顺序段联接电枢以及采用这种电枢的交流电机的制作方法

专利名称：顺序段联接电枢以及采用这种电枢的交流电机的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种顺序段联接电枢以及采用这种电枢的可用作机动车辆的旋转电机的交流电机。
背景技术：
由于最近几年在机动车辆中广泛地采用了怠速停车系统，该系统都设计成能进行反复的起动-停止电机的操作，因此，采用交流电机要优于采用有刷直流电机。然而，可以提供与典型的直流串绕电机所提供的大起动电流相同的交流电机的尺寸比典型的交流电机要大，从而在车辆的电机舱中需要有较大的空间或者电机的布局有本质的变化，而这可能会导致车辆重量的增加。
作为汽车采用的交流电机，所提议的交流电机中安装有由U形导线段所组成的导线段联接电枢，所述导线段设置在形成于定子芯体中的槽中并顺序联接。例如，日本专利第一次公开Nos.11-164506和2001-169490公开了这种类型的交流电机。
日本专利第一次公开No.2001-169490(对应发明人为Nakamura et al.并转让给与本案件相同的申请人的美国专利号U.S.6,417,592B2)公开了一种段联接汽车交流电机，其装有部分延伸穿过排列在其周向上的定子芯体槽中的U形大尺寸导线段和U形小尺寸导线段。各槽具有从定子芯体的里面到外部并沿其径向排列的第一、第二、第三和第四层位置。大尺寸导线段各具有设置于槽中第一和第四层位置中的引线。小尺寸导线段各具有设置于槽中第二和第三层位置中的引线，总数为4匝的绕线线圈，其中两个设置于位于一个槽对面的两个槽中，联接成横向并联联接两个绕线线圈，从而构成相绕组。更具体地说，一个两槽8导线的定子线圈可以允许供给线圈两倍的电流而不会增加极数。
日本专利第一次公开Nos.11-164506公开的一槽6导线的定子线圈，其装有部分延伸穿过排列在其周向上的定子芯体槽中的U形大尺寸导线段和U形小尺寸导线段。各槽具有从定子芯体的里面到外部，沿其径向排列的第一、第二、第三、第四、第五和第六层位置。大尺寸导线段各具有设置在槽中第一和第六层位置中的引线，一些小尺寸导线段具有设置在槽中第二和第三层位置中的引线，而其它的则具有设置于槽中第四和第五层位置中的引线。这种结构所允许的定子线圈的匝数要多五倍于前面公开的专利，因此可以提供一种高电压的定子线圈。
上述定子线圈设计成固定导线段的布线方式或连结顺序。因此，很难做到增加定子线圈的匝数，而又不增加转子的极数，从而也增加了在机动车辆中使用具有高电压电池的旋转电机的难度。此外，增加导线段的截面积可能增加其弯曲的难度，这将增加使用具有大电流的定子线圈的难度。
从各相线圈的并联相绕组中延伸出的导线位置彼此相隔很远，从而会导致导线长度增加，同时也导致导线电阻和电感增加。导线长度增加使得旋转电机中需要更大的空间，从而也导致旋转电机长度增加。

发明内容
本发明的主要目的旨在避免现有技术中的缺点。
本发明的另一目的在于提供一种段联接电枢和采用这种电枢的交流电机，其设计成能够给线圈提供大电流，而不会增加布线操作的困难，也不会增加导线段的截面积以及交流电机的长度。
根据本发明的一个方面，其提供一种段联接电枢和交流电机可以用作机动车辆的交流电动机或电动机-发电机。
段联接电枢包括(a)具有用于每相中的每极q(＝大于2的整数)槽的电枢芯体，所述槽沿电枢芯体周向排列；以及(b)由m(＝大于3的整数)个相线圈组成的电枢绕组。各相线圈由匝数相同，并沿相反的卷绕方向延伸的第一相绕组和第二相绕组组成。各第一和第二相绕组由交替联接的至少一个波绕段和叠绕段组成。波绕段和叠绕段通过顺序联接导线段而构成。各导线段包括实质上呈V形的头部、一对从头部端延伸出，设置于两个彼此相隔一定间距的电枢芯体的槽中的引线部分、以及一对从引线部分延伸的连结端部分。s(＝大于4的整数)个引线部分沿电枢芯体径向排列在电枢芯体的各槽中。各导线段的各连结端部分联接到另一导线段的一个连结端部分，从而构成各第一和第二相绕组。波绕段由具有位于相互间隔比一个极距大些或等于一个极距的间距的引线部分的导线段组成。各叠绕组段由具有位于相互间隔比一个极距要小些的间距的引线部分的导线段组成。第一相绕组的一端和第二相绕组的一端由导线段的两个引线部分构成，所述导线段彼此径向相邻地设置于电枢芯体的同一槽中，并引向两个第一终端引线。第一相绕组的另一端和第二相绕组的另一端通过两个导线段的引线部分构成，所述导线段彼此径向相邻地设置于电枢芯体的同一槽中，并引向两个第二终端引线。
在上述的结构中，各相线圈由彼此匝数相同的第一和第二相绕组组成。该结构可以使电枢绕组的匝数很容易地改变，其可通过在串联和并联之间改变第一和第二相绕组的联接或在星形联接和三角形联接之间改变相线圈的联接而实现。该结构同样可以使各相线圈的第一和第二相绕组的终端引线聚集在一起，并退出到交流电机的外部，使得终端引线的排列很容易且方便。
在本发明的优选方式中，4个导线段的引线部分沿电枢芯体的径向、从电枢芯体里面到外部以第一、第二、第三和第四层导线的方式排列在电枢芯体的各槽中。各第一和第二相绕组分成第一和第二组。第一组由具有彼此间隔一定槽距的第一和第四层导线的导线段组成。第二组由具有彼此间隔一定槽距的第二和第三层导线的导线段组成。引向第一层导线的连结端部分的顶部与引向第二层导线的连结端部分的顶部相联接。引向第三层导线的连结端部分的顶部与引向第四层导线的连结端部分的顶部相联接。波绕段由各具有彼此间隔大约两个极距的连结端部分的顶部的导线段组成。各叠绕组段由各具有彼此间隔大约零槽距的连结端部分的导线段组成。限定设置于同一槽中的各相线圈的第一和第二相绕组的端部的第一和第二层导线或第三和第四层导线分别引向第一终端引线对。限定设置于同一槽中的各相线圈的第一和第二相绕组另一端部的第三和第四层导线或第一和第二层导线分别引向第二终端引线对。
相线圈的第一终端引线对的位置彼此间隔大约在2π(m-1)的电相角范围内等于2π/m的电相角。相线圈的第二终端引线对的位置同样彼此间隔大约在2π(m-1)的电相角范围内等于2π/m的电相角。
第二终端引线对形成中性点连结引线，所述中性点连结引线在中性点上联接，从而构成相线圈的星形联接。
一个相线圈的第一和第二相绕组的第一终端引线构成第一相的输入/输出导线。第二个相线圈的第一和第二相绕组的第一终端引线构成第二相的输入/输出导线。一个相线圈的第一和第二相绕组的第二终端引线与第二相的输入/输出导线相联接。各相线圈的第一和第二相绕组彼此并联。相线圈线联接成三角形形式。
各相线圈的各第一和第二相绕组包括第一绕线线圈，其由波绕组段和叠绕组段构成以形成绕所述电枢芯体的线匝；第二绕线线圈，其由波绕组段和叠绕组段构成以形成绕所述电枢芯体的线匝；以及串联连接第一、第二绕线线圈的不规则导线段。各相线圈的第一和第二相绕组以相反的卷绕方向延伸，并彼此具有相同的电磁特性。
各相线圈的不规则导线段设置于两个彼此相邻的槽中，其彼此间隔的槽距比波绕段和叠绕段的槽距至少要小一个槽距。
各相线圈的第一和第二终端引线和导线段之间的界面的位置限定于穿过电枢芯体周向上的不规则导线段的V形头部。
各第一和第二相绕组可分成第一和第二组。第一组由具有彼此间隔给定槽距的第一和第四层导线的导线段组成，该给定槽距比一个极距要小一个槽距或更多。第二组由具有彼此间隔给定槽距的第二和第三层导线的导线段组成，该给定槽距同样比一个极距要小一个槽距或更多。引向第一层导线的连结端部分的顶部与引向第二层导线的连结端部分的顶部相联接。引向第三层导线的连结端部分的顶部与引向第四层导线的连结端部分的顶部相联接。各第一和第二相绕组包括第一绕线线圈、第二绕线线圈和不规则导线段。第一绕线线圈由波绕段和叠绕段组成。波绕段通过各具有彼此间隔大约两个极距的连结端部分的顶部构成，叠绕段通过各具有彼此间隔大约一个槽距的连结端部分的顶部构成。波绕段和叠绕段交替联接以构成线匝。由交替联接的波绕段和叠绕段组成以构成线匝的第二绕线线圈在与第一绕线线圈的卷绕方向具有相同的方向上延伸。不规则导线段具有设置在彼此间隔一个与波绕组段和叠绕组段不同的节距的槽中的两个引线，以便将第一绕线线圈和第二绕线线圈串联。各相线圈的第一和第二相绕组彼此具有相同的电磁性，并在相反的卷绕方向上延伸。
各相线圈的不规则导线段彼此相邻地设置于两个彼此间隔比波绕段和叠绕段的节距要小至少一个槽距的槽中。
限定设置于同一槽中的各相线圈的第一和第二相绕组的端部的第一和第二层导线或第三和第四层导线分别引向第一终端引线对。限定设置于同一槽中的各相线圈的第一和第二相绕组的另一端部的第三和第四层导线或第一和第二层导线分别引向第二终端引线对。第一终端引线构成输入/输出导线。第二终端引线对构成中性点连结引线，中性点连结引线在中性点上联接，以便构成相线圈的星形联接。
一个相线圈的第一和第二相绕组的第一终端引线构成第一相的输入/输出导线。第二个相线圈的第一和第二相绕组的第一终端引线构成第二相的输入/输出导线。一个相线圈的第一和第二相绕组的第二终端引线与第二相的输入/输出导线相联接。各相线圈的第一和第二相绕组彼此并联。相线圈联接成三角形形式。
各相线圈的第一和第二终端引线和导线段之间的界面的位置限定于穿过电枢芯体周向上的不规则导线段的V形头部。
各相线圈具有延伸在不规则导线段上以便使第一和第二相绕组串联的桥接导线段。桥接导线段包括设置在受第一和第三层导线或第二和第四层导线限定的槽中的引线部分。桥接导线段的引线部分构成第一相绕组的导线段的引线部分的尾部以及第二相绕组的导线段的引线部分的头部。各桥接导线段的引线部分设置在两个槽中，其与引向第一和第二终端引线的相对应的相线圈的第一和第二相绕组的引线部分所设置的槽相同。
各第一和第二相绕组可能包括第一绕线线圈、第二绕线线圈和不规则导线段。第一绕线线圈包括第一叠绕段、第二叠绕段、以及交替联接以构成线匝的波绕段。第一叠绕组段由叠绕段组成，所述叠绕段由具有相隔大约1/2槽距的连结间距的连结端部分的导线段、以及相隔第一槽距的第二和第三层导线构成，第一槽距比极距要小一个槽距或更多。第二叠绕组段由叠绕段组成，所述叠绕段由具有间隔大约1/2槽距的连结间距的连结端部分的导线段、间隔第一槽距的第四和第五层导线、以及具有间隔两个极距减去第一和第二叠绕段和间隔第一槽距的第一和第六层导线的连结间距之和的连结端部分的波绕段构成。第二绕线线圈由与第一叠绕段相同的绕组和与第二叠绕段相同的绕组组成。第二叠绕组段交替联接，以便构成与第一绕线线圈具有相同的卷绕方向的线匝。不规则导线段具有设置在两个彼此间隔与第一槽距不同槽距的槽中的引线部分，以使第一绕线线圈和第二绕线线圈串联。各相线圈的第一和第二相绕组彼此具有相同的电磁性，并在相反的卷绕方向上延伸。
彼此相邻设置于同一槽中的第一和第二层导线分别属于并联的第一和第二相绕组，彼此相邻设置于同一槽中的第五和第六层导线分别属于并联的第一和第二相绕组。
彼此相邻设置于预定槽中的第一和第二层导线引向各相线圈的一端。彼此相邻设置于预定槽中的第五和第六层导线引向各相线圈的另一端。相线圈联接成星形联接的形式。
彼此相邻设置于预定槽中的第一和第二层导线可以引向各相线圈的一端。彼此相邻设置于预定槽中的第五和第六层导线可以引向各相线圈的另一端，相线圈可以联接成三角形联接的形式。
各相线圈可以具有延伸到不规则导线段的桥接导线段，以便使第一和第二相绕组形成串联。桥接导线段包括引线部分，其中一个引线部分设置在槽中，在槽中一个导线段的引线部分引向各相线圈的一对终端导线之一，并构成第一和第二相绕组之一的引线部分的头部，而另一个也设置在槽中，在槽中的一个导线段的引线部分引向各相线圈的一对终端导线的另一端，并构成第一和第二相绕组之一的引线部分的尾部。各桥接导线段的引线部分的顶部在电枢绕组的同一周向上弯曲。
