CN115136463A - 用于电机的定子、电机和车辆 - Google Patents

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Abstract

一种用于电机(20)的定子(1)，包括：‑具有定子槽(3)的定子芯(2)，定子槽(3)相对于定子(1)的中心轴线(4)沿轴向方向形成，并且以相对于中心轴线(4)沿周向方向分布的方式布置；‑具有大量发卡式元件装置(6)的发卡式绕组(5)，发卡式元件装置(6)布置在定子槽(3)中，并且每个发卡式元件装置从定子芯(2)的端侧露出；以及至少一个具有主体(9)的绝缘装置(8),在该主体中形成以沿周向方向分布的方式布置的大量通道开口(10),其中相应的发卡式元件装置(6)穿过通道开口(10)之一，并且绝缘装置(8)规定发卡式元件装置(6)距接收发卡式元件装置(6)的定子槽(3)的边缘(11)的距离。

Description

用于电机的定子、电机和车辆
技术领域
本发明涉及一种用于电机的定子，包括：具有定子槽的定子芯，定子槽相对于定子的中心轴线沿轴向方向形成，并且以相对于中心轴线沿周向方向分布的方式布置；以及具有多个发卡式元件装置的发卡式绕组，发卡式元件装置布置在定子槽中，并且每个发卡式元件装置从定子芯的端面露出。
此外，本发明涉及一种电机和一种车辆。
背景技术
具有发卡式绕组的定子已经成为工业发展努力的焦点，特别是在车辆的电驱动领域。与分布式绕组相比，它们尤其允许基本自动化的制造过程，因为可以省去由细导线形成的绕组的复杂引入。
文献DE102017201533A1公开了一种用于电机的定子，包括具有纵向轴线和多个分别沿纵向轴线延伸的槽的环形叠片芯、多个设计为发卡形并且分别布置在形成环的槽中的连接线以及槽的绝缘层，绝缘层布置在其内侧上并且实施为绝缘纸。
在这种类型的定子的情况下，绝缘纸不仅用作电绝缘体，而且用于将发卡式元件装置定位在定子槽中。为此，绝缘纸被引入定子槽中，并完全覆盖定子槽。然后，发卡式元件装置被推入定子槽中，因此绝缘纸将发卡式元件装置与定子芯分开。通常，以这种方式形成的装置通过浸渍过程固定。
这种类型的定子的缺点包括绝缘纸仅允许低的定位精度，此外还在发卡式元件装置和定子芯之间形成热绝缘体。
发明内容
本发明基于指定在定子芯中布置发卡式绕组的改进可能性的目的。
根据本发明，为了实现这一目的，提出了一种开头所述类型的定子，该定子还包括至少一个具有主体的绝缘装置，在该主体中形成有以沿周向方向分布的方式布置的多个通道开口，其中相应的发卡式元件装置穿过其中一个通道开口，并且该绝缘装置预先限定发卡式元件装置距接收发卡式元件装置的定子槽的边缘的距离。
本发明基于通过绝缘装置在相应的定子槽内实现发卡式元件装置的限定位置的考虑，绝缘装置的通道开口预先限定发卡式元件装置相对于定子槽的位置。这里可以省去传统使用的绝缘纸，该绝缘纸必须在单独的工作步骤中以复杂的方式引入定子槽中。在根据本发明的定子的情况下，发卡式绕组相对于定子芯的电绝缘通过由绝缘装置预先限定的距离来确保。
本发明意义上的发卡式绕组是由基本刚性的、可选弯曲的模制导体形成的绕组。在德语中，术语“Haarnadelwicklung”被称为“Hairpinwicklung”[发卡式绕组]，因此德语术语“Hairpin”可被德语术语“Haarnadel”[发卡]替换，即使是在单词组合中。
绝缘装置的主体通常是环形的。绝缘装置的中心轴线优选对应于定子的中心轴线。
有利地，在根据本发明的定子的情况下，可以规定相应的通道开口的边缘具有指向通道开口中并预先限定距离的突出部。这里，突出部为发卡式元件装置产生合适的支撑点或支撑表面，以便可靠地预先限定其与定子凹槽的距离。
在根据本发明的定子的情况下，进一步优选的是，每个发卡式元件装置具有多个发卡式元件，发卡式元件以相对于中心轴线在层叠方向上层叠的方式布置在定子槽中。
在有利发展中，可以规定，对于发卡式元件装置的相应发卡式元件，突出部之一形成在通道开口的一个或相应边缘部分上，该边缘部分沿着或平行于层叠方向延伸。结果，每个发卡式元件可被单独支撑，特别是在两侧，用于预先限定距离。
可替代地或另外，可以规定，对于相对于层叠方向为外部发卡式元件的发卡式元件装置的一个或相应发卡式元件，突出部之一形成在通道开口的边缘部分上，该边缘部分相对于层叠方向横向延伸。发卡式元件装置因此可以沿着层叠方向被可靠地支撑，以便预先限定距离。
层叠方向通常相对于定子的中心轴线沿径向方向延伸。
