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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Ständer für eine dynamo-elektrische Maschine,
der durch Verbinden von Stahlplatten gebildet ist, wobei der Ständer einen
Ständerkern
umfasst, der mit Schlitzen versehen ist, die sich in Axialrichtung
erstrecken und in Umfangsrichtung beabstandet sind.
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2. Stand der
Technik
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25 ist
ein Teilquerschnitt eines herkömmlichen
Ständers
einer dynamo-elektrischen Maschine. Ein Ständerkern 1, der durch
Verbinden von Silizium-Stahlplatten gebildet wird, ist mit Schlitzen 2 versehen,
die sich in einer Axialrichtung erstrecken und in Umfangsrichtung
beabstandet sind. Eine Wicklung ist durch Wickeln eines Leiters 3,
der aus einem Kupferdraht-Hauptkörper
beschichtet mit Lack aufgebaut ist, in die Schlitze 2 gebildet,
die eine Epoxidharz-Isolationsbeschichtung 4 auf
einer Innenwandfläche
aufweisen. Keile 5 sind im Eingangsabschnitt der Schlitze 2 angeordnet,
um zu verhindern, dass die Wicklung aus den Schlitzen 2 radial
nach innen vorragt.
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Bei
einem Ständer
für eine
dynamo-elektrische Maschine mit dem obigen Aufbau ist die Querschnittsform
des Leiters 3 kreisförmig
und Zwischenräume
bestehen zwischen benachbarten Leitern 3, wodurch der Raumfaktor
(das Verhältnis
des durch die Leiter 3 in dem Schlitz 2 belegten
Raums) vermindert ist. Der Durchmesser des Leiters 3 kann
verkleinert werden, um den Raumfaktor des Leiters 3 zu
erhöhen,
aber die Anzahl der Windungen des Leiters 3 nimmt proportional
zu, wodurch die Produktivität
und die mechanische Festigkeit des Leiters 3 vermindert werden,
was die Wahrscheinlichkeit von Bruch erhöht. Somit bestand ein Problem
darin, dass die Grenze der Verbesserung des Raumfaktors des Leiters 3 bei
ungefähr
40–50%
lag und es nicht möglich war,
den Raumfaktor darüber
hinaus anzuheben.
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Ein
Ständer
gemäß des Oberbegriffs
von Patentanspruch 1 ist aus der EP-A-0 878 893 bekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die obigen Probleme zu lösen und
es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ständer für eine dynamo-elektrische
Maschine bereitzustellen, der eine verbesserte Herstellbarkeit aufweist
und ermöglicht,
den Raumfaktor der Leiter zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand, wie er im Patentanspruch
1 definiert ist, gelöst.
Weitere Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Patentansprüchen
definiert.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Teildraufsicht eines Ständers für eine dynamo-elektrische
Maschine gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Abwicklung der Wicklung in 1;
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3 ist
ein Teilquerschnitt senkrecht zu einer Achse des Ständers in 1;
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4 ist
ein Teilquerschnitt entlang der Achse des Ständers in 1;
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5 ist
eine Vorderansicht eines U-Phase-Leiters in 1;
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6(A) Teilvorderansicht eines Leiters;
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6(B) ist ein Querschnitt entlang der Linie X-X
in 6(A);
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6(C) ist ein Querschnitt entlang der Linie Y-Y
in 6(A);
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7 ist
eine Teildraufsicht eines Ständers für eine dynamo-elektrische
Maschine gemäß Ausführungsform
2 der vorliegenden Erfindung;
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8(A) ist eine Abwicklung der dynamo-elektrischen
Maschine aus 7;
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8(B) ist eine Ansicht von 8(A) aus der
Richtung des Pfeils Q;
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9 ist
ein elektrischer Schaltplan für
eine Wicklung für
eine dynamo-elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden
Erfindung;
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10 ist
eine Teilvorderansicht eines Leiters für eine dynamo-elektrische Maschine
gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung;
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11 ist
ein Teilquerschnitt eines Ständers, wenn
