DE60306850T2

DE60306850T2 - Stator-Konstruktion mit einer Wicklung aus sequentiell verbundenen Segmenten einer elektrischen rotierenden Maschine

Info

Publication number: DE60306850T2
Application number: DE60306850T
Authority: DE
Inventors: c/o Denso Corporation Tetsuya Kariya-city Aichi-pref. Gorohata; c/o Denso Corporation Shinji Kariya-city Aichi-pref. Kouda; c/o Denso Corporation Masahiro Kariya-city Aichi-pref. Seguchi; c/o Denso Corporation Kanehisa Kariya-city Aichi-pref. Urano; c/o Denso Corporation Hitoshi Kariya-city Aichi-pref. Hirano; c/o Denso Corporation Youichi Kariya-city Aichi-pref. Kamakura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2003-06-24
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2023-06-25
Also published as: US6833648B2; US20040041491A1; DE60306850D1; JP2004032882A; EP1376828B1; EP1376828A1; JP3734166B2

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stator-Konstruktion mit einer Wicklung aus sequentiell verbundenen Segmenten einer elektrischen rotierenden Maschine nach Anspruch 1.
2. Stand der Technik
Aus der EP-A-1 179 880 ist eine dynamo-elektrische Maschine bekannt mit einer Statorwicklung, die eine Vielzahl an ersten bis sechsten Sub-Wicklungsabschnitten aufweist, von denen jeder eine Wicklung umfaßt. Es sind erste in Reihe geschaltete Wicklungen mit den ersten, dritten und fünften Sub-Wicklungsabschnitten gebildet, die in Reihe geschaltet sind. Ferner sind zweite in Reihe geschaltete Wicklungen mit zweiten, vierten und sechsten Sub-Wicklungsabschnitten gebildet, die in Reihe geschaltet sind. Jeder der Wicklungsphasengruppen für jede Phase ist mit ersten und zweiten in Reihe geschalteten Wicklungen ausgebildet, die parallel geschaltet sind.
Aus der EP-A-1 128 527 ist ein Wechselstromgenerator bekannt, der dafür ausgebildet ist, einen Kurzschluß an einem Wicklungsende zu verhindern, ferner die Kühlfähigkeit verbessert, ebenso die Statorwicklungsanordnung, und der Störgeräusche reduziert. Eine Vielphasen-Statorwicklung des Wechselstromgenerators umfaßt Folgendes: eine Vielzahl an aneinandergefügten Abschnitten, bei denen ein distales Ende sich in einer axialen Richtung eines ersten Leiterabschnittes erstreckt, der aus einer ersten Schicht in einem Schlitz herausgezogen ist, und wobei sich ein distales Ende in einer axialen Richtung eines zweiten Leiterabschnitts erstreckt, der aus einer zweiten Schicht in einem Schlitz herausgezogen ist, der eine vorbestimmte Anzahl von Schlitzen in einer Umfangsrichtung entfernt liegt, wobei diese Abschnitte außerhalb des Schlitzes an einer Endflächenseite des Statorkernes verbunden sind; und umfaßt ein Wicklungsende, wo die verbundenen oder aneinandergefügten Abschnitte in einer Vielzahl an Reihen in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Die aneinandergefügten Abschnitte sind um einen halben Schlitz von einer diametralen Linie in einer Umfangsrichtung entfernt.
Aus der EP-A-0 945 962 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Stators eines Wechselstromgenerators für ein Fahrzeug und ein Gerät zur Herstellung desselben bekannt. Dieses bekannte Gerät umfaßt einen Leiter-Halter, der Leitersegmente in Lage hält, und einen axialen Bewegungsmechanismus, der den Leiter-Halter relativ zu einem Statorkern in einer axialen Richtung bewegt. Der Leiter-Halter hält geradlinige Abschnitte der Leitersegmente, die in die Schlitze von einem Ende des Statorkernes einzuschieben sind.
Die US-A-6,166,461 offenbart eine Wicklungsanordnung eines Wechselstromgenerators für ein Fahrzeug, der in einem Personenwagen, Lastkraftwagen oder ähnlichem montiert ist. Bei dieser bekannten Konstruktion sind Wicklungsendabschnitte einer Ankerwicklung um Kühlrippen eng angeordnet, und die äußeren Wicklungsenden der Wicklungsendabschnitte sind so angeordnet, daß sie dicht bei den Wechselstromgenerator-Rahmen liegen, und zwar über Isolierschichten. Die Wicklungsenden sind voneinander beabstandet, ausgenommen die Basisabschnitte, und der Widerstand der Kühlluft, die innerhalb der Wicklungsendabschnitte angesaugt wird, ist niedriger als derjenige um die Wicklungsendabschnitte herum, so daß die Kühlluft hauptsächlich durch das Innere der Kühlendabschnitte strömt.
Aus der EP-A-1 005 137 ist ein Stator eines Wechselstromgenerators und ein Verfahren zur Herstellung desselben bekannt. Der Stator des Fahrzeug-Wechselstromgenerators enthält einen Statorkern, eine Vielphasen-Statorwicklung, die aus einer Vielzahl von Leiterteilen gebildet ist. Die Statorwicklung besitzt Wicklungsenden auf gegenüberliegenden Seiten des Statorkernes, und Abschnitte der Leiterteile in jedem der Wicklungsenden sind radial ausgerichtet, so daß feststehende radiale Spielräume dazwischen gebildet werden, um Kühlluft einzuleiten und um eine Isolation der Leiterteile sicherzustellen.
Aus der US-B1-6,177,747 ist ein Stator eines Fahrzeug-Wechselstromgenerators bekannt, mit Statorschlitzen, von denen jeder umfangsmäßig verlaufende parallele Wände und eine radiale Wand gegenüber einer Schlitzöffnung aufweist. Eine Statorwicklung umfaßt eine Vielzahl an radial ausgerichteten im Schlitz liegenden Abschnitten, die in jedem der Schlitze auf Umfangsseiten derselben eingepaßt sind, um einen zentralen Spalt an dem radialen zentralen Abschnitt in den Abschnitten im Schlitz zu bilden. Der zentrale Spalt versieht jeden der im Schlitz liegenden Abschnitte mit einer Federrückstoßkraft gegen die Schlitzöffnung. Somit werden die Schlitzöffnungen hermetisch verschlossen und die Zähne werden daran gehindert, durch die Statorwicklung in Vibration versetzt zu werden.
Sequentiell aneinandergefügte Segment-Statorwicklungen wurden ebenfalls vorgeschlagen, die durch Leitersegmente gebildet sind, welche in Schlitzen in einem Statorkern eingefügt sind, deren Enden in einer Aufeinanderfolge aneinandergefügt sind. Beispielsweise offenbart das japanische Patent Nr. 3118837 (US Patent Nr.6,249,956), welches dem gleichen Anmelder der vorliegenden Anmeldung zugeordnet ist, ein Herstellungsverfahren zum Aneinanderfügen von U-gestalteten Leitersegmenten in einer Aufeinanderfolge, um eine Statorwicklung herzustellen.
Eine sequentiell segmentverbundene Statorwicklung, wie sie in den oben erläuterten Patenten gelehrt wird, wird dadurch gebildet, indem ein Paar von Füßen von jedem Leitersegment in zwei der Schlitze eines Kernes eingeschoben werden, die in einem Intervall voneinander entfernt liegen, der im wesentlichen äquivalent einer Magnetpolteilung eines Rotors ist, wobei dann Endabschnitte der Füße gebogen werden, die aus den Schlitzen in einer Umfangsrichtung des Kernes vorragen, und die Endabschnitte der Leitersegmente in Reihe verbunden werden.
Die Leitersegmente bestehen je aus einem U- oder V-gestalteten Kopf (auch als Umlenkung bezeichnet), einem Paar von seitlichen Leiterabschnitten, die sich von dem Kopf aus erstrecken und die in zwei der Schlitze des Kernes eingeführt werden, und zwar von einer axialen Richtung des Kernes aus, und mit Endabschnitten, die von den seitlichen Leiterabschnitten zu der anderen Seite der Schlitze hin vorragen und sich in der Umfangsrichtung des Kernes erstrecken. Die vorspringenden Endabschnitte werden in Paaren aneinandergefügt. Bei der folgenden Erläuterung werden der seitliche Leiterabschnitt und der vorspringende Endabschnitt auch als Bein als Ganzes bezeichnet, die Köpfe der Leitersegmente werden auch als ein Segment-Kopfseiten-Wicklungsende der Statorwicklung bezeichnet, und die vorspringenden Endabschnitte werden auch als ein Segment-Endseiten-Wicklungsende der Statorwicklung bezeichnet.
Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 3118837 (US Patent Nr. 6,249,956) offenbart auch ein Verfahren zur Herstellung von schlanken Abschnitten eines Kopfes von jedem eines klein bemessenen Leitersegments und eines groß bemessenen Segments. Die Ausbildung der schlanken Abschnitte wird dadurch erzielt, indem eine Gesamtzahl von vier Füßen eines Satzes aus einem schmal bemessenen Leitersegment und einem groß bemessenen Segment, welches sich über dem klein bemessenen Segment erstreckt, innerhalb von zwei Ringen eingepaßt werden, die koaxial zueinander angeordnet sind, und indem die Ringe in entgegengesetzten Richtungen gedreht werden, um die Füße in der Umfangsrichtung der Ringe aufzuspreizen.
Die japanische Patent-Erstveröffentlichung Nr.2000-139049 (US Patent Nr. 6,177,747) offenbart ein Verfahren zur Ausbildung von schlanken Abschnitten des Kopfes von jedem Leitersegment, was dadurch erreicht wird, indem eine Gesamtzahl von vier Beinen oder Füßen eines Satzes gemäß einem schmal bemessenen Leitersegment und einem groß bemessenen Leitersegment, welches sich über dem schmal bemessenen Segment erstreckt, in vier Ringe eingepaßt werden, die koaxial zueinander angeordnet sind, und indem dann die Ringe in entgegengesetzten Richtungen gedreht werden, um die Füße von jedem Leitersegment in den Umfangsrichtungen der Ringe zu spreizen.
Das japanische Patent Nr. 3104700 (US Patent Nr. 6,403,921) offenbart einen Schweißvorgang von zwei Spitzen des Endabschnittes von Leitersegmenten, die dicht beieinander angeordnet sind, und zwar in der Radiusrichtung eines Statorkernes, und dieses Patent lehrt die Verwendung eines Einschränkungsteiles, welches zwischen benachbarten zwei der Spitzen angeordnet ist, um eine gewünschte Orientierung der geschweißten Spitzen sicherzustellen.
Das japanische Patent Nr. 3118837 (US Patent Nr. 6,249,956) offenbart das Biegen eines Leiterstabes um 180°, um ein U-gestaltetes Segment zu erzeugen. Die japanische Patent-Erstveröffentlichung Nr. 2001-245446 lehrt einen Biegevorgang eines Drahtes um 180°, und zwar mehrere Male, um die gleiche Wicklung wie die oben beschriebene aus sequentiellem Aneinanderfügen von Segmenten gebildete Statorwicklung herzustellen. Dieser Typ einer Statorwicklung eliminiert das Erfordernis eines Schweißprozesses, erfordert jedoch die Verwendung einer Statorwicklung mit offenen Schlitzen, was dabei unerläßlich ist.
Die japanische Patent-Erstveröffentlichung Nr. 2000-92766 (US Patent Nr. 6,201,332) offenbart eine Statorwicklung, die aus sequentiell aneinandergefügten Segmenten gebildet ist, und zwar bei der sechs Füße von Leitersegmenten innerhalb jedes Schlitzes eines Statorkernes in einer radialen Richtung des Statorkernes ausgerichtet werden.
Ein Beispiel von Herstellungsverfahren einer Statorwicklung, die durch sequentielles Aneinanderfügen von Segmenten gebildet ist, wird in den oben beschriebenen Veröffentlichungen erläutert und wird weiter unten in Einzelheiten dargestellt.
