DE102020120849B3 - Winding mat for an electrical machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Stator einer dynamoelektrischen Maschine mit einem Statorkörper (2) mit Statornuten (16) und mindestens einer in den Statornuten (16) angeordneten Wicklungsmatte (3). Die Wicklungsmatte (3) ist mit in den Statornuten (16) angeordneten, in unterschiedlichen Radialpositionen übereinanderliegenden Nutabschnitten (7) und die Nutabschnitte verbindenden Kopfabschnitten (8) ausgebildet, wobei• die Wicklungsmatte pro Strang der dynamoelektrischen Maschine zwei Sätze (4,5,13) durchgängiger Wellenwicklungsleiter (6) umfasst,• jeder Satz (4,5,13) eine Anzahl q durchgängiger Wellenwicklungsleiter (6) aufweist, deren Nutabschnitte (7) auf jeweils einen Nutblock von q nebeneinander liegenden Statornuten (16) pro Pol verteilt sind,• die Reihenfolge der Nutabschnitte (7) der verschiedenen Wellenwicklungsleiter (6) eines Satzes zwischen den Nutblöcken derart vertauscht ist, dass jeder Wicklungsleiter (6) jede der q möglichen umfangsseitigen Positionen in einem Nutblock gleich oft einnimmt, und• jeder Wellenwicklungsleiter (6) in der Mitte seiner Ausdehnung in Wickelrichtung einen Lagenwechsel um genau eine Radialposition in den Statornuten (16) vollzieht.The invention relates to a stator of a dynamoelectric machine with a stator body (2) with stator slots (16) and at least one winding mat (3) arranged in the stator slots (16). The winding mat (3) is arranged in the stator slots (16) with groove sections (7) lying one above the other in different radial positions and with head sections (8) connecting the groove sections ) comprises continuous wave winding conductors (6), • each set (4,5,13) has a number q continuous wave winding conductors (6), the slot sections (7) of which are distributed over a slot block of q adjacent stator slots (16) per pole, • the sequence of the slot sections (7) of the various wave winding conductors (6) of a set is interchanged between the slot blocks so that each winding conductor (6) occupies each of the q possible circumferential positions in a slot block the same number of times, and • each wave winding conductor (6) in the middle of its extension in the winding direction changes position by exactly one radial position in the stator slots (16).
Description
Die Erfindung betrifft einen Stator einer dynamoelektrischen Maschine mit einem Statorkörper mit Statornuten und mindestens einer in den Statornuten angeordneten Wicklungsmatte. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Wicklungsmatte für einen derartigen Stator.The invention relates to a stator of a dynamo-electric machine with a stator body with stator slots and at least one winding mat arranged in the stator slots. The invention also relates to a method for producing a winding mat for such a stator.
Es ist bekannt, derartige Wicklungsmatten als sogenannte Wellenwicklung auszubilden. Eine derartige Wellenwicklung umfasst mehrere Wellenwicklungsleiter, bei denen jeweils in den Nuten des Stators verlaufende Nutabschnitte mit im Bereich der Wickelköpfe angeordneten Kopfabschnitten verbunden werden. Bei einer Radialflussmaschine mit in axialer Richtung des Stators verlaufenden Nuten befinden sich bei jedem Wellenwicklungsleiter diese Nutabschnitte in Umfangsrichtung betrachtet alternierend auf beiden Stirnseiten des Statorträgers. Unter einem Statorträger wird in diesem Zusammenhang der nicht elektromagnetisch aktive Teil des Stators verstanden, also beispielsweise ein Statorkörper ohne die felderzeugenden Spulen. Ein Statorkörper kann insbesondere als Statorblechpaket ausgebildet sein, dass aus übereinanderliegenden und voneinander elektrisch isolierten Statorblechen ausgebildet ist.It is known to design such winding mats as so-called wave windings. A wave winding of this type comprises a plurality of wave winding conductors, in each of which slot sections running in the slots of the stator are connected to head sections arranged in the area of the winding heads. In a radial flux machine with grooves running in the axial direction of the stator, these groove sections are located alternately on both end faces of the stator carrier when viewed in the circumferential direction of each wave winding conductor. In this context, a stator carrier is understood to be the non-electromagnetically active part of the stator, that is to say, for example, a stator body without the field-generating coils. A stator body can in particular be designed as a laminated stator core that is formed from stacked stator laminations that are electrically insulated from one another.
