CN107112840B - 用于电动马达的定子 - Google Patents

Abstract

用于电动马达（100）的定子（150），其具有定子芯（153），所述定子芯具有至少一个第一定子齿（214），所述第一定子齿设有配属的定子绕组（157）的第一绕组区段（257），其中，在所述第一绕组区段（257）与所述第一定子齿（214）之间的区域中为了所述定子芯（153）与所述定子绕组（157）的电绝缘而至少以区域方式布置绝缘纸（230），在该定子中，在所述绝缘纸（230）与第一绕组区段（257）的面对所述绝缘纸（230）的线圈层之间的区域中至少区段式地布置导热中间层，所述导热中间层用于所述第一绕组区段（257）到所述第一定子齿（214）上的面式导热连接。

Description

用于电动马达的定子

技术领域

本发明涉及一种用于电动马达的定子，其具有定子芯，所述定子芯具有至少一个第一定子齿，所述第一定子齿设有配属的定子绕组的第一绕组区段，其中，在所述第一绕组区段与所述第一定子齿之间的区域中为了所述定子芯与所述定子绕组的电绝缘而至少以区域方式布置绝缘纸。

背景技术

由现有技术已知具有定子芯的这类定子，该定子被设置用于应用在电动马达中。定子芯具有定子齿，这些定子齿设有配属的定子绕组的绕组区段。为了定子芯与定子绕组的电绝缘，在所述定子芯中在绕组区段与定子齿之间布置绝缘纸。

该现有技术的缺点是，定子绕组在定子的运行中或者说在电动马达的运行中变热并通过变热而产生功率损失。此外，定子绕组的变热会导致定子的过热，该过热会造成自毁。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种新型的定子，其中，能够实现定子绕组到定子芯上的改善的热连接并由此能够实现定子的更长的使用寿命。

该问题通过一种用于电动马达的定子来解决，其具有定子芯，所述定子芯具有至少一个第一定子齿，所述第一定子齿设有配属的定子绕组的第一绕组区段，其中，在所述第一绕组区段与所述第一定子齿之间的区域中为了所述定子芯与所述定子绕组的电绝缘而至少以区域方式布置绝缘纸。在所述绝缘纸与第一绕组区段的面对所述绝缘纸的线圈层之间的区域中至少区段式地布置导热中间层，该导热中间层用于所述第一绕组区段到所述第一定子齿上的面式导热连接。

由此，本发明能够实现提供一种定子，其中，通过提供所述导热中间层能够实现定子绕组到定子芯上的改善的热连接，通过该热连接可以减少定子在运行中的相应温度。由此可以至少最大程度地阻止基于定子变热的自毁并能够实现定子的更长的使用寿命。

优选地，定子芯按照全剖面定子芯（Vollschnitt-Statorkerns）的形式构造。

由此能够以简单的方式和方法来提供合适的定子芯。

所述导热中间层优选由间隙填充材料来构造。

由此可以提供一种合适的导热中间层，该导热中间层挤出了例如通过空气构成的热隔离，占据其位置并可以导出由于定子绕组的在运行中产生的变热而出现的热量。

优选地，导热中间层具有硅树脂。

由此可以提供一种导热中间层，其即使在高温下也可以至少很大程度地将定子绕组的在运行中产生的热量导出到定子芯上。

所述定子芯优选具有至少一个第二定子齿，所述第二定子齿与所述第一定子齿构造了绕组槽，在所述绕组槽中至少以区域方式布置了所述绝缘纸，其中，所述绝缘纸具有至少一个第一区域和第二区域，所述第一区域和第二区域通过第三区域彼此连接，并且其中，所述第一区域具有导热中间层并且所述第二区域设有另一导热中间层。

由此可以提供一种绝缘纸，该绝缘纸可以布置在绕组槽中并能够实现第一绕组区段相对于所述至少一个第一和第二定子齿的电绝缘。

优选地，所述第一定子齿和第二定子齿通过所述定子芯的轭区段彼此连接，其中，所述绝缘纸的第一区域布置在所述第一定子齿上，所述绝缘纸的第二区域布置在所述第二定子齿上并且所述绝缘纸的第三区域布置在所述轭区段上。

