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WO2009027381A1 - Drehstrommotor - Google Patents

Drehstrommotor Download PDF

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WO2009027381A1
WO2009027381A1 PCT/EP2008/061104 EP2008061104W WO2009027381A1 WO 2009027381 A1 WO2009027381 A1 WO 2009027381A1 EP 2008061104 W EP2008061104 W EP 2008061104W WO 2009027381 A1 WO2009027381 A1 WO 2009027381A1
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WO
WIPO (PCT)
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coils
contact
phase motor
motor according
rails
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2008/061104
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Ploch
Andreas Stibor
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
Publication of WO2009027381A1 publication Critical patent/WO2009027381A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • 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
    • 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 having a rotor and a stator, each having one or more parallel-connected coils strands of the stator, wherein the coils of different strands are arranged alternately to each other.
  • 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.
  • Einziehtechnik This leads, in particular in large series, to a great production outlay.
  • To simplify the interconnection ring segments or contact bridges are therefore known. Nevertheless, the production of the known three-phase motors requires a great deal of effort.
  • 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 in particular in a large series.
  • the coils each have a plurality of contact holders, that in the contact holders in each case a contact rail is arranged and that the contact rails have means for contacting with terminals of the coils.
  • the coils are each assigned contact holders with contact rails. This can be the
  • the coils and the contact holders can be as pre-assemble easy-to-manufacture common parts and assemble them to the stator.
  • the production of the three-phase motor according to the invention is particularly simple, especially in mass production.
  • the coils are so-called single-tooth coils with their own coil cores.
  • the interconnection of the coils is particularly simple when a total of four contact bars are provided in the star connection of the strands, each of the strands having a single contact rail, if the contact bars connected to the strands have first terminals of the coils are connected and when one of the contact rails connects all the second terminals of the coil.
  • the terminals of the coils and the contact rails are preferably welded.
  • Coils molded plastic is designed as a contact holder.
  • the reliable alignment of the contact rails on the coils also has the advantage that the contact rails can be arranged particularly close to each other and thus the three-phase motor according to the invention is constructed particularly compact. An automated interconnection of the coils is thus process reliable.
  • the terminals of the coils are also fixed in the plastic.
  • the contact rails can be particularly easy to assemble according to another advantageous embodiment of the invention, when the contact holder groove-shaped and the contact rails are designed annular. Another advantage of this design is that the contact rails are reliably mechanically fixed to each of the coils.
  • the production of the contact rails as a closed ring also has the advantage of high mechanical stability of the contact rail on. However, an open ring can be produced particularly easily in the stamping process.
  • 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 and the groove-shaped contact holder are designed to be open in the axial direction of the rotor. This also leads to further reduction of the dimensions of the inventive three-phase motor.
  • the three-phase motor according to the invention is structurally particularly simple if the ring-shaped contact rails surround each other concentrically.
  • the proposed interconnection of the coils is particularly simple according to an advantageous embodiment of the invention, when the means for contacting the contact rails with the terminals of the coils have contact tongues.
  • the contact tongues of the individual contact rails thereby advantageously overlap the contact rails.
  • the contact tongues of adjacent contact rails are offset from each other, since only every third of the coils must be connected to the same strand.
  • the contact tongues are preferably punched in one piece with the contact rails made of copper and then bent into the intended shape.
  • the stator is composed of a large number of equal parts when the coils are each constructed the same and form a structural unit with the contact holders.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a stator of a three-phase motor according to the invention with eight parallel coils per strand,
  • Fig. Ia schematically shows the three-phase motor in one
  • FIG 4 shows the stator of the three-phase motor according to the invention during assembly.
  • Figure 1 shows a circuit diagram with coils 1 - 24 of a stator 25 of a three-phase motor schematically shown in Figure Ia.
  • the three-phase motor has three strings U, V, W in a star connection, with eight coils 1 - 24 connected in parallel being provided per string U, V, W in this exemplary embodiment.
  • the stator 25 thus has 24 coils.
  • the stator 25 is shown cut in Figure Ia and encloses a rotatably mounted rotor 26th
  • Figure 2 shows the interconnection of the coils 1 - 24 by means of contact rails 27 - 30 and the interconnection of the coils 1 - 24 with each other.
  • the order of the coils 1 - 24 in Figure 2 corresponds to their actual arrangement in the stator 25. Since only two parallel-connected coils 1 - 24 are used according to the illustrated embodiment of the three-phase motor, the stator 25 has a total of four contact rails 27 - 30, which via Contact tongues 31 with terminals 32, 33 of the coils 1 - 24 are connected.
  • the strands U, V, W each have a contact rail 27-29, which are connected to provided first terminals 32 of the coils 1-24.
  • the fourth contact rail 30 is with all second terminals 33 of the coils 1 - 24 connected and forms the neutral point.
  • Figure 3 shows one of the coils 1 - 24 with the terminals 32, 33 and with contact holders 34 - 37 for the contact rails 27 - 30 of Figure 2.
  • the contact holder 34 - 37 are designed groove-shaped. Thus, the contact rails 27 - 30 can be easily inserted into the contact holder 34 - 37 and connect the contact tongues 38 with the terminals 32, 33.
  • FIG. 4 shows the stator 25 of the three-phase motor prior to assembly of the contact rails 27 - 30.
  • the contact rails 27 - 30 are designed for use in the groove-shaped contact holders 34 - 37 annular and surround each other concentrically.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Abstract

