DE112020007302T5

DE112020007302T5 - Stator für elektrische drehmaschine

Info

Publication number: DE112020007302T5
Application number: DE112020007302.5T
Authority: DE
Inventors: Takahiro TOI; Hiroaki Makino; Minoru Awazu; Makoto Matsushita; Kazuya Yasui; Masaru Kano
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
Priority date: 2020-06-09
Filing date: 2020-06-09
Publication date: 2023-04-20
Also published as: WO2021250790A1; JPWO2021250790A1; CN115699522A; US20230105198A1; JP7186927B2

Abstract

Gemäß einer Ausführungsform weist ein Stator einen Statorkern 16 mit einer Vielzahl von Nuten 20 und mehrphasigen Segmentspulen, die jeweils eine Vielzahl von Spulensegmenten aufweisen, die jeweils ein erstes lineares Teil und ein zweites lineares Teil, die in unterschiedlichen Nuten angeordnet sind, und ein Brückenteil aufweisen, wobei das Spulensegment aus einem rechteckigen Leiter gebildet ist, auf. Mindestens ein innerstes Spulensegment CS1 in der Nut ist mit einer Vielzahl von geteilten Segmenten DS1, DS2 strukturiert, die aneinander anhaften, wobei jedes geteilte Segment ein erstes lineares Teil LA1, LB1 und ein zweites lineares TeilLA1, LB2 und ein Brückenteil BA, BB aufweist und aus einem rechteckigen Leiter gebildet ist, dessen Querschnittsfläche kleiner ist als die des rechteckigen Leiters anderer Spulensegmente. Die Brückenteile der geteilten Segmente sind derart angeordnet, dass sie sich in Radialrichtung kreuzen. Die ersten linearen Teile fluchten in der Nut in einer ersten Richtung der Radialrichtung und die zweiten linearen Teile fluchten in der Nut in einer der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung.

Description

Technisches Gebiet
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen einen Stator für eine elektrische Drehmaschine.
Technischer Hintergrund
Elektrische Drehmaschinen weisen einen ringförmigen Stator und einen Rotor, der drehbar mit einem Magnetfeldbereich des Stators versehen ist, auf. Der Stator weist einen ringförmigen Statorkern mit einer Vielzahl von Nuten und mehrphasigen Statorspulen, die an dem Statorkern befestigt sind, auf. Diese Statorspulen sind mit linearen Leitern strukturiert, die in den Nuten angeordnet sind. In jeder Nut fluchten eine Vielzahl von linearen Leitern in einer Radialrichtung. Die Statorspule hat Spulenenden, die von beiden Endflächen des Statorkerns in Axialrichtung vorstehen.
In den letzten Jahren wurde bei Statoren mobiler elektrischer Antriebsdrehmaschinen, die stark miniaturisiert werden müssen, eine Spulenstruktur eingesetzt, bei der U-förmige Spulenstücke (Spulensegmente) die aus rechteckigen leitenden Litzen gebildet sind, in die Nuten des Statorkerns eingefügt und deren Endteile verdreht und verschweißt werden, um Segmentspulen zu bilden. Durch die Verwendung von Segmentspulen wird das Nutzungsverhältnis des Nutinnenraums verbessert und die Größe der Spulenenden wird im Vergleich zu einer Statorspule mit dünnen, runden Leitungen verringert. Durch die Strukturierung des Spulensegments unter Verwendung rechteckiger Leiter mit großem Durchmesser wird der elektrische Widerstand verringert und ein geringer Verlust bei einer langsamen Rotation erreicht.
Andererseits haben bei einer Hochgeschwindigkeitsrotation der im Leiter fließende Strom und der durch ihn hindurchverlaufende Magnetfluss eine hohe Frequenz, die Wirbelströme in den Leiter induziert, die den Verlust erhöhen können. In einem solchen Fall können mehradrige rechteckige Leiter mit dünnen Litzendurchmessern verwendet werden, um den Verlust zu verringern. Die Erhöhung der Anzahl der Litzen vergrößert jedoch das Volumen der Isolierung, was zu einer Verringerung des Raumnutzungsverhältnisses in der Nut führt, und infolgedessen bestehen Probleme zwischen unterschiedlichen Drehzahlbereichen, so dass die Wirkung zur Verlustverringerung bei niedrigen Drehzahlen nicht erreicht werden kann. Um die Entstehung von Wirbelströmen (Rückflussströmen) in der Spule zu unterdrücken, werden bei mehradrigen linearen Leitern zumindest einige der geteilten Mehrfachlinearleiter verdrillt, um die Position der Mehrfachlinearleiteranordnung zu verlagern.
Liste der Bezugnahmen
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 6491727 B
Patentliteratur 2: JP 6330656 B
Patentliteratur 3: JP 5854268 B
Patentliteratur 4: JP 2013-138594 A

Darstellung der Erfindung
Technisches Problem
Bei dem wie eingangs struktierten Stator der elektrischen Drehmaschine wird dann, wenn zumindest ein Teil der Statorspule mehrreihig ist, die Konfiguration der Spulenenden aufgrund des komplizierten Ziehens und Verdrillens der komplexer.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung zeigen einen Stator für eine elektrische Drehmaschine, mit dem die Größe verringert und die Spulenenden vereinfacht werden können.
Lösung des Problems
Gemäß einer Ausführungsform weist ein Stator einer elektrischen Drehmaschine einen Statorkern, der ein ringförmiges Joch mit einer Mittelachsenlinie und einer Vielzahl von Zähnen aufweist, die sich von einem inneren Umfang des Jochs erstrecken, in dem eine Nut zwischen benachbarten Zähnen ausgebildet ist; und Mehrphasensegmentspulen auf, die jeweils eine Vielzahl von Spulensegmenten aufweisen, die jeweils ein erstes lineares Teil und ein zweites lineares Teil, die in unterschiedlichen Nuten angeordnet sind, und ein Brückenteil aufweisen, das außerhalb des Statorkerns positioniert ist, um das erste lineare Teil und das zweite lineare Teilmiteinander zu verbinden, wobei das Spulensegment aus einem rechteckigen Leiter gebildet ist. In der Annahme, dass eine Richtung der Mittelachsenlinie eine Axialrichtung ist, eine Richtung orthogonal zu der Mittelachsenlinie eine Radialrichtung ist und eine Richtung um die Mittelachsenlinie eine Umfangsrichtung ist, fluchten eine Vielzahl von ersten linearen Teilen oder zweiten linearen Teilen in der Radialrichtung in der Nut, und zumindest ein innerstes Spulensegment in der Nut ist mit einer Vielzahl von geteilten Segmenten strukturiert, die aneinander anhaften, wobei jedes geteilte Segment ein erstes lineares Teil und ein zweites lineares Teil und ein Brückenteil enthält, das außerhalb des Statorkerns positioniert ist, um das erste lineare Teil und das zweite lineare Teil miteinander zu verbinden, und mit einem rechteckigen Leiter gebildet ist, dessen Querschnittsfläche kleiner ist als der rechteckige Leiter. Die Brückenteile der geteilten Segmente sind derart angeordnet, dass sie einander in der Radialrichtung kreuzen, und die ersten linearen Teile der geteilten Segmente fluchten in der Nut in einer ersten Richtung der Radialrichtung, und die zweiten linearen Teile fluchten in der Nut in einer der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung.
Figurenliste

1 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer elektrischen Drehmaschine einer ersten Ausführungsform.
2 ist eine horizontale Querschnittsansicht der elektrischen Drehmaschine der ersten Ausführungsform.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die eine erste Endflächenseite des Stators in teilweise vergrößerter Weise zeigt.
4 ist eine schematische Ansicht eines Teils eines Querschnitts des Stators und der geteilten Segmente.
5 ist eine perspektivische Ansicht, die die erste Endflächenseite des Stators in einer teilweise vergrößerten Weise zeigt.
6 ist eine Draufsicht, die einen Teil der ersten Endflächenseite des Stators zeigt.
7 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil der ersten Endoberflächenseite des Stators und der mehrreihigen inneren Umfangsseiten-Segmentspulen zeigt.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil einer zweiten Endflächenseite des Stators zeigt.
9 ist eine Draufsicht, die einen Teil der zweiten Endflächenseite des Stators zeigt.
10 ist eine schematische Ansicht, die den Zustand des magnetischen Flusses in mehrreihigen Spulensegmenten zeigt.
11 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil einer ersten Endoberflächenseite eines Stators einer zweiten Ausführungsform und mehrreihige innere Umfangsseiten-Segmentspulen zeigt.
12 ist eine Draufsicht, die einen Teil der ersten Endflächenseite des Stators der zweiten Ausführungsform zeigt.
13 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil einer ersten Endoberflächenseite eines Stators einer dritten Ausführungsform und mehrreihige Innenumfangsseiten-Segmentspulen zeigt.
14 ist eine Draufsicht, die einen Teil der ersten Endflächenseite des Stators der dritten Ausführungsform zeigt.
15 ist eine schematische Ansicht, die einen Teil eines Querschnitts eines Stators einer ersten Modifizierung und geteilte Segmente zeigt.
16 ist eine schematische Ansicht, die einen Teil eines Querschnitts eines Stators einer zweiten Modifizierung und geteilte Segmente zeigt.
17 ist eine schematische Ansicht, die einen Teil eines Querschnitts eines Stators einer dritten Modifizierung und geteilte Segmente zeigt.

Bester Modus zum Ausführen der Erfindung
Nachfolgend werden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Offenbarung ist lediglich ein Beispiel und zweckmäßige Änderungen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, die für den Fachmann leicht ersichtlich sind, sind selbstverständlich vom Schutzumfang der Erfindung umfasst. Darüber hinaus sind in einigen Fällen zur Verdeutlichung der Beschreibung die Breiten, Dicken, Formen usw. der jeweiligen Teile in den Zeichnungen im Vergleich zu den tatsächlichen Ausführungsformen schematisch dargestellt. Die schematische Darstellung ist jedoch lediglich beispielhaft und schränkt die Interpretation der Erfindung nicht ein. Außerdem sind in der Beschreibung und den Zeichnungen die gleichen oder ähnliche Elemente wie die in Zusammenschau mit den vorangegangenen Zeichnungen beschriebenen oder solche, die ähnliche Funktionen aufweisen, durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet, und eine ausführliche Beschreibung dieser entfällt, sofern nicht anderweitig erforderlich.
(Erste Ausführungsform)
Zunächst wird ein Beispiel für eine elektrische Drehmaschine beschrieben, bei der ein Stator einer Ausführungsform verwendet wird.

1 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer elektrischen Drehmaschine der ersten Ausführungsform, die nur eine auf der Mittelachsenlinie C1 zentrierte Hälfte zeigt.
2 ist eine horizontale Querschnittsansicht der elektrischen Drehmaschine.

Wie in 1 ist die elektrische Drehmaschine 10 z. B. als Permanentmagnet-Drehmaschine konfiguriert. Die elektrische Drehmaschine 10 weist einen ringförmigen oder zylindrischen Stator 12, einen Rotor 14, der um die Mittelachsenlinie C1 innerhalb des Stators 12 und koaxial zum Stator 12 drehbar gelagert ist, und ein Gehäuse auf, das den Stator 12 und den Rotor 14 trägt.
In der folgenden Erläuterung wird eine Richtung, in der sich ein Teil der Mittelachsenlinie C1 erstreckt, als Axialrichtung, die Richtung der Drehung um die Mittelachsenlinie C1 als Umfangsrichtung und die Richtung, die orthogonal zur axialen und zur Umfangsrichtung verläuft, als Radialrichtung bezeichnet.
Wie in 1 und 2 weist der Stator 12 einen zylindrischen Statorkern 16 und eine am Statorkern 16 befestigte Rotorleitung (Segmentspule) 18 auf. Der Statorkern ist aus einer Anzahl kreisförmiger elektromagnetischer Stahlbleche 17 aus einem magnetischen Material wie etwa Siliziumstahl, die konzentrisch gestapelt sind, gebildet. Die Vielzahl von Blechen 17 sind im gestapelten Zustand durch Schweißen an einer Vielzahl von Stellen des Außenumfangs des Statorkerns 16 miteinander verbunden. Der Statorkern 16 hat eine erste Endfläche 16a, die sich an einem Ende in Axialrichtung befindet, und eine zweite Endfläche 16b, die sich am anderen Ende in Axialrichtung befindet. Die erste Endfläche 16a und die zweite Endfläche 16b erstrecken sich orthogonal zur Mittelachsenlinie C1.
Am Innenumfang des Statorkerns 16 sind eine Vielzahl von Nuten 20 (z. B. 72) ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform fluchten die Nuten 20 an regelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung. Der Abstand zwischen den Nuten 20 in Umfangsrichtung kann auch unregelmäßig sein. Jede Nut 20 ist zur inneren Umfangsfläche des Statorkerns 16 hin offen und erstreckt sich in Radialrichtung des Statorkerns von dessen innerer Umfangsfläche zu dessen äußerer Umfangsfläche. Jede Nut 20 erstreckt sich über die gesamte axiale Länge des Statorkerns 16. Ein Ende jeder Nut 20 ist zur ersten Endfläche 16a und das andere Ende zur zweiten Endfläche 16b hin offen. Die Nuten 20 können so konfiguriert sein, dass sie zur Innenfläche des Statorkerns 16 hin nicht offen sind. Das heißt, die Nut 20 kann als Durchgangsloch ausgebildet sein, das entlang der Axialrichtung im Statorkern 16 verläuft.
