Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft Transversalflussmaschinen, insbesondere den Aufbau von Statoreinheiten für derartige elektrische Maschinen.The present invention relates to transversal flux machines, in particular the construction of stator units for such electrical machines.
Stand der TechnikState of the art
Als Transversalflussmaschinen ausgebildete elektrische Maschinen zeichnen sich durch eine hohe Leistungsdichte bei einem vergleichsweise geringen Gewicht aus. Beispielsweise ist aus der Druckschrift WO 2009/115247 A1 eine Transversalflussmaschine mit einem Scheibenrotor bekannt. In eine Rotorscheibe des Scheibenrotors sind in konstantem Abstand von einer Drehachse Permanentmagnete eingebettet, die in Umfangsrichtung magnetisiert sind. Benachbarte Permanentmagnete sind zueinander entgegengesetzt magnetisiert, so dass die einander zugewandten Pole zweier benachbarter Permanentmagnete jeweils gleichartig sind. Die Feldlinien zwischen diesen gleichartigen Polen werden damit so überlagert, dass ein sich in axialer und radialer Richtung von dem Polzwischenraum ausbreitendes Feld erzeugt wird.Electric machines designed as transversal flux machines are characterized by a high power density with a comparatively low weight. For example, from the document WO 2009/115247 A1 a transverse flux machine with a disc rotor known. In a rotor disk of the disk rotor permanent magnets are embedded at a constant distance from a rotation axis, which are magnetized in the circumferential direction. Adjacent permanent magnets are magnetized opposite to each other, so that the mutually facing poles of two adjacent permanent magnets are each similar. The field lines between these similar poles are thus superimposed so that a field propagating in the axial and radial directions of the pole gap is generated.
Der Scheibenrotor wird beidseitig axial zwischen zwei Statoreinheiten angeordnet, die jeweils eine konzentrisch um eine Motorachse verlaufende Statorwicklung aufweisen. Zu jeder der Statorwicklungen radial nach innen und außen versetzt weist jede der Statoreinheiten sich in Umfangsrichtung erstreckende und in Richtung des Scheibenrotors hervorstehende innere und äußere Statorzähne auf. Die äußeren und inneren Statorzähne weisen den jeweils gleichen Winkelabstand zueinander auf, der dem Abstand von zwei einander benachbarten Permanentmagneten im Scheibenrotor entspricht. Weiterhin sind die äußeren und inneren Statorzähne jeder der Statoreinheiten in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet.The disk rotor is arranged on both sides axially between two stator units, each having a concentric about a motor axis extending stator winding. To each of the stator windings offset radially inwardly and outwardly, each of the stator units has circumferentially extending and projecting toward the disk rotor inner and outer stator teeth. The outer and inner stator teeth each have the same angular distance from each other, which corresponds to the distance of two adjacent permanent magnets in the disk rotor. Furthermore, the outer and inner stator teeth of each of the stator units are circumferentially offset from each other.
Die umlaufende Statorwicklung wird in den gegenüberliegenden Statoranordnungen phasenversetzt pulsierend bestromt, um ein Antriebsmoment auf den Scheibenrotor auszuüben. Bei der Bestromung der Statorwicklung einer Statoreinheit mit einem Gleichstrom werden alle äußeren und alle inneren Statorzähne gleichartig magnetisiert. Die Bestromung der jeweiligen Statorwicklung erfolgt entsprechend der Rotorlage des Scheibenrotors. Die Frequenz des an die Statorwicklungen angelegten pulsierenden Statorstroms entspricht dabei der mit der Polpaarzahl multiplizierten Drehzahl des Scheibenrotors. Da sich in Umfangsrichtung stets ein innerer und ein äußerer Statorzahn abwechseln, kommt es über den Umfang hinweg betrachtet zu einer Folge von wechselweise angeordneten magnetischen Nord- und Südpolen. Auf die Magnetpole des Scheibenrotors wirkt nun in Richtung des in Umfangsrichtung am nächsten gelegenen Magnetpols der Statoreinheiten mit entgegengesetzter Magnetisierung eine Kraft. So kann ein von der Rotorposition sowie vom Betrag und Vorzeichen des Statorstroms abhängiges Drehmoment erzeugt werden.The rotating stator winding is energized in a pulsed fashion in the opposite stator arrangements in order to exert a drive torque on the disk rotor. When the stator winding of a stator unit is energized with a direct current, all external and all internal stator teeth are magnetized identically. The energization of the respective stator winding takes place in accordance with the rotor position of the disk rotor. The frequency of the pulsating stator current applied to the stator windings corresponds to the speed of the disk rotor multiplied by the number of pole pairs. Since an inner and an outer stator tooth always alternate in the circumferential direction, a sequence of mutually arranged magnetic north and south poles occurs over the circumference. The magnet poles of the disc rotor now have a force acting in the direction of the magnetic pole of the stator units with opposite magnetization which is closest to the circumference. Thus, a dependent on the rotor position and the magnitude and sign of the stator current torque can be generated.
Die gemeinsame radiale Höhe der beiden Reihen von Statorzähnen entspricht in der Regel im Wesentlichen der radialen Höhe der Permanentmagnete in dem Scheibenrotor, so dass die radiale Höhe der einzelnen Statorzähne deutlich kleiner ist als die radiale Höhe der Permanentmagnete im Scheibenrotor. Diese Ausführung führt zu einer deutlich verschlechterten magnetischen Ausnutzung, da der Verlauf der magnetischen Feldlinien im Luftspalt verlängert wird. Die Ursache hierfür liegt darin, dass die magnetischen Feldlinien quer zum Luftspalt fließen müssen, was zu einer Reduzierung der Magnetfelddichte im Luftspalt führt und dadurch die gesamte induzierte Spannung in der Statorwicklung reduziert.The common radial height of the two rows of stator teeth generally corresponds generally to the radial height of the permanent magnets in the disk rotor, so that the radial height of the individual stator teeth is significantly smaller than the radial height of the permanent magnets in the disk rotor. This design leads to a significantly deteriorated magnetic utilization, since the course of the magnetic field lines is extended in the air gap. The reason for this is that the magnetic field lines must flow transversely to the air gap, which leads to a reduction of the magnetic field density in the air gap and thereby reduces the total induced voltage in the stator winding.
