DE102010029614A1

DE102010029614A1 - Fraktionierte Schlitz Multiphasen-Maschinen mit offenen Schlitzen für eine vereinfachte Leitereinführung in einen Stator

Info

Publication number: DE102010029614A1
Application number: DE102010029614A
Authority: DE
Inventors: Rolf Rolling Hills Blissenbach; Dang Dinh Garden Grove Dang; Erik Cypress Hatch; Michael Rancho Palos Verdes Milani
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-07-15
Filing date: 2010-06-02
Publication date: 2011-01-27
Also published as: CN101958585A; US20110012467A1

Abstract

Eine Statoranordnung zur Verwendung mit einer Elektromotoranordnung weist auf, ohne darauf beschränkt zu sein, einen Statorkern mit einer Innenfläche und einer Vielzahl von offenen Schlitzen, die in der Innenfläche definiert sind. Die Statoranordnung weist außerdem eine Windung mit einer Vielzahl elektrischer Leiter auf. Die Windung ist mit dem Statorkern verbunden, so dass eine vorbestimmte Zahl der Vielzahl von elektrischen Leitern in jedem offenen Schlitz angeordnet ist. Die Windung ist ausgebildet, um die Höhe einer Drehmomentreaktion zu steuern, die bei Betrieb der Elektromotoranordnung erzeugt wird.

Description

ANGABE ZU FÖDERATIV UNTERSTÜTZTER FORSCHUNG ODER ENTWICKLUNG
Diese Erfindung wurde mit Unterstützung der Regierung im Zusammenhang mit einem Integrierten Fahrantriebssystem für HEV (Hybrid-Elektrofahrzeug), PHEV (Hybrid-Elektrofahrzeug), FCV (DE-FC26-07NT43123), gemacht und durch die US-Energiebehörde ausgezeichnet. Die Regierung hat bestimmte Rechte an dieser Erfindung.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Elektromotoren und insbesondere auf Statoranordnungen.
HINTERGRUND
In den letzten Jahren führt die Weiterentwicklungen in der Technik zu substantiellen Änderungen in der Ausbildung von Automobilen. Eine der Änderung betrifft die Komplexität, sowie den Energieverbrauch von verschiedenen elektrischen Systemen innerhalb eines Automobils, einschließlich alternativer Treibstoff-Fahrzeuge. Beispielsweise nutzen alternative Treibstoff-Fahrzeuge, wie beispielsweise Hybridautos, oft elektrochemische Energiequellen, wie Batterien, Ultrakondensatoren und Brennstoffzellen, um die elektrischen Antriebsmaschinen (oder Elektromotoren) mittels Rädern anzutreiben, teilweise zusätzlich zu anderen Energiequellen, wie einem integrierten Verbrennungsmotor.
Solche Elektromotoren weisen typischerweise eine Rotoranordnung auf, welche auf einer Welle innerhalb einer stationären Statoranordnung rotiert. Die Rotor- und Statoranordnung erzeugen jeweils magnetische Felder die miteinander interagieren, um die Rotoranordnung zu drehen und mechanische Energie zu erzeugen.
Die Statoranordnung enthält typischerweise einen Statorkern mit einer Vielzahl von ferromagnetischen, ringförmigen Schichten (oder Laminierungen), die als Stapel angeordnet sind. Jede Laminierung hat verschiedene Öffnungen die, wenn ausgerichtet oder in eine Linie gebracht, axiale Wege oder Schlitze bilden, die sich durch die Länge des Statorkerns erstrecken. Leitende Elemente, wie Stäbe, Drähte oder dergleichen, typischerweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt, sind um den Statorkern durch diese Schlitze gewunden. Strom der durch diese elektrischen Leiter führt, die durch eine Energiequelle, wie eine Batterie oder eine Brennstoffzelle, betrieben werden, erzeugen einen elektromagnetischen Fluss, der geeignet moduliert werden kann, um die Geschwindigkeit des Motors zu steuern.
Die Schlitze in dem Statorkern haben im Allgemeinen aus axialer Richtung gesehen einen ”U”-förmigen Querschnitt. Die Schlitze sind radial offen zu einer inneren Kavität oder Öffnung des Statorkerns und sind an gegenüberliegenden, axialen Enden des Statorkerns axial offen. Derzeit sind die radialen Öffnungen jedes Schlitzes (der obere Abschnitt des ”U”) in einer Umfangsrichtung des Statorkerns halbgeschlossen. Das bedeutet, dass die radiale Öffnung des jeweiligen Schlitzes zu der inneren Öffnung des Statorkerns eine Breite aufweist die kleiner als die Breite des verbleibenden Rests des Schlitzes ist, wenn in Umfangsrichtung des Statorkerns gemessen wird.
Die Schlitze sind mit halbgeschlossenen Öffnungen ausgebildet, da die Umfangsbreite der radialen Öffnungen jedes der Schlitze die Höhe des Drehmomentreaktion (engl. torque ripple) der elektrischen Maschine beeinflusst. Die Drehmomentreaktion ist eine oszillierende Variation der Höhe des Drehmoments, welches durch die elektrische Maschine geliefert wird. Es ist wünschenswert die Drehmomentreaktion zu minimieren, um eine voraussehbare und im Wesentlichen konstante Drehmomenthöhe zu erhalten. Dementsprechend wird die Umfangsbreite der radialen Öffnung jedes Schlitzes minimiert.
Typischerweise haben die elektrischen Leiter in einer ”Stabanker” Windungskonfiguration eine Breite, die größer ist als die Umfangsbreite einer halbgeschlossenen Öffnung der Schlitze. Dementsprechend können die elektrischen Leiter im Allgemeinen nicht radial in die Schlitze eingeführt werden sondern werden stattdessen axial in den Schlitz durch jede der axialen Schlitzöffnungen eingeführt. Diese Beschränkung verkompliziert den Zusammenbau- oder Montageprozess, da der elektrische Leiter, um axial eingeführt zu werden, im Allgemeinen gerade sein muss. Wenn der elektrische Leiter schließlich in ein axiales Ende eines Schlitzes eingeführt ist und aus dem gegenüberliegenden axialen Ende hervorsteht wird er gebogen, so dass er elektrisch mit einem anderen elektrischen Leiter verbunden werden kann, der aus dem axialen Ende eines anderen Statorschlitzes hervorsteht. Die Montage ist auf diese Weise kompliziert, zeitraubend und arbeitsintensiv.