Durch die Bildung einer Vielzahl von Nuten 20 weist der Innenumfang des Statorkerns 16 eine Vielzahl von Zähnen 21 auf (z. B. 72 in der vorliegenden Ausführungsform), die in Richtung der Mittelachsenlinie C1 vorstehen. Die Zähne 21 sind in regelmäßigen Abständen entlang der Umfangsrichtung angeordnet. Somit weist der Statorkern 16 integral ein kreisförmiges Jochteil und eine Vielzahl von Zähnen 21 auf, die radial von der Innenfläche des Jochteils in Richtung der Mittelachsenlinie C1 vorstehen. Zwischen einem Paar von Zähnen 21, die in Umfangsrichtung benachbart sind, ist eine Nut 20 ausgebildet.
Eine Spule 18 ist in eine Vielzahl von Nuten 20 eingebettet und um jeden der Zähne 21 gewickelt. Die Spule 18 ist derart gebildet, dass sie Spulenenden 18a und 18b aufweist, die sich von der ersten Endfläche 16a und der zweiten Endfläche 16b des Statorkerns 16 axial nach außen erstrecken. Durch Anlegen eines Wechselstroms an die Spule 18 wird in dem Stator 12 (Zähne 21) ein vorgegebener Kettenfluss gebildet.
Wie in 1 hat der Statorkern 16 an beiden Enden in Axialrichtung Kernhalterungen 26.
Das Gehäuse 30 hat einen im Wesentlichen zylindrischen ersten Bügel 32a und einen schalenförmigen zweiten Bügel 32b. Der erste Bügel 32a ist mit der Kernhalterung 26 verbunden, die sich auf der antriebsseitigen Seite des Statorkerns 16 befindet. Der zweite Bügel 32b ist mit der Kernhalterung 26 verbunden, die sich auf der antriebsseitigen Seite befindet. Der erste und der zweite Bügel 32a und 32b sind beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung oder ähnlichem gefertigt. Ein ringförmiger Lagerbügel 34 ist koaxial mit der Stirnseite des ersten Bügels 32a verschraubt. In der Mitte des Lagerbügels 34 ist ein erstes Lagerteil 36 befestigt, das z.B. ein Wälzlager 35 enthält. Ein zweites Lagerteil 38, das z.B. ein Kugellager 37 enthält, ist in der Mitte des zweiten Bügels 32b befestigt.
Ferner hat der Rotor 14 eine zylindrische Welle (Drehachse) 42, die um die Mittelachsenlinie C1 von den ersten und zweiten Lagerteile 36 und 38 drehbar gelagert wird, einen zylindrischen Rotorkern 44, der im Wesentlichen in der Mitte der Welle 42 in Axialrichtung befestigt ist, und eine Vielzahl von Permanentmagneten 46, die in den Rotorkern 44 eingebettet sind. Der Rotorkern 44 ist als Schichtkörper strukturiert, in dem eine Anzahl kreisförmiger elektromagnetischer Stahlbleche 47 aus magnetischen Materialien wie Siliziumstahl konzentrisch aufgeschichtet sind. Der Rotorkern 44 beinhaltet ein inneres Loch 48, das koaxial mit der Mittelachsenlinie C1 ausgebildet ist. Die Welle 42 ist in das innere Loch 48 eingesetzt und eingepasst und erstreckt sich koaxial zum Rotorkern 44. An beiden Enden des Rotorkerns 44 in Axialrichtung sind eine verkürzte scheibenförmige Endplatte 54 und eine Kernhalterung 56 vorgesehen.
Wie in 1 und 2 ist der Rotorkern 44 koaxial im Inneren des Statorkerns 16 mit einem kleinen Spalt (Luftspalt) dazwischen positioniert. Mit anderen Worten liegt die äußere Umfangsfläche des Rotorkerns 44 der inneren Umfangsfläche des Statorkerns 16 (der Vorderkante der Zähne 21) mit einem kleinen Luftspalt dazwischen gegenüber.
Der Rotorkern 44 hat eine Vielzahl von in Axialrichtung durchgehenden, eingebetteten Magnetbohrungen. In jeder eingebetteten Magnetbohrung ist ein Permanentmagnet 46 eingeladen und angeordnet und z. B. durch einen Klebstoff am Rotorkern 44 festgelegt. Jeder Permanentmagnet 46 erstreckt sich über die gesamte Länge des Rotorkerns 44. Die Permanentmagnete 46 sind in vorgegebenen Abständen in Umfangsrichtung des Rotorkerns 44 angeordnet.
Wie in 2 hat der Rotorkern 44 eine d-Achse, die sich radial oder in Radialrichtung des Rotorkerns 44 erstreckt, und eine q-Achse, die von der d-Achse um 90° elektrisch getrennt ist. In diesem Beispiel ist die q-Achse die Achse, die sich radial durch die Grenze zwischen benachbarten Polen und der Mittelachsenlinie C1 erstreckt, und die d-Achse ist die Richtung, die elektrisch senkrecht zur q-Achse verläuft. Die d-Achse und die q-Achse sind abwechselnd in der Umfangsrichtung des Rotorkerns 44 und in vorgegebenen Phasen bereitgestellt.
In Umfangsrichtung des Rotorkerns 44 sind auf beiden Seiten jeder d-Achse zwei Permanentmagnete 46 angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform ist jeder der Permanentmagnete 46 ein rechteckig geformter und länglicher Magnet und hat eine Länge, die ungefähr der axialen Länge des Rotorkerns 44 entspricht. In einem horizontalen Querschnitt des Rotorkerns 44 orthogonal zur Mittelachsenlinie C1 betrachtet, sind die Permanentmagnete 46 jeweils zur d-Achse geneigt. Die beiden Permanentmagnete 46 sind z. B. in einer annähernd V-förmigen Anordnung nebeneinander angeordnet. Dabei liegen die inneren Enden der Permanentmagnete 46 jeweils an der d-Achse an und sind einander mit einem kleinen Spalt dazwischen zugewandt. Die äußeren Umfangsenden der Permanentmagnete 46 sind entlang der Umfangsrichtung des Rotorkerns 44 von der d-Achse beabstandet und befinden sich nahe der Außenfläche des Rotorkerns 44 und nahe der q-Achse. Im Ergebnis sind die äußeren Umfangsenden der Permanentmagnete 46 benachbart und liegen den äußeren Umfangsenden der Permanentmagnete 46 der benachbarten Pole, quer zur q-Achse gegenüber. In der vorliegenden Ausführungsform weist der Rotorkern 44 12 Magnetpole, die in Umfangsrichtung fluchten, auf, und jeder Pol enthält zwei Permanentmagnete 46.
Die Form des Permanentmagneten 46 ist nicht auf eine längliche flache Platte mit rechteckigem Querschnitt beschränkt, sondern es können verschiedene Formen verwendet werden.
Im Folgenden wird der Aufbau des Stators 12 beschrieben. 3 zeigt die erste Endflächenseite des Stators, und 4 zeigt schematisch einen Teil des Querschnitts des Stators und der geteilten Segmente.
Wie in 3 wird der Stator 12 von einer dreiphasigen (U-Phase, V-Phase und W-Phase) Wechselstromversorgung angetrieben. Beispielsweise sind die parallel geschalteten Spulen 18, die der Phase U entsprechen, die parallel geschalteten Spulen 18, die der Phase V entsprechen, und die parallel geschalteten Spulen 18, die der Phase W entsprechen, in einer verteilten Anordnung um die Zähne 21 gewickelt. Das heißt, dass insgesamt sechs Spulen 18, die den Phasen U, V und W entsprechen und parallel geschaltet sind, um die Zähne 14 gewickelt sind. Wie nachstehend beschrieben, beinhalten die Spulen 18 drei Phasen (U, V und W) für jeden Pol, und jede Phasenspule ist in zwei der sechs einem Pol entsprechenden Nuten angeordnet. In jeder Phase des Stators 12 sind die Spulen nicht auf jene beschränkt, die parallel geschaltet sind, sondern können auch in Reihe geschaltet sein.
Jede Spule 18 ist mit einer Segmentspule strukturiert, die durch Zusammenfügen einer Vielzahl von Spulensegmenten gebildet ist, die aus einem rechteckigen Leiter gebildet sind, um eine einzige Spule zu bilden. Der rechteckige Leiter hat einen Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung (horizontaler Querschnitt), der eine im Wesentlichen rechteckige Form ist, oder die Form des Querschnitts senkrecht zur Längsrichtung weist mindestens zwei gegenüberliegende lange Seiten auf. Wenn der horizontale Querschnitt eines rechteckigen Leiters rechteckig ist, müssen die vier Ecken nicht rechtwinklig sein und können abgeschrägt oder gerundet sein. Der rechteckige Leiter ist mit Ausnahme des leitenden Teils an der Spitze fast vollständig mit einer Isolierschicht, z. B. Emaille, überzogen.
Wie nachstehend beschrieben, weist jedes Spulensegment ein erstes lineares Teil und ein zweites lineares Teil, die in unterschiedliche Nuten 20 eingesetzt und platziert werden, sowie ein Brückenteil auf, das das erste lineare Teil und das zweite lineare Teilverbindet und sich außerhalb des Statorkerns 16 befindet, um der zweiten Endfläche 16b gegenüberzuliegen. Eine Vielzahl von Brückenteilen strukturiert ein Spulenende 18b. Das erste lineare Teil und das zweite lineare Teil haben jeweils ein sich von der ersten Endfläche 16a des Statorkerns 16 nach außen erstreckendes Ende. Die vorstehenden Enden sind in Umfangsrichtung gebogen und bilden das Spulenende 18a der Spule 18.
Wie in den 2 und 4 sind in jeder Nut 20 mehrere, z. B. vier erste lineare Teile oder zweite lineare Teile, in Radialrichtung der Nut 20 angeordnet, wobei eine Seite des Rechtecks einander gegenüberliegt. Innerhalb der Nut 20 ist eine Isolierfolie SP um die vier linearen Teile gewickelt. Von den vier Spulensegmenten CS ist mindestens eines in eine Vielzahl von Spulensegmenten geteilt und mehrreihig. In der vorliegenden Ausführungsform weist das Spulensegment CS1, das sich auf der innersten Seite der Nut 20 befindet, zum Beispiel zwei geteilte Segmente DS1 und DS2 auf. Die geteilten Segmente DS1 und DS2 sind aus einem rechteckigen Leiter mit einer Querschnittsfläche gebildet, die etwa halb so groß ist wie die Querschnittsfläche des anderen Spulensegments CS, d. h. einem rechteckigen Leiter, der dünner ist als das andere Spulensegment CS.
Wie in 4 enthält das geteilte Segment DS1 integral ein erstes lineares Teil LA1 und ein zweites lineares Teil LA2 sowie ein Brückenteil BA, das derart angeordnet ist, dass es der zweiten Endfläche 16b außerhalb des Statorkerns 16 gegenüberliegt und das erste lineare Teil LA1 und das zweite lineare Teil LA2 verbindet. Analog weist das geteilte Segment DS2 integral ein erstes lineares Teil LB1 und ein zweites lineares Teil LB2 sowie ein Brückenteil BB auf, das so liegt, dass es der zweiten Endfläche 16b außerhalb des Statorkerns 16 gegenüberliegt und das erste lineare Teil LB1 und das zweite lineare Teil LB2 verbindet.
Das Paar erster linearer Teile LA1 und LB1 sind in der Nut 20 derart angeordnet, dass sie in einer ersten Richtung der Radialrichtung nebeneinander liegen. Zum Beispiel befindet sich das erste lineare Teil LA1 auf der innersten Seite der Nut 20, und das erste lineare Teil LB1 ist dem ersten linearen Teil LA1 auf der Außenseite der Radialrichtung benachbart. Die zweiten linearen Teile LA2 und LB2 befinden sich zum Beispiel in einer Nut 20, die fünf Nuten von das erste lineare Teilen LA1 und LB1 entfernt ist, und liegen nebeneinander. Hier sind das Brückenteil BA und das Brückenteil BB in Radialrichtung des Statorkerns 16 angeordnet und überschneiden sich. Das bedeutet, dass die Anordnung der zweiten linearen Teile LA2 und LB2 umgekehrt zu der der ersten linearen Teile LA1 und LB2 ist. Das heißt, die zweiten linearen Teile LA2 und LB2 sind in der zur ersten Richtung entgegengesetzten Richtung angeordnet, und das zweite lineare Teil LB2 ist auf der innersten Seite der Nut 20 angeordnet, und das zweite lineare Teil LA2 ist neben dem zweiten linearen Teil LB2 auf der Außenseite der Radialrichtung angeordnet.
Es wird angemerkt, dass die Anzahl der Nuten, in denen die zweiten linearen Teile LA2 und LB2 von den ersten linearen Teilen LA1 und LB1 getrennt sind, nicht auf fünf beschränkt ist und je nach elektrischer Auslegung des Stators unterschiedliche Werte annehmen kann.
5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils der ersten Endflächenseite des Stators, und 6 ist eine Draufsicht auf einen Teil der ersten Endflächenseite des Stators.
Wie in den 5 und 6 beinhaltet eine Einphasen-Segmentspule 18 ein erstes Spulensegment CS1, das sich auf der innersten Seite der Nut 20 befindet, und ein zweites Spulensegment CS2, das sich in der innersten Seite der Nut 20 befindet, so dass das erste Spulensegment CS1 von beiden Seiten in Umfangsrichtung sandwichartig umschlossen ist. Das erste Spulensegment CS1 und das zweite Spulensegment CS2 sind jeweils mehrreihig und weisen jeweils zwei geteilte Segmente auf.
