Mittelachse der Kernbaugruppe CA ausgerichtet zu sein, mit der die Statorwicklung 61, die die Seitenwände 171 umfasst, zusammengebaut ist. Während die ersten Spulenmodule 150A in der Umlaufsrichtung angeordnet sind, liegen die Seitenwände 171 von jedem in Umlaufsrichtung benachbarten Paar der isolierenden Abdeckungen 161 einander gegenüber, wobei sie in Kontakt miteinander oder benachbart zueinander sind. Dies ermöglicht es, dass die ersten Spulenmodule 150A in der Umlaufsrichtung angeordnet werden, während sie elektrisch voneinander isoliert sind.
Die äußere Wand 172 der isolierenden Abdeckung 161 weist die Öffnung 175a auf, die durch sie hindurch ausgebildet ist. Die Öffnung 175a ermöglicht es, dass das Wicklungsende 154 des ersten Wicklungssegments 151A durch sie hindurch von der Innenseite der isolierenden Abdeckung 161 herausgezogen wird. Die Vorderwand 174 der isolierenden Abdeckung 161 weist die Öffnung 175b auf, die durch sie hindurch von der Innenseite der isolierenden Abdeckung 161 ausgebildet ist. Die Öffnung 175b ermöglicht es, dass das Wicklungsende 155 des ersten Wicklungssegments 151A durch sie hindurch von der Innenseite der isolierenden Abdeckung 161 herausgezogen wird. Das Wicklungsende 154 des ersten Wicklungssegments 151A wird durch die Öffnung 175a der äußeren Wand 172 in einer entsprechenden radialen Richtung herausgezogen und erstreckt sich danach in der axialen Richtung. Das Wicklungsende 155 des ersten Wicklungssegments 151A wird von der Innenseite der isolierenden Abdeckung 161 durch die Öffnung 175b der Vorderwand 174 in der Umlaufsrichtung herausgezogen, wobei es sich danach in einer entsprechenden radialen Richtung erstreckt.
Jede der Seitenwände 171 der isolierenden Abdeckung 161 weist die Vertiefung 177 auf, die bei einer Ecke bei dem Schnittpunkt der entsprechenden der Seitenwände 171 und der Vorderwand 174 angeordnet ist. Die Vertiefung 177 jeder Seitenwand 171 erstreckt sich in der axialen Richtung und weist eine halbkreisförmige Form in einem zugehörigen querverlaufenden Querschnitt auf. Die isolierende Abdeckung 161 weist eine Mittellinie entlang einer entsprechenden radialen Richtung auf; eine Seite der isolierenden Abdeckung 161 in Bezug auf die Mittellinie in der Umlaufsrichtung und die andere Seite der isolierenden Abdeckung 161 in Bezug auf die Mittellinie der Umlaufsrichtung sind zueinander über die Mittellinie symmetrisch. Die äußere Wand 172 der isolierenden Abdeckung 161 weist ein Paar von Vorsprüngen 178 auf, die bei jeweiligen Positionen angeordnet sind, die zueinander über die Mittellinie in der Umlaufsrichtung symmetrisch sind. Jeder Vorsprung 178 erstreckt sich in der axialen Richtung.
Nachstehend werden zusätzliche Informationen über die Vertiefungen 177 der isolierenden Abdeckung 161 beschrieben. Wie es in 20 veranschaulicht ist, weisen die ersten Verbindungsabschnitte 153A des ersten Wicklungssegments 151A eine vertiefte Form auf, die zu der radialen Innenseite, das heißt hin zu der Kernbaugruppe CA konvex ist. Dies resultiert darin, dass ein Umlaufsraum zwischen den in Umlaufsrichtung benachbarten ersten Verbindungsabschnitten 153A von jedem in Umlaufsrichtung benachbarten Paar der ersten Spulenmodule 150A ausgebildet wird; der Umlaufsraum wird breiter, wenn sich der Raum der Kernbaugruppe CA annähert. Dieses Ausführungsbeispiel verwendet die Umlaufsräume, um die Vertiefungen 177 in den Seitenwänden 171 der isolierenden Abdeckung 161, das heißt außerhalb des gekrümmten Abschnitts des ersten Verbindungsabschnitts 153A zu bilden.
Ein Temperatursensor, wie beispielsweise ein Thermistor, kann bei dem ersten Wicklungssegment 151A angebracht sein. In dieser Modifikation weist die isolierende Abdeckung 161 vorzugsweise eine Öffnung auf, die durch sie hindurch ausgebildet ist. Die Öffnung ermöglicht es, dass Signalleitungen, die sich von dem Temperatursensor erstrecken, von der Innenseite der isolierenden Abdeckung 161 herausgezogen werden. Diese Modifikation ermöglicht es, dass der Temperatursensor auf effektive Weise in der isolierenden Abdeckung 161 eingebaut ist.
Obwohl es nicht ausführlich unter Verwendung von Zeichnungen beschrieben ist, weist die isolierende Abdeckung 162 im Wesentlichen die gleiche Struktur wie die der isolierenden Abdeckung 161 auf. Spezifisch umfasst die isolierende Abdeckung 162 wie die isolierende Abdeckung 161 ein Paar von Seitenwänden 171, die äußere Wand 172, die axial innere Wand 173 und die Vorderwand 174 auf. Die Seitenwände 171 bilden Seiten der isolierenden Abdeckung 162, die bei unterschiedlichen Positionen der Umlaufsrichtung des Statorkerns 62 angeordnet sind. Die äußere Wand 172 bildet eine axial äußere Seite der isolierenden Abdeckung 162. Die Vorderwand 174 bildet eine radial innere Seite der isolierenden Abdeckung 162.
Jede der Seitenwände 171 der isolierenden Abdeckung 162 weist die Vertiefung 177 auf, die bei einer Ecke bei dem Schnittpunkt der entsprechenden der Seitenwände 171 und der Vorderwand 174 angeordnet ist. Die Vertiefung 177 von jeder Seitenwand 171 erstreckt sich in der axialen Richtung und weist eine halbkreisförmige Form in einem zugehörigen querverlaufenden Querschnitt auf. Die äußere Wand 172 der isolierenden Abdeckung 162 weist ein Paar von Vorsprüngen 178 auf, die daran angeordnet sind. Als unterschiedliche Punkte der isolierenden Abdeckung 162 zu der isolierenden Abdeckung 161 weist die isolierende Abdeckung 162 keine Öffnungen auf, die durch sie hindurch für ein Herausziehen der Wicklungsenden 154 und 155 von der zugehörigen Innenseite ausgebildet sind.
Jede der isolierenden Abdeckungen 161 und 162 weist eine vorbestimmte Höhe W11, W12 in der axialen Richtung auf. Spezifisch weist die isolierende Abdeckung 161 die Höhe W11 (das heißt eine Breite eines Abschnitts der isolierenden Abdeckung 161, der durch die Seitenwände 171 und die Vorderwand 174 gebildet wird, in der axialen Richtung) auf. Auf ähnliche Weise weist die isolierende Abdeckung 162 die Höhe W12 (das heißt eine Breite eines Abschnitts der isolierenden Abdeckung 162, die durch die Seitenwände 171 und die Vorderwand 174 gebildet wird, in der axialen Richtung) auf. Wie es in 17 veranschaulicht ist, wird die Höhe W11 der isolierenden Abdeckung 161 eingestellt, um größer als die Höhe W12 der isolierenden Abdeckung 162 zu sein, was durch die Beziehung W11 > W12 ausgedrückt wird. Das heißt, wenn das Wicklungssegment 151A das mehrfach gewickelte leitfähige Drahtelement CR umfasst, umfasst das mehrfach gewickelte leitfähige Drahtelement CR viele Windungen des leitfähigen Drahtelements CR, während die Windungen in einer Richtung senkrecht zu der Wicklungsrichtung jeder Windung verschoben sind. Dies kann darin resultieren, dass die axiale Breite der Windungen des leitfähigen Drahtelements CR größer wird. Zusätzlich bedeckt die isolierende Abdeckung 161 den ersten Verbindungsabschnitt 153A, der den Beginn einer Wicklung des mehrfach gewickelten Leiterdrahtelements CR und das Ende einer Wicklung des mehrfach gewickelten Leiterdrahtelements CR umfasst. Dies kann darin resultieren, dass die Anzahl von überlappten Teilen des mehrfach gewickelten Leiterdrahtelements CR in dem ersten Verbindungsabschnitt 153A größer ist, was darin resultiert, dass die axiale Breite der Windungen des leitfähigen Drahtelements CR größer wird. Von diesem Standpunkt aus wird die Höhe W11 der isolierenden Abdeckung 161 eingestellt, um größer als die Höhe W12 der isolierenden Abdeckung 162 zu sein. Dies verhindert eine Begrenzung der Anzahl von Windungen des Leiterdrahtelements CR im Vergleich mit einem Fall, bei dem die isolierenden Abdeckungen 161 und 162 die gleiche Höhe aufweisen.
Nachstehend wird die Konfiguration des zweiten Spulenmoduls 150B beschrieben.
22A zeigt eine perspektivische Ansicht des Spulenmoduls 150B, wobei 22B eine perspektivische Explosionsansicht von Komponenten des ersten Spulenmoduls 150B zeigt. 23 zeigt eine Schnittansicht, die entlang der Linie 23-23 in 22A entnommen ist.
Wie es in den 22A und 22B veranschaulicht ist, umfasst das zweite Spulenmodul 150B das zweite Wicklungssegment 151B und die isolierenden Abdeckungen 163 und 164, was ähnlich zu dem ersten Spulenmodul 150A ist. Das zweite Wicklungssegment 151B umfasst ein leitfähiges Drahtelement CR, das mehrfach gewickelt ist. Die isolierenden Abdeckungen 163 und 164 sind bei den jeweiligen ersten und zweiten Enden des zweiten Wicklungssegment 151B in der axialen Richtung angebracht. Jede der isolierenden Abdeckungen 163 und 164 ist in die entsprechende Form durch ein isolierendes Material, wie beispielsweise ein synthetisches Harzmaterial, eingeformt.
Das zweite Wicklungssegment 151B umfasst ein Paar von Zwischenleiterabschnitten 152 und das Paar von zweiten Verbindungsabschnitten 153B. Die Zwischenleiterabschnitte 152 sind angeordnet, um sich linear parallel zueinander zu erstrecken. Jeder der Zwischenleiterabschnitte 152 weist entgegengesetzte erste und zweite axiale Enden auf, die jeweils den ersten und zweiten axialen Enden des zweiten Wicklungssegments 151B entsprechen. Einer der zweiten Verbindungsabschnitte 153B verbindet die ersten axialen Enden der jeweiligen Zwischenleiterabschnitte 152 miteinander, wobei der andere der zweiten Verbindungsabschnitte 153B die zweiten axialen Enden der jeweiligen Zwischenleiterabschnitte 152 miteinander verbindet. Die Baugruppe der Zwischenleiterabschnitte 152 und der zweiten Verbindungsabschnitte 153B bildet das Wicklungssegment 151B, das eine ringförmige Form aufweist. Die Konfiguration jedes Zwischenleiterabschnitts 152 des zweiten Wicklungssegments 151B ist die gleiche wie die des entsprechenden Zwischenleiterabschnitts 152 des ersten Wicklungssegments 151A. Im Gegensatz dazu ist die Konfiguration von jedem der zweiten Verbindungsabschnitte 153B unterschiedlich zu der des entsprechenden der ersten Verbindungsabschnitte 153A. Spezifisch erstreckt sich jeder der zweiten Verbindungsabschnitte 153B von dem Zwischenleiterabschnitt 152 linear in der axialen Richtung, ohne radial gebogen zu werden. 18 veranschaulicht das erste Wicklungssegment 151A und das zweite Wicklungssegment 151B, während sie miteinander verglichen werden.
Das leitfähige Drahtelement CR weist beide Enden 154 und 155 auf, die entgegengesetzt zueinander sind. Die Enden 154 und 155, die als Wicklungsenden 154 und 155 bezeichnet werden, des mehrfach gewickelten Leiterdrahtelements CR werden von den jeweiligen Enden von einem der zweiten Verbindungsabschnitte 153B herausgezogen, der bei dem zweiten Ende (oberen Ende) des zweiten Wicklungssegments 151B in 22(b) angeordnet ist. Eines der Wicklungsenden 154 und 155 stellt den Beginn einer Wicklung des mehrfach gewickelten Leiterdrahtelements CR dar, wobei das zugehörige andere das Ende einer Wicklung des mehrfach gewickelten Leiterdrahtelements CR darstellt. Eines der Wicklungsenden 154 und 155 ist mit dem Stromeingangs-/Ausgangs-(I/O-) Anschluss verbunden, wobei das andere der Wicklungsenden 154 und 155 mit dem neutralen Punkt verbunden ist.
Jeder Zwischenleiterabschnitt 152 des zweiten Wicklungssegments 151B ist mit dem blattartigen isolierenden Mantel 157 bedeckt, der ähnlich zu dem ersten Wicklungssegment 151A ist. Der isolierende Mantel 157 umfasst ein Filmelement FM, das eine vorbestimmte Länge aufweist, die einer axialen Länge eines Abschnitts des Zwischenleiterabschnitts 152 entspricht; der Abschnitt sollte mit einem isolierenden Material bedeckt sein. Das Filmelement FM wird um den Zwischenleiterabschnitt 152 gewickelt.
Die Konfiguration des isolierenden Mantels 157 des zweiten Wicklungssegments 151B ist im Wesentlichen identisch zu der des isolierenden Mantels 157 des ersten Wicklungssegments 151A. Spezifisch ist, wie es in 23 veranschaulicht ist, das Filmelement FM um die äußere Umfangsoberfläche jedes Zwischenleiterabschnitts 152 gewickelt, während beide Umlaufsenden des Filmelements FM miteinander überlappt werden. Genauer gesagt weist jeder Zwischenleiterabschnitt 152 ein Paar von ersten und zweiten Umlaufsseiten, die zueinander entgegengesetzt sind, von denen sich jede in einer entsprechenden Umlaufsrichtung des Statorkerns 62 erstreckt, und ein Paar von ersten und zweiten radialen Seiten auf, die zueinander entgegengesetzt sind, von denen sich jede in einer entsprechenden radialen Richtung des Statorkerns 62 erstreckt. Der isolierende Mantel 157 ist um jeden Zwischenleiterabschnitt 152 gewickelt, um alle Seiten hiervon zu bedecken. Die erste Umlaufsseite jedes Zwischenleiterabschnitts 152 einer Phasenwicklung liegt der ersten Umlaufsseite eines in Umlaufsrichtung benachbarten Zwischenleiterabschnitts 152 einer anderen Phasenwicklung gegenüber. Der überlappte Abschnitt OL des Filmelements FM, das um jeden Zwischenleiterabschnitt 152 einer Phasenwicklung gewickelt ist, ist auf der ersten Umlaufsseite des entsprechenden Zwischenleiterabschnitts 152 der einen Phasenwicklung angeordnet. Das heißt, in dem zweiten Wicklungssegment 151B ist der überlappte Abschnitt OL des Filmelements FM auf der gleichen ersten Umlaufsseite von jedem der Zwischenleiterabschnitte 152 angeordnet.
In dem zweiten Wicklungssegment 151B erstreckt sich der isolierende Mantel 157, der um jeden Zwischenleiterabschnitt 152 gewickelt ist, zwischen einem Teil des Unterseitenverbindungsabschnitts 153B und einem Teil des Oberseitenverbindungsabschnitts 153B; der Teil des Unterseitenverbindungsabschnitts 153B ist mit der isolierenden Abdeckung 164 bedeckt, wobei der Teil des Oberseitenverbindungsabschnitts 153B mit der isolierenden Abdeckung 163 bedeckt ist. Anders ausgedrückt ist der Teil des Unterseitenverbindungsabschnitts 153B innerhalb der isolierenden Abdeckung 164 angeordnet, wobei der Teil des Oberseitenverbindungsabschnitts 153B innerhalb der isolierenden Abdeckung 163 angeordnet ist. Unter Bezugnahme auf 17 stellt Bezugszeichen AX2 einen Abschnitt des zweiten Spulenmoduls 150B dar, der durch die isolierenden Abdeckungen 163 und 164 unbedeckt ist. Der isolierende Mantel 157 ist bereitgestellt, um einen erweiterten Abschnitt des zweiten Spulenmoduls 150B zu bedecken, der axial breiter als der Abschnitt AX2 des zweiten Spulenmoduls 150B ist.
