DE2906862A1 - MULTI-PHASE ENGINE AND METHOD OF ITS MANUFACTURING - Google Patents
MULTI-PHASE ENGINE AND METHOD OF ITS MANUFACTURINGInfo
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Description
Mehrphasiger Motor und Verfahren zu seiner HerstellungMultiphase motor and method of its manufacture
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf mehrphasige Wechselstrommaschinen und insbesondere auf einen gewickelten Stator für derartige Maschinen mit konzentrischen Phasenwicklungen, die sich bestimmte Statornuten teilen, und weiterhin auf ein Verfahren zum Herstellen der Phaoenwicklungen für einen derartigen Stator einer mehrphasigen Maschine.The invention relates generally to polyphase AC machines and in particular to a wound stator for such machines with concentric phase windings, which share certain stator slots, and further to a method for producing the phase windings for such a stator multi-phase machine.
Mehrphasige dynamoelektrische Maschinen und insbesondere dreiphasige Maschinen, wie beispielsweise dreiphasige Motoren oder Generatoren, sind allgemein bekannt. Derartige Motoren werden beispielsweiae häufig als Induktionsmotoren mit einem Käfigläufer-I1OtOr verwendet, der in einem'bewickelten Stator drehbar gelagert ist. Bei einer derartigen Maschine weist der Stator einen Magnetkern mit zahlreichen Nuten auf, in denen die Statorwicklungen angeordnet sind. Die Statorwicklungen sind häufig als Schleifenwicklung ausgeführt, wobei jede Statornut einen Seitenabsohnitt von jeweils zwei verschiedenen Spulen enthält, wobei der eine dieser Seitenabschnitte an der Unterseite der Nut nahe dem Statorjoch und der andere Wicklungsabschnitt anschließend in der Nut angeordnet wird, so daß er näher an der Statorböhrung liegt. Um eine Maschine mit guter Symmetrie zu erhalten, ist von einer gegebenen Statorwicklung die eine Spulenseite in der Unterseite angeordnet, während ihr anderer Seitenabschnitt an der Oberseite einer Nut angeordnet ist, so daß bei der gesamten Wicklungsanordnung diese Spulen in symmetrischer Weise eingeschichtet sind. Während eine derartige Schleifenwicklung für gut symmetrierte BetriebsCharakteristiken sorgt, so ist die Wicklung nicht einfach mit der Maschine zu wickeln und einzusetzen, da von jeder Spule die eine Spulenseite in die Unterseite einer Nut einzusetzen ist und anschließend der andere Seitenabschnitt von jeder Spule in einer anderen Nut auf dem ersten Seitenabschnitt von einer der anderen Spulen angeordnet wird.Multi-phase dynamo-electric machines and, in particular, three-phase machines, such as three-phase motors or generators, are generally known. Such motors are often used as beispielsweiae induction motors having a cage rotor 1-I otor, which is rotatably mounted in einem'bewickelten stator. In such a machine, the stator has a magnetic core with numerous slots in which the stator windings are arranged. The stator windings are often designed as loop windings, each stator slot containing a Seitenabohnitt of two different coils, one of these side sections on the underside of the slot near the stator yoke and the other winding section is then arranged in the slot so that it is closer to the Statorböhrung lies. In order to obtain a machine with good symmetry, one coil side of a given stator winding is arranged in the underside, while its other side section is arranged at the top of a slot, so that these coils are layered in a symmetrical manner in the entire winding arrangement. While such a loop winding ensures well-balanced operating characteristics, the winding is not easy to wind and insert with the machine, since one side of each coil has to be inserted into the underside of a slot and then the other side section of each coil in a different slot placed on the first side portion of one of the other coils.
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Um Vorteile aus den Techniken für das maschinelle Wickeln von Spulen zu ziehen, entweder direkt in die Statornuten oder durch Verwendung getrennter Wicklungsmaschinen, die die Spulen herstellen die anschließend in die Statornuten eingesetzt werden, sind bisher mehrere sogenannte konzentrische Wickeltechniken für mehrphasige Maschinen entwickelt worden.To take advantage of the techniques for machine winding of Draw coils, either directly into the stator slots or by using separate winding machines to make the coils which are then inserted into the stator slots have so far been several so-called concentric winding techniques has been developed for multi-phase machines.
Aus Wirtschaftlichkeitsgründen kann der gleiche Statorkern, wie er für EJnphasen-Induktionsmotoren verwendet wird, zur Fertigung beispielsweise eines dreiphasigen Induktionsmotors mit konzentrischen Wicklungen verwendet werden. Um eine gute Nutfüllung und deshalb einen hohen Wirkungsgrad mit einer derartigen Kombination zu erhalten, teilen sich häufig Spulen verschiedener Phasenwicklungen eine oder mehrere Nuten in dem Statorkern. Weiterhin ist die jenige Spule, die sich in einer gegebenen Nut radial am weitesten innen befindet (d. h. näher an der Bohrung), häufig auch die radial innerste Spule in ihrer anderen Nut, und deshalb, hat diese Phasenwicklungsspule eine kleinere Nutstreureaktanz als die Phasenspulen, die beispielsweise in der Unterseite von jeweils zwei Nuten angeordnet sind, oder die Phaseruspule, die in der oberen Schicht der e'nen Nut und der unteren oder radial äußersten Schicht einer anderen Nut angeordnet sein kann. Es entsteht eine elektrische Unsymmetrie, die das Leistungsvermögen senkt, eine unsymetrische Last auf der dreiphasigen Leitung hervorruft oder Anlaß zu anderen Problemen gibt.For reasons of economy, the same stator core as it is used for single-phase induction motors for production for example a three-phase induction motor with concentric Windings are used. A good groove filling and therefore to obtain high efficiency with such a combination, coils of different phase windings are often shared one or more slots in the stator core. Furthermore, the one coil that is located in a given groove radially on furthest inward (i.e. closer to the bore), often also the radially innermost coil in its other groove, and therefore, this phase winding coil has a smaller slot leakage reactance than the phase coils, for example in the bottom of each two grooves are arranged, or the phase coil, the in the upper layer of the single groove and the lower or radial outermost layer of another groove can be arranged. There is an electrical imbalance that affects the performance lowers, causing an unbalanced load on the three-phase line or gives rise to other problems.
Die bei konzentrischen Wicklungsanordnungen auftretende Unsymmetrie ist bereits erkannt und beispielsweise in den US-Patentschriften 2 796 543, 2 9^7 894 und 3 439 205 beschrieben. Es sind verschiedene Techniken entwickelt worden, wie beispielsweise das Verändern der Windungszahl in verschiedenen Spulen und Verändern der Spulenweite, um die Probleme der Phasenstromunsymmetrie auf ein Minimum zu reduzieren, wobei für eine gleiche Nutfüllung für eine optimale Ausnutzung des magnetischen Materials und des Kupfers gesorgt wurde.The asymmetry that occurs with concentric winding arrangements is previously recognized and described, for example, in U.S. Patents 2,796,543, 29,7894 and 3,439,205. It Various techniques have been developed, such as changing the number of turns in different coils and changing the coil width to address the problems of phase current imbalance to a minimum, with the same groove filling for optimal use of the magnetic material and the copper was taken care of.