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Aus US 2013 / 0 154 428 A1 ist es bekannt, zur Vermeidung von Kreisströmen in Wellenwicklungen die Reihenfolge der Leiter innerhalb der Nuten eines Stators zu variieren. Auch US 2015 / 0 076 953 A1 zeigt eine abwechselnde Belegung von Nutpositionen innerhalb eines Nutblocks mit Leitern einer Phase zur Vermeidung von Kreisströmen.From US 2013/0 154 428 A1 it is known to vary the order of the conductors within the slots of a stator in order to avoid circular currents in wave windings. US 2015/0 076 953 A1 also shows an alternating assignment of slot positions within a slot block with conductors of one phase in order to avoid circular currents.
Aus WO 2019/ 166 061 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Wicklungsmatte für eine Wellenwicklung bekannt, bei dem Sätze von Wellenwicklungsleitern jedes Stranges der Wicklung ineinandergefügt werden.A method for producing a winding mat for a wave winding is known from WO 2019/166 061 A1, in which sets of wave winding conductors of each strand of the winding are inserted into one another.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen einfach zu fertigenden Stator für eine dynamoelektrische Maschine mit kontinuierlichem Wicklungsschema und vorteilhaften elektrischen Verhalten anzugeben.The invention is based on the object of specifying a stator that is easy to manufacture for a dynamo-electric machine with a continuous winding pattern and advantageous electrical behavior.
Diese Aufgabe wird durch einen Stator für eine dynamoelektrische Maschine mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung einer Wicklungsmatte für einen Stator einer dynamoelektrischen Maschine gemäß Patentanspruch 11 gelöst.This object is achieved by a stator for a dynamo-electric machine with the features according to
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.Advantageous embodiments of the invention can be found in the dependent claims.
Der Stator kann zunächst insbesondere axial ausgerichtete Statornuten umfassen. Die Statornuten können aber auch eine Schrägung aufweisen, um Drehmomentwelligkeiten und Nutrastmomente zu reduzieren. In den Statornuten ist mindestens eine Wicklungsmatte angeordnet. Diese Wicklungsmatte ist als verteilte Wicklung ausgebildet. Sie enthält für jeden Strang der Maschine zwei Sätze durchgängiger Wellenwicklungsleiter. Jeder Wellenwicklungsleiter umfasst Nutabschnitte, die in unterschiedlichen Radialpositionen innerhalb der Statornuten angeordnet werden können. Darüber hinaus umfasst jeder Wellenwicklungsleiter Kopfabschnitte, die jeweils zwei Nutabschnitte außerhalb der Statornuten im Bereich der Wickelköpfe miteinander verbinden. Bei einer sogenannten Wellenwicklung sind diese Kopfabschnitte bei jedem Wellenwicklungsleiter alternierend an den beiden stirnseitigen Enden des Stators angeordnet.The stator can initially include, in particular, axially aligned stator slots. The stator slots can, however, also have a bevel in order to reduce torque ripples and cogging torques. At least one winding mat is arranged in the stator slots. This winding mat is designed as a distributed winding. It contains two sets of continuous wave winding conductors for each strand of the machine. Each wave winding conductor comprises slot sections which can be arranged in different radial positions within the stator slots. In addition, each wave winding conductor comprises head sections which each connect two slot sections outside the stator slots in the area of the end windings. In the case of a so-called wave winding, these head sections are alternating in each wave winding conductor arranged at the two front ends of the stator.
Bei einer elektrischen Maschine mit Wellenwicklung sind häufig parallele Wicklungszweige pro Phase notwendig, da vor allem bei einer Wellenwicklung eine geringere Leiterhöhe (insbesondere im Vergleich zu sogenannten Hairpin-Wicklungen) genutzt wird und somit die Leiteranzahl in der Nut erhöht wird. Um die induzierte Phasenspannung zu begrenzen, werden mehrere Wicklungszweige parallelgeschaltet.In an electrical machine with a wave winding, parallel winding branches are often necessary for each phase, since a wave winding in particular uses a lower conductor height (especially compared to so-called hairpin windings), thus increasing the number of conductors in the slot. In order to limit the induced phase voltage, several winding branches are connected in parallel.
