CN105634156A - 电机的定子或转子的片段 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机(300)的定子(200)或转子(210)的片段(100)具有：限定数量的相互连接的齿(10)；其中，每个齿(10)具有槽(11)和键(12)；其中，片段(100)沿电机(300)的轴向方向在对置的侧上具有至少一个键区域(110)和至少一个槽区域(120)。

Description

电机的定子或转子的片段

技术领域

本发明涉及一种电机的定子或转子的片段。本发明此外涉及一种用于制造电机的定子或转子的片段的方法。

背景技术

用于电机定子的已知冲制片组包括单片段，该单片段包括齿、极靴和磁轭。冲制片组在此形成插接系统，该插接系统在一侧上具有突出部并且在另一侧上具有空隙。借助于飞叉式绕线机(Flyer-Wickelmaschine)将单片段进行绕线并且紧接着共同插接成已完成的定子。

不利的是，借助已知的定子片段只能够非常不灵活地执行绕线，其中，对飞叉式绕线机提出了高要求。

发明内容

因此本发明的任务在于，提供了电机的转子或定子的经改善的片段。

该任务根据第一方面通过电机的定子或转子的一种片段解决，该片段具有：

-限定数量的相互连接的齿；其中，

-每个齿具有槽和键；其中，

-该片段沿电机的轴向方向在对置的侧上具有至少一个键区域和至少一个槽区域。

通过这种方式实现了一种双侧的槽/键系统，这种双侧的槽/键系统有利地实现了：根据电机的绕线方案的要求，将片段插接到两侧上。

该任务根据第二方面通过一种用于制造电机的定子或转子的片段的方法解决，该方法具有如下步骤：

-提供限定数量的齿；以及

-使这些齿连接，从而在片段上沿电机的轴向方向在对置的侧上构成至少一个键区段和至少一个槽区段。

所述片段和所述方法的有利改进方案是从属权利要求的主题。

所述片段的有利的改进方案的特征在于，将齿构成或铸造为冲制片。由此能够借助于简单且已知的方法非常有效地执行这些齿的制造。

所述片段的有利的改进方案的特征在于，所述片段具有相同多个键区域和槽区域。通过这种方式提供了片段的一种对称构型，通过这种对称构型支持了片段的良好的可插接性。

所述片段的另一有利的改进方案的特征在于，所述片段具有两个键区域和两个槽区域、或者具有四个键区域和四个槽区域。由此能够实现一种对于片段而言的机械编码类型，由此使片段的机械特性能够以尺寸确定。

附图说明

在下文中借助于另外的特征和优点根据多个附图详细描述本发明。在此所有公开特征不依赖于其在说明书以及附图中的表示以及不依赖于其对权利要求的引用来形成本发明的主题。附图不是绝对按照正确比例的并且主要考虑用于阐明本发明实质的原理。附图示出：

图1a：按照现有技术的片段；

图1b：按照本发明的片段的一个实施形式；

图2：两个具有标明的绕组的常规片段；

图3：两个具有标明的绕组的常规片段；

图4：两个具有标明的绕组的常规片段；

图5：两个具有标明的绕组的常规片段；

图6：两个具有标明的绕组的按照本发明的片段；

图7：在不同的绕线方案的情况下电压的曲线；

图8：电机P4星形绕组的电路图；

图9：电机P2三角形绕组的电路图；

图10：电机定子绕组的电路图，该绕组以常规的双线圈实现；

图11：图11的绕线方案，该绕线方案以按照本发明的片段实现；

图12：电机的方框图；以及

图13：按照本发明的方法的一个实施形式的原理流程。

具体实施方式

图1a在两个视图中示出用于电机300的定子200(未示出)或转子210(未示出)的常规片段100，该常规片段可以由具有0.5毫米或例如0.35毫米厚度的薄的接电片(Elektroblech)构成。接电片的其它强度(或者说厚度)同样是可能的。为了定向而分别示出x-y和x-z坐标系统，该坐标系统应表明片段100的几何定向。

片段100具有多个齿10并且优选由冲制片构成，冲制片首先被冲制并且随后压成呈片段100形式的冲制片组。备选地也可能的是，齿10借助于铸造工艺制造，亦即铸造。经冲制的片段100的长度在此与电机300在轴向方向上的结构长度相关。可见的是，沿电机300的轴向方向在片段100中在一侧上分别仅仅构成键区域110而在对置的侧上分别仅仅构成槽区域120。

