CN106300711A - 用于电机的定子、电机、车辆和制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电机的定子，电机具有朝向定子的转子，其中定子具有多个单独的定子齿以及各一个耦联元件用于耦联各两个定子齿，其中相应的定子齿具有朝向转子的齿根和背离转子的轭区域以及角区域，角区域设置在齿根和轭区域之间并且由电绕组包围。此外，本发明涉及一种电机，尤其电动马达，其具有这种定子以及朝向定子的转子。本发明还涉及一种具有这种电机的车辆、尤其电动或混合动力车辆和用于制造这种定子的方法。为了为电机提供和使用具有有利特性的可容易制造的定子还提出：相应耦联元件至少部分设置在相应定子齿的相应轭区域的相应轴向端侧上并且相应耦联元件在定子齿的轴向延长中从一个要耦联的定子齿延伸到另一要耦联的定子齿。

Description

用于电机的定子、电机、车辆和制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于电机的定子，所述电机具有朝向所述定子的转子，其中定子具有

-多个单独的定子齿，其中相应的定子齿具有朝向转子的齿根和背离转子的轭区域以及角区域，所述角区域设置在齿根和轭区域之间并且所述角区域由电绕组包围，

-用于耦联相应的两个定子齿的相应的耦联元件。

此外，本发明涉及一种电机，尤其电动马达，其具有这种定子以及朝向定子的转子。此外，本发明涉及一种车辆，尤其电动或混合动力车辆，其具有这种电机以用于车辆驱动，以及涉及一种这种定子的制造方法。

背景技术

这种定子和电机使用在大量的应用中。通过由单独的齿配成套来制造定子伴随产生高的耗费，尤其在投资和工作时间方面的耗费。

为了组装定子例如应用铰链，所述铰链集成在相应的定子齿的板片中并且将单齿固住。于是通过弯曲互相连接的定子齿或通过经由板铰链装配单齿得到定子。

从DE 199 61 339A1中已知具有带有突出的极部的定子的电机，所述极部能够装配有齿线圈，其中所述齿线圈位于线圈体上，并且线圈体具有将齿线圈相对于相邻的齿线圈和壳体绝缘的机构。

从DE 10 2006 017 081 A1中已知用于电动马达的定子，其中设有多个定子极齿，并且相应的定子极齿具有用于与相邻的定子极齿耦联的薄膜铰链的一部分的凹处(Vertiefung)。

发明内容

本发明的目的是：为电机提供和使用具有有利特性的可容易制造的定子。

所述目的的一个解决方案通过开始提出类型的定子由如下方式得出：相应的耦联元件至少部分地设置在相应的定子齿的相应的轭区域的相应的轴向端侧上并且相应的耦联元件在定子齿的轴向延长中从一个要耦联的定子齿延伸到另一要耦联的定子齿。

此外，所述目的的一个解决方案通过开始提出类型的电机、尤其电动马达通过如下方式来实现：其具有这种定子以及朝向定子的转子。

此外，所述目的的一个解决方案通过开头提出类型的车辆、尤其电动或混合动力车辆通过如下方式实现：其具有这种电机。

最后，所述目的的解决方案通过一种用于制造这种定子的方法通过如下方法步骤实现：

-提供多个定子，

-将相应的耦联元件借助于喷射安置在这两个分别要耦联的定子齿上，

-缠绕相应的定子齿，

-由多个定子齿组装定子。

因此，所提出的定子具有多个耦联元件，所述耦联元件基本上位于定子的两个轴向端侧上。相应的耦联元件用于耦联两个定子齿，并且对此至少部分地设置在相应的轭区域的相应的轴向端侧上。通过相应的耦联元件在相应的轴向端侧上在一个要耦联的定子齿和另一要耦联的定子齿之间延伸，限制或固定这两个定子齿相对彼此的相应的位置，并因此简化定子的制造。

