DE19917057A1

DE19917057A1 - Anker für eine dynamoelektrische Maschine

Info

Publication number: DE19917057A1
Application number: DE19917057A
Authority: DE
Inventors: Toshinori Tanaka; Akihiro Daikoku; Akihiko Imagi; Yoshio Yoshikuwa; Mitsuyuki Tsumura; Kyouhei Yamamoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-08-10
Filing date: 1999-04-15
Publication date: 2000-02-24
Also published as: US7856702B2; US20040201302A1; JP2000060050A; US6844649B2; JP3559172B2; US7114236B2; US20060248707A1; US20020047452A1

Abstract

Ein Anker weist auf: eine Welle; einen an der Welle befestigten Kern, der mehrere Schlitze aufweist, die in Axialrichtung verlaufen, und auf seiner Außenumfangsoberfläche vorgesehen sind; eine Spule, die aus mehreren Spulenabschnitten besteht, die dadurch ausgebildet werden, daß Drähte mehrere Umdrehungen um ein Paar von Schlitzen gewickelt werden, die durch eine vorbestimmte Anzahl von Schlitzen getrennt sind, wobei ein Versatz jedes der Spulenabschnitte um jeweils einen Schlitz in Umfangsrichtung des Kerns auftritt; und einen Kommutator, der an der Welle befestigt ist, und mehrere Segmente aufweist; wobei sich benachbarte Spulenabschnitte einen Schlitz entlang ihrer einen Seite teilen, und Segmente, die dasselbe elektrische Potential haben sollen, elektrisch mit Hilfe von Ausgleichsvorrichtungsverbindern verbunden sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Anker für eine dynamoelektrische Maschine, bei welchem sich Seitenabschnitte benachbarter Spulenabschnitte und dergleichen einen Schlitz teilen.

Fig. 11 ist eine Seitenansicht eines Ankers 1 für einen herkömmlichen Motor. Der Anker 1 ist so angeordnet, daß er sich innerhalb eines (nicht dargestellten) Stators mit vier Polen frei drehen kann. Der Anker 1 weist auf: eine Motorwelle 2; einen Kern 3, der an der Motorwelle 2 befestigt ist, und Schlitze 4 aufweist, die in Axialrichtung verlaufen; eine Spule 6, die aus Drähten 5 besteht, die mit Emaille beschichtet sind, und um den Kern 3 herumgewickelt sind; sowie einen Kommutator 8, der an der Motorwelle 2 an einem Ende des Kerns 3 befestigt ist.

Der Kommutator 8 weist einundzwanzig Segmente auf; Isoliersegmente 10, welche die Segmente 11 elektrisch gegeneinander isolieren; und Haken 12, die so angeordnet sind, daß sie von jedem der Segmente 11 vorspringen, die elektrisch mit den Drähten 5 verbunden sind.

Fig. 12 ist eine Vorderansicht des Kerns 3. Einundzwanzig Schlitze 4 sind in dem Kern 3 in gleichen Abständen in Umfangsrichtung vorgesehen, und Zähne 9 sind zwischen den Schlitzen 4 angeordnet. Die Spule 6 besteht aus Drähten 5, die durch ein sogenanntes "Schleifenwickelverfahren" auf den Kern gewickelt sind.

Die Fig. 13 bis 15 erläutern das Aufwickeln der Drähte 5 auf den Kern 3 durch das Schleifenwicklungsverfahren.

Fig. 13 zeigt, wie die Drähte 5 gleichzeitig von den Düsen eines Wickelgeräts (nicht dargestellt) geliefert werden, welches die Drähte 5 auf den Kern 3 aufwickelt, wobei gleichzeitig ein erster Spulenabschnitt A30, ein erster Spulenabschnitt B31, und ein erster Spulenabschnitt C32 ausgebildet werden. Der erste Spulenabschnitt A30 wird dadurch hergestellt, daß ein Draht 5, der beispielsweise von einer ersten Düse geliefert wird, etwa zehn Umdrehungen um den Zahn Nr. 2 der Zähne 9 und den Zahn Nr. 6 der Zähne 9 gewickelt wird, die durch vier Schlitze 4 getrennt sind. Der erste Spulenabschnitt 331 wird dadurch hergestellt, daß ein Draht 5, der beispielsweise von einer zweiten Düse geliefert wird, etwa zehn Umdrehungen um den Zahn Nr. 9 der Zähne 9 und den Zahn Nr. 13 der Zähne Nr. 9 gewickelt wird, die durch vier Schlitze 4 getrennt sind. Der erste Spulenabschnitt C32 wird dadurch hergestellt, daß ein Draht 5, der beispielsweise von einer dritten Düse geliefert wird, etwa zehn Umdrehungen um den Zahn Nr. 16 der Zähne 9 und den Zahn Nr. 20 der Zähne 9 gewickelt wird, die durch vier Schlitze getrennt sind.