第一相绕组的不规则导线段的引线部分可以分别设置在其中设置有第二相绕组的不规则导线段的引线部分的两个槽中。第一相绕组的不规则导线段的引线部分的引线间距与第二相绕组的相同。
本发明提供一对终端导线对，其限定从设置有不规则导线段的槽外部位置延伸出的各相线圈的端部。
各槽可以可选择地设置有6n(＝整数)个导线段的引线部分。
电枢还可以包括第一终端引线对和第二终端引线对。第一终端引线对由形成各相线圈的第一和第二相绕组的端部，并分别引向设置于一个槽中第一和第二层导线的终端引线组成。第二终端引线对由形成各相线圈的第一和第二相绕组的另一端部，并分别引向设置于一个槽中第五和第六层导线的终端引线组成。m是大于或等于3的奇数。相线圈的第一终端引线对的位置彼此间隔相当2π的电相角。相线圈的第一终端引线对构成第一组，相线圈的第二终端引线对构成第二组，第一组具有的角度范围与第二组具有的角度范围重叠。各第一和第二角度范围为2π(m-1)/m电相角。导线段延伸出的第一终端引线对的部分从第二终端引线对的部分移动一个或更多的槽距。
第一终端引线对的一个终端引线和第二终端引线对的一个终端引线可以在中性点联接。第一终端引线对的另一个终端引线和第二终端引线对的另一个终端引线可以分别与相端子联接。相线圈构成星形联接，以形成电枢绕组。
中性点位于从各第一和第二终端引线对的接点到相端子间隔一个或更多槽距的位置，并限定于电枢芯体的周向上的第一和第二终端引线对接点之间的中间处。
从第一层导线延伸出的第一和第二终端引线对的终端引线可以联接在一起以限定第一中性点。从第二层导线延伸出的第一和第二终端引线对的终端引线可以联接在一起以限定第二中性点。第一和第二中性点在电枢芯体的周向上彼此间隔给定的槽距。
第一终端引线对的终端引线和第二终端引线对的终端引线可以顺序联接，并引向相端子。各相线圈的第一和第二相绕组可以并联。相线圈可以联接在一起，以形成三角形联接，从而构成电枢绕组。


参照附图，将在下文中对本发明的优选实施方式进行详细说明，从而使本发明得到更加清晰、充分地理解，但是，下述具体实施方式
不应当理解为对本发明的一种限制，而旨在对本发明进行解释和便于理解。其中图1显示根据本发明的第一具体实施方式
的安装有定子线圈的交流电机的部分纵向剖面图；图2显示延伸到定子线圈的小尺寸导线段的一组小尺寸导线段和大尺寸导线段的透视图；
图3显示定子芯体槽中的导线段排列的部分放大图；图4和图5是显示第一具体实施方式
中定子线圈的展开示意图；图6显示定子线圈的U相线圈的展开图；图7显示如图6所示的U相线圈的第一相绕组的展开图；图8显示如图6所示的U相线圈的第二相绕组的展开图；图9显示根据本发明的第二具体实施方式
的定子线圈的展开图；图10显示根据本发明的第三具体实施方式
中安装有定子线圈的交流电机的部分纵向剖面图；图11是图10中交流电机的后视图；图12是在图13中沿A-A线截取的第三具体实施方式
中由定子芯体和定子线圈组成的16-极定子的纵向剖面图；图13是图12中所示的定子线圈的背视图；图14显示本发明第三具体实施方式
中的定子线圈的展开图；图15显示如图14所示的U相线圈的第一相绕组的展开图；图16显示如图14所示的U相线圈的第二相绕组的展开图；图17显示比较实施例的定子线圈的展开图；图18是沿图19中A-A线截取的纵向剖面图；图19是图17中所示的定子线圈的背视图；图20是现有技术的定子线圈的展开图；图21显示根据本发明的第四具体实施方式
中的定子线圈的U相线圈的展开图；图22显示图21中所示的U相线圈的第一相绕组的展开图；图23显示图21中所示的U相线圈的第二相绕组的展开图；图24显示图21中所示的桥接导线段的展开图；图25显示根据本发明的第五具体实施方式
中安装有定子线圈的交流电机的部分纵向剖面图；图26显示图25中所示的定子芯体的槽中导线段排列的部分放大图；图27显示图25中的定子线圈所采用的大尺寸导线段和两个小尺寸导线段的部分纵向剖面图；图28显示图25中的定子线圈的U相线圈的示意图；
图29显示图25中所示的定子线圈的U相线圈的展开图；图30显示图29中U相线圈的第一相绕组的展开图；图31显示图29中U相线圈的第二相绕组的展开图；图32显示设置于槽中的图29的U相线圈的导线段的引线位置的示意图；图33显示第五具体实施方式
的定子线圈的展开图；图34显示第五具体实施方式
的定子线圈的变更形式的展开图；图35显示根据本发明第六具体实施方式
的定子线圈的U相线圈的电路图；图36显示图35的U相线圈的展开图；图37显示图35的U相线圈的第一相绕组的展开图；图38显示图35的U相线圈的第二相绕组的展开图；图39显示根据本发明第七具体实施方式
中安装有定子线圈的交流电机的部分纵向剖面图；图40是图39中交流电机的后视图；图41是沿图42中A-A线截取的纵向剖面图；图42是图40中所示的定子线圈的背视图；图43是显示根据本发明第八具体实施方式
中的定子线圈的一部分的展开图；图44显示图43中的定子线圈的另一部分的展开图；图45显示第八具体实施方式
的定子线圈一端的示意图，其中导线从定子线圈的一端延伸出来；以及图46是显示第八具体实施方式
的定子线圈的剖面图。
具体实施例方式
参照附图，其中相同的附图标号在多个视图中代表相同的部件，具体到图1，根据本发明的交流发电机1可以作为机动车辆的交流电机或交流发电机。
交流发电机1的结构众所周知，其由转子2、壳体4a和4b、整流器5、输出端6、转轴7、电刷8和滑动环9组成。定子3由定子线圈31(即电枢绕组)和定子芯体32组成。定子芯体32通过壳体4a和4b固定并与转轴7平行。如图3所示，定子线圈31在槽350中缠绕并形成于定子芯体32中。转子2为梯级极数型，并设置于通过壳体4a和4b中的轴承支撑的转轴7上。转子2设置于定子芯体32内。定子线圈31由三相电枢绕组而构成，三相电枢绕组通过将图2清晰所示的导线段组330穿过图3所示的槽350，所述导线段组穿过形成于定子芯体32中的定子芯体32一侧的绝缘片340并联结在定子芯体32另一侧的两个导线段组330。这种类型的定子线圈的技术是众所周知的。
如上所述，定子线圈31由部分设置在形成于定子芯体32中的槽350中的顺序联接的导线段组330组成。参照图2，将在下文中对各导线段组330进行详细地说明。
导线段组330由大尺寸导线段331和小尺寸导线段332组成。各导线段由实质上是V形的头部(同样也可称为V形线圈端)、一对从头部延伸到槽350中的引线(同样在下文中也可称为槽插入部分)、以及一对从定子芯体32外部的引线上延伸出的端部对(同样在下文中也可称为连结线圈端)。例如，美国专利号U.S.P.Nos 6,201,332B1和6,404,091B1已公开了这种定子结构，所有的这些专利转让给本专利的同一申请人，上述公开专利作为本专利的参考。各大尺寸导线段331和小尺寸导线段332总体上也可称为导线段33。
导线段组330的头部或V形线圈端以环状形式排列在定子芯体32的一侧以便构成图1所示的第一线圈端312，连结线圈端以环状形式排列在定子芯体32的另一侧以便构成第二线圈端311。
如上所述，各导线段组330由大尺寸导线段331和小尺寸导线段332组成。从图2可看出，大尺寸导线段331在小尺寸导线段332周围围绕或伸展。
大尺寸导线段331由头部331c(即V形线圈端)、槽插入部分331a和331b、以及端部331f和331g(即连结线圈端)组成。端部331f和331g焊接在顶部331d和331e上，其下文中也可称为焊点。槽插入部分331a也可在下文中称为第一层导线部分，而槽插入部分331b在下文中也可同样称为第四层导线部分。
小尺寸导线段332由头部332c、槽插入部分332a和332b、以及端部332f和332g组成。端部332f和332g焊接在顶部332d和332e上，其下文中也可称为焊点。在下文中，槽插入部分332a也同样可称为第二层导线部分，并且槽插入部分332b也同样可称为第三导线部分。
图2中，各标号具有(′)符号与没有此符号的标号表示相同的部分。在图例中，将彼此相邻位于定子芯体32的径向方向上的顶部331d和顶部331d′焊接在一起。同样地，顶部332d和332d′与332e和332e′也焊接在一起。
在如图2所示的实例中，第一层导线部分331a和第二层导线部分332a设置于一个槽350中，而同一导线段33的第四层导线部分331b和第三层导线部分332b设置在间隔一个给定磁极距的另一个槽350中。大尺寸导线段331的头部331c将小尺寸导线段332的头部332c包围住。
图3中清晰所示，定子芯体32具有长度沿其径向延伸的槽350。在各槽350中，4个槽插入部分331a、332a、332b′和331b′按线形排列或沿定子芯体32的径向排列成直线。在下文的论述中，设置在各槽350的4个槽插入部分331a、332a、332b′和331b′也可分别称为从定子芯体32的里面到外部的第一层导线部分至第四层导线部分。在各槽350中第一至第四层导线部分的位置在下文中也可分别称为第一层位置至第四层位置。在图例中，槽插入部分331b′和332b′属于一个导线段组330，其与具有槽插入部分331a和332a的导线段组330不同。
参照图4和图5，在下文中将对由三相绕组(下文中也可称为U相线圈、V相线圈和W相线圈)组成的定子线圈31的结构进行说明。
图4和图5各部分显示由三相星形联接绕组构成的定子线圈31的展开图。位于各槽350中第一层位置的槽插入部分(即第一层导线部分)、头部、以及导线段33的连结线圈端用长短交替的划线表示，位于各槽350中第二层位置的槽插入部分(即第二层导线部分)、头部、以及从那里延伸出的连结线圈端用虚线表示，位于各槽350中第三层位置的槽插入部分(即第三层导线部分)、头部、以及从那里延伸出的连结线圈端用实线表示，位于各槽350中第四层位置的槽插入部分(即第四层导线部分)、头部、以及从那里延伸出的连结线圈端用交替的长双短划线表示。
为了简化示图，定子线圈31设计成4极，但极数还可以增加。在各槽中的层数可以大于4，以便可以增加交流发电机1的输出。
U相、V相和W相线圈除了位于定子芯体32的周向外，在结构上都相同，并且为了简单起见，下文的论述中将只提及U相线圈。图6显示由第一和第二相绕组10和11组成的U相线圈的展开图，图7显示U相线圈的第一相绕组10的展开图，图8显示U相线圈的第二相绕组的展开图，如图4所示，第一和第二相绕组10和11并联，而其详细说明将在此省略。
第一和第二相绕组10和11各包括交替联接的一个波绕段34和叠绕段35。
波绕段34由形成波绕线圈的大尺寸导线段331构成，并且各包括用交替的长短划线表示的第一层导线部分和用交替的长双短划线表示的第四层导线部分。各波绕段34通过具有从相对周向上的槽350中伸出的连结线圈端的大尺寸导线段331构成。如果极对极的间距(下文中也可称为极距)与P槽对槽的间距(下文中也可称为槽距，本具体实施方式
中P＝6)相等。大尺寸导线段331的连结线圈端的焊缝彼此间隔的节距PW等于(2P-1)的槽距。
叠绕段35由形成叠绕线圈的小尺寸导线段332构成，并各包括用虚线表示的第二层导线部分和用实线表示的第三层导线部分。各叠绕段35通过具有接近周向上的槽350中伸出的连结线圈端的小尺寸导线段332构成。小尺寸导线段332的连结线圈端的焊缝彼此间隔的节距PO等于一个槽距。因此，各波绕段34和相邻的叠绕段35的总焊缝对焊缝的节距等于两个极距(＝2P槽距)。