In einem Beispiel sind die ersten und zweiten Spulensegmente CS1 und CS2 der U-Phase nebeneinander in zwei in Umfangsrichtung benachbarten Nuten 20 angeordnet, und die ersten und zweiten Spulensegmente CS1 und CS2 der V-Phase sind in den beiden Nuten 20 neben den darüberliegenden Nuten 20 angeordnet. Darüber hinaus sind die ersten und zweiten Spulensegmente CS1 und CS2 der W-Phase nebeneinander in zwei Nuten 20 platziert, die in Umfangsrichtung neben den beiden Nuten 20 liegen, in denen die ersten und zweiten Spulensegmente CS1 und CS2 angeordnet sind. Wie oben beschrieben, sind in der innersten Seite der Nut 20 zwei U-Phasen-Spulensegmente, zwei V-Phasen-Spulensegmente und zwei W-Phasen-Spulensegmente in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet.
7 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Anordnungsstruktur eines ersten Spulensegments CS1 und eines zweiten Spulensegments CS2 einer Phase zeigt.
Wie in der Figur dargestellt, weist das erste Spulensegment CS1 geteilte Segmente (erstes geteiltes Segment und zweites geteiltes Segment) DS1 und DS2 auf. Das geteilte Segment DS1 weist integral das erste lineare Teil LA1 und das zweite lineare Teil LA2, ein Brückenteil BA, das so positioniert ist, dass es der zweiten Endfläche 16b außerhalb des Statorkerns 16 gegenüberliegt und das erste lineare Teil LA1 und das zweite lineare Teil LA2 verbindet, auf. Analog weist das geteilte Segment DS2 integral das erste lineare Teil LB1 und das zweite lineare Teil LB2 sowie ein Brückenteil BB auf, das so positioniert ist, dass es der zweiten Endfläche 16b außerhalb des Statorkerns 16 gegenüberliegt und das erste lineare Teil LB1 und das zweite lineare Teil LB2 verbindet.
Ein Paar erster linearer Teile LA1 und LB1 des ersten Spulensegments CS1 sind in der Nut 20 und in Radialrichtung benachbart zueinander angeordnet. Zum Beispiel befindet sich das erste lineare Teil LA1 an der innersten Seite der Nut 20, und das erste lineare Teil LB1 liegt außerhalb der Radialrichtung neben dem ersten linearen Teil LA1. In das erste lineare Teilen LA1 und LB1 ist ein sich erstreckendes Ende, das von der zweiten Endfläche 16b des Statorkerns 16 vorsteht, in der Radialrichtung des Statorkerns 16 nach innen gebogen und weiter in der Axialrichtung gebogen. Somit sind die sich erstreckenden Enden der ersten linearen Teile LA1 und LB1 in der Radialrichtung weiter nach innen verlagert als das Innenumfangsseitenende der Nut 20, d.h. als der Innenumfang des Statorkerns 16.
Das Brückenteil BA des geteilten Segments DS1 weist einen ersten Abschnitt SA1, der sich von dem sich erstreckenden Ende des ersten linearen Teils LA1 entlang der Umfangsrichtung des Statorkerns 16 erstreckt, ein erstes Kurbelteil CR1, das sich von dem terminalen Ende des ersten Abschnitts SA1 schräg radial auswärts und im Wesentlichen parallel zu der zweiten Endfläche 16b erstreckt, und einen zweiten Abschnitt SA2 auf, der sich von dem terminalen Ende des ersten Kurbelteils CR1 zu dem sich erstreckenden Ende des zweiten linearen Teils LA2 entlang der Umfangsrichtung und im Wesentlichen parallel zu der zweiten Endfläche 16b erstreckt. Das erste Kurbelteil CR1 ist ungefähr mittig zwischen dem ersten linearen Teil LA1 und dem zweiten linearen Teil LA2 positioniert. Das Brückenteil BA ist aus einem rechteckigen Leiter gebildet, der in einer Dickenrichtung oder einer zur Dickenrichtung orthogonalen Richtung gebogen ist, ohne den rechteckigen Leiter zu verdrehen. Das zweite lineare Teil LA2 befindet sich zum Beispiel in der Nut 20, die fünf Nuten vom ersten linearen Teil LA1 entfernt liegt.
Das Brückenteil BA des geteilten Segments DS1 ist ein Teil, das das in der Nut 20 aufgenommene geteilte Segment DS1 mit unterschiedlichen Positionen der Umfangsrichtung des Statorkerns 16 verbindet, und daher sind der erste Abschnitt SA1 und der zweite Abschnitt SA2 nicht unbedingt parallel (oder im Wesentlichen parallel) zur zweiten Endfläche 16b des Statorkerns 16 und können in verschiedenen Formen hergestellt werden.
Das Brückenteil BA des geteilten Segments DS1 liegt der zweiten Endfläche 16b mit einem Zwischenraum gegenüber. Der erste Abschnitt SA1 befindet sich von der Innenkante des Statorkerns 16 einwärts verlagert. Durch die Bereitstellung des ersten Kurbelteils CR1 wird der zweite Abschnitt SA2 von dem ersten Abschnitt SA1 um etwa das Dreifache der Dicke des geteilten Segments DS1 radial auswärts verlagert. Das bedeutet, dass das zweite lineare Teil LA2 so in der Nut 20 angeordnet ist, dass er vom ersten linearen Teil LA1 um dessen Dicke radial auswärts verlagert wird.
Das Brückenteil BB des geteilten Segments DS2 weist einen ersten Abschnitt SB1, der sich von dem sich erstreckenden Ende des ersten linearen Teils LB1 entlang der Umfangsrichtung des Statorkerns 16 erstreckt, ein zweites Kurbelteil CR2, das sich von dem terminalen Ende des ersten Abschnitts SB1 schräg radial auswärts und im Wesentlichen parallel zu der zweiten Endfläche 16b erstreckt, und einen zweiten Abschnitt SB2 auf, der sich von dem terminalen Ende des zweiten Kurbelteils CR2 zu dem sich erstreckenden Ende des zweiten linearen Teils LB2 entlang der Umfangsrichtung und im Wesentlichen parallel zu der zweiten Endfläche 16b erstreckt. Das zweite Kurbelteil CR2 ist ungefähr mittig zwischen dem ersten linearen Teil LB1 und dem zweiten linearen Teil LB2 positioniert. Das Brückenteil BB ist aus einem rechteckigen Leiter gebildet, der in einer Dickenrichtung oder einer zur Dickenrichtung orthogonalen Richtung gebogen wird, ohne den rechteckigen Leiter zu verdrehen. Das zweite lineare Teil LB2 befindet sich zum Beispiel in der Nut 20, die fünf Nuten vom ersten linearen Teil LB1 entfernt ist.
Es wird angemerkt, dass das Brückenteil BB des geteilten Segments DS2 ein Teil ist, das das geteilte Segment DS2, das in der Nut 20 aufgenommen ist, mit unterschiedlichen Positionen der Umfangsrichtung des Statorkerns 16 verbindet, und daher der erste Abschnitt SB1 und der zweite Abschnitt SB2 nicht unbedingt parallel (oder im Wesentlichen parallel) zu der zweiten Endfläche 16b des Statorkerns 16 sind und in unterschiedlichen Formen hergestellt werden können.
Das erste lineare Teil LB1 und das zweite lineare Teil LB2 sind fast doppelt so breit wie die Breite des rechteckigen Leiters wie das erste und zweite lineare Teil LA1 und LA2 des geteilten Segments DS1 und erstrecken sich axial vom Statorkern 16. Im Ergebnis ist das Brückenteil BB im Wesentlichen parallel zu der zweiten Endfläche 16b mit einem größeren Abstand als das Brückenteil BA und liegt der zweiten Endfläche 16b gegenüber. Der erste Abschnitt SB1 ist derart angeordnet, dass er von der Innenkante der Nut 20 nach innen und ungefähr über die Innenkante des Statorkerns 16 verlagert wird. Ferner liegt der erste Abschnitt SB1 so, dass er vom ersten Abschnitt SA1 des geteilten Segments DS1 um die Dicke des rechteckigen Leiters radial auswärts verlagert wird, und liegt derart, dass er um die Breite des rechteckigen Leiters nach oben (weg von der zweiten Endfläche 16b) verlagert wird. Das zweite Kurbelteil CR2 überlappt oberhalb den ersten Kurbelteil CR1 in Axialrichtung und erstreckt sich so, dass es das erste Kurbelteil CR1 kreuzt. Die Länge des sich erstreckenden Teils (Höhe in Radialrichtung) (zweite Länge) des zweiten Kurbelteils CR2 entlang der Längsrichtung des rechteckigen Leiters ist kleiner als die Hälfte der Erstreckungslänge (erste Länge) des ersten Kurbelteils CR1. Im Ergebnis ist der zweite Abschnitt SB2 um die Dicke des rechteckigen Leiters radial einwärts vom zweiten Abschnitt SA2 positioniert und auch um die Breite des rechteckigen Leiters axial aufwärts (von der zweiten Endfläche 16b weg) positioniert. Das zweite lineare Teil LB2 befindet sich radial einwärts vom ersten linearen Teil LB1 und ist auf der innersten Seite in der Nut 20 positioniert.
Wie oben, erstrecken sich das Brückenteil BA des geteilten Segments DS1 und das Brückenteil BB des geteilten Segments DS2 so, dass sie sich in Radialrichtung schneiden, und die Positionsbeziehung der ersten linearen Teile LA1 und LB1 ist umgekehrt zu der der zweiten linearen Teile LA2 und LB2. Das heißt, das erste lineare Teil LA1 befindet sich innerhalb des ersten linearen Teils LB1 in der Radialrichtung, und das zweite lineare Teil LA2 befindet sich außerhalb des zweiten linearen Teils LB2 in der Radialrichtung.
Das zweite Spulensegment CS2, das so positioniert ist, dass es das erste Spulensegment CS1 von beiden Seiten in der Umfangsrichtung sandwichartig umschließt, weist geteilte Segmente (drittes und viertes geteiltes Segment) DS3 und DS4 auf. Das geteilte Segment DS3 weist integral ein erstes lineares Teil LC1 und ein zweites lineares Teil LC2 sowie ein Brückenteil BC auf, das derart angeordnet ist, dass es der zweiten Endfläche 16b außerhalb des Statorkerns 16 gegenüberliegt und das erste lineare Teil LC1 und das zweite lineare Teil LC2 verbindet. Analog weist das geteilte Segment DS4 integral ein erstes lineares Teil LD1 und ein zweites lineares Teil LD2 sowie ein Brückenteil BD auf, das so positioniert ist, dass es der zweiten Endfläche 16b außerhalb des Statorkerns 16 gegenüberliegt und das erste lineare Teil LD1 und das zweite lineare Teil LD2 verbindet.
Ein Paar erster linearer Teile LC1 und LD1 des zweiten Spulensegments CS2 sind in der Nut 20 angeordnet, die um eins (in Umfangsrichtung nach außen) zur Nut 20 benachbart ist, in der die ersten linearen Teile LA1 und LB1 des ersten Spulensegments CS1 angeordnet sind, und sie sind in einer ersten Richtung der Radialrichtung aneinander angrenzend. Beispielsweise befindet sich das erste lineare Teil LC1 auf der innersten Seite der Nut 20, und das erste lineare Teil LD1 grenzt an das erste lineare Teil LC1 auf der Außenseite der Radialrichtung an. In den ersten linearen Teilen LC1 und LD1 ist ein sich erstreckendes Ende, das von der zweiten Endfläche 16b des Statorkerns 16 vorsteht, in Radialrichtung des Statorkerns 16 nach innen gebogen und weiter in Axialrichtung gebogen. Somit sind die sich erstreckenden Enden der ersten linearen Teile LC1 und LD1 in der Radialrichtung weiter nach innen verlagert als das Innenumfangsseitenende der Nut 20, d.h. als der Innenumfang des Statorkerns 16.
Das Brückenteil BC des geteilten Segments DS3 weist einen ersten Abschnitt SC1, der sich von dem sich erstreckenden Ende des ersten linearen Teils LC1 entlang der Umfangsrichtung des Statorkerns 16 und im Wesentlichen parallel zu der zweiten Endfläche 16b erstreckt, ein erstes Kurbelteil (drittes Kurbelteil) CR3, das sich von dem terminalen Ende des ersten Abschnitts SC1 schräg radial auswärts und im Wesentlichen parallel zu der zweiten Endfläche 16b erstreckt, und einen zweiten Abschnitt SC2 auf, der sich von dem terminalen Ende des ersten Kurbelteils CR3 zu dem sich erstreckenden Ende des zweiten linearen Teils LA2 entlang der Umfangsrichtung und im Wesentlichen parallel zu der zweiten Endfläche 16b erstreckt. Das erste Kurbelteil CR3 ist ungefähr mittig zwischen dem ersten linearen Teil LC1 und dem zweiten linearen Teil LC2 angeordnet. Das Brückenteil BC ist aus einem rechteckigen Leiter, der in einer Dickenrichtung oder in einer zur Dickenrichtung orthogonalen Richtung gebogen ist, ohne den rechteckigen Leiter zu verdrehen, gebildet. Das zweite lineare Teil LC2 befindet sich beispielsweise in der Nut 20, die sieben Nuten vom ersten linearen Teil LC1 entfernt liegt, d.h. in der Nut 20, die um eins (in Umfangsrichtung außen) der Nut 20 benachbart ist, in der die zweiten linearen Teile LA2 und LB2 des ersten Spulensegments CS1 angeordnet sind. Es wird angemerkt, dass die Anzahl der Nuten, in denen das zweite lineare Teil LC2 vom ersten linearen Teil LC1 getrennt ist, nicht auf sieben beschränkt ist und je nach elektrischem Aufbau des Stators unterschiedliche Werte annehmen kann.