在图1a的下方视图中，可在齿10中看到磁轭(Rückschlussjoch)14用的区域和片段100的极靴13用的区域。这些齿10中的每个都具有空隙或槽12以及突出部或键11。

一旦单齿绕组必须在这种片段100上串联连接，那么这些线圈末端/始端不能相互连接，因为磁场方向由于上述两个线圈的线圈电流I而反向。

用于解决该问题的已知解决方案在图3中示出。在图3的右方视图中可看到，线圈线材20通过片段100的同一槽区域120导回，该线圈线材通过该槽区域已导入。这种导回然而不利地导致：磁场可能会由于线圈电流I而变弱。此外，这可能意味着片段100提高的铜损耗、提高的电阻以及下降的有效铜填充系数。

为了解决上述问题也已知的是，改变绕线方向，如在图4中原理上所示。为此，飞叉式绕线机(Flyer-Wickelmaschine)的电机必须能够在两个旋转方向上旋转。附加地，起始点20a必须局部地固定。可看到的是，线圈线材20的起始点20a一次在片段100左上方并且一次在右上方设置，因为绕组不能通过其它方式实现。由此产生的困难在于，总是又必须移动该线圈绕组的起始点20a，由此使飞叉式绕线机也许不能将线圈线材固定在片段100上。

也已知的是，如图5所示，这些要顺序地绕线的单个齿以连续的单个工艺过程进行绕线。为此需要用于为飞叉式绕线机固定所述片段100的设备/系统，该设备/系统能实现连续的绕线工艺过程。此外必须提前确定两个线圈之间的线材长度并且必须局部改变所述起始点20a的固定，借此使所有片段100的定子组装变得困难。

因此，按照本发明建议(如在图1b中可见地)，每个片段100在电机300的轴向方向上交替地分别在对置的侧上具有键区域110和槽区域120。图1b在下方视图中示出处于x-y平面中片段100的齿10的俯视图。由此，在片段100的电机300的轴向方向上交替地形成键区域110和槽区域120，其中，片段100在z方向上的整个长度大约一半被键区域110占据而一半被槽区域120占据(“一半-一半-编码”)。也可以考虑的是，在z方向上分别设有两个键区域110和两个槽区域120，它们相互交替(“四分之一-四分之一-四分之一-四分之一-编码”，未示出)。

由此有利地，片段100能够由齿10的冲制片组进行组合而成。代替于插接系统的突出部(键)和空隙(槽)仅位于磁轭的唯一侧上，而使这些突出部和空隙在冲制片组的另一半中对置。通过这种方式可以将片段在两侧上插接，而代替于如在现有技术中那样仅仅在一侧。由此有利地为了实现不同的绕线方案而不需要在飞叉式绕线机上进行改装。

本发明的优点也就是在于，飞叉式绕线机可以简单地构成并且只须进行齿10的冲制的微小变化，从而实现了片段100在两侧上的可插接性。基于如下事实，即飞叉式绕线机在原理上是简单的绕线机，使得飞叉式绕线机被制造用于确定的应用情况并且仅仅允许微小地修改和/或该飞叉式绕线机仅仅能够以大耗费地实现。有利地，这种修改借助于本发明是不需要的，由此能够在没有改装的情况下应用该飞叉式绕线机。对于在现有的系统中绕线方案的变化或者对于成本的可能的节省，本发明因此提供一种备选方案。

从图6可以得知，两个按照本发明的片段100即使在这两个片段100中的一个片段100相对于另一个片段100旋转了180°时也能够相互插接。这允许了片段100简单的绕线和片段100的简单的任意的可插接性。因此不再必须考虑到涉及要求的电流引导方向或绕线方向。视为优点之处在于，借助于多个片段100能够轻易地实现用于电机的各个绕线方案。例如能够简单地制造P2三角形绕组，该P2三角形绕组包括两个顺序连接并且两个串联的绕组，这些绕组以三角形地连接。在磁体宽度与齿宽度具有相对较大比例的情况下，三角形绕组提供更有利的感应电压。与P4星形绕组相比，等效的P4三角形绕组具有每个线圈高了γ3因子的绕组数。为了大致实现每个线圈相同的绕组数，应用P2三角形绕组(因子γ3/2)。通过本发明能够更容易地制造出由此产生的串联绕组。

