EA 023952B1 20160729

	Патентная документация ЕАПВ
Запрос:	ea000023952b*\id
Результат:	ID\|Номер и дата охранного документа

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Статор (1) электрической машины, содержащий сердечник, имеющий противоположные друг другу первую и вторую поверхности (3, 4) и кольцевой комплект пазов (5), расположенных между упомянутыми поверхностями (3, 4) и распределённых вокруг оси (Z-Z) статора, стержневую обмотку (10), содержащую множество основных проводников (11) и множество специальных проводников (12, 13, 14, 15, 16, 17), взаимосвязанных друг с другом и образующих стержневую обмотку (10), отличающийся тем, что каждый основной проводник (11) содержит две ножки (11A, 11B) и соединительный участок (11C), расположенный между упомянутыми ножками (11A, 11B), каждая из которых (11A, 11B) имеет концевой участок, соединённый с соединительным участком (11C) основного проводника, и противоположный свободный концевой участок (11F), в пазах (5) статора расположены основные проводники (11) со свободными концевыми участками (11F), выступающими из упомянутой второй поверхности (4) и образующими множество концентричных кольцевых проводящих слоев (L1, L2, L3, L4), содержащих радиально наружный кольцевой концевой слой (L1) и радиально внутренний кольцевой концевой слой (L4), специальные проводники (12, 13, 14, 15, 16, 17) содержат перемычку (12; 13) первого типа, имеющую первый и второй рычаги (12A, 12B; 13A, 13B), соответственно соединённые с двумя из упомянутых свободных концевых участков (11F), и соединительный участок (12C; 13C), расположенный между упомянутыми рычагами (12A, 12B; 13A, 13B), при этом перемычка (12; 13) упомянутого первого типа выполнена так, что два свободных концевых участка (11F), с которыми соединены первый и второй рычаги (12A, 12B; 13A, 13B), соответственно принадлежат двум упомянутым проводящим слоям (L1, L2, L3, L4), отдельным друг от друга, соединительный участок (12С; 13С) продолжается радиально снаружи относительно упомянутого радиально наружного концевого слоя (L1) или радиально внутри относительно упомянутого радиально внутреннего концевого слоя (L4) для прохода вокруг по меньшей мере одного из свободных концевых участков (11F), соответственно радиально наружного концевого слоя (L1) или радиально внутреннего концевого слоя (L4), и по меньшей мере один из первого и второго рычагов (12A, 12B; 13A, 13B) перемычки продолжается по соответствующему проходу, образованному в упомянутых проводящих слоях (L1, L2, L3, L4), для соединения с соответствующим свободным концевым участком (11F).

2. Статор (1) по п.1, отличающийся тем, что другой из первого и второго рычагов (12A, 12B; 13A, 13B) продолжается по соответствующему проходу, образованному в упомянутых проводящих слоях (L1, L2, L3, L4), для соединения с соответствующим свободным концевым участком (11F).

3. Статор (1) по п.2, отличающийся тем, что упомянутые проводящие слои (L1, L2, L3, L4) содержат последовательно и, начиная от упомянутого радиально наружного концевого слоя (L1) до упомянутого радиально внутреннего концевого слоя (L4), первый (L1), второй (L2), третий (L3) и четвёртый (L4) кольцевые проводящие слои, при этом свободный концевой участок (11F), к которому присоединён первый рычаг (12A; 13A) перемычки, принадлежит к одному из упомянутых второго и третьего слоев (L2, L3), а свободный концевой участок (11F), к которому присоединён второй рычаг (12B, 13B) перемычки, принадлежит к другому из упомянутых второго и третьего слоев (L2, L3).

4. Статор (1) по любому одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что упомянутые проводящие слои (L1, L2, L3, L4) включают в себя первый комплект свободных концевых участков (11F), периферически изогнутых с первым шагом, и второй комплект свободных концевых участков (11F), периферически изогнутых со вторым шагом, отличающимся от первого шага, при этом по меньшей мере один из упомянутых проводящих слоев (L1, L2, L3, L4) содержит группу их свободных концевых участков (11F), изогнутых с упомянутым первым шагом, которые выполнены последовательными и периферически прилегающими друг к другу, перемычка (12; 13) упомянутого первого типа повернута вокруг упомянутой группы свободных концевых участков (11F), а упомянутые свободные концевые участки (11F), к которым присоединены первый и второй рычаги (12Aa, 12B; 13A, 13B), изогнуты с упомянутым вторым шагом.

5. Статор (1) по п.4, отличающийся тем, что специальные проводники (12, 13, 14, 15, 16, 17) содержат вывод (17) фазы, введённый в упомянутые пазы (5) статора и имеющий концевой участок (17F) вывода фазы, который выступает из второй поверхности (4) статора, при этом перемычка (12; 13) первого типа также повёрнута вокруг концевого участка (17F) вывода фазы и по меньшей мере один из первого и второго рычага (12А, 12В; 13А, 13В) перемычки имеет соответствующий концевой участок (12F) рычага перемычки, который изогнут для прохода вокруг упомянутого концевого участка (17F) вывода фазы и для соединения с соответствующим свободным концевым участком (11F).

6. Статор (1) по любому одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что содержит множество перемычек (12; 13) упомянутого первого типа.

7. Статор (1) по любому одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что специальные проводники (12, 13, 14, 15, 16, 17) содержат множество перемычек (14; 15) второго типа, которые выполнены на стороне стержневой обмотки 10, т.е. радиально противоположной по отношению к стороне перемычки (12; 13) первого типа, при этом каждая перемычка второго типа (14; 15) имеет рычаги (14A, 14B; 15A, 15B) перемычек и соединительный участок (14C; 15C) между упомянутыми рычагами (14A, 14B; 15A, 15B) перемычек, два рычага (14A, 14B; 15A, 15B) каждой перемычки (14; 15) второго типа соединены соответственно с двумя из упомянутых свободных концевых участков (11F), которые принадлежат одному и тому же слою из упомянутого множества слоев (L1, L2, L3, L4), и перемычки (14; 15) второго типа из упомянутого множества выполнены пересекающими одна другую.