Das erste lineare Teil LC1 und das zweite lineare Teil LC2 sind fast so breit wie die Breite des rechteckigen Leiters wie das erste und zweite lineare Teil LA1 und LA2 des geteilten Segments DS1 und erstrecken sich axial vom Statorkern 16. Dadurch kann das Brückenteil BC der zweiten Endfläche 16b mit einem größeren Abstand gegenüberliegen als das Brückenteil BA.
Es wird angemerkt, dass das Brückenteil BC des geteilten Segments DS3 ein Teil ist, das das geteilte Segment DS3, das in der Nut 20 aufgenommen ist, mit unterschiedlichen Positionen der Umfangsrichtung des Statorkerns 16 verbindet, und daher sind der erste Abschnitt SC1 und der zweite Abschnitt SC2 nicht unbedingt parallel (oder im Wesentlichen parallel) zu der zweiten Endfläche 16b des Statorkerns 16 und können in unterschiedlichen Formen hergestellt werden.
Der erste Abschnitt SC1 des Brückenteils BC ist an der Innenumfangsseite weiter als der innere Rand des Statorkerns 16 verlagert. Durch die Bereitstellung des ersten Kurbelteils CR3 wird der zweite Abschnitt SC2 in Radialrichtung um etwa das Dreifache der Dicke des geteilten Segments DS3 nach außen verlagert. Somit wird das zweite lineare Teil LC2 gegenüber dem ersten linearen Teil LC1 um etwa eine Dicke radial auswärts verschoben. Der erste Abschnitt SC1, das erste Kurbelteil CR3 und der zweite Abschnitt SC2 des geteilten Segments DS1 sind derart angeordnet, dass sie den ersten Abschnitt SA1, den ersten Kurbelteil CR1 bzw. den zweiten Abschnitt SA2 des geteilten Segments DS1 in Axialrichtung überlappen.
Das Brückenteil BD des geteilten Segments DS4 weist einen ersten Abschnitt SD1, der sich von dem sich erstreckenden Ende des ersten linearen Teils LD1 entlang der Umfangsrichtung des Statorkerns 16 und im Wesentlichen parallel zu der zweiten Endfläche 16b erstreckt, ein zweites Kurbelteil (vierter Kurbelteil) CR4, das sich von dem terminalen Ende des ersten Abschnitts SD1 schräg radial auswärts und im Wesentlichen parallel zu der zweiten Endfläche 16b erstreckt, und einen zweiten Abschnitt SD2 auf, der sich von dem terminalen Ende des zweiten Kurbelteils CR4 zu dem sich erstreckenden Ende des zweiten linearen Teils LD2 entlang der Umfangsrichtung und im Wesentlichen parallel zu der zweiten Endfläche 16b erstreckt. Das zweite Kurbelteil CR4 ist ungefähr mittig zwischen dem ersten linearen Teil LD1 und dem zweiten linearen Teil LD2 positioniert. Das Brückenteil BD ist aus einem rechteckigen Leiter, der in Dickenrichtung oder in einer zur Dickenrichtung orthogonalen Richtung gebogen ist, ohne den rechteckigen Leiter zu verdrehen, gebildet. Das zweite lineare Teil LD2 befindet sich zum Beispiel in der Nut 20, die sieben Nuten vom ersten linearen Teil LD1 entfernt ist.
Es wird angemerkt, dass die Anzahl der Nuten, in denen das zweite lineare Teil LD2 vom ersten linearen Teil LD1 getrennt ist, nicht auf sieben beschränkt ist, sondern je nach elektrischer Auslegung des Stators unterschiedliche Werte annehmen kann. Darüber hinaus ist das Brückenteil BD des geteilten Segments DS4 ein Teil, das das geteilte Segment DS4, das in der Nut 20 aufgenommen ist, mit unterschiedlichen Positionen der Umfangsrichtung des Statorkerns 16 verbindet, und daher sind der erste Abschnitt SD1 und der zweite Abschnitt SD2 nicht unbedingt parallel (oder im Wesentlichen parallel) zu der zweiten Endfläche 16b des Statorkerns 16 und können in unterschiedlichen Formen hergestellt werden.
Das erste lineare Teil LD1 und das zweite lineare Teil LB2 sind fast doppelt so breit wie die Breite des rechteckigen Leiters wie das erste und zweite lineare Teil LC1 und LC2 des geteilten Segments DS3 und erstrecken sich axial vom Statorkern 16. Daher ist das Brückenteil BD im Wesentlichen parallel zur zweiten Endfläche 16b mit einem größeren Abstand als das Brückenteil BC und liegt der zweiten Endfläche 16b gegenüber. Der erste Abschnitt SD1 ist derart angeordnet, dass er von der Innenkante der Nut 20 nach innen und ungefähr über die Innenkante des Statorkerns 16 verlagert wird. Außerdem ist der erste Abschnitt SD1 derart angeordnet, dass er vom ersten Abschnitt SC1 des geteilten Segments DS3 um die Dicke des rechteckigen Leiters radial auswärts verlagert wird, und er ist derart angeordnet, dass er um die Breite des rechteckigen Leiters nach oben (weg von der zweiten Endfläche 16b) verlagert wird. Das zweite Kurbelteil CR4 überlappt den ersten Kurbelteil CR3 in Axialrichtung und erstreckt sich so, dass es das erste Kurbelteil CR3 kreuzt. Die Erstreckungslänge (Höhe in Radialrichtung) des zweiten Kurbelteils CR4 entlang der Längsrichtung des rechteckigen Leiters ist weniger als die Hälfte der Erstreckungslänge des ersten Kurbelteils CR3. Infolgedessen ist der zweite Abschnitt SD2 radial einwärts von dem zweiten Abschnitt SC2 des geteilten Segments DS3 um die Dicke des rechteckigen Leiters positioniert, und ist auch axial nach oben (weg von der zweiten Endfläche 16b) um die Breite des rechteckigen Leiters verlagert. Somit ist das zweite lineare Teil LD2 radial einwärts in Bezug auf das erste lineare Teil LC1 und auf der innersten Seite in der Nut 20 positioniert. Der erste Abschnitt SC1, das zweite Kurbelteil CR4 und der zweite Abschnitt SD2 des Brückenteils BD sind derart angeordnet, dass sie den ersten Abschnitt SB1, den zweiten Kurbelteil CR2 bzw. den zweiten Abschnitt SB2 des geteilten Segments DS2 in Axialrichtung überlappen.
Wie oben erstrecken sich das Brückenteil BC des geteilten Segments DS3 und das Brückenteil BD des geteilten Segments DS4 so, dass sie sich in Radialrichtung schneiden, und die Positionsbeziehung der ersten linearen Teile LC1 und LD1 ist umgekehrt zu derjenigen der zweiten linearen Teile LD2 und LD2. Das heißt, das erste lineare Teil LC1 befindet sich innerhalb des ersten linearen Teils LD1 in Radialrichtung, und das zweite lineare Teil LC2 befindet sich außerhalb des zweiten linearen Teils LD2 in Radialrichtung. Die zweiten linearen Teile LC2 und LD2 fluchten in der der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil der ersten Endflächenseite des Stators zeigt, und 9 ist eine Draufsicht, die einen Teil der ersten Endflächenseite des Stators zeigt.
Wie in der Figur dargestellt, weisen das erste lineare Teil und das zweite lineare Teil des Spulensegments CS auf der Seite der ersten Endfläche 16a des Statorkerns 16 sich erstreckende Teile auf, die sich von der ersten Endfläche 16a zur Außenseite des Statorkerns 16 erstrecken. Diese sich erstreckenden Teile sind in einem vorgegebenen Winkel in einer Umfangsrichtung gebogen und erstrecken sich jeweils in einem Winkel zur Axialrichtung. Analog weisen das erste lineare Teil und das zweite lineare Teil der geteilten Segmente DS1 bis DS4 sich nach außen erstreckende Teile auf, die sich jeweils von der ersten Endfläche 16a zur Außenseite des Statorkerns 16 erstrecken. Die sich erstreckenden Teile sind jeweils in einem vorgegebenen Winkel in einer Umfangsrichtung gebogen und erstrecken sich in einem Winkel zur Axialrichtung. Das sich erstreckende Ende jedes der sich erstreckenden Teile weist eine Endfläche (Verbindungsfläche) ds auf, die ungefähr parallel zur ersten Endfläche 16a verläuft.
Die sich erstreckenden Teile der vier ersten oder zweiten linearen Teile, die in jede Nut 20 eingesetzt sind, sind abwechselnd in eine und in entgegengesetzte Richtungen gebogen. Das heißt, das sich erstreckende Teil des ersten oder zweiten linearen Teils des äußersten Spulensegments CS ist in einer Richtung in der Umfangsrichtung des Statorkerns 16 gebogen, und das sich erstreckende Teil des ersten oder zweiten linearen Teils eines inneren Spulensegments CS ist in einer Richtung der Umfangsrichtung des Statorkerns 16 gebogen, und das sich erstreckende Teil des ersten oder zweiten linearen Teils eines inneren Spulensegments CS ist in der anderen Richtung der Umfangsrichtung (in der entgegengesetzten Richtung) gebogen. Darüber hinaus ist das lineare Teil des ersten oder zweiten linearen Teils eines inneren Spulensegments CS in die vorgenannte eine Richtung gebogen. Darüber hinaus sind die sich erstreckenden Teile des ersten oder zweiten linearen Teils der innersten geteilten Segmente CS1 und CS2 in die andere, oben beschriebene Richtung gebogen.
Die Endflächen ds der vier Erstreckungsteile, die sich von einer Vielzahl unterschiedlicher Nuten 20 aus erstrecken, befinden sich fast in einer Reihe und sind entlang der Radialrichtung des Statorkerns 16 bündig. Von den vier sich erstreckenden Teilen hat jedes der sich erstreckenden Teile der innersten Spulensegmente CS1 und CS2 zwei Endflächen ds1 und ds2 der beiden geteilten Segmente.
Die Endflächen ds der vier sich erstreckenden Teile in jeder Reihe sind zu zweit (Zweier-Satz) miteinander verschweißt und elektrisch leitfähig. Das heißt, die Endflächen ds der beiden sich erstreckenden Abschnitte auf der äußeren Umfangsseite sind miteinander verschweißt, und es wird eine Schweißraupe WB über die beiden Endflächen ds gebildet.
Die Endflächen ds der beiden sich erstreckenden Teile an der Innenumfangsseite werden miteinander verschweißt, um die Schweißraupe WB zu bilden. In diesem Fall sind die beiden Endflächen ds1 (oder ds2) der beiden geteilten Segmente miteinander verschweißt, und die geteilten Segmente sind elektrisch miteinander verbunden, und außerdem sind die beiden Endflächen ds1 (oder ds2) gleichzeitig mit den Endflächen ds der sich erstreckenden Teile des benachbarten Spulensegments CS verbunden. Infolgedessen wird die Schweißraupe WB über drei Endflächen ds, ds1, ds1 (oder drei Endflächen ds, ds2, ds2) hinweg gebildet. Die Endflächen ds des sich erstreckenden Teils können zum Beispiel mittels Laserschweißen verschweißt werden. Jede Schweißnaht oder Verbindung des Spulensegments ist mit einem isolierenden Material wie einer Pulverbeschichtung, einem Lack etc. überzogen.
Indem die sich erstreckenden Enden der Spulensegmente verbunden werden, wird eine dreiphasige Segmentspule 18 strukturiert. Die verlängerten Teile dieser Spulensegmente bilden ein Spulenende 18a, das von der ersten Endfläche 16a vorsteht. An drei der Spulen 18 sind jeweils die U-Phasen-Anschlussklemme TU, die V-Phasen-Anschlussklemme TU, die V-Phasen-Anschlussklemme TV und die W-Phasen-Anschlussklemme TW, die nicht dargestellt sind, angeschlossen. Bei der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Anzahl der parallel geschalteten Spulen des Stators 12 zwei, und die Anschlussklemmen 8 werden entsprechend der Anzahl der parallel geschalteten Spulen bereitgestellt.
Wie oben beschrieben, zeigt die vorliegende Ausführungsform den Aufbau einer dreiphasigen, 12-poligen elektrischen Maschine mit 72 Nuten, wobei die Anzahl der Nuten im Statorkern 16, die einem Magnetpol entsprechen, sechs beträgt und die Spulen jeder Phase in zwei Nuten für jeden Magnetpol angeordnet sind.
