DE102012207888A1

DE102012207888A1 - Stator für einen Elektromotor

Info

Publication number: DE102012207888A1
Application number: DE102012207888A
Authority: DE
Inventors: Sara A. Stabenow; Stephen R. Smith; Edward Panozzo; David F. Titmuss
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-05-17
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2012-11-22
Also published as: CN102790451A; US20120293034A1; CN102790451B; US8531076B2

Abstract

Ein Stator für einen Elektromotor umfasst erste und zweite Reihen von Leitern, die um eine Achse im Inneren eines Stahlkerns herum konzentrisch angeordnet sind. Jeder Leiter umfasst ein Verbindungsende. Der Stator umfasst außerdem einen ersten dielektrischen Abstandsring, der zwischen den zwei Reihen von Leitern angeordnet ist. Jeder Leiter der ersten Reihe wird entweder in eine Richtung im Uhrzeigersinn oder eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn relativ zu der Achse gebogen und jeder Leiter der zweiten Reihe wird in die entgegengesetzte Richtung gebogen. Das Verbindungsende jedes Leiters der ersten Reihe wird an dem Verbindungsende eines benachbarten Leiters der zweiten Reihe angebracht, nachdem die Leiter gebogen sind. Der erste Abstandsring trennt die erste und zweite Reihe von Leitern, wenn die Leiter gebogen werden, und er ist außerdem zumindest teilweise zwischen der ersten und zweiten Reihe von Leitern angeordnet, wenn die Verbindungsenden aneinander angebracht werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft einen Stator eines Elektromotors.
HINTERGRUND
Ein Elektromotor ist ein Maschinentyp, der elektrische Energie in mechanische Energie umsetzt. Elektromotoren können als Motoren vom Wechselstromtyp (AC-Typ) oder Gleichstromtyp (DC-Typ) ausgestaltet sein. Elektromotoren arbeiten durch interagierende Magnetfelder und stromführende Leiter, um eine Kraft zu erzeugen. Neue technologische Fortschritte haben die Entwicklung kompakter Hochleistungselektromotoren für hochvolumige Anwendungen, wie etwa zum Betreiben eines Fahrzeugs, d. h. eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs, ermöglicht.
Ein Stator ist der stationäre Teil eines Rotorsystems, das in Elektromotoren anzutreffen ist. Der Stator kann entweder Permanentmagnete oder Elektromagnetwicklungen, die aus Magnetstäben oder Drähten ausgebildet sind, enthalten. In Abhängigkeit von der Konfiguration des Elektromotors kann der Stator wie ein Feldmagnet zur Interaktion mit einem Anker wirken, um eine Bewegung zu erzeugen, oder er kann wie der Anker wirken, wobei er seine Beeinflussung von sich bewegenden Feldspulen auf dem Rotor empfängt. Statoren verwenden oft verschiedene Abstandsstücke, um die Magnetstäbe oder Drähte der Haltbarkeit wegen zu trennen und sie verwenden außerdem typischerweise dielektrische Isolatoren, um Magnetstäbe oder Drähte von unterschiedlichen Phasen zu isolieren.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Stator für einen Wechselstromelektromotor (AC-Elektromotor) umfasst einen Stahlkern, der konzentrisch um eine Achse herum angeordnet ist. Der Stator umfasst auch eine erste Reihe von Leitern, die in dem Stahlkern konzentrisch um die Achse herum angeordnet sind, und eine zweite Reihe von Leitern, die benachbart zu der ersten Reihe von Leitern derart angeordnet sind, dass die erste Reihe von Leitern konzentrisch um die zweite Reihe herum angeordnet ist. Der Stator umfasst zusätzlich einen ersten dielektrischen Abstandsring, der zwischen der ersten Reihe von Leitern und der zweiten Reihe von Leitern konzentrisch um die Achse herum angeordnet ist. Jeder Leiter der ersten und zweiten Reihe umfasst ein Verbindungsende. Jeder Leiter der ersten Reihe ist ausgestaltet, um entweder in eine Richtung im Uhrzeigersinn oder eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn mit Bezug auf die Achse gebogen oder gewunden zu werden, und jeder Leiter der zweiten Reihe ist ausgestaltet, um in die jeweils andere der Richtung im Uhrzeigersinn und der Richtung gegen den Uhrzeigersinn mit Bezug auf die Achse gebogen zu werden. Das Verbindungsende jedes Leiters der ersten Reihe wird an dem Verbindungsende eines benachbarten Leiters der zweiten Reihe angebracht, nachdem jeder Leiter der ersten Reihe und der zweiten Reihe gebogen wurde, sodass eine AC-Phase definiert wird. Der erste Abstandsring trennt die erste Reihe von Leitern von der zweiten Reihe von Leitern, wenn jeder Leiter der ersten und zweiten Reihen von Leitern gebogen wird. Der erste Abstandsring ist außerdem zumindest teilweise zwischen der ersten und zweiten Reihe von Leitern angeordnet, wenn die Verbindungsenden der benachbarten Leiter aneinander angebracht werden, und danach.
