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Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine und ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine.
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Ein Elektromotor umfasst als Komponenten in der Regel einen Stator und einen Rotor, der sich relativ zu dem Stator drehen kann. Dabei weist eine der beiden Komponenten Permanentmagneten und die andere Komponente Spulen auf, durch die elektrischer Strom zu leiten ist, wodurch mit den Spulen Magnetfelder erzeugt werden, aufgrund deren Wechselwirkung mit Magnetfeldern der Permanentmagneten der Rotor relativ zu dem Stator in Rotation versetzt wird. Die Spulen umfassen plastisch verformbare Drähte, die aus einem Metall wie Kupfer oder Aluminium gebildet und mit Kupferdrahtlack umhüllt sein können, wobei die Spulen aus den Drähten mit einer Wickeltechnik herzustellen sind.
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Üblicherweise wird bei einer Herstellung eines herkömmlichen Elektromotors versucht, eine Anzahl an Windungen nicht zu gering werden zu lassen, weil sich durch einen zu dicken Draht, aus dem die Windungen zur Bereitstellung der Spulen in der Regel mit einer Wickelmaschine zu wickeln sind, Probleme ergeben können und sich ein Füllungsgrad der Wicklungen verschlechtern kann.
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In der Praxis umfassen kleine Elektromotoren daher entweder eine hohe Anzahl an Polen und eine niedrige Drehzahl, wodurch sich bei einer mittleren Leistungsdichte ein hohes Drehmoment ergibt, oder sie umfassen eine geringe Anzahl an Polen und eine hohe Drehzahl, wodurch sich bei einer mittleren Leistungsdichte ein hohes Drehmoment ergibt. Dabei kann in beiden Fällen keine maximale Leistungsdichte erreicht werden. Übliche Maßnahmen zur Erhöhung der Windungszahl können durch Bereitstellung einer möglichst hohen Versorgungsspannung, einen externen Spannungswandler (Booster), eine Dreieckschaltung anstelle einer Sternschaltung, eine Parallelverschaltung mehrerer dünnerer Wicklungen, eine niedrig gewählte Drehzahl und/oder eine niedrige Flussdichte umgesetzt werden.
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Vor diesem Hintergrund werden eine elektrische Maschine und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgestellt. Ausgestaltungen der elektrischen Maschine sowie des Verfahrens gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor.
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Die erfindungsgemäße elektrische Maschine umfasst als Komponenten einen Stator und einen Rotor, wobei eine erste dieser beiden Komponenten, d. h. entweder der Stator oder der Rotor, Leiterstäbe aus elektrisch leitfähigem Material aufweist, die über mindestens eine Platine als Verbindungselement miteinander verbunden sind.
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Hierbei ist eine Hauptachse jeweils eines Leiterstabs zu einer flachen Hauptebene der mindestens einen Platine senkrecht orientiert.
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Die Leiterstäbe können in einem Bauteil aus weichmagnetischem Material angeordnet und/oder eingebettet sein, wobei das Bauteil aus weichmagnetischem Material mindestens ein Eisenpaket, das aus Eisenpulver hergestellt ist, aufweist und/oder als mindestens ein Eisenpaket, das aus Eisenpulver hergestellt ist, ausgebildet ist. Folglich weist die erste Komponente der elektrischen Maschine das Bauteil sowie die darin angeordneten Leiterstäbe auf.
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Je nach Ausgestaltung und/oder Funktionsweise ist die elektrische Maschine als Elektromotor und/oder als Generator ausgebildet.
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In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass jeweils ein als Eisenpaket ausgebildetes Bauteil mindestens eine Nut aufweist, in die der mindestens eine Leiterstab aus elektrisch leitfähigem Material eingesetzt ist. Jeweils ein Eisenpaket ist aus Eisenpulver als weichmagnetischem Verbundmaterial hergestellt. Die Leiterstäbe sind über elektronische Bauelemente und/oder Leiterbahnen der mindestens einen Platine, die aus elektrisch leitfähigem Material sind, miteinander verbunden.
