巻線装置、電機子、風力タービン、および巻線装置の使用方法
【課題】コイル巻線装置を改善すること。
【解決手段】電動機（４）の電機子（２）のための巻線装置（１）において、
前記巻線装置（１）は、複数のコイル（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）および複数の異なる巻線タイプ（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）を含み、
前記コイル（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）は、各コイル（１０，２０，３０）が同数の巻線（１０，２０，３０）および同数の各異なる巻線タイプ（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）を含むように配置されている、
ことを特徴とする巻線装置によって解決される。
【解決手段】電動機（４）の電機子（２）のための巻線装置（１）において、
前記巻線装置（１）は、複数のコイル（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）および複数の異なる巻線タイプ（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）を含み、
前記コイル（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）は、各コイル（１０，２０，３０）が同数の巻線（１０，２０，３０）および同数の各異なる巻線タイプ（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）を含むように配置されている、
ことを特徴とする巻線装置によって解決される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機の電機子のための巻線装置に関する。本発明はさらに、発電機のための電機子および発電機を備える風力タービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
風力タービンのロータまたはステータのような大型の電機子に対しては、コイル巻線は、発電機の物理的寸法および誘導される高電流のせいで一般的に非常に太く重くなっている。巻線はマルチストランドワイヤのような太いワイヤから形成することができ、その後巻線は、電機子、通常はステータの上に巻回される。最後に電機子には通常、巻線を収容するための外周に軸方向に配置される多数の平行なスロットが形成される。ワイヤを電機子に巻回する代わりに、巻線を事前成型して電機子のスロットに挿入または投下することが可能である。このような事前成型された巻線は、一般的に、２つのスロットにて保持される"往路（go）"部分と"復路（return）"部分とを含んだ閉ループを含む。１つのコイルは、直列または並列に接続されるこのような巻線を複数個含んでいる。接続は通常、電機子の１つの端部において形成され、ここでは巻線はスロットの端部を超えて伸張している。当業者には周知のようにコイルの連続的な巻線は、マルチストランドワイヤのストランドをコイルの１つの巻線から当該コイルの次の巻線へと伸張させることによって接続することができるか、もしくは電機子の周囲に環状に配置されたバスバーにコイルの巻線を接続することによって接続することができるか、または別の適切な方法によって接続することができる。
【０００３】
多相の発電機は、位相と同数のコイルを有する。ここでは巻線は以下のようにしてスロット内に配置される。すなわち、コイルの個々の１つの巻線の"往路（go）"部分および"復路（return）"部分のためのスロットが、残りのコイルの"往路（go）"部分および"復路（return）"部分の複数のスロットを包囲するように、または側面に位置するようにして、巻線が配置される。異なるコイルの巻線同士は、何らかの方法で電機子端部にてオーバーラップしなければならない。比較的直線的なステータ巻線アセンブリを可能にするために、大型ステータ用の巻線の巻線端部は一般的に、先行して配置されている巻線を持ち上げる必要なしに巻線を位置に投下できるように構成されている。寸法が大きいので、巻線用に使用される材料は相当なコスト要因である。したがって巻線突出部または巻線ヘッド、すなわちステータスロットを超えて伸張する巻線部分は、できるだけ短く保つべきである。
【０００４】
ＥＰ２１６６６４５Ａ１に記載されたアプローチでは、各コイルを、特別な巻線突出部形状を有する閉ループ型の巻線から形成している。隣接するコイルの巻線が互いに簡単かつぴったり合うような構成で通過できるように、種々異なる巻線形状が形成されており、こうすることにより銅の総量を低減することができる。しかしながらこのアプローチは、形状が種々異なるせいで巻線突出部の長さが種々異なり、結果的にコイル全体の抵抗が種々異なるという欠点を有する。また、これによって位相間における負荷不平衡も生じる。このような不平衡を回避するために、"短い"コイルを効率的に最長のコイルと同じ長さにするため、付加的な材料をこの"短い"コイルに含める必要がある。明らかにこのことはステータ巻線機構の全体コストに加算されるので不利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＥＰ２１６６６４５Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって本発明の課題は、コイル巻線装置を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の課題は、請求項１に記載の電動機の電機子のための巻線装置、請求項１２に記載の電機子、請求項１３に記載の風力タービン、および請求項１４に記載の巻線装置の使用方法によって解決される。
【０００８】
本発明によれば、電機子のための巻線装置は、複数のコイルおよび複数の異なる巻線タイプを含み、前記コイルは、各コイルが同数の巻線および同数の各異なる巻線タイプを含むように電機子に配置されている。
【０００９】
本発明の明確な利点は、巻線の長さが全ての位相に対して実質的に同じであるので、平衡な位相レイアウトを得るために端部巻線が伸張されていた従来の解決方法と比べて、使用する材料が少なくなることである。巻線は全て実質的に同じ長さであるので、全ての位相は実質的に同じ電流を流す。さらにこれらの位相は平衡であるので巻線における電気損失は一定であり、位相間における電圧不平衡は実質的に無い。これにより発電機の全体損失が有利に低減され、よって電動機の全体性能が有利に増加する。また本発明の巻線機構においては、コイルの平衡をとるために付加的な材料を加える必要がないので、端部巻線における材料要求は有利にも最小限に抑えられ、したがって発電機の全体重量は有利にも低減される。
【００１０】
本発明によれば、発電機のための電機子は複数のコイルを含み、これらのコイルは、上記のような巻線装置に基づいて電機子に配置または"巻回"されている。ここで"巻回"という用語は、大型の電機子の巻線は一般的にフレキシブルであるには太くて重すぎるけれども、確立された意味で使用される。