Der isolierende Mantel 157 des Wicklungssegments 151A erstreckt sich, um einen Teil von jedem der Verbindungsabschnitte 153A zu bedecken, wobei sich der isolierende Mantel 157 des Wicklungssegments 151B auf ähnliche Weise erstreckt, um einen Teil von jedem der Verbindungsabschnitte 153B zu bedecken. Spezifisch ist jeder isolierende Mantel 157 des ersten Wicklungssegments 151A angeordnet, um (i) einen entsprechenden der Zwischenleiterabschnitte 152, und (ii) einen Teil jedes Verbindungsabschnitts 153A zu bedecken, der sich kontinuierlich linear von dem entsprechenden der Zwischenleiterabschnitte 152 erstreckt. Da die axiale Länge des Wicklungssegments 151A zu der des Wicklungssegments 151B unterschiedlich ist, ist ebenso der axiale Bereich des Wicklungssegments 151A, der mit dem isolierenden Mantel 157 bedeckt ist, von dem axialen Bereich des Wicklungssegments 151B, der mit dem isolierenden Mantel 157 bedeckt ist, unterschiedlich.
Nachstehend wird die Struktur von jeder der isolierenden Abdeckungen 163 und 164 beschrieben.
Die isolierende Abdeckung 163 ist angebracht, um den zweiten Verbindungsabschnitt 153B, der bei dem zweiten Ende des zweiten Wicklungssegments 151B in der axialen Richtung angeordnet ist, zu bedecken. Die isolierende Abdeckung 164 ist angebracht, um den zweiten Verbindungsabschnitt 153B, der bei dem ersten Ende des zweiten Wicklungssegments 151B in der axialen Richtung angeordnet ist, zu bedecken. Die 24A und 24B sind perspektivische Ansichten, die jeweils die isolierende Abdeckung 163 veranschaulichen, wenn sie aus unterschiedlichen Richtungen betrachtet wird.
Wie es in den 24A und 24B veranschaulicht ist, umfasst die isolierende Abdeckung 163 ein Paar von Seitenwänden 181, die äußere Wand 182, die radial innere Vorderwand 183 und die hintere Wand 184. Die Seitenwände 181 bilden Seiten der isolierenden Abdeckung 163, die bei unterschiedlichen Positionen in der Umlaufsrichtung des Statorkerns 62 angeordnet sind. Die äußere Wand 182 bildet eine axial äußere Seite der isolierenden Abdeckung 163. Die Vorderwand 183 bildet eine radial innere Seite der isolierenden Abdeckung 163. Die hintere Wand 184 bildet eine radial äußere Seite der isolierenden Abdeckung 163. Jede der Wände 181 bis 184 weist eine plattenartige Form auf, wobei sie miteinander zusammengebaut sind, um eine feste Form mit einer axial inneren Öffnungsoberfläche aufzuweisen. Jede der Seitenwände 181 ist angeordnet, um zu der Mittelachse der Kernbaugruppe CA ausgerichtet zu sein, mit der die Statorwicklung 61, die die Seitenwände 181 umfasst, zusammengebaut ist. Während die zweiten Spulenmodule 150B in der Umlaufsrichtung angeordnet sind, liegen die Seitenwände 181 jedes in Umlaufsrichtung benachbarten Paars der isolierenden Abdeckungen 163 einander gegenüber, wobei sie in Kontakt miteinander oder benachbart zueinander sind. Dies ermöglicht es, dass die zweiten Spulenmodule 150B in der Umlaufsrichtung angeordnet werden, während sie elektrisch voneinander isoliert sind.
Die Vorderwand 183 der isolierenden Abdeckung 163 weist die Öffnung 185a auf, die durch sie hindurch von der Innenseite der isolierenden Abdeckung 163 ausgebildet ist. Die Öffnung 185a ermöglicht es, dass das Wicklungsende 154 des zweiten Wicklungssegments 151B durch sie hindurch von der Innenseite der isolierenden Abdeckung 163 herausgezogen wird. Die äußere Wand 182 der isolierenden Abdeckung 163 weist eine Öffnung 185b, die durch sie hindurch von der Innenseite der isolierenden Abdeckung 163 ausgebildet ist. Die Öffnung 185b ermöglicht es, dass das Wicklungsende 155 des zweiten Wicklungssegments 151B durch sie hindurch von der Innenseite der isolierenden Abdeckung 163 herausgezogen wird.
Die Vorderwand 183 der isolierenden Abdeckung 163 weist den Vorsprung 186 auf, der radial nach innen von der Vorderwand 183 ragt. Der Vorsprung 186 ist bei der Mitte zwischen den Seitenwänden 181 in der Umlaufsrichtung angeordnet, wobei er konfiguriert ist, mehr radial nach innen zu ragen, als es jeder zweite Verbindungsabschnitt 153B tut. Das heißt, die herausragende Länge des Vorsprungs 186 ist größer als die herausragende Länge jedes zweiten Verbindungsabschnitts 153B. Der Vorsprung 186 weist eine spitz zulaufende Form auf, die spitz zuläuft, wenn sie sich radial nach innen erstreckt, wenn es von oben betrachtet wird. Der Vorsprung 186 weist ein sich erstreckendes Ende und das Durchgangsloch 187 auf, das durch das sich erstreckende Ende gebildet wird; das Durchgangsloch 187 erstreckt sich in die axiale Richtung. Die Konfiguration des Vorsprungs 186 kann frei entworfen werden, solange

(1) der Vorsprung 186 mehr radial nach innen ragt, als es der zweite Verbindungsabschnitt 153B tut;
(2) das sich erstreckende Ende des Vorsprungs 186 durch es hindurch das Durchgangsloch 187 ausgebildet aufweist, das bei gleichen Entfernungen entfernt von den Seitenwänden 184 in der Umlaufsrichtung angeordnet ist.

Vorzugsweise ist für eine Berücksichtigung eines überlappten Zustands des Vorsprungs 163 und der radial angeordneten isolierenden Abdeckungen 161 die Umlaufsbreite des Vorsprungs 186 so schmal wie möglich, um eine Überschneidung beziehungsweise Interferenz zwischen dem Vorsprung 186 und den Wicklungsenden 154 und 155 zu verhindern.
Insbesondere weist das sich erstreckende Ende des Vorsprungs 186 eine axiale Dicke auf, die kleiner als eine axiale Dicke des zugehörigen restlichen Abschnitts ist. Das sich erstreckende Ende des Vorsprungs 186, das eine kleinere Dicke aufweist, ist als ein Niedrighöhenabschnitt 186a definiert. Der Niedrighöhenabschnitt 186a des Vorsprungs 186 weist das Durchgangsloch 187 auf, das durch ihn hindurch ausgebildet ist. Die axiale Höhe des Niedrighöhenabschnitts 186a des Vorsprungs 186 jedes zweiten Spulenmoduls 150B in Bezug auf die Endoberfläche des ersten Endes des inneren zylindrischen Elements 81 ist niedriger als die axiale Höhe des oberen Verbindungsabschnitts 153B des entsprechenden zweiten Spulenmoduls 150B, während die zweiten Spulenmodule 150B mit der Kernbaugruppe CA zusammengebaut werden.
Wie es in 23 veranschaulicht ist, weist der restliche Teil des Vorsprungs 186 ein Paar von Durchgangslöchern 188 auf, die durch ihn hindurch ausgebildet sind. Die Durchgangslöcher 188 des Vorsprungs 186 ermöglichen es, während die isolierenden Abdeckungen 161 und 163 einander axial überlappen, dass ein Haftmittel durch die Durchgangslöcher 188 aufgebracht wird. Dies resultiert darin, dass das aufgebrachte Haftmittel zwischen die axial überlappten isolierenden Abdeckungen 161 und 163 gefüllt wird.
Obwohl es bei Verwendung der Zeichnung weggelassen ist, weist die isolierende Abdeckung 164 im Wesentlichen die gleiche Struktur wie die der isolierenden Abdeckung 163 auf. Spezifisch umfasst die isolierende Abdeckung 164 wie die isolierende Abdeckung 163 ein Paar von Seitenwänden 181, die äußere Wand 182, die radial innere Vorderwand 183 und die hintere Wand 184. Die Seitenwände 181 bilden Seiten der isolierenden Abdeckung 164, die bei unterschiedlichen Positionen in der Umlaufsrichtung des Statorkerns 62 angeordnet sind. Die äußere Wand 182 bildet eine axial äußere Seite der isolierenden Abdeckung 164. Die Vorderwand 183 bildet eine radial innere Seite der isolierenden Abdeckung 164. Die hintere Wand 184 bildet eine radial äußere Seite der isolierenden Abdeckung 164. Die Vorderwand 183 der isolierenden Abdeckung 164 weist den Vorsprung 186 auf, der radial nach innen von der Vorderwand 183 ragt. Der Vorsprung 186 weist das Durchgangsloch 187 auf, das durch das sich erstreckende Ende ausgebildet ist. Als unterschiedliche Punkte der isolierenden Abdeckung 164 zu der isolierenden Abdeckung 163 weist die isolierende Abdeckung 164 keine Öffnungen auf, die durch sie hindurch für ein Herausziehen der Wicklungsenden 154 und 155 des zweiten Wicklungssegments 151B von der zugehörigen Innenseite ausgebildet sind.
Jede Seitenwand 181 der isolierenden Abdeckung 163 weist eine vorbestimmte radiale Breite W21 auf, wobei jede Seitenwand 181 der isolierenden Abdeckung 164 eine vorbestimmte radiale Breite W22 aufweist. Spezifisch ist, wie es in 17 veranschaulicht ist, die radiale Breite W21 der isolierenden Abdeckung 163 größer eingestellt als die radiale Breite W22 der isolierenden Abdeckung 164, was durch die nachstehend genannte Beziehung „W21 > W22“ ausgedrückt wird. Das heißt, wenn das Wicklungssegment 151B das mehrfach gewickelte leitfähige Drahtelement CR umfasst, bedeckt die isolierende Abdeckung 163 den zweiten Verbindungsabschnitt 153B, der den Beginn einer Wicklung des mehrfach gewickelten Leiterdrahtelements CR umfasst, und das Ende einer Wicklung des mehrfach gewickelten Leiterdrahtelements CR. Dies kann darin resultieren, dass die Anzahl von überlappten Teilen des mehrfach gewickelten Leiterdrahtelements CR in dem zweiten Verbindungsabschnitt 153B größer ist, was darin resultiert, dass die axiale Breite der Windungen des leitfähigen Drahtelements CR größer wird. Von diesem Standpunkt aus wird die radiale Breite W21 der isolierenden Abdeckung 163 eingestellt, um größer als die radiale Breite W22 der isolierenden Abdeckung 164 zu sein. Dies verhindert eine Begrenzung der Anzahl von Windungen des Leiterdrahtelements CR im Vergleich mit einem Fall, bei dem die isolierenden Abdeckungen 163 und 164 die gleiche radiale Breite aufweisen.
25 zeigt eine Ansicht, die veranschaulicht, wie die überlappten Abschnitte OL der jeweiligen Filmelemente FM angeordnet sind, während die Spulenmodule 150A und 150B in Umlaufsrichtung angeordnet sind. Wie es vorstehend beschrieben ist, wird das Filmelement FM um die äußere Umfangsoberfläche jedes Zwischenleiterabschnitts 152 jedes Spulenmoduls 150A, 150B gewickelt, während

(1) beide Umlaufsenden des Filmelements FM miteinander als der überlappte Abschnitt OL überlappt werden
(2) der überlappte Abschnitt OL des Filmelements FM bei der ersten Umlaufsseite des entsprechenden Zwischenleiterabschnitts 152 angeordnet ist; die erste Umlaufsseite liegt dem Zwischenleiterabschnitt 152 einer anderen Phase gegenüber (siehe 20 und 23).

Dies resultiert darin, dass der überlappte Abschnitt OL jedes Filmelements FM auf der gleichen Seite, das heißt der rechten Seite in 25, des entsprechenden Zwischenleiterabschnitts 152 in der Umlaufsrichtung angeordnet ist. Dies resultiert folglich darin, dass der überlappte Abschnitt OL des Filmelements FM des Zwischenleiterabschnitts 152 von einem Eine-Phase-Wicklungssegment 151A und der überlappte Abschnitt OL des Filmelements FM des Zwischenleiterabschnitts 152 eines Andere-Phase-Wicklungssegments 151B, das in Umlaufsrichtung benachbart zu dem Eine-Phase-Wicklungssegment 151A ist, in Umlaufsrichtung nicht miteinander überlappt werden. Zwischen dem in Umlaufsrichtung benachbarten Paar von Zwischenleiterabschnitten 152 sind höchstens drei Teile des Filmelements FM angeordnet.
Als nächstes wird nachstehend die Struktur der Spulenmodule 150A und 150B beschrieben, die mit der Kernbaugruppe CA zusammengebaut werden.
Die axiale Länge des Spulenmoduls 150A unterscheidet sich von der des Spulenmoduls 150B, wobei die Konfiguration jedes Verbindungsabschnitts 153A des Spulenmoduls 150A unterschiedlich zu der des entsprechenden Verbindungsabschnitts 153B des Spulenmoduls 150B ist. Die Spulenmodule 150A und 150B werden mit der Kernbaugruppe CA zusammengebaut, während die ersten Verbindungsabschnitte 153A jedes Spulenmoduls 150A radial näher bei der Kernbaugruppe CA angeordnet sind und die zweiten Verbindungsabschnitte 153B jedes Spulenmoduls 150B radial weiter entfernt von der Kernbaugruppe CA angeordnet sind. Die isolierenden Abdeckungen 161 bis 164 werden an der Kernbaugruppe CA befestigt, während die isolierenden Abdeckungen 161 und 163 axial miteinander bei dem zweiten Ende der Kernbaugruppe CA überlappt werden und die isolierenden Abdeckungen 162 und 164 axial miteinander bei dem ersten Ende der Kernbaugruppe CA überlappt werden.
26 zeigt eine Draufsicht, die veranschaulicht, dass die isolierenden Abdeckungen 161 in Umlaufsrichtung angeordnet sind, während die ersten Spulenmodule 150A mit der Kernbaugruppe CA zusammengebaut sind. 27 zeigt eine Draufsicht, die veranschaulicht, dass die isolierenden Abdeckungen 161 und 163 in Umlaufsrichtung angeordnet sind, während die ersten und zweiten Spulenmodule 150A und 150B mit der Kernbaugruppe CA zusammengebaut sind. 28A zeigt eine longitudinale Schnittansicht, die veranschaulicht, dass die Spulenmodule 150A und 150B mit der Kernbaugruppe CA vor einer Befestigung der isolierenden Abdeckungen 161 und 163 an der Kernbaugruppe CA unter Verwendung von Befestigungsstiften 191 zusammengebaut sind. 28B zeigt eine longitudinale Schnittansicht, die veranschaulicht, dass die Spulenmodule 150A und 150B mit der Kernbaugruppe CA nach einer Befestigung der isolierenden Abdeckungen 161 und 163 an der Kernbaugruppe CA unter Verwendung der Befestigungsstifte 191 zusammengebaut sind.
Wie es in 26 veranschaulicht ist, sind, während die ersten Spulenmodule 150 mit der Kernbaugruppe CA zusammengebaut sind, die isolierenden Abdeckungen 161 in Umlaufsrichtung derart angeordnet, dass die Seitenwände 171 jedes in Umlaufsrichtung benachbarten Paars der isolierenden Abdeckungen 161 einander gegenüberliegen, wobei sie in Kontakt miteinander oder benachbart zueinander sind. Jedes in Umlaufsrichtung benachbarte Paar der isolierenden Abdeckungen 161 ist derart angeordnet, dass eine Grenzlinie LB, die sich entlang der gegenüberliegenden Seitenwände 171 erstreckt, axial auf eine entsprechende der Vertiefungen 105 ausgerichtet ist, die in der äußeren Oberfläche der Endplatte 91 des inneren zylindrischen Elements 81 ausgebildet ist. Da die Seitenwände 171 jedes in Umlaufsrichtung benachbarten Paars der isolierenden Abdeckungen 161 in Kontakt miteinander oder benachbart zueinander sind, bilden die Vertiefungen 177 jedes in Umlaufsrichtung benachbarten Paars der isolierenden Abdeckungen 161 ein Durchgangsloch, das sich in der axialen Richtung erstreckt. Das Durchgangsloch, das in jedem in Umlaufsrichtung benachbarten Paar der isolierenden Abdeckungen 161 ausgebildet ist, ist axial auf die entsprechende der Vertiefungen 105 der Endplatte 91 des inneren zylindrischen Elements 81 ausgerichtet.