Fig. 14 zeigt, wie Drähte 5 kontinuierlich von den Düsen des (nicht dargestellten) Wickelgerätes zugeführt werden, nach dem Eingriff mit den Haken 12, wodurch zusätzlich ein zweiter Spulenabschnitt A36, ein zweiter Spulenabschnitt B37 und ein zweiter Spulenabschnitt C38 gebildet werden.

Fig. 15 zeigt schematisch die fertiggestellte Wicklung der Drähte 5 zwischen den Zähnen 9 des Kerns 3. Ein dritter Spulenabschnitt A42, ein vierter Spulenabschnitt A45, ein fünfter Spulenabschnitt A48, ein sechster Spulenabschnitt A51 und ein siebter Spulenabschnitt A54 werden zusätzlich und kontinuierlich durch den Draht 5 ausgebildet, der von der ersten Düse geliefert wird. Ein dritter Spulenabschnitt B43, ein vierter Spulenabschnitt B46, ein fünfter Spulenabschnitt B49, ein sechster Spulenabschnitt B52 und ein siebter Spulenabschnitt B55 werden zusätzlich und kontinuierlich durch den Draht 5 ausgebildet, der von der zweiten Düse geliefert wird.

Bei dem voranstehend geschilderten Motor wird der Anker 1 um die Motorwelle 2 durch die elektromagnetische Wirkung gedreht, die daraus entsteht, daß ein elektrischer Strom der Spule 6 von außerhalb durch die (nicht dargestellten) Bürsten zugeführt wird, welche in Kontakt mit den Segmenten 11 stehen. Die von den Bürsten berührten Segmente 11 werden aufeinanderfolgend geschaltet, wodurch die Richtung des der Spule 6 zugeführten Stroms umgeschaltet wird, so daß unabhängig von der Drehlage des Ankers 1 die Drehkraft, die auf den Anker 1 einwirkt, eine bestimmte Richtung aufweist.

Bei dem voranstehend geschilderten herkömmlichen (jedoch nicht den Stand der Technik darstellenden) Anker 1 sind einundzwanzig Schlitze vier insgesamt und drei Düsen vorgesehen, wobei die Gesamtanzahl an Schlitzen 4 durch die Anzahl an Düsen ganzzahlig teilbar ist, und werden die Drähte 5 gleichförmig in jedem der Spulenabschnitte aufgewickelt, so daß die Impedanz in benachbarten Spulenabschnitten im wesentlichen gleich ist.

Wenn jedoch beispielsweise die Anzahl an Schlitzen von einundzwanzig auf zweiundzwanzig erhöht wird, um das Drehmoment zu vergrößern, und vier Düsen zum Wickeln der Drähte auf einen derartigen Kern verwendet werden, wie dies in Fig. 17 gezeigt ist, müssen sich benachbarte Spulenabschnitte einen Schlitz entlang einer Seite teilen.

Fig. 17 zeigt schematisch, wie Drähte gleichzeitig dem Kern von vier Düsen eines Wickelgeräts (nicht gezeigt) zugeführt werden, welches zwei Drehwinkel aufweist, 98,2 Grad und 81,8 Grad, wie in Fig. 16 gezeigt, wodurch gleichzeitig ein erster Spulenabschnitt A108, ein erster Spulenabschnitt B109, ein erster Spulenabschnitt C110, und ein erster Spulenabschnitt D111 ausgebildet werden.

Der erste Spulenabschnitt A108 in Fig. 17 wird dadurch hergestellt, daß ein beispielsweise von einer ersten Düse gelieferter Draht etwa zehn Umdrehungen um den Zahn Nr. 4 der Zähne 107 und den Zahn Nr. 22 der Zähne 107 gewickelt wird, die durch vier Schlitze 102 getrennt sind. Der erste Spulenabschnitt B109 wird dadurch hergestellt, daß ein beispielsweise von einer zweiten Düse gelieferter Draht etwa zehn Umdrehungen um den Zahn Nr. 5 der Zähne 107 und den Zahn Nr. 9 der Zähne 107 gewickelt wird, die durch vier Schlitze 102 getrennt sind. Der erste Spulenabschnitt C110 wird dadurch hergestellt, daß ein beispielsweise von einer dritten Düse gelieferter Draht etwa zehn Umdrehungen um den Zahn Nr. 11 der Zähne 107 und den Zahn Nr. 15 der Zähne 107 gewickelt wird, die durch vier Schlitze 102 getrennt sind. Der erste Spulenabschnitt D111 wird dadurch hergestellt, daß ein beispielsweise von einer vierten Düse gelieferter Draht etwa zehn Umdrehungen um den Zahn Nr. 16 der Zähne 107 und den Zahn 120 der Zähne 107 gewickelt wird, die durch vier Schlitze 102 getrennt sind.

