[发明专利]多相电机

说明书

技术状态 

本发明涉及一种多相电机，尤其涉及带有定子的多相发电机，其具有具有大量槽距的核心体和带有多个形成相的绕组的绕组配置。进一步，本发明涉及一种用于生产相应的多相电机的方法。 

开头所述类型的多相电机是诸如交流发电机而为人所知。该交流发电机具有带有构成为定子叠片铁芯的核心体(Kernkoerper)(定子铁芯)的定子(Staender)，三、二乘三或六相的绕组装入在其槽中。绕组互相错位布置。在三相发电机情况下，通过电磁力产生不期望的磁噪声。为了降低该磁噪声，设置有特定的绕组配置，其例如由两个电分隔的子系统组成。每个子系统由三个相组成，其相互间偏移电的120度。相对于第一个子系统的每个相，以电的30度的偏移布置第二个子系统的相。两个子系统中每个子系统的绕组连接为诸如星形或三角形。绕组的每个连接点(电流出口，或者绕组接头)与整流电桥相连接。总共应用了六个整流电桥。所应用的绕组是预先制造的绕组，例如其通过带有矩形的周缘段的星形绕组单元变形而构建。随后，该绕组单元装入到构造为定子叠片铁芯的核心体中。在二乘三相的系统中，装入六个该星形绕组单元，对于第一个三相系统的每个相都存在有另一个三相系统的相，其以30度电偏移布置。通过在六相的和二乘三相的电机中的大数量的相(相数)-在所对应的转子的磁极数量相同情况下-产生比带有更少相数的电机更多数量的槽。然而，大数量的槽限制了所应用的关系到定子直径的绕组线的直径。进一步，带有大数量相数的电机必须更精确地制造。 

本发明的公开 

在根据本发明设计的多相电机中作如下设置，即在定子中通过极距延伸的槽组的每个绕组和每个槽，对应于其中某个相，并且绕组具有位于在所对应的槽中的绕组段，在其之间各形成绕组头连接(Wicklungskopfverbindung)，不同绕组的绕组头连接径向地相互间呈层状地布置，并且相数是五。这类布置具有优点，即不仅减少了磁噪声，而且减少了电流噪声。另一个优点在于，经整流的发电机电压的波动被减少，并且由此改善了功率和效率。另一个优点在于，即电机的简单构建可以用来使用成本经济的制造方法并且对此获得更好的实施质量。为了构建根据本发明的电机的绕组配置，应用诸如预先制造的绕组。这可以机械地生产和机械地组装到核心体(定子铁芯)中，例如嵌入、拉入或插入。对此，绕组径向地且在周向方向上互相层状布置。相对于带有二乘三相的系统或六相的电机，五相的电机实现更大的金属线直径，因为在相同定子直径(Staenderdurchmesser)情况下由于更少数量的槽而在相应的同样的极数和绕组线路下形成更大的槽面积。通过更大的金属线直径，电机的鲁棒性和机械负荷能力更高。除此之外，更少数量的槽使得更高的制造公差界限成为可能。同时，五相的电机的噪音特性比三相的电机的情况下更佳。径向位置应理解为绕组在绕组头中径向方向上的精确位置。 

尤其地作如下设置，即，绕组的各个绕组头连接布置在大约一致的、对每个绕组来说都是特定径向位置中。 

有利地作如下设置，即，槽的数量与相数的倍数相符合。由此，更有效率的所谓的全节距绕组成为可能。 

根据本发明的改进方案作如下设置，即，径向位置的数量与相数或相数的倍数相符合。在相数是五的情况下，绕组头连接的径向位置数(径向位置的数量)尤其地同样也是五，使得产生尤其简单构建的和鲁棒的绕组配置。 

进一步作如下设置，即，绕组是简单绕组(einfache Wicklungen)或分布式绕组。在简单绕组的情况下，连接着绕组段的绕组头连接在 从槽中轴向退回之后沿周向方向，或者基本地沿周向方向延伸。在分布式绕组的情况下，连接着绕组段的绕组头连接在从槽中轴向退回之后基本均匀分布地沿两个周向方向延伸。构造为简单绕组的拉入式绕组可以简单地装入核心体中。因为其中每个绕组头连接装入在对应于它的径向位置中，在简单绕组的情况下，以所对应的绕组段对槽的充填仅仅是少量的。通过应用分布式绕组提高了对槽的充填。在以简单绕组充填的情况下，在相同的充填系数(Fuellfaktor)下产生相对于分布式绕组更高的装配力，由此产生了出现金属线损坏情况的更大可能性。 

尤其地作如下设置，即，绕组构造为叠绕组或波形绕组。两者都是可以机械地装入到核心体中的绕组种类。 

进一步作如下设置，即，每个槽具有比绕组线直径的两倍更大的最大槽宽，绕组由绕组线卷绕而成。由此，在槽中同时存在槽绝缘的情况下，两个绕组段可以在相同的径向层中沿周向方向互相毗邻布置。这优化了分布式绕组的应用。