Ein weiterer Anteil des magnetischen Flusses der Permanentmagnete schließt sich über die Seite der Statorzähne, was in der Wicklung keine induzierte Spannung hervorruft. Dieser magnetische Fluss addiert sich zum Streufluss der Permanentmagnete und bringt keinen Beitrag zur Drehmomentbildung. Das reduziert die gesamte Ausnutzung des Magnets.Another portion of the magnetic flux of the permanent magnets closes over the side of the stator teeth, causing no induced voltage in the winding. This magnetic flux adds to the stray flux of the permanent magnets and does not contribute to the formation of torque. This reduces the overall utilization of the magnet.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Transversalflussmaschine zur Verfügung zu stellen, bei der die Ausnutzung des von den Permanentmagneten bereitgestellten magnetischen Flusses verbessert ist, um so den Wirkungsgrad einer derart aufgebauten elektrischen Maschine zu erhöhen.It is therefore an object of the present invention to provide an improved transverse flux machine in which the utilization of the magnetic flux provided by the permanent magnets is improved so as to increase the efficiency of an electric machine thus constructed.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Diese Aufgabe wird durch die Statoreinheit für eine Transversalflussmaschine gemäß Anspruch 1 sowie die Transversalflussmaschine gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst.This object is achieved by the stator unit for a transverse flux machine according to claim 1 and the transverse flux machine according to the independent claim.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the present invention are specified in the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Statoreinheit für eine Transversalflussmaschine vorgesehen, umfassend:
- – einen Rückschlussbereich aus magnetischen Material mit einer Fläche; und
- – mehrere von der Fläche hervorstehende Statorzähne, die in einer inneren Statorzahnreihe und einer äußere Statorzahnreihe eines gemeinsamen Statorzahnrings angeordnet sind,
wobei jeweils zwischen zwei benachbarten Statorzähnen jeder der Statorzahnreihen ein Zwischenraum vorgesehen ist;
wobei mindestens einer der Statorzähne einer der Statorzahnreihen sich mindestens bis zur Mitte der radialen Ausdehnung des gemeinsamen Statorzahnrings in Richtung des Zwischenraums der entsprechend anderen der Statorzahnreihen erstreckt.
According to a first aspect, there is provided a stator unit for a transverse flux machine, comprising: - A return area of magnetic material having a surface; and
- A plurality of stator teeth projecting from the surface, which are arranged in an inner stator tooth row and an outer stator tooth row of a common stator tooth ring, wherein between each two adjacent stator teeth of each of the Statorzahnreihen a gap is provided; wherein at least one of the stator teeth of one of the stator teeth extends at least to the middle of the radial extent of the common stator ring in the direction of the space of the corresponding other of the Statorzahnreihen.
Gemäß der obigen Statoreinheit sind die Statorzähne bezüglich der Statorwicklung entlang einer inneren Statorzahnreihe und entlang einer äußeren Statorzahnreihe angeordnet. Die Statorzähne sind mit einer radialen Höhe vorgesehen, so dass ein radial innerhalb der Statorwicklung liegender Statorzahn und ein bezüglich der Umfangsrichtung benachbarter radial außerhalb der Statorwicklung liegender Statorzahn miteinander verschränkt angeordnet sind, ohne dass die Statorzähne miteinander in Kontakt gelangen. Auf diese Weise kann die magnetische Ausnutzung des Elektromotors deutlich erhöht werden, insbesondere da die in der Statoreinheit durch die Permanentmagnete induzierte Spannung erhöht werden kann, was wiederum zu einer Erhöhung der maximalen Leistung bzw. der maximalen Drehmomentdichte der elektrischen Maschine führt. Dadurch kann weiterhin die Menge an für das Vorsehen der Permanentmagnete benötigtem magnetischem Material im Scheibenrotor deutlich reduziert werden, um die gleiche Leistungsdichte bzw. die gleiche Drehmomentdichte zu erreichen. Durch eine Reduzierung des Luftvolumens des Luftspalts kann zudem die Geräuschentwicklung beim Betrieb der Transversalflussmaschine verringert werden, insbesondere da die radiale Komponente der auf die Statorzähne wirkenden Kraft verringert ist. Weiterhin können die Rastmomente einer mit der obigen Statoreinheit aufgebauten Transversalflussmaschine reduziert werden.According to the above stator unit, the stator teeth are arranged with respect to the stator winding along an inner row of stator teeth and along an outer row of stator teeth. The stator teeth are provided with a radial height, so that a stator tooth lying radially inside the stator winding and a stator tooth adjacent to the circumferential direction radially outside the stator winding are arranged interlaced without the stator teeth coming into contact with each other. In this way, the magnetic utilization of the electric motor can be significantly increased, in particular since the voltage induced in the stator by the permanent magnets voltage can be increased, which in turn leads to an increase in the maximum power or the maximum torque density of the electric machine. As a result, furthermore, the amount of magnetic material required for providing the permanent magnets in the disk rotor can be significantly reduced in order to achieve the same power density or the same torque density. By reducing the air volume of the air gap also the noise during operation of the transverse flux machine can be reduced, in particular because the radial component of the force acting on the stator teeth is reduced. Furthermore, the cogging torques of a transverse flux machine constructed with the above stator unit can be reduced.
Dadurch, dass die Zähne in radialer Richtung verbreitert sind, wird der magnetische Fluss besser verteilt. So kann die magnetische Sättigung in den Statorzähnen verringert bzw. vermieden werden. Gemäß einer Ausführungsform kann sich der mindestens eine Statorzahn einer der Statorzahnreihen in den Zwischenraum zwischen zwei Statorzähne der entsprechend anderen der Statorzahnreihen erstrecken.The fact that the teeth are widened in the radial direction, the magnetic flux is better distributed. Thus, the magnetic saturation in the stator teeth can be reduced or avoided. According to one embodiment, the at least one stator tooth of one of the rows of stator teeth may extend into the space between two stator teeth of correspondingly different ones of the stator teeth rows.
Weiterhin kann sich der mindestens eine Statorzahn einer der inneren und äußeren Statorzahnreihen in Richtung des Zwischenraums zwischen zwei benachbarten Statorzähnen der jeweils anderen der inneren und äußeren Statorzahnreihen erstrecken.Furthermore, the at least one stator tooth of one of the inner and outer rows of stator teeth may extend in the direction of the space between two adjacent stator teeth of the other of the inner and outer rows of stator teeth.