In diesem Fall wird der Schlitz 102 zwischen dem Zahn Nr. 4 der Zähne 107 und dem Zahn Nr. 5 der Zähne 107 durch einen Seitenabschnitt des ersten Spulenabschnitts A108 und einen Seitenabschnitt des ersten Spulenabschnitts B109 gemeinsam genutzt, und wird der Schlitz 102 zwischen dem Zahn Nr. 15 der Zähne 107 und dem Zahn Nr. 16 der Zähne 107 gemeinsam durch einen Seitenabschnitt des ersten Spulenabschnitts C110 und einen Seitenabschnitt des ersten Spulenabschnitts D111 genutzt.

Aus diesem Grund treten Impedanzunterschiede zwischen den Spulenabschnitten 108 bis 111 in den Schlitzen 102 auf, die gemeinsam von den Spulenabschnitten 108 bis 111 genutzt werden, da die Drähte unter solchen Bedingungen aufgewickelt werden, bei welchen sich die Spulenabschnitte 108 bis 111 gegenseitig stören, was zu folgenden Schwierigkeiten führt:
Es treten Differenzen in Bezug auf die induzierte Spannung in den Spulenabschnitten 108 bis 111 auf, und fließen nicht ausgeglichene Ströme zwischen den Bürsten, und dies führt dazu, daß die Gleichrichterwirkung der Bürsten abnimmt, die Temperatur der Bürsten und des Kommutators ansteigt, wobei gleichzeitig die durch die Bürsten erzeugten Funken zunehmen, die Lebensdauer der Bürsten und des Kommutators verringert werden, ein Drehmomentbrummen auftritt, und das Betriebsgeräusch des Motors deutlich zunimmt, infolge des Zusammenwirkens der voranstehend geschilderten Effekte.

Mit der vorliegenden Erfindung wird angestrebt, die voranstehenden Probleme zu lösen, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Ankers für eine dynamoelektrische Maschine, der das Auftreten nicht ausgeglichener Ströme verhindern kann, die durch die Bürsten fließen, und das Betriebsgeräusch verringern kann, während die Gleichrichterwirkung der Bürsten aufrechterhalten bleibt, und besteht weiterhin in der Bereitstellung eines entsprechenden Herstellungsverfahrens.

Zu diesem Zweck wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Anker für eine dynamoelektrische Maschine zur Verfügung gestellt, welcher aufweist: eine Welle; einen Kern, der an der Welle befestigt ist, und mehrere Schlitze aufweist, die in Axialrichtung verlaufen, und auf seiner Außenumfangsoberfläche vorgesehen sind; eine Spule, die aus mehreren Spulenabschnitten besteht, die dadurch ausgebildet werden, daß Drähte mehrere Umdrehungen um ein Paar der Schlitze gewickelt werden, die durch eine vorbestimmte Anzahl an Schlitzen getrennt sind, wobei jeder Spulenabschnitte jeweils um einen Schlitz in Umfangsrichtung des Kerns versetzt ist; und einen Kommutator, der an der Welle befestigt ist, und mehrere Segmente aufweist; neben den Spulenabschnitten, die sich einen der Schlitze entlang einer Seite teilen, wobei die Segmente, die dasselbe elektrische Potential haben sollen, elektrisch durch Ausgleichsvorrichtungsverbinder verbunden sind.

Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird ein Anker für eine dynamoelektrische Maschine zur Verfügung gestellt, welcher aufweist: eine Welle; einen an der Welle befestigten Kern, der mehrere Schlitze aufweist, die in Axialrichtung verlaufen, und auf seiner Außenumfangsoberfläche vorgesehen sind; eine Spule, die aus mehreren Spulenabschnitten besteht, die dadurch ausgebildet werden, daß Drähte mehrere Umdrehungen um ein Paar der Schlitze gewickelt werden, die durch eine vorbestimmte Anzahl an Schlitzen getrennt sind, wobei jeder Spulenabschnitte um jeweils einen Schlitz in Umfangsrichtung des Kerns versetzt ist; und einen Kommutator, der an der Welle befestigt ist, und mehrere Segmente aufweist; wobei die Anzahl an leeren Schlitzen zwischen benachbarten Spulenabschnitten ungleichförmig ist, und die Segmente, die dasselbe elektrische Potential aufweisen sollen, elektrisch mit Hilfe von Ausgleichsvorrichtungsverbindern verbunden sind.

Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird ein Anker für eine dynamoelektrische Maschine zur Verfügung gestellt, welcher aufweist: eine Welle; einen an der Welle befestigten Kern, der mehrere Schlitze aufweist, die in Axialrichtung verlaufen, und auf seiner Außenumfangsoberfläche vorgesehen sind; eine Spule, die aus mehreren Spulenabschnitten besteht, die durch Wickeln von Drähten mehrere Umdrehungen um ein Paar der Schlitze ausgebildet werden, die durch eine vorbestimmte Anzahl an Schlitzen getrennt sind, wobei jeder der Spulenabschnitte jeweils um einen Schlitz in Umfangsrichtung des Kerns für mehrere Schleifen versetzt ist; und einen Kommutator, der an der Welle befestigt ist, und mehrere Segmente aufweist; wobei die Anzahl an Wicklungen der Drähte in den Spulenabschnitten bei der Anfangsschleife und den folgenden Schleifen unterschiedlich ist, wodurch die Segmente, welche dasselbe elektrische Potential aufweisen, elektrisch mit Hilfe von Ausgleichsvorrichtungsverbindern verbunden sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 1 ein Wicklungsdiagramm für einen Anker gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Darstellung von Spulenabschnitten, die auf einen Kern während des Wickelns von Drähten durch Schleifenwickeln gewickelt werden;

Fig. 3 eine Darstellung einer Spule, die auf einen Kern gewickelt ist, nach der Beendigung der Wicklung der Drähte durch Schleifenwickeln;

Fig. 4 ein Wickeldiagramm für einen Anker gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 ein Wickeldiagramm für einen Anker gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 eine Darstellung von Drähten, die durch Schleifenwickeln auf den Kern in Fig. 5 gewickelt sind;

Fig. 7 eine Darstellung von Drähten, die durch Schleifenwickeln auf den Kern in Fig. 5 gewickelt sind;

Fig. 8 eine Darstellung eines Spulenkörpers, der auf den Kern in Fig. 5 während des Wickelns von Drähten durch Schleifenwickeln gewickelt ist;

Fig. 9 eine Darstellung einer Spule, die auf den Kern in Fig. 5 gewickelt ist, nach Beendigung des Wickelns von Drähten durch Schleifenwickeln;

Fig. 10 eine Darstellung von Spulenabschnitten, die auf den Kern eines Ankers gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung gewickelt sind, während des Wickelns von Drähten durch Schleifenwickeln;

Fig. 11 eine Seitenansicht eines herkömmlichen (jedoch nicht den Stand der Technik darstellenden) Ankers;

Fig. 12 eine Vorderansicht des Kerns in Fig. 11;

Fig. 13 eine Darstellung von Spulenabschnitten, die auf den Kern in Fig. 12 während des Wickelns von Drähten durch Schleifenwickeln gewickelt werden;

Fig. 14 eine Darstellung von Spulenabschnitten, die auf den Kern in Fig. 12 während des Wickelns von Drähten durch Schleifenwickeln gewickelt werden;

Fig. 15 eine Darstellung einer Spule, die auf den Kern in Fig. 12 nach Beendigung des Wickelns von Drähten durch Schleifenwickeln gewickelt wird;

Fig. 16 eine Vorderansicht eines weiteren Beispiels für einen Kern; und

Fig. 17 eine Darstellung von Drähten, die durch Schleifenwickeln auf den Kern in Fig. 16 gewickelt werden.

AUSFÜHRUNGSFORM 1

Fig. 1 ist ein Wickeldiagramm für einen Anker 100 eines Motors, der eine dynamoelektrische elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt, und zeigt das Wickeln von Drähten 103 auf einen Kern 101, der vier Pole und zweiundzwanzig Schlitze 102 aufweist, unter Verwendung von gleichzeitig vier Düsen eines (nicht dargestellten) Wickelgerätes. Die Figur zeigt, wie die Emaille-beschichteten Drähte 103 durch Schleifenwickeln über mehrere Schlitze 102 gewickelt werden, wobei gleichzeitig ein erster Spulenabschnitt A108, ein erster Spulenabschnitt B109, ein erster Spulenabschnitt C110 und ein erster Spulenabschnitt D111 ausgebildet werden. Ein Kommutator 105 weist zweiundzwanzig Segmente 104 auf, wobei Segmente 104, welche dasselbe elektrische Potential haben sollen, elektrisch mit Hilfe von Ausgleichsvorrichtungsverbindern 106 verbunden sind. Beispielsweise ist das erste Segment 104 mit dem zwölften Segment 104 verbunden, das zweite Segment 104 mit dem dreizehnten Segment 104, usw.

Fig. 2 zeigt schematisch, wie Drähte 103 von jeder der Düsen des Wickelgeräts geliefert werden, und auf den Kern 101 aufgewickelt werden, und zeigt die Ausbildung eines zweiten Spulenabschnitts A112, eines zweiten Spulenabschnitts B113, eines zweiten Spulenabschnitts C114, und eines zweiten Spulenabschnitts D115, nach dem Eingriff von Haken mit den Segmenten 104. Darüber hinaus ist die anfängliche Ausbildung von Spulenabschnitten 108 bis 111 auf dem Kern 101 durch Drähte 103, die von jeder der Düsen geliefert werden, ebenso wie in Fig. 17.

