ES2644052T3

ES2644052T3 - Método para producir el devanado del estator de máquinas eléctricas, en particular, de un alternador

Info

Publication number: ES2644052T3
Application number: ES10720163.4T
Authority: ES
Inventors: Klaus Pflueger; Martin Henne; Klaus Herbold; Christoph Schwarzkopf; Helmut Kreuzer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-05-29
Filing date: 2010-05-25
Publication date: 2017-11-27
Anticipated expiration: 2030-05-25
Also published as: JP2012528558A; WO2010136445A1; MX2011012715A; EP2436106A1; CN102460913A; CN102460913B; HUE034966T2; JP5474184B2; DE102009024231A1; US20120119605A1; EP2436106B1; US9013085B2

Abstract

Método para producir un precursor (103) de un devanado de fase (143, 144, 145, 146, 147) de un devanado de estator (18) de una máquina eléctrica (10), en particular un alternador, donde el devanado de estator (18) tiene por lo menos un devanado de fase (143, 144, 145, 146, 147) y el un devanado de fase (143, 144, 145, 146, 147) tiene una pluralidad de bobinas (82) hechas de forma continua con una sola sección de alambre, donde una pluralidad de bobinas (82) están devanadas en una dirección (100) con una cantidad determinada de espiras (94) y una bobina (82) tiene una pluralidad de lados de bobina (88) donde dos lados de bobina (88) de la bobina (82) se integran en una transición a terminales de bobina (97) y las espiras (94) de una bobina (82) se desplazan subsiguientemente de manera tal que los lados de bobina (88.1, 88.2, 88.3, 88.4, 88.5,88.6) descansan en un lugar donde los lados de bobina (88) que se integran en una transición a terminales de bobina (97) son los lados de bobina más externos (88) de una bobina (82).

Description

DESCRIPCION

Metodo para producir el devanado del estator de maquinas electricas, en particular, de un alternador Antecedentes

La publicacion WO 2008/081020 A2 describe un metodo para realizar el devanado del estator de maquinas 5 electricas; la invencion tambien se refiere a un alternador. Mediante el metodo all! descrito el devanado que se divulga tiene varios puntos de union.

En la patente de los Estados Unidos US 2008/201935 A1 se describe un metodo para hacer el devanado del estator de maquinas electricas. En el contexto de este metodo, se propone enrollar un devanado de fase con varias bobinas a partir de una pieza continua de alambre. La pluralidad de bobinas se devanan en diferentes direcciones con una 10 cantidad determinada de espiras. La pluralidad de lados de bobina se integra en terminales de bobina. Las espiras de una bobina estan desplazadas entre si, de modo que los lados de bobina que devienen en terminales de bobina son los lados mas externos o mas profundos de la bobina. Tambien se conoce la patente europea EP 1 494 337 A2.

Divulgacion de la invencion

Ventajas de la invencion

15 El metodo de acuerdo con la presente invencion para producir un precursor de un devanado de fase de un devanado de estator de una maquina electrica con las caracterlsticas de la reivindicacion principal resulta ventajoso porque el devanado de estator comprende al menos un devanado de fase que se puede producir de manera relativamente sencilla a partir de una sola pieza de alambre.

Los pasos del metodo de acuerdo con la invencion se pueden realizar eficazmente dividiendo los lados de bobina de 20 una bobina en dos grupos de modo que ambos grupos queden separados uno del otro. Ambos grupos estan divididos en lados de bobina de un lado de la bobina y en lados de bobina del otro lado de la bobina. De esta manera, se puede lograr que los lados mas externos de la bobina sean los lados de bobina que permitan la conexion con espiras directamente adyacentes de esta pieza de alambre.

Segun otra forma de realizacion de la invencion de acuerdo con las caracterlsticas de las reivindicaciones 3 y 4, se 25 puede realizar un devanado de dos capas, que por un lado, consiste en un hilo continuo y, por otro lado, tiene una cabeza de devanado uniforme.

Otras ventajas de las caracterlsticas de las demas reivindicaciones se revelaran en la descripcion.

Breve descripcion de las figuras

A continuacion, la invencion se explica con mas detalle a modo de ejemplo en referencia a las figuras.

30 Se muestra lo siguiente:

La Figura 1 muestra una vista en corte longitudinal de una maquina electrica,

Las Figuras 2a y 2b muestran un primer dispositivo para devanar un alambre y un corte del alambre devanado,

La Figura 3a muestra una cadena de bobinas, despues de haberla retirado del dispositivo de la Figura 2a,

La Figura 3b muestra una vista unica de una bobina de la cadena de bobinas de la Figura 3a,

35 La Figura 4a muestra una seccion de una bobina de la Figura 3b y como las espiras de la bobina se presentan desplazadas entre si,

Las Figuras 4b y 4c muestran la posicion de las espiras de la bobina de la Figura 4a despues del desplazamiento,

La Figura 4d muestra una vista superior de la bobina despues del desplazamiento,

La Figura 5a muestra la bobina de las Figuras 4a-d con las espiras desplazadas entre si despues de un proceso de 40 estampado,

La Figura 5b muestra un corte del lado de bobina estampado de las espiras de la Figura 5a,

La Figura 6 muestra la cadena de bobinas de la Figura 3a con las espiras estampadas desplazadas,

La Figura 7a muestra una vista tridimensional de una bobina de la cadena de bobinas de la Figura 6 despues de haberlas adherido mediante un material aislante bidimensional.