Gemäß einer Ausführungsform kann der mindestens eine Statorzahn mit einer Statorzahnbasis und einem Statorzahnsteg ausgebildet sein, wobei sich der Statorzahnsteg von der Statorzahnbasis in Richtung des Zwischenraums zwischen zwei benachbarten Statorzähnen der jeweils anderen der inneren und äußeren Statorzahnreihen erstreckt.According to one embodiment, the at least one stator tooth may be formed with a stator tooth base and a stator tooth web, the stator tooth path extending from the stator tooth base in the direction of the gap between two adjacent stator teeth of the other of the inner and outer stator tooth rows.
Es kann vorgesehen sein, dass der Statorzahnsteg eine Statorwicklung überdeckt, die sich zwischen den Statorzähnen der inneren Statorzahnreihe und den Statorzähnen der äußeren Statorzahnreihe erstreckt.It may be provided that the Statorzahnsteg covers a stator winding, which extends between the stator teeth of the inner stator tooth row and the stator teeth of the outer Statorzahnreihe.
Insbesondere kann sich die Statorwicklung konzentrisch zu dem gemeinsamen Statorzahnring in einer Ebene erstrecken.In particular, the stator winding may extend concentrically with the common stator tooth ring in one plane.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Statorzahnsteg eine konstante Dicke aufweisen.According to one embodiment, the stator tooth web may have a constant thickness.
Es kann vorgesehen sein, dass die Statorzähne voneinander beabstandet sind, wobei eine Statorwicklung durch die Abstände zwischen jeweils zwei benachbarten Statorzähnen verläuft, so dass die Statorwicklung wellenförmig bzw. mäanderförmig verläuft.It can be provided that the stator teeth are spaced apart, wherein a stator winding passes through the distances between each two adjacent stator teeth, so that the stator winding is wavy or meandering.
Weiterhin kann der wellenförmige Verlauf der Statorwicklung so vorgesehen sein, dass ein zwischen zwei benachbarten Statorzähnen verlaufender Abschnitt der Statorwicklung von beiden Statorzähnen gleich beabstandet ist.Furthermore, the wave-shaped course of the stator winding can be provided such that a section of the stator winding extending between two adjacent stator teeth is equally spaced from both stator teeth.
Gemäß einer Ausführungsform kann der mindestens eine Statorzahn eine radiale Höhe aufweisen, die der Höhe des gemeinsamen Statorzahnrings entspricht.According to one embodiment, the at least one stator tooth can have a radial height which corresponds to the height of the common stator toothed ring.
Weiterhin kann der mindestens eine Statorzahn in einer axialen Richtung bezüglich des gemeinsamen Statorzahnrings eine Zahnkopffläche aufweisen, die trapezförmig, dreieckförmig, bogenförmig oder rechteckig ausgebildet sein kann.Furthermore, the at least one stator tooth can have a tooth head surface in an axial direction with respect to the common stator tooth ring, which tooth surface can be trapezoidal, triangular, arcuate or rectangular.
Es kann vorgesehen sein, dass eine Dicke einer Statorwicklung kleiner oder gleich dem Überstand der Statorzähne aus dem Rückschlussbereich ist.It can be provided that a thickness of a stator winding is smaller than or equal to the projection of the stator teeth from the return region.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Transversalflussmaschine vorgesehen, umfassend:
- – einen drehbar gelagerten Scheibenrotor mit Permanentmagneten; und
- – beidseitig des Scheibenrotors angeordnete obige Statoreinheiten, deren gemeinsamer Statorzahnring konzentrisch zu einer Drehachse des Scheibenrotors angeordnet ist.
According to another aspect, there is provided a transverse flux machine comprising: - - A rotatably mounted disc rotor with permanent magnets; and
- - Arranged on both sides of the disc rotor above stator, the common stator tooth ring is arranged concentrically to a rotational axis of the disc rotor.
Es kann vorgesehen sein, dass die Permanentmagnete die Statorzähne in radialer Richtung überdecken.It can be provided that the permanent magnets cover the stator teeth in the radial direction.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:
1a und b verschiedene Schnittansichten einer Transversalflussmaschine mit einem Scheibenrotor; 1a and b show various sectional views of a transverse flux machine with a disc rotor;
2 eine Querschnittsdarstellung quer zur Achsrichtung durch die Transversalflussmaschine mit einander überlappenden Statorzähnen; 2 a cross-sectional view transverse to the axial direction by the transverse flux machine with overlapping stator teeth;
3 eine Darstellung einer Geometrie der Statorzähne einer Statoreinheit für eine Transversalflussmaschine gemäß einer Ausführungsform; 3 a representation of a geometry of the stator teeth of a stator unit for a transverse flux machine according to an embodiment;
4 eine Darstellung einer Geometrie der Statorzähne einer Statoreinheit für eine Transversalflussmaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform; 4 a representation of a geometry of the stator teeth of a stator for a transverse flux machine according to another embodiment;
5 eine Darstellung einer Geometrie der Statorzähne einer Statoreinheit für eine Transversalflussmaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform; 5 a representation of a geometry of the stator teeth of a stator for a transverse flux machine according to another embodiment;
6 eine Darstellung einer Geometrie der Statorzähne einer Statoreinheit für eine Transversalflussmaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform; 6 a representation of a geometry of the stator teeth of a stator for a transverse flux machine according to another embodiment;
7 eine Darstellung einer Geometrie der Statorzähne einer Statoreinheit für eine Transversalflussmaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform; 7 a representation of a geometry of the stator teeth of a stator for a transverse flux machine according to another embodiment;
8 eine Draufsicht auf eine Anordnung der Statorzähne einer Statoranordnung der Transversalflussmaschine mit einem angepassten Verlauf der Statorwicklung; 8th a plan view of an arrangement of the stator teeth of a stator assembly of the transverse flux machine with an adapted course of the stator winding;
9 eine Querschnittsdarstellung durch die Transversalflussmaschine der 8 mit einem wellenförmigen Verlauf der Statorwicklung; 9 a cross-sectional view through the transverse flux machine of 8th with a wave-shaped course of the stator winding;
10 eine Darstellung einer Geometrie der Statorzähne einer Statoreinheit für eine Transversalflussmaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform; 10 a representation of a geometry of the stator teeth of a stator for a transverse flux machine according to another embodiment;
11 eine Darstellung einer Geometrie der Statorzähne einer Statoreinheit für eine Transversalflussmaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform; 11 a representation of a geometry of the stator teeth of a stator for a transverse flux machine according to another embodiment;
12 eine Darstellung einer Geometrie der Statorzähne einer Statoreinheit für eine Transversalflussmaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform; und 12 a representation of a geometry of the stator teeth of a stator for a transverse flux machine according to another embodiment; and
13 eine Darstellung einer Geometrie der Statorzähne einer Statoreinheit für eine Transversalflussmaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform. 13 a representation of a geometry of the stator teeth of a stator for a transverse flux machine according to another embodiment.