Die sogenannte Lochzahl q definiert die Nutenzahl pro Pol und Strang der dynamoelektrischen Maschine. Erfindungsgemäß weist jeder Satz q durchgängige Wellenwicklungsleiter auf, deren Nutabschnitte auf jeweils einen Nutblock von q nebeneinanderliegenden Statornuten pro Pol verteilt sind. Somit können die Wellenwicklungsleiter eines Strangs sowohl innerhalb eines Nutblocks verschiedene Nuten besetzen als auch innerhalb einer Nut unterschiedliche Positionen in radialer Richtung einnehmen, da in den Statornuten erfindungsgemäß mehrere Leiter übereinander angeordnet sind.The so-called number of holes q defines the number of slots per pole and strand of the dynamoelectric machine. According to the invention, each set has q continuous wave winding conductors, the slot sections of which are each distributed over a slot block of q adjacent stator slots per pole. Thus, the wave winding conductors of a strand can occupy different slots within a slot block and also assume different positions in the radial direction within one slot, since several conductors are arranged one above the other in the stator slots according to the invention.
Um nun bei einer Parallelschaltung von Wellenwicklungsleitern eines bestimmten Stranges die Ausbildung von Kreisströmen zu verhindern, sieht die Erfindung vor, die Reihenfolge der Nutabschnitte der verschiedenen Wellenwicklungsleiter eines Satzes zwischen den Nutblöcken derart zu vertauschen, dass jeder Wicklungsleiter jede der q möglichen umfangsseitigen Positionen in einem Nutblock gleich oft einnimmt. Darüber hinaus wird vorgesehen, dass jeder Wellenwicklungsleiter in der Mitte seiner Ausdehnung in Wickelrichtung einen Lagenwechsel um genau eine Radialposition in den Statornuten vollzieht.In order to prevent the formation of circular currents when waveguides of a certain strand are connected in parallel, the invention provides for the sequence of the slot sections of the various waveguides of a set to be interchanged between the slot blocks so that each winding conductor has each of the q possible circumferential positions in a slot block takes the same number of times. In addition, it is provided that each wave winding conductor changes position in the middle of its extension in the winding direction by exactly one radial position in the stator slots.
Resultat dieser Maßnahmen ist, dass jeder Wellenwicklungsleiter jede mögliche Radiallage in Kombination mit jeder möglichen Position innerhalb des Nutblockes mindestens einmal und gleich häufig einnimmt. Die möglichen Kombinationen aus umfangsseitiger Position innerhalb eines Nutblockes und Radiallage sind gleichmäßig unter den Wellenwicklungsleitern verteilt. Auf diese Art und Weise werden Kreisströme bei Parallelschaltung der Wicklungsleiter effektiv vermieden. Dies gilt auch, wenn der Stator mit mehreren Wicklungsmatten des erfindungsgemäßen Aufbaus gestaltet wird, um beispielsweise die Anzahl der Parallelschaltungen zu erhöhen. Jede gleichwertige Radiallagen-Nut-Kombination wird in jeder Wicklungsmatte belegt. Durch das fortlaufende Vertauschen der Leiterreihenfolge eines Stranges im Wickelkopf und durch den Radiallagenwechsel in der Mitte der Ausdehnung und damit insbesondere nach p Polen des Wellenwicklungsleiters in Wickelrichtung wird diese Regel für jeden Leiter jedes Stranges erfüllt. p bezeichnet hierbei die Polpaarzahl des Stators.The result of these measures is that each wave winding conductor assumes every possible radial position in combination with every possible position within the slot block at least once and with the same frequency. The possible combinations of circumferential position within a slot block and radial position are evenly distributed among the wave winding conductors. In this way, circular currents are effectively avoided when the winding conductors are connected in parallel. This also applies if the stator is designed with several winding mats of the structure according to the invention, for example to increase the number of parallel connections. Every equivalent radial position-groove combination is occupied in every winding mat. This rule is fulfilled for each conductor of each strand by continuously interchanging the conductor sequence of a strand in the winding head and by changing the radial position in the middle of the extension and thus in particular after p poles of the wave winding conductor in the winding direction. Here, p denotes the number of pole pairs of the stator.