由此可以以简单的方式和方法能够实现绝缘纸在绕组槽中或者说在第一和第二定子齿之间的直接布置。

所述绝缘纸优选为了布置在绕组槽中而具有折叠棱。

由此可以实现绝缘纸在绕组槽中的精确且准确的布置。

根据一种实施方式，所述第一绕组区段的面对所述绝缘纸的线圈层具有至少一个线圈间隙，其中，所述导热中间层被构造用于至少基本上填充了所述线圈间隙。

由此可以将运行中产生的热量从绕组区段可靠且不复杂地通过导热中间层导出到定子芯上。

优选地，在定子芯与绝缘纸之间布置附加的导热中间层。

由此可以进一步改善向定子芯的相应热量导出并且同时可以以简单的方式和方法使绝缘纸在定子芯上位态固定。

开头提到的问题也通过一种电动马达来解决，该电动马达具有定子，该定子具有定子芯，该定子芯具有至少一个第一定子齿，所述第一定子齿设有配属的定子绕组的第一绕组区段，其中，在所述第一绕组区段与所述第一定子齿之间的区域中为了所述定子芯与所述定子绕组的电绝缘而至少以区域方式布置绝缘纸。在所述绝缘纸与第一绕组区段的面对所述绝缘纸的线圈层之间的区域中至少区段式地布置导热中间层，所述导热中间层用于所述第一绕组区段到所述第一定子齿上的面式导热连接。

由此，本发明能够实现提供一种具有定子的电动马达，其中，可以实现定子绕组到定子芯上的改善的热连接，通过该改善的热连接可以在运行中有效地减少定子的温度。

开头提到的问题也通过一种用于制造具有定子芯的定子的方法来解决，所述定子芯具有至少一个第一定子齿，配属的定子绕组的第一绕组区段被套绕到所述第一定子齿上，其中，在所述第一绕组区段与所述第一定子齿之间的区域中为了所述定子芯与所述定子绕组的电绝缘而至少以区域方式布置绝缘纸。在所述第一绕组区段套绕到所述第一定子齿上之前，将导热中间层施加到所述绝缘纸上，以将所述第一绕组区段面式地导热连接到所述第一定子齿上。

由此，本发明能够实现定子的制造，其中，可以实现定子绕组到定子芯上的改善的热连接，通过该改善的热连接可以在运行中有效地减少定子的温度。

所述导热中间层优选在将所述绝缘纸布置在所述第一定子齿上之前被施加到所述绝缘纸上。替换于此地，所述导热中间层也可以在将所述绝缘纸布置在所述第一定子齿上之后被施加到所述绝缘纸上。

由此可以实现导热中间层在绝缘纸上的简单且不复杂的布置。

优选地，所述导热中间层通过涂覆能硬化的间隙填充材料、尤其是硅树脂材料被构造在所述绝缘纸上，其中，所述第一绕组区段在所述导热中间层的未硬化状态下被套绕到所述至少一个第一定子齿上。

