DE19922794B4

DE19922794B4 - Drehstrommaschine und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE19922794B4
Application number: DE19922794A
Authority: DE
Inventors: Toshikazu Kariya Kato; Seiji Kariya Hayashi; Yoshio Kariya Katase
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-05-20
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2019-05-19
Also published as: FR2779883A1; US6140735A; JP3952346B2; DE19922794A1; FR2779883B1; JP2000139048A

Abstract

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) jeweils aus einem Paar von Phasenwicklungshälften (201a–206a) besteht, die um eine Polteilung auseinander liegen,
jede der Phasenwicklungshälften (201a–206a) einen Wicklungsendabschnitt (23–28), eine Vielzahl von in Serie geschalteten Wellenwicklungsabschnitten und ein Verbindungsende (22b) aufweist, das mit einem Verbindungsende (22b) einer anderen Phasenwicklungshälfte (201a–206a) der gleichen Phasenwicklung (2a, 2b, 2c) verbunden ist,
jede der Vielzahl von in Serie geschalteten Wellenwicklungsabschnitten ein Paar gerader, in jeweils zwei parallelen Nuten verlaufender Abschnitte (21), die um eine Polteilung auseinander liegen, sowie ein Paar geneigter Kreuzungsabschnitte (22) mit jeweils einem U-förmigen, flach gefalteten Abschnitt (22a) aufweist, und
das Paar der Phasenwicklungshälften (201a–206a) in dem Statorkern...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wellenwicklungsstatoraufbau eines Drehstrommaschinenstators und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
DE 27 50 112 C2 (insbesondere 7) zeigt ein Verfahren zur Herstellung von Statorwicklungen für Dreiphasen-Drehstromgeneratoren auf automatischen Wickelmaschinen, wobei jede Phasenwicklung aus zwei Phasenwicklungshälften besteht.
Das Reichspatent DE 372206 A offenbart ein Verfahren zur Spulenherstellung aus hochkantig gewickelten Flachkupfer oder anderem Material für Magnetwicklungen größerer Maschinen, wobei die hochkantigen Flachkupferleiter spezielle Aussparungen aufweisen, um möglichst flach gefaltet werden zu können. Dies Verfahren dient der Herstellung von rechteckigen oder mehreckige Spulen bei elektrischen Maschinen.
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 einer elektrischen Drehstrommaschine zu schaffen, die eine mehrphasige Wellenwicklung aufweist.
Gemäß der Erfindung ist bei einer mehrphasigen elektrischen Drehstrommaschine jede der wellengewickelten Phasenwicklungen jeweils aus einem Paar von Phasenwicklungshälften aufgebaut, die eine Polteilung auseinander liegen. Jede der Phasenwicklungshälften besitzt einen Wicklungsanschlussabschnitt, eine Vielzahl von seriell verbundenen Wellenwicklungsabschnitten und ein Verbindungsende, das mit einem Verbindungsende einer anderen Phasenwicklungshälfe der gleichen Phasenwicklung verbunden ist. Jede der seriell verbundenen Wellenwicklungsabschnitte weist ein Paar gerader, jeweils in der Nut parallel verlaufender Abschnitte, die jeweils um eine Polteilung auseinander liegen, sowie ein Paar geneigter Kreuzungsabschnitte mit jeweils einem U-förmigen, flach gefalteten Abschnitt auf Das Paar von Phasenwicklungshälfen ist in dem Statorkern befestigt, um sich in der radialen Richtung zu stapeln, so daß ein gerader, 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 Phasenwicklungshälfte aufweisen. Eine der seriell verbundenen Einzelschichtwicklungseinheiten kann mit einer anderen über eine der U-förmig flach gefalteten Abschnitte, deren Faltrichtung unterschiedlich zu den anderen ist, verbunden werden. Eines der Wicklungsanschlüsse einer der Phasenwicklungen kann mit einem Wicklungsanschluss 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 Phasenwicklungshälfen auszubilden, (f) Verbinden jedes Endes eines Paares von Phasenwicklungshälfen, 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 Phasenwicklungshälfen auf den in der Nut verlaufenden Abschnitten der anderen des Paares von Phasenwicklungshälfen zu liegen kommen. Die zweite Anzahl von Phasenwicklungshälfen kann um die erste Anzahl von Phasenwicklungshälfen 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:
