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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
Wechselstromgenerators für
Fahrzeuge.
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Ein
Fahrzeug-Alternator (Wechselstromgenerator) soll geringe Abmessungen
aufweisen und eine angeforderte Leistung in Umdrehungen im unteren
oder oberen Drehzahlbereich bereitstellen können. Um diesen Anforderungen
zu genügen,
wird die Anzahl der Windungen einer Statorwicklung eines Fahrzeug-Alternators
geändert.
Wenn in einem herkömmlichen
Fahrzeug-Alternator 1 mit einer Statorwicklung 23 in
Sternschaltung und einer Gleichrichtvorrichtung 5, wie
in 12 gezeigt ist, jedoch nur die Anzahl der Windungen
(T) der Statorwicklungen geändert
wird, ändern
sich auch die Ausgangskennlinien des Alternators, wie in 13 gezeigt
ist. In 13 zeigen die jeweiligen Kurven
A, B und C der Kennlinien die Ausgangskennlinie des Fahrzeug-Alternators, wenn
die Anzahl der Windungen (T) der Statorwicklung 23 auf
3, 4 und 5 gesetzt wird. Da die Anzahl der Windungen von einer ganzzahligen
Anzahl von Windungen zu einer anderen ganzzahligen Anzahl von Windungen
geändert
wird, wird die Ausgangskennlinie stufenweise geändert. Somit kann die gewünschte Ausgangskennlinie
nicht erreicht werden.
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Aus
der
EP 0 18 835 A1 sind
Elektromotoren und Generatoren mit Statorwicklungskomponenten in
Sternschaltung und Wicklungskomponenten in Dreieckschaltung bekannt,
die in einer reinen Sternschaltung oder einen reinen Dreieckschaltung
oder einer kombinieren Delta-/Sternschaltung verbunden werden können, um
bestimmte Harmonische in dem resultierenden Dreiphasenfeld zu minimieren.
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Die
JP 56 125 955 A offenbart
einen Elektromotor mit variabler Geschwindigkeit, der Vorsprungselemente
für Ausgangsleitungen
aus seinen Phasenwicklungen aufweist, die eine Konfiguration der
Statorwicklung in Form einer zu einem Dreieck erweiterten Seitenleitung
ermöglichen,
um eine geeignete Drehmomentkennlinie auszuwählen.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung
eines Wechselstromgenerators für
Fahrzeuge zum reibungslosen Erreichen einer gewünschten Ausgangskennlinie zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung
durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
finden sich in den Gegenständen
der Ansprüche
2 bis 5.
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Somit
weist die rotierende elektrische Maschine, die durch das Verfahren
der vorliegenden Erfindung erzeugt worden ist, eine Mehrphasenwicklung
auf, die eine Mehrzahl von Phasenwicklungen aufweist, die in einer
Mehrzahl von Schlitzen eines Statorkerns an vorbestimmten Intervallen
gewickelt sind. Die Mehrphasenwicklung wird durch zyklisches Verbinden
von einem Ende von einer Phasenwicklung mit einem anderen Mittelpunkt
als den beiden Enden einer anderen Phasenwicklung ausgebildet. Somit
bilden die Phasenwicklungen beide die Dreieckschaltung und die Sternschaltung
in der Statorwicklungsanordnung. Die in der Dreieckschaltung verbundenen
Wicklungen entsprechen im Wesentlichen den Wicklungen, die zu einer
Sternschaltung mit einer Anzahl von Windungen multipliziert mit
1/√3 verbunden
sind. Somit ist die Anzahl der Windungen der Mehrphasenwicklung
bei der Umwandlung mit der der Sternschaltung gleich der Anzahl
von Windungen des Sternschaltungsbereichs, zu der eine Anzahl von
Windungen hinzuaddiert wird, die durch Multiplizieren einer Anzahl
von Windungen des Dreieckschaltungsbereichs mit 1/√3 erzeugt
wird. Daher kann ein Verhältnis
der Windungsanzahl des Stemschaltungsbereichs zum Dreieckschaltungsbereichs in
kleinen Intervallen geändert
werden, indem nur eine Position des Mittelpunkts geändert wird,
die mit zwei der Phasenwicklungen verbunden ist.