8. Электрическая машина, содержащая статор (1), по любому одному из предыдущих пунктов.

9. Сухопутное транспортное средство с электрическим или гибридным приводом, содержащим электрическую машину по п.8.

Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

8. Электрическая машина, содержащая статор (1), по любому одному из предыдущих пунктов.

Евразийское ои 023952 (13) В1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента (51) Int. Cl. Н02К3/12 (2006.01)
2016.07.29
(21) Номер заявки 201400057
(22) Дата подачи заявки
2011.07.07
(54) СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ
(74) Представитель:
Фомичева Т.С. (RU)
(56) US-A1-2008079328 FR-A1-2841701 US-B1-6459187
(43) 2014.04.30
(86) PCT/IT2011/000231
(87) WO 2013/005238 2013.01.10
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ТЕКНОМАТИК С.П.А. (IT)
(72) Изобретатель:
Гуэрчони Санте (IT)
(57) Статор (1) для электрической машины, содержащий сердечник (2) статора, имеющий первую и вторую поверхность (3, 4), противоположную одна другой, и кольцевой комплект пазов (5) статора, продолжающихся между упомянутыми поверхностями (3, 4), и которые распределены вокруг оси (Z-Z) статора; и стержневую обмотку (10), содержащую множество основных проводников (11) и множество специальных проводников (12, 13, 14, 15, 16, 17), взаимосвязанных друг с другом, для формирования стержневой обмотки (10). Каждый основной проводник (11) содержит две ножки (11A, 11B) основных проводников и соединительный участок (11C) основного проводника, между упомянутыми ножками (11A, 11B). Каждая ножка (11A, 11B) основного проводника имеет концевой участок, соединённый с соединительным участком (11C) основного проводника, и противоположный свободный концевой участок(1№). В пазы (5) статора введены основные проводники (11) со свободными концевыми участками (11F), выступающими из упомянутой второй поверхности (4). Свободные концевые участки (11F) образуют множество кольцевых проводящих слоев (L1, L2, L3, L4), концентрических друг к другу, содержащих радиально наружный кольцевой наружный слой (L1) и радиально внутренний кольцевой концевой слой (L4). Специальные проводники (12, 13, 14, 15, 16, 17) содержат перемычку (12; 13) первого типа, имеющую первый и второй рычаг (12A, 21B; 13A, 13B) перемычки, соответственно соединённый с двумя из упомянутых свободных участков (11F), и соединительный участок (12C; 13C) перемычки между упомянутыми рычагами (12A, 12B; 13A, 13B). Статор (1) отличается тем, что перемычка (12; 13) упомянутого первого типа выполнена так, что два свободных концевых участка (11F), с которыми первый и второй рычаг (12A, 12B; 13A, 13B) перемычек соединены, соответственно принадлежат двум из упомянутых проводящих слоев (L1, L2, L3, L4), отдельным друг от друга; соединительный участок (12С; 13С) перемычки продолжается радиально снаружи относительно упомянутого радиально наружного концевого слоя (L1) или радиально внутри относительно упомянутого радиально внутреннего концевого слоя (L4) для прохода вокруг по меньшей мере одного из свободных концевых участков (11F), соответственно радиально наружного концевого слоя (L1), или радиально внутреннего концевого слоя (L4); и по меньшей мере один из первого и второго рычага (12A, 12B; 13A, 13B) перемычки продолжается по соответствующему проходу, образованному в упомянутых проводящих слоях (L1, L2, L3, L4), для соединения с соответствующим свободным концевым участком (11F).
Изобретение относится к статору для электрической машины и, в частности, к статору, охарактеризованному в п.1 формулы изобретения.
Известны статоры электрических машин, таких как генераторы или электрические двигатели, например, для применения в гибридных электрических средствах передвижения, в которых обмотка статора состоит из множества стержневых проводников, изогнутых и разнообразно взаимосвязанных друг с другом, для формирования так называемых стержневых обмоток.
В частности, известны в технике стержневые обмотки, которые изготовлены из электрических стержневых проводников, имеющих прямоугольное поперечное сечение, где под прямоугольным подразумевается как квадратное сечение, так и плоское сечение прямоугольной формы, в котором две стороны сечения имеют меньший размер, чем две другие.
Стержневые проводники, которые образуют известные в технике стержневые обмотки, обычно содержат множество так называемых "основных" проводников и множество так называемых "специальных" проводников, таких как выводы фаз, перемычки, соединения нейтрали, средние точки при соединении звездой и т.д., т.е. проводники, необходимые для завершения обмотки.
Основные проводники обычно выполнены приданием заранее заданной формы изгибом под "U" или "Р", начиная с прямолинейных стержневых проводников. В US 7480987 описан способ придания заранее заданной формы основным стержневым проводникам (в этом документе называемые "U-образные проводники").
Кондукторы с заранее заданной формой "U" или "Р", также известные в данной области техники, как "кондукторы с заранее заданной формой", обычно имеют две, расположенные бок о бок ножки, имеющие разную длину, при этом каждая ножка имеет концевой участок, связанный соединительным участком с другой ножкой из двух ножек, и противоположный свободный концевой участок.
Например, для создания статора, известно, что стержневые проводники с заранее заданной формой "U" или "Р" подвергают двум разным видам скручивания.
В первом виде скручивания, называемом также "скручиванием на стороне ввода", основные проводники с заранее заданной формой соответственно вводят в специальные, радиально выровненные карманы, выполненные в скручивающем устройстве, предназначенном для деформирования таких проводников после ввода. Скручивающее устройство, по существу, служит для "придания" ножкам формы "U" или "Р", так что две ножки одного и того же проводника, после удаления последнего из скручивающего устройства, могут быть затем введены в пазы сердечника статора, которые радиально отстоят друг от друга на заданный шаг.