der Leiter aus 10 in den Schlitzen davon angebracht
ist;
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12 ist
eine Ansicht eines Zwischenschrittes bei der Herstellung eines Ständers für eine dynamo-elektrische
Maschine gemäß Ausführungsform
5 der vorliegenden Erfindung;
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13 ist
eine Ansicht eines Zwischenschritts bei der Herstellung eines Ständers für eine dynamo-elektrische
Maschine gemäß Ausführungsform
5 der vorliegenden Erfindung;
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14 ist
eine Teildraufsicht eines Ständers für eine dynamo-elektrische
Maschine gemäß Ausführungsform
5 der vorliegenden Erfindung;
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15 ist
eine Ansicht eines Zwischenschritts bei der Herstellung eines Ständers für eine dynamo-elektrische
Maschine gemäß Ausführungsform
5 der vorliegenden Erfindung;
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16 ist
eine Ansicht eines Zwischenschritts bei der Herstellung eines Ständers für eine dynamo-elektrische
Maschine gemäß Ausführungsform
5 der vorliegenden Erfindung;
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17 ist
eine Teildraufsicht eines Ständers für eine dynamo-elektrische
Maschine gemäß Ausführungsform
5 der vorliegenden Erfindung;
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18 ist
eine Ansicht eines Zwischenschritts bei der Herstellung eines Ständers für eine dynamo-elektrische
Maschine gemäß Ausführungsform
6 der vorliegenden Erfindung;
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19 ist
eine Ansicht eines Zwischenschritts bei der Herstellung eines Ständers für eine dynamo-elektrische
Maschine gemäß Ausführungsform
6 der vorliegenden Erfindung;
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20 ist
eine Ansicht eines Zwischenschritts bei der Herstellung eines Ständers für eine dynamo-elektrische
Maschine gemäß Ausführungsform
6 der vorliegenden Erfindung;
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21 ist
eine Teildraufsicht eines Ständers für eine dynamo-elektrische
Maschine gemäß Ausführungsform
6 der vorliegenden Erfindung;
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22 ist
eine Ansicht eines Zwischenschritts bei der Herstellung eines Ständers für eine dynamo-elektrische
Maschine gemäß Ausführungsform
7 der vorliegenden Erfindung;
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23 ist
eine Ansicht eines Zwischenschritts bei der Herstellung eines Ständers für eine dynamo-elektrische
Maschine gemäß Ausführungsform
7 der vorliegenden Erfindung;
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24 ist
eine Teildraufsicht eines Ständers für eine dynamo-elektrische
Maschine gemäß Ausführungsform
7 der vorliegenden Erfindung; und
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25 ist
ein Teilquerschnitt eines herkömmlichen
Ständers
für eine
dynamo-elektrische Maschine.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsform 1
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1 ist
eine Teildraufsicht eines Ständers für eine dynamoelektrische
Maschine gemäß Außenumfang 1 der
vorliegenden Erfindung, 2 ist eine Abwicklung der Wicklung
aus 1; 3 ist ein Teilquerschnitt senkrecht
zu einer Achse des Ständers
aus 1 und 4 ist ein Teilquerschnitt entlang
der Achse des Ständers
aus 1.
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Der
Ständer
für eine
dynamo-elektrische Maschine 10 umfasst:
einen Ständerkern 11,
der durch Verbinden von Silizium-Stahlplatten
aufgebaut ist, wobei der Ständerkern
mit Schlitzen 12 versehen ist, die sich in Axialrichtung
erstrecken und in Umfangsrichtung beabstandet sind;
eine Wicklung,
die in den Schlitzen 12 angeordnet ist;
einen Epoxidharz-Isolationsabschnitt,
der auf einer Innenwandfläche
der Schlitze 12 ausgebildet ist; und
Keile 15,
die in den Eingangsabschnitten 16 der Schlitze 12 befestigt
sind um zu verhindern, dass die Wicklung 14 aus den Schlitzen 12 radial
nach innen ragt.
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Die
Wicklung 14 umfasst einen U-Phase-Leiter 18 (durchgezogene
Linie in 2), einen V-Phase-Leiter 19 (Strichpunktlinie
in 2); und einen W-Phase-Leiter 20 (gestrichelte
Linie). Wie es in 7 dargestellt ist, weist jede
Leiterphase 18, 19 und 20 einen Kupferdraht-Hauptkörper auf,
dessen Oberfläche
mit Lack beschichtet ist und der jeweils in einer Klammerform im
Zickzack verläuft.