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Andere Probleme ergeben sich bei dem "Versuch, möglichst viel Leitermaterial in den Statornuten unterzubringen, um den Wirkungsgrad der dynamoelektrischen Maschine möglichst groß zu machen, und unter diesen tritt das physikalische Problem hervor, die innersten, d. h. die der Bohrung am nächsten liegenden, Wicklungsabschnitte in Nuten zu drücken, die bereits eine wesentliche Anzahl von Windungen enthalten. Während größere Spulen häufig leichter zu bilden und in einen geräumigen Nutbereich einzusetzen sind, sind sie nach dem Einsetzen entsprechend schwieriger auszubilden. Ein Beispiel dieser Schwierigkeit würde die Wickelkopf ausbildung von Spulen sein nach dem Anordnen in dem Stator, was häufig mechanisch gemacht wird, indem der Stator über einer Kugel oder einem sogenannten Bullet angeordnet wird, oder was auch elektromechanisch durchgeführt werden kann.Other problems arise when "trying to do as much as possible." To accommodate conductor material in the stator slots in order to maximize the efficiency of the dynamoelectric machine make, and among these emerges the physical problem, the innermost, i.e. H. the winding sections closest to the hole to press into grooves that already contain a substantial number of turns. While larger coils are common are easier to form and to be inserted into a spacious groove area, they are correspondingly more difficult to form after insertion. An example of this difficulty would be the end turn formation of coils after placing them in the stator, what is often done mechanically by placing the stator over a ball or a so-called bullet, or what can also be carried out electromechanically.
Diese verschiedenen, widerstrebenden Überlegungen haben häufig Konstruktionskompromisse zur Folge, wozu beispielsweise das Wickeln der dritten oder innersten Phasenwicklung aus Leitern aus einem anderen Material als. für die zwei anderen Phasenwicklungen und auch die Ausbildung aller drei Phasenwicklungen durch zweistrangige oder bifilare Techniken gehören.These various, conflicting considerations often have This results in construction compromises, including, for example, winding the third or innermost phase winding from conductors made of any material other than. for the other two phase windings and also include the formation of all three phase windings using two-strand or bifilar techniques.
Di. zwei:Gängige Ausbildung aller drei Phasen ruft jedoch häufig Probleme hervor während des Anordnens der Wicklungen in dem genuteten Statorkern. Beim typischen Einziehen der Wicklung wird eine erste Wicklung in bestimmte Statornuten eingesetzt und dann maschinell zurückgepreßt in die Nut durch eine Vorrichtung, wie sie beispielsweise in der US-PS k OO3 II6 beschrieben ist, als Vorbereitung des anschließenden Einbringens von Isolierkeilen und der Bhasenisolierung. Die Wicklungsabschnitte in den gewählten Nuten werden wieder gepreßt, um Raum für das anschließende Einsetzen einer weiteren Wicklung zu schaffen. Wenn für die erste einzusetzende Phasenwicklung doppelstrangiger Draht verwendet wird, kann der Draht mit dem kleineren Durchmesser zwischen den Wänden der Statorkernnuten und den Blättern der das Preßen durchführenden Vorrichtung eingeschlossen werden. Wenn der Draht eingeschlossen bzw.- gefangen wird, wird der Einsetzvorgang unter-Di. two: Common design of all three phases, however, often causes problems during the arrangement of the windings in the slotted stator core. In typical retracting the winding comprises a first winding is used in specific stator slots and then mechanically forced back into the groove by a device, such as, for example, k in U.S. Patent OO3 II6 is described, in preparation for the subsequent introduction of Isolierkeilen and Bhasenisolierung. The winding sections in the selected slots are pressed again to create space for the subsequent insertion of another winding. If double-stranded wire is used for the first phase winding to be inserted, the wire with the smaller diameter can be sandwiched between the walls of the stator core slots and the blades of the pressing device. If the wire is trapped or caught, the insertion process will be interrupted.
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brochen und im allgemeinen muß die gesamte Wicklung weggeworfen werden wegen der Beschädigung der Drahtisolation. Weiterhin bedeutet die Ausbildung einer Wicklung durch zweistrangige Leiter daß doppelt so viele Drähte erfo. derlich sind, wodurch die Wahrscheinlichkeit erhöht wird, daß Drähte sich mit isolierenden Nutauskleidungen verheddern.broken and in general the entire winding must be discarded because of the damage to the wire insulation. Furthermore means the formation of a winding by two-strand conductors that twice as many wires erfo. which are what makes the probability is increased so that wires become entangled with insulating groove liners.
Eine Lösung, um die Probleme eingeschlossener oder verwickelter Drähte zu vermeiden, die der. CpuleneinziehVorgang unterbrechen and eine Drahtbeschädigung bewirken, kann darin bestehen, das Preßgerät so zu verändern, daß nur Drähte mit kleinerem Durchmesser gepreßt xverden. Es können jedoch häufig Vorteile erhalten werden durch Fertigen der Wicklungen aus einem einsträngigen Leiter, so daß es nicht v:"nt·jhenswert ist, alle Wicklungen aus ;',weis\rängigem Draht herzustellen. Beispielsweise erfordert das Wickeln zweiaträngiger Leiter, daß doppelt so viele Drahtzuführungen vorhanden sind, wie beispielsweise Rollen oder Haspeln, wodurch das Problem entsteht, daß verschiedene Draht Zuführungen zu verschiedenen Zeiten leer sind. Wenn die eine Drahtzuführung leer ist, bevor eine Wicklung hergestellt ist, muß der bereits hergestellte Wicklungsteil weggeworfen werden, einschließlich des Drahtes von r Drahtzuführung, die noch nicht lee:> ist, und die Wicklung muß dann wieder neu gebildet werden. Da Draht im allgemeinen nach Gewicht verkauft wird, kann die Drahtlänge aufgrund von Fertigungstoleranzen variieren; somit kann während des WickelVorganges ein erheblicher Ausschuß an Draht entstehen, insbesondere wo die Drahtzuführung eine große Drahtmenge enthäl', wie beispielsweise eine Drahttrommel.A solution to avoid the trapped or tangled wire problems that the. Interrupting the coil retraction process and damaging the wire can consist in modifying the pressing device so that only wires with a smaller diameter are pressed. However, it can often advantages are obtained by fabricating the windings of a stranded conductor so that it v not "nt · jhenswert is all windings', \ rängigem wire-oriented manufacture example, requires winding zweiaträngiger manager that twice as much. There are many wire feeds, such as reels or reels, which creates the problem that different wire feeds are empty at different times, and if one wire feed is empty before a winding is made, the part of the winding that has already been made must be discarded, including the wire from r wire feed that is not yet lee:>, and the winding must then be formed again.Since wire is generally sold by weight, the wire length can vary due to manufacturing tolerances, so a considerable amount of wire can be wasted during the winding process , especially where the wire feed contains a large amount of wire, such as for example a wire drum.
Es treten jedoch häufig andere Probleme auf, wenn versucht wird, alle drei Wicklungen aus einsträngigen Leitern zu bilden. Die erste Wicklung wird relativ leicht in die leeren Nuten eines Statorkernes eingesetzt. Die zweite Phasenwicklung wird dann eingesetzt, aber mit etwas größerer Schwierigkeit, da .Teile der Wickelköpfe der ersten Wicklung während des Einsetzens mit Wickelkopfabschnitten der zweiten Wicklung gekreuzt werden müssen. Jedoch ist das Einsetzen der dritten Phasenwicklung häufig rechtHowever, other problems often arise when trying to to form all three windings from single-strand conductors. The first winding becomes relatively easy in one of the empty slots Stator core used. The second phase winding is then used, but with a little more difficulty because .Teile der End winding of the first winding during insertion with end winding sections the second winding must be crossed. However, the onset of the third phase winding is often right
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schwierig, insbesondere wenn eine maximale Nutfüllung angestrebt wird. Die für die dritte Phaaenwicklung erforderlichen Einziehkräfte würden viel größer sein als für die ersten und zweiten Phasenwicklungen j da die Wickelköpfe der Phasenwicklungen die Bewegung der dritten Phasenwicklung einschränken oder stören.difficult, especially if maximum slot filling is desired. The pull-in forces required for the third phase winding would be much larger than for the first and second phase windings j because the end windings of the phase windings die Restrict or interfere with the movement of the third phase winding.