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Wenn
das Verhältnis
geändert
wird, wird insbesondere nur die Position des Mittelpunkts, der den Bereich
zum Verbinden von zwei der Phasenwicklungen darstellt, geändert. Daher
ist es nicht erforderlich, eine erhebliche Veränderung an der Fertigungseinrichtung
vorzunehmen, und der Kostenaufwand kann entsprechend der Vereinfachung
der Fertigungseinrichtung reduziert werden.
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Die
vorstehenden und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden anhand der nachstehenden ausführlichen Beschreibung unter
Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
besser verständlich.
Es zeigen:
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1 eine
Querschnittansicht, die eine Ausführungsform eines Fahrzeug-Alternators gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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2 ein
Verdrahtungsdiagramm, das eine Verbindung einer Statorwicklung und
einer Gleichrichtvorrichtung in der Ausführungsform darstellt;
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3 eine
perspektivische Ansicht, die Leitersegmente der Statorwicklung in
der Ausführungsform
darstellt;
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4 eine
perspektivische Ansicht, die einen Zustand des Integrierens der
Leitersegmente in der Ausführungsform
darstellt;
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5 eine
Teilschnittansicht, die einen Stator in der Ausführungsform darstellt;
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6 eine
perspektivische Teilansicht, die den in der Ausführungsform dargestellten Stator
darstellt;
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7 eine
perspektivische Teilansicht, die den Stator in der Ausführungsform
darstellt;
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8 einen
Graphen, der eine Ausgangskennlinie des Fahrzeug-Alternators gemäß der Ausführungsform
darstellt;
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9 ein
Verdrahtungsdiagramm, das einen Fahrzeug-Alternator unter Verwendung
von zwei Sätzen
der Dreiphasenwicklungen mit einer Phasendifferenz von π/6 im elektrischen
Winkel gemäß einer Modifizierung
der Ausführungsform
darstellt;
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10 ein
Verdrahtungsdiagramm, das eine Statorwicklung unter Verwendung von
zwei Arten von Phasenwicklungen mit einer Phasendifferenz von π/6 im elektrischen
Winkel gemäß einer
anderen modifizierten Ausführungsform
darstellt;
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11 ein
Verdrahtungsdiagramm, das eine Statorwicklung unter Verwendung von
zwei Arten von Phasenwicklungen mit einer Phasendifferenz von π/6 im elektrischen
Winkel gemäß einer
weiteren modifizierten Ausführungsform
darstellt;
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12 ein
Verdrahtungsdiagramm, das einen herkömmlichen Fahrzeug-Alternator darstellt; und
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13 einen
Graphen, der eine Ausgangskennlinie eines herkömmlichen Fahrzeug-Alternators darstellt:
Es
wird zunächst
auf 1 Bezug genommen, wo ein Fahrzeug-Alternator 1 einen
Stator 2, einen Rotor 3, einen Rahmen 4,
eine Gleichrichtvorrichtung 5 und dergleichen beinhaltet.
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Der
Stator 2 beinhaltet einen Statorkern 22, eine
Statorwicklung 23, die auf dem Statorkern 22 befestigt
ist, und einen Isolator 24 zum elektrischen Isolieren des
Statorkerns 22 von der Statorwicklung 23. Der
Statorkern 23 wird durch Stapeln von dünnen Stahlplatten gebildet
und ist mit einer Mehrzahl von Schlitzen auf einer Umfangsseite
in Form eines kreisförmigen
Rings ausgebildet.
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Der
Rotor 3 ist mit einer Welle 6 einstückig drehbar
und beinhaltet einen Lundell-Polkern 7,
eine Feldwicklung 8, Schleifringe 9 und 10,
einen Halb-Radiallüfter 11 und
einen Radiallüfter 12 zum Kühlen und
dergleichen. Die Welle 6 ist mit einer Riemenscheibe 20 verbunden
und wird drehbar durch einen Motor (nicht dargestellt) angetrieben,
der am Fahrzeug angebracht ist.