Fig. 3 ist eine Vorderansicht des Ankers 100 mit einer Spule 116, die dadurch vollständig auf dem Anker ausgebildet wird, daß kontinuierlich die Drähte 103 aufgewickelt werden, während eine Versetzung um jeweils einen Schlitz auftritt.

Da bei dem Anker 100 mit der voranstehend geschilderten Konstruktion Segmente 104, die dasselbe elektrische Potential aufweisen sollen, elektrisch mit Hilfe der Ausgleichsvorrichtungsverbinder 106 verbunden sind, fließen trotz der Tatsache, daß die Drähte so gewickelt sind, daß sich die Seitenabschnitte benachbarter Spulenabschnitte 108 bis 115 Schlitze 102 teilen, und sich die Spulenabschnitte 108 bis 115 gegenseitig beeinflussen, keine unausgeglichenen Ströme durch die Bürsten infolge unterschiedlicher induzierter Spannungen, die in den Spulenabschnitten auftreten. Daher treten keine Schwierigkeiten auf, wie beispielsweise eine Verschlechterung der Gleichrichterwirkung der Bürsten, eine gleichzeitige Temperaturerhöhung der Bürsten und des Kommutators, verbunden mit einer Verstärkung der Funken, die durch die Bürsten erzeugt werden, eine Verringerung der Lebensdauer der Bürsten und des Kommutators, ein erhöhter Drehmomentstrom, oder eine merkliche Erhöhung des Betriebsgeräusches des Motors infolge der kombinierten Auswirkungen der voranstehend geschilderten Effekte.

AUSFÜHRUNGSFORM 2

Fig. 4 ist ein Wickeldiagramm für einen Anker 300 eines Motors gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung, und zeigt das Wickeln von Drähten 103 auf einen Kern 101, der zweiundzwanzig Schlitze 102 aufweist, unter gleichzeitigem Einsatz von drei Düsen eines (nicht dargestellten) Wickelgeräts. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden Drähte 103 gleichzeitig geliefert und auf den Kern 101 aufgewickelt, von mehreren Düsen einer Wickelmaschine, deren Anzahl nicht ganzzahlig die Anzahl an Schlitzen 102 unterteilt, so daß leere Schlitze A zwischen benachbarten Spulenabschnitten 301, 302, 303 auftreten. Die Anzahl leerer Schlitze kann eins oder zwei betragen, und ihre Verteilung ist nicht gleichförmig. In diesem Fall werden die Drähte 103 nicht gleichmäßig auf den Kern 101 gewickelt, und besteht das Risiko, daß Unterschiede der induzierten Spannungen zwischen den Spulenabschnitten 301, 302, 303 auftreten können. Allerdings wird auch im vorliegenden Fall das Fließen nicht ausgeglichener Ströme durch die Bürsten dadurch verhindert, daß Segmente, welche dasselbe elektrische Potential aufweisen sollen, elektrisch mit Hilfe von Ausgleichsvorrichtungsverbindern verbunden werden.

AUSFÜHRUNGSFORM 3

Fig. 5 ist ein Wickeldiagramm für einen Anker 200 eines Motors gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung, und zeigt wie Drähte 103 gleichzeitig von zwei Düsen eines Wickelgeräts (nicht gezeigt) geliefert werden, wodurch gleichzeitig ein erster Spulenabschnitt A201 und ein erster Spulenabschnitt B202 ausgebildet werden. Segmente 104, welche auf demselben elektrischen Potential liegen sollen, werden elektrisch mit Hilfe von Ausgleichsvorrichtungsverbindern 106 verbunden.

Beispielsweise ist das erste Segment 104 mit dem zwölften Segment 104 verbunden, das zweite Segment 104 mit dem dreizehnten Segment 104, usw. Fig. 6 ist eine Vorderansicht des Kerns 101 zu diesem Zeitpunkt.

Fig. 7 zeigt schematisch, wie Drähte 103 kontinuierlich von den beiden Düsen geliefert werden, und zeigt die zusätzliche Ausbildung eines zweiten Spulenabschnitts A203 und eines zweiten Spulenabschnitts B204, nachdem Haken mit den Segmenten 104 in Eingriff gelangen.

Fig. 8 ist eine Vorderansicht des Kerns 101, wobei auf diesem ein Spulenkörper 205 dadurch ausgebildet wird, daß kontinuierlich die Drähte 103 für eine Gesamtanzahl von elf Schlitzen aufgewickelt werden, während jeweils ein Versatz um einen Schlitz auftritt. Fig. 9 zeigt die Ausbildung einer Spule 206 nach Beendigung des Wickelns, bei welchem die Drähte 103 in den Kernabschnitt bis zu dem Punkt in Fig. 8 beispielsweise um sechs Umdrehungen gewickelt wurden, und nachdem sie beispielsweise um sieben Umdrehungen gewickelt wurden.