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In der Regel ist die erste der beiden Komponenten als Stator, der an einem Gehäuse der elektrischen Maschine befestigt ist, und eine zweite der beiden Komponenten als relativ zum Stator drehbarer Rotor ausgebildet. Die zweite der beiden Komponenten weist Permanentmagneten auf.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine, die als Komponenten einen Stator und einen Rotor aufweist, ist vorgesehen, dass eine erste der beiden Komponenten aus Leiterstäben aus elektrisch leitfähigem Material, die über mindestens eine Platine miteinander verbunden werden, hergestellt wird.
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Die erste Komponente kann aus mindestens einem Eisenpaket aus Eisenpulver hergestellt werden, wobei die Leiterstäbe in Nuten des mindestens einen Eisenpakets angeordnet werden.
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Jeweils ein Leiterstab kann mit der mindestens einen Platine durch ein Pressverfahren verbunden werden. Alternativ oder ergänzend kann jeweils ein Leiterstab mit der mindestens einen Platine durch ein thermisches Fügeverfahren verbunden werden. Hier ist in jeweils ein Eisenpaket jeweils mindestens eine Nut einzufügen, wobei in jeweils eine Nut mindestens ein Leiterstab angeordnet bzw. eingefügt wird.
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Die Leiterstäbe werden über mindestens ein Verbindungselement, das als Platine ausgebildet ist, miteinander verbunden. Außerdem ist möglich, dass die Leiterstäbe über mindestens ein weiteres Verbindungselement aus elektrisch leitfähigem Material verbunden sind. Dabei können Leiterstäbe verschiedener Eisenpakte aber auch Leiterstäbe eines einzelnen Eisenpakets über mindestens ein Verbindungselement miteinander verbunden werden. Hierbei wird bspw. jeweils ein Ende eines Leiterstabs mit jeweils einem Verbindungselement durch ein Pressverfahren, bspw. ein Einpress- oder Pressfitverfahren verbunden. Alternativ oder ergänzend wird jeweils ein Ende mindestens eines Leiterstabs mit mindestens einem Verbindungselement durch ein thermisches Fügeverfahren, bspw. ein Löt- oder Schweißverfahren, verbunden.
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Somit umfasst eine Komponente der elektrischen Maschine, d. h. entweder der Stator oder der Rotor, statt der üblicherweise vorgesehenen Spulen Leiterstäbe, die in jeweilige Nuten von Eisenpaketen aus Eisenpulver der Komponente eingesetzt sein können, wodurch mit der elektrischen Maschine bei deren Betrieb hohe Drehzahlen zu erreichen sind.
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Somit weist die erste Komponente der elektrischen Maschine statt üblicherweise zu verwendender Spulen oder Wicklungen als Formteile die Leiterstäbe sowie die Platine und ein weiteres Verbindungselement auf. Bei der Herstellung der elektrischen Maschine werden die Leiterstäbe starr vorgefertigt und müssen somit nicht mehr gebogen werden. Außerdem sind die Leiterstäbe aus leitfähigem Material, in der Regel einem Metall, herzustellen.
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Die erste Komponente der elektrischen Maschine kann als Bauteil aus weichmagnetischem Material statt Eisenpakete auch Eisenlamellen bzw. Eisenbleche oder Trafobleche aufweisen, die mit Lack überzogen sein können. Außerdem kann das Eisenpaket aus Eisenpulver als weichmagnetischem Material lackierten Draht aufweisen. Sofern als weichmagnetisches Material Eisenpulver verwendet wird, ist die erste Komponente flexibel zu formen und weist geringe Wirbelstromverluste auf, wodurch hohe Drehzahlen und/oder hohe elektrische Frequenzen der elektrischen Maschine zu erreichen sind. Sofern für die erste Komponente Eisenlamellen verwendet werden, werden diese durch Walzen und Stanzen hergestellt und somit beschichtet sowie zusammengefügt. Allerdings ist zu berücksichtigen, dass Eisenlamellen im Gegensatz zu Eisenpulver akustische Vibrationen erzeugen können.