5 La Figura 7b muestra un corte de las espiras de la bobina de la Figura 7a,

La Figura 8a muestra una vista tridimensional de la bobina despues de separar los dos grupos de lados de bobina de una bobina,

La Figura 8b muestra una seccion a traves de los lados de bobina de la Figura 8a,

La Figura 9 muestra la cadena de bobinas de la Figura 6 despues de la separacion de ambos grupos de lados de 10 bobina de una bobina,

La Figura 10 muestra una seccion de la cadena de bobinas de la Figura 9,

La Figura 11 muestra la cadena de bobinas de la Figura 10 despues de haber devanado la cadena de bobinas,

La Figura 12 muestra una seccion de una pluralidad de cadenas de bobinas despues del devanado y de la superposicion y el apilamiento de las correspondientes cadenas de bobina del devanado de fase,

15 La Figura 13 muestra una pluralidad, en este caso cinco, de cadenas de bobina despues de haber plegado los lados de bobina,

La Figura 14 muestra otro paso, en el cual los subgrupos estan colocados unos sobre otros,

La Figura 15 muestra una seccion lateral del proceso indicado y realizado de la Figura 14,

La Figura 16 muestra de forma esquematica dos subgrupos adyacentes despues de haberlos invertido,

20 La Figura 17 muestra, por ejemplo, un devanado de fase en un nucleo de estator rectangular,

La Figura 18 muestra una interconexion entre cinco devanados de fase.

Formas de realizacion de la invencion Description

En la Figura 1 se muestra una seccion longitudinal de una maquina electrica 10, en este caso se presenta una forma 25 de realization como generador o alternador de un vehlculo de motor. Esta maquina electrica 10 tiene una carcasa de dos piezas 13, que presenta una primera placa de soporte 13.1 y una segunda placa de soporte 13.2. La placa de soporte 13.1 y la placa de soporte 13.2 reciben un as! llamado estator 16, que consiste por un lado en un nucleo de estator 17 en forma de anillo esencialmente circular, y que en las ranuras que se extienden sobre un eje radialmente hacia dentro se inserta un devanado de estator 18. Este estator en forma de anillo 16 rodea, con su superficie 30 ranurada dirigida radialmente hacia dentro, un rotor 20 que funciona como rotor de polo dentado. El rotor 20 comprende, entre otros, dos placas polares dentadas 22 y 23, en cuyo perlmetro exterior estan dispuestos los dedos del polo dentado 24 y 25 que se extienden axialmente hacia dentro. Ambas placas del polo dentado 22 y 23 estan dispuestas en el rotor 20 de modo que los dedos de polo dentado 24 y 25 que se extienden axialmente se alternan entre si en el perlmetro del rotor 20. Como resultado se crean espacios magneticos intermedios requeridos entre los 35 anillos polares mutuamente magnetizados 24 y 25, a los que se hace referencia como intersticios de polos dentados. El rotor esta montado rotativamente en las respectivas placas de soporte 13.1 y 13.2 por medio de un eje 27 y un cojinete giratorio 28 situado en el lado respectivo del rotor.

El rotor 20 tiene dos caras frontales axiales en cada una de las cuales esta fijado un ventilador 30. Estos ventiladores 30 consisten esencialmente en una seccion en forma de placa o en forma de disco, de la que salen 40 paletas de ventilador de una manera conocida. Estos ventiladores 30 permiten el intercambio de aire entre el lado exterior y el interior de la maquina electrica 10 a traves de las aberturas 40 de las placas de soporte 13.1 y 13.2. Para ello, las aberturas 40 se encuentran esencialmente en los extremos axiales de las placas de soporte 13.1 y 13.2 a traves de las cuales los ventiladores 30 aportan aire frlo al interior de la maquina electrica 10. Este aire frlo es

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impulsado mediante la rotacion de los ventiladores 30 radialmente hacia fuera, de modo que pueda circular por las cabezas de bobina 45. De este modo se refrigeran las cabezas de bobina 45. Despues de pasar a traves de la cabeza de bobina 45 o alrededor de ella 45 el aire de frlo toma una trayectoria radialmente hacia fuera, a traves de aberturas que no se muestran en la Figura 1.

En el lado derecho de la Figura 1 se encuentra una tapa protectora 47 que protege diversos componentes de los efectos del ambiente.

Por ejemplo, esta tapa protectora 47 cubre un as! denominado conjunto de anillo deslizante 49, que suministra un devanado de excitacion 51 con corriente de excitacion. Dispuesto alrededor del conjunto de anillo deslizante 49 se encuentra un disipador de calor 53 que actua como un elemento de refrigeracion positiva. La placa de soporte actua como disipador de calor negativo 13.2. Entre la placa de soporte 13.2 y el disipador de calor 53 se encuentra dispuesta una placa de conexion 56 que sirve para conectar los diodos negativos 58 dispuestos en la placa de soporte 13.2 y los diodos positivos (que no se muestran en la figura) en el disipador de calor 53 y que, por lo tanto, representan un circuito puente conocido en el arte.

En la Figura 2a se muestra un dispositivo de devanado 70. Este dispositivo 70 esta compuesto por ejemplo por dos varillas 73 paralelas. Alrededor de estas varillas se enrolla un alambre 76. Este alambre 76 tiene por ejemplo un diametro de 2 mm. Este alambre 76 se enrolla como muestra la Figura 2 hacia la izquierda, es decir en sentido contrario al de las agujas del reloj, como indica la flecha 79, alrededor de las varillas 73. De este modo se enrolla una primera bobina 82.1. Cada bobina se designa generalmente con el numero de referencia 82. Si se trata de una bobina especial con una posicion especial, esta referencia 82 se designa separadamente por un punto con un numero adicional para indicar la bobina particular. Esta primera bobina 82.1 presenta la misma direction de devanado que una segunda bobina 82.2 y esta igual que una tercera bobina 82.3. La bobina 82.1 tiene en primer lugar un terminal 85 externo a las dos varillas 73. Este terminal 85 sirve en la maquina electrica para establecer una conexion con un rectificador. A este terminal le sigue un primer lado de bobina en la direccion de devanado del alambre 76, identificado en la presente por el numero de referencia 88.1. En esta description se designa en general a los lados de bobina con el numero de referencia 88. Si se trata de un lado de bobina especial, este numero de referencia 88 se designa separadamente por un punto con un numero adicional para indicar el lado de bobina particular. Un terminal de lado de bobina 91.1 sigue a un lado de bobina 88.1, que aqul tambien se designa generalmente por el numero de referencia 91, que tambien se designa mediante un punto con otro numero suplementario en caso de que sea un terminal de lado de bobina particular. El lado de bobina 88.2 esta seguido por un terminal de lado de bobina 91.1, el lado de bobina 88.3 esta seguido por un terminal de lado de bobina 91.2, que en este caso se encuentra parcialmente cubierto por los lados de bobina 88.1 y 88.2. Este tercer lado de bobina se encuentra junto al lado de bobina 88.1. El conector de lado de bobina 91.3 sigue al lado de bobina 88.3, seguido por el lado de bobina 88.4. El lado de bobina 88.4 se conecta con el terminal de lado de bobina 91.4. Un lado de bobina adicional 88 esta seguido por un terminal de lado de bobina 91.4, en este caso el lado de bobina especial 88.5, que en la figura esta cubierto por los lados de bobina 88.2 y 88.4. El lado de bobina 88.5 se encuentra a continuation del terminal de lado de bobina 91.5 que se integra en el lado de bobina 88.6. Esta primera bobina 82.1 tiene segun se ha descrito tres espiras 94. Estas tres espiras son una primera espira 94.1 seguida por una segunda espira 94.2, esta ultima seguida por una tercera espira 94.3, siendo cada una de ellas espiras especiales.

