JP6588648B2

JP6588648B2 - 電気機械のためのステータ

Info

Publication number: JP6588648B2
Application number: JP2018529940A
Authority: JP
Inventors: ホイザー，パトリック; ルイス・デ・ララメンディ，ミゲル
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-12-09
Filing date: 2016-10-25
Publication date: 2019-10-09
Anticipated expiration: 2036-10-25
Also published as: WO2017097487A1; CN108432096B; JP2019502344A; DE102015225798A1; CN108432096A

Description

本発明は、独立請求項の前提部分に記載の電気機械のためのステータに関する。

電気機械のためのステータが独国特許出願公開第１０３３１８４１号明細書により既知である。このステータは、電気的に並列な少なくとも２つの波巻を備え、これらの波巻は、ステータの溝に配置された多数の導体素子により形成されており、各波巻の導体素子はステータのそれぞれの溝を通って波状に延在しており、導体素子は２つの導体脚部および２つの導体脚部を接続する接続導体を備え、２つの導体脚部は互いに離間された異なる溝に配置されており、それぞれの溝には偶数のｎ個の導体脚部がステータ軸線に対して半径方向に互いに重ねて配置されており、導体素子のそれぞれの導体脚部は溝内の所定の半径方向位置に設けられており、この半径方向位置は、導体脚部が溝の溝底を起点としてそれぞれの溝内のｘ番目の導体脚部であることによって定義されており、ｘは１とｎとの間の自然数である。さらにいずれか１つの磁極の内部には、同じ電気的な相に割り当てられた隣接する導体脚部の少なくとも１つのグループが設けられている。これらの導体脚部は、全節巻の波巻の場合には１つまたは複数の同じ溝に配置されており、短節巻の波巻の場合には互いに半径方向の個々の位置に関して少なくとも１つの溝の分だけずらして少なくとも部分的に異なる隣接した溝に配置されており、全ての半径方向位置に関して周方向に見て最も外側の導体脚部が、同じ電気的な相に割り当てられた導体脚部のそれぞれのグループのための縁部溝である溝に配置されている。さらに導体素子は、全ての接続導体がステータの一方の端面に位置し、接続導体に向いていない導体脚部の全ての端部が他方の端面に位置するように溝に挿入されており、接続導体に向いていない導体脚部の端部は、少なくとも２つの並列な波巻が形成されるように互いに接続されており、材料接合により相互に接続されたそれぞれ２つの導体脚部は導体接続部を形成している。さらに、第１波巻、および第１波巻に対して電気的に並列な第２波巻が設けられており、これらの波巻の第１端部はそれぞれ同じ電気的な相に電気的に接続されている。

並列な波巻は、標準導体素子とは異なる多数の特殊素子を必要とすることが欠点である。これらの特殊素子は、製造コストを著しく高める。

独国特許出願公開第１０３３１８４１号

これに対して、独立請求項に記載の特徴を備える本発明によるステータは、ステータの波巻が広範囲に同一の標準導体素子によって構成されており、標準導体素子とは異なる特殊素子は極めて少数しか必要とされないという利点を有する。これにより、巻線の製造および組付けが簡略化され、安価に行われる。特に本発明による構成により、コイル端部における交差の数が少なくなる。本発明によれば、このことは、第１波巻が第１導体素子を備え、第１導体素子の第１導体脚部が第１波巻の第１端部を形成し、第１スタート溝の（ｎ−１）番目の位置に配置されており、第２波巻が第２導体素子を備え、第２導体素子の第１導体脚部が第２波巻の第１端部を形成し、第２スタート溝の２番目の位置に配置されていることによって達成される。この場合、全節巻の波巻のための第１スタート溝および第２スタート溝は、孔数ｑが１に等しい場合には、対応する波巻のそれぞれの電気的な相に割り当てられたいずれか１つの磁極の唯一の溝に設けられている。孔数が１に等しくない場合には、スタート溝は、それぞれの電気的な相に割り当てられたいずれか１つの磁極の縁部溝である。短節巻の波巻の場合には、スタート溝は、それぞれの電気的な相の縁部溝の間に位置する、溝ずれの分だけ縁部溝から離間された溝である。第１導体素子の接続導体および第２導体素子の接続導体はスタート溝を起点として互いに離反した周方向に延在する。第１および第２波巻の残りの導体素子は、同じ導体素子７の一方の導体脚部７．１の半径方向の位置が他方の導体脚部７．１の半径方向位置と比較して同じ周方向に、同じ端面から見てこれらのそれぞれの導体素子７について値１だけ増大するか、またはこれらのそれぞれの導体素子７について値１だけ減少するように溝に配置されている。

従属請求項に記載した手段により、独立請求項に記載したステータの好ましい構成および改良が可能である。

導体素子が、同じ溝に配置された導体脚部の接続導体が交互に周方向または反対の周方向に延在するように溝に配置されていることは極めて好ましい。なぜなら、このようにして接続導体の側でコイル端部に交差を必要としない極めて均一で規則的なコイル端部の構成が得られるからである。

第１波巻および第２波巻がそれぞれ複数回ステータを周回し、両方の波巻のうちのいずれか一方の第１周回時の導体素子の導体脚部および同じ波巻の第２周回時の導体素子の導体脚部がそれぞれ隣接する溝に、これらの溝の同じ半径方向位置に配置されていることは特に利点である。このようにして、コイル端部の極めて均一で規則的な構成が得られる。

