DE60018368T2 - Statorwicklungen eines Wechselstromgenerators - Google Patents

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DE60018368T2
DE60018368T2 DE2000618368 DE60018368T DE60018368T2 DE 60018368 T2 DE60018368 T2 DE 60018368T2 DE 2000618368 DE2000618368 DE 2000618368 DE 60018368 T DE60018368 T DE 60018368T DE 60018368 T2 DE60018368 T2 DE 60018368T2
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winding
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Katsumi Chiyoda-ku Adachi
Akira Chiyoda-ku Morishita
Kyoko Chiyoda-ku Higashino
Masahiko Chiyoda-ku Fujita
Atsushi Chiyoda-ku Oohashi
Yoshihiro Chiyoda-ku Harada
Naohiro Chiyoda-ku Oketani
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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Generator, der beispielsweise von einer Brennkraftmaschine angetrieben wird, und betrifft insbesondere eine Statorkonstruktion für einen Kraftfahrzeuggenerator, der auf einem Kraftfahrzeug wie beispielsweise einem Personenkraftwagen oder einem Lastkraftwagen vorgesehen ist.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • Seit einigen Jahren wird von Generatoren immer mehr gefordert, dass sie kompakt sind, eine hohe Ausgangsleistung aufweisen, sowie eine verbesserte Qualität. Um einen kompakten Aufbau mit hoher Ausgangsleistung zu erreichen, ist es wesentlich, Konstruktionen einzusetzen, welche die magnetische Belastung und die elektrische Belastung auf die geeignetste Art und Weise verteilen, und mit der höchst möglichen Dichte innerhalb eines begrenzten Raums.
  • Wenn Motorräume immer kleiner werden, ist beispielsweise immer weniger Montageraum für Kraftfahrzeuggeneratoren verfügbar, jedoch wird gleichzeitig eine Verbesserung der Generatorausgangsleistung benötigt, infolge zunehmender Verbraucher in Kraftfahrzeugen. Weiterhin besteht ein erhöhtes Bedürfnis nach Geräuschverringerung sowohl innerhalb als auch außerhalb von Kraftfahrzeugen, und obwohl Brennkraftmaschinengeräusche verringert wurden, stellen Geräusche von Kraftfahrzeuggeneratoren immer noch ein Problem dar, die konstant laufen, damit Elektrizität zur Versorgung der elektrischen Verbraucher eines Fahrzeugs erzeugt wird. Gebläsegeräusche und magnetische Geräusche stellten spezielle Probleme bei Kraftfahrzeuggeneratoren dar, die in einem breiten Drehzahlbereich von niedrigen bis zu hohen Drehzahlen arbeiten.
  • Da Kraftfahrzeuggeneratoren konstant Elektrizität erzeugen, erzeugen sie eine erhebliche Wärmemenge infolge der Joule'schen Wärme des elektrischen Ausgangsstroms, und sind einer Umgebung mit erheblichen Wärmebelastungen ausgesetzt, was eine extrem hohe Wärmebeständigkeit erfordert.
  • Weiterhin ist im Brennkraftmaschinenraum ein Kraftfahrzeuggenerator häufig direkt auf einer Brennkraftmaschine angebracht, wo er Flüssigkeiten wie Brennkraftmaschinenöl und Frostschutzmittel ausgesetzt ist, zusätzlich zu Regenwasser, Salzwasser, Schlamm, und dergleichen, also Bedingungen, in denen eine extrem hohe Korrosionsgefahr besteht. Es gibt Probleme infolge der Korrosion, die zur Unterbrechung der Energieerzeugung und dergleichen führen, jedoch sind die häufigsten Ursachen für eine Unterbrechung der Energieerzeugung das Ergebnis einer Beschädigung von Wicklungen, die beim Vorgang der Herstellung eines Stators auftreten, oder infolge elektrischer Kurzschlüsse in baulich freiliegenden Abschnitten der Wicklung.
  • Für einen kompakten Aufbau und eine hohe Ausgangsleistung von Generatoren ist es speziell erforderlich, den Raumfaktor elektrischer Leiter zu erhöhen, die in magnetischen Schaltungen des Stators aufgenommen sind, und die Dichte von Brückenabschnitten der Statorwicklung (Brückenabschnitte außerhalb eines Statorkerns werden als Wickelabschnitte bezeichnet) auszurichten und zu erhöhen, und zusätzlich hierzu wurden verschiedene Verbesserungen vorgeschlagen, um den Anforderungen bezüglich geringer Geräusche, Wärmebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, und dergleichen zu begegnen, wie dies voranstehend erwähnt wurde. Konstruktionen, mit denen versucht wird, den Raumfaktor der elektrischen Leiter zu erhöhen, unter Verwendung kurzer Leitersegmente für die elektrischen Leiter in dem Stator, oder mit denen versucht wird, die Wickelenden auszurichten oder deren Dichte zu erhöhen, wurden in der Veröffentlichung WO 92/06527 und im japanischen Patent Nr. 2927288, zum Beispiel, vorgeschlagen.
  • 37 ist eine Seitenansicht, die einen Teil eines Stators eines herkömmlichen Kraftfahrzeuggenerators zeigt, wie er beispielsweise im japanischen Patent Nr. 2927288 beschrieben wird. 38 ist eine Perspektivansicht, die ein Leitersegment zeigt, das in dem Stator des herkömmlichen Kraftfahrzeuggenerators verwendet wird, der in 37 gezeigt ist, und die 39 und 40 sind Perspektivansichten von dem vorderen Ende bzw. hinteren Ende eines Teils des Stators des herkömmlichen Kraftfahrzeuggenerators, der in 37 gezeigt ist.
  • In den 37 bis 40 weist der Stator 50 auf: einen Statorkern 51; eine Statorwicklung 52, die auf den Statorkern 51 gewickelt ist; und Isolatoren 53, die in Nuten 51a angebracht sind, wobei die Isolatoren 53 die Statorwicklung 52 gegenüber dem Statorkern 51 isolieren. Der Statorkern 51 ist ein zylindrischer, laminierter Kern, der durch Zusammenlaminieren dünner Stahlblechplatten hergestellt wird, und weist eine Anzahl an Nuten 51a auf, die sich in axialer Richtung erstrecken, und in gleichem Abstand in Umfangsrichtung so angeord net sind, dass sie zu einer Innenumfangsseite hin offen sind. In diesem Fall sind sechsundneunzig Nuten 51a so vorgesehen, dass sie zwei Gruppen von Dreiphasen-Wicklungsabschnitten aufnehmen, so dass die Anzahl an Nuten, welche jede Phase der Wicklungsabschnitte aufnehmen, der Anzahl an Magnetpolen (16) in einem Rotor (nicht gezeigt) entspricht. Die Statorwicklung 52 ist so aufgebaut, dass eine Anzahl kurzer Leitersegmente 54 in einem vorbestimmten Wicklungsmuster verbunden ist.
  • Die Leitersegmente 54 weisen im Wesentlichen U-Form auf, und bestehen aus einem isolierten Kupferdrahtmaterial mit rechteckigem Querschnitt, und werden jeweils zu zweit von einem in axialer Richtung hinteren Ende in Paare von Nuten 51a eingeführt, die um sechs Nuten getrennt sind (ein Abstand eines Magnetpols). Dann werden Endabschnitte der Leitersegmente 54, die sich am vorderen Ende nach außen erstrecken, miteinander verbunden, um die Statorwicklung 52 auszubilden.
  • Im einzelnen werden in Paare von Nuten 15a, die sechs Nuten voneinander getrennt sind, erste Leitersegmente 54 vom hinteren Ende in erste Positionen von einer Außenumfangsseite in erste Nuten 51a und in zweite Positionen von der Außenumfangsseite aus in zweiten Nuten 51a eingeführt, und werden zweite Leitersegmente 54 vom hinteren Ende in dritte Positionen von der Außenumfangsseite aus in den ersten Nuten 51a und in vierte Positionen von der Außenumfangsseite aus in den zweiten Nuten 51a eingeführt. Auf diese Weise werden in jeder Nut 15a vier gerade Abschnitte 54a der Leitersegmente 54 so angeordnet, dass sie in einer Reihe in radialer Richtung angeordnet sind.
  • Dann werden Endabschnitte 54b der Leitersegmente 54, die sich nach außen am vorderen Ende von den ersten Positionen von der Außenumfangsseite aus in den ersten Nuten 51a, und Endabschnitte 54b der Leitersegmente 54, die sich nach außen am vorderen Ende von den zweiten Positionen von der Außenumfangsseite aus in den zweiten Nuten 51a sechs Nuten entfernt in Uhrzeigerrichtung von den ersten Nuten 51a beabstandet erstrecken, miteinander verbunden, um eine Außenschichtwicklung auszubilden, die zwei Windungen aufweist. Weiterhin werden Endabschnitte 54b der Leitersegmente 54, die sich nach außen am vorderen Ende von den dritten Positionen von der Außenumfangsseite aus in den ersten Nuten 51a erstrecken, und Endabschnitte 54b der Leitersegmente 54, die sich nach außen am vorderen Ende von den vierten Positionen von der Außenumfangsseite aus in den zweiten Nuten 51a sechs Nuten entfernt in Uhrzeigerrichtung von den ersten Nuten 51a erstrecken, miteinander verbunden, um eine Innenschichtwicklung auszubilden, die zwei Windungen aufweist.
  • Weiterhin werden die Innenschichtwindung und die Außenschichtwindung, die durch die Leitersegmente 54 gebildet werden, die in die Paare von Nuten 51a sechs Nuten voneinander getrennt eingeführt sind, in Reihe geschaltet, um eine Phase der Statorwicklung 52 auszubilden, die vier Windungen aufweist.
  • Insgesamt sechs Phasen der Statorwicklung 52, die jeweils vier Windungen aufweisen, werden auf diese Art und Weise hergestellt. Dann werden zwei Gruppen von Dreiphasen-Statorwicklungsabschnitten dadurch ausgebildet, dass jeweils drei Phasen der Statorwicklung 52 in Wechselstromschaltung verbunden werden.
  • Bei dem herkömmlichen Stator 50 mit der voranstehend geschilderten Konstruktion sind am hinteren Ende des Statorkerns 51 Umkehrabschnitte 54c der Paare der Leitersegmente 54, die in dieselben Paare von Nuten 15a eingeführt sind, in Reihen in radialer Richtung angeordnet. Dies führt dazu, dass die Umkehrabschnitte 54c in zwei Reihen in Umfangsrichtung angeordnet sind, so dass eine Wickelendgruppe am hinteren Ende gebildet wird.
  • Andererseits werden am vorderen Ende des Statorkerns 51 Verbindungsabschnitte, die durch Verbinden der Endabschnitte 54b der Leitersegmente 54, die sich nach außen am vorderen Ende von den ersten Positionen von der Außenumfangsseite aus innerhalb der ersten Nuten 51a erstrecken, und der Endabschnitte 54b der Leitersegmente 54 gebildet werden, die sich nach außen am vorderen Ende von den zweiten Positionen von der Außenumfangsseite aus in den zweiten Nuten 51a sechs Nuten entfernt erstrecken, und Verbindungsabschnitte, die durch Verbinden der Endabschnitte 54b der Leitersegmente 54, die sich nach außen am vorderen Ende von den dritten Positionen von der Außenumfangsseite aus in den ersten Nuten 51 erstrecken, und der Endabschnitte 54b der Leitersegmente 54 gebildet werden, die sich nach außen an dem vorderen Ende von den vierten Positionen von der Außenumfangsseite aus innerhalb der zweiten Nuten 51a sechs Nuten entfernt erstrecken, so angeordnet, dass sie in radialer Richtung ausgerichtet sind. Dies führt dazu, dass Verbindungsabschnitte, die durch Verbinden der Endabschnitte 54b miteinander gebildet werden, in zwei Reihen in Umfangsrichtung angeordnet sind, um eine Wickelendgruppe am vorderen Ende auszubilden.
  • Wie voranstehend erläutert, ist bei dem Stator 15 des herkömmlichen Kraftfahrzeuggenerators die Statorwicklung 52 so ausgebildet, dass im Wesentlichen U-förmige, kurze Leitersegmente 54, in die Nuten 51a des Statorkerns 51 vom hinteren Ende aus eingeführt werden, und Endabschnitte 54b der Leitersegmente 54 verbunden werden, die sich nach außen am vorderen Ende erstrecken.
  • Da die Wickelendgruppe am vorderen Ende dadurch ausgebildet wird, dass in Umfangsrichtung die Verbindungsabschnitte angeordnet werden, die durch Verbinden der Endabschnitte 54b ausgebildet wurden, die ihre Isolierung infolge von Löten oder Schweißen verloren haben, wird die Konstruktion am Wickelende einfach durch den Einfluss von Feuchtigkeit korrodiert, so dass die Korrosionsbeständigkeit extrem niedrig ist.
  • Da die Wickelendgruppe am vorderen Ende aus zwei Reihen von sechsundneunzig Verbindungsabschnitten besteht, also aus hundertzweiundneunzig Verbindungsabschnitten, wird durch die Konstruktion ein Kurzschluss zwischen den Verbindungsabschnitten erleichtert, was die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Ausfällen infolge von Kurzschluss erhöht.
  • Eine große Anzahl der kurzen Leitersegmente 54 muss in den Statorkern 51 eingeführt werden, und ihre Endabschnitte 54b müssen durch Schweißen, Löten, und dergleichen verbunden werden, was die Handhabbarkeit signifikant beeinträchtigt. Weiterhin muss die Länge jedes Leitersegments 54, das in die Nuten 51a eingeführt wird, größer sein als die Länge des Statorkerns 51, wodurch eher eine Beschädigung der Isolierung auftreten kann, und die Qualität des Enderzeugnisses beeinträchtigt wird. Weiterhin tritt beim Verbinden der Endabschnitte 54b häufig ein Kurzschluss zwischen den Verbindungsabschnitten infolge übergelaufenen Lots oder der Schweißschmelze auf, was die Massenproduktion signifikant beeinträchtigt.
  • Die Endabschnitte 54b der Leitersegmente 54 werden miteinander dadurch verbunden, dass ein Abschnitt von ihnen in eine Einspannvorrichtung eingeklemmt wird, und dann ihre Spitzen verlötet oder verschweißt werden. Da ein Klemmbereich für die Einspannvorrichtung benötigt wird, und eine Vergrößerung der verlöteten Abschnitte oder verschweißten Abschnitte auftritt, wird die Höhe der Wickelenden vergrößert, und nimmt der Raum zwischen den Verbindungsabschnitten ab. Dies führt dazu, dass die Wickelstreureaktanz in den Wickelendabschnitten zunimmt, wodurch die Ausgangsleistung beeinträchtigt wird, und der Gebläsewindwiderstand erhöht wird, wodurch Gebläsewindgeräusche zunehmen.
  • Weiterhin wurde als Maßnahme gegen magnetisches Rauschen ein gegenseitiger Ausgleich magnetischer Pulsationskräfte durch Wickeln von zwei Gruppen von Dreiphasen-Wicklungen in Nuten, die durch eine elektrische Phasenverschiebung von 30° versetzt angeordnet sind, beispielsweise im japanischen offengelegten Patent Nr. HEI 4-26345 vorgeschlagen. Wenn Versuche unternommen werden, dieses Beispiel für die Verbesserung des magnetischen Rauschens in kleinen Statoren einzusetzen, wird allerdings der Nutabstand extrem eng, da doppelt so viele Nuten benötigt werden. Daher war es nicht möglich, übliche Wickelmethoden einzusetzen, bei denen eine Statorwicklung durch Vorbereitung eines ringförmigen Wickels durch Wickeln eines durchgehenden Drahts in Ringform aufgebaut wird, dann ein Sternwickel durch Verformung dieses ringförmigen Wickels in Sternform erzeugt wird, und dann gerade Abschnitte des Sternwickels in die Nuten des Statorkerns eingesetzt werden. Darüber hinaus konnte das voranstehend geschilderte Wickelverfahren unter Verwendung der Leitersegmente 54 nicht eingesetzt werden, da ein Verbiegen und dergleichen der Leitersegmente 54 beim Einführen in die Nuten auftritt. Wenn die Endabschnitte 54b der Leitersegmente 54 miteinander verschweißt werden, werden darüber hinaus die Leitersegmente 54 durch den Temperaturanstieg beim Schweißen weicher, was die Steifigkeit des Stators verringert, und eine wirksame Verringerung des magnetischen Rauschens beeinträchtigt.
  • Darüber hinaus ist es erforderlich, den verschiedenen Anforderungen in Bezug auf die Ausgangsleistung eines Kraftfahrzeuggenerators durch die elektromagnetische Konstruktion zu genügen. Insbesondere ist es erforderlich, um die Ausgangsleistung eines Generators im Bereich niedriger Drehzahlen zu verbessern, angepasst an die Leerlaufdrehzahl einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine, die Ausgangsfrequenz zur Seite niedriger Drehzahlen zu verschieben. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, die von dem Generator induzierte Spannung durch Erhöhung der magneto-motorischen Kraft zu erhöhen, also des Stroms, der einer Feldwicklung zugeführt wird, oder durch Erhöhung der Gesamtanzahl an Leitern, also der Anzahl an Windungen des Stators. Die Ausgangsfrequenz kann zur Seite niedriger Drehzahlen dadurch verschoben werden, dass der der Feldwicklung zugeführte elektrische Strom erhöht wird, jedoch wird diese Maßnahme durch eine Abnahme der Sättigung der magnetischen Schaltungen begrenzt. Bei der letztgenannten Maßnahme kann die Ausgangsfrequenz zur Seite niedriger Drehzahlen dadurch verschoben werden, dass die Anzahl an Windungen vergrößert wird, aber wenn Versuche unternommen werden, die Gesamtanzahl an Leitern in einer Wicklung auf Grundlage von Leitersegmenten 54 zu erhöhen, nimmt proportional hierzu die Anzahl an Verbindungsabschnitten zu, so dass kein Raum für die Verbindung übrig bleibt, so dass zu starke Erhöhungen der Anzahl an Windungen in der Praxis nicht eingesetzt werden können.
  • In der JP-11-155270 wird im Wesentlichen eine Statorwicklung wie voranstehend geschildert beschrieben, wobei die Statorwicklung so hergestellt wird, dass mehrere U-förmige Leiter in jedem Paar von Nuten angebracht werden, und jedes Paar von Endabschnitten der Leiter, die sich nach außen von den Nuten aus erstrecken, verbunden wird.
  • Die JP-09-103052 beschreibt eine Statorwicklung eines Generators, die mit mehreren Wicklungseinheiten in Sternform versehen ist, die auf dem Statorkern angebracht sind, wobei die sternförmige Wicklungseinheit durch Ausbildung einer kreisförmigen Wicklungseinheit durch Wickeln eines durchgehenden Drahts mit einer vorbestimmten Anzahl von Windungen in Kreisform und durch Verformen der kreisförmigen Wicklungseinheit aus der Kreisform zur Sternform hergestellt wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Das voranstehende Ziel wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale erreicht. Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
  • Mit der vorliegenden Erfindung wird angestrebt, die voranstehend geschilderten, beim Stand der Technik auftretenden Probleme zu lösen, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Generators, der sowohl einen hohen Gebrauchswert als auch eine hohe Produktivität aufweist, und die Anforderungen an die Leistung und die Qualität erfüllen kann, die normalerweise von heutigen Generatoren gefordert werden.