A continuacion de la tercera espira 94.3 se encuentra un terminal de bobina de una sola pieza 97, que como terminal de bobina especial 97.1 conecta las bobinas 82.1 y 82.2 entre si. Aparte de la pieza inicial, que en este caso es el terminal de lado de bobina 97.1, la estructura de la segunda bobina 92.2 es la misma. Correspondientemente, el terminal de bobina 97.1 va seguido por un lado de bobina 88.1, el terminal de lado de bobina 91.1, etc., hasta el lado de bobina 88.6 como se ha descrito anteriormente para la bobina 82. Despues del lado de bobina 88.5, la bobina 82.2 pasa por alto al conector de bobina 97.2. A la tercera bobina 82.3 le sigue el terminal de bobina 97.2 cuya construction no se describe porque es similar a descrita para la de la bobina 82.2.

La Figura 2b nuestra una section de la primera bobina 82.1 con los lados de bobina 88.1 a 88.6 y los tres terminales de lado de bobina 91.1 a 91.3 Como se puede observar, la bobina 82.1 esta enrollada en la direccion 100 (vease tambien la Figura 2a) Esta direccion 100 es esencialmente perpendicular a un plano de devanado 103 o a las varillas 73.

La disposition de la pluralidad de bobinas 82 descritas en la figura 2a esta disenada de manera tal que un total de dieciseis bobinas 82, se enrollan sucesivamente en series "conmutadas" sobre las barras 73. La cantidad total de dieciseis bobinas 82 esta relacionada con el esfuerzo general para disenar una maquina electrica con 16 polos.

La disposicion del alambre en el primer dispositivo 70 es un precursor 103 para un devanado de fase, que a menudo se denomina un devanado de hebras o hilos.

Si se empuja hacia abajo el precursor 103 desde el primer dispositivo de devanado 70, se podra observar en la Figura 3a el precursor 103 para un devanado de fase. Este precursor 103 muestra el terminal 85 en el que se inicio

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el devanado y un terminal 110 en el que se termino el devanado. Entre ambos extremos 85 y 110 estan dispuestas en conjunto dieciseis bobinas 82, que en la Figura 3a se indican con los numeros de referencia 82.1 a 82.16.

La Figura 3b muestra una vista superior de la bobina 82.8. El terminal de bobina 97.7 esta seguido por el lado de bobina 88.1, el terminal de lado de bobina 91.1, por el lado de bobina 88.2, el terminal de lado de bobina 91.2 y as! sucesivamente. Como se puede observar en esta vista en seccion, los terminales de lado de bobina 91.1 y 91.2 estan enrollados alrededor de las varillas 73 con radios diferentes. En consecuencia, se apreciara que la varilla 73, situada mas cerca de los terminales de bobina 97, tiene un radio mas pequeno que la varilla 73, que la varilla mas alejada de los terminales de bobina 97. Por consiguiente, por ejemplo, el terminal del lado de bobina 91.2 tiene un radio de curvatura menor que el terminal del lado de bobina 91.1.

En referencia de la Figura 2b, que muestra una vista en corte de la bobina 82 o de la bobina 82.1, las Figuras 4a y 4b muestran como estan desplazadas las espiras 94 de una bobina 82. En la Figura 4a, el desplazamiento relativo entre los lados de bobina 88.2 88.4 y 88.6, indicados por las flechas 106 o 107, respecto de los lados 88.1, 88.3 y 88.5 de la bobina se superponen en un movimiento adicional que conduce, y como consecuencia de ello, los lados de bobina 88.1 88.3 y 88.5 se encuentran en un plano adyacente a los lados de la bobina 88.2, 88.4 y 88.6. El desplazamiento relativo segun las flechas 106 o 107 corresponde a la direccion 100 segun la Figura 2a. El movimiento superpuesto adicional es perpendicular desplazamiento relativo segun las flechas 106 y 107, es decir perpendicular a la direccion del alambre del lado de bobina 88.

Tambien se muestran los terminales de bobina 97.7 y 97.8, vease tambien la Figura 3a. Despues de este desplazamiento de lados de bobina 88, de forma ideal los lados de bobina 88.1 a 88.6 se encuentran uno al lado del otro en el mismo plano. Por ejemplo, de acuerdo con el estado mostrado en la Figura 4b, el terminal del lado de bobina 91.2 se superpone al lado de bobina 88.5 y el terminal de lado de bobina 91.4 no se superpone con ningun lado de bobina 88.