Zuerst wird eine erforderliche Anzahl von kiefernadelförmigen Leitersegmenten vorbereitet. Jedes der Leitersegmente wird in eine U-Gestalt gebracht, und zwar eine mit Seiten-Leiterabschnitten, die sich im wesentlichen entsprechend einem magnetischen Pol-Teilungsinterval voneinander entfernt erstrecken. Die seitlichen Leiterabschnitte von jedem Leitersegment werden in räumlicher Ausrichtung mit zwei der Schlitze placiert, die in dem Kern jeweils ausgebildet sind (d.h. in einer Umfangsrichtung des Kernes), um gleichzeitig die seitlichen Leiterabschnitte in die Schlitze einzuführen. Diese Schritte können mit einem Paar von koaxial angeordneten Ringen mit Schlitzen erreicht werden, wie dies in 3 des japanischen Patents Nr. 3118837 veranschaulicht ist. Spezifischer ausgedrückt werden die Füße von jedem Leitersegment in zwei der Schlitze eingepaßt, die in einer radialen Richtung der Ringe ausgerichtet sind. Als nächstes werden die Ringe relativ zueinander um einen gegebenen Winkel gedreht, und zwar äquivalent zu der Magnetpolteilung, um die Füße zu spreizen, wodurch dann das U-gestaltete Leitersegment gebildet wird.
Nachfolgend wird der Kopf von jedem der U-gestalteten Leitersegmente festgehalten. Die Beine oder Füße werden aus den Schlitzen gezogen und werden dann in die Schlitze des Kernes eingeschoben.
Als nächstes werden Endabschnitte der Füße oder Beine, die aus den Schlitzen vorragen, in einer Umfangsrichtung des Kernes über eine Hälfte einer Magnetpolteilung gebogen. Solch ein Biegevorgang kann mit einer Vielzahl von koaxial angeordneten Ringen mit Schlitzen erreicht werden, wie dies auch in den 4 und 5 des japanischen Patents Nr. 03196738 veranschaulicht ist. Spezifischer ausgedrückt werden die Spitzen der vorspringenden Endabschnitte der Füße in die Schlitze der Ringe eingeschoben. Die Ringe werden dann in Umfangsrichtung um eine halbe Magnetpolteilung gedreht (d.h. um einen elektrischen Winkel von π/2), um die vorspringenden Endabschnitte in der Umfangsrichtung um eine halbe magnetische Polteilung zu biegen. Es ist dabei ratsam, daß die Drehung der Ringe durchgeführt wird, während die Ringe zu den vorspringenden Endabschnitten gedrückt werden, (d.h. der axialen Richtung des Kernes), um den Krümmungsradius der Windung bzw. Umkehrung von jedem Leitersegment zu erhöhen. Als nächstes werden die vorspringenden Endabschnitte in einer gegebenen Sequenz verschweißt, wodurch eine endlose Phasenwicklung gebildet wird. Irgendeiner der Köpfe der U-gestalteten Leitersegmente wird abgeschnitten, um Wicklungsanschlüsse festzulegen. Wenn die Wicklungsanschlüsse länger ausgebildet werden und in der Umfangsrichtung gebogen werden, können sie als eine Neutralpunkt-Anschlußleitung verwendet werden. Der Grund, warum die Wicklungsenden in dem Segmentkopf-Seitenwicklungsende vorgesehen werden, liegt darin, daß dann, wenn die Wicklungsenden in dem Segmentende-Seitenwicklungsende vorgesehen werden, diese mit dem Schweißvorgang der Endabschnitte kombiniert werden können.
Die oben erläuterte Statorwicklung aus sequentiell aneinandergefügten Segmenten wird üblicherweise als eine Statorwicklung für Automobil-Wechselstromgeneratoren verwendet und ist mit dem folgenden Nachteil behaftet.
Jedes der kiefernadelförmigen Leitersegmente für die Verwendung bei der Herstellung des U-gestalteten Leitersegments besitzt den um 180° gebogenen Kopf, der in seiner Breite größer ist als eine Gesamtbreite der Beine oder Füße von jedem der Leitersegmente, da der Kopf mit einer gewissen Krümmung gebogen ist. Dies erhöht die Beschädigung von Isolierbeschichtungen an den Köpfen eines Leitersegments. Die Probleme treten auch bei vielfach gebogenen Wicklungen auf, wie sie in der japanischen Patent-Erstveröffentlichung Nr. 2001-245446 gelehrt werden.
In typischer Weise werden die Füße von jedem der Leitersegmente in einem der Schlitze des Statorkernes an unterschiedlichen Orten placiert, die in der radialen Richtung des Statorkernes ausgerichtet sind. Alternativ kann der Satz der groß bemessenen und der klein bemessenen Leitersegmente eine Gesamtzahl von vier Füßen umfassen, die innerhalb von einem der Schlitze an vier benachbarten Stellen angeordnet sind.
Gewöhnlich werden Elektromotoren, die zum Antreiben von Kraftfahrzeugen verwendet werden, mit Energie von einer Hochspannungsbatterie her versorgt. Es ist daher sehr schwierig, die Krümmung der Köpfe der Leitersegmente zu reduzieren, und zwar verglichen mit typischen Kraftfahrzeug-Wechselstromgeneratoren, was in einer starken Erhöhung des Durchmessers des segmentkopfseitigen Wicklungsendes der Statorwicklung resultiert, die aus den Köpfen der Leitersegmente gebildet sind.
Das segmentkopfseitige Wicklungsende der herkömmlichen Statorwicklungen, die aus sequentiell aneinandergefügten Segmenten gebildet sind, umfaßt einige Leitersegmente, die in der Radiusrichtung des Statorkernes angeordnet sind, so daß eine Teilung zwischen den Abschnitten der Leitersegmente an dem segmentkopfseitigen Wicklungsende größer ist als eine Radius-Weite der Spitzen der Köpfe der Leitersegmente. In einem Fall eines Elektromotors, der zum Antreiben von Kraftfahrzeugen verwendet wird, wird in bevorzugter Weise eine gegebener Spielraum zwischen benachbarten zwei der Köpfe der Leitersegmente vorgesehen, um eine elektrische Isolation der Statorwicklung sicherzustellen.
Aus den oben beschriebenen Gründen muß die Teilung zwischen Abschnitten der Leitersegmente, die innerhalb jedes Schlitzes des Statorkernes placiert sind, gleich der Teilung zwischen den Spitzen der Köpfe der Leitersegmente sein, was zu einer Reduzierung des Schlitzraum-Faktors des Statorkernes führt und auch zu einer Vergrößerung des Durchmessers des Statorkernes, was zu einer Erhöhung der Größe und des Gewichtes des Motors beiträgt.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher Hauptaufgabe der Erfindung, die dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile zu beseitigen.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Statorwicklung mit sequentiell aneinandergefügten Segmenten für eine elektrische rotierende Maschine zu schaffen, die dafür ausgelegt ist, einen gewünschten Grad an elektrischer Isolation eines segmentkopfseitigen Wicklungsendes der Statorwicklung sicherzustellen, und dazu befähigt ist, die Größe und das Gewicht derselben zu reduzieren, und ein Herstellungsverfahren dafür anzugeben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die obengenannte Aufgabe durch die in Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Statorkonstruktion mit einer Statorwicklung aus sequentiell aneinandergefügten Segmenten ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 4.
Die Erfindung ermöglich es, daß eine gewünschte Anzahl an Windungen der Statorwicklung innerhalb eines Motorgehäuses installiert werden kann, und zur ohne Erhöhung des Durchmessers des Statorkernes, wobei auch ein gewünschter Grad an elektrischer Isolation des segmentkopfseitigen Wicklungsendes der Statorwicklung garantiert wird. Darüber hinaus erleichtert die Vergrößerung des Intervalls zwischen den schlanken Abschnitten der Kopfabschnitte den Fluß oder die Strömung der Kühlluft, die an den schlanken Abschnitten vorbeiströmt, woraus eine verbesserte Kühlkapazität der Statorwicklung resultiert.
Die Segmente können aus zwei Typen hergestellt werden: einen groß bemessenen Segment und einem klein bemessenen Segment. Die Leiterabschnitte von jedem der klein bemessenen Leitersegmente können an zwei unterschiedlichen Stellen placiert werden, die benachbart zueinander festgelegt sind, und zwar in der Radiusrichtung des Statorkernes. Die Leiterabschnitte von jedem der groß bemessenen Leitersegmente können an zwei unterschiedlichen Stellen placiert werden, die innerhalb und außerhalb der Stellen der Leiterabschnitte des klein bemessenen Segments vorgesehen sind. In diesem Fall kann jedes der klein bemessenen Segmente und eines der groß bemessenen Segmente in der Umfangsrichtung des Statorkernes als ein Segmentsatz betrachtet werden. Die gleichen vorteilhaften Wirkungen können auch dann erreicht werden, wenn jedes Segment, welches in Verbindung mit der oben erläuterten Statorwicklung verwendet wird, als ein Segmentsatz betrachtet wird.
Die oben beschriebenen Anordnungen der Segmente können für vielfach gebogene Wicklungen verwendet werden, wie sie in der japanischen Patent-Erstveröffentlichung Nr. 2001-245446 gelehrt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nimmt die radiale Teilung zwischen benachbarten zwei Kopfabschnitten an den schlanken Abschnitten derselben zu, und zwar mit wachsendem Abstand von dem Ende des Statorkernes in einer axialen Richtung des Statorkernes. Es lehnen sich einige der Paare der geneigten Abschnitte der Kopfabschnitte in der radialen Richtung des Statorkernes nach außen hin, und zwar in einem Winkel zu einer axialen Richtung des Statorkernes, der größer ist als derjenige von inseitigen Abschnitten der schlanken Abschnitte. Das sich-nachaußen-Lehnen der schlanken Abschnitte bewirkt, daß die Teilung zwischen den Leiterabschnitten erhöht wird, wodurch die Herstellbarkeit vereinfacht wird.
Die Segmente werden in eine Vielzahl von Segmentsätzen aufgeteilt, von denen jedes aus einem klein bemessenen Segment mit einem kleinen Kopf und einem groß bemessenen Segment mit einem großen Kopf gebildet ist, der sich über den kleinen Kopf des klein bemessenen Segments in der Umfangsrichtung des Statorkernes erstreckt. Die Segmentsätze werden in eine Vielzahl von Segmentsatzgruppen aufgeteilt, die in radialer Richtung des Statorkernes angeordnet werden. Die Segmentsätze in jeder der Segmentsatzgruppen werden in der Umfangsrichtung des Statorkernes angeordnet. Jede der Segmentsatzgruppen bildet Teil-Phasenwicklungen, an die gegebene Phasenspannungen jeweils angelegt werden. Jede der Phasenwicklungen enthält eine der Teil-Phasenwicklungen, die in der radialen Richtung des Statorkernes angeordnet sind und in Reihe verbunden sind. Die Schlitze werden in gleiche Phasenschlitzgruppen aufgeteilt, von denen jede darin Leiterabschnitte der Segmente placiert enthält, an welche die gleiche Phasenspannung angelegt wird. Die Schlitze in jeder der gleichen Phasenschlitzgruppen sind benachbart zueinander in der Umfangsrichtung des Statorkernes angeordnet. Die Teil-Phasenwicklungen, die in radialer Richtung des Statorkernes innerhalb von jedem der Schlitze von jeder der gleichen Phasenschlitzgruppen angeordnet sind, sind in Reihe aneinandergefügt, um eine reihengeschaltete Phasenwicklungsschaltung zu bilden. Die reihengeschalteten Phasenwicklungsschaltungen, die jeweils in den Schlitzen von jeder der gleichen Phasenschlitzgruppen placiert sind, werden parallel aneinandergefügt, um dadurch jede der Phasenwicklungen zu bilden.
In typischer Weise werden Statorwicklungen, die durch sequentielles Aneinanderfügen von Segmenten gebildet sind, gewöhnlich für einen Kraftfahrzeug-Wechselstromgenerator verwendet, wobei jedoch nunmehr erwartet wird, daß eine Verwendung für Hochleistungs-Kraftfahrzeugantriebsmotoren möglich wird, um ein Drehmoment zum Antreiben eines Automobils zu erzeugen. Es ist erforderlich, eine extrem hohe Spannung (von ein paar hundert Volt) solchen Antriebsmotoren zuzuführen, um einen Verlust derselben auszugleichen, der durch Widerstände der Verdrahtung und der Statorwicklung verursacht wird. Jedoch sind die Service-Folgen von beiden im wesentlichen identisch, so daß es erforderlich wird, daß eine Statorwicklung, die durch sequentielles Aneinanderfügen von Segmenten gebildet ist und die für einen Automobil-Antriebsmotor verwendet wird, Windungen aufweist, mit einer größeren Zahl als eine Statorwicklung für einen Kraftfahrzeug-Wechselstromgenerator. Die Erhöhung der Windungen kann gemäß der Darstellung in 16 dadurch erreicht werden, indem man Segmente 33a, 33b, 33c, 33d und 33e so verlegt, daß sie einander überlappen, um die Leiterabschnitte zu vergrößern, die in dem Schlitz S in einer radialen Richtung des Statorkernes 1 angeordnet sind. Jedoch ist diese Vielfachüberlagerungs-Segmentkonstruktion mit Nachteilen behaftet dahingehend, daß die Typen der Segmente erhöht werden müssen, und zwar mit einer Zunahme der Überlagerung der Segmente, und daß ein Kopf eines äußersten Segments der Segmente eine größere Länge haben muß, was dann zu einer Erhöhung im elektrischen Widerstand desselben führt.