由此可以使导热中间层在未硬化状态下至少以区段方式围罩所述第一线圈区段并且各个绕组之间的线圈间隙可以至少部分地被填充。

附图说明

本发明在随后的描述中根据附图中示出的实施例详细阐述。其中：

图1示出了具有根据一种实施方式的定子的电动马达的示意性视图；

图2示出了图1的根据本发明设有绝缘纸的定子的立体部分视图；

图3示出了图2的单个绝缘纸的立体视图；

图4示出了根据第一制作步骤的图3的绝缘纸的立体视图；

图5示出了根据第二制作步骤的图4的绝缘纸的立体视图，沿图2的箭头V的方向看；

图6示出了根据第三制作步骤的图5的布置方案的立体视图，沿图2的箭头V的方向看；

图7示出了图2的定子的定子齿的示意性截面视图，沿图2的箭头VII-VII的方向看，具有根据第一实施方式的中间层；

图8示出了沿图7的箭头VIII-VIII方向看的图2的定子的示意性截面视图；以及

图9示出了具有根据第二实施方式的另一中间层的定子的示意性截面视图。

具体实施方式

图1示出了示例性被构造为内转子马达的电动马达100，该电动马达具有内转子180和外定子150。该电动马达图示地具有至少以区段方式设有塑料罩壳155的定子芯153，在所述定子芯上布置定子绕组157。外定子150下面为了简化说明书而仅被称作“定子150”。

要指出的是，图1中的电动马达100仅示意性示出，这是因为合适的电动马达的结构和功能性由现有技术足够地已知，从而使得在这里为了说明书简洁和简化的目的而取消了电动马达100的深入描述。此外要指出的是，电动马达100仅示例性且非用于限制本发明地被示出为内转子马达，因为本发明也可以在外转子马达中使用。

图2示出了具有图1的定子芯153的图1的定子150的部分区域，该部分区域优选按照全剖面定子芯的形式构造。但要指出的是，定子芯153仅示例性且非用于限制本发明地被构造为全剖面定子芯并且也可以以另外的形式来构造，例如被构造为被节段式的定子芯。

优选地，定子芯153由多个堆叠的片材叠片来构造，这些片材叠片优选彼此贴靠地紧固，例如彼此焊接，并由冲制的电工片材来形成。为了附图的简化和清楚的目的，这些片材叠片中的仅两个片材叠片设有附图标记217、219。替换于此地，定子芯153也可以以另外的方式和方法构造，例如由烧结的软铁来形成。

图示地，在定子芯153的第一轴向端部201上布置图1的塑料罩壳155并且在定子芯153的与第一轴向端部201相对置的第二轴向端部202上布置第二塑料罩壳221。塑料罩壳155、221优选以如下方式构造，即，仅定子芯153的轴向端部201、202或者说该定子芯的在图2中的顶面和底面是被覆盖的。优选地，塑料罩壳155、221用于图1的定子绕组157与定子芯153的在定子芯153的顶面和底面的区域中的电绝缘。

根据一种实施方式，定子芯153具有多个基本上一致构造的定子齿，这些定子齿分别具有第一和第二齿区段。图示地，图2中示出了三个定子齿212、214、216，其中，定子齿214示例性地具有第一和第二齿区段228或229并且定子齿216示例性地具有第一和第二齿区段223、224。定子齿之间分别构造一配属的绕组槽。例如，在定子齿212、214之间构造一绕组槽211并在定子齿214、216之间构造一绕组槽213。

根据一种实施方式，第一定子齿214设有定子绕组157的第一绕组区段257。在第一绕组区端257和第二定子齿214之间的区域中，优选为了定子芯153与定子绕组157的电绝缘而至少以区域方式布置绝缘纸230。在此情况下，第一定子齿214的齿区段228与第二定子齿216的第二齿区段224优选通过一轭区段226彼此连接并由此构造了所述绕组槽213，在该绕组槽中优选至少以区域方式布置绝缘纸230。

要指出的是，优选定子芯153的每个定子齿设有定子绕组157的一配属的绕组区段，其中，分别在两个相邻的定子齿之间构造一相应的绕组槽，在绕组槽中分别至少以区段方式布置绝缘纸。但是下面为了说明书的简化和简洁，代替地针对所有绕组槽和绝缘纸示例性仅涉及布置在构造在第一和第二定子齿214、216之间的绕组槽213中的绝缘纸230。

根据一种实施方式，在绝缘纸230与第一绕组区段257的面对绝缘纸230的线圈层（图7中的712）之间的区域中至少以区段方式布置导热中间层（图4中的414）。在此，导热中间层（图4中的414）至少以区段方式布置在绝缘纸230上并且被构造用于第一绕组区段257到第一定子齿214上的面式导热连接。

