CN114747119A - 具有接线装置的电机定子和电机 - Google Patents

Abstract

一种电机(1)的定子(10)，其具有环形地围绕中轴线(A)构造的叠片组(11)，具有线圈端部(16a、b)的定子线圈(16)借助于绕组体(12a、12b)布置在所述叠片组上。定子(10)包括接线装置(20)，在该接线装置上存在多个相互绝缘的连接导体(22至26)，所述连接导体具有用于连接定子线圈(16)的线圈连接区域(22a至26a)。所述接线装置(20)在定子上沿轴向的接合方向接合到定子线圈(16)并且利用轴向连接器件(30a、b)在形成多个轴向连接部(32a、b)的情况下固定在绕组体(12a)上。为了提高定子(10)的刚度而提出，在接线装置(20)上附加地构造用于与绕组体(12a)共同作用的径向支撑器件(40、41)，所述径向支撑器件在功能上独立于轴向连接器件(30a、b)地构造。

Description

具有接线装置的电机定子和电机

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、具有用于定子线圈的接线装置的电机定子和一种根据权利要求10所述的电机。

背景技术

由文献DE 10 2016 200 115 A1已知一种所述类型的、具有定子线圈的定子，其中，具有多个相位连接导体的接线装置沿轴向与定子线圈相邻地布置并且借助于轴向连接器件固定在绕组体上。在此，轴向连接器件同时也用于接线装置的限定的径向固定部。

发明内容

从该现有技术出发，本发明的任务在于，进一步改进开头所述类型的具有用于定子线圈的接线装置的电机定子和这样的电机。尤其是力求针对电机的由运行引起的振动的改善的性能。

该任务通过具有权利要求1的特征的定子以及根据权利要求10的电机来解决。

本发明的有利的设计方案和改进方案能够从从属权利要求、接下来的说明和附图中获得。

因此提出了一种具有环形的并且围绕中轴线构造的叠片组的电机定子，在所述叠片组上借助于绕组体布置了具有线圈端部的定子线圈。定子还包括具有多个相互绝缘的连接导体的接线装置，其中，构造了用于连接定子线圈的线圈连接区域。接线装置在定子上沿轴向接合方向接合到定子线圈、在安装好的状态中与定子线圈相邻地布置并且利用轴向连接器件在构造多个轴向连接部的情况下固定在多个绕组体上。

根据本发明，定子相对于现有技术的特征在于，接线装置具有用于与绕组体共同作用的径向支撑器件，所述径向支撑器件与轴向连接器件独立地构造。

所提出的接线装置和绕组体的彼此相对的构造在整个定子组件的机械强度和动态强度方面具有积极的效果。因为接线装置直接连接在定子上并且构造定子的功能单元，所以接线装置在电机(尤其在用作机动车的行驶驱动马达的情况下)运行时能够与该电机共同振动。在此，经常也出现定子与接线装置之间的相对运动，其中，尤其是线圈端部经受高频的机械交变载荷并且可能出现断线。通过在此所提出的接线装置的径向支撑，在出现振动或振荡时可以明显减少定子线圈和接线装置的相互的相对运动，由此能够明显地降低断线的危险。

根据本发明，关于将接线装置固定到定子的绕组体上因此实现了功能分离，其中，轴向连接器件和径向支撑器件在功能上彼此独立地构造。因此，轴向连接器件主要用于占据和确保接线装置的限定的轴向位置。径向支撑器件相应地主要用于占据和确保接线装置的限定的径向位置并且尤其用于减小和避免由于线圈相对于接线装置的相互的径向运动和线圈端部的随后出现的周期性弯曲应力。以这种方式能够明显地降低轴向的连接器件的径向载荷。同时能够通过独立的径向支撑器件的构造持久地实现接线装置在定子上的改善的径向定位。

有利地，轴向连接部可以具有用于产生径向游隙的径向间隙。这意味着，轴向连接配对件在相互径向运动时允许彼此的径向游隙，而不会明显影响相应另外的连接配对件的径向位置。能够放弃构造轴向连接器件的特别的径向尺寸稳定性。由此，轴向连接器件可以更好地相对于接线装置相对于线圈的必要时保留的径向移位被解耦和卸载。