在此，通过将相应的耦联元件设置在相应的轴向端侧上得到一些另外的优点。特别地，实现定子的简化的制造，而不需要径向方向上的附加的结构空间。与常规的定子相比因此能够将所提出的定子引入到刚好等大的壳体中，例如借助于壳体的收缩。此外，所提出的定子具有良好的机械特性，因为对于耦联定子齿不需要设置比在类似定子中磁活性更少的材料。即不需要降低定子的有效子面积，使得整体上实现磁通量的改进的引导。如果相应的定支持例如具有堆叠的电叠片，那么因此不在叠片组中不需要槽或底切，可能的耦联元件会啮合到槽或底切中。特别地，因此相应的偶按元件能够仅位于定子齿的轴向延长中并且不沿轴向方向啮合到相应的定子齿中。

特别地例如能够提出：在这两个轴向端侧上设有两链耦联元件，以便耦联全部属于定子的定子齿并且可移动地彼此连接。例如，相应的耦联元件能够构成为铰链。

所提出的定子或所提出的电机优选设计成，使得其能够以50W至10kW和更高的电功率运行。有利地，所提出的定子或所提出的电机用于运行车辆、尤其电动或混合动力车辆或汽车，并且对此能够以至少20kW、优选至少50kW的电功率运行。例如，电机能够设计为内电枢机器或外电枢机器。

在所提出的方法中能够不仅提出：将相应的耦联元件在缠绕之前还有仅在缠绕相应的定子齿之后安置在这两个分别要耦联的定子齿上。在此，在缠绕之后安置允许：构成耦联元件良好地集成到尤其借助环氧树脂浇注定子的工作步骤中。

定制齿例如能够整体上具有分布式的绕组或者分别具有集中的绕组或齿绕组。

在本发明的一个有利的设计方案中，相应的定子齿在相应的轭区域中具有相应的(Rücksprung)，所述缩回部从相应的轴向端侧起在轴向方向上引入到相应的轭区域中并且在径向方向上设置在背离转子的一侧上并且在环周方向上设置在相应的轭区域的朝向要耦联的定子齿的一侧上，其中相应的耦联元件从相应的轴向的端侧起在轴向方向上啮合到相应的缩回部中。

相应的缩回部例如能够构成为相应的轭区域的每个角处的正方形的留空部，所述留空部距要耦联的定子齿最近，最远离转子并且同时设置在相应的轴向端侧上。优选地，相应的缩回部在此相对于相应的轭区域的剩余尺寸相对小。优选地，相应的缩回部在轴向方向上仅沿着小于相应的定子齿的轴向延伸的10％或几毫米从相应的轴向端侧延朝分别相对置的轴向端侧的方向延伸。特别地，相应的缩回部也在环周方向上或在径向方向上沿着小于相应的轭区域在环周方向或径向方向上的延伸的10％延伸或延伸几毫米。

通过相应的所互补能够实现定子齿的尤其稳定的耦联，其中保持可忽略对定子磁特性的可能的负面影响。这在于：在轴向方向上避免相应的定子齿中的完整连续的槽或底切，并且仅承担定子的有效部分面积的可忽略的减少。此外，在那个在定子运行期间要引起的磁场线显得相对弱的位置处降低有效部分面积，使得磁通量的引导整体上基本上不受损害。

在本发明的另一有利的设计方案中，相应的耦联元件两件式地构成，其中相应的耦联元件的第一部件槽形地构成在一个要耦联的定子齿的区域中，并且其中相应的耦联元件的第二部件弹簧形地构成在另一要耦联的定子齿的区域中。

这两个要耦联的定子齿的相应的耦联因此经由一种槽和弹簧连接来实现，由此相应的耦联元件包括槽形的第一部件和弹簧形的第二部件。优选地，弹簧沿环周方向朝要耦联的定子齿延伸，其中槽具有槽开口，所述槽开口在环周方向上朝弹簧敞开。

特别地在此能够提出：这两个耦联元件为了耦联仅两个定子齿而两件式地构成，相反，其余的耦联元件分别一件式地构成。这允许：定子的首先经由一件式的耦联元件耦联的定子齿首先在一条线上提供，并且随后通过定子齿相应地设置的方式构成定子的空心柱形的形状，并且最后实现位于所形成的线的两个端部处的两个定子齿的尚缺乏的耦联，两件式的耦联元件的槽和弹簧连接用于此。

