DE69825895T2

DE69825895T2 - Verfahren zum bewickeln und wicklungen für elektrische maschinen

Info

Publication number: DE69825895T2
Application number: DE69825895T
Authority: DE
Inventors: Yves Milet; Robert Deltour
Original assignee: Jeumont Industrie
Current assignee: Jeumont Industrie
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1998-06-19
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2018-06-20
Also published as: WO1998059402A1; EP0990295B2; EP0990295B1; EP0990295A1; FR2765041B1; DK0990295T3; ATE274762T1; DE69825895T3; CA2294106A1; DE69825895D1; ES2227857T5; FR2765041A1; CA2294106C; ES2227857T3; JP4121040B2; DK0990295T4; JP2002508149A

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet von elektrischen Maschinen, welche zumindest zwei durch einen Luftspalt getrennte koaxiale Anker haben, nämlich einen festen Stator und einen Rotor, der mit gleichmäßiger Bewegung angetrieben wird.
Das Interesse gilt hierbei im wesentlichen den mehrphasigen und mehrpoligen Maschinen mit Wechselstrom.
Diese Anker können zylinderförmig sein, wobei die Maschine dann ein radiales Feld erzeugt. Die Leiter sind in am Innenumfang des Stators oder am Außenumfang des Rotors verteilte Nuten eingesetzt. Die Leiter verlaufen parallel zur Drehachse der Maschine.
Diese Anker können auch eine Scheibenform annehmen, wobei in diesem Fall die Maschine ein axiales Feld erzeugt. Die Leiter sind in radiale Nuten eingesetzt und verlaufen damit senkrecht zur Drehachse der Maschine.
Herkömmlicherweise sind die Leiter in die Nuten eines Magnetkreises bei verschiedenen Arten von Wicklungen angeordnet, die je nach Anwendung gewählt sind.
Die Wicklungen werden ausgehend von Spulen oder Stäben hergestellt, wobei das Interesse hier im wesentlichen den Wicklungen gilt, die mit Spulen hergestellt werden.
Die Spulen werden ausgehend von gegenseitig voneinander isolierten Leitern gebildet, die in konzentrischen Windungen aufgewickelt sind. Jede Spule wird in zwei unterschiedliche Nuten des Magnetkreises eingesetzt. Allgemein bezeichnet man mit Schenkel die beiden Teile der Spule, die sich in den Nuten befinden, und mit Stirnverbindung bzw. Spulenkopf denjenigen Teil der Spule, der sich außerhalb des Magnetkreises befindet.
Gewöhnliche Wicklungen sind mit konzentrischen Spulen und verzahnten Spulen ausgeführt, insbesondere Wicklungen vom überlappenden Typ, die bei Maschinen mit mittlerer und hoher Leistung verwendet werden.
Die Wicklungen mit konzentrischen Spulen können durch Bewickeln mit Wechselpolen oder mit Gleichpolen ausgeführt werden.
Die Leiter sind in eine einzige Nutebene eingesetzt, die bei einer Wicklung mit Gleichpolen aus zwei aufeinanderfolgend ausgeführten Lagen bzw. Schichten und bei einer Wicklung mit Wechselpolen aus ebenso vielen Schichten wie Phasen besteht.
Diese Wicklungen haben den Vorteil, dass sie in Ebenen hergestellt werden und damit leicht automatisierbar sind.
Sie haben jedoch auch Grenzen und sind mit Nachteilen behaftet.
Derzeit sind Wicklungen in einer Ebene im wesentlichen für Maschinen mit geringer Leistung bestimmt, bei denen die Herstellungskosten mehr Bedeutung haben als die technischen Eigenschaften. In diesem Fall bestehen die Leiter aus Runddraht mit einer Nutfüllung, die geringer ist als diejenige, die mit Flachleitern erzielt werden kann, wobei der Wicklungsschritt ganz ist, was dem Verlauf des Drehfelds zum Nachteil gereicht.
Es ist jedoch möglich, diese Art von Wicklung aus Flachleitern mit Spulen unterschiedlicher Geometrie herzustellen, was aufgrund des unterschiedlichen Platzbedarfs der Spulenköpfe zu einem Ungleichgewicht zwischen den Phasen und einer Streuung der Kraftlinien führen kann.
Um die Progressivität des magnetischen Drehfelds zu verbessern, ist die Ausführung von Wicklungen mit kürzerem Wicklungsschritt möglich, jedoch sind deren Möglichkeiten begrenzt und sie führt zu Wicklungsasymmetrien.
Wicklungen mit verzahnten Spulen vom überlappenden Typ gestatten kürzere Wicklungsschritte und aufgrund dessen die Beseitigung von bestimmten elektrischen Oberwellen.
Bei überlappenden Wicklungen sind die Leiter in den Nuten in zwei unterschiedlichen Ebenen angeordnet, die durch Isolierungen getrennt sind.
Eine Wicklung vom Stand der Technik ist beispielsweise aus der US-A-3 719 844 bekannt.
Gewöhnlich wird eine Spule durch Aufwickeln von zuvor isolierten Flachleitern in einer Wickelbank so hergestellt, dass eine oder mehrere konzentrische Windungen entstehen.
Die Spule weist im allgemeinen die Form eines Spulenkörpers auf, der dann auseinandergezogen wird, um die Spule zu öffnen und den Spulenkopf anzuheben.
Der Abstand zwischen den beiden Breitseiten einer Spule, die dazu bestimmt ist, in Nuten des Magnetkreises eingesetzt zu werden, ist Funktion von der Anzahl an Polen. Sofern die beiden Breitseiten er Spule sich in zueinander versetzt liegenden Ebenen befinden, kommen diese beiden Seiten auch in unterschiedlichen Ebenen zu liegen, wenn die Spule in den Magnetkreis eingesetzt wird. Dadurch ist es möglich, den Stromkreis der Maschine zu realisieren, indem die Spulen nacheinander in den Magnetkreis angeordnet werden.
Wicklungen vom überlappenden Typ bringen in elektrischer Hinsicht aufgrund der vorhandenen zwei Wicklungsebenen zahlreiche Vorteile mit sich.
Sie sind jedoch auch mit zwei wesentlichen Nachteilen behaftet.
Die Länge und der Platzbedarf der Spulenköpfe sind relativ groß, was sich negativ auf die elektrische Leistung auswirkt und ferner aufgrund der verwendeten Kupfermenge zu erhöhten Kosten führt.
Zudem erfordert das Einsetzen der gesamten Spulen das Anheben der zunächst eingesetzten Spulen, um die letzten Spulen einfügen zu können. Dieser Vorgang, der im allgemeinen Anheben der Wicklung genannt wird, ist ein im wesentlichen manueller Vorgang, wodurch jegliche Automatisierung erschwert wird.