Ein Drehstrommotor mit mehreren, parallel geschaltete Spulen (1 - 24) aufweisenden Strängen (U, V, W) eines Stators (25) weist ringförmig gestaltete Kontaktschienen (27 - 30) zur Kontaktierung der Spulen (1 - 24) auf. Die Spulen (1 - 24) sind jeweils mit nutförmigen Kontakthaltern (34 - 37) als bauliche Einheit gestaltet. Die Kontakthalter (34 - 37) sind aus Kunststoff gefertigt und an den Spulen (1 - 24) angespritzt. Hierdurch gestaltet sich die Kontaktierung der Spulen (1 - 24) und die Montage des rehstrommotors besonders einfach.

Description

Beschreibung
Drehstrommotor
Die Erfindung betrifft einen Drehstrommotor mit einem Rotor und mit einem Stator, mit jeweils eine oder mehrere parallel geschaltete Spulen aufweisenden Strängen des Stators, wobei die Spulen verschiedener Stränge zueinander abwechselnd angeordnet 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 Ferti- gung der bekannten Drehstrommotoren einen sehr großen Aufwand .
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Drehstrommotor der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass er ins- besondere in einer Großserie besonders einfach zu fertigen ist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Spulen jeweils mehrere Kontakthalter aufweisen, dass in den Kontakthaltern jeweils eine Kontaktschiene angeordnet ist und dass die Kontaktschienen Mittel zur Kontaktierung mit Anschlüssen der Spulen haben.
Durch diese Gestaltung werden den Spulen jeweils Kontakthal- ter mit Kontaktschienen zugeordnet. Damit lassen sich die
Spulen besonders einfach mit den vorgesehenen Kontaktschienen verbinden. Die Spulen und die Kontakthalter lassen sich als einfach zu fertigende Gleichteile vormontieren und zu dem Stator zusammenstellen. Damit gestaltet sich die Fertigung des erfindungsgemäßen Drehstrommotors insbesondere in Großserie besonders einfach. Die Spulen sind erfindungsgemäß so ge- nannte Einzelzahnspulen mit eigenen Spulenkernen.
Die Verschaltung der Spulen gestaltet sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach, wenn in der Sternschaltung der Stränge insgesamt vier Kon- taktschienen vorgesehen sind, wobei jeder der Stränge eine einzelne Kontaktschiene hat, wenn die mit den Strängen verbundenen Kontaktschienen mit ersten Anschlüssen der Spulen verbunden sind und wenn eine der Kontaktschienen sämtliche zweite Anschlüsse der Spulen verbindet. Die Anschlüsse der Spulen und die Kontaktschienen werden vorzugsweise verschweißt .
Die Kontaktschienen sind gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung im montierten Zustand zuverlässig gegen- über den Anschlüssen der Spulen ausgerichtet, wenn an den
Spulen angespritzter Kunststoff als Kontakthalter ausgebildet ist. Die zuverlässige Ausrichtung der Kontaktschienen an den Spulen hat zudem den Vorteil, dass die Kontaktschienen besonders nahe nebeneinander angeordnet werden können und hier- durch der erfindungsgemäße Drehstrommotor besonders kompakt aufgebaut ist. Eine automatisierte Verschaltung der Spulen ist hierdurch prozesssicher. Vorzugsweise sind die Anschlüsse der Spulen ebenfalls in dem Kunststoff fixiert.
Die Kontaktschienen lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach montieren, wenn die Kontakthalter nutförmig und die Kontaktschienen ringförmig gestaltet sind. Ein weiterer Vorteil dieser Gestaltung besteht darin, dass die Kontaktschienen an jeder der Spulen zuverlässig mechanisch fixiert sind. Die Fertigung der Kontaktschienen als geschlossener Ring weist zudem den Vorteil der hohen mechanischen Stabilität der Kontaktschiene auf. Ein offener Ring lässt sich jedoch besonders einfach im Stanzverfahren fertigen.