Die vorstehend erläuterten Probleme würden sich noch stärker zeigen bei der Fertigung eines Motors, der Wicklungen verwendet, die nicht aus Kupferdraht, sondern beispielsweise aus Aluminium oder -?iner Aluminiumlegierung gebildet sind. In vielen Fällen ist es vom Standpunkt der Wirtschaftlichkeit her wünschenswert, so viele Wicklungen wie möglich nicht aus Kupfer herzusteilen. Jedoch werden die Probleme, wie beispielsweise die Maximierung der Nut füllung, das Einziehen de ν Wx>. ;ilung und die Verformbarkeit zum Zusammenpressen der Wickelköpfe und/oder die Anbringung von thermischen Schutzeinrichtungen, noch schwieriger, da οin nicht aus Kupfermaterial hergestellter Draht im allgemeinen einen größeren Purchmesser hat ·η muß, um das Stromführungsvermögen von Kupferdraht zu erhalten.The problems outlined above would be even more apparent in the manufacture of a motor that uses windings, which are not made of copper wire, but for example Aluminum or an aluminum alloy are formed. In many Cases, it is desirable from an economic point of view, not to make as many windings as possible out of copper. However, the problems such as the Maximizing the groove filling, drawing in de ν Wx>. ; ilung and the Deformability for pressing the end windings and / or the attachment of thermal protection devices, even more difficult, since wire is generally not made of copper material has a larger Purchmesser · η must for the current-carrying capacity from copper wire.
Eine bekannte Lüsung zur Überwindung des vorstehend beschrieber.an Problems, das auftritt, wenn ein nicht aus Kupfer bestehender Draht in einem mehrphasigen Motor verwendet wird, besteht darin, eine Phase - normalerweise die zuletzt einzusetzende Phase - aus Kupferdraht zu wickeln, während für die übrigen Phasen nicht aus Kupfer bestehender Draht verwendet wird. Jedoch verhindert die Verwendung von Kupferdraht für eine Phase die Erzielung maximaler wirtschaftlicher Vorteile, die aus der Herstellung aller Wicklungen aus einem anderen Material als Kupfer entstehen würden. Ferner kann die Verwendung von mcht-Kupfermaterial und Kupfermaterial für Wicklungen zu zusätzlichen Problemen bei der Herstellung elektrischer Verbindungen beitragen, die bei unähnlichen Materialien auftreten.A known solution to overcome the above beschrieber.an Problem encountered when non-copper wire is used in a multi-phase motor in winding one phase - usually the last phase to be used - out of copper wire, while for the rest Phases of non-copper wire is used. However, the use of copper wire for one phase prevents that Achieving maximum economic benefits from making all windings from a material other than copper would arise. Furthermore, the use of mcht-copper material and copper material for windings create additional problems contribute to making electrical connections that occur with dissimilar materials.
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Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine mehrphasige Statoranordnung zu schaffen, die die elektrische Unsymmetrie verkleinert, während die Wicklungsbildung und die anschließenden Wicklungseinziehtechniken erleichtert ;_:Lnd. Dabei sollen auch die Probleme bei der Ausbildung der Wickelköpfe verkleinert sein.It is therefore an object of the present invention to be multi-phase To create a stator assembly that reduces the electrical imbalance during the winding formation and the subsequent Winding-in techniques facilitated; _: Lnd. This should the problems in the formation of the winding heads can also be reduced.
Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung der Wicklungen für einen mehrphasigen Magnetkern zu schaffen, das die Probleme verkleindert, die bei konzentrischen Spulenanordnungen mit Nuten auftreten, die von Wicklungsabschnitten verschiedener Phasen geteilt werden. Dabei sollen die Wicklungsmaterialkosten gesetikt und die Herstellung von Statoren mehrphasiger dynamoelektrischer Maschinen erleichtert sein.A further object of the invention is to provide a method for production of the windings for a polyphase magnetic core, which reduces the problems associated with concentric Coil arrangements with slots occur from winding sections different phases are shared. The cost of the winding material and the manufacture of stators should be reduced multi-phase dynamo-electric machines to be relieved.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine mehrphasige Wicklung in einem genuteten Magnetkern hergestellt. Dieses Ausführungsbeispiel umfaßt,daß Spulen aus einem Leiter mit einer ersten Größe gebildet und diese Spulen in gewählten Magnetkernnuten angeordnet werden, um erste und zweite Phasenwicklungen zu bilden, dann andere Spulen aus eiin-m zweiten Leiter gebildet werden, dessen Durchmesser kleiner als derjenigen des ernten Leiters ist, und diese anderen Spulen in weitere gewählte Magnetkernnuten eingesetzt werden, um eine dritte Phasenwicklung zu bilden, wobei die weiteren gewählten Nuten wenigstens eine Nut der ersten gewählten Nuten umfassen, so daß Abschnitte der dritten Phasenwicklung sich die wenigstens eine Nut mit Wicklungen von wenigstens einer anderen Phase teilen. Bei der Ausführung der Erfindung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel können die Spulen nach einem von mehreren bekannten Verfahren ausgebildet werden, und ihr Einziehen oder Anordnen in den Nuten kann der Reihe nach oder gleichzeitig je nach Wunsch erfolgen.According to a preferred embodiment of the invention a multi-phase winding is made in a grooved magnetic core. This embodiment includes that coils from one Conductors of a first size are formed and these coils are placed in selected magnetic core slots, first and second To form phase windings, then other coils from a second Conductors are formed, the diameter of which is smaller than that of the harvested conductor, and these other coils are further selected Magnetic core slots are used to form a third phase winding, the further selected slots at least a slot of the first selected slots so that portions of the third phase winding encompass the at least one slot with windings share from at least one other phase. In carrying out the invention in accordance with a preferred embodiment For example, the coils can be formed by one of several known methods and pulled in or placed in the grooves can be done sequentially or simultaneously as desired.
Ein anderes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung kann auch bei der Ausbildung von Statoren mehrphasiger Wechselstroinmauehinen ausgeführt werden. Dabei weist ein Stator einen genuteten Magnetkern auf, wobei drei Phasenwicklungen in Nuten angeordnetAnother preferred embodiment of the invention can also be used in the formation of stators of multiphase alternating currents are executed. A stator has a grooved magnetic core, with three phase windings arranged in grooves
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sind und bestimmte Nuten mehr als einer Phasenwicklung gemeinsam sind. Bei einer Anzahl der gemeinsamen oder geteilten Nuten ist ein Teil der einen Phasenwicklung in der Unterseite der Nut nahe dem Statorjoch angeordnet und ein Teil einer anderen Phasenwicklung ist an der Oberseite oder dem radial inneren Teil der Nut nahe der Statorbohrung angeordnet. Die eine oder innen angeordnete Phasenwicklung weist eiae größere Windungszahl von einem Draht mit kleinerem Durchmesser auf im Vergleich zu der anderen oder außen angeordneten Phasenwicklung. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Temperaturfühler in den Wickelköpfen einer Phasenwicklung aus relativ kleinem Draht angeordnet oder eingenistet, wobei die Wickelköpfe des kleineren Drahtes um den Temperaturfühler ausgebildet sindj um für eine gute Wärmeübertragung zwischen der Wicklung und dem Temperaturfühler zu sorgen.and certain slots are common to more than one phase winding are. If there are a number of common or shared slots, part of one phase winding is in the underside of the slot arranged near the stator yoke and part of another phase winding is arranged on the top or the radially inner part of the groove near the stator bore. The one or arranged inside Phase winding has a larger number of turns of a smaller diameter wire compared to that other or externally arranged phase winding. According to a preferred embodiment of the invention is a temperature sensor in the winding heads of a phase winding from relative arranged or nested in a small wire, the end windings of the smaller wire being formed around the temperature sensor are to ensure good heat transfer between the winding and the temperature sensor.
Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will now be described with further features and advantages on the basis of the following description and the drawings of exemplary embodiments explained in more detail.
Figur 1 ist eine Endansicht von einem vereinfachten Stator mit einer darauf angeordneten dreiphasigen, zweipoligen Wicklung.Figure 1 is an end view of a simplified stator with a three-phase, two-pole stator disposed thereon Winding.
Figur 2 zeigt eine ähnliche Ansicht wie Figur I5 stellt aber einen 12 Nuten- aufweisenden Stator mit einer darin angeordneten dreiphasigenj zweipoligen Wicklung dar.Figure 2 shows a view similar to Figure I but 5 illustrates a grooving 12 having a stator disposed therein dreiphasigenj two pole winding represents.
Figur 3 zeigt einen 36 Nuten aufweisenden Statorkern mit einer darin befindlichen dreiphasigen3 vierpoligen Wicklung.FIG. 3 shows a stator core having 36 slots with a three-phase 3 four-pole winding located therein.
Figur k ist eine Schnittansicht von einem Teil eines Statorkernes und stellt eine Nut dar, die Spulen von verschiedenen Phasenwicklungen enthält.Figure k is a sectional view of part of a stator core showing a slot containing coils of various phase windings.
Figur 5 ist eine Ansicht von dem Stirnflächenabschnitt der in Figur k gezeigten Nut.Figure 5 is a view of the end face portion of the groove shown in Figure k.
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Die Figuren 1-3 stellen schematisch verschiedene dreiphasige Motorwicklungsanoi- -iungen dar, wobei die einzelnen Spulen der verschiedenen Wicklungen als eine einzelne Windung dargestellt sind. Die in den Figuren 1 ■- 3 dargestellten Statorkerne können einen im wesentlichen üblichen Aufbau besitzen und beispielsweise aus einem Stapel von Blechen bzw. Lamellen aus Magnetmaterial gebildet sein.Figures 1-3 schematically represent different three-phase motor winding systems, the individual coils of the different windings are shown as a single turn. The stator cores shown in Figures 1-3 can have an essentially conventional structure and, for example, consist of a stack of metal sheets or lamellae made of magnetic material be educated.
Figur 1 stellt einen stark vereinfachten dreiphasigen, zweipoligen Stator mit einer Spule pro Pol dar. Der Stator 11 weistFigure 1 represents a greatly simplified three-phase, two-pole Stator with one coil per pole. The stator 11 has
einen Magnetkern 13 mit gegenüberliegenden a magnetic core 13 with opposite
Stirnflächen 15 und einem ringförmigen Jochabschnitt 17 auf. Dieser Jochabschnitt weist Zahnabschnitte 19 und 21 auf, die von dem Jochabschnitt 17 radial nach innen verlaufen, wobei zwischen zwei benachbarten Zahnabschnitten 19 und 21 Nuten 23 gebildet sind. Diese Zahnabschnitte erstrecken sich von dem Jochabschnitt radial nach innen und enden an einer im allgemeinen zylindrischen Rotorbohrung 25.End faces 15 and an annular yoke portion 17. This yoke section has tooth sections 19 and 21 which extend radially inward from the yoke section 17, with between two adjacent tooth sections 19 and 21 grooves 23 are formed are. These tooth sections extend from the yoke section radially inward and terminating at a generally cylindrical rotor bore 25.
In Figur 1 stimmt ein Maschinenpol mit einem einzelnen Spulenpol 29 .-überein, der an einem einzelnen Statorzahn 27 gebildet ist. Die Phasenwicklung für die eine Phase dieser dreiphasigen Maschine umfaßt Spulen 29 und 3I5 während eine zweite Phasenwicklung Spulen 33 und 35 umfaßt, wobei Spulen 37 und 39 die dritte Phasenwicklung bilden. Die Wicklungen in dem Statorkern könnten durch Nutwicklungstechniken gebildet sein oder sie können außerhalb des Statorkernes auf einem Wickelkörper gebildet und anschließend durch bekannte Injektionstechniken in den Statorkern eingezogen werden. Jede Wicklung könnte einzeln eingesetzt werden oder es können alle drei Wicklungen während eines einzigen Einziehvorganges in den Statorkern eingesetzt werden. In ähnlicher Weise können die Zwischenpolverbindungen zwischen den Wicklungen für zwei Pole der gleichen Phase während eines externen Wicklungsvorganges hergestellt werden oder die Spulen können verbunden werden, nachdem sie in ihre Lage gebracht worden sind..In FIG. 1, a machine pole corresponds to a single coil pole 29, which is formed on a single stator tooth 27. The phase winding for a phase of this three-phase machine comprises coils 29 and 3I 5 includes during a second phase winding coils 33 and 35, wherein coils 37 and 39 form the third phase winding. The windings in the stator core could be formed by slot winding techniques or they can be formed outside the stator core on a winding body and then drawn into the stator core by known injection techniques. Each winding could be used individually or all three windings can be inserted into the stator core during a single pull-in process. Similarly, the inter-pole connections between the windings for two poles of the same phase can be made during an external winding operation, or the coils can be connected after they have been placed in place ..
Wie auch immer eine Wicklung gemäß Figur 1 eingesetzt, wird, sie weist Abschnitte auf, die Statornuten mit Abschnitten der anderenHowever a winding according to FIG. 1 is used, it has sections that share the stator slots with sections of the other
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Wicklungen teilen. Wie in Figur 1 dargestellt ist, haben die Spulen 29 und 3I3 die die erste Phasenwicklung bilden, beide Schenkel oder Wicklungsabschnitte an der Unterseite ihrer entsprechenden Nuten, d. h. näher dem Jochabschnitt, da diese Phasenwicklung als erste in den Statorkern eingesetzt wird. Die Spulen 33 und 35, die die zweite Phasenwicklung bilden, weisen jeweils einen Schenkel auf, der an der Unterseite der entsprechenden Nu'en angeordnet ist, während der jeweilig andere Schenkel dieser spulen näher an der Statorbohrung angeordnet ist, da der andere Schenkel eine Nut mit einem Abschnitt der vorher eingesetzten Spulen 29 und 31 teilt. Da die Spulen 37 und 39, die die dritte Phasenwicklung bilden, als letzte in dem Statorkern angeordnet werden sollen, sind deren gegenüberliegenden Spulenseiten beide in dem oberen Abschnitt ihrer entsprechenden Nuten, Ö- h. der Bohrung 25 nächst ge Ie gen) ingeordnet sind, wobei der untere oder radial äußere Abschnitt dieser Nuten vorher von Abschnitten entweder der ersten oder zweiten Phasenwicklung eingenommen worden ist. Beispielsweise enthält die Nut 4l nahe ihrer Unterseite den einen Abschnitt der Spule 335 während der obere oder innere Abschnitt der Nut 41 von dem einen Schenkel der Spule 39 eingenommen ist. andererseits nimmt die Spule 39 den oberen oder inneren Bereich von beiden Nuten 41 und 43 ein.Split windings. As shown in Figure 1, the coils have 29 and 3I 3 forming the first phase winding, both legs or winding portions at the bottom of their respective grooves, that is, closer to the yoke portion, as this phase winding is used as the first in the stator core. The coils 33 and 35 , which form the second phase winding, each have a leg which is arranged on the underside of the corresponding slots, while the respective other leg of these coils is arranged closer to the stator bore, since the other leg is a slot with a portion of the previously inserted coils 29 and 31 shares. Since the coils 37 and 39, which form the third phase winding, are to be arranged last in the stator core, their opposite coil sides are both in the upper section of their corresponding slots, uh. the bore 25 next ge Ie gen) are arranged, wherein the lower or radially outer portion of these grooves has previously been occupied by portions of either the first or second phase winding. For example, the groove 41 near its underside contains one section of the coil 33 5 while the upper or inner section of the groove 41 is occupied by one leg of the coil 39. on the other hand, the spool 39 occupies the upper or inner region of both slots 41 and 43.