Der U-Phase-Leiter 18, der einen rechteckigen Querschnitt
aufweist und für
eine Anzahl an Umläufen
gewickelt ist, umfasst gerade Abschnitt 18a, die in den
Schlitzen 12 geschichtet sind und Brückenabschnitte 18b,
die die geraden Abschnitte 18a miteinander verbinden und
von beiden Endflächen
des Ständerkerns 11 vorragen.
wie der U-Phase-Leiter 18 umfasst
auch der V-Phase-Leiter 19 gerade Abschnitte 19a,
die innerhalb der Schlitze 12 geschichtet sind und Brückenabschnitte 19b,
die die geraden Abschnitte 19a miteinander verbinden und
von beiden Endflächen
des Ständerkerns 11 axial
vorragen. Der W-Phase-Leiter 20 umfasst ebenfalls gerade
Abschnitte 18a, die innerhalb der Schlitze 12 geschichtet
sind und Brückenabschnitte 20b,
die die geraden Abschnitte 20a miteinander verbinden und
von beiden Endflächen des
Ständerkerns 11 axial
vorragen.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist jede Leiterphase 18, 19 und 20 in
sechs Umläufen
gewickelt und der Abstand zwischen benachbarten geraden Abschnitten 18a, 19a und 20a der
gleichen Phase nimmt in jeder der sechs Lagen zu, je weiter die
Lagen im Ständerkern 11 radial
außen
angeordnet sind. Aus diesem Grund beträgt das Verhältnis zwischen einer Teilung
Pn zwischen benachbarten geraden Abschnitten 18a, 19a und 20a der
gleichen Phase in einem n-ten Umlauf und eine Teilung Pn + 1 in
einem (n + 1)-ten Umlauf gleich Pn < Pn + 1, so dass jeder der geraden
Abschnitte 18a, 19a und 20a jeder Leiterphase 18, 19 und 20 gleichmäßig in die
Schlitze 12 passt.
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6(A) ist eine Teilvergrößerung des U-Phase-Leiters 18 aus 5, 6(B) ist ein Querschnitt entlang der Linie
X-X aus 6(A) und 6(C) ist
ein Querschnitt entlang der Linie Y-Y aus 6(A).
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Ist
A eine Breite und s eine Dicke des geraden Abschnitts 18a des
U-Phase-Leiters, B eine Breite und t eine Dicke des Brückenabschnitts 18b und
C eine Breite und u eine Dicke eines verjüngten Abschnitts 25 mit
sich änderndem
Querschnitt, der ein Verbindungsabschnitt zwischen dem geraden Abschnitt 18a und
dem Brückenabschnitt 18b ist,
sind die Gleichungen A × s
= B × t,
C × u ≥ A × s, und
C × u ≥ B × t erfüllt. Diese
Gleichungen sind gleichermaßen
bezüglich
des V-Phase-Leiters und des W-Phase-Leiters 20 erfüllt.
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Wie
es aus 2 ersichtlich ist, muss die Dicke der Brückenabschnitte 18b, 19b und 20b dünner sein
als die Dicke der geraden Abschnitte 18a, 19a und 20a,
wie es in 4 dargestellt ist, da wie es
aus 2 ersichtlich ist, jede Lage des Brückenabschnitts 18b, 19b und 20b jeder
Leiterphase 18, 19 und 20 die Brückenabschnitte 18b, 19b und 20b der anderen
Phasen an beiden Enden des Ständerkerns 11 überlappt.
Gleichzeitig ist die Breite B der Brückenabschnitte 18b, 19b und 20b derart
ausgestaltet, dass sie größer ist
als die Breite A der geraden Abschnitte 18a, 19a und 20a,
so dass die Querschnittsfläche
der Brückenabschnitte 18b, 19b und 20b im
Wesentlichen gleich der Querschnittsfläche der geraden Abschnitte 18a, 19a und 20a ist.
Auf diese Art und Weise wird die Erzeugung von Wärme aufgrund von Diskontinuitäten der
Querschnittsform zwischen den geraden Abschnitten 18a, 19a und 20a und
den Brückenabschnitten 18b, 19b und 20b unterdrückt.
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Da
C × u ≥ A × s und
C × u ≥ B × t erfüllt sind, ist
die Querschnittsfläche
der verjüngten
Abschnitte 25, die Verbindungsabschnitte zwischen den geraden
Abschnitten 18a, 19a und 20a und den
Brückenabschnitten 18b, 19b und 20b sind,
gleich oder größer als
die Querschnittsfläche
der geraden Abschnitte 18a, 19a und 20a und
die Querschnittsfläche
der Brückenabschnitte 18b, 19b und 20b,
wodurch die Erhöhung
von Kupferverlust in den verjüngten
Abschnitten 25 unterdrückt
wird, was Stellen sind, in denen die Querschnittsform anders als
die der geraden Abschnitte 18a, 19a und 20a und
der der Brückenabschnitte 18b, 19b und 20b ist.
