CN114207996B - 电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机，该电机包括具有绕组(3)的定子(2)，该绕组具有与一个或更多个相相关联并且彼此互连的多个导体(4)，与相相关联的至少两个导体(4)的端部(6)通过公共连接导体(12a)在绕组(3),并连接到安装在绕组(3)外部的电源连接(9)的内周和/或外周处轴向地或径向地从绕组(3)突出。

Description

电机

技术领域

本发明涉及电机，电机包括具有绕组的定子，绕组包括与一个或更多个相相关联并且彼此互联的多个导体。

背景技术

包括转子和定子的电机用于不同的应用领域中。将电机用于电动混合动力车辆和电动车辆或用于轮毂驱动仅作为示例而被提及。如果将这种电机用作驱动机器，则通常将这种电机设计为内部转子，即定子围绕该内部转子。经由定子产生运动磁场，该运动磁场使转子旋转。为此，定子具有由大量导体组成的绕组，其中，导体与一个相或通常更多个相相关联。

在绕组几何结构的设计中不仅包括相的数目，而且还包括每个相的线的数目以及定子齿内的每个槽的线的数目以及极对的数目。各种导体和绕组参数创建了复杂的导体网络，该复杂的导体网络使用不同的绕组技术构建。示例包括发夹形绕组或条波形绕组。在此，导体借助于弯曲成U形形状的杆形成，这些杆被放置在一起以形成绕组笼。导体铺设在多个径向平面上，其中，可以说导体从一个平面向另一平面移动。为了形成这些曲折的周向导体，这些导体在其端部处相应地连接，这通常通过对彼此相邻的导体端部进行焊接而完成。导体端部以所谓的星形的形式会聚在一点处或会聚在一个绕组侧部上，导体端部在这一点处或在这一绕组侧部上连接至彼此。在该区域中，必须进行各个相与用于生成磁场的外部电源、即电源连接部的连接，出于安装空间的原因，该连接通常很难实现。

发明内容

本发明基于提出一种相对而言得到改进的电机的问题。

为了解决这个问题，在提及的类型的电机中，本发明提供的是，分配给相的至少两个导体的端部在绕组的内周上和/或外周上轴向地或径向地在绕组上突出，并且经由公共连接导体和径向地布置在绕组外部的电源连接部连接。

根据本发明，提供的是，实际导体互连、即各个导体的为形成相应的特定于相的曲折结构而进行的连接以及用于与电源或电源连接部联接的互连将经由高压端子分开。互连环、即轴向地附接至绕组的导体环用于实际导体连接。该互连环接合在导体端部的向外延伸的区域中，导体端部能够在绕组的内周上和/或外周上轴向地突出。除非导体端部在其他径向平面、例如另一向内的径向平面上连接至彼此，否则导体端部与各个导体部段相关联。导体端部连接至互连环，通常相应地焊接至互连环，使得经由互连环产生相应的特定于相的导体结构或导体连接。

为了将绕组连接至实际电流连接部、即高压端子，根据本发明提供了相应的连接导体，连接导体以特定于相的方式将在绕组上轴向突出的导体端部连接至电源连接部或HV端子的相应的特定于相的接触区域。这些连接导体在电源连接部之后具有一定长度，并且因此，一个侧部上的相应的接触区域与另一侧部上的定子的突出端部由于互连环和电源连接部的分离而彼此间隔开。

由于一个相通常分配有多于两个导体端部，当使用单独的连接导体时，需要铺设大量单独的导体，但是单独的导体总是连接同一相的相应导体端部。为了简化这一点，根据本发明，提供的是，分配给公共相的导体的至少两个导体端部经由公共连接导体连接至电源连接部。这意味着，一个连接导体与绕组侧上的两个或更多个同相导体端部接触，并且作为公共导体延伸至一个电源连接部侧的连接端子。因此，仅必须铺设一个导体，这使得能够同时接触绕组侧部上的若干个导体端部。这避免了大量平行导体的复杂铺设和集成，并且因此也避免了用于接触的努力，而且电机的紧凑性也因此得到改善。