Wenn vorgebogene elektrische Leiter verwendet werden, wenn die Statoranordnung montiert wird, würde es den Montageprozess vereinfachen und beschleunigen durch das Erlauben der gleichzeitigen Einführungen einer Vielzahl von miteinander verbundenen elektrischen Leitern in eine entsprechende Vielzahl von Statorschlitzen. Jedoch können die vorgebogenen Leiter nicht axial in die Schlitze eingeführt werden. Vielmehr müssten die vorgebogenen Leiter radial in die Schlitze eingeführt werden. Derzeit verhindern die halbgeschlossenen radialen Öffnungen in den Schlitzen eine solche radiale Einführung. Wenn offene Schlitze verwendet werden, könnten vorgebogene Leiter radial in die Statorschlitze eingeschoben werden, was die Montage der Statoranordnung vereinfachen würde. Jedoch haben offene Schlitze einen unerwünschten Effekt auf die Drehmomentreaktion oder Drehmomentwellung.
Dem entsprechend ist es wünschenswert einen Statorkern bereitzustellen, welcher vollständig geöffnete Schlitze aufweist, die eine radiale Einführung der Leiter erlaubt, ohne dass die Höhe der Drehmomentreaktion oder Drehmomentwellung signifikant erhöht wird. Ferner werden andere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung deutlich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und dem vorgenannten technischen Gebiet und dem Hintergrund.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Statoranordnung zur Verwendung mit einem elektrischen Motor ist hierin offenbart. In einem nicht einschränkenden ersten Beispiel, weist eine Statoranordnung zur Verwendung mit einem elektrischen Motor auf, ohne darauf beschränkt zu sein, einen Statorkern mit einer inneren Oberfläche oder Innenfläche, einer Mittelachse und einer Vielzahl von offenen Schlitzen definiert in der Innefläche. Die Anordnung weist außerdem eine Windung mit mehreren elektrischen Leitern auf. Die Windung ist mit dem Statorkern gekoppelt, wobei die mehreren elektrischen Leiter in jedem der offenen Schlitze positioniert sind. Ferner, ist die Windung so konfiguriert, um die Höhe einer Drehmomentreaktion zu steuern, welche durch den Betrieb des Elektromotors erzeugt wird.
In einem zweiten nicht einschränkenden Beispiel, weist eine elektrische Motoranordnung zur Verwendung mit einem Fahrzeug auf, ohne darauf beschränkt zu sein, einen Rotor und eine Statoranordnung, die magnetisch mit dem Rotor gekoppelt ist. Die Statoranordnung weist auf, ohne darauf beschränkt zu sein, einen Statorkern mit einer inneren Oberfläche oder Innenfläche, einer Mittelachse und einer Vielzahl von offenen Schlitzen, definiert in der Innenfläche. Die Anordnung weist außerdem eine Windung mit mehreren elektrischen Leitern auf. Die Windung ist mit dem Statorkern gekoppelt, so dass die mehreren elektrischen Leiter in jedem der offenen Schlitze positioniert sind. Ferner, ist die Windung so konfiguriert, um die Höhe einer Drehmomentreaktion zu steuern, welche durch den Betrieb des Elektromotors erzeugt wird.
In einem dritten nicht einschränkenden Beispiel, weist ein Verfahren zur Herstellung einer Statoranordnung zur Verwendung mit einem elektrischen Motor auf, ohne darauf beschränkt zu sein, einen Statorkern, der eine im allgemeinen ringförmige Konfiguration aufweist, eine Innenfläche oder innere Oberfläche, welche eine Innenöffnung in dem Statorkern bildet, eine Mittelachse, welche im Wesentlichen konzentrisch mit der Innenöffnung ist, und eine Vielzahl von offenen Schlitzen, die sich axial innerhalb der Innenfläche erstrecken. Das Verfahren weist weiter das Biegen der mehreren elektrischen Leiter in eine gewünschte Konfiguration auf, um mehrere vorgebogene Leiter zu bilden. Das Verfahren weist außerdem das Einführen der mehreren vorgebogenen Leiter in einer radialen Richtung in jede der mehreren Schlitze auf, so dass dort mehrere vorgebogene Leiter in jedem der Schlitze angeordnet ist. Die Methode enthält auch das Konfigurieren der mehreren vorgebogenen Leiter, so dass sie eine Windung bilden, die die Höhe einer Drehmomentreaktion steuert, erzeugt durch den Betrieb des Elektromotors.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ein oder mehrere Ausführungsformen werden in Verbindung mit den folgenden gezeichneten Figuren beschrieben, wobei gleiche Nummern gleiche Elemente bezeichnen, und
1 ein schematisches Diagramm eines beispielhaften Fahrzeugs ist, das die Art und Weise darstellt, wie ein nicht einschränkendes Beispiel eines Elektromotors, welcher eine Statoranordnung aufweist, gemäß der vorliegenden Offenbarung hergestellt, mit verschiedenen Unterkomponenten des Fahrzeugs integriert ist;
2 eine Explosionsdarstellung ist eines nicht einschränkenden Beispiels einer Rotoranordnung und einer Statoranordnung, hergestellt nach den Lehren der vorliegenden Offenbarung;
3 eine schematische Seitenansicht der Rotoranordnung gemäß 2 ist;
4 eine schematische Querschnittsansicht ist eines beispielhaften Statorkerns der eine halbgeschlossene Schlitzkonfiguration für einen Statorschlitz illustriert;
5 eine schematische Querschnittsansicht eines beispielhaften Statorkerns ist, der eine offene Schlitzkonfiguration für einen Statorschlitz illustriert;
6 eine ausgeklappte, teilweise schematische Querschnittsansicht ist, der offenen Schlitzkonfiguration gemäß 5, welche die Windungskonfiguration darstellt, die die Drehmomentreaktion, durch eine elektrische Maschine minimiert, erzeugt;
7A–E teilweise Querschnittsansichten sind, welche ein Verfahren darstellen zum Herstellen der Statoranordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende detaillierte Beschreibung ist lediglich von beispielhafter Natur und nicht dazu gedacht, die Anwendung und Verwendungen zu beschränken. Ferner ist es nicht beabsichtigt, an eine genannte oder implizierte Theorie in dem vorliegenden technischen Gebiet, Hintergrund und kurzen Zusammenfassung oder der folgenden detaillierten Beschreibung gebunden zu sein.
Wie hier verwendet, bezieht sich die Bezeichnung ”offener Statorschlitz” auf einen Statorschlitz, wobei die Breite der radialen Öffnung in dem Schlitz von einer inneren Öffnung des Statorkerns aus, im Wesentlichen die selbe ist, wie die Breite des verbleibenden Schlitzes oder Restschlitzes, wenn in einer im Wesentlichen Umfangsrichtung um die Mittelachse des Statorkerns gemessen wird.
Wie hier verwendet, bezieht sich die Bezeichnung ”halbgeschlossener Statorschlitz” auf einen Statorschlitz, wobei die Breite der radialen Öffnung in dem Schlitz von einer inneren Öffnung des Statorkerns aus, kleiner als die Breite des verbleibenden Schlitzes oder Restschlitzes ist, wenn in einer im Wesentlichen Umfangsrichtung um die Mittelachse des Statorkerns gemessen wird.