Die zweiten Spulenmodule 150B sind, wie es in 27 veranschaulicht ist, mit der Baugruppe der ersten Spulenmodule 150A und der Kernbaugruppe CA zusammengebaut. Dieses Zusammenbauen der zweiten Spulenmodule 150B mit der Kernbaugruppe CA resultiert darin, dass die Seitenwände 181 jedes in Umlaufsrichtung benachbarten Paars der isolierenden Abdeckungen 163 einander gegenüberliegen, wobei sie in Kontakt miteinander sind oder benachbart zueinander sind. Dieses Zusammenbauen der zweiten Spulenmodule 150B mit der Kernbaugruppe CA resultiert ebenso darin, dass die Verbindungsabschnitte 153A und 153B einander auf einem virtuellen Kreis schneiden, entlang dem die Zwischenleiterabschnitte 152 in Umlaufsrichtung angeordnet sind, während die Baugruppe der Spulenmodule 150A und 150B und der Kernbaugruppe CA von oben betrachtet wird. Jede isolierende Abdeckung 163 ist derart angeordnet, dass

(1) der Vorsprung 186 axial mit einer Grenze eines entsprechenden in Umlaufsrichtung benachbarten Paars der isolierenden Abdeckungen 161 überlappt
(2) das Durchgangsloch 187 axial auf das Durchgangsloch ausgerichtet ist, das durch die Vertiefungen 177 eines entsprechenden in Umlaufsrichtung benachbarten Paars der isolierenden Abdeckungen 161 definiert wird.

Wenn die zweiten Spulenmodule 150B mit der Baugruppe der ersten Spulenmodule 150A und der Kernbaugruppe CA zusammengebaut werden, wird der Vorsprung 186 jeder isolierenden Abdeckung 163 durch die Vorsprünge 178 eines entsprechenden in Umlaufsrichtung benachbarten Paars von isolierenden Abdeckungen 161 geführt. Dies resultiert darin, dass das Durchgangsloch 187 des Vorsprungs 186 jeder isolierenden Abdeckung 163 axial ausgerichtet ist auf

(1) das Durchgangsloch, das durch die Vertiefungen 177 eines entsprechenden in Umlaufsrichtung benachbarten Paars der isolierenden Abdeckungen 161 definiert ist
(2) eine entsprechende der Vertiefungen 105 der Endplatte 91 des inneren zylindrischen Elements 81.

Wenn die Spulenmodule 150B mit der Baugruppe der Kernbaugruppe CA und der Spulenmodule 150A zusammengebaut sind, ist das Durchgangsloch, das durch die Vertiefungen 177 von jedem in Umlaufsrichtung benachbarten Paar der isolierenden Abdeckungen 161 definiert wird, innen angeordnet. Es kann folglich eine Befürchtung geben, dass es schwierig ist, das Durchgangsloch 187 des Vorsprungs 186 von jeder isolierenden Abdeckung 163 auf das Durchgangsloch auszurichten, das durch die Vertiefungen 177 eines entsprechenden in Umlaufsrichtung benachbarten Paars der isolierenden Abdeckungen 161 definiert wird. Hinsichtlich einer derartigen Befürchtung wird der Vorsprung 186 jeder isolierenden Abdeckung 163 durch die Vorsprünge 187 eines entsprechenden in Umlaufsrichtung benachbarten Paars der isolierenden Abdeckungen 161 geführt. Dies ermöglicht es, das Durchgangsloch 187 des Vorsprungs 186 jeder isolierenden Abdeckung 163 auf das Durchgangsloch, das durch die Vertiefungen 177 eines entsprechenden in Umlaufsrichtung benachbarten Paars der isolierenden Abdeckungen 161 definiert wird, auf einfache Weise axial auszurichten.
Ein Verbinden der isolierenden Abdeckung 161 und der isolierenden Abdeckung 613 wird, wie es in den 28A und 28B veranschaulicht ist, durch den Befestigungsstift 191 bei einem Überlappen der isolierenden Abdeckung 161 mit dem Vorsprung 186 der isolierenden Abdeckung 163 erreicht. Spezifisch wird ein derartiges Verbinden erreicht, indem die Vertiefung 105 des inneren zylindrischen Elements 81, die Vertiefung 177 der isolierenden Abdeckung 161 und das Durchgangsloch 187 der isolierenden Abdeckung 163 aufeinander ausgerichtet werden und dann der Befestigungsstift 191 in diese eingeführt wird, wodurch die isolierenden Abdeckungen 161 und 163 mit dem inneren zylindrischen Element 81 fest befestigt werden. Dies resultiert in einer Verbindung von jeweiligen in Umlaufsrichtung benachbarten Spulenmodulen 150A und 150B mit der Kernbaugruppe CA bei dem Spulenende CE unter Verwendung des gemeinsamen Befestigungsstiftes 191. Es ist empfehlenswert, dass jeder der Befestigungsstifte 191 aus einem Material mit hoher thermischer Leitfähigkeit, wie beispielsweise Metall, hergestellt ist.
Wie es in 28(b) veranschaulicht ist, ist der Befestigungsstift 191, der entgegengesetzte obere und untere Enden in einer zugehörigen axialen Richtung aufweist, für jede isolierende Abdeckung 163 durch den Niedrighöhenabschnitt 186a der entsprechenden isolierenden Abdeckung 163 angeordnet wird. In diesem Zustand ist das obere Ende des Befestigungsstifts 191 angeordnet, um über den Niedrighöhenabschnitt 186a herauszuragen, während er axial niedriger als eine äußere Oberfläche, das heißt eine obere Oberfläche der äußeren Wand 182 der isolierenden Abdeckung 163 ist. Der Befestigungsstift 191 weist eine Länge in der zugehörigen axialen Richtung auf, wobei die Länge des Befestigungsstiftes 191 größer als der axial überlappte Abschnitt des Niedrighöhenabschnitts 186a des Vorsprungs 186 und der isolierenden Abdeckung 161 ist, sodass das obere Ende des Befestigungsstiftes 191, das über den Niedrighöhenabschnitt 186a herausragt, als eine Grenze dient. Die Grenze des Befestigungsstiftes 191 ermöglicht es, dass für ein Einführen jedes Befestigungsstiftes 191 durch das entsprechende Durchgangsloch 187 und das entsprechende Durchgangsloch, das durch die Vertiefungen 177 ausgebildet wird, in die entsprechende Vertiefung 105 der entsprechende Befestigungsstift 191 einfach durch das entsprechende Durchgangsloch 187 und das entsprechende Durchgangsloch, das durch die Vertiefungen 177 ausgebildet wird, in die entsprechende Vertiefung 105 eingeführt wird. Das obere Ende des Befestigungsstiftes 191 ist angeordnet, um axial niedriger als die äußere Oberfläche 173, das heißt die obere Oberfläche der isolierenden Abdeckung 163 zu sein. Dies verhindert eine Vergrößerung in der axialen Länge des Stators 60 aufgrund der herausragenden Befestigungsstifte 191.
Nachdem die isolierenden Abdeckungen 161 und 163 an der Kernbaugruppe CA unter Verwendung der Befestigungsstifte 191 befestigt sind, wird ein Haftmittel durch die Durchgangslöcher 188 der isolierenden Abdeckung 163 aufgebracht, sodass das aufgebrachte Haftmittel zwischen die axial überlappten isolierenden Abdeckungen 161 und 163 eingefüllt wird. Dies resultiert darin, dass die axial überlappten isolierenden Abdeckungen 161 und 163 stark miteinander verbunden sind. Zur Vereinfachung veranschaulichen die 28A und 28B, dass die Durchgangslöcher 188 durch den restlichen Teil der Vorsprünge 186 mit Ausnahme des Niedrighöhenabschnitts 186a der isolierenden Abdeckung 163 zwischen der äußeren Oberfläche (oberen Oberfläche) der äußeren Wand 182 und der äußeren Oberfläche, das heißt einer unteren Oberfläche einer Bodenwand der isolierenden Abdeckung 163 ausgebildet sind; die Bodenwand ist zu der äußeren Wand 182 entgegengesetzt. Tatsächlich können die Durchgangslöcher 188 durch einen Teil mit dünnerer Dicke des Vorsprungs 186 ausgebildet sein; der Teil mit dünnerer Dicke des Vorsprungs 186 ist in einer axialen Dicke kleiner als der Rest des Vorsprungs 186.
Die Befestigung der isolierenden Abdeckungen 161 und 163 unter Verwendung des Befestigungsstiftes 191 wird, wie es in 28(b) veranschaulicht ist, auf der axialen Endoberfläche der Statorhalteeinrichtung 70 erreicht, die radial innerhalb des Statorkerns 62 (das heißt der linken Seite der Zeichnung) angeordnet ist. Die isolierenden Abdeckungen 161 und 163 werden an der Statorhalteeinrichtung 70 unter Verwendung des Befestigungsstiftes 191 angebracht. Anders ausgedrückt sind die ersten Verbindungsabschnitte 153A an den axialen Enden der Statorhalteeinrichtung 70 fixiert. Die Statorhalteeinrichtung 70 weist den Kühlmittelpfad 85 darin auf, sodass Wärme, die von den ersten Wicklungssegmenten 151A erzeugt wird, direkt von den ersten oberen Verbindungsabschnitten 153A zu dem Kühlmittelpfad 85 der Statorhalteeinrichtung 70 oder einer Region der Statorhalteeinrichtung 70 um den Kühlmittelpfad 85 herum übertragen wird. Zusätzlich ist jeder Befestigungsstift 191 in einer entsprechenden der Vertiefungen 105 der Statorhalteeinrichtung 70 angeordnet, wodurch die Übertragung von Wärme zu der Statorhalteeinrichtung 70 durch den entsprechenden Befestigungsstift 191 vereinfacht wird. Die vorstehend beschriebene Konfiguration der rotierenden elektrischen Maschine 10 weist folglich eine höhere Leistungsfähigkeit einer Kühlung der Statorwicklung 61 auf.
Achtzehn isolierende Abdeckungen 161 und achtzehn isolierende Abdeckungen 163 sind angeordnet, um miteinander axial überlappt zu sein; die axial überlappten isolierenden Abdeckungen 161 und 173 bilden das Spulenende CE. Achtzehn Vertiefungen 105 sind in der äußeren Oberfläche der Statorhalteeinrichtung 70 ausgebildet. Die achtzehn isolierenden Abdeckungen 161 und die achtzehn isolierenden Abdeckungen 163 sind an der Kernbaugruppe CA bei den jeweiligen achtzehn Vertiefungen 105 und den achtzehn Befestigungsstiften 191 befestigt.
Wie die isolierenden Abdeckungen 162 und 164 mit dem ersten Ende der Kernbaugruppe CA in der axialen Richtung zusammengebaut sind, was jedoch nicht veranschaulicht ist, ist ähnlich dazu, wie die isolierenden Abdeckungen 161 und 163 mit dem zweiten Ende der Kernbaugruppe CA in der axialen Richtung zusammengebaut sind. Spezifisch wird die Befestigung der ersten Spulenmodule 150A zuerst erreicht, indem die Seitenwände 171 der jeweiligen in Umfangsrichtung benachbarten isolierenden Abdeckungen 162 in Kontakt miteinander oder nahe beieinander platziert werden, um ein sich axial erstreckendes Durchgangsloch durch die Vertiefungen 177 der isolierenden Abdeckungen 162 zu definieren. Das sich axial erstreckende Durchgangsloch ist auf eine entsprechende der Vertiefungen 106 ausgerichtet, die in dem axialen Ende des äußeren zylindrischen Elements 71 ausgebildet ist. Die Befestigung von jedem zweiten Spulenmodul 150B wird erreicht, um das Durchgangsloch 187 der isolierenden Abdeckung 164 auf das Durchgangsloch der isolierenden Abdeckung 163 und die Vertiefung 106 des äußeren zylindrischen Elements 71 auszurichten. Der Befestigungsstift 191 wird in die Vertiefungen 106 und 177 und das Durchgangsloch 187 eingeführt, wodurch die isolierenden Abdeckungen 162 und 164 fest an dem äußeren zylindrischen Element 71 angebracht werden.
Vorzugsweise werden alle Spulenmodule 150A mit der äußeren Umfangsoberfläche der Kernbaugruppe CA zusammengebaut, wobei danach alle Spulenmodule 150B mit der äußeren Umfangsoberfläche der Kernbaugruppe CA zusammengebaut werden und die isolierenden Abdeckungen 161 bis 164 an der Kernbaugruppe CA unter Verwendung der Befestigungsstifte 191 befestigt werden. Alternativ hierzu wird ein erster Schritt zum Befestigen eines Paars von einem ersten Spulenmodul 150A und einem zweiten Spulenmodul 150B aneinander unter Verwendung eines Befestigungsstiftes 191 ausgeführt. Als nächstes wird ein zweiter Schritt zum Zusammenbauen mit der äußeren Umfangsoberfläche der Kernbaugruppe CA des ersten Spulenmoduls 150A und des zweiten Spulenmoduls 150B, die aneinander durch den Befestigungsstift 191 befestigt sind, ausgeführt. Dann werden der erste Schritt und der zweite Schritt wiederholt ausgeführt.
Als nächstes wird nachstehend das Stromschienenmodul 200 beschrieben.
Das Stromschienenmodul 200 ist elektrisch mit den Wicklungssegmenten 151 der Spulenmodule 150 verbunden, sodass

(1) erste Enden der Wicklungssegmente 151 für die U-Phase parallel zueinander geschaltet sind
(2) erste Enden der Wicklungssegmente 151 für die V-Phase parallel zueinander geschaltet sind
(3) erste Enden der Wicklungssegmente 151 für die W-Phase parallel zueinander geschaltet sind
(4) zweite Enden, die zu den ersten Enden entgegengesetzt sind, der Wicklungssegmente 151 für alle Phasen miteinander bei einem neutralen Punkt verbunden werden.

29 zeigt eine perspektivische Ansicht des Stromschienenmoduls 200. 30 zeigt eine longitudinale Schnittansicht eines Teils des Stromschienenmoduls 200.
Das Stromschienenmodul 200 umfasst den ringförmigen Ring 201, eine Vielzahl von Verbindungsanschlüssen 202 und drei Eingangs-/Ausgangs-(I/0-)Anschlüsse 203, die für die jeweiligen Phasenwicklungen bereitgestellt werden. Die Verbindungsanschlüsse 202 erstrecken sich von dem ringförmigen Ring 201. Der ringförmige Ring 201 ist aus einem isolierenden Element, wie beispielsweise einem Harz beziehungsweise Kunststoff, in einer kreisförmigen Form hergestellt.
Der ringförmige Ring 201 umfasst, wie es in 30 veranschaulicht ist, eine Vielzahl von, das heißt in dieser Modifikation fünf, im Wesentlichen ringförmigen Platten 204, die in der gleichen axialen Richtung gestapelt sind. Die ringförmigen Platten 204 werden auch als im Wesentlichen ringförmige gestapelte Platten 204 bezeichnet.
Das Stromschienenmodul 200 umfasst ebenso vier Stromschienen 211 bis 214. Jede der Stromschienen 211 bis 214 ist zwischen einem entsprechenden axial benachbarten Paar von ringförmigen gestapelten Platten 204 angeordnet. Jede der Stromschienen 211 bis 214 weist eine ringförmige Form auf. Die Stromschienen 211 bis 214 umfassen eine U-Phase-Stromschiene 211, eine V-Phase-Stromschiene 212, eine W-Phase-Stromschiene 213 und eine Neutralpunkt-Stromschiene 214. Diese Stromschienen 211 bis 214 sind in der axialen Richtung des ringförmigen Rings 201 ausgerichtet, während zugehörige Schienenflächen einander gegenüberliegen.
Jede der Stromschienen 211 bis 214 ist an einem entsprechenden axial benachbarten Paar von ringförmigen gestapelten Platten 204 angeheftet. Beispielsweise werden vorzugsweise Haftmittelblätter für ein Verbinden von jeder der Stromschienen 211 bis 214 mit einem entsprechenden axial benachbarten Paar von ringförmigen gestapelten Platten 204 verwendet. Ein halbflüssiges Haftmittel oder ein flüssiges Haftmittel kann alternativ hierzu auf entgegengesetzte Hauptoberflächen jeder gestapelten Platte 204 für ein Verbinden von jeder der Stromschienen 211 bis 214 mit einem entsprechenden axial benachbarten Paar von ringförmigen gestapelten Platten 204 aufgebracht werden. Die einen Enden der Verbindungsanschlüsse 202 sind jeweils mit einer entsprechenden der Stromschienen 211 bis 214 in dem ringförmigen Ring 201 verbunden, wobei die anderen Enden der Verbindungsanschlüsse 202 radial nach außen von dem ringförmigen Ring 201 herausragen.