Die Kontaktierung der einzelnen Spulen des erfindungsgemäßen Drehstrommotors gestaltet sich besonders einfach, wenn die Anschlüsse der Spulen parallel zur Achse des Rotors angeordnet sind und die nutförmig gestalteten Kontakthalter in Achsrichtung des Rotors hin offen gestaltet sind. Dies führt zudem zur weiteren Verringerung der Abmessungen des erfindungs- gemäßen Drehstrommotors.
Der erfindungsgemäße Drehstrommotor gestaltet sich konstruktiv besonders einfach, wenn die ringförmig gestalteten Kontaktschienen einander konzentrisch umschließen.
Die vorgesehene Verschaltung der Spulen gestaltet sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach, wenn die Mittel zur Kontaktierung der Kontaktschienen mit den Anschlüssen der Spulen Kontaktzungen aufweisen. Die Kontaktzungen der einzelnen Kontaktschienen übergreifen dabei vorteilhafter Weise die Kontaktschienen. Zudem sind die Kontaktzungen einander benachbarter Kontaktschienen zueinander versetzt, da nur jede dritte der Spulen mit dem gleichen Strang verbunden sein muss. Die Kontaktzungen werden vorzugs- weise einstückig mit den Kontaktschienen aus Kupfer ausgestanzt und anschließend in die vorgesehene Form gebogen.
Der Stator setzt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung aus einer großen Anzahl an Gleich- teilen zusammen, wenn die Spulen jeweils gleich aufgebaut sind und mit den Kontakthaltern eine bauliche Einheit bilden.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren 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 acht parallel geschalteten Spulen pro Strang,
Fig. Ia schematisch den Drehstrommotor in einer
Schnittdarsteilung,
Fig. 2 eine Verschaltung der Spulen mittels Kontaktschienen,
Fig. 3 vergrößert eine bauliche Einheit aus einer Spule und Kontakthaltern,
Fig. 4 den Stator des erfindungsgemäßen Drehstrommo- tors bei der Montage.
Figur 1 zeigt einen Schaltplan mit Spulen 1 - 24 eines Stators 25 eines in Figur Ia schematisch dargestellten Drehstrommotors. Der Drehstrommotor hat drei Stränge U, V, W in einer Sternschaltung, wobei pro Strang U, V, W in diesem Ausführungsbeispiel acht parallel geschaltete Spulen 1 - 24 vorgesehen sind. Insgesamt hat der Stator 25 damit 24 Spulen. Der Stator 25 ist in Figur Ia geschnitten dargestellt und umschließt einen drehbar gelagerten Rotor 26.
Figur 2 zeigt die Verschaltung der Spulen 1 - 24 mittels Kontaktschienen 27 - 30 und die Verschaltung der Spulen 1 - 24 untereinander. Die Reihenfolge der Spulen 1 - 24 in Figur 2 entspricht deren tatsächlicher Anordnung im Stator 25. Da nach der zeichnerisch dargestellten Ausführungsform des Drehstrommotors ausschließlich parallel geschaltete Spulen 1 - 24 eingesetzt sind, weist der Stator 25 insgesamt vier Kontaktschienen 27 - 30 auf, welche über Kontaktzungen 31 mit Anschlüssen 32, 33 der Spulen 1 - 24 verbunden sind. Die Strän- ge U, V, W weisen jeweils eine Kontaktschiene 27 - 29 auf, welche mit vorgesehenen ersten Anschlüssen 32 der Spulen 1 - 24 verbunden sind. Die vierte Kontaktschiene 30 ist mit allen zweiten Anschlüssen 33 der Spulen 1 - 24 verbunden und bildet den Sternpunkt.
Figur 3 zeigt eine der Spulen 1 - 24 mit den Anschlüssen 32, 33 und mit Kontakthaltern 34 - 37 für die Kontaktschienen 27 - 30 aus Figur 2. Die Kontakthalter 34 - 37 sind nutförmig gestaltet. Damit lassen sich die Kontaktschienen 27 - 30 einfach in die Kontakthalter 34 - 37 einführen und die Kontaktzungen 38 mit den Anschlüssen 32, 33 verbinden.
Die einzelnen Spulen 1 - 24 lassen sich zu einem Ring zusammenstellen, wie es in Figur 4 dargestellt ist. Figur 4 zeigt den Stator 25 des Drehstrommotors vor der Montage der Kontaktschienen 27 - 30. Die Kontaktschienen 27 - 30 sind zum Einsatz in den nutförmig gestalteten Kontakthaltern 34 - 37 ringförmig gestaltet und umschließen einander konzentrisch.