Dadurch, daß bei der Anfangsschleife sechs Umdrehungen der Drähte 103 erzeugt werden, und bei den darauffolgenden Schleifen sieben Umdrehungen, weisen die Drähte 103 praktisch 6,5 Umdrehungen auf, was die Abänderung der Motorleistung erleichtert, und die konstruktive Freiheit vergrößert. Bei diesem Zustand besteht das Risiko, daß Impedanzunterschiede zwischen den Wicklungsabschnitten auftreten können, infolge der unterschiedlichen Anzahlen an Umdrehungen der Drähte 103, und nicht ausgeglichene Ströme durch die Bürsten fließen können, infolge unterschiedlicher induzierter Spannungen, die in den Spulenabschnitten auftreten. Allerdings fließen bei dieser Ausführungsform, ebenso wie bei den Ausführungsformen 1 und 2, keine nicht ausgeglichenen Ströme durch die Bürsten, da Segmente 104, welche auf demselben elektrischen Potential liegen sollen, elektrisch mit Hilfe der Ausgleichsvorrichtungsverbinder 106 verbunden sind.

AUSFÜHRUNGSFORM 4

Fig. 10 zeigt schematisch einen Fall, bei welchem die Drähte 103 mit sieben Umdrehungen bei der Anfangsschleife gewickelt werden. In diesem Fall werden die schraffierten Abschnitte E der Schlitze 102 vollständig durch einen ersten Spulenabschnitt A211 und einen ersten Spulenabschnitt B212 abgedeckt, und ist die Fläche der schraffierten Abschnitte E größer als bei der Ausführungsform 3 (vgl. Fig. 6). Dies führt dazu, daß die Querschnittsfläche der Schlitze 102 verringert wird, und daß die Wickelbarkeit weniger vorteilhaft ist als bei der Ausführungsform 3, jedoch wird der Impedanzunterschied zwischen der Anfangsschleife und den darauffolgenden Schleifen dadurch verringert, daß mehr Wicklungen in der Anfangsschleife gewickelt werden, wenn der Durchmesser der Spulenabschnitte klein ist, und weniger Umdrehungen in den darauffolgenden Schleifen gewickelt werden, wenn der Durchmesser der Spulenabschnitte groß ist.

Jede der voranstehenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde unter Verwendung eines Motors als Beispiel für eine dynamoelektrische Maschine erläutert, jedoch kann die vorliegende Erfindung ebenso bei einem Generator eingesetzt werden. Darüber hinaus ist die Anzahl an Ausgleichsvorrichtungsverbindungen 106 bei jeder der Ausführungsformen gleich elf, ist jedoch selbstverständlich nicht auf diese Zahl beschränkt.

Wie voranstehend erläutert weist der Anker für eine dynamoelektrische Maschine gemäß einer Zielrichtung der vorliegenden Erfindung auf: eine Welle; einen an der Welle befestigten Kern, der mehrere Schlitze aufweist, die in Axialrichtung verlaufen, und auf seiner Außenumfangsoberfläche vorgesehen sind; eine Spule, die aus mehreren Spulenabschnitten besteht, die dadurch ausgebildet werden, daß Drähte mehrere Umdrehungen um ein Paar der Schlitze gewickelt werden, die durch eine vorbestimmte Anzahl an Schlitzen getrennt sind, und ein Versatz jedes der Spulenabschnitte um jeweils einen Schlitz in Umfangsrichtung des Kerns auftritt; und einen Kommutator, der an der Welle befestigt ist, und mehrere Segmente aufweist; wobei die Spulenabschnitte nebeneinander sich einen der Schlitze entlang ihrer einen Seite teilen, wobei die Segmente, welche dasselbe elektrische Potential aufweisen sollen, elektrisch mit Hilfe von Ausgleichsvorrichtungsverbindern verbunden sind. Daher kann das Betriebsgeräusch verringert werden, während die Leistung der dynamoelektrischen Maschine beibehalten wird, und die Gleichrichterwirkung der Bürsten.

Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung weist der Anker für eine dynamoelektrische Maschine auf: eine Welle; einen an der Welle befestigten Kern, der mehrere Schlitze aufweist, die in Axialrichtung verlaufen, und auf seiner Außenumfangsoberfläche vorgesehen sind; eine Spule, die aus mehreren Spulenabschnitten besteht, die dadurch ausgebildet werden, daß Drähte mehrere Umdrehungen um ein Paar von Schlitzen gewickelt werden, die durch eine vorbestimmte Anzahl an Schlitzen getrennt sind, wobei ein Versatz jedes der Spulenabschnitte um jeweils einen Schlitz in Umfangsrichtung des Kerns auftritt; und einen Kommutator, der an der Welle befestigt ist, und mehrere Segmente aufweist; wobei die Anzahl an leeren Schlitzen zwischen benachbarten Spulenabschnitten ungleichförmig ist, und die Segmente, die dasselbe elektrische Potential haben sollen, elektrisch mit Hilfe von Ausgleichsvorrichtungsverbindern verbunden sind. Daher kann das Betriebsgeräusch verringert werden, während die Leistung der dynamoelektrischen Maschine beibehalten wird, und ebenso die Gleichrichterwirkung der Bürsten.

Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung weist der Anker für eine dynamoelektrische Maschine auf: eine Welle; einen an der Welle befestigten Kern, der mehrere Schlitze aufweist, die in Axialrichtung verlaufen, und auf seiner Außenumfangsoberfläche vorgesehen sind; eine Spule, die aus mehreren Spulenabschnitten besteht, die dadurch ausgebildet werden, daß Drähte mehrere Umdrehungen um ein Paar der Schlitze gewickelt werden, die um eine vorbestimmte Anzahl an Schlitzen getrennt sind, wobei ein Versatz jedes der Spulenabschnitte um jeweils einen Schlitz in Umfangsrichtung des Kerns für mehrere Schleifen auftritt; und einen Kommutator, der an der Welle befestigt ist, und mehrere Segmente aufweist; wobei die Anzahl an Umdrehungen der Drähte in den Spulenabschnitten bei der ersten Schleife und den darauffolgenden Schleifen verschieden ist, und die Segmente, welche dasselbe elektrische Potential haben sollen, elektrisch mit Hilfe von Ausgleichsvorrichtungsverbindern verbunden sind. Daher kann das Betriebsgeräusch verringert werden, während die Leistung der dynamoelektrischen Maschine beibehalten wird, und ebenso die Gleichrichterwirkung der Bürsten.

Gemäß einer Ausführungsform des Ankers für eine dynamoelektrische Maschine kann die Anzahl an Umdrehungen der Drähte in den Spulenabschnitten bei der Anfangsschleife geringer sein als die Anzahl an Umdrehungen der Drähte in den Spulenabschnitten in den darauffolgenden Schleifen. Daher kann eine Abänderung des Drehmoments und der Umdrehungsleistung erleichtert werden, und nimmt die konstruktive Freiheit beim Entwurf der dynamoelektrischen Maschine zu, während die Gleichrichterwirkung der Bürsten beibehalten wird, und das Betriebsgeräusch verringert wird, selbst wenn die Anzahl an Umdrehungen der Drähte bei den Spulenabschnitten in der Anfangsschleife kleiner ist als die Anzahl an Umdrehungen der Drähte in den Spulenabschnitten in den darauffolgenden Schleifen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Ankers für eine dynamoelektrische Maschine kann die Anzahl an Umdrehungen der Drähte in den Spulenabschnitten in der Anfangsschleife größer sein als die Anzahl an Umdrehungen der Drähte in den Spulenabschnitten in den darauffolgenden Schleifen. Daher sind Impedanzunterschiede zwischen den Spulenabschnitten in der Anfangsschleife und den Spulenabschnitten in den darauffolgenden Schleifen gering, selbst wenn die Anzahl an Umdrehungen der Drähte in den Spulenabschnitten in der Anfangsschleife größer ist als die Anzahl an Umdrehungen der Drähte in den Spulenabschnitten in den darauffolgenden Schleifen, was es ermöglicht, das Betriebsgeräusch zu verringern, während die Leistung der dynamoelektrischen Maschine beibehalten wird, und ebenso die Gleichrichterwirkung der Bürsten.

Claims

1. Anker (100) für eine dynamoelektrische Maschine, welche aufweist:
eine Welle;
einen Kern (101), der an der Welle befestigt ist, und mehrere Schlitze (102) aufweist, die in Axialrichtung verlaufen, und auf seiner Außenumfangsoberfläche vorgesehen sind;
eine Spule, die aus mehreren Spulenabschnitten (108-111) besteht, die dadurch ausgebildet werden, daß Drähte (103) mehrere Umdrehungen um ein Paar von Schlitzen (102) gewickelt werden, die durch eine vorbestimmte Anzahl an Schlitzen (102) getrennt sind, wobei ein Versatz jedes der Spulenabschnitte (108-111) um jeweils einen Schlitz in Umfangsrichtung des Kerns (101) auftritt; und
einen Kommutator (105), der an der Welle befestigt ist, und mehrere Segmente (104) aufweist;
wobei sich benachbarte Spulenabschnitte (108-111) einen der Schlitze (102) entlang ihrer einen Seite teilen;
wobei die Segmente (104), welche dasselbe elektrische Potential haben sollen, elektrisch mit Hilfe von Ausgleichsvorrichtungsverbindern (106) verbunden sind.