Wie hier verwendet, bezieht sich die Bezeichnung ”Dreiphasen-Strom” auf ein allgemein bekanntes Verfahren, zum Übertragen von elektrischer Energie, wobei drei Leiterkreise drei alternierende Ströme derselben Frequenz tragen, welche ihre momentanen Höchstwerte zu verschiedenen Zeiten erreichen. Nimmt man einen elektrischen Leiter als Referenz, so sind die anderen beiden Ströme um ein Drittel und um zwei Drittel eines elektrischen Stromzyklus zeitversetzt. Die Zeitversetzung zwischen den Phasen hat den Effekt, dass eine im Wesentlichen konstante Energieübertragung für jeden Stromzyklus gegeben werden kann.
Wie hier verwendet, bezieht sich die Bezeichnung ”Mehrphasen-Strom” auf ein Verfahren, zum Übertragen von elektrischer Energie, wobei mehr als drei Leiterkreise eine entsprechende Anzahl von alternierenden Strömen derselben Frequenz tragen, welche ihre momentanen Höchstwerte zu verschiedenen Zeiten erreichen. Ist die Zahl der alternierenden Ströme N, so ist jede der Ströme zueinander um 1/N^th eines elektrischen Stromzyklus zeitversetzt. Zum Beispiel ist in einem System das 5 Phasen und einen 360° Zyklus aufweist, der momentane Höchstwert für jeden der 5 elektrischen Ströme in jeder der fünf elektrischen Leiter jeweils um 72 Grad von dem anderen versetzt.
Wie hier verwendet, bezieht sich die Bezeichnung ”Windung” auf elektrische Leiter, die in Statorschlitze eingeführt und miteinander verbunden sind, um den Statorkern zu umwickeln, zum Zwecke des Transportieren von elektrischem Strom durch den Statorkern, um einen magnetischen Fluss zu erzeugen, welcher verwendet wird, um einen Rotor in einem Elektromotor zu drehen.
Wie hier verwendet, bezieht sich die Bezeichnung ”Dreiphasen-Windung” auf eine Windung von elektrischen Leitern, die um einen Statorkern gewickelt sind, der zum Liefern von Dreiphasen-Strom ausgebildet ist.
Wie hier verwendet, bezieht sich die Bezeichnung ”Mehrphasen-Windung” auf eine Windung von elektrischen Leitern, die um einen Statorkern gewickelt sind, der zum Liefern von Mehrphasen-Strom ausgebildet ist.
Wie hier verwendet, bezieht sich die Bezeichnung ”ganzzahlige Schlitzwindung” auf eine Windung von elektrischen Leitern, die um einen Statorkern gewickelt sind, wobei die Anzahl von Schlitzen pro Pol pro Phase eine ganze Zahl ist. Hat eine Windung zum Beispiel zwei Schlitze pro Pol pro Phase, dann ist die Anzahl der Schlitze pro Pol, die zum Führen von elektrischen Leitern einer der Phasen des elektrischen Stroms vorgesehen werden, zwei ganze Schlitze.
Wie hier verwendet, bezieht sich die Bezeichnung ”geteilte oder fraktionale Schlitzwindung” auf eine Windung von elektrischen Leitern, die um einen Statorkern gewickelt sind, wobei die Anzahl von Schlitzen pro Pol pro Phase keine ganze Zahl ist, sondern stattdessen ein Bruchteil oder eine Bruchzahl. Hat eine Windung zum Beispiel 1,5 Schlitze pro Pol pro Phase, dann ist die Anzahl der Schlitze pro Pol, die zum Führen von elektrischen Leitern einer der Phasen des elektrischen Stroms vorgesehen werden, eineinhalb Schlitze. Wenn eine Windung für fraktionale oder geteilte Schlitzwindungen ausgebildet ist, dann werden einige oder alle Schlitze elektrische Leiter aufnehmen zum Führen von elektrischem Strom verschiedener Phasen.
Wie hier verwendet, bezieht sich die Bezeichnung ”konventionelle Windung” auf eine Windung die ausgebildet ist, um elektrische Dreiphasenströme zu führen und die weiter ausgebildet ist, so dass die Anzahl von Schlitzen pro Pol pro Phase eine ganze Zahl ist. Der Begriff ”konventionelle Windung” soll austauschbar mit dem Begriff ”ganzzahlige Dreiphasen-Schlitzwindung” gebraucht werden.
Wie hier verwendet, bezieht sich die Bezeichnung ”Multiphasen fraktionierte oder geteilte Schlitzwindung Windung” auf eine Windung die ausgebildet ist, um elektrische Mehrphasenströme zu führen und die weiter ausgebildet ist, so dass die Anzahl von Schlitzen pro Pol pro Phase eine Bruchzahl und keine ganze Zahl ist.
Wie hier verwendet, bezieht sich die Bezeichnung ”Drehmomentreaktion” auf eine natürlich auftretende Oszillierung oder Schwankung in der Höhe des Drehmoments, das durch einen Elektromotor und/oder durch andere elektrische Maschinen geliefert wird.
Statorkerne, welche offene Schlitze aufweisen, können in Elektromotoren, trotz ihres Effekts des Erhöhens der Drehmomentreaktion oder Drehmomentwellung, verwendet werden, wenn die Erhöhung in der Drehmomentreaktion zumindest teilweise ausgeglichen oder gesteuert werden kann, durch ein anderes Konstruktionsmerkmal oder Charakteristik des Elektromotors. Eine Lösung ist, dass die Windung derart ausgebildet wird, so dass die Drehmomentreaktion reduziert wird. Es wurde herausgefunden, dass die Verwendung von Mehrphasen-Windungen, wenn sie mit Statorkernen mit offenen Schlitzen gekoppelt werden, die Höhe oder Stärke der Drehmomentreaktion reduzieren kann, verglichen mit konventionellen Windungen. Es wurde außerdem herausgefunden, dass die Verwendung von fraktionierten oder geteilten Schlitzwindungen, wenn sie mit Statorkernen mit offenen Schlitzen gekoppelt sind, die Höhe oder Stärke der Drehmomentreaktion reduzieren kann, verglichen mit konventionellen Windungen. Ferner wurde herausgefunden, dass die Verwendung einer Mehrphasen – fraktionierten oder geteilten Schlitzwindung, wenn sie mit Statorkernen mit offenen Schlitzen gekoppelt wird, die Höhe oder Stärke der Drehmomentreaktion reduzieren kann, verglichen mit konventionellen Windungen.
Ein besseres Verständnis der Vorrichtung und des Verfahrens, wie hierin offenbart, kann erzielt werden, durch eine Durchsicht der Darstellungen, die die Anmeldung begleiten, zusammen mit einer Durchsicht der folgenden detaillierten Beschreibung.
