WO2009027384A1 - Drehstrommotor - Google Patents

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WO2009027384A1
WO2009027384A1 PCT/EP2008/061119 EP2008061119W WO2009027384A1 WO 2009027384 A1 WO2009027384 A1 WO 2009027384A1 EP 2008061119 W EP2008061119 W EP 2008061119W WO 2009027384 A1 WO2009027384 A1 WO 2009027384A1
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WO
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coils
coil segments
contact ring
phase motor
segments
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Application number
PCT/EP2008/061119
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English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Ploch
Andreas Stibor
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
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Publication date
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52—Fastening salient pole windings or connections thereto
    • H02K3/521—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only
    • H02K3/522—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only for generally annular cores with salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2203/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/03—Machines characterised by the wiring boards, i.e. printed circuit boards or similar structures for connecting the winding terminations
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2203/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/09—Machines characterised by wiring elements other than wires, e.g. bus rings, for connecting the winding terminations

Definitions

  • the invention relates to a three-phase motor with a rotor and a stator with three star-connected strands of the stator, wherein per strand a number s coils in series and a number p coils are connected in parallel.
  • Such three-phase motors are often produced in large series and are known in practice.
  • the stators of the three-phase motors known from practice are produced as so-called distributed winding or as single-tooth coils.
  • the wiring of the coils is usually done by hand or by Einziehtechnik. However, this leads in particular
  • the invention is based on the problem to design a three-phase motor of the type mentioned so that it is particularly easy to manufacture, especially in a large series.
  • the coil segments can be easily manufactured as pre-assembled components.
  • the division of the parallel-connected coils in the same number of coil segments allows easy interconnection of the coils with each other.
  • the division of the star point into p individual star points allows the modularization in p coil segments, which are each driven by all strands, p corresponds to the number of parallel-connected coils per strand.
  • An additional star point rail for generating the star point is avoided thanks to the invention.
  • the three-phase motor according to the invention can be particularly cost-effectively composed of identical parts, if the coil segments are each constructed the same.
  • the contacting of the coils is particularly simple if terminals of the coils protrude and are connected to a contact ring and if the intended interconnection of the coils within the coil segments is arranged on the contact ring. Due to this design, the type of connection can be easily made by mounting the contact ring. Faulty interconnections of the coils are thereby reliably avoided.
  • the contact ring is composed of the same number of contact ring segments as the stator has coil segments. Furthermore, this makes it possible to assemble the three-phase motor according to the invention from many common parts that are inexpensive to manufacture.
  • connection of the contact ring segments with the individual strands is particularly simple according to another advantageous development of the invention, when each of the contact ring segments has three connection contacts for the strands.
  • the connection of the contacts of the contact Ring segments can then be done simply by contact bridges.
  • the contacting of the individual coils of the three-phase motor according to the invention is particularly simple if the terminals of the coils are arranged parallel to the axis of the rotor. Another advantage of this design is that the three-phase motor according to the invention is thereby constructed particularly compact.
  • the invention allows for a variety of embodiments. To clarify its basic principle, one of them is shown in the drawing and will be described below. This shows in
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a stator of a three-phase motor according to the invention with four parallel coils per strand with four isolated star points,
  • FIG. 4 shows a contact ring segment of the contact ring from FIG
  • Fig. 5 shows the stator of the three-phase motor according to the invention prior to the connection of the contact ring with the coils.
  • FIG. 1 shows a circuit diagram for coils 1 - 24 of a stator 38 of a three-phase motor according to the invention, shown schematically in FIG. star connection with four isolated star points.
  • the stator 38 is shown cut in FIG. 1 a and encloses a rotatably mounted rotor 39.
  • Each of the strands U, V, W has four coils 1 - 24 connected in parallel and two in each case in series. Thus, each strand U, V, W has a total of eight coils 1 - 24. Overall, the stator has 24 coils.
  • Figure 2 shows the interconnection of the coils 1 - 24 in four coil segments 25 - 28 and the interconnection of the coils 1 - 24 within the coil segments 25 - 28 with each other.
  • the sequence of the coils in Figure 2 corresponds to the actual arrangement in the stator 38.
  • the coils 1 - 24 are numbered in Figures 1 and 2 in the same way. The division of the
  • coils 1 - 24 in the four coil segments 25 - 28 a total of six coils 1 - 6, 7 - 12, 13 - 18, 19 - 24 are arranged in each of the coil segments 25 - 28, in the manner illustrated in the drawing with each other and with the individual strands U, V, W are connected.
  • the four coil segments 25 - 28 each have a connection with the strands U, V, W.
  • the coil segments 25-28 form four separate star points 25 '-28'.
  • Figure 2 shows that the coil segments 25 - 28 are each constructed the same.
  • FIG. 3 shows a contact ring 30 with the contact bridges 29 for connecting the individual coils 1 - 24 with each other.
  • This contact ring 30 is composed in this embodiment of four contact ring segments 31 - 34 together.
  • one of the contact ring segments 31 is shown enlarged in FIG.
  • each of the coil segments 25-28 shown in FIG. 2 has a contact ring segment 31-34.
  • the contact ring segments 31-34 each have three connection contacts 35 for connection to the three lines U, V, W.
  • the contact bridges 29 for connecting the coils 1 - 24 are printed on the contact ring segments 31 - 34.
  • the star points 25 '- 28' on the contact ring segments 31 - 34 are arranged.
  • FIG. 5 shows the coils 1 - 24 assembled to form a ring 37 before the contact ring 30 is mounted. It can be seen here that terminals 36 of the coils 1 - 24 project axially from the ring 37.
  • the contact ring 30 can be mounted vertically on the terminals 36 and connects the coils 1 - 24 with each other.
  • the ring 37 of the coils 1 - 24 with the contact ring 30 forms the stator for the three-phase motor.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

