JP2024515834A - 電気機械、およびステータ巻線の導体配置を改良した電気機械用のステータ - Google Patents

Abstract

ステータ巻線（１２）の電気導体（１３）が、ステータスロット（１４）に複数の層において径方向にのみ積層配置される電気機械（１）用のステータ（５）が特定される。隣り合って配置された２つのステータスロット（１４）が、１つの相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の電気導体（１３）を収容するとともに、各場合に組み合わされてブロック（Ｇ）を形成する。前記ブロック（Ｇ）において、前記電気導体（１３）が占める位置は、列番号Ｓおよび層番号Ｌにより記述され、スタート位置および増分値により定義される。また、このようなステータ（５）を有する電気機械（１）、およびこのような電気機械（１）を有する車両（１５）が特定される。

Description

本発明は、電気機械用のステータ、このようなステータを有する電気機械、およびこのような電気機械を有する車両に関する。

ステータ巻線の導体の配置についての複数のスキームが、電気機械に対して提案されている。しかしながら、ステータの２つの端部における相の種々の巻線ストリングのスタートポイントとエンドポイントとが物理的に互いに近接して配置されていることで互いに容易に接続することを可能とする一方で、他方では相同士の柔軟な相互接続を可能にする解決策は存在しない。

したがって、本発明の目的は、電気機械用の改良されたステータ、このようなステータを有する改良された電気機械、およびこのような電気機械を有する改良された車両を特定することである。特に、上述の特性を達成することを意図している。

本発明の目的は、電気機械用のステータであって、前記ステータは、複数のステータスロットを有するステータ積層スタックを備え、前記ステータスロットは、前記電気機械の回転軸に対して平行に延び、前記ステータスロットには、ステータ巻線の複数の電気導体が各場合に配置されるステータにおいて、
‐電気導体が、ステータスロットに複数の層において径方向にのみ積層配置され、
‐隣り合って配置された２つのステータスロットが、１つの相の電気導体を収容するとともに、各場合に組み合わされてブロックを形成し、
‐１つの相のブロックが、前記ステータ積層スタックに規則的に分散配置され、
‐１つの相の２つの連続するブロックが、極対を形成し、
‐異なる相のブロックが、隣り合って配置され、
‐各相は、４つの巻線ストリングに分割され、各巻線ストリングは、複数の直列接続された電気導体を有し、
‐前記ブロックにおいて前記電気導体が占める位置は、列番号Ｓおよび層番号Ｌにより記述され、前記層は、外側から内方に向かって増加する前記層番号Ｌでナンバリングされ、ブロックの前記ステータスロットは、前記列番号Ｓでナンバリングされ、
‐同一相隣り合うブロックにおいて前記導体が連続的に占めるべき前記位置は、スタート位置および増分値により定義され、前記増分値は、第１周方向において同一相の１つのブロックから次の前記ブロックへの変化を記述し、
‐以下の表における前記パターンａおよびａ’はスタート値を示し、前記パターンｂ、ｂ’、ｃ、およびｄは増分値を示し、
‐相毎に、第１巻線ストリングが、第１ブロックで始まる第１基本パターンシーケンスａ、ｂ、ｄ、ｂ’により記述され、したがって、第１極対が形成され、ブロック毎に２対の層を超えるブロック毎の各対の層について、交互に各場合に１つのパターンシーケンスｄ、ｂ、またはｄ、ｂ’が、前記第１基本パターンシーケンスａ、ｂ、ｄ、ｂ’に付与され、各追加の極対について、各場合に１つのパターンシーケンスｃ、ｄが、各場合に１つのパターンシーケンスａ、ｂに、および各場合に１つのパターンシーケンスｄ、ｂ’に、および各場合に１つのパターンシーケンスｄ、ｂに付与され、
‐相毎に、第２巻線ストリングが、第１ブロックで始まる第２基本パターンシーケンスａ’、ｂ’、ｄ、ｂにより記述され、したがって、前記第１極対が補足され、ブロック毎に２対の層を超えるブロック毎の各対の層について、交互に各場合に１つのパターンシーケンスｄ、ｂ’、またはｄ、ｂが、前記第２基本パターンシーケンスａ’、ｂ’、ｄ、ｂに付与され、各追加の極対について、各場合に１つのパターンシーケンスｃ、ｄが、各場合に１つのパターンシーケンスａ’、ｂ’に、および各場合に１つのパターンシーケンスｄ、ｂに、および各場合に１つのパターンシーケンスｄ、ｂ’に付与され、
‐相毎に、第３巻線ストリングが、前記第１巻線ストリングに対して指定された前記一連のものに対応する一連の占めるべき位置により記述され、前記第３巻線ストリングに対する前記一連のものは、しかしながら、前記第１ブロックに対して前記第１周方向における位置がずらされた第２ブロックで始まり、
‐相毎に、第４巻線ストリングが、前記第２巻線ストリングに対して指定された前記一連のものに対応する一連の占めるべき位置により記述され、前記第４巻線ストリングに対する前記一連のものは、しかしながら、前記第１ブロックに対して前記第１周方向における位置がずらされた第２ブロックで始まり、
‐前記巻線ストリングは、前記第１ブロックにおいてスタートポイントを有し、他方の開放端部においてエンドポイントを有する、
ステータにより達成される。

さらに、本発明の目的は、第１軸受プレートおよび第２軸受プレートと、２つの前記軸受プレートの間に配置された上述のタイプのステータと、前記ステータに配置されるロータであって、２つの前記軸受プレートに回転可能に装着されるロータシャフトを有するロータと、有する電気機械により達成される。