Es erscheint somit erforderlich, einen anderen Typ von Spule und ein anderes Wicklungsverfahren anzugeben, die für einen Magnetkreis einer elektrischen Maschine bestimmt sind, mit denen die Länge der Spulenköpfe vermindert werden kann, wobei das Wicklungsverfahren ferner leicht automatisierbar ist.
Die Erfindung betrifft in erster Linie eine Wicklung für den Magnetkreis einer elektrischen Maschine, mit zwei Spulenschenkeln und zwei Spulenköpfen, deren Dicke im wesentlichen gleich eines Teils der Dicke der Spulenschenkel ist, wobei die genannte Spule symmetrisch zur Mittelebene der Spulenschenkel verläuft.
Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäße Spule zumindest einen Spulenkopf, der gegenüber den Spulenschenkeln aufgeweitet ist und vorstehende Abschnitte aufweist.
Die maximale Breite der vorstehenden Abschnitte ist vorteilhaft kleiner als der Abstand zwischen zwei Nuten des Magnetkreises im Bereich des Spulenkopfes.
Wenn die Spule für eine Maschine mit diskoidalen bzw. scheibenförmigen Ankern bestimmt ist, hat sie im wesentlichen eine Trapezform, wobei die Spulenschenkel und Spulenköpfe in einer gleichen Ebene liegen.
Vorzugsweise weist diese Spule eine ebene Außenfläche auf.
Wenn die Spule für eine Maschine mit zylinderförmigen Ankern bestimmt ist, ist ihre Projektion in eine durch ihre Spulenschenkel verlaufende Ebene im wesentlichen rechteckförmig, wobei die Schenkel und Köpfe der Spule in ein und demselben Zylinderabschnitt liegen, dessen Krümmungsradius identisch zu dem der Maschine ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Spulenköpfe eine Dicke auf, die höchstens gleich der halben Dicke der Spulenschenkel ist.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer Wicklung für den Magnetkreis einer elektrischen Maschine, wobei das Verfahren darin besteht, in die Nuten des Magnetkreises erfindungsgemäße Spulen einzusetzen, wobei die Spulen aneinander angrenzend in zumindest zwei aufeinanderfolgenden, identischen und unabhängigen Spulenschichten so angeordnet sind, dass sie sämtliche Nuten ausfüllen.
Vorzugsweise besteht das Verfahren darin, die Wicklungen unmittelbar in den Nuten des Magnetkreises zu bilden.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Spulen eines jeden Stromkreises einer bestimmten Phase fortlaufend ausgeführt sind.
Vorzugsweise besteht das erfindungsgemäße Verfahren darin, eine Wicklung in zumindest einer Nutebene auszubilden, wobei jede Nutebene mit zumindest zwei Spulenschichten ausgebildet ist, wobei die Köpfe der genannten Spulen übereinanderliegen und ineinander gesteckt sind, wobei sie sich teilweise überdecken.
Wenn die Wicklung in zwei Nutebenen ausgebildet ist, werden die Spulen nacheinander in jede Nutebene eingesetzt und die Spulenschenkel von ein und derselben Spule befinden sich in der gleichen Nutebene.
Wenn das erfindungsgemäße Verfahren für eine scheibenförmige Maschine bestimmt ist, wird das Eingreifen der Spulenköpfe durch Umkehr der Stellung der Spulen von einer Wicklungsschicht zur nächsten erhalten.
Wenn die Wicklung einen größeren Wicklungsschritt als 1 bis 4 aufweist, wird das Verfahren mit konzentrischen Spulen durchgeführt.
Bei einer scheibenförmigen Maschine wird dann, wenn die Wicklung einen Wicklungsschritt von 1 bis 4 aufweist, das Verfahren mit identischen Spulen durchgeführt.
Die Erfindung betrifft eine Wicklung, die mit erfindungsgemäßen Spulen ausgeführt ist, wobei eine erste Gruppe von Spulen nur in die "nutunterseitige" Ebene eingesetzt ist und eine zweite Gruppe von Spulen nur in die "nutoberseitige" Ebene eingesetzt ist und die beiden Ebenen voneinander unabhängig sind Die Erfindung wird beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung besser verständlich, aus der sich weitere Ziele und Vorteile der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen deutlicher ergeben, worin zeigt:
1 eine Vorderansicht eine Spule, die für eine gewöhnliche Wicklung vom überlappenden Typ verwendet wird und in eine Maschine mit zylinderförmigen Ankern eingesetzt ist,
2 die Projektion der Spule aus 1 in eine Ebene, die durch die Achse der Maschine läuft,
3 eine perspektivische Teilansicht des Magnetkreises einer beispielhaften, scheibenförmigen Maschine, ausgestattet mit erfindungsgemäßen Spulen,
4 eine Vorderansicht der 3,
5 eine Teilansicht der 3 bzw. 4 von oben,
6 eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI aus 5,
7 eine Teilansicht im Schnitt entlang der Linie VII-VII aus 5,
8 eine Teilansicht im Schnitt entlang der Linie VIII-VIII aus 5,
9 eine Teilansicht von oben auf den Magnetkreis einer scheibenförmigen Maschine, ausgestattet teilweise mit Spulen vom überlappenden Typ und teilweise mit erfindungsgemäßen Spulen,
10 eine Teilansicht von oben auf den Magnetkreis eines weiteren Beispiels einer scheibenförmigen Maschine, ausgestattet mit erfindungsgemäßen Spulen in der "nutunterseitigen" Ebene,
11 eine Teilansicht im Schnitt entlang der Linie XI-XI aus 10,
12 eine Teilansicht im Schnitt entlang der Linie XII-XII aus 10,
13 eine Teilansicht im Schnitt entlang der Linie XIII-XIII aus 10,
14 eine Teilansicht im Schnitt entlang der Linie XIV-XIV aus 10,
15 in den 15a und 15b eine Seitenansicht bzw. eine Vorderansicht eines beispielhaften Werkzeugs zum Ausführen der erfindungsgemäßen Spulen, und
16 in den 16a und 16b zwei Schritte zum Ausführen einer erfindungsgemäßen Spule mit dem Werkzeug aus 15.
Einander entsprechende Teile sind in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Die bei Wicklungen vom überlappenden Typ verwendeten Spulen werden im allgemeinen aus gezogenen Spulenkörpern erhalten.
Es sei auf 1 Bezug genommen, die eine solche Spule 1 zeigt, welche in den Magnetkreis 2 des Stators einer Maschine mit zylinderförmigen Ankern eingesetzt ist.
Mit dem Bezugszeichen 3 ist die Bohrung des Stators bezeichnet, in welche der Rotor (in 1 nicht dargestellt) eingesetzt ist.