Obwohl speziell nicht klar in 16 veranschaulicht ist, ist die Weite der Spitze H von jedem Segment allgemein größer als diejenige der Längen L derselben, und zwar aus Produktionsgründen. Dies bewirkt, daß die Weite oder Breite W des segmentkopfseitigen Wicklungsendes 311 der Statorwicklung größer ist und auch der Abstand des segmentkopfseitigen Wicklungsendes 311 größer ist, welches von einem Ende des Statorkernes 1 vorragt, was in einer Zunahme in der Gesamtgröße und dem Gewicht der Statorwicklung resultiert.
Zusätzlich ist die Vielfachüberlagerungs-Segmentkonstruktion auch mit Nachteilen dahingehend behaftet, daß, je größer die Breite oder Weite der Spitzen H der Segmente ist, desto größer der Grad der Reibung wird, und es muß der Spielraum d zwischen benachbarten zweien der Beine oder Füße H der Segmente vergrößert werden, um ein Reiben zu verhindern, was zu einer Abnahme in dem Raumfaktor der Statorwicklung führt; und dazu, daß die Lagerungen der Segmente zu einer Verschlechterung der Wärmeabführung von dem Segment 33a führt.
Um die oben erläuterten Probleme zu beseitigen, und zwar bei einer Statorwicklung, die durch sequentielles Aneinanderfügen von Segmenten gebildet ist, wie oben beschrieben wurde, besitzt jeder Satz der groß bemessenen und klein bemessenen Segmente Füße oder Beine, die gemäß der Darstellung in 3 benachbart von vier Schlitzen angeordnet sind, die in der radialen Richtung des Statorkernes 1 angeordnet sind. Die Segmentsätze, die in der Umfangsrichtung des Statorkernes 1 angeordnet sind, sind in Reihe aneinandergefügt, um jede der Teil-Phasenwicklungen zu bilden. Die Teil-Phasenwicklungen, die benachbart zueinander in der radialen Richtung des Statorkernes 1 angeordnet sind, sind in Reihe aneinandergefügt, um jede der Phasenwicklungen zu bilden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung kann klarer anhand der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnungen verstanden werden, wobei die Erfindung jedoch nicht auf die spezifischen Ausführungsformen beschränkt ist, die lediglich des Zweck der Erläuterung und des Verständnisses dienen.
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Teil-Längsschnittansicht, die eine elektrische rotierende Maschine zeigt, die mit einer Statorwicklung ausgerüstet ist;
2 eine perspektivische Ansicht eines Satzes eines klein bemessenen Leitersegments und eines groß bemessenen Leitersegments, welches sich über dem klein bemessenen Leitersegment einer Statorwicklung erstreckt;
3 eine vergrößerte Teilansicht, die Anordnungen von Leitersegmenten innerhalb von Schlitzen eines Statorkernes wiedergibt;
4 eine perspektivische Ansicht, die einen Satz aus einem klein bemessenen Leitersegment und einem groß bemessenen Leitersegment darstellt, und zwar unmittelbar bevor diese in eine Statorwicklung eingeführt werden;
5 eine perspektivische Ansicht, welche die Installation eines Satzes aus einem klein bemessenen Leitersegment und einem groß bemessenen Leitersegment innerhalb von Ringen bei einem Produktionsprozeß darstellt;
6 eine Teil-Schnittansicht, die ein Paar von Zacken darstellt, die zum Einfangen von Köpfen eines Satzes aus einem klein bemessenen Leitersegment und einem groß bemessenen Leitersegment verwendet werden, wenn die Füße der Leitersegmente durch Drehen der Ringe in entgegengesetzten Richtungen gespreizt werden;
7 eine vertikale Schnittansicht, die eine Statorwicklung-Verwindungsmaschine darstellt;
8 eine Draufsicht entlang der Linie A-A in 7, welche die Ringe der Statorwicklung-Verwindungsmaschine zeigt;
9 ein Schaltungsdiagramm, welches eine U-Phasenwicklung der Statorwicklung nach der Erfindung wiedergibt;
10 eine Teil-Schnittansicht in einer radialen Richtung eines Statorkernes, die eine Konfiguration eines segmentkopfseitigen Wicklungsendes gemäß der Erfindung darstellt;
11 eine Teil-Schnittansicht entlang einer Radiusrichtung eines Statorkernes, die eine erste abgewandelte Ausführungsform der Konfiguration des segmentkopfseitigen Wicklungsendes wiedergibt, die nicht Teil der Erfindung ist;
12 eine Teil-Schnittansicht entlang einer radialen Richtung eines Statorkernes, die eine abgewandelte Ausführungsform einer segmentkopfseitigen Statorwicklung veranschaulicht, die nicht Teil der Erfindung ist;
13 eine vertikale Schnittansicht, die eine Kopf-Verwindungsmaschine darstellt, die in solcher Weise arbeitet, um einen Kopf von jedem Leitersegment zu verwinden, um eine gewünschte Konfiguration des Kopfes zu erzeugen;
14 eine vertikale Schnittansicht, die eine Kopf-Verwindungsmaschine darstellt, und zwar unter Verwendung einer abgewandelten Ausführungsform der Leitersegmente;
15 eine vergrößerte Teilansicht von 14; und
16 eine Teil-Schnittansicht, die ein segmentkopfseitiges Wicklungsende einer herkömmlichen Statorwicklung veranschaulicht.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Gemäß den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile in den verschiedenen Ansichten bezeichnen, ist speziell in 1 eine elektrische rotierende Hochspannungsmaschine für Automobile gezeigt, die mit einer Statorwicklung ausgerüstet ist, die durch sequentielles Aneinanderfügen von Segmenten gebildet ist.
Die elektrische rotierende Maschine kann als ein Antriebsmotor verwendet werden, der dafür ausgelegt ist, Energie zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs zu erzeugen, wie beispielsweise ein Elektrofahrzeug. Die elektrische rotierende Maschine besteht im wesentlichen aus einem Statorkern 1, einem Rotor 2, einer Statorwicklung 3, einem. Gehäuse 4 und einer Rotorwelle 7. Der Statorkern 1 ist an einer inneren Umfangswand des Gehäuses 4 befestigt. Die Statorwicklung 3 ist in Schlitzen gewickelt, die in dem Statorkern 1 ausgebildet sind. Der Rotor 2 besteht aus einem IPM-Typ, der auf der Drehwelle 7 installiert ist, die drehbar durch das Gehäuse 4 über Lager gehaltert wird. Der Rotor 2 ist innerhalb des Statorkernes 1 angeordnet. Die Statorwicklung 3 wird durch eine Dreiphasen-Ankerwicklung gebildet und wird mit Energie von einem Dreiphasen-Umrichter versorgt, der mit einer externen Batterie verbunden ist, die dafür ausgelegt, um angenähert 300V zu erzeugen.
Die elektrische rotierende Maschine kann aus einem bürstenlosen Dreiphasen-Permanentmagnet-Gleichstrommotor bestehen (Synchronmotor), der dafür ausgelegt, eine Antriebsenergie zu erzeugen, die dafür erforderlich ist, um ein durch eine Speicherbatterie angetriebenes Fahrzeug anzutreiben, ebenso ein Brennstoffzellenangetriebenes Fahrzeug oder ein Hybridfahrzeug. Die Rotorkonstruktion kann durch eine Vielfalt von bekannten Konstruktionen realisiert sein, und eine Erläuterung derselben in Einzelheiten wird hier weggelassen.
Die Statorwicklung 3 ist aus sequentiell aneinandergefügten Leitersegmenten 33 gebildet, wie dies in 2 gezeigt ist, welche in Schlitze 35 placiert sind, wie dies in 3 dargestellt ist, welche in dem Statorkern 1 ausgebildet sind. Die Leitersegmente 33 werden in Schlitze 35 von einem Ende des Statorkernes 1 aus eingeführt und besitzen Füße, die von dem anderen Ende des Statorkernes 1 vorragen.
Die Füße der Leitersegmente 33 werden verwunden oder erweitert, und zwar um einen elektrischen Winkel π/2 in einer Umfangsrichtung des Statorkernes 1 und werden an den Enden derselben in eine Einheit verschweißt, und zwar mit einer vorbestimmten Anzahl von Füßen. Die Leitersegmente 33 sind mit einem Harzfilm bedeckt, ausgenommen die verschweißten Enden, und jedes besteht aus einem U-gestalteten Streifen. Eine solche Statorwicklungs-Konstruktion ist gut bekannt, beispielsweise aus der US-Patentschrift 6,201,332 B1, 6,249,956 B1 und 6,404,091 B1, die alle auf die gleiche Anmelderin der vorliegenden Anmeldung zurückgehen.
Die Leitersegmente 33 sind jeweils aus einem U- oder V-gestalteten Kopf einem Paar von seitlichen Leiterabschnitten gebildet, die sich geradlinig von den Enden des Kopfes aus erstrecken, die in die Schlitze 35 eingeführt werden (die auch als im Schlitz vorhandene Abschnitte weiter unten bezeichnet werden), und umfassen Endabschnitte, die sich von den seitlichen Leiterabschnitten aus fortsetzen und aus den Schlitzen 35 zur Außenseite hin vorragen, wenn die seitlichen Leiterabschnitte in den Schlitzen 35 placiert sind. Die Leitersegmente 33 werden in zwei Typen aufgeteilt: ein groß bemessenes Leitersegment 331 und ein klein bemessenes Leitersegment 332, was im Folgenden auch als ein Segmentsatz bezeichnet wird. Jeder der Endabschnitte ragt von einem Frontende des Statorkernes 1 vor und ist mit den Endabschnitten 34 eines anderen Leitersegmentes 33 verschweißt, um ein segmentendeseitiges Wicklungsende 312 zu bilden, wie dies in 1 veranschaulicht ist, welches sich in der Umfangsrichtung des Statorkernes 1 in der Form eines Ringes erstreckt. Der Kopf von jedem der Leitersegmente 33 ragt von einem hinteren Ende des Statorkernes 1 vor und bildet ein segmentkopfseitiges Wicklungsende 311, welches sich in der Umfangsrichtung des Statorkernes 1 in der Form eines Ringes erstreckt.
Wie klar in 1 dargestellt ist, sind vier Sätze der Leitersegmente 22 innerhalb eines jeden der Schlitze 35 in Ausrichtung in einer radialen Richtung des Statorkernes 1 placiert. Bei der folgenden Erläuterung werden Gruppen, von denen jede aus Sätzen der Leitersegmente 33 gebildet ist, die in der Umfangsrichtung derselben angeordnet sind, mit S1, S2, S3 und S4 von der Innenseite zur Außenseite des Statorkernes 1 hin bezeichnet. Das Bezugszeichen 3301 gibt Köpfe der Leitersegmente 33 in der innersten Gruppe S1 an, das Bezugszeichen 3302 gibt die Köpfe der Leitersegmente 33 in der zweitinnersten Gruppe S2 an, das Bezugszeichen 3303 gibt die Köpfe der Leitersegmente 33 in der drittinnersten Gruppe S3 an und das Bezugszeichen SS3304 gibt die Köpfe der Leitersegmente 33 in der äußersten Gruppe S4 an. Die vier Gruppen S1 bis S4 bilden das segmentkopfseitige Wicklungsende 311. In 1 sind lediglich die acht Endabschnitte der Leitersegmente 33, welche das segmentendeseitige Wicklungsende 312 in zweien der Gruppen S1 bis S4 definieren (d.h. vier Paare der Leitersegmente 33) der Übersichtlichkeit halber gezeigt.
Jeder Satz der Leitersegmente 33 besteht gemäß der obigen Beschreibung aus einem groß bemessenen Leitersegment 331 und einem klein bemessenen Leitersegment 332. Gemäß der Darstellung in 2 umgibt oder erstreckt sich das groß bemessene Leitersegment 331 über das klein bemessene Leitersegment 332.
Das groß bemessene Leitersegment 331 besteht aus dem Kopfabschnitt 331c, den im Schlitz eingeführten Abschnitten 331a und 331b und den Endabschnitten 331f und 331g. Die Endabschnitte 331f und 331g sind an den Spitzen 331d und 331e verschweißt, was im Folgenden auch als Verschweißungen bezeichnet wird. Ein innerer und ein äußerer der im Schlitz befindlichen Abschnitte 331a und 331b werden als innerster bzw. äußerster im Schlitz befindlicher Abschnitt 331a und 331b bezeichnet.