Der Stahlkern kann eine Reihe von Nuten enthalten, die konzentrisch um die Achse herum angeordnet sind. Der Stahlkern kann außerdem eine erste Reihe von Nutauskleidungen und eine zweite Reihe von Nutauskleidungen umfassen, die in die Reihe von Nuten eingeführt sind, sodass eine Nutauskleidung der ersten Reihe von Nutauskleidungen und eine Nutauskleidung der zweiten Reihe von Nutauskleidungen in jede Nut eingeführt ist. Die erste Reihe von Nutauskleidungen kann dann konzentrisch um und benachbart zu der zweiten Reihe von Nutauskleidungen angeordnet sein. In einem derartigen Fall kann die erste Reihe von Leitern durch die erste Reihe von Nutauskleidungen eingeführt werden und die zweite Reihe von Leitern kann durch die zweite Reihe von Nutauskleidungen eingeführt werden.
Der erste dielektrische Abstandsring kann aus einem hoch entwickelten Polymerfilm ausgebildet sein. In einem derartigen Fall, kann der hoch entwickelte Polymerfilm ein Polyäther-Äther-Keton-Material (PEEK-Material) sein.
Der erste dielektrische Abstandsring kann in der Nähe der Verbindungsenden der benachbarten Leiter in mindestens zwei Schichten gefaltet sein.
Der Stator kann außerdem eine dritte Reihe von Leitern umfassen, die in dem Stahlkern konzentrisch um die Achse herum angeordnet ist, und eine vierte Reihe von Leitern, die benachbart zu der dritten Reihe von Leitern derart angeordnet ist, dass die dritte Reihe von Leitern konzentrisch um die vierte Reihe herum angeordnet ist. Der Stator kann zusätzlich einen zweiten dielektrischen Abstandsring enthalten, der konzentrisch um die Achse herum zwischen der dritten Reihe von Leitern und der vierten Reihe von Leitern angeordnet ist. Ferner kann der Stator einen dritten dielektrischen Abstandsring enthalten, der konzentrisch um die Achse herum zwischen der zweiten Reihe von Leitern und der dritten Reihe von Leitern angeordnet ist. Jeder Leiter der dritten Reihe und jeder Leiter der vierten Reihe kann ein Verbindungsende enthalten. Jeder Leiter der dritten Reihe kann ausgestaltet ein, um entweder in eine Richtung im Uhrzeigersinn oder eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn mit Bezug auf die Achse gebogen zu werden und jeder Leiter der vierten Reihe kann ausgestaltet sein, um in die jeweils andere der Richtung im Uhrzeigersinn und der Richtung gegen den Uhrzeigersinn mit Bezug auf Achse gebogen zu werden. Entsprechend kann das Verbindungsende jedes Leiters der dritten Reihe an dem Verbindungsende eines benachbarten Leiters der vierten Reihe angebracht werden, nachdem jeder der Leiter der ersten Reihe und jeder der Leiter der zweiten Reihe gebogen wurde. Der dritte Abstandsring kann die zweite Reihe von Leitern vollständig von der dritten Reihe von Leitern trennen.
Es werden auch ein AC-Elektromotor, der den vorstehend beschriebenen Stator verwendet, und ein Verfahren zum Zusammenbauen eines Stators für einen Elektromotor bereitgestellt.
Die vorstehenden Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich leicht aus der folgenden genauen Beschreibung der besten Arten, um die Erfindung auszuführen, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische schematische Darstellung eines Wechselstromelektromotors (AC-Elektromotors) mit einem Rotor und einem Stator;
2 ist eine perspektivische Ansicht des Statorabschnitts des in 1 gezeigten Elektromotors;
3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts eines Querschnitts des Stators, der in 1 gezeigt ist, welcher vier in eine Statornut eingeführte Reihen von Leitern darstellt; und
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Zusammenbauen des Stators darstellt, der in 1–3 gezeigt ist.
GENAUE BESCHREIBUNG
Mit Bezug auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten bezeichnen, zeigt 1 einen Wechselstromelektromotor (AC-Elektromotor) 10. Der Elektromotor 10 kann als Teil eines Antriebsstrangs oder eines Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug wie etwa ein Hybrid- oder ein Elektrofahrzeug eingesetzt werden. Der Elektromotor umfasst einen Rotor 12, der konzentrisch um eine Achse 14 herum und mit Bezug auf einen Stator 16 innerhalb angeordnet ist. Ähnlich wie der Rotor 12 ist der Stator 16 konzentrisch um die Achse 14 herum angeordnet. Der Rotor 12 ist ausgestaltet, um die Achse 14 herum und relativ zum Stator 16 zu rotieren.