さらに少なくとも２つの並列な波巻の全ての導体素子のための接続導体または導体接続部が等しいピッチを有することは特に利点である。なぜなら、ステータの波巻はこのようにして広範囲に同一の標準導体素子により構成されており、標準導体素子とは異なる特殊導体素子は極めて少数しか必要とされないからである。

電気的な相に直接に機械的に接続されていない導体素子が同じ長さの導体脚部を備えていることも利点である。なぜなら、これらの導体素子はこのようにして標準導体素子として構成することができるからである。

好ましい一実施形態によれば、溝毎の導体脚部の数は、２個、４個、６個、８個、または１０個であってもよい。並列な波巻の数は２個または４個であってもよい。

本発明の複数の実施例を図面に概略的に示し、以下の説明に詳述する。

本発明を使用することができるステータおよびロータを備える電気機械を示す図である。図１に示したステータのいずれか１つの波巻の個々の導体素子を示す図である。図１に示したステータのいずれか１つの波巻の２つの並列な個々の導体素子を示す図である。図１に示したステータの並列な波巻の接続を示す図である。図１に示したステータの並列な波巻の代替的な接続を示す図である。第１実施例による電気的な相ｕの全節巻の互いに電気的に並列な２つの波巻のための本発明による巻き方を示す概略図である。図４の巻き方概略図に線形に示したステータにおける電気的な相ｕの２つの並列な波巻を示す図である。第２実施例による電気的な相ｕの全節巻の２つの並列な波巻のための本発明による巻き方を示す概略図である。図６に示した巻き方概略図に線形に示したステータにおける２つの並列な波巻を示す図である。第３実施例による全節巻の２つの並列な波巻のための本発明による巻き方を示す概略図である。第４実施例による短節巻の２つの並列な波巻のための本発明による巻き方を示す概略図である。第５実施例による短節巻の２つの並列な波巻のための本発明による巻き方を示す概略図である。第６実施例による全節巻の４つの並列な波巻のための本発明による巻き方を示す概略図である。

図１は、ステータ１およびロータ２を備える電気機械を示し、この電気機械において本発明を利用することができる。

ステータ１は、ステータ軸線３に関して軸線方向に延在する多数の溝４を備え、これらの溝は、ステータ１の周、例えば内周にわたって分配されている。溝４はロータ２に向かってそれぞれ開かれて構成されており、ロータ２に向いていない方の側にそれぞれ溝底５を備える。ステータ１は、例えば、互いに重ねて配置された多数の電子鋼板からなるステータ板パッケージによって形成されている。

ステータ１は、電気的な相につき少なくとも２つの電気的に並列な波巻６を含み、これらの波巻６は、それぞれステータ１の溝４に配置された多数の導体素子７により形成されている。この場合、それぞれの波巻６の導体素子７は、ステータ１のそれぞれの溝４を通って波状に延在する。図２ａに示すように、波巻６の導体素子７は、それぞれ２つの導体脚部７．１およびこれら２つの導体脚部７．１を接続する接続導体７．２を有する。代替的には、少なくとも１つの波巻６は、図２ｂに示す電気的に並列な導体素子７の対を多数備えていてもよい。ステータ１には、それぞれ導体素子７の２つの導体脚部７．１が、互いに離間された異なる溝４に配置されている。図１には、多数の接続導体７．２のうちの１つのみが例示的に示されている。導体素子７は、全ての接続導体７．２がステータ１の一方の端面に配置され、導体脚部７．１の、接続導体７．２に向いていない方の全ての終端部が他方の端面に配置されるようにステータ１の溝４に挿入される。接続導体７．２に向いていない方の導体脚部７．１の端部は、波巻６が形成されるように材料接合により互いに接続される。この場合、材料接合により互いに接続されたそれぞれ２つの導体脚部７．１は１つの導体接続部７．３を形成する。接続導体７．２は、少なくとも２つの並列な波巻６の全ての導体素子７について、導体脚部の間の間隔を定義する等しいピッチを有する。代替的には、少なくとも２つの並列な波巻６の導体接続部７．３が等しいピッチを有していてもよい。電気的な相に直接に機械的に接続されていない導体素子７はそれぞれ等しい長さの導体脚部７．１を備える。

電気機械は３個または６個の電気的な相を備えていてもよく、電気的な相につき２つまたは４つの電気的に並列の波巻６が設けられていてもよい。図３ａに示す第１実施例では、電気機械は３個の相ｕ，ｖ，ｗを含み、電気的な相ｕ，ｖ，ｗにつきに２つの電気的に並列な波巻が構成されている。並列の波巻６はそれぞれ２つの端部、すなわち第１端部と第２端部とを有する。図３ａに示すように、全ての電気的な相の並列な波巻６はスター結線で接続されていてもよい。この場合、並列な波巻６はそれぞれ第１端部によっていずれか１つの電気的な相ｕ，ｖ，ｗに接続されており、第２端部によって中性点８に電気的に接続されている。代替的には、並列な波巻６はΔ結線で接続されていてもよく（図３ｂ）、この場合、並列な波巻６はそれぞれ第１端部によっていずれか１つの電気的な相ｕ，ｖ，ｗに接続されており、第２端部によって他のいずれか１つの相ｕ，ｖ，ｗに電気的に接続されている。