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Bei einem Betrieb der elektrischen Maschine ist zu berücksichtigen, dass eine elektromotorische Kraft proportional zu einer Feldstärke eines Magnetfelds der Leiterstäbe, einer Drehzahl der elektrischen Maschine sowie einer Anzahl der Leiterstäbe ist. Bei einem Betrieb der elektrischen Maschine ist in Ausgestaltung vorgesehen, dass eine extern angelegte Spannung, üblicherweise eine sogenannte Klemmenspannung, höher als die entgegengerichtete elektromagnetische Kraft (EMK) ist, wodurch ein positives Drehmoment zu erzielen ist. Durch Vorsehen der Leiterstäbe, die über die Platine miteinander verbunden sind, die im Vergleich zu herkömmlichen elektrischen Maschinen die Windungen ersetzen, kann die Anzahl der Windungen bzw. von Ersatzwindungen, die durch einen Verbund der Leiterstäbe mit der mindestens einen Platine bereitgestellt werden, gering gehalten werden. Durch die geringe entgegengerichtete elektromagnetische Kraft kann ein positives, beschleunigendes Drehmoment bei geringen Spannungen erreicht werden. Mit der elektrischen Maschine ist eine höchstmögliche magnetische Feldstärke erreichbar, wobei die externe Spannung relativ zu einer Leistung und einer Drehzahl der elektrischen Maschine gering ist, wohingegen ein durch die Leiterstäbe der elektrischen Maschine fließender Strom hoch ist.
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Im Rahmen der Erfindung kann durch Kombination verschiedener Maßnahmen eine Anzahl an Wicklungen der elektrischen Maschine minimiert werden. In möglicher Ausgestaltung ergibt sich durch Einsatz eines Leiterstabs in einer Nut nur noch eine Windung oder eine halbe Windung je Nut eines Eisenpakets der ersten Komponente der elektrischen Maschine. Somit ergibt sich, dass die ansonsten üblichen Windungen und eine Wickelmaschine, um diese zu wickeln, überflüssig werden. Leitfähige Stäbe bzw. Leiterstäbe werden vorgefertigt und in die Nuten eingesetzt. Die Verbindung der leitfähigen Stäbe untereinander wird über die mindestens eine Platine und ggf. eine leitfähige Platte oder ein Stanzgitter als Verbindungselement bereitgestellt. Die leitfähige Platte, das Stanzgitter oder die mindestens eine Platine kann unterschiedliche, elektrisch leitfähige Materialien, z. B. Aluminium, metallische Legierungen oder kohlenstoffbasierte Materialien aufweisen. Die Verbindungselemente und die Leiterstäbe können beispielsweise über Einpress-, Pressfit-, Löt- oder Schweißverbindungen miteinander verbunden werden.
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Die üblicherweise starren Leiterstäbe werden bei einer Herstellung der elektrischen Maschine bspw. von oben oder seitlich in jeweilige Nuten der vorgefertigten Eisenpakete der ersten Komponente, d. h. des Stators oder des Rotors, der elektrischen Maschine eingefügt. Da auf eine ansonsten bei der Herstellung einzusetzende Wickelmaschine verzichtet werden kann, ist für diese nun keine Lücke mehr erforderlich, wodurch ein Verlauf eines magnetischen Flusses und eine Leistungsdichte erhöht werden können. Üblicherweise sind mit der elektrischen Maschine eine hohe Drehzahl, eine hohe Anzahl an Polen, ein hohes Drehmoment und eine hohe Leistungsdichte bei niedriger Versorgungsspannung zu erreichen.