2. Anker (300) für eine dynamoelektrische Maschine, welche aufweist:
eine Welle;
einen an der Welle befestigten Kern (101), der mehrere Schlitze (102) aufweist, die in Axialrichtung verlaufen, und auf seiner Außenumfangsoberfläche vorgesehen sind;
eine Spule, die aus mehreren Spulenabschnitten (301-303) besteht, die dadurch ausgebildet werden, daß Drähte (103) mehrere Umdrehungen um ein Paar von Schlitzen (102) gewickelt werden, die durch eine vorbestimmte Anzahl an Schlitzen (102) getrennt sind, wobei ein Versatz jedes der Spulenabschnitte (301-303) um jeweils einen Schlitz in Umfangsrichtung des Kerns (101) auftritt; und
einen Kommutator (105), der an der Welle befestigt ist, und mehrere Segmente (104) aufweist;
wobei die Anzahl an leeren Schlitzen (102) zwischen benachbarten Spulenabschnitten (301-303) ungleichförmig ist,
und die Segmente (104), welche dasselbe elektrische Potential haben sollen, elektrisch mit Hilfe von Ausgleichsvorrichtungsverbindern (106) verbunden sind.

3. Anker (200) für eine dynamoelektrische Maschine, welche aufweist:
eine Welle;
einen an der Welle befestigten Kern (101), der mehrere Schlitze (102) aufweist, die in Axialrichtung verlaufen, und auf seiner Außenumfangsoberfläche vorgesehen sind;
eine Spule, die aus mehreren Spulenabschnitten (201, 202) besteht, die dadurch ausgebildet werden, daß Drähte (103) mehrere Umdrehungen um ein Paar von Schlitzen (102) gewickelt werden, die durch eine vorbestimmte Anzahl an Schlitzen (102) getrennt sind, wobei ein Versatz jedes der Spulenabschnitte (201, 202) um jeweils einen Schlitz in Umfangsrichtung des Kerns (101) für mehrere Schleifen auftritt; und
einen Kommutator (105), der an der Welle befestigt ist, und mehrere Segmente (104) aufweist;
wobei die Anzahl an Umdrehungen der Drähte (103) in den Spulenabschnitten (201, 202) bei der Anfangsschleife und den darauffolgenden Schleifen verschieden ist,
und die Segmente (104), welche dasselbe elektrische Potential haben sollen, elektrisch mit Hilfe von Ausgleichsvorrichtungsverbindern (106) verbunden sind.

4. Anker (200) für eine dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl an Umdrehungen der Drähte (103) in den Spulenabschnitten (201, 202) in der Anfangsschleife niedriger ist als die Anzahl an Umdrehungen der Drähte (103) in den Spulenabschnitten (203, 204) in den darauffolgenden Schleifen.

5. Anker für eine dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl an Umdrehungen der Drähte (103) in den Spulenabschnitten (211, 212) in der Anfangsschleife größer ist als die Anzahl an Umdrehungen der Drähte (103) in den Spulenabschnitten in den darauffolgenden Schleifen.

6. Verfahren zur Herstellung eines Ankers (100) für eine dynamoelektrische Maschine, welcher aufweist:
eine Welle;
einen an der Welle befestigten Kern (101), der mehrere Schlitze (102) aufweist, die in Axialrichtung verlaufen, und auf seiner Außenumfangsoberfläche vorgesehen sind;
eine Spule, die aus mehreren Spulenabschnitten (108-111) besteht, die dadurch ausgebildet werden, daß Drähte (103) mehrere Umdrehungen um ein Paar der Schlitze (102) gewickelt werden, die durch eine vorbestimmte Anzahl von Schlitzen (102) getrennt sind, wobei ein Versatz jedes der Spulenabschnitte (108-111) um jeweils einen Schlitz in Umfangsrichtung des Kerns (101) auftritt;
einen Kommutator (105), der an der Welle befestigt ist, und mehrere Segmente (104) aufweist; und
mehrere Ausgleichsvorrichtungsverbinder (106), welche elektrisch die Segmente (104) verbinden, die dasselbe elektrische Potential haben sollen;
wobei das Herstellungsverfahren den Schritt umfaßt, die Drähte (103) gleichzeitig von mehreren Düsen einer Wickelmaschine zu liefern und auf den Kern (101) aufzuwickeln, wobei die Anzahl an Schlitzen (102) nicht durch die Anzahl der Düsen ganzzahlig teilbar ist.

7. Herstellungsverfahren für einen Anker (100) für eine dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vierundzwanzig Schlitze und vier Düsen vorgesehen sind.