Das klein bemessene Leitersegment 332 besteht aus dem Kopfabschnitt 332c, den im Schlitz eingeführten Abschnitten 332a und 332b und aus den Endabschnitten 332f und 332g. Die Endabschnitte 332f und 332g sind an den Spitzen 332d und 332e verschweißt, was auch im Folgenden als Verschweißungen bezeichnet wird. Ein innerer und ein äußerer im Schlitz eingeführter Abschnitt 332a und 332b wird auch als ein mittlerer inseitiger in den Schlitz eingeführter Abschnitt 332a und als ein mittlerer außenseitiger in den Schlitz eingeführter Abschnitt 332b jeweils bezeichnet.
In 2 besitzt jedes Bezugszeichen ein Apostroph ('), welches den gleichen Abschnitt wie denjenigen bezeichnet, der durch ein ähnliches Bezugszeichen ohne Apostroph angegeben ist. Bei dem veranschaulichten Beispiel liegen die Spitzen 331d und 332d' benachbart zueinander, und zwar in der radialen Richtung des Statorkernes 1 und sind miteinander verschweißt. In ähnlicher Weise sind die Spitzen 332d und 331d' und die Spitzen 332e und 331e' miteinander verschweißt.
Bei dem in 2 veranschaulichten Beispiel sind der innerste in den Schlitz eingeführte Abschnitt 331a und der äußerste in den Schlitz eingeführte Abschnitt 331b des Leitersegments 331 innerhalb einiger der Schlitze 35 placiert, und zwar voneinander gemäß ungeradzahliger Magnetpolteilungen T beabstandet (z.B. um eine Magnetpolteilung, wie dies durch einen elektrischen Winkel gemäß πausgedrückt werden kann). In ähnlicher Weise sind der mittlere inseitige in dem Schlitz befindliche Abschnitt 332a und der mittlere außenseitige im Schlitz befindliche Abschnitt 332b des Leitersegments 332 innerhalb einiger der Schlitze 35 ´placiert, die voneinander gemäß den gleichen ungeradzahligen Magnetpolteilungen beabstandet sind wie diejenigen des Leitersegments 331. Der Kopfabschnitt 332c des klein bemessenen Leitersegments 332 ist innerhalb des Kopfabschnitts 331c des groß bemessenen Leitersegments 331 gelegen.
Der Statorkern 1 besitzt, wie dies klar in 3 veranschaulicht ist, Schlitze 35 mit einer Länge, die sich in der radialen Richtung erstrecken. Innerhalb jedes der Schlitze 35 sind sechzehn der in den Schlitz eingeführten Abschnitte der Leitersegmente 33 in einer Linie angeordnet oder in der radialen Richtung des Statorkernes 1 ausgerichtet angeordnet. Bei der folgenden Erläuterung werden die sechzehn im Schlitz eingeführten oder im Schlitz placierten Abschnitte, die in jedem der Schlitze 35 placiert sind, auch als eine erste Schicht bis zu einer sechzehnten Schicht jeweils von der Innenseite zur Außenseite des Kernes 2 bezeichnet. Die Örtlichkeiten der ersten bis sechzehnten Schicht in jedem der Schlitze 35 wird auch im Folgenden als erste Schichtposition P1 bis zu einer sechzehnten Schichtposition P16 jeweils bezeichnet. In jedem der Schlitze 35 sind die vier Segmentsatzgruppen S1 bis S4 in einer Aufeinanderfolge in der radialen Richtung des Statorkernes 1 angeordnet.
Spezifischer ausgedrückt belegt die Segmentsatzgruppe S1 die erste bis vierte Schichtposition P1 bis P4. Die Segmentsatzgruppe S2 belegt die fünfte bis achte Schichtposition P5 bis P8. Die Segmentsatzgruppe S3 belegt die neunte bis zwölfte Schichtposition P9 bis P12. Die Segmentsatzgruppe S4 belegt die dreizehnte bis sechzehnte Schichtposition P13 bis P16.
Bei einer einzelnen Segmentsatzgruppe, wie beispielsweise bei der innersten Segmentsatzgruppe S1, ist der innerste in den Schlitz eingeführte Abschnitt 331a von einem der Leitersegmente 331 an der innersten Position der ersten Schichtposition P1 innerhalb des Schlitzes 35 placiert. Der mittlere inseitige in den Schlitz eingeführte Abschnitt 332a, der mittlere außenseitige in den Schlitz eingeführte Abschnitt 332b' und der äußerste in den Schlitz eingeführte Abschnitt 331b' sind an der zweiten bzw. dritten bzw. vierten Schichtposition P2 bzw. P3 bzw. P4 angeordnet. Der mittlere außenseitige in den Schlitz eingeführte Abschnitt 332b' und der äußerste in den Schlitz eingeführte Abschnitt 331b' gehören gemäß der obigen Beschreibung zu dem klein bemessenen Leitersegment 332 und dem groß bemessenen Leitersegment 331, die von denjenigen des mittleren außenseitigen in den Schlitz eingeführten Abschnitts 331b bzw. des äußersten in den Schlitz eingeführten Abschnitts 331b verschieden sind. Die anderen Segmentsatzgruppen S2 bis S4 sind ebenfalls in Schlitze 35 in der gleichen Weise wie diejenigen der Segmentsatzgruppe S1 placiert, und eine Erläuterung derselben in Einzelheiten wird daher hier weggelassen. 4 veranschaulicht einen Satz aus einem groß bemessenen Leitersegment 331 und einem klein bemessenen Leitersegment 332 unmittelbar bevor sie in Schlitze 35 des Statorkerns 1 eingeführt werden.
Es wird nun die Struktur der Statorwicklung 3, die aus Dreiphasenwicklungen gebildet ist (die auch als U-Phasenwicklung, V-Phasenwicklung und W-Phasenwicklung weiter unten bezeichnet werden) weiter unten unter Hinweis auf 9 beschrieben. Die U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasenwicklungen sind in ihrer Struktur identisch, und die folgende Erläuterung betrifft daher lediglich die U-Phasenwicklung, um die Darstellung kurz zu halten. 9 veranschaulicht die U-Phasenwicklung, die aus Segmentsatzgruppen S1 bis S4 gebildet ist, die in der radialen Richtung des Statorkernes 1 angeordnet sind.
Bei dieser Ausführungform besitzt der Statorkern 1 eine Gesamtzahl von 108 Schlitzen 35, die darin ausgebildet sind. Neun der Schlitze 35 sind innerhalb einer Magnetpolteilung vorgesehen, und zwar drei für jede Phase. Die Zahl der Magnetpole beträgt zwölf (12). Benachbarte drei der Schlitze 35 bilden eine Gleichphasen-Schlitzgruppe, innerhalb welcher die Leitersegmente 33, an die die gleiche Phasenspannung angelegt wird, placiert sind. Innerhalb jedes der Schlitze 35 sind sechzehn Schichtpositionen P1 bis P16, wie bereits oben beschrieben wurde, in einer Aufeinanderfolge in der radialen Richtung des Statorkernes 1 vorgesehen.
Die Segmentsatzgruppe S1 belegt die innersten vier der Schichtpositionen P1 bis P16, d.h. die erste bis vierte Schichtposition P1 bis P4, und bildet drei erste Teil-Phasenwicklungen für jede Phase. Spezifischer ausgedrückt bildet gemäß der Darstellung in 9 die Segmentsatzgruppe S1 erste Teil-Phasenwicklungen U11, U21 und U31. Jede der Teil-Phasenwicklungen U11, U21 und U31 ist in einem der drei benachbarten Schlitze 35 der Gleichphasen-Schlitzgruppe placiert.
In ähnlicher Weise bildet die Segmentsatzgruppe S2, welche die fünfte bis achte Schichtposition P5 bis P8 belegt, drei zweite Teil-Phasenwicklungen für jede Phase. Spezifischer ausgedrückt bildet gemäß der Darstellung in 9 die Segmentsatzgruppe S2 die zweiten Teil-Phasenwicklungen U12, U22 und U32. Jede der Teil-Phasenwicklungen U12, U22 und U32 ist in einem der drei benachbarten Schlitze 35 der Gleichphasen-Schlitzgruppe placiert.
Die Segmentsatzgruppe S3, welche die neunte bis zwölfte Schichtposition P9 bis P12 belegt, bildet drei dritte Teil-Phasenwicklungen für jede Phase. Spezifischer ausgedrückt bildet gemäß der Darstellung in 9 die Segmentsatzgruppe S3 dritte Teil-Phasenwicklungen U13, U23 und U33. Jede der Teil-Phasenwicklungen U13, U23 und U33 ist in einem der drei benachbarten Schlitze 35 der Gleichphasen-Schlitzgruppe placiert.
Die Segmentsatzgruppe S4, welche die dreizehnte bis sechzehnte Schichtposition P13 bis P16 belegt, bildet drei vierte Teil-Phasenwicklungen für jede Phase. Spezifischer ausgedrückt bildet gemäß der Darstellung in 9 die Segmentsatzgruppe S4 vierte Teil-Phasenwicklungen U14, U24 und U34. Jede der Teil-Phasenwicklungen U14, U24 und U34 ist in einem der drei benachbarten Schlitze 35 der Gleichphasen-Schlitzgruppe placiert.
Die Teil-Phasenwicklungen U11, U12, U13 und U14 sind in einem äußeren einen der drei benachbarten Schlitze 35 innerhalb der Schlitzgruppe der gleichen Phase placiert. Die Teil-Phasenwicklungen U21, U22, U23 und U24 sind in einem mittleren einen der drei benachbarten Schlitze 35 innerhalb der Schlitzgruppe der gleichen Phase placiert. Die Teil-Phasenwicklungen U31, U32, U33 und U34 sind in einem verbleibenden einen der drei benachbarten Schlitze 35 innerhalb der Schlitzgruppe der gleichen Phase placiert.
Die Teil-Phasenwicklungen U11, U12, U13 und U14 sind in Reihe aneinandergefügt, um eine Phasenwicklungsschaltung U1 zu bilden. In ähnlicher Weise sind die Teil-Phasenwicklungen U21, U22, U23 und U24 in Reihe aneinandergefügt, um eine Phasenwicklungsschaltung U2 zu bilden. Die Teil-Phasenwicklungen U31, U32, U33 und U34 sind in Reihe aneinandergefügt, um eine Phasenwicklungsschaltung U3 zu bilden. Eine Verbindungsstelle zwischen benachbarten zwei der Teil-Phasenwicklungen U11 bis U34 innerhalb jedes der Schlitze 35 ist in einer bekannten Weise realisiert, und zwar unter Verwendung eines nicht normalen Leitersegments. Beispielsweise kann der Verbindungspunkt zwischen den Teil-Phasenwicklungen U12 und U13 dadurch erzielt werden, indem man eines der Leitersegmente 33 (in bevorzugter Weise das groß bemessene Leitersegment 331) von jeder der Teil-Phasenwicklungen U12 und U13 zieht und Füße eines U-gestalteten Leitersegments, die in der Konfiguration verschieden sind von den Leitersegmenten 33, in einen unbelegten einen der Schlitze 35 einführt, aus welchem das Leitersegment 33 der Teil-Phasenwicklung U12 herausgezogen ist, und in einen unbelegten einen der Schlitze 35, aus dem das Leitersegment 33 der Teil-Phasenwicklung U13 herausgezogen ist.
In ähnlicher Weise kann eine Verbindungsstelle oder Verbindung zwischen den Teil-Phasenwicklungen U11 und U12 dadurch erzielt werden, indem man eines der Leitersegmente 33 der Teil-Phasenwicklung U11 herauszieht und indem man die Füße eines U-gestalteten Leitersegments in den anderen der nicht belegten Schlitze 35 der Teil-Phasenwicklung U12 und in einen der unbelegten einen der Schlitze 35 einführt, aus welchem das Leitersegment 33 der Teil-Phasenwicklung U11 herausgezogen ist.
In den anderen der unbelegten Schlitze 35 der Teil-Phasenwicklung U12 wird ein anomales Neutralpunkt-Leitersegment (oder ein Anschlußfuß) eingeführt. In ähnlicher Weise wird ein Anschlußfuß (oder ein anomales Neutralpunkt-Leitersegment) in den anderen der unbelegten Schlitze 35 der Teil-Phasenwicklung U14 eingeführt.
Die Phasenwicklungsschaltungen U1, U2 und U3 werden elektrisch parallel geschaltet, um die U-Phasenwicklung zu vervollständigen.