Im Magnetkreis 2 des Stators sind Nuten vorgesehen, welche in die Bohrung 3 münden.
In 1 sind nur zwei Nuten 4 und 5 dargestellt.
Die Nuten werden von Nutverschließkeilen (in 1 nicht dargestellt) verschlossen, die in die schwalbenschwanzförmigen Ausnehmungen 6, 7 eingesetzt sind.
Die beiden Breitseiten 8 und 9 der Spule 1 liegen in zueinander versetzten Ebenen. Der Spulenschenkel 8 ist in die "nutunterseitige" Ebene 4 eingesetzt ist und der Spulenschenkel 9 ist in die "nutoberseitige" Ebene 5 eingesetzt.
In herkömmlicher Weise befindet sich die "nutoberseitige" Ebene näher am Luftspalt, während die "nutunterseitige" Ebene weiter vom Luftspalt entfernt liegt.
Der Spulenkopf ist mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Bezugszeichen 11 und 12 bezeichnen die elektrischen Verbindungen mit weiteren Spulen.
2 zeigt, dass bei einer Wicklung vom überlappenden Typ die Länge des Spulenkopfes relativ groß ist.
Ferner ist der Spulenkopf um so länger, je geringer die Anzahl an Polen ist.
Wie vorangehend angegeben ist, hat der Spulenkopf in elektrischer Hinsicht keinerlei Nutzen. Es liegt somit im Interesse des Herstellers, diesen zu verkleinern, um die verwendete Kupfermenge zu senken und dabei die elektrische Leistung für die Maschine zu verbessern.
Der Spulenkopf ist ferner sehr platzraubend. Deshalb muss das Gehäuse der elektrischen Maschine entsprechend bemessen werden.
Der Platzbedarf des Spulenkopfes ist insbesondere für scheibenförmige Maschinen von Nachteil. Die Nuten des Magnetkreises eines scheibenförmigen Ankers (bespulter Stator bzw. Rotor) sind je nach Ankerradien verteilt. Sie münden am Umfang und in einer Mittelbohrung des Ankers, die einen kleineren Durchmesser aufweist.
Den Herstellern sind Rechenverfahren bekannt, um den Durchmesser einer jeden scheibenförmigen Maschine zu bestimmen, wobei dieser Durchmesser möglichst gering ist.
Er kann jedoch nicht festgelegt werden, da er nicht den Durchtritt von sämtlichen Spulenköpfen im Bereich der Mittelbohrung ermöglicht.
Somit muss aufgrund der Länge der Spulenköpfe der Durchmesser dieser Mittelbohrung vergrößert werden. Aufgrund dessen müssen nicht nur die Abmessungen des Maschinengehäuses vergrößert werden, sondern auch die Abmessungen des Magnetkreises und die der Leiter und damit das Kupfervolumen.
Nachfolgend sei auf 3 und 4 Bezug genommen, welche eine Wicklung eines scheibenförmigen Ankers einer Maschine mit einem Wicklungsschritt von 1 bis 4 und mit zwei Wicklungsebenen zeigen, der mit den erfindungsgemäßen Spulen hergestellt ist.
Die Wicklung in zwei Ebenen ("nutoberseitig" und "nutunterseitig") wird gewöhnlich deshalb verwendet, weil sie es ermöglicht, ein progressives Drehfeld zu erhalten.
Jedoch könnte die erfindungsgemäße Spule auch Verwendung finden, um eine Wicklung in nur einer Ebene herzustellen. Sie würde die gleichen Vorteile mit sich bringen, die darin bestehen, den Platzbedarf des Spulenkopfes und somit der Maschine zu vermindern.
Mit dem Bezugszeichen 20 ist der Magnetkreis des Ankers bezeichnet und mit dem Bezugszeichen 40 sind die Nuten des Magnetkreises bezeichnet. Die Nuten sind nach den Radien des scheibenförmigen Ankers verteilt.
Die Wicklung ist in zwei Ebenen 22 und 23 ausgeführt, die jeweils "nutoberseitig" bzw. "nutunterseitig" genannt werden.
In jeder dieser Ebenen enthält die Wicklung zwei Schichten von Leitern 24, 25 und 26, 27, so dass sämtliche Nuten gefüllt sind. Die Leiterschichten sind ringförmig. Sie sind eben und verlaufen parallel zueinander.
Der Abstand zwischen den beiden Spulenschenkeln einer gleichen Spule 30 entspricht demjenigen, der zwischen vier Nuten besteht, wobei die dargestellte Wicklung vom Typ mit einem Wicklungsschritt von 1 bis 4 ist.
Die Spulenschenkel werden im allgemeinen von Nutverschließkeilen festgehalten, die nicht in den Figuren dargestellt sind.
Der Abstand zwischen den Schenkeln einer erfindungsgemäßen Spule hängt somit vom Wicklungsschritt ab, der für die Maschine festgelegt wurde.
Ferner sind die Schenkel einer gleichen Spule dazu bestimmt, in die gleiche Nutebene des Magnetkreises eingesetzt zu werden, im Gegensatz zu den Schenkeln einer Spule, wie sie in 1 und 2 dargestellt ist. Bei einer Maschine vom scheibenförmigen Typ ist also eine erfindungsgemäße Spule eben und insgesamt trapezförmig.
Wie nachfolgend aus der Beschreibung hervorgeht, kann dadurch bei einer Maschine mit einer bestimmten Anzahl an Polen die Größe der Spulenköpfe vermindert werden.
3 und 4 zeigen bereits, dass die Wicklung mit Spulen 30 ausgeführt ist, die identisch sind und damit das gleiche Volumen und die gleiche Form haben.
Die Gleichheit der Spulen zueinander ist nicht unbedingt erforderlich, jedoch vereinfacht dies deren Fertigung.
Ferner werden die Spulen 30 von einer Leiter- bzw. Wicklungsschicht zur nächsten umgedreht, um deren Ineinandergreifen zu gestatten. Damit liegen die in den Schichten 24 und 26 befindlichen Spulen in der gleichen Stellung, die zu derjenigen umgekehrt ist, welche die Spulen in den Schichten 25 und 27 einnehmen.
Dadurch kann weiter der Platzbedarf der Spulenköpfe vermindert werden, was noch deutlicher aus 5 bis 8 hervorgeht.
5 ist eine Teildraufsicht der in 3 und 4 dargestellten Maschine, welche die Spule 31 in der oberen Schicht 24 der "nutoberseitigen" Ebene 22 und die Spulen 32 und 33 in der unteren Schicht 25 dieser gleichen Ebene 22 zeigt.