Eine obere Oberfläche des ringförmigen Rings 201, das heißt eine am weitesten außen liegende der fünf gestapelten Platten 204, weist darauf ausgebildet den Vorsprung 201a auf, der sich in einer ringförmigen Form erstreckt.
Das Stromschienenmodul 200 kann ausgelegt werden, solange die Stromschienen 211 bis 214 in dem ringförmigen Ring 201 eingebettet sind. Beispielsweise können der ringförmige Ring 201 und die Stromschienen 211 bis 214, die bei regelmäßigen Intervallen angeordnet sind, integral eingeformt sein. Obwohl die Stromschienen 211 bis 214 des Stromschienenmoduls 200 in der axialen Richtung ausgerichtet sind, während die Stromschienenoberfläche von jeder Stromschiene 211 bis 214 zu der axialen Richtung senkrecht ist, kann jedoch die Anordnung der Stromschienen 211 bis 214 optional sein. Beispielsweise sind die Stromschienen 211 bis 214 des Stromschienenmoduls 200 in der radialen Richtung ausgerichtet. Zwei der Stromschienen 211 bis 214 können alternativ hierzu in der axialen Richtung ausgerichtet sein, wobei die restlichen zugehörigen zwei in der radialen Richtung ausgerichtet sein können. Die Stromschienen 211 bis 214 können sich in jeweilige Richtungen erstrecken.
Die Verbindungsanschlüsse 202 sind, wie es in 29 veranschaulicht ist, in der Umlaufsrichtung des ringförmigen Rings 201 ausgerichtet. Jeder der Verbindungsanschlüsse 202 erstreckt sich in der axialen Richtung des ringförmigen Rings 201 radial außerhalb des Stromschienenmoduls 200. Die Verbindungsanschlüsse 202 umfassen Verbindungsanschlüsse, die mit der U-Phase-Stromschiene 211 verbunden sind, Verbindungsanschlüsse, die mit der V-Phase-Stromschiene 212 verbunden sind, Verbindungsanschlüsse, die mit der W-Phase-Stromschiene 213 verbunden sind, und Verbindungsanschlüsse, die mit der Neutralpunkt-Stromschiene 214 verbunden sind. Die Anzahl von Verbindungsanschlüssen 202 wird eingestellt, um identisch zu der Anzahl von Wicklungsenden 154 und 155 der Wicklungssegmente 151 der Spulenmodule 150 zu sein, sodass die Verbindungsanschlüsse 202 jeweils mit den Wicklungsenden 154 und 155 verbunden sind. Dies resultiert darin, dass das Stromschienenmodul 200 mit jedem auf den U-Phase-Wicklungssegmenten 151, den V-Phase-Wicklungssegmenten 151 und den W-Phase-Wicklungssegmenten 151 verbunden ist.
Die I/O-Anschlüsse 203 sind beispielsweise aus einem Stromschienenmaterial hergestellt und erstrecken sich in der axialen Richtung. Die I/O-Anschlüsse 203 umfassen einen U-Phase-I/O-Anschluss 203U, einen V-Phase-I/O-Anschluss 203V und einen W-Phase-I/O-Anschluss 203W. Der U-Phase-I/O-Anschluss 203U, der V-Phase-I/O-Anschluss 203V und der W-Phase-I/O-Anschluss 203W sind mit der jeweiligen U-Phase-Stromschiene 211, V-Phase-Stromschiene 212 und W-Phase-Stromschiene 213 in dem ringförmigen Ring 201 verbunden. Eine elektrische Leistung wird in jede Phasenwicklung der Statorwicklung 61 von einem nicht veranschaulichten Wechselrichter durch einen entsprechenden der I/O-Anschlüsse 203 eingegeben. Eine elektrische Leistung wird zu dem nicht veranschaulichten Wechselrichter von jeder Phasenwicklung der Statorwicklung 61 von einem nicht veranschaulichten Wechselrichter über einen entsprechenden der I/O-Anschlüsse 203 ausgegeben.
Stromsensoren können integral in das Stromschienenmodul 200 für ein jeweiliges Messen eines U-Phase-Stroms, eines V-Phase-Stroms und eines W-Phase-Stroms eingebaut sein. In diesem Fall können Strommessungsanschlüsse für das Stromschienenmodul 200 bereitgestellt sein. Elektrische Strominformationen, die durch jeden Stromsensor gemessen werden, können zu einer nicht veranschaulichten Steuerungseinrichtung über ein entsprechendes der Strommessungsanschlüsse ausgegeben werden.
Der ringförmige Ring 201 weist eine innere Umfangsoberfläche sowie Vorsprünge 205 auf, die sich radial nach innen von der inneren Umfangsoberfläche erstrecken. Jede der Vorsprünge 205 dient als eine Befestigungseinrichtung, die an der Statorhalteeinrichtung 70 zu fixieren ist. Jeder der Vorsprünge 205 weist ein sich erstreckendes Ende auf, wobei das Durchgangsloch 206 durch das zugehörige sich erstreckende Ende ausgebildet ist. Das Durchgangsloch 206 jedes Vorsprungs 205 erstreckt sich in der axialen Richtung des ringförmigen Rings 201.
31 zeigt eine perspektivische Ansicht, die das Stromschienenmodul 200 veranschaulicht, das mit der Statorhalteeinrichtung 70 zusammengebaut ist. 32 zeigt eine longitudinale Schnittansicht, die veranschaulicht, wie das Stromschienenmodul 200 an der Statorhalteeinrichtung 70 fixiert ist. Die Struktur der Statorhalteeinrichtung 70, bevor das Stromschienenmodul 200 mit der Statorhalteeinrichtung 70 zusammengebaut wird, ist in 12 veranschaulicht.
Das Stromschienenmodul 200 wird, wie es in 31 veranschaulicht ist, an der Endplatte 91 angebracht und umgibt die Nabe 92 des inneren zylindrischen Elements 81. Das Stromschienenmodul 200 wird mit den Stäben 95 (siehe 12) zusammengebaut, sodass das Stromschienenmodul 200 positioniert wird. Das Stromschienenmodul 200 wird dann mit dem inneren zylindrischen Element 81 der Statorhalteeinrichtung 70 unter Verwendung von Befestigungseinrichtungen 217, wie beispielsweise Bolzen beziehungsweise Schrauben, zusammengebaut.
Genauer gesagt werden, wie es in 32 veranschaulicht ist, die Stäbe 95 an der Endplatte 91 des inneren zylindrischen Elements 81 angebracht und radial außerhalb der Nabe 92 angeordnet. Jeder der Stäbe 95 erstreckt sich von der Endplatte 91 in der axialen Richtung der Endplatte 91. Das Stromschienenmodul 200 wird durch die Befestigungseinrichtungen 217 an den Stäben 95 befestigt, wobei die Stäbe 95 in die Durchgangslöcher 206 eingeführt sind, die in den Vorsprüngen 205 ausgebildet sind. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Befestigung des Stromschienenmoduls 200 unter Verwendung der Halterungsplatten 220, die aus einem metallischen Material, wie beispielsweise Eisen, hergestellt sind, erreicht. Jede der Halterungsplatten 220 umfasst den Verbindungsbefestigungsabschnitt 222, den Drückabschnitt 223 und den Montageabschnitt 224. Der Verbindungsbefestigungsabschnitt 222 weist darin ausgebildet das Durchgangsloch 221 auf, durch das die Befestigungseinrichtung 217 hindurchgeht. Der Drückabschnitt 223 arbeitet, um die obere Oberfläche des ringförmigen Rings 201 des Stromschienenmoduls 200 zu drücken. Der Montageabschnitt 224 ist zwischen den Verbindungsbefestigungsabschnitten 222 und dem Drückabschnitt 223 angeordnet.
Jede der Halterungsplatten 220 ist auf dem ringförmigen Ring 201 angeordnet, wobei die Befestigungseinrichtung 217 in das Durchgangsloch 221 der Halterungsplatte 220 eingeführt ist und mit den Stäben 95 des inneren zylindrischen Elements 81 in einem Schraubeingriff ist. Der Drückabschnitt 223 der Halterungsplatte 220 ist in Kontakt mit der oberen Oberfläche des ringförmigen Rings 201 des Stromschienenmoduls 200 platziert. Das Einschrauben der Befestigungseinrichtungen 217 in die Stäbe 95 verursacht, dass die Halterungsplatten 220 nach unten gedrückt werden, wie es in der Zeichnung betrachtet wird, sodass der ringförmige Ring 201 nach unten durch die Drückabschnitte 223 gedrückt wird. Der nach unten gerichtete Druck, der durch das Schrauben von jeder der Befestigungseinrichtungen 217 erzeugt wird, wird zu dem Drückabschnitt 223 durch den Montageabschnitt 224 übertragen, sodass der ringförmige Ring 201 durch den Drückabschnitt 223 mit der Hilfe eines elastischen Drucks, der durch den Montageabschnitt 224 erzeugt wird, gedrückt wird.
Der ringförmige Ring 201 weist, wie es vorstehend beschrieben ist, den ringförmigen Vorsprung 201a auf, der auf der zugehörigen oberen Oberfläche angeordnet ist. Der Kopf (das heißt der Drückabschnitt 223) jeder der Halterungsplatten 220 kann mit dem ringförmigen Vorsprung 201a in Kontakt gebracht werden. Dies beseitigt ein Risiko, dass der nach unten gerichtete Druck, der durch die Halterungsplatte 220 erzeugt wird, radial nach außen verteilt wird, wodurch die Stabilität bei einer Übertragung des Drucks zu den Drückabschnitten 223 sichergestellt wird, wenn er durch das Schrauben der Befestigungseinrichtungen 217 erzeugt wird.
Nachdem das Stromschienenmodul 200 an der Statorhalteeinrichtung 70 befestigt worden ist, sind die I/O-Anschlüsse 203, wie es in 31 veranschaulicht ist, angeordnet, um in Umlaufsrichtung 180° entgegengesetzt zu der Einlassöffnung 86a und der Auslassöffnung 87a, die mit dem Kühlmittelpfad 85 in Verbindung stehen, zu sein. Die I/O-Anschlüsse 203 und die Einlass- und Auslassöffnungen 86a und 87a können alternativ hierzu angeordnet sein, um nahe beieinander zu liegen.
Als nächstes wird nachfolgend das Leitungselement 230 beschrieben, das die I/O-Anschlüsse 203 des Stromschienenmoduls 200 mit einer externen Vorrichtung der rotierenden elektrischen Maschine 10 elektrisch verbindet.
Die rotierende elektrische Maschine 10 ist, wie es in 1 veranschaulicht ist, konfiguriert, die I/O-Anschlüsse 203 des Stromschienenmoduls 200 angeordnet aufzuweisen, um nach außen von der Gehäuseabdeckung 242 herauszuragen. Die I/O-Anschlüsse 203 sind mit dem Leitungselement 230 außerhalb der Gehäuseabdeckung 242 verbunden. Das Leitungselement 230 ist konfiguriert, die I/O-Anschlüsse 203 für die jeweiligen Phasen, die sich von dem Stromschienenmodul 200 erstrecken, mit Stromleitungen für die jeweiligen Phasen zu verbinden, die sich von einer externen Vorrichtung, wie beispielsweise einem Wechselrichter, erstrecken.
33 zeigt eine longitudinale Schnittansicht, die die Gehäuseabdeckung 242 veranschaulicht, an der das Leitungselement 230 angebracht ist. 34 zeigt eine perspektivische Ansicht des Leitungselements 230. Die Gehäuseabdeckung 242 weist, wie es in 34 gesehen werden kann, die Durchgangslöcher 242a auf, die durch sie hindurch ausgebildet sind. Die Durchgangslöcher 242a ermöglichen es, dass die I/O-Anschlüsse 203 von der Innenseite der Gehäuseabdeckung 242 herausgezogen werden.
Das Leitungselement 230 umfasst die Basis 231, die an der Gehäuseabdeckung 242 befestigt ist, und den Anschlussstecker 232, der in das Durchgangsloch 242a der Gehäuseabdeckung 242 eingepasst ist. Der Anschlussstecker 232 weist darin ausgebildet drei Durchgangslöcher 233 auf, durch die drei I/O-Anschlüsse 203 für die jeweiligen Phasen hindurchgehen. Die Durchgangslöcher 233 sind geformt, um verlängerte Abschnitte aufzuweisen, die im Wesentlichen aufeinander ausgerichtet sind.
Die Basis 231 weist daran angebracht drei Leitungsstromschienen 234 für die jeweiligen Phasen auf. Jede der Leitungsstromschienen 234 ist in einer L-Form gebogen und an der Basis 231 unter Verwendung der Befestigungseinrichtung 235, wie beispielsweise eines Bolzens beziehungsweise einer Schraube, befestigt. Jede der Leitungsstromschienen 234 ist ebenso unter Verwendung der Befestigungseinrichtung 236, wie beispielsweise einer Kombination aus einer Schraube und einer Mutter, mit dem Kopf des I/O-Anschlusses 203 verbunden, der in einem entsprechenden der Durchgangslöcher 233 des Anschlusssteckers 232 angeordnet ist.
Mit dem Leitungselement 230 können nicht veranschaulichte Drei-Phasen-Leistungsdrähte verbunden sein. Dies ermöglicht es, dass Leistung in die oder aus den Drei-Phasen-I/O-Anschlüssen 203 eingegeben oder ausgegeben wird.
Die Struktur eines Steuerungssystems zum Steuern eines Betriebs der rotierenden elektrischen Maschine 10 wird nachstehend beschrieben. 35 zeigt ein elektrisches Schaltungsdiagramm des Steuerungssystems für die rotierende elektrische Maschine 10. 36 zeigt ein Funktionsblockschaltbild, das Steuerungsschritte veranschaulicht, die durch die Steuerungseinrichtung 270 ausgeführt werden.
Die Statorwicklung 61 ist, wie es in 35 veranschaulicht ist, aus einer U-Phase-Wicklung, einer V-Phase-Wicklung und einer W-Phase-Wicklung gebildet. Die Statorwicklung 61 verbindet den Wechselrichter 260, der als ein Leistungswandler arbeitet. Der Wechselrichter 260 wird aus einer Brückenschaltung gebildet, die so viele obere und untere Arme wie die Phasen der Statorwicklung 61 aufweist. Der Wechselrichter 260 ist mit einem in Reihe geschalteten Teil ausgestattet, der aus dem Oberarmschalter 261 und dem Unterarmschalter 262 für jede Phase gebildet wird. Jeder der Schalter 261 und 262 wird durch eine entsprechende der Ansteuerungsschaltungen 263 ein- oder ausgeschaltet, um eine entsprechende der Phasenwicklungen mit Energie zu versorgen oder von der Energieversorgung zu trennen. Jeder der Schalter 261 und 262 wird beispielsweise aus einem Halbleiterschalter, wie beispielsweise einem MOSFET oder einem IGBT, gebildet. Der Kondensator 264 ist ebenso mit jedem der in Reihe geschalteten Teile, die aus den Schaltern 261 und 262 gebildet werden, verbunden, um eine elektrische Ladung auszugeben, die erforderlich ist, um Schaltbetriebe der Schalter 261 und 262 zu erreichen.
Zwischenverbindungen der Oberarmschalter 261 und der Unterarmschalter 262 sind mit Enden der U-Phase-Wicklung, der V-Phase-Wicklung und der W-Phase-Wicklung verbunden. Die U-Phase-Wicklung, die V-Phase-Wicklung und die W-Phase-Wicklung sind in der Form einer Sternverbindung (das heißt einer Y-Verbindung) verbunden. Die anderen Enden der U-Phase-Wicklung, der V-Phase-Wicklung und der W-Phase-Wicklung sind miteinander bei einem neutralen Punkt verbunden.