Mientras la Figura 4b muestra la situacion de la bobina 82.8 sobre el terminal de bobina 97.7 o 97.8, la Figura 4c muestra la situacion de la bobina 82.8 en el lado de bobina opuesto de la bobina 82.8, donde no esta dispuesto ningun terminal de bobina. Como se puede observar, los terminales del lado de bobina 91.1 y 91.3 se superponen a los lados de bobina 88.3 y 88.5 u 88.5 y 88.2. Como resultado de este desplazamiento los lados de bobina 88.1 y 88.6, que estan situados en los terminales de bobina 97.7 y 97.8, son los lados de bobina mas externos 88, en este caso, 88.1 y 88.6, de una bobina 82, en este caso 82.8.

Se describe un metodo para producir un devanado de estator 18 de una maquina electrica 10, en particular un generador de corriente alterna, donde el devanado de estator 18 tiene al menos un devanado de fase, preferiblemente, tres, cinco, seis o siete devanados de fase, y el devanado de fase tiene una pluralidad de bobinas 82.1 a 82.16, donde la pluralidad de bobinas 82 estan enrolladas en una direccion 100, preferiblemente perpendicular al plano de devanado 103, en una cantidad determinada de espiras 94. La bobina 82 tiene una pluralidad de lados de bobina 88, donde dos lados de bobina 88 de la bobina 82 que se integran en un terminal de bobina 97. Las espiras 94 de una bobina 82 se encuentran desplazadas entre si de modo que los lados de bobina 88 que se integran en el terminal de bobina 97 son los lados de bobina 88 mas externos de una bobina 82.

La Figura 4d se muestra una vista superior de la bobina 82.8 desplazada. En las Figuras 4b y 4c la posicion y la disposicion de dicha bobina 82.8 pueden verse claramente despues del desplazamiento.

En una fase de trabajo opcional se preve estampar los lados de bobina 88.1 a 88.6 dispuestos uno al lado del otro segun la Figura 4d en forma perpendicular al plano en que estos lados de bobina 88.1 a 88.6 estan dispuestos segun la Figura 4d. Como resultado de este paso de estampado se puede incrementar significativamente un factor de llenado en una ranura.

Por consiguiente, se preve opcionalmente que despues de que las espiras 94 de una bobina 82 se hayan desplazado una respecto de la otra, los lados de la bobina 88.1, 88.6 de una bobina 82 que se integran en el terminal de bobina 97 sean los lados de bobina mas externos 88. Se preve que se estampe al menos uno de los lados de bobina 88.1 a 88.6, preferentemente todos los lados de bobina 88.1 a 88.6, de la bobina 82 (veanse las Figuras 5a y 5b).

Los lados de bobina 88 que se muestran en la Figura 5b se estampan paralelos entre si. Ademas de dicho estampado en forma paralela, tambien es posible por ejemplo, estampar los lados de bobina 88.1 a 88.6 en una seccion transversal trapezoidal. Esto depende de si los lados de bobina 88.1 a 88.6 se van a insertar en una ranura rectangular, como es el caso del ejemplo que se muestra en la Figura 5b, o si los lados de bobina han de introducirse en una ranura trapezoidal orientada, por ejemplo, radialmente hacia el interior (vease la Figura 1).

Cada uno de los lados de bobina 88.1 a 88.6 mostrados en la Figura 5b tiene estampados opuestos 113. Para mayor claridad, solo se describen unas cuantas de los estampados 113.

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Desviandose de lo anteriormente descrito, se produce la siguiente situation con dos o cuatro devanados de una bobina 82:

- Si las bobinas 82, por ejemplo, tienen solo dos espiras, no existiran los lados de bobina 88.5 y 88.6. El terminal del lado de bobina 91.2, por consiguiente, no se superpondrla en su proyeccion con el lado de bobina 88.5. Un terminal del lado de bobina 91.1 simplemente se superpone al lado de bobina 88.3 en la proyeccion (similar a la Figura 4c). En el lado de bobina 88.4 sigue el proximo terminal de bobina 97.

- Si las bobinas 82 tienen cuatro espiras 94, por ejemplo, las bobinas 82 tendrlan ademas los lados de bobina 88.7 y

88.8. Como consecuencia de ello, en el lado de los terminales de bobina 97 no habrla solo dos terminales del lado de bobina 91.2 y 91.4 sino un terminal un terminal de lado de bobina adicional 91.6, que igualmente se superpondrla a un lado de bobina 88 en la proyeccion. Ademas, en el lado opuesto de los terminales del lado de bobina 91.1 y 91.3, as! como en un terminal de lado de bobina 91.5, se superpondrlan en cada caso tres lados de bobina 88.

El terminal de lado de bobina 91.4 tambien puede descansar en el plano del lado de bobina 88 (Figura 4b). Lo mismo rige para un terminal de lado de bobina 91.6 para el caso de una bobina de cuatro espiras 82. En el caso de una bobina 82 de solo dos espiras 94, donde el terminal de lado de bobina 91.2 tambien puede estar dispuesto en el plano del lado de bobina 88.

En la Figura 6 se muestra el precursor 103 para un devanado de fase, despues de que el lado de bobina 88, como se muestra en la Figura 5b y se ha descrito precedentemente, ha sido estampado.

En la Figura 7a se muestra una bobina 82.8 despues de haber sido estampada. La diferencia con respecto a la bobina 82.8 de acuerdo con la Figura 5a es que los lados de bobina 88.1 a 88.6 estan firmemente conectados entre si por un medio de conexion 116. Estos medios de conexion 116 consisten en material aislante plano, como por ejemplo, papel o fibras aislantes. Los papeles o fibras aislantes tienen en el lado que corresponde a los lados de bobina 88.1 a 88.6 un material adhesivo, mediante el cual se fija el material aislante a los lados de bobina 88.1 a 88.6. Este material aislante o medio de conexion 116 une los lados de bobina 88.1 a 88.6 de modo que se forman dos grupos constituido cada uno por tres lados de bobina. En la Figura 7b muestra un corte en diagonal de la bobina

82.8. Por lo tanto, esta figura muestra los tres lados de bobina 88.1, 88.3 y 88.5, que estan dispuestos uno al lado del otro y unidos entre si mediante un material aislante, que sirve de medio de conexion 116, dispuesto en una llnea en forma de U. El material aislante forma una capa 119 que esta formado por el material adhesivo 112. Los lados de bobina 88.1, 88.3 y 88.5 que forman el grupo 125 estan firmemente conectados entre si por los medios de conexion 116. Esto tambien se aplica al grupo 128, compuesto por los lados de bobina 88.2, 88.4 y 88.6, respectivamente. Los lados de bobina 88 de los dos grupos 125 y 128 estan firmemente conectados entre si por un medio de conexion 116.