  • Ein zusätzliches Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Generators, der bei Kraftfahrzeugen eingesetzt werden kann, der kompakt ist, eine hohe Ausgangsleistung liefert, und eine geringe Geräuschentwicklung aufweist.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Generator zur Verfügung gestellt, welcher aufweist:
    einen Rotor zur Ausbildung Nord-suchender (N) und Süd-suchender (S) Pole entlang einem Drehumfang;
    einen Stator, welcher aufweist: einen Statorkern, der gegenüberliegend dem Rotor angeordnet ist; und eine mehrphasige Statorwicklung, die in dem Statorkern installiert ist; und
    eine Stütze, welche den Rotor und den Stator haltert, wobei der Statorkern einen laminierten Eisenkern aufweist, der mit einer Anzahl an Nuten versehen ist, die sich in axialer Richtung in einem vorbestimmten Abstand in Umfangsrichtung erstrecken, wobei die mehrphasige Statorwicklung eine Anzahl an Wicklungsunterabschnitten aufweist, bei denen jeweils ein langer Leitungsstrang so gewickelt ist, dass abwechselnd eine innere Schicht und eine äußere Schicht in Nuttiefenrichtung in den Nuten in Abständen einer vorbestimmten Anzahl an Nuten eingenommen wird, wobei der Leitungsstrang außerhalb der Nuten an axialen Endoberflächen des Statorkerns umgelegt ist, um Umkehrabschnitte auszubilden, und
    die Umkehrabschnitte in Umfangsrichtung ausgerichtet sind, um Wickelendgruppen auszubilden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Querschnitt, der eine Konstruktion eines Kraftfahrzeuggenerators gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist eine Perspektivansicht, die einen Stator des Kraftfahrzeuggenerators gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3 ist eine Vorderansicht, die einen Stator des Kraftfahrzeuggenerators gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4 ist eine Seitenansicht, die einen Stator des Kraftfahrzeuggenerators gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 5 ist eine Ansicht von hinten, welche Anschlüsse in einer Phase einer Statorwicklungsgruppe bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
  • 6 ist ein Schaltbild des Kraftfahrzeuggenerators gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 7 ist eine Darstellung, welche den Herstellungsvorgang für Wickelgruppen erläutert, welche einen Teil der Statorwicklung bilden, die bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 8 ist eine Darstellung zur Erläuterung des Herstellungsvorgangs für Wicklungsgruppen, die einen Teil der Statorwicklung bilden, die bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 9A und 9B sind eine Ansicht von hinten bzw. eine Aufsicht, die eine Innenschicht-Leitungsstranggruppe zeigen, die einen Teil der Statorwicklung bildet, die bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
  • 10A und 10B sind eine Ansicht von hinten bzw. eine Aufsicht, die eine Außenschicht-Leitungsstranggruppe zeigen, die einen Teil der Statorwicklung bildet, die bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
  • 11 ist eine Perspektivansicht, die einen Teil eines Leitungsstrangs zeigt, der ein Teil der Statorwicklung bildet, die bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
  • 12 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Anordnung der Leitungsstränge, die einen Teil der Statorwicklung bilden, die bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
  • 13A und 13B sind eine Seitenansicht bzw. eine Ansicht von hinten, welche die Konstruktion eines Statorkerns erläutern, der bei diesem Kraftfahrzeuggenerator eingesetzt wird;
  • 14A bis 14C sind Querschnitte, welche den Herstellungsvorgang für den bei diesem Kraftfahrzeuggenerator eingesetzten Stator erläutern;
  • 15 ist eine Aufsicht, welche eine Leitungsstranggruppe zeigt, die einen Teil der Statorwicklung bildet, der bei die sem Kraftfahrzeuggenerator eingesetzt wird, und die in dem Kern angebracht ist;
  • 16 ist ein Querschnitt, der den Herstellungsvorgang für den Stator erläutert, der bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
  • 17 ist ein Diagramm, welches die Ausgangsleistung des Kraftfahrzeuggenerators gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 18 ist eine Ansicht von hinten, welche Anschlüsse in einer Phase einer Statorwicklungsgruppe bei einem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 19 ist eine Aufsicht, die eine kleine Wicklungsgruppe zeigt, die einen Teil der Statorwicklung bildet, die in dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, vor dem Installierungsvorgang;
  • 20 ist eine Perspektivansicht, welche die Form eines Leitungsstrangs erläutert, der einen Teil der kleinen, in 19 gezeigten Wicklungsgruppe bildet;
  • 21 ist eine Perspektivansicht, welche die Anordnung der Leitungsstränge in der in 19 gezeigten, kleinen Wicklungsgruppe erläutert;
  • 22 ist eine Perspektivansicht, welche die Form eines Leitungsstrangs erläutert, der einen Teil einer großen Wicklungsgruppe bildet, die ein Teil der Statorwicklung ist, die bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
  • 23 ist eine Perspektivansicht, welche die Anordnung der Leitungsstränge in der großen Wicklungsgruppe erläutert, die einen Teil der Statorwicklung bildet, die bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
  • 24 ist eine Perspektivansicht, welche die Anordnung der Leitungsstränge in der Statorwicklung erläutert, die bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
  • 25 ist eine Perspektivansicht, welche einen Stator des Kraftfahrzeuggenerators gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 26 ist eine Ansicht von vorne, die einen Stator des Kraftfahrzeuggenerators gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 27 ist eine Seitenansicht, die einen Stator des Kraftfahrzeuggenerators gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 28 ist ein Querschnitt, der einen Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 29 ist eine Perspektivansicht, die einen Stator zeigt, der bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
  • 30 ist eine Perspektivansicht, welche einen Teil des Rotors zeigt, der bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
  • 31 ist eine Perspektivansicht, welche die Konstruktion des Rotors erläutert, der bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
  • 32 ist ein Schaltbild des Kraftfahrzeuggenerators gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung;
  • 33A und 33B sind eine Seitenansicht bzw. eine Ansicht von hinten, welche die Konstruktion eines Statorkerns erläutern, der bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
  • 34 ist eine Perspektivansicht, welche einen Stator des Kraftfahrzeuggenerators gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 35 ist eine Ansicht von vorne, welche einen Stator des Kraftfahrzeuggenerators gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 36 ist eine Seitenansicht, welche einen Stator des Kraftfahrzeuggenerators gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 37 ist eine Seitenansicht, welche einen Teil eines Stators eines herkömmlichen Kraftfahrzeuggenerators zeigt;
  • 38 ist eine Perspektivansicht, welche ein Leitersegment zeigt, das in dem Stator des herkömmlichen Kraftfahrzeuggenerators eingesetzt wird;
  • 39 ist eine Perspektivansicht des Stators des herkömmlichen Kraftfahrzeuggenerators von vorne aus; und
  • 40 ist eine Perspektivansicht des Stators des herkömmlichen Kraftfahrzeuggenerators von hinten aus.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
  • Ausführungsform 1
  • 1 ist ein Querschnitt, der eine Konstruktion eines Kraftfahrzeuggenerators gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, 2 ist eine Perspektivansicht, die einen Stator dieses Kraftfahrzeuggenerators zeigt, 3 ist eine Vorderansicht eines Stators dieses Kraftfahrzeuggenerators, 4 ist eine Seitenansicht eines Stators dieses Kraftfahrzeuggenerators, 5 ist eine Ansicht von hinten zur Erläuterung der Anschlüsse in einer Phase einer Statorwicklungsgruppe bei diesem Kraftfahrzeuggenerator, 6 ist ein Schaltbild dieses Kraftfahrzeuggenerators, die 7 und 8 sind Darstellungen zur Erläuterung des Herstellungsvorgangs von Wicklungsgruppen, die einen Teil der Statorwicklung bilden, die bei diesem Kraftfahrzeuggenerator verwendet wird. Die 9A und 9b sind eine Ansicht von hinten bzw. eine Aufsicht, die eine Innenschicht-Leitungsstranggruppe zeigen, die einen Teil der bei diesem Kraftfahrzeuggenerator eingesetzten Statorwicklung bilden. Die 10A und 10B sind eine Ansicht von hinten bzw. eine Aufsicht, die eine Außenschicht-Leitungsstranggruppe zeigen, die einen Teil der bei diesem Kraftfahrzeuggenerator eingesetzten Statorwicklung bildet. 11 ist eine Perspektivansicht, die ein Teil eines Leitungsstrangs zeigt, der ein Teil der Statorwicklung bildet, die bei diesem Kraftfahrzeuggenerator verwendet wird, und 12 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Anordnung der Leitungsstränge, welche einen Teil der bei diesem Kraftfahrzeuggenerator eingesetzten Statorwicklung bilden. 13A und 13B sind eine Seitenansicht bzw. eine Ansicht von hinten zur Erläuterung der Konstruktion eines bei diesem Kraftfahrzeuggenerator eingesetzten Statorkerns. Die 14A bis 14C sind Querschnitte, welche den Herstellungsvorgang des Stators erläutern, der bei diesem Kraftfahrzeuggenerator verwendet wird, und 15 ist eine Aufsicht, welche eine Leitungsstranggruppe zeigt, die einen Teil der Statorwicklung bildet, die bei diesem Kraftfahrzeuggenerator eingesetzt wird, angebracht in dem Kern. 16 ist ein Querschnitt zur Erläuterung des Herstellungsvorgangs für den bei diesem Kraftfahrzeuggenerator eingesetzten Stator. Ausgangsleitungen und Brückenverbindungen sind darüber hinaus in 2 weggelassen.
  • In 1 ist der Kraftfahrzeuggenerator so aufgebaut, dass drehbar ein Rotor 7 des Lundell-Typs in einem Gehäuse angebracht ist, das aus einer vorderen Stütze 1 aus Aluminium und einer hinteren Stütze 2 aus Aluminium besteht, mit Hilfe einer Welle 6, wobei ein Stator 8 so an einer Innenwand des Gehäuses befestigt ist, dass die Außenumfangsseite des Rotors 7 abgedeckt wird.
  • Die Welle 6 ist drehbeweglich in der vorderen Stütze 1 und der hinteren Stütze 2 gehaltert. Eine Riemenscheibe 4 ist an einem ersten Ende dieser Welle 6 so befestigt, dass Drehmoment von einer Brennkraftmaschine auf die Welle 6 mit Hilfe eines Riemens (nicht gezeigt) übertragen werden kann.
  • Schleifringe 9 zum Zuführen elektrischen Stroms zu dem Rotor 7 sind an einem zweiten Ende der Welle 6 befestigt, und zwei Bürsten 10 sind in einem Bürstenhalter 11 aufgenommen, der im Inneren des Gehäuses angeordnet ist, so dass die beiden Bürsten 10 in Kontakt mit den Schleifringen 9 gleiten. Ein Regler 18 zur Einstellung der Stärke der Wechselspannung, die in dem Stator 8 erzeugt wird, ist über einen Kleber an einem Kühlkörper 17 befestigt, der auf den Bürstenhalter 11 aufgepasst ist. Gleichrichter 12, die elektrisch an den Stator 8 angeschlossen sind, und in dem Statorkern 8 erzeugten Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln, sind im Inneren des Gehäuses 3 angebracht.
  • Der Rotor 7 weist einen Rotorwickel 13 zur Erzeugung eines Magnetflusses beim Durchgang von elektrischem Strom auf, und zwei Polkerne 20 und 21, die so angeordnet sind, dass sie den Rotorwickel 13 abdecken, wobei Magnetpole in den Polkernen 20 und 21 durch den in dem Rotorwickel 13 erzeugten Magnetfluss ausgebildet werden. Die beiden Polkerne 20 und 21 bestehen aus Eisen, weisen jeweils acht klauenförmige Magnetpole 22 und 23 auf, die an ihrem äußeren Umfangsrand in gleichem Abstand in Umfangsrichtung so angeordnet sind, dass sie in Axialrichtung vorstehen, und die Polkerne 20 und 21 sind an der Welle 6 einander zugewandt so befestigt, dass die klauenförmigen Magnetpole 22 und 23 ineinander greifen. Weiterhin sind Gebläse 5 am ersten und zweiten Ende in Axialrichtung des Rotors 7 vorgesehen.
  • Einlassöffnungen 1a und 2a sind an Endoberflächen in Axialrichtung der vorderen Stütze 1 und der hinteren Stütze 2 angeordnet, und Auslassöffnungen 1b und 2b sind an zwei äußeren Außenumfangsschulterabschnitten der vorderen Stütze 1 und der hinteren Stütze 2 angeordnet, gegenüberliegend der Außenseite in Radialrichtung der Vorderend- und Hinterend-Wickelenden 16a bzw. 16b der Statorwicklung 16.
  • Wie aus den 2 bis 4 hervorgeht, weist der Stator 8 auf: einen zylindrischen Statorkern 15, der als laminierter Kern ausgebildet ist, der eine Anzahl an Nuten 15a aufweist, die sich in Axialrichtung mit einem vorbestimmten Abstand in Umfangsrichtung erstrecken; eine mehrphasige Statorwicklung 16, die auf den Statorkern 15 gewickelt ist; und Isolatoren 19, die in jeder der Nuten 15a angebracht sind, um die mehrphasige Statorwicklung 16 elektrisch gegenüber dem Statorkern 15 zu isolieren. Die mehrphasige Statorwicklung 16 weist eine Anzahl an Wicklungen auf, bei denen jeweils ein Leitungsstrang 30 außerhalb der Nuten 15a an Endoberflächen des Statorkerns 15 zurückgebogen ist, und wellenförmig so gewickelt ist, dass abwechselnd eine innere Schicht und eine äußere Schicht in Nuttiefenrichtung in Nuten 15a um eine vorbestimmte Anzahl an Nuten voneinander getrennt eingenommen werden. Hierbei ist der Statorkern 15 mit sechsundneunzig Nuten 15a in gleichem Abstand so versehen, dass zwei Gruppen von Dreiphasen-Statorwicklungsabschnitten 160 aufgenommen werden, so dass die Anzahl an Nuten, welche jede Phase der Wicklungsabschnitte aufnehmen, der Anzahl an Magnetpolen (sechzehn) in dem Rotor 7 entspricht. Ein langes Kupferdrahtmaterial mit rechteckigem Querschnitt, das beispielsweise mit einer Isolierbeschichtung 49 bedeckt ist, wird in den Leitungssträngen 30 eingesetzt.
  • Als nächstes wird die Wicklungskonstruktion einer Phase der Statorwicklungsgruppe 161 im Einzelnen unter Bezugnahme auf 5 erläutert.
  • Eine Phase der Statorwicklungsgruppe 161 besteht aus einem ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitt 31 bis 34, die jeweils aus einem Leitungsstrang 30 hergestellt sind. Der erste Wicklungsunterabschnitt 31 wird so hergestellt, dass wellenförmig ein Leitungsstrang 30 in jede sechste Nut gewickelt wird, von Nut-Nummer 1 bis 91, so dass abwechselnd eine erste Position von einer Außenumfangsseite aus und eine zweite Position von der Außenumfangsseite aus im Inneren der Nuten 15a eingenommen werden. Der zweite Wicklungsunterabschnitt 32 wird dadurch hergestellt, dass wellenförmig ein Leitungsstrang 30 in jede sechste Nut von der Nut-Nummer 1 bis zur Nut-Nummer 91 gewickelt wird, so dass abwechselnd die zweite Position von der Außenumfangsseite und die erste Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen werden. Der dritte Wicklungsunterabschnitt 33 wird so hergestellt, dass wellenförmig ein Leitungsstrang 30 in jede sechste Nut von der Nut-Nummer 1 bis zur Nut-Nummer 91 gewickelt wird, damit abwechselnd eine dritte Position von der Außenumfangsseite und eine vierte Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen werden. Der vierte Wicklungsunterabschnitt 32 wird dadurch hergestellt, dass wellenförmig ein Leitungsstrang 30 in jede sechste Nut von der Nut-Nummer 1 bis zur Nut-Nummer 91 gewickelt wird, so dass abwechselnd die vierte Position von der Außenumfangsseite und die dritte Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen werden. Die Leitungsstränge 30 werden so angeordnet, dass sie in einer Reihe von vier Strängen innerhalb jeder Nut 15a ausgerichtet sind, wobei die Längsrichtung ihrer rechteckigen Querschnitte in Radialrichtung ausgerichtet ist.
  • An einem ersten Ende des Statorkerns 15 werden ein erster Endabschnitt 31a des ersten Wicklungsunterabschnitts 31, der sich aus der Nut-Nummer 1 nach außen erstreckt, und ein zweiter Endabschnitt 33b des dritten Wicklungsunterabschnitts 33 verbunden, der sich nach außen von der Nut-Nummer 91 erstreckt, und darüber hinaus werden ein erster Endabschnitt 33a des dritten Wicklungsunterabschnitts 33, der sich von der Nut-Nummer 1 nach außen erstreckt, und ein zweiter Endabschnitt 31b des ersten Wicklungsabschnitts 31, der sich nach außen von der Nut-Nummer 91 erstreckt, verbunden, um zwei Windungen der Wicklung auszubilden.
  • An einem zweiten Ende des Statorkerns 15 werden ein erster Endabschnitt 32a des zweiten Wicklungsunterabschnitts 32, der sich aus der Nut-Nummer 1 nach außen erstreckt, und ein zweiter Endabschnitt 34b des vierten Wicklungsunterabschnitts 34, der sich nach außen von der Nut-Nummer 91 erstreckt, verbunden, und werden darüber hinaus ein erster Endabschnitt 34a des vierten Wicklungsunterabschnitts 34, der sich von der Nut-Nummer 1 nach außen erstreckt, und ein zweiter Endabschnitt 32b des zweiten Wicklungsunterabschnitts 32, der sich nach außen von der Nut-Nummer 91 erstreckt, verbunden, um zwei Windungen der Wicklung auszubilden.
  • Weiterhin wird ein Abschnitt des Leitungsstrangs 30 des zweiten Wicklungsunterabschnitts 32, der sich nach außen an dem ersten Ende des Statorkerns 15 aus den Nuten mit den Nummern 61 und 67 heraus erstreckt, durchgeschnitten, und wird ein Abschnitt des Leitungsstrangs 30 des ersten Wicklungsunterabschnitts 31, der sich nach außen an dem ersten Ende des Statorkerns 15 von den Nuten-Nummern 67 und 73 heraus erstreckt, ebenfalls durchgeschnitten. Ein erstes abgeschnittenes Ende 31c des ersten Wicklungsunterabschnitts 31 und ein erstes abgeschnittenes Ende 32c des zweiten Wicklungsunterabschnitts 32 werden miteinander verbunden, um eine Phase der Statorwicklungsgruppe 161 auszubilden, die vier Windungen aufweist, wobei der erste bis vierte Wicklungsunterabschnitt 31 bis 34 in Reihe geschaltet sind.