ステータ１のそれぞれの溝４には偶数のｎ個の導体脚部７．１が設けられており、導体脚部７．１は、ステータ軸線３に関して半径方向にみて常に互いに重ねて配置されている。溝毎の導体脚部の数ｎは、例えば２個、４個、６個、８個、または１０個である。

導体素子７のそれぞれの導体脚部７．１は、溝４内の所定の半径方向位置に配置されている。この半径方向位置は、それぞれの導体脚部７．１がそれぞれの溝４の溝底５を起点としてそれぞれの溝４内のｘ番目の導体脚部７．１であることにより定義され、ｘは１とｎとの間の自然数である。溝につき２つの導体脚部７．１が設けられている場合には、１番目の位置は、溝底５に向いたいわゆる「下層」であり、２番目の位置は、溝底５に向いていないいわゆる「上層」である。

本発明によれば、互いに並列な波巻６は、第１端部がそれぞれ同じ電気的な相に接続されており、ステータ１を通る波巻６の延在は、それぞれ「スタート溝９，１０」と呼ぶステータ１の所定の溝４で始まる。この場合、スタート溝９，１０に設けられた導体脚部７．１は所定の半径方向位置に配置されている。したがって、スタート溝９．１０およびスタート溝９内における半径方向位置が定義されるべきである。

ステータ１に周方向に互いに隣接して配置された複数の溝４が磁極τ_ｐに割り当てられている。磁極および相の個数は磁気回路設計により設定されている。これにより、スタート溝の数を、磁極の数に相の数をかけた積によって割った商により巻線の孔数ｑが得られる。

いずれか１つの磁極τ_ｐの内部には導体脚部７．１の少なくとも１つのグループ１２が設けられており、これらの導体脚部７．１は同じ電気的な相に割り当てられており、半径方向および／または周方向に隣接している。したがって「隣接した導体脚部」とは、同じ溝内で直接に隣接しているか、もしくは直接に互いに並んで配置されているか、または直接に互いに隣接して配置された溝内に位置する導体脚部として理解される。導体脚部７．１のこのグループ１２は、１に等しい孔数ｑを備える全節巻の並列な波巻の場合には同じの１つの溝に配置されており、１に等しくない孔数ｑの場合には隣接する同じ複数の溝４に配置されており、全ての半径方向位置にわたって周方向に見て最も外側の導体脚部７．１は、以下では「縁部溝」と呼ぶ溝４に配置されている。孔数ｑとは、電気機械工学では磁極および相毎の溝の数として理解される。

導体脚部７．１のグループ１２は、孔数ｑに溝毎の導体脚部７．１の数をかけた数に相当する導体脚部７．１の数をそれぞれ含む。この場合、周方向に隣接し、同じ電気的な相に割り当てられる導体脚部７．１の数は、孔数ｑに相当する。孔数ｑはそれぞれ１以上である。

本発明によれば、いずれか１つの電気的な相に割り当てられた並列な第１波巻６．１は第１スタート導体素子１４を備え、第１スタート半導体素子１４は第１導体脚部１４．１によって第１波巻６．１の第１端部に位置し、第１導体脚部１４．１によって第１スタート溝９の（ｎ−１）番目の位置に配置されている。同じ電気的な相に割り当てられ、第１波巻６．１に対して電気的に並列な第２波巻６．２は第２スタート導体素子１５を備え、第２スタート導体素子１５は第１導体脚部１５．１によって第２波巻６．２の第１端部に位置し、第１導体脚部１５．１によって第２スタート溝１０の２番目の位置に配置されている。この場合、全節巻の並列な波巻および所定の電気的な相において孔数ｑが１に等しくない場合、第１スタート溝９は関連する電気的な相のいずれか１つの縁部溝であり、第２スタート溝１０は関連する電気的な相のそれぞれ別の縁部溝である。この場合、いずれの磁極τ_ｐで関連する電気的な相の縁部溝がスタート溝として定められるかは、重要ではない。

スタート溝を起点として電気的に並列な両方の波巻６．１，６．２は、互いに離反した周方向、すなわち反対の周方向に延在する。換言すれば、第１スタート導体素子１４の接続導体１４．２と、第２スタート導体素子１５の接続導体１５．２とは互いに離反した周方向に延在する。したがって、左側の縁部溝の波巻６．１は左方向に延在し、右側の縁部溝の波巻は右方向に延在する。

第１および第２の並列な波巻６．１，６．２の、スタート溝９，１０に位置しない後続の残りの導体素子７は、同じ導体素子７の一方の導体脚部７．１の半径方向位置が他方の導体脚部７．１の半径方向位置と比較して同じ周方向に、同じ端面から見てこれらそれぞれの導体素子７について値１だけ増大するか、またはこれらのそれぞれの導体素子７について値１だけ減少するように溝４に配置されている。このようにして、これらの全ての導体素子７の接続導体７．２は水平な周方向にではなく、対角線上に、もしくは周方向に対して傾斜して、しかも実質的に（すなわち正確にではなく）互いに平行に、互いに交差することなしに延在している。