El pegado de los tres lados de bobina 88 por medio del material aislante puede tener lugar, por ejemplo, de dos formas diferentes: en la primera forma de realization es posible que tres lados de bobina 88 dispuestos uno al lado del otros esten pegados entre si mediante un material aislante, como por ejemplo, papel aislante, en forma de U.

Lo mismo se puede hacer con los otros tres lados de bobina 88, de modo que en el caso ideal dos materiales aislantes en forma de U, como se muestra en la Figura 7b, esten dispuestos con sus lados enfrentados entre si. Como alternativa, los seis lados de bobina 88.1 a 88.6 pueden por ejemplo estar pegados mediante material aislante de una sola pieza, como por ejemplo, papel o fibra aislante. En un paso adicional, el material aislante se corta entonces entre los dos lados 88.2 y 88.2 de bobina mas interiores 88.5 en ambos lados a lo largo de una ranura 131 entre los dos lados de bobina mas interiores 88.2 y 88.5, desconectando as! una conexion entre los dos grupos 125 y 128.

En un proximo paso, que puede llevarse a cabo de manera opcional sin la conexion antes mencionada de los lados de bobina individuales, los dos grupos 125 y 128 se separan espacialmente uno del otro. Este proceso se senala en la Figura 7b mediante las flechas 134 y 135, que muestran cada una direction opuesta, y muestran en que direction se deberan mover los grupos 125 y 128 en el proximo paso.

En las Figuras 8a y 8b se muestra la bobina 82.8 desplazada. La Figura 8a muestra una representation espacial de la bobina 82.8, la Figura 8b muestra una section a traves de los lados de bobina 88.1 a 88.6 de la bobina 82.8 desplazada. Se puede observar claramente los dos grupos 125 y 128 desplazados uno del otro. Los terminales de lado de bobina 91.1 a 91.5 forman mas adelante en general como un todo la cabeza de bobina 45 en el estado final del devanado de fase. Ademas, en la Figura 8b se describe un plano 140 que se define basicamente mediante las superficies de los lados de bobina 88.5 y 88.2 previamente dirigidas entre si. Ambos lados de bobina 88.5 y 88.2 estan en una llnea recta y son paralelos entre si (situacion ideal).

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En la Figura 9 se muestra una seccion de una parte del precursor 103, despues del cual los grupos 125 y 128 de cada bobina 82 se separan. En la Figura 9 cada una de las bobinas 82.6 a 82.11 y cada bobina 82 adicional del precursor tiene un plano 140, como se representa en la Figura 8b.

La Figura 10 muestra una seccion esquematica por el precursor 103 de la Figura 9. All! se pueden observar claramente los planos 140 indicados.

En un paso adicional se preve que se modifique cada precursor 103. Para ello, se deben cumplir las siguientes condiciones: cada fase de devanado o su precursor 103 tiene al menos dos bobinas conectadas en serie, en este caso por ejemplo, las bobinas 82.8 y 82.9, que estan conectadas en serie mediante el terminal de bobina 97.8. Cada una de las bobinas 82.8 u 829 tiene un plano 140 entre ambos grupos 125 y 128. De acuerdo con la etapa del metodo propuesto, las al menos dos bobinas 82.8 y 82.9 estan dispuestas de modo que sus respectivos planos 140 estan dispuestos en un angulo a menor que 180 grados (Figura 11).

En la Figura 12 se muestran en general de forma esquematica cinco precursores 103 distintos. Cada uno de estos precursores 103 representa un devanado de fase posterior o una fase posterior. Esto en ultima instancia significa que estos cinco hilos de fase seran parte de un devanado de estator 18 que es de cinco hilos o cinco fases. En este punto debe observarse que la estructura de bobina descrita hasta ahora puede basicamente tambien ser utilizada para devanados de estator 18 de tres fases o tambien de dos fases. La Figura 12 muestra como los precursores individuales 103 de los devanados de fase 143, 144, 145, 146 y 147 se colocan uno tras otro y uno encima del otro en un lugar de colocacion 150 en la direccion del hilo 153 de los lados de bobina 88.1 a 88.6. Como resultado, en primer lugar se encuentra el precursor 103 o el devanado de fase 143, entonces el devanado de fase siguiente 144 con su terminal de bobina 97.8 se coloca en el conector de bobina 97.8 del devanado de fase 143. Siguen luego las fases adicionales 145 a 147 con los respectivos terminales de bobina 97.8. Ademas, puede observarse en la Figura 12 que posteriormente, diferentes bobinas 82 se unen entre si. Por ejemplo, los devanados de fase 143 a 147 tienen cada uno 16 bobinas 82, es decir las bobinas 82.1 a 82.16. En la mitad de los devanados de fase 143 a 147, o las dos mitades de los devanados de fase 143 a 147 dispuestos a la derecha y a la izquierda del conector de bobina central 97.8 estan dispuestos en angulo entre si en el conector de bobina 97.8. Las mitades de los devanados de fase 143 a 147 dispuestas a ambos lados del conector de bobina 97.8 se pliegan ahora una sobre la otra como indica la flecha 156. Como se muestra en la Figura 12, los lados de bobina 88.5 de la bobina 82.8 mas proxima por un lado al terminal de bobina 97.8 se coloca sobre el lado de bobina 88.5 de la bobina 82.9 mas proxima por el otro lado. Lo mismo sucede con los demas devanados de fase 144 a 147.

