JPH10501956A - 組立式導体相を有する三相電気機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 従来の技術による層を成す巻線のある三相電気機械では、導体要素が、溝内の空間の最適な利用がなされていないか、各相の導体がお互いに適合し合うように設計され形状が大きくなりその製造が複雑になりコストがかさむかのどちらかであった。この発明では、三相導体層（１１）の各層ごとに導体レーン（５−７）がその構造が同一であることおよびその構造が４磁極ピッチ毎に反復されることが必要とされる。一方、導体レーン（５−７）は磁界内で層の全高を占め、溝に積み重ねられた２つの導体レーン（５−７）は巻線の終端（１９）で空間を共有する。溝の出口で、導体の断面積は増し、唯一、後に巻線の終端（１９）で一方の側のみから巻線の終端を通過する地点で半分に分けられる。層の半分を交互に替えるには、表面の接触が利用できるが、これは導体の断面積に比較して大きく、また組立式のレーンにより２つの巻線の終端（１９）が一様に利用できる。導体層および絶縁層を交互に貼付けることによって三相導体層を生産することは、特に小型の電磁機械に適しており、一様な空間の利用ができ、したがって高い効率および高い力率を低いコストで得られ、またわずかな操作のみが必要とされるだけである。

Description

【発明の詳細な説明】 組立式導体相を有する三相電気機械 （発明の分野） この発明は、１９９４年４月６日提出のドイツ特許出願第ＤＥ４４１１７５０ ．７号の優先権を主張して１９９５年４月５日に提出されたＰＣＴ／ＤＥ９５／ ００４５７に基づく組立式の巻線を有する三相電気機械、並びにそのような機械 の製造過程に関するものである。 （従来の技術） 従来の技術ＧＢ１３２９２０５（英国特許）は、よく知られたリニア機械用の 導体レーンで、これらは一つの型による成形部品として製作されている。導体部 品が別々に製作されその後組立てられるため、組立て前に公差の少ない高価な型 が必要となる。さらに、前述の導体部品の高さは溝の端で激減しており、このた め臨界断面積が小さくなっている。全ての位相での導体部品は、巻線オーバーハ ング内で平坦に積まれており、このため大きな中空部が形成され、また三相導体 層の場合には、前述の巻線オーバーハング内に３つの部分の層が形成される。 （発明の目的） したがって、この発明は、層を成す巻線、ここでその巻線の導体レーンが軟質 磁性体の中に並べられた部品にある巻線を有し、一様な空間の利用が達成されか つ製造が簡易化された三相電気機械の開発を進めるという目的に基づいている。 この発明の目的は請求の範囲１と４の内容によって達成される。 （発明の要約） 三相導体層の全ての導体レーンは同一の構造上の形状をしており、４磁極ピッ チごとの周期で反復される導体レーンの構成を有し、また層を半分に分けるそれ ぞれの部分の、巻線オーバーハングの両方の導体部分の各周期で各導体レーンの ある区間を有する。磁界においては、常時一つの導体レーンにより層の全高が占 められ、これにより層の２つの半部分間で巻線オーバーハングが通路で移行する ことが防止される。ところが、三相導体レーンはわずか２つの層部分しか持たな い巻線オーバーハングにより構成されている。さらに、これらの巻線オーバーハ ングは完全にかつ一様に利用されている。なぜなら巻線オーバーハングのそれぞ れの半部分で、導体レーンの各部分は、接線方向に順序よく並べられており、薄 い絶縁層のみで隔たれている。溝で巻線オーバーハングが移行する部分での断面 積が小さくなるのを、溝の出口ではじめからその導体の幅を溝の幅に平行に広く すること により、また導体の高さを巻線オーバーハングのずっと中で二等分することによ り防止されている。このような空間の最適な利用は、もしもこの３つの導体レー ンが組立式の場合、三相の導体レーンにのみ可能である。つまり、層の導体レー ンはそれぞれ別々に製作されるのではなく、共通のプロセスによってのみ製作さ れる。溝領域での組立式部品の溶接の他に、導体層および絶縁層が交互に作成さ れるプロセスがふさわしい。厚い層および薄い層の技術により、非常に平坦で小 型のモーターおよび超小型モーターの自動製作が可能となる。図は、この発明の 有利な実施例を示している。 （図面の簡単な説明） 図１は、三相導体層の製作用のマスクを示している。図２は、図１の導体層の 空間的な構造を示している。図３は、図２の導体レーンの３つの部分の順序を示 し、お互いの上に配置されている。 （望ましい実施例の詳細な説明） 図１は、左側に２４磁極式三相導体層用の２個の導体マスク（１，２）を示し 、また右側にはそれよりいくらか小さい同絶縁マスク（３，４）を示している。 材料が平坦な面に適用され、処理中にできたへこみを埋めている。