Der Statorkörper kann eine zu einer Zylinderform gebogene Zahnkette aufweisen mit mindestens einer axial verlaufende Fügestelle, an der die Enden der gebogenen Zahnkette miteinander verbunden sind. Eine derartige Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Statornuten im abgerollten Zustand der Zahnkette sehr einfach mit einer Wicklungsmatte bestückt werden können. Im Vergleich hierzu kann das Einbringen einer Wicklungsmatte in einen zylindrisch ausgebildeten Statorkörper einen komplexen Vorgang darstellen.The stator body can have an inverted tooth chain bent into a cylindrical shape with at least one axially running joint at which the ends of the bent inverted tooth chain are connected to one another. Such a configuration has the advantage that the stator slots can be very easily equipped with a winding mat when the inverted tooth chain is in the unrolled state. In comparison, the introduction of a winding mat into a cylindrical stator body can be a complex process.
Insbesondere bei einer Ausbildung des Statorkörperes als Zahnkette ist es besonders vorteilhaft, wenn die Ausdehnung der Wicklungsmatte in Wickelrichtung dem Innenumfang des Stators entspricht.In particular when the stator body is designed as a toothed chain, it is particularly advantageous if the expansion of the winding mat in the winding direction corresponds to the inner circumference of the stator.
Die Polpaarzahl p des Stators kann ein ganzzahliges Vielfaches von q betragen. Beträgt die Polpaarzahl p ein Mehrfaches von der Lochzahl q, wird jede mögliche Position innerhalb eines Nutblock in jeder der zwei möglichen Radialpositionen innerhalb der Statornuten mehrfach von einem Wellenwicklungsleiter eines Satzes eingenommen.The number of pole pairs p of the stator can be an integral multiple of q. If the number of pole pairs p is a multiple of the number of holes q, each possible position within a slot block in each of the two possible radial positions within the stator slots is occupied several times by a wave winding conductor of a set.
Die Wellenwicklungsleiter eines Satzes können in einem linear ausgebreiteten Zustand eine Achsensymmetrie bezüglich eines Kreuzungsschemas der Kopfanschnitte aufweisen mit einer Symmetrieachse, die parallel zu einem Nutabschnitt ausgerichtet ist. Auf diese Art und Weise ist sichergestellt, dass jede Nutposition innerhalb eines Nutblockes in jeder der beiden Radiallagen von einem Wellenwicklungsleiter eines Satzes mindestens einmal eingenommen wird und die Besetzung dieser Positionen bzw. Radiallagen unter den verschiedenen Wellenwicklungsleitern eines Satzes gleichverteilt ist.In a linearly expanded state, the wave winding conductors of a set can have an axial symmetry with respect to a cross-over scheme of the head gates with an axis of symmetry which is aligned parallel to a groove section. This ensures that each slot position within a slot block in each of the two radial layers is occupied by a wave winding conductor of a set at least once and the occupancy of these positions or radial positions is evenly distributed among the various wave winding conductors of a set.
Der Stator kann eine erste Teilwicklungsmatte aufweisen, die für jeden Strang genau einen ersten Satz von Wellenwicklungsleitern umfasst, wobei besagte erste Sätze im Bereich des Lagenwechsels X-förmig ineinandergefügt sind, so dass an Kreuzungspunkten der Wellenwicklungsleiter eines ersten und zweiten Stranges auf der einen Seite des Lagenwechsels stets die Wellenwicklungsleiter des ersten Stranges über denen des zweiten Stranges liegen und auf der anderen Seite stets die Wellenwicklungsleiter des zweiten Stranges über denen des ersten Stranges liegen. Hierdurch lassen sich die Sätze von Wellenwicklungsleitern der verschiedenen Stränge sehr einfach vorkonfigurieren und anschließend zur ersten Teilwicklungsmatte fügen.The stator can have a first partial winding mat, which comprises exactly one first set of wave winding conductors for each strand, said first sets being fitted into one another in an X-shape in the area of the change of position, so that at intersection points of the wave winding conductors of a first and second strand on one side of the When changing position, the waveguides of the first strand always lie above those of the second strand and, on the other side, the waveguides of the second strand always lie above those of the first strand. This allows the sets of wave winding conductors of the various strands to be preconfigured very easily and then to be added to the first partial winding mat.