Wie bereits ausgeführt wurde, ist es relativ einfacher, einen dickeren Draht in eine geräumige Nut einzusetzen, wenn jedoch die Nutfüllung relativ hoch wird, kann es einfacher sein, eine größere Anzahl von Windungen mit einem kleineren Drahtdurchmesser einzusetzen. Weiterhin ist die größere Anzahl von Windungen aus Draht mit kleinerem Durchmesser leichter verformbar an den Wicke 1-köpf'en. Um also das Einsetzen der Wicklung zu erleichtern und die Verformbarkeit der Wicklung zu verbessern, würden die die dritte Phasenwicklung bildenden Spulen 37 und 39 mit einer größeren Anzahl von Windungen aus einem Draht mit kleinerem Durchmesser gebildet als die beiden Spulen 29 und 3I3 die die erste Phasenwieklung bilden oder die beiden Spulen 33 und 35, die die zweite Phasenwicklung bilden. Eine derartige Wahl würde beispielsweise in der Nut 41 für eine Querschnittsariordnung vonAs already stated, it is relatively easier to insert a thicker wire into a spacious groove, but if the groove filling becomes relatively high, it may be easier to insert a larger number of turns with a smaller wire diameter. Furthermore, the larger number of turns made of wire with a smaller diameter can be more easily deformed on the winding 1-heads. Thus, in order to facilitate the insertion of the winding and to improve the ductility of the winding the third phase winding forming coil would be 37 and 39 formed with a larger number of turns of a wire having a smaller diameter than the two coils 29 and 3I 3, the first Form phase oscillation or the two coils 33 and 35 which form the second phase winding. Such a choice would, for example, in the groove 41 for a cross-sectional arrangement of
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Leitern bilden, wie sie in Figur 4 dargestellt ist, die im folgenden näher anhand von Figur 2 erläutert wird. Der einen kleineren Durchmesser aufweisende Draht würde so gewählt werden, daß, wenn Abschnitte davon parallel geschaltet werden, die dritte Phasenwicklung etwa den gleichen Widerstand und Leiterquerschnitt haben würde wie die ersten und zweiten Phasenwicklungen. Wenn beispielsweise die dritte Phasenwicklung aus zwei Strängen eines kleineren Leiterdrahtes gebildet würde, die p.arallt. 1 geschaltet werden, würde der kleinere Draht etwa die halbe Querschnittsfläche aufweisen von dem Draht, der für die ersten und zweiten Phasenwicklungen verwendet ist.Form ladders, as shown in Figure 4, the following is explained in more detail with reference to FIG. The smaller diameter wire would be chosen so that, when sections thereof are connected in parallel, the third phase winding has approximately the same resistance and conductor cross-section would have like the first and second phase windings. For example, if the third phase winding consists of two strands of one smaller conductor wire would be formed, the p.arallt. 1 switched the smaller wire would be about half the cross-sectional area of the wire used for the first and second Phase windings is used.
Figur 2 stellt einen dreiphasigen, zweipoligen Motor dar, bei dem jeder Pol zwei im allgemeinen konz atrische Spulen aufweist. Beispielsweise kann der eine Pol einer ersten Phasenwicklung die Spule, die sich von der Nut 45 zur Nut 47 erstreckt, und zusätzlich die Spule umfassen, die sich zwischen den Nuten 49 und 51 erstreckt. Jede in Figur 2 gezeigte Nut wird von Wicklungen zweier verschiedener Phasen geteilt. Somit enthält die Nut 49 die äußere Spule 53 der ersten Phase und ferner die äußere Spule 55 einer zweiten oder Zwischenphase. Die Nut 47 enthält die innere Spule einer dritten Phasenwicklung und ferner die innere Spule der ersten Phasenwicklung. Figur 2 stellt eine Situation dar, in der es wünschenswert sein kann, sowohl die zweiten als auch dritten Phasenwicklungen aus einem Leiter mit kleinerem Durchmesser und einer größeren Windungszahl herzustellen, beispielsweise durch doppelsträngige Leiter, im Vergleich zu der ersten Phasenwicklung, da jede Wicklung Spulen aufweist, die sich Nuten mit Spulen der ersten Phasenwicklung teilen. Somit würden die zum Einsetzen der zweiten und dritten Phasenwicklungen nach dem Einsetzen der ersten Phajenwicklung erforderlichen Kräfte verkleinernt werden.Figure 2 illustrates a three-phase, two-pole motor in which each pole has two generally conc atric coils. For example, one pole of a first phase winding can be the coil that extends from slot 45 to slot 47, and in addition the spool extending between the grooves 49 and 51. Each slot shown in Figure 2 is made up of windings divided into two different phases. Thus, the groove 49 contains the outer coil 53 of the first phase and also the outer coil 55 a second or intermediate phase. The groove 47 contains the inner coil of a third phase winding and also the inner coil of the first phase winding. Figure 2 represents a situation where it may be desirable to have both the second and third phase windings made from a smaller conductor To produce diameter and a larger number of turns, for example by means of double-stranded conductors, compared to the first phase winding, since each winding has coils that share slots with coils of the first phase winding. Consequently the forces required to insert the second and third phase windings after the insertion of the first phase winding be scaled down.
Figur 4 stellt die Nut 49 gemäß Figur 3 dar, wobei die Windungen der Spulen 53 und 55 dargestellt sind. Die Nut 49 weist eine Isolierauskleidung 57 auf, die durch ein Tauch- oder Überzugsverfahren gebildet sein kann oder die einfach eine eingesetzte FIG. 4 shows the groove 49 according to FIG. 3, with the turns of the coils 53 and 55 are shown. The groove 49 has a Insulating lining 57, which can be formed by a dipping or coating process, or which is simply an inserted one
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Nutauskleidung aufweist, die aus einem elektrischen Isoliermaterial gebildet ist, wie beispielsweise der unter dem Handelsnamen "MYLAR" aus dem Markt befindliche Polyt^erphthalatsäure-Glycolester. Die Spule 53 der ersten Phasenwicklung wird zuerst in der Nut nahe ihrer Unterseite, d. h. nahe dem Joch, angeordnet. Die Spule 43 wird dann gepreßt, um Raum für das Einsetzen eines Phasenisolatotxonskexles 59 zu schaffen, der beispielsweise einen Aufbau besitzt, wie er in der US-PS 3 439 beschrieben ist. Die Spule 53 wird erneut gepreßt, um den Raum für das Einsetzen der zweiten Phasenwicklung 55 zu bestimmen. Die die Spule 55 bildenden Drähte mit einem kleineren Durchmesser haben eine größere Biegbarkeit als die größeren Drähte der Spule 57 wodurch die Einsetzkräfte verkleinert und das Einbringen der Spule 55 in die Nut 49 vereinfacht wird- Ein Bohrungskeil 6l kann nach Wunsch in der Nut angeordnet werden, um die Leiter der Spule 55 in ihrer Lage zu halten und eine Beschädigung dieser Leiter zu verhindern. Wie in Figur 4 deutlich dargestellt ist, ist die Spule 53 aus einem Draht mit größerem Durchmesser und einer kleineren Anzahl von Leitern gebildet im Vergleich zur Spule 55· Diese Spulen können in den Statorkernen gebildet und angeordnet werden., indem beispielsweise die Vorrichtung und die Verfahren gemäß der US-PS 3 510 939 verwendet werden.Has groove lining made of an electrical insulating material is formed, such as, for example, the polytetrafluoroethylene glycol ester available on the market under the trade name "MYLAR". The coil 53 of the first phase winding is first inserted in the slot near its bottom, i. H. near the yoke. The coil 43 is then pressed to make room for the insertion of a phase isolatotxonskexles 59, for example has a structure as described in U.S. Patent 3,439. The coil 53 is pressed again to the space for the insertion of the second phase winding 55 to be determined. The wires forming the coil 55 with a smaller diameter have a greater bendability than the larger wires of the coil 57 thus reducing the insertion forces and the insertion of the Coil 55 is simplified into the groove 49- A bore wedge 6l can be positioned in the groove as desired to hold the conductors of coil 55 in place and prevent damage to those conductors impede. As clearly shown in Figure 4, the coil 53 is made of a larger diameter wire and a wire smaller number of conductors formed compared to coil 55 · These coils can be formed and arranged in the stator cores by, for example, the apparatus and the method U.S. Patent 3,510,939 can be used.