それぞれのマ スク（１−４）を用いて露光した後、ハッチングが施されていない部分が取り除 かれる。従っ て、導体用マスク（１および２）のハッチングが施された表面は、３個の導体レ ーン（５−７）の各部品を表わしている。各層の各半分で、わずか２種類の異な った構造上の形状となっており、これらは、その異なったハッチングを基にして それぞれの相に割り当てることができる。中央の層用の絶縁マスク（３）で、層 の変化が成される部分である３つの部分（８）を除けば絶縁材料は巻線オーバー ハング内にのみ残っている。一方、下の絶縁マスク（４）は、２つの同一な三相 導体層を分割しており、したがって移行領域（８）を除けば絶縁材料は表面に残 っている。層内の隙間（１０）は、磁性導体材料用、つまり鉄粉またはフェライ ト用に意図されている。 図２は、図１での三相組立式導体層（１１）の構造を円周の一部を空間的に描 写しており、ここで層（１２，１３）の２つの半部分の異なるハッチングが施さ れた導体レーン（５−７）は、薄板金の平坦なカットにより組み立てられた状態 で示されている。イラストの右側には、層の２つの半部分は、その形状を明瞭に する目的で溝の深さと平行な方向に引き離してある。３つの導体レーン（５−７ ）のそれぞれは、４個の別々に並べられた導体部分（１４−１７）から成り立っ ており、これらは共に４磁極ピッチに橋をかけ、またその中で溝用のそれぞれの 小さなバー部分（１６，１７）は層の半分の変化なしに通りすぎる。また大きな 導体部分（１４，１５）は同一である。３つの導体レーンは同一であるため、三 相導体層（１１）全体はわずか２種類の異なった導体部分から成り立っている。 図３には、図２での導体レーン（６）の並び方が３つの層を構成する巻線の全て の層（２１−２３）について示されている。ここで円周のその部分は、電流の供 給および電流の派生（１８，１９）並びに別の層（２０）への変化が起こる部分 が選択されている。２種類の構造上のそれぞれの導体部（１４，１５）および導 体部（１６，１７）の以外には、巻線にはわずか２つの導体部（１８，１９）が 追加されるだけである。上の層（２１）では導体レーンは電流供給（１８）から 始まり、機械の円周全体から１磁極ピッチを差し引いた分だけ時計方向に進む。 最後に層の下半分の最後の導体部分は、中間の層（２２）の上半分での最初の導 体部分に接続される。もう円周一周全体の進みが完了した後、導体レーンは下の 層（２３）への移行溝で変化し、ここから、３度目の円周一周の進みの後、移行 溝で電流の派生（１９）が起こる。機械の３つの移行溝は、導体の断面積が導体 の最後の部分（１９）で小さくなることを防止する目的で、その他の溝よりも導 体層の厚みの半分だけ低く実施しなければならない。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 力率を低いコストで得られ、またわずかな操作のみが必 要とされるだけである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．層を成す巻線のある三相電気機械で、その巻線の導体レーン（５−７）が部 分的に軟性磁性体内に並べられ、それらの導体レーンはそれぞれ異なった位相の ものであり三相導体層（１１）内に並べられており、ここで三相導体層（１１） の全ての導体レーン（５−７）は同一のデザインで、またここで巻線オーバーハ ング（９）内の進み方向に順番に配置された導体レーン（６）の各導体部分（１ ４−１７）は導体層（１１）の各半分の層（１２，１３）内にエアーギャップ間 での距離を異にして並べられている、三相電気機械。 ２．請求の範囲１による三相電気機械で、ここで、導体レーン（５−７）の導体 の高さが、層の高さの磁界内にあり、またその部分的な領域で層の高さの半分に 対応した溝の幅に平行に並べられており、さらにここで、導体の高さの変化が軟 性磁性体の面の手前の溝の幅のおおよそ半分に対応する位置で起こる、三相電気 機械。 ３．請求の範囲１による三相電気機械で、ここで、溝の深さ方向に平行に積み重 ねられた三相導体層からの導体レーン（６）の各導体部分（１４−１７）の接合 （２０）が磁界内に置かれている導体の位置にて起こる、三相電気機械。 ４．層を成す巻線のある三相電気機械の製造の工程で、その巻線の導体レーン（ ５−７）が軟性磁性体内に並べ られ、それらの導体レーンはそれぞれ異なった位相のものであり三相導体層（１ １）内に並べられており、ここで三相導体層（１１）の全ての導体レーンは絶縁 層及び導体層を交互に重ねることにより一つの工程で同時に製作される、三相電 気機械の製造方法。 ５．請求の範囲４による三相電気機械の製造方法において、ここで、三相導体層 の製作用にわずか４枚のマスク、絶縁層および導体層それぞれ２つが連続的に採 用されている、三相電気機械の製造方法。