DE19922794A1 - Drehstrommaschine und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Drehstrommaschine und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Abstract
Bei einer mehrphasigen Drehstrommaschine ist jede Phasenwicklung aus einem Paar von Halbphasenwicklungen (201a-206a) aufgebaut, die einen Anfangsendabschnitt (23-28), eine Vielzahl von in Serie geschalteten Wellenspuleinheiten und ein Verbindungsende (22b) aufweisen. Jede der Wellenspuleinheiten ist aus einem Paar von in der Nut verlaufenden Abschnitten (21) und ein Paar von Kreuzungsabschnitten (22) aufgebaut. Eines der Paare von Halbphasenwicklungen (201a-206a) wird auf dem anderen in radialer Richtung in der gleichen Nut angeordnet, wodurch ein Paar von Spulen je magnetischer Pol gebildet wird. Jeder Kreuzungsabschnitt (22) von einem der Paare von Halbphasenwicklungen (201a-206a) weist einen flachen U-förmig gefalteten Abschnitt (22a) auf, der auf einem der anderen Kreuzungsabschnitte (22) in radialer Richtung angeordnet ist, so daß die U-förmig gefalteten Abschnitte (22a) des Paars von Halbphasenwicklungen in radialer Richtung ausgerichtet werden können.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wellenwicklungsstatoraufbau eines
Drehstrommaschinenstators und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Im allgemeinen benötigt eine dreiphasige Wellenwicklung einer elektrischen
Drehstrommaschine mehr Platz für die Spulenenden als eine dreiphasige
Schleifenwicklung, da die Überlappungs- bzw. Kreuzungsabschnitte der
Wellenwicklung sich in axialer Richtung stapeln. Dies erhöht die Größe und die
Stromwärmeverluste der elektrischen Drehstrommaschine.
Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Wicklungsaufbau ei
ner elektrischen Drehstrommaschine zu schaffen, die eine mehrphasige Wellenwicklung
aufweist.
Gemäß der Erfindung ist bei einer mehrphasigen elektrischen Drehstrommaschine
jede der wellengewickelten Phasenwicklungen aus einem Paar Halbphasenwicklungen
aufgebaut, die eine Polteilung auseinander liegen. Jede der Halbphasenwicklungen
besitzt einen Anfangsendabschnitt, eine Vielzahl von seriell verbundenen
Wellenspuleneinheiten und ein Verbindungsende, das mit demselben der anderen des
Paares von Halbphasenwicklungen verbunden ist. Jede der seriell verbundenen
Wellenspuleneinheiten weist ein Paar paralleler, in der Nut verlaufender Abschnitte und
ein Paar geneigter Kreuzungsabschnitte auf, von denen jeder U-förmige, flach gefaltete
Abschnitte aufweist. Das Paar von Halbphasenwicklungen ist in dem Statorkern
befestigt, um sich in der radialen Richtung zu stapeln, so daß ein in der Nut verlaufender
Abschnitt in einer Nut auf dem anderen liegt und ein Kreuzungsabschnitt, der von einer
Nut ausgeht, in dem gleichen zylindrischen Raum wie ein anderer Kreuzungsabschnitt
der nächsten Nut liegt. Der Verbindungsabschnitt kann eine Hälfte des letzten
Kreuzungsabschnitts jeder Halbphasenwicklung aufweisen. Eine der seriell
verbundenen Einschichtwicklungseinheiten kann mit einer anderen über eine der
U-förmig flach gefalteten Abschnitte, deren Faltrichtung unterschiedlich zu den anderen
ist, verbunden werden. Eines der Anfangsenden einer der Phasenwicklungen kann mit
einem Anfangsende einer anderen Phasenwicklung verbunden werden, um einen Null-
bzw. Sternpunkt auszubilden.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung besteht ein Verfahren zur
Herstellung eines Stators einer elektrischen Drehstrommaschine in folgenden Schritten
(a) Ausbilden eines Leiterteils zu einem Serienleiter aus einer Vielzahl von Sätzen eines
geraden in der Nut verlaufenden Abschnittes und eines geneigten bzw. schräg
verlaufenden Kreuzungsabschnitts, (b) Anordnen einer Anzahl von Serienleitern parallel
an Nutteilungen, (c) Zurückfalten zuerst eines der Kreuzungsabschnitte jedes
Serienleiters in einer Richtung an seiner Mitte, (d) dann Zurückfalten eines der
Kreuzungsabschnitte jedes Serienleiters in der gleichen Richtung an seiner Mitte, (e)
Wiederholen des Schrittes (d), um eine Vielzahl von Halbphasenwicklungen
auszubilden, (f) Verbinden jedes Endes eines Paares von Halbphasenwicklungen,
welche um eine Polteilung zueinander unterschiedlich liegen, um eine Phasenwicklung
auszubilden, (g) Einfügen der in der Nut verlaufenden Abschnitte einer Anzahl von
Phasenwicklungen in vorgeschriebene Nuten, so daß die in der Nut verlaufende
Abschnitte einer des Paares von Halbphasenwicklungen auf den in der Nut verlaufenden
Abschnitten der anderen des Paares von Halbphasenwicklungen zu liegen kommen. Die
zweite Anzahl von Halbphasenwicklungen kann um die erste Anzahl von
Halbphasenwicklungen herum gewickelt werden, so daß alle in der Nut verlaufenden
Abschnitte und Kreuzungsabschnitte in einem zylindrischen Raum an den einander
gegenüberliegenden Enden des Statorkerns angeordnet werden können, welcher eine
Dicke aufweist, die ungefähr doppelt so dick ist wie die des Leitungsteils.