最後に、本目的は、少なくとも２つの車軸を有し、そのうちの少なくとも１つが駆動される車両において、前記駆動は、上述の電気機械により少なくとも一部が、または時間的に一部が実施される車両により同様に達成される。

冒頭で述べた欠点を、提案された手段により克服することができる。特に、以下の利点が得られる。
‐１つの相のすべての巻線ストリングのスタートポイントは、第１ブロックにある。
‐１つの相の第１巻線ストリングおよび第２巻線ストリングのエンドポイントは、１つのブロックの径方向外側にある。
‐１つの相の第３巻線ストリングおよび第４巻線ストリングのエンドポイントは、ブロックの径方向内側にある。
この結果、巻線ストリングは、複数の態様で相互接続され得る。

ここで、電気機械の作動中、１つのブロックの隣り合うステータスロットの電気導体には、電流が同一方向に流れることを付言する。

本発明のさらなる有利な構成および展開例は、従属請求項および図面と併せて考慮される詳細な説明から生じる。

前記電気導体はＵ字形ブラケットの前記脚部により対として形成され、前記巻線ストリングの前記スタートポイントおよびエンドポイントは各場合にこのような脚部の一端部により形成される場合、有利である。本実施形態において、１つの幅の広いＵ字形ブラケットおよび１つの幅の狭いＵ字形ブラケットが、層の対毎に生じる。これらのブラケットは、第１巻線ストリングおよび第２巻線ストリングにおいては第１ブロックから、そして、第３巻線ストリングおよび第４巻線ストリングにおいては第２ブロックから出現する。残りのすべてのブラケットは、中程度の幅を有する。有利には、幅の広いブラケットと幅の狭いブラケットを、一方が他方の内側に物理的に入れ子状とすることができる。

さらに、各場合に異なる相の前記第１ブロック間に正確に１つの他のブロックが存在する場合、有利である。この結果、すべての巻線ストリングのスタートポイントとエンドポイントとが物理的に近接して位置するため、以下で説明するように、これらを異なる態様で簡単に電気的に相互接続することができる。

‐各相の４つの前記巻線ストリングの前記スタートポイントは各々互いに接続され、すべての前記相の４つの前記巻線ストリングの前記エンドポイントは互いに接続されてスターポイントを形成する場合、または、
‐各相の４つの前記巻線ストリングの前記エンドポイントは各々互いに接続され、すべての前記相の４つの前記巻線ストリングの前記スタートポイントは互いに接続されてスターポイントを形成する場合、有利である。
これにより、相互接続されてスターポイントを形成するすべての巻線ストリングが並列回路となる。

さらに、
‐各相の４つの前記巻線ストリングの前記スタートポイントは各々互いに接続され、すべての前記相の前記第１巻線ストリングおよび前記第２巻線ストリングの前記エンドポイントは互いに接続されて第１スターポイントを形成し、すべての前記相の前記第３巻線ストリングおよび前記第４巻線ストリングの前記エンドポイントは互いに接続されて第２スターポイントを形成する場合、または、
‐各相の４つの前記巻線ストリングの前記エンドポイントは各々互いに接続され、すべての前記相の前記第１巻線ストリングおよび前記第２巻線ストリングの前記スタートポイントは互いに接続されて第１スターポイントを形成し、すべての前記相の前記第３巻線ストリングおよび前記第４巻線ストリングの前記スタートポイントは互いに接続されて第２スターポイントを形成する場合、
有利である。
これにより同様に、相互接続されて２つのスターポイントを形成するが、すべての巻線ストリングが並列回路となる。

また、各相の前記第１巻線ストリングおよび前記第４巻線ストリングは各々直列接続され、各相の前記第２巻線ストリングおよび前記第３巻線ストリングは、各々直列接続される場合、且つ、
‐すべての前記相の前記第３巻線ストリングおよび前記第４巻線ストリングの前記エンドポイントは、互いに接続されてスターポイントを形成する場合、または、
‐すべての前記相の前記第１巻線ストリングおよび前記第２巻線ストリングの前記スタートポイントは、互いに接続されてスターポイントを形成する場合、
有利である。
本例において、巻線ストリングは、対として直列および並列に接続され、対として直列接続されたすべての巻線ストリングが、相互接続されてスターポイントを形成する。

また、各相の前記第１巻線ストリングおよび前記第４巻線ストリングは各々直列接続され、各相の前記第２巻線ストリングおよび前記第３巻線ストリングは各々直列接続される場合、そして、
‐すべての前記相の前記第３巻線ストリングの前記エンドポイントは互いに接続されて第１スターポイントを形成し、すべての前記相の前記第４巻線ストリングの前記エンドポイントは互いに接続されて第２スターポイントを形成する場合、または、
‐すべての前記相の前記第１巻線ストリングの前記スタートポイントは互いに接続されて第１スターポイントを形成し、すべての前記相の前記第２巻線ストリングの前記スタートポイントは互いに接続されて第２スターポイントを形成する場合、
有利である。
本例において、同様に、巻線ストリングは、対として直列および並列に接続されるが、対として直列接続されたすべての巻線ストリングが、相互接続されて２つのスターポイントを形成する。

最後に、前記第１巻線ストリングで始まり前記第４巻線ストリングまで増加する各相の４つの前記巻線ストリングは、各々互いに直列接続される場合、且つ、
‐すべての前記相の前記第４巻線ストリングの前記エンドポイントは、互いに接続されてスターポイントを形成する場合、または、
‐すべての前記相の前記第１巻線ストリングの前記スタートポイントは、互いに接続されてスターポイントを形成する場合、
有利である。
本例において、各相の巻線ストリングは直列接続され、直列接続された巻線ストリングは、相互接続されてスターポイントを形成する。