  • Weiterhin wird der Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten abgeschnittenen Ende 31c des ersten Wicklungsunterabschnitts 31 und dem ersten abgeschnittenen Ende 32c des zweiten Wicklungsunterabschnitts 32 zu einem Überbrückungsverbindungs-Verbindungsabschnitt, und wird ein zweites abgeschnittenes Ende 31d des ersten Wicklungsunterabschnitts 31 und ein zweites abgeschnittenes Ende 32d des zweiten Wicklungsunterabschnitts 32 zu einer Ausgangsleitung (O) bzw. zu einer Sternpunktleitung (N).
  • Insgesamt sechs Phasen von Statorwicklungsgruppen 161 werden entsprechend dadurch hergestellt, dass die Nuten 15a, in welche die Leitungsstränge 30 gewickelt werden, jeweils um eine Nut versetzt werden. Dann werden, wie in 6 gezeigt, drei Phasen jeder der Statorwicklungsgruppen 161 in Sternschaltung geschaltet, um die zwei Gruppen von Dreiphasen-Statorwicklungsabschnitten 160 auszubilden, und wird jeder der Dreiphasen-Statorwicklungsabschnitte 160 an seinen eigenen Gleichrichter 12 angeschlossen. Die Gleichrichter 12 werden parallel geschaltet, so dass deren abgegebene Gleichströme vereinigt werden.
  • Die Leitungsstränge 30, welche den ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitt 31 bis 34 bilden, werden daher jeweils wellenförmig so gewickelt, dass sie sich aus ersten Nuten 15a an Endoberflächen des Statorkerns 15 heraus erstrecken, umgelegt sind, und in zweite Nuten 15a eintreten, die sechs Nuten entfernt sind. Jeder der Leitungsstränge 30 ist darüber hinaus so gewickelt, dass abwechselnd die innere Schicht und die äußere Schicht relativ zur Nuttiefenrichtung (der Radialrichtung) in jeder sechsten Nut eingenommen werden.
  • Umkehrabschnitte 30a der Leitungsstränge 30 erstrecken sich nach außen von dem Statorkern 15 und sind umgelegt, um Wickelenden auszubilden. Die Umkehrabschnitte 30a, die im Wesentlichen dieselbe Form an beiden Enden in Axialrichtung des Statorkerns 15 aufweisen, sind voneinander in Umfangsrichtung und radial beabstandet, und sind ordentlich in zwei Reihen in Umfangsrichtung angeordnet, damit Wickelendgruppen 16a und 16b ausgebildet werden.
  • Als nächstes wird der Zusammenbau des Stators 8 unter Bezugnahme auf die 7 bis 16 erläutert.
  • Zuerst werden, wie in 7 gezeigt, zwölf lange Leitungsstränge 30 gleichzeitig in derselben Ebene abgebogen, um die Form eines Blitzes zu erzeugen. Dann wird eine Leitungsstranggruppe 35a, die in den 9A und 9B gezeigt ist, dadurch hergestellt, dass aufeinander folgend der Strang in rechtem Winkel, wie durch den Pfeil in 8 gezeigt, unter Verwendung einer Einspannvorrichtung abgebogen wird. Weiterhin wird eine Leitungsstranggruppe 35B, die Brückenverbindungen und Ausgangsleitungen aufweist, wie in den 10A und 10B gezeigt, auf entsprechende Art und Weise hergestellt. Die Leitungsstranggruppen 35A und 35B werden dann 10 Minuten lang bei 300 °C angelassen, so dass ein quaderförmiger Kern 36, in welchem die Leitungsstranggruppen 35A und 35B angebracht sind, einfach ringförmig ausgebildet werden kann.
  • Weiterhin wird, wie in 11 gezeigt, jeder Leitungsstrang 30 so ausgebildet, dass er in ein ebenes Muster gebogen wird, bei welchem gerade Abschnitte 30b, verbunden durch Umkehrabschnitte 30a, in einem Abstand von sechs Nuten (6P) ausgerichtet sind. Benachbarte gerade Abschnitte 30b sind um eine Entfernung gleich einer Breite (W) der Leitungsstränge 30 mit Hilfe der Umkehrabschnitte 30a versetzt. Die Leitungsstranggruppen 35A und 35B sind so aufgebaut, dass sechs Leitungsstrangpaare so angeordnet sind, dass sie um einen Abstand von einer Nut gegeneinander versetzt sind, wobei jedes Leitungsstangenpaar aus zwei Leitungssträngen 30 besteht, die mit dem voranstehend geschilderten Muster versehen sind, um einen Abstand von sechs Nuten versetzt sind, und so angeordnet sind, dass sich gerade Abschnitte 30b überlappen, wie in 12 gezeigt. Sechs Endabschnitte der Leitungsstränge 30 erstrecken sich jeweils nach außen von einer ersten und einer zweiten Seite am ersten und zweiten Ende der Leitungsstranggruppen 35A und 35B. Weiterhin sind die Umkehrabschnitte 30a so angeordnet, dass sie in Reihen an ersten und zweiten Seitenabschnitten der Leitungsstranggruppe 35A und 35B ausgerichtet sind.
  • Der quaderförmige Kern 36 wird, wie in den 13A und 13B gezeigt, so hergestellt, dass eine vorbestimmte Anzahl an Blechen aus SPCC-Material, welche trapezförmige Nuten 36a in einem vorbestimmten Abstand (einem elektrischen Winkel von 30°) aufweisen, zusammenlaminiert werden, und am äußeren Abschnitt mit einem Laser verschweißt werden. Darüber hinaus ist SPCC ein magnetisches Material.
  • Wie in 14A gezeigt, werden die Isolatoren 19 in den Nuten 36a des quaderförmigen Kerns 36 angebracht, und werden die geraden Abschnitte der beiden Leitungsstranggruppen 35A und 35B so eingeführt, dass sie innerhalb jeder der Nuten aufeinander gestapelt werden. Auf diese Weise werden die beiden Leitungsstranggruppen 35A und 35B in dem quaderförmigen Kern 36 angebracht, wie in 14B gezeigt. Hierbei werden gerade Abschnitte 30b der Leitungsstränge 30 in Gruppen von vier in Radialrichtung innerhalb der Nuten 36a aufgenommen, und werden elektrisch gegenüber dem quaderförmigen Kern 36 durch die Isolatoren 19 isoliert. Die beiden Leitungsstranggruppen 35A und 35B werden übereinander gestapelt, wenn sie in dem quaderförmigen Kern 36 angebracht werden, wie dies in 15 gezeigt ist.
  • Als nächstes wird der quaderförmige Kern 36 zusammengerollt, seine Enden aneinander angelegt, und miteinander verschweißt, um einen zylindrischen Kern 37 zu erhalten, wie dies in 14C gezeigt ist. Durch Zusammenrollen des quaderförmigen Kerns 36 nehmen die Nuten 36a (entsprechend den Nuten 15a in dem Statorkern) eine im Wesentlichen rechteckige Querschnittsform an, und werden Öffnungsabschnitte 36b der Nuten 36a (entsprechend Öffnungsabschnitten 15b der Nuten 15a) kleiner als die Nutbreitenabmessungen der geraden Abschnitte 30b. Dann werden die Endabschnitte jedes der Leitungsstränge 30 miteinander verbunden, auf Grundlage des in 5 gezeigten Verbindungsschemas, um eine Statorwicklungsgruppe 161 auszubilden. Dann wird der zylindrische Kern 37 in einen zylindrischen äußeren Kern 38 eingeführt, der aus laminiertem SPCC-Material besteht, und durch Schrumpfpassung damit vereinigt, um den in 16 gezeigten Statorkern 8 zu erhalten. Der vereinigte Körper, der aus dem zylindrischen Kern 37 und dem äußeren Kern 38 besteht, entspricht dem Statorkern 15.
  • Bei dem auf diese Art und Weise aufgebauten Kraftzeuggenerator wird elektrischer Strom von einer Batterie (nicht gezeigt) über die Bürsten 10 und die Schleifringe 9 dem Rotorwickler 13 zugeführt, wodurch ein Magnetfluss hervorgerufen wird. Die klauenförmigen Magnetpole 22 des ersten Polkerns 20 werden durch Nord-suchende (N) Pole durch diesen Magnetfluss magnetisiert, und die klauenförmigen Magnetpole 23 des zweiten Polkerns 21 werden mit Süd-suchenden (S) Polen magnetisiert. Gleichzeitig wird Drehmoment von der Brennkraftmaschine über den Riemen und die Riemenscheibe 4 auf die Welle 6 übertragen, so dass sich der Rotor 7 dreht. Auf diese Weise wird ein Drehmagnetfeld an die mehrphasige Statorwicklung 16 angelegt, wodurch eine elektromotorische Kraft in der mehrphasigen Statorwicklung 16 erzeugt wird. Diese elektromotorische Wechselkraft geht durch die Gleichrichter 12 hindurch und wird in Gleichstrom umgewandelt, wobei die Stärke der Spannung durch den Regler 18 eingestellt wird, und hierdurch wird die Batterie wieder aufgeladen.
  • Am hinteren Ende wird Außenluft von den Einlassöffnungen 2a eingesaugt, die gegenüberliegend den Kühlkörpern der Gleichrichter 12 und dem Kühlkörper 17 des Reglers 18 angeordnet sind, durch Drehung der Gebläse 5, und fließt entlang der Achse der Welle 6, wodurch die Gleichrichter 12 und der Regler 18 gekühlt werden, und wird dann in Zentrifugalrichtung durch die Gebläse 5 abgelenkt, wodurch die Wickelendgruppe 16b am hinteren Ende der mehrphasigen Statorwicklung 16 gekühlt wird, bevor die Luft über die Auslassöffnungen 2b nach außen abgegeben wird. Gleichzeitig wird am Vorderende Außenluft in Axialrichtung durch die Einlassöffnungen 1a infolge der Drehung der Gebläse 5 angesaugt, und wird dann in Zentrifugalrichtung durch die Gebläse 5 abgelenkt, wodurch die Wickelendgruppe 16a am Vorderende der mehrphasigen Statorwicklung 16 gekühlt wird, bevor die Luft nach außen durch die Auslassöffnungen 1b abgegeben wird.
  • Auf diese Weise weist bei der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung die mehrphasige Statorwicklung 16 drei Gruppen von Dreiphasen-Statorwicklungsabschnitten 160 auf, wobei jeder der Dreiphasen-Statorwicklungsabschnitte 160 so ausgebildet ist, dass drei Phasen der Statorwicklungsgruppen 161 in Wechselstromschaltung geschaltet sind. Weiterhin sind die Statorwicklungsgruppen 161 so ausgebildet, dass die ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitte 31 bis 34 in Reihe geschaltet sind. Der erste Wicklungsabschnitt 31 wird durch wellenförmiges Wickeln eines Leitungsstrangs 30 so hergestellt, dass abwechselnd die erste und die zweite Position von der Außenumfangsseite jeder sechsten Nut 15a eingenommen werden. Anders ausgedrückt, ist der erste Wicklungsunterabschnitt 31 durch wellenförmiges Wickeln eines Leitungsstrangs 30 so hergestellt, dass abwechselnd die innere Schicht und die äußere Schicht in Nuttiefenrichtung eingenommen werden. Entsprechend wird der zweite, dritte bzw. vierte Wicklungsunterabschnitt 32, 33 bzw. 34 ebenfalls durch wellenförmiges Wickeln einzelner Leitungsstränge 30 so hergestellt, dass abwechselnd innere und äußere Schichten in Nuttiefenrichtung eingenommen werden.
  • Da die ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitte 31 bis 34, welche die mehrphasige Statorwicklung 16 bilden, jeweils aus einem Leitungsstrang 30 (einer durchgehenden Leitung) bestehen, ist es nicht erforderlich, eine große Anzahl an kurzen Leitersegmenten 54 in den Statorkern 51 einzuführen, und Endabschnitte 54b miteinander durch Schweißen, Löten, usw. zu verbinden, wie dies bei dem herkömmlichen Stator 50 erforder lich war, was eine signifikante Verbesserung der Produktivität des Stators 8 ermöglicht.
  • Da die Wickelenden durch die Windungsabschnitte 30a der Leitungsstränge 30 gebildet werden, sind die einzigen Verbindungsstellen in den Wickelendgruppen 16a und 16b die ersten und zweiten Endabschnitte der ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitte 31 bis 34 sowie die Brückenverbindungs-Verbindungsabschnitte, wodurch die Anzahl an Verbindungen signifikant verringert wird. Da das Auftreten von Kurzschlussausfällen unterdrückt werden kann, welches beim Verlust der Isolierung infolge des Verbindungsvorgangs auftritt, kann eine bessere Isolierung erreicht werden. Darüber hinaus werden die Leiter nicht durch Schweißen erweicht, was die Steifigkeit des Stators insgesamt erhöht, und ermöglicht, magnetisches Rauschen zu verringern.
  • Die Wickelendgruppen 16a und 16b sind so ausgebildet, dass die Windungsabschnitte 30a in Reihen in Umfangsrichtung angeordnet sind. Verglichen mit den herkömmlichen Wickelendgruppen, bei denen die Endabschnitte 54b der Leitersegmente 54 miteinander verbunden waren, kann daher die Höhe verringert werden, um welche sich die Wickelendgruppen nach außen von dem Statorkern 15 erstrecken. Daher wird der Gebläsewindwiderstand in den Wickelendgruppen 16a und 16b verringert, was eine Verringerung von Gebläsewindgeräuschen infolge der Drehung des Rotors 7 ermöglicht. Die Wickel-Streureaktanz in den Wickelenden wird ebenfalls verringert, was die Ausgangsleistung und den Wirkungsgrad verbessert.
  • Da die Windungsabschnitte 30a so ausgebildet sind, dass die Leitungsstränge 30 zurück gebogen werden, sind die Windungsabschnitte 30a mit einer Isolierbeschichtung 49 abgedeckt, und wird Isolierung zwischen benachbarten Windungsabschnitten 30a sichergestellt. Auf diese Weise können die Spalte zwischen den Windungsabschnitten 30a kleiner ausgebildet werden, und kann der Raumfüllfaktor der Leitungsstränge 30 erhöht werden. Darüber hinaus wird, selbst wenn sich die Windungsabschnitte 30a gegenseitig stören, infolge von Schwingungen der Windungsabschnitte 30a, verhindert, dass sich die Windungsabschnitte 30a gegenseitig kurzschließen.
  • Vier Leitungsstränge 30 sind so angeordnet, dass sie in einer Reihe in einer Nut in Radialrichtung innerhalb jeder Nut 15a ausgerichtet sind, und die Windungsabschnitte 30a sind so angeordnet, dass sie in zwei Reihen in Umfangsrichtung ausgerichtet sind. Daher sind die Windungsabschnitte 30a, welche die Wickelendgruppen 16a und 16b bilden, in zwei Reihen in Radialrichtung unterteilt, was es ermöglicht, die Höhe zu verringern, um welche sich die Wickelendgruppen 16a und 16b von dem Statorkern 15 aus nach außen erstrecken. Dies führt dazu, dass der Gebläsewindwiderstand in den Wickelendgruppen 16a und 16b verringert wird, was eine Verringerung von Gebläsewindgeräuschen infolge der Drehung des Rotors 7 ermöglicht.
  • Die Windungsabschnitte 30a, die an den Endoberflächen des Statorkerns 15 umgelegt sind, verbinden jeweils zwei gerade Abschnitte 30b, die in unterschiedlichen Schichten in unterschiedlichen Nuten 15a sechs Nuten entfernt angeordnet sind, in Reihenschaltung. Da eine gegenseitige Störung zwischen den Wickelenden in jeder Phase unterdrückt wird, und der Raumfüllfaktor der Statorwicklung vergrößert ist, kann daher eine erhöhte Ausgangsleistung erreicht werden. Darüber hinaus kann jeder der Windungsabschnitte 30a einfach mit im Wesentlichen derselben Form ausgebildet werden. Da Unregelmäßigkeiten in Umfangsrichtung in radial inneren Randoberflächen der Wickel endgruppen 16a und 16b dadurch unterdrückt werden können, dass jeder der Windungsabschnitte 30a im Wesentlichen die gleiche Form aufweist, also durch Ausbildung der Windungsabschnitte 30a, welche die Wickelendgruppen 16a und 16b bilden, mit im Wesentlichen derselben Form in Umfangsrichtung, können Gebläsewindgeräusche verringert werden, die zwischen dem Rotor 7 und den Wickelendgruppen 16a und 16b hervorgerufen werden. Darüber hinaus wird die Streuinduktivität gleichmäßig, was die Ausgangsleistung stabilisiert. Da die Windungsabschnitte 30a in Umfangsrichtung beabstandet angeordnet sind, und die Räume zwischen den Windungsabschnitten 30a in Umfangsrichtung im Wesentlichen dieselbe Form aufweisen, wird darüber hinaus der Durchgang von Kühlluft im Innern der Wickelendgruppen 16a und 16b erleichtert, was die Kühlung verbessert, und Geräusche infolge einer gegenseitigen Störung zwischen der Kühlluft und den Wickelenden verringert.
  • Da die Windungsabschnitte 30a im Wesentlichen dieselbe Form aufweisen und in zwei Reihen in Umfangsrichtung angeordnet sind, erfolgt eine gleichmäßige Wärmeabstrahlung von jedem der Windungsabschnitte 30a, und ist darüber hinaus auch eine gleichmäßige Wärmeabstrahlung von jeder der Wickelendgruppen 16a und 16b vorhanden. Daher wird Wärme, die in der mehrphasigen Statorwicklung 16 erzeugt wird, gleichmäßig von jedem der Windungsabschnitte 30a abgestrahlt, und gleichmäßig von beiden Wickelendgruppen 16a und 16b abgestrahlt, was die Kühlung der mehrphasigen Statorwicklung 16 verbessert. Da Temperaturanstiege in der mehrphasigen Statorwicklung 16 infolge der verbesserten Kühlung der mehrphasigen Statorwicklung 16 unterdrückt werden, wird eine Beeinträchtigung der Isolierbeschichtung 49 unterdrückt, und wird die Isolierung verbessert.
  • Da der Abstand der Nuten, in welche die Leitungsstränge 30 gewickelt sind, dem Abstand zwischen den Nord-suchenden und den Süd-suchenden Polen (N, S) des Rotors 7 entspricht, ist die Wicklung eine Wicklung mit vollem Abstand, was eine hohe Ausgangsleistung ermöglicht.
  • Da die Abmessungen der Öffnungsabschnitte 15b der Nuten 15a so gewählt sind, dass sie kleiner sind als die Abmessungen der Leitungsstränge 30 in Richtung der Breite der Nuten 15a, wird verhindert, dass die Leitungsstränge 30 aus den Nuten 15a radial nach innen herausfallen, und können Geräusche an den Öffnungsabschnitten 15b infolge einer gegenseitigen Störung mit dem Rotor 7 verringert werden.