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Der
Rahmen 4 beinhaltet den Stator 2 und den Rotor 3,
lagert den Rotor 3 in einem drehbaren Zustand um die Welle 6 und
ist am Stator 2 angebracht, der auf einer äußeren Umfangsseite
des Polkerns 7 des Rotors 3 mit einem dazwischen
vorliegenden vorbestimmten Abstand angeordnet ist. Der Rahmen 4 weist
einen Vorderrahmen 4A und einen Hinterrahmen 4B auf,
die durch eine Mehrzahl von Befestigungsschrauben 43 befestigt
sind, um dadurch den Stator 3 und dergleichen zu lagern.
Die Gleichrichtvorrichtung 5 ist mit Leitungsdrähten verbunden,
die sich von den Statorwicklungen 23 erstrecken, um die
Dreiphasen-Wechselstromspannungen, die durch die Statorwicklungen 23 angelegt
werden, einer Dreiphasen-Vollwellen-Gleichrichtung zu unterziehen, um in
eine Gleichstromspannung umgewandelt zu werden.
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Gemäß dem Fahrzeug-Alternator 1 mit
der vorstehenden Struktur wird der Rotor 3 in einer vorbestimmten
Richtung gedreht, wenn die Drehkraft vom Motor (nicht dargestellt)
auf die Riemenscheibe 20 über einen Riemen oder dergleichen übertragen wird.
Durch Anlegen einer Erregerspannung von außerhalb der Feldwicklung 8 des
Rotors 3 in einem Zustand, in dem die jeweiligen klauenartigen
Magnetpolbereiche des Polkerns 7 erregt werden, können Dreiphasen-Wechselstromspannungen
an den Statorwicklungen 23 erzeugt werden und die vorbestimmte
Gleichstromleistung wird von einem Ausgangsanschluss der Gleichrichtvorrichtung 5 ausgegeben.
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Der
Fahrzeug-Alternator 1 ist mit Dreiphasenwicklungen umwickelt,
die drei der Phasenwicklungen einer Durchmesserwicklung aufweist,
die drei Phasendifferenzen von 120 im elektrischen Winkel wie die
Statorwicklung 23 aufweist. Die Anzahl der Magnetpole beträgt beispielsweise
16 und in Entsprechung dazu ist die Anzahl von Schlitzen 25 (4 und 5)
des Stators 2 bei 48 angesetzt.
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Die
Anzahl von Windungen einer jeweiligen der Dreiphasenwicklungen entsprechen
einander, und ein jeweiliger der Schlitze 25 des Statorkerns 22 enthält eine
entsprechende Anzahl von Wicklungsleitern (3 und 4).
Gemäß der Ausführungsform sind
4 Teile der elektrischen Leiter in dem jeweiligen Schlitz 25 enthalten.
Im Allgemeinen ist die „Anzahl von
Windungen" als die
Anzahl von Leitern definiert, die pro Pol in Reihe geschaltet sind.
Die Kennlinien der rotierenden Maschine, die durch in Reihe erfolgendes
Zusammenaddieren einer Anzahl von Polen definiert sind, sind praktisch
durch eine Gesamtanzahl von Leitern bestimmt. Somit wird die Anzahl
der in Reihe geschalteten Leiter (Polanzahl x Anzahl der Windungen)
in der nachstehenden Beschreibung verwendet. Im Fall von 16 Polen
und einer Anzahl von Windungen pro Schlitz von 4 wird die Anzahl
der Reihen-Leiter zu 64.
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Wie
in 2 gezeigt ist, ist die jeweilige Phasenwicklung
mit einem Mittelpunkt 23C versehen, der nicht notwendigerweise
ein auf halbem Wege befindlicher Punkt ist, sondern ein beliebiger
anderer Punkt als ein Ende 23A des Wicklungsbeginns und ein
Ende 23B des Wicklungsabschlusses ist. Der Mittelpunkt 23C der
jeweiligen Phasenwicklung ist mit dem Ende 23A des Wicklungsbeginns
oder dem Ende 23B der Wicklungsabschlusses der anderen Phasenwicklung
verbunden. Wenn gemäß der Ausführungsform
die jeweiligen Phasen der Dreiphasenwicklungen als X-Phase, Y-Phase
und Z-Phase definiert sind, sind der Mittelpunkt 23C der
Phasenwicklung der X-Phase und das Ende 23B des Wicklungsabschlusses
der Phasenwicklung der Y-Phase miteinander verbunden. Desgleichen
sind der Mittelpunkt 23C der Phasenwicklung der Y-Phase
und das Ende 23B des Wicklungsabschlusses der Phasewicklung
der Z-Phase miteinander verbunden. Der Mittelpunkt 23C der
Phasenwicklung der Z-phase und das Ende 23B des Wicklungsabschlusses
der Phasenwicklung der X-Phase sind miteinander verbunden. Das heißt, dass
der Mittelpunkt einer jeweiligen Phasenwicklung mit dem Ende des
Wicklungsabschlusses der anderen Phasenwicklung in der Richtung
im Uhrzeigersinn in 2 zyklisch verbunden ist.