Ähnlich kann mit einer zweiten Teilwicklungsmatte vorgegangen werden. D. h., dass der Stator eine zweite Teilwicklungsmatte aufweist, die für jeden Strang genau einen zweiten Satz von Wellenwicklungsleitern umfasst, wobei besagte zweite Sätze im Bereich des Lagenwechsels X-förmig ineinandergefügt sind, so dass an Kreuzungspunkte der Wellenwicklungsleiter eines ersten und zweiten Stranges auf der einen Seite des Lagenwechsels stets die Wellenwicklungsleiter des ersten Stranges über denen des zweiten Stranges liegen und auf der anderen Seite stets die Wellenwicklungsleiter des zweiten Stranges über denen des ersten Stranges liegen.You can proceed in a similar way with a second partial winding mat. That is, the stator has a second partial winding mat, which comprises exactly a second set of wave winding conductors for each strand, said second sets being fitted into one another in an X-shape in the area of the change of position, so that at the crossing points of the wave winding conductors of a first and second strand on one side of the change in position there is always the Waveguides of the first strand lie above those of the second strand and on the other side the waveguides of the second strand always lie above those of the first strand.
Aus der ersten und zweiten Teilwicklungsmatte kann nun eine vollständige Wicklungsmatte gebildet werden. Hierbei kann nun die zweite Teilwicklungsmatte gegenüber der ersten Teilwicklungsmatte in einem linear abgerollten Zustand um 180 Grad um eine in Wickelrichtung ausgerichtete Achse gedreht sein. Die Teilwicklungsmatten können X-förmig im Bereich des Lagenwechsels ineinandergefügt sein, so dass die Wellenwicklungsleiter der ersten Teilwicklungsmatte auf der einen Seite des Lagenwechsels stets über den Wellenwicklungseiter der zweiten Teilwicklungsmatte liegen und auf der anderen Seite des Lagenwechsels stets unterhalb der Wellenwicklungsleiter der zweiten Teilwicklungsmatte liegen.A complete winding mat can now be formed from the first and second partial winding mats. In this case, the second partial winding mat can now be rotated by 180 degrees about an axis aligned in the winding direction in a linearly unrolled state with respect to the first partial winding mat. The partial winding mats can be fitted into one another in an X-shape in the area of the layer change, so that the wave winding conductor of the first partial winding mat on one side of the layer change always lie above the wave winding conductor of the second partial winding mat and on the other side of the layer change always lie below the wave winding conductor of the second partial winding mat.
Hierbei entstehen besonders kompakte Wickelköpfe, wenn zumindest Bereiche der Kopfabschnitte jedes Wellenwicklungsleiters auf der einen Seite jenseits des Lagenwechsels in Richtung der Nutöffnung gegenüber den jeweils verbundenen Nutabschnitten versetzt verlaufen und auf der anderen Seite jenseits des Lagenwechsels in Richtung des Nutgrundes gegenüber den jeweils verbundenen Nutabschnitten versetzt verlaufen.This results in particularly compact winding heads if at least areas of the head sections of each wave winding conductor are offset on the one hand beyond the change of position in the direction of the slot opening in relation to the respectively connected groove sections and on the other side on the other side of the change in position in the direction of the groove base are offset in relation to the respectively connected groove sections .
Der maximale Versatz der Kopfabschnitte kann jeweils dem Betrage nach einer halben Radialposition entsprechen und damit der Hälfte der Leiterausdehnung in radialer Richtung betrachtet.The maximum offset of the head sections can in each case correspond to the amount after half a radial position and thus half of the conductor extension viewed in the radial direction.