各波绕段34的槽插入部分之间的间距，即，大尺寸导线段331的引线对引线的间距(也就是背间距)PWL等于P-1槽距(即，5个槽350之间的间距)。同样地，各叠绕段35的槽插入部分之间的间距，即小尺寸导线段332的引线对引线的间距(也就是背间距)POL等于P-1槽距。这使得连结线圈端的长度减少，从而获得分数距绕组。
如图7所示，第一相绕组10由包括联接在叠绕段35之间的波绕段34和叠绕段35以构成线匝的第一绕线线圈100、由联接在叠绕段35之间的波绕段34和叠绕段35组成并与第一绕线线圈100具有相同卷绕方向的第二绕线线圈101、以及将第一绕线线圈100的尾部与第二绕线线圈101的头部串联的U形不规则导线段36a组成。不规则导线段36a的引线对引线的间距(也就是背间距)比波绕段34和叠绕段35的间距要小一个槽距(即槽350的间距)或更多。
如图8所示，第二相绕组11与第一相绕组10具有相同的电磁特性，并相对于第一相绕组10具有几何对称性。第二相绕组11具有与第一相绕组10相反的卷绕方向。第二相绕组11具有的不规则导线段36b在结构上与第一相绕组10的不规则导线段36a相同。不规则导线段36a和不规则导线段36b总体上也称为不规则导线段组36。不规则导线段36a和不规则导线段36b可选择地具有比波绕段34和叠绕段35的间距长一个槽距或更多的背间距。
第一相绕组10与第二相绕组11并联以构成三相星形联接定子线圈31的U相线圈。如图4所示，U相线圈具有分别与设置在同一槽350中的第一和第二相绕组10和11的第一层导线部分和第二层导线部分的引线联接的终端引线对33U。同样地，V相绕组和U相绕组也具有分别与设置在同一槽350中的第一和第二相绕组10和11的第一层导线部分和第二层导线部分的引线相联接的终端引线对33V和33W。终端引线对33U、33V和33W(即，本身的接合部位和导线段33的连结线圈端)彼此间隔4个槽距。
U相线圈还具有分别与设置在同一槽350中的第一和第二相绕组10和11的第三层导线部分和第四层导线部分的尾部相联接的中性点连结引线对33U′。同样地，V相绕组和U相绕组也具有分别与设置在同一槽350中的第一和第二相绕组10和11的第三层导线部分和第四层导线部分的尾部相联接的中性点连结引线对33V′和33W′。中性点连结引线对33U′、33V′和33W′(即，本身的接合部位和导线段33的连结线圈端)彼此间隔4个槽距。如图4中清晰可见，中性点连结引线对33V′和33W′在定子线圈31的周向上延伸而不会彼此重叠，并与从终端引线33U′延伸出的中性点33N联接。这样构成的三相星形联接电枢绕组(即定子线圈31)具有各由并联的第一和第二相绕组10和11组成的三相线圈。
终端引线33U、33V、33W、 33U′、33V′和33W′的上述排列可以会使其绘图和成形要容易些，从而简化定子线圈31的生产过程。
终端引线33U、33V和33W可选择地分别与设置在同一槽350中的第一和第二相绕组10和11的第三层和第四层导线部分相联接。终端引线33U′、33V′和33W′可选择地分别与设置在同一槽350中的第一和第二相绕组10和11的第一层和第三层导线部分相联接。
如上所述，第一相绕组10的不规则导线段36a和第二相绕组11的不规则导线段36b彼此具有相同的背间距，并且设置于同一槽350中，因此，其可以通过制备如大尺寸的导线段331的大导线段和如小尺寸的导线段332的小尺寸段作为不规则导线段组，并在一个加工过程中对不规则导线段组进行延展(弯曲)和成形操作。这样，可以使不规则导线段36a和36b同时插入到同一槽350中，从而简化定子芯体31的加工过程。
在图4中清晰可见，不规则导线段组36的头部36c设置在定子线圈31的周向上的终端引线33U和33U′之间、33V和33V′之间、以及33W和33W′之间的间隙中，从而使得终端引线33U、33V、33W、33U′、33V′和33W′可以聚集在所需的范围内，而不会与不规则导线段组36在形体上形成干涉。
从上述中清晰可见，定子线圈31的终端引线33U、33V和33W从彼此间隔2π/m并位于2π(m-1)/m(其中的m为相数，在本实施方式中m为3)的角度范围内的m个槽350中延伸出来。同样地，中性点连结引线33U′、33V′和33W′从彼此间隔2π/m并位于2π(m-1)/m的角度范围内的m个槽350中延伸出来。如图4中可见，这使得延伸到第一线圈端312外部的终端引线33U、33V、33W、33U′、33V′和33W′可以对称排列在定子线圈31的周向上，并聚集在所需的范围内。如上所述，中性点连结引线对33U′、33V′和33W′中中心的一对，就是说终端引线对33U′从中性点33N延伸出，从而使得中性点连结引线33V′和33W′彼此在长度和结构上完全相同。这使得定子线圈31的生产制造十分容易且很方便。
与传统的结构相比，定子线圈31的结构可以使在周向上延伸的从终端引线33U到33W′的部分长度减少，从而可以导致其电阻减少。
波绕段34和叠绕段35的背间距比极距P要小一个槽距，因此导致线圈端部之间的间隔减少，从而引起绕组的电阻和漏电感减少。这可以使发电机7的热耗散减少，并可提高发电机7的输出。
其中一个波绕段34和叠绕段35交替联接的结构使得第二线圈端311用整节距绕组的方式构成，从而可以减轻下述问题，当分数节距分布绕组组成的传统汽车电机时，一个线圈端部具有不需要的长度。这会导致定子线圈31的电阻减小。
图9显示根据本发明第二具体实施方式
的具有三角形联结的U相、V相和W相线圈的定子线圈的展开图。
导线段组330的槽插入部分的排列以及终端引线33U、33V、33W、33U′、33V′和33W′的位置与第一具体实施方式
中相同。终端引线33U、33V和33W分别与设置在同一槽350的第一和第二层导线部分联接。终端引线33U′、33V′和33W′分别与设置在同一槽350的第三和第四层导线部分联接。
终端引线33U、33V、33W、33U′、33V′和33W′以图例的方式联接，从而建立起由彼此并联的第一相绕组10和第二相绕组11组成的三相定子线圈31的三角形联接(参见图1)。
终端引线33U、33V和33W可以可选择地分别与设置在同一槽350的第三和第四层导线部分联接。终端引线33U′、33V′和33W′可以可选择地分别与设置在同一槽350的第一和第二层导线部分联接。
图10至13显示根据本发明第三具体实施方式
中用于机动车辆的具有16极的交流发电机1。除了增加槽350或导线段组330之外，在结构上定子线圈31与第一具体实施方式
的完全一样。此外，终端引线33U、33V、33W、33U′、33V′和33W′的排列和联接与第一具体实施方式
完全一样。
交流发电机1中装有前机座110、后机座120、以及通过轴承28和29可转动地固定住的转子2。前机座110和后机座120固定定子芯体32。贯穿螺栓41锁紧和固定定子芯体32以防止其转动。
端子台13通过螺栓43固定在后机座120的环形壁上。端子台13具有可以将交流发电机1的输入/输出端子与三相逆变器(未示出)的三个交流端子相联接的三相端子螺栓13a。如图10中的虚线所示，与端子台13未安装于其上的转轴21平行延伸的后机座120的第一环形部分的长度比端子台13以ΔL的距离安装于其上的后机座120的第二环形部分的长度要短。标号42表示端子台13安装于其上的第二环形部分的端表面。后机座120的第一环形部分的长度的减少会导致贯穿螺栓41的长度减少。具体地说，终端引线33U、33V和33W的角度范围与第一具体实施方式
一样，相当小，从而使得与转轴21平行延伸的后机座120的长度减小。
转子2的转轴21向前延伸到前机座110上，并且皮带轮22安装于转轴21的前端。皮带轮22通过皮带机械连接到电机的驱动皮带轮(未示出)。转轴21具有从后机座120伸出的后端，而电刷装置14安装于其上。电刷装置14包括一对安装于转轴21后端的滑动环9和设置成与滑动环9滑动接触的一对电刷15。转轴21与转子芯体24的轴向孔压配合。
转子芯体24由前磁极芯体24a和后磁极芯体24b组成，并且具有安装于其外圆周上的磁极装置24c，其上安装有8对极。磁极芯体24a和24b固定用于激励转子芯体24的励磁线圈25。励磁线圈25在其端部与滑动环9联接，并通过电刷装置14提供电源。
转子芯体24具有焊接在其端部的前风扇26和后风扇27。前风扇26和后风扇27沿转子芯体24旋转以便从形成于前机座110和后机座120上的空气入口16和17吸取新鲜的空气用于冷却。前机座110和后机座120同样在其中形成有空气出口18和19，以便通过其将从空气入口16和17进入的新鲜空气排出。注意为了简化示图，空气出口19在图中省略。
图11是交流电机1的后视图。后机座120具有端表面450，其在端子台13安装的外部区域展开θ角的范围。端表面450在后机座120上形成凹槽，从而可以使用短一些的贯穿螺栓41。
图12是实质上由定子芯体32和定子线圈31组成的16-极定子3(即电枢绕组)的纵向剖面图，图13是定子3的背视图，定子芯体32包括迭片结构的电磁钢片。与第一具体实施方式
一样，定子线圈31包括三相绕组，其通过在形成于采用绝缘片的定子芯体32的槽中卷绕而成。
由终端引线33U、33V和33W组成的输入/输出导线集233从定子线圈31的第一线圈端312向后延伸。在图12和13中清晰可见，通过将固定到终端引线33U、33V和33W的弯曲触点3300联接到端子台13上的金属联接器13b上，从而实现定子线圈31与逆变器(未示出)的电联接。
中性点33N和从定子线圈31的周向上延伸到中性点33N的中性点连结引线33U′、33V′和33W′径向位于输入/输出导线集233的内部，并靠近第一线圈端312的后面。
定子线圈31的第二线圈端311涂有环氧树脂以避免在导线段组330焊缝对之间产生短路。
图14显示终端引线33U、33V、33W、33U′、33V′和33W′以及第一和第二线圈端311和312的放大展开图。图15显示第一相绕组10的部分展开图。图16显示第二相绕组11的部分展开图。具体地说，除了中性点连结引线33U′、33V′和33W′分成两个回路以及槽350增加之外，本具体实施方式
的定子线圈31与第一具体实施方式
相同。
与第一具体实施方式
的相同，用于定子线圈31的各相的终端引线对33U、33V和33W分别从设置于同一槽350中的第三和第四层导线部分延伸出来。用于定子线圈31的各相的中性点连结引线对33U′、33V′和33W′分别从设置于同一槽350中的第一和第二层导线部分延伸出，并引向中性点33N以形成三相星形联接绕组。与第一具体实施方式
的相同，这将会简化终端引线33U、33V、33W、33U′、33V′和33W′的排列和联接。
采用两个中性点33N可以使连结到各中性点33N的接点数目减少到3，从而使将终端引线33U′、33V′和33W′焊接到中性点33N的工作变得容易些。
如图15所示，联接第一绕线线圈100和第二绕线线圈101的不规则导线段组36的不规则导线段36a和36b，其背间距相同，并且其槽插入部分分别设置于同一槽350中，从而与第一具体实施方式
一样，可使构成定子线圈31的生产过程的时间减少。
图17至19示出了由并联的相绕组对组成的三相星形联接绕组构成的定子线圈的比较实施例，每相中用一对。在图17至19和图12至14之间进行比较，表明与第一和第三具体实施方式
中的定子线圈31一样，采用分数距绕组，与整节距绕组相比，可使总体尺寸减少，以及如图17至19所示，可使终端引线33U、33V、33W、33U′、33V′和33W′的排列简化。
图20是显示如美国US 6,417,592B2(与日本专利公开No.2001-169490相对应)所公开的定子线圈的展开图，该申请转让给与本申请相同的受让人。与所示出的结构比较，可以得知在上述具体实施方式