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Weiter
wird gemäß der jeweiligen
Phasenwicklung die Position des Mittelpunkts 23C so eingestellt,
dass bei der Anzahl „64" der Reihenleiter „48" vom Ende des Wicklungsbeginns 23A bis
zum Mittelpunkt 23C und „16" vom Mittelpunkt 23C bis zum Ende
des Wicklungsabschlusses 23B gebildet wird. Nachdem die
vorstehende Verbindung ausgeführt worden
ist, werden die Leitungsdrähte,
die sich von den Enden 23A des Wicklungsbeginns der jeweiligen Phasenwicklungen
erstrecken, mit der Gleichrichtvorrichtung 5 verbunden.
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Die
Statorwicklung 23 ist wie in 3 gezeigt
konstruiert und im Stator 22 angeordnet, wie in 4–7 gezeigt
ist.
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Die
Statorwicklung 23, die im Schlitz 25 des Statorkerns 22 montiert
ist, besteht aus einer Mehrzahl von elektrischen Leitern, und der
jeweilige Schlitz 25 beinhaltet eine gerade Anzahl (4 Stück gemäß der Ausführungsform)
von elektrischen Leitern. Ferner sind die 4 elektrischen Leiter
in dem einzelnen Schlitz 25 in einer Reihenfolge von einer
inneren Endlage, einer inneren Mittellage, einer äußeren Mittellage
und einer äußeren Endlage
von einer Innenseite in Bezug auf eine Durchmesserrichtung des Statorkerns 23,
wie in 3 und 4 gezeigt ist, in einer Reihe
ausgerichtet.
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Ein
elektrischer Leiter 231a einer inneren Endlage an der Innenseite
von einem Schlitz 25 ist mit einem elektrischen Leiter 231b einer äußeren Endlage
an der Innenseite des anderen Schlitzes 25 des Statorkerns 22 von
dem elektrischen Leiter 231a durch eine Magnetpolteilung
(3 Schlitze) in der Richtung im Uhrzeigersinn entfernt
gepaart. Desgleichen ist ein elektrischer Leiter 232a einer
inneren Mittellage an der Innenseite von einem Schlitz 25 mit
einem elektrischen Leiter 232b einer äußeren mittleren Lage an der
Innenseite des anderen Schlitzes 25 des Statorkerns 22 vom
elektrischen Leiter 232a durch eine Magnetpolteilung in
der Richtung im Uhrzeigersinn entfernt gepaar. Ferner sind die gepaarten
elektrischen Leiter durch Verwendung von ununterbrochenen Leitungen
auf der Seite einer Endfläche
in einer axialen Richtung des Statorkerns 22 mittels Windungsbereichen 231c und 232c verbunden.
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Auf
der Seite der einen Endfläche
des Statorkerns 22, wie in 7 gezeigt
ist, beinhaltet daher die ununterbrochene Leitung zum Verbinden
des elektrischen Leiters 231b der äußeren Endlage und des elektrischen
Leiters 23la der inneren Endlage mittels des Windungsbereichs 231c die
durchgehende Leitung, die den elektrischen Leiter 232b der äußeren mittleren
Lage und den elektrischen Leiter 232a der inneren mittleren
Lage mittels des Windungsbereichs 232c verbindet. Auf diese
Weise ist auf der einen Seite des axialen Endes des Statorkerns 22 der
Windungsbereich 232c als ein Verbindungsbereich der gepaarten
elektrischen Leiter durch den Windungsbereich 231c als
ein Verbindungsbereich der anderen gepaarten elektrischen Leiter
umgeben, die im Inneren des gleichen Schlitzes 25 enthalten
sind. Durch Verbinden des elektrischen Leiters 232b der äußeren mittleren
Lage und des elektrischen Leiters 232a der inneren mittleren Lage
wird ein Spulenende der mittleren Lage ausgebildet. Durch Verbinden
des elektrischen Leiters 231b der äußeren Endlage und des elektrischen
Leiters 231a der inneren Endlage wird ein Endlagen-Spulenende
ausgebildet.