如果公共连接导体用于接触两个同相导体端部并将两个同相导体端部连接至端子侧的连接部，则连接导体的横截面应该是迄今为止已经使用的相应单个导体的横截面或绕组导体的横截面的至少两倍，使得在从导体端部或绕组向连接导体的过渡处的导体横截面中不会出现跳跃。如果三个同相导体端部被连接，则公共连接导体的导体横截面应当是至少三倍大，等。这意味着，连接导体的导体横截面至少对应于要被接触的绕组侧的导体或导体端部的横截面总和，并且可能稍大。

关于这种连接导体与导体端部的接触有关的构型，可以设想不同的变型。根据本发明的第一替代方案，连接导体可以具有下述接触部段：连接导体仅在两个导体端部的一个侧部上与该接触部段接触。因此，连接导体与连接导体的接触部段仅搁置在一个侧部上，例如径向地搁置在外侧上、搁置在相应的接触部段上、或者搁置在导体端部的接触表面上。作为对此的替代方案，连接导体还可以具有下述接触部段：连接导体在两个导体端部处的两个相反侧部上与该接触部段接触。这意味着，在导体端部处存在双面接触，因此接触连接更加牢固，并且如果需要，在电流承载能力方面也有所提高。与此独立的是，导体端部和连接导体的连接当然优选地通过焊接实施。

在导体端部的两个相反侧部上都设置有导体接触的情况下，在本发明的进一步发展中，连接导体可以具有为U形形状的用于在导体端部的两个侧部上接触的接触部段。因此，以夹持件的方式设计接触部段，并且由于接触部段的U形形状，接触部段包围两个或更多个导体端部，因此这些导体端部被接纳在U形形状的接纳部中并且可以相应地焊接在该接纳部中。

对于这种具有U形形状的接触部段几何形状，可以设想两种替代方案。根据第一替代方案，接触部段可以总体上具有包围两个或更多个端部的U形形状的接纳部。因此，接触部段被设计为连接导体的端部处的U形形状支架，导体端部接合至该支架中。

作为对此的替代方案，接触部段可以具有两个U形形状的接纳部，两个接纳部中的每个接纳部包围导体的一个端部。所以此处导体的每个端部都固定在公共的U形形状支架中。接触部段可以做得比实际导体宽度要宽，其中，具体的几何形状最终取决于要接触的两个或更多个导体端部之间的距离，两个或更多个导体端部通常更紧密地间隔，并且围绕绕组的圆周彼此仅偏移较短距离。

此外，可以在电源连接部处提供与相的数目相对应的若干个接触元件，这些接触元件具有宽的基部和从基部突出的至少两个指状部。这种接触元件为连接公共的、宽的连接导体提供了可能性，并且在不能使用这种公共的、宽的连接导体的情况下，为连接相应的较窄的、单独连接导体提供了可能性。接触元件实际上是多功能的。在宽的基部的区域中，可以连接宽的、公共的连接导体。在较窄的、突出的指状部的区域中，在每种情况下都存在较窄的连接导体，使得无论连接导体的类型或几何形状如何，总是可以通过这种接触元件实现合适的连接。

如已经描述的，导体中的至少一些导体的端部优选地突出超过绕组，其中，这些导体端部中的一些导体端部连接至轴向放置在绕组上的互连环，其中，连接导体固定至设置在互连环上的至少一个保持元件。具有公共互连环的这种构型实现了绕组本身上的导体的曲折结构的简单设计。另外，互连环还用作用于固定连接导体的位置。这些连接导体在电源连接部之后具有一定长度，并且因此，一个侧部上的相应的接触区域与另一侧部上的定子的突出端部由于互连环和电源连接部的分离而彼此间隔开。为了防止横截面可以为矩形或倒圆的这些连接导体在操作期间由于传动系中的任何振动而振荡或振动，本发明提供的是，连接导体固定至设置在互连环上的至少一个保持元件。这意味着，连接导体不仅经由连接导体的实际接触点、即焊接连接部一方面连接至导体端部以及另一方面连接至接触区域，而且还沿着连接导体的长度固定至设置在互连环上的至少一个保持元件。这使得连接导体能够足够刚性地连接至机器或者连接在机器内；另一方面，导体构型仍然是足够挠性的从而能够补偿传动系中的任何振动。