Es ist zu erkennen, dass die Spulen bereits in den Magnetkreis in die "nutunterseitige" Ebene 23 so eingebracht wurden, dass sie in jeder Wicklungsschicht aneinandergrenzen.
Das Interesse gilt damit der Ausführung der Ebene 22, die identisch zu der Ausführung der Ebene 23 ist.
In der Ebene 22 wird zunächst die untere Schicht 25 hergestellt, indem die Spulen 30 aneinandergrenzend in die Nuten 40 eingesetzt werden.
Somit haben die Spulen 32 und 33 zwei aneinandergrenzende Spulenschenkel 34 und 35.
Zwischen den beiden Schenkeln einer Spule der Schicht 25 sind zwei Nuten des Magnetkreises frei von Leitern.
Wenn die untere Schicht 25 fertiggestellt ist, wird die obere Schicht 24 der Ebene 22 hergestellt. Dazu werden die Spulen 30 auch aneinandergrenzend so angeordnet, dass sie die von den Spulen der unteren Schicht 25 frei gelassenen Nuten ausfüllen.
Damit werden die Schenkel 36 und 37 der Spule 31 in die von den Spulen 32 und 33 nicht besetzten Nuten eingesetzt.
Ferner sind die Spulen 30 so angeordnet, dass die Köpfe der Spulen, die sich in der unteren Schicht 25 bzw. in der oberen Schicht 24 befinden, übereinander liegen.
So sind beispielsweise der Kopf 51 der Spule 31 und die Köpfe der Spulen 32 und 33 übereinander gelegt, indem sie sich teilweise überdecken, wie in 5 ersichtlich ist.
Damit wird eine vollständige Ebene von Leitern in der "nutoberseitigen" Ebene 22 hergestellt.
Wenn die erfindungsgemäße Wicklung in zwei Ebenen ausgeführt ist, enthält sie zwei Gruppen von Spulen, wobei die erste Gruppe nur in die "nutunterseitige" Ebene eingesetzt ist, während die zweite Gruppe nur in die "nutoberseitige" Ebene eingesetzt ist. Diese beiden Ebenen sind also voneinander unabhängig und aufeinanderfolgend ausgeführt.
5 zeigt, dass die Spule 31 symmetrisch zur Mittelebene der Schenkel 36, 37 verläuft, die durch die Linie VI-VI angedeutet ist. Diese Mittelebene geht durch die Mitte eines jeden Spulenkopfes 51 und 52 und verläuft senkrecht zur Ebene, die durch die beiden Spulenschenkel 36 und 37 geht.
Anzumerken ist, dass die Spulen zum Herstellen einer Wicklung vom überlappenden Typ nicht zu einer solchen Mittelebene symmetrisch verlaufen, wie in 1 und 2 gezeigt ist.
Bei dem in 5 dargestellten Beispiel erweitern sich die Spulenköpfe nach dem Durchmesser der Maschine. Somit enthält der Spulenkopf 51 der Spule 31 zwei vorspringende Abschnitte, die mit 41 und 42 bezeichnet sind. Die Erweiterung der Spulenköpfe ergibt sich im wesentlichen aus dem zugrunde gelegten Herstellungsverfahren und stellt kein wesentliches Merkmal der Spule dar.
Vorzugsweise haben die vorspringenden Abschnitte jedoch nicht beliebige Abmessungen. Zweckmäßig ist deren Breite ausgehend vom entsprechenden Schenkel in jedem Punkt kleiner als der halbe Abstand zwischen zwei Nuten des Magnetkreises im Bereich des Kopfes 51. Dadurch ist es möglich, keine Überdicke zwischen den beiden Spulen einer gleichen Schicht, beispielsweise zwischen den Spulen 32 und 33 mit ihren vorspringenden Abschnitten 45 und 46 zu erzeugen. Mit dem Bezugszeichen L ist beispielhaft die maximale Breite des vorspringenden Abschnitts 42 der Spule 31 bezeichnet.
Die gleichen Anmerkungen gelten für die vorspringenden Abschnitte 43 und 44 des Spulenkopfes 52 der Spule 31, wobei der Abstand zwischen den Nuten im Bereich des Kopfes 52 geringer ist als im Bereich des Kopfes 51.
Nachfolgend sei auf 6 Bezug genommen, die eine Ansicht der 5 im Schnitt durch die Mittelebene VI-VI zeigt. Diese Figur zeigt die Spulen in den beiden Nutebenen 22 und 23. Diese beiden Ebenen werden gewöhnlich durch eine Isolierung voneinander getrennt, die nicht in 6 dargestellt ist.
Bei der Spule 31 weisen der Kopf 51, der an den Außendurchmesser des Ankers angesetzt ist, ebenso wie der Kopf 52, der an den Innendurchmesser des Ankers angesetzt ist, eine Dicke in einer quer zu den Schenkeln verlaufenden Ebene auf, die im wesentlichen der Hälfte der Dicke der Schenkel 36 bzw. 37 in den Nuten entspricht, wobei diese im wesentlichen der Höhe der Nutebene 22 entspricht.
Somit weist die Spule 31 eine Außenfläche 60 auf, die im wesentlichen eben ist.
In der Praxis ist die Dicke des Spulenkopfes nicht über die gesamte Länge um die Hälfte reduziert. In 6 ist ferner dargestellt, dass über eine Länge l die Dicke der Spule 31 stetig auf die gewünschte verminderte Dicke abnimmt.
Jedoch ist der Teil eines jeden Spulenkopfes, der nicht in der Höhe vermindert ist, im Verhältnis zur Gesamtlänge des Spulenkopfes vernachlässigbar.
Da der Querschnitt der Spule 31 im Bereich der Schenkel 36, 37 und der Spulenköpfe 51, 52 gleich ist, sind die Leiter der Spule in den Köpfen so ausgebildet und verteilt, dass die Dicke der Spule vermindert wird. Aus diesem Grund kann die Spule Vorsprünge aufweisen, wie sie mit 41 und 42 oder 45 und 46 bezeichnet sind. Diese Vorsprünge gestatten auch, die Länge der Spulenköpfe zu vermindern.
Wie anhand von 3 und 4 bereits beschrieben wurde, werden die Spulen von einer Wicklungsschicht zur nächsten umgekehrt.
Somit sind die Spulen 32 und 33 bezüglich der Spule 31 umgekehrt. Wie 6 zeigt, ermöglicht es diese Umkehrung, die Köpfe 53 bzw. 54 der Spule 32 in die Köpfe 51 bzw. 52 der Spule 31 einzustecken.
Wie vorangehend angegeben ist, entsteht teilweise eine Abdeckung der Spulenköpfe, die sich in den verschiedenen Schichten einer gleichen Nutebene befinden.