図４は、第１実施例による電気的な相ｕの互いに電気的に並列な全節巻の２つの波巻６のための本発明による巻き方概略図を示す。一実施例によれば、ステータ１は、例えば、隣接するそれぞれ６個の溝４を有する８個の磁極τ_ｐを備える。磁極数がより大きい場合には、巻き方概略図に「・・・」によって示すように、電気機械は対応してより大きい溝数を有する。ステータ１のそれぞれの溝４には２つの導体脚部７．１が配置されている。３つの電気的な相、電気的な相につき２つの並列な波巻６、および２つの孔数ｑが設けられている。図４には、相ｕの波巻６のみが示されている。電気的な相ｖおよびｗの並列な波巻６も同様に本発明にしたがってスタート溝９，１０に配置されており、電気的な相ｕの並列な波巻と同様に延在している。

溝が巻き方概略図に列により示されている。それぞれの溝４内のそれぞれの導体脚部の半径方向位置は、列における右から左への導体脚部の配置順序から得られ、列の最も右側に配置された導体脚部が溝底５に配置されており、最も左側に配置された導体脚部は半径方向の最上位に配置されている。

この第１実施例では、スタート溝９，１０は相ｕのための縁部溝、すなわち、いずれか１つの磁極の、相ｕに割り当てられた両方の溝であり、いずれか１つの随意の磁極の内部で相ｕに割り当てられた２つの並列な波巻６は、相ｕに割り当てられた縁部溝すなわち、連続的な番号１および２を付した溝で始まる。

第１波巻６の第１スタート導体素子１４は、本発明によれば縁部溝９の（ｎ−１）番目の位置に配置されている。第１実施例のｎは２に等しいので、第１スタート導体素子１４の導体脚部１４．１は、連続番号１を付した縁部溝の第１の位置、すなわち最下位置に配置されている。第１スタート導体素子１４の導体脚部１４．１は、電気的な相ｕのための導体レールの形式の相接続部に直接に電気的に接続されている。第２波巻６．２の第２スタート導体素子１５は、連続番号２を付した他の縁部溝の２番目の位置に設けられている。第１スタート導体素子１５の導体脚部１５．１は同様に電気的な相ｕのための相接続部に直接に電気的に接続されている。左側の縁部溝「Ｎｏ．１」の第１波巻６．１は左側の縁部溝「Ｎｏ．１」を起点として左方向へ延在し、右側の縁部溝「Ｎｏ．２」の第２波巻は右側の縁部溝「Ｎｏ．２」を起点として右方向に延在している。

図５は、図４の巻き方概略図により線形に示したステータ１における電気的な相ｕの２つの並列な波巻を示す。この場合、２つの並列な波巻６．１，６．２によって通過される溝４のみが示されている。両方の並列な波巻６の個々の導体脚部７．１は、延び方に対応して増大する連続番号を付されている。区別するために第１波巻６．１の導体脚部７．１の番号は「′」によって示されている。

導体素子７は、同じ溝４に配置された導体脚部７．１の接続導体７．２が半径方向に見て交互に一周方向または反対の周方向に延在するようにそれぞれ溝４に配置されている。したがって、例えば接続導体７．２は、溝１４の上層に位置し、番号３を付された導体素子７．１から右方向に延在し、接続導体７．２は溝１４の下層に位置し、番号１５′を付された導体素子７．１から左方向に延在する。

第１波巻６．１および第２波巻６．２は、ステータ１をそれぞれ何重にも周回することができ、両方の波巻６のうちいずれか一方の第１周回における導体素子７の導体脚部７．１および同じ波巻６の第２周回における導体素子７の導体脚部７．１は、それぞれ隣接する溝４に、第１周回時と同じ半径方向位置に配置されている。したがって、例えば第１導体素子７は第１波巻６．１の第１周回時には溝２の上層（第２の半径方向位置に相当する）から溝８の下層（第１の半径方向位置に相当する）へ延在する。第１導体素子７の一方の導体脚部７．１は第１波巻６．１の第２周回時には、溝２に隣接する溝、この実施例では左側の隣接する溝、すなわち溝１に位置し、しかも第１周回時と同じ半径方向位置、すなわち第２の半径方向位置に位置する。同じ導体素子７の他方の導体脚部７．１は溝７の１番目の位置に位置し、したがって溝８の１番目の位置に位置する、第１周回における第１導体素子７の他方の導体脚部７．１に隣接している。

両方の並列な波巻６．１，６．２の全ての接続導体７．２はステータ１の一方の端面で互いにほぼ平行に、交差することなしに延在し、この端面に形成されたコイル端部は極めて均一もしくは対称的に構成されており、軸線方向高さが低い。

図６は、第２実施例による電気的な相ｕの全節巻の２つの並列な波巻のための本発明による巻き方概略図を示す。

第２実施例によれば、ステータ１は、例えば、それぞれ６個の隣接する溝４を有する８個の磁極τ_ｐを備える。ステータ１のそれぞれの溝４には４個の導体脚部７．１が配置されている。３つの電気的な相、および電気的な相につき２つの並列な波巻６が設けられており、相ｕの波巻６のみが示されている。電気的な相ｖおよびｗの並列な波巻６は同様に本発明によればスタート溝９，１０に配置されており、電気的な相ｕの並列な波巻と同様に延在している。第２実施例では、孔数ｑは２に等しい。