前記電気導体が導体バーの形態にある場合、有利である。この結果、導体バーは、２つの端部を有する。製造に際して、導体バーをステータ積層スタックのステータスロットに片側から挿入することができる。挿入後、導体バーの端部同士を互いに接続することができる。これは、特に溶接により実施される。

導体バーがＵ字形ブラケットの脚部により対として形成されることが好ましい。すなわち、ステータ積層スタックのステータスロットに片側において挿入する前に、導体バーを既に接続することができる。
導体バーがＵ字形ブラケットの脚部により対として形成されている場合、導体バーの溶接すべき端部を、ステータ積層スタックの同じ側に配置することができる。

前記パターンシーケンスａ、ｂ；ｄ、ｂ；ｄ、ｂ’は、前記導体バーの前記Ｕ字形ブラケットにより各々表され得る。前記パターンシーケンス間の前記接続は、前記導体バーの前記端部間の溶接接合により各々なされ得る。

前記導体バーは、矩形の断面領域を有するワイヤから形成され得る。

ステータスロットは、８つの層を有し得る。

エンドポイントが導体バーの端部間の溶接接合の側に配置される場合、有利である。

スタートポイントが導体バーの端部間の溶接接合の側に配置される場合、有利である。

スタートポイントがインバータに導電的に接続される場合、有利である。

本発明の上記構成および展開例は、所望の態様で組み合わせることができる。

本発明の例示的な実施形態を、例として添付の概略図に示す。

図１は、概略的に図示された例示的な電気機械を半断面において示す。 図２は、電気機械のステータ積層スタックの例を正面図において示す。 図３は、ステータスロットの概略的展開例を正面図において示す。 図４は、相互接続されてスターポイントを形成するすべての巻線ストリングの並列回路の例を示す。 図５は、相互接続されて２つのスターポイントを形成するすべての巻線ストリングの並列回路の例を示す。 図６は、対として直列および並列に接続された巻線と、対として直列に接続された巻線とが相互接続されてスターポイントを形成している例を示す。 図７は、対として直列および並列に接続された巻線と、対として直列に接続された巻線とが相互接続されて２つのスターポイントを形成している例を示す。 図８は、相互接続されてスターポイントを形成している巻線ストリングの直列回路の例を示す。 図９は、ブロック毎の所望の対の数の層のためにどのように図示のスキームを拡張できるかに関する１つの可能な態様を示す。 図１０は、所望の対の数のポールのためにどのように図示のスキームを拡張できるかに関する１つの可能な態様を示す。 図１１は、車両に設置された提案されるタイプのステータを有する電気機械を示す。

前置きとして、異なる実施形態における同一の部品には、同一の参照符号または同一の構成部品名称が付され、必要に応じて異なる添字が付されていることを述べておく。これに応じて、本明細書に含まれる構成部品の開示内容は、同一の参照符号または同一の構成部品名称を有する別の構成部品に移され得る。また、例えば「頂部」、「底部」、「後方」、「前方」、「側方」等の本明細書において選択された位置表示は、直接的に記載され示された図面に関するものであり、位置の変更がある場合には、それに応じて新しい位置に移動すべきものである。

図１は、概略的に図示された電気機械１の半断面を示す。電気機械１はロータシャフト２を備え、ロータシャフト２はその上に着座したロータ３（ここでは詳細を図示しない）を有している。ロータシャフト２は、（転がり）軸受４ａ、４ｂによって、ステータ５に対して回転軸Ａを中心として回転可能であるように装着されている。具体的には、第１軸受４ａは第１前方軸受プレート６にあり、第２軸受４ｂは第２後方軸受プレート７にある。さらに、電気機械１は、第１軸前方受板６と第２後方軸受プレート７とを接続するとともにステータ５を収容する中央ハウジング部８を備えている。本例において、前方軸受プレート６と後方軸受プレート７とハウジング部８とが、電気機械１のハウジング９を形成している。

本例において、ステータ５は、ステータ積層スタック１１すなわちステータ本体を形成する複数のステータ積層体１０を有している。また、ステータ５は、ステータ積層スタック１１に配置された巻線１２であって、端部同士が互いに接続された、特に溶接された個々の導体バー１３から構成された巻線１２を有している。

図２は、電気機械１のステータ積層スタック１１の例を正面図において示す。ステータ巻線１２の導体バー１３が、ステータスロット１４の一部を占めている。特に、提案されるステータ５の以下の特徴を、図２において見ることができる。
‐電気導体１３が、ステータスロット１４に複数の層において径方向にのみ積層配置されている（すなわち、電気導体は、ステータスロット１４内で周方向に隣り合って配置されていない）。
‐隣り合って配置された２つのステータスロット１４が、１つの相Ｕ、Ｖ、Ｗの電気導体１３を収容するとともに、各場合に組み合わされてブロックＧを形成している。
‐１つの相Ｕ、Ｖ、ＷのブロックＧが、ステータ積層スタック１１に規則的に分散配置されている。
‐１つの相Ｕ、Ｖ、Ｗの２つの連続するブロックＧが、極対を形成している。
‐異なる相Ｕ、Ｖ、ＷのブロックＧが、隣り合って配置されている。

