DE102017218451A1 - Stator und elektrische Maschine mit Stator - Google Patents

Stator und elektrische Maschine mit Stator Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator (1) einer elektrischen Maschine, mit einem eine Statorachse (4) aufweisenden Statorblechpaket (2) und mit im Statorblechpaket (2) vorgesehen Nuten (3), wobei die Nuten (3) jeweils einen Nutgrund (3.1) und eine dem Nutgrund (3.1) abgewandte schlitzförmige Nutöffnung (3.2) aufweisen, wobei in den Nuten (3) jeweils ein elektrisch isolierendes Trägerelement (6.1) einer Nutisolation (6) angeordnet ist, das eine Anzahl elektrischer Leiter (5) einer elektrischen Wicklung aufnimmt, und wobei wenigstens ein leitfähiges und nutöffnungsseitig angeordnetes Abschirmelement (6.2) der Nutisolation (6) auf dem Trägerelement (6.1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (6.1) einteilig ausgebildet ist und sich in einem Bereich (9) überlappt, wobei das Trägerelement (6.1) durch das Überlappen einen geschlossenen Querschnitt ausbildet.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem Stator einer elektrischen Maschine. Ferner geht die Erfindung aus von einer elektrischen Maschine aufweisend den Stator.
  • Aus dem Stand der Technik sind Nutverschlüsse zum mechanischen Verschließen der Nuten und zur elektrischen Isolation zwischen Wicklungsdrähten und dem Lamellenpaket des Stators bekannt. Zwischen dem obersten Leiter in einer Statornut und einem Rotor einer elektrischen Maschine entsteht ein elektrisches Feld, welches bedingt durch die Ansteuerung mittels eines Pulswechselrichters zu einer auf dem Rotor influenzierten hochfrequenten Wechselspannung sowie bei Nichtisolation der Rotorwelle zu hochfrequenten Ableitströmen führt. Diese beschriebenen Effekte beeinträchtigen in sehr erheblichem Maße die geforderte elektromagnetische Verträglichkeit. Weiterhin führt die durch das elektrische Feld influenzierte Ladung auf dem Rotor zu elektrischen Durchschlägen in einem Fettfilm der Lager, insbesondere Kugellager, was deren Lebensdauer drastisch verkürzen kann.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung geht aus von einem Stator nach Gattung des unabhängigen Anspruchs 1, nämlich von einem Stator einer elektrischen Maschine, mit einem eine Statorachse aufweisenden Statorblechpaket und mit im Statorblechpaket vorgesehen Nuten, wobei die Nuten jeweils einen Nutgrund und eine dem Nutgrund abgewandte schlitzförmige Nutöffnung aufweisen, wobei in den Nuten jeweils ein elektrisch isolierendes Trägerelement einer Nutisolation angeordnet ist, das eine Anzahl elektrischer Leiter einer elektrischen Wicklung aufnimmt und wobei wenigstens ein leitfähiges und nutöffnungsseitig angeordnetes Abschirmelement der Nutisolation auf dem Trägerelement angeordnet ist. Das Trägerelement ist einteilig ausgebildet, wobei sich das Trägerelement in einem Bereich überlappt und durch das Überlappen einen geschlossenen Querschnitt ausbildet. Dabei kann der geschlossene Querschnitt als ein im Wesentlichen geschlossener Querschnitt verstanden werden. Der sich überlappende Bereich wird durch Endbereiche des Trägerelements ausgebildet. Bevorzugt ist das Abschirmelement wenigstens in der Nutöffnung oder im Bereich der Nutöffnung angeordnet.
  • Ferner geht die Erfindung aus von einer elektrischen Maschine nach Gattung des unabhängigen Anspruchs 13, nämlich von einer elektrischen Maschine mit einem Stator.
  • Erfindungsgemäß wird ein elektrisch leitfähiges Abschirmelement, das eine Abschirmung des elektrischen Feldes bewirkt, bereitgestellt, sobald das Abschirmelement geeignet elektrisch mit dem Statorblechpaket und mit Masse verbunden wird oder derart nahe an eine Nutinnenoberfläche - ohne notwendigerweise galvanischen Kontakt - platziert, sodass allein die dadurch entstehende kapazitive Anbindung an den mit Masse geeignet verbundenen Stator zu einer das elektrische Feld hinreichend minimierenden Ladungsverschiebung führt. Um diesen Kontakt sicher herzustellen, kann auch eine Seitenfläche der Nutisolation mit dem Abschirmmittel versehen werden, da aufgrund von Toleranzaddition der Leiter ein sichere Anpresskraft der Abschirmung bspw. an Zahnköpfen in radialer Richtung nicht gewährleistet werden kann.