也能够考虑的是：设有多对这种两件式构成的耦联元件或者甚至每个耦联元件都两件式地构成，使得在最后提出的情况下借助于所阐述的槽和弹簧连接实现两个耦联的定子齿的每个耦联。

在本发明的另一有利的设计方案中，相应的槽在此朝相应的槽底至少分部段地扩宽，其中相应的弹簧朝相应的弹簧尖部至少分部段地加宽。

通过相应的耦联元件的这两个部件彼此锁定的方式，相应的槽和相应的弹簧的这种设计方案实现了灵活的且还可靠的耦联。特别地，通过相应的槽和相应的弹簧的这种设计方案实现了在环周方向上观察形状配合的连接。

例如，这能够通过燕尾状的连接实现，由此相应的弹簧具有梯形的横截面并且朝弹簧尖部变宽，其中相应的槽相应地构成并且从槽底朝开口变细。除了梯形的横截面之外，也能够分别考虑部分圆的横截面，类似于拼图部件。

在本发明的另一有利的设计方案中，相应的耦联元件能够从一个定子齿延伸至直接相邻的定子齿中的一个。

相应地，直接相邻的定子齿借助于相应的耦联元件彼此耦联。通过相应的耦联元件耦联在环周方向上直接相邻的定子齿实现相对简单地安装相应的定子。特别地，定子齿在其组装成空心柱形的定子之前，能够在安装期间彼此并排地设置成唯一的一排或一条线。

在本发明的另一替选的有利的设计方案中，相应的耦联元件从一个定子齿延伸至更远离的定子齿中的一个，优选延伸至两个第三相邻的定子齿的一个。

相应地，更远离的、优选各第三相邻的定子齿借助于相应的耦联元件彼此耦联。相应的耦联元件因此基本上带形地构成。因此通过例如各第二相邻的或第三相邻的定子齿分别彼此耦联的方式，得到彼此耦联的定子齿的两个或三个子链，其中各一个或两个空位为还要接入的定子齿保留，为了制造定子，将三个子链彼此接合，使得一个子链之内的两个定子齿之间的这两个空位通过接入的子链的定子齿来填充。

在此尤其能够提出：不同子链的相应的耦联元件设置在相应的轭区域的不同的径向位置上。优选地，相应的链中的耦联元件总是设置在相应的轭区域的相同的轴向位置上。

耦联元件或定子的这种设计方案尤其实现简单且精巧地制造较复杂的绕组系统。

在本发明的另一有利的设计方案中，在此，定子齿被缠绕使得借助于相应的耦联元件耦联的定子齿分配给相应的电相位。

因此，将上述子链中的一个分配给每个电相位。对于其中将相应的第三相邻的定子齿彼此耦联进而存在彼此耦联的定子齿的三个子链的优选的设计方案，将一个电相位分配给每个子链。有利地，所提出的定子具有集中的绕组，使得每个定子齿都具有齿绕组。

在本发明的一个有利的设计方案中，相应的耦联元件构成为电路载体。

因此，相应的耦联元件除了机械耦联定子齿之外附加地承担支持或简化相应的个定子齿的布线或互联的功能。对此，相应的耦联元件具有例如凸起或凹处，借助所述凸起或凹处能够引导线缆并且必要时能够以彼此间的期望的间距固定，其中借助所述线缆将定子齿彼此结合。因此，能够借助相应的耦联元件也能够将相应的绕组头部处的不同的电相位的线缆可靠地引导绕过彼此，其中在此也确保所需要的最小间距。

尤其当相应的耦联元件如上阐述的那样从一个定子齿延伸至更远离的定子齿之一、优选延伸至两个第三相邻的定子齿之一时，相应的耦联元件构成为电路载体是尤其有利的。在此有利的是，借助于相应的耦联元件耦联的定子齿分配给相应的电相位。

在本发明的另一有利的设计方案中，相应的定子齿具有电绝缘元件，所述电绝缘元件构成为，使得相应的绕组相对于相邻的定子齿的相应的绕组和/或相对于相应的定子齿电绝缘，其中相应的绝缘元件和相应的耦联元件由相同材料构成。

通过对于相应的绝缘元件和相应的耦联元件使用相同的材料，能够节约在制造定子时的耗费和成本。有利地，对此应用电绝缘材料，所述材料具有良好的加工特性和充足的柔韧性或弹性。