図３は、ステータスロット１４の概略的展開例を正面図において示す。本例において、ステータスロット１４を、ステータスロット番号ＳＮで表示する。図示のように、例示的なステータ５は、４８個のステータスロット１４を有している。相ＰＨの場合において、それぞれの相についての文字の他に、関連する極性も特定されている。したがって、正のＵ相には「Ｕ＋」が指定され、負のＵ相には「Ｕ－」が指定される。以下同様である。さらに、図３において、層はＬ１…Ｌ４と表示されている。したがって、例示的なステータ５は、ステータスロット１４毎に４つの層Ｌ１…Ｌ４を有している。

ハッチングを施した長方形は、各場合に電気導体１３がステータスロット１４において占める位置を特定している。接続線は、どの電気導体１３同士が接続されているかを示す。ここで、連続的な接続線は、ステータ５の第１端部側における電気接続を示し、破線による接続線は、ステータ５の第２端部側における電気接続を示している。図４において、どのように電気導体１３がステータスロット１４に配置されているかについてのスキームが、４つのストリングＰ１…Ｐ４について特定されている。ここで、最上部のスキームをストリングＰ１に割り当て、第２スキームをストリングＰ２に割り当て、第３スキームをストリングＰ３に割り当て、最下部のスキームをストリグＰ４に割り当てる。各相Ｕ、Ｖ、Ｗは、４つの巻線ストリングＰ１…Ｐ４に分割され、各巻線ストリングは、複数の直列接続された電気導体１３を有している。図２における相Ｕについて、スキームを代表的に示す。ただし、相ＶおよびＷについてのスキームは同一であり、それぞれの周方向位置をずらしただけである。

電気導体１３の配置は次のようになる。
‐ブロックＧにおいて、電気導体１３が占める位置は、列番号Ｓおよび層番号Ｌにより記述され、前記層は、外側から内方に向かって増加する前記層番号Ｌでナンバリングされ、ブロックＧの前記ステータスロット１４は、前記列番号Ｓでナンバリングされている。
‐同一相Ｕ、Ｖ、Ｗの隣り合うブロックＧにおいて導体１３が連続的に占めるべき位置は、スタート位置および増分値により定義される。前記増分値は、第１周方向において同一相Ｕ、Ｖ、Ｗの１つのブロックＧから次の前記ブロックＧへの変化を記述する。
‐本例において、以下の表における前記パターンａおよびａ’はスタート値を示し、前記パターンｂ、ｂ’、ｃ、およびｄは増分値を示す。
相Ｕ、Ｖ、Ｗ毎に、第１巻線ストリングＰ１が、第１ブロックＧで始まる第１基本パターンシーケンスａ、ｂ、ｄ、ｂ’により記述され、したがって、第１極対が形成され、ブロックＧ毎に２対の層を超えるブロックＧ毎の各対の層について、交互に各場合に１つのパターンシーケンスｄ、ｂ、またはｄ、ｂ’が、前記第１基本パターンシーケンスａ、ｂ、ｄ、ｂ’に付与され、各追加の極対について、各場合に１つのパターンシーケンスｃ、ｄが、各場合に１つのパターンシーケンスａ、ｂに、および各場合に１つのパターンシーケンスｄ、ｂ’に、および各場合に１つのパターンシーケンスｄ、ｂに付与される。

具体例において、これは、次のことを意味する。
第１巻線ストリングＰ１は、ステータスロット番号ＳＮ＝１３およびＳＮ＝１４を有するステータスロット１４により表示されるブロックＧにおいて始まる。ブロックＧを別にして考える場合、ステータスロット番号ＳＮ＝１３は列番号Ｓ＝１に対応し、ステータスロット番号ＳＮ＝１４は列番号Ｓ＝２に対応する。層番号Ｌ＝１は、層Ｌ１に対応する。パターンａについて、これは、ステータスロット番号ＳＮ＝１４に対応する列番号Ｓ＝２を有する位置であって、層Ｌ１に対応する層番号Ｌ＝１を有する位置を電気導体１３が占めるということを意味する。対応する位置を、図３においてハッチングを施すことにより示す。

図示の例における巻線ストリングＰ１…Ｐ４は、ブロックＧ毎に４つの層Ｌ１…Ｌ４、およびしたがってブロックＧ毎に２対の層および４つの極対を有している。したがって、以下のスキームが得られる。ここで、明瞭性を期して、パターンシーケンスａ、ｂが組み合わされてパターン対Ａが形成され、パターンシーケンスｄ、ｂが組み合わされてパターン対Ｂが形成され、パターンシーケンスｃ、ｄが組み合わされてパターン対Ｃが形成されている。

表の右側の領域において、増分値が解かれ、絶対位置が入力されている。本例において、相Ｕに対するブロックＧの間にある相ＶおよびＷに対するブロックを理由として、数「６」をさらに減算する必要があり、数「４８」が負の値に加算されるという事実が考慮されるべきである。

第２巻線ストリングＰ２は、非常に類似した態様で形成されている。具体的には、第２巻線ストリングＰ２は、第１ブロックＧで始まる第２基本パターンシーケンスａ’、ｂ’、ｄ、ｂにより記述され、したがって、前記第１極対が補足され、ブロックＧ毎に２対の層を超えるブロックＧ毎の各対の層について、交互に各場合に１つのパターンシーケンスｄ、ｂ’、またはｄ、ｂが、前記第２基本パターンシーケンスａ’、ｂ’、ｄ、ｂに付与され、各追加の極対について、各場合に１つのパターンシーケンスｃ、ｄが、各場合に１つのパターンシーケンスａ’、ｂ’に、および各場合に１つのパターンシーケンスｄ、ｂに、および各場合に１つのパターンシーケンスｄ、ｂ’に付与される。