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Eine Reduktion von bzw. ein Verzicht auf Windungen oder Wicklungen ist durch Vorsehen einer hohen Drehzahl der elektrischen Maschine, einer Sternschaltung statt einer Dreieckschaltung, eines internen Spannungsabwärtsreglers, der in einem Gehäuse der elektrischen Maschine angeordnet sein kann, einer hohen Anzahl an Phasen bzw. Polen, einer hohen Flussdichte, einer hohen Stromdichte, unter Nutzung eines Strommanagements, eines geringen Luftspalts und eines hohen Füllfaktors zu erreichen.
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Die Leiterstäbe, die auch als Stableiter bezeichnet werden, können im Querschnitt unterschiedliche Formen aufweisen und n-eckig, bspw. dreieckig, viereckig, üblicherweise quadratisch und demnach auch regelmäßig vieleckig, oder rund ausgebildet sein. Bei der Herstellung der ersten Komponente der elektrischen Maschine, also entweder des Stators oder des Rotors, werden die Leiterstäbe in die Nuten der Eisenpakete eingefügt und über die Verbindungselemente miteinander verbunden. Durch Vorsehen der Leiterstäbe statt der ansonsten üblichen Drähte zur Bereitstellung der Wicklungen kann auf einen Spalt bzw. die Lücke für die Wickelmaschine, die üblicherweise bei der Herstellung einzusetzen ist, verzichtet werden. Hierdurch können bei einem Betrieb der elektrischen Maschine dessen Leistungsdichte und deren Wirkungsgrad erhöht werden.
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Somit werden für die elektrische Maschine statt Spulen bzw. Wicklungen aus Draht nunmehr die Leiterstäbe verwendet. Ein Leiterstab besteht aus Metall, das duktil ist. Die Leiterstäbe sind aufgrund einer vorgesehenen Leitfähigkeit bspw. aus Eisen oder Kupfer gebildet. Je nach Dicke eines Leiterstabs kann dieser bei einer jeweils herrschenden Temperatur entweder starr und unbiegsam oder formbar sein, wobei der Leiterstab bspw. an seine Enden verbogen werden kann. Alternativ oder ergänzend kann eine Verformung über die mindestens eine Platine erreicht werden.
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Die für die elektrische Maschine zu verwendenden Leiterstäbe können unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen. In der Regel kann jeweils ein Leiterstab zylinderförmig mit rundem Querschnitt ausgebildet sein. Allerdings kann ein Querschnitt eines Leiterstabs auch n-eckig ausgebildet sein. Bei der Herstellung der elektrischen Maschine sind die zu verwendenden Leiterstäbe auf eine für die Maschine vorgesehene Länge abzulängen. Die abgelängten Leiterstäbe können zur Bereitstellung der ersten Komponente der elektrischen Maschine unter Beibehaltung ihrer ursprünglichen Form über die mindestens eine Platine miteinander verbunden werden.
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Bei elektrischen Maschinen üblicherweise zu verwendende Wicklungsköpfe werden nunmehr durch die Verbindungselemente und somit durch die mindestens eine Platine ersetzt. Mindestens ein weiteres Verbindungselement zum Verbinden der Leiterstäbe kann als Stanzgitter ausgebildet sein.
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Die mindestens eine als Verbindungselement zu verwendende Platine umfasst neben Verbindungen der Leiterstäbe auch eine zum Betrieb der elektrischen Maschine vorgesehene Ansteuerung und/oder Elektronik, wodurch eine Anzahl von Fertigungsschritten und eine Anzahl an Bauteilen der elektrischen Maschine reduziert werden kann. Durch Ausgestaltung der Platine, bspw. in einer Einlagen- oder Mehrlagentechnik, sind flexiblere Stromführungen als mit einer herkömmlichen Wickeltechnik zu erreichen. Außerdem weist jeweils ein Leiterstab, d. h. die Hauptachse des jeweiligen Leiterstabs, zu der mindestens einen Platine, d. h. zu einer Hauptebene der mindestens einen Platine, einen Winkel von 90 Grad auf. Weiterhin ist möglich, dass jeweils ein Leiterstab abhängig von seiner Dicke auch biegbar sein kann.