  • Eine Herabsetzung der axialen Leitfähigkeit durch Segmentierung kann notwendig sein, wenn der magnetische Wechselfluss im Joch zu einer den Jochquerschnitt umschließenden induzierten Spannung führt, welche sonst zu einem Abbrand der Abschirmung führen könnte.
  • Bevorzugt ist das zumindest eine Abschirmelement der Nutisolation auf der den elektrischen Leitern abgewandten Seite des Trägerelementes angeordnet. Hierdurch kann das elektrische Feld zum Rotor der elektrischen Maschine hin abgeschirmt werden.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Stators möglich.
  • Vorzugsweise weist das Abschirmelement eine Beschichtung auf, die als eine Lackschicht, eine Folie oder ein Blech ausgebildet ist.
  • Vorteilhaft ist der sich überlappende Bereich im Nutgrund angeordnet, wobei sich das Abschirmelement auf der dem sich überlappenden Bereich gegenüberliegenden Seite des Trägerelements befindet. Alternativ ist der sich überlappende Bereich in der Nutöffnung oder im Bereich der Nutöffnung angeordnet, wobei sich das Abschirmelement wenigstens auf dem sich überlappenden Bereich des Trägerelements befindet.
  • Damit überlappen sich Teile des Trägerelements entweder im Bereich des Nutgrunds oder alternativ im Bereich der Nutöffnung, wobei das Abschirmelement nutseitig angeordnet ist. Das Abschirmelement ist dabei auf einer äußeren Mantelfläche des Trägerelements angeordnet. Vorzugsweise sind die sich überlappenden Teile die Schenkel des Trägerelements.
  • Vorzugsweise überlappt ein erster Schenkel des Trägerelements einen zweiten Schenkel des Trägerelements vollständig, wenn der Überlapp in der Nutöffnung angeordnet ist. Bevorzugt überlappt das Abschirmelement dabei den ersten Schenkel vollständig. Besonders bevorzugt erstreckt sich das Abschirmelement dabei wenigstens einseitig auf ca. der halben Höhe einer Seitenflanke der Nut.
  • Weiter vorteilhaft ist der sich überlappende Bereich auf der den elektrischen Leitern abgewandten Seite angeordnet.
  • Weiter vorteilhaft ist auf zumindest einem der Trägerelemente jeweils eine Vielzahl von Abschirmelementen in axialer Richtung bezüglich der Statorachse hintereinander angeordnet, die elektrisch voneinander getrennt und jeweils an wenigstens einer Seite mit dem Statorblechpaket elektrisch verbunden sind. Dies hat den Vorteil, dass die Abschirmelemente die Lamellen des Statorblechpakets nicht über die gesamte Länge der Nut bzw. des Statorblechpakets kurzschließen, sondern nur über einen begrenzten axialen Abschnitt, so dass der durch magnetische Feldinduktion entstehende parasitäre Strom in axialer Richtung ausreichend klein gehalten wird.
  • Vorzugsweise erstreckt sich das zumindest eine Abschirmelement von der Nutöffnung entlang wenigstens einer Seitenflanke der Nut ganz oder teilweise. Bevorzugt kann das Abschirmelement auch vollumfänglich über dem Querschnitt des Trägerelements geführt sein.
  • Weiter vorteilhaft sind auf zumindest einem der Trägerelemente jeweils eine Vielzahl von Abschirmelementen in axialer Richtung bezüglich der Statorachse hintereinander angeordnet, die elektrisch voneinander getrennt sind, wobei die Abschirmelemente eine quer zur axialen Richtung gemessene Breite aufweisen, die jeweils kleiner ist als die Breite der Nutöffnung der zugehörigen Nut, und die über zumindest einen Steg mit dem Statorblechpaket elektrisch verbunden sind.
  • Vorzugsweise erstreckt sich der zumindest eine Steg von der Nutöffnung entlang wenigstens einer Seitenflanke der Nut ganz oder teilweise. Bevorzugt kann der Steg auch vollumfänglich über dem Querschnitt des Trägerelements geführt sein. Unter einem Steg kann eine elektrische Kontaktfahne verstanden werden.