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
Die 1a und 1b zeigen Schnittdarstellungen einer Transversalflussmaschine 1 mit einem Scheibenrotor 2, wobei die 1b eine Schnittdarstellung entlang einer Schnittlinie S-S in 1a zeigt. Die Transversalflussmaschine 1 umfasst zwei Statoreinheiten 3, zwischen denen der Scheibenrotor 2 drehbeweglich um eine Drehachse angeordnet ist.The 1a and 1b show sectional views of a transverse flux machine 1 with a disc rotor 2 , where the 1b a sectional view along a section line SS in 1a shows. The transverse flux machine 1 includes two stator units 3 between which the disc rotor 2 is arranged rotatably about a rotation axis.
Der Scheibenrotor 2 ist aus einem elektrisch nicht leitenden Material ausgebildet, wie beispielsweise aus einem Kohlefaserverbundwerkstoff oder dergleichen, und enthält eingebettete Permanentmagnete 4. Die Permanentmagnete 4 sind in Umfangsrichtung U mit gleichen Abständen zueinander angeordnet. Die Polarisierung der Permanentmagnete 4 ist in Umfangsrichtung ausgerichtet, wobei die Polarisierungen von jeweils zwei benachbarten der Permanentmagnete 4 zueinander entgegengesetzt sind, so dass gleichartige Magnetpole jeweils einander gegenüberliegend angeordnet sind. Die einander gegenüberliegend angeordneten Magnetpole der Permanentmagnete 4 bilden ein resultierendes Magnetfeld aus, das sich von dem Bereich zwischen jeweils zwei Magnetpolen der Permanentmagnete 4 in radialer und axialer Richtung erstreckt.The disc rotor 2 is formed of an electrically non-conductive material, such as a carbon fiber composite material or the like, and includes embedded permanent magnets 4 , The permanent magnets 4 are arranged in the circumferential direction U at equal distances from each other. The polarization of the permanent magnets 4 is aligned in the circumferential direction, wherein the polarizations of each two adjacent of the permanent magnets 4 are opposite to each other, so that similar magnetic poles are arranged opposite each other. The mutually oppositely arranged magnetic poles of the permanent magnets 4 form a resultant magnetic field, which is different from the area between each two magnetic poles of the permanent magnets 4 extends in the radial and axial directions.
Die Statoreinheiten 3 sind einander gegenüberliegend angeordnet, wobei der Scheibenrotor 2 frei drehbeweglich so zwischen den Statoreinheiten 3 angeordnet ist, dass die durch die Permanentmagnete 4 ausgebildeten Rotorpole zwischen Statorzähnen 31 der Statoreinheiten 3 verlaufen. Die Statorzähne 31 sind an einem Statorkörper 35 aus magnetisch leitfähigem Material angebracht bzw. einstückig mit diesem ausgebildet. Die Statorzähne 31 sind jeweils von dem Statorkörper 35 hervorstehend, d. h. als Vorsprünge ausgebildet. Jede der Statoreinheiten 3 weist eine (radial) innere und eine (radial) äußere sich in Umfangsrichtung erstreckende Statorzahnreihe 33, 32 von Statorzähnen 31 auf. Zwischen den inneren 33 und äußeren Statorzahnreihe 32 von Statorzähnen 31 jeder der Statoreinheiten 3 ist eine Statorwicklung 34 angeordnet, die konzentrisch um die Drehachse des Scheibenrotors 2 angeordnet ist. In alternativen Ausführungsformen können auch mehrere zueinander konzentrische Statorwicklungen vorgesehen sein.The stator units 3 are arranged opposite each other, wherein the disc rotor 2 freely rotatable so between the stator units 3 is arranged that through the permanent magnets 4 trained rotor poles between stator teeth 31 the stator units 3 run. The stator teeth 31 are on a stator body 35 made of magnetically conductive material attached or integrally formed therewith. The stator teeth 31 are each from the stator body 35 protruding, ie formed as projections. Each of the stator units 3 has a (radially) inner and a (radially) outer circumferentially extending Statorzahnreihe 33 . 32 of stator teeth 31 on. Between the inner ones 33 and outer stator teeth row 32 of stator teeth 31 each of the stator units 3 is a stator winding 34 arranged concentrically about the axis of rotation of the disc rotor 2 is arranged. In alternative embodiments, a plurality of concentric stator windings may be provided.
Wie in 1a dargestellt ist, sind die Statorzähne 31 der äußeren Statorzahnreihe 32 und die Statorzähne 31 der inneren Statorzahnreihe 33 jeder der Statoreinheiten 3 in Umfangsrichtung mit jeweils dem gleichen Abstand zueinander angeordnet. Weiterhin sind die Statorzähne 31 der äußeren Statorzahnreihen 32 der beiden Statoreinheiten 3 und die Statorzähne 31 der inneren Statorzahnreihen 33 der Statoreinheiten 3 zueinander in Umfangsrichtung versetzt angeordnet. Dadurch ergibt sich bezüglich jeder Statoreinheit 3 bei einer Bestromung der jeweiligen Statorwicklung 34 eine erste magnetische Polarisierung der Statorzähne 31 der äußeren Statorzahnreihe 32 und eine zweite magnetische Polarisierung der Statorzähne 31 der inneren Statorzahnreihe 33. Man erkennt, dass für die einander gegenüberliegenden Statoreinheiten 3 jedem der Statorzähne 31 eine entsprechende Vertiefung als Zwischenraum 36 zwischen zwei benachbarten Statorzähnen 31 der jeweils gegenüberliegenden Statoreinheit 3 in axialer Richtung gegenüberliegt.As in 1a is shown, are the stator teeth 31 the outer stator teeth row 32 and the stator teeth 31 the inner stator teeth row 33 each of the stator units 3 arranged in the circumferential direction, each with the same distance from each other. Furthermore, the stator teeth 31 the outer stator tooth rows 32 the two stator units 3 and the stator teeth 31 the inner stator tooth rows 33 the stator units 3 offset from one another in the circumferential direction. This results in respect of each stator unit 3 at a current supply to the respective stator winding 34 a first magnetic polarization of the stator teeth 31 the outer stator teeth row 32 and a second magnetic polarization of the stator teeth 31 the inner stator teeth row 33 , It can be seen that for the opposing stator units 3 each of the stator teeth 31 a corresponding recess as a gap 36 between two adjacent stator teeth 31 the respective opposite stator 3 in the axial direction opposite.