Die geraden Abschnitte 18a, 19a und 20a,
die in den Schlitzen 12 angebracht sind, weisen einen rechteckigen
Querschnitt auf, was gestattet, die geraden Abschnitte 18a, 19a und 20a auf
befriedigende Art und Weise in den Schlitzen 12, die einen
flachen Boden 12a aufweisen, anzubringen. Wie es in 2 dargestellt
ist, sind der U-Phase-Leiter 18, der V-Phase-Leiter 19 und
der W-Phase-Leiter 20 in
einer elektrischen Winkelteilung von 120° zueinander angeordnet und durch
ihr Wickeln für
eine Anzahl von Umläufen,
um eine Schichtung zu bilden und sie dann gleichzeitig im Ständerkern 11 anzubringen,
wodurch die Anbringung verglichen damit, wenn der U-Phase-Leiter 18, der
V-Phase-Leiter 19 und
der W-Phase-Leiter 20 separat angebracht werden, verbessert
ist.
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Darüber hinaus
können
der U-Phase-Leiter 18, der V-Phase-Leiter 19 und
der W-Phase-Leiter 20 gleichmäßig angebracht werden, ohne
die Isolationsabschnitte 17 während dem Einführen der
Leiter in die Schlitze 12 abzuschälen, angebracht werden, weil
gekrümmte
Oberflächenabschnitte 21 an
den vier Ecken des Querschnitts der geraden Abschnitte 18a, 19a und 20a ausgebildet
sind, wie es in 6(C) dargestellt ist,
wodurch die Anbringung weiter verbessert wird. Darüber hinaus
können
die gekrümmten
Oberflächenabschnitte
auch nur an einer oder mehreren Kanten angeordnet sein.
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Ausführungsform 2
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7 ist
eine Teildraufsicht eines Ständers für eine dynamoelektrische
Maschine gemäß Ausführungsform
2 der vorliegenden Erfindung, 8(A) ist
eine Abwicklung des U-Phase-Leiters 18, des V-Phase-Leiters 19 und
des W-Phase-Leiters 20 der dynamo-elektrischen Maschine
aus 7 und 8(B) ist eine
Ansicht von 8(A) aus der Richtung
des Pfeils Q.
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Bei
der Ausführungsform
2 ist eine Wicklung 30 die gleiche wie die Wicklung 14 der
Ausführungsform
1, in der der U-Phase-Leiter 18,
der V-Phase-Leiter 19 und der W-Phase-Leiter 20 derart
geschichtet sind, dass sie in einem elektrischen Winkel von 120° zueinander
angeordnet sind, aber sie unterscheidet sich dadurch, dass die Leiterphasen 18, 19 und 20 derart
geschichtet sind, dass sie verflochten sind. Mit anderen Worten
sind Brückenabschnitte 18b, 19b und 20b des
U-Phase-Leiters 18, des V-Phase-Leiters 19 und
des W-Phase-Leiters 20 derart geschichtet, dass an einer
Stelle der Brückenabschnitt 18b die
Bodenlage, der Brückenabschnitt 19b die
Mittellage und der Brückenabschnitt 20b die
obere Lage sind, benachbarte Brückenabschnitte 18b, 19b und 20b die
mit den obigen Brückenabschnitten 18b, 19b und 20b durch
die geraden Abschnitte 18a, 19a und 20a verbunden
sind, sind derart geschichtet, dass der Brückenabschnitt 18b die
obere Lage, der Brückenabschnitt 19b die
mittlere Lage und die Brückenabschnitt 20b die
Bodenlage sind und benachbarte Brückenabschnitte 18b, 19b und 20b,
die durch solche Brückenabschnitte 18b, 19b und 20b durch die
geraden Abschnitte 18a, 19a und 20a verbunden sind,
sind derart geschichtet, dass der Brückenabschnitt 18b die
Bodenlage, der Brückenabschnitte 19b die
Mittellage und der Brückenabschnitt 20b die obere
Lage sind. Dadurch dass die Lagepositionierung zwischen den Brückenabschnitten 18b, 19b und 20b des
U-Phase-Leiters 18, des V-Phase-Leiters 19 und
des W-Phase-Leiters 20 und
die benachbarten Brückenabschnitte 18b, 19b und 20b des
U-Phase-Leiters 18, des V-Phase-Leiters 19 und
des W-Phase-Leiters 20 unterschiedlich gestaltet sind, können die
Positionen der geraden Abschnitte 18a, 19a und 20a innerhalb
der Schlitze 12 geändert
werden, um die Induktion um die geraden Abschnitte 18a, 19a und 20a unterschiedlich
zu gestalten, wodurch Abweichungen der Widerstandswerte aufgrund
eines Skin-Effekts über
die gesamte Länge des
U-Phase-Leiters 18, des V-Phase-Leiters 19 und des
W-Phase-Leiters 20 gemittelt bzw. ausgeglichen werden.