1 ist ein schematisches Diagramm eines beispielhaften Fahrzeugs 10, wie einem Automobil. Das Fahrzeug 10 weist ein Chassis oder ein Fahrgestell 12, eine Karosserie 14, vier Räder 16 und ein elektronisches Steuerungssystem 18 (oder elektronische Steuerungseinheit (ECU)) auf. Die Karosserie 14 ist auf dem Fahrgestell 12 angeordnet und umschließt im Wesentlichen die anderen Komponenten des Fahrzeugs 10. Die Räder 16 sind jeweils drehbar an das Fahrgestell 12 gekoppelt, in der Nähe der entsprechenden Ecken der Karosserie 14.
Das Fahrzeug 10 kann jedes von mehreren verschiedenen Automobil-Typen sein, wie zum Beispiel eine Limousine, ein Kombiwagen, ein Lastwagen, ein Truck oder ein Geländewagen (SUV) und kann einen Zweiradantrieb (2WD) (d.h., einen Hinterradantrieb oder einen Vorderradantrieb), einen Vierradantrieb (4WD), oder einen Allradantrieb (AWD) aufweisen. Das Fahrzeug 10 kann ebenso einen oder eine Kombination einer Anzahl von verschiedenen Motortypen (oder Antriebe) aufweisen, wie zum Beispiel einen gasbetriebenen oder dieselbetriebenen Verbrennungsmotor, einen sog. ”flex fuel vehicle” (FFV) Motor (d.h. die Verwendung einer Mischung aus Gas und Alkohol), einen Gaskomponenten-Kraftstoffmotor (z. B. Wasserstoff und/oder Erdgas), oder eine Brennstoffzelle, einen aus einer Kombination aus einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor bestehenden Hybridmotor und einen Elektromotor.
In dem Ausführungsbeispiel wie es in 1 gezeigt ist, ist das Fahrzeug 10 ein Hybrid-Fahrzeug und weist weiter auf eine Aktuatoranordnung 20 (oder Antriebsstrang), eine Batterieanordnung 22, ein Batterieladezustands-(SOC)System 24, ein Leistungselektronikabteil (Power Electronics Bay (PEB)) 26 und einen Kühler 28. Die Aktuatoranordnung 20 weist eine Brennkraftmaschine 30 und ein Elektromotor/Generator-(oder elektrische Antriebsmaschine)System (oder Anordnung) 32 auf. Die Batterieanordnung 22 ist elektrisch mit dem PEB 26gekoppelt und weist in einer Ausführungsform eine Lithium-Ionen (Li-Ionen) Batterie auf, welche eine Vielzahl von Zellen aufweist, wie im Allgemein verwendet. Eine elektronische Antriebsmaschine 32 weist typischerweise eine Vielzahl von elektrischen Komponenten auf, darunter eine Stator- und eine Rotor-Anordnung. In einigen Beispielen weist die Statoranordnung einen ringförmigen Kern auf, welcher eine Vielzahl von ringförmigen Kernlaminierungen aufweist und eine Vielzahl von elektrischen Leitern (oder elektrisch leitenden Elementen) die sich durch diese Laminierungen erstrecken.
2 zeigt eine vereinfachte Explosionsdarstellung eines Teils des Elektromotors 32, welche eine Rotoranordnung 33, eine Statoranordnung 36 und eine Welle 38 zeigt. Es ist so zu verstehen, dass viele Detailelemente, die üblicherweise in einer solchen elektrischen Maschine vorhanden sind, aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit weggelassen wurden.
Die Rotoranordnung 33 weist einen Rotorkörper 34 mit einem im Allgemeinen zylindrischen Aufbau auf und einem im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt über eine Mittelachse AA, welche sich in Längsrichtung durch den Rotorkörper 34 erstreckt. Der Rotorkörper 34 weist eine Kavität oder Öffnung 35 auf, die sich über die gesamte Länge in Längsrichtung des Rotorkörpers 34 erstreckt und ausgebildet ist, die Welle 38 aufzunehmen. Die Rotoranordnung 33 weist auch eine Vielzahl von Permanentmagneten 48 auf, die innerhalb von Magnetkavitäten oder Magnetöffnungen 50 angeordnet sind, die sich axial in dem Rotorkörper 34 erstrecken (s. h. 3 und 5).
Die Welle 38 ist fest mit dem Rotorkörper 34 verbunden und in einigen Ausführungsformen so ausgebildet, dass sie sich durch die Kavität oder Öffnung 35 erstreckt so dass ein Teil der Welle 38 über die beiden axialen Enden des Rotorkörpers 34 hinaus steht. Wenn die Rotoranordnung 33 innerhalb der Statoranordnung 36 positioniert ist, kann ein Teil der Welle 38 über ein axiales Ende der Statoranordnung 36 hinaus stehen. Der Teil der Welle 38, der über ein axiales Ende der Statoranordnung 36 hinaus steht, kann drehbar gekoppelt sein mit einem Gehäuse, das einen elektrischen Motor 32 beherbergt (nicht gezeigt) und dabei die Rotoranordnung 33 drehbar unterstützt, wenn die Rotoranordnung 33 innerhalb der Statoranordnung 36 angeordnet ist. Ein gegenüberliegendes Ende der Welle 38 wird verwendet, um ein Moment zu erzeugen, durch die Drehung der Rotoranordnung 33 innerhalb der Statoranordnung 36.
Die Statoranordnung 36 enthält einen Statorkern 40 und eine Windung 42. Der Statorkern 40 enthält eine Vielzahl von Statorschlitzen 44, die in der Oberfläche 45 definiert sind, welche die Innenöffnung oder Kavität 46 innerhalb des Statorkerns 40 bildet. Die Öffnung 46 weist einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt innerhalb des Statorkerns 40 auf. Die Mittelachse AA verläuft axial durch ein ungefähres oder angenähertes (engl. approximate) Zentrum der Öffnung 46: Die Statorschlitze 44 erstrecken sich axial durch den Statorkern 40 und fluchten mit der Mittelachse AA. Die Öffnung 46 ist ausgebildet, um die Rotoranordnung 33 aufzunehmen und die Rotoranordnung 33 ist ausgebildet, um innerhalb der Öffnung 46 zu rotieren.
Die Windungen 42 weisen eine Vielzahl von elektrischen Leitern auf, die im Allgemeinen Kupfer oder eine Kupferlegierung aufweisen. Die mehreren elektrischen Leiter sind innerhalb jedes Statorschlitzes 44 angeordnet. Jeder der mehreren elektrischen Leiter erstreckt sich entlang der gesamten axialen Länge eines Statorschlitzes 44 und ragt über beiden axialen Enden des Statorschlitzes 44. Die vorstehenden Teile sind gebogen und/oder gedreht zu dem zweiten elektrischen Leiter, der aus einem axialen Ende des zweiten Statorschlitzes 44 hervorsteht und ist dann elektrisch hiermit verbunden, wie beispielsweise durch Schweißen oder durch ein anderes Verfahren oder eine andere mechanische Einrichtung, die geeignet ist zwei elektrische Leiter miteinander elektrisch zu verbinden. Das Positionieren der mehreren elektrischen Leiter in jedem der Schlitze und das Biegen und/oder Drehen ihrer entsprechenden Enden erfolgt, um mit den anderen elektrischen Leitern in den anderen Schlitzen elektrisch verbunden zu werden, um den Umfang des Statorkerns 40, bis jeder der Statorschlitze 44 eine Vielzahl von elektrischen Leitern aufweist, die die Windung 42 bilden. In einigen Ausführungsformen ist nur ein einziger elektrischer Leiter in jedem der Statorschlitze 44 positioniert, um eine Windung 42 zu bilden.