Die Feldlinien im Luftspalt, die sich aus der Überlagerung der von den Permanentmagneten 4 im Scheibenrotor 2 und von den Statorwicklungen 34 in den Statoreinheiten 3 erzeugten Magnetfelder ergeben und die die Bildung des Motormoments verursachen, verlaufen im Wesentlichen in axialer bzw. leicht geneigt zur axialen Richtung, also quer zur Magnetisierungsrichtung der Permanentmagnete 4.The field lines in the air gap, resulting from the superposition of the permanent magnets 4 in the disc rotor 2 and from the stator windings 34 in the stator units 3 produced magnetic fields and cause the formation of the engine torque, extend substantially in the axial or slightly inclined to the axial direction, ie transverse to the magnetization direction of the permanent magnets 4 ,
Die Bestromungen der Statorwicklungen 34 der gegenüberliegenden Statoreinheiten 3 sind stets zueinander entgegengesetzt vorgesehen. Da in Umfangsrichtung stets ein Statorzahn 31 der inneren Statorzahnreihe 33 und ein Statorzahn 31 der äußeren Statorzahnreihe 32 wechselweise angeordnet sind, kommt es in der Umfangsrichtung zu einer abwechselnden Aneinanderreihung von magnetischen Nord- und Südpolen. Die durch die Permanentmagnete 4 des Scheibenrotors 2 ausgebildeten Magnetpole werden nun in Umfangsrichtung zu dem am nächsten gelegenen magnetischen Pol der Statorzähne 31 gezogen, der eine jeweils entgegengesetzte Polarisierung aufweist. Somit kann ein von der Rotorposition und von dem Vorzeichen und Betrag des Stroms durch die Statorwicklungen 34 abhängiges Drehmoment erzeugt werden.The energization of the stator windings 34 the opposite stator units 3 are always provided opposite to each other. Since in the circumferential direction always a stator tooth 31 the inner stator teeth row 33 and a stator tooth 31 the outer stator teeth row 32 are arranged alternately, it comes in the circumferential direction to an alternating juxtaposition of magnetic north and south poles. The through the permanent magnets 4 the disc rotor 2 formed magnetic poles are now in the circumferential direction to the nearest magnetic pole of the stator teeth 31 pulled, which has a respective opposite polarization. Thus, one of the rotor position and the sign and magnitude of the current through the stator windings 34 dependent torque can be generated.
Die Statorzähne 31 der inneren und äußeren Statorzahnreihe 33, 32 sind in Umfangsrichtung zueinander versetzt, so dass in radialer Richtung einem Statorzahn 31 eine Vertiefung in dem Zwischenraum 36 zwischen jeweils zwei Statorzähnen 31 der jeweils anderen Statorzahnreihe 33, 32 gegenüberliegt. Die Statorzähne 31 in beiden Statorzahnreihen 32, 33 weisen gemeinsam eine radiale Höhe H auf, die im Wesentlichen der radialen Höhe H der Permanentmagnete 4 im Scheibenrotor 2 entspricht. Die radiale Höhe H verläuft in radialer Richtung R, die senkrecht zur Drehachse des Scheibenrotors 2, d. h. senkrecht zu einer durch die Drehachse definierten axialen Richtung A verläuft.The stator teeth 31 the inner and outer stator teeth row 33 . 32 are offset in the circumferential direction to each other, so that in the radial direction of a stator tooth 31 a depression in the gap 36 between each two stator teeth 31 the other stator tooth row 33 . 32 opposite. The stator teeth 31 in both Statorzahnreihen 32 . 33 together have a radial height H, which is substantially the radial height H of the permanent magnets 4 in the disc rotor 2 equivalent. The radial height H extends in the radial direction R, which is perpendicular to the axis of rotation of the disc rotor 2 that is, perpendicular to an axial direction A defined by the axis of rotation.
Durch Anlegen von phasenversetzten Wechselströmen an die Statorwicklungen 34 der beiden Statoreinheiten 3 wird eine Drehung des Scheibenrotors 2 bewirkt, wenn der Strom durch die Statorwicklungen 34 pulsierend umgepolt wird und die Permanentmagnete 4 in dem Scheibenrotor 2 versuchen, sich zu den Statorzähnen 31 einer jeweils entgegengesetzten Polarisierung auszurichten.By applying phase-shifted alternating currents to the stator windings 34 the two stator units 3 becomes a rotation of the disc rotor 2 causes when the current through the stator windings 34 pulsating is reversed and the permanent magnets 4 in the disc rotor 2 try to get to the stator teeth 31 to align each opposite polarization.
Da die radiale Höhe der Statorzähne 31 deutlich geringer ist als die radiale Höhe der Permanentmagnete 4 im Scheibenrotor 2, ist der Weg der magnetischen Feldlinien im Luftspalt länger, da diese, um sich zu schließen, quer im Luftspalt verlaufen müssen. Dies führt zu einer Reduzierung der Magnetfelddichte im Luftspalt und dadurch zu einer Reduzierung des gesamten magnetischen Flusses in den beiden Statoreinheiten 3.Because the radial height of the stator teeth 31 is significantly less than the radial height of the permanent magnets 4 in the disc rotor 2 , the path of the magnetic field lines in the air gap is longer, since they have to cross in the air gap to close. This leads to a reduction of the magnetic field density in the air gap and thereby to a reduction of the total magnetic flux in the two stator units 3 ,
Da bei herkömmlichen Transversalflussmaschinen eine mittig angeordnete Statorwicklung 34 den Bereich der Statorzähne 31 in radialer Richtung im Wesentlichen mittig unterteilt, ist nun entsprechend den Schnittdarstellungen der 2 (Draufsicht auf eine Statoreinheit 3) und 3 (Schnittansicht durch die Transversalflussmaschine 1) vorgesehen, die Statorzähne 31 über den Bereich der Statorwicklung 34 ragen zu lassen, um die magnetischen Feldlinien über einen größeren Teil der radialen Höhe der Statoreinheiten 3 „einfangen” zu können und so die Weglänge zu reduzieren, durch die die magnetischen Feldlinien im Luftspalt verlaufen müssen.As in conventional transversal flux machines, a centrally located stator winding 34 the area of the stator teeth 31 Divided substantially radially in the radial direction is now according to the sectional views of 2 (Top view of a stator unit 3 ) and 3 (Section view through the transverse flux machine 1 ) provided, the stator teeth 31 over the area of the stator winding 34 to project the magnetic field lines over a greater part of the radial height of the stator units 3 To be able to "capture" and so reduce the path length through which the magnetic field lines must run in the air gap.