  • Da die geraden Abschnitte 30b einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, passt die Querschnittsform der geraden Abschnitte 30b ordnungsgemäß in die Form der Nuten 15a, wenn die geraden Abschnitte 30b im Innern der Nuten 15a aufgenommen werden. Daher kann der Raumfüllfaktor der Leitungsstränge 30 innerhalb der Nuten 15a einfach erhöht werden, was eine verbesserte Wärmeübertragung von den Leitungssträngen 30 zum Statorkern 15 ermöglicht. Hierdurch wird der Raumfüllfaktor in den Nuten erhöht, was die Ausgangsleistung und den Wirkungsgrad verbessert. Darüber hinaus wird die Berührungsoberflächenfläche zwischen den Leitungssträngen 30 und dem Statorkern 15 vergrößert, wird das Wärmeleitvermögen erhöht, und wird die Temperatur der mehrphasigen Statorwicklung 16 verringert. Darüber hinaus wird auch eine Bewegung der Leitungsstränge 30 in den Nuten 15a verhindert, und eine Beschädigung der Isolierbeschichtung 49 unterdrückt. Bei der Ausführungsform 1 weisen die geraden Abschnitte 30b einen rechteckigen Querschnitt auf, jedoch kann die Querschnittsform der geraden Abschnitte 30b jede im Wesentlichen rechteckige Form sein, die ordentlich in die im Wesentlichen rechteckige Form der Nuten passt. Diese im Wesentlichen rechteckige Form ist nicht auf eine echt rechteckige Form beschränkt und kann eine quadratische Form sein, eine Form, die aus vier ebenen Oberflächen und abgerundeten Ecken besteht, oder eine länglich-elliptische Form, bei welcher die kurze Seite eines Rechtecks bogenförmig ausgebildet ist, und dergleichen.
  • Da die Leitungsstränge 30 einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, wird die Oberfläche, die Wärme von den Windungsabschnitten 30a abstrahlt, welche die Wickelenden bilden, erhöht, wodurch wirksam Wärme abgestrahlt wird, die von der mehrphasigen Statorwicklung 16 erzeugt wird, und die Temperatur der mehrphasigen Statorwicklung 16 verringert wird. Darüber hinaus wird eine Bewegung der Leitungsstränge 30 in den Nuten 15a verhindert, und eine Beschädigung der Isolierbeschichtung 49 unterdrückt. Darüber hinaus können, durch Anordnen der langen Seiten des rechteckigen Querschnitts parallel zur Radialrichtung, Spalte zwischen den Windungsabschnitten 30b sichergestellt werden, wodurch ermöglicht wird, dass die Kühlluft ins Innere der Wickelendgruppen 16a und 16b hineingelangt, und den Gebläsewindwiderstand in Radialrichtung zu verringern. Bei der Ausführungsform 1 weisen die Leitungsstränge 30 einen rechteckigen Querschnitt auf, jedoch ist die Querschnittsform der Leitungsstränge 30 nicht auf einen rechteckigen Querschnitt beschränkt, und kann jede im Wesentlichen flache Form sein, beispielsweise eine länglich-elliptische Form oder dergleichen.
  • Der Rotor 7 weist sechzehn Magnetpole auf, und sechsundneunzig (96) Nuten 15a sind in gleichem Abstand in dem Statorkern 15 vorhanden. Da die Leitungsstränge 30 wellenförmig in jede sechste Nut 15a gewickelt werden, entspricht der Abstand der Nuten, in welche die Leitungsstränge 30 gewickelt werden, dem Abstand zwischen den Nord-suchenden und den Süd-suchenden Polen des Rotors 7. Daher kann ein maximales Drehmoment erhalten werden, was es ermöglicht, eine erhöhte Ausgangsleistung zu erzielen.
  • Da die Anzahl an Nuten 15a, welche die mehrphasige Statorwicklung 16 aufnehmen, zwei pro Pol pro Phase betragen kann, nimmt die Anzahl an Windungsabschnitten 30a proportional zu, was die Wärmeabstrahlung von den Wickelenden verbessert. Auf diese Weise wird die Temperatur der mehrphasigen Statorwicklung 16 verringert, wird eine Beeinträchtigung der Isolierbeschichtung 49 unterdrückt, und wird die Isolierung signifikant verbessert.
  • Da die Windungsabschnitte 30a mit einer Isolierbeschichtung 49 versehen sind, werden Kurzschlüsse in den Windungsabschnitt 30a selbst dann verändert, wenn der Abstand zwischen benachbarten Windungsabschnitten 30a verkleinert wird. Daher kann die Isolierung sichergestellt werden, selbst wenn die Statorwicklungen 16 auf den Statorkern 15 gewickelt sind, in welchen sechsundneunzig Nuten 15a angeordnet sind.
  • Wie in 6 gezeigt, sind drei Gruppen von Dreiphasen-Statorwicklungsabschnitten 160 vorgesehen, mittels Sternschaltung von drei Statorwicklungsgruppen 161, die jeweils durch Reihenschaltung der ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitte 31 bis 34 entstehen, und ist jede dieser zwei Gruppen von Dreiphasen-Statorwicklungsabschnitten 160 an ihren eigenen Gleichrichter 12 angeschlossen, und sind darüber hinaus die Ausgänge der beiden Gleichrichter 12 parallel geschaltet. Die von den Dreiphasen-Statorwicklungsabschnitten 160, die jeweils vier Windungen aufweisen, abgegebenen Gleichströme können daher vereinigt und abgezogen werden, was es ermöglicht, Beeinträchtigungen der Leistungsabgabe im Bereich niedriger Drehzahlen auszuschalten. Da kein Strom von einer Phase der Wicklung in eine andere fließt, tritt darüber hinaus keine Temperaturbeeinträchtigung der Wicklung auf. Daher wird die Temperatur der mehrphasigen Statorwicklung verringert, wird eine Beeinträchtigung der Isolierbeschichtung 49 unterdrückt, und wird die Isolierung signifikant verbessert.
  • Da die beiden Leitungsstranggruppen 35A und 35B, die aus durchgehender Leitung bestehen, in zwei Reihen ausgerichtet werden können, und in die Nuten 15a des Statorkerns 15 eingeführt werden können, wird der Zusammenbau signifikant verbessert, im Vergleich zum Stand der Technik, bei dem eine große Anzahl von Leitersegmenten 54 einzeln in die Nuten eingeführt wird.
  • Eine Zunahme der Anzahl an Windungen in der mehrphasigen Statorwicklung kann einfach so durchgeführt werden, dass die geraden Abschnitte 30b der Leitungsstranggruppen 35 (35A und 35B), die aus durchgehenden Leitungssträngen bestehen, ausgerichtet werden, und so installiert werden, dass sie übereinander gestapelt sind.
  • Der Stator 8 gemäß Ausführungsform 1 kann so hergestellt werden, dass die Leitungsstranggruppen 35, die aus durchgehender Leitung bestehen, in den Nuten 36a in dem quaderförmigen Kern 36 durch die Öffnungsabschnitte 36b eingeführt werden, und dann der quaderförmige Kern 36 in eine Ringform gerollt wird. Da die Öffnungsabmessungen der Öffnungsabschnitte 36b der Nuten 36a größer gewählt werden können als die Abmessungen der Leitungsstränge 30 in Richtung der Breite der Nuten, wird da her der Vorgang des Einführens der Leitungsstranggruppen 35 verbessert. Da die Öffnungsabmessungen der Öffnungsabschnitte 36b des quaderförmigen Kerns 36 kleiner gewählt werden können als die Abmessungen der Leitungsstränge 30 in Richtung der Breite der Nuten, wenn der quaderförmige Kern 36 zusammengerollt wird, wird der Raumfüllfaktor vergrößert, was eine Verbesserung der Ausgangsleistung ermöglicht. Darüber hinaus wird selbst dann, wenn die Anzahl an Nuten erhöht wird, die Produktivität des Stators nicht beeinträchtigt.
  • Da die Höhe der Wickelendgruppen 16a und 16b gering ist, und nicht viele Verbindungsabschnitte vorhanden sind, werden Geräusche verringert, die durch gegenseitige Störung zwischen den Wickelendgruppen 16a und 16b und der Kühlluft hervorgerufen werden, die von den Gebläsen 5 infolge der Drehung des Rotors 7 erzeugt wird. Da die Höhe der Wickelendgruppen 16a und 16b gering ist, wird Gebläsewindwiderstand gegen die Kühlluft verringert, und wird die Kühlung des Rotors und des Gleichrichters verbessert. Da die Geschwindigkeit der Kühlluft an der Auslassseite des Gebläses 5 unter Verwendung des Gebläses 5 als Kühlvorrichtung erhöht wird, nimmt die Temperatur der Wickelenden ab, was den Wickelwiderstand verringert. Da die Form beider Wickelendgruppen 16a und 16b im Wesentlichen gleich ist, und die Gebläse 5 an beiden Enden des Rotors 7 angeordnet sind, werden die Wickelendgruppen 16a und 16b ausgeglichen gekühlt, wodurch die Temperatur der Statorwicklung gleichmäßig und wesentlich verringert wird. Daher wird die Temperatur der mehrphasigen Statorwicklung verringert, und wird eine Beeinträchtigung der Isolierbeschichtung 49 unterdrückt, wodurch die Isolierung signifikant verbessert wird.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die Gebläse 5 nicht an beiden Enden des Rotors 7 angeordnet sein müssen, und sie auch unter Berücksichtigung der Positionen der Statorwicklung oder der Gleichrichter angeordnet werden können, welche Körper darstellen, die beträchtliche Wärme erzeugen. So können beispielsweise die Wickelenden der Statorwicklung, welche Körper darstellen, die beträchtliche Wärme erzeugen, an der Auslassseite eines Gebläses mit einer hohen Kühlgeschwindigkeit angeordnet sein, und kann das Gebläse an einem Endabschnitt des Rotors an jenem Ende angeordnet sein, an welchem sich die Gleichrichter befinden. Weiterhin kann bei Anbringung an einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine, da die Riemenscheibe normalerweise mit der Kurbelwelle mit Hilfe eines Riemens verbunden ist, das Gebläse an dem Ende entfernt von der Riemenscheibe angeordnet sein, so dass die vom Gebläse abgegebene Kühlluft nicht den Riemen beeinträchtigt. Weiterhin weisen Schulterabschnitte der klauenförmigen Magnetpole des Rotors eine Windförderwirkung auf, und können als Kühlvorrichtung eingesetzt werden.
  • Da die Richtung der Schrägstellung der Leitungsstränge 30, welche die Innenumfangsseite der Wickelendgruppe 16a bilden, parallel zur Richtung der Schrägstellung der Leitungsstränge 30 verläuft, welche die Innenumfangsseite der Wickelendgruppe 16b bilden, wendet sich der Fluss in Axialrichtung der Kühlluft durch das Gehäuse 3 entlang der Richtung der Schrägstellung der Leitungsstränge 30. Der Fluss in Axialrichtung der Kühlluft, die durch die Drehung des Rotors 7 erzeugt wird, wird auf diese Art und Weise gesteuert.
  • Anders ausgedrückt wird der Fluss in Axialrichtung der Kühlluft verbessert, wenn die Leitungsstränge 30, welche die Innenumfangsseite der Wickelendgruppen 16a und 16b bilden, schräg entlang der Richtung verlaufen, die sich aus der Kombination einer Komponente der Kühlluft in Richtung der Drehung des Rotors 7 und einer Komponente des Flusses in Axialrichtung der Kühlluft zusammensetzt. Da der Rotorwickel 13 wirksam gekühlt wird, nimmt daher die Temperatur des Rotorwickels 13 ab, was eine Erhöhung des Feldstroms ermöglicht, und eine Verbesserung der Ausgangsleistung. Da die Leitungsstränge 30, welche die Innenumfangsseite der Wickelendgruppen 16a und 16b bilden, entlang der Komponente des Flusses in Axialrichtung der Kühlluft schräg verlaufen, werden in diesem Fall Gebläsewindgeräusche infolge gegenseitiger Störungen ebenfalls verringert.
  • Wenn andererseits die Leitungsstränge 30, welche die Innenumfangsseite der Wickelendgruppen 16a und 16b bilden, schräg entlang der Richtung verlaufen, die sich aus der Kombination einer Komponente der Kühlluft in Richtung der Drehung des Rotors 7 und einer Komponente gegen den Fluss in Axialrichtung der Kühlluft ergibt, wird der Fluss in Axialrichtung der Kühlluft verringert. Auf diese Weise wird das Ausmaß der radial nach innen abgegebenen Kühlluft erhöht, wodurch die Kühlung der Wickelenden verbessert wird, die an der Auslassseite liegen.
  • Da die Längs in Axialrichtung des Stators 8 einschließlich der Wickelenden kürzer ist als jene der Polkerne 20 und 21, lässt sich ein kompakter Aufbau erzielen. Wenn Gebläse 5 an beiden Endabschnitten des Rotors 7 angeordnet sind, wird der Gebläsewindwiderstand signifikant verringert, da keine Wickelenden an der Auslassseite der Gebläse vorhanden sind, wodurch Gebläsewindgeräusche verringert werden, und Temperaturanstiege in inneren Teilen unterdrückt werden, welche eine Kühlung benötigen, beispielsweise bei den Gleichrichtern 12.
  • Die Anzahl an Nuten, welche die mehrphasige Statorwicklung 16 aufnehmen, beträgt zwei pro Pol pro Phase, und es sind zwei Dreiphasen-Statorwicklungsabschnitte 160 vorgesehen, die jeweils der Anzahl an Nuten pro Pol pro Phase entsprechen. Daher kann das magneto-motorische Signal so ausgebildet werden, dass es ein sinusförmiges Signal approximiert, wodurch höherharmonische Komponenten verringert werden, und eine stabile Ausgangsleistung sichergestellt wird. Da die Anzahl an Nuten 15a erhöht ist, sind Zähne in dem Statorkern 15 schlank, wodurch Streumagnetismus durch Zähne verringert wird, welche die gegenüberliegenden, klauenförmigen Magnetpole 22 und 23 überspannen, wodurch Pulsationen der Ausgangsleistung unterdrückt werden können. Da eine größere Anzahl an Nuten 15a eine entsprechend größere Anzahl an Windungsabschnitten 30a bedeuten, wird darüber hinaus die Wärmeabstrahlung von den Wickelendgruppen verbessert.
  • Da die Nuten 15a und die Öffnungsabschnitte 15b so angeordnet sind, dass sie gleichmäßig um einen elektrischen Winkel von 30° beabstandet sind, können magnetische Pulsationen verringert werden, die zu Erregerkräften führen, die magnetisches Rauschen hervorrufen.
  • Die durchgezogene Linie in 17 gibt die gemessene Ausgangsleistung für den Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 1 an. Darüber hinaus wurden der Rotor 7 und der Stator 8 folgendermaßen hergestellt:
  • (1) Rotorform
  • Der verwendete Rotor 7 wies sechzehn Pole auf, eine Kernlänge von 56 mm, und einen Außendurchmesser von 105,3 mm.
  • (2) Statorform
  • Der Stator 8 wies einen zylindrischen Statorkern 15 auf, und eine mehrphasige Statorwicklung 16, die aus zwei Gruppen von Leitungsstranggruppen 35 (35A und 35B) bestand, bei welcher die Axiallänge des Statorkerns 15 gleich 36 mm war, und die Statorlänge einschließlich der Wickelenden 50 mm betrug.
  • Sechsundneunzig Nuten 15a waren in dem Statorkern 15 in einem gleichmäßigen Abstand von 3,75° entsprechend einem elektrischen Winkel von 30° angeordnet. Die inneren Wände der Nuten waren im Wesentlichen rechteckförmig mit parallelen Seitenoberflächen, die Entfernung zwischen den Seitenoberflächen betrug 1,9 mm, und die Tiefe der Nuten betrug 11 mm. Die Öffnungsbreite 15b der Nuten 15a betrug 1,2 mm, die Kernrückseite betrug 3,6 mm, und die Dicke in Radialrichtung der Zahnendabschnitte betrug 0,4 mm. Weiterhin waren Isolatoren 19 mit einer Dicke von 140 μm zwischen den Nuten 15a und den Leitungssträngen 30 angeordnet.
  • Der Statorkern 15 wurde dadurch hergestellt, dass ein zylindrischer Kern 37 in einen zylindrischen, äußeren Kern 36 eingeführt wurde, dann die beiden Kerne 37 und 38 durch Schrumpfsitz vereinigt wurden, und wies einen Außendurchmesser von 136 mm und einen Innendurchmesser von 106 mm auf. Der zylindrische Kern 37 wurde dadurch hergestellt, dass die Endabschnitte eines quaderförmigen Kerns 36 zusammengerollt und verschweißt wurden, der durch Laminieren von SPCC-Material mit einer Plattendicke von 0,35 mm und Laserschweißen am Außenabschnitt hergestellt wurde. Die Öffnungsbreite der Öffnungsabschnitte 36b der Nuten 36a des quaderförmigen Kerns 36 betrug 2,0 mm, und die Breite der Kernrückseite betrug 1,0 mm. Um das Aufrollen zu erleichtern, waren Nuten mit einer Tiefe von 0,5 mm in den Zentren der Kernrückabschnitte der Nuten 36a angeordnet.
  • Der äußere Kern wurde durch Zusammenrollen und Verschweißen der Endabschnitte eines laminierten Körpers hergestellt, der durch Laminieren von SPCC-Material mit einer Plattendicke von 0,5 mm und einer Breite von 2,6 mm hergestellt wurde, und durch Laserschweißen von dessen Außenabschnitt.
  • Kupferleitungsmaterial mit einer Dicke von 1,4 mm und einer Breite von 2,4 mm wurde als jeder der Leitungsstränge 30 eingesetzt, welche die Leitungsstranggruppen 35 bildeten. Darüber hinaus wurden Eckabschnitte zu einer Kurve mit einem Radius von 0,4 mm abgerundet.
  • Ausführungsform 2
  • 18 ist eine Endansicht, welche Verbindungen in einer Phase der Statorwicklungsgruppe bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung erläutert.
  • In 18 wird eine Phase der Statorwicklungsgruppe 161A durch erste bis vierte Wicklungsunterabschnitte 41 bis 44 gebildet, die jeweils aus einem Leitungsstrang 40 bestehen. Bei den Leitungssträngen 40 wird beispielsweise Kupferdrahtmaterial mit rechteckigem Querschnitt eingesetzt, das mit einer Isolierbeschichtung 49 abgedeckt ist.