具体例において、第２巻線ストリングＰ２も、ステータスロット番号ＳＮ＝１３およびＳＮ＝１４を有するステータスロット１４により表示されるブロックＧにおいて開始する。本例において、明瞭性を期して、パターンシーケンスａ’、ｂ’が組み合わされてパターン対Ａ’が形成され、パターンシーケンスｄ、ｂが組み合わされてパターン対Ｂ’が形成され、パターンシーケンスｃ、ｄが同様に組み合わされてパターン対Ｃが形成されている。表の右側の領域において、増分値が解かれ、絶対位置が入力されている。

第３巻線ストリングＰ３は、前記第１巻線ストリングＰ１に対して指定された前記一連のものに対応する一連の占めるべき位置により記述され、前記第３巻線ストリングＰ３に対する前記一連のものは、しかしながら、前記第１ブロックＧに対して前記第１周方向における位置をずらされた第２ブロックＧで始まる。具体的には、したがって、第３巻線ストリングＰ３は、ステータスロット番号ＳＮ＝７およびＳＮ＝８を有するステータスロット１４により表示されるブロックＧにおいて開始する。

最後に、第４巻線ストリングＰ４は、前記第２巻線ストリングＰ２に対して指定された前記一連のものに対応する一連の占めるべき位置により記述され、前記第４巻線ストリングＰ４に対する前記一連のものは、しかしながら、前記第１ブロックＧに対して前記第１周方向における位置をずらされた第２ブロックＧで始まる。具体的には、したがって、第４巻線ストリングＰ４は、ステータスロット番号ＳＮ＝７およびＳＮ＝８を有するステータスロット１４により表示されるブロックＧにおいて開始する。

一般に、巻線ストリングＰ１…Ｐ４は、第１ブロックＧにおいてスタートポイントを有し、他方の開放端部においてエンドポイントを有する。これは、図３において表の上部で視覚化されている。ここで、スタートポイントは「Ｘ」で表示され、エンドポイントは「Ｏ」で表示されている。また、この表から、個々の巻線ストリングＰ１…Ｐ４のスタートポイントＸとエンドポイントＯとが、物理的に互いに近接して位置していることも明瞭である。非常に一般的に、提案されるスキームから以下の利点が得られる。
‐１つの相のすべての巻線ストリングＰ１…Ｐ２のスタートポイントＸは、第１ブロックＧにある。
‐１つの相Ｕ、Ｖ、Ｗの第１巻線ストリングＰ１および第２巻線ストリングＰ２のエンドポイントＯは、１つのブロックＧの径方向外側にある。
‐１つの相Ｕ、Ｖ、Ｗの第３巻線ストリングＰ３および第４巻線ストリングＰ４のエンドポイントＯは、ブロックＧの径方向内側にある。
この結果、巻線ストリングは、多数の複雑な相互接続を伴うことなく、複数の態様で相互接続され得る。

また、導体１３はＵ字形ブラケットの前記脚部により対として形成され、前記巻線ストリングＰ１…Ｐ４の前記スタートポイントＸおよびエンドポイントＯは、各場合にこのような脚部の一端部により形成されている場合、有利である。この変形実施形態において、１つの幅の広いＵ字形ブラケットおよび１つの幅の狭いＵ字形ブラケットが、層の対毎に生じる。これらのブラケットは、第１巻線ストリングＰ１および第２巻線ストリングＰ２においては第１ブロックＧから、そして、第３巻線ストリングＰ３および第４巻線ストリングＰ４においては第２ブロックＧから出現する。残りのすべてのブラケットは、中程度の幅を有する。有利には、幅の広いブラケットと幅の狭いブラケットを、一方が他方の内側に物理的に入れ子状とすることができる。

各場合に異なる相Ｕ、Ｖ、Ｗの前記第１ブロックＧ間に正確に１つの他のブロックＧが存在する場合、さらに有利である。この結果、すべての巻線ストリングＰ１…Ｐ４のスタートポイントＸとエンドポイントＯとが物理的に近接して位置するため、これらを異なる態様で簡単に電気的に相互接続することができる。

巻線ストリングＰ１…Ｐ４の電気的接続の例を、図４～図８に示す。

図４は、各相Ｕ、Ｖ、Ｗの４つの前記巻線ストリングＰ１…Ｐ４の前記スタートポイントＸは各場合に互いに接続され、すべての前記相Ｕ、Ｖ、Ｗの４つの前記巻線ストリングＰ１…Ｐ４の前記エンドポイントＯは互いに接続されてスターポイントを形成している例を示す。同等に、各相Ｕ、Ｖ、Ｗの４つの前記巻線ストリングＰ１…Ｐ４の前記エンドポイントＯは各々互いに接続され、すべての前記相Ｕ、Ｖ、Ｗの４つの前記巻線ストリングＰ１…Ｐ４の前記スタートポイントＸは互いに接続されてスターポイントを形成することも可能であり得る。いずれの場合でも、相互接続されてスターポイントを形成するすべての巻線ストリングＰ１…Ｐ４が並列回路となる結果となる。