Bei einem Drehstrommotor mit einer Sternschaltung von Strängen (U, V, W) sind mehrere Spulen (1 - 24) zu Spulensegmenten (25 - 28) zusammengeschaltet. Die Spulensegmente (25 - 28) verbinden die Spulen (1 - 24) untereinander und weisen jeweils eine Verbindung mit den Strängen (U, V, W) auf. Die Aufteilung der Spulen (1 - 24) auf die Spulensegmente (25 -28) führt zu einer Vereinfachung der Fertigung des Drehstrommotors.

Description

Beschreibung
Drehstrommotor
Die Erfindung betrifft einen Drehstrommotor mit einem Rotor und mit einem Stator mit drei sternförmig geschalteten Strängen des Stators, wobei pro Strang eine Anzahl s Spulen in Serie und eine Anzahl p Spulen parallel geschaltet sind.
Solche Drehstrommotoren werden häufig in Großserien hergestellt und sind aus der Praxis bekannt. Die Statoren der aus der Praxis bekannten Drehstrommotoren werden als so genannte verteilte Wicklung oder als Einzelzahnspulen hergestellt. Die Verschaltung der Spulen erfolgt in der Regel von Hand oder durch Einziehtechnik. Dies führt jedoch insbesondere bei
Großserien zu einem großen fertigungstechnischen Aufwand. Zur Vereinfachung der Verschaltung sind daher Ringsegmente oder Kontaktbrücken bekannt geworden. Dennoch erfordert die Fertigung der bekannten Drehstrommotoren einen sehr großen Auf- wand.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Drehstrommotor der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass er insbesondere in einer Großserie besonders einfach zu fertigen ist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Spulen des Stators in p Spulensegmenten symmetrisch aufgeteilt sind und dass die Spulensegmente jeweils mit jedem der Stränge verbunden sind.
Durch diese Gestaltung lassen sich die Spulensegmente einfach als vormontierte Bauteile fertigen. Die Einteilung der parallel geschalteten Spulen in dieselbe Anzahl an Spulensegmenten ermöglicht die einfache Verschaltung der Spulen untereinander. Die Aufteilung des Sternpunktes in p einzelne Sternpunkte ermöglicht die Modularisierung in p Spulensegmente, welche jeweils von allen Strängen angesteuert werden, p entspricht der Anzahl der parallel geschalteten Spulen pro Strang. Eine zusätzliche Sternpunktschiene zur Erzeugung des Sternpunktes wird dank der Erfindung vermieden. Durch die Verbindung jeder der Spulensegmente mit jedem der Stränge wird die Verschal- tung der einzelnen Spulen untereinander vervollständigt. Hierdurch gestaltet sich die Fertigung des erfindungsgemäßen Drehstrommotors insbesondere in Großserie besonders einfach. Die Spulen sind so genannte Einzelzahnspulen mit eigenem Spu- lenkern.
Der erfindungsgemäße Drehstrommotor lässt sich besonders kostengünstig aus Gleichteilen zusammensetzen, wenn die Spulensegmente jeweils gleich aufgebaut sind.
Die Kontaktierung der Spulen gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach, wenn Anschlüsse der Spulen abstehen und mit einem Kontaktring verbunden sind und wenn auf dem Kontaktring die vor- gesehene Verschaltung der Spulen innerhalb der Spulensegmente angeordnet ist. Durch diese Gestaltung lässt sich die Ver- schaltungsart einfach durch die Montage des Kontaktrings herstellen. Fehlerhafte Verschaltungen der Spulen werden hierdurch zuverlässig vermieden.
Zur weiteren Vereinfachung des erfindungsgemäßen Drehstrommotors trägt es bei, wenn der Kontaktring aus derselben Anzahl an Kontaktringsegmenten zusammengesetzt ist wie der Stator Spulensegmente hat. Weiterhin lässt sich hierdurch der erfin- dungsgemäße Drehstrommotor aus vielen kostengünstig zu fertigenden Gleichteilen zusammensetzen.
Die Verbindung der Kontaktringsegmente mit den einzelnen Strängen gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach, wenn jeder der Kontaktringsegmente drei Anschlusskontakte für die Stränge aufweist. Die Verbindung der Anschlusskontakte der Kontakt- ringsegmente kann dann einfach durch Kontaktbrücken erfolgen.