  • Weiter vorteilhaft weisen die benachbarten Abschirmelemente in axialer Richtung Abstände im Bereich zwischen 10 µm bis 200 µm, insbesondere 50 µm auf.
  • Die Abschirmelemente sind trotz der zwischen den Abschirmelementen gebildeten Unterbrechungen großflächig auf dem Trägerelement ausgeführt, so dass die Abschirmwirkung durch die Unterbrechungen nur unwesentlich vermindert wird.
  • Weiter vorteilhaft ist auf zumindest einem der Trägerelemente jeweils ein einziges, streifenförmiges Abschirmelement vorgesehen, das eine quer zur axialen Richtung gemessene Breite aufweist, die jeweils kleiner ist als die Breite der Nutöffnung der zugehörigen Nut, und das über zumindest einen Steg mit dem Statorblechpaket elektrisch verbunden ist.
  • Dies hat den Vorteil, dass das Abschirmelement die Lamellen des Statorblechpakets nicht über die gesamte Länge der Nut bzw. des Statorblechpakets kurzschließt, sondern nur im Bereich des zumindest einen Steges des Abschirmelementes. Dadurch wird der durch magnetische Feldinduktion entstehende parasitäre Strom in axialer Richtung fast vollständig unterdrückt. Die Fläche des Abschirmelements ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wegen der fehlenden Unterbrechungen größer als bei dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass auch hier die Abschirmwirkung hinreichend gegeben ist.
  • Vorzugsweise erstreckt sich der zumindest eine Steg von der Nutöffnung entlang wenigstens einer Seitenflanke der Nut ganz oder teilweise. Bevorzugt kann der Steg auch vollumfänglich über dem Querschnitt des Trägerelements geführt sein.
  • Weiter vorteilhaft ist auf zumindest einem der Trägerelemente jeweils ein einziges Abschirmelement vorgesehen, das eine Erhöhung aufweist, die eine quer zur axialen Richtung gemessene Breite aufweist, die jeweils kleiner ist als die Breite der Nutöffnung der zugehörigen Nut, und die eine Längserstreckung in axialer Richtung aufweist und einen mit dem Statorblechpaket elektrisch verbundenen Steg mit der gleichen Höhe aufweist, wie die Erhöhung, wobei auf den nicht erhöhten Bereichen, die gegenüber der Erhöhung tieferliegen, elektrisch isolierende Mittel angeordnet sind. Damit wird eine weitere alternative Ausgestaltung für die Nutisolation ermöglicht.
  • Vorzugsweise erstreckt sich der zumindest eine Steg von der Nutöffnung entlang wenigstens einer Seitenflanke der Nut ganz oder teilweise. Bevorzugt kann der Steg auch vollumfänglich über dem Querschnitt des Trägerelements geführt sein.
  • Weiter vorteilhaft ist eine Breite des Abschirmelements um höchstens 2/3 der Dicke der Nutisolation geringer ist als eine Breite der Nutöffnung und/oder eine axiale Länge des Stegs misst maximal 5% der Blechpaketlänge in axialer Richtung.
  • Vorzugsweise ist das zumindest eine Abschirmelement jeweils auf das Trägerelement aufgeklebt, aufgeschweißt, auflackiert, aufgespritzt, insbesondere thermisch aufgespritzt, aufgetropft oder aufgedampft ist.
  • Vorzugsweise ist das zumindest eine Abschirmelement nicht ferromagnetisch, z.B. aus Aluminium, Zinn, Kupfer, Silber, Gold.
  • Weiter vorteilhaft weist das Abschirmelement in Längsrichtung eine Länge im Bereich von 3 mm bis 5 cm auf und/oder die Schichtdicke des zumindest einen Abschirmelements liegt im Bereich von 1 µm und 100 µm.
  • Bevorzugt ist das zumindest eine Abschirmelements an wenigstens einem der axialen Statorenden in axialer Richtung länger ausgebildet ist als das Statorblechpaket.
  • Weiter vorteilhaft wird als Abschirmelement unkalandriertes oder teilweise kalandriertes Isolationspapier verwendet.