Weitere Ziele, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung ebenso
wie die Funktionen der betroffenen Teile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
einem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen
und der Zeichnung. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Querschnittsseitenansicht einer elektrischen
Drehstrommaschine mit einem Stator gemäß einer ersten Ausführungs
form der Erfindung;
Fig. 2 eine Vorderansicht des Stators gemäß der ersten Ausführungsform;
Fig. 3 einen Grundriß des Stators gemäß der ersten Ausführungsform;
Fig. 4 eine fragmentarische perspektivische Ansicht des Stators gemäß der
ersten Ausführungsform;
Fig. 5 eine Statorwicklung des Stators gemäß der ersten Ausführungsform;
Fig. 6 einen Herstellungsschritt der Statorwicklung des Stators gemäß der ersten
Ausführungsform;
Fig. 7 einen Herstellungsschritt der Statorwicklungen;
Fig. 8 einen Herstellungsschritt der Statorwicklungen;
Fig. 9 einen Herstellungsschritt der Statorwicklung;
Fig. 10 einen Herstellungsschritt der Statorwicklung;
Fig. 11 einen Herstellungsschritt der Statorwicklung;
Fig. 12 einen Herstellungsschritt der Statorwicklung;
Fig. 13 eine perspektivische Querschnittsansicht des Stators in einem Mon
tageschritt gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, die entlang
einer Ebene senkrecht zu der Longitudinalachse geschnitten ist;
Fig. 14 eine schematische Zeichnung eines Herstellungsschritts des Stators;
Fig. 15 eine schematische Zeichnung eines Herstellungsschritts des Stators;
Fig. 16 eine schematische Zeichnung eines Herstellungsschritts einer Abwand
lung des Stators gemäß der ersten Ausführungsform;
Fig. 17 eine schematische Zeichnung eines Herstellungsschritts der Abänderung
des Stators;
Fig. 18 einen Herstellungsschritt einer Statorwicklung eines Stators gemäß einer
zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 19 einen Herstellungsschritt der Statorwicklung des Stators gemäß der
zweiten Ausführungsform;
Fig. 20 einen Herstellungsschritt der Statorwicklung des Stators;
Fig. 21 einen Herstellungsschritt der Statorwicklung des Stators; und
Fig. 22 einen Herstellungsschritt der Statorwicklung.
Eine dreiphasige elektrische Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform der
Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 15 beschrieben.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist der elektrische Motor aus einem zylindrischen Vorder
rahmen 100, einem Rückenrahmen 101, einem Statorkern 1, einer Statorwicklung 2,
einem Rotor 5, der von einer Welle 6 getragen wird, die an dem Vorder- und
Rückenrahmen 100, 101 über ein Lagerpaar abgestützt ist, aufgebaut. Der Statorkern 1
ist in der inneren Peripherie des Vorderrahmenkörpers 100b eingepaßt. Eine
Statorwicklung 2 weist Spulenenden 2d auf, die sich axial von den einander gegenüber
liegenden Enden des Statorkerns 1 wegragen. Die Vorder- und Rückenrahmen 100, 101
haben keine Kühlungsfenster, um Wasser oder Fremdpartikel auszuschließen, wodurch
ein elektrisches Leck von den Spulenenden 2d auch dann verhindert wird, wenn deren
Isolationsschicht beim Ausbilden der Spulenenden beschädigt wird.