中的终端引线33U、33V、33W、 33U′、33V′和33W′的尺寸可以得到极大地减小，而排列可以很大地简化。
三个导线段组330可以可选择地在定子芯体32的各槽350中径向排列，从而构成三倍匝数的定子线圈。在这种情况中，联接位于槽350中最里层位置的导线段组330，与在第一具体实施方式
中并联的第一和第二相绕组10和11一样，以便形成相绕组X。联接位于槽350中最外层位置的导线段组330，与在第一具体实施方式
中并联的第一和第二相绕组10和11一样，以便形成相绕组Y。联接位于槽350中的中间层位置的导线段组330，与在第三具体实施方式
中并联的第一和第二相绕组10和11一样，以便形成相绕组Z。相绕组X、Y、和Z串联以便完成三倍匝数的定子线圈。
图21至24显示根据本发明第四具体实施方式
的定子线圈31，图21显示U相线圈的展开图，图22显示图21中U相线圈的第一相绕组10的展开图，图23显示图21中U相线圈的第二相绕组的展开图，图24显示桥接导线段37的展开图。根据以上说明，V相和W相线圈在结构上与U相线圈相同，这里将不作详细的说明。
本具体实施方式
的定子线圈31与第一具体实施方式
的不同之处仅仅在于U相线圈是由第一和第二相绕组10和11串联构成。
设置在定子芯体32的各槽350中的第一层位置的槽插入部分、V形头部、以及导线段33的连结线圈端，与第一具体实施方式
的相同，用交替的长短划线表示。设置在各槽350中的第二层位置的槽插入部分、头部、以及从其上延伸出的连结线圈端用虚线表示。设置在各槽350中的第三层位置的槽插入部分、头部、以及从其上延伸出的连结线圈端用实线表示。设置在各槽350中的第四层位置的槽插入部分、头部、以及从其上延伸出的连结线圈端用交替的长双短划线表示。
定子线圈31具有4-极结构，但极数可以大于4。设置在各槽350中的导线段组330可以增加，以用于增加输出电压。
与第一具体实施方式
的一样，各不规则导线段组36由如图22所示的第一相绕组10的不规则导线段36a和如图23所示的第二相绕组11的不规则导线段36b组成。
第一和第二相绕组10和11的串联通过将引向第一相绕组10(即第四层导线部分)的槽插入部分的尾部的终端引线33U′与引向第二相绕组11的槽插入部分(即第二层导线部分)的头部的终端引线33U′相联接而实现。注意，槽插入部分尾部可以是第一相绕组10或第二相绕组11的槽插入部分之一，其与终端引线33U、33V或33W相隔最远，而槽插入部分头部是第一相绕组10或第二相绕组11的槽插入部分之一，其与终端引线33U、33V或33W相隔最近。
具体地说，如图24清晰所示，第一和第二相绕组10和11的串联通过将U形桥接导线段37的两个槽插入部分2000和2001分别设置在2号槽的第四层位置和20号槽的第二层位置。第一相绕组10在定子线圈31的周向上顺时针延伸，而第二相绕组11在定子线圈31的周向上逆时针延伸，因此，与波绕段34不同，桥接导线段37的连结线圈端3001在定子线圈31的周向上逆时针弯曲。
参照图24，将对桥接导线段37的结构进行更详细地说明。
桥接导线段37由引线或槽插入部分2000和2001、引向槽插入部分2000的第一连结线圈端3000、顶部5000、从顶部5000延伸出的倾斜头部4000和4001、以及引向槽插入部分2001的第二连结线圈端3001组成。槽插入部分2000、第一连结线圈端3000和倾斜头部4000在槽350中从第四层位置延伸。槽插入部分2001、第一连结线圈端3001和倾斜头部4001在槽350中从第二层位置延伸。通常，在生产定子线圈31的过程中，导线段33的连结线圈端(即如图2所示的端部331f、331g、332f和332g)通过与槽一起转动四个环中的相邻两个进行展开或弯曲，导线段33以相反的圆周方向插入该槽中。在第四具体实施方式
中，引向设置于槽350中的第二和第四层位置的槽插入部分的连结线圈端在定子线圈31的周向上逆时针弯曲，从而使得第一和第二连结线圈端3000和3001以相同方向同时弯曲。弯曲过程可以与现有技术一样通过多种方式实现。桥接导线段37可以可选择地通过弯曲I形导线的端部，然后将两个端部焊接在一起而实现。
在上述的方式中，第一和第二相绕组10和11串联以形成定子线圈31，从而使得可以施加或从交流电机1中输出两倍的高电压。
三个导线段组330可以可选择地在定子芯体32的各槽350中以径向排列，从而构成三倍线匝数的定子线圈。在这种情况中，联接位于槽350中最里层位置的导线段组330，与在第一具体实施方式
中并联的第一和第二相绕组10和11一样，以便形成相绕组X。联接位于槽350中最外层位置的导线段组330，与在第一具体实施方式
中并联的第一和第二相绕组10和11一样，以便形成相绕组Y。联接位于槽350中的中间层位置的导线段组330，与在第三具体实施方式
中并联的第一和第二相绕组10和11一样，以便形成相绕组Z。相绕组X、Y、和Z串联以完成三倍匝数的定子线圈。可选择地是，如第三具体实施方式
中所述，6个相绕组10和11可以以串联的方式联接，以形成6倍线匝数的定子线圈。
图25显示根据本发明第五具体实施方式
的用于机动车辆中的交流电机1。
交流电机1包括定子3、转子2、壳体50、转轴7、整流器5、电刷8和滑动环9。定子3通过壳体50的内圆周壁固定。具体地说，壳体50由两个分隔的部件组成。在图中清晰可见，通过将两个分隔部件联接在一起可以实现定子3的固定。转轴7安装于转子2上，并通过在壳体50的端壁上采用一对轴承可转动地进行支撑。转轴7通过皮带轮(未示出)机械地联接到电机。
转子2由具有爪状磁极的梯级极数型磁极芯体80和设置于磁极芯体80上的励磁线圈110组成。励磁线圈110通过滑动环9从电刷8上获得电源。
定子3由定子芯体32和通过三相星形联接绕组实现的定子线圈31组成。从图26中清晰可见，定子芯体32上形成有限定等角间隔的槽350的T型齿。定子线圈31由插入槽350中顺序联接U形导线段33组成。绝缘体340用于使导线段33与定子芯体32形成绝缘。各导线段33由一对引线或槽插入部分633、从定子芯体32一端外部的槽插入部分633延伸出的V形线圈端部611、以及一对从定子芯体32另一端外部的槽插入部分633延伸出的连结线圈端612组成。
定子芯体32以每相中每极两个(q＝2)的形式设置于槽350中。总数P·q·m(p＝极数，m＝相数)的槽350以一定的间隔排列在定子芯体32的周向上。
如图27所示，定子线圈31由从右至左部分插入槽350的导线段33组成。如34所示，将导线段33的各端焊接到另一个导线段33的端部之一以形成三相线圈(即U相、V相、和W相线圈)，其联接在一起形成所谓的三相星形联接。U相、V相、和W相线圈可以可选择地通过所谓的三相三角形联接联接在一起。
在各槽350中，6个槽插入部分633成线形排列或沿定子芯体32的径向排成直线。在下文的讨论中，设置在各槽350中的6个槽插入部分633也可以分别称为从定子芯体32的里面到外部的第一、第二、第三、第四、第五和第六层导线部分。具体地说，设置在各槽350的槽插入部分633的最里面构成第一层导线部分，第二最里面构成第二层导线部分，第三最里面构成第三层导线部分，最外面构成第六层导线部分，第二最外面构成第五层导线部分，第三最外面构成第四层导线部分。在各槽350中第一至第六层的位置(location)在下文中同样可称为第一、第二、第三、第四、第五和第六层位置(position)。第一至第六层导线部分在下文中也可以分别用标号第一层导线部分731、第二层导线部分732、第三层导线部分733、第四层导线部分734、第五层导线部分735和第六层导线部分736表示。各导线段33的两个槽插入部分633插入彼此相隔一定间隔(例如，一个π电相角)的两个槽350中，并设置在槽350中的不同层。
图27中的标号300表示具有设置于第一和第六层位置的槽插入部分633的波绕段(即大尺寸导线段331)。标号301表示具有设置于第二和第三层位置的槽插入部分633的叠绕段(即小尺寸导线段332)。标号302表示具有设置于第四和第五层位置的槽插入部分633的叠绕段(即小尺寸导线段332)。波绕段300延伸到第一叠绕段301和第二叠绕段302。
这里采用的术语‘波绕段’代表具有在定子芯体32的相对周向上延伸的连结线圈端612的导线段33。术语‘叠绕段’代表具有在接近定子芯体32的周向上延伸的连结线圈端612的导线段33。
如上所述，定子线圈31由星形联接的U相、V相和W相线圈组成。U相、V相和W相线圈彼此在结构上相同，下文中只参考U相线圈。
图28显示U相线圈3U的电路图。
U相线圈3U由并联的第一和第二相绕组10和11组成。第一相绕组10由串联的第一绕线线圈3000、第二绕线线圈4000、以及不规则导线段5000组成。同样地，第二相绕组11由串联的第一绕线线圈3001、第二绕线线圈4001、以及不规则导线段5001组成。第一绕线线圈3001和第二绕线线圈4001可以相互交换。第一绕线线圈3000和第二绕线线圈4000也可以相互交换。
图29显示U相线圈3U的展开图，图30显示第一相绕组10的展开图，图31显示第二相绕组11的展开图。
交替的长短划线表示设置在各槽350中第一层的导线段33的槽插入部分633、V形线圈端311、以及从此延伸出的连结线圈端312之一。在交替的长短划线右边的虚线表示设置在各槽350中第二层的导线段33的槽插入部分633、V形线圈端311、以及从此延伸出的连结线圈端312之一。在虚线左边的实线表示设置在各槽350中第三层的导线段33的槽插入部分633、V形线圈端311、以及从此延伸出的连结线圈端312之一。在实线左边的交替的长双短划线表示设置在各槽350中第四层的导线段33的槽插入部分633、V形线圈端311、以及从此延伸出的连结线圈端312之一。在交替的长双短划线左边的虚线表示设置在各槽350中第五层的导线段33的槽插入部分633、V形线圈端311、以及从此延伸出的连结线圈端312之一。在各槽350中最左边的实线表示设置在各槽350中第六层的导线段33的槽插入部分633、V形线圈端311、以及从此延伸出的连结线圈端312之一。为了简化示图，图29至31中省略了一半的导线段33，并显示一个四极结构。极数也可以为另外的值。
如上所述，第一相绕组10由串联的第一绕线线圈3000、第二绕线线圈4000和不规则导线段5000组成。
第一绕线线圈3000通过顺序联接具有第一和第六层导线部分731和736的波绕段300、具有第二和第三层导线部分732和733的第一叠绕段301、以及具有第四和第五层导线部分734和735的第二叠绕组段302而构成。具体地说，导线段33的槽插入部分633顺序地从第一层导线部分731联接到第二层导线部分732，到第三层导线部分733、到第四层导线部分734、到第五层导线部分735、到第六层导线部分736、以及到第一层导线部分731。
如果极距设定为P槽距(在本具体实施方式
中P＝6)也就是说，两个槽350用于设置每相中每极，波绕段300的连结线圈端612的焊缝对焊缝的节距PW等于(2P-1)槽距。第一叠绕段301的焊缝对焊缝的节距P1等于一半的槽距(1/2)。同样地，第二叠绕段302的焊缝对焊缝的节距P2等于一半的槽距(1/2)。因此，波绕段300与第一叠绕段301和第二叠绕段302的焊缝对焊缝的节距组合等于两个极距(2P)。各波绕段300的槽插入部分633与第一叠绕段301和第二叠绕段302之间的间距，也就是引线对引线的节距等于P-1槽距。具体地说，V形线圈端611和连结线圈端612按分数节距排列，从而使得其在定子线圈31周向上的长度减少。