Die beiden Spulen 31 und 32 weisen im Bereich ihrer Köpfe eine im wesentlichen um die Hälfte verminderte Dicke bezüglich der ihrer Schenkel auf, wobei die Dicke der Köpfe der beiden Spulen auch im wesentlichen der der entsprechenden Nutebene 22 entspricht.
6 zeigt auch die Spulen 38 und 39, die in die Nutebene 23 (nutunterseitig) eingesetzt sind. Sie weisen die gleiche Form auf wie die Spule 31 und befinden sich auch in umgekehrten Stellungen zueinander, wodurch das Ineinandergreifen ihrer Spulenköpfe 55 und 57 einerseits und 56 und 58 andererseits möglich ist.
Nachfolgend sei auf 7 Bezug genommen, die eine Teilschnittansicht aus 5 entlang der Linie VII-VII ist. 7 zeigt nur die in der Ebene 22 (nutoberseitig) vorhandenen Spulen. Jedoch sind die Spulen einer jeden Ebene 22 und 23 symmetrisch zur Ebene 61, welche die Mittelebene zwischen den beiden Nutebenen 22 und 23 mit einem Versatz ist, der auf die Eigenschaften der Maschine zurückzuführen ist.
7 zeigt auf, dass die Spulenköpfe 51 bzw. 52 der Spule 31 gut in die Spulenköpfe 53 bzw. 54 der Spule 32 eingreifen.
Gleiches gilt für die 8, die eine Teilschnittansicht aus 5 entlang der Linie VIII-VIII ist, bei der nur die in der Ebene 22 vorhandenen Spulen dargestellt sind.
Aufgrund der den Spulenköpfen verliehenen besonderen Form können die Spulen sich kreuzen, ohne dabei eine Überdicke hervorzurufen. Wie anhand von 15 und 16 erläutert wird, enthalten die erfindungsgemäßen Spulen dazu Windungen mit unterschiedlicher Länge.
So ist die Länge der Spulenköpfe aufgrund der Verwendung von Spulen vermindert, deren Schenkel in einer gleichen Nutebene eingesetzt sind und deren Köpfe ineinander greifen können. Die Gesamtform der Spulenköpfe ist sehr kompakt, und zwar sowohl hinsichtlich Außendurchmesser als auch hinsichtlich Innendurchmesser des Ankers.
Dies geht deutlich aus 9 hervor, die eine Teilansicht von oben auf den Magnetkreis einer scheibenförmigen Maschine zeigt, die mit einer Wicklung vom Typ mit Wicklungsschritt 1 bis 4 ist.
Zum Vergleich enthält dieser Magnetkreis Spulen 30, wie sie in 3 bis 8 dargestellt sind, sowie Spulen 130 vom überlappenden Typ.
Es ist festzustellen, dass der Platzbedarf der mit den Spulen 30 ausgebildeten Wicklung im Verhältnis zu dem der überlappenden Wicklung mit den Spulen 130 im Bereich der Spulenköpfe sowohl beim Außendurchmesser 131 des Magnetkreises 132 als auch am Umfang der Mittelbohrung 133 vermindert ist. Diese Bohrung ist dazu bestimmt, die Welle der Maschine aufzunehmen.
In der Praxis können dann, wenn die Wicklung mit erfindungsgemäßen Spulen 30 ausgebildet ist, der Durchmesser der Mittelbohrung des Magnetkreises wie auch der Außendurchmesser des Magnetkreises vermindert sein.
In dem in 3 bis 8 dargestellten Beispiel ist jede Wicklungsebene ("nutoberseitig" und "nutunterseitig") mit zwei Spulenschichten ausgeführt, wobei die beiden Ebenen voneinander unabhängig sind.
Bei Maschinen mit unterschiedlichen Eigenschaften kann es im Falle einer Wicklung in zwei Ebenen erforderlich sein, jede Wicklungsebene mit drei Spulenschichten auszubilden. Dieses Ausführungsbeispiel ist in den Figuren nicht dargestellt.
In einem solchen Fall und bei einer scheibenförmigen Maschine kann die Wicklung mit zwei unterschiedlichen Arten von Spulen ausgebildet sein, die ein im wesentlichen identisches Volumen aufweisen.
Die erste Spulenart ist ähnlich wie die Spule 31 ausgeführt, die insbesondere in 5 bis 8 dargestellt ist, wobei die Dicke der Spulenköpfe im wesentlichen einem Drittel der Dicke der Spulenschenkel entspricht, die ihrerseits im wesentlichen gleich der Höhe der Nutebene ist (d. h. etwa die halbe Gesamthöhe der Nut).
Wie bei der Spule 31 weist eine Spule dieser ersten Art eine im wesentlichen ebene Außenfläche auf.
Die zweite Art von Spule weist Spulenköpfe auf, deren Dicke im wesentlichen gleich der der Spulen des ersten Typs sind, d. h. in etwa ein Drittel der Dicke der Schenkel, jedoch sind sie in dem Mittelbereich des Querschnitts der Schenkel angeordnet.
Eine Spule dieses zweiten Typs enthält somit keine ebene Außenfläche.
Um eine Wickelebene in drei Schichten zu bilden, werden in die erste Schicht Spulen vom ersten Typ eingesetzt, in die zweite Schicht werden Spulen vom zweiten Typ und in die dritte Schicht Spulen vom ersten Typ in umgekehrter Stellung wie bei der ersten Schicht eingesetzt.
Wie vorangehend erläutert, greifen die Spulenköpfe der verschiedenen Schichten einer gleichen Wicklungsebene ineinander und sind übereinandergeordnet, indem sie sich teilweise überdecken.
Somit können auch Spulenköpfe mit verminderter Länge und kompakter Form erhalten werden.
Dadurch ist in allgemeiner Weise die Dicke der Spulenköpfe im wesentlichen gleich einem Teil der Dicke der Schenkel, wobei dieser Teil von der Anzahl an Schichten abhängt, die erforderlich ist, um die Wicklung in einer Nutebene zu bilden.
10 ist eine Teilansicht von oben auf einen Anker einer scheibenförmigen Maschine, deren Merkmale sich von denen der in 3 bis 8 dargestellten Maschine unterscheiden.
Insbesondere beträgt der Wicklungsschritt 1 bis 8 und 2 bis 7. Aufgrund dessen muss die Wicklung mit konzentrischen Spulen ausgeführt sein.
10 zeigt nur die Spulen, die sich in der "nutunterseitigen" Ebene befinden.
Wenn der Wicklungsschritt größer als 1 bis 4 ist, enthält die Wicklung in allgemeiner Weise konzentrische Spulen, um den gewünschten Wicklungsschritt zu erhalten. Um beispielsweise eine mehrphasige Maschine zu erhalten, deren Anzahl an Nuten pro Pol und pro Phase bei zwei liegt, wird die Wicklung aus zwei konzentrischen Spulen gebildet.