In den Fig. 2 bis 4 ist der Statorkern 1 ein zylindrischer geblechter Stapel von
elektrischen Stahlblechen, der eine Vielzahl von Schlitzen bzw. Nuten 10 aufweist, die
an dem inneren Umfang ausgebildet sind. Eine in Stern geschaltete Dreiphasenstator
wicklung 2 wird in die Nuten 10 eingelegt, die jeweils durch Isolatoren 3 von dem
Statorkern 1 isoliert sind, und wird durch eine Vielzahl von Keilen 4 darin
zurückgehalten.
Wie in Fig. 5 gezeigt, ist die Statorwicklung 2 aus drei Phasenwicklungen 2a, 2b,
2c aufgebaut. Die Phasenwicklung 2a weist ein Paar von ersten und vierten
Halbphasenwicklungen 201 und 204 auf, die in den Nuten 10 angeordnet sind und
welche eine Polteilung auseinanderliegen. Die Phasenwicklung 2b weist ein Paar von
dritten und sechsten Halbphasenwicklungen 203 und 206 auf, welche eine Polteilung
auseinanderliegen und die Phasenwicklung 2c weist ein Paar von zweiten und fünften
Halbphasenwicklungen 202 und 205 auf, welche eine Polteilung auseinanderliegen. Die
Statorwicklung 2 setzt sich ferner aus einer ersten Schichtwicklungseinheit, die in der
ersten und zweiten Schicht der Nuten angeordnet ist, und einer zweiten
Schichtwicklungseinheit zusammen, die in der dritten und vierten Schicht der Nuten
angeordnet ist.
Jede der Halbphasenwicklungen 201 bis 206 ist aus einer Anzahl von Reihen von
Wellenspuleneinheiten, die aus jeweils einem Paar von geraden, in der Nut verlaufenden
Abschnitten 21 und einem Paar geneigter Kreuzungsabschnitte 22 gebildet sind, die
benachbarte in der Nut verlaufende Abschnitte 21 verbinden, und aus Anfangsenden 23
bis 28, aufgebaut.
Die in der Nut verlaufenden Abschnitte 21 sind in den Nuten derartig angeordnet,
daß einer der benachbarten Abschnitte 21 einer jeden Halbphasenwicklung 201 bis 206
in der Nut 10 drei Nutteilungen oder um einen elektrischen Winkel von 180° entfernt
von der Nut untergebracht ist, wo die anderen der benachbarten Abschnitte 21 der
gleichen Halbphasenwicklung untergebracht sind. Mit anderen Worten, jeder aller
zweiten in der Nut verlaufende Abschnitte 21, welcher der zweite von den
Anfangsenden 23 bis 28 aus ist, wird in der Nut eine Polteilung oder einen elektrischen
Winkel von 180° entfernt von der Nut angeordnet, wo der entsprechende der ersten in
der Nut verlaufenden Abschnitte 21 der gleichen Halbphasenwicklung ist; jeder aller
dritten in der Nut verlaufenden Abschnitte 21 wird in der Nut eine Polteilung entfernt
von der Nut angeordnet, wo der entsprechende der zweiten Abschnitte 21 der gleichen
Halbphasenwicklung ist; jeder aller vierten in der Nut verlaufenden Abschnitte 21 wird
in der Nut eine Polteilung entfernt von der Nut angeordnet, wo ein entsprechender der
dritten Abschnitte 21 der gleichen Halbphasenwicklung ist; und jeder der n-ten
Abschnitte 21 wird in der Nut eine Polteilung entfernt von der Nut, wo ein
entsprechender der (n-1)-ten Abschnitte 21 der gleichen Halbphasenwicklung ist,
untergebracht.
Nachfolgend seien in der Statornut verlaufende Abschnitte einer
Halbphasenwicklung vereinfachend als "Nutabschnitte" bezeichnet.
Weiter wird der erste Nutabschnitt 21 der zweiten Halbphasenwicklung 202 in der
Nut angeordnet, die benachbart zu der Nut ist, wo der erste Nutabschnitt 21 der ersten
Halbphasenwicklung 201 angeordnet ist; der erste Nutabschnitt 21 der dritten
Halbphasenwicklung 203 wird in der Nut angeordnet, die zu der Nut benachbart ist, wo
der erste Nutabschnitt der zweiten Halbphasenwicklung 202 angeordnet ist; der erste
Nutabschnitt 21 der vierten Halbphasenwicklung 204 wird in der Nut angeordnet, die
benachbart zu der Nut ist, wo der erste Nutabschnitt der dritten Halbphasenwicklung
203 angeordnet ist; der erste Nutabschnitt 21 der fünften Halbphasenwicklung 205 wird
in der Nut angeordnet, die benachbart zu der Nut ist, wo der erste Nutabschnitt der
vierten Halbphasenwicklung 204 angeordnet ist; und der erste Nutabschnitt 21 der
sechsten Halbphasenwicklung 206 wird in der Nut angeordnet, die benachbart zu der
Nut ist, wo der erste Nutabschnitt 21 der zweiten Halbphasenwicklung 202 angeordnet
ist. Somit wird jeder der zweiten, dritten und n-ten Nutabschnitte 21 einer m-ten
Halbphasenwicklung in der Nut angeordnet, die benachbart zu der Nut ist, wo der ent
sprechend numerierte Nutabschnitt der (m + 1)-ten Halbphasenwicklung angeordnet ist.