La pluralidad de devanados de fase (143, 144, 145, 146, 147) tiene cada uno al menos una bobina (82) a partir del sitio de colocacion (150) en dos direcciones, en donde en una primera direccion y en una segunda direccion esta dispuesta al menos una primera bobina (82.8, 82.9) y que se procede de manera tal que una primera bobina (88.9) en una direccion del primer grupo (125) se pliega sobre una primera bobina (88.8) en la otra direccion del primer grupo (125).

En referencia a la Figura 9, se muestra en una mitad del devanado de fase 143 en una superposicion de acuerdo con la Figura 12 se logra lo siguiente: El lado de bobina 88.5 de la bobina 82.9 descansa sobre el lado de bobina 88.5 de la bobina 82.8, el lado de bobina 88.5 de la bobina 82.10 descansa sobre el lado de bobina 88.5 de la bobina 82.7, el lado de bobina 88.5 de la bobina 82.11 descansa sobre el lado 88.5 de la bobina 82.6 y as! sucesivamente, hasta que por ultimo (que aqul no se muestra) el lado de bobina 88.5 de la bobina 82.16 descansa o esta plegado sobre el lado de bobina 88.5 de la bobina 82.1.

En la Figura 13 se muestra el estado que se alcanza con posterioridad al plegamiento de las bobinas 82.8 adyacentes de las fases 143 a 147 individuales sobre las bobinas 82.9 del devanado de fase 143 a 147. Para mayor simplicidad y claridad de la representacion, se utilizan rectangulos como seccion transversal simbolica de los lados de la bobina.

Como consecuencia del plegamiento, se produce la as! denominada transition de devanado 162, que se discutira mas adelante. Para el caso que, por ejemplo, el devanado de estator 18 tenga solo tres devanados de fase, la transicion de devanado 162 no se producira en cinco grupos 128 como se muestra sino solo en tres grupos 128.

Si los devanados de fase 143 a 147 se muestran como se ilustra en las Figura 12 y 13, y se explican con un numero de pares de polos de dieciseis, entonces se producen regiones de devanado designadas como subgrupos 165. Estos subgrupos 165 comprenden segun el metodo aqul descrito en total cinco devanados de fase 143 a 147 y diez bobinas 82. El subgrupo 165 descrito en la Figura 13 comprende las bobinas 82.8 de los devanados de fase 143 a 147 y las bobinas 82.9, en total diez bobinas 82. Como resultado del plegamiento descrito de las mitades de los devanados de fase 143 a 147 se forman en total ocho subgrupos 165 con diez bobinas 82 cada uno. Por consiguiente, partiendo de un extremo 168, hay inicialmente cinco bobinas 82.8 que constituyen la mitad de un subgrupo 165, a las que le siguen cinco bobinas 82.9 que constituyen la segunda mitad del subgrupo 165. El segundo subgrupo 165 esta formado por cinco bobinas 82.7 y cinco bobinas 82.10. Este esquema continua hasta el

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

octavo subgrupo 165, donde la mitad del subgrupo esta formada por las bobinas 82.1 (cinco veces) y la otra mitad de cinco bobinas esta formada por las bobinas 82.16.

En una forma mas abstracta, el plegado de las mitades de varios devanados de fase 143 a 147 se puede formular de manera tal que la pluralidad de devanados de fase 143 a 147 se extienda desde el sitio de colocacion 150 en dos direcciones, en cada caso, con n bobinas. Para el caso aqul descrito, esto significa que, por un lado a la derecha y por el otro a la izquierda estan dispuestas n = ocho bobinas 82 (vease tambien la Figura 9). Partiendo del centro 159 de un devanado de fase 143 a 147, esto significa que una primera bobina 82.8 u 82.9 esta dispuesta en una primera direccion (a la izquierda) y en una segunda direccion (hacia la derecha). El procedimiento sigue asl, una primera bobina 88.9 en una direccion del primer grupo 125 se pliega sobre una primera bobina 88.8 en la otra direccion del primer grupo. Este procedimiento se aplica a la segunda bobina 82.7 u 82.10 siguiente a partir de la mitad 159 de un devanado de fase 143 a 147. Lo mismo se aplica a la tercera bobina 82.6 u 82.11 siguiente y asl sucesivamente.

Como se muestra en la Figura 14, del plegamiento de las mitades de los devanados de fase 143 a 147 se crean subgrupos 165 que estan unidos entre si mediante los terminales de bobina 97.7 y 97.9 u 97.6 y 97.10 bzw.97.5 y 97.11 u 97.4 y 97.12 u 97.3 y 97.13 u 97.2 y 97.14 u 97.1 y 97.15. La Figura muestra una vista parcial del primer subgrupo 165 y de parte del segundo subgrupo 165.

En un paso adicional, esta previsto que los subgrupos 165 sean girados uno con relacion al otro. En la Figura 15 este giro se indica mediante la flecha 171. En relacion con la Figura 14 esto significa que el subgrupo 165, que se muestra en el extremo derecho de la Figura 1, es "girado", como tambien se indica all! mediante la flecha 171, es decir los lados de la bobina 88.2 del subgrupo 165 se aplican a los lados de la bobina 88.2 del otro subgrupo 165 mas cercano. Como resultado se obtiene una constelacion como se muestra en la Figura 16. La porcion del devanado de estator 18, designada por el numero de referencia 174, tiene al menos en el lado en que se forma la cabeza de bobina 162 el estado final del devanado de estator 18 antes de que se inserte en el nucleo del estator. El proceso de "giro" puede describirse tambien por el hecho de que dos subgrupos adyacentes 165 se mueven uno con respecto al otro de manera tal que los lados de bobina izquierdo 88 de un subgrupo 165 se pliegan sobre los lados de bobina izquierdo 88 de un subgrupo 165 inmediatamente adyacente.

Ambos grupos 125 y 128 tienen cada uno la misma cantidad de lados de bobina 88. Segun la forma de realizacion de ejemplo de la invencion, la cantidad de lados de bobina 88 en cada grupo 125 o 128 es tres. Dependiendo del diseno del devanado, la cantidad de lados de bobina 88 tambien puede ser, por ejemplo, dos o cuatro o cinco, en cualquier caso un multiplo entero.