【００１１】
本発明の風力タービンは、ロータおよびステータ、および上記のような巻線装置に基づいてステータに配置された複数のコイルを備える発電機を含む。
【００１２】
このような巻線装置は有利には、風力タービンのための発電機のステータにコイルを巻回するために使用される。
【００１３】
本発明の特に有利な実施形態および特徴は従属請求項に記載されており、以下の詳細な説明において明らかにする。異なる実施形態の特徴は、さらなる実施形態を形成するために適切に組み合わせることができる。
【００１４】
電動機の電機子はステータまたはロータとすることができ、電動機−例えば発電機−が一般的に構成されるような方式に基づいている。しかしながら特に大型の発電機においては、コイル巻線を支持するのはステータである。したがって以下ではステータが巻線を支持するものと仮定するが、本発明がこれに制限されるわけではない。本発明の巻線機構は、発電機のロータが巻線を支持するような実施形態でも同様に適用可能である。
【００１５】
上に述べたように大型の発電機のステータに必要な寸法は大きいので、ステータのコイルは、小型のモータの場合のようにステータの周囲に巻回されるワイヤを使用して巻回されるのではなく、ステータスロットに挿入または投下可能な事前成型された巻線を含んでいる。巻線は、ステータまたはステータセグメントのスロットの中に連続的に挿入される。コイルは事前成型された巻線のシリーズを含むことができ、これらはスロットに適切に挿入され、その後電気的に接続される。有利には、巻線は"閉ループ"型の巻線として構成することができる。すなわち各巻線は閉ループを含む。コイルの連続的な巻線は、電機子の中に挿入された後に電気的に接続される。したがって、本発明の有利な実施形態においては、巻線は、第１のステータスロットに配置するための第１（"往路（go）"）の巻線本体部分と、第２のステータスロットに配置するための第２（"復路（return）"）の巻線本体部分とを含む。第１および第２の巻線本体部分は、端部において端部部分によって連結されている。この端部部分は、第１および第２の巻線本体部分が実質的に平行となるように、ステータを超えて実質的に１８０°折り畳まれて伸張している。各異なる巻線タイプの端部部分はそれぞれ異なる巻線端部形状を含んでおり、この異なる巻線タイプの巻線端部形状により、連続的な巻線を、先行して配置されている巻線を持ち上げる必要なしにステータスロットに配置することができる。以下、コイル巻線が単層の巻線であると仮定する。しかしながら本発明がこれに限定されるわけではない。
【００１６】
発電機は１つまたは複数の位相を有することができ、よって１つまたは複数のコイルを有することができる。１つのコイルに対して任意の数の異なる巻線タイプを共に接続することができる。しかしながら上述した理由により、多相発電機の場合には、巻線端部形状は、巻線同士がオーバーラップできるようにするために異なっていなければならない。本発明の別の１つの有利な実施形態においては、巻線装置は、同数の、コイルおよび異なる巻線タイプを含む。これによって巻線装置は簡単に、実質的同じ長さのコイルに達することができる。
【００１７】
一般的に配電網は三相電力を使用する。したがって本発明の別の有利な実施形態においては、本発明の巻線装置は、三相二極のステータ巻線構造において３つのコイルを含み、したがって３つの異なる巻線タイプを含む。
【００１８】
３つのコイルの巻線突出部同士がコンパクトに交差できるようにするために、本発明の別の１つの有利な実施形態においては、第１巻線タイプは第１巻線端部形状を含み、第２巻線タイプは第２巻線端部形状を含み、第３巻線タイプは第３巻線端部形状を含む。これに関し第１巻線端部形状は、有利には、第１および第２巻線本体部分と実質的に一致した端部部分を含む。すなわち第１巻線は、実質的に一平面上の簡単な閉ループを含むことができる。残りの巻線タイプは、この第１巻線タイプの周りを通過するように構成することができる。有利には第２巻線端部形状は、第１および第２巻線本体部分に対して実質的に４５°だけ傾いた端部部分を含むことができる。例えば、第２巻線タイプの端部部分は"上向き"または"下向き"に傾くことができる。第２巻線タイプも閉ループを含む。したがってこの場合も巻線端部形状は、"往路（go）"および"復路（return）"部分を平行な軸方向のステータスロットの中に配置することができるように、１８０°の折り畳み部を含んでいる。有利には第３巻線端部形状は、第１および第２巻線本体部分に対して実質的に９０°だけ傾いた端部部分を含むことができる。上に説明した第２巻線タイプと同様にして第３巻線タイプの端部部分は、"上向き"または"下向き"に傾くことができる。第３巻線タイプも閉ループを含む。したがってこの場合も巻線端部形状は、"往路（go）"および"復路（return）"部分を平行な軸方向のステータスロットの中に配置することができるように、１８０°の折り畳み部を含んでいる。
【００１９】
上述したこれら３つの異なる巻線タイプは、簡単に製造可能かつ設置可能である。なぜなら連続的な巻線は、先行して挿入されている巻線を持ち上げたり移動させたりする必要なしにステータスロットの中に配置することができるからである。例えばまず、下向きに９０°傾いた第３巻線タイプの全ての巻線をステータの中に配置することができる。それから、下向きに４５°傾いた第２巻線タイプの全ての巻線がステータの中に配置される。最後に第１巻線タイプの全ての巻線が残りのスロットの中に挿入される。
【００２０】
その後各コイルの巻線は、例えばステータの周囲に環状に配置されたバスバーに接続することにより電気的に接続される。このような接続は、巻線の１つまたは複数のワイヤまたは導体を露出したバスバーに接触させることによって形成することができる。
【００２１】
有利には各コイルは、それぞれ複数の巻線タイプからなる異なるシーケンスを含む。本発明の有利な実施形態においては、第１コイル巻線シーケンスは、順番に第１巻線タイプ、第２巻線タイプ、および第３巻線タイプを含み、第２コイル巻線シーケンスは、順番に第２巻線タイプ、第３巻線タイプ、および第１巻線タイプを含み、そして第３コイル巻線シーケンスは、順番に第３巻線タイプ、第１巻線タイプ、および第２巻線タイプを含む。有利には、最適に平衡な配置を保証するために、各コイルは同数の巻線を含み、巻線の全数は発電機の位相数によって均等に割られている。例えば上述した三相発電機の場合には３つのコイルと３つの異なる巻線タイプが使用され、各コイルは有利には３Ｎ巻線を含む。このようにして各コイルは同数の各異なる巻線タイプを含み、したがってコイルの全体長さは実質的に同じとなる。したがってこのような巻線機構は、平衡な負荷を簡単かつ直線的に提供することができると同時に、他方では使用される金属量が節約される。
【００２２】
本発明のさらなる対象および特徴は、添付図面に関連した以下の詳細な説明から明らかになる。しかしながらこれらの図面は図示する目的だけで描かれたものであり、本発明を制限する規定として描かれたものではないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、風力タービンにおける発電機の概略図を示す。
【図２】図２は、発電機のステータのための従来技術による巻線機構の概略図を示す。