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Der
elektrische Leiter 232a der inneren mittleren Lage an der
Innenseite von einem Schlitz 25 ist ebenfalls mit einem
elektrischen Leiter 231a' einer
inneren Endlage von einem anderen Schlitz 25 des Statorkerns 22,
vom elektrischen Leiter 232a um eine Magnetpolteilung in
der Richtung um Uhrzeigersinn entfernt gepaart. Desgleichen ist
auch ein elektrischer Leiter 231'b einer äußeren Endlage an der Innenseite
von einem Schlitz 25 mit dem elektrischen Leiter 232b der äußeren mittleren
Lage an der Innenseite von einem anderen Schlitz 25 des
Statorkerns 22, vom elektrischen Leiter 231b' um eine Magnetpolteilung
in der Richtung im Uhrzeigersinn entfernt gepaart. Ferner sind diese
elektrischen Leiter auf einer anderen Endflächenseite in der axialen Richtung des
Statorkerns 22 verbunden.
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Somit
sind auf der anderen Seite der axialen Endfläche des Statorkerns 22,
wie in 6 gezeigt ist, ein Verbindungsbereich 233b an
der äußeren Seite
zum Verbinden des elektrischen Leiters 231b' der äußeren Endlage und des elektrischen
Leiters 232b der äußeren mittleren
Lage und ein Verbindungsbereich 233a an der Innenseite
zum Verbinden des elektrischen Leiters 231a' der inneren Endlage und des elektrischen
Leiters 232a der inneren Mittellage in einem Zustand angeordnet,
in dem sie voneinander in einer Durchmesserrichtung und einer Umfangsrichtung
verschoben werden. Durch Verbinden des elektrischen Leiters 231b' der äußeren Endlage und
des elektrischen Leiters 232b der äußeren Mittellage und Verbinden
des elektrischen Leiters 231a' der inneren Endlage und des elektrischen
Leiters 232a der inneren Mittellage, werden zwei einer
ununterbrochenen Lage bestehende Spulenenden auf unterschiedlichen
konzentrischen Kreisen angeordnet.
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Wie
in 3 gezeigt ist, sind ferner der elektrische Leiter 231a der
inneren Endlage und der elektrische Leiter 231b der äußeren Endlage
durch ein großes
Segment 231b bereitgestellt, das durch Ausbilden einer
Reihe von elektrischen Leitern im Wesentlichen in einer U-Form gebildet
wird. Ferner werden der elektrische Leiter 232a der inneren
Mittelage und der elektrische Leiter 232b der äußeren Mittellage
durch ein kleines Segment 232 bereitgestellt, das durch
Ausbilden einer Reihe von elektrischen Leitern im Wesentlichen in
einer U-Form gebildet wird. Ein Leitersegment 230 in U-artiger
Form, das eine Basiseinheit bildet, wird mit einem großen Segment 231 und
dem kleinen Segment 232 gebildet.
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Die
jeweiligen Segmente 231 und 232 sind mit Bereichen,
die an der Innenseite des Schlitzes 25 enthalten sind und
entlang der axialen Richtung verlaufen, und mit geneigten Bereichen 231f, 231g, 232f und 232g als
Biegebereiche versehen, die sich so erstrecken, dass sie sich um
vorbestimmte Winkel relativ zur axialen Richtung neigen. Durch die
geneigten Bereiche wird eine Gruppe von Spulenenden gebildet, die
vom Statorkern 22 zu den beiden Endflächen in der axialen Richtung
abstehen. Die Strömungswege
der Kühlluft,
die erzeugt wird, wenn der Halbradiallüfter 11 und der Radiallüfter 12,
die an beiden Endflächen
in der axialen Richtung des Rotors 3 angebracht sind, gedreht
werden, sind hauptsächlich
zwischen den geneigten Bereichen ausgebildet. Die Strömungswege
der Kühlluft
sind zudem auch zusammen mit Leitungsdrähten der Statorwicklung 23 angeordnet.