互连环可以具有壳体，一个或多个保持元件布置在壳体上。如所描述的，互连环包括相应的独立导体桥接件。这些导体桥接件优选地容纳在优选地由塑料制成的壳体中，使得互连环也可以被预先构造并且仅需要被安置。相应地为稳定金属片的导体桥接件以这样的方式在几何结构方面定形状使得导体桥接件到达导体端部从而被相应地连接。导体桥接件被分组至相应的回路环，并且允许在周向方向和径向方向两者上轻松地桥接相应的距离。当然，这些导体桥接件与各个导体和连接导体一样彼此隔离。导体桥接件具有相应的、优选地径向凸出的连接部段，导体的从绕组延伸出的端部焊接至这些连接部段。这些连接部段优选地从壳体突出，并且实现简单的导体连接。

因为根据各个导体的特定于相的端部的位置，连接导体可以具有相当大的长度，并且例如围绕高达90°的圆周延伸，所以连接导体的长度不同，这就是为什么一些连接导体仅附接至保持元件，而其他连接导体还可以附接至围绕圆周固定的两个或更多个保持元件。

该固定以这样的方式方便地进行使得该保持元件或每个保持元件被设计为锁定或夹持元件，一个或更多个连接导体经由闩锁或夹持连接部固定至该锁定或夹持元件。这使得保持元件能够容易地连接至相应的连接导体。

互连环的壳体本身优选地设计为塑料壳体，该塑料壳体使用塑料注塑成型工艺制造。保持元件或每个保持元件或者闩锁或夹持元件或每个闩锁或夹持元件优选地直接模制到塑料壳体上，也就是说与塑料壳体一体地制成或制成为一件式。因此，壳体具有双重功能，一方面壳体容纳导体桥接件，并且另一方面壳体容纳用于连接导体的支承点。

附图说明

下面参照附图基于示例性实施方式对本发明进行说明。附图是示意性图示，在附图中：

图1示出了根据本发明的具有第一实施方式中的连接导体的电机的局部视图，

图2示出了具有第二实施方式的连接导体的对应于图1的视图，

图3示出了具有第三实施方式的连接导体的另一局部视图，

图4示出了具有第四实施方式的连接导体的局部视图，

图5示出了没有连接的连接导体的电源连接部的接触元件区域的详细视图，以及

图6示出了根据图5的具有连接的连接导体的布置结构。

具体实施方式

图1以局部视图的形式示出了根据本发明的电机1的示意图，该电机包括具有绕组3的定子2，绕组包括多个导体4，在所示的示例中，多个导体被分配给三个单独的相。还可以设置更多或更少的相。每个导体4设计成几乎像U形形状的支架，其中，通常也被称为发夹形导体的多个这样的U形形状的导体插接在一起以形成绕组3，该绕组也可以被称为绕组笼。如图1中所示，多个导体4限定不同的径向平面R。为此，导体4在下述区域中根据绕组图从一个径向平面延伸至另一径向平面，例如延伸至相邻的径向平面：在该区域中，该导体连接至对应相邻导体的使相导体延续的导体端部。

导体4被导引或弯折并以这样的方式铺设成使得产生对应的凹部，该凹部径向地延伸成使得对应的定子齿5接合在这些凹部中或者对应的导体4在定子齿5的对应凹槽之间卷绕。由所描述的单独支架卷绕的这种定子或这种电机以及这种绕组3的基本结构基本上是已知的。