1 eine schematische Querschnittsseitenansicht einer elektrischen Drehstrommaschine mit einem Stator gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Vorderansicht des Stators gemäß der ersten Ausführungsform;
3 einen Grundriß des Stators gemäß der ersten Ausführungsform;
4 eine fragmentarische perspektivische Ansicht des Stators gemäß der ersten Ausführungsform;
5 eine Statorwicklung des Stators gemäß der ersten Ausführungsform;
6 einen Herstellungsschritt der Statorwicklung des Stators gemäß der ersten Ausführungsform;
7 einen Herstellungsschritt der Statorwicklungen;
8 einen Herstellungsschritt der Statorwicklungen;
9 einen Herstellungsschritt der Statorwicklung;
10 einen Herstellungsschritt der Statorwicklung;
11 einen Herstellungsschritt der Statorwicklung;
12 einen Herstellungsschritt der Statorwicklung;
13 eine perspektivische Querschnittsansicht des Stators in einem Montageschritt gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, die entlang einer Ebene senkrecht zu der Longitudinalachse geschnitten ist;
14 eine schematische Zeichnung eines Herstellungsschritts des Stators;
15 eine schematische Zeichnung eines Herstellungsschritts des Stators;
16 eine schematische Zeichnung eines Herstellungsschritts einer Abwandlung des Stators gemäß der ersten Ausführungsform;
17 eine schematische Zeichnung eines Herstellungsschritts der Abänderung des Stators;
18 einen Herstellungsschritt einer Statorwicklung eines Stators gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
19 einen Herstellungsschritt der Statorwicklung des Stators gemäß der zweiten Ausführungsform;
20 einen Herstellungsschritt der Statorwicklung des Stators;
21 einen Herstellungsschritt der Statorwicklung des Stators; und
22 einen Herstellungsschritt der Statorwicklung.
Eine dreiphasige elektrische Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 15 beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, ist der elektrische Motor aus einem zylindrischen Vorderrahmen 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 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 Dreiphasenstatorwicklung 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 5 gezeigt, ist die Statorwicklung 2 aus drei Phasenwicklungen 2a, 2b, 2c aufgebaut. Die Phasenwicklung 2a weist ein Paar von ersten und vierten Phasenwicklungshälfen 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 Phasenwicklungshälfen 203 und 206 auf, welche eine Polteilung auseinanderliegen und die Phasenwicklung 2c weist ein Paar von zweiten und fünften Phasenwicklungshälfen 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 Phasenwicklungshälfen 201 bis 206 ist aus einer Anzahl von Reihen von Wellenwicklungsabschnitten n, die aus jeweils einem Paar von geraden, in der Nut verlaufenden Abschnitten 21 und einem Paar geneigter Kreuzungssabschnitte 22 gebildet sind, die benachbarte in der Nut verlaufende Abschnitte 21 verbinden, und aus Wicklungsanschlüsse 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 Phasenwicklungshälfte 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 Phasenwicklungshälfte untergebracht sind. Mit anderen Worten, jeder aller zweiten in der Nut verlaufende Abschnitte 21, welcher der zweite von den Wicklungsanschlüssen 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 Phasenwicklungshälfte 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 Phasenwicklungshälfte 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 Phasenwicklungshälfte 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 Phasenwicklungshälfte ist, untergebracht.
Nachfolgend seien in der Statornut verlaufende Abschnitte einer Phasenwicklungshälfte vereinfachend als „Nutabschnitte" bezeichnet.