Die Steuerungsvorrichtung 270 dient als eine Steuerungseinrichtung und wird aus einem Mikrocomputer gebildet, der mit einer CPU und Speichern ausgestattet ist. Die Steuerungsvorrichtung 270 analysiert Informationen über Parameter, die in der rotierenden elektrischen Maschine 10 erfasst werden, oder eine Anforderung für eine Motorbetriebsart oder eine Generatorbetriebsart, in der die rotierende elektrische Maschine 10 arbeitet, um Schaltbetriebe der Schalter 261 und 262 zu steuern, um die Statorwicklung 61 anzuregen oder abzuregen. Die Parameter, die über die rotierende elektrische Maschine 10 hergeleitet werden, umfassen eine Winkelposition (das heißt einen elektrischen Winkel) des Rotors 20, die durch eine Winkelerfassungseinrichtung, wie beispielsweise einen Drehmelder, gemessen wird, eine Spannung bei einer Leistungszufuhr (das heißt eine Spannung, die in dem Wechselrichter eingegeben wird), die durch einen Spannungssensor gemessen wird, und/oder einen Anregungsstrom für jede Phasenwicklung, der durch einen Stromsensor gemessen wird. Beispielsweise führt die Steuerungsvorrichtung 270 einen PWM-Betrieb bei einer vorgegebenen Schaltfrequenz (das heißt Trägerfrequenz) oder einem Betrieb, der eine Rechteckwelle verwendet, um die Schalter 261 und 262 einzuschalten oder auszuschalten, aus. Die Steuerungsvorrichtung 270 kann als eine eingebaute Steuerungseinrichtung, die innerhalb der rotierenden elektrischen Maschine 10 eingebaut ist, oder als eine externe Steuerungseinrichtung ausgelegt sein, die außerhalb der rotierenden elektrischen Maschine 10 angeordnet ist.
Die rotierende elektrische Maschine 10 gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist eine verkleinerte elektrische Zeitkonstante auf, da die rotierende elektrische Maschine 10 eine schlitzfreie beziehungsweise nutenlose Struktur (das heißt eine zahnlose Struktur) aufweist, sodass der Stator 60 eine verkleinerte Induktivität aufweist. Im Hinblick auf die verkleinerte elektrische Zeitkonstante ist es zu bevorzugen, die Schaltfrequenz (das heißt Trägerfrequenz) zu vergrößern, um die Schaltgeschwindigkeit in der rotierenden elektrischen Maschine 10 zu steigern. Im Hinblick auf derartige Anforderungen ist der Kondensator 264, der als ein Ladungszufuhrkondensator dient, parallel zu dem in Reihe geschalteten Teil, der aus den Schaltern 261 und 262 gebildet wird, für jede Phase der Statorwicklung 61 geschaltet, wodurch die Verdrahtungsinduktivität verringert wird, was elektrische Spannungsstöße bewältigt, obwohl die Schaltgeschwindigkeit gesteigert wird.
Der Wechselrichter 260 ist bei einem zugehörigen Hochpotentialanschluss mit einem positiven Anschluss der DC-Leistungszufuhr 265 und bei einem zugehörigen Niedrigpotentialanschluss mit einem negativen Anschluss (das heißt Masse beziehungsweise Erdung) der DC-Leistungszufuhr 265 verbunden. Die DC-Leistungszufuhr 265 ist beispielsweise aus einer Baugruppe aus einer Vielzahl von elektrischen Zellen gebildet, die in Reihe zueinander geschaltet sind. Der Glättungskondensator 266 ist mit den Hoch- und Niedrigpotentialanschlüssen des Wechselrichters 260 parallel zu der DC-Leistungszufuhr 265 angeschlossen.
36 zeigt ein Blockschaltbild, das einen Stromregelungsbetrieb zur Steuerung von elektrischen Strömen, die zu der U-Phase-Wicklung, der V-Phase-Wicklung und der W-Phase-Wicklung zugeführt werden, veranschaulicht.
In 36 verwendet eine Strombefehlsbestimmungseinrichtung 271 eine Drehmoment-dq-Abbildung, um Strombefehlswerte für die d-Achse und die q-Achse unter Verwendung eines Drehmomentbefehlswerts in der Motorbetriebsart der rotierenden elektrischen Maschine 10 (der auch als ein Motorbetriebsartdrehmomentbefehlswert bezeichnet wird), eines Drehmomentbefehlswerts in der Generatorbetriebsart der rotierenden elektrischen Maschine 10 (der auch als ein Generatorbetriebsartdrehmomentbefehlswert bezeichnet wird) und einer elektrischen Winkelgeschwindigkeit ω, die hergeleitet wird, indem ein elektrischer Winkel θ in Bezug auf die Zeit differenziert wird, zu bestimmen. Der Generatorbetriebsartdrehmomentbefehlswert ist ein regenerativer Drehmomentbefehlswert in einem Fall, bei dem die rotierende elektrische Maschine 10 als eine Leistungsquelle eines Fahrzeugs verwendet wird.
Die d-q-Umwandlungseinrichtung 272 arbeitet, um Ströme (das heißt Drei-Phasen-Ströme), die durch Stromsensoren gemessen werden, die für die jeweiligen Phasenwicklungen angebracht sind, in einen d-Achsen-Strom und einen q-Achsen-Strom umzuwandeln, die Komponenten in einem zweidimensionalen rotierenden kartesischen Koordinatensystem sind, in dem eine d-Achse als eine Richtung einer Achse eines Magnetfelds oder als eine Feldrichtung definiert ist.
Die d-Achsen-Stromregelungsvorrichtung 273 bestimmt eine Befehlsspannung für die d-Achse als eine manipulierte Variable, um den d-Achsen-Strom in Übereinstimmung mit dem Strombefehlswert für die d-Achse in einer Regelungsbetriebsart zu bringen. Die d-Achse-Stromregelungsvorrichtung 274 bestimmt eine Befehlsspannung für die q-Achse als eine manipulierte Variable, um den q-Achsen-Strom in Übereinstimmung mit dem Strombefehlswert für die q-Achse in einer Regelungsbetriebsart zu bringen. Die Regelungsvorrichtungen 273 und 274 berechnen die Befehlsspannung als eine Funktion einer Abweichung von jedem des D-Achsen-Stroms und des q-Achsen-Stroms von einem entsprechenden der Strombefehlswerte unter Verwendung von PI-Regelungstechniken.
Der Drei-Phasen-Wandler 275 arbeitet, um die Befehlswerte für die d-Achse und die q-Achse in Befehlswerte für die U-Phase-, V-Phase- und W-Phase-Wicklungen umzuwandeln. Jede der Vorrichtungen 271 bis 275 ist als eine Regelungseinrichtung ausgelegt, um einen Regelungsbetrieb für einen fundamentalen Strom in der d-q-Transformationstheorie auszuführen. Die Befehlsspannungen für die U-Phase-, V-Phase- und W-Phase-Wicklungen sind Regelungswerte.
Die Betriebssignalerzeugungseinrichtung 276 verwendet den bekannten Dreieckswellenträgervergleich, um Betriebssignale für den Wechselrichter 260 als eine Funktion der Drei-Phasen-Befehlsspannungen zu erzeugen. Spezifisch arbeitet die Betriebssignalerzeugungseinrichtung 267, um Schaltbetriebssignale (das heißt Tastgradsignale) für die oberen und unteren Arme für die Drei-Phasen-Wicklungen (das heißt die U-, V- und W-Phase-Wicklungen) unter einer PWM-Steuerung auf der Grundlage eines Vergleichs von Pegeln von Signalen, die durch ein Normalisieren der Drei-Phasen-Befehlsspannungen unter Verwendung der Leistungszufuhrspannung hergeleitet werden, mit einem Pegel eines Trägersignals, wie beispielsweise eines Dreieckswellensignals, zu erzeugen. Die Schaltbetriebssignale, die durch die Betriebssignalerzeugungseinrichtung 267 erzeugt werden, werden zu den Ansteuerungseinrichtungen 263 des Wechselrichters 260 ausgegeben. Die Ansteuerungseinrichtungen 263 schalten die Schalter 261 und 263 für die Phasenwicklungen ein oder aus.
Nachfolgend wird ein Drehmomentregelungsbetrieb beschrieben. Dieser Betrieb dient dazu, eine Ausgabe der rotierenden elektrischen Maschine 10 zu vergrößern und einen Drehmomentverlust in der rotierenden elektrischen Maschine 10 beispielsweise in einem Hochgeschwindigkeits- und Hochausgabebereich zu verringern, wobei eine Ausgabespannung des Wechselrichters 260 ansteigt. Die Steuerungseinrichtung 270 wählt einen des Drehmomentregelungsbetriebs und des Stromregelungsbetriebs aus und führt den ausgewählten als eine Funktion einer Betriebsbedingung der rotierenden elektrischen Maschine 10 aus.
37 zeigt den Drehmomentregelungsbetrieb für die U-, V- und W-Phase-Wicklungen.
Die Spannungsamplitudenberechnungseinrichtung 281 arbeitet, um einen Spannungsamplitudenbefehl zu berechnen, der ein Befehlswert eines Grads eines Spannungsvektors als eine Funktion des Motorbetriebsartdrehmomentbefehlswerts oder des Generatorbetriebsartdrehmomentbefehlswerts für die rotierende elektrische Maschine 10 und der elektrischen Winkelgeschwindigkeit ω, die durch ein Differenzieren des elektrischen Winkels θ in Bezug auf die Zeit hergeleitet wird, zu berechnen.
Der d-q-Wandler 282 arbeitet wie der d-q-Wandler 272, um Ströme, die durch Stromsensoren gemessen werden, die für die jeweiligen Phasenwicklungen angebracht sind, in einen d-Achsen-Strom und einen q-Achsen-Strom, die Komponenten sind, umzuwandeln. Die Drehmomentberechnungseinheit 283 berechnet einen Drehmomentwert in der U-Phase, der V-Phase oder der W-Phase als eine Funktion des d-Achsen-Stroms und des q-Achsen-Stroms, die durch den d-q-Wandler 282 umgewandelt werden. Die Drehmomentberechnungseinrichtung 283 kann ausgelegt sein, den Spannungsamplitudenbefehl unter Verwendung einer Abbildung zu berechnen, die Beziehungen zwischen dem d-Achsen-Strom, dem q-Achsen-Strom und dem Spannungsamplitudenbefehl auflistet.
Die Drehmomentregelungseinrichtung 284 berechnet einen Spannungsphasenbefehl, der ein Befehlswert für eine Phase des Spannungsvektors ist, als eine manipulierte Variable, um den geschätzten Drehmomentwert in Übereinstimmung mit dem Motorbetriebsartdrehmomentbefehlswert oder dem Generatorbetriebsartdrehmomentbefehlswert in der Regelungsbetriebsart zu bringen. Spezifisch berechnet die Drehmomentregelungseinrichtung 284 den Spannungsphasenbefehl als eine Funktion einer Abweichung des geschätzten Drehmomentwerts von dem Motorbetriebsartdrehmomentbefehlswert oder dem Generatorbetriebsartdrehmomentbefehlswert unter Verwendung von PI-Regelungstechniken.
Die Betriebssignalerzeugungseinrichtung 285 arbeitet, um das Betriebssignal für den Wechselrichter 260 unter Verwendung des Spannungsamplitudenbefehls, des Spannungsphasenbefehls und des elektrischen Winkels θ zu erzeugen. Spezifisch berechnet die Betriebssignalerzeugungseinrichtung 285 die Befehlswerte für die Drei-Phasen-Wicklungen auf der Grundlage des Spannungsamplitudenbefehls, des Spannungsphasenbefehls und des elektrischen Winkels θ, wobei sie dann Schaltbetriebssignale für die oberen und unteren Arme für die Drei-Phasen-Wicklungen mittels einer PWM-Steuerung auf der Grundlage eines Vergleichs von Pegeln von Signalen, die durch ein Normalisieren der Drei-Phasen-Befehlsspannungen unter Verwendung der Leistungszufuhrspannung hergeleitet werden, mit einem Pegel eines Trägersignals, wie beispielsweise eines Dreieckswellensignals, erzeugt. Die Schaltbetriebssignale, die durch die Betriebssignalerzeugungseinrichtung 285 erzeugt werden, werden dann zu den Ansteuerungseinrichtungen 263 des Wechselrichters 260 ausgegeben. Die Ansteuerungseinrichtungen 263 schalten die Schalter 261 und 262 für die Phasenwicklungen ein oder aus.
Die Betriebssignalerzeugungseinrichtung 285 kann alternativ hierzu ausgelegt sein, die Schaltbetriebssignale unter Verwendung von Impulsmusterinformationen, die Abbildungsinformationen über Beziehungen zwischen dem Spannungsamplitudenbefehl, dem Spannungsphasenbefehl, dem elektrischen Winkel θ und dem Schaltbetriebssignal sind, des Spannungsamplitudenbefehls, des Spannungsphasenbefehls und des elektrischen Winkels θ zu erzeugen.
(Modifikationen)
Modifikationen des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels werden nachstehend beschrieben.
Die Anordnung der Magnete der Magneteinheit 22 kann in der nachstehend beschriebenen Art und Weise modifiziert werden. Die Magnete 32 der Magneteinheit 22, die in 38 veranschaulicht ist, sind jeweils konfiguriert, eine leichte Achse einer Magnetisierung aufzuweisen, die zu der radialen Richtung der Magneteinheit 22 schräg ist und entlang der ein Magnetpfad erzeugt wird, um sich linear zu erstrecken. Diese Struktur ermöglicht es ebenso, dass der Magnetpfad in jedem der Magnete 32 erzeugt wird, um eine Länge aufzuweisen, die größer als die Abmessung oder Dicke der Magnete 32 in der radialen Richtung ist, wodurch die Permeanz in den Magneten 32 gesteigert wird.
Die Magneteinheit 22 kann alternativ hierzu ausgelegt sein, eine Halbachanordnung aufzuweisen.
Jeder der Verbindungsabschnitte 151 jedes Wicklungssegments 151 kann gebogen sein, um sich zu der radial innenliegenden Richtung oder radial außenliegenden Richtung zu erstrecken. Spezifisch kann jeder erste Verbindungsabschnitt 153A gebogen werden, um näher an der Kernbaugruppe CA oder weiter weg hiervon zu sein. Jeder zweite Verbindungsabschnitt 153B kann gebogen werden, solange die gebogene zweite Verbindung 153B in Umlaufsrichtung einen Teil des ersten Verbindungsabschnitts 153A bei der axial äußeren Seite des ersten Verbindungsabschnitts 153A schneidet.
Die Wicklungssegmente 151 können lediglich einen aus dem ersten Typ von Wicklungssegmenten 151A und dem zweiten Typ von Wicklungssegmenten 151B umfassen. Spezifisch kann jedes Wicklungssegment 151 eine im Wesentlichen L-Form oder Z-Form aufweisen, wenn es von der zugehörigen Seite aus betrachtet wird.
Wenn jedes Wicklungssegment 151 geformt ist, eine im Wesentlichen L-Form aufzuweisen, kann einer der Verbindungsabschnitte des entsprechenden Wicklungssegments 151 bei einem aus dem ersten und dem zweiten Ende hin zu der radial innenliegenden Richtung oder radial außenliegenden Richtung gebogen werden, wobei der andere der Verbindungsabschnitte sich erstrecken kann, ohne gebogen zu werden. Alternativ hierzu kann, wenn jedes Wicklungssegment 151 geformt ist, eine im Wesentlichen Z-Form aufzuweisen, einer der Verbindungsabschnitte des entsprechenden Wicklungssegments 151 bei einem aus dem ersten und dem zweiten Ende hin zu der radial innenliegenden Richtung oder radial außenliegenden Richtung gebogen werden, wobei der andere der Verbindungsabschnitte hin zu der entgegengesetzten Richtung des einen der Verbindungsabschnitte gebogen werden kann. In jedem Fall können die isolierenden Abdeckungen, von denen jede einen entsprechenden der Verbindungsabschnitte bedeckt, vorzugsweise veranlassen, dass die Spulenmodule 150 an der Kernbaugruppe CA befestigt sind.
In der vorstehend beschriebenen Struktur sind alle Wicklungssegmente 151 für jede Phasenwicklung parallel miteinander geschaltet, wobei dies jedoch wie nachstehend beschrieben modifiziert werden kann. Spezifisch können alle Wicklungssegmente 151 für jede Phase in mehrere Parallelschaltungsgruppen aufgeteilt werden, in denen die Wicklungssegmente 151 parallel zueinander geschaltet sind, wobei die Parallelschaltungsgruppen in Reihe miteinander geschaltet werden können. Beispielsweise können alle n Wicklungssegmente 151 für jede Phase in zwei Parallelschaltungsgruppen aufgeteilt werden, in denen n/2 Wicklungssegmente 151 parallel zueinander geschaltet sind, wobei die zwei Parallelschaltungsgruppen in Reihe miteinander geschaltet sein können. Als ein anderes Beispiel können alle n Wicklungssegmente 151 für jede Phase in drei Parallelschaltungsgruppen aufgeteilt sein, in denen n/3 Wicklungssegmente 151 parallel zueinander geschaltet sind, wobei die drei Parallelschaltungsgruppen in Reihe miteinander geschaltet sein können. Außerdem können alle Wicklungssegmente 151 für jede Phasenwicklung in Reihe miteinander geschaltet sein.