Gemäß der elektrischen Drehmaschine und ihrem Stator der vorliegenden Ausführungsform kann dadurch, dass die Spule 18 mit einer Segmentspule konfiguriert wird, die Überstandshöhe der Spulenenden 18a und 18b, die von der ersten bzw. zweiten Endfläche 16a und 16b des Statorkerns 16 vorstehen, erheblich verringert werden, und der Stator 12 kann verkleinert werden. Darüber hinaus sind von den drei oder mehr Segmentspulen, die in der Nut 20 in Radialrichtung fluchten, zumindest die Spulensegmente CS1 und CS2, die sich zumindest am innersten Umfang befinden, mehrreihig und aus einer Vielzahl von geteilten Segmenten DS1 bis DS4 zusammengesetzt, von denen jedes einen rechteckigen Leiter mit einem dünnen Drahtdurchmesser aufweist. Durch Multi-Rowing der innersten Spulensegmente kann die Verringerung der Ausnutzung der Nut aufgrund der Erhöhung der Anzahl der Leiter unterdrückt werden, und die verlustreduzierende Wirkung bei niedrigen Geschwindigkeiten kann beibehalten werden. Gleichzeitig wird durch die Unterteilung der Spulensegmente in Radialrichtung die Querschnittsfläche des Leiters orthogonal zum magnetischen Fluss, der die Nut 20 in Umfangsrichtung durchquert, verringert, und die im Leiter während der Hochgeschwindigkeitsdrehung erzeugten Wirbelströme und die daraus resultierenden Verluste können verringert werden.
In einem mehrreihigen Spulensegment werden die Enden einer Vielzahl von geteilten Segmenten miteinander verschweißt und elektrisch verbunden, so dass zwischen den Schweißpunkten in einem Satz mehrreihiger Spulen ein geschlossener Stromkreis vorliegt. Wenn die Spulenenden keine Versetzungskonfiguration aufweisen, werden in dem geschlossenen Kreislauf zirkulierende Ströme induziert, was zu einer neuen Quelle für erhöhte Verluste führt. Wenn jedoch, wie in der vorliegenden Ausführungsform, die Brückenteile der beiden geteilten Segmente gekreuzt werden und die Positionsbeziehung des ersten linearen Teils und die Positionsbeziehung des zweiten linearen Teils verlagert werden, kann das Auftreten des oben genannten zirkulierenden Stroms unterdrückt werden. Daher kann mit der mehrreihigen innersten Spule ein niedriger Verlust erreicht werden, ohne dass ein neuer Verluststeigerungsfaktor entsteht.
10 zeigt schematisch den Zustand des magnetischen Flusses in einem mehrreihigen Spulensegment. Wenn sich die Brückenteile von zwei geteilten Segmenten DS1 und DS2 kreuzen und die Schweißpunkte an beiden Enden verlagert werden, verläuft der magnetische Fluss in entgegengesetzter Richtung durch die Schleife zwischen jedem Schweißpunkt und der Kreuzungsposition (siehe 10(a)). Daher sind, wie in 10(b), die Zirkulationsströme 11 und 12 in einer Schleife und der anderen Schleife in entgegengesetzten Richtungen und heben sich gegenseitig auf. Daher wird die Erzeugung von zirkulierenden Strömen unterdrückt und eine Zunahme der Verluste verhindert.
Die Versetzungskonfiguration, die die Positionsbeziehung zwischen den beiden Enden umkehrt, wird erreicht, indem die geteilten Segmente DS1 und DS2 in der Dickenrichtung oder in der Richtung senkrecht zur Dickenrichtung gebogen werden, ohne sie zu verdrehen, um die ersten Abschnitte SA1 und SB1 und die zweiten Abschnitte SA2 und SB2 in der Bahn zu verändern. Daher sind die Herstellung und die Montage der Segmente einfacher als im Falle der Verdrehung.
Darüber hinaus befinden sich gemäß der vorliegenden Ausführungsform in dem mehrreihigen ersten Spulensegment CS1 und dem zweiten Spulensegment CS2 das erste Kurbelteil CR1 und CR3 und das zweite Kurbelteil CR2 und CR4 des Brückenteils direkt oberhalb den Nuten zwischen den Spulensegmenten anderer Phasen, die in Umfangsrichtung nebeneinander liegen, und können in der Nähe der Spulensegmente anderer Phasen positioniert werden, ohne die Spulensegmente anderer Phasen zu stören. Daher kann das Spulenende 18b kleiner und einfacher gestaltet werden.
Darüber hinaus sind in der vorliegenden Ausführungsform die ersten Kurbelteile CR1 und CR3, die lange Drahtlängen haben, unter den zweiten Kurbelteilen CR2 und CR3, die kurze Drahtlängen haben, positioniert, mit anderen Worten, unter der Seite des Statorkerns 16, wodurch Einbau und Montage von Spulensegmenten erleichtert werden kann.
Wie aus den obigen Ausführungen ersichtlich, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Stator einer elektrischen Drehmaschine, bei dem die Größe des Spulenendes verringert werden kann, während die Erzeugung von Wirbelströmen unterdrückt wird, erzielt werden.
Als nächstes wird der Stator anderer Ausführungsformen beschrieben. In den nachfolgend beschriebenen anderen Ausführungsformen werden Teile, die mit der oben beschriebenen ersten Ausführungsform identisch sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, um deren ausführliche Beschreibungen auszulassen oder zu vereinfachen, und die Beschreibung konzentriert sich auf Teile, die sich von der ersten Ausführungsform unterscheiden.
(Zweite Ausführungsform)
11 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Anordnungsstruktur eines ersten Spulensegments CS1 und eines zweiten Spulensegments CS2 einer Phase eines Stators der zweiten Ausführungsform zeigt. 12 ist eine Draufsicht, die einen Teil einer ersten Endflächenseite des Stators zeigt.
Gemäß der zweiten dargestellten Ausführungsform sind in dem mehrreihigen ersten Spulensegment CS1 und dem zweiten Spulensegment CS2 Brückenteile BB und BD mit kurzen Kurbelteilen CR2 und CR4 in Axialrichtung des Statorkerns 16 angeordnet, und Brückenteile BA und BC mit längeren Kurbelteilen CR1 und CR2 sind auf diese Brückenteile aufgesetzt. Außerdem sind die Brückenteile BA und BC in Radialrichtung des Statorkerns 16 überlappend angeordnet. Dadurch verringert sich die Höhe des sich erstreckenden Teils des Spulenendes, und es kann eine weitere Miniaturisierung erreicht werden.
Genauer weist das erste Spulensegment CS1 geteilte Segmente DS1 und DS2 auf. Ein Paar erster linearer Teile LA1 und LB1 des ersten Spulensegments CS1 befinden sich in der Nut 20 und fluchten radial und benachbart zueinander. Beispielsweise befindet sich das erste lineare Teil LA1 auf der innersten Seite der Nut 20, und das erste lineare Teil LB1 liegt in Radialrichtung neben der Außenseite des ersten linearen Teils LA1. In den ersten lineare Teilen LA1 und LB1 sind die sich erstreckenden Enden, die von der zweiten Endfläche 16b des Statorkerns 16 vorstehen, in der Radialrichtung des Statorkerns 16 nach innen gebogen und weiter axial gebogen. Somit sind die sich erstreckenden Enden der ersten linearen Teile LA1 und LB1 in der Radialrichtung weiter nach innen verlagert als die innenumfangsseitigen Enden der Nut 20, d.h. als der Innenumfang des Statorkerns 16.
Das Brückenteil BA des geteilten Segments DS1 weist einen ersten Abschnitt SA1, der sich von dem sich erstreckenden Ende des ersten linearen Teils LA1 entlang der Umfangsrichtung des Statorkerns 16 und im Wesentlichen parallel zu der zweiten Endfläche 16b erstreckt, ein erstes Kurbelteil CR1, das sich von dem terminalen Ende des ersten Abschnitts SA1 schräg radial auswärts und im Wesentlichen parallel zu der zweiten Endfläche 16b erstreckt, und einen zweiten Abschnitt SA2 auf, der sich von dem terminalen Ende des ersten Kurbelteils CR1 zu dem sich erstreckenden Ende des zweiten linearen Teils LA2 entlang der Umfangsrichtung und im Wesentlichen parallel zu der zweiten Endfläche 16b erstreckt. Das erste Kurbelteil CR1 ist ungefähr mittig zwischen dem ersten linearen Teil LA1 und dem zweiten linearen Teil LA2 positioniert. Das Brückenteil BA ist aus einem rechteckigen Leiter gebildet, der in einer Dickenrichtung oder einer zur Dickenrichtung orthogonalen Richtung gebogen ist, ohne den rechteckigen Leiter zu verdrehen. Das zweite lineare Teil LA2 befindet sich zum Beispiel in der Nut 20, die fünf Nuten vom ersten linearen Teil LA1 entfernt liegt.
Das Brückenteil BA des geteilten Segments DS1 liegt der zweiten Endfläche 16b mit einem Zwischenraum gegenüber. Der erste Abschnitt SA1 ist von der Innenkante des Statorkerns 16 nach innen verlagert. Durch die Bereitstellung des ersten Kurbelteils CR1 wird der zweite Abschnitt SA2 gegenüber dem ersten Abschnitt SA1 um etwa das Dreifache der Dicke des geteilten Segments DS1 radial auswärts verlagert. Dies bedeutet, dass das zweite lineare Teil LA2 in der Nut 20 derart angeordnet ist, dass es gegenüber dem ersten linearen Teil LA1 um eine Dicke desselben radial auswärts verlagert wird.
Das Brückenteil BB des geteilten Segments DS2 weist einen ersten Abschnitt SB1, der sich von dem sich erstreckenden Ende des ersten linearen Teils LB1 entlang der Umfangsrichtung des Statorkerns 16 erstreckt, ein zweites Kurbelteil CR2, das sich von dem terminalen Ende des ersten Abschnitts SB1 schräg radial auswärts und im Wesentlichen parallel zu der zweiten Endfläche 16b erstreckt, und einen zweiten Abschnitt SB2 auf, der sich von dem terminalen Ende des zweiten Kurbelteils CR2 zu dem sich erstreckenden Ende des zweiten linearen Teils LB2 entlang der Umfangsrichtung und im Wesentlichen parallel zu der zweiten Endfläche 16b erstreckt. Das zweite Kurbelteil CR2 ist ungefähr mittig zwischen dem ersten linearen Teil LB1 und dem zweiten linearen Teil LB2 angeordnet. Das Brückenteil BB wird aus einem rechteckigen Leiter gebildet, der in einer Dickenrichtung oder einer zur Dickenrichtung orthogonalen Richtung gebogen wird, ohne den rechteckigen Leiter zu verdrehen. Das zweite lineare Teil LB2 befindet sich zum Beispiel in der Nut 20, die fünf Nuten vom ersten linearen Teil LB1 entfernt liegt.
Das erste lineare Teil LB1 und das zweite lineare Teil LB2 sind fast zweimal kürzer als die Breite des rechteckigen Leiters wie das erste und zweite lineare Teil LA1 und LA2 des geteilten Segments DS1 und erstrecken sich axial vom Statorkern 16. Im Ergebnis verläuft das Brückenteil BB im Wesentlichen parallel zur zweiten Endfläche 16b mit einem geringeren Abstand als das Brückenteil BA und liegt der zweiten Endfläche 16b gegenüber. Der erste Abschnitt SB1 ist derart angeordnet, dass er von der Innenkante der Nut 20 nach innen und ungefähr über die Innenkante des Statorkerns 16 verlagert wird. Außerdem ist der erste Abschnitt SB1 derart angeordnet, dass er vom ersten Abschnitt SA1 des geteilten Segments DS1 um die Dicke des rechteckigen Leiters radial auswärts verlagert wird, und er ist derart angeordnet, dass er um die Breite des rechteckigen Leiters nach unten (näher zur zweiten Endfläche 16b) verlagert wird. Das zweite Kurbelteil CR2 überlappt unterhalb des ersten Kurbelteils CR1 in Axialrichtung und erstreckt sich so, dass es das erste Kurbelteil CR1 kreuzt. Die Erstreckungslänge (Höhe in Radialrichtung) des zweiten Kurbelteils CR2 entlang der Längsrichtung des rechteckigen Leiters ist weniger als die Hälfte der Erstreckungslänge des ersten Kurbelteils CR1. Infolgedessen ist der zweite Abschnitt SB2 um die Dicke des rechteckigen Leiters radial einwärts vom zweiten Abschnitt SA2 positioniert und ist auch um die Breite des rechteckigen Leiters axial nach unten (näher an der zweiten Endfläche 16b) positioniert. Das zweite lineare Teil LB2 befindet sich radial einwärts vom ersten linearen Teil LB1 und ist auf der innersten Seite in der Nut 20 positioniert.
Wie oben, erstrecken sich das Brückenteil BA des geteilten Segments DS1 und das Brückenteil BB des geteilten Segments DS2 so, dass sie sich in Radialrichtung schneiden, und die Positionsbeziehung der ersten linearen Teile LA1 und LB1 ist umgekehrt zu der der zweiten linearen Teile LA2 und LB2. Das heißt, das erste lineare Teil LA1 befindet sich innerhalb des ersten linearen Teils LB1 in der Radialrichtung, und das zweite lineare Teil LA2 befindet sich außerhalb des zweiten linearen Teils LB2 in der Radialrichtung.