この第１実施例では、相ｕに割り当てられた並列の波巻のためのスタート溝９，１０は、相ｕのための縁部溝、すなわち、いずれか１つの磁極の、相ｕに割り当てられた両方の溝であり、相ｕに割り当てられた２つの並列な波巻６は、相ｕに割り当てられた縁部溝、すなわち、例えば連続番号１および２を付した溝内のいずれか１つの随意の磁極内で始まる。

第１波巻６．１の第１スタート導体素子１４は、本発明によれば第１スタート溝９の（ｎ−１）番目の位置に配置されている。第２実施例ではｎは４に等しいので、第１スタート導体素子１４の導体脚部１４．１は、左側の縁部溝「Ｎｏ．１」の第３位置に配置されている。第１スタート導体素子１４の導体脚部１４．１は、電気的な相ｕのための、例えば導体レールの形式の相接続部に直接に電気的に接続されている。

第２波巻６．２の第２スタート導体素子１５は、別の、すなわち右側の縁部溝「Ｎｏ．２」の２番目の位置に設けられている。第１スタート導体素子１５の導体脚部１５．１は同様に電気的な相ｕのための相接続部に直接に電気的に接続されている。左側の縁部溝「Ｎｏ．１」の第１波巻６．１は、左側の縁部溝「Ｎｏ．１」を起点として左方向に延在しており、右側の縁部溝「Ｎｏ．２」の第２波巻６．２は右側の縁部溝「Ｎｏ．２」を起点として右方向に延在している。

図７は、図６の巻き方概略図により線形に示したステータ１における２つの並列な波巻を示す。この場合、２つの並列な波巻６．１，６．２によって通過される溝４のみが示されている。両方の並列な波巻６の導体脚部７．１は、延び方に対応して増大する連続番号を付されている。

両方の並列な波巻６．１，６．２の全ての接続導体７，２は、ステータ１の一方の端面でほぼ互いに平行に、交差することなしに延在し、この端面に形成されたコイル端部は極めて均一もしくは対称的に構成されており、軸線方向高さは低い。他方の端面には、位置１から位置４へ、および位置２から位置３へ幾つかの特殊コネクタが設けられている。

図８は、第３実施例による全節巻の２つの並列な波巻のための本発明による巻き方概略図を示す。第３実施例によれば、ステータ１は、例えば隣接するそれぞれ３つの溝４を有する１２個の磁極τ_ｐを備える。ステータ１のそれぞれの溝４には２つの導体脚部７，１が配置されている。３つの電気的な相、電気的な相につき２つの並列な波巻６、および１に等しい孔数ｑが設けられている。図８には、相ｕの波巻６のみが示されている。電気的な相ｖおよびｗの並列な波巻６は、同様に本発明にしたがってスタート溝９，１０に配置されており、電気的な相ｕの並列な波巻と同様に延在している。

本発明によれば、全節巻の２つの並列な波巻および１に等しい孔数ｑのための第１スタート溝９および第２スタート溝１０は同一であり、対応する波巻のそれぞれの電気的な相に割り当てられたいずれか１つの磁極の溝内に設けられている。したがって、第１スタート溝９および第２スタート溝１０は、電気的な相ｕに割り当てられた波巻のために、電気的な相ｕに割り当てられた同じ溝、例えば連続番号１を付した溝に位置する。

本発明によれば、第１波巻６の第１スタート導体素子１４は第１スタート溝９の（ｎ−１）番目の位置に配置されている。第３実施例ではｎは２に等しいので、第１スタート導体素子１４の導体脚部１４．１は、縁部溝「Ｎｏ．１」の１番目の位置、すなわち最下位に配置されている。第１スタート導体素子１４の導体脚部１４．１は、電気的な相ｕのための、例えば導体レールの形式の相接続部に直接に電気的に接続されている。第２波巻６．２の第２スタート導体素子１５は同じ縁部溝「Ｎｏ．１」の２番目の位置に設けられている。第１スタート導体素子１５の導体脚部１５．１は同様に電気的な相ｕのための相接続部に直接に電気的に接続されている。第１波巻６．１は、溝「Ｎｏ．１」を起点として左方向に延在しており、第２波巻６．２は溝「Ｎｏ．１」を起点として右方向に延在している。

図９は、第４実施例による短節巻の２つの並列な波巻のための本発明による巻き方概略図を示す。第４実施例によれば、ステータ１は、例えばそれぞれ６個の隣接する溝４を有する８個の磁極τ_ｐを備える。ステータ１のそれぞれの溝４には２つの導体脚部７．１が配置されている。３つの電気的な相、および電気的な相につき２つの並列な波巻６が設けられており、相ｕの波巻６のみが示されている。電気的な相ｖおよびｗの並列な波巻６は同様に本発明によればスタート溝９，１０に配置されており、電気的な相ｕの並列な波巻と同様に延在している。孔数ｑは第４実施例では２に等しい。