Wie in 1 und 2 gezeigt ist, umfasst der Stator 16 einen Stahlkern 18, der konzentrisch um die Achse 14 herum angeordnet ist. Der Stahlkern 18 ist ein Blechpaket aus dünnen Stahlplatten, beispielsweise eines Siliziumkohlenstofftyps. Der Stator 16 umfasst auch eine erste Reihe von Leitern 20, die im Stahlkern 18 konzentrisch um die Achse 14 herum auf einem Durchmesser 22 angeordnet ist, und eine zweite Reihe von Leitern 24, die benachbart zu der ersten Reihe von Leitern 20 auf einem Durchmesser 26 derart angeordnet ist, dass die erste Reihe von Leitern konzentrisch um die zweite Reihe herum angeordnet ist. Der Stator 16 umfasst zusätzlich eine dritte Reihe von Leitern 28, die in dem Stahlkern 18 konzentrisch um die Achse 14 herum auf einem Durchmesser 30 angeordnet ist. Ferner umfasst der Stator 16 eine vierte Reihe von Leiter 32, die benachbart zu der dritten Reihe von Leitern 28 auf einem Durchmesser 34 angeordnet ist, sodass die dritte Reihe von Leitern konzentrisch um die vierte Reihe herum angeordnet ist, während die zweite Reihe von Leitern 24 konzentrisch um die dritte Reihe von Leitern 28 herum angeordnet ist. Wie gezeigt, sind die in der ersten, zweiten, dritten und vierten Reihe von Leitern 20, 24, 28, 32 verwendeten Leiter Drähte oder Stangenmaterialsegmente mit quadratischem Querschnitt, die mit einem Schutzdrahtlack beschichtet sind. Jeder Leiter der ersten Reihe von Leitern 20 weist ein erstes Verbindungsende 36 auf; jeder Leiter der zweiten Reihe von Leitern 24 weist ein zweites Verbindungsende 38 auf; jeder Leiter der dritten Reihe von Leitern 28 weist ein drittes Verbindungsende 40 auf; und jeder Leiter der vierten Reihe von Leitern 32 weist ein viertes Verbindungsende 42 auf.
3 stellt einen Abschnitt eines Querschnitts des Stators 16 entlang einer Linie 3-3 dar, die in 2 gezeigt ist. Wie in 2 ersichtlich ist, enthält der Stahlkern 18 eine Reihe von Nuten 46, die konzentrisch um die Achse 14 herum angeordnet ist. Eine erste Reihe von Nutauskleidungen 48, eine zweite Reihe von Nutauskleidungen 50, eine dritte Reihe von Nutauskleidungen 52 und eine vierte Reihe von Nutauskleidungen 54 sind jeweils in die Reihe von Nuten 46 eingeführt. Wie in 2 gezeigt ist, sind jeweils eine Nutauskleidung der ersten Reihe von Nutauskleidungen 48, eine Nutauskleidung der zweiten Reihe von Nutauskleidungen 50, eine Nutauskleidung der dritten Reihe von Nutauskleidungen 52 und eine Nutauskleidung der ersten Reihe von Nutauskleidungen 54 in jede Nut in der Reihe von Nuten 46 eingeführt. Folglich sind die erste, zweite, dritte und vierte Reihe von Nutauskleidungen 48, 50, 52 und 52 jeweils konzentrisch und mit Bezug aufeinander benachbart angeordnet. Die erste, zweite, dritte und vierte Reihe von Leitern 20, 24, 28 und 32 sind jeweils durch die erste, zweite, dritte und vierte Reihe von Nutauskleidungen 48, 50, 52 bzw. 54 eingeführt.