Während des Betriebs fließt elektrischer Strom durch die Windung 42. Wenn der elektrische Strom fließt wird ein Magnetfluss erzeugt, der mit dem Fluss, der von den Permanentmagneten 48 der Rotoranordnung 33 ausgeht, interagiert. Die Flussinteraktion zwischen der Statoranordnung 36 und der Rotoranordnung 33 bewirkt, dass die Rotoranordnung 33 mit der Welle 38 um die Achse A-A dreht und mechanische Energie dabei generiert.
3 zeigt eine schematische Schnittansicht der Rotoranordnung 33. Eine Vielzahl von Magnetaussparungen oder -aufnahmen 50 sind in dem Rotorkörper 34 angeordnet. Jede Magnetaufnahme oder Magnetkavität 50 beherbergt einen einzigen Permanentmagneten 48. In einigen Ausführungsformen können sich die Permanentmagnete 48 und die Magnetöffnungen oder -kavitäten 50 entlang im Wesentlichen der gesamten axialen Länge des Rotorkörpers 34 erstrecken. In anderen Beispielen können sich die Permanentmagnete 48 nur teilweise entlang der axialen Länge des Rotorkörpers 34 erstrecken.
In der dargestellten Ausführungsform sind Magnetkavitäten 50 zusammen gruppiert in Kavitätspaare oder Aussparungspaare 52. In der dargestellten Ausführungsform sind zwölf Paare von Kavitäten oder Aussparungen 52 vorgesehen, welche einen im Allgemeinen kreisförmigen Ring um die Öffnung 35 bilden. Die Permanentmagnete 48 sind derart in jeder der Kavitätspaare oder Aussparungspaare 52 angeordnet, so dass beide Permanentmagnete 48 dieselbe magnetische Pol-Orientierung aufweisen. Zum Beispiel können beide Permanentmagnete 48 in einem ersten Paar von Kavitäten oder Öffnungen bzw. Aussparungen 52 ausgerichtet sein, so dass ihre entsprechenden Nordpole in dieselbe radiale Richtung zeigen (mit Bezug auf die Richtung der Magnetisierung jedes Magnets). In diesem Fall, kooperieren die Magnete in jedem Paar von Aussparungen 52, um einen einzelnen Magnetpol zu bilden.
Jedes Aussparungpaar 52 beherbergt Permanentmagnete 48 in einer magnetischen Orientierung, die das Gegenteil ist, von jedem der benachbarten Aussparungspaare 52. Dem entsprechend bildet die kreisförmige Ringanordnung der Aussparungspaare 52 ein abwechselndes Muster von Magnetpolen (d.h. erst Nord, Süd, dann Nord, dann Süd usw.). Die Paarungen der Permanentmagnete 48 werden so zusammengestellt, um Magnetpole zu bilden, die einen Magnetfluss erzeugen, der mit dem Magnetfluss interagiert, der durch die Statoranordnung 36 erzeugt wird, um eine Rotation der Rotoranordnung 33 zu bewirken. Das wiederum erzeugt ein Moment, das auf die Welle 38 übertragen wird.
4 zeigt eine schematische Schnittansicht des Statorkerns 40, welcher halbgeschlossene Statorschlitze 53 aufweist. Jeder halbgeschlossene Statorschlitz 53 weist eine halbgeschlossene Öffnung 54 mit einer Breite W1 (gemessen in Umfangsrichtung) auf. Im Wesentlichen weist der gesamte verbleibende Abschnitt oder Restabschnitt des halbgeschlossenen Statorschlitzes 53 eine Breite W2 auf (gemessen in Umfangsrichtung). Wie dargestellt, ist die Breite W1 kleiner als die Breite W2. Daher verhindert die halbgeschlossene Öffnung 54 das radiale Einführen in den halbgeschlossenen Statorschlitz 53 eines elektrischen Leiters mit einer Breite gleich der Breite W2 oder jeglicher Breite die größer als die Breite W1 ist.
Viele konventionelle elektrische Leiter die in Statoranordnungen verwendet werden haben eine Breite, die im Wesentlichen gleich der Breite W2 ist. Aus diesem Grund müssen diese elektrischen Leiter axial am Ende des Statorkerns 40 eingeführt werden. Eine halbgeschlossene Statorschlitzanordnung verhindert daher die Implementierung eines Herstellungsprozesses, indem individuelle elektrische Leiter radial in die Statorschlitze eingeführt werden, um die Windung 42 zu bilden. Jedoch weist eine halbgeschlossene Statorschlitzanordnung die Möglichkeit auf, die Schlitzöffnung zu optimieren, um eine Drehmomentreaktion der Statoranordnung 36 zu minimieren.
5 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Statorkerns 40 mit offenen Statorschlitzen 56. Jeder offene Statorschlitz 56 weist eine Öffnung 58 mit einer Breite W1' auf (gemessen in Umfangsrichtung). Der verbleibende Abschnitt des offenen Statorschlitzes 56 weist eine Breite W2' auf (gemessen in Umfangsrichtung). Wie dargestellt ist die Breite W1' im Wesentlichen gleich der Breite W2' und erlaubt daher das radiale Einführen eines elektrischen Leiters in den offenen Statorschlitz 56 mit einer Breite gleich der Breite W2'. Eine offene Statorschlitzanordnung erlaubt die Implementierung eines vereinfachten Herstellungsprozesses und wickelt sich um den Statorkern 40, um eine Windung 42 zu bilden. Jedoch resultiert die Konstruktion einer Statoranordnung 36, welche einen Statorkern 40 mit einer offenen Schlitzkonfiguration oder -anordnung aufweist, in einer Erhöhung der Drehmomentreaktion des Elektromotors 32 im Vergleich zu einem Statorkern mit einer halbgeschlossenen Statorschlitzanordnung.
6 zeigt eine fragmentarische Schnittansicht eines Teils der Rotoranordnung 33 und eines Teils der Statoranordnung 36. Der gezeigte Ausschnitt der Rotoranordnung 33 enthält einen einzelnen Pol (Nord), welcher zwei Permanentmagnete 48 aufweist, die in einem Aussparungspaar 52 aufgenommen sind. Die Statoranordnung 36 weist eine Windung 42 (s. h. 2) auf, die als fraktionierte oder geteilte Schlitz-Multiphasen Windung ausgebildet ist. Diese Anordnung steuert die Drehmomentreaktion, indem sie sie um einen Betrag reduziert, der ausreichend deren Erhöhung ausgleicht, die durch die Verwendung von offenen Statorschlitzen in dem Statorkern 40 verursacht wird. In diesem Beispiel ist eine Fünfphasenfraktionierte oder geteilte Windung mit 1,5 Schlitzen pro Pol pro Phase dargestellt.