図５は、各相Ｕ、Ｖ、Ｗの４つの前記巻線ストリングＰ１…Ｐ４の前記スタートポイントＸは各々互いに接続され、すべての前記相Ｕ、Ｖ、Ｗの前記第１巻線ストリングＰ１および前記第２巻線ストリングＰ２の前記エンドポイントＯは互いに接続されて第１スターポイントを形成し、すべての前記相Ｕ、Ｖ、Ｗの前記第３巻線ストリングＰ３および前記第４巻線ストリングＰ４の前記エンドポイントＯは互いに接続されて第２スターポイントを形成している例を示す。同等に、各相Ｕ、Ｖ、Ｗの４つの前記巻線ストリングＰ１…Ｐ４の前記エンドポイントＯは各々互いに接続され、すべての前記相Ｕ、Ｖ、Ｗの前記第１巻線ストリングＰ１および前記第２巻線ストリングＰ２の前記スタートポイントＸは互いに接続されて第１スターポイントを形成し、すべての前記相Ｕ、Ｖ、Ｗの前記第３巻線ストリングＰ３および前記第４巻線ストリングＰ４の前記スタートポイントＸは互いに接続されて第２スターポイントを形成することも可能であり得る。同様に、いずれの場合でも、やはり相互接続されてスターポイントを形成するすべての巻線ストリングＰ１…Ｐ４が並列回路となる結果となる。

図６は、各相Ｕ、Ｖ、Ｗの前記第１巻線ストリングＰ１および前記第４巻線ストリングＰ４は各々直列接続され、各相Ｕ、Ｖ、Ｗの前記第２巻線ストリングＰ２および前記第３巻線ストリングＰ３は、各々直列接続され、すべての前記相Ｕ、Ｖ、Ｗの前記第３巻線ストリングＰ３および前記第４巻線ストリングＰ４の前記エンドポイントＯは、互いに接続されてスターポイントを形成する、もしくは、すべての前記相Ｕ、Ｖ、Ｗの前記第１巻線ストリングＰ１および前記第２巻線ストリングＰ２の前記スタートポイントＸは、互いに接続されてスターポイントを形成している例を示す。本例において、巻線ストリングＰ１…Ｐ４は、対として直列および並列に接続され、対として直列接続されたすべての巻線ストリングＰ１…Ｐ４が相互接続されてスターポイントを形成している。

図７は、各相Ｕ、Ｖ、Ｗの前記第１巻線ストリングＰ１および前記第４巻線ストリングＰ４は各々直列接続され、各相Ｕ、Ｖ、Ｗの前記第２巻線ストリングＰ２および前記第３巻線ストリングＰ３は各々直列接続され、すべての前記相Ｕ、Ｖ、Ｗの前記第３巻線ストリングＰ３の前記エンドポイントＯは互いに接続されて第１スターポイントを形成し、すべての前記相Ｕ、Ｖ、Ｗの前記第４巻線ストリングＰ４の前記エンドポイントＯは互いに接続されて第２スターポイントを形成する、もしくは、すべての前記相Ｕ、Ｖ、Ｗの前記第１巻線ストリングＰ１の前記スタートポイントＸは互いに接続されて第１スターポイントを形成し、すべての前記相Ｕ、Ｖ、Ｗの前記第２巻線ストリングＰ２の前記スタートポイントＸは互いに接続されて第２スターポイントを形成している例を示す。本例において、同様に、巻線ストリングＰ１…Ｐ４は、対として直列および並列に接続されているが、対として直列接続されたすべての巻線ストリングＰ１…Ｐ４が相互接続されて２つのスターポイントを形成している。

最後に、図８は、前記第１巻線ストリングＰ１で始まり前記第４巻線ストリングＰ４まで増加する各相Ｕ、Ｖ、Ｗの４つの前記巻線ストリングＰ１…Ｐ４は、各々互いに直列接続され、すべての前記相Ｕ、Ｖ、Ｗの前記第４巻線ストリングＰ４の前記エンドポイントＯは、互いに接続されてスターポイントを形成する、もしくは、すべての前記相Ｕ、Ｖ、Ｗの前記第１巻線ストリングＰ１の前記スタートポイントＸは、互いに接続されてスターポイントを形成している例を示す。本例において、各相の巻線ストリングＰ１…Ｐ４は、直列接続され、直列接続された巻線ストリングＰ１…Ｐ４は相互接続されてスターポイントを形成している。

図９は、ブロックＧ毎の所望の対の数の層のためにどのように図示のスキームを拡張できるかに関する概略図を示す。図９から、基本パターンシーケンスからスタートする２対の層に対応してパターンが継続していることが分かる。

図１０は、所望の対の数のポールのためにどのように図示のスキームを拡張できるかに関する概略図を示す。本例において、さらなるパターンシーケンスが、基本パターンシーケンス間に挿入されている。

図９および図１０に関連して、以下の表は、４対の層および４対の極を有する例示的なステータ５に対するスキームを示す。

最後に、図１１は、車両１５に設置された電気機械１を示す。車両１５は、少なくとも２つの車軸を有し、少なくともそのうちの１つが駆動される。具体的には、電気機械１は、特にデフギアの機能も果たし得るギア１６に接続されている。後方車軸のハーフシャフト１７が、ギア１６に隣接している。最後に、駆動ホイール１８が、ハーフシャフト１７に装着されている。車両１５の駆動は、電気機械１により、少なくとも一部が、または時間的に一部が実施される。これは、電気機械１は、車両１５の唯一の駆動部として機能してもよいし、例えば内燃機関と連動させて（ハイブリッド駆動）提供されてもよい。

最後に、保護範囲は、特許請求の範囲により決定されることも述べておく。ただし、明細書および図面は、特許請求の範囲を解釈するために使用されるべきである。図面に含まれる特徴は、所望に応じて互いに交換したり組み合わせたりすることができる。特に、図示の装置は、現実には図示のものよりもさらに多くの、またはさらに少ない構成要素を備え得ることも述べておく。一部の例において、図示の装置またはその構成部品は、縮尺通りでなく図示されている場合がある、および／または、拡大された縮尺および／または縮小された縮尺で図示されている場合がある。

Claims (15)