In 3 ist eine Querschnittsansicht in einer achsparallelen Richtung dargestellt. Man erkennt in Verbindung mit 2, dass die Statorzähne 31 jeweils eine Statorzahnbasis 42 aufweisen, wobei die Statorzahnbasen 42 wie bei den herkömmlichen Statoreinheiten 3 in zwei konzentrischen ringförmigen Statorzahnreihen 33, 32 angeordnet sind. Die Anordnung der Statorzahnbasen 42 ist in Umfangsrichtung versetzt, so dass in radialer Richtung einer Statorzahnbasis 42 ein Zwischenraum 36 zwischen zwei in Umfangsrichtung U benachbarten Statorzahnbasen 42 der Statorzähne 31 der jeweils anderen Statorzahnreihe 32, 33 gegenüberliegt.In 3 a cross-sectional view is shown in an axis-parallel direction. One recognizes in connection with 2 that the stator teeth 31 one stator tooth base each 42 have, wherein the Statorzahnbasen 42 as in the conventional stator units 3 in two concentric annular Statorzahnreihen 33 . 32 are arranged. The arrangement of Statorzahnbasen 42 is offset in the circumferential direction, so that in the radial direction of a Statorzahnbasis 42 a gap 36 between two adjacent in the circumferential direction U Statorzahnbasen 42 the stator teeth 31 the other stator tooth row 32 . 33 opposite.
Ausgehend von der Statorzahnbasis 42 verläuft jedoch ein Statorzahnsteg 43 in im Wesentlichen radialer Richtung über den elektrischen Leiter der Statorwicklung 34 hinweg zwischen die Statorzahnbasen 42 der zueinander benachbarten Statorzähne 31 der jeweils anderen Statorzahnreihe 32, 33. In diesem Fall liegt das freie Ende des Statorzahnstegs 43 über dem Zwischenraum 36 zwischen den zwei benachbarten Statorzahnbasen 42. Der obere Teil der Statorzahnbasen 42 und die Statorzahnstege 43 bilden einen Statorzahnkopf. Der Statorzahnsteg 43 hat in der gezeigten Ausführungsform eine konstante Dicke, es sind jedoch auch Ausführungsformen denkbar, in denen der Statorzahnsteg 43 mit variierender Dicke, insbesondere mit zu seinem freien Ende abnehmender Dicke, ausgebildet ist.Starting from the stator tooth base 42 However, a Statorzahnsteg runs 43 in a substantially radial direction across the electrical conductor of the stator winding 34 between the stator bases 42 the mutually adjacent stator teeth 31 the other stator tooth row 32 . 33 , In this case, the free end of the Statorzahnstegs 43 over the gap 36 between the two adjacent stator tooth bases 42 , The upper part of the Statorzahnbasen 42 and the Statorzahnstege 43 form a stator tooth head. The stator tooth bridge 43 has in the embodiment shown a constant thickness, but also embodiments are conceivable in which the Statorzahnsteg 43 is formed with varying thickness, in particular with decreasing to its free end thickness.
In dem in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Statorzähne 31 mit einer dreieckigen Zahnkopffläche, d. h. dreieckig in radialer Richtung gesehen, ausgebildet, so dass diese eine in Umfangsrichtung breitere Statorzahnbasis 42 und einen sich verjüngenden, Statorzahnsteg 43 aufweisen, der sich über den elektrischen Leiter der Statorwicklung 34 erstreckt. Die maximalen Höhen der Statorzahnbasen 42 der Statorzähne 31 der einander gegenüberliegenden Statorzahnreihen 32, 33 können in Umfangsrichtung nicht überlappend ausgebildet sein. Die dreieckförmigen Statorzähne 31 können sich über die gesamte radiale Höhe der Statorzahnreihen 32, 33 erstrecken.In the in the 2 and 3 illustrated embodiment, the stator teeth 31 formed with a triangular Zahnkopffläche, ie seen triangular in the radial direction, so that it has a wider in the circumferential direction Statorzahnbasis 42 and a tapered stator tooth bridge 43 have, extending over the electrical conductor of the stator winding 34 extends. The maximum heights of the stator tooth bases 42 the stator teeth 31 the opposite Statorzahnreihen 32 . 33 can not be formed overlapping in the circumferential direction. The triangular stator teeth 31 can extend over the entire radial height of Statorzahnreihen 32 . 33 extend.
Alternativ kann, wie in 4 dargestellt, die Ausbildung der Statorzähne 31 mit dreieckiger Zahnkopffläche (Draufsicht in axialer Richtung) auch überlappend sein, wobei die Abstände der Statorzähne 31 gegenüber der Ausführungsform der 2 und 3 reduziert sind. Die überlappende Ausbildung zeichnet sich dadurch aus, dass jeweils ein Statorzahn 31 der inneren Statorzahnreihe 33 und ein Statorzahn 31 der äußeren Statorzahnreihe 32 einander in einer bestimmten radialen Richtung abschnittsweise gegenüberliegen. In der Anordnung der 4 sind die Statorzahnbasen 42 höher als die in der 3. Dies führt zu einer Erhöhung des gesamten magnetischen Flusses in den Statorwicklungen 34.Alternatively, as in 4 shown, the formation of the stator teeth 31 with triangular tooth head surface (plan view in the axial direction) also be overlapping, whereby the distances of the Statorzähne 31 compared to the embodiment of the 2 and 3 are reduced. The overlapping training is characterized by the fact that in each case a stator tooth 31 the inner stator teeth row 33 and a stator tooth 31 the outer stator teeth row 32 facing each other in sections in a specific radial direction. In the arrangement of 4 are the stator tooth bases 42 higher than that in the 3 , This leads to an increase in the total magnetic flux in the stator windings 34 ,
In 5 ist eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Statoreinheit 3 dargestellt, wobei die Statorzähne 31 mit einer trapezförmigen Zahnkopffläche ausgebildet sind. Das heißt, das freie Ende des Statorzahnstegs 43 der Statorzähne 31 ist nicht wie bei der dreieckförmigen Ausbildung spitz zulaufend, sondern mit einem flachen Ende versehen. Dadurch wird der magnetische Fluss erhöht, ohne dass die Streuinduktivität nennenswert erhöht wird. Die trapezförmigen Statorzähne 31 erstrecken sich über die gesamte radiale Höhe der Statorzahnreihen 32, 33.In 5 is a plan view of a section of a stator unit 3 shown, with the stator teeth 31 are formed with a trapezoidal Zahnkopffläche. That is, the free end of the Statorzahnstegs 43 the stator teeth 31 is not tapered as in the triangular formation, but provided with a flat end. This increases the magnetic flux without significantly increasing the leakage inductance. The trapezoidal stator teeth 31 extend over the entire radial height of the Statorzahnreihen 32 . 33 ,
In 6 sind die Statorzähne 31 mit rechteckigen Zahnkopfflächen ausgebildet, wobei sich die Statorzahnstege 43 von der Statorzahnbasis 42 über den elektrischen Leiter der Statorwicklung 34 erstrecken.In 6 are the stator teeth 31 formed with rectangular Zahnkopfflächen, with the Statorzahnstege 43 from the stator tooth base 42 over the electrical conductor of the stator winding 34 extend.