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In weiterer Ausgestaltung kann jeweils ein Leiterstab durch Isolationsmaterial an dessen Außenwandung elektrisch isoliert sein. Allerdings kann jedoch auf eine derartige Isolation jeweils eines Leiterstabs verzichtet werden, falls das zur Bereitstellung des Bauteils für die erste Komponente vorgesehene Eisenpaket aus weichmagnetischem Material ausreichend isoliert ist.
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Bei der vorgestellten elektrischen Maschine wird eine halbe Wicklung einer ansonsten zu verwendenden Spule durch eine Leiterbahn auf der mindestens einen Platine ersetzt, mit der eine Stromführung und/oder eine elektrische Funktion, bspw. eine Teilwicklung und/oder ein Sternpunkt, bereitgestellt wird. Somit sind Enden von mindestens zwei Leierstäben über mindestens eine Leiterbahn einer Platine miteinander elektrisch zu verbinden.
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Im Gegensatz zu herkömmlichen elektrischen Maschinen, die Spulen bzw. Windungen oder Wicklungen aufweisen, kann durch Einsatz der Leiterstäbe, die über die mindestens eine Platine verbunden sind, bei der beschriebenen elektrischen Maschine ein erhöhter Füllungsgrad erreicht werden. Außerdem können die Leiterstäbe in dem vorgesehenen Eisenpaket bzw. Eisenkern als Bauteil aus weichmagnetischem Material beliebig verteilt angeordnet werden, wobei es möglich ist, jeweils einen Leiterstab in dem Eisenpaket einzeln anzuordnen.
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In der Regel ist ein Leiterstab wesentlich dicker als ein ansonsten zu verwendender Draht. Außerdem ist eine Anzahl an Leiterstäben wesentlich geringer als eine ansonsten vorzusehende Anzahl an Windungen einer Spule. Außerdem ist eine Relation eines Querschnitts eines Leiterstabs, der in Ausgestaltung aus Eisen ausgebildet sein kann, zehnmal so groß wie ein Querschnitt eines ansonsten üblichen Drahts aus Kupfer. Eine eventuell vorzusehende Isolation für einen Leiterstab wird bei der Herstellung der elektrischen Maschine nicht verformt. Sofern sich die Leiterstäbe untereinander nicht berühren, ist möglicherweise auf eine Isolation einzelner Leiterstäbe zu verzichten. Als leitfähiges Material zur Bereitstellung von Leiterstäben kann neben Eisen, Kupfer, Aluminium eine metallische Legierung oder ein anderes elektrisch leitfähiges Material verwendet werden.
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Durch eine für die elektrische Maschine erreichbare hohe Leistungsdichte und/oder Drehzahl und/oder einen zu erreichenden hohen Füllgrad können mögliche Nachteile hinsichtlich einer elektrischen Leitfähigkeit der Leiterstäbe kompensiert werden. Somit können für die Leiterstäbe statt Kupfer auch weniger leitfähige Metalle wie Aluminium oder Eisen verwendet werden. In Ausgestaltung wird eine elektrische Maschine hergestellt, die lediglich leitfähiges Material aus Eisen sowie Kunststoff und bspw. zwei Platinen umfasst. Ein derartiger elektrischer Motor ist demnach einfach zu recyceln. Zwar sind Kupfer oder Aluminium gute elektrische Leiter, allerdings weisen sie eine magnetische Permeabilität bzw. Leitfähigkeit auf, die annähernd den Wert eins aufweist, wodurch sich zwischen einzelnen Leiterstäben aus Kupfer oder Aluminium ein magnetischer Luftspalt bilden könnte. Durch Verwendung von Eisen zur Bereitstellung der Leiterstäbe ist es dagegen möglich, ein Magnetfeld auch innerhalb eines jeweiligen Leiterstabs zu führen.