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Die
vorstehende Konstruktion wird auf die Leitersegmente 230 aller
Schlitze 25 angewendet. Zudem sind in einer Gruppe von
Spulenenden auf einer Seite des Nichtwindungsbereichs ein Endbereich 231e' der äußeren Endlage
und ein Endbereich 232e der äußeren Mittelage sowie ein Endbereich 232d der
inneren Mittellage und ein Endbereich 231d' der inneren Mittellage jeweils
durch Schweißen,
Ultraschallschweißen,
Bogenschweißen,
Löten oder
dergleichen zusammengefügt,
um dadurch den Verbindungsbereich 233b der Außenseite
und den Verbindungsbereich 233a der Innenseite zu bilden
und elektrisch zu verbinden.
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Die
Statorwicklung 23, die im Stator 2 des Fahrzeug-Alternators 1 gemäß der Ausführungsform beinhaltet
ist, wird mit einem Dreieckschaltungsbereich bereitgestellt, der
durch Verwendung von Bereichen der jeweiligen Phasenwicklung durch
zyklisches Verbinden des Mittelpunkts 23C von einer Phasenwicklung
und des Endes 23b des Wicklungsabschlusses der anderen
Phasenwicklung für
alle Phasenwicklungen gebildet wird. Wie hinreichend bekannt ist,
wird eine am Dreieckschaltungsbereich erzeugte Leitungsspannung
zu 1/√3
(Quadratwurzel von 3) mal den Betrag einer Leitungsspannung, die am
Sternschaltungsbereich erzeugt wird. Das heißt, dass der Dreieckschaltungsbereich
gleich dem Sternschaltungsbereich einer Anzahl von Reihenleitern
mit einem Multiplikationsfaktor von 1/√3 ist.
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Daher
wird gemäß der Ausführungsform
die Anzahl der Reihenleiter des Dreieckverbindungsbereichs zu 9,2
(= 16 × (1/√3)) Stück, was
bei der Umwandlung der der Sternschaltung entspricht. Der Sternschaltungsbereich
mit der Reihenleiteranzahl von 48 ist mit dem Dreieckschaltungsbereich
in Reihe geschaltet. Somit wird die Reihenleiteranzahl der Gesamtheit
der Statorwicklung 23 zu 57,2 Stück, die bei der Umwandlung
der der Sternschaltung entspricht. Auf diese Weise kann die wesentliche
Anzahl der Reihenleiter von 64 im Fall der herkömmlichen Sternschaltung, die
nicht mit dem Dreieckschaltungsbereich versehen ist, zu 57,2 (was
3,6 Windungen entspricht) geändert
werden, während
die Anzahl der Leiter an der Innenseite des Schlitzes 25 bei
4 Stück für alle Schlitze 25 bestehen
bleibt.
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8 ist
ein Graph, der eine Ausgangskennlinie des Fahrzeug-Alternators gemäß der Ausführungsform
darstellt. In dieser Figur zeigen die Kurven A und B der Kennlinien
die Ausgangskennlinien des herkömmlichen
Fahrzeug-Alternators, wenn die Anzahl der Windungen der Statorwicklung
in Sternschaltung auf 3 und 4 angesetzt ist. Die Kurve D der Kennlinie
zeigt eine Ausgangskennlinie des Fahrzeug-Alternators 1 gemäß der Ausführungsform
in Entsprechung zu 3,6 Windungen. Auf diese Weise kann gemäß dem Fahrzeug-Alternator 1 der
Ausführungsform
eine Zwischen-Ausgangskennlinie
zum schrittweisen Glätten
der Ausgangskennlinien bereitgestellt werden, die im Fall der Verwendung
der Statorwicklung bereitgestellt werden kann, die eine Anzahl von
Windungen aus ganzzahligen Werten wie bei dem herkömmlichen
Fahrzeug-Alternator aufweist.