Ein erster dielektrischer Abstandsring 56 ist konzentrisch um die Achse 14 herum angeordnet und ist zwischen der ersten Reihe von Leitern 20 und der zweiten Reihe von Leitern 24 angeordnet. Auf ähnliche Weise ist ein zweiter dielektrischer Abstandsring 58 konzentrisch um die Achse 14 herum angeordnet und er ist zwischen der dritten Reihe von Leitern 28 und der vierten Reihe von Leitern 32 angeordnet. Der erste und der zweite dielektrische Abstandsring 56, 58 können aus einem hoch entwickelten Polymerfilm ausgebildet sein, wie etwa einem Polyäther-Äther-Keton-Material (PEEK-Material). Das PEEK-Material ist ein semikristalliner organischer thermoplastischer Polymerkunststoff, der bei Konstruktionsanwendungen wegen seiner Fähigkeit, Eigenschaften der mechanischen Haltbarkeit und der chemischen Widerstandsfähigkeit bei hohen Temperaturen beizubehalten, oft verwendet wird. Der Elastizitätsmodul bzw. der Youngsche Modul von PEEK-Material beträgt etwa 3,6 GPa und seine Zugfestigkeit liegt im Bereich von 90–100 Mpa. PEEK weist eine Glasübergangstemperatur von etwa 143°C (289°F) und eine Schmelztemperatur von etwa 343°C (649°F) auf. Das PEEK-Material ist ein geeigneter Kandidat für den ersten und zweiten dielektrischen Abstandsring 56, 58, weil es hochgradig beständig gegen eine Verschlechterung aufgrund der Temperatur sowie gegen Angriffe durch sowohl organische als auch wässrige Umgebungen ist, wie etwa einem Automatikgetriebefluid (ATF), dem der Stator 16 zur Kühlung ausgesetzt sein kann, wenn der Elektromotor 10 in einem Fahrzeugantriebsstrang verwendet wird. Das PEEK-Material ist außerdem ein effektiver elektrischer Isolator und kann daher verwendet werden, um die erste Reihe von Leitern 20 von der zweiten Reihe von Leitern 24 und die dritte Reihe von Leitern 28 von der vierten Reihe von Leitern 32 zu isolieren, um einen elektrischen Kurzschluss zwischen den jeweiligen Leitern zu verhindern.
Wieder mit Bezug auf 1 und 2 ist jeder einzelne Leiter der ersten Reihe von Leitern 20 ausgestaltet, um entweder in eine Richtung im Uhrzeigersinn oder eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn mit Bezug auf die Achse 14 gebogen oder gewunden zu werden, wie durch einen Winkel θ dargestellt ist. Zusätzlich ist jeder einzelne Leiter der zweiten Reihe von Leitern 24 ausgestaltet, um in die jeweils andere der Richtung im Uhrzeigersinn und der Richtung gegen den Uhrzeigersinn oder entgegengesetzt zu der Biegerichtung der ersten Reihe von Leitern 20 gebogen zu werden. Auf ähnliche Weise ist jeder einzelne Leiter der dritten Reihe von Leitern 28 ausgestaltet, um entweder in eine Richtung im Uhrzeigersinn oder eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn mit Bezug auf die Achse 14 gebogen oder gewunden zu werden. Entsprechend ist jeder einzelne Leiter der vierten Reihe von Leitern 32 ausgestaltet, um jeweils in die andere der Richtung im Uhrzeigersinn und der Richtung gegen den Uhrzeigersinn oder entgegengesetzt zu der Biegerichtung der dritten Reihe von Leitern 28 gebogen zu werden.
Das erste Verbindungsende 36 jedes Leiters der ersten Reihe von Leitern 20 wird an dem zweiten Verbindungsende 38 eines benachbarten Leiters der zweiten Reihe von Leitern 24 angebracht oder damit verschweißt, nachdem jeder Leiter der ersten Reihe und der zweiten Reihe gebogen ist. Auf ähnliche Weise wird das dritte Verbindungsende 40 jedes Leiters der dritten Reihe von Leitern 28 an dem vierten Verbindungsende 42 eines benachbarten Leiters der vierten Reihe von Leitern 32 angebracht oder damit verschweißt, nachdem jeder Leiter der dritten Reihe und der vierten Reihe gebogen ist. Wie der Fachmann versteht, erzeugt ein derartiges Befestigen der Verbindungsenden 36 und 38 sowie das Befestigen der Verbindungsenden 40 und 42 eine kontinuierliche Verbindung zwischen den jeweiligen Leitern, um eine spezielle AC-Phase des Elektromotors 10 zu erzeugen oder zu definieren.
Da der erste und zweite Abstandsring 56, 58 durch eine signifikante mechanische Haltbarkeit gekennzeichnet sind, können es der erste und zweite Abstandsring ohne Ausfall aushalten, dass sie zwischen der ersten und zweiten Reihe von Leitern 20, 24 und zwischen der dritten und vierten Reihe von Leitern 28, 32 gehalten werden, während die erste, zweite, dritte und vierte Reihe von Leitern gebogen werden. Wenn sie auf diese Weise zwischen den entsprechenden Reihen von Leitern positioniert sind, ermöglichen der erste und zweite Abstandsring 56, 58, dass die erste und zweite Reihe von Leitern 20, 24 und die dritte und vierte Reihe von Leitern 28, 32 ohne irgendeine Beschädigung der Drahtlackbeschichtung der Leiter gebogen werden. Da der erste und zweite Abstandsring 56, 58 zudem hochgradig widerstandsfähig gegen eine Verschlechterung aufgrund von Temperatur sind, können es die jeweiligen ersten und zweiten Abstandsringe aushalten, dass sie in der Nähe der ersten und zweiten Verbindungsenden 36, 38 und der dritten und vierten Verbindungsenden 40, 42 gehalten werden, während die geeigneten benachbarten Verbindungsenden aneinander angebracht werden. Darüber hinaus können die ersten und zweiten Abstandsringe 56, 58 während eines Betriebs des Elektromotors 10 so funktionieren, dass sie die erste Reihe von Leitern 20 von der zweiten Reihe von Leitern 24 elektrisch isolieren und einen elektrischen Kurzschluss zwischen den jeweiligen Leitern verhindern.