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Darüber hinaus
ist die Ausführungsform
2 die gleiche wie die Ausführungsform
1, indem das Verhältnis
zwischen der Teilung Pn zwischen benachbarten geraden Abschnitten 18a, 19a und 20a der gleichen
Phase im n-ten Umlauf und die Teilung Pn + 1 im n-ten Umlauf gleich
Pn < Pn + 1 ist,
so dass jeder der geraden Abschnitte 18a, 19a und 20a jeder
Leiterphase 18, 19 und 20 gleichmäßig in die
Schlitze 12 passt.
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Ferner
sind die Positionen zwischen geraden Abschnitten 18a, 19a und 20a,
die sich auf der linken Seite in 8 heraus
erstrecken, Führungsleitungsabschnitte
des U-Phase-Leiters 18, des V-Phase-Leiters 19 und
des W-Phase-Leiters 20.
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Ausführungsform 3
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9 ist
ein elektrischer Schaltplan für
den U-Phase-Leiter 18 einer Wicklung 40 einer
dynamo-elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 3
der vorliegenden Erfindung. Da der U-Phase-Leiter 18, der V-Phase-Leiter 19 und
der W-Phase-Leiter 20 alle den gleichen Aufbau aufweisen,
wird hier nur ein U-Phase-Wicklungsabschnitt 47,
der durch Wickeln des U-Phase-Leiters 18 aufgebaut ist,
erläutert.
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Bei
Ausführungsform
3 umfasst der U-Phase-Wicklungsabschnitt 47 einen ersten
Parallelkreis 43, aufgebaut aus einer inneren Spule 41 und
einer äußeren Spule 42,
die sich radial außerhalb
der inneren Spule befindet, wobei die Spulen jeweils durch Wickeln
des U-Phase-Leiters 18 in einer vorbestimmten Anzahl an
Malen ausgebildet sind und er umfasst einen zweiten Parallelkreis 46,
der aus einer inneren Spule 44 und einer radial außerhalb
der inneren Spule angeordneten äußeren Spule 45 aufgebaut
ist, die jeweils durch Wickeln des U-Phase-Leiters 18 eine vorbestimmte
Anzahl an Malen ausgebildet sind. Die innere Spule 41 des
ersten Parallelkreises 43 und die äußere Spule 45 des
zweiten Parallelkreises sind in Reihe verschaltet und die äußere Spule 42 des
ersten Parallelkreises 43 und die innere Spule 44 des zweiten
Parallelkreises 46 sind in Reihe geschaltet.
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Die
Wicklung 40 umfasst den U-Phase-Wicklungsabschnitt 47 und
ein V-Phase-Wicklungsabschnitt und ein W-Phase-Wicklungsabschnitt, die den gleichen
Aufbau aufweisen wie der U-Phase-Wicklungsabschnitt 47,
wodurch Abweichungen der Widerstandswerte aufgrund eines Skin-Effekts über die gesamte
Länge des
U-Phase-Leiters 18, des V-Phase-Leiters 19 und
des W-Phase-Leiters 20 gemittelt bzw.
ausgeglichen werden.
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Ausführungsform 4
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10 ist
eine Teilvorderansicht eines U-Phase-Leiters 50 für eine dynamo-elektrische
Maschine gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung und 11 ist
ein Teilquerschnitt eines Ständers 41,
wenn der U-Phase-Leiter 50 aus 10 in
den Schlitzen 2 davon angebracht ist. Da der U-Phase-Leiter 50,
ein V-Phase-Leiter und ein W-Phase-Leiter darüber hinaus alle den gleichen Aufbau
aufweisen, wird hier nur der U-Phase-Leiter 50 erläutert.
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Bei
dieser Ausführungsform
sind drei Oberflächen
des U-Phase-Leiters 50 mit
einer Isolationsschicht 53 bedeckt. Dieser U-Phase-Leiter 50 wird
in den Schlitzen 2 angebracht, wie es in 11 dargestellt
ist und eine Isolation zwischen dem Leiter 50 und dem Ständerkern 11 wird
durch diese Isolationsschicht 43 gesichert, wodurch die
Notwendigkeit für die
Isolationsabschnitte 17 entfällt, die in Ausführungsform
1 verwendet wurden.