Die Kontaktierung der einzelnen Spulen des erfindungsgemäßen Drehstrommotors gestaltet sich besonders einfach, wenn die Anschlüsse der Spulen parallel zur Achse des Rotors angeordnet sind. Ein weiterer Vorteil dieser Gestaltung besteht darin, dass der erfindungsgemäße Drehstrommotor hierdurch besonders kompakt aufgebaut ist.
Die Erfindung lässt eine Vielzahl von Ausführungsformen zu. Zur Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
Fig. 1 einen Schaltplan eines Stators eines erfindungsgemäßen Drehstrommotors mit vier parallel geschalteten Spulen pro Strang mit vier isolierten Sternpunkten,
Fig. Ia schematisch den Drehstrommotor in einer Schnittdarstellung,
Fig. 2 eine Aufteilung der Spulen in vier Spulensegmente und die Verschaltung der Spulen untereinander,
Fig. 3 einen Kontaktring zur Kontaktierung der Spulen,
Fig. 4 ein Kontaktringsegment des Kontaktrings aus Figur
3,
Fig. 5 den Stator des erfindungsgemäßen Drehstrommotors vor der Verbindung des Kontaktrings mit den Spulen .
Figur 1 zeigt einen Schaltplan für Spulen 1 - 24 eines Stators 38 eines in Figur Ia schematisch dargestellten erfindungsgemäßen Drehstrommotors mit drei Strängen U, V, W in ei- ner Sternschaltung mit vier isolierten Sternpunkten. Der Stator 38 ist in Figur Ia geschnitten dargestellt und umschließt einen drehbar gelagerten Rotor 39. Jeder der Stränge U, V, W weist vier parallel geschaltete und jeweils zwei in Serie ge- schaltete Spulen 1 - 24 auf. Damit weist jeder Strang U, V, W insgesamt acht Spulen 1 - 24 auf. Insgesamt hat der Stator damit 24 Spulen.
Figur 2 zeigt die Verschaltung der Spulen 1 - 24 in vier Spu- lensegmente 25 - 28 und die Verschaltung der Spulen 1 - 24 innerhalb der Spulensegmente 25 - 28 untereinander. Die Reihenfolge der Spulen in Figur 2 entspricht der tatsächlichen Anordnung im dem Stator 38. Zur Vereinfachung der Darstellung der Verschaltung sind die Spulen 1 - 24 in den Figuren 1 und 2 auf die gleiche Art durchnummeriert . Die Aufteilung der
Spulen 1 - 24 in die vier Spulensegmente 25 - 28 hat zur Folge, dass in jedem der Spulensegmente 25 - 28 insgesamt sechs Spulen 1 - 6, 7 - 12, 13 - 18, 19 - 24 angeordnet sind, die auf die zeichnerisch dargestellte Weise untereinander und mit den einzelnen Strängen U, V, W verbunden sind. Die Verbindung der Spulen 1 - 24 untereinander und innerhalb der einzelnen Spulensegmente 25 - 28 erfolgt über einfach aufgebaute Kontaktbrücken 29. Die vier Spulensegmente 25 - 28 weisen jeweils eine Verbindung mit den Strängen U, V, W auf. Damit bilden die Spulensegmente 25 - 28 vier separate Sternpunkte 25' - 28' . Weiterhin zeigt Figur 2, dass die Spulensegmente 25 - 28 jeweils gleich aufgebaut sind.
Figur 3 zeigt einen Kontaktring 30 mit den Kontaktbrücken 29 zur Verbindung der einzelnen Spulen 1 - 24 untereinander. Dieser Kontaktring 30 setzt sich in diesem Ausführungsbeispiel aus vier Kontaktringsegmenten 31 - 34 zusammen. Beispielhaft ist einer der Kontaktringsegmente 31 in Figur 4 vergrößert dargestellt. Damit hat jeder der in Figur 2 darge- stellten Spulensegmente 25 - 28 ein Kontaktringsegment 31 - 34. Die Kontaktringsegmente 31 - 34 haben jeweils drei Anschlusskontakte 35 zur Verbindung mit den drei Strängen U, V, W. Die Kontaktbrücken 29 zur Verbindung der Spulen 1 - 24 sind auf den Kontaktringsegmenten 31 - 34 aufgedruckt. Ebenso sind die Sternpunkte 25' - 28' auf den Kontaktringsegmenten 31 - 34 angeordnet.
Figur 5 zeigt die zu einem Ring 37 zusammengesetzten Spulen 1 - 24 vor der Montage des Kontaktrings 30. Hierbei ist zu erkennen, dass Anschlüsse 36 der Spulen 1 - 24 axial von dem Ring 37 abstehen. Der Kontaktring 30 lässt sich senkrecht auf den Anschlüssen 36 montieren und verbindet die Spulen 1 - 24 untereinander. Der Ring 37 der Spulen 1 - 24 mit dem Kontaktring 30 bildet den Stator für den Drehstrommotor.