Опубликованная патентная заявка US 2009/0178270, раскрывает способ скручивания на стороне ввода, для скручивания стержневых проводников с заранее заданной формой, с равномерным шагом после их введения в карманы скручивающего устройства.
После проведения скручивания первого вида, стержневые проводники вводят в пазы сердечника статора через его первую сторону (так называемую сторону ввода или поверхность ввода), с соответствующими участками свободного конца, выступающего со второй стороны (так называемой стороной сваривания или стороной соединения, или поверхностью сваривания), противоположной первой стороне.
Затем свободные концевые участки, выступающие на стороне сваривания, подвергают скручиванию второго типа, так называемому "скручиванию на стороне сваривания", например, после ввода в карманы, выполненные в соответствующем скручивающем приспособлении.
Скручивающее приспособление предназначено для изгиба (скручивания) свободных концевых участков проводников, для соответствующего формирования концевых участков и соответственно допускающего выполнение подходящих электрических соединений между проводниками, для завершения обмотки.
Опубликованная патентная заявка US 2009/0302705 описывает способ скручивания на стороне сваривания, типа, рассмотренного выше. Способ, рассмотренный в данной патентной заявке, допускает одновременно выполнение неравномерного скручивания свободных концевых проводников.
В статорах со стержневой обмоткой известного уровня техники свободные концевые участки основных проводников, которые выступают со стороны сваривания, обычно образуют множество кольцевых слоев проводников, концентричных друг другу, которые содержат радиально наружный концевой слой и радиально внутренний концевой слой относительно центральной оси статора.
По разным причинам в статорах со стержневыми обмотками известного уровня техники ощущается необходимость, насколько возможно, ограничения общих габаритных размеров частей стержневой обмотки, выступающих со стороны ввода и со стороны сваривания сердечника статора. В частности, например, в случае применения на средствах передвижения с электрическим или гибридным приводом, электрической машине, статор, по предназначению, является частью, которую помещают в месте, которое, обычно довольно ограничено. В частности, статор обычно предназначен для размещения в месте, размеры которого заранее установлены и продиктованы внешними ограничениями. Обычно только выводы фаз выступают наружу из такого места, так что могут быть выполнены соответствующие соединения с внешней нагрузкой, или с источником подачи внешней энергии, в соответствии с работой электрической машины в качестве двигателя, или генератора. Существующая тенденция заключается в увеличе
нии осевой протяжённости, насколько возможно, сердечника статора, чтобы повысить мощность электрической машины, при этом размеры упомянутого места определяются статором, который принадлежит ей. Таким образом, процедура сводится к минимизации осевых габаритных размеров частей стержневой обмотки, которые аксиально выступают за сердечник статора (за исключением выводов фаз, которые могут выступать снаружи упомянутого места).
Недостаток, обнаруженный в статорах существующего уровня техники, относится к тому факту, что стремясь к получению стержневой обмотки с уменьшенными осевыми габаритными размерами, как рассмотрено выше, возможности конструирования соединений между свободными концевыми участками стержневых проводников, которые выступают на стороне сваривания, довольно ограничены. Фактически известные технические решения, которые подходят для удержания осевых габаритных размеров статора, ограничены, выражаются, по существу, в непосредственном сваривании друг с другом двух свободных концевых участков, выполненных радиально примыкающими относительно оси статора, и в соединении друг с другом с помощью специальных проводников, таких как перемычки, или средние точки при соединении звездой, двух или более свободных концевых участков радиально наружного концевого слоя (или радиально внутреннего концевого слоя), которые, периферически, отстоят друг от друга на заданное расстояние. Тот факт, что возможности соединения между стержневыми проводниками сравнительно ограничены, соответственно приводит к ограничениям, что делает управление соединениями на стороне сварки недостаточно гибким, и что, в целом, делает конструкцию стержневой обмотки менее гибкой и, и таким образом, более сложной.
Задачей данного изобретения является создание статора для электрической машины, который мог бы позволить, по меньшей мере, частичное устранение рассмотренных выше недостатков существующего уровня техники.
По объекту изобретения, задачей данного описания является статор со стержневой обмоткой для электрической машины, который допускает управление соединениями между проводниками более гибким образом, по сравнению с известными статорами, в то же время сохраняя осевую компактность частей обмотки, которые выступают, аксиально, за сердечник статора.
Данные и другие задачи решены статором, охарактеризованным в первом пункте прилагаемой формулы изобретения в наиболее общем его виде, и в зависимых пунктах в некоторых конкретных вариантах осуществления.
Объектами данного изобретения являются также электрическая машина, как определено в п.8, и сухопутное транспортное средство с электрическим или гибридным приводом, как определено в п.9.
Изобретение будет лучше понято из последующего подробного описания вариантов его осуществления, выполненного путём не ограничивающего примера осуществления, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых
фиг. 1 представляет вид в перспективе статора для электрической машины по предпочтительному варианту осуществления;
фиг. 2 представляет вид в перспективе статора фиг. 1, на котором, в частности, можно видеть сторону статора, противоположную стороне, видимой на фиг. 1;
фиг. 3 представляет вид сверху статора фиг. 1, видимый со стороны фиг. 2;
фиг. 4A-4B представляют виды в перспективе (в частности, вид 4A является почти видом спереди) варианта осуществления основного стержневого проводника, соответственно показанного в двух разных конфигурациях;
фиг. 5 представляет вид в перспективе варианта осуществления первого типа специального мосто-видного проводника или перемычки;
фиг. 6 представляет вид в перспективе дополнительного варианта осуществления первого типа перемычки фиг. 5;
фиг. 7 представляет вид в перспективе варианта осуществления второго типа специального мосто-видного проводника или перемычки;
фиг. 8 представляет вид в перспективе дополнительного варианта осуществления второго типа перемычки фиг. 7;
фиг. 9 представляет вид в перспективе варианта осуществления дополнительного типа специального проводника, в частности, со средней точкой при соединении звездой, или нейтральным соединительным проводником; и
фиг. 10 представляет вид в перспективе варианта осуществления дополнительного типа специального проводника, в частности, вывода фазы.