Wenn die erste und die zweite Teilwicklungsmatte ineinandergesteckt werden, wird durch den Versatz der Kopfabschnitte eine besonders kompakte Bauform erzielt. Der Versatz der ersten Teilwicklungsmatte ist stets dem Versatz der zweiten Teilwicklungsmatte entgegengerichtet. Diese Verhältnisse kehren sich in Wicklungsrichtung betrachtet am Lagenwechsel um.If the first and the second partial winding mats are plugged into one another, a particularly compact design is achieved through the offset of the head sections. The offset of the first partial winding mat is always opposite to the offset of the second partial winding mat. Considered in the winding direction, these relationships are reversed at the change of position.
Eine Dynamoelektrische Maschine mit einem Stator nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen eignet sich insbesondere als Traktionsantrieb für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug. Sie ist einfach zu fertigen und somit für große Stückzahlen geeignet. Ihr elektromagnetisches Verhalten ist durch das Eliminieren von Kreisströmen äußerst vorteilthaft.A dynamoelectric machine with a stator according to one of the embodiments described above is particularly suitable as a traction drive for an electric or hybrid vehicle. It is easy to manufacture and therefore suitable for large quantities. Their electromagnetic behavior is extremely advantageous due to the elimination of circular currents.
Darüber hinaus ist der Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Wicklungsmatte für einen Stators einer dynamoelektrischen Maschine. Bei dem Verfahren wird zunächst eine erste Teilwicklungsmatte erzeugt. Hierfür wird in einem ersten Schritt für jeden Strang des Stators ein erster Satz von q Wellenwicklungsleitern bereitgestellt. Diese Wellenwicklungsleiter umfassen jeweils Nutabschnitte, die in Statornuten eines Statorkörpers der dynamoelektrischen Maschine anzuordnen sind, und Kopfabschnitte, die jeweils zwei Nutabschnitte eines Wellenwicklungsleiters im Bereich der Wickelköpfe der Maschine miteinander verbinden.In addition, the subject matter of the invention is a method for producing a winding mat for a stator of a dynamoelectric machine. In the process, a first partial winding mat is first produced. For this purpose, in a first step, a first set of q wave winding conductors is provided for each strand of the stator. These wave winding conductors each include slot sections which are to be arranged in stator slots of a stator body of the dynamoelectric machine, and head sections which each connect two slot sections of a wave winding conductor to one another in the area of the end windings of the machine.
Die q Wellenwicklungsleiter werden hierbei derart angeordnet, dass jeweils q benachbarte Nutabschnitte der jeweiligen Wellenwicklungsleiter im Abstand zweier Statornuten aufeinander folgen. Wichtig ist hierbei, dass die Reihenfolge der Nutabschnitte der verschiedenen Wellenwicklungsleiter innerhalb eines Satzes vertauscht wird, sodass jeder Wellenwicklungsleiter jede der q möglichen Positionen innerhalb eines Nutblockes gleich oft einnimmt. Wenn beispielsweise ein Nutblock vier mögliche Positionen umfasst, die Lochzahl des Stators somit vier beträgt, so müssen die Nutabschnitte der an dem Satz beteiligten Wellenwicklungsleiter über die Positionen 1,2, 3 und 4 gleich verteilt sein.The q wave winding conductors are arranged in such a way that q adjacent slot sections of the respective wave winding conductors follow one another at a distance between two stator slots. It is important here that the sequence of the slot sections of the various waveguides within a set is reversed so that each waveguide occupies each of the q possible positions within a slot block with the same number of times. If, for example, a slot block comprises four possible positions, the number of holes in the stator is thus four, then the slot sections of the wave winding conductors involved in the set must be evenly distributed over
Im Anschluss werden alle so gebildeten ersten Sätze von Wellenwicklungsleitern zur ersten Teilwicklungsmatte zusammengesetzt bzw. ineinandergefügt.Subsequently, all the first sets of wave winding conductors formed in this way are put together or inserted into one another to form the first partial winding mat.
Eine zweite Teilwicklungsmatte wird in gleicher Weise wie die erste Teilwicklungsmatte erzeugt.A second partial winding mat is produced in the same way as the first partial winding mat.