En la Figura 7 se muestra el devanado de fase 147 de ejemplo. Este posicionamiento resulta del hecho de que en un nucleo de estator esencialmente cuadrangular o de nucleo del estator 17, el devanado de estator 18 terminado, es decir, despues de haber girado el ultimo subgrupo 125, se coloca en un nucleo del estator cuadrangular 17. El nucleo del estator 17 consiste en varias o una pluralidad de laminas, que estan empaquetadas. Dicha construccion esta descrita en principio por el documento WO-2001 054 254 A1. El nucleo de estator 17 ilustrado en la Figura 17, se diferencia con el del arte anterior all! descrita en que el nucleo de estator 17 tiene una semirranura 186 tanto al principio 180 como al final 183. Entre ambas semirranuras 186 estan dispuestas en total 79 ranuras 189. En principio, en esta forma de realizacion de ejemplo se puede usar un nucleo del estator, tal como se utiliza en el documento de divulgacion anteriormente mencionado, es decir con ranuras completas 189. En la ranura 1 o en la semirranura 186 se encuentra la conexion 85, que esta orientada esencialmente en forma axial desde la semirranura 186 hacia fuera. En la ranura 189 con el numero de ranura 6 se encuentra la conexion 110. La bobina 82.1 esta con sus lados de bobina 88.1, 88.3 y 88.5 en la ranura 189 con el numero de ranura 1, es decir, la semirranura 186 esta dispuesta en la posicion de ranura 1, mientras que los lados de bobina 88.2, 88.4 y 88.6 se encuentran en la ranura 189 con el numero de ranura 6. A la izquierda junto a la semirranura 186 en la posicion de ranura 1 hay en total seis cifras, que indican en orden ascendente la posicion de la ranura. De este modo, el lado de bobina esta dispuesto en la posicion de ranura 1 de la semirranura 186, sobre el lado de bobina 88.1, sobre el lado de bobina 88.3 y a su vez, sobre el lado de bobina 88.5. En la ranura 189 con el numero de ranura 6, se encuentran el lado de bobina 88.2 en la posicion de ranura 4, el lado de bobina 88.4 en la posicion de ranura 5 y el lado de bobina 88.6 en la posicion de ranura 6, respectivamente El primer terminal de bobina 97.1 se extiende desde la ranura 189 con el numero de ranura 6 y continua hasta el lado de bobina 88.1 en la posicion de ranura 1 de la ranura 189 con el numero de ranura 11. La espira continua en este sentido hasta el grupo 128 inclusive a continuacion de la ranura 189 del numero de ranura 80, para desde all! mediante un terminal de bobina 97.8 (vease tambien la Figura 13) volver hasta la ranura 189 con el numero 6. Los devanados de fase 143 a 146 se forman de manera similar a la de este devanado de fase 147. De modo que la conexion 85 del devanado de fase 146 deberla estar en la ranura 2, y todas las secciones de espiras deberan estar desplazadas una ranura hacia la derecha en relacion con el devanado de fase 147, por esta razon el grupo 128 dispuesto en el extremo izquierdo no se deberla encontrar en la posicion de ranura 1, sino en la posicion de ranura 2. El diseno de los devanados de fase 145 a 143 adicionales se realiza en consecuencia.

Despues de que el devanado de estator 18 se inserta en el nucleo del estator 17 se preve que el nucleo del estator 17 con el devanado de estator 18 adopte la forma de anillo con las ranuras 189 orientadas en forma radial hacia dentro.

Se preve conectar los cinco devanados de fase 143 a 147 del ejemplo, como se muestran en la Figura 18. Los 5 puntos de interconexion 200, 201, 202, 203 y 204 estan conectados de manera conocida a un circuito rectificador en puente.

Ademas, se describe a continuacion una variante del metodo de fabrication de un devanado de estator 18. La variation se refiere a la cantidad de espiras 94 de las bobinas individuales 82. Si bien la cantidad de espiras 94 constante en las formas de realization descritas anteriormente es de tres en cada bobina, como resultado hay seis 10 conductores por ranura 189, en principio tambien es posible con el metodo aqul descrito conseguir un numero impar de conductores por ranura 189. Para este proposito, como se muestra en la Figura 2a, una bobina 82 se enrolla despues de la otra; sin embargo, con un total de dieciseis bobinas consecutivas 82, esta cadena de bobinas tiene inicialmente ocho bobinas 82.1 a 82.8 que tienen cada una tres espiras 94. Las siguientes ocho bobinas 82.9 a 82.16 tienen cada una, por ejemplo, dos espiras 94. Los pasos posteriores se llevan a cabo de la misma manera 15 para las ocho bobinas 82.1 a 82.8 siguientes, como se muestra en las figuras, incluida la Figura 9. Respecto de las ocho bobinas 82.9 a 82.16 siguientes se procedera de forma analoga. De este modo, despues del estampado de los lados de bobina 88, por ejemplo, en el caso de la bobina 82.9, los lados de bobina 88 se encuentran uno al lado de otro de derecha a izquierda en referencia a la Figura 5b. El lado de bobina 88.3 sigue al lado de bobina 88.1, el lado de bobina 88.2 sigue al lado de bobina 88.3 y por ultimo, sigue el lado de bobina 88.4. Los pasos, como en las 20 figuras, incluida la Figura 9, se pueden llevar a cabo de manera analoga.

Con referencia a la Figura 10, en la representation solo se cambia la variante que aqul se describe, donde las bobinas derechas 82 que incluye la bobina 82.9, tienen solo dos espiras 94.1 y 94.2, entre las cuales serla tambien insertado un plano 140.