图3示出了图2的绝缘纸230，该绝缘纸图示地具有至少接近矩形的形状并且为了布置在绕组槽213中优选在每个拐角上分别设有一缺口332、334、336、338。但是，绝缘纸230也可以具有任意另外的形状，例如多角形状或卵形或圆形的形状。

图示地，绝缘纸230具有至少一个第一和第二区域326、322，这些区域优选经由第三区域324彼此连接。此外，绝缘纸230为了布置在绕组槽213中优选具有折叠棱311、312、313、314、315、316。优选地，第一和第二折叠棱311、312构成了第二区域322，第三和第四折叠棱313、314构成了第三区域324并且第五和第六折叠棱315、316构成了第一区域326。要指出的是，图示六个折叠棱311至316的数量仅示例性地且非用于限制本发明地示出并且根据另一实施方式的绝缘纸230也可以具有多于或少于六个的折叠棱。

图4示出了图3的绝缘纸230，其中，在第一和第二区域326、322中分别布置一导热中间层414、412。导热中间层412、414优选由间隙填充材料、优选在热方面良好导出热量的间隙填充材料构成。优选地，导热中间层412、414被构造用于高温区域中的应用并且为此具有硅树脂、优选能硬化的硅树脂。优选地，硅树脂按照两组份硅树脂的方式构造。此外也可以针对非高温区域中的应用使用非硅树脂基的导热中间层412、414或者说具有导热特性的粘胶剂。此外，中间层412、414也可以具有人造树脂。导热中间层412、414下面为了简化说明书的目的仅被称作“中间层”。优选地，所述中间层412、414具有在0.5至5W/m*K的范围中的、优选1W/m*K的热量传递系数，由此，定子150的热量传递阻力可以减少大致20-50%。

根据一种实施方式，中间层414、412居中地布置在绝缘纸230的第一和/或第二区域326、322中。优选地，中间层414、412在图4中沿绝缘纸230的横向方向布置在该绝缘纸上，从而使得优选定子绕组157的相应绕组线材和中间层414、412彼此平行地布置。

优选地，中间层414、412按照配量履带的形式构造，所述配量履带在图2的绕组区段257绕套到图2的定子齿214上时面式地分布。图示地，中间层412、414按照直线形线的形式布置在第一和第二区域326、322中，但是也可以以任意另外的形式布置在这两个区域322、326中，例如以锯齿线形式或按照点图案的形式。但是，中间层414、412分别也可以直接面式地构造在第一和第二区域326、322中。此外，绝缘纸230或者说绝缘纸230的第一和第二区域326、322也可以以所述中间层414、412覆层。

在图1和图2的定子150的第一制作步骤中，为了第一绕组区段257到定子齿214上的面式导热连接，中间层414在绕组区段257绕套到定子齿214上之前被施加到绝缘纸230上。在此情况下，中间层412、414在绝缘纸230布置在定子齿214上或者说绕组槽213中之前或之后被施加到绝缘纸230上。

图5示出了图2的定子芯153的定子齿214、216并且明示了图1和图2的定子150的第二制作步骤，其中，图4的具有中间层412、414的绝缘纸230布置在绕组槽213中。在此，绝缘纸230直接布置在定子芯153上，其中，所述绝缘纸230的第一区域326布置在定子齿214或者说定子齿的第一齿区段228上，绝缘纸230的第二区域322布置在定子齿216或者所该定子齿的第二齿区段224上并且绝缘纸230的第三区域324布置在轭区段226上。

图6示出了按照第三制作步骤的图5的布置方案，其中，将图2的定子绕组157或者说绕组区段257施加到定子齿214上。在绕套时，定子绕组157的绕组区段257优选在中间层414的未硬化状态下被绕套到定子齿214上。由此，中间层414可以在绕套所述绕组区段257时至少部分地填充所产生的线圈间隙（图7中的722），由此可以实现至少接近直接贴靠在定子齿214或者说绝缘纸230上的绕组区段257。