第一相绕组10的第一绕线线圈3000从U相终端引线33U延伸到波绕段300的一部分(即第一层导线部分731)，到第一叠绕段301(即第二层和第三层导线部分732和733)，到第二叠绕段302(即第四和第五层导线部分734和735)，到波绕段300(即第六和第一层导线部分736和731)，到第一叠绕段301(即第二和第三层导线部分732和733)，到第二叠绕段302(即第四和第五层导线部分734和735)，并通过不规则导线段5000(即第六和第一层导线部分736和731)引向第二绕线线圈4000。
具有设置在槽350中的第六和第一层位置的槽插入部分的不规则导线段5000的引线对引线节距(即背节距)比波绕段300的要小至少一个槽距。不规则导线段5000的槽插入部分633之一构成第一绕线线圈3000的槽插入部分633的尾部，而另一槽插入部分633形成第二绕线线圈4000的槽插入部分633的头部。
第二绕线线圈4000与第一绕线线圈3000不同，其向左移动一个槽距。其结构和卷绕方向完全相同。然而，形成第二绕线线圈4000的槽插入部分633的头部的不规则导线段5000的槽插入部分633设置于第一层位置。随后，第二绕线线圈4000延伸到第一叠绕段301的第二和第三层导线部分732和733，以及延伸到第二叠绕段302的第四和第五层导线部分734和735，并通过波绕段300的第六层导线部分736引向中性点33N。
如上所述，第二相绕组11由串联的第一绕线线圈3001、第二绕线线圈4001、以及不规则导线段5000组成。
如图31所示，第一绕线线圈3001通过顺序地将波绕段300与第一和第六层导线部分731和736联接，第一叠绕段301与第二和第三层导线部分732和733联接，第二叠绕段302与第四和第五层导线部分734和735联接而构成。具体地说，将导线段33的槽插入部分633按顺序从第二层导线部分732联接到第一层导线部分731，联接到第六层导线部分736，联接到第五层导线部分735，联接到第四层导线部分734，联接到第三层导线部分733，联接到第二层导线部分732。
如果极距设定为P槽距(在本具体实施方式
中P＝6)也就是说，两个槽350用于设置每相中每极，波绕段300的连结线圈端612的焊缝对焊缝的节距PW等于(2P-1)槽距。第一叠绕段301的焊缝对焊缝的节距P1等于一半的槽距(1/2)。同样地，第二叠绕段302的焊缝对焊缝的节距P2等于一半的槽距(1/2)。因此，波绕段300与第一叠绕段301和第二叠绕段302的焊缝对焊缝的节距组合等于两个极距(2P)。各波绕段300的槽插入部分633与第一叠绕段301和第二叠绕段302之间的间距，也就是引线对引线的节距等于P-1槽距。具体地说，V形线圈端611和连结线圈端612按分数节距排列，从而使得其在定子线圈31周向上的长度减少。
第二相绕组11的第一绕线线圈3001从U相终端引线33U延伸到第一叠绕段301的一部分(即第二层导线部分732)，到波绕段300(即第一层和第六层导线部分731和736)，到第二叠绕段302(即第五和第四层导线部分735和734)，到第一叠绕段301(即第三和第二层导线部分733和732)，到第二叠绕段302(即第三和第二层导线部分733和732)，到波绕段300(即第一和第六层导线部分731和736)，并通过不规则导线段5001(即第三层和第四层导线部分733和734)引向第二绕线线圈4001。
具有设置在槽350中的第三和第四层位置的槽插入部分的不规则导线段5001的引线对引线节距(即背间距)比第一和第二叠绕段301和302的要小至少一个槽距。不规则导线段5001的槽插入部分633之一构成第一绕线线圈3001的槽插入部分633的尾部，而另一槽插入部分633构成第二绕线线圈4001的槽插入部分633的头部。
第二绕线线圈4001与第一绕线线圈3001不同，其向左移动一个槽距。而结构和卷绕方向相同。然而，形成第二绕线线圈4001的槽插入部分633的头部的不规则导线段5001的槽插入部分633设置于第四层位置。随后，第二绕线线圈4001延伸到第一叠绕段301的第三层导线部分733和第二层导线部分732，以及延伸到波绕段300的第一层导线部分731和第六层导线部分736，并通过第二叠绕段302的第五层导线部分735引向中性点33N。
图32显示在槽350中的第一和第二相绕组10和11的槽插入部分633的位置排列。
U相线圈3U的槽插入部分633设置在2号、20号和14号槽350中。21号和15号的左槽350中的某些层位置在图示中是空的，然而，实际上W相线圈的槽插入部分633设置于其中。同样地，W相线圈的槽插入部分633设置于图示中是空的槽350的某些层位置。
不规则导线段5000和5001可以可选择地具有背间距比波绕段300与第一和第二叠绕段301和302的长一个槽距。
图33示出了通过星形联接U相线圈3U、V相线圈和W相线圈构成的定子线圈31的展开图。
U相线圈3U、V相线圈和W相线圈分别具有终端引线对33U、33V和33W。终端引线33U引向设置在一个槽350中的两个相邻槽插入部分633。终端引线33V和33W与此相同。
U相线圈、V相线圈和W相线圈在中性点33N通过中性点连结引线33N′联接。36C表示不规则导线段5000和5001中的任何一个。给每相提供一对中性点连结引线33N′。每对中性终端引线33N′引向设置在一个槽350中的相邻两个槽插入部分633。
具体地说，如图33所示，与U相线圈的第一和第二相绕组10和11的端部相联接的终端引线33U从设置在一个槽350中的相邻两个槽插入部分633(即第一和第二层导线部分731和732)上延伸出。V相和W相线圈的终端引线33V和33W与此相同。与U相线圈的第一和第二相绕组10和11的另一端部联接的中性点连结引线33N′从设置在一个槽350中的相邻两个槽插入部分633(即第六和第五层导线部分736和735)上延伸出，V相和W相线圈与此相同。这使得终端引线33U至33W和33N′的排列，以及将在中性点33N的终端引线33N′与终端引线33U至33W用外部端子联接将变得容易且方便，终端引线33U至33W和33N′的生产和成形同样也很容易。作为选择方式，终端引线33U可以从第六和第五层导线部分736、735延伸出，而中性点终端引线33N′可以从第一和第二层导线部分731、732延伸出。
不规则导线段5000和5001的槽插入部分633之间的间隔或背间距彼此相同，从而使得不规则导线段5000和5001可以同时构成，通过将大尺寸导线和小尺寸导线插入环槽中，并在相反的方向上转动环，以便展开或弯曲大尺寸和小尺寸导线的端部，从而分别形成U形不规则导线段5000和5001。
中性点33N′从设置在不规则导线段5000和5001的槽插入部分633外部的槽插入部分633(即第二绕线线圈4000和4001的槽插入部分633的尾部)延伸出。终端引线33U(33V或33W)从槽插入部分633(即第一绕线线圈3000和3001的槽插入部分633的头部)延伸出。这使得不规则导线段5000和5001的头部、中性点连结引线33N′以及终端引线33U、33V和33W可以在排列时相互没有形体上的干涉。这也使引线33N′、33U、33V和33W的排列更加灵活。
从上述中清晰可见，定子线圈31由彼此电磁特性相同的第一和第二相绕组10和11组成，从而使得第一和第二相绕组10和11可以很容易地从串联改变成并联，反之亦然。这很方便地使交流电机1采用不同电压的电池。
在两个槽350中提供每相每极，6个槽插入部分633设置在各槽350中，这使定子线圈31匝数增加而极数不增加，这样在交流电机1中可以采用较高的电压。各波绕段300与第一叠绕段301和第二叠绕段302之间的间隔或节距比极距要小一个槽距，从而使得定子线圈31的一个线圈端的伸出长度减少。这消除了传统定子线圈结构涉及的问题，即从定子芯体32的端表面伸出的一个线圈端的长度比另一线圈端的要长不需要的长度，从而使定子线圈31的电阻值减小，这提高了交流电机1的输出而不会增加磁噪声。
图34显示第五具体实施方式
的定子线圈31的变更形式的展开图，其中U相、V相和W相线圈三角形联接。
所提供的中性点连结引线33U′、33V′和33W′，与图9中的一样，引向U相、V相和W相线圈的各相的第二绕线线圈4000和4001的槽插入部分633的尾部，并且彼此通过三角形联接。
图35显示根据本发明第六具体实施方式
的定子线圈31的U相线圈的电路图，图36是显示U相线圈3U的展开图，图37是显示U相线圈3U的第一相绕组11的展开图，图38是显示U相线圈3U的第二相绕组11的展开图。
在图35中清晰可见，如第五具体实施方式
所述，U相线圈3U由通过桥接导线段6000而串联的第一和第二相绕组10和11组成。
与图26和27所示的一样，桥接导线段6000具有两个槽插入部分633。其中一个是第一相绕组10的第二绕线线圈4000的槽插入部分633的尾部，其与引向第五实施方式中的中性点连结引线33N′的第一相绕组10的第二绕线线圈4000的槽插入部分633的尾部相对应，另一个是第二相绕组11的第一绕线线圈3001的槽插入部分633的头部，其与引向第五实施方式中的终端引线33U的第二相绕组11的第一绕线线圈3001的槽插入部分633的头部相对应。
因此，桥接导线段6000将第一相绕组10的第二绕线线圈4000的卷绕方向变成第二相绕组11的第一绕线线圈3001的卷绕方向。具体地说，本具体实施方式
的定子线圈31的结构可以通过在串联和并联之间改变第一和第二相绕组10和第二相绕组11的连结和/或在星形联接和三角形联接之间改变U相、V相和W相线圈的连结，而在交流发电机1中可以采用不同的电压。
图39至42显示根据本发明第七具体实施方式
的交流发电机1。
交流发电机1具有16极结构，并且与上述的第五和第六具体实施方式
的定子线圈31的结构相同。在定子芯体32的各槽350中，6个槽插入部分633排列成直线，或在定子芯体32的径向上排成直线，与上述的具体实施方式
不同，设置在各槽350中的槽插入部分633可以以径向向外的顺序依次称为第一、第二、第三、第四、第五和第六层导线部分。具体地说，第一、第二、第三、第四、第五和第六层导线部分从定子线圈31的径向从外到里排列。中性点连结引线对33N′从第五和第六层延伸出，终端引线33U、33V、和33W从第一和第二层导线部分延伸出，定子线圈31在结构上与第五具体实施方式
的相同，具体地说，各U相、V相和W相线圈的第一和第二相绕组10和11并联。U相、V相和W相线圈为星形联接。
在图41中，标号3110代表由导线段33的V形线圈端611组成的定子线圈31的线圈端。标号3120代表由导线段33的连结线圈端612组成的定子线圈31的线圈端。
参照前图39，交流发电机1中具有在其上通过一对轴承可转动地固定转子2的前机座110和后机座120。前机座110和后机座120在其间固定定子芯体32，并通过贯穿螺栓410紧紧地将其联接，以便锁紧和固定定子芯体32以防止其转动。
端子台13通过螺栓43固定在后机座120的环形壁上。端子台13具有可以将交流发电机1的输入/输出端子联接到三相逆变器(未示出)的三个交流端子的三相端子螺栓13a。与端子台13未安装于其上的转轴21平行延伸的后机座120的、在图40中用θ表示的第一环形部分的长度，比端子台13以ΔL的距离安装于其上的后机座120的、图39的虚线所示的第二环形部分的长度要短些。标号42表示端子台13安装于其上的第二环形部分的端表面。在图40中用θ表示的后机座120的第一环形部分的长度的减少会使贯穿螺栓41的长度减少。具体地说，终端引线33U、33V和33W的角度范围与第一具体实施方式