Das zweite Spulensegment CS2, das so positioniert ist, dass es das erste Spulensegment CS1 von beiden Seiten in Umfangsrichtung sandwichartig umschließt, weist geteilte Segmente DS3 und DS4 auf. Ein Paar erster linearer Teile LC1 und LD1 des zweiten Spulensegments CS2 sind in der Nut 20 angeordnet, die um eins (in Umfangsrichtung nach außen) an die Nut 20 angrenzt, in der die ersten linearen Teile LA1 und LB1 des ersten Spulensegments CS1 angeordnet sind, und die in Radialrichtung aneinander angrenzen. Beispielsweise befindet sich das erste lineare Teil LC1 auf der innersten Seite der Nut 20, und das erste lineare Teil LD1 liegt außerhalb der Radialrichtung neben dem ersten linearen Teil LC1. In den ersten linearen Teilen LC1 und LD1 ist ein von der zweiten Endfläche 16b des Statorkerns 16 vorstehendes Ende in Radialrichtung des Statorkerns 16 nach innen gebogen und weiter in Axialrichtung gebogen. Somit sind die sich erstreckenden Enden der ersten linearen Teile LC1 und LD1 in der Radialrichtung weiter nach innen verlagert als das innere Umfangsseitenende der Nut 20, d.h. als der innere Umfang des Statorkerns 16. Insbesondere ist das sich erstreckende Ende des ersten linearen Teils LC1 in der Radialrichtung weiter nach innen verlagert als das erste lineare Teil LD1, beispielsweise um das Dreifache der Dicke des ersten linearen Teils.
Das Brückenteil BC des geteilten Segments DS3 weist einen ersten Abschnitt SC1, der sich von dem sich erstreckenden Ende des ersten linearen Teils LC1 entlang der Umfangsrichtung des Statorkerns 16 und im Wesentlichen parallel zu der zweiten Endfläche 16b erstreckt, ein erstes Kurbelteil CR3, das sich von dem terminalen Ende des ersten Abschnitts SC1 radial auswärts geneigt und im Wesentlichen parallel zu der zweiten Endfläche 16b erstreckt, einen zweiten Abschnitt SC2, der sich von dem terminalen Ende des ersten Kurbelteils CR3 zu dem sich erstreckenden Ende des zweiten linearen Teils LA2 entlang der Umfangsrichtung und im Wesentlichen parallel zu der zweiten Endfläche 16b erstreckt, und ein fünftes Kurbelteil CR5 auf, das in dem mittleren Teil des zweiten Abschnitts SC2 angeordnet ist und sich radial auswärts und im Wesentlichen parallel zu der zweiten Endfläche 16b erstreckt. Das erste Kurbelteil CR3 ist ungefähr in der Mitte zwischen dem ersten linearen Teil LC1 und dem zweiten linearen Teil LC2 angeordnet. Die Erstreckungslänge des ersten Kurbelteils CR3 (Höhe in Radialrichtung) ist fast dreimal so groß wie die Dicke des rechteckigen Leiters ausgebildet. Die Erstreckungslänge des fünften Kurbelteils CR5 ist dagegen im Wesentlichen gleich der Dicke des rechteckigen Leiters.
Das Brückenteil BC ist aus einem rechteckigen Leiter, der in Dickenrichtung oder in einer zur Dickenrichtung orthogonalen Richtung gebogen ist, ohne den rechteckigen Leiter zu verdrehen, gebildet. Das zweite lineare Teil LC2 befindet sich in der Nut 20, die sieben Nuten vom ersten linearen Teil LC1 entfernt liegt, d.h. in der Nut 20, die um eins (in Umfangsrichtung außen) zur Nut 20 benachbart ist, in der die zweiten linearen Teile LA2 und LB2 des ersten Spulensegments CS1 angeordnet sind.
Das erste lineare Teil LC1 und das zweite lineare Teil LC2 sind fast so breit wie die Breite des rechteckigen Leiters wie das erste und zweite lineare Teil LA1 und LA2 des geteilten Segments DS1 und erstrecken sich axial vom Statorkern 16. Dies ermöglicht es dem Brückenteil BC, der zweiten Endfläche 16b mit einem Abstand zugewandt zu sein, der fast gleich dem Brückenteil BA ist, und darüber hinaus in der Radialrichtung des Brückenteils BA nach innen positioniert zu sein, um dem Brückenteil BA in der Radialrichtung gegenüber zu liegen.
So ist beispielsweise der erste Abschnitt SC1 des Brückenteils BC weiter nach innen verlagert als der innere Umfangsrand des Statorkerns 16. Mit dem ersten Kurbelteil CR3 wird der zweite Abschnitt SC2 gegenüber dem ersten Abschnitt SC1 in Radialrichtung um fast das Dreifache der Dicke des geteilten Segments DS3 nach außen verlagert. Mit dem ersten Kurbelteil CR5 wird der Endabschnitt des zweiten Abschnitts SC2 weiter in Radialrichtung um eine Dicke nach außen verlagert. Infolgedessen wird das zweite lineare Teil LC2 in der Nut 20 so positioniert, dass es gegenüber dem ersten linearen Teil LC1 radial auswärts um eine Dicke verlagert wird. Der erste Abschnitt SC1, das erste Kurbelteil CR3 und der zweite Abschnitt SC2 des Brückenteils BC sind derart angeordnet, dass sie den ersten Abschnitt SA1, das erste Kurbelteil CR1 bzw. den zweiten Abschnitt SA2 des geteilten Segments DS1 in Axialrichtung überlappen.
Das Brückenteil BD des geteilten Segments DS4 weist einen ersten Abschnitt SD1, der sich von dem sich erstreckenden Ende des ersten linearen Teils LD1 entlang der Umfangsrichtung des Statorkerns 16 und im Wesentlichen parallel zu der zweiten Endfläche 16b erstreckt, ein zweites Kurbelteil CR4, das sich von dem terminalen Ende des ersten Abschnitts SD1 schräg radial auswärts und im Wesentlichen parallel zu der zweiten Endfläche 16b erstreckt, und einen zweiten Abschnitt SD2 auf, der sich von dem terminalen Ende des zweiten Kurbelteils CR4 zu dem sich erstreckenden Ende des zweiten linearen Teils LD2 entlang der Umfangsrichtung und im Wesentlichen parallel zu der zweiten Endfläche 16b erstreckt. Das zweite Kurbelteil CR4 ist ungefähr mittig zwischen dem ersten linearen Teil LD1 und dem zweiten linearen Teil LD2 angeordnet. Das Brückenteil BD ist aus einem rechteckigen Leiter, der in einer Dickenrichtung oder in einer zur Dickenrichtung orthogonalen Richtung gebogen ist, ohne dass der rechteckige Leiter verdreht wird, gebildet. Das zweite lineare Teil LD2 befindet sich in der Nut 20, die sieben Nuten vom ersten linearen Teil LD1 entfernt liegt.
Das erste lineare Teil LD1 und das zweite lineare Teil LD2 sind um die Breite des rechteckigen Leiters kürzer als das erste und zweite lineare Teil LC1 und LC2 des geteilten Segments DS3 und erstrecken sich axial vom Statorkern 16. Daher ist das Brückenteil BD im Wesentlichen parallel zur zweiten Endfläche 16b mit einem kleineren Abstand als das Brückenteil BC und liegt der zweiten Endfläche 16b gegenüber. Der erste Abschnitt SD1 ist derart angeordnet, dass er von der Innenkante der Nut 20 nach innen und ungefähr über die Innenkante des Statorkerns 16 verlagert wird. Außerdem ist der erste Abschnitt SD1 derart angeordnet, dass er vom ersten Abschnitt SC1 des geteilten Segments DS3 um die dreifache Dicke des rechteckigen Leiters radial auswärts verlagert wird, und er ist derart angeordnet, dass er um die Breite des rechteckigen Leiters nach unten (näher zur zweiten Endfläche 16b) verlagert wird. Das zweite Kurbelteil CR4 überlappt unterhalb des ersten Kurbelteils CR3 in Axialrichtung und erstreckt sich so, dass es den ersten Kurbelteil CR3 kreuzt. Die Erstreckungslänge (Höhe in Radialrichtung) des zweiten Kurbelteils CR4 entlang der Längsrichtung des rechteckigen Leiters beträgt weniger als ein Drittel der Erstreckungslänge des ersten Kurbelteils CR3. Infolgedessen ist der zweite Abschnitt SD2 vom zweiten Abschnitt SC2 des geteilten Segments DS3 um die Dicke des rechteckigen Leiters radial einwärts positioniert und auch um die Breite des rechteckigen Leiters axial nach unten (näher an der zweiten Endfläche 16b) positioniert. Das heißt, der zweite Abschnitt SD2 befindet sich zwischen dem zweiten Abschnitt SB2 des geteilten Segments DS2 und dem zweiten Abschnitt SC2 des geteilten Segments DS3 und ist derart angeordnet, dass er sich mit diesem in Axialrichtung überlappt.
Wie oben beschrieben, ist das zweite lineare Teil LD2 radial einwärts in Bezug auf das zweite lineare Teil LC1 positioniert und befindet sich auf der innersten Seite der Nut 20. Das heißt, der erste Abschnitt SD1, das zweite Kurbelteil CR4 und der zweite Abschnitt SD2 des Brückenteils BD sind derart angeordnet, dass sie sich mit dem ersten Abschnitt SB1, dem zweiten Kurbelteil CR2 und dem zweiten Abschnitt SB2 des geteilten Segments DS2 in Radialrichtung überlappen.
Wie oben, erstrecken sich das Brückenteil BC des geteilten Segments DS3 und das Brückenteil BD des geteilten Segments DS4 so, dass sie sich in Radialrichtung schneiden, und die Positionsbeziehung der ersten linearen Teile LC1 und LD1 ist umgekehrt zu der der zweiten linearen Teile LD2 und LD2. Das heißt, das erste lineare Teil LC1 befindet sich innerhalb des ersten linearen Teils LD1 in Radialrichtung, und das zweite lineare Teil LD2 befindet sich außerhalb des zweiten linearen Teils LD2 in Radialrichtung.
Bei der zweiten Ausführungsform ist die sonstige Struktur des Stators identisch mit der oben beschriebenen ersten Ausführungsform.
Bei der zweiten Ausführungsform müssen der erste und der zweite Abschnitt des Brückenteils des geteilten Segments nicht unbedingt parallel (oder nahezu parallel) zur zweiten Endfläche 16b des Statorkerns 16 verlaufen, und es können verschiedene Formen verwendet werden.
In der zweiten Ausführungsform, die wie oben strukturiert ist, wird die Versetzungskonfiguration, die die Positionsbeziehung zwischen den beiden Enden des ersten Spulensegments CS1 und des zweiten Spulensegments CS2 umkehrt, durch Biegen der geteilten Segmente DS1, DS2, DS3 und DS4 in der Dickenrichtung oder in der Richtung senkrecht zur Dickenrichtung erreicht, ohne sie zu verdrehen, um die ersten Abschnitte SA1, SB1, SC1 und SD1 und die zweiten Abschnitte SA2, SB2, SB3 und SB4 in der Bahn zu ändern. Daher sind die Herstellung und der Zusammenbau von Segmentspulen einfacher als im Falle einer Verdrehung.
Darüber hinaus befinden sich gemäß der vorliegenden Ausführungsform in dem mehrreihigen ersten Spulensegment CS1 und dem zweiten Spulensegment CS2 das erste Kurbelteil CR1 und CR3 und das zweite Kurbelteil CR2 und CR4 des Brückenteils direkt über den Nuten zwischen den Spulensegmenten anderer Phasen, die in Umfangsrichtung nebeneinander liegen, und können in der Nähe der Spulensegmente anderer Phasen positioniert werden, ohne die Spulensegmente anderer Phasen zu behindern. Daher kann das Spulenende 18b kleiner und einfacher gestaltet werden.
Außerdem sind in der vorliegenden Ausführungsform in dem mehrreihigen ersten Spulensegment CS1 und dem zweiten Spulensegment CS2 die Brückenteile BB und BD mit den Kurbelteilen CR2 und CR4, die kürzer sind, derart angeordnet, dass sie sich in Axialrichtung des Statorkerns 16 überlappen, und oberhalb das Brückenteile sind die Brückenteile BA und BC mit den Kurbelteilen CR1 und CR2, die länger sind, angeordnet. Außerdem sind die Brückenteile BA und BC derart angeordnet, dass sie sich in Radialrichtung des Statorkerns 16 überlappen. Dadurch kann die Höhe der Spulenenden verringert und eine weitere Miniaturisierung erreicht werden.
Wie aus den obigen Ausführungen ersichtlich, kann gemäß der zweiten Ausführungsform der Stator einer elektrischen Drehmaschine, bei dem die Größe des Spulenendes verringert werden kann, während die Erzeugung von Wirbelströmen unterdrückt wird, erreicht werden.
(Dritte Ausführungsform)
13 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Anordnungsstruktur eines ersten Spulensegments CS1 und eines zweiten Spulensegments CS2 einer Phase eines Stators der dritten Ausführungsform zeigt. 14 ist eine Draufsicht, die einen Teil einer ersten Endflächenseite des Stators zeigt.
Bei der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform ist das Brückenteil BC des geteilten Segments DS3 des zweiten Spulensegments CS2 derart angeordnet, dass es sich mit dem Brückenteil BA des geteilten Segments DS1 des ersten Spulensegments CS1 in der Radialrichtung des Statorkerns 16 überlappt. Im Gegensatz dazu überlappt gemäß der dritten Ausführungsform, wie in der Figur gezeigt, ein Brückenteil BC eines geteilten Segments DS3 ein Brückenteil BA eines geteilten Segments DS1 in der Radialrichtung eines Statorkerns 16.