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Darüber hinaus
kann die Lackbeschichtung von der Oberfläche der Leiter bei dieser Ausführungsform
entfernt sein.
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Ausführungsform 5
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Die 12 bis 14 sind
Ansichten von Schritten bei der Herstellung eines Ständers für eine dynamo-elektrische
Maschine gemäß Ausführungsform
5 der vorliegenden Erfindung.
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Der
Ständer 60 für eine dynamo-elektrische Maschine
gemäß Ausführungsform
5 umfasst eine Ständerkern 63,
der in einen Kernrücken 61 und
Zähne 62 unterteilbar
ist. Ein Schwalbenschwanz-Eingriffsabschnitt 64 und Keileingriffabschnitte 65 zum
in Eingriff bringen der Keile 15 sind in jedem der Zähne 62 ausgebildet.
Eingriffabschnitte 66 zum Aufnehmen der Eingriffsabschnitte 64 der
Zähne 62 sind
im Kernrücken 61 ausgebildet.
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Bei
dieser Ausführungsform
sind der U-Phase-Leiter 18, der V-Phase-Leiter 19 und der W-Phase-Leiter 20 z.B.
der Ausführungsform
in einem elektrischen Winkel von 120° zueinander angeordnet, wie es
in 2 dargestellt ist und in einer Anzahl an Umläufen gewickelt,
um eine Schichtung zu bilden und dann wird die resultierende blockförmige Wicklung 14 von
außen
in die Zähne 62 eingebracht.
Dann werden die Eingriffabschnitte 66 des Kernrückens 61 durch
ein Verfahren wie beispielsweise Aufschrumpfen mit den Eingriffsabschnitten 64 der
Zähne 62 in Eingriff
gebracht und die Keile 15 werden mit den Keileingriffsabschnitten 65 in
Eingriff gebracht, um die Montage des Ständers 60 zu abzuschließen.
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Wie
es in den 15 bis 17 dargestellt ist,
kann der Ständer 16 darüber hinaus
durch vorab Verbinden der Zähne 62 in
einer ringförmigen
Form durch in Eingriff bringen der Keile 15 mit den Keileingriffsabschnitten 65 und
Bilden der blockförmigen Wicklung 14 durch
Wickeln des U-Phase-Leiters 18, des V-Phase-Leiters 19 und
des W-Phase-Leiters 20 für eine Anzahl an Umläufen, um
eine Schichtung zu bilden, dann Anbringen der resultierenden blockförmigen Wicklung 14 von
außen
in die Zähne
und im Anschluss in Eingriff bringen der Eingriffsabschnitte 64 der
Zähne 62 mit
den Eingriffsabschnitten 66 des Kernrückens 61 durch ein
Verfahren, wie beispielsweise Aufschrumpfen, montiert werden.
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Ausführungsform 6
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Die 18 bis 21 sind
Ansichten von Schritten bei der Herstellung des Ständers 60 für eine dynamo-elektrische
Maschine gemäß Ausführungsform
6 der vorliegenden Erfindung.
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Bei
der Ausführungsform
6 werden die Zähne 62 durch
einen Verbindungsabschnitt 70 auf einem Innenumfangsabschnitt
zu einer ringförmigen Form
verbunden. Im Anschluss wird die Wicklung 14 von außen in die
Zähne 62 eingebracht
und die Eingriffsabschnitte 64 der Zähne 62 durch ein Verfahren wie
beispielsweise Aufschrumpfen mit den Eingriffsabschnitten 66 des
Kernrückens 61 in
Eingriff gebracht, wonach der Verbindungsabschnitt 70 aufgeschnitten
wird und danach werden die Keile 15 mit den Eingriffsabschnitten 65 in
Eingriff gebracht, um so die Montage des Ständers 60 abzuschließen.
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Darüber hinaus
können
die Keile 15 auch mit den Keileingriffsabschnitten 65 in
Eingriff gebracht werden, bevor der Verbindungsabschnitt 70 aufgeschnitten
wird. Darüber
hinaus können
Schwalbenschwanz-Vorsprünge
ebenso im Kernrücken
ausgebildet sein und Nuten zum Eingriff mit diesen Vorsprüngen können in
den Zähnen
ausgebildet sein.
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Ausführungsform 7
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Die 22 bis 24 sind
Ansichten von Schritten bei der Herstellung eines Ständers 80 für eine dynamo-elektrische
Maschine gemäß Ausführungsform
7 der vorliegenden Erfindung.