1. 電気機械（１）用のステータ（５）であって、前記ステータ（５）は、複数のステータスロット（１４）を有するステータ積層スタック（１１）を備え、前記ステータスロット（１４）は、前記電気機械（１）の回転軸（ｚ）に対して平行に延び、前記ステータスロット（１４）には、ステータ巻線（１２）の複数の電気導体（１３）が各場合に配置されるステータ（５）において、
   ‐電気導体（１３）が、ステータスロット（１４）に複数の層において径方向にのみ積層配置され、
   ‐隣り合って配置された２つのステータスロット（１４）が、１つの相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の電気導体（１３）を収容するとともに、各場合に組み合わされてブロック（Ｇ）を形成し、
   ‐１つの相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）のブロック（Ｇ）が、前記ステータ積層スタック（１１）に規則的に分散配置され、
   ‐１つの相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の２つの連続するブロック（Ｇ）が、極対を形成し、
   ‐異なる相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）のブロック（Ｇ）が、隣り合って配置され、
   ‐各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）は、４つの巻線ストリング（Ｐ１…Ｐ４）に分割され、各巻線ストリングは、複数の直列接続された電気導体（１３）を有する、
   ステータ（５）において、
   ‐前記ブロック（Ｇ）において前記電気導体（１３）が占める位置は、列番号Ｓおよび層番号Ｌにより記述され、前記層は、外側から内方に向かって増加する前記層番号Ｌでナンバリングされ、ブロック（Ｇ）の前記ステータスロット（１４）は、前記列番号Ｓでナンバリングされ、
   ‐同一相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の隣り合うブロック（Ｇ）において前記導体（１３）が連続的に占めるべき前記位置は、スタート位置および増分値により定義され、前記増分値は、第１周方向において同一相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の１つのブロック（Ｇ）から次の前記ブロック（Ｇ）への変化を記述し、
   ‐以下の表における前記パターンａおよびａ’はスタート値を示し、前記パターンｂ、ｂ’、ｃ、およびｄは増分値を示し、
   ‐相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）毎に、第１巻線ストリング（Ｐ１）が、第１ブロック（Ｇ）で始まる第１基本パターンシーケンスａ、ｂ、ｄ、ｂ’により記述され、したがって、第１極対が形成され、ブロック（Ｇ）毎に２対の層を超えるブロック（Ｇ）毎の各対の層について、交互に各場合に１つのパターンシーケンスｄ、ｂ、またはｄ、ｂ’が、前記第１基本パターンシーケンスａ、ｂ、ｄ、ｂ’に付与され、各追加の極対について、各場合に１つのパターンシーケンスｃ、ｄが、各場合に１つのパターンシーケンスａ、ｂに、および各場合に１つのパターンシーケンスｄ、ｂ’に、および各場合に１つのパターンシーケンスｄ、ｂに付与され、
   ‐相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）毎に、第２巻線ストリング（Ｐ２）が、第１ブロック（Ｇ）で始まる第２基本パターンシーケンスａ’、ｂ’、ｄ、ｂにより記述され、したがって、前記第１極対が補足され、ブロック（Ｇ）毎に２対の層を超えるブロック（Ｇ）毎の各対の層について、交互に各場合に１つのパターンシーケンスｄ、ｂ’、またはｄ、ｂが、前記第２基本パターンシーケンスａ’、ｂ’、ｄ、ｂに付与され、各追加の極対について、各場合に１つのパターンシーケンスｃ、ｄが、各場合に１つのパターンシーケンスａ’、ｂ’に、および各場合に１つのパターンシーケンスｄ、ｂに、および各場合に１つのパターンシーケンスｄ、ｂ’に付与され、
   ‐相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）毎に、第３巻線ストリング（Ｐ３）が、前記第１巻線ストリング（Ｐ１）に対して指定された前記一連のものに対応する一連の占めるべき位置により記述され、前記第３巻線ストリング（Ｐ３）に対する前記一連のものは、しかしながら、前記第１ブロック（Ｇ）に対して前記第１周方向における位置がずらされた第２ブロック（Ｇ）で始まり、
   相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）毎に、第４巻線ストリング（Ｐ４）が、前記第２巻線ストリング（Ｐ２）に対して指定された前記一連のものに対応する一連の占めるべき位置により記述され、前記第４巻線ストリング（Ｐ４）に対する前記一連のものは、しかしながら、前記第１ブロック（Ｇ）に対して前記第１周方向における位置がずらされた第２ブロック（Ｇ）で始まり、
   ‐前記巻線ストリング（Ｐ１…Ｐ４）は、前記第１ブロック（Ｇ）においてスタートポイント（Ｘ）を有し、他方の開放端部においてエンドポイント（Ｏ）を有する、
   ことを特徴とするステータ（５）。
2. 前記電気導体（１３）は、Ｕ字形ブラケットの前記脚部により対として形成され、前記巻線ストリング（Ｐ１…Ｐ４）の前記スタートポイント（Ｘ）およびエンドポイント（Ｏ）は、各場合にこのような脚部の一端部により形成される、
   ことを特徴とする請求項１に記載のステータ（５）。
3. 各場合に異なる相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の前記第１ブロック（Ｇ）間に正確に１つの他のブロック（Ｇ）が存在する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のステータ（５）。
4. ‐各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の４つの前記巻線ストリング（Ｐ１…Ｐ４）の前記スタートポイント（Ｘ）は各々互いに接続され、すべての前記相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の４つの前記巻線ストリング（Ｐ１…Ｐ４）の前記エンドポイント（Ｏ）は互いに接続されてスターポイントを形成する、または、
   ‐各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の４つの前記巻線ストリング（Ｐ１…Ｐ４）の前記エンドポイント（Ｏ）は各々互いに接続され、すべての前記相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の４つの前記巻線ストリング（Ｐ１…Ｐ４）の前記スタートポイント（Ｘ）は互いに接続されてスターポイントを形成する、