【図３】図３は、本発明による巻線装置を備えるステータセグメントを示す。
【図４】図４は、図３の巻線の端部の概略図を示す。
【図５】図５は、本発明による巻線機構の３つのコイルシーケンスの概略図を示す。
【実施例】
【００２４】
図面では、全体に亘って同じ参照符号は同じ対象を図示している。図面における対象は必ずしもスケール通りに描かれているわけではない。
【００２５】
図１は、風力タービン５における発電機４の非常に簡単な概略図を示す。簡単化のために重要な構成要素のみが図示されており、ギアボックスやコントローラ等のような他の構成要素は図示されていない。風力タービン５のブレード５０に働く圧力はハブ５１またはスピナーを回転させ、ひいてはロータ３を回転させる。ロータ３はステータ２の中に納めらており、ステータ２の周囲には複数のコイル（図面には図示されていない）が巻回されている。発電機４は誘導電動機として動作し、電流がコイルに誘導される。このような発電機の動作原理は当業者には周知であり、ここでは詳細に説明する必要はない。
【００２６】
電流が大きいので（例えば２−１０ＭＷの風力タービンに対して２００−５００アンペアの範囲）、巻線を相応に寸法設計しなければならない。風力タービンのステータのために、巻線は典型的には２０ｍｍ×１００ｍｍの範囲の断面積を有する積層された金属バーまたはストリップから形成されている。これらの金属ストリップはステータの外周に配置されたステータスロットに保持されており、その長さは３ｍにまで至ることがある。一般的に寸法が大きいので（風力タービンのステータは、３ｍから７ｍの範囲またはこれ以上の寸法を有することがある）、ステータは一般的にステータセグメントのセットを含んでいる。
【００２７】
従来技術による巻線機構が図２に図示されている。図２は、巻線６ａ，６ｂ，６ｃを収容するためのスロット６を備えたステータセグメント２ａの非常に簡単化された平面図を示す。ここでは３つのコイルがステータ２の周囲に巻回されており、各コイルは同じタイプの巻線６ａ，６ｂ，６ｃのシーケンスを含む。各巻線６ａ，６ｂ，６ｃは、接続ストリップまたはバスバー７ａ，７ｂ，７ｃによって同一のタイプの他の巻線６ａ，６ｂ，６ｃに接続されている。巻線６ａ，６ｂ，６ｃは実質的に平坦なストリップであり、この平坦なストリップは、閉ループを形成するために折り返し逆戻り方向へと曲げられて、２つの平行なスロット６の中に挿入されている。ここでは１つの巻線タイプ６ａが必要とする２つのスロット６は、他の２つの巻線タイプ６ｂ，６ｃのための別の２つのスロット６によって隔てられている。異なる巻線同士は互いに交差しなければならず、かつスロットの中に真っ直ぐに挿入できるように形成されている必要がある。つまり、巻線の端部を相応に形成する必要がある。例えば各巻線端部を、ステータから若干の距離だけ突出するよう構成して、往路側（go side）と復路側（return side）が異なる高さになるように１８０°曲げるまたは捻ることができる。このようにすると、隣接する巻線を簡単に連続的にステータスロットに配置することができる。しかしながらこの解決手段は、巻線の突出部が公差できるようにするために或る程度の量の付加的な金属、通常は銅、を必要とするので、このような解決手段は比較的高コストである。冒頭に述べた解決手段、すなわち各コイルごとに異なる形状をした巻線端突出部による解決手段はより低コストではあるが、これらのコイルの全長が種々異なるせいで、負荷不平衡によって不満足な性能となってしまう。
【００２８】
図３は、本発明の巻線機構１における巻線装置１０，２０，３０を備えるステータセグメント２ａを示す。各巻線１０，２０，３０は、閉ループを形成するために折り畳まれた金属ストリップとして図示されている。３つの異なる巻線タイプＷ１，Ｗ２，Ｗ３が図示されている。各コイルは巻線１０，２０，３０のシーケンスを含んでおり、各コイルシーケンスは、以下に詳細に説明するように、順番に異なる巻線タイプＷ１，Ｗ２，Ｗ３を含む。
【００２９】
図４は、図３に図示された異なる巻線タイプＷ１，Ｗ２，Ｗ３の端部１０Ｃ，２０Ｃ，３０Ｃの概略図を示す。明瞭化のために各巻線を単独で図示しているが、これらの異なるタイプの巻線は、図３に図示するように隣接するステータスロットに配置されることを理解されたい。第１巻線タイプＷ１は実質的に直線的な閉ループＷ１であり、この巻線タイプＷ１の端部１０Ｃは、実質的に１８０°の折り畳み部を含む。第２巻線タイプＷ２は端部２０Ｃを有しており、この端部２０Ｃは、第１巻線タイプＷ１ほどステータ端部を超えて突出しているわけではないが、逆戻り方向に折り畳まれる前に約４５°の折り曲げ部を形成している。第３巻線タイプＷ３は端部３０Ｃを有しており、この端部３０Ｃは、第１巻線タイプＷ１ほどステータ端部を超えて突出しているわけではないが、逆戻り方向に折り畳まれる前に約９０°の折り曲げ部を形成している。これらの異なる端部または突出部１０Ｃ，２０Ｃ，３０Ｃにより、巻線１０，２０，３０を、真っ直ぐにステータスロット６に配置することが可能となる。例えば最初に第３タイプＷ３の全ての巻線を挿入し、その後第２タイプＷ２の全ての巻線を挿入し、最後に第１タイプＷ１の巻線を挿入することによってステータを巻回することができる。この巻線端部形状のおかげで、先行して配置された巻線を持ち上げたり移動させたりする必要なく巻線を挿入することができる。それから個々のコイルの巻線を、図５に図示するように予め定められたシーケンスで接続することができ、例えば巻線１０，２０，３０の導体１０Ｄ，２０Ｄ，３０ＤをバスバーＢ１，Ｂ２，Ｂ３に接合することによって接続することができる。
【００３０】
図５の上側部分は、本発明による巻線機構１の３つのコイルシーケンスＳ１，Ｓ２，Ｓ３の概略図を示す。巻線が接続される順番は、下側部分の線図に示されるシーケンスＳ１，Ｓ２，Ｓ３によって与えられる。第１コイルＣ１のための第１コイル巻線シーケンスＳ１は、順番に第１巻線タイプＷ１の巻線、第２巻線タイプＷ２の巻線、および第３巻線タイプＷ３の巻線を含む。このパターンは第１コイルＣ１全体に反復される。第２コイルＣ２のための第２コイル巻線シーケンスＳ２は、順番に第２巻線タイプＷ２の巻線、第３巻線タイプＷ３の巻線、および第１巻線タイプＷ１の巻線を含む。このパターンは第２コイルＣ２全体に反復される。第３コイルＣ３のための第２コイル巻線シーケンスＳ３は、順番に第３巻線タイプＷ３の巻線、第１巻線タイプＷ１の巻線、第２巻線タイプＷ２の巻線を含み、このパターンは第３コイルＣ３全体に反復される。線図の上側部分において、矢印は異なるコイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３における電流の流れを示している（したがって第１コイルＣ１および第３コイルＣ３の"往路（go）"巻線部分は、第２コイルＣ２の"復路（return）"巻線部分を含んだスロットの両側に位置するスロットを占めており、その一方で、第１コイルＣ１および第３コイルＣ３の"復路（return）"巻線部分は、第２コイルＣ２の"往路（go）"巻線部分を含んだスロットの両側に位置するスロットを占めている。）各コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３はそれぞれシーケンスＳ１，Ｓ２，Ｓ３を含み、これらのシーケンスＳ１，Ｓ２，Ｓ３においては巻線タイプＷ１，Ｗ２，Ｗ３は実質的に均等に出現するので、コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３の全長も実質的に同じである。このようにして本発明による巻線装置は負荷不平衡を低減するか、もしくは実質的に除去し、その一方で同時に巻線に必要な金属量を低減することもできる。巻線はここでは閉ループとして示したが、巻線機構１の巻線を両端が開かれているように実現することも同様に可能であり、接続をバスバーによって電機子の両端にて形成することが可能である。