Ein Weg zur Herstellung der in den Figuren 2 und 4 gezeigten Anordnung würde darin bestehen, eine Spule, wie die Spule 535 aus einem einzelnen Strang aus einem Aluminiumdraht mit relativ großem Durchmesser zu wickeln und dann mit der gleichen Vorrichtung die gleiche Anzahl von Windungen zur Ausbildung beispielsweise einer Spule 55 von einer zweisträngigen oder bifilaren Drahtzufuhr zu wickeln, so daß die Windungszahl der Spule 55 doppelt so groß ist wie die Windungszahl der Spule 53· Ob das Verhältnis der Windungszahlen für verschiedene Spulen in einer gegebenen Nut 2:1 ist, hängt von dem jeweiligen Statoraufbau und, wie es aus der Erläuterung von Figur 3 noch deutlicher werden j von der jeweils betrachteten Mut ab.One way of producing the assembly shown in Figures 2 and 4 would be to wrap a coil, such as coil 53 5 made of a single strand of an aluminum wire having a relatively large diameter and then with the same apparatus, the same number of turns for Forming, for example, a coil 55 to be wound from a two-strand or bifilar wire feed, so that the number of turns of the coil 55 is twice as large as the number of turns of the coil 53 · Whether the ratio of the number of turns for different coils in a given slot is 2: 1 depends from the respective stator structure and, as it becomes even clearer from the explanation of FIG. 3, j from the courage considered in each case.
Der in Figur 3 gezeigte Stator gehört zu einer vierpoligen, dreiphasigen Maschine mit konzentrischen Wicklungen, die in 36 NutenThe stator shown in Figure 3 belongs to a four-pole, three-phase Machine with concentric windings in 36 slots
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des Stators angeordnet sind. Die Spulen für die Wicklungen sind als einzelne Windungen aus Leiterdraht dargestellt, obwohl die Spulen selbstverständlich aus einer Vielzahl von Windungen aus Leiterdraht gebildet sein können. Jede Polgruppe für diese Statorö'iordnung wird aus vier konzentrischen Spulen gebildet, wobei von einer ersten Phasenwicklung mit der Polgruppe 58 alle Spulen in der Unterseite oder dem äußersten Bereich, d. h. dem Statorjoch nächstgelegen, der eingenommenen Statornuten angeordnet sind. Die Spulen für die erste Phasenwicklung sind aus • 'inem Draht mit relativ großem Durchmesser gebildet. Von der zweiten oder Zwischenphasenwicklung, die mit einer Polgruppe 60 dargestellt ist, sind die meisten Spulen radial innen, d. h. in Richtung auf die Bohrung, relativ zu den Spulen der ersten Phasenwicklung angeordnet, die in den gleichen Nuten aufgenommen ist. Die innere oder dritte Phasenwicklung, die beispielsweise von der Polgruppe 62 gebildet ist, ist mit allen ihren Spulen radial am weitesten innen, d. h. der Bohrung nächstgelegen,. ia jeder Statornut angeordnet. Zwei Drittel oder 24 der Nuten des in Figur 3 dargestellten Stators enthalten Seiten oder Seitenwindungen von Spulen von allen drei Phasen, während die übrigen 12 Nuten Spulenabschnitte von zwei der drei Phasen enthalten. Die dritte Phase, die als Polgruppe 62 dargestellt ist, ist beispielsweise als eine zweisträngige Wicklung mit der gleichen Anzahl von Umläufen und deshalb der doppelten Windungszahl aus einem Draht mit kleinerem Durchmesser gebildet im Vergleich zu der ersten Phasenwicklung, die in Form der Polgruppe 58 dargestellt ist. Die zweite Phasenwicklung kann in gleicher Weise wie die äußere Phasenwicklung ausgebildet sein.of the stator are arranged. The coils for the windings are shown as individual turns of conductor wire, although of course the coils can be formed from a plurality of turns of conductor wire. Each pole group for this stator arrangement is formed from four concentric coils, with all coils of a first phase winding with pole group 58 being arranged in the underside or in the outermost area, ie closest to the stator yoke, of the stator slots occupied. The coils for the first phase winding are made of wire with a relatively large diameter. Most of the coils of the second or inter-phase winding, which is shown with a pole group 60, are arranged radially inward, ie in the direction of the bore, relative to the coils of the first phase winding, which is received in the same slots. The inner or third phase winding, which is formed, for example, by the pole group 62, with all of its coils is radially furthest inward, ie closest to the bore. ia each stator slot arranged. Two thirds or 24 of the slots in the stator shown in Figure 3 contain side or side turns of coils from all three phases, while the remaining 12 slots contain coil sections from two of the three phases. The third phase, which is shown as pole group 62, is formed, for example, as a two-strand winding with the same number of turns and therefore twice the number of turns from a wire with a smaller diameter compared to the first phase winding, which is shown in the form of pole group 58 . The second phase winding can be designed in the same way as the outer phase winding.
Jede der 12 Nuten, die Spulenabschnitte von nur zwei Phasen enthalten, enthält nicht die äußerste Spule dieser Phasen, sondern die nächstinnere konzentrische Spule von diesen Phasen. Somit ist von der äußersten Spule der Polgruppe 62 der eine Schenkel in der Nut 64 angeordnet, während von der nächstinneren Spule der Polgruppe 62 der eine Schenkel in einer Nut 66 angeordnet, ist. Die Nut 66 enthält die nächst äußere Spule der Polgruppe 60, aberEach of the 12 slots, which contain coil sections of only two phases, does not contain the outermost coil of these phases, but the next inner concentric coil of these phases. Consequently one leg of the outermost coil of pole group 62 is arranged in groove 64, while the next inner coil of the pole group 62 of one leg is arranged in a groove 66. The groove 66 contains the next outer coil of the pole group 60, but
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sie enthält nicht irgendwelche Spulen, die zu de · Polgruppe 58 gehören. Somit kann diese der äußeren Spule nächstge legene Spule jeder Phase aus einer größeren Windungszahl gebildet sein., als die übrigen drei Spulen des jeweiligen Poles, um eine maximale iiutfüllung für den Stator zu erhalten.it does not contain any coils belonging to pole group 58 belong. This means that this coil which is closest to the outer coil can be used each phase be formed from a larger number of turns., than the other three coils of the respective pole in order to obtain a maximum filling of the stator.