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Bei
der Ausführungsform
7 sind die Zähne 62 jeweils
durch einen dünnen
Verbindungsabschnitt 81 auf einem radial inneren Abschnitt
zu einer ringförmigen
Form verbunden. Dann wird die Wicklung 14 von außen in die
Zähne 62 eingebracht
und die Eingriffsabschnitte 64 der Zähne 62 werden durch
ein Verfahren wie Beschreibung Aufschrumpfen mit den Eingriffabschnitten 66 des
Kernrückens 61 in
Eingriff gebracht, um die Montage des Ständers 80 abzuschließen.
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Der
Verbindungsabschnitt 81 ist derart dünn gestaltet, dass er magnetisch
leicht gesättigt
wird, was es ermöglicht,
einen verlinkten magnetischen Fluss in Richtung der Pfeile A effektiv
zu sichern, ohne die Flussleckage in Richtung der Pfeile B zu erhöhen.
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Darüber hinaus
wurde jede der obigen Ausführungsformen
unter Bezug auf eine dreiphasige dynamo-elektrische Maschine erläutert. Die
vorliegende Erfindung kann jedoch auf eine einphasige dynamo-elektrische
Maschine oder auf eine mehrphasige dynamo-elektrische Maschine mit
z.B. fünf
oder sieben Phasen angewandt werden.
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Wie
es oben erläutert
wurde, umfasst der Ständer
für eine
dynamo-elektrische Maschine gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Wicklung mit einem Leiter,
der eine rechteckige Querschnittsform in einer Richtung senkrecht
zur Axialrichtung aufweist, wobei die Gesamtform des Leiters im
abgewickelten Zustand klammerförmig
ist, wobei der Leiter umfasst: gerade Abschnitte, die innerhalb
der Schlitze geschichtet sind; und Brückenabschnitte, die die geraden
Abschnitte miteinander verbinden, wobei die Brückenabschnitte von beiden Endflächen des
Ständerkerns
in Axialrichtung vorragen. Dadurch kann der Raumfaktor erhöht werden und
die Herstellbarkeit wird verbessert.
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Gemäß einer
Form des Ständers
für eine
dynamo-elektrische Maschine kann der Abstand zwischen den geraden
Abschnitten des Leiters in jeder Lage anders ausgestaltet werden,
so dass die geraden Abschnitte in den Schlitzen angebracht werden können, wenn
der Leiter in mehreren Lagen in Umfangsrichtung um den Ständerkern
gewickelt wird. Daher können
die geraden Abschnitte gleichmäßig in die
Schlitze eingebracht werden.
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Gemäß der Erfindung
kann eine Querschnittsfläche
der geraden Abschnitte im Wesentlichen gleich einer Querschnittsfläche der
Brückenabschnitte
sein. Dadurch kann die Wärmeerzeugung aufgrund
von Diskontinuitäten
der Querschnittsform zwischen dem geraden Abschnitt und dem Brückenabschnitt
unterdrückt
werden.
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Gemäß der Erfindung
kann eine Querschnittsfläche
eines verjüngten
Abschnitts zwischen den geraden Abschnitten und den Brückenabschnitten
im Wesentlichen gleich der Querschnittsfläche der geraden Abschnitte
und der Querschnittsfläche der
Brückenabschnitte
sein. Dadurch wird die lokale Wärmeerzeugung
in dem verjüngten
Abschnitt unterdrückt.
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Gemäß einer
anderen Form des Ständers
für eine
dynamoelektrische Maschine kann eine Bodenfläche der Schlitze eine ebene
Oberfläche
bilden und eine Oberfläche
des Leiters gegenüber
der ebenen Fläche
kann ebenfalls eine ebene Fläche
sein. Dadurch werden die geraden Abschnitte in den Schlitzen ohne
Verschwendung aufgenommen, wodurch der Raumfaktor der Leiter verbessert
wird.
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Gemäß noch einer
anderen Form des Ständers
für eine
dynamoelektrische Maschine kann der Leiter ein mehrphasiger Leiter
einer mehrphasigen dynamo-elektrischen Maschine sein und die Phasen des
mehrphasigen Leiters können
in Schichten einer vorbestimmten elektrischen Teilung zueinander
angeordnet sein. Dadurch kann eine elektrisch stabile dynamo-elektrische
Maschine erzielt werden.