На прилагаемых чертежах элементы, которые являются эквивалентными или подобными, будут отмечены одинаковыми ссылочными позициями.
Для целей данного описания плоский или квадратный стержень обозначает стержневой проводник, имеющий четыре, по существу, плоские стороны, каждая соединена с соседними сторонами, обычно скруглённым краем.
Таким образом, слова "плоский" или "квадратный" или эквивалентные слова, используемые для описания поперечного сечения стержневого проводника, использованы в обычном значении и не должны
интерпретироваться для исключения того факта, что такие стержневые имеют в значительной мере скруглённые края, которые соединяют, по существу, плоские стороны. Выражение "плоский проводник" должно восприниматься, как означающее, что проводник имеет две противоположные стороны, расстояние между которыми больше расстояния между двумя остающимися противоположными сторонами. Для целей данного описания, выражение "прямоугольный проводник" должно восприниматься как обобщение плоского проводника квадратного проводника, при этом квадратный проводник является особым случаем прямоугольного проводника, в котором четыре стороны имеют равные размеры.
На фиг. 1-3 позиция 1, в целом, обозначает статор по предпочтительному варианту осуществления. В не ограничивающем примере статор 1 имеет три соединённые звездой фазы, восемь полюсов и номинальную мощность 60кВт. Например, статор 1 представляет собой статор электрической машины, например, такой как электромотор, например, для транспортного средства с электрическим или гибридным приводом. Например, статор по данному описанию может быть также применён как вспомогательное устройство в транспорте с электрическим или гибридным приводом, например для водяного насоса или масляного насоса.
Статор 1 может быть также применён в электрической машине, используемой в качестве генератора, или используемой для альтернативного выполнения как функции двигателя, так и функции генератора. Прилагаемые чертежи показывают только статор такой электрической машины, поскольку считается, что остальные части электрической машины, или, транспортного средства с электрическим или гибридным приводом, широко известны специалисту в данной области техники.
С целью упрощения и сохранения краткости описания ротор не рассматривается здесь подробно, поскольку считается, что специалист в данной области техники, который знает конструкцию ротора хорошо, может представить себе практическое приложение идей данного описания к ротору без каких-либо трудностей.
В любом случае по фиг. 1-3, статор 1 содержит сердечник 2. Как показано на чертежах, сердечник 2 содержит, по существу, основное трубчатое пластинчатое тело, в общем, цилиндрической формы, например, изготовленное из магнитного материала, которое окружает ось Z-Z статора (на фиг. 3, ось Z-Z статора является перпендикулярной к плоскости чертежа, и схематично показана поперечной). Ось Z-Z статора предпочтительно совпадает с центральной осью симметрии основного тела сердечника 2 статора. Основное тело сердечника 2 статора расположено аксиально (ось Z-Z), между первой и второй поверхностями 3, 4, противоположными одна другой, которые соответственно названы поверхностью 3 ввода и поверхностью 4 сваривания. Следует отметить, что для целей данного описания, термины "аксиальный", "радиальный" "периферический" использованы по отношению к оси Z-Z статора. В частности, термины "радиальный" и "периферический" использованы относительно виртуальной периферии, лежащей на плоскости, ортогональной оси Z-Z статора, и имеющей соответствующий центр на оси Z-Z статора.
Основное тело сердечника 2 статора содержит кольцевой комплект пазов 5, расположенных между поверхностями 3, 4, и распределенных вокруг оси Z-Z. Например, основное тело сердечника 2 статора может содержать семьдесят два паза 5, которые аксиально расположены в основном теле и равномерно в угловом направлении вокруг оси Z-Z статора.
Статор 1 содержит стержневую обмотку, которая, в целом, показана позицией 10. Обмотка 10 содержит множество основных проводников 11 и множество специальных проводников 12, 13, 14, 15, 16, 17, которые взаимосвязаны друг с другом, для формирования стержневой обмотки 10. Как известно, стержневые проводники 12-17 представляют собой так называемые "специальные" элементы или проводники, предназначенные для завершения обмотки 10. В связи с этим следует отметить, что в данном описании выражение "основные проводники" используется только для идентификации проводников, которые не являются специальными элементами или проводниками типа, описанного выше, т.е., которые не предназначены специально, для функционального завершения обмотки.
Упомянутые стержневые проводники 11-17 представляют собой медные проводники и являются прямоугольными проводниками, и, предпочтительно, плоскими проводниками, поскольку они имеют пару противоположных поверхностей, которые отстоят одна от другой более, чем две другие противоположные поверхности.
Обмотка 10 содержит два комплекта 10A, 10B с неперекрещивающимися лобовыми частями, которые взаимосвязаны друг с другом. Как видно на фиг. 1, комплекты 10A, 10B имеют, по существу, кольцевую форму и, каждый, содержит множество основных проводников 11. Тем не менее, следует отметить, что, в общем, обмотка 10 может содержать число комплектов обмотки с неперекрещивающимися лобовыми частями, отличное от двух, например, число комплектов обмотки, которое больше или меньше двух, согласно техническим требованиям для обмотки 10.
По варианту осуществления специальные проводники содержат множество мостовидных проводников 12, 13, 14, 15, или перемычек 12, 13, 14, 15, множество выводов 17 фазы и соединение 16 нейтрали, или среднюю точку 16 при соединении звездой. Число и тип применяемых проводников, а также число основных проводников, может изменяться, в общем, в соответствии с требуемой специальной обмоткой.