Es ist festzuhalten, daß der erste Nutabschnitt 21 der vierten Halbphasenwicklung 204
und der zweite Nutabschnitt 21 der ersten Halbphasenwicklung 201 in der gleichen Nut
angeordnet sind; und der zweite Nutabschnitt 21 der vierten Halbphasenwicklung 204
und der dritte Nutabschnitt der ersten Halbphasenwicklung 201 in der gleichen Nut
angeordnet sind. Das heißt, Nutabschnitte 21 der m-ten Halbphasenwicklung und
(m + 3)-ten Halbphasenwicklung werden in den gleichen Nuten angeordnet.
Kreuzungsabschnitte 22 sind an einem Ende des Statorkerns 1 in einer
Umfangsrichtung und am anderen Ende in der anderen Umfangsrichtung geneigt. Jeder
Überkreuzungsabschnitt 22 ist in seiner Mitte zurückgefaltet, um einen flachen
U-förmigen Schichtabschnitt 22a auszubilden, welcher doppelt so dick ist wie der Nutab
schnitt 21. Entsprechend ist ein Ende 22a1 eines U-förmigen Schichtabschnitts 22a
relativ zu dem anderen Ende 22a2 radial um eine Dicke eines Kreuzungsabschnitts 22
verschoben, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Die Statorwicklung 2 ist so entworfen, daß jedes
Spulenende 2d mit den anderen in Umfangsrichtung nicht überlappend angeordnet sind.
Folglich werden die Halbphasenwicklungen 201-206 prägnant im Statorkern 1 ange
ordnet, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Mit anderen Worten, das Spulenende einer Phasen
wicklung kann innerhalb eines zylindrischen Bereichs angeordnet werden, der doppelt
so dick wie das Leitersegment ist.
Die Anfangsenden 21, 22, 23 werden jeweils mit Ausgangsanschlüssen verbunden
und die Anfangsenden 26, 27, 28 werden zusammengeschaltet, um einen Nullpunkt
bzw. Sternpunkt zu bilden.
Im folgenden wird ein Herstellungsverfahren für eine dreiphasige Stator-Wel
lenwicklung für einen Motor beschrieben, der einen Stator mit 18 Nuten und einen
Rotor mit sechs Polen aufweist.
Sechs Leitersegmente 201-206 werden zickzackförmig gebogen, so daß jedes
der Leitersegniente zwölf Reihen von geraden Nutabschnitten 21 und im Winkel von
ungefähr 60° geneigten Kreuzungsabschnitten 22 ausbildet, und werden mit gleichen
Teilungen, die den Nutteilungen entsprechen, nebeneinandergesetzt, wie in Fig. 6
gezeigt ist.
Wie in Fig. 7 dargestellt, sind die ersten Kreuzungsabschnitte 22, die von den
Anfangsenden 23-28 als erstes liegen, an der ersten Mittellinie L1-L1 der Kreu
zungsabschnitte 22 zurückgefaltet. Entsprechend kommen die ersten Nutabschnitte 21
der vierten, fünften und sechsten Halbleitersegmente 204, 205, 206 unter den zweiten
Nutabschnitten 21 der ersten, zweiten und dritten Leitersegmente 21 zu liegen. Danach
sind die zweiten Kreuzungsabschnitte 22, die als nächstes zu den ersten
Kreuzungsabschnitten 22 liegen, bei einer zweiten Mittellinie L2-L2 in derselben
Faltungsrichtung wie oben zurückgefaltet. Entsprechend kommen die zweiten
Nutabschnitte 21 der vierten, fünften und sechsten Leitersegmente 204, 205, 206 auf die
dritten Nutabschnitte 21 der ersten, zweiten und dritten Leitersegmente 201, 202, 203,
wie es in Fig. 8 gezeigt ist, zu liegen. Somit können die dritten Nutabschnitte 21 in der
gleichen Schicht der Nuten wie die ersten Nutabschnitte 21 angeordnet werden. Dann
werden die dritten, vierten und fünften Kreuzungsabschnitte 22 bei der dritten, vierten
und fünften Mittellinie fortlaufend in der gleichen Art und Weise zurückgefaltet, wie es
in Fig. 9 gezeigt ist, bis die Anzahl an Faltungen eine Zahl erreicht (z. B.: 5), die um
eins geringer ist als die Zahl (z. B.: 6) der Pole des Magnetfelds. Somit wird eine erste
Schicht einer dreiphasigen Wicklung, die aus sechs Einschichthalbphasenwicklungen
aufgebaut ist, ausgebildet. Jede dieser sechs Einschichthalbphasenwicklungen weist für
jeden Pol Wicklungen mit zwei Windungen auf. Mit anderen Worten, zwei
Nutabschnitte 21 werden in jeweils eine der 18 Nuten in zwei Schichten in radialer
Richtung angeordnet.