  • Figurenliste
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:
    • 1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Stators nach einem ersten Ausführungsbeispiel;
    • 2 eine Draufsicht auf eine der Nuten des Stators nach 1;
    • 3 eine Draufsicht auf einen Faltbogen zur Herstellung einer Nutisolation nach dem ersten Ausführungsbeispiel;
    • 4 eine schematische Ansicht auf eine fertig gefaltete Nutisolation Schnittansicht nach dem ersten Ausführungsbeispiel;
    • 5 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Stators nach einem zweiten Ausführungsbeispiel;
    • 6 eine Draufsicht auf eine der Nuten des Stators nach 5;
    • 7 eine Draufsicht auf einen Nutisolations-Faltbogen zur Herstellung einer Nutisolation nach dem zweiten Ausführungsbeispiel;
    • 8 eine schematische Ansicht auf eine fertig gefaltete Nutisolation Schnittansicht nach dem zweiten Ausführungsbeispiel;
    • 9 eine Draufsicht auf einen Nutisolations-Faltbogen zur Herstellung einer alternativen Nutisolation;
    • 10 eine Draufsicht auf einen Nutisolations-Faltbogen zur Herstellung einer weiter alternativen Nutisolation;
    • 11 eine Draufsicht auf eine der Nuten eines erfindungsgemäßen Stators gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; und
    • 12 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Stators nach einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Stators einer elektrischen Maschine nach einem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Der Stator 1 weist ein Statorblechpaket 2 und im Statorblechpaket 2 vorgesehene Nuten 3 auf, die beispielsweise in Richtung einer Statorachse 4 des Statorblechpakets 2 verlaufen und in denen eine Anzahl elektrischer Leiter 5 zumindest einer elektrischen Wicklung angeordnet sind. Das Statorblechpaket 2 ist gebildet aus einem Stapel von aus Elektroblech hergestellten Lamellen, zwischen denen jeweils eine Isolation zur Vermeidung von Wirbelströmen vorgesehen sein kann. Die Nuten 3 des Stators 1 sind jeweils zwischen Zähnen 1.1 des Stators 1 gebildet und haben jeweils einen Nutgrund 3.1 und eine dem Nutgrund 3.1 abgewandte schlitzförmige Nutöffnung 3.2. Der Querschnitt der Nutöffnungen 3.2 des Stators 1 ist jeweils verengt, da die Zähne 1.1 des Stators 1 an 5 ihrem dem Nutgrund 3.1 abgewandten Ende jeweils einen auskragenden Zahnkopf 1.2 aufweisen, der schulterförmig in die jeweilige Nut 3 vorsteht.
  • In der Nut 3 ist ein die Leiter 5 der elektrischen Wicklung aufnehmendes Trägerelement 6.1 einer Nutisolation 6 angeordnet. Die Nutisolation 6 umfasst jeweils ein elektrisch isolierendes Trägerelement 6.1 und zumindest ein auf dem Trägerelement 6.1 angeordnetes Abschirmelement 6.2 aus elektrisch leitendem Material. Die elektrisch leitfähigen Abschirmelemente 6.2 sind auf dem Trägerelement 6.1 angeordnet. Das Trägerelement 6.1 ist einteilig ausgebildet und weist einen geschlossenen Querschnitt auf, der sich infolge eines Überlappens des Trägerelements 6.1 ergibt. Infolge des Überlappens wird ein Bereich 9 ausgebildet. Mit anderen Worten verschließt das Trägerelement 6.1 der Nutisolation 6 die Nutöffnungen 3.2 der Nuten 3, wobei das Trägerelement die Leiter 5 der elektrischen Wicklung vollständig umgibt bzw. umschließt. Dabei hält das Trägerelement 6.1 die elektrischen Leiter 5 innerhalb der jeweiligen Nut 3. Der sich überlappende Bereich 9 ist auf der den elektrischen Leitern 5 abgewandten Seite angeordnet. Teile 6.1.1 und 6.1.2 des Trägerelements 6.1 überlappen sich im Bereich des Nutgrunds 3.1. Die sich überlappenden Teile 6.1.1 und 6.1.2 können als die Schenkel des Trägerelements 6.1 verstanden werden.
  • Das zumindest eine Abschirmelement 6.2 der Nutisolation 6 ist auf der den elektrischen Leitern 5 abgewandten Seite des Trägerelementes 6.1 angeordnet und dient dazu, das elektrische Feld zum Rotor 8 der elektrischen Maschine hin abzuschirmen.