   ことを特徴とする請求項１～３の一項に記載のステータ（５）。
5. ‐各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の４つの前記巻線ストリング（Ｐ１…Ｐ４）の前記スタートポイント（Ｘ）は各々互いに接続され、すべての前記相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の前記第１巻線ストリング（Ｐ１）および前記第２巻線ストリング（Ｐ２）の前記エンドポイント（Ｏ）は互いに接続されて第１スターポイントを形成し、すべての前記相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の前記第３巻線ストリング（Ｐ３）および前記第４巻線ストリング（Ｐ４）の前記エンドポイント（Ｏ）は互いに接続されて第２スターポイントを形成する、または、
   ‐各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の４つの前記巻線ストリング（Ｐ１…Ｐ４）の前記エンドポイント（Ｏ）は各々互いに接続され、すべての前記相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の前記第１巻線ストリング（Ｐ１）および前記第２巻線ストリング（Ｐ２）の前記スタートポイント（Ｘ）は互いに接続されて第１スターポイントを形成し、すべての前記相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の前記第３巻線ストリング（Ｐ３）および前記第４巻線ストリング（Ｐ４）の前記スタートポイント（Ｘ）は互いに接続されて第２スターポイントを形成する、
   ことを特徴とする請求項１～３の一項に記載のステータ（５）。
6. 各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の前記第１巻線ストリング（Ｐ１）および前記第４巻線ストリング（Ｐ４）は各々直列接続され、各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の前記第２巻線ストリング（Ｐ２）および前記第３巻線ストリング（Ｐ３）は、各々直列接続され、
   ‐すべての前記相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の前記第３巻線ストリング（Ｐ３）および前記第４巻線ストリング（Ｐ４）の前記エンドポイント（Ｏ）は、互いに接続されてスターポイントを形成する、または、
   ‐すべての前記相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の前記第１巻線ストリング（Ｐ１）および前記第２巻線ストリング（Ｐ２）の前記スタートポイント（Ｘ）は、互いに接続されてスターポイントを形成する、
   ことを特徴とする請求項１～３の一項に記載のステータ（５）。
7. 各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の前記第１巻線ストリング（Ｐ１）および前記第４巻線ストリング（Ｐ４）は各々直列接続され、各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の前記第２巻線ストリング（Ｐ２）および前記第３巻線ストリング（Ｐ３）は各々直列接続され、
   ‐すべての前記相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の前記第３巻線ストリング（Ｐ３）の前記エンドポイント（Ｏ）は互いに接続されて第１スターポイントを形成し、すべての前記相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の前記第４巻線ストリング（Ｐ４）の前記エンドポイント（Ｏ）は互いに接続されて第２スターポイントを形成する、または、
   ‐すべての前記相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の前記第１巻線ストリング（Ｐ１）の前記スタートポイント（Ｘ）は互いに接続されて第１スターポイントを形成し、すべての前記相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の前記第２巻線ストリング（Ｐ２）の前記スタートポイント（Ｘ）は互いに接続されて第２スターポイントを形成する、
   ことを特徴とする請求項１から３の一項に記載のステータ（５）。
8. 前記第１巻線ストリング（Ｐ１）で始まり前記第４巻線ストリング（Ｐ４）まで増加する各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の４つの前記巻線ストリング（Ｐ１…Ｐ４）は、各々互いに直列接続され、
   ‐すべての前記相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の前記第４巻線ストリング（Ｐ４）の前記エンドポイント（Ｏ）は、互いに接続されてスターポイントを形成する、または、
   ‐すべての前記相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の前記第１巻線ストリング（Ｐ１）の前記スタートポイント（Ｘ）は、互いに接続されてスターポイントを形成する、
   ことを特徴とする請求項１～３の一項に記載のステータ（５）。
9. 前記電気導体（１３）は、導体バーの形態にある、
   ことを特徴とする請求項１～８の一項に記載のステータ（５）。
10. 前記パターンシーケンスａ、ｂ；ｄ、ｂ；ｄ、ｂ’は、前記導体バーの前記Ｕ字形ブラケットにより各々表される、
    ことを特徴とする請求項９に記載のステータ（５）。
11. 前記パターンシーケンス間の前記接続は、前記導体バーの前記端部間の溶接接合により各々なされる、
    ことを特徴とする請求項１０に記載のステータ（５）。
12. 前記導体バーは、矩形の断面領域を有するワイヤから形成される、
    ことを特徴とする請求項９～１１の一項に記載のステータ（５）。
13. 前記ステータスロットは、８つの層を各々有する、
    ことを特徴とする請求項１～１２の一項に記載のステータ（５）。
14. ‐第１軸受プレート（６）および第２軸受プレート（７）と、
    ‐２つの前記軸受プレート（６、７）の間に配置された請求項１～１３の一項に記載のステータ（５）と、
    ‐前記ステータ（５）に配置されるロータ（３）であって、２つの前記軸受プレート（６、７）に回転可能に装着されるロータシャフト（２）を有するロータ（３）と、
    を特徴とする電気機械（１）。
15. 少なくとも２つの車軸を有し、そのうちの少なくとも１つが駆動される車両（１５）において、前記駆動は、請求項１４に記載の電気機械（１）により少なくとも一部が、または時間的に一部が実施されることを特徴とする車両（１５）。

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