Wie es in Fig. 9 gezeigt ist, werden weiterhin die Kreuzungsabschnitte 22 an der
nächsten (z. B. sechsten) Mittellinie L6-L6 mit der entgegengesetzten Faltungsrich
tung zurück gefaltet, um eine zweite Schicht einer Dreiphasenwicklung zu bilden. Da
nach werden die siebten Kreuzungsabschnitte 22 an der siebten Mittellinie L7-L7 in
der gleichen Faltungsrichtung wie der zweite Kreuzungsabschnitt zurückgefaltet. Somit
werden die achten, neunten, zehnten und elften Kreuzungsabschnitte 22 an den entspre
chenden Mittellinien aufeinanderfolgend in der gleichen Art und Weise wie die erste
Schicht der Dreiphasenwicklung, zurückgefaltet, wodurch eine komplette Dreiphasen
wellenwicklung ausgebildet wird, die aus sechs Halbphasenwicklungen 201a, 202a,
203a, 204a, 205a und 206a aufgebaut ist, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, von welcher jede
Vierschichtspulen für jeden Pol aufweist. Mit anderen Worten, vier Nutabschnitte 21
werden jeweils in einer der 18 Nuten in vier Schichten in radialer Richtung angeordnet.
Wie es in Fig. 11 gezeigt ist, wird die Neigungsrichtung der letzten Kreuzungsab
schnitte 22b der vierten, fünften und sechsten Leiterabschnitte 204, 205, 206 vorher
umgekehrt, und alle letzten Kreuzungsabschnitte 22b werden an ihrer Mittellinie L12-L12
abgeschnitten.
Wie es in Fig. 12 gezeigt ist, werden die letzten Kreuzungsabschnitte 22b zurück
gefaltet und zusammengeschweißt. Danach werden die Anfangsenden 26, 27, 28 zu
sammengeschlossen, um einen Nullpunkt bzw. Sternpunkt auszubilden, womit eine
dreiphasige Statorwicklung 2 vervollständigt ist. Vorzugsweise werden die gefalteten
Abschnitte mit einem Isolationsmaterial wieder beschichtet, um Abschnitte der
Halbphasenwicklungen zu isolieren, die bei dem Zurückfalten der Kreuzungsabschnitte
abgekratzt werden sein könnten. Dieser Schritt kann zu jeder Zeit nach dem
Zurückfalten der Kreuzungsabschnitte ausgeführt werden.
Wie es in einer perspektivischen Querschnittsansicht in Fig. 13 gezeigt ist, ist der
Statorkern 1 aus 18 Statorteilen 11 aufgebaut, welche voneinander in Umfangsrichtung
durch eine radiale Ebene, die sich durch die Mitte der Nut ausdehnt, getrennt sind, so
daß die Zahl der Kernteile 11 der Zahl der Nuten entspricht. Die Statorwicklung 2 ist so
geformt, daß sie zweifach gewickelt ist, so daß vier Nutabschnitte 21 in jeweils eine der
Nuten eingelegt sind, die zwischen zwei Kernteilen 11 ausgebildet sind, und
vorübergehend von einem Werkzeug gehalten und gedrückt werden, und Kernteile 11
werden mit einer Spannvorrichtung von der Außenseite so geschoben, daß alle
Seitenoberflächen 11b der Kernteile 11 in Kontakt miteinander kommen, wie es in den
Fig. 14 und 15 gezeigt ist. Danach werden Kernteile 11 an Schnittstellen 11c ihres
äußeren Umfangs verschweißt, um einen Statorauszubilden.