Weiter wird der erste Nutabschnitt 21 der zweiten Phasenwicklungshälfte 202 in der Nut angeordnet, die benachbart zu der Nut ist, wo der erste Nutabschnitt 21 der ersten Phasenwicklungshälfte 201 angeordnet ist; der erste Nutabschnitt 21 der dritten Phasenwicklungshälfte 203 wird in der Nut angeordnet, die zu der Nut benachbart ist, wo der erste Nutabschnitt der zweiten Phasenwicklungshälfte 202 angeordnet ist; der erste Nutabschnitt 21 der vierten Phasenwicklungshälfte 204 wird in der Nut angeordnet, die benachbart zu der Nut ist, wo der erste Nutabschnitt der dritten Phasenwicklungshälfte 203 angeordnet ist; der erste Nutabschnitt 21 der fünften Phasenwicklungshälfte 205 wird in der Nut angeordnet, die benachbart zu der Nut ist, wo der erste Nutabschnitt der vierten Phasenwicklungshälfte 204 angeordnet ist; und der erste Nutabschnitt 21 der sechsten Phasenwicklungshälfte 206 wird in der Nut angeordnet, die benachbart zu der Nut ist, wo der erste Nutabschnitt 21 der zweiten Phasenwicklungshälfte 202 angeordnet ist. Somit wird jeder der zweiten, dritten und n-ten Nutabschnitte 21 einer m-ten Phasenwicklungshälfte in der Nut angeordnet, die benachbart zu der Nut ist, wo der entsprechend numerierte Nutabschnitt der (m + 1)-ten Phasenwicklungshälfte angeordnet ist. Es ist festzuhalten, daß der erste Nutabschnitt 21 der vierten Phasenwicklungshälfte 204 und der zweite Nutabschnitt 21 der ersten Phasenwicklungshälfte 201 in der gleichen Nut angeordnet sind; und der zweite Nutabschnitt 21 der vierten Phasenwicklungshälfte 204 und der dritte Nutabschnitt der ersten Phasenwicklungshälfte 201 in der gleichen Nut angeordnet sind. Das heißt, Nutabschnitte 21 der m-ten Phasenwicklungshälfte und (m + 3)-ten Phasenwicklungshälfte 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 Überkeuzungsabschnitt 22 ist in seiner Mitte zurückgefaltet, um einen flachen U-förmigen Schichtabschnitt 22a auszubilden, welcher doppelt so dick ist wie der Nutabschnitt 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 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 Phasenwicklungshälften 201–206 prägnant im Statorkern 1 angeordnet, wie es in 3 gezeigt ist. Mit anderen Worten, das Spulenende einer Phasenwicklung kann innerhalb eines zylindrischen Bereichs angeordnet werden, der doppelt so dick wie das Leitersegment ist.
Die Wicklungsanschlüsse 21, 22, 23 werden jeweils mit Ausgangsanschlüssen verbunden und die Wicklungsanschlüsse bzw. Wicklungsendabschnitte 26, 27, 28 werden zusammengeschaltet, um einen Nullpunkt bzw. Sternpunkt zu bilden.
Im folgenden wird ein Herstellungsverfahren für eine dreiphasige Stator-Wellenwicklung für einen Motor beschrieben, der einen Stator mit 18 Nuten und einen Rotor mit sechs Polen aufweist.
Sechs Phasenwicklungshälften 201–206 werden zickzackförmig gebogen, so daß jedes der Phasenwicklungshälften 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 6 gezeigt ist.
Wie in 7 dargestellt, sind die ersten Kreuzungsabschnitte 22, die von den Wicklungsanschlüssen 23–28 als erstes liegen, an der ersten Mittellinie L1–L1 der Kreuzungsabschnitte 22 zurückgefaltet. Entsprechend kommen die ersten Nutabschnitte 21 der vierten, fünften und sechsten Phasenwicklungshälften 204, 205, 206 unter den zweiten Nutabschnitten 21 der ersten, zweiten und dritten Phasenwicklungshälften 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 Phasenwicklungshälften 204, 205, 206 auf die dritten Nutabschnitte 21 der ersten, zweiten und dritten Phasenwicklungshälften 201, 202, 203, wie es in 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 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 Einzelschichtphasenwicklungshälften aufgebaut ist, ausgebildet. Jede dieser sechs Einzelschichtphasenwicklungshälften 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 9 gezeigt ist, werden weiterhin die Kreuzungsabschnitte 22 an der nächsten (z. B. sechsten) Mittellinie L6–L6 mit der entgegengesetzten Faltungsrichtung zurück gefaltet, um eine zweite Schicht einer Dreiphasenwicklung zu bilden. Danach 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 Dreiphasenwellenwicklung ausgebildet wird, die aus sechs Phasenwicklungshälfen 201a, 202a, 203a, 204a, 205a und 206a aufgebaut ist, wie es in 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 11 gezeigt ist, wird die Neigungsrichtung der letzten Kreuzungsabschnitte 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 12 gezeigt ist, werden die letzten Kreuzungsabschnitte 22b zurück gefaltet und zusammengeschweißt. Danach werden die Wicklungsendabschnitte 26, 27, 28 zusammengeschlossen, 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 Phasenwicklungshälfen 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 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
14 und 15 gezeigt ist. Danach werden Kernteile 11 an Schnittstellen 11c ihres äußeren Umfangs verschweißt, um einen Stator auszubilden.