  • Dabei ist das zumindest eine Abschirmelement 6.2 eine Beschichtung, eine Lackschicht, eine Folie oder ein Blech. Dabei kann das zumindest eine Abschirmelement 6.2 der Nutisolationen 6 jeweils auf das Trägerelement 6.1 aufgeklebt, aufgeschweißt, auflackiert, aufgespritzt, aufgetropft oder aufgedampft sein.
  • Das Trägerelement 6.1 kann vorzugsweise ein unkalandriertes oder teilweise kalandriertes Isolationspapier sein. Alternativ kann das Trägerelement 6.1 aus einem synthetischen aromatischen Polyamidpolymer, oder eine Isolationsfolie oder ein Isolationsband sein.
  • Nach dem ersten Ausführungsbeispiel wird das zumindest eine Abschirmelement 6.2 in einem ersten Schritt jeweils auf die Nutisolation 6 aufgebracht. In einem zweiten Schritt werden die fertigen Nutisolationen 6 als ein Bauteil in die jeweilige Nut 3 eingeschoben. Das Abschirmelement 6.2 erstreckt sich dabei beidseitig auf ca. dem halben Umfang des Trägerelements 6.1.
  • Die Nutisolation 6 werden derart in die Nuten 3 eingesetzt, dass deren Trägerelemente 6.1 jeweils in der zugehörigen Nut 3 unmittelbar unterhalb der Zahnköpfe 1.2 und deren zumindest eines Abschirmelement 6.2 jeweils zumindest abschnittsweise in der schlitzförmigen Nutöffnung 3.2 zwischen den Zahnköpfen 1.2 angeordnet ist. Um nach dem Einbau der Nutisolation 6 jeweils einen elektrischen Kontakt des zumindest einen Abschirmelementes 6.2 zum Statorblechpaket 2 zu gewährleisten, sind die Abschirmelemente 6.2 beim ersten Ausführungsbeispiel jeweils breiter ausgeführt als die Nutöffnungen 3.2 des Stators 1, so dass die Abschirmelemente 6.2 jeweils über ihre Nutöffnung 3.2 hinaus in den Bereich der Nut 3 unterhalb der jeweiligen Zahnköpfe 1.2 verlaufen und jeweils von den Schultern der Zahnköpfe 1.2 elektrisch kontaktiert werden. Ferner erstrecken sich die Abschirmelemente 6.2 dabei beidseitig auf ca. der halben Höhe der Seitenflanken 3.3, 3.4 der Nut 3.
  • 2 zeigt eine Draufsicht auf eine der Nuten 3 des erfindungsgemäßen Stators nach 1.
  • Nach dem ersten Ausführungsbeispiel ist auf zumindest einem, beispielsweise auf jedem der Nutisolation 6 eine Vielzahl von Abschirmelementen 6.2 in axialer Richtung x bezüglich der Statorachse 4 hintereinander angeordnet, wobei diese Abschirmelemente 6.2 elektrisch voneinander getrennt und jeweils an wenigstens einer Seite, beispielsweise beidseitig, mit dem Statorblechpaket 2 elektrisch verbunden sind.
  • Die Abschirmelemente 6.2 des Stators 1 sind nach dem ersten Ausführungsbeispiel jeweils aus Aluminium, Kupfer, Silber oder Gold hergestellt.
  • Der Abstand A zwischen den beispielsweise rechteckförmigen oder quadratischen Abschirmelementen 6.2 beträgt beispielsweise jeweils zwischen 10 µm bis 200 µm, insbesondere 50 µm. Durch diesen geringen Abstand zwischen den Abschirmelementen 6.2 wird trotz der Unterbrechungen zwischen den Abschirmelementen 6.2 noch eine hinreichende Abschirmwirkung erzielt. Die Abschirmelemente 6.2 weisen beispielsweise jeweils eine Dicke zwischen 1 µm und 100 µm, insbesondere 5 µm auf.
  • Die Nutisolationen 6 ragen beispielsweise in axialer Richtung x bezüglich der Statorachse 4 aus ihren Nuten 3 heraus. Dadurch können die Abschirmelemente 6.2 der Nutisolation 6 zusätzlich eine abschirmende Wirkung in einem Bereich zwischen einem Wickelkopf des Stators 1 und einem Kurzschlussring des Rotors 8 ausüben, da auf diese Weise eine kapazitive Kopplung zwischen dem Wickelkopf des Stators 1 und dem Kurzschlussring oder der Wuchtscheibe bzw. Teilen des Rotors 8 verhindert wird.