In 6 ist eine Statoranordnung 36 mit einem Statorkern 40 mit offenen Statorschlitzen 56 gezeigt. Innerhalb jedes der offenen Statorschlitze 56 sind sechs individuelle elektrische Leiter angeordnet, welche elektrischen Strom axial entlang des Statorkerns 40 führen. In anderen Ausführungsformen kann eine größere oder kleinere Anzahl von elektrischen Leitern verwendet werden. Jeder der elektrischen Leiter ist individuell isoliert, um ihn vor Kurzschlüssen auf benachbarten elektrischen Leitern oder auf einer Innenfläche der offenen Statorschlitze 56 zu schützen.
Um darzustellen, dass der elektrische Strom ein Fünfphasen – elektrischer Strom ist, sind verschiedene Querschnittsmuster dargestellt. Entsprechend weisen alle elektrischen Leiter das Bezugszeichen 60 auf, welche dasselbe Querschnittsmuster aufweisen, um zu bezeichnen, dass alle elektrischen Leiter 60 einen elektrischen Strom einer ersten Phase führen. Alle elektrischen Leiter mit dem Bezugszeichen 62 führen einen elektrischen Strom einer zweiten Phase, der von der Phase, die von den elektrischen Leitern 60 geführt wird, versetzt ist. Alle elektrischen Leiter die das Bezugszeichen 64 aufweisen, haben dasselbe Querschnittsmuster und alle elektrischen Leiter 64 führen einen elektrischen Strom in einer dritten Phase, die von der Phase die von den elektrischen Leitern 62 geführt wird versetzt ist. Alle elektrischen Leiter die das Bezugszeichen 66 aufweisen, haben dasselbe Querschnittsmuster und alle elektrischen Leiter 66 führen einen elektrischen Strom in einer vierten Phase, die von der Phase die von den elektrischen Leitern 64 geführt wird versetzt ist. Alle elektrischen Leiter die das Bezugszeichen 68 aufweisen, haben dasselbe Querschnittsmuster und alle elektrischen Leiter 68 führen einen elektrischen Strom in einer fünften Phase, die von der Phase die von den elektrischen Leitern 60 und den elektrischen Leitern 66 geführt wird versetzt ist.
Die verschiedenen Querschnittsmuster stellen außerdem die 1,5 Schlitze pro Pol pro Phase Konfiguration der Windung 42 dar. Zum Beispiel sind die elektrischen Leiter 60, welche den elektrischen Strom der ersten Phase führen, innerhalb eines vollständigen offenen Statorschlitzes angeordnet und einer Hälfte eines benachbarten offenen Statorschlitzes. Die andere Hälfte des Statorschlitzes enthält die elektrischen Leiter 62, welche den Strom der zweiten Phase führen. Bei Bewegung entgegen dem Uhrzeigersinn beherbergt der nächste offene Statorschlitz 56 sechs zusätzliche elektrische Leiter 62, die den Strom der zweiten Phase führen. Dieses Muster der Einzelphasen-Leiter, welche eineinhalb offene Statorschlitze besetzen, setzt sich fort durch einen Bogen, der benachbart zu dem einzeln Pol sitzt, welcher durch zwei Permanentmagnete 48 gebildet wird. Dieses Muster setzt sich dann um den gesamten Umfang des Statorkerns 40 fort.
In einer anderen Ausführungsform, kann die Windung 42 eine Mehrphasen fraktionierte oder geteilte Windungsanordnung aufweisen, welche größere oder kleinere Fünfphasen in Verbindung mit den 1,5 Schlitzen pro Pol pro Phasenanordnung, wie oben beschrieben, aufweist. In einer weiteren, anderen Ausführungsform kann die Windung 42 geteilte oder fraktionierte Schlitzanordnung aufweisen, anders als die 1,5 Schlitze pro Pol pro Phase in Verbindung mit einer Fünfphasen-Anordnung. In noch anderen Ausführungsformen kann die Windung 42 eine Multiphasen geteilte oder fraktionierte Windungsanordnung ausbilden, welche mehr oder weniger als Fünfphasen und einen fraktionierten oder geteilten Aufbau anders als die 1,5 Schlitze pro Pol pro Phase aufweist.
Andere Konfigurationen von Windungen die geeignet sind die Drehmomentreaktion zu steuern sind ebenfalls möglich. Zum Beispiel kann eine Windung 42 eine drei Phasen Windungsanordnung sein in Verbindung mit einer geteilten Schlitz-Windungsanordnung. Alternativ kann die Windung 42 eine Mehrphasen-Windungskonfiguration in Verbindung mit einer ganzzahligen Schlitz Windungsanordnung ausbilden. In einer weiteren Ausführungsform kann die Zahl der verwendeten Phasen und die Teilung der Schlitze, die pro Pol pro Phase zugeordnet sind, variiert werden.
Die 7A–E stellen ein Verfahren zum Herstellen einer Statoranordnung 36 dar. Zur Vereinfachung der Darstellung und der Klarheit der Ausführungen ist nur ein einzelner elektrische Leiter dargestellt, wobei es so zu verstehen ist, dass diese Verfahren auch gleichzeitig zur Montage einer Vielzahl von elektrischen Leitern an einem Statorkern verwendet werden kann.
In 7A ist ein im Wesentlichen gerader elektrische Leiter 70 dargestellt. Der elektrische Leiter 70 kann jede geeignete Form und vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, eine größere Länge aufweisen als zweimal die Länge in Längsrichtung des Statorkerns 40, um welche der elektrische Leiter gewunden wird. Eine Länge größer als die zweifache Länge des Statorkerns 40 in Längsrichtung erlaubt, dass der elektrische Leiter 70 sich durch mindestens zwei Statorschlitze 44 erstrecken kann. Der elektrische Leiter 70 kann außerdem eine elektrische Isolation (nicht dargestellt) aufweisen, die einen beträchtlichen Abschnitt des elektrischen Leiters 70 umgibt.
Wie in 7A angedeutet ist, sind eine Serie von Kräften F1 und F2 sowie zusätzliche nicht dargestellte Kräfte an verschiedenen Abschnitten des elektrischen Leiters 70 angelegt und bewirken, dass der elektrische Leiter 70 wie gewünscht gebogen wird. Zusätzliche Kräfte können an dem elektrischen Leiter 70 aufgebracht werden, um den elektrische Leiter 70 wie gewünscht zu drehen oder zu verdrehen. Der elektrische Leiter 70 kann in jede gewünschte Form gebogen werden. Der elektrische Leiter 70 kann mit der Hand oder automatisch gebogen werden, um die Massenproduktion von vorgebogenen elektrischen Leitern zu vereinfachen.