Die relativ dicht gepackte Nut 66 gemäß Figur 3 ist in Figur 5 deutlicher dargestellt. Gemäß Figur 5 weist die Nut 66 eine Spule 67 der Polgruppe 62 auf, die innerhalb der Nut nahe der Bohrung angeordnet ist, d. h. dem offenen Ende der Nut am nächsten gelegen. Die Spule 69 der Polgruppe 60 ist ebenfalls in der Nut angeordnet, wobei deren Spulenseiten radial außen oder in dem geschlossenen Ende der Nut angeordnet sind. Die Wicklungsenden bzw. der Wickelkopf in dem Bereich dieser Nut ist für eine bessere Sichtbarmachung außer gebildet und umfaßt die Spule 71j die die äußerste Spule der Polgruppe 60 ist und die■ für die Nut 73 (s. Figur 3) bestimmt ist. Die äußerste Spule der Polgruppe 62 ist die Spule 75, die in die Nut 64 (s. Figur 3) hineinführt. Die Wicklungsenden der Polgruppe 58 sind ebenfalls gezeigt.The relatively tightly packed groove 66 according to FIG. 3 is shown in FIG shown more clearly. According to Figure 5, the groove 66 has a coil 67 of the pole group 62, which is located within the groove near the Bore is arranged, d. H. closest to the open end of the groove. The coil 69 of the pole group 60 is also in arranged in the groove, the coil sides of which are arranged radially outside or in the closed end of the groove. The winding ends or the winding head in the area of this groove is also formed for better visibility and includes the Coil 71j which is the outermost coil of pole group 60 and the ■ for the groove 73 (see FIG. 3) is intended. The outermost coil of pole group 62 is coil 75, which is inserted into slot 64 (see FIG. 3) leads into it. The winding ends of pole group 58 are also shown.
Die relativ einfacher gebildete Spule 67 ist in Figur 5 aufgespreizt, und ein Temperaturfühler 77 ist zwischen die Windungen eingebettet. Da für die dritte Phasenwicklung mit der Spule 67 ein Draht mit kleinerem Durchmesser verwendet ist, können die Wicklungsenden oder Wickelköpfe um den Fühler oder den thermischen Schutz herum ausgebildet werden, um einen guten Kontakt mit diesen herzustellen und dadurch eine effiziente Wärmeübertragung von der Wicklung 67 auf den thermischen Schutz 77 zu ex'~ leichtern. Diese thermische Schutzvorrichtung 77 ist mit von ihr ausgehenden Rippen 79 versehen, um die Wärmeübertragung von der Wicklung 67 auf den Fühler 77 zu verbessern, und ferner ist er mit üblichen Leitern 81 versehen, die zu einer üblichen thermischen Schutzschaltung führen. Es ist leichter, den Temperaturfühler 77 in der Spule 67 anzuordnen als in dem relativ größeren Draht von beispielsweise der Spule 69, da die Biegbarkeit des einen kleineren Durchmesser aufweisenden Drahtes derThe relatively more simply formed coil 67 is spread open in Figure 5, and a temperature sensor 77 is embedded between the turns. As for the third phase winding with the coil 67 If a wire with a smaller diameter is used, the winding ends or winding heads can be around the sensor or the thermal Protection around them to make good contact with them and thereby efficient heat transfer from winding 67 to thermal protection 77 to ex '~ lighten. This thermal protection device 77 is provided with ribs 79 extending therefrom to prevent the heat transfer from of the winding 67 to improve the sensor 77, and it is also provided with conventional conductors 81, which lead to a conventional thermal protection circuit. It is easier to use the temperature probe 77 to be arranged in the coil 67 than in the relatively larger wire of, for example, the coil 69, because of the flexibility of the smaller diameter wire of the
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Spule 67 besser ist. Ferner kann die Spule 67 einfacher gepreßt werden, um sich an den Temperatursensor anzupassen uiiu in eine gute Wärmeübertragungsrelation zu diesem zu kommen, da der Draht in dieser Spule eine kleinere Größe besitzt.Coil 67 is better. Furthermore, the coil 67 can be pressed more easily to adapt to the temperature sensor uiiu into a good heat transfer relation to get to this as the wire in this coil is of a smaller size.
Weitere Vorteile sind erzielbar, wenn die dritte Phasenwieklung, d. h. die Phasenwicklung mit der Polgruppe 62 gemäß Figur 3, aus einer größeren An,.^hI von Windungen aus Draht mit einem relativ kleineren Durchmesser gebildet ist. Die ersten und zweiten Phasenwicklungen werden im allgemeinen zuerst in den Statornuten angeordnet oder in diese eingesetzt. Somit müssen die Spulen der dritten Phasenwicklung an den Wickelköpfen der zwei anderen Wicklungen währeηα des Einsetzens vorbei bewegt werden. Die Verwendung von Draht mit kleinerem Durchmesser macht die Spulen der dritten Phasenwicklung biegsamer und verkleinert somit die Störung bzw. die Beeinträchtigung mit den anderen zwei Wicklungen, wodurch wiederum die erforderliche Einzieh- oder Einsetzkraft gesenkt wird. Weiterhin erleichtert die Verwendung von Draht mit kleinerem Durchmesser die Verformung der d. Ltten Phasenwicklung von der Statorbohrung weg, um eine anschließende Anbringung eines Rotors in der Bohrung zu gestatten.Further advantages can be achieved if the third phase oscillation, ie the phase winding with the pole group 62 according to FIG. 3 , is formed from a larger number of turns of wire with a relatively smaller diameter. The first and second phase windings are generally placed or inserted into the stator slots first. Thus, the coils of the third phase winding must be moved past the end windings of the two other windings during insertion. The use of smaller diameter wire makes the coils of the third phase winding more flexible and thus reduces interference with the other two windings, which in turn reduces the required pull-in or insertion force. Furthermore, the use of wire with a smaller diameter makes it easier to deform the d. Solder phase winding away from the stator bore to allow subsequent mounting of a rotor in the bore.
Beispielsweise können bei einem typischen dreiphasigen Stator mit 24 - 36 Nuten die ersten und zweiten Phasen aus einem einsträngjgen Kupferdraht mit einem Querschnittsdurchmesser von 1,45 mm (0,0571 Zoll) gewickelt sein. Die dritte Phase kann aus einem doppelsträngigen Kupferdraht gewickelt sein, wobei jeder Draht einen Durchmesser von 1,023 mm (0,0403 Zoll) aufweist. Wenn im Gegensatz zu den tatsächlichen Fakten angenommen wird, daß keine magnetische Unsymmetrie aufgrund unterschiedlicher Nutlagen für verschiedene Phasen vorhanden ist, würde der theoretische Durchmesser für diese innere Phase (unter der Annahme der doppelten Windungszahl aufgrund der bifilaren Wicklung) zur Ausbildung eines gleichen gesamten Leiterquerschnittes für jede Phase das 0,707-fache des Durchmessers des größeren Drahtes oder 1,023 mm (0,0403 Zoll) betragen.und diese Wahl arbeitet in der Praxis sehr gut. Es wurde ein anderes praktisches Ausführungsbeispiel des dreiphasigen Motors gebaut unter Verwendung eines größerenFor example, in a typical three-phase stator with 24-36 slots, the first and second phases can be single-stranded Copper wire wound with a cross-section diameter of 1.45 mm (0.0571 inch). The third phase can take place a double stranded copper wire, each wire being 1.023 mm (0.0403 inches) in diameter. if Contrary to the actual facts, it is assumed that there is no magnetic asymmetry due to different slot positions for different phases is present, the theoretical diameter for this inner phase (assuming the double the number of turns due to the bifilar winding) to form the same overall conductor cross-section for each phase 0.707 times the diameter of the larger wire, or 1.023 mm (0.0403 in.), and this choice works in the Practice very well. Another practical embodiment of the three-phase motor was built using a larger one
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Drahtdurchmessers von 1,536 mm (0,0605 Zoll) und eines kleineren Drahtdurchmessers von 1,084 mm (0,0*127 Zoll), v.obei dieses Durchmesserverhältnis wiederum O3707 oder die Hälfte von Wurzel zwei besitzt.Wire diameter of 1.536 mm (0.0605 in) and a smaller wire diameter of 1.084 mm (0.0 * 127 in), v. Which diameter ratio in turn is O 3 707 or half the square root of two.