7 zeigt Statorzähne 31 mit einer bogenförmig gekrümmten, insbesondere halbsinusförmigen Kontur, wobei sich die Statorzahnstege 43 von der Statorzahnbasis 42 über den elektrischen Leiter der Statorwicklung 34 erstrecken. 7 shows stator teeth 31 with an arcuately curved, in particular semi-sinusoidal contour, wherein the Statorzahnstege 43 from the stator tooth base 42 over the electrical conductor of the stator winding 34 extend.
Durch die deutlich vergrößerte Zahngeometrie durch Vergrößerung der Statorzahnbasis 42 durch den Statorzahnsteg 43 in Richtung der jeweils anderen Statorzahnreihe 32, 33 wird eine Ausnutzung des magnetischen Flusses deutlich verbessert, was eine deutlich erhöhte induzierte Spannung bewirkt (bei unveränderter Windungszahl der Statorwicklung 34). Gleichzeitig realisiert eine Erhöhung der Windungszahl eine Reduktion des Phasenstroms, ohne eine Verringerung des Drehmoments zu bewirken, da die elektromagnetische Nutdurchflutung identisch bleibt. Weiterhin ermöglicht die Vergrößerung der Zahnkopffläche durch den Stegbereich, dass die Windungszahl der Ringwicklung erhöht werden kann, da durch die Vergrößerung der Zahnkopffläche die magnetische Flussdichte, bei der der Statorzahn 31 in die magnetische Sättigung gelangt, größer ist.Due to the significantly enlarged tooth geometry by enlarging the stator tooth base 42 through the Statorzahnsteg 43 in the direction of the other Statorzahnreihe 32 . 33 an utilization of the magnetic flux is significantly improved, which causes a significantly increased induced voltage (with unchanged Windungszahl the stator winding 34 ). At the same time, an increase in the number of turns realizes a reduction in the phase current without causing a decrease in the torque, since the electromagnetic groove flooding remains identical. Furthermore, the enlargement of the tooth tip surface by the land area allows the number of turns of the ring winding can be increased, since by increasing the Zahnkopffläche the magnetic flux density at which the stator tooth 31 gets into the magnetic saturation, is greater.
In 8 ist eine Querschnittsansicht durch die Transversalflussmaschine 1 in achsparalleler Richtung dargestellt. Man erkennt, dass die elektrischen Leiter der Statorwicklung 34 nicht von Statorzahnstegen 43 der Statorzähne 31 überdeckt sind. Dadurch ist eine einfachere Herstellung der Statoreinheiten 3 durch ein geeignetes Prägeverfahren oder dergleichen möglich.In 8th is a cross-sectional view through the transverse flux machine 1 shown in axis-parallel direction. It can be seen that the electrical conductors of the stator winding 34 not from Statorzahnstegen 43 the stator teeth 31 are covered. As a result, a simpler production of the stator units 3 by a suitable embossing method or the like possible.
Bei der Ausführungsform der 8, die in einer Draufsicht in radialer Richtung in 9 dargestellt ist, ist vorgesehen, die Statorzähne 31 im Wesentlichen ohne die Statorwicklung 34 überdeckenden Statorzahnsteg 43 auszubilden und mit ihrer gesamten Statorzahnfläche mit dem Rückschlussbereich der Statoreinheit 3 zu verbinden. Die Statorzähne 31 bilden somit hervorstehende Inseln auf dem magnetischen Rückschlussbereich der entsprechenden Statoreinheit 3. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Statorzähne 31 mit trapezförmiger Zahnkopffläche dargestellt.In the embodiment of the 8th which is in a radial direction in a plan view 9 is shown is provided, the stator teeth 31 essentially without the stator winding 34 overlapping Statorzahnsteg 43 form and with their entire Statorzahnfläche with the yoke of the stator 3 connect to. The stator teeth 31 thus form protruding islands on the magnetic return region of the corresponding stator 3 , In the present embodiment, the stator teeth 31 shown with trapezoidal Zahnkopffläche.
Die Statorzähne 31 weisen eine radiale Höhe auf, die größer ist als die Hälfte der radialen Höhe der beiden Statorzahnreihen 32, 33. Da dadurch die Statorzähne 31 ineinander greifend ausgebildet sind, muss der dazwischen liegende elektrische Leiter der Statorwicklung 34 um die Statorzähne 31 herum geführt werden, so dass der elektrische Leiter der Statorwicklung 34 wellenförmig bzw. mäanderförmig verläuft. Der elektrische Leiter der Statorwicklung 34 wird zwischen den Statorzähnen 31 in einer Wellenform verlegt, so dass der Abstand des Leiters der Statorwicklung 34 von jedem der Statorzähne 31, zumindest in den Bereichen, in denen zwei Statorzähne 31 einander gegenüber liegen, gleich ist.The stator teeth 31 have a radial height which is greater than half the radial height of the two Statorzahnreihen 32 . 33 , As a result, the stator teeth 31 formed interlocking, the intermediate electrical conductor of the stator winding must 34 around the stator teeth 31 be guided around so that the electrical conductor of the stator winding 34 Wavy or meandering runs. The electrical conductor of the stator winding 34 is between the stator teeth 31 laid in a waveform so that the distance of the conductor of the stator winding 34 from each of the stator teeth 31 , at least in areas where two stator teeth 31 lie opposite each other, is the same.