Mit dem Bezugszeichen 70 ist der Magnetkreis der scheibenförmigen Maschine bezeichnet, der radiale Nuten aufweist.
Die Spulen 81, 82, 83 und 84 befinden sich in der ersten Schicht der "nutunterseitigen" Ebene, während die Spulen 85 und 86 in der zweiten Schicht dieser gleichen Ebene liegen.
Die Spulen 81, 83 und 85 sind identisch, weisen also das gleiche Volumen und die gleiche Form auf und entsprechen einer ersten Art von Spule, bei welcher der Abstand zwischen den beiden Schenkeln 7 Nuten entspricht.
Die Spulen 82, 84 und 86 sind identisch, weisen also das gleiche Volumen und die gleiche Form auf und entsprechen einer zweiten Art von Spule, bei welcher der Abstand zwischen den beiden Schenkeln 5 Nuten entspricht.
Wie bei den in 3 bis 8 dargestellten Spulen 30, weisen die Spulenköpfe aller dieser Spulen eine verminderte Dicke auf, die im wesentlichen gleich der halben Dicke der Schenkel ist.
Somit wird die erste Wicklungsschicht der "nutunterseitigen" Ebene dadurch gebildet, dass in die Nuten aneinandergrenzend Spulen des ersten Typs gesetzt werden, wie etwa die Spulen 81 und 83, deren Schenkel 71 und 72 in aneinandergrenzenden Nuten liegen, wonach innerhalb dieser Spulen Spulen des zweiten Typs gesetzt werden, wie etwa die Spulen 82 und 84.
Die Reihenfolge, in welcher die Spulen des ersten Typs und des zweiten Typs in die Nuten gesetzt werden, ist in der Praxis beliebig.
Dann wird die zweite Wicklungsschicht der "nutunterseitigen" Ebene gebildet, indem in ähnlicher Weise Spulen des ersten und des zweiten Typs, wie etwa die Spulen 85 und 86, in die freigelassenen Nuten gesetzt werden. Somit werden die Schenkel 73 und 75 der Spulen 85 und 86 in aneinandergrenzende Nuten gesetzt, wie die Schenkel 74 und 76 dieser gleichen Spulen. Wie bei der in 3 bis 8 dargestellten Wicklung, sind die Spulen zwischen der ersten und der zweiten Wicklungsschicht umgekehrt. Ferner ist die Dicke der Spulenköpfe 77 und 78 der Spule und die Spulenköpfe 79 und 80 der Spule 86 im wesentlichen gleich der halben Dicke der Schenkel. Gleiches gilt für die weiteren Spulen.
Wie vorangehend anhand von Figur angegeben ist, sind die Spulenköpfe, welche sich in verschiedenen Schichten einer gleichen Nutebene befinden, ineinander gesteckt und liegen übereinander, indem sie sich teilweise überdecken.
Somit überdeckt der Kopf 77 der Spule 85 teilweise die Köpfe der Spulen 81, 82, 83 und 84, die in der ersten Wicklungsschicht der "nutunterseitigen" Ebene liegen.
Dann kann die Wicklung in der "nutoberseitigen" Ebene ausgeführt werden.
Es sei auf 11 bis 14 Bezug genommen, welche Teilschnittansichten entlang der Linie XI-XI bis XIV-XIV aus 10 zeigen, in welchen nur die in der "nutunterseitigen" Ebene vorhandene Spulen dargestellt sind.
Die vier Figuren zeigen auf, dass in jedem Punkt der "nutunterseitigen" Ebene die Köpfe der Spulen übereinanderliegen und ineinander gesteckt sind.
Mit dem Bezugszeichen 87 bzw. 88 ist der Spulenkopf der Spule 83 bzw. 84 bezeichnet, der sich am Außendurchmesser des Magnetkreises befindet.
Die erfindungsgemäßen Spulen ermöglichen es ferner, die Länge der Spulenköpfe zu vermindern, da die Schenkel einer gleichen Spule zu einer gleichen Nutebene gehören. Ferner ermöglicht die verminderte Dicke der Spulenköpfe, dass sie in einer gleichen Nutebene ineinander greifen, wodurch abermals die Länge der Spulenköpfe reduziert werden kann, um ihnen eine kompakte Form zu verleihen.
Die vorangehende Beschreibung zeigt, dass das erfindungsgemäße Wicklungsverfahren, das mit erfindungsgemäßen Spulen durchgeführt wird, leicht automatisiert werden kann. Es erfordert keinen Arbeitsschritt zum Anheben des Wicklungsschritts, wie dies bei den Wicklungen vom überlappenden Typ der Fall ist.
Unabhängig davon, ob die Wicklung in einer oder in zwei Nutebenen ausgebildet ist, wird jede Leiterebene dadurch erhalten, dass die Spulen in die Nuten in aufeinanderfolgenden und unabhängigen Schichten angeordnet werden, wobei jede Schicht sich in einer gleichen Ebene des Magnetkreises befindet.
Ferner wird dann, wenn die Wicklung in zwei Nutebenen ausgebildet ist, jede dieser beiden Ebenen unabhängig und aufeinanderfolgend gebildet, indem die Spulen in geeigneter Weise angeordnet werden.
Die Spulen können zuvor hergestellt und dann in die Nuten eingesetzt werden, sie können jedoch auch direkt in den Nuten gebildet werden.
In diesem Fall werden die Windungen einer Spule direkt ausgehend von Kupferdrahtrollen in den Nuten des Magnetkreises gebildet und die Spulenköpfe werden während der Herstellung mittels eines abnehmbaren Werkzeugs direkt in die gewünschte Form kalibriert.
Die Spulen werden vorteilhaft fortlaufend hergestellt, d. h. ohne Drahtbruch.
Ferner können bei einer mehrphasigen Maschine die Stromkreise einer jeden Phase direkt ausgebildet werden, indem aufeinanderfolgend und fortlaufend Spulen eines jeden Kreises gebildet werden. Damit wird jeglicher spätere elektrische Anschluss nach der Herstellung der Spulen vermieden.
Nachfolgend sei auf 15 und 16 Bezug genommen, um ein Beispiel des Verfahrens zum Herstellen der erfindungsgemäßen Spulen zu beschreiben.
15 zeigt, dass das Werkzeug 90 einen flachen Träger 91 in Trapezform enthält.
Auf einer Seite des Trägers 91 ist ein erstes Teil 92 befestigt, das auch trapezförmig ist und das im Querschnitt ausgehend von seiner am Träger befestigten Innenfläche 93 kontinuierlich zu seiner Außenseite 94 ansteigt.