在根据本发明的定子的情况下，特别有利的是，围绕发卡式元件装置的浇铸化合物布置在定子槽中。结果，在电机运行期间产生的热量可以通过浇注化合物转移到定子芯。与具有绝缘纸的传统定子相比，该绝缘纸在发卡式绕组和定子芯之间形成热障，因此可以显著改善发卡式绕组的散热。也就是说，热量可以直接从浇注化合物转移到定子芯。改进的散热提高了电机的效率，特别是可以提高电机的连续输出。浇铸化合物优选是固化树脂。
此外，优选地，浇铸化合物可以基本完全填充和密封定子槽和发卡式元件装置之间的空间，而基本没有空气。因此，散热可以进一步增加。因此，“基本”意味着仅仅考虑无意的制造公差。
优选地，在根据本发明的定子的情况下，绝缘装置布置在定子芯的端面上。因此，这种绝缘装置也可被视为定子端板。
此外，绝缘装置可以布置在定子芯的与第一端面相对的另一端面上。发卡式绕组因此在两侧被支撑，以便预先限定距离。这种绝缘装置也可被视为定子端板。
此外，在根据本发明的定子的情况下，可以规定，定子芯沿着轴向方向被细分成至少两个部分定子芯，绝缘装置布置在相应的一对相邻的部分定子芯之间。因此，可以实现发卡式绕组的附加切向或径向支撑。组合的切向和径向支撑也是可能的。
本发明所基于的目的还通过一种电机来实现，该电机包括根据本发明的定子和可旋转地布置在定子内的转子。
此外，本发明所基于的目的通过一种车辆来实现，该车辆包括根据本发明的电机，该电机配置成驱动该车辆。
附图说明
本发明的更多优点和细节将从下面参照附图描述的示例性实施例中显现出来。附图是示意图，其中，
图1示出了根据本发明的定子的第一示例性实施例的端面的透视图；
图2示出了根据第一示例性实施例的定子的详细剖视图；
图3示出了根据第一示例性实施例的定子的详细透视图；
图4示出了根据本发明的定子的第二示例性实施例的示意图；
图5示出了根据本发明的定子的第三示例性实施例的示意图；以及
图6示出了具有根据本发明的电机的示例性实施例的根据本发明的车辆的示例性实施例的示意图。
具体实施方式
图1是定子1的第一实施例的端面的透视图。
定子1包括具有定子槽3的定子芯2，定子槽3隐藏在图1中(参见图2和图3),并且相对于定子的中心轴线4沿着轴向方向形成。定子槽3以相对于中心轴线4沿周向方向分布的方式布置在定子芯2中。
此外，定子1包括具有多个发卡式元件装置6的发卡式绕组5，发卡式元件装置6以沿周向方向分布的方式布置在定子槽3中，并且每个发卡式元件装置6从定子芯2的端面露出。发卡式绕组5因此在定子芯2的两个端面上形成绕组头部7。
根据第一示例性实施例，绝缘装置8设置在定子1中。所述绝缘装置具有环形主体9，其中形成有以周向方向分布的方式布置的多个通道开口10。相应的发卡式元件装置6穿过其中一个通道开口10。
图2示出了根据第一示例性实施例的定子1的详细剖视图。
绝缘装置8(见图1)预先限定发卡式元件装置6距接收它的定子槽3的边缘11的距离。
图3是根据第一示例性实施例的定子1的详细透视图。只有一个发卡式元件装置6(在图3中居中示出)被完全示出，而其他定子槽3被示出为未被占据或仅被部分占据，以便能够更准确地描述绝缘装置8。
每个发卡式元件装置6包括多个发卡式元件12a、12b，这里举例为四个，这些发卡式元件相对于中心轴线4(见图1)以在由箭头13表示的层叠方向上层叠的方式布置在定子槽3中。绝缘装置8的每个通道开口10包括沿着层叠方向延伸的两个边缘部分14a、14b，以及相对于层叠方向横向延伸的两个边缘部分15a、15b。对于发卡式元件装置6的相应发卡式元件12a、12b，突出部16形成在每个相对边缘部分14a、14b上。此外，对于相对于层叠方向的每个外部发卡式元件12a，在相对于层叠方向横向延伸的每个边缘部分15a、15b上设置突出部17。
尽管出于清楚的原因未在图2和图3中示出，但定子槽3填充有围绕发卡式元件装置6的浇铸化合物。浇铸化合物是固化的树脂。
在下文中，描述了定子1的其他示例性实施例，除了下面描述的差异之外，关于第一示例性实施例的所有陈述相应地适用于这些实施例。相同的部件或以相同方式起作用的部件具有相同的附图标记。
图4是定子1的第二实施例的示意图。在该示例性实施例中，两个相同的绝缘装置8布置在定子芯2的两个相对端面上。
图5是定子1的第三示例性实施例的示意图。在该示例性实施例中，定子芯2被细分成两个部分定子芯18。除了布置在端面上的两个绝缘装置8之外，根据第二示例性实施例，在相邻的部分定子芯18之间布置另一个绝缘装置8，所述绝缘装置以基本对应于另外两个绝缘装置8的方式形成。当然，定子芯2也可被细分成多于两个的部分定子芯18，绝缘装置8设置在相应的相邻的一对部分定子芯18之间。
图6是具有电机20的示例性实施例的车辆19的示例性实施例的示意图。电机20配置用于驱动车辆19，并且包括根据前述示例性实施例之一的定子1，转子21可旋转地布置在定子1中。车辆是电动车辆(BEV)或混合动力车辆。可以看出，中心轴线4对应于转子21的旋转轴线。