Die Statorwicklung 61 der rotierenden elektrischen Maschine 10 kann ZweiPhasen-Wicklungen umfassen, wie beispielsweise eine U-Phase-Wicklung und eine V-Phase-Wicklung. In diesem Beispiel ist das Paar von Zwischenleiterabschnitten 152 jeder Phasenwicklung einen Spulenabstand entfernt voneinander angeordnet. Diese Anordnung des Paars von Zwischenleiterabschnitten 152 jeder Phasenwicklung ermöglicht es, dass ein Zwischenleiterabschnitt 152 der anderen Phasenwicklung zwischen dem Paar von Zwischenleiterabschnitten 152 der entsprechenden Phasenwicklung angeordnet wird.
Obwohl die rotierende elektrische Maschine 10 als eine rotierende elektrische Maschine mit Außenrotor und Oberflächenmagnet ausgelegt ist, kann sie jedoch als eine rotierende elektrische Maschine mit Innenrotor und Oberflächenmagnet ausgelegt sein.
Die 39A und 39B zeigen Ansichten, die die Struktur der Statoreinheit 300 der rotierenden elektrischen Maschine mit Innenrotor und Oberflächenmagnet veranschaulichen; die Statoreinheit 300 umfasst Spulenmodule 310A und 310B. Spezifisch zeigt 39A eine perspektivische Ansicht der Baugruppe der Kernbaugruppe CA und der Spulenmodule 310A und 310B, die mit der inneren Umfangsoberfläche der Kernbaugruppe CA zusammengebaut sind. 39B zeigt eine perspektivische Ansicht des Wicklungssegments 311A, das in dem Spulenmodul 310A beinhaltet ist, und des Wicklungssegments 311B, das in dem Spulenmodul 310B beinhaltet ist. Die rotierende elektrische Maschine mit Innenrotor und Oberflächenmagnet ist derart konfiguriert, dass die Statorhalteeinrichtung 70 mit der äußeren Umfangsoberfläche des Statorkerns 62 derart zusammengebaut ist, dass die Kernbaugruppe CA konstruiert wird. Zusätzlich sind die Spulenmodule 310A und 310B mit der inneren Umfangsoberfläche des Statorkerns 62 zusammengebaut.
Das Wicklungssegment 311A weist im Wesentlichen die gleiche Struktur wie die des ersten Wicklungssegments 151A auf. Spezifisch umfasst das Wicklungssegment 311A ein Paar von Zwischenleiterabschnitten 312 und ein Paar von Verbindungsabschnitten 313A. Jeder der Verbindungsabschnitte 313A ist gebogen, um sich radial nach außen hin zu der Kernbaugruppe CA zu erstrecken. Das zweite Wicklungssegment 311B weist im Wesentlichen die gleiche Struktur wie die des zweiten Wicklungssegments 151B auf. Spezifisch umfasst das Wicklungssegment 311B ein Paar von Zwischenleiterabschnitten 312 und ein Paar von zweiten Verbindungsabschnitten 313B. Jeder zweite Verbindungsabschnitt 313B schneidet in Umlaufsrichtung einen Teil des entsprechenden ersten Verbindungsabschnitts 313A bei einer axial äußeren Seite des entsprechenden ersten Verbindungsabschnitts 313A. Die isolierende Abdeckung 315 ist angebracht, um jeden Verbindungsabschnitt 313A des Wicklungssegments 311A zu bedecken. Die isolierende Abdeckung 316 ist angebracht, um jeden Verbindungsabschnitt 313B des Wicklungssegments 311B zu bedecken.
Die isolierende Abdeckung 315 weist entgegengesetzte erste und zweite Umlaufsseiten und die halbkreisförmige Vertiefung 317 auf, die in jeder der ersten und zweiten zugehörigen Umlaufsseiten ausgebildet ist. Die isolierende Abdeckung 316 weist den Vorsprung 318 auf, der sich radial nach außen erstreckt. Der Vorsprung 318 weist ein sich erstreckendes Ende und ein Durchgangsloch 3019 auf, das durch das zugehörige sich erstreckende Ende ausgebildet ist.
40 zeigt eine Draufsicht, die veranschaulicht, dass die ersten und zweiten Spulenmodule 310A und 310B mit der Kernbaugruppe CA zusammengebaut werden. Die Statorhalteeinrichtung 70 weist, wie es in 40 veranschaulicht ist, eine Vielzahl von Vertiefungen 105 auf, die in der Endoberfläche von jedem der ersten und zweiten Enden in der axialen Richtung ausgebildet sind. Die Vertiefungen 105 sind in Umlaufsrichtung bei regelmäßigen Intervallen entfernt voneinander angeordnet. Die Statorhalteeinrichtung 70 weist einen Kühlungsmechanismus auf, der ein flüssiges Kühlmittel oder Luft verwendet. Beispielsweise kann die Statorhalteeinrichtung 70 als einen Luftkühlungsmechanismus eine Vielzahl von Rippen aufweisen, die an der äußeren Umfangsoberfläche hiervon angebracht sind.
Jede isolierende Abdeckungen 316 wird, wie es eindeutig in 40 veranschaulicht ist, axial mit einem entsprechenden in Umlaufsrichtung benachbarten Paar von isolierenden Abdeckungen 315 überlappt, während (1) das Durchgangsloch 319, das als ein zweiter Eingriffsabschnitt dient, das in der entsprechenden isolierenden Abdeckung 316 bei einer zugehörigen Umlaufsmitte ausgebildet ist, axial auf ein entsprechendes Paar von Vertiefungen 317 ausgerichtet ist, die als zweite Eingriffsabschnitte dienen, die in dem entsprechenden in Umlaufsrichtung benachbarten Paar von isolierenden Abdeckungen 315 ausgebildet sind, (2) der Befestigungsstift 321 in das Durchgangsloch 319 jeder isolierenden Abdeckung 316 und das entsprechende Paar von vertieften Nuten 317, die in dem entsprechenden in Umlaufsrichtung benachbarten Paar von isolierenden Abdeckungen 315 ausgebildet sind, eingepasst ist, sodass jede isolierende Abdeckung 316 und das entsprechende in Umlaufsrichtung benachbarte Paar von isolierenden Abdeckungen 315 aneinander durch den Befestigungsstift 321 befestigt sind.
Jeder Befestigungsstift 321 wird, wie es in 40 ersichtlich ist, durch das entsprechende Durchgangsloch 319 der entsprechenden isolierenden Abdeckung 316 und das entsprechende Durchgangsloch, das durch die Vertiefungen 317 der isolierenden Abdeckungen 315 ausgebildet wird, eingepasst. Dies resultiert darin, dass

(1) die isolierenden Abdeckungen 315 und 316 an jede der ersten und zweiten äußeren Oberflächen der Statorhalteeinrichtung 70 in der axialen Richtung fixiert angebracht werden; die Statorhalteeinrichtung 70 ist radial außerhalb des Statorkerns 62 angeordnet,
(2) die isolierenden Abdeckungen 315 und 316 durch die Befestigungsstifte 321 befestigt werden.

Die Statorhalteeinrichtung 70 ist mit dem Kühlmittelmechanismus ausgestattet, sodass Wärme, die von den ersten Wicklungssegmenten 311A und 311B erzeugt wird, wahrscheinlich zu der Statorhalteeinrichtung 70 übertragen wird. Die vorstehend beschriebene Konfiguration der rotierenden elektrischen Maschine 10 weist folglich eine höhere Leistungsfähigkeit einer Kühlung der Statorwicklung 61 auf.
Der Stator 60, der in der rotierenden elektrischen Maschine 10 beinhaltet ist, kann Vorsprünge, wie beispielsweise Zähne, umfassen, die von einem zugehörigen Gegenjoch herausragen. In dieser Spezifikation können die Spulenmodule 150 oder andere Komponenten mit dem Gegenjoch des Stators 60 zusammengebaut werden.
Die rotierende elektrische Maschine 10 weist eine Verdrahtungsstruktur mit Sternverbindung auf, wobei sie jedoch alternativ hierzu konfiguriert sein kann, eine Verdrahtungsstruktur mit Delta Verbindung (Δ-Konfiguration) aufzuweisen.
Die rotierende elektrische Maschine 10, die als eine rotierende elektrische Maschine des Drehfeldtyps ausgelegt ist, umfasst einen Rotor, der als eine Magnetfelderzeugungseinrichtung arbeitet, und einen Stator, der als ein Anker arbeitet, wobei sie als eine rotierende elektrische Maschine eines Drehankertyps ausgelegt sein kann, die einen Rotor, der als ein Anker arbeitet, und einen Stator umfasst, der als eine Magnetfelderzeugungseinrichtung dient.
(Modifikationsbeispiel 2)
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen oder Modifikationen kann ein leitfähiges Drahtelement CR als leitfähige Drähte wie nachstehend beschrieben konfiguriert sein. Nachstehend wird hauptsächlich eine Struktur des leitfähigen Drahtelements CR in dem Modifikationsbeispiel 2 beschrieben. Gemäß dem vorliegenden Modifikationsbeispiel werden Konfigurationen, die zu denen, die in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen und Modifikationsbeispielen unterschiedlich sind, beschrieben werden. Ferner werden in dem vorliegenden Modifikationsbeispiel als eine Basiskonfiguration der rotierenden elektrischen Maschine 10 die Konfigurationen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben werden.
41 zeigt ein Diagramm, das eine vergrößerte Querschnittsansicht des leitfähigen Drahtelements CR veranschaulicht. Gemäß dem Modifikationsbeispiel 2 weist der Querschnitt des leitfähigen Drahtelements CR eine viereckige Form auf. Das leitfähige Drahtelement CR wird gebildet, um einen Isolationsfilm 502 zu umfassen, der es in einem Zustand rundherum bedeckt, bei dem eine Vielzahl von Drähten 501 gebunden sind. Somit werden Isolationseigenschaften zwischen leitfähigen Drahtelementen CR, die in der Umlaufsrichtung oder der radialen Richtung überlappt sind, sichergestellt, wobei ebenso Isolationseigenschaften zwischen dem Leitungsdrahtelement CT und dem Statorkern 62 sichergestellt werden.
Für die Statorwicklung 61, die durch das leitfähige Drahtelement CR gebildet wird, werden Isolationseigenschaften durch den Isolationsfilm 502 mit der Ausnahme eines freigelegten Abschnitts für eine elektrische Verbindung sichergestellt. Der freigelegte Abschnitt umfasst beispielsweise Wicklungsenden 154 und 155.
Jeder Draht 501 ist mit einem Leiter 503, durch den ein Strom fließt, und einer Schmelzschicht beziehungsweise geschmolzenen Schicht 504 versehen, die die Oberfläche des Leiters bedeckt. Der Leiter 503 ist beispielsweise aus einem leitfähigen Metall, wie beispielsweise Kupfer, hergestellt. Der Leiter 503 ist ein viereckiger Draht, dessen Querschnitt viereckig ist, wobei er jedoch andere Typen von Drähten sein kann, wie beispielsweise ein kreisförmiger Draht, ein polygonaler Draht und ein elliptischer Draht. Für die Schmelzschicht 504 wird Epoxydharzhaftmittel verwendet. Die Wärmewiderstandstemperatur hiervon ist näherungsweise 150 ° C.
Die Schmelzschicht 504 ist konfiguriert, dünner als der Isolationsfilm 502 zu sein. Beispielsweise ist die Dicke der Schmelzschicht 501 10 µm oder weniger. In dem Draht 501 ist lediglich die Schmelzschicht 504 auf der Oberfläche des Leiters 503 ausgebildet, wobei keine zusätzliche Isolationsschicht bereitgestellt ist. Es ist anzumerken, dass die Schmelzschicht 504 aus einem Isolationselement gebildet sein kann. Anders ausgedrückt ermöglicht dies, dass der selbstschmelzende Draht, der aus einem Harz hergestellt ist, die Isolationseigenschaften aufweist. Im Allgemeinen sind die Isolationsschicht und die Schmelzschicht 504 getrennt, wobei jedoch ein Epoxydharzhaftmittel, das der Schmelzschicht 504 entspricht, ebenso als eine Isolationsschicht dient und keine Isolationsschicht bereitgestellt wird.
Die Schmelzschicht 504 wird bei einer niedrigeren Temperatur als dem Isolationsfilm 502 geschmolzen. Ebenso weist die Schmelzschicht eine hohe Permittivität bzw. die Elektrizitätskonstante auf. Da die Schmelzschicht 504 bei einer niedrigeren Temperatur geschmolzen wird, können Endabschnitte zwischen Drähten 501 auf einfache Weise leitfähig sein. Ferner kann ein Schmelzen auf einfache Weise ausgeführt werden. Ein Grund, warum die Schmelzschicht eine hohe Elektrizitätskonstante ermöglicht, ist, dass eine Potentialdifferenz zwischen den Drähten 501 kleiner als die Potentialdifferenz zwischen den leitfähigen Drahtelementen CR ist. Aufgrund des vorstehend genannten Grundes kann ein Wirbelstromverlust auf effektive Weise nur mit dem Kontaktwiderstand verringert werden, auch wenn die Schmelzschicht 504 geschmolzen wird.
In einem Zustand, bei dem eine Vielzahl von Drähten 501 gebunden wird, sind die Schmelzschichten 504 in Kontakt miteinander und miteinander verschmolzen. Somit sind benachbart positionierte Drähte 504 aneinander fixiert, sodass verhindert werden kann, dass die Drähte 501 eine Vibration und ein Geräusch erzeugen, das durch ein Reiben zwischen den Drähten 501 verursacht wird. Ferner wird eine Vielzahl von Drähten 501, die die Schmelzschicht 504 umfassen, gebunden, um gesammelt zu werden und miteinander verschmolzen zu werden, wodurch die zugehörige Form beibehalten wird.
Der Isolationsfilm 502 ist aus einem Harz bzw. Kunststoff hergestellt, beispielsweise aus modifizierten PI, Emaille-Harz, das eine Wärmewiderstandstemperatur von 220° C bis 240° C beispielsweise aufweist. Das modifizierte PI-Emaille-Harz wird verwendet, um Ölwiderstandseigenschaften zu erhalten. Anders ausgedrückt wird verhindert, dass ATF oder dergleichen an einer Hydrolyse oder einem Schwefelangriff leidet. In diesem Fall ist ein linearer Ausdehnungskoeffizient des Epoxidharzes größer als der des modifizierten PI-Emaille-Harzes.
Dieser Isolationsfilm 502 wird in einer Breitbandform ausgebildet und spiralförmig um den äußeren Umfang der gebundenen Drähte 501 gewickelt. Wie es in 42 gezeigt ist, wird der Isolationsfilm 502 in einer Ausdehnungsrichtung des Drahtes 501 (d.h. der Links-Rechts-Richtung in 42) verschoben, um sich selbst derart zu überlappen, dass der Isolationsfilm spiralförmig um den äußeren Umfang herum gewickelt wird. Spezifisch wird der Isolationsfilm 502 um den äußeren Umfang der gebundenen Drähte 501 derart gewickelt, dass die Breite des Isolationsfilms 501 halbiert ist. Somit ist der Isolationsfilm 502 als Doppelschicht bei allen Abschnitten mit Ausnahme von Endabschnitten konfiguriert. Die Schichten sind nicht notwendigerweise gedoppelt, sondern können verdreifacht sein. Auch kann der Isolationsfilm 501 als eine einzelne Schicht konfiguriert sein, solange keine Lücke gebildet wird.
Der Isolationsfilm 502 ist gebildet, Isolationseigenschaften aufzuweisen, die höher als die der Schmelzschicht 504 der Drähte 501 ist, um zwischen Phasen zu isolieren. Beispielsweise wird, wenn die Dicke der Schmelzschicht 504 der Drähte 501 auf näherungsweise 1 µm eingestellt ist, die Gesamtdicke des Isolationsfilms 502 von 9 µm bis 50 µm eingestellt. Somit kann eine Isolation zwischen Phasen in geeigneter Weise ausgeführt werden. Spezifisch kann, wenn der Isolationsfilm 502 eingestellt ist, um gedoppelt zu sein, die Dickenabmessung einer einzelnen Schicht des Isolationsfilms auf näherungsweise 5 µm eingestellt sein.