Eine Abänderung des Stators gemäß der ersten Ausführungsform wird in 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 18 bis 22 beschrieben.
Wie es in 18 gezeigt ist, wird jeder einzelne Kreuzungsabschnitt der ersten bis sechsten Phasenwicklungshälften 201–206 in einer zu der ersten Ausführungsform ähnlichen Art und Weise getrennt zurück gefaltet, um Phasenwicklungshälfen 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 Phasenwicklungshälfen 201a–206a rund geformt, um leicht in die Nuten des Statorkerns eingefügt zu werden. Die Phasenwicklungshälften werden mit einem Isolationsmaterial abgedeckt. Jedoch können blanke Phasenwicklungshälften verwendet werden, wenn in diesem Stadium die Phasenwicklungshälften mit einem Isolationsmaterial beschichtet werden.
Wie in 19 gezeigt, wird eine zweite Phasenwicklungshälfte 202 seitlich zu der ersten Phasenwicklungshälfte 201 angelegt, wobei die Kreuzungsabschnitte 2221, 2222, 2223, 2224, 2225 unter den Kreuzungsabschnitten 2211, 2212, 2213, 2214, 2215 der ersten Phasenwicklungshälfte 201 liegen. Danach wird die zweite Phasenwicklungshälfte 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 Phasenwicklungshälfte 202 auf den Kreuzungsabschnitt 2212 und vorübergehend auf die Kreuzungsabschnitte 2213, 2214 und 2215 gelegt werden, wie es in 20 gezeigt ist. Die zweite Phasenwicklungshälfte 202 wird weiterhin, wie in 21 und 22 gezeigt, verdrillt, bis alle Kreuzungsabschnitte 2221, 2222, 2223, 2224 und 2225 der zweiten Phasenwicklungshälfte 201 auf den Kreuzungsabschnitten 2211, 2212, 2213, 2214 und 2215 der ersten Phasenwicklungshälfte 201 zu liegen kommen.
Somit werden die dritte, vierte, fünfte und sechste Phasenwicklungshälfte 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 Phasenwicklungshälften 201–206 an den gegenüberliegenden Enden des Statorkerns.
Danach werden die Verbindungsenden 22b der ersten, zweiten und dritten Phasenwicklungshälften 201a, 202a und 203a jeweils mit dem Verbindungsende 22b der vierten, fünften und sechsten Phasenwicklungshälfte 204a, 205a und 206a verschweißt, welche sich in die Richtung ausdehnen, die gegenüberliegend zu den ersten, zweiten und dritten Phasenwicklungshälften 201a, 202a und 203a ist. Nachfolgend werden die Wicklungsanschlüsse der zweiten, vierten und sechsten Phasenwicklungshälften 202a, 204a und 206a miteinander verschweißt, um einen Nullpunkt bzw. Sternpunkt auszubilden, womit eine dreiphasige Statorwicklung komplettiert wird, die zwei Spulen in jeder Nut aufweist. Eine dreiphasige Statorwicklung, die vier Spulen in jeder Nut aufweist, kann ausgebildet werden, wenn die sechs Phasenwicklungshälften, die in 16 gezeigt sind, gestreckt bzw. verlängert werden, um sechs Reihen von den Wellenwicklungsabschnitten 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 11–13 oder die 14 und 15 vorhergehend beschrieben worden ist, in einem Statorkern angeordnet.