Jeder der ersten und zweiten dielektrischen Abstandsringe 56, 58 kann in der Nähe der Verbindungsenden 36, 38, 40 und 42 der benachbarten Leiter außerdem in mindestens zwei Schichten gefaltet sein. Derartig gefaltete Abstandsringe können den Spalt zwischen den jeweiligen benachbarten Leiter vergrößern und den elektrischen Isolationseffekt des speziellen Abstandsrings weiter verbessern.
1 und 2 zeigen außerdem einen dritten dielektrischen Abstandsring 60, der konzentrisch um die Achse 14 herum zwischen der zweiten Reihe von Leitern 24 und der dritten Reihe von Leitern 28 angeordnet ist. Der dritte Abstandsring 60 trennt die zweite Reihe von Leitern 24 vollständig von der dritten Reihe von Leitern 28 für eine effektive Isolierung der betreffenden Reihen von Leitern. Ähnlich wie der erste und zweite Abstandsring 56, 58 kann der dritte Abstandsring 60 aus einem hoch entwickelten Polymerfilm ausgebildet sein, wie etwa dem vorstehend beschriebenen Polyäther-Äther-Keton-Material (PEEK-Material). Der dritte Abstandsring 60 ist jedoch größer als der erste und zweite Abstandsring 56, 58, da der dritte Abstandsring die zweite und dritte Reihe von Leitern 24, 28 vollständig trennt, während der erste und zweite Abstandsring nur die jeweiligen Reihen von Drähten bis zu den Verbindungsenden trennen müssen.
Entsprechend trennt der erste Abstandsring 56 die erste Reihe von Leitern 20 von der zweiten Reihe von Leitern 24, und der zweite Abstandsring 58 trennt die dritte Reihe von Leitern 28 von der vierten Reihe von Leitern 32, wenn jede der ersten, zweiten, dritten und vierten Reihen von Leitern gebogen wird. Zudem bleibt der erste Abstandsring 56 zumindest teilweise zwischen den jeweiligen ersten und zweiten Reihen von Leitern 20, 24 angeordnet, und der zweite Abstandsring 58 bleibt zumindest teilweise zwischen der dritten und vierten Reihe von Leitern 28, 32 angeordnet, wenn die Verbindungsenden der benachbarten Leiter aneinander angebracht werden. Die ersten und zweiten Abstandsringe 56, 58 verbleiben an Ort und Stelle zwischen den jeweiligen Reihen von Leitern, nachdem der Stator 16 vollständig in den Elektromotor 10 eingebaut ist und führen ihre elektrische Isolierungsfunktion während eines Betriebs des Elektromotors aus. Der dritte Abstandsring 60 verbleibt auf ähnliche Weise an Ort und Stelle zwischen der zweiten und dritten Reihe von Leitern 24, 28, nachdem der Zusammenbau des Elektromotors 10 abgeschlossen ist, um die betreffenden Reihen von Leitern vollständig zu trennen, um seine elektrische Isolierungsfunktion während eines Betriebs des Elektromotors auszuführen.
4 stellt ein Verfahren 70 zum Zusammenbauen des Stators 16 dar, der vorstehend mit Bezug auf 1–3 beschrieben ist. Das Verfahren beginnt bei Kästchen 72, wo es umfasst, dass der Stahlkern 18 bereitgestellt wird, und es geht dann zu Kästchen 74 weiter, wo es umfasst, dass die erste Reihe von Leitern 20 und die zweite Reihe von Leitern 24 durch die Reihe von Nuten 46 eingeführt werden. Im Anschluss an Kästchen 74 geht das Verfahren zu Kästchen 76 weiter. Bei Kästchen 76 umfasst das Verfahren, dass der erste dielektrische Abstandsring 56 zwischen die erste und zweite Reihe von Leitern 20, 24 derart eingeführt wird, dass der erste Abstandsring die erste Reihe von Leitern von der zweiten Reihe von Leitern trennt.