一样相对小一些，从而使得与转轴21平行延伸的后机座120的长度可以减小。
具体地说，终端引线33U、33V和33W和中性点连结引线33N′在大约与两个极距相当的角度范围内排列，引线33U至33W和中性点连结引线33N′的端部在交流发电机1的轴向上伸出，从而使得端子台13可以安装于角度范围内。这使得在θ范围内其上没有安装端子台13的后机座120的第一环形部分的长度减少，从而导致后机座120重量减少，而改善交流发电机1的安装性能。
图41是在图42中沿A-A线截取的纵向剖面图，其显示实质上由定子芯体32和定子线圈31组成的16-极的定子3(电枢)，图42显示定子线圈的背视图。定子芯体32包括迭片结构的电磁钢片。与第五具体实施方式
一样，定子线圈31包括三相绕组，其通过在形成于采用绝缘片的定子芯体32的槽中卷绕而成。由终端引线33U、33V和33W组成的输入/输出导线集233从定子线圈31的第一线圈端312向后延伸。如图39所示，定子线圈31到逆变器(未示出)的电气联接，通过将固定在终端引线33U、33V和33W端部的弯曲触点(crimp contacts)3300联接到端子台13上的金属联接器13b上而实现。
两个中性点33N之一设置在与定子芯体32的一个槽350的第五层位置相应的位置，而另一个中性点33N设置在与定子芯体32的一个槽350的第六层位置相应的位置。
U相线圈、V相线圈和W相线圈各自的第一相绕组10的端部从槽350的第五层导线位置中延伸出，并在定子线圈31的周向上弯曲，作为中性点连结引线33N′，其依次焊接在设置于U相线圈的终端引线33U和V相线圈的终端引线33V之间的中性点33N。U相线圈、V相线圈和W相线圈各自的第二相绕组11的端部从槽350的第六层导线位置中延伸出，并在定子线圈31的圆周方向上弯曲，作为中性点连结引线33N′，其依次联接设置于W相线圈的终端引线33W和V相线圈的终端引线33V之间的中性点33N。定子线圈31的第二线圈端3120涂有环氧树脂以避免在导线段组330焊缝对之间产生短路。采用两个中性点33N可以使连结到各中性点33N的接点数目减少到3，从而使将终端引线33U′、33V′和33W′焊接到中性点33N的工作变得容易些。
定子芯体32的各槽350可以可选择地设计成具有6×n(n＝整数)层位置，以便在其中设置n个导线段组330以构成n组相绕组。相绕组可以串联或并联以增加定子线圈31的匝数。
图43至46显示根据本发明第八具体实施方式
的定子线圈31，其由整节距绕组构成，因而与第一至第三具体实施方式
的不同。定子线圈31具有4个设置在定子芯体32的各槽350中的导线段组330的槽插入部分，本具体实施方式
的交流电机1的部件除了定子线圈31和其引线以外，与第一至第三具体实施方式
的相同，这里将不再进行详细说明。
定子线圈31具有星形联接的U相、V相和W相线圈，但它们可选择地进行三角形联接。U相、V相和W相线圈在一个中性点上联接。
在图43和44中，与图4和图5一样，交替的长短划线表示设置在定子芯体32的各槽350中的第一层位置的导线段33的槽插入部分之一、V形线圈端311、以及从中延伸出的连结线圈端312。虚线表示设置在各槽350中的第二层位置的导线段33的一个槽插入部分、V形线圈端311、以及从其中延伸出的连结线圈端312。实线表示设置在各槽350中的第三层位置的导线段33的槽插入部分、V形线圈端311、以及从其中延伸出的连结线圈端312。交替的长双短划线表示设置在各槽350中的第四层位置的导线段33的槽插入部分、V形线圈端311、以及从其中延伸出的连结线圈端312。为了简化示图，图43和44省略了一半的导线段33。
与第一具体实施方式
相同，各U相、V相和W相线圈由第一相绕组10和第二相绕组11组成。第一和第二相绕组10和11并联，但可选择地进行串联。与第一具体实施方式
一样，各第一和第二相绕组10和11由交替联接的波绕段34和叠绕段35组成。
U相线圈的第一相绕组10开始从设置在9号槽(图43中未示出)的第一层导线部分通过终端引线501引向端子601，并从设置在16号槽的第四层导线部分通过终端引线502周向延伸到第一中性点N1。
U相线圈的第二相绕组11开始从设置在9号槽(图43中未示出)的第二层导线部分通过终端引线503引向端子602，并从设置在16号槽的第三层导线部分通过终端引线504周向延伸到第二中性点N2。
V相线圈的第一相绕组10开始从设置在29号槽的第一层导线部分通过终端引线505引向端子603，并从设置在36号槽的第四层导线部分通过终端引线506周向延伸到第一中性点N1。
V相线圈的第二相绕组11开始从设置在29号槽的第二层导线部分通过终端引线507引向端子604，并从设置在36号槽的第三层导线部分通过终端引线508周向延伸到第二中性点N2。
W相线圈的第一相绕组10开始从设置在61号槽的第一层导线部分通过终端引线509引向端子605，并从设置在68号槽的第四层导线部分通过终端引线510周向延伸到第一中性点N1。
W相线圈的第二相绕组11开始从设置在61号槽的第二层导线部分通过终端引线511引向端子606，并从设置在68号槽的第三层导线部分通过终端引线512周向延伸到第二中性点N2。
如上所述，U相、V相和W相线圈的布线方式相同，除了它们穿过的槽的位置不同外，下文中仅以U相线圈为参照进行说明。与上述的具体实施方式
一样，在每相中，定子芯体32具有用于每个极的两个槽350。采用桥接导线可以使定子芯体32具有比2多的偶数个槽。
U相线圈的第一相绕组10从设置在29号槽的第一层导线部分延伸到设置在23号槽的第二层导线部分，到设置在29号槽的第三层导线部分，到设置在23号槽的第四层导线部分，到设置在17号槽的第一层导线部分，到设置在11号槽的第二层导线部分，到设置在23号槽的第三层导线部分，到设置在11号槽的第四层导线部分，按同样的顺序往下继续，最后到达设置在36号槽的第四层导线部分。
设置在29号槽的第一层导线部分由用作引线的I形导线组成。各设置在23号槽的第二层导线部分和设置在29号槽的第三层导线部分由其连结线圈端(即焊缝)位于定子线圈31周向相同位置上的叠绕段35组成。换句话说，连结线圈端部以零节距设置。各设置在23号槽的第四层导线部分和设置在17号槽的第一层导线部分由其连结线圈端部彼此在周向上相隔一个相当于2π电相角的间距(即2π槽距)的叠绕段35组成。设置在36号槽的第四层导线部分由用作引线的I形导线组成。具体地说，第一相绕组10由交替联接的叠绕段35和波绕段34组成，并在其端部具有I形导线。
U相线圈的第二相绕组11从设置在29号槽的第二层导线部分，延伸到设置在35号槽的第一层导线部分，到设置在41号槽的第四层导线部分，到设置在47号槽的第三层导线部分，到设置在41号槽的第二层导线部分，到设置在47号槽的第一层导线部分，按同样的顺序往下继续，最后到达设置在36号槽的第三层导线部分。
设置在29号槽的第二层导线部分由用作引线的I形导线组成。各设置在35号槽的第一层导线部分和设置在41号槽的第四层导线部分由其连结线圈端部(即焊缝)位于定子线圈31彼此在周向上相隔一个相当于2π电相角的间距(即2π槽距)的波绕段34组成。各设置在47号槽的第三层导线部分和设置在41号槽的第二层导线部分由其连结线圈端部(即焊缝)位于定子线圈31周向相同位置上的叠绕段35组成。换句话说，连结线圈端部以零节距设置。设置在36号槽的第三层导线部分由用作引线的I形导线组成。具体地说，第二相绕组11由交替联接的叠绕段35和波绕段34组成，并在其端部具有I形导线。
从上述中清晰可见，第一和第二相绕组10和11按相反的卷绕方向延伸，并具有彼此相邻设置在同一槽中的端部。因此，三相星形联接绕组(即定子线圈31)通过将第一和第二相绕组10和11并联以形成各U相、V相和W相线圈。第一和第二相绕组10和11可以可选择地串联以构成U相、V相和W相线圈的星形联接和三角形联接中的任何一个。
终端引线501至512，端子601至606，以及中性点N1和N2的排列如图45和46所示。同相的端子彼此相隔一定的间距，以用于很方便、容易地与外部端子联接，然而，其也可以选择性地定位成相互靠近。
从上述中清晰可见，与上述的具体实施方式
一样，各U相、V相和W相线圈由其终端引线对分别从同一槽中延伸出的第一和第二相绕组10和11组成，因此，使得用于构成第一和第二相绕组10和11的导线变细，这样加工这种导线也很方便，并可以同时使所有的终端引线弯曲。此外，采用两个第一和第二相绕组10和11以构成各U相、V相和W相线圈将很容易使其在串联和并联之间变换。
第五具体实施方式
的定子线圈31，在其中6个导线段33的槽插入部分633设置在各个槽350中以构成分数距绕组而成为定子线圈31。与第八具体实施方式
一样，定子线圈31也可以通过整节距绕组而实现。
第一种类型的定子线圈31和第二种类型的定子线圈31的组合可以适用于定子线圈31上以便构成定子3。在第一种类型中，导线段33的六个槽插入部分设置在定子芯体32的各个槽350中，在第二种类型中，导线段33的四个槽插入部分设置在定子芯体32的各个槽350中。可选择地是，多个第一种类型的定子线圈31和第二种类型的定子线圈31中的任何一个都可适用于定子线圈31以便构成定子3。
虽然为了更好地理解本发明，对本发明的优选实施方式已进行了公开和说明，但是应当认为本发明可以通过各种方式体现，而不会脱离由权利要求所限定的保护范围和主题精神，本发明的保护范围由权利要求及其等同物的范围所限定。
权利要求
1.一种用于多相交流电机的段联接电枢，其包括具有用于每相中的每极q(＝大于2的整数)槽的电枢芯体，所述槽沿所述电枢芯体的周向排列；以及由m(＝大于3的整数)个相线圈组成的电枢绕组，各相线圈由匝数相同，并沿相反的卷绕方向延伸的第一相绕组和第二相绕组组成，其中，各第一和第二相绕组由交替联接的至少一个波绕段和叠绕段组成，波绕段和叠绕段通过顺序联接导线段而构成，各导线段包括实质上呈V形的头部、一对从头部端延伸出，设置于两个彼此相隔一定间距的所述电枢芯体的槽中的引线部分、以及一对从引线部分延伸的连结端部分，s(＝大于4的整数)个引线部分排列在所述电枢芯体径向上的所述电枢芯体的各槽中，各导线段的各连结端部分联接到另一导线段的一个连结端部分，从而构成各第一和第二相绕组，其中，波绕段由具有位于相互间隔比一个极距大些或等于一个极距的间距的引线部分的导线段组成，各叠绕组段由具有位于相互间隔比一个极距要小些的间距的引线部分的导线段组成，其中，第一相绕组的一端和第二相绕组的一端通过导线段的两个引线部分构成，所述导线段彼此径向相邻地设置于所述电枢芯体的同一槽中，并引向两个第一终端引线，第一相绕组的另一端和第二相绕组的另一端通过两个导线段的引线部分构成，所述导线段彼此径向相邻地设置于所述电枢芯体的同一槽中，并引向两个第二终端引线。
2.根据权利要求1所述的用于多相交流电机的段联接电枢，其特征在于4个导线段的引线部分沿所述电枢芯体的径向、从所述电枢芯体里面到外部以第一、第二、第三和第四层导线的方式排列在所述电枢芯体的各槽中，其中，各第一和第二相绕组可以分成第一和第二组，第一组由具有彼此间隔一定槽距的第一和第四层导线的导线段组成，第二组由具有彼此间隔一定槽距的第二和第三层导线的导线段组成，其中，引向第一层导线的连结端部分的顶部与引向第二层导线的连结端部分的顶部相联接，引向第三层导线的连结端部分的顶部与引向第四层导线的连结端部分的顶部相联接，其中，波绕段由各具有彼此间隔大约两个极距的连结端部分的顶部的导线段组成，各叠绕组段由各具有彼此间隔大约零槽距的连结端部分的导线段组成，其中，限定设置于同一槽中的各相线圈的第一和第二相绕组的端部的第一和第二层导线或第三和第四层导线分别引向第一终端引线对，限定设置于同一槽中的各相线圈的第一和第二相绕组的另一端部的第三和第四层导线或第一和第二层导线分别引向第二终端引线对。