Ein Standard-Produktionsprozeß von typischen sequentiell aneinandergefügten Segment-Statorwicklungen wird nun zuerst weiter unten vor der Beschreibung der Merkmale der Erfindung beschrieben.
Kopf-Verwindungsprozeß
Zuerst wird eine erforderliche Anzahl von zwei Typen von kiefernadelähnlichen Leitersegmenten vorbereitet: eines, um groß bemessene Leitersegmente 332 herzustellen, und ein anderes, um klein bemessene Leitersegmente 331 herzustellen. Jedes der kiefernadelförmigen Leitersegmente ist aus einem scharf gekrümmten Kopf und einem Paar von geradlinigen Beinen oder Füßen gebildet, die parallel verlaufen.
Als nächstes werden die kiefernadelförmigen Leitersegmente bearbeitet, um U-gestaltete Leitersegmente zu formen. Die Füße von jedem der U-gestalteten Leitersegmente werden verwunden oder gespreizt, so daß sie voneinander in einer Magnetpolteilung beabstandet werden. Eine erforderliche Anzahl der U-gestalteten Leitersegmente werden räumlich in einem Kreis angeordnet, so daß sie in die Schlitze 35 der Statorwicklung 1 gleichzeitig eingeführt werden können. Dieser Schritt wird in der weiter unten beschriebenen Weise erreicht.
5 zeigt eine Kopf-Verwindungsmaschine 10. Die Kopf-Verwindungsmaschine 10 enthält einen kleinen Ring 11 und einen großen Ring 12, die so auf einer Basis koaxial installiert sind, daß sie relativ zueinander verdrehbar sind. Der große Ring 12 umfaßt Paare von Löchern 121 und 122, die darin in einem gegebenen Intervall in einer Umfangsrichtung desselben ausgebildet sind. Die Löcher 121 und 122 von jedem Paar sind in einer radialen Richtung des großen Ringes 12 angeordnet. In ähnlicher Weise besitzt der kleine Ring 11 Paare von Löchern 111 und 112, die darin in im wesentlichen dem gleichen Intervall wie demjenigen der Paare der Löcher 121 und 122 in der Umfangsrichtung desselben ausgebildet sind. Die Löcher 111 und 112 sind in der radialen Richtung des kleinen Ringes 11 angeordnet. Die Löcher 111, 112, 121 und 122 sind in der radialen Richtung der Ringe 11 und 12 ausgerichtet. Die U-gestalteten Leitersegmente für die groß bemessenen Leitersegmente 331* werden an den Füßen derselben in das innerste Loch 111 und das äußerste Loch 112 eingeführt, während die U-gestalteten Leitersegmente für die klein bemessenen Leitersegmente 332* an den Füßen in die Löcher 112 und 121 eingeschoben werden, die zwischen den innersten und äußersten Löchern 111 und 122 gelegen sind. Bei der folgenden Erläuterung werden die U-gestalteten Leitersegmente zur Herstellung der groß bemessenen Leitersegmente 331 und die klein bemessenen Leitersegmente 332 auch als groß bemessene und klein bemessene Leitersegmente 331 bzw. 332 weiter unten der Einfachheit halber bezeichnet.
6 zeigt eine Teil-Schnittansicht, die die groß bemessenen Leitersegmente 331 und die klein bemessenen Leitersegmente 332 darstellt, die in die Löcher 111, 112, 121 und 122 des kleinen Ringes 11 und des großen Ringes 12 eingeführt sind. Ein Kopf-Preßring 16 ist über dem kleinen und dem großen Ring 11 und 12 koaxial dazu placiert. Der Kopf-Preßring 16 enthält ein am Boden desselben installiertes Paar von Zinken 160 (tines; nur einer ist veranschaulicht), von denen jede Spitzen der Kopfabschnitte darin festhält, und zwar von dem groß bemessenen Leitersegment 331 und dem klein bemessenen Leitersegment 332, die an der gleichen Stelle in der Umfangsrichtung der Ringe 11 und 12 angeordnet sind. Spezifischer ausgedrückt wird, nachdem die groß bemessenen und klein bemessenen Leitersegmente 331 und 332 in die Löcher 111, 112, 121 und 122 placiert worden sind, die Kopf-Preßplatte 16 nach unten bewegt, um die Spitzen der groß bemessenen und der klein bemessenen Leitersegmente 331 und 332 zwischen den Zinken 160 einzufangen.
Nachfolgend werden der kleine und der große Ring 11 bzw. 12 in entgegengesetzten Richtungen um einen Winkel gedreht, der äquivalent der Hälfte einer Magnetpolteilung ist, und zwar jeweils relativ zu der Kopf-Preßplatte 16, wodurch die Beine von allen groß bemessenen und klein bemessenen Leitersegmenten 331 und 332 in einem Winkel aufgeweitet werden, der äquivalent einer Magnetpolteilung ist, und zwar in der Umfangsrichtung der Ringe 11 und 12.
Während der Drehung der Ringe 11 und 12 bewegen sich die Köpfe der groß bemessenen und der klein bemessenen Leitersegmente 331 und 332 (abwärts) zu den Ringen 11 und 12 hin. Die Drehung der Ringe 11 und 12 wird daher ausgeführt, während die Kopf-Preßplatte 16 nach unten verschoben wird. Eine Anschlagplatte 17 ist unterhalb der Ringe 11 und 12 angeordnet. Die Anschlagplatte 17 arbeitet in solcher Weise, um das Absenken der groß bemessenen und klein bemessenen Leitersegmente 331 und 332 zu steuern. Anstelle der Anschlagplatte 17 kann eine äußere Anschlagplatte für äußere zwei der Beine und eine innere Anschlagplatte für innere zwei der Beine verwendet werden. In diesem Fall wird die äußere Anschlagplatte an dem großen Ring 12 befestigt, um mit diesem zusammen gedreht zu werden. Die innere Anschlagplatte wird an dem kleinen Ring 11 befestigt, um sich mit diesem zusammen zu drehen.
Nach der Vervollständigung der Verwindung der Köpfe der groß bemessenen und klein bemessenen Leitersegmente 331 und 332 werden die Ringe 11 und 12 von den Leitersegmenten 331 und 332 entfernt, während die Leitersegmente 331 und 332 über die Kopf-Preßplatte 16 festgehalten werden.
Einführung des Endes des Leitersegments in den Schlitz
Die klein bemessenen Leitersegmente 332 werden aus den Ringen 11 und 12 entfernt und werden gemäß der Darstellung in 4 in die mittlere inseitige Schichtposition eingeführt und auch in die mittlere außenseitige Schichtposition der Schlitze 35 des Statorkernes 1 eingeführt. In ähnlicher Weise werden die groß bemessenen Segmente 331 aus den Ringen 11 und 12 entfernt und werden in die äußerste Schichtposition und die innerste Schichtposition der Schlitze 35 eingeführt. Die Kopf-Preßplatte 16 kann dazu verwendet werden, um die groß bemessenen und die klein bemessenen Leitersegmente 331 und 332 nach dem Einführen in die Schlitze 35 zu halten, wodurch die Möglichkeit geschaffen wird, daß die Leitersegmente 331 und 332 gleichzeitig in die Schlitze 35 eingepaßt werden. Nach der Vervollständigung des Einführvorganges wird die Kopf-Preßplatte 16 von den Leitersegmenten 331 und 332 entfernt.
Die Ausbildung der groß bemessenen und der klein bemessenen Leitersegmente 331 und 332 und der Einschiebevorgang derselben in die Schlitze 35 sind nicht auf die oben beschriebenen Schritte beschränkt und es sind Alternativen gemäß anderen bekannten Schritten möglich.
Ende-Biegeprozeß(Ende-Spreizprozeß)
Bei einem Ende-Verwindungs- oder Biegeprozeß, wie er weiter unten erläutert wird, wird der Endabschnitt 331g, der sich von dem äußersten im Schlitz eingeführten Abschnitt 331b fortsetzt, und der Endabschnitt 331f, der sich von dem innersten in den Schlitz eingeführten Abschnitt 331a des groß bemessenen Leitersegments 331 fortsetzt, in entgegengesetzten Richtungen gespreizt. Der Endabschnitt 332f, der sich von dem mittleren inseitigen im Schlitz befindlichen Abschnitt 332b fortsetzt, und der Endabschnitt 332g, der sich von dem mittleren außenseitigen in dem Schlitz eingeführten Abschnitt 332b des klein bemessenen Leitersegments 332 aus fortsetzt, werden in entgegengesetzten Richtungen gespreizt. Ein Winkelintervall zwischen den im Schlitz befindlichen oder in den Schlitz eingeführten Abschnitten 311f und 332f ist äquivalent einer Magnetpolteilung. In ähnlicher Weise ist ein Winkelintervall zwischen dem in den Schlitz eingeführten Abschnitten 331g und 332g äquivalent einer Magnetpolteilung.
Der Ende-Biege- oder Verwindungsprozeß wird nun unter Hinweis auf die 7 und 8 beschrieben. 7 zeigt eine vertikale Schnittansicht, die eine Statorwicklung-Verwindungsmaschine 500 zeigt. 8 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 7.
Die Statorwicklung-Verwindungsmaschine 500 besteht aus einem Arbeitsträger 51, einer Festklemmvorrichtung 52, einer Arbeitspresse 53, einer Biege- oder Verwindungsvorrichtung 54, einer Anhebewelle 54a, Drehantriebsmechanismen 541a bis 544a, einem Anhebemechnismus 54b und einem Controller 55. Der Arbeitsträger 51 ist dafür ausgelegt, um den Umfang des Statorkernes 1 festzuhalten. Die Festklemmvorrichtung 52 arbeitet in solcher Weise, um die radiale Bewegung des Statorkernes 1 zu steuern und diesen festzuhalten. Die Arbeitspresse 53 arbeitet in solcher Weise, um den Statorkern 1 vor einer vertikalen Bewegung festzuhalten. Die Biegevorrichtung oder Verwindungsvorrichtung 54 arbeitet in solcher Weise, um die Endabschnitte der Leitersegmente 33 zu biegen oder zu verwinden (d.h. die groß bemessenen und klein bemessenen Leitersegmente 331 und 332), die aus dem Statorkern 1 herausragen. Die Anhebewelle 54a arbeitet in solcher Weise, um die Biegevorrichtung 54 in vertikaler Richtung zu bewegen. Die Drehantriebsmechanismen 541a bis 544a arbeiten in solcher Weise, um die Biegevorrichtung 54 in der Umfangsrichtung des Statorkernes 1 zu drehen. Der Anhebemechnismus 54b arbeitet in solcher Weise, um die Anhebewelle 54a vertikal zu bewegen. Der Controller 55 arbeitet in solcher Weise, um die Operationen der Drehantriebsmechanismen 541a bis 544a und des Anhebemechanismus 54b zu steuern.
Die Verwindungs- oder Biegevorrichtung 54 besteht aus vier Hohlzylindern 541 bis 544, die koaxial angeordnet sind. Die Zylinder 541 bis 544 sind jeweils an die Drehantriebsmechanismen 541a bis 544a gekuppelt, so daß sie unabhängig gedreht werden können. Die Zylinder 541 bis 544 werden durch den Anhebemechanismus 54b über die Anhebewelle 54a vertikal bewegt. Diese vertikale Bewegung kann gleichzeitig mit der Drehung der Zylinder 541 bis 544 erreicht werden.
Die Zylinder 541 bis 544 besitzen, wie dies klar in 8 gezeigt ist, jeweils Segmentende-Festhaltebohrungen 541b bis 544b, die in den oberen Flächen derselben ausgebildet sind, in die die Spitzen der Endabschnitte 331f, 331g, 332f und 332g der Leitersegmente 33 einzuführen sind. Die Segmentende-Festhaltebohrungen 541b bis 544b sind in der Zahl identisch mit den Schlitzen 35 des Statorkernes 1, und sie sind in einem gegebenen Intervall in der Umfangsrichtung der Zylinder 541 bis 544 angeordnet.
In 8 sind Trennwände 541c bis 544c, 542d und 543d gezeigt, die zu dem Zweck ausgebildet sind, um eine Kommunikation zwischen den Bohrungen 541b bis 544b zu vermeiden, die benachbart in der radialen Richtung der Zylinder 541 bis 544 angeordnet sind. Die Dicke der Trennwände 541c bis 544c, 542d und 543d ist so ausgewählt, daß das Intervall d2 zwischen den Trennwänden 542d und 543d der mittleren zwei der Zylinder 541 bis 544 größer ist als das Intervall d1 zwischen den Trennwänden 541c und 542c der äußeren zwei Zylinder 541 bis 544 und größer ist als das Intervall d3 zwischen den Trennwänden 543c und 544c der inneren zwei der Zylinder 541 bis 544.