Claims

Patentansprüche
1. Drehstrommotor mit einem Rotor und mit einem Stator, mit jeweils einer oder mehrere parallel geschaltete Spulen aufweisenden Strängen des Stators, wobei die
Spulen verschiedener Stränge zueinander abwechselnd angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen (1 - 24) jeweils mehrere Kontakthalter (34 - 37) aufweisen, dass in den Kontakthaltern (34 - 37) je- weils eine Kontaktschiene (27 - 30) angeordnet ist und dass die Kontaktschienen (27 - 30) Mittel zur Kontak- tierung mit Anschlüssen (32, 33) der Spulen (1 - 24) haben .
2. Drehstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Sternschaltung der Stränge (U, V, W) insgesamt vier Kontaktschienen (27 - 30) vorgesehen sind, wobei jeder der Stränge (U, V, W) eine einzelne Kontaktschiene (27 - 29) hat, dass die mit den Strängen (U, V, W) verbundenen Kontaktschienen (27 - 29) mit ersten Anschlüssen (32) der Spulen (1 - 24) verbunden sind und dass eine der Kontaktschienen (30) sämtliche zweite Anschlüsse (33) der Spulen (1 - 24) verbindet .
3 . Drehstrommotor nach Anspruch 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass an den Spulen ( 1 - 24 ) angespritzter Kunststof f als Kontakthalter ( 34 - 37 ) ausgebildet ist .
4. Drehstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Kontakthalter
(34 - 37) nutförmig und die Kontaktschienen (27 - 30) ringförmig gestaltet sind.
5. Drehstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Anschlüsse (32, 33) der Spulen (1 - 24) parallel zur Achse des Rotors (26) angeordnet sind und die nutförmig gestalteten Kontakthalter (34 - 37) in Achsrichtung des Rotors (26) hin offen gestaltet sind.
6. Drehstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die ringförmig gestalteten Kontaktschienen (27 - 30) einander konzentrisch umschließen.
7. Drehstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Mittel zur Kontaktierung der Kontaktschienen (27 - 30) mit den Anschlüssen (32, 33) der Spulen (1 - 24) Kontaktzungen (31) aufweisen.
8. Drehstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Spulen (1 - 24) jeweils gleich aufgebaut sind und mit den Kontakt- haltern (34 - 37) eine bauliche Einheit bilden.
PCT/EP2008/061104 2007-08-29 2008-08-26 Drehstrommotor Ceased WO2009027381A1 (de)

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