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Ferner
kann durch Ändern
der Position des Mittelpunkts 23C der jeweiligen Phasenwicklungen, die
in der Phasenwicklung 23 beinhaltet sind, eine Rate der
jeweiligen Anzahlen von Reihenleitern (Anzahl von Windungen) des
Dreieckschaltungsbereichs und des Sternschaltungsbereichs willkürlich geändert werden.
Daher kann die wesentliche Anzahl von Reihenleitern in dem Fall,
dass sie in eine Sternschaltung umgewandelt werden, willkürlich geändert werden.
Das heißt,
dass die jeweiligen Phasenwicklungen, die in der Statorwicklung 23 beinhaltet
sind, durch in Reihe Schalten von 64 Stück der Leitersegmente 230 gebildet
werden. Daher können
die Positionen der Mittelpunkte 23C auf 64 Arten geändert werden,
und es können
64 Arten von Ausgangskennlinien durch Ändern der Positionen der Mittelpunkte 23C bereitgestellt
werden. Daher wird die Freiheit beim Ändern der Ausgangskennlinie,
die nur schrittweise durch Ändern
der Anzahl von Windung auf herkömmliche
Weise geändert
werden kann, deutlich verstärkt.
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Da
die Anzahl der Leiter an der Innenseite des Schlitzes 25 auf
die gleiche Anzahl „4" angesetzt wird,
kann ferner eine dazugehörige
Wicklungs-Besetzungsrate für
alle Schlitze 25 angesetzt werden, selbst wenn die Vibration
von außerhalb
ausgeübt wird,
und es kann verhindert werden, dass die Leiter im Inneren des Schlitzes 25 stark
vibrieren, und die Zuverlässigkeit
des Fahrzeug-Wechselstromerzeugers 1 kann erhöht werden.
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Zudem
wird in dem Fall, das die Anzahl der Windungen geändert werden,
um die Ausgangskennlinien wie in der herkömmlichen Maschine variabel
zu gestalten, wird normalerweise eine Querschnittsfläche des
Leiters geändert,
um die Besetzungsrate konstant zu halten. Daher müssen entsprechend
der Veränderung
viele Arten von Verdrahtungsvorrichtungen vorbereitet werden. Gemäß der Ausführungsform
kann jedoch die Ausgangskennlinie ohne Veränderung der Stückanzahl
der Leiter im Inneren des Schlitzes 25 variabel gestaltet
werden. Daher kann die Statorwicklung 23 durch Verwendung einer
Art von Wicklungsvorrichtung hergestellt werden. Somit kann die
Fertigungseinrichtung einfacher ausgeführt werden. Zudem darf der
Leiter (das Leitersegment 230), der hergestellt wird, nur
von einer Art sein. Daher können
die Schritte vereinfacht und der Kostenaufwand durch Reduzieren
der Teilezahl verringert werden.
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Zudem
kann gemäß dem Fahrzeug-Alternator 1 unter
Verwendung des Leitersegments wie in der Ausführungsform die Form des Spulenendes
des Stators 2 wie in 6 und 7 gezeigt
ausgerichtet sein. Daher kann die Wicklungsbesetzungsrate im Schlitz 25 verstärkt werden
und eine Länge
der Spule gekürzt
werden. Somit kann der Widerstand der Statorwicklung 23 reduziert
und eine Formation mit hoher Leistungsabgabe und hoher Effizienz
gebildet werden. Insbesondere in dem Fall, in dem das Leitersegment 230 verwendet
wird, wenn die Ausgangskennlinie geändert werden soll, indem die
Anzahl der Windungen wie in der herkömmlichen Maschine gemäß der Änderung
der Stückanzahl
der Leitersegmente 230 geändert wird, müssen die
Anzahl der Punkte zum Verbinden der Leitersegmente 230 und die
Anzahl der Faltvorgänge,
um die Leitersegmente 230 zu biegen, geändert werden, und die Ausgangskennlinie
kann im Wesentlichen nicht durch die gleiche Einrichtung geändert werden.
Gemäß dem Fahrzeug-Alternator 1 der
Ausführungsform kann
die Ausgangskennlinie geändert
werden, indem die Anzahl der wesentlichen in Reihe geschalteten
Leiter variabel gestaltet wird, indem nur die Position zum Verbinden
der Drähte
geändert
wird.