磁極τ_ｐの内部には、同じ電気的な相に割り当てられた隣接する導体脚部７．１のそれぞれ少なくとも１つのグループ１２が設けられており、上側の半径方向位置に位置するそれぞれのグループ１２の全ての導体脚部７．１は、下側の半径方向位置に位置する同じグループ１２の全ての導体脚部に対して周方向に少なくとも１つの溝分だけずらして配置されており、全ての半径方向位置に関して周方向に見てこれらの導体脚部７．１の最も外側の導体脚部は、縁部溝である溝４内に配置されている。第４実施例によれば、同じ電気的な相に割り当てられた隣接する導体脚部７．１のそれぞれのグループ１２は４つの導体脚部を含み、これは、孔数ｑ＝２および溝につき２つの導体数の乗算によって生じる。周方向に隣接し、上側の半径方向位置に位置するこのグループ１２の２つの導体脚部は、周方向に隣接し、下側の半径方向位置に位置するこのグループ１２の導体脚部に対して１つの溝分だけずらされている、すなわち短節巻になっている。

本発明によれば、短節巻の並列な波巻は、縁部溝の間に位置するそれぞれ１つのスタート溝または複数のスタート溝で始まり、縁部溝からそれぞれの溝ずれの分だけ離間されている。第４実施例によれば、短節巻の並列な波巻は、例えば、連続番号１から６までを付した溝を備える磁極で始まる。したがって、相ｕのための縁部溝は連続番号１および３を付した溝である。周方向における半径方向位置の溝ずれは、第４実施例では１である。連続番号１および３を付した縁部溝を起点としてそれぞれ溝ずれの分だけ縁部溝の間の隣接領域の内部へ移動した場合には、共通のスタート溝に到達する。したがって、唯一のスタート溝９、すなわち、連続番号２を付した溝に到達する。並列な第１波巻６．１は、上記実施例と同様に、本発明によれば、スタート溝「Ｎｏ．２」の（ｎ−１）番目の位置、すなわち１番目の位置に位置し、並列な第２波巻６．２は同じスタート溝「Ｎｏ．２」の２番目の位置に位置する。このスタート溝「Ｎｏ．２」を起点として両方の並列な波巻６．１，６．２は上記実施例の場合と同様に延在する。

図１０は、第５実施例による短節巻の２つの並列な波巻のための本発明による巻き方概略図を示す。第５実施例によれば、ステータ１は、例えばそれぞれ６個の隣接する溝４を有する８個の磁極τ_ｐを備える。ステータ１のそれぞれの溝４には２つの導体脚部７．１が配置されている。３つの電気的な相、および電気的な相につき２つの並列な波巻６が設けられており、相ｕの波巻６のみが示されている。電気的な相ｖおよびｗの並列な波巻６は同様に本発明によればスタート溝９，１０に配置されており、電気的な相ｕの並列な波巻と同様に延在している。孔数ｑは第５実施例では２に等しい。

第５実施例によれば、同じ電気的な相に割り当てられた隣接する導体脚部７．１のそれぞれのグループ１２は４個の導体脚部を含み、これは、孔数ｑ＝２と溝につき２つの導体数の乗算によって求められる。第５実施例によれば、短節巻の並列な波巻は、例えば連続番号１から６までを付した溝を備える磁極で始まる。相ｕのための縁部溝は、連続番号１および４を付した溝である。周方向に隣接し、上側の半径方向位置に位置するいずれか１つのグループ１２の２つの導体脚部は２つの溝の分だけ、周方向に隣接し、下側の半径方向位置に位置する同じグループ１２の導体脚部に対してずらされている。連続番号１および４を付した縁部溝を起点としてそれぞれ溝ずれ、すなわち２つの溝の分だけ縁部溝の間に隣接する領域の内部に移動した場合には、連続番号２および３を付したスタート溝９，１０である溝に到達する。並列な第１波巻６．１は、上記実施例の場合のように、本発明によれば、すなわちスタート溝「Ｎｏ．３」の（ｎ−１）番目の位置、すなわち１番目の位置に位置し、そこから左方向に延在し、並列な第２波巻６．２は別のスタート溝「Ｎｏ．２」の２番目の位置に位置し、そこから右方向に延在する。これらのスタート溝を起点として、両方の並列な波巻６．１，６．２は上記実施例と同様に延在する。

図１１は、第６実施例による全節巻の互いに電気的に並列な４個の波巻６のための本発明による巻き方概略図を示す。

第６実施例によれば、ステータ１は、例えばそれぞれ６個の隣接する溝４を有する８個の磁極τ_ｐを備える。ステータ１のそれぞれの溝４には２つの導体脚部７．１が配置されている。３つの電気的な相、および電気的な相につき４つの並列な波巻６が設けられており、相ｕの波巻６のみが示されている。電気的な相ｖおよびｗの並列な波巻６は同様に本発明によればスタート溝９，１０に配置されており、電気的な相ｕの並列な波巻と同様に延在している。孔数ｑは第６実施例では２に等しい。

２つの並列な波巻６の代わりに４つの並列な波巻６が設けられている場合には、第３波巻６．３および第４波巻６．４は、最初の両方の波巻６．１，６．２の場合と同様に本発明にしたがって始まるが、しかしながら、最初の両方の並列な波巻６．１，６．２に対して１８０°だけ機械的にずらされており（図１１を参照）、本発明にしたがって最初の両方の波巻６．１，６．２の場合と同様に延在している。