3.根据权利要求2所述的用于多相交流电机的段联接电枢，其特征在于相线圈的第一终端引线对位于彼此间隔大约在2π(m-1)的电相角范围内等于2π/m的电相角的间距中，其中，相线圈的第二终端引线对位于彼此间隔大约在2π(m-1)的电相角范围内等于2π/m的电相角的间距中。
4.根据权利要求3所述的用于多相交流电机的段联接电枢，其特征在于第二终端引线对形成中性点连结引线，其在中性点上联接，以便可以构成相线圈的星形联接。
5.根据权利要求2所述的用于多相交流电机的段联接电枢，其特征在于一个相线圈的第一和第二相绕组的第一终端引线构成第一相的输入/输出导线，第二个相线圈的第一和第二相绕组的第一终端引线构成第二相的输入/输出导线，其中，一个相线圈的第一和第二相绕组的第二终端引线与第二相的输入/输出导线相联接，且其中各相线圈的第一和第二相绕组彼此并联，并且相线圈线联接成三角形形式。
6.根据权利要求2所述的用于多相交流电机的段联接电枢，其特征在于各相线圈的各第一和第二相绕组包括第一绕线线圈，其由波绕组段和叠绕组段构成以形成绕所述电枢芯体的线匝；第二绕线线圈，其由波绕组段和叠绕组段构成以形成绕所述电枢芯体的线匝；以及串联连接第一、第二绕线线圈的不规则导线段，其中各相线圈的第一和第二相绕组以相反的卷绕方向延伸，并彼此具有相同的电磁特性。7.根据权利要求6所述的用于多相交流电机的段联接电枢，其特征在于各相线圈的不规则导线段设置于两个彼此相邻的槽中，其彼此间隔的槽距比波绕段和叠绕段的所述槽距至少要小一个槽距。
8.根据权利要求2所述的用于多相交流电机的段联接电枢，其特征在于各相线圈的第一和第二终端引线和导线段之间的界面的位置限定于穿过所述电枢芯体周向上的不规则导线段的V形头部。
9.根据权利要求1所述的用于多相交流电机的段联接电枢，其特征在于4个导线段的引线部分沿所述电枢芯体的径向、从所述电枢芯体里面到外部以第一、第二、第三和第四层导线的方式排列在电枢芯体的各槽中，其中，各第一和第二相绕组可以分成第一和第二组，第一组由具有彼此间隔一定槽距的第一和第四层导线的导线段组成，该槽距比一个极距要小一个槽距或更多，第二组由具有彼此间隔一定槽距的第二和第三层导线的导线段组成，该槽距比一个极距要小一个槽距或更多，其中，引向第一层导线的连结端部分的顶部与引向第二层导线的连结端部分的顶部相联接，引向第三层导线的连结端部分的顶部与引向第四层导线的连结端部分的顶部相联接，其中，各第一和第二相绕组包括第一绕线线圈、第二绕线线圈和不规则导线段，第一绕线线圈由波绕段和叠绕段组成，波绕段通过各具有彼此间隔大约两个极距的连结端部分的顶部构成，叠绕段通过各具有彼此间隔大约一个槽距的连结端部分的顶部构成，波绕段和叠绕段交替联接以构成线匝，第二绕线线圈由交替联接的波绕段和叠绕段组成以构成在与第一绕线线圈的卷绕方向相同的方向上延伸的线匝，不规则导线段具有设置在彼此间隔一个与波绕组段和叠绕组段不同的节距的两个槽中的引线，以便将第一绕线线圈和第二绕线线圈串联，其中，各相线圈的第一和第二相绕组彼此具有相同的电磁性，并在相反的卷绕方向上延伸。
10.根据权利要求9所述的用于多相交流电机的段联接电枢，其特征在于各相线圈的不规则导线段彼此相邻地设置于两个彼此间隔比波绕段和叠绕段的节距要小至少一个槽距的槽中。
11.根据权利要求9所述的用于多相交流电机的段联接电枢，其特征在于限定设置于同一槽中的各相线圈的第一和第二相绕组的端部的第一和第二层导线或第三和第四层导线分别引向第一终端引线对，限定设置于同一槽中的各相线圈的第一和第二相绕组的另一端部的第三和第四层导线或第一和第二层导线分别引向第二终端引线对，其中第一终端引线构成输入/输出导线，第二终端引线对构成中性点连结引线，其在中性点上联接，以便构成相线圈的星形联接。
12.根据权利要求9所述的用于多相交流电机的段联接电枢，其特征在于一个相线圈的第一和第二相绕组的第一终端引线构成第一相的输入/输出导线，第二个相线圈的第一和第二相绕组的第一终端引线构成第二相的输入/输出导线，其中，一个相线圈的第一和第二相绕组的第二终端引线与第二相的输入/输出导线相联接，并且其中各相线圈的第一和第二相绕组彼此并联，而相线圈联接成三角形形式。
13.根据权利要求11所述的用于多相交流电机的段联接电枢，其特征在于各相线圈的第一和第二终端引线和导线段之间的界面的位置限定于穿过所述电枢芯体周向上的不规则导线段的V形头部。
14.根据权利要求9所述的用于多相交流电机的段联接电枢，其特征在于各相线圈具有延伸在不规则导线段上以便使第一和第二相绕组串联的桥接导线段，桥接导线段包括设置在由第一和第三层导线或第二和第四层导线限定的槽中的引线部分，其中桥接导线段的引线部分构成第一相绕组的导线段的引线部分的尾部以及第二相绕组的导线段的引线部分的头部，其中各桥接导线段的引线部分设置在两个槽中，所述槽与引向第一和第二终端引线的相对应的相线圈的第一和第二相绕组的引线部分所设置的槽相同。
15.根据权利要求1所述的用于多相交流电机的段联接电枢，其特征在于4个导线段的引线部分沿所述电枢芯体的径向、从所述电枢芯体里面到外部以第一、第二、第三和第四层导线的方式排列在电枢芯体的各槽中，其中，各第一和第二相绕组包括第一绕线线圈、第二绕线线圈和不规则导线段，第一绕线线圈包括第一叠绕段、第二叠绕段、以及交替联接以构成线匝的波绕段，第一叠绕组段由叠绕段组成，该叠绕段由具有相隔大约1/2槽距的节距的连结端部分的导线段、以及相隔第一槽距的第二和第三层导线构成，第一槽距比极距要小一个槽距或更多，第二叠绕组段由叠绕段组成，该叠绕段由具有间隔大约1/2槽距的节距的连结端部分的导线段、间隔第一槽距的第四和第五层导线、以及具有间隔两个极距减去第一和第二叠绕段和间隔第一槽距的第一和第六层导线的连结间距之和的连结端部分的波绕段构成，第二绕线线圈由与第一叠绕段相同的绕组和与第二叠绕段相同的绕组组成，第二叠绕组段交替联接，以便构成与第一绕线线圈具有相同的卷绕方向的线匝，不规则导线段具有设置在两个彼此间隔与第一槽距不同槽距的槽中的引线部分，以便使第一绕线线圈和第二绕线线圈串联，其中各相线圈的第一和第二相绕组彼此具有相同的电磁性，并在相反的卷绕方向上延伸。
16.根据权利要求15所述的用于多相交流电机的段联接电枢，其特征在于彼此相邻设置于同一槽中的第一和第二层导线分别属于并联的第一和第二相绕组，其中彼此相邻设置于同一槽中的第五和第六层导线分别属于并联的第一和第二相绕组。
17.根据权利要求16所述的用于多相交流电机的段联接电枢，其特征在于彼此相邻设置于预定槽中的第一和第二层导线引向各相线圈的一端，其中彼此相邻设置于预定槽中的第五和第六层导线引向各相线圈的另一端，其中相线圈联接成星形联接的形式。
18.根据权利要求16所述的用于多相交流电机的段联接电枢，其特征在于彼此相邻设置于预定槽中的第一和第二层导线可以引向各相线圈的一端，其中彼此相邻设置于预定槽中的第五和第六层导线可以引向各相线圈的另一端，其中相线圈可以联接成三角形联接的形式。
19.根据权利要求15所述的用于多相交流电机的段联接电枢，其特征在于各相线圈可以具有延伸在不规则导线段上的桥接导线段，以便使第一和第二相绕组形成串联连接，桥接导线段包括引线部分，其中一个引线部分设置在槽中，在槽中一个导线段的引线部分引向各相线圈的一对终端导线之一，并构成第一和第二相绕组之一的引线部分的头部，而另一个也设置在槽中，在槽中的一个导线段的引线部分引向各相线圈的一对终端导线的另一端，并构成第一和第二相绕组之一的引线部分的尾部，其中各桥接导线段的引线部分的顶部在所述电枢绕组的同一周向上弯曲。
20.根据权利要求19所述的用于多相交流电机的段联接电枢，其特征在于第一相绕组的不规则导线段的引线部分可以分别设置在其中设置有第二相绕组的不规则导线段的引线部分的两个槽中，其中第一相绕组的不规则导线段的引线部分的引线间距与第二相绕组的相同。
21.根据权利要求15所述的用于多相交流电机的段联接电枢，其特征在于还包括限定从设置有不规则导线段的槽外部位置延伸出的各相线圈的端部的一对终端导线对，其中相线圈联接成星形和三角形的形式之一。
22.根据权利要求15所述的用于多相交流电机的段联接电枢，其特征在于各槽设置有6n(＝整数)个导线段的引线部分。
23.根据权利要求17所述的用于多相交流电机的段联接电枢，其特征在于还包括第一终端引线对和第二终端引线对，第一终端引线对由形成各相线圈的第一和第二相绕组的端部，并分别引向设置于一个槽中第一和第二层导线的终端引线组成，第二终端引线对由形成各相线圈的第一和第二相绕组的另一端部，并分别引向设置于一个槽中第五和第六层导线的终端引线组成，其中m是大于或等于3的奇数，相线圈的第一终端引线对的位置彼此间隔相当2π的电相角，其中相线圈的第一终端引线对构成第一组，相线圈的第二终端引线对构成第二组，第一组具有的角度范围与第二组具有的角度范围重叠，其中各第一和第二角度范围为2π(m-1)/m电相角，并且其中导线段延伸出的第一终端引线对的部分从第二终端引线对的部分移动一个或更多的槽距。
24.根据权利要求23所述的用于多相交流电机的段联接电枢，其特征在于第一终端引线对的一个终端引线和第二终端引线对的一个终端引线在中性点联接，第一终端引线对的另一个终端引线和第二终端引线对的另一个终端引线分别与相端子联接，并且相线圈构成星形联接，以形成所述电枢绕组。
25.根据权利要求24所述的用于多相交流电机的段联接电枢，其特征在于中性点位于从各第一和第二终端引线对的接点到相端子间隔一个或更多槽距的位置，并限定于所述电枢芯体的周向上的第一和第二终端引线对接点之间的中间处。
26.根据权利要求25所述的用于多相交流电机的段联接电枢，其特征在于从第一层导线延伸出的第一和第二终端引线对的终端引线联接在一起以限定第一中性点，从第二层导线延伸出的第一和第二终端引线对的终端引线联接在一起以限定第二中性点，并且其中第一和第二中性点在所述电枢芯体的周向上彼此间隔给定的槽距。
27.根据权利要求23所述的用于多相交流电机的段联接电枢，其特征在于第一终端引线对的终端引线和第二终端引线对的终端引线可以顺序联接，并引向相端子，其中各相线圈的第一和第二相绕组可以并联，并且其中相线圈可以联接在一起，以建立起三角形联接，从而构成所述电枢绕组。
28.一种多相交流电机，其包括具有用于每相中的每极q(＝大于2的整数)槽的电枢芯体，所述槽沿所述电枢芯体的周向排列；以及由m(＝大于3的整数)个相线圈组成的电枢绕组，各相线圈由匝数相同，并沿相反的卷绕方向延伸的第一相绕组和第二相绕组组成，其中，各第一和第二相绕组由交替联接的至少一个波绕段和叠绕段组成，波绕段和叠绕段通过顺序联接导线段而构成，各导线段包括实质上呈V形的头部、一对从头部端延伸出，设置于两个彼此相隔一定间距的所述电枢芯体的槽中的引线部分、以及一对从引线部分延伸的连结端部分，s(＝大于4的整数)个引线部分排列在所述电枢芯体径向上的所述电枢芯体的各槽中，各导线段的各连结端部分联接到另一导线段的一个连结端部分，从而构成各第一和第二相绕组，其中，波绕段由具有位于相互间隔比一个极距大些或等于一个极距的间距的引线部分的导线段组成，各叠绕组段由具有位于相互间隔比一个极距要小些的间距的引线部分的导线段组成，其中，第一相绕组的一端和第二相绕组的一端通过导线段的两个引线部分构成，所述导线段彼此径向相邻地设置于所述电枢芯体的同一槽中，并引向两个第一终端引线，第一相绕组的另一端和第二相绕组的另一端通过两个导线段的引线部分构成，所述导线段彼此径向相邻地设置于所述电枢芯体的同一槽中，并引向两个第二终端引线。