特别地，相应的绝缘元件完整地包围相应的定子齿的绕组区域并且附加地覆盖齿根的如下区域和轭区域，相应的绕组贴靠所述区域。在一个优选的设计方案中，相应的绝缘元件具有一种分离壁，借助所述分离壁将相邻的定子齿的绕组相对于各相邻的定子齿的绕组电绝缘。在一个替选的优选的设计方案中，相应的绝缘元件具有一种分离壁，借助所述分离壁将相邻的定子齿的绕组相对于与所观察的定子齿耦联的定子齿的绕组电绝缘，其中更远离的定子齿、优选相对彼此第三邻近的定子齿借助于相应的耦联元件彼此耦联。

在本发明的另一有利的设计方案中，相应的绝缘元件在此包括相应的一个绕组盖，所述绕组盖设置在相应的定子齿的相应的轴向端侧上。

借助于相应的绕组盖，将相应的定子齿的绕组在环周方向上偏转相应的角范围，其中同时实现绕组相对于相应的定子齿的可靠的电绝缘。

在本发明的另一有利的设计方案中，相应的耦联元件和可能的相应的绝缘元件借助于喷射安置在相应的定子齿上。

通过相应的耦联元件和可能的相应的绝缘元件借助于喷射安置在相应的定子齿上的方式，确保节约成本和经济地制造定子。优选地，对此使用适当的塑料，尤其电绝缘材料，所述电绝缘材料具有如上阐述的良好的加工特性和充足的柔韧性或弹性。

在此尤其有利的是可成形的材料的功能集成，所述材料用于喷射且除了连接定子齿的功能之外能够满足绝缘功能。特别地，尤其当相应的耦联元件构成为电路载体时，由此能够实现相应的绕组的互联和相应的定子齿的缠绕。

相应的耦联元件以及相应的绝缘元件有利地在仅一个工作步骤期间安置在相应的定子齿上。

附图说明

下面，根据附图中示出的实施例详细描述和阐述本发明。其示出：

图1示出所提出的定子的第一实施例；

图2和3示出所提出的定子的第二实施例的部段，

图3示出第二实施例的细节图，

图4示出所提出的定子的第三和第四实施例的定子齿，

图5和6示出所提出的定子的第五实施例，

图7和8示出所提出的定子的第六实施例，和

图9示出所提出的车辆的一个实施例。

具体实施方式

图1示出所提出的定子1的第一实施例，其中表明朝向定子1的转子3的位置的立体图。

定子1具有多个单独的定子齿4，在所述定子齿中为了更好的概览仅示出三个定子齿，并且其中每个定子齿具有齿根5、轭区域6以及绕组区域7。在此，相应的齿根5朝向转子3并且相应的轭区域6背离转子6，其中相应的绕组区域7设置在相应的齿根5和相应的轭区域6之间，并且由仅勾画出的电绕组8包围。

此外，定子1具有用于耦联各两个定子齿4的相应的耦联元件9。相应的耦联元件9至少部分地设置在相应的定子齿4的相应的轭区域6的相应的轴向端侧上，并且在定子齿4的轴向延长部中从一个要耦联的定子齿4沿环周方向延伸至另一要耦联的定子齿4。

相应的耦联元件9如在图1中示出的那样能从一个定子齿4延伸至直接相邻的定子齿4之一。

图2和3示出所提出的定子1的第二实施例。与图1相同的附图标记在此表示相同的对象。

图2中示出的定子齿4在轭区域6中总共具有四个缩回部10，所述缩回部分别从端侧中的一个起沿轴向方向引入到轭区域6中。缩回部10还在径向方向上设置在背离转子3的一侧上、即在当前的实施例中设置在径向外侧上，并且在环周方向上设置在轭区域6的朝向要耦联的定子齿4的一侧上。

缩回部10设置用于：相应的耦联元件9从相应的轴向端侧起沿径向方向啮合到相应的缩回部10中，如其在图3中示出。

优选地，相应的缩回部10在轴向方向上仅沿着小于相应的轴向端侧的相应的定子齿4的轴向延伸的10％或几毫米沿朝各相对置的轴向端侧的方向延伸。特别地，相应的缩回部10也在环周方向上或在径向方向上沿着小于相应的轭区域6的径向方向或环周方向上的延伸的10％延伸或延伸几毫米。