在图2至6中，在上述两个片段100之间的虚线连接应表示为片段100的绕组的线材20的外部连接。在上述两个片段100之间的实线连接应(如图5所示地)表示为上述两个片段100的连续的绕组。

图7示出了：在磁体宽度与齿宽度具有相对较大比例的情况下，感应出的电压u与用于星形绕组以及用于三角形绕组的旋转角α的关系。在此可见的是，在星形绕组的情况下，实现了正弦式构成的电压u，相比之下，借助三角形绕组能够实现电压u的梯形形状。

图8和9示出所提及的P4星形绕组或P2三角形绕组的电路图。

借助于本发明将双线圈进行绕线是有利的，因为借助于按照本发明的片段100仅多个单线圈被绕线，这些单线圈能够以各种定向来插接并且外部连接。

图10和11示出了电机的P2三角形绕组的绕线方案。图10示出具有三相U、V、W的电机300的定子200的绕线方案，其中，实现了具有双线圈的绕线方案。在每个片段100中标明了槽区域120和键区域110。绕线方向以箭头标明。每个双线圈在自身工艺过程中被绕线。

图11示出与图10一致的绕线方案，该绕线方案此时代替于借助双线圈而借助外连接的单线圈来实现，其中，所述外连接借助于连接元件21实现。表示的是，每个单线圈具有包括分别两个槽区域120和两个键区域110的片段100，其中，各两个片段100插接在一起。

图12示出具有定子200和转子210的电机300的方框图，其中，定子200或转子210具有按照本发明的片段100。出于更清晰的目的，在图12中仅仅示出单个片段100。

图13示出按照本发明的方法的一个实施形式的原理流程。

在步骤400中提供限定数量的齿10。

在步骤410中如此执行所述齿10的连接，使得在片段100上沿电机300的轴向方向在对置的侧上构成至少一个键区域110和至少一个槽区域120。

总而言之，本发明提供了电机的定子或转子的一种片段以及相应的制造方法，借助于该制造方法能够简化地构成电机的绕组。特别是能够借助于技术简单的绕线机对片段进行绕线，其中，片段在实现绕线之后可插接在任意位置上。由此能够有利地非常简单地实现绕线方案。

虽然本发明在上文中根据具体的实施例进行描述，但是本发明绝不限于此。本领域技术人员因此能够实现上文中没有或仅仅部分公开的实施形式，而不会偏离本发明的核心。

Claims (9)

1.电机(300)的定子(200)或转子(210)的片段(100)，该片段具有：

-限定数量的相互连接的齿(10)；其中，

-每个齿(10)具有槽(12)和键(11)；其中，

-该片段(100)沿电机(300)的轴向方向在对置的侧上具有至少一个键区域(110)和至少一个槽区域(120)。

2.根据权利要求1所述的片段(100)，其特征在于，所述齿(10)构成或铸造为冲制片。

3.根据权利要求1或2所述的片段(100)，其特征在于，所述片段(100)具有相同数量键区域(110)和槽区域(120)。

4.根据权利要求3所述的片段(100)，其特征在于，所述片段(100)具有两个键区域(110)和两个槽区域(120)、或者具有四个键区域(110)和四个槽区域(120)。

5.定子(200)，其具有相互插接的、根据权利要求1至4之一所述的片段(100)，其特征在于，在该定子(200)上设有P2三角形绕组。

6.电机(300)，其具有定子(200)和转子(210)，其中，该定子(200)和/或该转子(210)具有根据权利要求1至4之一所述的片段(100)。

7.用于制造电机(300)的定子(200)或转子(210)的片段(100)的方法，具有如下步骤：

-提供限定数量的齿(10)；以及

-使所述齿(10)连接，从而在片段(100)上沿电机(300)的轴向方向在对置的侧上构成有至少一个键区段(110)和至少一个槽区段(120)。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，在片段(100)上构造有与槽区域(100)相同数量的键区域(100)。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述齿(10)构成为冲制片。