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In weiterer Ausgestaltung umfasst die Komponente der elektrischen Maschine die Eisenpakete, die aus Eisenpulver herzustellen sind. Die Eisenpakete weisen Nuten auf, in denen die Leiterstäbe, die Phasen der elektrischen Maschine zugeordnet sind, angeordnet sind. Diese erste Komponente der elektrischen Maschine, die die Eisenpakete mit den darin eingefügten Leiterstäben aufweist, ist entweder als Stator oder Rotor ausgebildet.
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In der Regel ist ein Leiterstab zwischen zwei Verbindungselementen, wobei mindestens ein Verbindungselement als Platine ausgebildet ist, anzuordnen. Dabei ist ein erstes Ende eines Leiterstabs einerseits mit einer ersten Platine und ein zweites Ende dieses Leiterstabs andererseits mit einer zweiten Platine zu verbinden. Die mindestens eine Platine ist nach einem Dickschichtfertigungsverfahren herstellbar. Außerdem kann die mindestens eine Platine mit elektronischen Bauteilen und/oder Leiterbahnen bestückt werden, über die Enden von Leiterstäben verbunden werden.
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Sofern als Bauteil aus weichmagnetischem Material ein Eisenpaket bzw. Eisenkern aus Eisenpulver verwendet wird, wird dieses Eisenpaket durch Pressen oder Spritzgießen des Eisenpulvers hergestellt. Dabei kann das Eisenpulver bereits einen Anteil an Isoliermaterial umfassen. Alternativ ist möglich, dass das Bauteil aus weichmagnetischem Material für die erste Komponente der elektrischen Maschine aus Eisenlamellen bzw. Transformatorenblechen gefertigt wird. Sofern ein Eisenpaket aus Eisenpulver verwendet wird, sind Leiterstäbe in Nuten und somit in Aussparungen des Eisenpakets einzuschieben. In weiterer Ausgestaltung wird die mindestens eine Platine optional auf Enden der Leiterstäbe aufgepresst. Der Rotor als zweite Komponente der elektrischen Maschine ist in den Stator einzusetzen. Weiterhin können der Rotor und der Stator mit den Leiterstäben, der den Rotor umschließt, in das Gehäuse der elektrischen Maschine eingesetzt werden. Danach wird das Gehäuse verschlossen.
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In einer alternativen Variante werden die für die elektrische Maschine zu verwendenden Leiterstäbe mit einem Werkzeug fixiert. Danach kann das Eisenpulver um die Leiterstäbe herum gepresst oder spritzgegossen werden. In diesem Fall kann auf eine Isolierung der Leiterstäbe verzichtet werden, da das als weichmagnetisches Material zur Bereitstellung des Bauteils verwendete Eisenpulver isolierend ist.
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Durch die vorgesehenen Maßnahmen ist es möglich, Leitungen zwischen den Wicklungen des Motors zu minimieren. Die Wicklungen werden durch Leiterstäbe bzw. leitfähige Stäbe, die bspw. über die mindestens eine Platine als Verbindungselement bzw. Verbindungsplatte miteinander verbunden sind, ersetzt. Die ansonsten üblichen Eisenlamellen werden durch das Eisenpulver als weichmagnetischem Material und/oder Verbundmaterial (SMC, soft magnetic composite) ersetzt, wodurch Wirbelströme minimiert werden können.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung schematisch und ausführlich beschrieben.
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1 zeigt in schematischer Schnittdarstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine.
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2 zeigt in schematischer Darstellung Details der elektrischen Maschine aus 1.
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Die in 1 in schematischer Schnittdarstellung gezeigte Ausführungsform der elektrischen Maschine 2 umfasst ein Gehäuse 4, in dem als Komponenten ein Stator 6 und ein Rotor 8 koaxial zu einer Welle 10 angeordnet sind, wobei hier der ortsfeste Stator 6 den drehbaren Rotor 8 koaxial umschließt. Die Welle 10 ist über zwei Wellenlager 12, 13, die hier an einer Vorderseite sowie an einer Rückseite des Gehäuses 4 befestigt sind, relativ zu dem Gehäuse 4 drehbar gelagert.