  • 3 zeigt eine Draufsicht auf einen Nutisolation-Faltbogen zur Ausbildung der Nutisolation 6 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Der Faltbogen weist das Trägerelement 6.1 auf, wobei auf das Trägerelement 6.1 rechteckig bzw. quaderförmig ausgebildete Abschirmelemente 6.2 im Abstand A hintereinander angeordnet. An Falzlinien 7 kann der Faltbogen gefaltet werden, um eine Nutisolation 6, wie in 4 dargestellt, zu erzielen.
  • 5 zeigt eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Stators nach einem zweiten Ausführungsbeispiel und 6 zeigt eine Draufsicht auf eine der Nuten eines erfindungsgemäßen Stators nach dem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass auf zumindest einem der Nutisolationen 6 jeweils ein einziges, streifenförmiges Abschirmelement 6.2 vorgesehen ist, das eine quer zur axialen Richtung x, also in eine Richtung z, gemessene Breite B1 aufweist, die jeweils kleiner ist als die Breite B2 der Nutöffnung 3.2 der zugehörigen Nut 3, und das über zumindest einen, beispielsweise zwei Stege 10 mit dem Statorblechpaket 2 elektrisch verbunden ist.
  • Das Abschirmelement 6.2 ist dadurch ausschließlich über den zumindest einen Steg 10 mit dem Statorblechpaket 2 elektrisch verbunden, wobei der zumindest eine Steg 10 eine in axialer Richtung x bezüglich der Statorachse 4 gemessene Breite B3 aufweist, die der Dicke D von ein oder mehreren Lamellen des Statorblechpakets 2 entsprechen kann und beispielsweise im Bereich zwischen 3 Millimetern und 5 Zentimetern liegt.
  • Nach dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Abschirmelemente 6.2 jeweils als durchgehender, rechteckförmiger Streifen ausgeführt, an dem beispielsweise mittig und beidseitig die Stege 10 vorgesehen sind. Der zumindest eine Steg 10 der Abschirmelemente 6.2 ragt wie beim ersten Ausführungsbeispiel unter die Zahnköpfe 1.2 der jeweiligen Nut 3 und wird auf diese Weise an den Schultern der Zahnköpfe 1.2 elektrisch kontaktiert. Eine axiale Länge der Stege 10 misst dabei maximal 5% der Blechpaketlänge in axialer Richtung x.
  • 7 zeigt eine Draufsicht auf einen Nutisolation-Faltbogen zur Ausbildung der Nutisolation 6 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Der Faltbogen weist das Trägerelement 6.1 auf, wobei auf das Trägerelement 6.1 ein Abschirmelement 6.2 angeordnet ist. Das Abschirmelement 6.2 weist eine Form auf, die als ein Pluszeichen oder als ein Kreuz ausgebildet ist. An Falzlinien 7 kann der Faltbogen gefaltet werden, um eine Nutisolation 6, wie in 8 dargestellt, für einen Stator zu erhalten. Ein Überlappen von Teilen 6.1.1 und 6.1.2 des Trägerelements 6.1 erfolgt im Bereich des Nutgrunds 3.1, sobald die Nutisolation 6 in eine Statornut eingesetzt ist. Alternativ kann ein Überlappen auch im Bereich der Nutöffnung 3.2 erfolgen.
  • 9 zeigt einen alternativen Nutisolations-Faltbogen. Der Nutisolations-Faltbogen weist das Trägerelement 6.1 auf, wobei auf das Trägerelement 6.1 ein Abschirmelement 6.2 angeordnet ist. Das Abschirmelement 6.2 weist eine rechteckige Grundfläche auf. Das Abschirmelement 6.2 weist einen ersten Bereich 11 auf, der höher bzw. dicker ausgebildet ist, als zweite Bereiche 12, die flacher bzw. dünner ausgebildet sind. Der erste Bereich 11 weist eine Form auf, die als ein Pluszeichen oder als ein Kreuz ausgebildet ist. Auf den zweiten, flachen Bereichen 12 ist eine zusätzliche Isolationsschicht 6.3. angeordnet bzw. aufgetragen. An Falzlinien 7 kann der Faltbogen gefaltet werden, um eine Nutisolation 6 für einen Stator zu erzielen. Ein Überlappen von Teilen 6.1.1 und 6.1.2 des Trägerelements 6.1 erfolgt im Bereich des Nutgrunds 3.1, sobald die Nutisolation 6 in eine Nut des Stators eingesetzt ist.