图7至9示出了中间层414或者说图9中的另一中间层912在定子齿214上的布置方案。在此情况下，图7和图8明示了根据第一实施方式的中间层414的布置方案并且图9明示了根据第二实施方式的两个中间层的布置方案。

图7示出了根据第一实施方式的图4的中间层414的布置方案，其中，中间层414布置在图6的绝缘纸230与绕组区段257的第一线圈层712之间。在此，图6的定子绕组157的绕组区段257除了第一线圈层712之外例如还具有第二和第三线圈层714、716，其中，至少面对所述绝缘纸230的第一线圈层712朝向绝缘纸230去地优选构成至少一个线圈间隙722，该线圈间隙由中间层414，优选至少基本上、优选完全地被填充。要指出的是，图7中的定子绕组157的绕组线材仅示例性地具有圆形的横截面并根据另一实施方式也可以具有另外的横截面、例如卵形或有拐角的横截面。

图8为了进一步明示根据第一实施方式布置在绝缘纸230与绕组区段257的第一线圈层712之间的中间层414示出了图7的布置方案。

图9示出了根据图7设有绝缘纸230、中间层414和三个绕组层712、714、716的定子齿214。但是在此情况下，根据第二实施方式在定子齿214与绝缘纸230之间布置附加的导热中间层912。在此，绝缘纸230通过该附加的中间层912被固定在定子齿214上，优选至少部分地位态固定。

根据另一实施方式，绝缘纸230优选居中地具有至少以区域方式构造的缺口920，通过该缺口可以优选地连接两个中间层414、912。由此可以实现第一绕组区段257到第一定子齿214上的更好的、面式的导热连接。

Claims (12)

1.用于电动马达（100）的定子（150），该定子具有定子芯（153），所述定子芯具有至少一个第一定子齿（214），所述第一定子齿设有配属的定子绕组（157）的第一绕组区段（257），其中，在所述第一绕组区段（257）与所述第一定子齿（214）之间的区域中为了所述定子芯（153）与所述定子绕组（157）的电绝缘而至少以区域方式布置绝缘纸（230），其特征在于，在所述绝缘纸（230）与所述第一绕组区段（257）的面对所述绝缘纸（230）的线圈层（712）之间的区域中至少区段式地布置第一导热中间层（414），所述第一导热中间层（414）用于所述第一绕组区段（257）到所述第一定子齿（214）上的面式导热连接，其中在所述定子芯（153）与所述绝缘纸（230）之间布置第二导热中间层（912），其中所述定子芯（153）具有至少一个第二定子齿（216），所述第二定子齿（216）与所述第一定子齿（214）构造了绕组槽（213），在所述绕组槽（213）中至少以区域方式布置了所述绝缘纸（230），其中所述绝缘纸（230）具有至少一个第一区域和第二区域（326、322），所述第一区域和第二区域（326、322）通过第三区域（324）彼此连接，并且其中所述第一区域（326）具有第一导热中间层（414）并且所述第二区域（322）设有第三导热中间层（412），并且其中所述绝缘纸（230）为了布置在所述绕组槽（213）中而具有折叠棱（311、312、313、314、315、316）。

2.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述定子芯（153）按照全剖面定子芯的形式构造。

3.根据权利要求1或2所述的定子，其特征在于，所述第一导热中间层（414）由间隙填充材料来构造。

4.根据权利要求1或2所述的定子，其特征在于，所述第一导热中间层（414）具有硅树脂。

5.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述第一定子齿和第二定子齿（214、216）通过所述定子芯（153）的轭区段（226）彼此连接，其中，所述绝缘纸（230）的第一区域（326）布置在所述第一定子齿（214）上，所述绝缘纸（230）的第二区域（322）布置在所述第二定子齿（216）上并且所述绝缘纸（230）的第三区域（324）布置在所述轭区段（226）上。