【００３１】
これまで本発明を有利な実施形態および変形例の形態で開示してきたが、これらには本発明の範囲から逸脱することなく様々な付加修正および変形が可能であることを理解されたい。例えば風力タービンのハブはギアボックスに接続されたドライブシャフトを回転させることが可能であり、このギアボックスを、パワーグリッドのための電気を発生するためにより適当な速度で発電機の電機子を回転させるように構成することが可能である。
【００３２】
明瞭化のために、本明細書全体に亘って使用される単数形の使用が複数形を排除するものではないということ、また「含む」という表現が他のステップまたは要素を排除するものではないということを理解されたい。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機の電機子のための巻線装置に関する。本発明はさらに、発電機のための電機子および発電機を備える風力タービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
風力タービンのロータまたはステータのような大型の電機子に対しては、コイル巻線は、発電機の物理的寸法および誘導される高電流のせいで一般的に非常に太く重くなっている。巻線はマルチストランドワイヤのような太いワイヤから形成することができ、その後巻線は、電機子、通常はステータの上に巻回される。最後に電機子には通常、巻線を収容するための外周に軸方向に配置される多数の平行なスロットが形成される。ワイヤを電機子に巻回する代わりに、巻線を事前成型して電機子のスロットに挿入または投下することが可能である。このような事前成型された巻線は、一般的に、２つのスロットにて保持される"往路（go）"部分と"復路（return）"部分とを含んだ閉ループを含む。１つのコイルは、直列または並列に接続されるこのような巻線を複数個含んでいる。接続は通常、電機子の１つの端部において形成され、ここでは巻線はスロットの端部を超えて伸張している。当業者には周知のようにコイルの連続的な巻線は、マルチストランドワイヤのストランドをコイルの１つの巻線から当該コイルの次の巻線へと伸張させることによって接続することができるか、もしくは電機子の周囲に環状に配置されたバスバーにコイルの巻線を接続することによって接続することができるか、または別の適切な方法によって接続することができる。
【０００３】
多相の発電機は、位相と同数のコイルを有する。ここでは巻線は以下のようにしてスロット内に配置される。すなわち、コイルの個々の１つの巻線の"往路（go）"部分および"復路（return）"部分のためのスロットが、残りのコイルの"往路（go）"部分および"復路（return）"部分の複数のスロットを包囲するように、または側面に位置するようにして、巻線が配置される。異なるコイルの巻線同士は、何らかの方法で電機子端部にてオーバーラップしなければならない。比較的直線的なステータ巻線アセンブリを可能にするために、大型ステータ用の巻線の巻線端部は一般的に、先行して配置されている巻線を持ち上げる必要なしに巻線を位置に投下できるように構成されている。寸法が大きいので、巻線用に使用される材料は相当なコスト要因である。したがって巻線突出部または巻線ヘッド、すなわちステータスロットを超えて伸張する巻線部分は、できるだけ短く保つべきである。
【０００４】
ＥＰ２１６６６４５Ａ１に記載されたアプローチでは、各コイルを、特別な巻線突出部形状を有する閉ループ型の巻線から形成している。隣接するコイルの巻線が互いに簡単かつぴったり合うような構成で通過できるように、種々異なる巻線形状が形成されており、こうすることにより銅の総量を低減することができる。しかしながらこのアプローチは、形状が種々異なるせいで巻線突出部の長さが種々異なり、結果的にコイル全体の抵抗が種々異なるという欠点を有する。また、これによって位相間における負荷不平衡も生じる。このような不平衡を回避するために、"短い"コイルを効率的に最長のコイルと同じ長さにするため、付加的な材料をこの"短い"コイルに含める必要がある。明らかにこのことはステータ巻線機構の全体コストに加算されるので不利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＥＰ２１６６６４５Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって本発明の課題は、コイル巻線装置を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の課題は、請求項１に記載の電動機の電機子のための巻線装置、請求項１２に記載の電機子、請求項１３に記載の風力タービン、および請求項１４に記載の巻線装置の使用方法によって解決される。
【０００８】
本発明によれば、電機子のための巻線装置は、複数のコイルおよび複数の異なる巻線タイプを含み、前記コイルは、各コイルが同数の巻線および同数の各異なる巻線タイプを含むように電機子に配置されている。
【０００９】
本発明の明確な利点は、巻線の長さが全ての位相に対して実質的に同じであるので、平衡な位相レイアウトを得るために端部巻線が伸張されていた従来の解決方法と比べて、使用する材料が少なくなることである。巻線は全て実質的に同じ長さであるので、全ての位相は実質的に同じ電流を流す。さらにこれらの位相は平衡であるので巻線における電気損失は一定であり、位相間における電圧不平衡は実質的に無い。これにより発電機の全体損失が有利に低減され、よって電動機の全体性能が有利に増加する。また本発明の巻線機構においては、コイルの平衡をとるために付加的な材料を加える必要がないので、端部巻線における材料要求は有利にも最小限に抑えられ、したがって発電機の全体重量は有利にも低減される。
【００１０】
本発明によれば、発電機のための電機子は複数のコイルを含み、これらのコイルは、上記のような巻線装置に基づいて電機子に配置または"巻回"されている。ここで"巻回"という用語は、大型の電機子の巻線は一般的にフレキシブルであるには太くて重すぎるけれども、確立された意味で使用される。
【００１１】
本発明の風力タービンは、ロータおよびステータ、および上記のような巻線装置に基づいてステータに配置された複数のコイルを備える発電機を含む。
【００１２】
このような巻線装置は有利には、風力タービンのための発電機のステータにコイルを巻回するために使用される。
【００１３】