29.根据权利要求28所述的多相交流电机，其特征在于4个导线段的引线部分沿所述电枢芯体的径向、从所述电枢芯体里面到外部以第一、第二、第三和第四层导线的方式排列在所述电枢芯体的各槽中，其中，各第一和第二相绕组可以分成第一和第二组，第一组由具有彼此间隔一定槽距的第一和第四层导线的导线段组成，第二组由具有彼此间隔一定槽距的第二和第三层导线的导线段组成，其中，引向第一层导线的连结端部分的顶部与引向第二层导线的连结端部分的顶部相联接，引向第三层导线的连结端部分的顶部与引向第四层导线的连结端部分的顶部相联接，其中，波绕段由各具有彼此间隔大约两个极距的连结端部分的顶部的导线段组成，各叠绕组段由各具有彼此间隔大约零槽距的连结端部分的导线段组成，其中，限定设置于同一槽中的各相线圈的第一和第二相绕组的端部的第一和第二层导线或第三和第四层导线分别引向第一终端引线对，限定设置于同一槽中的各相线圈的第一和第二相绕组的另一端部的第三和第四层导线或第一和第二层导线分别引向第二终端引线对。
30.根据权利要求29所述的多相交流电机，其特征在于相线圈的第一终端引线对位于彼此间隔大约在2π(m-1)的电相角范围内等于2π/m的电相角的间距中，其中，相线圈的第二终端引线对位于彼此间隔大约在2π(m-1)的电相角范围内等于2π/m的电相角的间距中。
31.根据权利要求30所述的多相交流电机，其特征在于第二终端引线对形成中性点连结引线，其在中性点上联接，以便可以构成相线圈的星形联接。
32.根据权利要求29所述的多相交流电机，其特征在于其特征在于各相线圈的各第一和第二相绕组包括第一绕线线圈，其由波绕组段和叠绕组段构成以形成绕所述电枢芯体的线匝；第二绕线线圈，其由波绕组段和叠绕组段构成以形成绕所述电枢芯体的线匝；以及串联连接第一、第二绕线线圈的不规则导线段，其中各相线圈的第一和第二相绕组以相反的卷绕方向延伸，并彼此具有相同的电磁特性。
33.根据权利要求29所述的多相交流电机，其特征在于各相线圈的各第一和第二相绕组的波绕组段和叠绕组段包括具有绕所述电枢芯体的线匝的第一绕线线圈、具有绕所述电枢芯体的线匝的第二绕线线圈、以及串联第一和第二绕线线圈的不规则导线段，其中各相线圈的第一和第二相绕组以相反的卷绕方向延伸，并彼此具有相同的电磁特性。
34.根据权利要求33所述的多相交流电机，其特征在于各相线圈的不规则导线段设置于两个彼此相邻的槽中，其彼此间隔的槽距比波绕段和叠绕段的所述槽距至少要小一个槽距。
35.根据权利要求29所述的多相交流电机，其特征在于各相线圈的第一和第二终端引线和导线段之间的界面的位置限定于穿过所述电枢芯体周向上的不规则导线段的V形头部。
36.根据权利要求28所述的多相交流电机，其特征在于4个导线段的引线部分沿所述电枢芯体的径向、从所述电枢芯体里面到外部以第一、第二、第三和第四层导线的方式排列在电枢芯体的各槽中，其中，各第一和第二相绕组可以分成第一和第二组，第一组由具有彼此间隔一定槽距的第一和第四层导线的导线段组成，该槽距比一个极距要小一个槽距或更多，第二组由具有彼此间隔一定槽距的第二和第三层导线的导线段组成，该槽距比一个极距要小一个槽距或更多，其中，引向第一层导线的连结端部分的顶部与引向第二层导线的连结端部分的顶部相联接，引向第三层导线的连结端部分的顶部与引向第四层导线的连结端部分的顶部相联接，其中，各第一和第二相绕组包括第一绕线线圈、第二绕线线圈和不规则导线段，第一绕线线圈由波绕段和叠绕段组成，波绕段通过各具有彼此间隔大约两个极距的连结端部分的顶部构成，叠绕段通过各具有彼此间隔大约一个槽距的连结端部分的顶部构成，波绕段和叠绕段交替联接以构成线匝，第二绕线线圈由交替联接的波绕段和叠绕段组成以构成在与第一绕线线圈的卷绕方向相同的方向上延伸的线匝，不规则导线段具有设置在彼此间隔一个与波绕组段和叠绕组段不同的节距的两个槽中的引线，以便将第一绕线线圈和第二绕线线圈串联，其中，各相线圈的第一和第二相绕组彼此具有相同的电磁性，并在相反的卷绕方向上延伸。
37.根据权利要求36所述的多相交流电机，其特征在于各相线圈的不规则导线段彼此相邻地设置于两个彼此间隔比波绕段和叠绕段的节距要小至少一个槽距的槽中。
38.根据权利要求36所述的多相交流电机，其特征在于限定设置于同一槽中的各相线圈的第一和第二相绕组的端部的第一和第二层导线或第三和第四层导线分别引向第一终端引线对，限定设置于同一槽中的各相线圈的第一和第二相绕组的另一端部的第三和第四层导线或第一和第二层导线分别引向第二终端引线对，其中第一终端引线构成输入/输出导线，第二终端引线对构成中性点连结引线，其在中性点上联接，以便构成相线圈的星形联接。
39.根据权利要求36所述的多相交流电机，其特征在于一个相线圈的第一和第二相绕组的第一终端引线构成第一相的输入/输出导线，第二个相线圈的第一和第二相绕组的第一终端引线构成第二相的输入/输出导线，其中，一个相线圈的第一和第二相绕组的第二终端引线与第二相的输入/输出导线相联接，并且其中各相线圈的第一和第二相绕组彼此并联，而相线圈联接成三角形形式。
40.根据权利要求38所述的多相交流电机，其特征在于各相线圈的第一和第二终端引线和导线段之间的界面的位置限定于穿过所述电枢芯体周向上的不规则导线段的V形头部。
41.根据权利要求36所述的多相交流电机，其特征在于各相线圈具有延伸在不规则导线段上以便使第一和第二相绕组串联的桥接导线段，桥接导线段包括设置在由第一和第三层导线或第二和第四层导线限定的槽中的引线部分，其中桥接导线段的引线部分构成第一相绕组的导线段的引线部分的尾部以及第二相绕组的导线段的引线部分的头部，其中各桥接导线段的引线部分设置在两个槽中，所述槽与引向第一和第二终端引线的相对应的相线圈的第一和第二相绕组的引线部分所设置的槽相同。
42.根据权利要求28所述的多相交流电机，其特征在于4个导线段的引线部分沿所述电枢芯体的径向、从所述电枢芯体里面到外部以第一、第二、第三和第四层导线的方式排列在电枢芯体的各槽中，其中，各第一和第二相绕组包括第一绕线线圈、第二绕线线圈和不规则导线段，第一绕线线圈包括第一叠绕段、第二叠绕段、以及交替联接以构成线匝的波绕段，第一叠绕组段由叠绕段组成，该叠绕段由具有相隔大约1/2槽距的节距的连结端部分的导线段、以及相隔第一槽距的第二和第三层导线构成，第一槽距比极距要小一个槽距或更多，第二叠绕组段由叠绕段组成，该叠绕段由具有间隔大约1/2槽距的节距的连结端部分的导线段、间隔第一槽距的第四和第五层导线、以及具有间隔两个极距减去第一和第二叠绕段和间隔第一槽距的第一和第六层导线的连结间距之和的连结端部分的波绕段构成，第二绕线线圈由与第一叠绕段相同的绕组和与第二叠绕段相同的绕组组成，第二叠绕组段交替联接，以便构成与第一绕线线圈具有相同的卷绕方向的线匝，不规则导线段具有设置在两个彼此间隔与第一槽距不同槽距的槽中的引线部分，以便使第一绕线线圈和第二绕线线圈串联，其中各相线圈的第一和第二相绕组彼此具有相同的电磁性，并在相反的卷绕方向上延伸。
43.根据权利要求42所述的多相交流电机，其特征在于彼此相邻设置于同一槽中的第一和第二层导线分别属于并联的第一和第二相绕组，其中彼此相邻设置于同一槽中的第五和第六层导线分别属于并联的第一和第二相绕组。
44.根据权利要求43所述的多相交流电机，其特征在于彼此相邻设置于预定槽中的第一和第二层导线引向各相线圈的一端，其中彼此相邻设置于预定槽中的第五和第六层导线引向各相线圈的另一端，其中相线圈联接成星形联接的形式。
45.根据权利要求43所述的多相交流电机，其特征在于彼此相邻设置于预定槽中的第一和第二层导线引向各相线圈的一端，其中彼此相邻设置于预定槽中的第五和第六层导线引向各相线圈的另一端，其中相线圈可以联接成三角形联接的形式。
46.根据权利要求42所述的多相交流电机，其特征在于各相线圈可以具有延伸在不规则导线段上的桥接导线段，以便使第一和第二相绕组形成串联连接，桥接导线段包括引线部分，其中一个引线部分设置在槽中，在槽中一个导线段的引线部分引向各相线圈的一对终端导线之一，并构成第一和第二相绕组之一的引线部分的头部，而另一个也设置在槽中，在槽中的一个导线段的引线部分引向各相线圈的一对终端导线的另一端，并构成第一和第二相绕组之一的引线部分的尾部，其中各桥接导线段的引线部分的顶部在所述电枢绕组的同一周向上弯曲。
47.根据权利要求46所述的多相交流电机，其特征在于第一相绕组的不规则导线段的引线部分分别设置在其中设置有第二相绕组的不规则导线段的引线部分的两个槽中，其中第一相绕组的不规则导线段的引线部分的引线间距与第二相绕组的相同。
48.根据权利要求42所述的多相交流电机，其特征在于还包括限定从设置有不规则导线段的槽外部位置延伸出的各相线圈的端部的一对终端导线对，其中相线圈联接成星形和三角形的形式之一。
49.根据权利要求42所述的多相交流电机，其特征在于各槽设置有6n(＝整数)个导线段的引线部分。
50.根据权利要求44所述的多相交流电机，其特征在于还包括第一终端引线对和第二终端引线对，第一终端引线对由形成各相线圈的第一和第二相绕组的端部，并分别引向设置于一个槽中第一和第二层导线的终端引线组成，第二终端引线对由形成各相线圈的第一和第二相绕组的另一端部，并分别引向设置于一个槽中第五和第六层导线的终端引线组成，其中m是大于或等于3的奇数，相线圈的第一终端引线对的位置彼此间隔相当2π的电相角，其中相线圈的第一终端引线对构成第一组，相线圈的第二终端引线对构成第二组，第一组具有的角度范围与第二组具有的角度范围重叠，其中各第一和第二角度范围为2π(m-1)/m电相角，并且其中导线段延伸出的第一终端引线对的部分从第二终端引线对的部分移动一个或更多的槽距。
51.根据权利要求50所述的多相交流电机，其特征在于第一终端引线对的一个终端引线和第二终端引线对的一个终端引线在中性点联接，第一终端引线对的另一个终端引线和第二终端引线对的另一个终端引线分别与相端子联接，并且相线圈构成星形联接，以形成所述电枢绕组。
52.根据权利要求51所述的多相交流电机，其特征在于中性点位于从各第一和第二终端引线对的接点到相端子间隔一个或更多槽距的位置，并限定于所述电枢芯体的周向上的第一和第二终端引线对接点之间的中间处。
53.根据权利要求52所述的多相交流电机，其特征在于从第一层导线延伸出的第一和第二终端引线对的终端引线联接在一起以限定第一中性点，从第二层导线延伸出的第一和第二终端引线对的终端引线联接在一起以限定第二中性点，并且其中第一和第二中性点在所述电枢芯体的周向上彼此间隔给定的槽距。
54.根据权利要求50所述的多相交流电机，其特征在于第一终端引线对的终端引线和第二终端引线对的终端引线可以顺序联接，并引向相端子，其中各相线圈的第一和第二相绕组可以并联，并且其中相线圈可以联接在一起，以建立起三角形联接，从而构成所述电枢绕组。
全文摘要
本发明提供一种可以用于诸如交流电机或电动发电机类似的交流电机中的顺序段联接电枢线圈。电枢线圈具有三个相线圈，各相线圈由匝数相等的第一和第二相绕组构成。这种结构通过在串联和并联之间改变第一和第二相绕组的联接或在星形联接和三角形联接之间改变相线圈的联接而使电枢线圈的匝数很容易地改变。这种结构同样也能使各相线圈的第一和第二相绕组的终端引线聚集在一起，退出到交流电机的外部，从而使终端引线的排列更加容易并且方便。
文档编号H02K19/22GK1499694SQ0315898
公开日2004年5月26日 申请日期2003年9月18日 优先权日2002年9月18日
发明者福岛明, 梅田敦司, 司 申请人:株式会社电装