Фиг. 4A и 4B представляют вариант осуществления основного проводника 11 соответственно в двух разных конфигурациях. В частности, на фиг. 4A основной проводник 11 показан в соответствующей
конфигурации, по существу, предварительно изготовленной в виде "Р". При такой конфигурации проводник 11 часто называют основным проводником заранее заданной формы. На фиг. 4В основной проводник 11 показан, по существу, в конечной своей конфигурации в статоре 1 (т.е., конфигурации, представленной на фиг. 1-3), после того, как он был скручен на стороне ввода, и скручивания на стороне сваривания. Как может быть видно на фиг. 4A, 4B, каждый один из основных проводников 11 содержит две ножки 11A, 11B основных проводников, и соединительный участок 11C основного проводника (на практике называемый "головной участок"), между ножками 11A, 11B. Каждая ножка 11A, 11B имеет концевой участок, соединённый с соединительным участком ПС, и противоположный свободному концевому участку 11F.
На фиг. 10 представлен вариант осуществления вывода 17 фазы, по существу, в конечной его конфигурации в статоре 1 (т.е., в примере, конфигурацию, приведенную на фиг. 1-3). В частности, вывод 17 фазы также содержит первую и вторую ножку 17A, 17B вывода, и соединительный участок 17C вывода, между данными ножками 17A, 17B. Конкретнее, ножка 17A вывода, т.е., более длинная ножка вывода рычагов 17A, 17B имеет концевой участок, соединённый с соединительным участком 17C вывода и противоположным свободным концевым участком 17F вывода. По существу, конечная конфигурация вывода 17 фазы, показанная на фиг. 10, получена в примере, начинающейся от начальной конфигурации данного вывода, подобной конфигурации основного проводника, представленного на фиг. 4A, но где разница в длине между ножками 17A, 17B значительно больше, по сравнению с разницей в длине между ножками 11A, 11B основного проводника 11 заранее заданной формы, по фиг. 4A. Конфигурация фиг. 10 может быть получена, например, воздействием на вывод 17 скручивания на стороне ввода и скручивания на стороне сваривания, начинающегося из соответствующей, отмеченной выше, начальной конфигурации.
По фиг. 2, может быть видно, что основные проводники 11 введены в пазы 5 статора, со свободными концевыми участками 11F, выступающими из поверхности 4 сваривания. Концевые участки 11F образуют множество кольцевых проводящих слоев L1, L2, L3, L4, концентрических друг другу. Данные проводящие слои L1, L2, L3, L4, в примере четыре слоя L1, L2, L3, L4, содержат радиально наружный, кольцевой концевой слой L1, и радиально внутренний, кольцевой концевой слой L4.
Отмеченные выше проводящие слои L1-L4, содержат, последовательно, и начиная от радиально наружного концевого слоя L1, до радиально внутреннего концевого слоя L4, первый L1, второй L2, третий L3 и четвёртый L4 кольцевой проводящий слой.
Проводящие слои L1-L4 включают в себя первый комплект свободных концевых участков 11F, изогнутых с первым шагом, и второй комплект свободных концевых участков 11F, изогнутых со вторым шагом, отличающимся от первого шага. По варианту осуществления, каждый один из слоев L1, L2, L3, L4 содержит свободные концевые участки 11F, изогнутые с первым шагом, и концевые участки 11F, изогнутые со вторым шагом.
На фиг. 2 и 3, с целью обеспечения различия между свободными концевыми участками 11F, изогнутыми с первым шагом, и теми, которые изогнуты со вторым шагом, свободные концевые участки, изогнутые с первым шагом, отмечены на соответствующих прямоугольных концевых поверхностях символом "X". Кроме того, следует отметить, что для целей данного описания, выражения "изогнутые с первым шагом" и "изогнутые со вторым шагом", относящиеся к свободным концевым участкам 11F, предполагают, что данные концевые участки изогнуты так, чтобы продолжаться, в периферическом направлении, заранее установленным числом пазов, или под заранее установленным углом вокруг оси Z-Z статора. В данном примере, без каких-либо ограничений, концевые участки 11F упомянутого первого комплекта (т.е., участки, изогнутые с первым шагом, и отмеченные на фиг. 2 и 3 символом "X") продолжаются под углом 20° вокруг оси Z-Z статора, в частности, соответствующим натяжению по четырём пазам 5 статора, следующим друг за другом. Концевые участки 11F упомянутого второго комплекта (т.е., изогнутые со вторым шагом и не отмеченные символом "X"), с другой стороны, продолжаются под углом 22,5° вокруг оси Z-Z статора, в частности, соответствующим натяжению по 4,5 пазам статора. Другими словами, в примере, свободные концевые участки 11F первого комплекта изогнуты с первым шагом, в то время как свободные концевые участки 11F второго комплекта изогнуты со вторым шагом, который больше первого шага. По предпочтительному варианту осуществления, концевые участки 11F могут быть изогнуты с помощью скручивающего приспособления и/или способом скручивания, как раскрыто в заявке на патент PCT/IT2011/000004, которая в настоящее время засекречена.
Свободные концевые участки 11F двух смежных слоев L1-L4 изогнуты, периферически, в противоположных направлениях. В частности, в примере, концевые участки 11F слоев L1 и L3 изогнуты в данном направлении вокруг оси Z-Z статора, в то время как концевые участки 11F слоев L2 и L4 изогнуты вокруг оси статора в противоположном направлении относительно упомянутого данного направления. Как известно, свободные концевые участки 11F изогнуты, периферически, так, что концевые части 11G свободных концевых участков 11F могут быть установлены в заранее заданных положениях вокруг оси Z-Z статора, чтобы заранее придать форму соответствующим электрическим соединениям между проводниками обмотки 10.