Claims

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) jeweils aus einem Paar von Phasenwicklungshälften (201a–206a) besteht, die um eine Polteilung auseinander liegen, jede der Phasenwicklungshälften (201a–206a) einen Wicklungsendabschnitt (23–28), eine Vielzahl von in Serie geschalteten Wellenwicklungsabschnitten und ein Verbindungsende (22b) aufweist, das mit einem Verbindungsende (22b) einer anderen Phasenwicklungshälfte (201a–206a) der gleichen Phasenwicklung (2a, 2b, 2c) verbunden ist, jede der Vielzahl von in Serie geschalteten Wellenwicklungsabschnitten ein Paar gerader, in jeweils zwei parallelen Nuten verlaufender Abschnitte (21), die um eine Polteilung auseinander liegen, sowie ein Paar geneigter Kreuzungsabschnitte (22) mit jeweils einem U-förmigen, flach gefalteten Abschnitt (22a) aufweist, und das Paar der Phasenwicklungshälften (201a–206a) in dem Statorkern (1) angebracht ist, um sich in radialer Richtung derart zu stapeln, das ein gerade, 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.
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.
Drehstrommaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrphasige Statorwicklung (2) eine dreiphasige Statorwicklung ist.
Drehstrommaschine nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltungsrichtung jedes der U-förmigen flach gefalteten Abschnitte (22a) einer Phasenwicklungshälfte (201a–206a) dieselbe ist.
Drehstrommaschine nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Phasenwicklungshälften (201a–206a) eine Vielzahl von in Serie geschalteten Einzelschichtwicklungseinheiten aufweist, von denen jede aus einer mit der Polzahl übereinstimmenden Anzahl an Wellenwicklungsabschnitten aufgebaut ist. (vgl. 5)
Drehstrommaschine nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsende (22b) eine Hälfte des letzten Kreuzungsabschnitts (22) jeder der Phasenwicklungshälften (201a–206a) umfasst.
Drehstrommaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine der in Serie geschalteten Einzelschichtwicklungseinheiten mit einer anderen über einen der U-förmigen flach gefalteten Abschnitte (22a) verbunden ist, dessen Faltrichtung zu den anderen unterschiedlich ist.
Drehstrommaschine nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hälfte der Wicklungsendabschnitte (26, 27, 28) der Phasenwicklungshälften (201a–206a) zusammengeschlossen ist, um einen Sternpunkt auszubilden.
Drehstrommaschine nach einem Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorwicklung (2) mittels eines Gehäuses (100, 101) umschlossen ist. (vgl. Beschreibung Seite 4, Zeile 15–18)
Drehstrommaschine nach einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorkern (1) aus einer Vielzahl von in Umfangsrichtung getrennten Kernteilstücken (11) aufgebaut ist, um jede der Nuten (10) zwischen zwei benachbarten Kernteilstücken (11) auszubilden.
Drehstrommaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Kernteilstücke (11) eine Kontaktoberfläche (11b) aufweist, die sich radial und in Umfangsrichtung von einer Nutoberfläche zu einem äusseren Abschnitt eines benachbarten der Kernteilstücke (11) zurück zur entsprechenden Nutoberfläche ausdehnt.
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 von Serienleitern (201–206) in Form von seriell verbundenen Wellenwicklungsabschnitten mit einer Vielzahl an Sätzen gerader, in der Nut verlaufender Abschnitte (21) und geneigter Kreuzungsabschnitte (22); b) Paralleles Anordnen einer Vielzahl der Serienleiter (201–206) im Abstand einer Nuteilung; 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 Phasenwicklungshälften (201a–206a) auszubilden; f) Verbinden jedes Endes eines Paares der Phasenwicklungshälften (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 Phasenwicklungshälften (201a–206a) auf den Nutabschnitten (21) des anderes Paares von Phasenwicklungshälften (201a–206a) zu liegen kommen.
Verfahren zur Herstellung einer Drehstrommaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite der Vielzahl von Phasenwicklungshälften (201a–206a) verdreht zu der ersten der Vielzahl von Phasenwicklungshälften (201a–206a) gewickelt 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.
Verfahren zur Herstellung einer Drehstrommaschine nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Leiterteil ein Draht ist.
Verfahren zur Herstellung einer Drehstrommaschine nach einem der Ansprüche 12–14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl der Phasenwicklungen (2a, 2b, 2c) mit einem Isolationsmaterial beschichtet wird, bevor sie in die Nuten (10) eingelegt wird.
Verfahren zur Herstellung einer Drehstrommaschine nach einem der Ansprüche 12–15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Phasenwicklungen zur Anpassung an den Aussenumfang des Statorkerns geformt ist.