  • Der erste Wicklungsunterabschnitt 41 wird durch wellenförmiges Wickeln eines Leitungsstrangs 40 in jede sechste Nut von Nut-Nummer 1 bis -Nummer 91 hergestellt, so dass er abwechselnd eine erste Position von einer Außenumfangsseite und ei ne vierte Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a einnimmt. Der zweite Wicklungsunterabschnitt 42 wird durch wellenförmiges Wickeln eines Leitungsstrangs 40 in jede sechste Nut von der Nut-Nummer 1 bis Nummer 91 so hergestellt, dass abwechselnd die vierte Position von der Außenumfangsseite und die erste Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen wird. Der dritte Wicklungsunterabschnitt 43 wird durch wellenförmiges Wickeln eines Leitungsstrangs 40 in jede sechste Nut von der Nut-Nummer 1 bis Nummer 91 so hergestellt, dass abwechselnd eine zweite Position von der Außenumfangsseite und eine dritte Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen wird. Der vierte Wicklungsunterabschnitt 42 wird durch wellenförmiges Wickeln eines Leitungsstrangs 40 in jede sechste Nut von der Nut-Nummer 1 bis Nummer 91 so hergestellt, dass abwechselnd die dritte Position von der Außenumfangsseite und die zweite Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen wird. Die Leitungsstränge 40 sind so angeordnet, dass sie in einer Reihe von vier Strängen innerhalb jeder Nut 15a ausgerichtet sind, wobei die Längsrichtung ihrer rechteckigen Querschnitte in Radialrichtung ausgerichtet ist.
  • An einem ersten Ende des Statorkerns 15 werden ein erster Endabschnitt 41a des ersten Wicklungsunterabschnitts 41, der sich nach außen von der Nut-Nummer 1 erstreckt, und ein zweiter Endabschnitt 44b des vierten Wicklungsunterabschnitts 44 verbunden, der sich nach außen von der Nut-Nummer 91 erstreckt, und darüber hinaus werden ein erster Endabschnitt 44a des vierten Wicklungsunterabschnitts 44, der sich nach außen von der Nut-Nummer 1 erstreckt, und ein zweiter Endabschnitt 41b des ersten Wicklungsunterabschnitts 41 verbunden, der sich nach außen von der Nut-Nummer 91 erstreckt, um zwei Windungen der Wicklung zu bilden.
  • An einem zweiten Ende des Statorkerns 15 werden ein erster Endabschnitt 42a des zweiten Wicklungsunterabschnitts 42, der sich nach außen von der Nut-Nummer 1 erstreckt, und ein zweiter Endabschnitt 43b des dritten Wicklungsunterabschnitts 43 verbunden, der sich nach außen von der Nut-Nummer 91 erstreckt, und darüber hinaus werden ein erster Endabschnitt 43a des dritten Wicklungsunterabschnitts 43, der sich nach außen von der Nut-Nummer 1 erstreckt, und ein zweiter Endabschnitt 42b des zweiten Wicklungsunterabschnitts 42, der sich nach außen von der Nut-Nummer 91 erstreckt, verbunden, um zwei Windungen der Wicklung auszubilden.
  • Weiterhin wird ein Abschnitt des Leitungsstrangs 40 des zweiten Wicklungsunterabschnitts 42, der sich nach außen am ersten Ende des Statorkerns 15 von den Nuten mit den Nummern 61 und 67 erstreckt, durchschnitten, und wird ein Abschnitt des Leitungsstrangs 40 des ersten Wicklungsunterabschnitts 41, der sich nach außen am ersten Ende des Statorkerns 15 von den Nuten mit den Nummern 67 und 73 erstreckt, ebenfalls durchschnitten. Ein erstes abgeschnittenes Ende 41c des ersten Wicklungsunterabschnitts 41 und ein erstes abgeschnittenes Ende 42c des zweiten Wicklungsunterabschnitts 42 werden verbunden, um eine Phase der Statorwicklungsgruppe 161A auszubilden, die vier Windungen aufweist, wobei der erste bis vierte Wicklungsunterabschnitt 41 bis 44 in Reihe geschaltet sind.
  • Weiterhin wird der Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten abgeschnittenen Ende 41c des ersten Wicklungsunterabschnitts 41 und dem ersten abgeschnittenen Ende 42c des zweiten Wick lungsunterabschnitts 42 ein Brückenverbindungs-Verbindungsabschnitt, und wird ein zweites abgeschnittenes Ende 41d des ersten Wicklungsunterabschnitts 41 bzw. ein zweites abgeschnittenes Ende 42d des zweiten Wicklungsunterabschnitts 42 zu einer Ausgangsleitung (O) bzw. zu einer Sternpunktleitung (N).
  • Insgesamt sechs Phasen von Statorwicklungsgruppen 161A werden entsprechend hergestellt, durch Versetzen der Nuten 15a, in welche die Leitungsstränge 40 gewickelt werden, um jeweils eine Nut. Dann werden, wie bei der voran stehenden Ausführungsform 1, drei Phasen jeder der Statorwicklungsgruppen 161A in Sternschaltung geschaltet, um die beiden Gruppen von Dreiphasen-Statorwicklungsabschnitten auszubilden, und wird jeder der Dreiphasen-Statorwicklungsabschnitte an seinen eigenen Gleichrichter 12 angeschlossen. Die Gleichrichter 12 sind parallel geschaltet, so dass die von ihnen abgegebenen Gleichströme vereinigt werden.
  • Als nächstes wird der Zusammenbau eines Stators 8A unter Bezugnahme auf die 19 bis 24 erläutert.
  • Zuerst wird eine kleine Leitungsstranggruppe 45 durch Biegen von zwölf langen Leitungssträngen 40 hergestellt, wie in 19 gezeigt. Wie aus 20 hervorgeht, wird jeder Leitungsstrang 40 so ausgeformt, dass er in ein ebenes Muster gebogen wird, bei welchem gerade Abschnitte 40b, verbunden durch Windungsabschnitte 40a, in einem Abstand von sechs Nuten (6P) ausgerichtet sind. Benachbarte gerade Abschnitte 40b sind um eine Entfernung entsprechend einer Breite (W) der Leitungsstränge 40 mit Hilfe der Windungsabschnitte 40a versetzt.
  • Die kleine Leitungsstranggruppe 45 wird so ausgebildet, dass sechs kleine Leitungsstrangpaare so angeordnet werden, dass sie um einen Abstand von einer Nut gegeneinander versetzt sind, wobei jedes kleine Leitungsstrangpaar aus zwei Leitungssträngen 40 besteht, die das voranstehend geschilderte Muster aufweisen, um einen Abstand von sechs Nuten versetzt sind, und so angeordnet sind, dass sich gerade Abschnitte 40b überlappen, wie in 21 gezeigt ist. Sechs Endabschnitte der Leitungsstränge 40 erstrecken sich jeweils nach außen von einer ersten und einer zweiten Seite an einem ersten und einem zweiten Ende der kleinen Leitungsstranggruppe 45. Weiterhin sind die Windungsabschnitte 40a so angeordnet, dass sie in Reihen auf ersten und zweiten Seitenabschnitten der kleinen Leitungsstranggruppe 45 ausgerichtet sind.
  • Dann wird, obwohl dies nicht dargestellt ist, eine große Leitungsstranggruppe durch Biegen zwölf langer Leitungsstränge 400 hergestellt. Wie in 22 gezeigt, wird jeder Leitungsstrang 400 so ausgebildet, dass er in ein ebenes Muster gebogen wird, bei welchem gerade Abschnitte 40b, die durch Windungsabschnitte 400a verbunden sind, in einem Abstand von sechs Nuten (6P) ausgerichtet sind. Benachbarte gerade Abschnitte 40b sind versetzt um im Wesentlichen das Doppelte der Breite (2W) der Leitungsstränge 400, mit Hilfe der Windungsabschnitte 400a. Weiterhin ist der Innendurchmesser der Windungsabschnitte 400a der Leitungsstränge 400, welche die große Leitungsstranggruppe bilden, so gewählt, dass er im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser (W) der Windungsabschnitte 40a der Leitungsstränge 40 ist, welche die kleine Leitungsstranggruppe 45 bilden.
  • Die große Leitungsstranggruppe wird so ausgebildet, dass sechs große Leitungsstrangpaare so angeordnet werden, dass sie um einen Abstand von einer Nut gegeneinander versetzt sind, wobei jedes großes Leitungsstrangpaar aus zwei Leitungssträngen 400 besteht, die das voranstehend geschilderte Muster aufweisen, um einen Abstand von sechs Nuten versetzt sind, und so angeordnet sind, dass sich gerade Abschnitte 400b überlappen, wie in 23 gezeigt ist. Sechs Endabschnitte der Leitungsstränge 400 erstrecken sich jeweils von einer ersten und einer zweiten Seite heraus aus einem ersten und einem zweiten Ende der großen Leitungsstranggruppe. Weiterhin sind die Windungsabschnitte 400a so angeordnet, dass sie in Reihen an ersten und zweiten Seitenabschnitten der großen Leitungsstranggruppe ausgerichtet sind.
  • Weiterhin sind die Leitungsstränge 400 in der großen Leitungsstranggruppe identisch zu den Leitungssträngen 40 in der kleinen Leitungsstranggruppe 45. Abgesehen von Unterschieden in Bezug auf den Durchmesser der Windungsabschnitte 400a, das Ausmaß der Versetzung der geraden Abschnitte 400b, und die Biegerichtung der Windungsabschnitte, weist die große Leitungsstranggruppe die gleiche Konstruktion auf wie die kleine Leitungsstranggruppe 45.
  • Als nächstes wird die kleine Leitungsstranggruppe 45 mit dem geschilderten Aufbau ins Innere der großen Leitungsstranggruppe eingeführt, um eine Doppel-Leitungsstranggruppe zu erhalten. Zu diesem Zeitpunkt sind in der Doppel-Leitungsstranggruppe die Windungsabschnitte 400a der großen Leitungsstranggruppe so angeordnet, dass sind die Windungsabschnitte 40a der kleinen Leitungsstranggruppe 45 umgeben, und sie die geraden Abschnitte 400b der großen Leitungsstranggruppe an beiden Seiten der geraden Abschnitte 40b der kleinen Leitungsstranggruppe angeordnet, wie in 24 gezeigt ist. Weiterhin zeigt 24 einen Teil der ersten Wicklungsunterabschnitte 41 bis 44, welche eine Phase der Statorwicklungsgruppe bilden.
  • Als nächstes werden, obwohl dies nicht dargestellt ist, Isolatoren 19 in den Nuten 36a des quaderförmigen Kerns 36 angebracht, und wird die Doppel-Leitungsstranggruppe in dem quaderförmigen Kern 36 durch Einführen der geraden Abschnitte 40b und 400b der Doppel-Leitungsstranggruppe in jede der Nuten 36a installiert. Auf diese Weise werden die geraden Abschnitte 40b und 400b der Leitungsstränge 40 und 400 in Gruppen von vier in Radialrichtung in den Nuten 36a aufgenommen, und werden elektrisch gegenüber dem quaderförmigen Kern 36 durch die Isolatoren 19 isoliert.
  • Daraufhin wird der quaderförmige Kern 36 zusammengerollt, seine Enden zur Anlage aneinander gebracht, und mittels Laser verschweißt, um einen zylindrischen Kern 37 zu erhalten. Dann wird die mehrphasige Statorwicklung 16A durch Verbinden der Endabschnitte der Leitungsstränge 40 und 400 auf Grundlage der in 18 gezeigten Schaltung ausgebildet. Dann wird der zylindrische Kern 37 in einen zylindrischen äußeren Kern 38 eingeführt, der aus laminiertem SPCC-Material besteht, und werden die Kerne mittels Schrumpfsitz vereinigt, um den in den 25 bis 27 gezeigten Stator 8A zu erhalten.
  • Bei dem auf die geschilderte Art und Weise ausgebildeten Stator 8A werden die Leitungsstränge 40 und 400, welche die ersten bis vierten Wickungsunterabschnitte 41 bis 44 bilden, jeweils wellenförmig so gewickelt, dass sie sich aus ersten Nuten 15a an Endoberflächen des Statorkerns 15 erstrecken, umgelegt sind, und in zweite Nuten 15a sechs Nuten entfernt hineingehen. Dann erstrecken sich die Windungsabschnitte 40a und 400a der Leitungsstränge 40 und 400 nach außen von dem Statorkern 15 und sind umgelegt, um Wickelenden auszubilden. Die Windungsabschnitte 40a und 400a, die so ausgebildet sind, dass die Windungsabschnitte 400a der großen Leitungsstranggruppe die Windungsabschnitte 40a der kleinen Leitungsstranggruppe 45 umgeben, sind ordentlich in Umfangsrichtung angeordnet, um Wickelendabschnitte 16a und 16b auszubilden.
  • Daher können dieselben Auswirkungen wie bei der Ausführungsform 1 bei der Ausführungsform 2 erzielt werden.
  • Da bei der Ausführungsform 2 die Windungsabschnitte 40a und 400a stapelförmig in zwei Schichten angeordnet sind, und in Reihen in Umfangsrichtung angeordnet sind, wird die Wickelendhöhe um die Breite eines Leitungsstrangs erhöht, jedoch wird der Abstand zwischen den Windungsabschnitten 40a und 400a in Umfangsrichtung vergrößert, wodurch Kurzschlussausfälle zwischen den Leitungssträngen verhindert werden.
  • Da die Windungsabschnitte 40a und 400a mit einer Isolierbeschichtung 49 versehen sind, kann darüber hinaus die Isolierung sichergestellt werden, während die Entfernung zwischen den Windungsabschnitten 40a und 400a verkleinert wird, was es ermöglicht, den Raumfüllfaktor der Leitungsstränge 40 zu vergrößern.
  • Weiterhin können Erhöhungen der Anzahl an Windungen in der mehrphasigen Statorwicklung einfach so erfolgen, dass Leitungsstranggruppen, die aus durchgehender Leitung bestehen, so gewickelt werden, dass sie übereinander in Richtung der Höhe angeordnet sind.
  • Ausführungsform 3
  • 28 ist ein Teilquerschnitt, der einen Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt, 29 ist eine Perspektivansicht, die einen Stator zeigt, der dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, 30 ist eine Perspektivansicht, die einen Teil des Rotors zeigt, der bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, 31 ist eine Perspektivansicht zur Erläuterung der Konstruktion des Rotors, der bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, 32 ist ein Schaltbild des Kraftfahrzeuggenerators gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung, 33A und 33B sind Darstellungen zur Erläuterung der Konstruktion eines Statorkerns, der bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, wobei 33A eine Seitenansicht und 33B eine Ansicht von hinten ist. Darüber hinaus sind Ausgangsleitungen in 29 weggelassen.
  • Wie in 28 dargestellt, ist bei diesem Generator ein Gebläse 5 nur am rückwärtigen Endabschnitt des Rotors 7 angeordnet, und ist ein Stator 8B in Berührung mit dem Gehäuse 3 mit Hilfe eines elektrisch isolierenden Harzes 25 angebracht. Das elektrisch isolierende Harz 25 ist eine Mischung aus Epoxyharz (Hauptbestanddteil), das ein Wärmeleitvermögen von 0,5 (W/mk) aufweist, und Aluminiumoxid, das ein Wärmeleitvermögen von 3,5 (W/mk) hat, in einem Verhältnis von eins zu vier (1:4).
  • Der Stator 8B ist so ausgebildet, dass die Wickelendgruppen 16a und 16b einer mehrphasigen Statorwicklung 16B, die auf einen Statorkern 15B gewickelt ist, vereinigt in das elektrisch isolierende Harz 25 eingeformt sind, wie dies in 29 gezeigt ist. Die mehrphasige Statorwicklung 16B weist zwei Gruppen von Dreiphasen-Statorwicklungsabschnitten 165 auf, die durch Wechselstromverbindungen zwischen sechs Phasen von Statorwicklungsgruppen 166 gebildet werden, die jeweils zwei Windungen aufweisen, die durch Reihenschaltung eines ersten und eines zweiten Wicklungsunterabschnitts 31 und 32 entstehen.
  • Magnetteile sind auf dem Rotor 7 angeordnet, wobei Permanentmagneten 26 bei den Magnetteilenpaare auf Seitenoberflächen der klauenförmigen Magnetpole 22 und 23 bilden. Genauer gesagt sind, wie in den 30 und 31 gezeigt, die Permanentmagneten 26, die so geformt sind, dass sie der Form der Seitenoberfläche der klauenförmigen Magnetpole 22 und 23 folgen, so ausgebildet, dass sie die radiale Innenseite der klauenförmigen Magnetpole mit Hilfe von Magnethalteteilen 27 einschließen. Ferritmagneten, die eine Dicke von 2 mm und eine im Wesentlichen trapezförmige Form aufweisen, welche der Form der Seitenoberflächen der klauenförmigen Magnetpole 22 und 23 folgt, werden als die Permanentmagneten 26 eingesetzt, und es werden anisotrope Magneten gewählt, so dass eine Entmagnetisierung selbst in entgegengesetzten Magnetfeldern unterdrückt werden kann, deren Richtung entgegengesetzt zur Richtung des Magnetfeldes des Magneten 26 verläuft, bei maximaler Ausgangsleistung des Kraftfahrzeuggenerators bei –40 °C.
  • Wie in 32 gezeigt, ist der Schaltungsaufbau so, dass jeweils drei Phasen der Statorwicklungsgruppen 166, die zwei Windungen aufweisen, die durch Reihenschaltung erste und zweite Wicklungsabschnitte 31 und 32 gebildet werden, in Sternschaltung geschaltet sind, um die beiden Gruppen von Dreiphasen-Statorwicklungsabschnitten 165 auszubilden, wobei jeder der zwei Gruppen von Dreiphasen-Starterwicklungs abschnitten 165 an seinen eigenen Gleichrichter 12 angeschlossen ist, und die Gleichrichter 12 parallel geschaltet sind, so dass die von ihnen abgegebenen Gleichströme vereinigt werden.
  • Weiterhin sind die Sternpunkte der Sternschaltungen der Dreiphasen-Starterwicklungsabschnitte 165 mit den Gleichrichtern 12 verbunden.
  • Wie in den 33A und 33B gezeigt, sind die Nuten 36a in dem quaderförmigen Kern 36B in einem Abstand entsprechend einem elektrischen Winkel von 30° angeordnet, und sind die Öffnungsabschnitte 36b abwechselnd in einem elektrischen Winkel von 36° und einem elektrischen Winkel von 24° angeordnet. Die Phasenverschiebung zwischen den beiden Gruppen von Dreiphasen-Statorwicklungsabschnitten 165 beträgt daher 36°. Darüber hinaus beträgt die Phasenverschiebung zwischen den beiden Gruppen von Dreiphasen-Statorwicklungsabschnitten 160 bei der Ausführungsform 1 30°.