本発明の特に有利な実施形態および特徴は従属請求項に記載されており、以下の詳細な説明において明らかにする。異なる実施形態の特徴は、さらなる実施形態を形成するために適切に組み合わせることができる。
【００１４】
電動機の電機子はステータまたはロータとすることができ、電動機−例えば発電機−が一般的に構成されるような方式に基づいている。しかしながら特に大型の発電機においては、コイル巻線を支持するのはステータである。したがって以下ではステータが巻線を支持するものと仮定するが、本発明がこれに制限されるわけではない。本発明の巻線機構は、発電機のロータが巻線を支持するような実施形態でも同様に適用可能である。
【００１５】
上に述べたように大型の発電機のステータに必要な寸法は大きいので、ステータのコイルは、小型のモータの場合のようにステータの周囲に巻回されるワイヤを使用して巻回されるのではなく、ステータスロットに挿入または投下可能な事前成型された巻線を含んでいる。巻線は、ステータまたはステータセグメントのスロットの中に連続的に挿入される。コイルは事前成型された巻線のシリーズを含むことができ、これらはスロットに適切に挿入され、その後電気的に接続される。有利には、巻線は"閉ループ"型の巻線として構成することができる。すなわち各巻線は閉ループを含む。コイルの連続的な巻線は、電機子の中に挿入された後に電気的に接続される。したがって、本発明の有利な実施形態においては、巻線は、第１のステータスロットに配置するための第１（"往路（go）"）の巻線本体部分と、第２のステータスロットに配置するための第２（"復路（return）"）の巻線本体部分とを含む。第１および第２の巻線本体部分は、端部において端部部分によって連結されている。この端部部分は、第１および第２の巻線本体部分が実質的に平行となるように、ステータを超えて実質的に１８０°折り畳まれて伸張している。各異なる巻線タイプの端部部分はそれぞれ異なる巻線端部形状を含んでおり、この異なる巻線タイプの巻線端部形状により、連続的な巻線を、先行して配置されている巻線を持ち上げる必要なしにステータスロットに配置することができる。以下、コイル巻線が単層の巻線であると仮定する。しかしながら本発明がこれに限定されるわけではない。
【００１６】
発電機は１つまたは複数の位相を有することができ、よって１つまたは複数のコイルを有することができる。１つのコイルに対して任意の数の異なる巻線タイプを共に接続することができる。しかしながら上述した理由により、多相発電機の場合には、巻線端部形状は、巻線同士がオーバーラップできるようにするために異なっていなければならない。本発明の別の１つの有利な実施形態においては、巻線装置は、同数の、コイルおよび異なる巻線タイプを含む。これによって巻線装置は簡単に、実質的同じ長さのコイルに達することができる。
【００１７】
一般的に配電網は三相電力を使用する。したがって本発明の別の有利な実施形態においては、本発明の巻線装置は、三相二極のステータ巻線構造において３つのコイルを含み、したがって３つの異なる巻線タイプを含む。
【００１８】
３つのコイルの巻線突出部同士がコンパクトに交差できるようにするために、本発明の別の１つの有利な実施形態においては、第１巻線タイプは第１巻線端部形状を含み、第２巻線タイプは第２巻線端部形状を含み、第３巻線タイプは第３巻線端部形状を含む。これに関し第１巻線端部形状は、有利には、第１および第２巻線本体部分と実質的に一致した端部部分を含む。すなわち第１巻線は、実質的に一平面上の簡単な閉ループを含むことができる。残りの巻線タイプは、この第１巻線タイプの周りを通過するように構成することができる。有利には第２巻線端部形状は、第１および第２巻線本体部分に対して実質的に４５°だけ傾いた端部部分を含むことができる。例えば、第２巻線タイプの端部部分は"上向き"または"下向き"に傾くことができる。第２巻線タイプも閉ループを含む。したがってこの場合も巻線端部形状は、"往路（go）"および"復路（return）"部分を平行な軸方向のステータスロットの中に配置することができるように、１８０°の折り畳み部を含んでいる。有利には第３巻線端部形状は、第１および第２巻線本体部分に対して実質的に９０°だけ傾いた端部部分を含むことができる。上に説明した第２巻線タイプと同様にして第３巻線タイプの端部部分は、"上向き"または"下向き"に傾くことができる。第３巻線タイプも閉ループを含む。したがってこの場合も巻線端部形状は、"往路（go）"および"復路（return）"部分を平行な軸方向のステータスロットの中に配置することができるように、１８０°の折り畳み部を含んでいる。
【００１９】
上述したこれら３つの異なる巻線タイプは、簡単に製造可能かつ設置可能である。なぜなら連続的な巻線は、先行して挿入されている巻線を持ち上げたり移動させたりする必要なしにステータスロットの中に配置することができるからである。例えばまず、下向きに９０°傾いた第３巻線タイプの全ての巻線をステータの中に配置することができる。それから、下向きに４５°傾いた第２巻線タイプの全ての巻線がステータの中に配置される。最後に第１巻線タイプの全ての巻線が残りのスロットの中に挿入される。
【００２０】
その後各コイルの巻線は、例えばステータの周囲に環状に配置されたバスバーに接続することにより電気的に接続される。このような接続は、巻線の１つまたは複数のワイヤまたは導体を露出したバスバーに接触させることによって形成することができる。
【００２１】
有利には各コイルは、それぞれ複数の巻線タイプからなる異なるシーケンスを含む。本発明の有利な実施形態においては、第１コイル巻線シーケンスは、順番に第１巻線タイプ、第２巻線タイプ、および第３巻線タイプを含み、第２コイル巻線シーケンスは、順番に第２巻線タイプ、第３巻線タイプ、および第１巻線タイプを含み、そして第３コイル巻線シーケンスは、順番に第３巻線タイプ、第１巻線タイプ、および第２巻線タイプを含む。有利には、最適に平衡な配置を保証するために、各コイルは同数の巻線を含み、巻線の全数は発電機の位相数によって均等に割られている。例えば上述した三相発電機の場合には３つのコイルと３つの異なる巻線タイプが使用され、各コイルは有利には３Ｎ巻線を含む。このようにして各コイルは同数の各異なる巻線タイプを含み、したがってコイルの全体長さは実質的に同じとなる。したがってこのような巻線機構は、平衡な負荷を簡単かつ直線的に提供することができると同時に、他方では使用される金属量が節約される。
【００２２】
本発明のさらなる対象および特徴は、添付図面に関連した以下の詳細な説明から明らかになる。しかしながらこれらの図面は図示する目的だけで描かれたものであり、本発明を制限する規定として描かれたものではないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、風力タービンにおける発電機の概略図を示す。
【図２】図２は、発電機のステータのための従来技術による巻線機構の概略図を示す。
【図３】図３は、本発明による巻線装置を備えるステータセグメントを示す。
【図４】図４は、図３の巻線の端部の概略図を示す。
【図５】図５は、本発明による巻線機構の３つのコイルシーケンスの概略図を示す。
【実施例】
【００２４】
図面では、全体に亘って同じ参照符号は同じ対象を図示している。図面における対象は必ずしもスケール通りに描かれているわけではない。