7B stellt ein nicht einschränkendes Beispiel eines vorgebogenen elektrischen Leiters 72 dar, der aus dem Biegen des elektrischen Leiters 70 erhalten wurde. Der vorgebogene elektrische Leiter 72 weist zwei im Wesentlichen gerade Abschnitte 74 auf und einen gebogenen Abschnitt 76 verbunden mit den zwei im Wesentlichen geraden Abschnitten 74 und zwei gebogene Abschnitten 78 verbunden mit den zwei im Wesentlichen geraden Abschnitten 74 und Enden gegenüberliegend dem gebogenen Abschnitt 76. Der vorgebogene elektrische Leiter 72 ist so ausgebildet, dass er in zwei nicht aufeinander folgende Statorschlitze positioniert werden kann. In anderen Ausführungsformen können vorgebogene elektrische Leiter 72 ausgebildet sein, um sich entlang einer größeren oder kleineren Anzahl von Statorschlitzen zu erstrecken.
In 7C ist ein vorgebogener elektrischer Leiter 72 axial in eine Kavität oder Aussparung 46 eines Statorkerns 40 eingeführt. Der Statorkern 40 ist ausgebildet, um offene Statorschlitze aufzuweisen.
In 7D ist ein vorgebogener elektrischer 72 innerhalb einer Kavität oder Aussparung 46 so ausgerichtet, dass seine zwei im Wesentlichen geraden Abschnitte 74 mit den zwei nicht aufeinander folgenden Statorschlitzen 44 ausgerichtet oder in einer Linie sind und so dass der gebogene Abschnitt 76 und die zwei gebogenen Abschnitte 78 von gegenüberliegenden axialen Enden des Statorkerns 40 hervorstehen oder überstehen. Einmal sauber ausgerichtet werden die zwei im Wesentlichen geraden Abschnitte 74 radial in die zwei Statorschlitze 44 eingeführt mit denen sie in einer Linie oder ausgerichtet sind und in zwei benachbarte Statorschlitze eingeführt. In einem anderen Beispiel sind zwei im Wesentlichen gerade Abschnitte 74 ausgerichtet mit und eingeführt in zwei benachbarte Statorschlitze.
In 7E ist ein vorgebogener elektrischer Leiter 72 so angeordnet, dass die zwei im Wesentlichen geraden Abschnitte 74 in entsprechenden Statorschlitzen sitzen, der gebogene Abschnitt 76 über ein axiales Ende des Statorkerns 40 hinaus ragt und die zwei gebogenen Abschnitte 78 über gegenüberliegende axiale Enden des Statorkerns 40 hinaus stehen. Die zwei gebogenen Abschnitte 78 können geschweißt oder auf andere Weise elektrisch mit den anderen elektrischen Leitern verbunden werden.
Das Verfahren wie in den 7A–E beschrieben wird wiederholt bis die Windung 42 vollständig ist. Der Prozess kann automatisiert werden und durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die Windung als Multiphasen-Windungsanordnung, als Teilschlitz Windungsanordnung, oder jede andere geeignete Anordnung ausgebildet werden kann, die die Höhe der Drehmomentreaktion steuert.
Während mindestens ein Ausführungsbeispiel in der vorgenannten detaillierten Beschreibung dargestellt wurde, soll davon ausgegangen werden, dass eine Vielzahl von Variationen existieren. Es soll davon ausgegangen werden, dass das Ausführungsbeispiel oder die Ausführungsbeispiele nur Beispiele sind und nicht dazu gedacht sind, den Schutzumfang, die Anwendbarkeit oder den Aufbau der Erfindung in irgendeiner Weise zu beschränken. Mehr noch will die vorgenannte detaillierte Beschreibung dem Fachmann einen geeigneten Fahrplan zum Implementieren des Ausführungsbeispiels oder der Ausführungsbeispiele bereitstellen. Es soll so verstanden werden, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und in der Anordnung der Elemente durchgeführt werden können, ohne von dem Schutzumfang wie in den beigefügten Ansprüchen und den rechtlichen Äquivalenten davon abzuweichen.
WEITERE AUSFÜHRUNGSFORMEN

1. Statoranordnung zur Verwendung mit einer Elektromotoranordnung, wobei die Statoranordnung aufweist: einen Statorkern mit einer Innenfläche und einer Vielzahl von offenen Schlitzen, die in der Innenfläche definiert sind; und eine Windung mit einer Vielzahl von elektrischen Leitern, wobei die Windung mit dem Statorkern verbunden ist, so dass eine vorbestimmte Zahl der Vielzahl von elektrischen Leitern in jedem offenen Schlitz angeordnet ist, wobei die Windung ausgebildet ist, um die Höhe einer Drehmomentreaktion zu steuern, die bei Betrieb der Elektromotoranordnung erzeugt wird.
2. Die Statoranordnung der Ausführungsform 1, wobei die Windung eine Mehrphasen-Windung aufweist.
3. Die Statoranordnung der Ausführungsform 2, wobei die Mehrphasenwindung eine Fünfphasen-Windung aufweist.
4. Die Statoranordnung der Ausführungsform 1, wobei die Windung eine geteilte oder fraktionierte Schlitz-Windung ist.
5. Die Statoranordnung der Ausführungsform 4, wobei die geteilte Schlitzwindung 1.5 Schlitze pro Pol pro Phase aufweist.
6. Die Statoranordnung der Ausführungsform 1, wobei die Windung eine Mehrphasen geteilte Schlitzwindung aufweist.
7. Die Statoranordnung der Ausführungsform 6, wobei die Mehrphasen geteilte Schlitz-Windung eine Fünfphasen geteilte Schlitzwindung aufweist.
8. Die Statoranordnung der Ausführungsform 6, wobei die Mehrphasen geteilte Schlitzwindung 1.5 Schlitze pro Pol pro Phase aufweist.
9. Die Statoranordnung der Ausführungsform 8, wobei die Mehrphasen geteilte Schlitzwindung eine Fünfphasenwindung aufweist.
10. Eine Elektromotoranordnung welche zur Verwendung in einem Fahrzeug ausgebildet ist, wobei die Elektromotoranordnung aufweist: eine Rotor; und eine Statoranordnung, die magnetisch mit dem Rotor gekoppelt ist, wobei die Statoranordnung aufweist: einen Statorkern mit einer Innenfläche und einer Vielzahl von offenen Schlitzen, die in der Innenfläche definiert sind; und eine Windung mit einer Vielzahl von elektrischen Leitern, wobei die Windung mit dem Statorkern verbunden ist, so dass eine vorbestimmte Zahl der Vielzahl von elektrischen Leitern in jedem offenen Schlitz angeordnet ist, wobei die Windung ausgebildet ist, um die Höhe einer Drehmomentreaktion zu steuern, die bei Betrieb der Elektromotoranordnung erzeugt wird.