  • Da die Anzahl an Windungen in dem Stator bei der Ausführungsform 3 die Minimalanzahl an Windungen darstellt, die einen maximalen Raumfüllfaktor in den Nuten bei dieser Wicklungskonstruktion ermöglicht, nämlich zwei, ist die Drehzahl relativ hoch, bei welcher der Generator Ausgangsleistung erzeugt, und daher ist die Ausgangsleistung unzureichend, wenn der Generator bei einer niedrigen Drehzahl von bis zu 2000 U/min arbeitet. Um dies auszugleichen, sind die Permanentmagneten 26 zwischen den klauenförmigen Magnetpolen 22 und 23 angeordnet, wie voranstehend erläutert, und sichern so die Leistung durch Unterdrücken eines Kriechflusses zwischen den Polen, und darüber hinaus kann die Temperatur des Stators und der Gleichrichter innerhalb zulässiger Werte gehalten werden, da eine unnötige Ausgangsleistung durch Zuführen maximalen Feldstroms zu den Feldwickeln bei niedriger Drehzahl unterdrückt wird, und statt dessen der Feldstrom im Betrieb mit hoher Drehzahl von 2500 U/min oder mehr begrenzt wird. Im Falle der vorliegenden Ausführungsform ist der den Feldwickeln zugeführte Feldstrom so gesteuert, dass er unterhalb von 7,5 A bei niedriger Drehzahl bleibt, und unterhalb von 4,0 A bei hoher Drehzahl.
  • Die Ausgangsleistung des Kraftfahrzeuggenerators gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung ist in 17 mit der gestrichelten Linie dargestellt. Aus 17 sieht man, dass zwar die Drehzahl, bei welcher Ausgangsleistung erzeugt wird, recht hoch ist, verglichen zur Ausführungsform 1, jedoch infolge der Tatsache, dass die Impedanz deutlich niedriger ist infolge verringerter Kupferverluste als Ergebnis des Einsatzes von zwei Windungen, und einer verringerten Statortemperatur infolge der gut Wärme leitenden Konstruktion, die Ausgangsleistung schnell ansteigt, und wesentlich besser ist als bei der Ausführungsform 1, wenn der Generator bei einer Drehzahl zwischen 2000 und 2500 U/min, was der Leerlaufdrehzahl der Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine entspricht, und 5000 U/min betrieben wird.
  • Bei der Konstruktion gemäß Ausführungsform 3 kann die Ausgangsleistung bei niedriger Drehzahl dadurch sichergestellt werden, dass ein maximaler Feldstrom zugeführt wird, der ein Magnetfeld an die Magnetpole in dem Rotor liefert, wenn Ausgangsleistung bei niedriger Drehzahl benötigt wird, und durch Anordnen von Permanentmagneten zwischen den Magnetpolen des Rotors. Daher kann die Anzahl an Windungen in dem Stator auf das Minimum von zwei Windungen verringert werden, was eine Verringerung der Temperatur des Statorwickels ermöglicht, welcher jenen Abschnitt des Generators darstellt, der die meiste Wärme erzeugt, und darüber hinaus ermöglicht, Verluste im Stator zu unterdrücken, und die Ausgangsleistung und den Wirkungsgrad des Generators zu verbessern. Gleichzeitig kann Ausgangsleistung wirksam von der Sternpunktspannung abgezogen werden, wenn der Generator mit hoher Drehzahl läuft, da die Sternpunkte der in Sternschaltung geschalteten Dreiphasen-Statorwicklungsabschnitte 165 an die Gleichrichter angeschlossen sind.
  • In Bezug auf die Kühlung kann, da das Harz 25, das bei den Statorenden vorgesehen ist, einen Bestandteil mit höherer Wärmeleitfähigkeit enthält als der Hauptbestandteil des Harzes selbst, und in Berührung mit den Stützen angeordnet ist, Wärme von den Wickeln an die sich auf niedriger Temperatur befindlichen Stützen übertragen werden, wodurch die Temperatur der Wickel verringert werden kann, und die Ausgangsleistung erhöht werden kann. Auf diese Weise wird eine Beeinträchtigung der Isolierbeschichtung 49 unterdrückt, was die Isolierung verbessert. Darüber hinaus kann, wenn das Wickelendharz eine Form wie Kühlrippen aufweist, die Temperatur der Wickel weiter verringert werden.
  • Weiterhin kann, da die Umkehrabschnitte 30a mit einer Isolierbeschichtung 49 versehen sind, ein Material, das sowohl elektrisch leitfähig ist als auch eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, als das Bestandteil eingesetzt werden, das dem Hauptbestandteil zugemischt wird, wodurch die Wärmeabfuhr und die Wärmeleitfähigkeit des Harzes 25 verbessert werden, und die Temperatur der Wickel verringert wird. Hierdurch wird eine Beeinträchtigung der Isolierbeschichtung 49 unterdrückt, was die Isolierung verbessert. Infolge der Abnahme der Temperatur der mehrphasigen Statorwicklung 16 wird eine Beeinträchtigung der Isolierbeschichtung 49 unterdrückt, und wird die Isolierung signifikant verbessert.
  • Zwar benötigen die Stützen normalerweise ein bestimmtes Ausmaß der Isolierentfernung gegenüber der Statorwicklung, da die Stützen an Masse liegen, jedoch kann als zusätzlicher Effekt infolge der Abdichtung durch das Harz, da das Harz eine Dichtung bildet, die Isolierentfernung verkürzt werden, der Generator kompakt ausgebildet werden, wenn das Harz in Berührung mit den Stützen versetzt wird, wie bei dieser Ausführungsform 3.
  • Weiterhin sind die Umkehrabschnitte 30a der Leitungsstränge 30, welche die Wickelendgruppen 16a und 16b bilden, mit Harz 25 versehen, wodurch verlässlich ein Kurzschluss zwischen den Umkehrabschnitten verhindert wird, selbst wenn kleine Spalte in der Isolierbeschichtung 49 entstehen, und das Eindringen von Fremdkörpern und Flüssigkeit unterdrückt wird. Darüber hinaus sind der Statorkern 15 und die mehrphasige Statorwicklung 16 auch verlässlich aneinander befestigt, was für bessere Schwingungsfestigkeit sorgt.
  • Da die Öffnungsabschnitte erste und zweite Nuten, in welche die ersten und zweiten Wicklungsabschnitte eingeführt werden, Abstände entsprechend elektrischen Winkeln von 36° und 24° aufweisen, um höher-harmonische Komponenten der magneto-motorischen Kraft in dem Stator als Maßnahme gegen magnetisches Rauschen zu unterdrücken, kann die fünfte harmonische Komponente verkleinert werden. Da eine Änderung des Abstands in Umfangsrichtung auf diese Art und Weise dazu führt, dass die Dicke der Zähne ungleichmäßig wird, und die Zähne eine äußerst dünne Form aufweisen, wird die Steifigkeit der Zähne signifikant in Umfangsrichtung verringert. Das herkömmliche Biegen von Leitersegmenten in Umfangsrichtung führt daher zu einer Verformung der Zähne, was zu einer Beeinträchtigung der Ausgangsleistung und zu magnetischem Rauschen führt. Da die durchgehende Wicklung gemäß der vorliegenden Erfindung in Radialrichtung eingeführt wird, gibt es insbesondere in Bezug auf die Herstellbarkeit keine negativen Auswirkungen.
  • Da durch die vorliegende Erfindung die Herstellbarkeit der Wicklung deutlich verbessert ist, magnetisches Rauschen und Statorverluste verringert werden, und die Kühlung deutlich verbessert ist, durch die Harz-Wärmeübertragungskonstruktion, wie voranstehend erläutert, kann das Gebläse an dem von den Gleichrichtern entfernten Ende weggelassen werden, und können, zusammen mit der Glättung der Wickelenden infolge des Harzes, Störgeräusche wesentlich verringert werden.
  • Weiterhin können bei der Konstruktion mit zwei Windungen gemäß Ausführungsform 3, wenn die Drehzahl unzureichend ist, bei welcher Ausgangsleistung erzeugt wird, die beiden Gruppen von Dreiphasen-Statorwicklungsabschnitten auch parallel geschaltet, und zusammen gleichgerichtet werden. Auf diese Weise kann die Anzahl an Windungen des Leiters, der in den Nuten aufgenommen ist, verdoppelt werden, falls die benötigte Ausgangsleistung nicht erzielt wird.
  • Bei der Ausführungsform 3 sind die Wickelendgruppen durch das Harz 25 abgedichtet, jedoch können auch die Brückenverbindungsabschnitte und die Sternpunkt-Verbindungsabschnitte, die an mehreren Orten gegenüber den Wickelenden vorstehen, auf dieselbe Art und Weise mit Harz abgedichtet werden. Durch diese Konstruktion kann die Isolierung dieser Verbindungsabschnitte sichergestellt werden, und da diese Ausformung sie sichert, werden Leitungsbrüche infolge von Schwingungen ausgeschaltet, wodurch die Qualität verbessert wird.
  • Ausführungsform 4
  • Bei der Ausführungsform 1 sind die ersten und zweiten Wicklungsunterabschnitte 32 und 33 (Außenschichtwicklung), die so gewickelt sind, dass die ersten und zweiten Positionen von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen werden, und die dritten und vierten Wicklungsunterabschnitte 33 und 34 (Innenschichtwicklung), die so gewickelt sind, dass die dritten und vierten Positionen von der Außenumfangsseite in den Nuten 15a eingenommen werden, so gewickelt, dass die Richtung der Schrägstellung der Umkehrabschnitte 30a in beiden Schichten gleich ist, wie in den 2 und 4 gezeigt, jedoch sind bei der Ausführungsform 4 die ersten und zweiten Wicklungsunterabschnitte 32 und 33 (Außenschichtwicklung), die so gewickelt sind, dass die ersten und zweiten Positionen von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen werden, und die dritten und vierten Wicklungsunterabschnitte 33 und 34 (Innenschichtwicklung), die so gewickelt sind, dass die dritten und vierten Positionen von der Außenumfangsseite in den Nuten 15a eingenommen werden, so gewickelt, dass die Richtung der Schrägstellung der Umkehrabschnitte 30a in den beiden Schichten entgegengesetzt ist, wie in den 34 und 35 gezeigt. Im Übrigen ist die Konstruktion ebenso wie bei der Ausführungsform 1.
  • Bei dem Stator 8C gemäß Ausführungsform 4 sind die ersten, zweiten, dritten und vierten Wicklungsunterabschnitte 31, 32, 33 bzw. 34, welche die mehrphasige Statorwicklung 16C bilden, so gewickelt, dass abwechselnd die innere Schicht und die äußere Schicht in Nuttiefenrichtung in jeder sechsten Nut 15a eingenommen wird. Weiterhin sind die Umkehrabschnitte 30a in zwei Reihen in Umfangsrichtung angeordnet, um die Wickelendgruppen zu bilden, und weist jeder Umkehrabschnitt 30a annä hernd dieselbe Form in Umfangsrichtung auf. Daher können bei der Ausführungsform 4 die gleichen Auswirkungen wie bei der Ausführungsform 1 erzielt werden.
  • Während die Richtung der Schrägstellung der Umkehrabschnitte 30a in den inneren und äußeren Schichten bei der Ausführungsform 1 gleich ist, verläuft die entsprechende Schrägstellung bei der Ausführungsform 4 in entgegengesetzten Richtungen, und kann dazu dienen, die Richtung der Kühlluft in den inneren und äußeren Schichten zu ändern.
  • Weiterhin sind bei jeder der voranstehend geschilderten Ausführungsformen die Gebläse 5 innerhalb des Gehäuses 3 angeordnet, jedoch kann ein Gebläse auch außerhalb des Kraftfahrzeuggenerators angeordnet sein, so dass es sich zusammen mit der Drehung des Rotors dreht.
  • Jede der voranstehenden Ausführungsformen wurde anhand von vier Windungen oder zwei Windungen erläutert, aber wenn eine Ausgangsleistung bei noch niedrigerer Drehzahl erforderlich ist, können sechs Windungen oder acht Windungen eingesetzt werden. Eine Anpassung an solche Fälle kann ebenfalls einfach durch Einführen von Wicklungsgruppen in den Statorkern so erfolgen, dass sie in Radialrichtung übereinander liegen. Selbstverständlich können auch ungerade Anzahlen an Windungen verwendet werden.
  • Jede der voranstehenden Ausführungsformen wurde zum Einsatz bei einem Generator mit Wicklungen mit folgendem Abstand erläutert, jedoch kann die vorliegende Konstruktion auch in einem Generator mit kurzen Abstandswindungen (also Windungen nicht mit einem vollen Abstand) eingesetzt werden.
  • Jede der voranstehend geschilderten Ausführungsformen kann auch bei Kraftfahrzeuggeneratoren jener Art eingesetzt werden, bei denen der Rotorwickel an einer Stütze befestigt ist, und ein Drehmagnetfeld über einen Luftspalt zugeführt wird.
  • Bei jeder der voranstehend geschilderten Ausführungsformen betrug die Anzahl an Nuten in dem Stator sechsundneunzig Nuten für sechzehn Magnetpole, jedoch können auch drei Phasen und zweiundsiebzig Nuten für zwölf Magnetpole, 120 Nuten für zwanzig Pole, usw. eingesetzt werden. Im Falle einer Nut pro Pol pro Phase können darüber hinaus auch achtundvierzig Nuten für sechzehn Pole vorhanden sein, sechsunddreißig Nuten für zwölf Pole, sechzig Nuten für zwanzig Pole, usw. Insbesondere im Falle der Ausführungsform 3 ist es vorzuziehen, wenn nur zwei Windungen in der Statorwicklung vorhanden sind, eine größere Anzahl an Polen vorzusehen.
  • Bei jeder der voranstehend geschilderten Ausführungsformen war der Außenumfangskern des Statorkerns als laminierter Körper aus SPCC-Material ausgebildet, jedoch kann auch ein rohrförmiger, massiver Außenkern eingesetzt werden.
  • Die Nutöffnungsabschnitte können darüber hinaus nach dem Einführen der Wicklungsgruppen in die Nuten des quaderförmigen Kerns dadurch verengt werden, dass plastisch die Zahnenden verformt werden, durch deren Druckbeaufschlagung mit einer Spannvorrichtung in Radialrichtung.
  • Bei jeder der voranstehend geschilderten Ausführungsformen war die Länge in Axialrichtung des Stators einschließlich der Wickelenden kürzer als die Länge in Axialrichtung des Rotors, jedoch kann die vorliegende Erfindung auch bei einem Generator eingesetzt werden, der so ausgebildet ist, dass die Länge in Axialrichtung des Stators einschließlich der Wickelenden größer ist als die Länge in Axialrichtung des Rotors. In diesem Fall kann, da die Wickelenden an der Auslassseite der Gebläse angeordnet sind, eine Temperaturerhöhung in dem Stator unterdrückt werden.
  • Bei jeder der voranstehend geschilderten Ausführungsformen wurde ein Rotor des Lundell-Typs verwendet, der klauenförmige Magnetpole aufweist, jedoch können die gleichen Auswirkungen auch unter Verwendung eines Rotors des vorspringenden Typs erzielt werden, der vorspringende Magnetpole aufweist.
  • Bei jeder der voranstehend geschilderten Ausführungsformen wurden Zentrifugalgebläse als die Gebläse 5 eingesetzt, jedoch können die gleichen Auswirkungen auch unter Verwendung von Axialflussgebläsen oder Schrägflussgebläsen erzielt werden, die eine Komponente in Axialrichtung erzeugen, da selbst Axialflussgebläse und Schrägflussgebläse eine Zentrifugalkomponente aufweisen.
  • Bei jeder der voranstehend geschilderten Ausführungsformen besteht das Risiko, dass ein Abschnitt der Isolierung an Abschnitten an Spitzen der Umkehrabschnitte während der Ausbildung der Leitungsstranggruppen beschädigt werden könnte, jedoch sind Kurzschlussprobleme selten, da eine ausreichende Entfernung zwischen den Abschnitten der Spitzen der Umkehrabschnitte sichergestellt wird.
  • Da bei der voranstehenden Ausführungsform 1 jede Phase der Statorwicklung aus Innenschicht- und Außenschicht-Leitungsstranggruppen besteht, die jeweils zwei Windungen aufweisen, kann die Form und die Schnittfläche der Leiter in den Innenschicht- und Außenschicht-Leitungsstranggruppen geändert wer den. In diesem Fall ist es besser, die Leiter der Leitungsstranggruppen an der Seite zu verkleinern, die am nächsten am Rotor liegt, wo die Kühlung gut ist, also an der Innenschichtseite. Bei dieser Konstruktion kann die Schnittfläche des Kerns, der ein Teil einer magnetischen Schaltung ist, proportional zur Verkleinerung der Schnittfläche der Leiter vergrößert werden. Darüber hinaus können die Kosten für das Kupfer, welches das Leitermaterial darstellt, verringert werden.
  • Bei jeder der voranstehend geschilderten Ausführungsformen sind die Gleichrichter an dem Ende des Rotors entfernt von der Riemenscheibe angeordnet, und ist das Gebläse am selben Ende angeordnet, jedoch kann das Gebläse auch an dem Ende in der Nähe der Riemenscheibe angeordnet sein. Wenn es kein spezielles Problem in Bezug auf die Temperatur der Gleichrichter gibt, kann das Gebläse auch an dem Ende entfernt von der Riemenscheibe angeordnet sein. Da die Höhe der Wickelenden des Stators gering ist, wird der Gebläsewindwiderstand an der Auslassseite in dem Gebläsewindkanal des Gebläses signifikant verringert, was die gesamte Belüftung verbessert. Daher können geeignete Relativpositionen für die Gleichrichter, die Riemenscheibe, und die Gebläse auch unter Berücksichtigung des Ortes ausgewählt werden, an welchem der Generator auf der Brennkraftmaschine angebracht ist, der Gebläsewindgeräusche, des magnetischen Rauschens, und der Temperaturbedingungen jedes Abschnitts.
  • Bei jeder der voranstehend geschilderten Ausführungsformen ist die Wicklung so ausgebildet, dass die Leitungsstränge beabstandet sind, jedoch kann infolge der Tatsache, dass die Leitungsstränge mit einer Isolierung beschichtet sind, die Wicklung auch so ausgebildet sein, dass die Leitungsstränge vollständig nahe beieinander liegen. Bei dieser Konstruktion kann die Dichte der Wickelenden weiter vergrößert werden, so dass deren Abmessungen noch weiter verkleinert werden können. Weiterhin werden durch Verkleinerung der Spalte zwischen den Leitungssträngen Unregelmäßigkeiten ebenfalls verringert, was es ermöglicht, Gebläsewindgeräusche noch weiter zu verringern. Da die Steifigkeit der Wicklung ebenfalls durch die Berührung zwischen den Leitungssträngen erhöht wird, können Kurzschlüsse zwischen den Leitungssträngen und zwischen den Leitungssträngen und dem Kern infolge von Schwingungen verringert werden, und kann auch das magnetische Rauschen verringert werden. Da die Wärmeübertragung zwischen den Leitungssträngen verbessert ist, wird die Temperatur der Leitungsstränge gleichmäßiger, wodurch die Temperatur des Stators weiter verringert wird.