Die gemäß den vorstehend beschriebenen speziellen Beispielen aufgebauten Motoren können unter Verwendung nicht aus Kupfer bestehender Leitermaterialien gefertigt werden, beispielsweise aus Aluminium- und/oder Aluminiumlegierung-Leitermaterialien für die Phasenwicklungen. Wenn das gleiche Leitermaterial verwendet wird, würde der Draht für die dritte Phase so gewählt werden, daß er etwa die halbe Querschnittsfläche des Drahtes hat, der für die ersten und zweiten Phasen verwendet ist. Somit würde die dritte Phase, wenn sie aus zwei Strängen des kleineren Drahtes gebildet wird, etwa den gleichen Widerstand und die gleiche Leitfähigkeit haben, wie jede der einsträngigen ersten und zweiten Phasen. Durch die doppelsträngige Ausbildung der innersten Phase und die einsträngige Ausbildung der übrigen Phasen wird das Einsetzen der Wicklung in Nuten, die die Wicklungen teilen oder enthalten^erleichtert. Ferner werden durch Verwendung ähnlicher anstatt unähnlicher Materialien (beispielweise eine Wicklung aus Kupfer und eine andere aus Aluminium)Verbindungsprobleme, die bei der Verbindung von unähnlichen Materialien auftreten, auf ein Minimum reduziert. Weiterhin läßt sich, wie bereits ausgeführt wurde, der einen kleineren Durchmesser aufweisende Draht leichter verformen als der Draht mit dem größer, -n Durchmesser, wodurch ein Temperaturfühler innerhalb der zweiten Phasenwicklung angeordnet werden kann, so daß ein guter thermischer Kontakt zwischen der Wicklung und dem Fühler hergestellt wird.The motors constructed in accordance with the specific examples described above can be manufactured using non-copper conductor materials, for example aluminum and / or aluminum alloy conductor materials for the phase windings. If the same conductor material is used, the wire for the third phase would be chosen to be about half the cross-sectional area of the wire used for the first and second phases. Thus, if formed from two strands of the smaller wire, the third phase would have approximately the same resistance and conductivity as each of the single-stranded first and second phases. The double-stranded design of the innermost phase and the single-stranded design of the other phases make it easier to insert the winding in slots that divide or contain the windings. Furthermore, by using similar rather than dissimilar materials (e.g., one coil made of copper and another made of aluminum), connection problems associated with connecting dissimilar materials are minimized. Furthermore, as has already been stated, the wire with a smaller diameter can be deformed more easily than the wire with the larger, -n diameter, whereby a temperature sensor can be arranged within the second phase winding, so that a good thermal contact between the winding and the Sensor is manufactured.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß ein neuartiges Statorwicklungsverf-ahren und. eine neuartige Statorkonfiduration geschaffen wurden. Die hier gegebenen Lehren sind jedoch auch auf andere Ausführungsbeispiele anwendbar, beispielsweise auf Wicklungen mit kurzem Wickelschritt, um bestimmte Oberwellenströme in den Stätorwicklungen zu eliminieren, wie es bei-From the above description it is clear that a novel Stator winding process and. a new kind of stator configuration were created. However, the teachings given here are also applicable to other exemplary embodiments, for example on windings with a short winding pitch in order to eliminate certain harmonic currents in the stator windings, as is the case with both
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spxelswexse in den eingangs genannten US-Patentschriften beschrieben ist, wodurch eine bessere Symmetrie zwischen den Phasen erhalten wird.spxelswexse described in the aforementioned US patents which gives better symmetry between the phases.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5590003A (en) * | 1995-03-08 | 1996-12-31 | Seagate Technology, Inc. | Hydrodynamic spindle motor having distributed windings |
| DE102016114569A1 (en) * | 2016-08-05 | 2018-02-08 | Volabo Gmbh | Electric machine |
| DE102016221595A1 (en) * | 2016-11-03 | 2018-05-03 | Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg | Stator of an electric motor and electric motor |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2124986A (en) * | 1982-04-02 | 1984-02-29 | Thomas Peter Price | Electrically driven vehicles |
| JPS61207151A (en) * | 1985-03-08 | 1986-09-13 | Sanyo Electric Co Ltd | Three-phase induction motor |
| DK267288A (en) * | 1988-05-16 | 1989-11-17 | Grundfos Int | PROCEDURE FOR INSTALLING A STATOR WINDING IN A STATOR |
| DE19734592C1 (en) * | 1997-08-09 | 1998-10-22 | Bosch Gmbh Robert | Rotary electrical machine with symmetrical stator winding |
| DE60037638T2 (en) | 1999-08-26 | 2008-12-24 | Seiko Epson Corp. | TIME METER |
| DE102008051047B4 (en) | 2008-10-09 | 2015-07-30 | Feaam Gmbh | Electric machine |
| DE102008057349B3 (en) | 2008-11-14 | 2010-07-15 | Feaam Gmbh | Electric machine |
| DE102009036034B4 (en) * | 2009-08-04 | 2011-07-07 | FEAAM GmbH, 85579 | Electric machine |
| CN102377296B (en) * | 2010-08-13 | 2015-12-16 | 台全电机股份有限公司 | Electromotor stator core winding method and structure |
| CN108599409A (en) * | 2018-06-19 | 2018-09-28 | 珠海凌达压缩机有限公司 | Machine winding, stator and synchronous motor |
| DE102018121354A1 (en) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh | Stator with a temperature detection unit for an electric motor |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE316944C (en) * | 1917-05-17 | 1919-12-08 | ||
| FR555476A (en) * | 1921-09-01 | 1923-06-30 | Lott & Weinmann | Coil for electric motors |
| US3439205A (en) * | 1966-03-28 | 1969-04-15 | Gen Electric | Multiphase alternating current dynamoelectric machine stator winding and method of disposing the winding in slots of the stator |
| FR2098731A5 (en) * | 1970-07-24 | 1972-03-10 | Gen Electric |
-
1979
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- 1979-02-09 IT IT20043/79A patent/IT1110634B/en active
- 1979-02-19 GB GB7905727A patent/GB2015829A/en not_active Withdrawn
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- 1979-02-23 FR FR7904659A patent/FR2418564A1/en active Pending
- 1979-02-27 JP JP2331979A patent/JPS54124201A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5590003A (en) * | 1995-03-08 | 1996-12-31 | Seagate Technology, Inc. | Hydrodynamic spindle motor having distributed windings |
| DE102016114569A1 (en) * | 2016-08-05 | 2018-02-08 | Volabo Gmbh | Electric machine |
| US11095172B2 (en) | 2016-08-05 | 2021-08-17 | Molabo Gmbh | Electric machine |
| DE102016221595A1 (en) * | 2016-11-03 | 2018-05-03 | Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg | Stator of an electric motor and electric motor |
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