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Die
vorstehende Ausführungsform
kann zudem auf verschiedene Arten und Weisen modifiziert werden.
Wie in 9 gezeigt ist, kann beispielsweise der Fahrzeug-Alternator 1 modifiziert
werden, dass er Statorwicklungen 23 aufweist, die zwei
Sätze von Dreiphasenwicklungen
aufweisen, die eine Phasendifferenz von π/6 im elektrischen Winkel dazwischen aufweisen.
Gemäß den jeweiligen
der beiden Sätze der
Dreiphasenwicklungen sind ein Verhältnis einer Anzahl von Reihenleitern
zwischen einem Mittelpunkt und einem Ende eines Wicklungsbeginns
der jeweiligen Phasenwicklung zu einer Anzahl von Reihenleitern
zwischen dem Mittelpunkt und dem Ende des Wicklungsabschlusses und
ein Verfahren zum Verbinden so angelegt, dass sie identisch sind.
Die Leitungsdrähte,
die sich von den jeweiligen Dreiphasenwicklungen erstrecken, sind
mit separaten Vollwellen-Gleichrichtschaltkreisen verbunden, die
in der Gleichrichtvorrichtung 5 beinhaltet sind.
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Gemäß dem Fahrzeug-Alternator
mit einer derartigen Konstruktion ist ein Strom, der in den jeweiligen
der beiden Sätze
von Dreiphasenwicklungen fließt,
mit einer Phasendifferenz von π/6
im elektrischen Winkel versehen. Daher heben sich die magnetomotorischen
Gegenkräfte
der jeweiligen Dreiphasenwicklungen gegenseitig auf, und ein magnetisches
Rauschen kann verringert werden. Da zwei Sätze von Dreiphasenwicklungen
vorhanden sind, kann zudem eine Fertigungseinrichtung, die zu einem
aufwendigen Aufbau neigt, vereinfacht und der Kostenaufwand verringert
werden.
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Obwohl
außerdem
das Magnetrauschen gemäß dem vorstehend
beschriebenen modifizierten Beispiel durch Verwendung der beiden
Sätze aus Dreiphasenwicklungen
mit der Phasendifferenz von π/6
im elektrischen Winkel reduziert wird, kann das Magnetrauschen durch
Ausbilden eines Satzes von Dreiphasenwicklungen durch Verwendung
von zwei Arten von Phasenwicklungen mit einer Phasendifferenz von π/6 im elektrischen
Winkel reduziert werden.
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Die
Ausführungsform
kann ferner modifiziert werden, wie in 10 und 11 gezeigt
ist, so dass der Wechselstromrichter zwei Arten von Phasenwicklungen
mit einer Phasendifferenz von π/6
im elektrischen Winkel aufweist. Bei der Modifizierung von 10,
wird der Mittelpunkt 23C an der Innenseite einer jeweiligen
Phasenwicklung angesetzt, die auf einer Seite gegenüber dem
Leitungsdraht angeordnet ist. Bei der Modifizierung von 11 ist
der Mittelpunkt 23C im Inneren einer Phasenwicklung angesetzt,
die auf einer Seite des Leitungsdrahts angeordnet ist. Indem die
Position des Mittelpunkts variabel gemacht worden ist, kann die
wesentliche Reihenleiteranzahl in dem Fall, in dem sie zu einer Sternschaltung
umgewandelt wird, geändert
und auch die Ausgangskennlinie des Fahrzeug-Alternators geändert werden.
Da die beiden Arten von Phasenwicklungen mit der Phasendifferenz
von π/6
im elektrischen Winkel verwendet werden, heben sich die elektromagnetischen
Gegenkräfte
der jeweiligen Phasenwicklungen gegenseitig auf, und das Magnetrauschen
des Fahrzeug-Alternators kann reduziert werden.
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Der
Mittelpunkt der einen Phasenwicklung und das Ende des Wicklungsbeginns
der anderen Phasenwicklung können
ferner verbunden und eine Seite des Endes des Wicklungsabschlusses
kann mit der Gleichrichtvorrichtung verbunden werden. Die vorstehende
Anordnung kann auf andere Arten von rotierenden elektrischen Maschinen
für Fahrzeuge, beispielsweise
einen Elektromotor, angewendet werden.