根据定子的有利的设计方案，绕组体可以具有绕组区域，该绕组区域由绕组支架和两个沿轴向方向限定绕组区域并且与绕组支架连接的支腿构成。在此，轴向连接器件可以构造在绕组体的支腿上。此外，径向支撑器件能够与多个绕组体的支腿中的至少一个支腿共同作用。所述接线装置的径向支撑器件能够径向单侧地或者径向双侧地起作用。为此目的，径向支撑器件可以单重或多重地、尤其是双重地构造并且与此相应地与绕组体的一个或两个支腿共同作用。所述支撑器件中的一个支撑器件能够在绕组体的支腿上径向内部地和/或径向外部地起作用并且将接线装置以预定的径向位置固定在定子上。

一种特别的设计方案规定，尤其为了实现定子的高刚度，径向支撑器件被构造用于与绕组体中的一个绕组体上的两个支腿共同作用并且构造第一支撑区域和根据需要构造第二支撑区域。在此已经证实为适宜的是，接线装置相对于定子线圈的定心借助于两个支撑区域中的仅一个支撑区域进行。在理想情况下，即在存在精确圆环形的接线装置和/或绕组体的布置的情况下，部件在预设的相互轴向位置的情况下仅在支撑区域中的一个支撑区域上定心地相互贴靠。如果由于制造和安装公差，接线装置和/或绕组体的布置方式偏离于理想的圆环形状并且部件中的一个例如轻微椭圆地变形，则为了构造第二支撑区域而共同作用的面同样可以在绕组体上相互贴靠并且在那里引起径向固定。

上述方案例如可以通过以下方式实现，即支撑器件具有第一支撑面和与该第一支撑面径向间隔开的第二支撑面。在此，第一支撑面和支腿中的一个支腿的与第一支撑面共同作用的引导区段平行于中轴线、也就是说沿着接线装置的轴向接合方向延伸并且构成第一支撑区域。相反地，第二支撑面和另一个支腿的与第二支撑面共同作用的接触区段相对于中轴线倾斜地构造并且根据需要构成第二支撑区域。以这种方式，在沿轴向接合接线装置时，可以在第一支撑面和引导区段之间产生预定义的径向位置关系，该径向位置关系独立于连接配对件的相互轴向位置。相反，在第二支撑面和第二接触区段之间根据需要产生径向位置关系，该径向位置关系与之前所阐述的位置关系相比被较小预定义并且因此径向地在预设的限度内可变。因此在接合时产生的径向位置尤其取决于接合配对件的具体存在的径向的制造公差和/或安装公差。

为了避免不期望的过度的机械载荷，有利的是，连接导体的线圈连接区域与第一支撑区域相邻地布置。由此，线圈端部和其接触位置在线圈连接区域处特别好地位置固定并且被保护以防断线(Drahtabrissen)。尤其有利的是，线圈连接区域在空间上相比于靠近第二支撑区域来说更靠近第一支撑区域地布置。连接导体的线圈连接区域可以有利地尤其与实现接线装置的定心的支撑区域相邻地布置。

原则上，接线装置的支撑区域能够在径向内部和/或径向外部贴靠在绕组体上。径向特别节省空间的技术方案规定，支撑区域径向地构造在轴向连接器件之间。根据该布置方式的另一种空间上的优化，线圈的两个线圈端部可以在所述绕组体的其中一个绕组体的同一支腿上从绕组区域中伸出。在此，第一支撑区域可以沿圆周方向在定子上节省空间地构造在支腿的这些线圈端部之间。

根据本发明的另一种适宜的设计方案，为了固定接线装置和绕组体的彼此相对的轴向位置，可以设置沿轴向在两侧起作用的轴向止挡部，在轴向止挡部之间所述接线装置基本无游隙地固定并且轴向止挡部通过轴向连接器件本身形成。

此外提出了一种具有转子和定子的电机，其中，所述定子具有上述特征中的至少一个特征。

附图说明

下面借助于在附图中示出的实施方式示例性地阐述本发明，附图示出了：

图1是具有定子和接线装置的电机的上半平面的示意图；

图2是定子以接线装置为视角的部分透视图；

图3是图2的示图以定子的径向内部区域为视角的放大的截取部分；

图4是图2所示的定子在具有接线装置的绕组体的轴向连接器件的平面中的轴向截面图；

图5是图2所示的定子在图4中示出的连接器件之外的平面中的另一轴向截面图。

具体实施方式

图1示意性地并且简化地示出了电机1，该电机当前仅仅示例性地构造为内转子结构形式的永磁同步电机。所述电机1尤其是被构造作为混合动力车辆或电动车辆的行驶驱动设备使用，进而可以布置在这种车辆的传动系中。