Claims

Patentansprüche
1. Drehstrommotor mit einem Rotor und mit einem Stator mit drei sternförmig geschalteten Strängen des Stators, wo- bei pro Strang eine Anzahl s Spulen in Serie und eine Anzahl p Spulen parallel geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet , dass die Spulen (1 - 24) des Stators (38) in p Spulensegmenten (25 - 28) symmetrisch aufgeteilt sind und dass die Spulensegmente (25 - 28) jeweils mit jedem der Stränge (U, V, W) verbunden sind.
2. Drehstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Spulensegmente (25 - 28) jeweils gleich aufgebaut sind.
3. Drehstrommotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass Anschlüsse (36) der Spulen (1 - 24) abstehen und mit einem Kontaktring (30) verbunden sind und dass auf dem Kontaktring (30) die vorgesehene Verschaltung der Spulen (1 - 24) innerhalb der Spulensegmente (25 - 28) angeordnet ist.
4. Drehstrommotor Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass der Kontaktring (30) aus derselben Anzahl an Kontaktringsegmenten (31 - 34) zusammengesetzt ist wie der Stator (38) Spulensegmente (25 - 28) hat.
5. Drehstrommotor Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , dass jeder der Kontaktringsegmente (31 - 34) drei Anschlusskontakte (35) für die Stränge (U, V, W) aufweist .
6. Drehstrommotor einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Anschlüsse (36) der Spulen (1 - 24) parallel zur Achse des Rotors (39) angeordnet sind.
PCT/EP2008/061119 2007-08-29 2008-08-26 Drehstrommotor WO2009027384A1 (de)

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