Auf der anderen Seite des Trägers 91 ist ein zweites Teil 95 in Trapezform befestigt, das im Querschnitt auch kontinuierlich von seiner am Träger befestigten Innenfläche 96 zu seiner Außenfläche 97 ansteigt. Der Querschnitt der Innenfläche 96 bzw. der Querschnitt der Außenfläche 97 ist kleine als der Querschnitt der Innenfläche 93 des ersten Teils 92 bzw. als der Querschnitt der Außenfläche 94 dieses gleichen Teils 92.
Die Abmessungen des Werkzeugs 90 hängen selbstverständlich von den Abmessungen der herzustellenden Spule ab.
Somit entsprechen die Höhe des Teils 92 und die Höhe des Teils 95 (entlang der Achse 98) im wesentlichen der Höhe des Schenkels 104 der in 16 dargestellten Spule.
Die Länge des Werkzeugs 90 (gemäß Schnitt XVI-XVI) entspricht im wesentlichen der durchschnittlichen Länge der Spule.
Schließlich entspricht die Breite des Teils 95 (gemäß einer Linie senkrecht zur Schnittebene XVI-XVI) im wesentlichen der Weite des Wicklungsschritts, während die Breite des Teils 92 in etwa der Weite des Wicklungsschritts, erhöht um 10 %, entspricht, um die Länge der Spulenköpfe zu vermindern.
Wie vorangehend angegeben ist, können weitere geeignete Herstellungsverfahren vorgesehen sein.
Eine erfindungsgemäße Spule wird wie folgt erhalten.
Das anhand von 15 beschriebene Werkzeug 90 wird in eine Ankerwickelmaschine eingesetzt, deren Achse das Bezugszeichen 98 trägt. Dann werden Leiter auf das Werkzeug aufgewickelt, wobei aufgrund der dem ersten und dem zweiten Teil 92 und 95 verliehenen Form die Windungen unterschiedlicher Länge sind.
Wie in 16a gezeigt ist, die eine im Schnitt entlang der Linie XVI-XVI gezeigte Ansicht des Werkzeugs 90 nach Aufwickeln der Leiter ist, entstehen zwei Leiterpakete 100 und 101, deren Form von der des ersten und des zweiten Teils 92 und 95 abhängt.
Der nachfolgende Schritt besteht darin, das Paket 101 auf die Höhe des Pakets 100 gemäß den in 16a angedeuteten Pfeilen anzuheben.
Dadurch entsteht die in 16b gezeigte Spule, die eine Seitenansicht entlang des einen Schenkels der Spule darstellt. Die beiden Spulenköpfe 102 und 103 haben eine Dicke, die im wesentlichen gleich der halben Dicke des Schenkels 104 ist.
Das in 15 gezeigte Werkzeug eignet sich für die Herstellung von erfindungsgemäßen Spulen, die für den Magnetkreis von scheibenförmigen Maschinen bestimmt sind, von denen eine Wicklungsebene in zwei aufeinanderfolgenden Spulenschichten ausgeführt ist. Es ist aus trapezförmigen Teilen zusammengesetzt, so dass die Herstellung von Spulen möglich ist, die auch trapezförmig sind, um sie in radiale Nuten des Magnetkreises einsetzen zu können.
Das Werkzeug muss damit für die Herstellung von Spulen abgeändert werden, die für den Magnetkreis von zylinderförmigen Maschinen bestimmt sind. Das Verfahren zur Durchführung bleibt jedoch unverändert.
Die gesamte vorangehende Beschreibung bezieht sich auf Spulen, die für scheibenförmige Maschinen bestimmt sind, jedoch können die erfindungsgemäßen Spulen auch für Maschinen mit zylinderförmigen Ankern Anwendung finden.
Die Spulen für zylinderförmige Maschinen unterscheiden sich geringfügig von den vorangehend beschriebenen.
Die Nuten des Magnetkreises solcher Maschinen verlaufen nämlich alle parallel zur Achse der Maschine, wobei in einer gleichen Nutebene der Abstand zwischen zwei Nuten von einem Ende des Magnetkreises zum anderen konstant ist. Der Abstand zwischen den Schenkeln einer Spule ist damit auch konstant. Dies trifft nicht zu bei einer Spule für eine scheibenförmige Maschine, wie bei den in 3 gezeigten Spulen 30.
Ferner ist bei einer Spule für eine Maschine mit zylinderförmigen Ankern der Abstand zwischen den beiden Schenkeln der Spule unterschiedlich, je nachdem, ob die Spule in die "nutunterseitige" Ebene oder in die "nutoberseitige" Ebene eingesetzt werden soll. Dies geht insbesondere aus 1 hervor.
Ferner sind die erfindungsgemäßen Spulen für eine zylindrische Maschine nicht flach, sondern bilden einen Zylinderabschnitt, dessen Krümmung vom Durchmesser der Maschine abhängt. Aus diesem Grund erfordert die Wicklung in einer gleichen Nutebene ebenso viele Arten von Spulen wie die Ebene Spulenschichten aufweist, da die Spulen nicht umgekehrt werden können, um ineinanderzugreifen.
Die Wicklung des Magnetkreises einer Maschine mit zylinderförmigen Ankern kann damit nicht mit Hilfe von identischen Spulen hergestellt werden.
Jedoch können die Spulen für Maschinen mit zylinderförmigen Ankern wie die Spulen für scheibenförmige Maschinen bezüglich der Mittelebene der Schenkel der Spule symmetrisch verlaufen.
Die beiden Spulenköpfe einer gleichen Spule sind auch identisch.
Somit ist die Projektion in eine durch die beiden Spulenschenkel einer erfindungsgemäßen Spule für eine zylindrische Maschine verlaufende Ebene insgesamt rechteckförmig.
Die Spulen und das Wicklungsverfahren nach der Erfindung eignen sich zugleich für Maschinen mit scheibenförmigen Ankern als auch für Maschinen mit zylinderförmigen Ankern.
Die Spulen ermöglichen es nämlich, die Länge der Spulenköpfe zu vermindern, während das Wicklungsverfahren leicht automatisiert werden kann, wobei die Spulen in die Nuten des Magnetkreises in Form von aufeinanderfolgenden und unabhängigen Schichten eingesetzt werden.
Die Schichten sind bei einer zylinderförmigen Maschine zylinderförmig und konzentrisch mit den "Nutebenen" und bei einer scheibenförmigen Maschine ringförmig und parallel zu den "Nutebenen".
Die Verminderung der Länge der Spulenköpfe bewirkt eine Verminderung der verwendeten Kupfermenge im Verhältnis zu einer Maschine, deren Wicklung vom Überlappenden Typ ist, wobei die Merkmale der Maschine im übrigen identisch sind.