Im Betrieb wird der Statorkern 1, innerhalb welchem die Leitersegmente 33 eingepaßt worden sind, zuerst auf dem Arbeitsträger 51 montiert. Als nächstes wird der Umfang des Statorkernes 1 durch die Festklemmvorrichtung 52 festgeklemmt. Nachfolgend wird die Arbeitspresse 53 gegen den Statorkern 53 (???) in Anlage mit einer oberen Fläche des Statorkernes 1 placiert und auch mit den Kopfabschnitten 331c der groß bemessenen Leitersegmente 331, um den Statorkern 1 und die Leitersegmente 33 gegen eine vertikale Bewegung festzuhalten.
Nachdem der Statorkern 1 durch die Festklemmvorrichtung 52 und den Arbeitsträger 53 fixiert worden ist, wird die Biegevorrichtung 54 über die Anhebewelle 54a angehoben, um die Endabschnitte 331f, 331g, 332f und 332g der Leitersegmente 33 in die Bohrungen 541b bis 544b der Zylinder 541 bis 544 einzuführen.
Die Bohrungen 541b bis 544b sind so ausgebildet, daß sie lediglich die Spitzen der Endabschnitte 331f, 331g, 332f und 332g der Leitersegmente 33 aufnehmen können, die in einem nachfolgenden Prozeß zu verschweißen sind. Die Endabschnitte 331f, 331g, 332f und 332g sind angefast bzw. konisch ausgebildet, um das Einschieben in die Bohrungen 541b bis 544b zu vereinfachen.
Nachdem die Endabschnitte 331f, 331g, 332f und 332g der Leitersegmente 33 in die Bohrungen 541b bis 544b der Biegevorrichtung 54 eingeschoben worden sind, wird die Biegevorrichtung 54 gedreht und wird durch die Drehantriebsmechanismen 541 bis 544a und den Anhebemechnismus 54b vertikal bewegt.
Die Drehung der Biegevorrichtung 54 wird durch Drehen der Zylinder 541 und 543 um einen ersten Winkel im Uhrzeigersinn erreicht, und durch die Zylinder 542 und 544 um einen zweiten Winkel in einer Richtung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn. Der erste und der zweite Winkel brauchen ihres Absolutwertes nicht identisch zu sein, solange die Summe der Absolutwerte des ersten und des zweiten Winkels mit den gewünschten Teilungen zwischen den Schlitzen 35 übereinstimmt.
Anschließend steuert der Controller 55 den Anhebemechanismus 54b und die Drehantriebsmechanismen 541a bis 544a und hebt die Biegevorrichtung 54 an, während sich diese dreht, um die Länge der Endabschnitte 331f, 331g, 332f und 332g der Leitersegmente 33 zwischen den Auslässen der Schlitze 35 und den Einlässen der Bohrungen 541b bis 544b der Biegevorrichtung 54 konstant zu halten. Das Anheben der Biegevorrichtung 54 wird in bevorzugter Weise in der Form realisiert, daß die Endabschnitte 331f, 331g, 332f und 332g der Leitersegmente 33 einem bogenförmig gestalteten Ort folgen. Ein solcher Biegevorgang oder Verwindungsvorgang entlang dem bogenförmig gestalteten Ort oder Verlauf wird in bevorzugter Weise so lange fortgesetzt, bis ein Winkel der Verdrehung oder Verwindung die Hälfte einer Magnetpolteilung (T/2) um einen gegebenen Wert überschreitet, um unerwünschte Deformationen der Leitersegmente 33 zu vermeiden, die sich aus einer Rückfederung ergeben.
Dann werden anschließend die Drehantriebsmechanismen 541a bis 544a in einer Umkehrrichtung gedreht, und zwar entgegengesetzt zu dem oben erläuterten Schritt, während der Anhebemechnismus 54b nach unten bewegt wird, um den Biege- oder Verwindungsprozeß der Leitersegmente 33 zu beenden. Die Biegevorrichtung 54 wird nach unten bewegt, um die Endabschnitte 331f, 331g, 332f und 332g der Leitersegmente 33 aus den Bohrungen 541b bis 544b der Zylinder 541 bis 544 zu entfernen. Anschließend wird die Biegevorrichtung 54 durch die Drehantriebsmechanismen 541 bis 544a gedreht und wird zu einer Anfangsposition zurückgeführt. Schließlich wird die Festklemmvorrichtung 52 und die Arbeitspresse 53 von dem Statorkern 1 entfernt. Der Satorkern 1, innerhalb welchem die verwundenen oder gebogenen Leitersegmente 33 eingepaßt sind, wird dann aus der Statorwicklung-Biegemaschine 500 herausgenommen.
Wie aus der obigen Erläuterung hervorgeht, umfaßt der Biege- oder Verwindungsprozeß Schritte gemäß einem Aufspreizen oder Biegen der Enden der Leitersegmente 33 lediglich in den Umfangsrichtungen des Statorkernes 1, umfaßt das Pressen der Enden der Leitersegmente 33 in beide Umfangsrichtungen und in der vertikalen Richtung des Statorkernes 1, um diese stark z biegen, umfaßt ein Pressen der Enden der Leitersegmente 33 weiter in beiden Umfangsrichtungen und in der vertikalen Richtung, um eine Rückfederwirkung zu kompensieren, und umfaßt das Rückführen der Enden der Leitersegmente 33 zurück zu einem gewünschten Winkel.
Die Biegevorrichtung 54 ist dafür ausgelegt, um sich sowohl in der axialen Richtung des Statorkernes als auch in der Umfangsrichtung desselben zu bewegen, wodurch es möglich wird, die Endabschnitte 331f, 331g, 332f und 332g der Leitersegmente 33 entlang einem bogenförmigen Verlauf oder Ort zu verwinden oder zu biegen, um die Länge der Endabschnitte 331f, 331g, 332f und 332g der Leitersegmente 33 zwischen den Auslässen der Schlitze 3S und den Einlässen der Bohrungen 541b bis 544b der Biegevorrichtung 54 konstant zu halten, d.h. die Länge der Endabschnitte 331f, 331g, 332f und 332g minus der Länge der Spitzen 331d, 331e, 332d und 332e, die zu verschweißen sind. Dies vermeidet ein Ablösen der Leitersegmente 33 von den Bohrungen 541b bis 544b der Zylinder 541 bis 544.
Darüber hinaus werden lediglich die Spitzen 331d, 331e, 332d und 332e der Leitersegmente 33 in die Bohrungen 431b bis 544b eingeschoben, wodurch ein Ablösen der Leitersegmente 33 aus den Bohrungen 541b bis 544b einfacher vermieden werden kann.
Schweißprozeß
Dieser Prozeß ist im wesentlichen der gleiche wie ein herkömmlicher Schweißprozeß.
Spezifischer ausgedrückt werden nach der Vervollständigung des oben erläuterten Biegeprozesses die Spitzen der Leitersegmente 33, die an den ersten und zweiten Schichtpositionen in jedem der Schlitze 35 gelegen sind, wie in den 1 und 2 dargestellt ist, beispielsweise durch Lichtbogenschweißen aneinandergefügt. In ähnlicher Weise werden die Spitzen der Leitersegmente 33, die an der dritten und vierten Schichtposition gelegen sind, verschweißt. Dadurch wird die Statorwicklung 3 vervollständigt.
Konfiguration des segmentkopfseitigen Wicklungsendes, welches gemäß der Erfindung ausgebildet ist
10 zeigt eine Teil-Schnittansicht in der radialen Richtung des Statorkerns 1.
Der Statorkern besitzt eine Endfläche 100 und eine innere Umfangsfläche 101. Die vier Segmentsätze 33 sind innerhalb der Schlitze 35 in Aufeinanderfolge in der radialen Richtung des Statorkernes 1 angeordnet, wenn man von der Umfangsrichtung des Statorkernes 1 aus blickt. Es sind sechzehn gerade Abschnitte der vier Segmentsätze 33 der Übersichtlichtkeit halber dargestellt, die in den gleichen Schlitz 35 eingeschoben sind. In der Praxis werden, wie bereits unter Hinweis auf 2 beschrieben worden ist, die gepaarten geraden Abschnitte von jedem groß bemessenen und klein bemessenen Leitersegment 331 und 332, beispielsweise die in den Schlitz eingeführten Abschnitte 331a und 331b, innerhalb von zweien der Schlitze 35 angeordnet, die in einem Intervall von einem elektrischen Winkel gemäß π voneinander entfernt gelegen sind. Dasselbe gilt für die 11 und 12, auf die noch später eingegangen werden soll.
Das Bezugszeichen 3301 gibt einen Kopfabschnitt eines inneren einen der Segmentsätze 33 an. Das Bezugszeichen 3302 gibt einen Kopfabschnitt des zweiten innersten einen der Segmentsätze 33 an. Das Bezugszeichen 3303 gibt einen Kopfabschnitt des dritten innersten einen der Segmentsätze 33 an. Das Bezugszeichen 3304 bezeichnet einen Kopfabschnitt eines äußersten einen der Segmentsätze 33. Die Kopfabschnitte der Segmentsätze 3301 bis 3304 bilden das segmentkopfseitige Wicklungsende 311.
Der innerste Kopfabschnitt 3301 erstreckt sich ähnlich wie ein herkömmlicher Abschnitt im wesentlichen in der axialen Richtung des Statorkernes 1 (d.h. parallel zu einer Zentrumslinie des Statorkernes 1). Die Kopfabschnitte 3302, 3303 und 3304 sind aus Abschnitten derselben gebogen, die in einem Abstand L von der Endfläche 100 des Statorkernes 1 in Winkeln θ2, θ3 und θ4 zu longitudinalen Mittellinien der Segmentsätze 33 nach oben hin jeweils festgelegt sind, wenn man wie in der Zeichnung blickt. Der Winkel θ2 ist kleiner als der Winkel Winkel θ3. Der Winkel θ3 ist kleiner als der Winkel Winkel θ4. Der Kopfabschnitt 3301 ist kürzer als der Kopfabschnitt 3302. Der Kopfabschnitt 3302 ist kürzer als der Kopfabschnitt 3303. Der Kopfabschnitt 3303 ist kürzer als der Kopfabschnitt 3304. Die Abstände zwischen den Enden der Kopfabschnitte 3301 bis 3304 und der Endfläche 100 des Statorkernes 1 verlaufen parallel zur Achse des Statorkernes 1 und sind im wesentlichen gleich.
Jeder der Kopfabschnitte 3301 bis 3304 der Segmentsätze 33 besteht aus einem Spitzenabschnitt 3a und einem schlanken Abschnitt 3b, der sich von dem Spitzenabschnitt 3a zu der Endfläche 100 in einem gegebenen Neigungswinkel erstreckt. Der Spitzenabschnitt 3a, wie er hier bezeichnet wird, stellt eine Kombination von Spitzen der groß bemessenen und der klein bemessenen Leitersegmente 331 und 332 dar. Der schlanke Abschnitt 3b repräsentiert eine Kombination aus vier geraden Abschnitten von jedem Satz der groß bemessenen und klein bemessenen Leitersegmente 331 und 332, die sich außerhalb der Endfläche 100 des Statorkernes 1 erstrecken.
Spezifischer ausgedrückt besteht der Spitzenabschnitt 331 aus einem Falz von Spitzen des klein bemessenen Leitersegments 332 und des groß bemessenen Leitersegments 331, welches sich über dem klein bemessenen Leitersegment 332 in der radialen Richtung des Statorkernes 1 erstreckt. Der schlanke Abschnitt 3b erstreckt sich gerade, wenn man wie in 10 blickt, und zwar von dem Spitzenabschnitt 3a zu der Endfläche 100 des Statorkernes 1 hin.
Der Spitzenabschnitt 3a von jedem der Kopfabschnitte 3301 bis 3304 wölbt sich in einer Richtung (d.h. in der radialen Richtung des Statorkernes 1 im Falle des Kopfabschnittes 3301), in welcher die Kopfabschnitte des groß bemessenen und des klein bemessenen Leitersegments 331 und 332 überlappen, und zwar senkrecht zu einer Richtung, in welcher sich der schlanke Abschnitt 3b erstreckt (d.h. in der radialen Richtung des Statorkernes 1 im Falle des Kopfabschnittes 3301). Der Falz (lap) der Wölbungen der Kopfabschnitte 3301 bis 3304 in einer Richtung parallel zu der Endfläche 100 des Statorkernes 1 wird dadurch erstellt, indem die schlanken Abschnitte 3b in Winkeln θ2, θ3 und θ4 gebogen werden. Die beseitigt das Erfordernis, die Länge der Schlitze 35 in der radialen Richtung des Statorkernes 1 zu vergrößern.