  • Bei jeder der voranstehend geschilderten Ausführungsformen werden die Isolatoren an der Statorkernseite eingeführt, bevor das Einführen der Leitungsstranggruppen in den Kern erfolgt, jedoch können die Isolatoren auch zuerst um die Abschnitte der Leitungsstränge herum geschlungen werden, die in den Nuten aufgenommen werden sollen, und in den Kern zusammen mit den Leitungsstranggruppen eingeführt werden. Weiterhin kann ein langer Isolierstreifen oben auf dem quaderförmigen Kern angeordnet werden, und können die Leitungsstranggruppe von oben eingeführt werden, so dass die Isolatoren gleichzeitig eingeführt werden, und in den Nuten zusammen mit den Leitungsstranggruppen aufgenommen sind. In diesem Fall können in einem späteren Schritt die vorspringenden Isolatoren zusammen in einem Schritt entfernt werden. Darüber hinaus können die Abschnitte der Leitungsstränge, die in den Nuten aufgenommen werden sollen, vorher mit Isolierharz aus geformt werden. In diesem Fall wird die Massenproduktion signifikant verbessert.
  • Bei jeder der voranstehend geschilderten Ausführungsformen wird der ringförmige Kern, der durch Aufrollen des quaderförmigen Kerns hergestellt wird, in den äußeren Kern eingeführt, und dann werden die beiden Kerne mittels Schrumpfsitz vereinigt, jedoch kann der ringförmige Kern, der durch Aufrollen des quaderförmigen Kerns hergestellt wird, auch dadurch mit dem äußeren Kern vereinigt werden, dass ersterer in letzteren im Presssitz eingeführt wird.
  • Bei jeder der voranstehend geschilderten Ausführungsformen wurde der Statorkern so hergestellt, dass der ringförmige Kern 37 mit einer Breite der Kernrückseite von 1,0 mm in den äußeren Kern 38 eingeführt wurde, der eine Breite der Kernrückseite von 2,6 mm aufweist, worauf dann der Schrumpfsitz der beiden Kerne 37 und 38 vorgenommen wurde, jedoch kann auch ein ringförmiger Kern mit einer Breite der Kernrückseite von 3,6 mm hergestellt werden, wobei dann der äußere Kern 36 weggelassen werden kann. Wenn der Statorkern dadurch hergestellt wurde, dass der ringförmige Kern 37 in den äußeren Kern 38 eingeführt wurde, und dann der Schrumpfsitz der beiden Kerne 37 und 38 vorgenommen wurde, entsteht ein Spalt zwischen dem ringförmigen Kern 37 und dem äußeren Kern 38, was zu einer Verringerung der Ausgangsleistung führt, und wird die Steifigkeit des Statorkerns verringert, was zu einer Verschlechterung des magnetischen Rauschens führt. Wenn der Stator so hergestellt wurde, dass nur der ringförmige Kern mit einer Breite der Kernrückseite von 3,6 mm vorhanden war, gibt es nicht die voranstehend geschilderte Beeinträchtigung der Ausgangsleistung infolge des Spaltes zwischen dem ringförmigen Kern und dem äußeren Kern, und wird die Steifigkeit des Statorkerns infolge der Ausbildung des Statorkerns mit dem ringförmigen Kern und dem äußeren Kern nicht beeinträchtigt, wodurch ein Anstieg des magnetischen Rauschens unterdrückt werden kann.
  • Bei jeder der voranstehend geschilderten Ausführungsformen wird Kupferdrahtmaterial mit rechteckigem Querschnitt in den Leitungssträngen eingesetzt, jedoch sind die Leitungsstränge nicht auf Kupferdrahtmaterial mit rechteckigem Querschnitt beschränkt, und können beispielsweise ein Kupferdrahtmaterial mit kreisförmigem Querschnitt sein. In diesem Fall wird die Formbarkeit der Leitungsstränge verbessert, was ein einfaches Anordnen und Verbinden des Leitungsstrangs erleichtert, und die Herstellbarkeit verbessert. Darüber hinaus sind die Leitungsstränge nicht auf Kupferdrahtmaterial beschränkt, und können beispielsweise auch aus einem Aluminiumdrahtmaterial bestehen.
  • Bei jeder der voranstehend geschilderten Ausführungsformen sind vier Leitungsstränge so angeordnet, dass sie in einer Reihe in Radialrichtung innerhalb jeder Nut ausgerichtet sind, und sind die Umkehrabschnitte so angeordnet, dass sie in zwei Reihen in Umfangsrichtung ausgerichtet sind, jedoch können auch sechs Leitungsstränge so angeordnet sein, dass sie in einer Reihe in Radialrichtung innerhalb jeder Nut ausgerichtet sind, und können die Umkehrabschnitte so angeordnet sein, dass sie in drei Reihen in Umfangsrichtung ausgerichtet sind, und darüber hinaus können acht Leitungsstränge so angeordnet sein, dass sie in einer Reihe in Radialrichtung in jeder Nut ausgerichtet sind, und können die Umkehrabschnitte so angeordnet sein, dass sie in vier Reihen in Umfangsrichtung ausgerichtet sind. Je größer die Anzahl an Leitungssträngen ist, die in einer Reihe in Radialrichtung jeder Nut ausgerichtet sind, und je größer die Anzahl an Reihen der Umkehrabschnitte ist, die in Umfangsrichtung ausgerichtet sind, desto größer ist die Anzahl an Verbindungsabschnitten, so dass die vorliegende Erfindung bei einer derartigen Konstruktion eingesetzt werden kann, dass eine große Anzahl an Leitungssträngen so angeordnet ist, dass sie in einer Reihe in Radialrichtung in jeder Nut ausgerichtet sind, und die Umkehrabschnitte so angeordnet sind, dass sie in einer großen Anzahl an Reihen in Umfangsrichtung ausgerichtet sind.
  • Die vorliegende Erfindung ist wie voranstehend geschildert ausgebildet, und führt zu den nachstehend angegebenen Auswirkungen.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Generator zur Verfügung gestellt, welcher aufweist:
    einen Rotor zur Ausbildung Nord-suchender (N) und Süd-suchender (S) Pole entlang einem Drehumfang;
    einen Stator, welcher aufweist:
    einen Statorkern, der gegenüberliegend dem Rotor angeordnet ist; und
    eine mehrphasige Statorwicklung, die in dem Statorkern installiert ist; und
    eine Stütze, welche den Rotor und den Stator haltert,
    wobei der Statorkern einen laminierten Eisenkern aufweist, der mit einer Anzahl an Nuten versehen ist, die sich in Axialrichtung in einem vorbestimmten Abstand in Umfangsrichtung erstrecken,
    die mehrphasige Statorwicklung eine Anzahl an Wicklungsunterabschnitten aufweist, bei denen jeweils ein durchgehender Leitungsstrang so gewickelt ist, dass abwechselnd eine innere Schicht und eine äußere Schicht in einer Nuttiefenrichtung in den Nuten in Abständen einer vorbestimmten Anzahl an Nuten eingenommen wird, wobei der Leitungsstrang außerhalb der Nuten an axialen Endoberflächen des Statorkerns umgelegt ist, um Umkehrabschnitte auszubilden, und
    die Umkehrabschnitte in Umfangsrichtung ausgerichtet sind, um Wickelendgruppen zu bilden.
  • Da ein Hauptabschnitt der mehrphasigen Statorwicklung aus einer durchgehenden Leitung besteht, und die Anzahl an Verbindungsabschnitten signifikant verringert ist, verglichen mit jenem Fall, wenn Leitersegmente eingesetzt werden, wird ermöglicht, eine bessere Isolierung zu erzielen, und Störgeräusche infolge der Drehung des Rotors zu verringern. Da die Dichte der Wickelenden erhöht werden kann, kann die Höhe der Wickelenden verringert werden, was zu einem besseren Raumwirkungsgrad führt. Weiterhin wird die Wickelstreureaktanz in den Wickelenden verringert, wodurch die Ausgangsleistung und der Wirkungsgrad erhöht werden. Da kein Erweichen der Leiter infolge von Schweißen auftritt, wird die Steifigkeit des Stators erhöht, wodurch magnetisches Rauschen verringert wird. Da die herkömmlich erforderlichen Schritte, eine große Anzahl an Leitersegmenten einzuführen und zu verbinden, weggelassen werden können, wird die Funktionsfähigkeit signifikant verbessert.
  • Die Umkehrabschnitte, welche die Wickelendgruppen an beiden Endabschnitten in Axialrichtung des Statorkerns bilden, können mit einer Isolierbeschichtung versehen sein, was die Isolierung signifikant verbessert. Darüber hinaus wird die Isolierung der Umkehrabschnitte selbst dann sichergestellt, wenn die Entfernung zwischen benachbarten Umkehrabschnitten verkleinert wird, was es ermöglicht, den Raumfüllfaktor der Wicklung zu erhöhen.
  • 2n Stränge der Leitungsstränge können in einer Reihe in Richtung der Tiefe in jeder der Nuten angeordnet sein, und die Umkehrabschnitte der Leitungsstränge können so angeordnet sein, dass sie in n Reihen in Umfangsrichtung ausgerichtet sind, was die Höhe der Wickelenden verkleinert, und zu einem besseren Raumwirkungsgrad führt.
  • 2n Stränge der Leitungsstränge können in einer Reihe in Richtung der Tiefe in jeder der Nuten angeordnet sein, und die Umkehrabschnitte der Leitungsstränge können so angeordnet sein, dass sie in n Schichten übereinander liegen, was die Entfernung zwischen den Umkehrabschnitten erhöht, wodurch Kurzschlüsse zwischen den Leitungssträngen unterdrückt werden.
  • Die Umkehrabschnitte, welche die Wickelendgruppen an zumindest einem Endabschnitt in Axialrichtung des Statorkerns bilden, können im Wesentlichen die gleiche Form in Umfangsrichtung aufweisen, wodurch Unregelmäßigkeiten in Umfangsrichtung in den Umkehrabschnitten verringert werden, was zu einem besseren Raumwirkungsgrad führt, und wodurch die Streuinduktivität vergleichmäßigt wird, was eine stabile Ausgangsleistung ermöglicht, und wobei auch die Wärmeerzeugung gleichmäßig ist, so dass die Temperatur gleichmäßig ist, und die Gesamttemperatur der Statorwicklung verringert wird.
  • Die Umkehrabschnitte, welche die Wickelendgruppen an beiden Endabschnitten in Axialrichtung des Statorkerns bilden, können im Wesentlichen die gleiche Form in Umfangsrichtung aufweisen, wodurch die Wärme, die von der mehrphasigen Statorwicklung erzeugt wird, gleichmäßig von beiden Wickelendgruppen abgestrahlt wird, was die Temperatur in der mehrphasigen Statorwicklung verringert.
  • Räume zwischen benachbarten Umkehrabschnitten in den Wickelendgruppen an zumindest einem Endabschnitt in Axialrichtung des Statorkerns können so ausgebildet sein, dass sie im Wesentlichen in Umfangsrichtung gleich sind, so dass die Belüftung dort gleichmäßig hindurchgehen kann, was die Kühlung verbessert, und den Gebläsewindwiderstand in Umfangsrichtung vergleichmäßigt, wodurch Gebläsewindgeräusche verringert werden.
  • Räume zwischen benachbarten Umkehrabschnitten in den Wickelendgruppen an beiden Endabschnitten in Axialrichtung des Statorkerns können so ausgebildet sein, dass sie im Wesentlichen in Umfangsrichtung gleich sind, was es ermöglicht, dass die Belüftung durch die beiden Wickelendgruppen gleichförmig hindurchgeht, wodurch die Kühlung verbessert wird, und der Gebläsewindwiderstand in den beiden Wickelendgruppen in Umfangsrichtung vergleichmäßigt wird, wodurch Gebläsewindgeräusche verringert werden.
  • Jeder der Umkehrabschnitte, welche die Wickelendgruppen bilden, kann einen gleichmäßigen Wärmeabstrahlabschnitt aufweisen, so dass die mehrphasige Statorwicklung gleichmäßige Wär meabstrahlabschnitte entsprechend den Nuten aufweist. Da die Wärmeabstrahlung gut ausgeglichen ist, ist daher die Temperatur gleichmäßig, und werden Wickelverluste verringert, und die Ausgangsleistung und der Wirkungsgrad verbessert. Darüber hinaus wird die Wärmeerzeugung vergleichmäßigt, wodurch die Temperatur gleichmäßig wird, und die Gesamttemperatur der Statorwicklung verringert wird.
  • Der Abstand der Nuten, in welche die Leitungsstränge gewickelt werden, kann dem Abstand der Nord-suchenden (N) und der Süd-suchenden (S) Pole des Rotors entsprechen. Daher wird die mehrphasige Statorwicklung eine Wicklung mit vollem Abstand, entsprechend dem Abstand zu den Nord-suchenden (N) und den Süd-suchenden (S) Polen des Rotors, was eine höhere Ausgangsleistung ermöglicht.
  • Öffnungsabschnitte der Nuten können in ungleichmäßigem Abstand vorgesehen sein, was eine Verringerung der höheren Harmonischen der magneto-motorischen Kraft des Stators und der Harmonischen der Nuten ermöglicht, wodurch Pulsationen des Magnetflusses verringert werden, und eine stabile Ausgangsleistung und verringertes magnetisches Rauschen ermöglicht werden.
  • Die Öffnungsabmessungen der Öffnungsabschnitte der Nuten können kleiner sein als die Abmessungen der Leitungsstränge in Nuttiefenrichtung, wodurch verhindert wird, dass die Leitungsstränge aus den Nuten herausgelangen, und wodurch Geräusche infolge der gegenseitigen Beeinflussung zwischen den Öffnungsabschnitten und dem Rotor verringert werden.
  • Die Querschnittsform der Leitungsstränge in den Nuten kann eine Rechteckform entsprechend der Form der Nuten sein. Der Raumfüllfaktor in den Nuten wird hierdurch erhöht, was die Ausgangsleistung und den Wirkungsgrad verbessert. Weiterhin wird die Berührungsoberfläche zwischen den Leitungssträngen und dem Statorkern vergrößert, was die Wärmeleitfähigkeit erhöht, wodurch die Temperatur der Statorwicklung weiter verringert wird. Darüber hinaus wird die Oberfläche der Leitungsstränge vergrößert, was die Wärmeabstrahlung erhöht, und die Temperatur der mehrphasigen Statorwicklung verringert.
  • Die Querschnittsform der Leitungsstränge kann eine im Wesentlichen flache Form sein. Der Raumfüllfaktor in den Nuten wird hierdurch erhöht, und die Wärmeabstrahlung von der mehrphasigen Statorwicklung wird hierdurch verbessert, was die Ausgangsleistung und den Wirkungsgrad erhöht. Darüber hinaus wird die Berührungsoberfläche zwischen den Leitungssträngen und dem Statorkern vergrößert, was die Wärmeleitfähigkeit erhöht, wodurch die Temperatur der Statorwicklung weiter verringert wird. Darüber hinaus wird die Oberfläche der Leitungsstränge vergrößert, was die Wärmeabstrahlung erhöht, und die Temperatur der mehrphasigen Statorwicklung verringert.
  • Die Umkehrabschnitte der Leitungsstränge, welche die Wickelendgruppen bilden, können mit Harz versehen sein, wodurch verlässlich ein Kurzschluss zwischen den Umkehrabschnitten verhindert wird, und das Eindringen von Fremdkörpern und Flüssigkeiten unterdrückt wird. Darüber hinaus werden der Statorkern und die Statorwicklung verlässlich aneinander befestigt, was zu einer besseren Schwingungsfestigkeit führt.
  • Das Harz, das in den Umkehrabschnitten vorgesehen ist, welche die Wickelendgruppen bilden, kann einen Bestandteil aufweisen, der einen höheren Wärmeleitungskoeffizienten aufweist als der Hauptbestandteil des Harzes, wodurch die elektrische Isolierung infolge des Harzes verbessert wird, ohne die Kühlung der Statorwicklung zu verringern, und auch das Eindringen von Fremdkörpern verhindert wird. Weiterhin werden Unregelmäßigkeiten an den Wickelenden ausgeschaltet, was Gebläsewindgeräusche verringert. Die elektrische Isolierung kann zwischen der Statorwicklung und der Stütze sichergestellt werden, die an Masse liegt, wodurch die Entfernung zwischen der Stütze und der Statorwicklung verkleinert werden kann, was eine Verringerung der Abmessungen ermöglicht.
  • Das Harz kann in Berührung mit der Stütze stehen, wodurch die Abmessungen verkleinert werden können, und darüber hinaus ermöglicht wird, von der Statorwicklung erzeugte Wärme an die Stütze zu übertragen, die sich auf niedriger Temperatur befindet, wodurch die Temperatur der Statorwicklung verringert wird, und ermöglicht wird, die Ausgangsleistung zu erhöhen.
  • Ein Gleichrichter kann an einem Ende in Axialrichtung des Stators angeordnet sein, wobei der Gleichrichter elektrisch mit den Wicklungsenden der mehrphasigen Statorwicklung verbunden ist, und von der mehrphasigen Statorwicklung ausgegebnen Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt,
    wobei der Rotor einen Rotorkern des Lundell-Typs aufweist, der eine Anzahl an klauenförmigen Magnetpolen aufweist, welche die Nord-suchenden (N) und die Süd-suchenden (S) Pole zur Verfügung stellen, und eine Kühlvorrichtung zum Zuführen von Kühlluft in das Innere der Stütze infolge der Drehung des Rotors,
    wodurch die Wickelendgruppen und der Gleichrichter durch den Durchgang der Kühlluft im Innern der Stütze gekühlt werden. Daher werden Geräusche infolge einer gegenseitigen Beeinflus sung zwischen den Wickelenden und der Kühlluft verringert, die durch die klauenförmigen Magnetpole infolge der Drehung des Rotors hervorgerufen werden, wird die Wickelendhöhe verkleinert, wird der Gebläsewindwiderstand gegen die Kühlluft verringert, und wird die Kühlung des Rotors und des Gleichrichters verbessert.
  • Die Kühlvorrichtung kann ein Gebläse sein, das an zumindest einem Ende in Axialrichtung des Rotorkerns angeordnet ist. Da die Wickelenden eine gleichmäßige Form aufweisen und verringerte Abmessungen, und die Geschwindigkeit der Kühlluft an der Auslassseite des Gebläses erhöht ist, werden Geräusche infolge einer gegenseitigen Beeinflussung zwischen den Wickelendgruppen und der Kühlluft, hervorgerufen von dem Gebläse, verringert. Darüber hinaus nimmt infolge der Kühlwirkung des Gebläses die Temperatur der Wickelenden ab, wodurch der Wickelwiderstand verringert wird, und die Ausgangsleistung verbessert wird.
  • Die Gebläse können an beiden Endabschnitten in Axialrichtung des Rotorkerns angeordnet sein, was eine gut ausgeglichene Kühlung der Wickelenden an beiden Enden in Axialrichtung des Statorkerns ermöglicht, wodurch die Temperatur der Statorwicklung gleichmäßig wird, und wesentlich verringert wird. Weiterhin nimmt infolge der Kühlwirkung der Gebläse an beiden Enden der Statorwicklung die Temperatur der Wickelenden ab, wodurch der Wickelwiderstand verringert wird, und die Ausgangsleistung verbessert wird.