【００２５】
図１は、風力タービン５における発電機４の非常に簡単な概略図を示す。簡単化のために重要な構成要素のみが図示されており、ギアボックスやコントローラ等のような他の構成要素は図示されていない。風力タービン５のブレード５０に働く圧力はハブ５１またはスピナーを回転させ、ひいてはロータ３を回転させる。ロータ３はステータ２の中に納めらており、ステータ２の周囲には複数のコイル（図面には図示されていない）が巻回されている。発電機４は誘導電動機として動作し、電流がコイルに誘導される。このような発電機の動作原理は当業者には周知であり、ここでは詳細に説明する必要はない。
【００２６】
電流が大きいので（例えば２−１０ＭＷの風力タービンに対して２００−５００アンペアの範囲）、巻線を相応に寸法設計しなければならない。風力タービンのステータのために、巻線は典型的には２０ｍｍ×１００ｍｍの範囲の断面積を有する積層された金属バーまたはストリップから形成されている。これらの金属ストリップはステータの外周に配置されたステータスロットに保持されており、その長さは３ｍにまで至ることがある。一般的に寸法が大きいので（風力タービンのステータは、３ｍから７ｍの範囲またはこれ以上の寸法を有することがある）、ステータは一般的にステータセグメントのセットを含んでいる。
【００２７】
従来技術による巻線機構が図２に図示されている。図２は、巻線６ａ，６ｂ，６ｃを収容するためのスロット６を備えたステータセグメント２ａの非常に簡単化された平面図を示す。ここでは３つのコイルがステータ２の周囲に巻回されており、各コイルは同じタイプの巻線６ａ，６ｂ，６ｃのシーケンスを含む。各巻線６ａ，６ｂ，６ｃは、接続ストリップまたはバスバー７ａ，７ｂ，７ｃによって同一のタイプの他の巻線６ａ，６ｂ，６ｃに接続されている。巻線６ａ，６ｂ，６ｃは実質的に平坦なストリップであり、この平坦なストリップは、閉ループを形成するために折り返し逆戻り方向へと曲げられて、２つの平行なスロット６の中に挿入されている。ここでは１つの巻線タイプ６ａが必要とする２つのスロット６は、他の２つの巻線タイプ６ｂ，６ｃのための別の２つのスロット６によって隔てられている。異なる巻線同士は互いに交差しなければならず、かつスロットの中に真っ直ぐに挿入できるように形成されている必要がある。つまり、巻線の端部を相応に形成する必要がある。例えば各巻線端部を、ステータから若干の距離だけ突出するよう構成して、往路側（go side）と復路側（return side）が異なる高さになるように１８０°曲げるまたは捻ることができる。このようにすると、隣接する巻線を簡単に連続的にステータスロットに配置することができる。しかしながらこの解決手段は、巻線の突出部が公差できるようにするために或る程度の量の付加的な金属、通常は銅、を必要とするので、このような解決手段は比較的高コストである。冒頭に述べた解決手段、すなわち各コイルごとに異なる形状をした巻線端突出部による解決手段はより低コストではあるが、これらのコイルの全長が種々異なるせいで、負荷不平衡によって不満足な性能となってしまう。
【００２８】
図３は、本発明の巻線機構１における巻線装置１０，２０，３０を備えるステータセグメント２ａを示す。各巻線１０，２０，３０は、閉ループを形成するために折り畳まれた金属ストリップとして図示されている。３つの異なる巻線タイプＷ１，Ｗ２，Ｗ３が図示されている。各コイルは巻線１０，２０，３０のシーケンスを含んでおり、各コイルシーケンスは、以下に詳細に説明するように、順番に異なる巻線タイプＷ１，Ｗ２，Ｗ３を含む。
【００２９】
図４は、図３に図示された異なる巻線タイプＷ１，Ｗ２，Ｗ３の端部１０Ｃ，２０Ｃ，３０Ｃの概略図を示す。明瞭化のために各巻線を単独で図示しているが、これらの異なるタイプの巻線は、図３に図示するように隣接するステータスロットに配置されることを理解されたい。第１巻線タイプＷ１は実質的に直線的な閉ループＷ１であり、この巻線タイプＷ１の端部１０Ｃは、実質的に１８０°の折り畳み部を含む。第２巻線タイプＷ２は端部２０Ｃを有しており、この端部２０Ｃは、第１巻線タイプＷ１ほどステータ端部を超えて突出しているわけではないが、逆戻り方向に折り畳まれる前に約４５°の折り曲げ部を形成している。第３巻線タイプＷ３は端部３０Ｃを有しており、この端部３０Ｃは、第１巻線タイプＷ１ほどステータ端部を超えて突出しているわけではないが、逆戻り方向に折り畳まれる前に約９０°の折り曲げ部を形成している。これらの異なる端部または突出部１０Ｃ，２０Ｃ，３０Ｃにより、巻線１０，２０，３０を、真っ直ぐにステータスロット６に配置することが可能となる。例えば最初に第３タイプＷ３の全ての巻線を挿入し、その後第２タイプＷ２の全ての巻線を挿入し、最後に第１タイプＷ１の巻線を挿入することによってステータを巻回することができる。この巻線端部形状のおかげで、先行して配置された巻線を持ち上げたり移動させたりする必要なく巻線を挿入することができる。それから個々のコイルの巻線を、図５に図示するように予め定められたシーケンスで接続することができ、例えば巻線１０，２０，３０の導体１０Ｄ，２０Ｄ，３０ＤをバスバーＢ１，Ｂ２，Ｂ３に接合することによって接続することができる。
【００３０】
図５の上側部分は、本発明による巻線機構１の３つのコイルシーケンスＳ１，Ｓ２，Ｓ３の概略図を示す。巻線が接続される順番は、下側部分の線図に示されるシーケンスＳ１，Ｓ２，Ｓ３によって与えられる。第１コイルＣ１のための第１コイル巻線シーケンスＳ１は、順番に第１巻線タイプＷ１の巻線、第２巻線タイプＷ２の巻線、および第３巻線タイプＷ３の巻線を含む。このパターンは第１コイルＣ１全体に反復される。第２コイルＣ２のための第２コイル巻線シーケンスＳ２は、順番に第２巻線タイプＷ２の巻線、第３巻線タイプＷ３の巻線、および第１巻線タイプＷ１の巻線を含む。このパターンは第２コイルＣ２全体に反復される。第３コイルＣ３のための第２コイル巻線シーケンスＳ３は、順番に第３巻線タイプＷ３の巻線、第１巻線タイプＷ１の巻線、第２巻線タイプＷ２の巻線を含み、このパターンは第３コイルＣ３全体に反復される。線図の上側部分において、矢印は異なるコイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３における電流の流れを示している（したがって第１コイルＣ１および第３コイルＣ３の"往路（go）"巻線部分は、第２コイルＣ２の"復路（return）"巻線部分を含んだスロットの両側に位置するスロットを占めており、その一方で、第１コイルＣ１および第３コイルＣ３の"復路（return）"巻線部分は、第２コイルＣ２の"往路（go）"巻線部分を含んだスロットの両側に位置するスロットを占めている。）各コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３はそれぞれシーケンスＳ１，Ｓ２，Ｓ３を含み、これらのシーケンスＳ１，Ｓ２，Ｓ３においては巻線タイプＷ１，Ｗ２，Ｗ３は実質的に均等に出現するので、コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３の全長も実質的に同じである。このようにして本発明による巻線装置は負荷不平衡を低減するか、もしくは実質的に除去し、その一方で同時に巻線に必要な金属量を低減することもできる。巻線はここでは閉ループとして示したが、巻線機構１の巻線を両端が開かれているように実現することも同様に可能であり、接続をバスバーによって電機子の両端にて形成することが可能である。