Im Anschluss an Kästchen 76 geht das Verfahren zu Kästchen 78 weiter, wo es umfasst, dass jeder Leiter der ersten Reihe von Leitern 20 entweder in eine Richtung im Uhrzeigersinn oder in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn mit Bezug auf die Achse 14 gebogen wird. Bei Kästchen 78 umfasst das Verfahren zusätzlich, dass jeder Leiter der zweiten Reihe von Leitern 24 in eine Richtung gebogen wird, die entgegengesetzt zu derjenigen der ersten Reihe von Leitern 20 ist. Nach Kästchen 78 geht das Verfahren zu Kästchen 80 weiter, wo das Verfahren umfasst, dass die ersten Verbindungsenden 36 der ersten Reihe von Leitern 20 an die benachbarten Verbindungsenden 38 der zweiten Reihe von Leitern 24 angebracht werden, nachdem jeder Leiter der ersten Reihe und der zweiten Reihe gebogen ist.
Von Kästchen 80 geht das Verfahren zu Kästchen 82 weiter, wo es umfasst, dass der erste Abstandsring 56 zwischen der ersten Reihe von Leitern 20 und der zweiten Reihe von Leitern 24 gehalten wird, um die erste Reihe von Leitern von der zweiten Reihe von Leitern zu trennen, wenn jeder der ersten und zweiten Reihen von Leitern gebogen wird. Nach Kästchen 82 geht das Verfahren zu Kästchen 84 weiter, wo es umfasst, dass der erste Abstandsring 56 zumindest teilweise zwischen der ersten und zweiten Reihe von Leitern 20, 24 angeordnet gehalten wird, wenn die Verbindungsenden 36 und 38 der benachbarten Leiter aneinander angebracht werden.
Zudem kann das Verfahren vor dem Einführen der ersten Reihe von Leitern 20 und der zweiten Reihe von Leitern 24 durch die Reihe von Nuten 46 umfassen, dass die erste und zweite Reihe von Nutauskleidungen 48, 50 in die Reihe von Nuten 46 eingeführt wird. Entsprechend würde eine derartige Operation sicherstellen, dass eine Nutauskleidung der ersten Reihe von Nutauskleidungen 48 und eine Nutauskleidung der zweiten Reihe von Nutauskleidungen 50 in jede Nut eingeführt wird, und dass die erste Reihe von Nutauskleidungen konzentrisch um und benachbart zu der zweiten Reihe von Nutauskleidungen angeordnet ist. Das Verfahren kann auch umfassen, dass der erste Abstandsring 56 in der Nähe der Verbindungsenden 36 und 38 der benachbarten Leiter in mindestens zwei Schichten gefaltet wird.
Wie mit Bezug auf 1–3 beschrieben ist, kann das Verfahren auch umfassen, dass die Nutauskleidungen 52 und 54 und die dritte und vierte Reihe von Leitern 28 und 32 in die Reihe von Nuten 46 eingeführt werden. Eine derartige Operation würde die dritte Reihe von Leitern 28 benachbart zu und konzentrisch um die vierte Reihe 32 von Leitern herum anordnen. Außerdem kann das Verfahren umfassen, dass der zweite dielektrische Abstandsring 58 zwischen die dritte und vierte Reihe von Leitern 28 und 32 derart eingeführt wird, dass der zweite Abstandsring die dritte Reihe von Leitern von der vierten Reihe von Leitern trennt. Zudem kann das Verfahren umfassen, dass jeder Leiter der dritten Reihe von Leitern 28 entweder in eine Richtung im Uhrzeigersinn oder eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn mit Bezug auf die Achse 14 gebogen wird und dass jeder der Leiter der vierten Reihe von Leitern 32 in die entgegengesetzte Richtung relativ zu der dritten Reihe von Leitern 28 gebogen wird.
Nachdem jeder Leiter der dritten und vierten Reihen von Leitern 28, 32 gebogen ist, kann das Verfahren umfassen, dass die Verbindungsenden 40 und 42 der benachbarten Leiter der dritten und vierten Reihen aneinander angebracht werden. Darüber hinaus kann das Verfahren umfassen, nachdem die Verbindungsenden 40 und 42 aneinander angebracht wurden, dass der dritte dielektrische Abstandsring 60 zwischen die zweite Reihe von Leitern 24 und die dritte Reihe von Leitern 28 eingeführt wird, sodass der zweite Abstandsring die zweite und dritte Reihe von Leitern 24, 28 vollständig trennt. Das Verfahren kann darüber hinaus umfassen, dass der dritte Abstandsring 60 zwischen der zweiten Reihe von Leitern und der dritten Reihe von Leitern gehalten wird, um die zweite Reihe und die dritte Reihe von Leitern 24, 28 vollständig zu trennen.
Obwohl die besten Arten zum Ausführen der Erfindung im Detail beschrieben wurden, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zum Umsetzen der Erfindung in die Praxis im Umfang der beigefügten Ansprüche erkennen.