По предпочтительному варианту осуществления, специальные проводники 12-17 содержат множе
ство перемычек 12, 13 первого типа и множество перемычек 14, 15 второго типа. Однако следует отметить, что в соответствии с дополнительным, менее предпочтительным вариантом осуществления (не представленном на чертежах), могут быть также перемычки 14, 15 второго типа.
Как известно, обычно перемычки представляют собой мостовидные проводники, используемые, в общем, для соединения двух основных стержневых проводников стержневой обмотки друг с другом, для получения электрических соединений, например, между полюсами, фазами, комплектами обмотки и т.п. В частности, как может быть видно на приведенных чертежах, каждая перемычка 12, 13 первого типа, и каждая перемычка 14, 15 второго типа соединяет друг с другом два свободных концевых участка 11F и, в частности, две упомянутые концевые части 11G, которые радиально смещены одна от другой, и которые соответственно принадлежат двум отдельным основным проводникам 11. Основная разница между перемычками первого и второго типа заключается в том, что каждая перемычка 12, 13 первого типа соединяется с одним другим из двух свободных концевых участков 11F, принадлежащих двум из слоев L1-L4, которые являются отдельными друг от друга, в то время как каждая перемычка 14, 15 второго типа соединяется с одним другим из двух свободных концевых участком 1 IF, принадлежащих тому же самому слою из проводящих слоев L1-L4. Как может быть видно, например, на фиг. 2 и 3, по варианту осуществления, перемычки 12, 13 первого типа, в общем, меньше перемычек 14, 15 второго типа. По этой причине перемычки первого типа названы в данном случае также "мини-перемычками".
По фиг. 5 и 6, каждая перемычка 12, 13 первого типа содержит первый рычаг 12A, 13A перемычки, второй рычаг 12B, 13B перемычки, и соединительный участок 12C, 13C перемычки, между соответствующими рычагами 12A, 12B и 13A, 13B перемычки. По варианту осуществления перемычки первого типа содержат множество перемычек, имеющих формы, отличные одна от другой. В частности, как может быть видно на чертежах, в примере перемычки 12 существенно отличаются от перемычек 13 по форме соответствующих рычагов.
По предпочтительному варианту осуществления каждая перемычка 12, 13 первого типа имеет первый рычаг 12А, 13А перемычки, соединённый со свободным концевым участком 11F, принадлежащим к одному из второго и третьего слоев 12, 13, и имеет второй рычаг 12В, 13В перемычки, соединённый со свободным концевым участком 11F, принадлежащим другому из второго и третьего слоев L2, L3. Как может быть видно на фиг. 2 и 3, в примере, первый и второй рычаг 12A, 13A и 12B, 13B перемычки соединены соответственно со свободным концевым участком1№ третьего слоя L3 и со свободным концевым участком 11F второго слоя L2. В частности, как может быть видно, например, на фиг. 2 и 3, каждая перемычка 12, 13 первого типа имеет первый рычаг 12A, 13A перемычки и второй рычаг 12B, 13B перемычки, которые продолжаются, каждый, в соответствующем проходе, образованном в упомянутых проводящих слоях L1-L4, для соединения с соответствующими свободными концевыми участками 11F. Как может быть видно, например, на фиг. 3, каждый из данных проходов продолжается в радиальном или, по существу, в радиальном направлении, между проводящими слоями L1-L4. Кроме того, соединительный участок 12C, 13C перемычки, каждой перемычки 12, 13, продолжается радиально снаружи относительно радиально наружного концевого слоя L1, для прохода вокруг группы свободных концевых участков 11F. Как может быть видно, например, на фиг. 3, по варианту осуществления изобретения, первый рычаг 12A, 13A перемычки и второй рычаг 12B, 13B перемычки, каждой перемычки 12, 13, имеют, в основном, радиальное, или, по существу, радиальное направление натяжения. В самых общих чертах, может быть достаточно, что, по меньшей мере, между первым рычагом 12A, 13AA перемычки и вторым рычагом 12B, 13B перемычки, каждой перемычки 12, 13, имеет, в основном, радиальное, или, по существу, радиальное направление натяжения, для прохода через один, или более слоев L1-L4. Кроме того, соединительные участки 12С, 13,,каждой перемычки 12, 13 предпочтительно имеют, в основном, периферическое, или, по существу, периферическое направления натяжения.
Как показано на фиг. 2 и 3, по предпочтительному варианту осуществления, каждая перемычка 12, 13 выполнена с возможностью поворота вокруг группы свободных концевых участков 11F, которые изогнуты с упомянутым первым шагом, и которые выполнены последовательными и периферически прилегающими друг к другу. Кроме того, каждая пара рычагов 12A, 12B и 13A, 13B перемычки, каждой перемычки 12, 13, соединена с соответствующей парой свободных концевых участков 11F, которые изогнуты с упомянутым вторым шагом.
По предпочтительному варианту осуществления помимо поворота вокруг упомянутой группы концевых участков, изогнутых с первым шагом, каждая перемычка 12 поворачивается также вокруг концевого участка 17F вывода фазы, который выступает из поверхности 4 сваривания статора, когда вывод 17 фазы вводят в пазы 5 статора. В данном случае по меньшей мере один из рычагов 12A, 12B перемычки, предпочтительно имеет концевой участок 12F рычага (фиг. 5), который изогнут, для прохода вокруг концевого участка 17F вывода 17 фазы и для соединения с соответствующим свободным концевым участком
11F.
Следует отметить, что каждый из проводящих слоев L1-L4 содержит по меньшей мере одну группу свободных концевых участков 11F, которые изогнуты с первым шагом, и которые выполнены последовательными, и периферически прилегающими одна к другой (одна такая группа состоит, например, из двух периферически прилегающих свободных концевых участков 11F). Тем не менее, по варианту осуществ
ления достаточно, что по меньшей мере один из слоев L1-L4 содержит группу свободных концевых участков 11F, изогнутых с первым шагом, и которые выполнены последовательными, и периферически прилегающими друг к другу. В данном последнем случае такая группа концевых участков предпочтительно принадлежит к радиально наружному концевому слою L1.