【００３１】
これまで本発明を有利な実施形態および変形例の形態で開示してきたが、これらには本発明の範囲から逸脱することなく様々な付加修正および変形が可能であることを理解されたい。例えば風力タービンのハブはギアボックスに接続されたドライブシャフトを回転させることが可能であり、このギアボックスを、パワーグリッドのための電気を発生するためにより適当な速度で発電機の電機子を回転させるように構成することが可能である。
【００３２】
明瞭化のために、本明細書全体に亘って使用される単数形の使用が複数形を排除するものではないということ、また「含む」という表現が他のステップまたは要素を排除するものではないということを理解されたい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機（４）の電機子（２）のための巻線装置（１）において、
前記巻線装置（１）は、複数のコイル（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）および複数の異なる巻線タイプ（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）を含み、
前記コイル（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）は、各コイル（１０，２０，３０）が同数の巻線（１０，２０，３０）および同数の各異なる巻線タイプ（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）を含むように配置されている、
ことを特徴とする巻線装置。
【請求項２】
巻線（１０，２０，３０）は、第１の電機子スロット（２２）に配置するための第１（往路）の巻線本体部分（１０Ａ，２０Ａ，３０Ａ）と、第２の電機子スロット（２２）に配置するための第２（復路）の巻線本体部分（１０Ｂ，２０Ｂ，３０Ｂ）とを含み、
前記第１および第２の巻線本体部分（１０Ａ，１０Ｂ，２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａ，３０Ｂ）は、端部部分（１０Ｃ，２０Ｃ，３０Ｃ）によって連結されており、
前記端部部分（１０Ｃ，２０Ｃ，３０Ｃ）は、前記電機子（２）を超えて実質的に１８０°折り畳まれて伸張しており、
前記各異なる巻線タイプ（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）の端部部分（１０Ｃ，２０Ｃ，３０Ｃ）は、それぞれ異なる巻線端部形状を含んでいる、
ことを特徴とする請求項１記載の巻線装置。
【請求項３】
前記巻線装置は、同数の、コイル（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）および異なる巻線タイプ（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）を含む、
ことを特徴とする請求項１または２記載の巻線装置。
【請求項４】
前記巻線装置は、３つのコイル（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）と３つの異なる巻線タイプ（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）を含む、
ことを特徴とする請求項３記載の巻線装置。
【請求項５】
第１巻線タイプ（Ｗ１）は第１巻線端部形状を含み、第２巻線タイプ（Ｗ２）は第２巻線端部形状を含み、第３巻線タイプ（Ｗ３）は第３巻線端部形状を含む、
ことを特徴とする請求項４記載の巻線装置。
【請求項６】
前記第１巻線端部形状は、前記第１および第２巻線本体部分（１０Ａ，１０Ｂ）と実質的に一直線をなす端部部分（１０Ｃ）を含む、
ことを特徴とする請求項５記載の巻線装置。
【請求項７】
前記第２巻線端部形状は、前記第１および第２巻線本体部分（２０Ａ，２０Ｂ）に対して実質的に４５°だけ傾いた端部部分（２０Ｃ）を含む、
ことを特徴とする請求項５記載の巻線装置。
【請求項８】
前記第３巻線端部形状は、前記第１および第２巻線本体部分（３０Ａ，３０Ｂ）に対して実質的に９０°だけ傾いた端部部分（３０Ｃ）を含む、
ことを特徴とする請求項５記載の巻線装置。
【請求項９】
各コイル（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）は、それぞれ複数の巻線タイプ（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）からなる異なるシーケンス（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）を含む、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の巻線装置。
【請求項１０】
第１コイル巻線シーケンス（Ｓ１）は、順番に第１巻線タイプ（Ｗ１）、第２巻線タイプ（Ｗ２）、および第３巻線タイプ（Ｗ３）を含み、
第２コイル巻線シーケンス（Ｓ２）は、順番に第２巻線タイプ（Ｗ２）、第３巻線タイプ（Ｗ３）、および第１巻線タイプ（Ｗ１）を含み、
第３コイル巻線シーケンス（Ｓ３）は、順番に第３巻線タイプ（Ｗ３）、第１巻線タイプ（Ｗ１）、および第２巻線タイプ（Ｗ２）を含む、
ことを特徴とする請求項９記載の巻線装置。
【請求項１１】
コイル巻線（１０，２０，３０）は、単層の巻線（１０，２０，３０）を含む、
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項記載の巻線装置。
【請求項１２】
複数のコイル（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）を含む、発電機（４）のための電機子（２）において、
前記コイル（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）は、請求項１から１１のいずれか一項記載の巻線装置に基づいて電機子（２）に配置されている、
ことを特徴とする電機子。
【請求項１３】
ロータ（３）とステータ（２）を含む発電機（４）を備える風力タービン（５）において、
前記ステータ（２）には、請求項１から１１のいずれか一項記載の巻線装置に基づいて複数のコイル（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）が配置されている、
ことを特徴とする風力タービン。
【請求項１４】
請求項１から１１のいずれか一項記載の巻線装置（１）を、風力タービン（５）の発電機（４）において使用する、
ことを特徴とする巻線装置（１）の使用方法。
【請求項１】
電動機（４）の電機子（２）のための巻線装置（１）において、