Claims

Stator für einen Wechselstromelektromotor (AC-Elektromotor), wobei der Stator umfasst: einen Stahlkern, der konzentrisch um eine Achse herum angeordnet ist; eine erste Reihe von Leitern, die im Stahlkern konzentrisch um die Achse herum angeordnet ist; eine zweite Reihe von Leitern, die benachbart zu der ersten Reihe von Leitern derart angeordnet ist, dass die erste Reihe von Leitern konzentrisch um die zweite Reihe herum angeordnet ist; und einen ersten dielektrischen Abstandsring, der konzentrisch um die Achse herum zwischen der ersten Reihe von Leitern und der zweiten Reihe von Leitern angeordnet ist; wobei: jeder Leiter der ersten Reihe und jeder Leiter der zweiten Reihe ein Verbindungsende umfasst; jeder Leiter der ersten Reihe ausgestaltet ist, um entweder in eine Richtung im Uhrzeigersinn oder eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn mit Bezug auf die Achse gebogen zu werden, und jeder Leiter der zweiten Reihe ausgestaltet ist, um in die andere der Richtung im Uhrzeigersinn und der Richtung gegen den Uhrzeigersinn mit Bezug auf die Achse gebogen zu werden; das Verbindungsende jedes Leiters der ersten Reihe an dem Verbindungsende eines benachbarten Leiters der zweiten Reihe angebracht wird, nachdem jeder Leiter der ersten Reihe und der zweiten Reihe gebogen ist, sodass eine AC-Phase definiert wird; und der erste Abstandsring die erste Reihe von Leitern von der zweiten Reihe von Leitern trennt, wenn jeder Leiter der ersten und zweiten Reihe von Leitern gebogen wird, wobei der erste Abstandsring zumindest teilweise zwischen der ersten und zweiten Reihe von Leitern angeordnet ist, wenn die Verbindungsenden der benachbarten Leiter aneinander angebracht werden.
Stator nach Anspruch 1, wobei der Stahlkern eine Reihe von Nuten umfasst, die konzentrisch um die Achse herum angeordnet ist, und ferner eine erste Reihe von Nutauskleidungen und eine zweite Reihe von Nutauskleidungen umfasst, die in die Reihe von Nuten derart eingeführt sind, dass eine Nutauskleidung der ersten Reihe von Nutauskleidungen und eine Nutauskleidung der zweiten Reihe von Nutauskleidungen in jede Nut eingeführt ist und die erste Reihe von Nutauskleidungen konzentrisch um und benachbart zu der zweiten Reihe von Nutauskleidungen angeordnet ist.
Stator nach Anspruch 2, wobei die erste Reihe von Leitern durch die erste Reihe von Nutauskleidungen eingeführt ist und die zweite Reihe von Leitern durch die zweite Reihe von Nutauskleidungen eingeführt ist.
Stator nach Anspruch 1, wobei der erste dielektrische Abstandsring aus einem hoch entwickelten Polymerfilm ausgebildet ist.
Stator nach Anspruch 4, wobei der hoch entwickelte Polymerfilm ein Polyäther-Äther-Keton-Material (PEEK-Material) ist.
Stator nach Anspruch 1, wobei der erste dielektrische Abstandsring in der Nähe der Verbindungsenden der benachbarten Leiter in mindestens zwei Schichten gefaltet ist.
Stator nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine dritte Reihe von Leitern, die in dem Stahlkern konzentrisch um die Achse herum angeordnet ist; eine vierte Reihe von Leitern, die benachbart zu der dritten Reihe von Leitern derart angeordnet ist, dass die dritte Reihe von Leitern konzentrisch um die vierte Reihe herum angeordnet ist; einen zweiten dielektrischen Abstandsring, der konzentrisch um die Achse herum zwischen der dritten Reihe von Leitern und der vierten Reihe von Leitern angeordnet ist; und einen dritten dielektrischen Abstandsring, der konzentrisch um die Achse herum zwischen der zweiten Reihe von Leitern und der dritten Reihe von Leitern angeordnet ist; wobei: jeder Leiter der dritten Reihe und jeder Leiter der vierten Reihe ein Verbindungsende umfasst und jeder Leiter der dritten Reihe ausgestaltet ist, um entweder in eine Richtung im Uhrzeigersinn oder eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn mit Bezug auf die Achse gebogen zu werden, und jeder Leiter der vierten Reihe ausgestaltet ist, um in die andere der Richtung im Uhrzeigersinn und der Richtung gegen den Uhrzeigersinn mit Bezug auf die Achse gebogen zu werden; und das Verbindungsende jedes Leiters der dritten Reihe an dem Verbindungsende eines benachbarten Leiters der vierten Reihe angebracht wird, nachdem jeder der Leiter der ersten Reihe und jeder der Leiter der zweiten Reihe gebogen ist; und der dritte Abstandsring die zweite Reihe von Leitern vollständig von der dritten Reihe von Leitern trennt.