Кроме того, следует отметить, что хотя в примере каждая перемычка 12, 13 выполнена для поворота вокруг группы свободных концевых участков 11F, в общем, этого достаточно для прохода каждой перемычки 12, 13 вокруг, по меньшей мере, одного из свободных концевых участков 11F, принадлежащих радиально наружному слою L1.
Кроме того, следует отметить, что по дополнительным вариантам осуществления рычаги 12A, 12B и 13A, 13B перемычек могут соединять свободные концевые участки 11F, принадлежащие проводящим слоям, отличным от слоев L2, L3, как описано выше. Например, рычаги каждой перемычки 12, 13 могут соединять свободные концевые участки 11F первого и четвёртого слоя L1, L4, или первого и третьего слоя L1, L3. Таким образом, в общем, не является строго необходимым для обоих рычагов 12A, 12B и 13A, 13B каждой перемычки 12, 13 продолжение в соответствующем проходе, образованном в слоях L1-L4. Другими словами, в общем, достаточно, когда, по меньшей мере, один из рычагов 12A, 12B и 13A, 13B каждой перемычки 12, 13 продолжается в соответствующем проходе, образованном в слоях L1-L4, для соединения соответствующего свободного участка 11F.
Фиг. 7 и 8 представляют два варианта осуществления перемычек 14, 15 упомянутого выше второго типа. В частности, по варианту осуществления, перемычки 14, 15 второго типа содержат, каждая, два рычага перемычки, соответственно 14A, 14B и 15A, 15B, и соединительный участок 14C, 15C перемычки между соответствующими рычагами перемычек. В примере, перемычки 14, 15 второго типа имеют формы, отличные одна от другой. В частности, как показано на фиг. 7 и 8, перемычки 14 отличаются от перемычек 15, по существу, по форме соответствующих рычагов перемычек. Возвращаясь к фиг. 2 и 3, можно видеть, что перемычки 14, 15 второго типа выполнены на стороне стержневой обмотки 10, которая является радиально противоположной стороне перемычек 12, 13 первого типа. Другими словами, в данном примере перемычки 12, 13 выполнены радиально снаружи, в то время как перемычки 14, 15 выполнены радиально внутри относительно перемычек 12, 13. Однако по варианту осуществления, положения перемычек 12, 13 и перемычек 14, 15 могут быть также перевёрнутыми по отношению перемычек, показанных на чертежах. Другими словами, перемычки 12, 13 могут быть выполнены радиально внутренними, а перемычки 14, 15 могут быть выполнены радиально наружными относительно перемычек 12, 13. В таком случае ясно, что перемычки 12, 13 будут выполнены, скорее, для поворота вокруг, по меньшей мере, одного свободного концевого участка 11F радиально внутреннего концевого слоя L4, чем для поворота вокруг, по меньшей мере, одного радиально наружного концевого слоя L1, как описано выше.
По варианту осуществления каждая перемычка 14, 15 второго типа имеет соответствующие рычаги 14A, 14B и 15A, 15B, которые соответственно соединены с двумя свободными концевыми участками радиально внутреннего концевого слоя L4. В частности, по варианту осуществления, перемычки 14, 15 соединяют свободные концевые участки 11F, изогнутые с упомянутым первым шагом, друг с другом. В примере, перемычки, соединяющие участки 14C, 15C, продолжаются радиально внутри относительно радиально внутреннего концевого слоя L4. В частности, как может быть видно на фиг. 2 и 3, по варианту осуществления, перемычки 14 и 15 выполнены пересекающими одна другую. В частности, перемычки 15 выполнены так, чтобы иметь соответствующий рычаг перемычки, который размещён между перемычкой, соединяющей участок 14C перемычки 14 и радиально внутренним концевым слоем L4, для соединения с соответствующим свободным концевым участком 11F. Кроме того, соединительные участки 14C, 15C перемычек 14, 15 предпочтительно частично перекрывают друг друга. По предпочтительному варианту осуществления для допущения пересекающегося устройства перемычек 14, 15, перемычки 15 содержат по меньшей мере один рычаг перемычки, имеющий, по существу, форму "L", который продолжается в плоскости связки плоскостей, проходимых осью Z-Z статора.
На основе приведенного выше описания можно понять, как статор для электрической машины по данному изобретению позволяет решить упомянутые выше задачи.
Благодаря наличию по меньшей мере одной перемычки первого типа, которая имеет два рычага, соединённые со свободными концевыми участками двух кольцевых проводящих слоев, отдельных один от другого, где такая перемычка проходит вокруг по меньшей мере одного свободного концевого участка радиально наружного концевого слоя (или она проходит вокруг по меньшей мере одного свободного концевого участка радиально внутреннего концевого слоя), и имеет по меньшей мере один рычаг, который продолжается в проходе, образованном в проводящих слоях, становится возможным установление соединения между свободными концевыми участками, принадлежащими отдельным проводящим слоям, не имея такой перемычки, аксиально выступающей за свободные концевые участки основных проводников. Поэтому, таким образом, возможно получение более гибкой конструкции и управление соединениями стержневой обмотки, сохраняя в то же время осевую компактность частей стержневой обмотки, которая аксиально выступает из сердечника статора.