图4示出所提出的定子1的第三和第四实施例的定子齿4，其中这两个实施例之间的区别在于这两个所示出的耦联元件9的设计方案。

这两个耦联元件9两件式地构成，其中相应的耦联元件9的相应的第一部件11在一个要耦联的定子齿4的区域中槽形地构成，并且其中相应的耦联元件9的第二部件12在另一要耦联的定子齿4的区域中弹簧形地构成。

此外，在这两个耦联元件9中提出：相应的槽13朝相应的槽底14至少分部段地扩宽并且相应的弹簧15朝相应的弹簧尖部16至少分部段地加宽。对此，右侧示出的耦联元件9的弹簧16和槽14更确切地圆形的并且左侧示出的耦联元件9的弹簧和槽燕尾形地构成。

图5和6示出所提出的定子1的第五实施例。

总共示出六个定子齿4，所述定子齿划分成三个子链。这通过如下方式实现：相应的耦联元件9从一个定子齿4延伸至第三相邻的定子齿4，使得第三相邻的定子齿4分别彼此耦联。为了制造定子，三个子链彼此啮合，使得一个子链之内的两个定子齿4之间的这两个空位通过要添加的子链的定子齿4来填充。

不同子链的耦联元件9在此能够设置在相应的轭区域6的不同的径向位置上，如在图5和6中表明的。

优选地，定子齿4缠绕成，使得借助于相应的耦联元件9耦联的定子齿4分配给相应的电相位。特别地，相应的耦联元件9能够构成为电路载体。

图7和8示出所提出的定子1的第六实施例，其中在图7中示出轴向方向上的立体图并且在图8中示出径向方向上的俯视图。

相应的定子齿4具有电绝缘元件17，所述电绝缘元件覆盖轭区域6的和齿根5的绕组区域7的如下轴向的侧面，未详细示出的绕组8贴靠所述轴向侧面。附加地，电绝缘元件17具有如下区域，所述区域沿轴向和径向方向延伸并且借助于所述区域将相应的绕组8相对于相邻的定子齿4的绕组8电绝缘。因此，相应的绕组8相对于定子齿4和相对于相邻的绕组8电绝缘。

此外，相应的绝缘元件17包括相应的绕组盖18，所述绕组盖设置在相应的定子齿4的相应的轴向端侧上，并且出于概览的原因在图7中仅针对右侧示出的定子齿4示出。

在图7和8中也示出这两个耦联元件9，所述耦联元件位于这两个定子齿4的轴向端侧上并且将这两个定子齿4彼此耦联。优选地，相应的绝缘元件17和相应的耦联元件8由相同材料构成。特别地，相应的耦联元件9和相应的绝缘元件17借助于喷射安置在相应的定子齿4上。

图9示出所提出的车辆19的一个实施例。车辆19尤其构成为电动或混合动力车辆并且具有所提出的电机2。

综上所述，本发明涉及一种用于电机的定子，所述电机具有朝向定子的转子，其中定子具有多个单独的定子齿以及相应的一个耦联元件以用耦联相应的两个定子齿，其中相应的定子齿具有朝向转子的齿根和背离转子的轭区域以及角区域，所述角区域设置在齿根和轭区域之间并且所述角区域由电绕组包围。此外，本发明涉及一种电机，尤其电动马达，其具有这种定子以及朝向定子的转子。此外，本发明涉及一种车辆，尤其电动或混合动力车辆，其具有这种电机，以及涉及一种用于制造这种定子的方法。为了为电机提供和使用具有有利特性的可容易制造的定子，还提出：相应的耦联元件至少部分地设置在相应的定子齿的相应的轭区域的相应的轴向端侧上并且相应的耦联元件在定子齿的轴向延长中从一个要耦联的定子齿延伸到另一要耦联的定子齿。

Claims (14)