Als nächstes wird für die rotierende elektrische Maschine 10 spezifisch ein Herstellungsverfahren für die Statorwicklung 61 unter Bezugnahme auf die 43 und 44 beschrieben. 43 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Vorgang des Herstellungsverfahrens veranschaulicht, wobei 44 eine Bildfigur der Produktionslinie ist.
Es wird eine Vielzahl von Spulenträgern 60 (Rollen) vorbereitet, die eine zylindrische Form aufweisen, in der linear geformte Leiter 503 rundum gewickelt werden, wobei die Schmelzschicht 504 auf einer Oberfläche von jedem Spulenträger aufgebracht ist, während der Leiter 503 von jedem Spulenträger herausgezogen wird (Schritt S101). Alternativ hierzu können Drähte 501, bei denen die Schmelzschicht 504 auf den Leiter 503 geschichtet ist, um den Spulenträger 601 herum gewickelt werden, um darin untergebracht zu werden, wobei die Drähte 501 von dem Spulenträger 601 herausgezogen werden können.
Dann werden die Drähte 501 gebunden (Schritt S102). Zu diesem Zeitpunkt werden die Schmelzschichten veranlasst, in Kontakt miteinander zu sein, wodurch sie miteinander verschmolzen werden. In Schritt S102 wird eine Spannung an jeweilige Drähte 501 aufgebracht, um sie in eine lineare Form zu bringen. Es ist anzumerken, dass die Drähte 501 in eine lineare Form gebracht werden können, bevor sie gesammelt werden (d.h. vor Schritt S102). Der Schritt S102 entspricht einem Sammelvorgang.
Demgegenüber wird ein Walzen bei dem breitbandförmigen Isolationsfilm 50 angewendet, wodurch der breitbandförmige Isolationsfilm 501 dünner gemacht wird (Schritt S103). Mit diesem Walzvorgang wird der breitbandig geformte Isolationsfilm 50 kaltverfestigt. Somit wird eine Zugfestigkeit des breitbandförmigen Isolationsfilms 50 im Vergleich zu dem vor dem Walzen gesteigert. Schritt S103 entspricht einem Walzvorgang.
Nach Schritt S102 und Schritt S103 wird der bandförmige Isolationsfilm 502, bei dem das Walzen angewendet ist, spiralförmig um den äußeren Umfang der gebundenen Drähte 501 gewickelt. Somit wird der äußere Umfangsabschnitt hiervon mit dem bandförmigen Isolationsfilm 502 bedeckt (Schritt S104). Schritt S104 entspricht einem Beschichtungsvorgang. Dann wird in einem Zustand, bei dem die Vielzahl von Drähten 502 mit dem Isolationsfilm 502 bedeckt ist, ein Quetschvorgang (Schritt S105) derart ausgeführt, dass der Querschnitt eine vorbestimmte Form (beispielsweise eine viereckige Form) wird. Somit ist das leitfähige Drahtelement CR gebildet. Es ist anzumerken, dass der Quetschvorgang nach dem Sammelvorgang ausgeführt werden kann, bei dem die Drähte 501 gesammelt werden.
Dann wird das leitfähige Drahtelement CR mehrfach gewickelt, wie es in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, wodurch die Statorwicklung 61 gebildet wird (Schritt S106). Beispielsweise wird das leitfähige Drahtelement CR entlang des Statorwicklungsspulenträgers 602 gewickelt, wodurch die Statorwicklung 61 ausgebildet wird. Schritt S106 entspricht einem Wicklungsvorgang. Es ist anzumerken, dass, nachdem die Drähte 501 geformt worden sind, um eine lineare Form aufzuweisen, und bis das leitfähige Drahtelement CR gewickelt wird, um die Statorwicklung 61 zu erhalten (d.h. Schritt S102 bis Schritt S106), eine Geradheit der Drähte 501 aufrechterhalten wird. Anders ausgedrückt ist die Produktionslinie derart bereitgestellt, dass nach einer Ausbildung des leitfähigen Drahtelements CR verhindert wird, dass das leitfähige Drahtelement CR um den zylindrisch geformten Spulenträger herum erneut gewickelt wird.
In dem vorstehend beschriebenen Modifikationsbeispiel 2 können die nachstehend beschriebenen Wirkungen und Vorteile erhalten werden.
Der Isolationsfilm 502 isoliert Abschnitte zwischen leitfähigen Drahtelementen CR. Demgegenüber ist, obwohl der Leiter 503 des Drahts 501 mit der Schmelzschicht 504 bedeckt ist, die Isolationsschicht nicht bereitgestellt. Somit können die Leiter 503 einander kontaktieren und dazwischen leitfähig werden. Die Potentialdifferenz zwischen Leitern 503 ist jedoch relativ klein, wobei auch in dem Fall, bei dem die Schmelzschicht 504 gebrochen wird, wenn die Vielzahl von Drähten 501 gebunden wird oder sie mit dem Isolationsfilm 502 bedeckt werden, die Fläche, bei der die Leiter einander kontaktieren, deutlich klein ist und der Kontaktwiderstand sehr groß ist. Dementsprechend kann, auch wenn keine vollständige Isolation besteht, verhindert werden, dass ein Wirbelstrom zwischen den Leitern 503 fließt.
Aus diesem Grund ist die Schmelzschicht 504 direkt auf dem Leiter 503 bereitgestellt, ohne die Isolationsschicht auf der Oberfläche des Leiters 503 zu bilden, wobei die Schmelzschichten 504 miteinander verschmolzen werden. Als Ergebnis kann ein Schritt zur Ausbildung einer Isolationsschicht verringert werden. Ferner ist die Schmelzschicht 504 bereitgestellt, wodurch die Vielzahl von Drähten 501 auf einfache Weise gebündelt gehalten werden kann, sodass die Drähte 501 durch den Isolationsfilm 502 bedeckt werden können. Dementsprechend können das leitfähige Drahtelement CR und die rotierende elektrische Maschine auf einfache Weise hergestellt werden.
Der Isolationsfilm 502 ist in einer Bandform ausgebildet und wird um den äußeren Umfang der gebundenen Drähte 501 herum gewickelt. Da der bandförmige Isolationsfilm 502 um die Vielzahl von Drähten 501 gewickelt wird, um das leitfähige Drahtelement CR zu bilden, kann im Vergleich mit dem Fall, bei dem die Drähte 501 harzgeformt beziehungsweise harzgegossen werden, der Isolationsfilm 502 dünner sein. Ferner kann, da die Drähte 501 durch die Schmelzschicht 504 verschmolzen werden, die zugehörige Form in einem Zustand aufrechterhalten werden, bei dem eine Vielzahl von Drähten 501 gebunden wird. Somit kann der bandförmige Isolationsfilm 502 auf einfache Weise herumgewickelt werden.
Der Isolationsfilm 502 wird unterschiedlich zu einem herkömmlichen Vorgang hergestellt, bei dem ein Film durch einen Extrudiervorgang gebildet wird, wobei aber das Walzen bei dem Isolationsfilm 502 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel angewendet wird. Somit kann der Isolationsfilm 502 dünner ausgebildet werden und kaltverfestigt werden. Dementsprechend kann verhindert werden, dass der Isolationsfilm 502 in dem Fall, bei dem das leitfähige Drahtelement CR gewickelt wird, um die Statorwicklung 61 zu bilden, zerbrochen wird. Spezifisch toleriert, obwohl geteilte Drähte 501 eine inhärente Kraft erzeugen, wenn sie gebogen werden, was eine zufällige Bewegung verursacht, um den Isolationsfilm 502 zu zerbrechen, der Isolationsfilm 502 als ein verstärktes Band die Kraft. Es ist anzumerken, dass, wenn der Isolationsfilm mit dem Extrudiervorgang gebildet wird, es eine Befürchtung geben würde, dass der Isolationsfilm zerbrochen werden kann. Da der Isolationsfilm 502 dünner ausgebildet werden kann, kann der Raumfaktor des Leiters 503 bei einem Unterbringungsraum gesteigert werden.
Bei dem Beschichtungsschritt gemäß Schritt S104 wird der Isolationsfilm 502 spiralförmig um den äußeren Umfang der gebundenen Drähte 50 gewickelt, sodass der Isolationsfilm 502 sich selbst überlappt. Somit kann verhindert werden, dass Fremdmaterial, wie beispielsweise Staub und Wasser, die Drähte 501 über eine Lücke zwischen den Isolationsfilmen 502 erreicht. Ebenso ist es, da die Isolationsfilme 502 einander überlappen, unwahrscheinlich, dass eine Lücke gebildet wird, auch wenn das leitfähige Drahtelement CR gewickelt wird, um die Statorwicklung 61 zu bilden. In diesem Fall können, wenn eine elektrolytische Abscheidung oder eine Emaillebeschichtung bei der Lücke angewendet wird, die zwischen den Drähten 501 existiert, Luftblasen erzeugt werden. Dieses Problem kann jedoch gelöst werden, indem der bandförmige Isolationsfilm 50 verwendet wird.
Wenn das leitfähige Drahtelement CR, das um den Spulenträger gewickelt ist, verwendet wird, nachdem das leitfähige Drahtelement CR gebildet worden ist (nach dem Beschichtungsvorgang), wird das leitfähige Drahtelement CR, das aus dem Spulenträger herausgezogen wird, gebogen, was eine leichte Verschiebung in der Geradheit verursacht, wobei eine Verbesserung des Raumfaktors behindert wird. Anders ausgedrückt ist in dem Fall, bei dem das leitfähige Drahtelement CR um den Spulenträger herum gewickelt wird, als ein inhärentes Problem des geteilten Drahts ein Ausdehnungsbetrag in dem Draht zwischen dem Innenseitenabschnitt und der Außenseite des Spulenträgers unterschiedlich. Das heißt, nur der Draht in dem Außenseitenabschnitt des Spulenträgers wird ausgedehnt. Wenn nur das leitfähige Drahtelement CR, das außen ausgedehnt ist, von dem Spulenträger herausgezogen wird, um die Statorwicklung 61 zu erzeugen, wird, da ein Teil des Leitungsdrahtelements CR geschrumpft ist, das Leitungsdrahtelement CR eine wellenartige Form. Dann wird, wenn das leitfähige Drahtelement CR, das außen ausgedehnt ist, gewickelt wird, eine Lücke zwischen den leitfähigen Drahtelementen CR gebildet, wobei der Raumfaktor verringert wird. Als Ergebnis nimmt ein Kupferverlust zu.
Insofern wird bei dem Sammelvorgang gemäß Schritt S101 ein Druck auf die Vielzahl von Drähten 501 in einem Zustand aufgebracht, bei dem sie gebündelt werden, wodurch die Drähte 501 veranlasst werden, eine lineare Form aufzuweisen.
Dann werden nach dem Sammelvorgang jeweilige Drähte 501 in der linearen Form gehalten, bis die Statorwicklung 61 durch ein Wickeln des leitfähigen Drahtelements CR bei dem Wicklungsvorgang gemäß Schritt S106 ausgebildet wird. Somit kann im Vergleich zu einem Fall, bei dem das leitfähige Drahtelement CR auf den zylindrisch geformten Spulenträger erneut gewickelt wird, die Geradheit des leitfähigen Drahtelements CR gesteigert werden. Das heißt, trotz der Tatsache, dass sich die Krümmung zwischen der äußeren Umfangsseite und der inneren Umfangsseite unterscheidet, wenn das leitfähige Drahtelement CR um den Spulenträger gewickelt wird, ist es unwahrscheinlich, dass eine Geradheit des leitfähigen Drahtelements CR abweicht, sodass der Raumfaktor verbessert werden kann.
Das erste Spulenmodul 150A weist eine Form auf, bei der das Wicklungssegment 151 radial nach innen bei dem Spulenende CE gebogen ist, d.h. hin zu der Seite des Statorkerns 62 gebogen ist. Wie es vorstehend beschrieben ist, ist es für den Isolationsfilm 502, da der Walzvorgang angewendet wird, wodurch die Zugfestigkeit verbessert wird, unwahrscheinlich, dass der Isolationsfilm 502 gebrochen wird, wobei er geeignete Isolationseigenschaften zeigt. Ebenso ist das Spulenende CE radial gebogen ausgebildet, wodurch die axiale Länge der Statorwicklung 61 verringert werden kann.
Die Dicke des Isolationsfilms 502 ist gebildet, um größer als die der Schmelzschicht 504 zu sein. Mit dieser Konfiguration sind eine erforderliche phaseninterne Spannungsfestigkeit und eine erforderliche Zwischenphasen-Spannungsfestigkeit sichergestellt, wobei ein Wirbelstromverlust ohne eine Zunahme des Kupferverlustes vermieden werden kann. Der Kupferverlust tritt aufgrund einer Abnahme einer Kupferfläche aufgrund einer Zunahme in einem Betrag bzw. einer Menge des Films auf.
(Anderes Beispiel des Modifikationsbeispiels 2)
Die Konfigurationen des leitfähigen Drahtelements CR und der Statorwicklung 61 gemäß dem vorstehend beschriebenen Modifikationsbeispiel 2 können wie nachstehend beschrieben modifiziert werden. Es ist anzumerken, dass in diesem anderen Beispiel Konfigurationen, die zu denen unterschiedlich sind, die in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen und Modifikationsbeispielen beschrieben sind, hauptsächlich beschrieben werden. Ebenso wird gemäß dem vorliegenden Modifikationsbeispiel als eine Basiskonfiguration die Konfigurationen des zweiten Modifikationsbeispiels beschrieben.
In dem vorstehend beschriebenen Modifikationsbeispiel 2 kann der lineare Ausdehnungskoeffizient (lineares Ausdehnungsverhältnis) der Schmelzschicht 504 eingestellt werden, um unterschiedlich zu dem des Isolationsfilms 502 zu sein. Das heißt, wie es vorstehend beschrieben ist, die Potentialdifferenz zwischen Leitern 503 ist relativ klein, wobei auch in dem Fall, bei dem die Schmelzschicht 504 gebrochen wird, wenn die Vielzahl von Drähten 501 gebunden wird oder die mit dem Isolationsfilm 502 bedeckt werden, die Fläche, bei der die Leiter einander kontaktieren, deutlich klein ist und der Kontaktwiderstand sehr groß ist. Dementsprechend kann, auch wenn keine vollständige Isolation vorliegt, verhindert werden, dass ein Wirbelstrom zwischen den Leitern 503 fließt. Ferner verursacht nach dem Herstellungsvorgang, auch wenn die Schmelzschicht 504 gebrochen wird und die Leiter 503 miteinander in Kontakt sind, dies keinerlei Probleme. Folglich kann ein beliebiges Material, das einen linearen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der zu dem des Isolationsfilms 502 unterschiedlich ist, als die Schmelzschicht 504 ausgewählt werden, was den Entwurf der rotierenden elektrischen Maschine vereinfacht. Beispielsweise kann der lineare Ausdehnungskoeffizient der Schmelzschicht 504 eingestellt sein, um größer als der des Isolationsfilms 502 zu sein.
Außerdem kann der lineare Ausdehnungskoeffizient der Schmelzschicht 504 kleiner als der des Isolationsfilms 502 sein. In diesem Fall ist es unwahrscheinlich, dass die Schmelzschicht 504 gebrochen wird, wobei die Anzahl von Abschnitten, bei denen die Leiter 503 miteinander in Kontakt sind, nicht vergrößert wird, sodass verhindert werden kann, dass der Wirbelstromverlust zunimmt.
In dem vorstehend beschriebenen Modifikationsbeispiel 2 kann der lineare Ausdehnungskoeffizient (das lineare Ausdehnungsverhältnis) eingestellt sein, um gleich zu dem des Isolationsfilms 502 zu sein. Somit kann verhindert werden, dass die Schmelzschicht 504 und der Isolationsfilm 502 gleichzeitig gebrochen werden.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Modifikationsbeispiel 2 kann der lineare Ausdehnungskoeffizient (lineares Ausdehnungsverhältnis) der Schmelzschicht 504 eingestellt sein, unterschiedlich zu dem des Leiters 503 zu sein. In diesem Fall, bei dem der lineare Ausdehnungskoeffizient (lineares Ausdehnungsverhältnis) der Schmelzschicht 504 zwischen dem linearen Ausdehnungskoeffizient des Leiters 503 und dem linearen Ausdehnungskoeffizienten des Isolationsfilms 502 liegt, dient die Schmelzschicht als ein Puffer, um zu verhindern, dass der Isolationsfilm 502 einen Bruch erleidet.