Genauer befindet sich in einem zweiten Spulensegment CS2 ein erster linearer Teil LC1 des geteilten Segments DS3 an der innersten Seite einer Nut 20. In dem ersten linearen Teil LC1 ist das aus der zweiten Endfläche 16b des Statorkerns 16 vorstehende Teil in Radialrichtung des Statorkerns 16 nach innen gebogen und in Axialrichtung weiter gebogen. Somit befindet sich das verlängerte Ende des ersten linearen Teils LC1 zum Beispiel um die Dicke des ersten linearen Teils radial einwärts von der inneren Umfangskante der Nut 20.
Das Brückenteil BC des geteilten Segments DS3 weist einen ersten Abschnitt SC1, der sich von dem sich erstreckenden Ende des ersten linearen Teils LC1 entlang der Umfangsrichtung des Statorkerns 16 und im Wesentlichen parallel zu der zweiten Endfläche 16b erstreckt, ein erstes Kurbelteil CR3, das sich von dem terminalen Ende des ersten Abschnitts SC1 schräg radial auswärts und im Wesentlichen parallel zu der zweiten Endfläche 16b erstreckt, und einen zweiten Abschnitt SC2 auf, der sich von dem terminalen Ende des ersten Kurbelteils CR3 zu dem sich erstreckenden Ende des zweiten linearen Teils LA2 entlang der Umfangsrichtung und im Wesentlichen parallel zu der zweiten Endfläche 16b erstreckt. Das erste Kurbelteil CR3 ist etwa mittig zwischen dem ersten linearen Teil LC1 und dem zweiten linearen Teil LC2 angeordnet. Die Erstreckungslänge (Höhe in Radialrichtung) des ersten Kurbelteils CR3 ist so ausgebildet, dass sie ungefähr das Dreifache der Dicke des rechteckigen Leiters beträgt.
Das Brückenteil BC ist aus einem rechteckigen Leiter, der in Dickenrichtung oder in einer zur Dickenrichtung orthogonalen Richtung gebogen ist, ohne den rechteckigen Leiter zu verdrehen, gebildet. Das zweite lineare Teil LC2 befindet sich in der Nut 20, die sieben Nuten vom ersten linearen Teil LC1 entfernt ist, d.h. in der Nut 20, die um eins (in Umfangsrichtung außen) zur Nut 20 benachbart ist, in der die zweiten linearen Teile LA2 und LB2 des ersten Spulensegments CS1 angeordnet sind.
Das erste lineare Teil LC1 ist fast so breit wie die Breite des rechteckigen Leiters wie das erste lineare Teil LA1 des geteilten Segments DS1 und erstreckt sich axial vom Statorkern 16. Somit sind der erste Abschnitt SC1, das erste Kurbelteil CR3 und der zweite Abschnitt SC2 des Brückenteils BC derart angeordnet, dass sie sich mit dem ersten Abschnitt SA1, dem ersten Kurbelteil CR1 bzw. dem zweiten Abschnitt SA2 des Brückenteils BA des geteilten Segments DS1 in Radialrichtung überlappen.
In der dritten Ausführungsform sind die anderen Strukturen des ersten Spulensegments CS1 und des zweiten Spulensegments CS2 identisch mit der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform. Bei der dritten Ausführungsform müssen der erste und der zweite Abschnitt des Brückenteils des geteilten Segments nicht unbedingt parallel (oder nahezu parallel) zur zweiten Endfläche 16b des Statorkerns 16 verlaufen, und es können unterschiedliche Formen verwendet werden.
In der dritten Ausführungsform, die wie oben strukturiert ist, wird die Versetzungskonfiguration, die die Positionsbeziehung zwischen den beiden Enden des ersten Spulensegments CS1 und des zweiten Spulensegments CS2 umkehrt, durch Biegen der geteilten Segmente DS1, DS2, DS3 und DS4 in der Dickenrichtung oder in der Richtung senkrecht zur Dickenrichtung erreicht, ohne sie zu verdrehen, um die ersten Abschnitte SA1, SB1, SC1 und SD1 und die zweiten Abschnitte SA2, SB2, SB3 und SB4 in der Spur zu ändern. Daher sind die Herstellung und der Zusammenbau von Segmentspulen einfacher als im Falle einer Verdrehung.
Darüber hinaus sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform in dem mehrreihigen ersten Spulensegment CS1 und dem zweiten Spulensegment CS2 das erste Kurbelteil CR1 und CR3 und das zweite Kurbelteil CR2 und CR4 des Brückenteils direkt über den Nuten zwischen den Spulensegmenten anderer Phasen angeordnet, die in Umfangsrichtung nebeneinander liegen, und können in der Nähe der Spulensegmente anderer Phasen positioniert werden, ohne die Spulensegmente anderer Phasen zu beeinträchtigen. Daher kann das Spulenende 18b kleiner und einfacher gestaltet werden.
Wie aus den obigen Ausführungen ersichtlich, kann gemäß der dritten Ausführungsform der Stator einer elektrischen Drehmaschine, in dem die Größe des Spulenendes verringert werden kann, während die Erzeugung von Wirbelströmen unterdrückt wird, erreicht werden.
In den oben genannten Ausführungsformen ist das Spulensegment am innersten Umfang der Nut 20 mit einer Struktur dargestellt, bei der das Spulensegment in zwei geteilte Segmente geteilt ist, aber die Mehrteiligkeit ist nicht auf zwei beschränkt, sondern es kann in drei oder vier geteilte Segmente geteilt sein.
(Erste Modifizierung)
15 zeigt schematisch einen Teil eines Querschnitts eines Stators einer ersten Modifizierung und ein geteiltes Segment davon.
Wie in der Figur gezeigt, ist in der ersten Modifizierung das Spulensegment CS1, das sich auf der innersten Seite der Nut 20 befindet, in drei geteilte Segmente (erstes, zweites und drittes geteiltes Segment) DS1, DS2 und DS3 geteilt. Die geteilten Segmente DS1, DS2 und DS3 sind aus einem rechteckigen Leiter mit einer Querschnittsfläche von etwa 1/3 der Querschnittsfläche der anderen Spulensegmente CS, d. h. einem rechteckigen Leiter, der dünner ist als die anderen Spulensegmente, gebildet.
Das geteilte Segment DS1 weist integral ein erstes lineares Teil LA1 und ein zweites lineares Teil LA2 sowie ein Brückenteil BA auf, das außerhalb des Statorkerns 16 positioniert ist, um der zweiten Endfläche 16b gegenüberzuliegen und das erste lineare Teil LA1 und das zweite lineare Teil LA2 zu verbinden. Das geteilte Segment DS2 weist integral ein erstes lineares Teil LB1 und ein zweites lineares Teil LB2 sowie ein Brückenteil BB auf, das außerhalb des Statorkerns 16 so positioniert ist, dass es der zweiten Endfläche 16b gegenüberliegt und das erste lineare Teil LB1 und das zweite lineare Teil LB2 verbindet. Analog weist das geteilte Segment DS3 integral ein erstes lineares Teil LC1 und ein zweites lineares Teil LC2 sowie ein Brückenteil BC auf, das außerhalb des Statorkerns 16 so positioniert ist, dass es der zweiten Endfläche 16b gegenüberliegt und das erste lineare Teil LC1 und das zweite lineare Teil LC2 verbindet.
Die drei ersten linearen Teile LA1, LB1 und LC1 befinden sich in der Nut 20 und fluchten nebeneinander in Radialrichtung. Zum Beispiel befindet sich das erste lineare Teil LA1 auf der innersten Seite der Nut 20, das erste lineare Teil LB1 befindet sich in Radialrichtung außerhalb des ersten linearen Teils LA1, und das erste lineare Teil LC1 befindet sich in Radialrichtung außerhalb des ersten linearen Teils LB1. In einem Beispiel befinden sich die zweiten linearen Teile LA2, LB2 und LC2 fünf Nuten von das erste lineare Teilen LA1, LB1 und LC1 entfernt und liegen nebeneinander. Das Brückenteil BA ist radial angeordnet und schneidet den Statorkern 16 in Bezug auf das Brückenteil BB, und ein Teil des Brückenteils BA ist radial außerhalb des Brückenteils BB angeordnet. Das Brückenteil BC ist derart angeordnet, dass es den Statorkern 16 in Bezug auf das Brückenteil BB radial schneidet, und ein Teil des Brückenteils BC befindet sich auf der Innenseite des Brückenteils BB in Radialrichtung.
Im Ergebnis sind die zweiten linearen Teile LA2 und LC2 in der entgegengesetzten Beziehung zu das erste lineare Teilen LA1 und LC1 angeordnet, und die Anordnungsbeziehung ist umgekehrt. Mit anderen Worten ist das zweite lineare Teil LC2 auf der innersten Seite der Nut 20 platziert, und das zweite lineare Teil LA2 ist so positioniert, dass es an der Außenseite des zweiten linearen Teils LC2 über das zweite lineare Teil LB2 angrenzt.
Alle Strukturen der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform können auf die Brückenteile BA, BB und BC angewendet werden.
Wie oben beschrieben, kann durch die Erhöhung der Anzahl der Spulensegmente die Querschnittsfläche des Leiters orthogonal zum magnetischen Fluss, der die Nut 20 in Umfangsrichtung durchquert, weiter verringert werden, und die im Leiter bei hohen Geschwindigkeiten erzeugten Wirbelströme und die daraus resultierenden Verluste können verringert werden. Durch das Kreuzen das Brückenteile der drei geteilten Segmente und die Verschiebung der Positionsbeziehung zwischen den erste linearen Teilen und den zweiten linearen Teilen kann die Erzeugung von Zirkulationsströmen unterdrückt werden. Daher können mit der mehrreihigen innersten Spule niedrige Verluste erzielt werden, ohne dass ein neuer Verluststeigerungsfaktor entsteht.
(Zweite Modifizierung)
16 zeigt schematisch einen Teil eines Querschnitts eines Stators einer zweiten Modifizierung und ein geteiltes Segment davon.
Wie in der Figur gezeigt, ist bei der zweiten Modifizierung das Spulensegment CS1, das sich auf der innersten Seite der Nut 20 befindet, in vier geteilte Segmente (erstes, zweites, drittes und viertes geteiltes Segment) DS1, DS2, DS3 und DS4 geteilt. Die geteilten Segmente DS1, DS2, DS3 und DS4 sind aus einem rechteckigen Leiter mit einer Querschnittsfläche von etwa 1/4 der Querschnittsfläche der anderen Spulensegmente CS gebildet.
Wie die geteilten Segmente DS1, DS2 und DS3 weist auch das geteilte Segment DS4 integral ein erstes lineares Teil LD1 und ein zweites lineares TeilLD2 sowie ein Brückenteil BD auf, das außerhalb des Statorkerns 16 gegenüberliegend der zweiten Endfläche 16b angeordnet ist und das erste lineare Teil LD1 und das zweite lineare Teil LD2 verbindet.
Die vier ersten linearen Teile LA1, LB1, LC1 und LD1 befinden sich in der Nut 20 und fluchten in Radialrichtung nebeneinander. Zum Beispiel befindet sich das erste lineare Teil LA1 auf der innersten Seite der Nut 20, und außerhalb davon sind die ersten Teile LB1, LC1 und LD1 in dieser Reihenfolge angeordnet. In einem Beispiel sind die zweiten linearen Teile LA2, LB2, LC2 und LD2 in einer Nut 20 fünf Nuten von den ersten lineare Teilen LA1, LB1, LC1 und LD1 entfernt angeordnet und liegen nebeneinander.
Die Brückenteile BA und BB des geteilten Segments DS1 und DS2 sind radial angeordnet und schneiden den Statorkern 16 in Bezug auf die Brückenteile BC und BD der geteilten Segmente DS3 und DS4, und ein Teil der Brückenteile BA und BB ist radial außerhalb der Brückenteile BB und BD angeordnet.
Im Ergebnis sind die zweiten linearen Teile LA2 und LB2 und die zweiten linearen Teile LC2 und LD2 in der entgegengesetzten Beziehung zu den ersten linearen Teilen LA1 und LB1 angeordnet, und die Anordnungsbeziehung ist umgekehrt. Mit anderen Worten ist das zweite lineare Teil LC2 auf der innersten Seite der Nut 20 angeordnet, und außerhalb davon sind die zweiten linearen Teile LD2, LA2 und LB2 nacheinander angeordnet.
Alle Strukturen der obigen ersten, zweiten und dritten Ausführungsform können auf die Brückenteile BA, BB, BC und BD angewendet werden.
Wie oben beschrieben, kann bei der zweiten Modifizierung durch Erhöhung der Anzahl der Spulensegmente die Querschnittsfläche des Leiters orthogonal zum magnetischen Fluss, der die Nut 20 in Umfangsrichtung durchquert, weiter verringert werden, und im Leiter bei hohen Geschwindigkeiten erzeugte Wirbelströme und daraus resultierende Verluste können verringert werden. Durch das Kreuzen das Brückenteile der vier geteilten Segmente und die Verschiebung der Positionsbeziehung zwischen den ersten linearen Teilen und den zweiten linearen Teilen kann die Erzeugung von Zirkulationsströmen unterdrückt werden. Daher können mit der mehrreihigen innersten Spule niedrige Verluste erzielt werden, ohne dass ein neuer Verluststeigerungsfaktor entsteht.
(Dritte Modifizierung)
17 zeigt schematisch einen Teil eines Querschnitts eines Stators einer dritten Modifizierung und ein geteiltes Segment davon.