1.一种用于电机(2)的定子(1)，所述电机具有朝向所述定子(1)的转子(3)，其中所述定子(1)具有：

多个单独的定子齿(4)；

其中相应的所述定子齿(4)具有朝向所述转子(3)的齿根(5)和背离所述转子(3)的轭区域(6)以及角区域(7)，所述角区域设置在所述齿根(5)和所述轭区域(6)之间并且所述角区域由电的绕组(8)包围；

用于耦联各两个定子齿(4)的相应的耦联元件(9)；

其特征在于，

相应的所述耦联元件(9)至少部分地设置在相应的所述定子齿(4)的相应的所述轭区域(6)的相应的轴向端侧上并且

相应的所述耦联元件(9)在所述定子齿(4)的轴向延长中从一个要耦联的所述定子齿(4)延伸到另一要耦联的所述定子齿(4)。

2.根据权利要求1所述的定子(1)，其中相应的所述定子齿(4)在相应的所述轭区域(6)中具有相应的缩回部(10)，所述缩回部从相应的所述轴向端侧起在轴向方向上引入到相应的所述轭区域(6)中并且在径向方向上设置在背离所述转子(3)的一侧上并且在环周方向上设置在相应的所述轭区域(6)的朝向要耦联的所述定子齿(4)的一侧上，

其中相应的所述耦联元件(9)从相应的所述轴向的端侧起在轴向方向上啮合到相应的所述缩回部(10)中。

3.根据上述权利要求中任一项所述的定子(1)，其中相应的所述耦联元件(9)两件式地构成，

其中相应的所述耦联元件(9)的第一部件(11)槽形地构成在一个要耦联的所述定子齿(4)的区域中和

其中相应的所述耦联元件(9)的第二部件(12)弹簧形地构成在另一要耦联的所述定子齿(4)的区域中。

4.根据权利要求3所述的定子(1)，其中相应的槽(13)朝相应的槽底(14)至少分部段地扩宽，并且相应的弹簧(15)朝相应的弹簧尖部(16)至少分部段地加宽。

5.根据上述权利要求中任一项所述的定子(1)，其中相应的所述耦联元件(9)能够从一个定子齿(4)延伸至直接相邻的定子齿(4)中的一个。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的定子(1)，其中相应的所述耦联元件(9)从一个定子齿(4)延伸至更远离的定子齿(4)中的一个，优选延伸至两个第三相邻的定子齿(4)中的一个。

7.根据权利要求6所述的定子(1)，其中所述定子齿(4)被缠绕使得借助于相应的耦联元件(9)耦联的定子齿(4)分配给一个相应的电相位。

8.根据上述权利要求中任一项所述的定子(1)，其中相应的所述耦联元件(9)构成为电路载体。

9.根据上述权利要求中任一项所述的定子(1)，其中相应的所述定子齿(4)具有电的绝缘元件(17，18)，所述电绝缘元件构成为，使得相应的所述绕组(8)相对于分别相邻的所述定子齿(4)的相应的所述绕组(8)和/或相对于相应的所述定子齿(4)电绝缘，其中相应的所述绝缘元件(17，18)和相应的所述耦联元件(9)由相同材料构成。

10.根据权利要求9所述的定子(1)，其中相应的所述绝缘元件(17，18)包括相应的绕组盖(18)，所述绕组盖设置在相应的所述定子齿(4)的相应的所述轴向端侧上。

11.根据上述权利要求中任一项所述的定子(1)，其中相应的所述耦联元件(9)和可能的相应的所述绝缘元件(17，18)借助于喷射安置在相应的所述定子齿(4)上。

12.一种电机(2)，尤其电动马达，具有根据上述权利要求中任一项所述的定子(1)以及朝向所述定子(1)的转子(3)。

13.一种车辆(19)，尤其电动或混合动力车辆，具有根据权利要求11所述的电机(2)以用于车辆驱动。

14.一种用于制造根据权利要求1至11中任一项所述的定子(1)、尤其是用于电机(2)的定子(1)的方法，包括如下方法步骤：

提供多个定子齿(4)，

将相应的耦联元件(9)借助于喷射安置在两个分别要耦联的所述定子齿(4)上，

缠绕相应的所述定子齿(4)，

由多个所述定子齿(4)组装所述定子(1)。