电机1首先具有可围绕具有旋转轴线A的转子轴2旋转的转子8，该转子在构造有径向气隙9的情况下在径向外部由定子10环绕。转子8包括带有多个在圆周上相互间隔开的永磁体8b的层叠的转子叠片组8a。定子10包括环形的定子支架10a，在所述定子支架的中央凹部中布置有同样由叠片形成的环形的叠片组11。叠片组11当前沿圆周方向分段地构造并且通过多个相同的定子区段组装成封闭的环。因此，旋转轴线A同时形成机器1的中轴线A。定子支架10a可以如在图1中示出的那样同时是电机1的外壳体或中间壳体。

叠片组11包括贴靠在定子支架10a上的环形的定子磁轭和从该定子磁轭向径向内部突出的齿部，所述齿部配备有多个定子线圈16以形成定子绕组。定子线圈16在此构造为单齿线圈并且借助两个由耐热的塑料制成的绝缘体或绕组体12a、12b由铜线围绕齿部11c缠绕并且在那里防止滑动。绕组体12a、b分别包括在端侧贴靠在叠片组11上的基础区域或者说绕组支架13以及两个与该基础区域或者说绕组支架大致成直角并且在定子10上轴向伸出的支腿14、15，所述支腿沿径向方向限定绕组区域17。因此，在定子10的端侧上，定子线圈16形成绕组头部，所述绕组头部轴向地在叠片组11上伸出。

线圈16配属于电气上单独的线束，为此线圈端部16a、b借助于在图1中仅示意示出的接线装置20以预定的方式和方法彼此接线。接线装置20为此目的包括多个相互绝缘的连接导体22、24、26，所述连接导体为了与线圈端部16a、b接触而具有在圆周上间隔开的线圈连接区域22a、24a、26a。接线装置20在此构造为预制的金属-塑料-复合元件，其中，连接导体22、24、26除了线圈连接区域22a、24a、26a之外以塑料注塑包封，并且由此内部和外部的圆周面和端侧以塑料覆盖。

如在图1中可以看出，接线装置20沿轴向的接合方向接合到定子线圈16并且直接沿轴向与定子线圈相邻地布置。接线装置20还通过连接导体22至26的功率连接区域22b、24b、26b与功率电子装置60连接并且进而通过控制电子装置62与电能量源64连接，该电能量源为了运行电机1可以给定子线圈16加载可变相位和幅度的电流。

连接导体22至26由铜半成品、尤其由铜板或铜片借助于冲压工艺和成型工艺制造为环形盘。如在图1中所示，环形盘与中轴线A同轴地布置在定子16上并且轴向地相互堆叠。

线圈连接区域22a至26a在这里所阐述的实施例中构造在连接导体22至26的径向内部的圆周区域处，并且同样如线圈端部16a、b那样轴向地取向。线圈连接区域22a、24a、26a和线圈端部16a、b在此彼此平行地定位并且为了接线而基本上处于同一个节圆上。功率连接区域22b、24b、26b在接线装置20处构造为轴向伸出的、由铜制成的端子接线片(Anschlussfahnen)，所述端子接线片能够与连接导体22至26一体式地构造，或者在多件式构造的情况下能够与连接导体优选钎焊或熔焊在一起。

在所示的实施例中，线圈端部16a、b借助于三角形接线与连接导体22至26连接。具有线圈端部16a的绕组起点和具有线圈端部16b的绕组末端两者都在径向内部从线圈16的绕组区域17离开。为了接线，两个在圆周上相邻的线圈16的各两个相邻的线圈端部16a、b也与连接导体22至26中的一个连接导体的直接彼此相邻的线圈连接区域22a、24a、26a连接。线圈端部16a、b与连接导体22至26的接触材料连接地进行，尤其是通过钎焊或熔焊进行。