Die so entstandenen zwei Teilwicklungsmatten werden schließlich ineinandergefügt. Bei dem Ineinanderfügen der Teilwicklungsmatten vollziehen die Nutabschnitte der beteiligten Wellenwicklungsleiter einen Lagenwechsel. Dies geschieht derart, dass die Wellenwicklungsleiter der ersten Teilwicklungsmatte vor dem Lagenwechsel unter und hinter dem Lagenwechsel über den Wellenwicklungsleitern der zweiten Teilwicklungsmatte angeordnet sind. Nach dem Ineinanderfügen der Teilwicklungsmatten liegen mithin Nutabschnitte der Wellenwicklungsleiter der ersten Teilwicklungsmatte über Nutabschnitten der Wellenwicklungsleiter der zweiten Teilwicklungsmatte auf einer Seite des Lagenwechsels, während die Verhältnisse auf der anderen Seite des Lagenwechsels genau umgekehrt sind. Bei einer späteren Anordnung der so entstehenden Wicklungsmatte in einem Statorkörper der dynamoelektrischen Maschine werden somit durch die Wicklungsmatte bereits zwei Radialpositionen besetzt, wobei jeder Wellenwicklungsleiter jede der beiden Radialpositionen in jeder der q möglichen Positionen innerhalb eines Nutblocks gleich oft belegt.The resulting two partial winding mats are finally put into one another. When the partial winding mats are inserted into one another, the groove sections of the wave winding conductors involved change positions. This is done in such a way that the wave winding conductors of the first partial winding mat are arranged below and behind the layer change above the wave winding conductors of the second partial winding mat before the layer change. After the partial winding mats have been inserted into one another, slot sections of the wave winding conductor of the first partial winding mat are above slot sections of the wave winding conductor of the second partial winding mat on one side of the layer change, while the situation on the other side of the layer change is exactly the opposite. In a later arrangement of the resulting winding mat in a stator body of the dynamoelectric machine, the winding mat already occupies two radial positions, with each wave winding conductor occupying each of the two radial positions in each of the q possible positions within a slot block with the same number of times.
Im Folgenden wir die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
-
1 : eine schematische Darstellung eines ersten Satzes von Wellenwicklungsleitern, -
2 : eine konstruktive Realisierung des ersten Satzes von Wellenwicklungsleitern, -
3 : ein Ineinanderfügen von drei ersten Sätzen von Wellenwicklungsleitern, -
4 : eine erste Teilwicklungsmatte als Resultat der drei ineinandergefügten ersten Sätze von Wellenwicklungsleitern, -
5 : ein Ineinanderfügen zweier Teilwicklungsmatten zu einer Wicklungsmatte, -
6 : ein Stapel aus mehreren Wicklungsmatten, -
7 : einen Statorkörper mit einem in Statornuten des Statorkörpers eingelegten Wicklungsstapel, -
8 : ein erster Verschaltungsplan für eine Wicklung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, -
9 : ein zweiter Verschaltungsplan für eine Wicklung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, -
10 : eine erste Ausführung einer Zahnkette zur Bildung eines zylindrischen Statorkörpers, -
11 : eine zweite Ausführung einer Zahnkette zur Bildung eines zylindrischen Statorkörpers, -
12 : eine dritte Ausführung einer Zahnkette zur Bildung eines zylindrischen Statorkörpers, -
13 : eine vierte Ausführung einer Zahnkette zur Bildung eines zylindrischen Statorkörpers, -
14 : eine fünfte Ausführung einer Zahnkette zur Bildung eines zylindrischen Statorkörpers und -
15 : eine sechste Ausführung einer Zahnkette zur Bildung eines zylindrischen Statorkörpers.
-
1 : a schematic representation of a first set of wave winding conductors, -
2 : a constructive realization of the first set of wave winding conductors, -
3 : an interlocking of three first sets of wave-wound conductors, -
4th : a first partial winding mat as a result of the three nested first sets of wave winding conductors, -
5 : a joining of two partial winding mats to form a winding mat, -
6th : a stack of several winding mats, -
7th : a stator body with a winding stack inserted into stator slots of the stator body, -
8th : a first circuit diagram for a winding according to an embodiment of the invention, -
9 : a second circuit diagram for a winding according to an embodiment of the invention, -
10 : a first version of an inverted tooth chain to form a cylindrical stator body, -
11th : a second version of an inverted tooth chain to form a cylindrical stator body, -
12th : a third version of an inverted tooth chain to form a cylindrical stator body, -
13th : a fourth version of an inverted tooth chain to form a cylindrical stator body, -
14th : a fifth embodiment of an inverted tooth chain to form a cylindrical stator body and -
15th : a sixth embodiment of an inverted tooth chain to form a cylindrical stator body.