在根据本发明的定子2中，就端部6分别终止于环形绕组3的内周和/或外周而言，导体4的端部6轴向地凸出，即导体的端部从绕组3轴向地伸出。这些端部6与各个导体4相关联，各个导体又与不同的相相关联，这就是为什么导体端部6必须根据导体4的布设图连接的原因。为此，使用互连环7，该互连环轴向地放置在绕组3的端面上并且布置在导体端部6之间或接合在导体端部之间。互连环7包括未更详细示出的多个对应的导体桥接件和连接部段，导体桥接件和连接部段从壳体8突出至侧部并且在互连环7已经被插入到互连环要与之连接的导体端部6之间之后精确地邻近对应导体端部6定位。例如，通过简单的焊接进行连接，使得当它们连接时，所有导体4以特定于相的方式正确地互连。也可以设想其他连接方法。

此外，设置有电源9，该电源在其轴向端部的区域、即绕组头部的区域中布置成与绕组3径向邻近。该电源9，也称为HV端子，包括壳体10，在该壳体中布置有对应汇流条，该汇流条与其接触元件11一起突出、即其连接端子(参见图5)从壳体10突出。

为了将这些接触元件11连接至对应的、特定于相的导体端部6，提供了连接导体12，其中，图1一方面示出了根据本发明的连接导体12a，该连接导体用于将分配给相同相的两个导体端部6与接触元件11连接，以及两个单独的各自连接导体12b，每个连接导体都如前所述将导体端部6连接至共同接触元件11。

连接导体12具有横向或周向加宽的接触部段13，该接触部段从径向外侧抵靠其要被焊接至的两个导体端部6铺设。因此，接触部段同时接触两个导体端部6。接触部段的导体宽度或接触部段的导体横截面对应于导体4或导体端部6的导体宽度或导体横截面的至少两倍。然后，接触部段从接触点延伸至导体端部6，然后延伸至电源连接部9上的接触元件11，接触部段还平坦地位于接触元件上并焊接至接触元件上。

如图1中清楚地示出的，利用根据本发明的宽的连接导体12a，两个(或更多个)导体端部6的同时接触以及导体端部到共同接触元件11的连接是可能的，而同样如图1中所示，除了这种宽的连接导体12a，窄的连接导体12b将各自需要与导体端部6接触。装配和铺设工作显著减少，要使用的部件数目也显著减少。

虽然在根据图1的实施方式中，接触部段13相对于连接导体12a定位成准L形形状，但是图2示出了接触部段13或连接导体12a在到两个导体端部6的连接区域中的T形形状。此处，在接触部段13与导体端部6之间也存在径向外部接触。

作为对此的替代方案，图3示出了下述实施方式：其中，根据本发明的宽的连接导体12a的接触部段13被设计为U形形状的支架14，可以看到该支架包围两个(或更多个)导体端部6，导体端部因此在两个侧部上与接触部段13接触并连接。这确保了更加牢固的连接以及更高的电流承载能力。

虽然在根据图3的实施方式中接触部段13仅具有一个U形形状的支架，但是图4示出了下述实施方式：其中，接触部段13具有两个U形形状的支架14，所述支架中的每个支架包围导体端部6并且还搁置在该导体端部的两个侧部上。这里，与所有其他构型中一样，连接也是通过焊接进行的。

根据图3的构型与根据图1的构型类似，即、该构型也具有L形形状的侧视图但是具有U形形状的支架设计，而根据图4的构型对应于根据图2的T形形状的布置结构，尽管也具有U形形状的支架设计。

如已经描述的，图5示出了电源连接部9的三个接触元件11。每个接触元件11被分配给一个相并且具有宽的基部15，两个指状部16从该基部突出。这种接触元件13能够实现根据本发明的宽的连接导体12a和单个窄的连接导体12b两者的布置结构，如图6中所示。宽的连接导体12a具有与其导体横截面相对应的宽的接触区域17，该接触区域大面积地搁置在宽的基部15上。在该基部上进行焊接。