Wie in der Figur gezeigt, ist in der dritten Modifizierung zusätzlich zu dem Spulensegment CS1, das sich auf der innersten Seite der Nut 20 befindet, das Spulensegment CS4, das sich auf der äußersten Seite der Nut 20 befindet, in zwei geteilte Segmente DS1 und DS2 geteilt. Die geteilten Segmente DS1 und DS2 sind aus einem rechteckigen Leiter mit einer Querschnittsfläche von etwa 1/2 der Querschnittsfläche der anderen Spulensegmente CS gebildet.
Das geteilte Segment DS1 des Spulensegments CS4 weist integral ein erstes lineares Teil LA1 und ein zweites lineares Teil LA2 sowie ein Brückenteil BA auf, das außerhalb des Statorkerns 16 positioniert ist, um der zweiten Endfläche 16b gegenüberzuliegen und das erste lineare Teil LA1 und das zweite lineare Teil LA2 zu verbinden. Analog weist das geteilte Segment DS2 integral ein erstes lineares Teil LB1 und ein zweites lineares Teil LB2 sowie ein Brückenteil BB auf, das außerhalb des Statorkerns 16 so positioniert ist, dass es der zweiten Endfläche 16b gegenüberliegt und das erste lineare Teil LB1 und das zweite lineare Teil LB2 verbindet.
Die beiden erste lineare Teile LA1 und LB1 befinden sich in der Nut 20 und fluchten nebeneinander in Radialrichtung. Beispielsweise befindet sich das erste lineare Teil LB1 auf der äußersten Seite der Nut 20 und das erste lineare Teil LA1 ist derart angeordnet, dass es radial einwärts an das erste lineare Teil LB1 angrenzt. In einem Beispiel sind die zweiten linearen Teile LA2 und LB2 derart angeordnet, dass sie sich in der Radialrichtung des Statorkerns 16 schneiden, und ein Teil des Brückenteils BA1 ist radial einwärts zum Brückenteil BB positioniert.
Im Ergebnis sind die zweiten linearen Teile LA2 und LB2 in der entgegengesetzten Beziehung zu den ersten lineare Teilen LA1 und LB1 angeordnet, und die Anordnungsbeziehung ist umgekehrt. Mit anderen Worten ist das zweite lineare Teil LA2 auf der innersten Seite der Nut 20 platziert, und das zweite lineare Teil LB2 liegt radial einwärts neben dem zweiten linearen Teil LA2.
Jede der Strukturen der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform kann auf die Brückenteile BA, BB, BC und BD angewendet werden. Darüber hinaus kann die Struktur des Spulensegments CS1 auf jede der Strukturen der ersten bis dritten obigen Ausführungsformen angewendet werden.
Wie oben beschrieben, kann durch das Multi-Rowing des innersten Spulensegments CS1 und des äußersten Spulensegments CS4 in der Nut 20 die Querschnittsfläche des Leiters orthogonal zum Magnetfluss, der die Nut 20 in Umfangsrichtung durchquert, weiter verringert werden, und im Leiter bei hohen Geschwindigkeiten erzeugte Wirbelströme und daraus resultierende Verluste können verringert werden. Durch das Kreuzen das Brückenteile der beiden geteilten Segmente DS1 und DS2 und die Verschiebung der Positionsbeziehung zwischen das erste lineare Teilen und den zweiten linearen Teilen kann die Erzeugung von Zirkulationsströmen unterdrückt werden. Daher können mit der mehrreihigen innersten Spule niedrige Verluste erzielt werden, ohne dass ein neuer Verluststeigerungsfaktor entsteht.
Es wird angemerkt, dass bei der dritten Modifizierung die Anzahl der mehrreihigen Spulensegmente nicht auf zwei beschränkt ist, sondern es können auch drei oder mehr geteilte Segmente verwendet werden.
Obwohl bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurden, wurden diese Ausführungsformen nur beispielhaft dargelegt und sollen den Schutzumfang der Erfindungen nicht beschränken. Stattdessen können die vorliegend beschriebenen neuen Ausführungsformen in verschiedenen anderer Formen verkörpert werden; darüber hinaus können verschiedene Weglassungen, Ersetzungen und Änderungen an der Form der hier beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Geist der Erfindungen abzuweichen. Die beigefügten Ansprüche und ihre Entsprechungen sollen solche Formen oder Modifizierungen abdecken, die innerhalb von Geist und Schutzumfang der Erfindungen liegen.
Beispielsweise sind die Anzahl der Spulenwindungen und die Anzahl der installierten Spulensegmente nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt, sondern können je nach Bedarf erhöht oder verringert werden. So können beispielsweise lineare Teile mit vier oder acht Segmenten in einer Nut angeordnet werden. Die Abmessungen, das Material, die Form etc. der Rotoren sind nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt, sondern können je nach Bauweise auf verschiedene Weise geändert werden. Die Rotoren und Motoren für die Ausführungsformen sind nicht auf Permanentmagnetfeldmotoren beschränkt, sondern können auch auf Induktionsmotoren angewendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 6491727 B [0004]
JP 6330656 B [0004]
JP 5854268 B [0004]
JP 2013138594 A [0004]

Claims

Stator einer elektrischen Drehmaschine, aufweisend: einen Statorkern mit einem ringförmigen Joch mit einer Mittelachsenlinie und einer Vielzahl von Zähnen, die sich von einem inneren Umfang des Jochs erstrecken, in dem eine Nut zwischen benachbarten Zähnen ausgebildet ist; und Mehrphasensegmentspulen, die jeweils eine Vielzahl von Spulensegmenten aufweisen, die jeweils ein erstes lineares Teil und ein zweites lineares Teil, die in unterschiedlichen Nuten angeordnet sind, und ein Brückenteil aufweisen, das außerhalb des Statorkerns positioniert ist, um das erste lineare Teil und das zweite lineare Teil miteinander zu verbinden, wobei das Spulensegment aus einem rechteckigen Leiter gebildet ist, wobei, in der Annahme, dass eine Richtung der Mittelachsenlinie eine Axialrichtung ist, eine Richtung orthogonal zu der Mittelachsenlinie eine Radialrichtung ist und eine Richtung um die Mittelachsenlinie eine Umfangsrichtung ist, eine Vielzahl von ersten linearen Teilen oder zweiten linearen Teilen in der Radialrichtung in der Nut fluchten, mindestens ein innerstes Spulensegment in der Nut mit einer Vielzahl von geteilten Segmenten strukturiert ist, die aneinander anhaften, wobei jedes geteilte Segment ein erstes lineares Teil und ein zweites lineares Teil sowie ein Brückenteil aufweist, das außerhalb des Statorkerns positioniert ist, um das erste lineare Teil und das zweite lineare Teil miteinander zu verbinden, und aus einem rechteckigen Leiter gebildet ist, dessen Querschnittsfläche kleiner als der rechteckige Leiter ist, die Brückenteile der geteilten Segmente derart angeordnet sind, dass sie sich in Radialrichtung kreuzen, und die ersten linearen Teile der geteilten Segmente in der Nut in einer ersten Richtung der Radialrichtung fluchten und die zweiten linearen Teile in der Nut in einer der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung fluchten.
Stator einer elektrischen Drehmaschine nach Anspruch 1, wobei das innerste Spulensegment mit einem ersten Spulensegment, das ein erstes geteiltes Segment und ein zweites geteiltes Segment aufweist, und einem zweiten Spulensegment, das ein drittes geteiltes Segment und ein viertes geteiltes Segment aufweist und derart angeordnet ist, dass es das erste Spulensegment von beiden Seiten in der Umfangsrichtung sandwichartig umschließt, strukturiert ist, ein Brückenteil des ersten geteilten Segments einen ersten Abschnitt, der sich von einem sich erstreckenden Ende des ersten linearen Teils in der Umfangsrichtung erstreckt, ein erstes Kurbelteil, das um eine erste Länge von dem ersten Abschnitt zu einer äußeren Umfangsseite in der Radialrichtung gebogen ist, und einen zweiten Abschnitt aufweist, der sich von dem ersten Kurbelteil zu einem sich erstreckenden Ende des zweiten linearen Teils in der Umfangsrichtung erstreckt und so positioniert ist, dass er von dem ersten Abschnitt um die erste Länge in der Radialrichtung nach außen verlagert wird, ein Brückenteil des zweiten geteilten Segments einen ersten Abschnitt, der sich von dem sich erstreckenden Ende des ersten linearen Teils in der Umfangsrichtung erstreckt, ein zweites Kurbelteil, das um eine zweite Länge, die kürzer als die erste Länge ist, von dem ersten Abschnitt zu der äußeren Umfangsseite in der Radialrichtung gebogen ist, und einen zweiten Abschnitt, der sich von dem zweiten Kurbelteil zu dem sich erstreckenden Ende des zweiten linearen Teils in der Umfangsrichtung erstreckt und so positioniert ist, dass er von dem ersten Abschnitt um die zweite Länge in der Radialrichtung nach außen verlagert wird, aufweist, und das erste Kurbelteil und das zweite Kurbelteil derart angeordnet sind, dass sie sich in der Axialrichtung überlappen, und das zweite Kurbelteil sich so erstreckt, dass es das erste Kurbelteil kreuzt.
Stator einer elektrischen Drehmaschine nach Anspruch 2, wobei ein Brückenteil des dritten geteilten Segments einen ersten Abschnitt, der sich von einem sich erstreckenden Ende des ersten linearen Teils in der Umfangsrichtung erstreckt, ein drittes Kurbelteil, das um eine erste Länge von dem ersten Abschnitt zu einer äußeren Umfangsseite in der Radialrichtung gebogen ist, und einen zweiten Abschnitt aufweist, der sich von dem dritten Kurbelteil zu dem sich erstreckenden Ende des zweiten linearen Teils in der Umfangsrichtung erstreckt und so positioniert ist, dass er von dem ersten Abschnitt um die erste Länge in der Radialrichtung nach außen verlagert wird, ein Brückenteil des vierten geteilten Segments einen ersten Abschnitt, der sich von dem sich erstreckenden Ende des ersten linearen Teils in der Umfangsrichtung erstreckt, ein viertes Kurbelteil, das um eine zweite Länge, die kürzer als die erste Länge ist, von dem ersten Abschnitt zu der äußeren Umfangsseite in der Radialrichtung gebogen ist, und einen zweiten Abschnitt, der sich von dem vierten Kurbelteil zu dem sich erstreckenden Ende des zweiten linearen Teils in der Umfangsrichtung erstreckt und so positioniert ist, dass er von dem ersten Abschnitt um die zweite Länge in der Radialrichtung nach außen verlagert wird, aufweist, und das dritte Kurbelteil und das vierte Kurbelteil derart angeordnet sind, dass sie sich in Axialrichtung überlappen, und das vierte Kurbelteil sich so erstreckt, dass es das dritte Kurbelteil kreuzt.
Stator einer elektrischen Drehmaschine nach Anspruch 3, wobei das dritte Kurbelteil derart angeordnet ist, dass es sich mit dem ersten Kurbelteil in der Axialrichtung überlappt, das zweite Kurbelteil derart angeordnet ist, dass es sich mit dem dritten Kurbelteil in der Axialrichtung überlappt, und das vierte Kurbelteil derart angeordnet ist, dass es sich mit dem zweiten Kurbelteil in der Axialrichtung überlappt.
Stator einer elektrischen Drehmaschine nach Anspruch 3, wobei das vierte Kurbelteil derart angeordnet ist, dass es sich mit dem zweiten Kurbelteil in der Axialrichtung überlappt, das erste Kurbelteil und das dritte Kurbelteil derart angeordnet sind, dass sie sich mit dem vierten Kurbelteil in der Axialrichtung überlappen und sich miteinander in der Radialrichtung und der Umfangsrichtung überlappen.
Stator einer elektrischen Drehmaschine nach Anspruch 3, wobei das vierte Kurbelteil derart angeordnet ist, dass es sich mit dem zweiten Kurbelteil in der Axialrichtung überlappt, das erste Kurbelteil derart angeordnet ist, dass es sich mit dem vierten Kurbelteil in der Axialrichtung überlappt, und das dritte Kurbelteil derart angeordnet ist, dass es sich mit dem ersten Kurbelteil in der Axialrichtung überlappt.
Stator einer elektrischen Drehmaschine nach Anspruch 2, wobei das erste Spulensegment ferner ein drittes geteiltes Segment aufweist, und die ersten linearen Teile des ersten, zweiten und dritten geteilten Segments in der Nut in der ersten Richtung der Radialrichtung fluchten und die zweiten linearen Teile des ersten, zweiten und dritten geteilten Segments in der anderen Nut in der zu der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung fluchten.
Stator einer elektrischen Drehmaschine nach Anspruch 1, wobei das äußerste Spulensegment in der Nut mit einer Vielzahl von geteilten Segmenten strukturiert ist, die aneinander anhaften, wobei jedes geteilte Segment ein erstes lineares Teil und ein zweites lineares Teil und ein Brückenteil aufweist, das außerhalb des Statorkerns positioniert ist, um das erste lineare Teil und das zweite lineare Teil miteinander zu verbinden, und aus einem rechteckigen Leiter gebildet ist, dessen Querschnittsfläche kleiner als der rechteckige Leiter ist, die Brückenteile der geteilten Segmente derart angeordnet sind, dass sie sich in der Radialrichtung kreuzen, und die ersten linearen Teile der geteilten Segmente in der Nut in einer ersten Richtung der Radialrichtung fluchten und die zweiten linearen Teile in der anderen Nut in einer der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung fluchten.