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Gemäß einer
anderen Form des Ständers
für eine
dynamoelektrische Maschine kann der Leiter ein dreiphasiger Leiter
sein; und ein U-Phase-Leiter, der V-Phase-Leiter und der W-Phase-Leiter können in
einer Schichtung bei einer elektrischen Winkelteilung von 120° zueinander
angeordnet sein. Dadurch kann eine elektrisch stabile dynamo-elektrische
Maschine erzielt werden.
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Gemäß noch einer
anderen Form des Ständers
für eine
dynamoelektrische Maschine kann eine Schichtungsreihenfolge der
Brückenabschnitte
des U-Phase-Leiter, der V-Phase-Leiter und der W-Phase-Leiter von
einer Schichtreihenfolge benachbarter Brückenabschnitte des U-Phase-Leiters,
des V-Phase-Leiters und des W-Phase-Leiters anders sein. Dadurch
können
Abweichungen der Widerstandswerte aufgrund eines Skin-Effekts über die
Gesamtlänge des
U-Phase-Leiters, des V-Phase-Leiters und des W-Phase-Leiters gemittelt bzw. ausgeglichen
werden, so dass im Wesentlichen die gleiche Menge elektrischer Strom
in jedem Leiter fließt.
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Gemäß einer
anderen Form des Ständers
für eine
dynamoelektrische Maschine kann die Wicklung umfassen: einen ersten
Parallelkreis, umfassend eine innere Spule und eine äußere Spule,
die radial außerhalb
der inneren Spule angeordnet ist, die jeweils durch Wickeln des
Leiters in einer vorbestimmten Anzahl von Malen ausgebildet sind
und einen zweiten Parallelkreis umfassend eine innere Spule und
eine äußere Spule,
die radial außerhalb
der inneren Spule angeordnet ist und die jeweils durch Wickeln des
Leiters eine vorbestimmte Anzahl an Malen ausgebildet sind, wobei
die innere Spule des ersten Parallelkreises und die äußere Spule
des zweiten Parallelkreises in Reihe geschaltet sind und die äußeres Spule
des ersten Parallelkreises und die innere Spule des zweiten Parallelkreises
in Reihe geschaltet sind. Dadurch können Abweichungen der Widerstandswerte
aufgrund eines Skin-Effekts über
die gesamte Länge
gemittelt bzw. ausgeglichen werden, so dass im Wesentlichen die
gleiche Menge an elektrischem Strom durch jeden Leiter fließt.
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Gemäß noch einer
anderen Form des Ständers
für eine
dynamoelektrische Maschine können drei
Oberflächen
des Leiters mit einer Isolationsschicht bedeckt sein. Dadurch wird
die Isolation zwischen dem Leiter und dem Ständerkern durch die Isolationsschicht
gesichert, durch die die Notwendigkeit überflüssig wird, beabsichtigter Weise
eine Isolationsbeschichtung auf einer Innenwand der Schlitze anzuordnen.
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Gemäß einer
anderen Form des Ständers
für eine
dynamoelektrische Maschine kann ein gekrümmter Oberflächenabschnitt
an einem Eckabschnitt der geraden Abschnitte des Leiters ausgebildet
sein. Dadurch können
die geraden Abschnitte gleichmäßig in die
Schlitze eingebracht werden.
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Gemäß einer
noch anderen Form des Ständers
für eine
dynamoelektrische Maschine kann der Ständerkern umfassen: einen ringförmigen Kernrücken mit
Eingriffabschnitten, die derart ausgebildet sind, dass sie um einen
Innenumfangsabschnitt des Kernrückens
beabstandet sind; und Zähne
mit Eingriffabschnitten zum Eingreifen in die Eingriffabschnitte
und Bilden der Schlitze. Dadurch kann die blockförmige Wicklung insgesamt in die
Zähne eingebracht
werden, wodurch die Montageeffizienz verbessert wird.
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Gemäß noch einer
weiteren Form des Ständers
für eine
dynamoelektrische Maschine kann der Ständerkern umfassen: einen ringförmigen Kernrücken mit
Eingriffabschnitten, die derart ausgebildet sind, dass sie um einen
Innenumfangsabschnitt des Kernrückens
beabstandet sind; und Zähne
mit Eingriffabschnitten zum Eingreifen in die Eingriffabschnitte
und Bilden der Schlitze, wobei die Zähne mittels eines dünnen Verbindungsabschnitts
an einem radial inneren Abschnitt zu einer ringförmigen Form verbunden sind.
Dadurch kann die blockförmige Wicklung
insgesamt in die Zähne
eingebracht werden, die zu einer ringförmigen Form verbunden sind, wodurch
die Montageeffizienz verbessert wird.