Als der Isolationsfilm 502 in dem vorstehend beschriebenen Modifikationsbeispiel 2 kann PA, PI, PAI, PEEK und dergleichen verwendet werden. Als die Schmelzschicht 504 kann Fluor, Polykarbonat, Silikon, Epoxid, Polyethylen-Naphthalat und LCP verwendet werden.
In dem vorstehend beschriebenen Modifikationsbeispiel 2 ist der Quetschvorgang beinhaltet. Solange der Leiter 503 als ein linearer viereckig geformter Leiter konfiguriert ist und in der Lage ist, ohne irgendwelche Lücken gebündelt zu werden, kann jedoch der Quetschvorgang entfernt werden. Wenn der Leiter 503 als ein kreisförmig geformter Leiter konfiguriert ist, ist der Quetschvorgang vorzugsweise beinhaltet. Der Quetschvorgang kann nach einem Binden der Drähte 501 ausgeführt werden. Alternativ hierzu kann der Quetschvorgang vor einem Binden der Drähte 501 beinhaltet sein, sodass die Querschnittsform jedes Drahts 501 eine viereckige Form wird.
In dem vorstehend beschriebenem Modifikationsbeispiel 2 kann die Querschnittsform des Leiters 503 ein Sechseck, ein Achteck, ein Viereck, ein Dreieck und ein Kreis sein. Ebenso kann die Querschnittsform des leitfähigen Drahtelements CR ein Sechseck, ein Achteck, ein Viereck, ein Dreieck und ein Kreis sein. Beispielsweise kann, wie es in 45A gezeigt ist, die Querschnittsform des Leiters 503 ein Sechseck sein, wobei die Querschnittsform des leitfähigen Drahtelements CR eine polygonale Form sein kann. Ferner kann, wie es in 45B gezeigt ist, die Querschnittsform des Leiters 503 und des leitfähigen Drahtelements CR eine kreisförmige Form sein. In den 45A und 45B sind Lücken zwischen dem Isolationsfilm 502 und den Drähten 501 bereitgestellt, wobei diese Lücken aber mit dem Quetschvorgang entfernt werden können. Die Formen der Leiter 503 und der Schmelzschicht sind nicht notwendigerweise die gleichen, wobei aber ein Teil oder alle der Formen des Leiter 503 und der Schmelzschicht 504 zueinander unterschiedlich sein können. Ferner kann mit dem Quetschvorgang ein Teil oder die Gesamtheit von Formen des Leiters 503 in der Schmelzschicht 504 verformt werden.
In dem vorstehend beschriebenen Modifikationsbeispiel 2 kann der Leiter 503 der Drähte 501 aus einem Verbundstoffkörper gebildet sein, in dem leitfähige Elemente eines dünnen Fasertyps gebündelt sind. Beispielseise kann als der Leiter ein Verbundstoffkörper aus Kohlenstoffnanoröhren (CNT) verwendet werden. Als die CNT-Faser kann eine Faser, die feine Bor-Fasern beinhaltet, bei denen Kohlenstoff teilweise durch Bor ersetzt wird, verwendet werden. Als eine Kohlenstoffbasierte feine Faser kann eine sanft gewachsene Kohlenstofffaser (VGCF) verwendet werden, wobei aber CNT-Fasern vorzugsweise verwendet werden können.
In dem vorstehend beschriebenen Modifikationsbeispiel 2 kann das leitfähige Drahtelement CR aus einer Vielzahl von Drähten 501 gebildet werden, die miteinander verbunden sind. In diesem Fall wird verhindert, dass ein Wirbelstrom in den jeweiligen Drähten 501 erzeugt wird. Außerdem erzeugen vertrimmte Drähte 501 Abschnitte in einem einzelnen Draht 501, in denen Richtungen eines angelegten Magnetfelds zueinander unterschiedlich sind, wodurch die umgekehrte Spannung aufgehoben wird. Somit kann ein Wirbelstrom verringert werden. Insbesondere sind die Drähte 501 jeweils auf leitfähigen Elementen des Fasertyps gebildet, wodurch die Drähte dünner sein können und die Anzahl von Verdrillungen deutlich vergrößert werden kann. Ein Wirbelstrom kann in geeigneter Weise verringert werden.
In dem vorstehend beschriebenen Modifikationsbeispiel 2 ist die Statorwicklung 61 durch ein Versiegelungselement, wie beispielsweise die isolierenden Abdeckungen 161 bis 164 und die isolierende Ummantelung 157 bedeckt und versiegelt, wobei die Statorwicklung 61 jedoch durch eine Harzform versiegelt werden kann, um einen Abschnitt um die jeweiligen leitfähigen Drahtelemente CR herum zu bedecken, die gewickelt sind. In diesem Fall kann das Versiegelungselement, das durch das Harzformen gebildet wird, vorzugsweise innerhalb eines Bereichs bereitgestellt werden, das das Spulenende CE der Statorwicklung 61 umfasst. Die Statorwicklung 61 kann vorzugsweise bei im Wesentlichen dem gesamten Abschnitt mit Ausnahme von Wicklungsenden 154 und 155, d.h. Verbindungsabschnitten mit Harz versiegelt sein.
Es ist anzumerken, dass in dem Fall, bei dem die rotierende elektrische Maschine 10 als eine Leistungsquelle für ein Fahrzeug verwendet wird, das vorstehend beschriebene Versiegelungselement vorzugsweise aus einem hochtemperaturbeständigen Fluorharz-, PPS-Harz, PEEK-Harz, LCP-Harz, SilikonHarz, PAI-Harz, PI-Harz oder dergleichen zusammengesetzt sein kann. Ferner können in Anbetracht einer Unterdrückung von Bruchstellen aufgrund eines Ausdehnungsunterschieds, wenn der lineare Ausdehnungskoeffizient berücksichtigt wird, das Versiegelungselement und der Isolationsfilm 502 vorzugsweise aus dem gleichen Material gebildet werden. Spezifisch kann vorzugsweise ein Silikonharz, dessen linearer Ausdehnungskoeffizient zweimal oder mehr eines anderen Harzes ist, vorzugsweise ausgeschlossen werden. Als ein Beispiel von elektrischen Fahrzeugen, die mit keiner Verbrennungskraftmaschine versehen sind, können elektrische Produkte, die in dem elektrischen Fahrzeug verwendet werden, vorzugsweise PPO-Harz, PhenolHarz oder FRP-Harz verwenden, die Wärmewiderstandseigenschaften von näherungsweise 180° C aufweisen. Sie können jedoch für einen Fall, bei dem die Umgebungstemperatur als weniger als 100° C betrachtet wird, nicht notwendig sein.
Wenn das Versiegelungselement bereitgestellt ist, kann der lineare Ausdehnungskoeffizient des Versieglungselements unterschiedlich zu dem des Isolationsfilms 502 eingestellt sein. Beispielsweise kann der lineare Ausdehnungskoeffizient des Isolationsfilms 502 eingestellt sein, um kleiner als der des Versiegelungselements zu sein und kleiner als der der Schmelzschicht 504 zu sein. Somit kann verhindert werden, dass Bruchstellen in sowohl dem Versiegelungselement als auch dem Isolationsfilm 502 auftreten. Das heißt, es kann verhindert werden, dass eine Ausdehnung aufgrund einer Temperaturänderung in der Außenseite durch den Isolationsfilm 502 auftritt, der einen kleineren linearen Ausdehnungskoeffizienten aufweist und umgekehrt.
Der lineare Ausdehnungskoeffizient des Isolationsfilms 502 kann zwischen dem linearen Ausdehnungskoeffizienten des Versiegelungselements und dem linearen Ausdehnungskoeffizienten der Schmelzschicht 504 eingestellt werden. Beispielsweise kann der lineare Ausdehnungskoeffizient des Versiegelungselements größer als der des Isolationsfilms 502 sein, und er kann größer als der der Schmelzschicht 504 sein. Das heißt, der lineare Ausdehnungskoeffizient kann derart eingestellt werden, dass je mehr er sich dem äußeren Abschnitt annähert, desto größer wird der lineare Ausdehnungskoeffizient. Ferner kann der lineare Ausdehnungskoeffizient des Versiegelungselements kleiner sein als der des Isolationsfilms 502, wobei der lineare Ausdehnungskoeffizient des Isolationsfilms 502 kleiner sein kann als der der Schmelzschicht 504. Das heißt, der lineare Ausdehnungskoeffizient wird derart eingestellt, dass je mehr er sich dem inneren Abschnitt annähert, desto größer wird der lineare Ausdehnungskoeffizient. Somit dient, auch wenn es einen Unterschied zwischen dem linearen Ausdehnungskoeffizienten des Versiegelungselements und dem linearen Ausdehnungskoeffizienten der Schmelzschicht 504 gibt, da der Isolationsfilm 502, der einen zugehörigen mittleren Wert des linearen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, dazwischen angeordnet ist, der Isolationsfilm 502 als ein Puffer. Somit kann verhindert werden, dass das Versiegelungselement und die Schmelzschicht 504 gleichzeitig aufgrund einer Temperaturänderung außerhalb der Statorwicklung 61 oder einer Wärme, die durch den Leiter 503 erzeugt wird, einen Bruch erleidet.
In dem vorstehend beschriebenen Modifikationsbeispiel 2 können eine Haftstärke zwischen dem Leiter 503 und der Schmelzschicht 504, eine Haftstärke zwischen der Schmelzschicht 504 und dem Isolationsfilm 502 und eine Haftstärke zwischen dem Versiegelungselement und dem Isolationsfilm 502 unterschiedlich eingestellt werden. Beispielsweise kann die Haftstärke derart eingestellt sein, dass je mehr sie sich der Außenseite annähert, desto schwächer wird die Haftstärke. Eine Größe der Haftstärke kann beispielsweise erfasst werden, indem eine Zugfestigkeit, die erforderlich ist, wenn zwei geschichtete Filme abgelöst werden, erfasst wird. Die Haftstärke wird wie vorstehend beschrieben eingestellt, wodurch verhindert werden kann, dass Bruchstellen bei sowohl der inneren Schichtseite als auch der äußeren Schichtseite auftreten, auch wenn eine Temperaturdifferenz zwischen dem innen liegenden Abschnitt und der Außenseite aufgrund einer Erwärmung oder Abkühlung auftritt.
In dem vorstehend beschriebenen Modifikationsbeispiel 2 kann, nachdem das leitfähige Drahtelement CR gebildet worden ist, das leitfähige Drahtelement CR um den zylindrisch geformten Spulenträger gewickelt werden und darin untergebracht werden. Das heißt, wie es in 46 gezeigt ist, nach Schritt S105 kann das leitfähige Drahtelement CR geformt werden und um den zylindrisch geformten Spulenkörper gewickelt werden, um darin untergebracht zu werden (Schritt S105a). Dann kann das leitfähige Drahtelement CR von dem Spulenträger herausgezogen werden (Schritt S105b), wobei das herausgezogene leitfähige Drahtelement CT gewickelt werden kann, um die Statorwicklung zu bilden (Schritt S106), wie es in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
In diesem Fall weicht aufgrund der Tatsache, dass sich eine Krümmung zwischen der äußeren Umfangsseite und der inneren Umfangsseite unterscheidet, wenn das leitfähige Drahtelement CR um den Spulenträger herum gewickelt wird, eine Geradheit des leitfähigen Drahtelements CR ab, wobei eine wellenartige Form erzeugt wird. Somit ist es in dem Fall, bei dem das leitfähige Drahtelement CR gewickelt wird, um die Statorwicklung 61 zu bilden, wahrscheinlich, dass eine Lücke zwischen den leitfähigen Drahtelementen gebildet wird. Insofern wird ein Filmmaterial, wie beispielsweise ein Lack, in eine feine Lücke zwischen Drähten gefüllt (Schritt S107). Mit diesem Vorgang können Vibrationen verringert werden. Ferner wird nach einem Ausbilden des leitfähigen Drahtelements CR das leitfähige Drahtelement CR um den zylindrisch geformten Spulenträger gewickelt. Somit wird die Geradheit der Drähte 501 nicht notwendigerweise von einem Zeitpunkt an, wenn die Drähte 501 auf eine gerade Form eingestellt werden, bis zu einem Zeitpunkt, wenn das leitfähige Drahtelement CR gewickelt wird, um die Statorwicklung 61 zu bilden (Schritt S102 bis Schritt S106), aufrechterhalten. Anders ausgedrückt müssen diese Vorgänge nicht notwendigerweise in einer einzelnen Produktionslinie ausgeführt werden, sodass die Verfügbarkeit der Produktionslinie verbessert werden kann.
Die hier beschriebene Offenbarung ist nicht auf die veranschaulichten Ausführungsbeispiele begrenzt. Die Offenbarung umfasst beispielhafte Ausführungsbeispiele und Modifikationen durch einen Fachmann auf der Grundlage der beispielhaften Ausführungsbeispiele. Beispielsweise ist die Offenbarung nicht auf die Teile und/oder Elementkombinationen begrenzt, die in den Ausführungsbeispielen angegeben sind. Die Offenbarung kann in verschiedenen Kombinationen ausgeführt werden. Die Offenbarung kann zusätzliche Teile aufweisen, die zu den Ausführungsbeispielen hinzugefügt werden können. Die Offenbarung umfasst solche, bei denen die Teile und/oder Elemente der Ausführungsbeispiele weggelassen werden. Die Offenbarung umfasst das Ersetzen oder eine Kombination von Teilen und/oder Elementen zwischen einem Ausführungsbeispiel und einem anderen. Der technische Umfang, der offenbart ist, ist nicht auf die Beschreibung der Ausführungsbeispiele begrenzt. Einige technische Bereiche, die offenbart sind, werden durch die Angaben der Patentansprüche angegeben und sollen so verstanden werden, dass sie alle Modifikationen innerhalb der Bedeutung und des Umfangs, der zu den Angaben in den Patentansprüchen äquivalent ist, umfassen.
Während die vorliegende Offenbarung entsprechend den Beispielen beschrieben worden ist, sollte die vorliegende Offenbarung derart verstanden werden, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die Beispiele und Strukturen begrenzt ist. Die vorliegende Offenbarung umfasst ebenso verschiedene Modifikationen und Modifikationen innerhalb eines Äquivalenzbereichs. Zusätzlich fallen verschiedene Kombinationen und Formen sowie andere Kombinationen und Formen, die ferner lediglich ein Element, mehr Elemente oder weniger Elemente umfassen, in die Kategorie und den Umfang der vorliegenden Offenbarung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2019204216 [0001]
JP 2019106864 A [0004]

Claims

Herstellungsverfahren einer rotierenden elektrischen Maschine (10), die mit einer Ankerwicklung (61) versehen ist, mit: einem Sammelvorgang (S101), der eine Vielzahl von Drähten bündelt, von denen jeder einen Leiter (503), durch den ein Strom fließt, und eine Schmelzschicht (504) umfasst, die eine Oberfläche des Leiters bedeckt, und die Schmelzschichten veranlasst, einander zu kontaktieren, um miteinander verschmolzen zu werden; einem Beschichtungsvorgang (S104), der die Vielzahl von Drähten, die durch den Sammelvorgang gebündelt werden, mit einem bandförmigen Isolationsfilm (502) bedeckt, um einen leitfähigen Draht zu bilden; und einem Wicklungsvorgang (S106), der den leitfähigen Draht, der durch den Beschichtungsvorgang gebildet wird, mehrfach wickelt, um die Ankerwicklung zu bilden.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, ferner mit einem Walzvorgang (S103), der ein Walzen bei dem Isolationsfilm anwendet, wobei in dem Beschichtungsvorgang eine Vielzahl von Drähten durch den Isolationsfilm bedeckt werden, bei dem das Walzen durch den Walzvorgang angewendet wird.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei in dem Beschichtungsvorgang der Isolationsfilm spiralförmig um einen äußeren Umfang der gebündelten Drähte gewickelt wird, sodass der Isolationsfilm sich selbst überlappt.
Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Druck bei jeweiligen Drähten angewendet wird, um eine lineare Form bis zu dem Sammelvorgang aufzuweisen; und nach dem Sammelvorgang die jeweiligen Drähte in der linearen Form gehalten werden, bis der leitfähige Draht in dem Wicklungsvorgang gewickelt wird.