Damit führt sie zu einer Verminderung der "Kupferverluste", die im allgemeinen 50 % der Gesamtverluste der Maschine ausmachen. Bei langsam laufenden Maschinen sind die "Kupferverluste" weitgehend ausschlaggebend.
Beispielhaft kann bei einer langsam laufenden Maschine mit einem Nenndrehmoment von 3000 Nm durch eine mit erfindungsgemäßen Spulen hergestellte Wicklung eine Ersparnis in der Größenordnung von 20 % bezüglich Stator-Kupfervolumen und damit im wesentlichen die gleiche Verminderung bezüglich Stator-Leistungsverluste erzielt werden. In diesem Fall steigt der Wirkungsgrad der Maschine von 87,4 auf 89,5 %. Er wird damit um 2,1 % verbessert.
Die Verminderung der Länge der Spulenköpfe führt auch zu einem verminderten Platzbedarf des Magnetkreises und damit zu kleineren Abmessungen des Maschinengehäuses.
Bei einer scheibenförmigen Maschine ermöglicht die Verminderung der Länge der Spulenköpfe auch, die minimale Dimensionierung eines Ankers der Maschine festzulegen, ohne dabei den Durchmesser der Mittelbohrung des Ankers für den Durchtritt der Spulenköpfe vergrößern zu müssen.
Somit ermöglichen die erfindungsgemäßen Spulen, den Durchmesser der Anker und damit die Abmessungen des Magnetkreises gegenüber Spulen zu vermindern, die bei einer Wicklung vom überlappenden Typ verwendet werden.
Die nach den in den Ansprüchen angeführten Merkmalen eingefügten Bezugszeichen zielen allein darauf ab, das Verständnis dieser Ansprüche zu erleichtern und schränken keineswegs deren Umfang ein.

Claims

Wicklung für den Magnetkreis einer elektrischen Maschine, mit Spulen (30), die in Nuten (40) des Magnetkreises (20, 70) eingesetzt und aneinander angrenzend in zumindest zwei aufeinanderfolgenden, identischen und unabhängigen Spulenschichten so angeordnet sind, dass sie sämtliche Nuten ausfüllen, wobei jede Spule zwei Spulenschenkel (36, 37; 73,74; 75, 76) und zwei Spulenköpfe (51, 52; 77, 78; 79, 80) aufweist, deren Dicke im wesentlichen gleich eines Teils der Dicke der Spulenschenkel ist und symmetrisch zur Mittelebene der Spulenschenkel verläuft, wobei die Schenkel der Spulen der beiden Schichten in ein und derselben Nutebene eingesetzt sind und die aufeinanderfolgenden und unabhängigen Spulen gegengleich zueinander angeordnet sind, um es den Spulenköpfen der beiden Schichten zu ermöglichen, ineinanderzugreifen und sich zu überlagern, indem sie sich teilweise überdecken.
Wicklung nach Anspruch 1, wobei eine erste Gruppe von Spulen (38, 39; 83, 84, 85, 86) nur in die "nutunterseitige" Ebene (23) eingesetzt ist und eine zweite Gruppe von Spulen (31, 32) nur in die "nutoberseitige" Ebene (22) eingesetzt ist.
Wicklung nach Anspruch 1 oder 2, wobei zumindest ein Spulenkopf (51, 52) gegenüber den Spulenschenkeln (36, 37) aufgeweitet ist und vorstehende Abschnitte (41, 42; 43, 44) aufweist.
Wicklung nach Anspruch 3, wobei die maximale Breite der vorstehenden Abschnitte (41, 42; 43, 44) kleiner ist als der Abstand zwischen zwei Nuten (40) des Magnetkreises (20) im Bereich des Spulenkopfes (51, 52).
Wicklung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die für eine Maschine mit scheibenförmigen Ankern bestimmt ist, wobei jede Spule eine Trapezform aufweist.
Wicklung nach Anspruch 5, wobei jede Spule eine ebene Außenfläche (60) aufweist.
Wicklung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die für eine Maschine mit zylinderförmigen Ankern bestimmt ist, wobei die Projektion jeder Spule in eine durch ihre Spulenschenkel verlaufende Ebene im wesentlichen rechteckförmig ist, wobei die Schenkel und Köpfe der Spule in ein und derselben Zylinderebene liegen, deren Krümmungsradius identisch zu dem der Maschine ist.
Wicklung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Spulenköpfe eine Dicke aufweisen, die höchstens gleich der halben Dicke der Spulenschenkel ist.
Verfahren zum Herstellen einer Wicklung für den Magnetkreis einer elektrischen, mehrphasigen und mehrpoligen Maschine mit Wechselstrom, wobei das Verfahren darin besteht, in die Nuten (40) des Magnetkreises (20, 70) Spulen nach einem der Ansprüche 1 bis 8 einzusetzen, wobei Spulen aneinander angrenzend in zumindest zwei aufeinanderfolgenden, identischen und unabhängigen Spulenschichten so angeordnet sind, dass sie sämtliche Nuten ausfüllen, und wobei das Verfahren darin besteht, jede Nutebene mit zumindest zwei Spulenschichten auszubilden und die Spulenköpfe ineinander greifen zu lassen, indem die Stellung der Spulen (30) von einer Wicklungsschicht zu anderen umgekehrt wird, wobei die Spulenköpfe einander überlagern, indem sie sich teilweise überdecken, und wobei die Schenkel der Spulen der beiden Schichten in ein und dieselbe Nutebene eingesetzt werden.
Verfahren zum Herstellen einer Wicklung nach Anspruch 9, das darin besteht, die Wicklungen unmittelbar in den Nuten (40) des Magnetkreises (20, 70) zu bilden.
Verfahren zum Herstellen einer Wicklung nach Anspruch 10, wobei die Spulen eines jeden Stromkreises einer bestimmten Phase fortlaufend ausgeführt sind.
Verfahren zum Herstellen einer Wicklung nach einem der Ansprüche 9 bis 11 in zwei Nutebenen (22, 23), wobei die Spulen nacheinander in jede Nutebene eingesetzt werden und die Spulenschenkel von ein und derselben Spule sich in der gleichen Nutebene (22, 23) befinden.
Verfahren zum Herstellen einer Wicklung nach einem der Ansprüche 9 bis 12 und mit größerem Wicklungsschritt als 1 bis 4, die mit konzentrischen Spulen (81, 83, 85; 82, 84, 86) ausgeführt wird.
Verfahren zum Herstellen einer Wicklung nach einem der Ansprüche 9 bis 12 und mit einem Wicklungsschritt von 1 bis 4 für eine scheibenförmige Maschine, die mit identischen Spulen (30) ausgeführt wird.