Eine Abänderung des Stators gemäß der ersten Ausführungsform wird in Fig. 16
und 17 gezeigt. Jedes Kernteil 11 weist eine längere Kontaktoberfläche 11b als bei der
vorhergehenden ersten Ausführungsform auf, wodurch der magnetische Widerstand des
Statorkerns verringert wird. Die längere Kontaktoberfläche 11b jedes Kernteilstücks 11
dehnt sich radial nach außen und in Umfangsrichtung von ihrer linken Nutwand (oder
rechten Zahnwand) aus, so daß die rechten Enden 11c an dem äußeren Abschnitt des
benachbarten Kernteilstücks an dem Rücken der linken Nutwand (oder rechten
Zahnwand) des benachbarten Kernteilstücks zu liegen kommt.
Ein Stator gemäß einer zweiten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die
Fig. 18 bis 22 beschrieben.
Wie es in Fig. 18 gezeigt ist, wird jeder einzelne Kreuzungsabschnitt der ersten
bis sechsten Leitersegmente 201-206 in einer zu der ersten Ausführungsform ähnli
chen Art und Weise getrennt zurück gefaltet, um Halbphasenwicklungen 201a-206a,
auszubilden, von welcher jede ein Verbindungsende 22b aufweist, das in der Mitte des
sechsten Kreuzungsabschnitts (z. B. 2216) abgeschnitten ist. Danach werden alle
Halbphasenwicklungen 201a-206a rund geformt, um leicht in die Nuten des
Statorkerns eingefügt zu werden. Die Halbphasenwicklungen werden mit einem
Isolationsmaterial abgedeckt. Jedoch können blanke Leitersegmente verwendet werden,
wenn in diesem Stadium die Leitersegmente mit einem Isolationsmaterial beschichtet
werden.
Wie in Fig. 19 gezeigt, wird eine zweite Halbphasenwicklung 202 seitlich zu der
ersten Halbphasenwicklung 201 angelegt, wobei die Kreuzungsabschnitte 2221, 2222,
2223, 2224, 2225 unter den Kreuzungsabschnitten 2211, 2212, 2213, 2214, 2215 der
ersten Halbphasenwicklung 201 liegen. Danach wird die zweite Halbphasenwicklung
202 an dem Verbindungsende 22b, wie durch einen Pfeil angedeutet, verdrillt, so daß
der Kreuzungsabschnitt 2222 - und vorübergehend die Kreuzungsabschnitte 2223, 2224
und 2225 - der zweiten Halbphasenwicklung 202 auf den Kreuzungsabschnitt 2212 und
vorübergehend auf die Kreuzungsabschnitte 2213, 2214 und 2215 gelegt werden, wie es
in Fig. 20 gezeigt ist. Die zweite Halbphasenwicklung 202 wird weiterhin, wie in Fig.
21 und 22 gezeigt, verdrillt, bis alle Kreuzungsabschnitte 2221, 2222, 2223, 2224 und
2225 der zweiten Halbphasenwicklung 201 auf den Kreuzungsabschnitten 2211, 2212,
2213, 2214 und 2215 der ersten Halbphasenwicklung 201 zu liegen kommen.
Somit werden die dritte, vierte, fünfte und sechste Halbphasenwicklung 203-206
verdrillt und zusammengefügt, so daß alle Nutabschnitte 21 in gleichen, mit den
Nutteilungen übereinstimmenden Intervallen angeordnet werden, so daß alle
Kreuzungsabschnitte in einem zylindrischen Bereich angeordnet werden, der doppelt so
dick ist wie jedes der Leitersegmente 201-206 an den gegenüberliegenden Enden des
Statorkerns.
Danach werden die Verbindungsenden 22b der ersten, zweiten und dritten Halb
phasenwicklungen 201a, 202a und 203a jeweils mit dem Verbindungsende 22b der
vierten, fünften und sechsten Halbphasenwicklung 204a, 205a und 206a verschweißt,
welche sich in die Richtung ausdehnen, die gegenüberliegend zu den ersten, zweiten
und dritten Halbphasenwicklungen 201a, 202a und 203a ist. Nachfolgend werden die
Anfangsenden der zweiten, vierten und sechsten Halbphasenwicklungen 202a, 204a und
206a miteinander verschweißt, um einen Nullpunkt bzw. Sternpunkt auszubilden, womit
eine dreiphasige Statorwicklung komplettiert wird, die zwei Spulen in jeder Nut auf
weist. Eine dreiphasige Statorwicklung, die vier Spulen in jeder Nut aufweist, kann aus
gebildet werden, wenn die sechs Halbphasenwicklungen, die in Fig. 16 gezeigt sind,
gestreckt bzw. verlängert werden, um sechs Reihen von den Wellenspuleneinheiten oder
zwölf Reihen von Nut- und geneigten Kreuzungsabschnitten 21 und 22 zu erhalten.