6.根据权利要求1或2所述的定子，其特征在于，所述第一绕组区段（257）的面对所述绝缘纸（230）的线圈层（712）具有至少一个线圈间隙（722），其中，所述第一导热中间层（414）和/或所述第三导热中间层（412）被构造用于填充所述线圈间隙（722）。

7.电动马达（100），其具有定子（150），所述定子设有定子芯（153），所述定子芯具有至少一个第一定子齿（214），所述第一定子齿设有配属的定子绕组（157）的第一绕组区段（257），其中，在所述第一绕组区段（257）与所述第一定子齿（214）之间的区域中，为了所述定子芯（153）与所述定子绕组（157）的电绝缘至少以区域方式布置绝缘纸（230），其特征在于，在所述绝缘纸（230）与所述第一绕组区段（257）的面对所述绝缘纸（230）的线圈层（712）之间的区域中至少区段式地布置第一导热中间层（414），所述第一导热中间层（414）用于所述第一绕组区段（257）到所述第一定子齿（214）上的面式导热连接，其中在所述定子芯（153）与所述绝缘纸（230）之间布置第二导热中间层（912），其中所述定子芯（153）具有至少一个第二定子齿（216），所述第二定子齿（216）与所述第一定子齿（214）构造了绕组槽（213），在所述绕组槽（213）中至少以区域方式布置了所述绝缘纸（230），其中所述绝缘纸（230）具有至少一个第一区域和第二区域（326、322），所述第一区域和第二区域（326、322）通过第三区域（324）彼此连接，并且其中所述第一区域（326）具有第一导热中间层（414）并且所述第二区域（322）设有第三导热中间层（412），并且其中所述绝缘纸（230）为了布置在所述绕组槽（213）中而具有折叠棱（311、312、313、314、315、316）。

8.用于制造具有定子芯（153）的定子（150）的方法，所述定子芯具有至少一个第一定子齿（214），配属的定子绕组（157）的第一绕组区段（257）套绕到所述第一定子齿上，其中，在所述第一绕组区段（257）与所述第一定子齿（214）之间的区域中为了所述定子芯（153）与所述定子绕组（157）的电绝缘而至少以区域方式布置绝缘纸（230），其特征在于，在所述第一绕组区段（257）套绕到所述第一定子齿（214）上之前，将第一导热中间层（414）施加到所述绝缘纸（230）上，以将所述第一绕组区段（257）面式地导热连接到所述第一定子齿（214）上，从而使得所述第一导热中间层（414）布置在所述绝缘纸（230）与所述第一绕组区段（257）的面对所述绝缘纸（230）的线圈层（712）之间的区域中，其中在所述定子芯（153）与所述绝缘纸（230）之间布置第二导热中间层（912），其中所述定子芯（153）具有至少一个第二定子齿（216），所述第二定子齿（216）与所述第一定子齿（214）构造了绕组槽（213），在所述绕组槽（213）中至少以区域方式布置了所述绝缘纸（230），其中所述绝缘纸（230）具有至少一个第一区域和第二区域（326、322），所述第一区域和第二区域（326、322）通过第三区域（324）彼此连接，并且其中所述第一区域（326）具有第一导热中间层（414）并且所述第二区域（322）设有第三导热中间层（412），并且其中所述绝缘纸（230）为了布置在所述绕组槽（213）中而具有折叠棱（311、312、313、314、315、316）。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一导热中间层（414）在将所述绝缘纸（230）布置在所述第一定子齿（214）上之前被施加到所述绝缘纸（230）上。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一导热中间层（414）在将所述绝缘纸（230）布置在所述第一定子齿（214）上之后被施加到所述绝缘纸（230）上。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一导热中间层（414）通过涂覆能硬化的间隙填充材料被构造在所述绝缘纸（230）上，其中，所述第一绕组区段（257）在所述第一导热中间层（414）的未硬化状态下被套绕到所述至少一个第一定子齿（216）上。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述能硬化的间隙填充材料是硅树脂材料。

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