另一方面，窄的连接导体12b(也)沿着指状部16延伸并焊接至指状部上。这意味着，这种接触元件13能够将宽的连接导体和窄的连接导体两者固定。

回到图1，还示出了模制在由塑料制成的壳体8上的保持元件18，该保持元件被设计为闩锁或夹持元件19并且具有两个稍有弹性的闩锁或夹持臂20。在所示的示例中，两个连接导体12b被插入并卡扣到这些闩锁或夹持元件19中，因此两个连接导体以固定位置固定在这些闩锁或夹持元件中，并借助于指状部20按压成抵靠相对的腿部，使得一方面连接导体被固定，但是另一方面仍然提供足够的移动性来补偿任何振动。保持元件18，若干个保持元件可以沿着壳体8设置，与壳体8形成为一件式或一体地形成，也就是说也由塑料制成，使得保持元件是多功能部件。组装期间，仅需要插入并固定连接导体。

除了图中所示的两个连接导体12b，此处当然也可以选择铺设单个相应较宽的连接导体12a。这种宽的连接导体12a也可以固定在保持元件18中。原则上图1仅用于示出根据本发明也有可能将接触连接导体12a的宽的、多个导体端部6与常规的、窄的连接导体12b一起铺设。当然，主要地或唯一地，优选地使用相应地宽的连接导体12a、特别是在接触部段13中，而不管其几何形状如何，结合简化组装和导体布线、减少所需部件的数量并使电机更紧凑。

附图标记说明

1电机2定子3绕组4导体5定子齿6端部7互连环8壳体9电源10壳体11接触元件12连接导体12a连接导体12b连接导体13接触部段14U形形状的支架15基部16指状部17接触区域18保持元件19闩锁或夹持元件20指状部R径向平面。

Claims (9)

1.一种电机，所述电机包括具有绕组(3)的定子(2)，所述绕组包括分配给一个或更多个相的多个导体(4)，所述多个导体彼此互连，与相相关联的至少两个导体(4)的端部(6)在所述绕组(3)的内周和/或外周处轴向地或径向地从所述绕组(3)突出，并且通过公共连接导体(12a)连接至径向地布置在所述绕组(3)外部的电源连接部(9)；

所述导体(4)中的至少一些导体的所述导体端部(6)突出超过所述绕组(3)，其中，这些导体端部(6)中的一些导体端部连接至轴向地设置在所述绕组(3)上的互连环(7)，并且所述连接导体(12，12a，12b)固定至设置在所述互连环(7)上的至少一个保持元件(18)。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述连接导体(12a)具有所述连接导体仅在两个所述导体端部(6)的一个侧部上与其接触的接触部段(13)，或者其特征在于，所述连接导体(12a)具有所述连接导体在两个导体端部(6)的两个相反侧部上与其接触的接触部段(13)。

3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述连接导体(12a)具有为U形形状的用于在所述导体端部(6)的两个侧部上接触的接触部段(13)。

4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，所述接触部段(13)具有包围两个端部的U形形状的接纳部(14)。

5.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，所述接触部段(13)具有两个U形形状的接纳部(14)，每个所述接纳部包围所述导体端部(6)。

6.根据前述权利要求1-5中的任一项所述的电机，其特征在于，所述接触部段(13)被制造成比实际导体宽度要宽。

7.根据前述权利要求1-5中的任一项所述的电机，其特征在于，对应于相的数目的多个接触元件(11)设置在所述电源连接部(9)上，所述接触元件具有宽的基部(15)和从所述基部突出的至少两个指状部(16)。

8.根据前述权利要求1-5中的任一项所述的电机，其特征在于，所述互连环(7)具有壳体(8)，一个或更多个所述保持元件(18)布置在所述壳体处。

9.根据权利要求8所述的电机，其特征在于，一个或每个保持元件(18)被设计为闩锁或夹持元件(19)，一个或更多个所述连接导体(12，12a，12b)经由闩锁或夹持连接部固定在所述闩锁或夹持元件上。