前記巻線装置（１）は、複数のコイル（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）および複数の異なる巻線タイプ（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）を含み、
前記コイル（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）は、各コイル（１０，２０，３０）が同数の巻線（１０，２０，３０）および同数の各異なる巻線タイプ（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）を含むように配置されている、
ことを特徴とする巻線装置。
【請求項２】
巻線（１０，２０，３０）は、第１の電機子スロット（２２）に配置するための第１（往路）の巻線本体部分（１０Ａ，２０Ａ，３０Ａ）と、第２の電機子スロット（２２）に配置するための第２（復路）の巻線本体部分（１０Ｂ，２０Ｂ，３０Ｂ）とを含み、
前記第１および第２の巻線本体部分（１０Ａ，１０Ｂ，２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａ，３０Ｂ）は、端部部分（１０Ｃ，２０Ｃ，３０Ｃ）によって連結されており、
前記端部部分（１０Ｃ，２０Ｃ，３０Ｃ）は、前記電機子（２）を超えて実質的に１８０°折り畳まれて伸張しており、
前記各異なる巻線タイプ（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）の端部部分（１０Ｃ，２０Ｃ，３０Ｃ）は、それぞれ異なる巻線端部形状を含んでいる、
ことを特徴とする請求項１記載の巻線装置。
【請求項３】
前記巻線装置は、同数の、コイル（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）および異なる巻線タイプ（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）を含む、
ことを特徴とする請求項１または２記載の巻線装置。
【請求項４】
前記巻線装置は、３つのコイル（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）と３つの異なる巻線タイプ（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）を含む、
ことを特徴とする請求項３記載の巻線装置。
【請求項５】
第１巻線タイプ（Ｗ１）は第１巻線端部形状を含み、第２巻線タイプ（Ｗ２）は第２巻線端部形状を含み、第３巻線タイプ（Ｗ３）は第３巻線端部形状を含む、
ことを特徴とする請求項４記載の巻線装置。
【請求項６】
前記第１巻線端部形状は、前記第１および第２巻線本体部分（１０Ａ，１０Ｂ）と実質的に一直線をなす端部部分（１０Ｃ）を含む、
ことを特徴とする請求項５記載の巻線装置。
【請求項７】
前記第２巻線端部形状は、前記第１および第２巻線本体部分（２０Ａ，２０Ｂ）に対して実質的に４５°だけ傾いた端部部分（２０Ｃ）を含む、
ことを特徴とする請求項５記載の巻線装置。
【請求項８】
前記第３巻線端部形状は、前記第１および第２巻線本体部分（３０Ａ，３０Ｂ）に対して実質的に９０°だけ傾いた端部部分（３０Ｃ）を含む、
ことを特徴とする請求項５記載の巻線装置。
【請求項９】
各コイル（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）は、それぞれ複数の巻線タイプ（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）からなる異なるシーケンス（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）を含む、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の巻線装置。
【請求項１０】
第１コイル巻線シーケンス（Ｓ１）は、順番に第１巻線タイプ（Ｗ１）、第２巻線タイプ（Ｗ２）、および第３巻線タイプ（Ｗ３）を含み、
第２コイル巻線シーケンス（Ｓ２）は、順番に第２巻線タイプ（Ｗ２）、第３巻線タイプ（Ｗ３）、および第１巻線タイプ（Ｗ１）を含み、
第３コイル巻線シーケンス（Ｓ３）は、順番に第３巻線タイプ（Ｗ３）、第１巻線タイプ（Ｗ１）、および第２巻線タイプ（Ｗ２）を含む、
ことを特徴とする請求項９記載の巻線装置。
【請求項１１】
コイル巻線（１０，２０，３０）は、単層の巻線（１０，２０，３０）を含む、
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項記載の巻線装置。
【請求項１２】
複数のコイル（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）を含む、発電機（４）のための電機子（２）において、
前記コイル（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）は、請求項１から１１のいずれか一項記載の巻線装置に基づいて電機子（２）に配置されている、
ことを特徴とする電機子。
【請求項１３】
ロータ（３）とステータ（２）を含む発電機（４）を備える風力タービン（５）において、
前記ステータ（２）には、請求項１から１１のいずれか一項記載の巻線装置に基づいて複数のコイル（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）が配置されている、
ことを特徴とする風力タービン。
【請求項１４】
請求項１から１１のいずれか一項記載の巻線装置（１）を、風力タービン（５）の発電機（４）において使用する、
ことを特徴とする巻線装置（１）の使用方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２３４６１６（Ｐ２０１１−２３４６１６Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９９４１５（Ｐ２０１１−９９４１５）
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（３９００３９４１３）シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト (2,104)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ
【住所又は居所原語表記】Ｗｉｔｔｅｌｓｂａｃｈｅｒｐｌａｔｚ ２， Ｄ−８０３３３ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（３９００３９４１３）シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト (2,104)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ
【住所又は居所原語表記】Ｗｉｔｔｅｌｓｂａｃｈｅｒｐｌａｔｚ ２， Ｄ−８０３３３ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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