  • 10 zeigt einen weiteren alternativen Nutisolations-Faltbogen. Im Unterschied zum Nutisolations-Faltbogen gemäß 9, ist der Nutisolations-Faltbogen derart ausgeführt, dass ein Überlappen von Teilen 6.1.1 und 6.1.2 des Trägerelements 6.1 im Bereich der Nutöffnung 3.2 erfolgt, sobald die Nutisolation 6 in eine Nut des Stators eingesetzt ist.
  • 11 zeigt eine Draufsicht auf eine der Nuten eines erfindungsgemäßen Stators gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Das weitere Ausführungsbeispiel kombiniert Merkmale aus den 2 und 5.
  • Der Stator 1 weist eine Vielzahl von Abschirmelementen 6.2 auf, die in axialer Richtung x bezüglich der Statorachse 4 hintereinander angeordnet sind. Jedes der Abschirmelement 6.2 weist eine quer zur axialen Richtung x gemessene Breite B1 auf. Die gemessene Breite B1 ist jeweils kleiner als die Breite B2 der Nutöffnung 3.2 der zugehörigen Nut 3. Das Abschirmelement 6.2 ist über zumindest einen, beispielsweise zwei Stege 10 mit dem Statorblechpaket 2 elektrisch verbunden.
  • Das Abschirmelement 6.2 ist dadurch ausschließlich über den zumindest einen Steg 10 mit dem Statorblechpaket 2 elektrisch verbunden, wobei der zumindest eine Steg 10 eine in axialer Richtung x bezüglich der Statorachse 4 gemessene Breite B3 aufweist, die der Dicke D von ein oder mehreren Lamellen des Statorblechpakets 2 entsprechen kann und beispielsweise im Bereich zwischen 3 Millimetern und 5 Zentimetern liegt.
  • Nach dem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Abschirmelemente 6.2 jeweils als einzelne rechteckförmige Streifen ausgeführt, an denen beispielsweise mittig und beidseitig die Stege 10 vorgesehen sind. Der zumindest eine Steg 10 der Abschirmelemente 6.2 ragt, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, unter die Zahnköpfe 1.2 der jeweiligen Nut 3 und wird auf diese Weise an den Schultern der Zahnköpfe 1.2 elektrisch kontaktiert.
  • 12 zeigt eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Stators einer elektrischen Maschine nach einem weiteren Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zur 1 sind die Teile 6.1.1 und 6.1.2 des Trägerelements 6.1 so angeordnet, dass der Überlapp im Bereich der Nutöffnung 3.2 angeordnet ist. Bei dieser Variante ist das Abschirmelement 6.2 nach wie vor im Bereich der Nutöffnung 3.2 angeordnet. Das Abschirmelement 6.2 befindet sich am entgegengesetzten Ende zum sich überlappenden Bereich 9 der Nutisolation 6. Der erste Schenkel 6.1.1 überlappt dabei den zweiten Schenkel 6.1.2 vollständig, wobei der erste Schenkel 6.1.1 vollständig vom Abschirmelement 6.2 überlappt ist. Das Abschirmelement 6.2 erstreckt sich dabei einseitig auf ca. der halben Höhe der rechten Seitenflanke 3.4 der Nut 3. Hierdurch wird eine weitere alternative Ausgestaltung für die Nutisolation 6 ermöglicht.

Claims (13)

  1. Stator (1) einer elektrischen Maschine, mit einem eine Statorachse (4) aufweisenden Statorblechpaket (2) und mit im Statorblechpaket (2) vorgesehen Nuten (3), wobei die Nuten (3) jeweils einen Nutgrund (3.1) und eine dem Nutgrund (3.1) abgewandte schlitzförmige Nutöffnung (3.2) aufweisen, wobei in den Nuten (3) jeweils ein elektrisch isolierendes Trägerelement (6.1) einer Nutisolation (6) angeordnet ist, das eine Anzahl elektrischer Leiter (5) einer elektrischen Wicklung aufnimmt, und wobei wenigstens ein leitfähiges und nutöffnungsseitig angeordnetes Abschirmelement (6.2) der Nutisolation (6) auf dem Trägerelement (6.1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (6.1) einteilig ausgebildet ist und sich in einem Bereich (9) überlappt, wobei das Trägerelement (6.1) durch das Überlappen einen geschlossenen Querschnitt ausbildet.