En referencia a la Figura 11 se preve un paso adicional en el que se reforma el precursor 103. Se aplicaran las 25 siguientes condiciones: cada fase de devanado o su precursor 103 tiene al menos dos bobinas conectadas en serie, en este caso por ejemplo, las bobinas 82.8 y 82.9, que en este caso estan conectadas en serie mediante el terminal de bobina 97.8. Cada bobina 82.8 u 8.29 tiene un plano 140 entre ambos grupos 125 y 128. Segun los pasos del metodo descritos se preve que, las al menos dos bobinas (tres espiras 94) y 82.9 (dos espiras 94) estan dispuestas una al lado de otra, de manera tal que sus respectivos planos 140 esten dispuestos en un angulo a que es menor 30 que 180 grados (similar a la Figura 11).

De forma analoga a la Figura 12, los precursores 103 de acuerdo con esta forma de realizacion de ejemplo tambien estan colocados uno encima del otro y plegados de manera similar juntos.

En relation de la Figura 13 se observa un subgrupo 165 como el siguiente: Desde los terminales de bobina 97.8 se deprende a la derecha una cabeza de bobina 162 con cinco grupos 128, donde dicha cabeza de bobina 162 tiene 35 tambien grupos 128 con tres secciones de alambre. Por otra parte, los grupos 128 a la izquierda de la cabeza de bobina 162 constan de dos secciones de alambre superpuestas. Los grupos 125 directamente adyacentes tienen tres secciones de alambre superpuestas. Los cinco grupos 125 que le siguen a la izquierda tienen solo dos secciones de alambre superpuestas. Mediante el plegado de los subgrupos 165 resultantes de manera analoga a la de la Figura 16 la cabeza de bobina ya descrita 162 (tres secciones conductoras superpuestas) a la que se conecta 40 la section del devanado de estator 18, situado a la izquierda e identificado con el numero de referencia 174, que tiene cinco secciones conectoras superpuesta y presenta el estado final del devanado de estator. Una cabeza de bobina izquierda, que no se muestra aqul, tendrla una altura de dos secciones de conductor.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

REIVINDICACIONES

1. Metodo para producir un precursor (103) de un devanado de fase (143, 144, 145, 146, 147) de un devanado de estator (18) de una maquina electrica (10), en particular un alternador, donde el devanado de estator (18) tiene por lo menos un devanado de fase (143, 144, 145, 146, 147) y el un devanado de fase (143, 144, 145, 146, 147) tiene una pluralidad de bobinas (82) hechas de forma continua con una sola seccion de alambre, donde una pluralidad de bobinas (82) estan devanadas en una direccion (100) con una cantidad determinada de espiras (94) y una bobina (82) tiene una pluralidad de lados de bobina (88) donde dos lados de bobina (88) de la bobina (82) se integran en una transicion a terminales de bobina (97) y las espiras (94) de una bobina (82) se desplazan subsiguientemente de manera tal que los lados de bobina (88.1, 88.2, 88.3, 88.4, 88.5,88.6) descansan en un lugar donde los lados de bobina (88) que se integran en una transicion a terminales de bobina (97) son los lados de bobina mas externos (88) de una bobina (82).
2. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 1 caracterizado porque los lados de bobina (88) estan divididos en un primer y un segundo grupo (125, 128) y ambos grupos (125, 128) estan separados entre si.
3. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 2 caracterizado porque al menos un precursor (103) de un devanado de fase (143, 144, 145, 146, 147) tiene al menos dos bobinas (82) que estan conectadas en serie entre si y que estan conectadas por un terminal de bobina (97) donde cada bobina (82) tiene un plano (140) entre los dos grupos (125, 128) y, en otro paso del metodo, las, al menos, dos bobinas (82) estan dispuestas entre si de modo que los planos (140) de las al menos dos bobinas o bobinas centrales (82; 82.2, 82.5) estan dispuestas en angulo (a) una respecto de la otra, dicho angulo es menor que 180 grados.
4. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 3 caracterizado porque una pluralidad de precursores (103) de devanado de fase (143, 144, 145, 146, 147) estan ubicados uno despues el otro y uno encima del otro en la region del terminal de bobina (97) y por consiguiente, en un punto de colocacion (150) en la direccion del alambre (153) de los lados de bobina (88).
5. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 4 caracterizado porque la pluralidad de precursores (103) del devanado de fase (143, 144, 145, 146, 147) que tiene en cada caso al menos una bobina (82) en dos direcciones, desde el punto de colocacion (150) donde en cada caso al menos una primera bobina (82.8, 82.9) esta dispuesta en una primera direccion y en una segunda direccion, y porque el procedimiento es tal que el primer grupo (125) de una bobina (88.9) que esta primero en una direccion esta plegado sobre un primer grupo (125) de un bobina (88.8) que esta primero en la otra direccion.
6. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 5 caracterizado porque debido a que un grupo esta plegado sobre el otro, se crean subgrupos (165) que estan conectados entre si mediante terminales de bobina (97).
7. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 6 caracterizado porque en cada caso dos subgrupos (165) adyacentes se mueven respecto del otro doblandose de modo que los lados de bobina de la izquierda (88) de un subgrupo (165) se pliegan sobre los lados de bobina (88) de la izquierda de un subgrupo directamente adyacente (165).
8. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 2 caracterizado porque los dos grupos (125, 128) tienen cada uno igual cantidad de lados de bobina (88).
9. Metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizado porque los lados de bobina (88) de los dos grupos (125, 128) estan conectados de forma fija entre si utilizando medios de conexion (116).
10. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 9 caracterizado porque el medio de conexion (116) es un adhesivo (122) que es preferentemente una capa (140) sobre un material aislante plano.
11. Metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizado porque una vez que las espiras (94) de una bobina (82) se han desplazado respecto unas de las otras de modo que los lados de bobina (88.1, 88.2, 88.3, 88.4, 88.5, 88.6) descansan en un plano y los lados de bobina (88) se integran en una transicion en terminales de bobina (97) son los lados de bobinas mas externos (88) de una bobina (82), al menos, uno de los lados de bobina (88), preferiblemente, todos los lados de bobina (88) de la bobina (82) estan estampados.