  • Die Länge in Axialrichtung des Stators einschließlich der Wickelendgruppen kann kürzer sein als die Länge in Axialrichtung des Rotorkerns, wodurch die Abmessungen verkleinert werden können.
  • Die Richtungen der Schrägstellungen der Leitungsstränge, welche Innenumfangsseiten der Wickelendgruppen bilden, können an beiden Enden in Axialrichtung des Stators parallel verlaufen. Daher dreht sich der Fluss in Axialrichtung der Kühlluft innerhalb der Stütze in Richtung der Schrägstellung der Leitungsstränge, welche die Innenumfangsseite der Wickelendgruppen bilden, was es ermöglicht, den Fluss in Axialrichtung zu steuern, der durch die Drehung des Rotors erzeugt wird.
  • Die Anzahl an Nuten, welche die mehrphasige Statorwicklung aufnehmen, kann zwei pro Pol pro Phase betragen, und die mehrphasige Statorwicklung kann einen ersten mehrphasigen Wicklungsabschnitt und einen zweiten mehrphasigen Wicklungsabschnitt aufweisen, die jeweils einer Nut pro Pol pro Phase entsprechen, wodurch die magneto-motorische Signalform annähernd ein Sinussignal wird, wodurch harmonische Komponenten verringert werden, und eine stabile Ausgangsleistung erreicht wird. Weiterhin ist die Anzahl an Nuten erhöht, und werden die Zähne dünner, was eine Verringerung der Streumagnetivität in Zähnen ermöglicht, welche den Spalt zwischen zwei benachbarten, klauenförmigen Magnetpolen auf den gegenüberliegenden Rotor überspannen, wodurch Pulsationen der Ausgangsleistung unterdrückt werden. Da die Anzahl an Nuten erhöht ist, nimmt proportional die Anzahl an Umkehrabschnitten zu, wodurch die Wärmeabstrahlung von den Wickelenden verbessert wird.
  • Der erste mehrphasige Wicklungsabschnitt und der zweite mehrphasige Wicklungsabschnitt können in Reihe geschaltet sein, und ihre Wicklungsenden können an den Gleichrichter angeschlossen sein, was es ermöglicht, die Anzahl an Leitern zu verdoppeln, falls die Anzahl an Leitern, die in den Nuten aufgenommen sind, unzureichend zur Bereitstellung der geforderten Ausgangsleistung ist.
  • Der Gleichrichter kann einen ersten Gleichrichter zum Umwandeln von Wechselstrom, der von dem ersten mehrphasigen Wicklungsabschnitt abgegeben wird, und einen zweiten Gleichrichter zum Umwandeln von Wechselstrom umfassen, der von dem zweiten mehrphasigen Wicklungsabschnitt ausgegeben wird, wobei die Ausgangsströme des ersten mehrphasigen Wicklungsabschnitts und des zweiten mehrphasigen Wicklungsabschnitts vereinigt werden, nachdem sie getrennt durch den ersten und zweiten Gleichrichter umgewandelt wurden, was es ermöglicht, dass die mehrphasigen Wicklungsabschnitte stabil Ausgangsleistung erzeugen, ohne einander zu beeinflussen. Da die Umwandlung von zwei Gleichrichtern durchgeführt wird, ist darüber hinaus die vereinigte Ausgangsleistung groß, was besondere Vorteile im Vergleich zu einzelnen Gleichrichtern in solchen Fällen mit sich bringt, bei denen eine Diodentemperatur ein zulässiges Niveau überschreiten würde.
  • Jeder der ersten und zweiten mehrphasigen Wicklungsabschnitte kann eine Dreiphasenschaltung sein, wobei Öffnungsabschnitte von Nuten, die eine Nutgruppe bilden, in welche der erste mehrphasige Wicklungsabschnitt eingeführt ist, und Öffnungsabschnitte von Nuten, die eine Nutgruppe bilden, in welche der zweite mehrphasige Wicklungsabschnitt eingeführt ist, in einem gleichmäßigen Abstand entsprechend einem elektrischen Winkel von 30° angeordnet sind, wodurch magnetische Pulsationskräfte verringert werden, die zu einer Resonanz des magnetischen Rauschens führen.
  • Jeder der ersten und zweiten mehrphasigen Wicklungsabschnitte kann eine Dreiphasenschaltung sein, wobei Öffnungsabschnitte von Nuten, die eine Nutgruppe bilden, in welche der erste mehrphasige Wicklungsabschnitt eingeführt ist, und Öffnungsabschnitte von Nuten, die eine Nutgruppe bilden, in welche der zweite mehrphasige Wicklungsabschnitt eingeführt ist, so angeordnet sind, dass sie zwischen einem elektrischen Winkel von (α°) und einem elektrischen Winkel von (60° – α°) abwechseln, was eine Verringerung der gegenseitigen harmonischen Komponenten in dem ersten und dem zweiten mehrphasigen Wicklungsabschnitt ermöglicht.
  • Zumindest entweder der erste oder der zweite mehrphasige Wicklungsabschnitt kann eine Sternschaltung sein, und ein Sternpunkt des in Sternschaltung geschalteten mehrphasigen Wicklungsabschnitts kann an den Gleichrichter angeschlossen sein, wodurch Ausgangsleistung von der Sternpunktspannung des in Sternschaltung geschalteten Statorwicklungsabschnitts abgezogen werden kann, wenn der Generator mit hoher Drehzahl läuft, da der Sternpunkt an den Gleichrichter angeschlossen ist.
  • Der Feldstrom, der zu einem Feldwickel zum Liefern eines Magnetfeldes an die klauenförmigen Magnetpole fließt, kann begrenzt werden, wenn die Drehzahl des Generators größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, was eine zu hohe Ausgangsleistung des Generators bei hoher Drehzahl dadurch verhindert, dass der Feldstrom begrenzt wird.
  • Magnete können zwischen den klauenförmigen Magnetpolen angeordnet sein, wodurch die magneto-motorische Kraft des Rotors verbessert wird, und hierdurch die Ausgangsleistung verbessert wird.

Claims (30)

  1. Generator, welcher aufweist: einen Rotor (7), zur Ausbildung nordsuchender (N) und südsuchender (S) Pole um einen Drehumfang herum; einen Stator (8, 8A, 8B, 8C), welcher aufweist: einen Statorkern (15), der gegenüberliegend dem Rotor angeordnet ist; und eine mehrphasige Statorwicklung (16, 16A, 16B, 16C), die in dem Statorkern installiert ist; und eine Stütze (1, 2), welche den Rotor und den Stator haltert, wobei der Statorkern (15) einen laminierten Eisenkern aufweist, der mit einer Anzahl an Nuten (15a) versehen ist, die sich in Axialrichtung in einem vorbestimmten Abstand in Umfangsrichtung erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrphasige Statorwicklung (16, 16A, 16B, 16C) einen Anzahl an Wicklungsunterabschnitten (31 – 34), (41 – 44) aufweist, bei denen jeweils ein durchgehender Leitungsstrang (30, 40, 400) so gewickelt ist, dass abwechselnd eine innere Schicht und eine äußere Schicht in einer Nuttiefenrichtung in den Nuten in Abständen einer vorbestimmten Anzahl an Nuten eingenommen wird, wobei der Leitungsstrang außerhalb der Nuten an axialen Endoberflächen des Statorkerns umgelegt ist, um Umkehrabschnitte (30a, 40a, 400a) auszubilden, und die Umkehrabschnitte (30a, 40a, 400a) in Umfangsrichtung ausgerichtet sind, um Wickelendgruppen (16a, 16b) an beiden axialen Endabschnitten des Statorkerns auszubilden, wobei die Anzahl an Wicklungsunterabschnitten (31 – 34, 41 – 44) zumindest eine Leitungsstranggruppe (35A, 35B, 45) aufweisen, die durch gleichzeitiges Biegen und Umlegen mehrerer Leitungsstränge (30, 40, 400) gebildet wird, wobei die Leitungsstranggruppe (35A, 35B, 45) so ausgebildet ist, dass mit einer Versetzung von einem Nutabstand die gleiche Anzahl an Leitungsstrangpaaren wie die vorbestimmte Anzahl an Nuten (15a) angeordnet wird, jedes der Leitungsstrangpaare so ausgebildet ist, dass zwei Stränge der Leitungsstränge (30, 40, 400) so angeordnet sind, dass sich geradlinige Abschnitte abwechselnd in einem vorbestimmten Abstand überlappen, jeder der Leitungsstränge (30, 40, 400) in einem Muster angeordnet ist, in welchem die geradlinigen Abschnitte (30b, 40b, 400b) durch Umkehrabschnitte (30a, 40a, 400a) so verbunden sind, dass sie in einem Abstand entsprechend der vorbestimmten Anzahl an Nuten angeordnet sind, und benachbarte, geradlinige Abschnitte um die Umkehrabschnitte so versetzt sind, dass abwechselnd die innere Schicht und die äußere Schicht in der Nuttiefenrichtung eingenommen wird, und jeder Endabschnitt der Leitungsstränge (30, 40, 400) an beiden Seiten beider Enden der Wicklungsgruppe (35A, 35B, 45) verlaufen, und die gleiche Anzahl an Paaren der überlappenden, geradlinigen Abschnitte wie die Anzahl der Nuten (15a) in dem Abstand von einer Nut angeordnet ist.
  2. Generator nach Anspruch 1, bei welchem die Umkehrabschnitte (30a, 40a, 400a), welche die Wickelendgruppen (16a, 16b) an beiden axialen Endabschnitten des Statorkerns (15) bilden, mit einer isolierenden Beschichtung (49) versehen sind.
  3. Generator nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem: 2n Stränge der Leitungsstränge (30) in einer Reihe in Richtung der Tiefe in jeder der Nuten (15a) angeordnet sind; und die Umkehrabschnitte (30a) der Leitungsstränge (30) so angeordnet sind, dass sie in n Reihen in Umfangsrichtung ausgerichtet sind.
  4. Generator nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem: 2n Stränge der Leitungsstränge (40, 400) in einer Reihe in Richtung der Tiefe in jeder der Nuten (15a) angeordnet sind; und die Umkehrabschnitte (40a, 400a) der Leitungsstränge (40, 400) so angeordnet sind, dass sie in n Schichten übereinander gestapelt sind.
  5. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem die Umkehrabschnitte (30a, 40a, 400a), welche die Wickelendgruppen (16a, 16b) an zumindest einem axialen Endabschnitt des Statorkerns (15) bilden, eine im Wesentlichen identische Form in Umfangsrichtung aufweisen.
  6. Generator nach Anspruch 5, bei welchem die Umkehrabschnitte (30a, 40a, 400a), welche die Wickelendgruppen (16a, 16b) an beiden axialen Endabschnitten des Statorkerns (15) bilden, eine im Wesentlichen identische Form in Umfangsrichtung aufweisen.
  7. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem Räume zwischen benachbarten Umkehrabschnitten (30a, 40a, 400a) in den Wickelendgruppen (16a, 16b) an zumindest einem axialen Endabschnitt des Statorkerns (15) so ausgebildet sind, dass sie im Wesentlichen in Umfangsrichtung gleich sind.
  8. Generator nach Anspruch 7, bei welchem Räume zwischen benachbarten Umkehrabschnitten (30a, 40a, 400a) in den Wickelendgruppen (16a, 16b) an beiden axialen Endabschnitten des Statorkerns (15) so ausgebildet sind, dass sie im Wesentlichen in Umfangsrichtung gleich sind.
  9. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem jeder der Umkehrabschnitte (30a, 40a, 400a), welche die Wickelendgruppen (16a, 16b) bilden, einen gleichmäßigen Wärmeabstrahlabschnitt aufweist.
  10. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem ein Abstand der Nuten (15a), in welche die Leitungsstränge (30, 40, 400) gewickelt sind, einem Abstand der nordsuchenden (N) und der südsuchenden (S) Pole des Rotors (7) entspricht.
  11. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem Öffnungsabschnitte (15b) der Nuten (15a) in einem ungleichmäßigen Abstand vorgesehen sind.
  12. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welchem Öffnungsabmessungen der Öffnungsabschnitte (15b) der Nuten (15a) kleiner sind als Abmessungen der Leitungsstränge (30, 40, 400) in Richtung der Nuttiefe.
  13. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei welchem eine Querschnittsform der Leitungsstränge (30, 40, 400) innerhalb der Nuten (15a) eine Rechteckform ist, welche der Form der Nuten (15a) folgt.
  14. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei welchem eine Querschnittsform der Leitungsstränge (30, 40, 400) eine im Wesentlichen flache Form ist.
  15. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei welchem Umkehrabschnitte (30a, 40a, 400a) der Leitungsstränge (30, 40, 400), welche die Wickelendgruppen (16a, 16b) bilden, mit Harz (25) versehen sind.
  16. Generator nach Anspruch 15, bei welchem das Harz (25), das bei den Umkehrabschnitten (30a, 40a, 400a) vorgesehen ist, welche die Wickelendgruppen (16a, 16) bilden, einen Bestandteil aufweisen, der einen höheren Wärmeleitungskoeffizienten hat als ein Hauptbestandteil des Harzes (25).
  17. Generator nach Anspruch 16, bei welchem das Harz (25) in Kontakt mit der Stütze (1, 2) angeordnet ist.
  18. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 17, welcher weiterhin einen Gleichrichter (12) aufweist, der an einem Axialende des Stators (8, 8a, 8b) angeordnet ist, wobei der Gleichrichter (12) elektrisch an Wicklungsenden der mehrphasigen Statorwicklung (16, 16A, 16B) angeschlossen ist, und Wechselstrom, der von der mehrphasigen Statorwicklung (16, 16A, 16B) abgegeben wird, in Gleichstrom umwandelt, wobei der Rotor (7) aufweist: einen Rotorkern (20, 21) des Lundell-Typs, der eine Anzahl an klauenförmigen Magnetpolen (22, 23) aufweist, welche die nordsuchenden (N) und südsuchenden (S) Pole zur Verfügung stellen; und eine Kühlvorrichtung (5) zum Zuführen von Kühlluft ins Innere der Stütze (1, 2) durch die Drehung des Rotors (7), wodurch die Wickelendgruppen (16a, 16b) und der Gleichrichter (12) durch den Durchgang der Kühlluft innerhalb der Stütze (1, 2) gekühlt werden.
  19. Generator nach Anspruch 18, bei welchem die Kühlvorrichtung ein Gebläse (5) ist, das an zumindest einem axialen Endabschnitt des Rotorkerns (20, 21) angeordnet ist.
  20. Generator nach Anspruch 19, bei welchem die Gebläse (5) an beiden axialen Enden des Rotorkerns (20, 21) angeordnet sind.
  21. Generator nach einem der Ansprüche 18 bis 20, bei welchem eine Axiallänge des Stators (8) einschließlich der Wickelendgruppen (16a, 16b) kürzer ist als eine Axiallänge des Rotorkerns (20, 21).
  22. Generator nach einem der Ansprüche 18 bis 21, bei welchem Richtungen der Schrägstellung der Leitungsstränge (30, 40, 400), welche Innenumfangsseiten der Wickelendgruppen (16a, 16b) bilden, an beiden Axialenden des Stators (8, 8A) parallel verlaufen.
  23. Generator nach einem der Ansprüche 18 bis 22, bei welchem: die Anzahl an Nuten (15a), welche die mehrphasige Statorwicklung (16, 16A, 16B) aufnehmen, zwei pro Pol pro Phase beträgt; und die mehrphasige Statorwicklung (16, 16A, 16B) einen ersten mehrphasigen Wicklungsabschnitt (160, 165) und einen zweiten mehrphasigen Wicklungsabschnitt (160, 165) umfasst, die jeweils einer Nut pro Pol pro Phase entsprechen.
  24. Generator nach Anspruch 23, bei welchem der erste mehrphasige Wicklungsabschnitt (160, 165) und der zweite mehrphasige Wicklungsabschnitt (160, 165) in Reihe geschaltet sind, und deren Wicklungsenden an den Gleichrichter (12) angeschlossen sind.
  25. Generator nach Anspruch 23, bei welchem der Gleichrichter umfasst: einen ersten Gleichrichter (12) zum Umwandeln von Wechselstrom, der von dem ersten mehrphasigen Wicklungsabschnitt (160, 165) abgegeben wird; und einen zweiten Gleichrichter (12) zum Umwandeln von Wechselstrom, der von dem zweiten mehrphasigen Wicklungsabschnitt (160, 165) abgegeben wird, wobei der Ausgangsstrom von dem ersten mehrphasigen Wicklungsabschnitt (160, 165) und jener vom zweiten mehrphasigen Wicklungsabschnitt (160, 165) miteinander vereinigt werden, nachdem sie getrennt durch den ersten und zweiten Gleichrichter (12) umgewandelt wurden.
  26. Generator nach einem der Ansprüche 23 bis 25, bei welchem jeder der ersten und zweiten mehrphasigen Wicklungsabschnitte (160) eine Verbindung von drei Phasen ist, und Öffnungsabschnitte von Nuten (15a), welche eine Nutgruppe bilden, in welche der erste mehrphasige Wicklungsabschnitt (160) eingeführt ist, und Öffnungsabschnitte von Nuten (15a), welche eine Nutgruppe bilden, in welche der zweite mehrphasige Wicklungsabschnitt (160) eingeführt ist, in einem gleichmäßigen Abstand entsprechend einem elektrischen Winkel von 30° angeordnet sind.
  27. Generator nach einem der Ansprüche 23 bis 25, bei welchem jeder der ersten und zweiten mehrphasigen Wicklungsabschnitte (165) eine Verbindung von drei Phasen ist, und Öffnungsabschnitte der Nuten (15a), welche eine Nutgruppe bilden, in welche der erste mehrphasige Wicklungsabschnitt (165) eingeführt ist, und Öffnungsabschnitte von Nuten (15a), die eine Nutgruppe bilden, in welche der zweite mehrphasige Wicklungsabschnitt (165) eingeführt ist, so angeordnet sind, dass sie zwischen einem elektrischen Winkel von (α°) und einem elektrischen Winkel von (60° – α°) abwechseln.
  28. Generator nach einem der Ansprüche 23 bis 27, bei welchem zumindest entweder der erste oder der zweite mehrphasige Wicklungsabschnitte (165) eine Sternschaltung ist, und ein Sternpunkt des in Sternschaltung geschalteten mehrphasigen Wicklungsabschnitts (165) mit dem Gleichrichter (12) verbunden ist.
  29. Generator nach einem der Ansprüche 18 bis 28, bei welchem ein Feldstrom, der zu einem Feldwickel (13) fließt, um ein Magnetfeld für die klauenförmigen Magnetpole (22, 23) zu liefern, begrenzt ist, wenn die Drehfrequenz des Generators größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist.
  30. Generator nach einem der Ansprüche 18 bis 29, bei welchem Magneten (26) zwischen den klauenförmigen Magnetpolen (22, 23) angeordnet sind.
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