Детали и варианты осуществления изобретения могут меняться в широких пределах по сравнению с тем, что раскрыто и проиллюстрировано с помощью не ограничивающего примера без отступления от
объёма изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Статор (1) электрической машины, содержащий
сердечник, имеющий противоположные друг другу первую и вторую поверхности (3, 4) и кольцевой комплект пазов (5), расположенных между упомянутыми поверхностями (3, 4) и распределённых вокруг оси (Z-Z) статора,
стержневую обмотку (10), содержащую множество основных проводников (11) и множество специальных проводников (12, 13, 14, 15, 16, 17), взаимосвязанных друг с другом и образующих стержневую обмотку (10),
отличающийся тем, что каждый основной проводник (11) содержит две ножки (11A, 11B) и соединительный участок (11C), расположенный между упомянутыми ножками (11A, 11B), каждая из которых (11A, 11B) имеет концевой участок, соединённый с соединительным участком (11C) основного проводника, и противоположный свободный концевой участок (11F),
в пазах (5) статора расположены основные проводники (11) со свободными концевыми участками (11F), выступающими из упомянутой второй поверхности (4) и образующими множество концентричных кольцевых проводящих слоев (L1, L2, L3, L4), содержащих радиально наружный кольцевой концевой слой (L1) и радиально внутренний кольцевой концевой слой (L4),
специальные проводники (12, 13, 14, 15, 16, 17) содержат перемычку (12; 13) первого типа, имеющую первый и второй рычаги (12A, 12B; 13A, 13B), соответственно соединённые с двумя из упомянутых свободных концевых участков (11F), и соединительный участок (12C; 13C), расположенный между упомянутыми рычагами (12A, 12B; 13A, 13B),
при этом перемычка (12; 13) упомянутого первого типа выполнена так, что
два свободных концевых участка (11F), с которыми соединены первый и второй рычаги (12A, 12B; 13A, 13B), соответственно принадлежат двум упомянутым проводящим слоям (L1, L2, L3, L4), отдельным друг от друга,
соединительный участок (12С; 13С) продолжается радиально снаружи относительно упомянутого радиально наружного концевого слоя (L1) или радиально внутри относительно упомянутого радиально внутреннего концевого слоя (L4) для прохода вокруг по меньшей мере одного из свободных концевых участков (11F), соответственно радиально наружного концевого слоя (L1) или радиально внутреннего концевого слоя (L4), и
по меньшей мере один из первого и второго рычагов (12A, 12B; 13A, 13B) перемычки продолжается по соответствующему проходу, образованному в упомянутых проводящих слоях (L1, L2, L3, L4), для соединения с соответствующим свободным концевым участком (11F).
2. Статор (1) по п.1, отличающийся тем, что другой из первого и второго рычагов (12A, 12B; 13A, 13B) продолжается по соответствующему проходу, образованному в упомянутых проводящих слоях (L1, L2, L3, L4), для соединения с соответствующим свободным концевым участком (11F).
3. Статор (1) по п.2, отличающийся тем, что упомянутые проводящие слои (L1, L2, L3, L4) содержат последовательно и, начиная от упомянутого радиально наружного концевого слоя (L1) до упомянутого радиально внутреннего концевого слоя (L4), первый (L1), второй (L2), третий (L3) и четвёртый (L4) кольцевые проводящие слои, при этом свободный концевой участок (11F), к которому присоединён первый рычаг (12A; 13A) перемычки, принадлежит к одному из упомянутых второго и третьего слоев (L2, L3), а свободный концевой участок (11F), к которому присоединён второй рычаг (12B, 13B) перемычки, принадлежит к другому из упомянутых второго и третьего слоев (L2, L3).
4. Статор (1) по любому одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что упомянутые проводящие слои (L1, L2, L3, L4) включают в себя первый комплект свободных концевых участков (11F), периферически изогнутых с первым шагом, и второй комплект свободных концевых участков (11F), периферически изогнутых со вторым шагом, отличающимся от первого шага, при этом по меньшей мере один из упомянутых проводящих слоев (L1, L2, L3, L4) содержит группу их свободных концевых участков (11F), изогнутых с упомянутым первым шагом, которые выполнены последовательными и периферически прилегающими друг к другу, перемычка (12; 13) упомянутого первого типа повернута вокруг упомянутой группы свободных концевых участков (11F), а упомянутые свободные концевые участки (11F), к которым присоединены первый и второй рычаги (12Aa, 12B; 13A, 13B), изогнуты с упомянутым вторым шагом.
5. Статор (1) по п.4, отличающийся тем, что специальные проводники (12, 13, 14, 15, 16, 17) содержат вывод (17) фазы, введённый в упомянутые пазы (5) статора и имеющий концевой участок (17F) вывода фазы, который выступает из второй поверхности (4) статора, при этом перемычка (12; 13) первого типа также повёрнута вокруг концевого участка (17F) вывода фазы и по меньшей мере один из первого и второго рычага (12А, 12В; 13А, 13В) перемычки имеет соответствующий концевой участок (12F) рычага перемычки, который изогнут для прохода вокруг упомянутого концевого участка (17F) вывода фазы и для соединения с соответствующим свободным концевым участком (11F).
2.
6. Статор (1) по любому одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что содержит множество перемычек (12; 13) упомянутого первого типа.
7. Статор (1) по любому одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что специальные проводники (12, 13, 14, 15, 16, 17) содержат множество перемычек (14; 15) второго типа, которые выполнены на стороне стержневой обмотки 10, т.е. радиально противоположной по отношению к стороне перемычки (12; 13) первого типа, при этом каждая перемычка второго типа (14; 15) имеет рычаги (14A, 14B; 15A, 15B) перемычек и соединительный участок (14C; 15C) между упомянутыми рычагами (14A, 14B; 15A, 15B) перемычек, два рычага (14A, 14B; 15A, 15B) каждой перемычки (14; 15) второго типа соединены соответственно с двумя из упомянутых свободных концевых участков (11F), которые принадлежат одному и тому же слою из упомянутого множества слоев (L1, L2, L3, L4), и перемычки (14; 15) второго типа из упомянутого множества выполнены пересекающими одна другую.
8. Электрическая машина, содержащая статор (1), по любому одному из предыдущих пунктов.
9. Сухопутное транспортное средство с электрическим или гибридным приводом, содержащим электрическую машину по п. 8.
2.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
023952
- 1 -
023952
- 1 -
023952
- 4 -
023952
- 9 -