第６実施例では、第１および第２波巻６．１，６．２のスタート溝９，１０は、いずれか１つの磁極の相ｕのための縁部溝であり、第１および第２波巻６．１，６．２は、いずれか１つの随意の磁極の内部で相ｕに割り当てられた縁部溝、すなわち、例えば連続番号１および２を付した溝で始まる。

第１波巻６．１の第１スタート導体素子１４は、本発明によれば、縁部溝９の（ｎ−１）番目の位置に配置されている。第１実施例ではｎは２に等しいので、第１スタート導体素子１４の導体脚部１４．１は、連続番号１を付した縁部溝の１番目の位置、すなわち最下位に配置されている。第１波巻６．１の第１スタート導体素子１４の導体脚部１４．１は、電気的な相ｕのための、例えば導体レールの形式の相接続部に直接に電気的に接続されている。第２波巻６．２の第２スタート導体素子１５は、連続番号２を付した別の縁部溝の２番目の位置に設けられている。第２波巻６．２の第１スタート導体素子１５の導体脚部１５．１は同様に電気的な相ｕのための相接続部に直接に電気的に接続されている。左側の縁部溝「Ｎｏ．１」の第１波巻６．１は、左側の縁部溝「Ｎｏ．１」を起点として左方向に延在し、右側の縁部溝「Ｎｏ．２」の第２波巻６．２は右側の縁部溝「Ｎｏ．２」を起点として右方向に延在している。

第３および第４波巻６．３，６．４のスタート溝９，１０は、第１および第２波巻６．１，６．２のためのスタート溝９，１０を備える磁極に対して１８０°だけ機械的にずらされた磁極に位置する。したがって８個の磁極を備える第６実施例では、第１および第２もしくは第３および第４波巻のためのスタート溝９，１０を含む両方の磁極は、４つの磁極の分だけ互いにずらされている。

第６実施例では、スタート溝９，１０は相ｕのための縁部溝、すなわち、相ｕに割り当てられた上記磁極の両方の溝であり、したがって、この磁極の内部で相ｕに割り当てられた２つの並列な波巻６．３，６．４は、相ｕに割り当てられた縁部溝、すなわち、例えば連続番号２５および２６を付した溝で始まる。

第３波巻６．３の第１スタート導体素子１４は、本発明によれば、縁部溝９の（ｎ−１）番目の位置に配置されている。第６実施例ではｎは２に等しいので、第１スタート導体素子１４の導体脚部１４．１は、連続番号２５を付した縁部溝の１番目の位置、すなわち最下位に配置されている。第１スタート導体素子１４の導体脚部１４．１は、電気的な相ｕのための、例えば導体レールの形式の相接続部に直接に電気的に接続されている。第４波巻６．４の第２スタート導体素子１５は、連続番号２６を付した別の縁部溝の２番目の位置に設けられている。第１スタート導体素子１５の導体脚部１５，１は同様に電気的な相ｕのための相接続部に直接に電気的に接続されている。左側の縁部溝「Ｎｏ．２５」の第３波巻６．３は、左側の縁部溝「Ｎｏ．２５」を起点として左方向に延在しており、右側の縁部溝「Ｎｏ．２６」の第４波巻６．４は右側の縁部溝「Ｎｏ．２６」を起点として右方向に延在している。

スタート溝９，１０に位置しない並列な第３および第４波巻６．３，６．４の残りの後続の導体素子７は、同じ導体素子７の一方の導体脚部７．１の半径方向の位置が他方の導体脚部７．１の半径方向位置と比較して同じ周方向に、同じ端面から見てこれらのそれぞれの導体素子７について値１だけ増大するか、またはこれらのそれぞれの導体素子７について値１だけ減少するように溝４に配置されている。このようにして、これらの全ての導体素子７の接続導体７．２は水平な周方向にではなく、対角線上に、もしくは周方向に対して傾斜して、しかも実質的に（すなわち正確にではなく）互いに平行に、互いに交差することなしに延在している。