借助图2至图5可特别清楚地看出接线装置20的精确紧固，其中，为了更清楚起见，具有线圈端部16a、b的线圈16在图4、图5中没有示出。接线装置20在绕组体12a中的其中一个绕组体上分别固定在径向外部的支腿15上和径向内部的支腿14上。在该实施例中，在接线装置20上设置有多个沿圆周方向分布的径向内部的和径向外部的紧固开口20a、b。相应于该径向分布和圆周分布，在支腿14、15上构造有形式为轴向突出的销的轴向连接器件30a、b，预制的接线装置20能够容纳所述轴向连接器件直至贴靠在连接器件30a、b或者说销的肩部区域46上，并且然后例如能够通过随后的热敛缝在构造头部区域48的情况下将这些轴向连接器件固定在所占据的轴向位置中。因此，销30a、b的肩部区域46和头部区域48是轴向在两侧起作用的轴向止挡部，接线装置20基本上无游隙地固定在这些轴向止挡部之间。

借助于轴向连接器件30a、b产生的轴向连接部32a、b在销30a、b和接线装置20之间具有径向间隙30或者说环形间隙30，从而使得连接配对件在这些位置处允许彼此之间的径向游隙。轴向连接器件30a、b因此用于轴向地固定接线装置20并且与接线装置20相对于线圈16的可能出现的微小的径向移位基本解耦并且由此卸载。

为了接线装置20和绕组体12a的相互限定的径向定位，设置径向支撑器件40、41。在当前情况下，这些支撑器件40、41在接线装置20处分别被构造为在绕组体12a的方向上轴向延伸的两个轴向突起。因此支撑器件40、41在结构上分开地并且在功能上独立于轴向连接器件30a、b构造。

如最佳地在图4、图5中可见，每个突起40、41与绕组体12a的两个支腿14、15中的其中一个支腿共同作用并且在那里构成第一支撑区域或第二支撑区域42、44。

突起或者说支撑器件40、41具有第一支撑面40a和与第一支撑面径向间隔开的第二支撑面41a。在此，第一支撑面40a和径向内部的支腿14的与第一支撑面共同作用的引导区段14a平行于中轴线A、也就是说沿着接线装置20的轴向接合方向延伸并且构成第一支撑区域42。相反，第二支撑面41a和径向外部的支腿15的与第二支撑面共同作用的接触区段15a相对于中轴线A和接合方向倾斜地构造并且构成第二支撑区域44。

在轴向接合接线装置20时，可以实现第一支撑面40a和引导区段14a之间的预定义的径向位置关系，该径向位置关系与连接配对件的相互轴向位置无关。相反，根据需要，在第二支撑面41a和接触区段15a之间能够产生径向位置关系，所述径向位置关系相对于此被更少地预定义进而径向地在预设的限度内是可变的，并且所述径向位置关系与接合配对件的分别存在的径向的制造公差和/或安装公差相关。在图4、图5中，在第二支撑面41a和接触区段15a之间可看到间隙50，从而在该区域中在此不存在接线装置20和绕组体12a的相互贴靠并且第二支撑区域44不会发生嵌接。这意味着，在这种情况下，接线装置20和/或绕组体12a的布置方式理想地圆形地构造并且不需要嵌接在支撑区域44上。因此，接线装置20相对于定子线圈16的定心仅借助支撑区域42实现。

如在图中进一步可见，线圈连接区域22a、24a、26a在空间上相比于靠近第二支撑区域44来说更靠近第一支撑区域42地布置。此外，支撑区域42、44径向地设置在轴向连接器件30a、b之间。此外，线圈16的两个线圈端部16a、b共同地在绕组体12a的内支腿14处从绕组区域17中伸出。第一支撑区域42沿圆周方向在定子10上分别节省空间地构造在支腿14的线圈端部16a、b之间。