Die radiale Teilung zwischen zwei der Spitzenabschnitte 3a, die einander benachbart sind, und zwar in der radialen Richtung des Statorkernes 1, ist größer als die Weite oder Breite der Spitzenabschnite 3a in der radialen Richtung. Die radiale Teilung zwischen den schlanken Abschnitten 3b von zwei der Kopfabschnitte 3301 bis 3304, die aneinander in radialer Richtung des Statorkernes 1 angeordnet sind, ist kleiner als die Weite der Spitzenabschnitte 3a in der radialen Richtung.
Die oben erläuterte Konstruktion ermöglicht es, daß eine gewünschte Anzahl von Windungen der Statorwicklung 3 innerhalb des Gehäuses 4 installiert werden kann, ohne dabei den Durchmesser des Statorkernes 1 zu vergrößern, und sie vermeidet auch eine Verschlechterung der elektrischen Isolation der Statorwicklung 3, die sich aus einem Reiben der Spitzenabschnitte 3a des segmentkopfseitigen Wicklungsendes 311 ergibt. Der Abstand L wird vorgesehen, um eine Reibung zwischen der Endfläche 100 des Statorkernes 1 und den schlanken Abschnitten 3b des Segmentsatzes 33 zu minimieren.
11 zeigt eine erste abgewandelte Ausführungsform des segmentkopfseitigen Wicklungsendes 311, die nicht Gegenstand der Erfindung ist.
Der Kopfabschnitt 3303 erstreckt sich geradlinig entlang einer Linie 600, die parallel zu der axialen Richtung des Statorkernes 1 verläuft. Mit anderen Worten erstreckt sich der Kopfabschnitt 3303 senkrecht zu der Endfläche 100 des Statorkernes 1. Die Kopfabschnitte 3301 und 3302 erstrecken sich in einer geringfügigen Abwärtsrichtung, wenn man wie in den Zeichnungen blickt. Mit anderen Worten sind die Kopfabschnitte 3301 und 3302 geringfügig zum Zentrum des Statorkernes 1 geneigt. Der Kopfabschnitt 3304 erstreckt sich außerhalb des Statorkernes 1. Der Winkel θ2 ist größer als der Winkel θ3.
Die Kopfabschnitte 3301 bis 3304 können gemäß den Darstellungen in den 10 und 11 alternativ die gleiche Gesamtlänge haben (d.h. eine Gesamtlänge von einem Abschnitt von jedem Segment, welches außerhalb der Endfläche 100 des Statorkernes 1 vorragt) und sind in Winkeln θ2 bis θ4 gebogen, die in Aufeinanderfolge vergrößert sind, ohne daß dabei die Spitzen der Kopfabschnitte 3301 bis 3304 in der radialen Richtung des Statorkernes 1 ausgerichtet sind. Dies beseitigt eine Schwankung in der Verdrahtungslänge unter den Kopfabschnitten 3301 bis 3304 und resultiert in einer Reduzierung des Widerstandsverlustes des segmentkopfseitigen Wicklungsendes 311, verbessert die Kühlfähigkeit und reduziert die Zahl der Typen der Leitersegmente, die verwendet werden.
12 zeigt eine zweite abgewandelte Ausführungsform der segmentkopfseitigen Statorwicklung 311, die nicht Teil der Erfindung ist. Die Kopfabschnitte 3301 bis 3304 erstrecken sich parallel zur Achse des Statorkernes 1 oder geradlinig von den im Schlitz eingeführten Abschnitten der Leitersegmente 33 und haben unterschiedliche Längen zwischen der Endfläche 100 des Statorkernes 1 und den Spitzen derselben, wie dies anhand der Zeichnung ersehen werden kann, nehmen von den Kopfabschnitten 3301 bis 3304 an zu, so daß die Auswölbungen derselben in der axialen Richtung des Statorkernes 1 verschoben sind. Spezifischer ausgedrückt, sind die Wölbungen des Spitzenabschnitts 3a der Kopfabschnitte 3301 bis 3304 so gelegen, daß sie nicht einander überlappen, und zwar in der radialen Richtung des Statorkernes 1. Dies minimiert die Weite des segmentkopfseitigen Wicklungsendes 311, d.h. die Gesamtstrecke zwischen dem äußersten Kopfabschnitt 3304 und dem innersten Kopfabschnitt 3301 in der radialen Richtung des Statorkernes 1.
Die geneigte Überlappung der Wölbungen der Spitzenabschnitte 3a der Kopfabschnitte 3301 bis 3304 bei dieser modifizierten Ausführungsform wird dadurch erreicht, indem man die Längen der Kopfabschnitte 3301 bis 3304 in einer Aufeinanderfolge um eine Länge der Spitzenabschnitte 3a reduziert, die sich in der axialen Richtung des Statorkernes 1 erstrecken.
Das segmentkopfseitige Wicklungsende 311 kann auch durch Biegewinkeleinstellung gemäß der Darstellung in 10 als auch einer Längenkoordination gemäß der Darstellung in 11 hergestellt werden.
13 zeigt eine dritte abgewandelte Ausführungsform des segmentkopfseitigen Wicklungsendes 311, welches nicht Teil der Erfindung ist. Die Kopfabschnitte 3301 bis 3304 erstrecken sich geradlinig in der axialen Richtung des Statorkernes 1. Die äußeren zwei der Kopfabschnitte 3301 bis 3304, d.h. die Kopfabschnite 3301 und 3304, haben die gleiche Länge. Die mittleren zwei der Kopfabschnitte 3301 bis 3304, d.h. die Kopfabschnitte 3302 und 3303, haben die gleiche Länge. Die Kopfabschnitte 3301 und 3304 sind kürzer als die Kopfabschnitte 3302 und 3303, und zwar um die Länge des Spitzenabschnitts 3a, der sich in der axialen Richtung des Statorkernes 1 erstreckt.
Die Wölbungen der Spitzenabschnitte 3a der Kopfabschnitte 3301 und 3302 sind nach innen zu bei dem Statorkern 1 orientiert, während die Wölbungen der Kopfabschnitte 3303 und 3304 in Bezug auf den Statorkern 1 nach außen hin orientiert sind. Dies ermöglicht es, daß die schlanken Abschnitte 3b der Kopfabschnitte 3301 bis 3304 in der radialen Richtung des Statorkernes 1 mit minimalen Intervallen angeordnet werden können, ohne daß sich dabei die Wölbungen oder Ausbuchtungen überlappen, und zwar in der radialen Richtung des Statorkerns 1.
Während bei der oben erläuterten abgewandelten Ausführungsform die Wölbungen oder Ausbuchtungen der äußeren Kopfabschnitte 3301 und 3304 zu dem Statorkern 1 hin verschoben sind, und zwar von denjenigen der inneren Kopfabschnitte 3302 und 3303 in der axialen Richtung des Statorkernes 1 aus, können sie auch alternativ in der Umfangsrichtung des Statorkernes 1 verschoben sein.
Das Verschieben der Spitzenabschnitte 3a in der Umfangsrichtung des Statorkernes 1, die benachbart zueinander in der radialen Richtung des Statorkernes 1 angeordnet sind, kann mit Hilfe von unterschiedlichen Abständen zwischen den Enden der schlanken Abschnitte 3b erreicht werden, die in die Schlitze 35 eintreten, und den gegenüberliegenden Enden derselben, die zu den Spitzenabschnitten 3a in der Umfangsrichtung des Statorkernes 1 führen. Dies kann durch unterschiedliche Winkel erreicht werden, über die die Ringe 11 und 12 bei dem oben beschriebenen Kopfverwindungsprozeß gedreht werden. Der Gesamtwinkel der Drehung der Ringe 11 und 12 wird auf eine magnetische Polteilung eingestellt.
Während bei den oben erläuterten abgewandelten Ausführungsformen sich jeder der schlanken Abschnitte 3b in der axialen Richtung des Statorkernes 1 erstreckt oder in einem konstanten Winkel in der radialen Richtung des Statorkernes 1 geneigt ist, können die schlanken oder geneigten Abschnitte 3a auch gekrümmt sein, und zwar mit einer Krümmung, die in einer variablen Rate nach außen hin von dem Statorkern 1 zunimmt. Mit anderen Worten kann eine Teilung zwischen benachbarten zwei der schlanken Abschnitte 3a in der radialen Richtung des Statorkernes 1 zunehmen, und zwar mit zunehmendem Abstand von der Endfläche 100 des Statorkernes in der axialen Richtung desselben. Die schlanken Abschnitte 3a können alternativ von einem zentralen Abschnitt derselben um einen gegebenen Winkel gebogen werden. Alle oder auch nur einige der schlanken Abschnitte 3a können gekrümmt sein oder können in der radialen Richtung des Statorkernes 1 gebogen sein.
Kopf-Biegeprozeß
Es wird nun weiter unten ein Kopf-Biegeprozeß unter Hinweis auf 13 beschrieben, der gleichlaufend mit dem Kopf-Verwindungsprozeß ausgeführt wird, welcher oben beschrieben wurde, und zwar unter Verwendung der gleichen Maschine, wobei jedoch einer derselben alternativ früher ausgeführt werden kann.
Das Bezugszeichen 1000 gibt eine Kopf-Verwindungs- oder -Biegemaschine an, die sich in der Konstruktion von derjenigen unterscheidet, die in den 5 und 6 veranschaulicht ist, und zwar lediglich hinsichtlich der Konfiguration der Kopfpreßplatte 16. Andere Anordnungen sind identisch, und eine Erläuterung von Einzelheiten derselben wird daher hier weggelassen.
Die Kopfpreßplatte 16 besitzt eine darin ausgebildete ringförmige Nut 161, in welcher ein Kopf von jedem Segmentsatz 33 placiert wird, der aus dem groß bemessenen Leitersegment 331 und dem klein bemessenen Leitersegment 332 besteht. Die Kopfpreßplatte 16 besitzt in einem zentralen Abschnitt derselben einen kegelstumpfförmigen Vorsprung, der eine innere sich verjüngende Wand 162 festlegt. Spezifischer ausgedrückt ist die ringförmige Nut 161 durch die innere konisch verlaufende Wand 162 und eine äußere zylinderförmige Wand 163 definiert. Die ringförmige Nut 161 besitzt einen darin ausgebildeten Boden (d.h. eine obere Wand, wenn man wie in 13 blickt), Paare von Zinken 160, die identisch mit denjenigen von 6 sind und die arbeiten, um den jeweiligen Kopf des Segmentsatzes 33 einzufangen.
Im Betrieb wird jeder der Segmentsätze 33 zuerst um einen gegebenen Winkel von einer Grenze aus zwischen einem Kopfabschnitt 1001, der in dem Teil des segmentkopfseitigen Wicklungsendes 311 auszubilden ist, und einem geradlinigen Abschnitt 1002, der in die im Schlitz eingeführte Abschnitte 331, 332a, 331b und 332b auszubilden ist, gebogen, wie in 2 veranschaulicht ist. Als nächstes wird die Spitze von jedem Kopfabschnitt 1001 von jedem der Segmentsätze 33 in einen der Paare der Zinken 160 am Boden der ringförmigen Nut 161 eingepaßt. Die Kopfabschnitte 1001 werden nach außen hin orientiert, wenn man wie in den Zeichnungen blickt. Die geadlinigen Abschnitte 1002 werden ähnlich wie in 5 in den Schlitzen der Ringe 11 und 12 placiert.
Anschließend werden die Ringe 11 und 12 ähnlich wie bei der Kopf-Verwindungsmaschine 10 der 5 und 6 in entgegengesetzten Richtunge gedreht. Gleichzeitig wird die Kopfpreßplatte 16 nach unten bewegt, um die Köpfe der Segmentsätze 33 nach außen hin zu biegen. Diese Bewegung drückt den Kopf des klein bemessenen Leitersegments 332 zur Außenseite des Kopfes des groß bemessenen Leitesegments 331, da der Kopf von jedem der Segmentsätze 33 nach außen hin geneigt ist, und zwar innerhalb der ringförmigen Nut 161, und die Kopfpreßplatte 16 stößt lediglich an den Kopf des groß bemessenen Leitersegments 331 direkt an. Jedoch arbeitet die innere konische Wand 162 der ringförmigen Nut 161 in solcher Weise, um eine unerwünschte nach innen gerichtete Bewegung der Köpfe der groß bemessenen und klein bemessenen Leitersegmente 331 und 332 zu steuern oder zu stoppen. In ähnlicher Weise arbeitet die äußere zylinderförmige Wand 163 in solcher Weise, um eine unerwünschte nach außen verlaufende Bewegung der Köpfe der groß bemessenen und klein bemessenen Leitersegmente 331 und 332 zu steuern oder zu stoppen. Dies vermeidet eine nach auswärts verlaufende Bewegung des Kopfes des klein bemessenen Leitersegments 332 über den Kopf des groß bemessenen Leitersegments 331, was durch das Nach-unten-Pressen der Kopfpreßplatte 16 entsteht.