Die Statorwicklung wird in der gleichen Art und Weise, wie unter Bezugnahme
auf die Fig. 11-13 oder die Fig. 14 und 15 vorhergehend beschrieben worden ist, in
einem Statorkern angeordnet.
In der vorhergehenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung ist diese unter
Bezugnahme auf ihre bestimmten Ausführungsformen offenbart worden. Es ist jedoch
offensichtlich, daß verschiedene Abänderungen und Abwandlungen zu den bestimmten
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gemacht werden können, ohne von
dem breiteren Gedanken oder Umfang der Erfindung, wie er in den beigefügten
Ansprüchen dargelegt ist, abzuweichen. Dementsprechend ist die Beschreibung der vor
liegenden Erfindung in diesem Dokument mehr in einem beschreibenden als in einem
beschränkenden Sinn aufzufassen.
Claims (16)
1. Drehstrommaschine mit einem Statorkern (1), der eine Vielzahl von Nuten (10)
aufweist, mit einer mehrphasigen Statorwicklung (2), die aus einer Vielzahl von
wellengewickelten Phasenwicklungen aufgebaut ist, und mit einem Rotor (5), der
eine Vielzahl von magnetischen Polen aufweist, wobei
jede der wellengewickelten Phasenwicklungen (2a, 2b, 2c) ein Paar von Halbpha senwicklungen (201a-206a) aufweist, die um eine Polteilung auseinander liegen,
jede der Halbphasenwicklungen (201a-206a) einen Anfangsendabschnitt (23- 28), eine Vielzahl von in Serie geschalteten Wellenspuleneinheiten und ein Ver bindungsende (22b), das mit dem gleichen (22b) des anderen Paares der Halbpha senwicklung (201a-206a) verbunden ist, aufweist,
jede der Vielzahl von in Serie geschalteten Wellenspuleinheiten ein Paar paralleler in der Nut verlaufender Abschnitte (21) und ein Paar geneigter Kreuzungsab schnitte (22) aufweist, von denen jeder einen U-förmigen, flach gefalteten Ab schnitt (22a) aufweist, und
das Paar der Halbleiterphasenwicklungen (201a-206a) in dem Statorkern (1) angebracht ist, um sich in radialer Richtung derart zu stapeln, das ein in der Nut verlaufender Abschnitt (21) in einer Nut (10) auf dem anderen liegt und ein Kreuzungsabschnitt (22) sich von einer Nut (10) in dem gleichen zylindrischen Bereich wie ein anderer Kreuzungsabschnitt (22) der nächsten Nut (10) ausdehnt.
jede der wellengewickelten Phasenwicklungen (2a, 2b, 2c) ein Paar von Halbpha senwicklungen (201a-206a) aufweist, die um eine Polteilung auseinander liegen,
jede der Halbphasenwicklungen (201a-206a) einen Anfangsendabschnitt (23- 28), eine Vielzahl von in Serie geschalteten Wellenspuleneinheiten und ein Ver bindungsende (22b), das mit dem gleichen (22b) des anderen Paares der Halbpha senwicklung (201a-206a) verbunden ist, aufweist,
jede der Vielzahl von in Serie geschalteten Wellenspuleinheiten ein Paar paralleler in der Nut verlaufender Abschnitte (21) und ein Paar geneigter Kreuzungsab schnitte (22) aufweist, von denen jeder einen U-förmigen, flach gefalteten Ab schnitt (22a) aufweist, und
das Paar der Halbleiterphasenwicklungen (201a-206a) in dem Statorkern (1) angebracht ist, um sich in radialer Richtung derart zu stapeln, das ein in der Nut verlaufender Abschnitt (21) in einer Nut (10) auf dem anderen liegt und ein Kreuzungsabschnitt (22) sich von einer Nut (10) in dem gleichen zylindrischen Bereich wie ein anderer Kreuzungsabschnitt (22) der nächsten Nut (10) ausdehnt.
2. Drehstrommaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
jeder der in der Nut verlaufenden Abschnitte (21) einen rechteckigen Querschnitt
aufweist, der dünnere Radialseiten als Umfangsseiten aufweist.
3. Drehstrommaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die mehrphasige Statorwicklung (2) eine dreiphasige Statorwicklung ist.
4. Drehstrommaschine nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß
die Faltungsrichtung jedes der U-förmigen flach gefalteten Abschnitte (22a) einer
Halbphasenwicklung (201a-206a) dieselbe ist.