附图标记列表：

1 电机

8 转子

8a 转子叠片组

8b 永磁体

9 气隙

10 定子

10a 定子支架

11 定子叠片组

11a 定子区段

11b 定子磁轭

11c 定子齿部

12a、12b 绕组体

13 绕组支架

14 支腿

14a 引导区段

15 支腿

15a 接触区段

16 线圈

16a 线圈端部

16b 线圈端部

17 绕组区域

20 接线装置

20a、20b 紧固开口

22 连接导体

22a 线圈连接区域

22b 功率连接区域

24 连接导体

24a 线圈连接区域

24b 功率连接区域

26 连接导体

26a 线圈连接区域

26b 功率连接区域

30a、b 轴向连接器件

33 径向间隙

32a、b 轴向连接部

40 径向支撑器件

40a 支撑面

41 径向支撑器件

41a 支撑面

42 第一支撑区域

44 第二支撑区域

46 轴向止挡部

48 轴向止挡部

50 间隙

60 功率电子装置

62 控制电子装置

64 能量源

A 中轴线

Claims (10)

1.一种电机(1)的定子(10)，所述定子具有：

环形的、围绕中轴线(A)构造的叠片组(11)，具有线圈端部(16a、b)的定子线圈(16)借助于绕组体(12a、12b)布置在所述叠片组上；以及

具有多个相互绝缘的连接导体(22至26)的接线装置(20)，所述连接导体具有用于连接所述定子线圈(16)的线圈连接区域(22a至26a)，其中，所述接线装置(20)沿轴向的接合方向接合到所述定子线圈(16)，并且与所述定子线圈相邻地布置，并且利用轴向连接器件(30a、b)在形成多个轴向连接部(32a、b)的情况下固定在所述绕组体(12a)上，

其特征在于，

所述接线装置(20)具有用于与所述绕组体(12a)共同作用的径向支撑器件(40、41)，所述径向支撑器件与所述轴向连接器件(30a、b)独立地构造。

2.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述轴向连接部(32a、b)具有用于产生径向游隙的径向间隙(33)。

3.根据权利要求1或2所述的定子，其特征在于，绕组体(12a)具有绕组区域(15)，所述绕组区域由绕组支架(13)以及两个沿轴向方向限定所述绕组区域(15)并且与所述绕组支架(13)连接的支腿(14、15)构成，其中，所述轴向连接器件(30a、b)构造在所述绕组体(12a)的所述支腿(14、15)上，并且其中，所述径向支撑器件(40、41)与多个绕组体(12a)的至少一个支腿(14、15)共同作用。

4.根据权利要求3所述的定子，其特征在于，所述径向支撑器件(40、41)构造用于与所述绕组体(12a)中的一个绕组体上的两个支腿(14、15)共同作用，并且构造第一支撑区域(42)并且根据需要构造第二支撑区域(44)，其中，所述接线装置(20)相对于所述定子线圈(16)借助于两个支撑区域(42、44)中的仅一个支撑区域实现定心。

5.根据权利要求4所述的定子，其特征在于，所述支撑器件(40、41)具有第一支撑面(40a)和与所述第一支撑面径向间隔开的第二支撑面(41a)，其中，所述第一支撑面(40a)和所述支腿中的一个支腿(14)的与第一支撑面共同作用的引导区段(14a)平行于所述中轴线(A)延伸并且形成所述第一支撑区域(42)，并且其中，所述第二支撑面(41A)和另一支腿(15)的与所述第二支撑面共同作用的接触区段(15a)构造成相对于所述中轴线(A)倾斜并且形成所述第二支撑区域(44)。

6.根据权利要求4或5所述的定子，其特征在于，所述连接导体(22至26)的线圈连接区域(22a至26a)与引起所述接线装置(20)的定心的支撑区域(42)相邻地布置。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的定子，其特征在于，所述支撑区域(42、44)径向地构造在所述轴向连接器件(30a、b)之间。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的定子，其特征在于，线圈(16)的两个线圈端部(16a、b)在所述绕组体(12a)中的一个绕组体的同一支腿(14、15)上从所述绕组区域(17)中伸出，其中，所述第一支撑区域(42)沿所述定子(10)上的圆周方向构造在所述支腿(14、15)的这些线圈端部(16a、b)之间。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的定子，其特征在于，所述接线装置(20)和所述绕组体(12a)相对于彼此的轴向位置通过轴向在两侧起作用的轴向止挡部(46、48)基本上无游隙地固定，所述轴向止挡部由所述轴向连接器件(40、41)构成。

10.一种具有转子(8)和定子(10)的电机(1)，其中，所述定子(10)根据权利要求1至9中至少一项构造。

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