Bei dem veranschaulichten Beispiel ist der Winkel, den der Kopfabschnitt 1001 mit einer vertikalen Mittellinie der Kopfpreßplatte 16 bildet (d.h. der Länge des geradlinigen Abschnitts 1002), bevor die geradlinigen Abschnitte 1002 verwunden oder gespreizt werden, kleiner als der Winkel, den die innere konische Wand 162 mit der vertikalen Mittellinie bildet. Diese Winkel können alternativ gleich eingestellt werden, um den Prozeß der Bewegung der Kopfpreßplatte 16 nach unten hin zu beseitigen.
Während der Drehung der Ringe 11 und 12 werden die Kopfabschnitte 1001 entlang der inneren konischen Wand 162 verwunden, wodurch die schlanken Abschnitte 3b des segmentkopfseitigen Wicklungsendes 311 vervollständigt werden, die zur Umfangsrichtung des Statorkernes 1 in einem gewünschten Winkel geneigt sind, ohne dabei in die Innenseite der inneren Umfangsfläche des Statorkernes 1 einzutreten.
Eine abgewandelte Ausführungsform des Kopf-Biegeprozesses wird nun unter Hinweis auf 14 beschrieben.
Zuerst werden die Segmentsätze 33 vorbereitet, von denen jeder aus einem groß bemessenen und einem klein bemessenen Leitersegment 331 und 332 gebildet werden, die sich geradlinig erstrecken, wie dies in den Zeichnungen klar dargestellt ist. Die Segmentsätze 33 werden dann in die Ringe 11 und 12 eingepaßt. Als nächstes wird die Kopfpressplatte 16 nach unten hin bewegt, damit die Köpfe der Segmentsätze 33 in die ringförmige Nut 161 hineingelangen können. Die innere konische Wand 162 drückt die Köpfe der Segmentsätze 33 in solcher Weise, daß diese nach außen hin geneigt oder gebogen werden. Die Köpfe der Segmentsätze 33 gleiten an der inneren konischen Wand 162 entlang und gelangen zwischen die gepaarten Zinken 160. Es werdenn dann die Ringe 11 und 12 ähnlich der obigen Erläuterung in entgengengesetzten Richtungen gedreht. Die innere konische Wand 162 kann darin ausgebildete Spiralnuten 164 aufweisen, wie in 15 veranschaulicht ist, die in solcher Weise arbeiten, um die Bewegung der Köpfe der Segmentsätze 33 in den gepaarten Zinken 160 zu führen. In diesem Fall können die Zinken 160 auch alternativ weggelassen werden. Die Spiralnuten 164 können eine Weite aufweisen, die im wesentlichen identisch ist mit derjenigen einer inneren Weite, wie dies bei 1001a angezeigt ist, und zwar von den Kopfabschnitten 1001 des groß bemessenen Leitersegments 331, und wobei jede in solcher Weise arbeitet, um den inneren Kopfabschnitt 1001 in einer Umfangsrichtung der ringförmigen Nut 161 zu biegen. Gleichzeitig arbeitet die innere konische Wand 162 in solcher Weise, daß der innere Kopfabschnitt 1001a einer nach außen verlaufenden Neigung unterworfen wird.
Die Spiralnuten 164 sind so ausgebildet, daß sie einer Kontur einer gewünschten Verwindung oder Biegung des inneren Kopfabschnittes 1001a des groß bemessenen Leitersegments 33 entsprechen. Somit werden die Köpfe der Segmentsätze 33 synchron mit der Drehung des Ringes 11 in der Umfangsrichtung desselben bewegt. Beispielsweise sind die Spiralnuten 164 so ausgebildet, daß nach der Abwärtsbewegung der Kopfpreßplatte 16 das segmentkopfseitige Wicklungsende 311 um einen halben Winkel der Drehung des Ringes 11 gedreht wird.
Obwohl die Erfindung in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen offenbart worden ist, um ein besseres Verständnis derselben zu vereinfachen, sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung auf verschiedenartigste Weise realisiert werden kann, ohne dabei die Prinzipien der Erfindung zu verlassen, wie sie sich aus den anhängenden Ansprüchen ergeben.

Claims

Statorkonstruktion mit einer Statorwicklung aus sequentiell aneinandergefügten Segmenten einer elektrischen rotierenden Maschine, mit: einem Statorkern (1) mit sich gegenüberliegenden Enden und Schlitzen (35), die in gegebenen Intervallen in einer Umfangsrichtung des Statorkernes (1) ausgebildet sind, wobei jeder der Schlitze (35) in demselben geradzahlige Segment Einführungspositionen (P1 bis P4) definiert, die in radialer Richtung des Statorkernes (1) ausgerichtet sind; und eine Vielzahl der Segmente (33) in den Schlitzen (35) des Statorkernes (1) placiert sind, wobei die Segmente (33) in einer Aufeinanderfolge aneinandergefügt sind, um Windungen von jeder von M (= eine ganze Zahl größer als Zwei) Phasenwicklungen (U, V, W) zu bilden, wobei jedes der Segmente (33) ein Paar von Leiterabschnitten enthält, von denen jeder in einen von zweien der Schlitze (35) eingeführt ist, die in einem gegebenen Intervall voneinander beabstandet sind, ein Kopfabschnitt (3301, 3302, 3303, 3304) sich von dem Paar der Leiterabschnitte außerhalb von einem der Enden des Statorkernes (1) erstreckt, um ein segmentkopfseitiges Wicklungsende (311) zu bilden, und einem Paar von Endabschnitten, von denen sich jeder von einem der Paare der Leiterabschnitte außerhalb von dem anderen Ende des Statorkernes (1) erstreckt, um ein segmentendeseitiges Wicklungsende (312) zu bilden, wobei jeder der Kopfabschnitte aus einem im wesentlichen U-gestalteten Spitzenabschnitt und einem Paar von geneigten Abschnitten gebildet ist, die sich von den Enden des Kopfabschnittes aus fortsetzen, und zwar geneigt zu einem Umfang und einer axialen Richtung des Statorkernes (1), und die jeweils zu Leiterabschnitten führen, wobei jeder der Endabschnitte aus geneigten Endabschnitten gebildet ist, die von zweien der Schlitze aus zum Umfang und in axialen Richtungen der Spitzen (331c, 332c) geneigt sind und von denen sich jeder von einem der geneigten Endabschnitte aus erstreckt und mit einem der Spitzen der Endabschnitte eines anderen der Segmente verbunden ist, wobei das segmentkopfseitige Wicklungsende (311) eine Vielzahl an Sätzen der Kopfabschnitte enthält, die in radialer Richtung des Statorkernes (1) angeordnet sind, wenn man in der Umfangsrichtung des Statorkernes (1) blickt, das segmentendeseitige Wicklungsende (312) eine Vielzahl an Sätzen der Endabschnitte enthält, die in radialer Richtung angeordnet sind, wenn man in Umfangsrichtung des Statorkernes (1) blickt, jeder der Spitzenabschnitte (331c, 332c) der Kopfabschnitte der Segmente stärker gewölbt ist als ein entsprechendes eines des Paares der Leitersegmente in der radialen Richtung des Statorkernes (1), wobei die radiale Teilung zwischen zweien der Spitzenabschnitte, die in der radialen Richtung zueinander benachbart sind, größer ist als eine Weite der Spitzenabschnitte (331c, 332c) in der radialen Richtung; wobei eine radiale Teilung zwischen den geneigten Abschnitten von zwei der Kopfabschnitte, die in radialer Richtung des Statorkernes (1) benachbart zueinander angeordnet sind, kleiner ist als die Weite der Spitzenabschnitte (331c, 332c) in der radialen Richtung; wobei die Segmente (33), die ein Paar der Leiterabschnitte enthalten, von denen jeder in einen von zwei der Schlitze (35) eingeschoben ist, die um ein gegebenes Intervall voneinander beabstandet sind, in zwei Schlitze (35) in Form von Sätzen der Leitersegmente eingesetzt sind, von denen der Kopfabschnitt (3301) eines innersten einen der Segmente sich in der axialen Richtung relativ zu dem Statorkern (1) erstreckt, während der Kopfabschnitt (3302) eines zweiten innersten einen der Leitersegmente radial nach außen in Bezug auf den Statorkern um einen Winkel θ₂ gebogen ist; ein drittes innerstes Leitersegment und ein viertes äußerstes Leitersegment der Sätze der Leitersegmente vorgesehen sind, wobei der Kopfabschnitt (3303) des dritten innersten Leitersegments radial in Bezug auf den Statorkern (1) und einen Winkel θ₃ nach außen gebogen ist und der Kopfabschnitt (3304) des äußersten Leitersegments radial um einen Winkel θ₄ nach außen gebogen ist, wobei gilt θ₂ < θ₃ < θ₄; und wobei die Kopfabschnitte (3301 bis 3304) des Satzes der Leitersegmente in der Länge verschieden sind, so daß deren Abstände in axialer Richtung von der Endfläche (100) des Statorkernes (1) gleich sind.
Statorkonstruktion nach Anspruch 1, bei der die radiale Teilung zwischen benachbarten zwei Kopfabschnitten (331c, 332c) an den geneigten Abschnitten derselben mit zunehmendem Abstand von dem Ende des Statorkernes (1) in einer axialen Richtung des Statorkernes (1) zunimmt, und bei der die äußeren der Paare der geneigten Abschnitte der Kopfabschnitte (331c, 332c) in der radialen Richtung des Statorkernes (1) nach außen in einem Winkel zur axialen Richtung des Statorkernes (1) geneigt sind, der größer ist als derjenige der inseitigen Abschnitte der geneigten Abschnitte.
Statorkonstruktion nach Anspruch 1, bei der die Segmente (33) in eine Vielzahl von Segmentsätzen aufgeteilt sind, von denen jeder aus einem klein bemessenen Segment (332) mit einem kleinen Kopf und einem groß bemessenen Segment (331) mit einem großen Kopf gebildet ist, der sich über den kleinen Kopf des klein bemessenen Segments (332) in der Umfangsrichtung des Statorkernes (1) erstreckt, wobei die Segmentsätze in eine Vielzahl von Segmentsatzgruppen (S1, S2, S3, S4) aufgeteilt sind, die in radialer Richtung des Statorkernes (1) angeordnet sind, wobei die Segmentsätze in jeder der Segmentsatzgruppen (S1, S2, S3, S4) in der Umfangsrichtung des Statorkernes (1) angeordnet sind, jede der Segmentsatzgruppen (S1, S2, S3, S4) Teil-Phasenwicklungen (U11, U21, U31, U12, U22, U32) bildet, an die jeweils gegebene Phasenspannungen angelegt werden, und wobei jede der Phasenwicklungen (U, V, W) einige der Teil-Phasenwicklungen (U11, U21, U31, U12, U22, U32) enthält, die in radialer Richtung des Statorkernes (1) angeordnet sind und in Reihe verbunden sind.
Statorkonstruktion nach Anspruch 3, bei der die Schlitze in gleiche Phasenschlitzgruppen aufgeteilt sind, von denen jede darin Leiterabschnitte der Segmente (331, 332) placiert enthält, an die die gleiche Phasenspannung angelegt wird, die Schlitze in jeder der gleichen Phasenschlitzgruppen benachbart zueinander in der Umfangsrichtung des Statorkernes angeordnet sind und wobei die Teil-Phasenwicklungen (U11, U21, U31, U12, U22, U32) in radialer Richtung des Statorkernes (1) innerhalb jedes der Schlitze von jeder der gleichen Phasenschlitzgruppen angeordnet sind und in Reihe aneinandergefügt sind, um eine in Reihe geschaltete Phasenwicklungsschaltung zu bilden, wobei die in Reihe geschalteten Phasenwicklungsschaltungen jeweils innerhalb der Schlitze (35) von jeder der gleichen Phasenschlitzgruppen placiert sind, die parallel aneinandergefügt sind, um jede der Phasenwicklungen (U, V, W) zu bilden.