Claims (11)

1.一种用于电机(20)的定子(1)，包括：
-具有定子槽(3)的定子芯(2)，定子槽(3)相对于定子(1)的中心轴线(4)沿轴向方向形成，并且以相对于中心轴线(4)沿周向方向分布的方式布置；以及
-具有多个发卡式元件装置(6)的发卡式绕组(5)，发卡式元件装置(6)布置在定子槽(3)中，并且每个发卡式元件装置从定子芯(2)的端面露出，
其特征在于，
至少一个具有主体(9)的绝缘装置(8),在该主体中形成以沿周向方向分布的方式布置的多个通道开口(10),其中相应的发卡式元件装置(6)穿过通道开口(10)之一，并且绝缘装置(8)预先限定发卡式元件装置(6)距接收发卡式元件装置(6)的定子槽(3)的边缘(11)的距离。
2.如权利要求1所述的定子，其中，
相应的通道开口(10)的边缘具有突出部(16、17),突出部指向通道开口中并预先确定所述距离。
3.如权利要求1或2所述的定子，其中，
每个发卡式元件装置(6)具有多个发卡式元件(12a、12b)，所述发卡式元件(12a、12b)以相对于中心轴线(4)在层叠方向上层叠的方式布置在定子槽(3)中。
4.如权利要求2和3所述的定子，其中，
对于所述发卡式元件装置(6)的相应发卡式元件(12a、12b),所述突出部之一(16)形成在所述通道开口(10)的一个或相应边缘部分(14a、14b)上，该边缘部分沿着或平行于层叠方向延伸。
5.如权利要求2和3或权利要求4所述的定子，其中，
对于相对于层叠方向为外部发卡式元件的发卡式元件装置(6)的一个或相应发卡式元件(12a),所述突出部之一(17)形成在所述通道开口(10)的边缘部分(15a、15b)上，该边缘部分相对于层叠方向横向延伸。
6.如前述权利要求之一所述的定子，其中，
围绕所述发卡式元件装置(6)的浇铸化合物布置在所述定子槽(3)中。
7.如前述权利要求之一所述的定子，其中，
绝缘装置(8)布置在所述定子芯(2)的端面上。
8.如权利要求7所述的定子，其中，
绝缘装置(8)布置在所述定子芯(2)的与第一端面相对的另一端面上。
9.如前述权利要求之一所述的定子，其中，
所述定子芯(2)沿轴向方向被细分成至少两个部分定子芯(18)，绝缘装置(8)布置在相应的一对相邻的部分定子芯(18)之间。
10.一种电机(20)，包括如前述权利要求之一所述的定子(1)和可旋转地布置在定子(1)内的转子(21)。
11.一种车辆(19)，包括如权利要求10所述的电机(20)，其配置为驱动车辆(19)。
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