Wechselstromelektromotor (AC-Elektromotor) umfassend: einen Rotor; einen Stator, der konzentrisch um eine Achse herum angeordnet ist, wobei der Stator umfasst: einen Stahlkern, der konzentrisch um eine Achse herum angeordnet ist; eine erste Reihe von Leitern, die in dem Stahlkern konzentrisch um die Achse herum angeordnet ist; eine zweite Reihe von Leitern, die benachbart zu der ersten Reihe von Leitern derart angeordnet ist, dass die erste Reihe von Leitern konzentrisch um die zweite Reihe herum angeordnet ist; und einen ersten dielektrischen Abstandsring, der konzentrisch um die Achse herum zwischen der ersten Reihe von Leitern und der zweiten Reihe von Leitern angeordnet ist; wobei: der Rotor konzentrisch um die Achse herum und mit Bezug auf den Stator innerhalb angeordnet ist und ausgestaltet ist, um um die Achse herum zu rotieren; jeder Leiter der ersten Reihe und jeder Leiter der zweiten Reihe ein Verbindungsende umfasst; jeder Leiter der ersten Reihe ausgestaltet ist, um entweder in eine Richtung im Uhrzeigersinn oder eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn mit Bezug auf die Achse gebogen zu werden, und jeder Leiter der zweiten Reihe ausgestaltet ist, um in die andere der Richtung im Uhrzeigersinn und der Richtung gegen den Uhrzeigersinn mit Bezug auf die Achse gebogen zu werden; das Verbindungsende jedes Leiters der ersten Reihe an dem Verbindungsende eines benachbarten Leiters der zweiten Reihe angebracht wird, nachdem jeder Leiter der ersten Reihe und der zweiten Reihe gebogen ist, sodass eine AC-Phase definiert wird; und der erste Abstandsring die erste Reihe von Leitern von der zweiten Reihe von Leitern trennt, wenn jeder Leiter der ersten und zweiten Reihen von Leitern gebogen wird, wobei der erste Abstandsring zumindest teilweise zwischen der ersten und zweiten Reihe von Leitern angeordnet ist, wenn die Verbindungsenden der benachbarten Leiter aneinander angebracht werden.
Elektromotor nach Anspruch 8, wobei der Stahlkern eine Reihe von Nuten umfasst, die konzentrisch um die Achse herum angeordnet ist und ferner eine erste Reihe von Nutauskleidungen und eine zweite Reihe von Nutauskleidungen umfasst, die in die Reihe von Nuten eingeführt sind, sodass eine Nutauskleidung der ersten Reihe von Nutauskleidungen und eine Nutauskleidung der zweiten Reihe von Nutauskleidungen in jede Nut eingeführt sind und die erste Reihe von Nutauskleidungen konzentrisch um und benachbart zu der zweiten Reihe von Nutauskleidungen angeordnet ist, und wobei die erste Reihe von Leitern durch die erste Reihe von Nutauskleidungen eingeführt ist und die zweite Reihe von Leitern durch die zweite Reihe von Nutauskleidungen eingeführt ist.
Elektromotor nach Anspruch 8, ferner umfassend: eine dritte Reihe von Leitern, die im Stahlkern konzentrisch um die Achse herum angeordnet ist; und eine vierte Reihe von Leitern, die benachbart zu der dritten Reihe von Leitern derart angeordnet ist, dass die dritte Reihe von Leitern konzentrisch um die vierte Reihe herum angeordnet ist; einen zweiten dielektrischen Abstandsring, der konzentrisch um die Achse herum zwischen der dritten Reihe von Leitern und der vierten Reihe von Leitern angeordnet ist; und einen dritten dielektrischen Abstandsring, der konzentrisch um die Achse herum zwischen der zweiten Reihe von Leitern und der dritten Reihe von Leitern angeordnet ist; wobei: jeder Leiter der dritten Reihe und jeder Leiter der vierten Reihe ein Verbindungsende umfasst und jeder der Leiter der dritten Reihe ausgestaltet ist, um entweder in eine Richtung im Uhrzeigersinn oder eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn mit Bezug auf die Achse gebogen zu werden, und jeder Leiter der vierten Reihe ausgestaltet ist, um in die andere der Richtung im Uhrzeigersinn und der Richtung gegen den Uhrzeigersinn mit Bezug auf die Achse gebogen zu werden; das Verbindungsende jedes Leiters der dritten Reihe an dem Verbindungsende eines benachbarten Leiters der vierten Reihe angebracht wird, nachdem jeder der Leiter der ersten Reihe und der zweiten Reihe gebogen ist; und der dritte Abstandsring die zweite Reihe von Leitern vollständig von der dritten Reihe von Leitern trennt.