5. Drehstrommaschine nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß
jede der Halbphasenwicklungen (201a-206a) eine Vielzahl von in Serie ge
schalteten Einschichtwicklungseinheiten aufweist, von denen jede dieselbe Zahl
an Wellenspuleinheiten aufweist, wie die magnetischen Pole.
6. Drehstrommaschine nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet,
daß
der Verbindungsabschnitt eine Hälfte des letzten Kreuzungsabschnitts (22) jeder
der Halbphasenwicklungen (201a-206a) umfaßt.
7. Drehstrommaschine nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet,
daß
eine der in Serie geschalteten Einschichtwicklungseinheiten mit einer anderen
über einen der U-förmigen flach gefalteten Abschnitte (22a) verbunden ist, dessen
Faltrichtung zu den anderen unterschiedlich ist.
8. Drehstrommaschine nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet,
daß
eine Hälfte der Anfangsenden (26, 27, 28) der Halbphasenwicklungen (201a-206a)
zusammengeschlossen ist, um einen Sternpunkt auszubilden.
9. Drehstrommaschine nach einem Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Statorwicklung (2) versiegelt ist.
10. Drehstrommaschine nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet,
daß
der Statorkern (1) aus einer Vielzahl von in Umfangsrichtung getrennten Kernteil
stücken (11) aufgebaut ist, um jede der Nuten (10) zwischen zwei benachbarten
Kernteilstücken (11) auszubilden.
11. Drehstrommaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
jedes der Kernteilstücke (11) eine Kontaktoberfläche (11b) aufweist, die sich ra
dial und in Umfangsrichtung von einer Nutoberfläche zu einem äußeren Abschnitt
eines benachbarten der Kernteilstücke (11) zurück zur entsprechenden
Nutoberfläche ausdehnt.
12. Verfahren zur Herstellung einer Drehstrommaschine mit einem Statorkern (1), der
eine Vielzahl von Nuten (10) aufweist, und einem Rotor (5), der eine Vielzahl von
magnetischen Polen aufweist, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte
gekennzeichnet ist:
- a) Ausbilden eines Leiterteils in einem Reihenleiter mit einer Vielzahl an Sätzen gerader, in der Nut verlaufender Abschnitte (21) und geneigter Kreuzungsabschnitte (22);
- b) Anordnen einer Vielzahl der Serienleiter (201-206) parallel an Nuttei lungen;
- c) zuerst, Zurückfalten eines der Kreuzungsabschnitte (22) jedes Serienleiters (201-206) in einer Richtung an seiner Mitte;
- d) darauf, Zurückfalten eines der Kreuzungsabschnitte (22) jedes der Serienleiter (201-206) in der gleichen Richtung an seiner Mitte;
- e) Wiederholen von Schritt (d), um eine Vielzahl von Halbphasenwicklun gen (201a-206a) auszubilden;
- f) Verbinden jedes Endes eines Paares der Halbphasenwicklungen (201a-206a), um Phasenwicklungen (2a, 2b, 2c) auszubilden;
- g) Einlegen der in der Nut verlaufenden Abschnitte (21) einer Vielzahl von Phasenwicklungen (2a, 2b, 2c) in vorgeschriebenen Nuten (10), so daß die Nutabschnitte (21) eines der Paare von Halbphasenwicklungen (201a-206a) auf den Nutabschnitten (21) des anderes Paares von Halbphasenwicklungen (201a-206a) zu liegen kommen.
13. Verfahren zur Herstellung einer Drehstrommaschine nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß
die zweite der Vielzahl von Halbphasenwicklungen (201a-206a) um die erste der
Vielzahl von Halbphasenwicklungen (201a-206a) verdrillt wird, so daß alle in
der Nut verlaufenden Abschnitte (21) und die Kreuzungsabschnitte (22) an den
einander gegenüberliegenden Enden des Statorkerns in einem zylindrischen
Bereich angeordnet werden können, der eine Dicke von ungefähr der doppelten
Dicke des Leiterteils aufweist.
14. Verfahren zur Herstellung einer Drehstrommaschine nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Leiterteil ein Draht ist.
15. Verfahren zur Herstellung einer Drehstrommaschine nach einem der Ansprüche 12-14,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vielzahl der Phasenwicklungen (2a, 2b, 2c) mit einem Isolationsmaterial be
schichtet wird, bevor sie in die Nuten (10) eingelegt wird.
16. Verfahren zur Herstellung einer Drehstrommaschine nach einem der Ansprüche 12-15,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vielzahl von Phasenwicklungen zur Anpassung an den Außenumfang des Sta
torkerns geformt ist.
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