Claims

ステータ（１）の溝（４）に配置された多数の導体素子（７）により形成された少なくとも２つの電気的に並列な波巻（６．１，６．２）を備える電気機械のためのステータであって、
それぞれの波巻（６）の前記導体素子（７）が前記ステータ（１）のそれぞれの前記溝（４）を通って波状に延在しており、
前記導体素子（７）が２つの導体脚部（７．１）および２つの導体脚部（７．１）を接続する接続導体（７．２）を備え、２つの前記導体脚部（７．１）が互いに離間された溝（４）に配置されており、
それぞれの前記溝（４）に偶数のｎ個の前記導体脚部（７．１）がステータ軸線（３）に対して半径方向に互いに重ねて配置されており、前記導体素子（７）のそれぞれの前記導体脚部（７．１）が前記溝（４）内の所定の半径方向位置に設けられており、該半径方向位置が、前記導体脚部（７．１）が前記溝（４）の溝底（５）を起点としてそれぞれの溝（４）内のｘ番目の前記導体脚部（７．１）であることによって定義されており、ｘが１とｎとの間の自然数であり、
周方向に互いに隣接して配置された複数の前記溝（４）が磁極（τ_ｐ）に割り当てられており、
いずれか１つの磁極（τ_ｐ）の内部には、同じ電気的な相に割り当てられた隣接する前記導体脚部（７．１）の少なくとも１つのグループ（１２）が設けられており、前記導体脚部（７．１）が、全節巻の前記波巻（６）のために同じ１つの溝または隣接する複数の同じ前記溝（４）に配置されているか、または短節巻の前記波巻（６）ために互いに半径方向の個々の位置に関して少なくとも１つの溝の溝ずれの分だけずらして少なくとも部分的に異なる隣接した前記溝（４）に配置されており、全ての半径方向位置に関して周方向に見て最も外側の前記導体脚部（７．１）が、同じ電気的な相に割り当てられた導体脚部（７．１）のそれぞれの前記グループ（１２）のための縁部溝である前記溝（４）に配置されており、
全ての前記接続導体（７．２）が前記ステータ（１）の一方の端面に位置し、前記接続導体（７．２）に向いていない前記導体脚部（７．１）の全ての端部が他方の端面に位置するように、前記導体素子（７）が前記溝（４）に挿入されており、前記接続導体（７．２）に向いていない導体脚部（７．１）の端部が、少なくとも２つの並列な波巻が形成されるように互いに接続されており、材料接合により互いに接続されたそれぞれ２つの導体脚部が導体接続部（７．３）を形成しており、
第１波巻（６．１）、および第１波巻（６．１）に対して電気的に並列な第２波巻（６．２）が設けられており、これらの波巻の第１端部がそれぞれ同じ電気的な相に接続されている電気機械のためのステータにおいて、
前記第１波巻（６．１）が第１スタート導体素子（１４）を備え、第１スタート導体素子の第１導体脚部（１４．１）が前記第１波巻（６．１）の第１端部を形成し、第１スタート溝（９）の（ｎ−１）番目の位置に配置されており、
前記第２波巻（６．２）が第２スタート導体素子（１５）を備え、第２スタート導体素子の第１導体脚部（１５．１）が前記第２波巻（６．２）の第１端部を形成し、第２スタート溝（１０）の２番目の位置に配置されており、
全節巻の並列な波巻のための第２スタート溝（９，１０）が、孔数ｑが１に等しい場合には、対応する波巻のそれぞれの電気的な相に割り当てられたいずれか１つの磁極の唯一の溝に設けられており、孔数が１に等しくない場合にはそれぞれの電気的な相に割り当てられたいずれか１つの磁極の縁部溝であり、あるいは短節巻の並列な波巻の場合には、それぞれの電気的な相の縁部溝の間に位置する、溝ずれの分だけ縁部溝から離間された溝であり、
第１スタート導体素子（１４）の接続導体（１４．２）および第２スタート導体素子（１５）の接続導体（１５．２）が、互いに離反した周方向に延在し、
前記第１および第２波巻（６．１，６．２）の残りの導体素子（７）が、同じ前記導体素子（７）の一方の前記導体脚部（７．１）の半径方向の位置が他方の導体脚部（７．１）の半径方向位置と比較して同じ周方向に、同じ端面から見てこれらのそれぞれの前記導体素子（７）について値１だけ増大するか、またはこれらのそれぞれの前記導体素子（７）について値１だけ減少するように溝（４）に配置されていることを特徴とする電気機械のためのステータ。
請求項１に記載のステータにおいて、
前記導体素子（７）が、同じ前記溝（４）に配置された前記導体脚部（７．１）の前記接続導体（７．２）が交互に周方向または反対の周方向に延在するように前記溝（４）に配置されているステータ。
請求項１または２に記載のステータにおいて、
前記第１波巻（６．１）および前記第２波巻（６．２）がそれぞれ複数回ステータ（１）を周回し、両方の前記波巻（６）のうちのいずれか一方の第１周回における前記導体素子（７）の前記導体脚部（７．１）および同じ前記波巻（６）の第２周回における前記導体素子（７）の前記導体脚部（７．１）が、それぞれ隣接する前記溝（４）に、同じ半径方向位置に配置されているステータ。
請求項１〜３のいずれか一項に記載のステータにおいて、
少なくとも２つの平行な前記波巻（６）の全ての前記導体素子（７）のための前記接続導体（７．２）または前記導体接続部（７．３）が等しいピッチを有するステータ。
請求項１〜４のいずれか一項に記載のステータにおいて、
周方向に隣接する、同じ電気的な相に割り当てられた前記導体脚部（７．１）のグループ（１２）が、それぞれ孔数ｑに溝毎の導体脚部の数を乗算した数に相当する数の導体脚部（７．１）を備えるステータ。
請求項５に記載のステータにおいて、
孔数ｑが１以上であるステータ。
請求項１〜６のいずれか一項に記載のステータにおいて、
前記第１波巻（６．１）および前記第２波巻（６．２）が、第２端部にそれぞれ１つの端部接続部を備え、両方の端部接続部がスター結線の電気的な中性点に接続されているか、またはΔ結線の異なる電気的な相に接続されているステータ。
請求項１〜７のいずれか一項に記載のステータにおいて、
溝毎の前記導体脚部（７．１）の数（ｎ）が、２個、４個、６個、８個、または１０個であるステータ。
請求項１〜８のいずれか一項に記載のステータにおいて、
並列な前記波巻（６）の数が２個または４個であるステータ。