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Zudem weist der Rotor 8 in der beschriebenen Ausführungsform mehrere Permanentmagneten 30 auf, die mit der Welle 10 verbunden sind und diese umschließen. Der Stator 6 umfasst anstatt der ansonsten üblichen Wicklungen aus Draht hier mehrere Leiterstäbe 32 und somit elektrisch leitfähige Stäbe, die hier in Nuten von Eisenpaketen 33 als Bauteile aus weichmagnetischem Material des Stators 6 eingefügt und über eine erste Leiterplatte 34 als erstes Verbindungselement sowie eine zweite Platine 36 als zweites Verbindungselement miteinander verbunden sind. Hierbei ist jeweils ein erstes Ende eines Leiterstabs 32 mit der ersten Platine 34 und jeweils ein zweites Ende des Leiterstabs 32, das dem ersten Ende gegenüber liegt, mit der zweiten Platine 36 verbunden. Auf der mindestens einen Platine 34, 36 sind hier elektronische Bauelemente 38 angeordnet, die zwischen den Leiterstäben 32 geschaltet sind und diese verbinden. Ferner zeigt 1 ein Kontrollgerät 40 zum Kontrollieren eines Betriebs der elektrischen Maschine, das mit der ersten Platine 34 verbunden ist.
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Bei einem Betrieb der elektrischen Maschine 2 wird durch die Leiterstäbe 32 des Stators 6 elektrischer Strom geleitet, wodurch ein Magnetfeld erzeugt wird, das mit Magnetfeldern der Permanentmagneten 30 zusammenwirkt, wodurch der Rotor 8 in Rotation versetzt wird.
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Die 2a, 2b, 2c und 2d zeigen Details der anhand von 1 vorgestellten Ausführungsform der elektrischen Maschine 2. Hierbei ist mit 2a ein Schaltungsschema, mit 2b ein Schnitt durch den Stator 6, mit 2c ein Schnitt durch die zweite Platine 36 und mit 2d ein Schnitt durch die erste Platine 34 gezeigt.
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Der Stator 6 und somit die elektrische Maschine weist hier in Ausgestaltung drei Phasen 42, 44, 46 bzw. Pole auf, wobei jeweils eine Phase 42, 44, 46 vier Leiterstäbe 32 umfasst, so dass der Stator 6 der elektrischen Maschine 2 insgesamt zwölf Leiterstäbe 32 aufweist. Dabei ist für eine erste Phase 42 eine Spannung U, für eine zweite Phase 44 eine Spannung V und für einen dritte Phase 46 eine Spannung W vorgesehen, wobei weiterhin jede Phase 42, 44, 46 in einen Pluspol, d. h. U, V, W, sowie in einen Minuspol, d. h. –U, –V, –W, aufgeteilt ist.
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Der Schnitt durch den Stator 6, wie anhand von 2b vorgestellt, zeigt die insgesamt zwölf Leiterstäbe 32 im Querschnitt. Dabei sind diese Leiterstäbe 32 in einem Eisenpaket 33 aus gepresstem Eisenpulver als weichmagnetischem Material angeordnet.
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Über die zweite Platine 36, die in 2c in Schnittdarstellung schematisch gezeigt ist, sind die zweiten Enden der Leiterstäbe 32 miteinander verbunden. Außerdem sind die Leiterstäbe 32 jeweils einer Phase 42, 44, 46 über Induktivitäten 48 miteinander verbunden.
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Wie die schematische Schnittdarstellung zu der ersten Platine 34 aus 2d andeutet, sind über diese erste Platine 34 die ersten Enden der Leiterstäbe 32 miteinander verbunden, wobei hier ebenfalls zwischen Leiterstäben 32 derselben Phase 42, 44, 46 Induktivitäten 48 angeordnet sind. Außerdem ist hier jeweils ein Leiterstab 32 einer Phase 42, 44, 46 mit einem elektronischen Bauelement 38, hier einem Transistor, verbunden.