Der dargestellte erste Satz
Bei der Maschine handelt es sich um eine dreiphasige Maschine. Da ein Satz von Wellenwicklungsleitern
Da jeder Nutblock vier Nuten umfasst, kann ein Nutabschnitt
Es sei eine durchgängige Nummerierung der Positionen innerhalb der Nutblöcke von links nach rechts kontinuierlich aufsteigend von Position Eins bis Position Vier vorausgesetzt. Der Wellenwicklungsleiter
Das vom ersten Satz
Eine analoge Besetzung der Nutpositionen erfolgt durch die weiteren, an dem ersten Satz
In den im Wickelkopf angeordneten Kopfabschnitten
Die Kopfabschnitte
Im Bereich rechts der Symmetrieachse
An der Symmetrieachse
Im Ergebnis führt die dargestellte Verteilung der Nutabschnitte
Wichtig für das Verständnis ist, dass die positive Kopfabschnitt-Leiterlage der ersten Teilmatten-Leiterlage der negativen Wickelkopf-Leiterlage der in positiver z- Richtung versetzten zweiten Teilmatten-Leiterlage entspricht. Entlang der Wellenrichtung eines Strangs in gemäß
Die Leiter sind in der Wickelkopfspitze
Anhand
Die Stränge bzw. die zugehörigen Sätze 4,5,13 von Wellenwicklungsleitern
Nach diesem Prinzip wird zunächst der erste Satz des zweiten Stranges
Im Anschluss wird eine zweite Teilwicklungsmatte
Wie oben beschrieben ist jede Teilwicklungsmatte 11,12 unterteilt in zwei Bereiche, in denen die Leiter in den unterschiedlichen Radiallagen liegen. Daher müssen beim Zusammenstecken die in der ersten Teilwicklungsmatte
Demnach ist im Prozess nur eine Ausführung der Teilwicklungsmatte 11,12 notwendig, was den Aufwand der Fertigung erheblich reduziert. Analog zum Fügen der Sätze 4,5,13 der einzelnen Stränge müssen diese zwei entgegengesetzten Teilwicklungsmatten 11,12 in y-Richtung x-förmig ineinander verschoben und anschließend zueinander verdreht werden. Aus y-Richtung betrachtet kreuzen sich hierbei die zwei Teilwicklungsmatten 11,12 entlang des Lagenwechsels der Teilwicklungsmatten 11,12.Accordingly, only one version of the partial winding
Die Wicklungsmatten
Die Anzahl der gestapelten Wicklungsmatten
In
Die gestapelten und zusammengerollten Wicklungsmatten
In den
In der ersten Ausführungsform nach
In der ersten Ausführungsform nach
In der zweiten Ausführungsform nach
In der dritten Ausführungsform nach
In der vierten Ausführungsform nach
In der fünften und sechsten Ausführungsform (
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Statorstator
- 22
- StatorkörperStator body
- 33
- WicklungsmatteWinding mat
- 4, 5,134, 5.13
- erste Sätzefirst sentences
- 66th
- WellenwicklungsleiterWave winding conductor
- 77th
- NutabschnitteGroove sections
- 88th
- KopfabschnitteHead sections
- 99
- SymmetrieachseAxis of symmetry
- 1010
- WickelkopfspitzeWinding head tip
- 1111
- erste Teilwicklungsmattefirst partial winding mat
- 1212th
- zweite Teilwicklungsmattesecond partial winding mat
- 1313th
- WicklungsstapelWinding stack
- 1414th
- AnschlussleiterConnection conductor
- 1515th
- ZahnketteInverted tooth chain
- 1616
- StatornutenStator slots
- 1717th
- StatorzähneStator teeth
- 1818th
- StirnflächeFace
Claims (17)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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