In der Ausführungsform der 9 sind die Statorzähne 31 mit einer trapezförmigen Zahnkopffläche ausgebildet, wobei die radiale Höhe der Statorzähne 31 größer ist als die Hälfte der radialen Höhen der Permanentmagnete 4 des Scheibenrotors 2.In the embodiment of the 9 are the stator teeth 31 formed with a trapezoidal Zahnkopeffläche, wherein the radial height of the stator teeth 31 greater than half the radial heights of the permanent magnets 4 the disc rotor 2 ,
In 10 ist eine den 8 und 9 entsprechende Ausführungsform dargestellt, in der die Statorzähne 31 ebenfalls trapezförmig ausgebildet sind, jedoch nur eine radiale Höhe aufweisen, die der halben radialen Höhe der Permanentmagnete 4 des Scheibenrotors 2 entspricht. Dennoch wird zwischen den Statorzähnen 31 der elektrische Leiter der Statorwicklung 34 in einer Wellenform verlegt, so dass der Abstand des Leiters der Statorwicklung 34 von jedem der Statorzähne 31, zumindest in den Bereichen, in denen zwei Statorzähne 31 einander gegenüber liegen, gleich ist.In 10 is a den 8th and 9 corresponding embodiment shown in which the stator teeth 31 are also trapezoidal in shape, but only have a radial height which is half the radial height of the permanent magnets 4 the disc rotor 2 equivalent. Nevertheless, between the stator teeth 31 the electrical conductor of the stator winding 34 laid in a waveform so that the distance of the conductor of the stator winding 34 from each of the stator teeth 31 , at least in areas where two stator teeth 31 lie opposite each other, is the same.
In 11 ist in einer den 8 und 9 entsprechende Ausführungsform weiteren Ausführungsform ebenfalls die Ausbildung der Statorzähne 31 als trapezförmige Vorsprünge aus dem Rückschlussbereich dargestellt. Die trapezförmigen Statorzähne 31 sind in einem ringförmigen Statorzahnbereich angeordnet und ineinander greifend. Die Statorzähne 31 weisen jeweils eine radiale Höhe auf, die der radialen Höhe der Permanentmagnete 4 im Scheibenrotor 2 entspricht. Benachbarte Statorzähne 31 weisen jeweils entgegengesetzte Richtungen der Verjüngung ihrer Statorzahnkontur auf, so dass ein zwischen den einzelnen Statorzähnen 31 angeordneter elektrischer Leiter der Statorwicklung 34 wellenförmig zwischen den Statorzähnen 31 verläuft, wobei die Wellen jeweils eine Trapezform darstellen.In 11 is in a 8th and 9 corresponding embodiment further embodiment also the formation of the stator teeth 31 shown as trapezoidal projections from the return region. The trapezoidal stator teeth 31 are arranged in an annular Statorzahnbereich and interlocking. The stator teeth 31 each have a radial height, that of the radial height of the permanent magnets 4 in the disc rotor 2 equivalent. Adjacent stator teeth 31 each have opposite directions of the taper of their Statorzahnkontur, so that a between the individual stator teeth 31 arranged electrical conductor of the stator winding 34 undulating between the stator teeth 31 runs, the waves each represent a trapezoidal shape.
In 12 ist der Aufbau von Statorzähnen 31 mit einer rechteckförmigen Zahnkopffläche dargestellt. Die rechteckförmigen Statorzähne 31 sind in radialer Richtung nebeneinander sowie zueinander versetzt mit einem Abstand angeordnet und der elektrische Leiter der Statorwicklung 34 ist mäandrierend zwischen den rechteckförmigen Statorzähnen 31 geführt, so dass diese mit gleichem Abstand von den Statorzähnen 31 angeordnet sind.In 12 is the construction of stator teeth 31 represented with a rectangular Zahnkopffläche. The rectangular stator teeth 31 are arranged in the radial direction next to each other and offset from each other with a distance and the electrical conductor of the stator winding 34 is meandering between the rectangular stator teeth 31 guided so that they are the same distance from the stator teeth 31 are arranged.
In 13 sind die Statorzähne 31 als Statorzähne mit einer halbsinusförmigen Kontur ausgebildet, wobei die Richtung der sich verjüngenden Statorzahnkontur bei benachbarten Statorzähnen 31 jeweils entgegengesetzt ist, so dass die halbsinusförmige Kontur jeweils in den Zwischraum zwischen benachbarte Statorzähne der jeweils anderen Statorzahnreihe hineinragt. Die Statorzähne 31 sind miteinander verschränkt, so dass ein Statorzahn 31 jeweils in den Bereich zwischen zwei gegenüberliegenden benachbarten Statorzähnen 31 hinein ragt. Zwischen den Statorzähnen 31 ist der elektrische Leiter der Statorwicklung 34 wellenförmig bzw. mäandrierend geführt, wobei die Wellenform trapezförmige Schleifen aufweisen kann.In 13 are the stator teeth 31 formed as stator teeth with a semi-sinusoidal contour, wherein the direction of the tapered Statorzahnkontur adjacent stator teeth 31 is opposite in each case, so that the semi-sinusoidal contour in each case projects into the intermediate space between adjacent stator teeth of the respective other row of stator teeth. The stator teeth 31 are interlocked so that a stator tooth 31 each in the area between two opposing adjacent stator teeth 31 protrudes into it. Between the stator teeth 31 is the electrical conductor of the stator winding 34 wavy or meandering guided, wherein the waveform may have trapezoidal loops.
Für alle oben beschriebenen Ausführungsformen kann die axiale Dicke der Statorzähne 31 mindestens der Dicke des elektrischen Leiters der Statorwicklung 34 entsprechen, sie kann jedoch auch größer als diese ausgeführt sein. Insbesondere kann der elektrische Leiter der Statorwicklung 34 als Hohlleiter mit Innenkühlung ausgeführt sein.For all embodiments described above, the axial thickness of the stator teeth 31 at least the thickness of the electrical conductor of the stator winding 34 however, it may be larger than this. In particular, the electrical conductor of the stator winding 34 be designed as a waveguide with internal cooling.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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WO 2009/115247 A1 [0002] WO 2009/115247 A1 [0002]