  2. Stator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der sich überlappende Bereich (9) im Nutgrund (3.1) angeordnet ist, wobei sich das Abschirmelement (6.2) auf der dem sich überlappenden Bereich (9) gegenüberliegenden Seite des Trägerelements (6.1) befindet.
  3. Stator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der sich überlappende Bereich (9) in der Nutöffnung (3.2) oder im Bereich der Nutöffnung (3.2) angeordnet ist, wobei sich das Abschirmelement (6.2) wenigstens auf dem sich überlappenden Bereich (9) des Trägerelements (6.1) befindet.
  4. Stator nach einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der sich überlappende Bereich (9) auf der den elektrischen Leitern (5) abgewandten Seite angeordnet ist.
  5. Stator (1) nach einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf zumindest einem der Trägerelemente (6.1) jeweils eine Vielzahl von Abschirmelementen (6.2) in axialer Richtung (x) bezüglich der Statorachse (4) hintereinander angeordnet sind, die elektrisch voneinander getrennt und jeweils an wenigstens einer Seite mit dem Statorblechpaket (2) elektrisch verbunden sind.
  6. Stator (1) nach einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf zumindest einem der Trägerelemente (6.1) jeweils eine Vielzahl von Abschirmelementen (6.2) in axialer Richtung (x) bezüglich der Statorachse (4) hintereinander angeordnet sind, die elektrisch voneinander getrennt sind, wobei die Abschirmelemente (6.2) eine quer zur axialen Richtung (x) gemessene Breite (B1) aufweisen, die jeweils kleiner ist als die Breite (B2) der Nutöffnung (3.2) der zugehörigen Nut (3), und die über zumindest einen Steg (10) mit dem Statorblechpaket (2) elektrisch verbunden sind.
  7. Stator (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die benachbarten Abschirmelemente (6.2) in axialer Richtung (x) Abstände im Bereich zwischen 10 µm bis 200 µm, insbesondere 50 µm aufweisen.
  8. Stator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf zumindest einem der Trägerelemente (6.1) jeweils ein einziges, streifenförmiges Abschirmelement (6.2) vorgesehen ist, das eine quer zur axialen Richtung (x) gemessene Breite (B1) aufweist, die jeweils kleiner ist als die Breite (B2) der Nutöffnung (3.2) der zugehörigen Nut (3), und das über zumindest einen Steg (10) mit dem Statorblechpaket (2) elektrisch verbunden ist.
  9. Stator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf zumindest einem der Trägerelemente (6.1) jeweils ein einziges Abschirmelement (6.2) vorgesehen ist, das eine Erhöhung (11) aufweist, die eine quer zur axialen Richtung (x) gemessene Breite (B1) aufweist, die jeweils kleiner ist als die Breite (B2) der Nutöffnung (3.2) der zugehörigen Nut (3), und die eine Längserstreckung in axialer Richtung aufweist und einen mit dem Statorblechpaket (2) elektrisch verbundenen Steg (10) mit der gleichen Höhe aufweist, wie die Erhöhung (11), wobei auf den nicht erhöhten Bereichen (12), die gegenüber der Erhöhung (11) tieferliegen, elektrisch isolierende Mittel (6.3) angeordnet sind.
  10. Stator (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite des Abschirmelements (6.2) um höchstens 2/3 der Dicke der Nutisolation (6) geringer ist als eine Breite der Nutöffnung (3.2) und/oder eine axiale Länge des Stegs (10) maximal 5% einer Blechpaketlänge in axialer Richtung (x) misst.
  11. Stator (1) nach einer der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (6.2) in Längsrichtung eine Länge im Bereich von 3 mm bis 5 cm aufweist und/oder dass die Schichtdicke des zumindest einen Abschirmelements (6.2) im Bereich von 1 µm und 100 µm liegt.
  12. Stator (1) nach einer der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Abschirmelement (6.2) unkalandriertes oder teilweise kalandriertes Isolationspapier verwendet wird.
  13. Elektrische Maschine mit einem Stator (1) nach einem der vorherstehenden Ansprüche.
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