11. Die Elektromotoranordnung der Ausführungsform 10, wobei die Windung eine Mehrphasen-Windung aufweist.
12. Die Elektromotoranordnung der Ausführungsform 10, wobei die Mehrphasenwindung eine Fünfphasen-Windung aufweist.
13. Die Elektromotoranordnung der Ausführungsform 10, wobei die Windung eine geteilte oder fraktionierte Schlitzwindung aufweist.
14. Die Elektromotoranordnung der Ausführungsform 10, wobei die Windung eine Mehrphasen geteilte oder fraktionierte Schlitzwindung aufweist.
15. Die Elektromotoranordnung der Ausführungsform 14, wobei die Mehrphasen geteilte Schlitzwindung einen Fünfphasen geteilte Schlitz-Windung aufweist.
16. Die Elektromotoranordnung der Ausführungsform 14, wobei die Mehrphasen geteilte Schlitzwindung 1.5 Schlitze pro Pol pro Phase aufweist.
17. Die Elektromotoranordnung der Ausführungsform 16, wobei die Mehrphasen geteilte Schlitzwindung eine Fünfphasenwindung aufweist.
18. Ein Verfahren zur Herstellung einer Statoranordnung zur Verwendung mit einer Elektromotoranordnung, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Bereitstellen eines Statorkerns mit einer im Wesentlichen ringförmigen Konfiguration, einer Innenfläche, welche eine innere Öffnung bzw. Innenöffnung in dem Statorkern bildet und eine Vielzahl von offenen Schlitzen, die sich axial innerhalb der Innenfläche erstrecken; Biegen einer Vielzahl von elektrischen Leitern in eine geeignete Form, um eine Vielzahl von vorgebogenen elektrischen Leitern zu bilden; Einführen einer vorbestimmten Menge der vorgebogenen elektrischen Leiter in einer radialen Richtung in jede der offenen Schlitze, so dass eine Vielzahl von vorgebogenen elektrischen Leitern in jeder der offenen Schlitze angeordnet ist; und Anordnen der Vielzahl von vorgebogenen elektrischen Leitern, so dass die Vielzahl von vorgebogenen elektrischen Leitern eine Windung bildet, die die Höhe einer Drehmomentreaktion steuert, die bei Betrieb der Elektromotoranordnung erzeugt wird.
19. Das verfahren der Ausführungsform 18, wobei der Schritt des Anordnens das Anordnen der Vielzahl von elektrischen Leitern aufweist, um eine Mehrphasenwindung zu bilden.
20. Das Verfahren der Ausführungsform 19, wobei der Schritt des Anordnens das Anordnen der Vielzahl von elektrischen Leitern aufweist, um eine geteilte Schlitzwindung zu bilden.

Claims

Statoranordnung zur Verwendung mit einer Elektromotoranordnung, wobei die Statoranordnung aufweist: einen Statorkern mit einer Innenfläche und einer Vielzahl von offenen Schlitzen, die in der Innenfläche definiert sind; und eine Windung mit einer Vielzahl von elektrischen Leitern, wobei die Windung mit dem Statorkern verbunden ist, so dass eine vorbestimmte Zahl der Vielzahl von elektrischen Leitern in jedem offenen Schlitz angeordnet ist, wobei die Windung ausgebildet ist, um die Höhe einer Drehmomentreaktion zu steuern, die bei Betrieb der Elektromotoranordnung erzeugt wird.
Die Statoranordnung nach Anspruch 1, wobei die Windung eine Mehrphasen-Windung, insbesondere eine Fünfphasen-Windung aufweist.
Die Statoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Windung eine geteilte Schlitzwindung aufweist, insbesondere eine geteilte Schlitzwindung mit 1.5 Schlitze pro Pol pro Phase.
Die Statoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Windung eine Mehrphasen geteilte Schlitzwindung aufweist, wobei die Mehrphasen geteilte Schlitzwindung insbesondere eine Fünfphasen geteilte Schlitzwindung aufweist.
Die Statoranordnung nach Anspruch 4, wobei die Mehrphasen geteilte Schlitzwindung 1.5 Schlitze pro Pol pro Phase und/oder eine Fünfphasen Windung aufweist.
Eine Elektromotoranordnung welche zur Verwendung in einem Fahrzeug ausgebildet ist, wobei die Elektromotoranordnung aufweist: einen Rotor; und eine Statoranordnung, die magnetisch mit dem Rotor gekoppelt ist, insbesondere über eine Statoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Statoranordnung aufweist: einen Statorkern mit einer Innenfläche und einer Vielzahl von offenen Schlitzen, die in der Innenfläche definiert sind; und eine Windung mit einer Vielzahl von elektrischen Leitern, wobei die Windung mit dem Statorkern verbunden ist, so dass eine vorbestimmte Zahl der Vielzahl von elektrischen Leitern in jedem offenen Schlitz angeordnet ist, wobei die Windung ausgebildet ist, um die Höhe einer Drehmomentreaktion zu steuern, die bei Betrieb der Elektromotoranordnung erzeugt wird.
Die Elektromotoranordnung nach Anspruch 6, wobei die Windung eine Mehrphasen-Windung, insbesondere eine Fünfphasen-Windung und/oder eine geteilte oder fraktionierte Schlitzwindung aufweist.
Die Elektromotoranordnung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Windung eine Mehrphasen geteilte oder fraktionierte Schlitzwindung aufweist, wobei die Mehrphasen geteilte Schlitzwindung insbesondere eine Fünfphasen geteilte Schlitzwindung und/oder 1.5 Schlitze pro Pol pro Phase aufweist.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Statoranordnung zur Verwendung mit einer Elektromotoranordnung, wobei die Statoranordnung insbesondere eine Statoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 ist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Bereitstellen eines Statorkerns mit einer im Wesentlichen ringförmigen Konfiguration, einer Innenfläche welche eine innere Öffnung bzw. Innenöffnung in dem Statorkern bildet und eine Vielzahl von offenen Schlitzen, die sich axial innerhalb der Innenfläche erstrecken; Biegen einer Vielzahl von elektrischen Leitern in eine geeignete Form, um eine Vielzahl von vorgebogenen elektrischen Leitern zu bilden; Einführen einer vorbestimmten Menge bzw. Anzahl der vorgebogenen elektrischen Leiter in einer radialen Richtung in jeden der offenen Schlitze, so dass eine Vielzahl von vorgebogenen elektrischen Leitern in jedem der offenen Schlitze angeordnet ist; und Anordnen der Vielzahl von vorgebogenen elektrischen Leitern, so dass die Vielzahl von vorgebogenen elektrischen Leitern eine Windung bildet, die die Höhe einer Drehmomentreaktion steuert, die bei Betrieb der Elektromotoranordnung erzeugt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des Anordnens, das Anordnen der Vielzahl von elektrischen Leitern aufweist, um eine Mehrphasenwindung und/oder eine geteilte Schlitzwindung zu bilden.