DE102019113429A1 - Stator structure and manufacturing process for a wave winding - Google Patents
Stator structure and manufacturing process for a wave winding Download PDFInfo
- Publication number
- DE102019113429A1 DE102019113429A1 DE102019113429.3A DE102019113429A DE102019113429A1 DE 102019113429 A1 DE102019113429 A1 DE 102019113429A1 DE 102019113429 A DE102019113429 A DE 102019113429A DE 102019113429 A1 DE102019113429 A1 DE 102019113429A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- insulation material
- groove
- section
- free end
- winding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
- H02K3/34—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
- H02K3/345—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation between conductor and core, e.g. slot insulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Abstract
Es ist ein Statoraufbau (1) und ein Fertigungsverfahren für eine Wellenwicklung (4) eines Statoraufbaus (1) offenbart. Ein Isolationsmaterial (12) befindet sich in jeder der Nuten (10) des Statorkerns (2). Das Isolationsmaterial (12) liegt an der Rückwand (5) und an den zwei gegenüberliegenden Seitenwänden (6) an. An einem freien Ende (14) des Isolationsmaterials (12) ist ein elastisch deformierbarer Abschnitt (16) des Isolationsmaterials (12) ausgebildet, der zwei gegenüberliegende Schenkel (16S) umfasst.A stator structure (1) and a manufacturing method for a wave winding (4) of a stator structure (1) are disclosed. An insulation material (12) is located in each of the slots (10) of the stator core (2). The insulation material (12) rests on the rear wall (5) and on the two opposite side walls (6). At a free end (14) of the insulation material (12) an elastically deformable section (16) of the insulation material (12) is formed which comprises two opposite legs (16S).
Description
Die Erfindung betrifft einen Statoraufbau. Der Statoraufbau weist einen Statorkern auf, in dem eine Vielzahl von Nuten vorgesehen ist, die sich axial entlang des Statorkerns erstrecken. Jede der Nuten weist eine Rückwand, zwei gegenüberliegende Seitenwände und eine Nutöffnung auf. Mindestens eine Wicklung ist in jede der Nuten eingebracht.The invention relates to a stator structure. The stator structure has a stator core in which a plurality of slots are provided which extend axially along the stator core. Each of the grooves has a rear wall, two opposite side walls and a groove opening. At least one winding is made in each of the slots.
Ferner betrifft die Erfindung ein Fertigungsverfahren für eine Wellenwicklung eines Statoraufbaus, der einen Statorkern umfasst. Der Statorkern hat eine Vielzahl von Nuten ausgebildet, die sich axial entlang der Statorkerns erstrecken. Jede der Nuten weist eine Rückwand, zwei gegenüberliegende Seitenwände und eine Nutöffnung auf. Mindestens eine Wicklung wird in jede der Nuten eingebracht.The invention also relates to a manufacturing method for a wave winding of a stator structure which comprises a stator core. The stator core has formed a plurality of slots that extend axially along the stator core. Each of the grooves has a rear wall, two opposite side walls and a groove opening. At least one winding is placed in each of the slots.
Die deutsche Offenlegungsschrift
Der Einsatz einer Wellenwicklung als Wicklungstechnologie bietet bei Hochleistungs-Elektromotoren Vorteile hinsichtlich der maximalen Performance im Vergleich zu einer konzentrierten Wicklung. Ferner hat die Wellenwicklung Vorteile hinsichtlich der Anzahl an Schweißstellen und bzgl. von Skin- und Proximityeffekten im Vergleich zu einem Hairpin-Design.The use of a wave winding as the winding technology offers advantages in terms of maximum performance in high-performance electric motors compared to a concentrated winding. Furthermore, the wave winding has advantages with regard to the number of welding points and with regard to skin and proximity effects compared to a hairpin design.
Eine Herausforderung beim Design von Wellenwicklungs-Elektromotoren ist das Nutverschlussdesign, welches zur Einhaltung von HV-Vorschriften notwendig ist. Die Einhaltung der HV-Vorschriften ist aber aufgrund des radialen Einbringens der Matte nicht einfach zu realisieren.One challenge in the design of wave-wound electric motors is the slot closure design, which is necessary to comply with HV regulations. However, compliance with the HV regulations is not easy to implement due to the radial insertion of the mat.
Da die Wicklung radial von innen in den Stator eingebracht wird, besteht zunächst eine zum Luftspalt offene Nut. Diese wird mit einem zusätzlichen Nutverschlusskeil in einem zweiten Schritt verschlossen oder bleibt insgesamt geöffnet.Since the winding is brought into the stator radially from the inside, there is initially a slot open to the air gap. This is closed with an additional slot wedge in a second step or remains open as a whole.
Dadurch wird es schwieriger, die geforderten Abstände zur HV-Isolation einzuhalten und die Gesamtisolation der elektrischen Maschine wird geschwächt.This makes it more difficult to maintain the required distances from the HV insulation and the overall insulation of the electrical machine is weakened.
Das Verschließen der Nutöffnung mit einem Nutverschlusskeil stellt keine optimale Lösung dar, da immer eine ausreichende Überlappung zum eigentlichen Nutisolationsmaterial sichergestellt werden muss. Dies ist vor allem bei Anwendungen mit einer hohen Nutzahl und damit bei sehr schmalen Nuten besonders schwierig, da das Papier teilweise mehrmals über die gesamte Breite der Nut verlegt werden müsste, um die geforderten Abstände zu erreichen.Sealing the slot opening with a slot wedge is not an optimal solution, since sufficient overlap with the actual slot insulation material must always be ensured. This is particularly difficult in applications with a large number of slots and therefore very narrow grooves, since the paper would sometimes have to be laid several times over the entire width of the groove in order to achieve the required spacing.
Das nachträgliche Verschließen der Nut mit dem zuvor eingebrachten Nutisolationsmaterial stellt ebenfalls ein Problem dar, da eine Verformung des Materials in einer schmalen Nut in einem Herstellungsprozess in Serie meist nicht möglich ist.The subsequent closing of the slot with the previously introduced slot insulation material also poses a problem, since deformation of the material in a narrow slot in a production process in series is usually not possible.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Statoraufbau mit einer Wellenwicklung anzugeben, der ein leichtes und beschädigungsfreies Einführen von Wicklungen in Nuten des Statorkerns bereitstellt, die erforderliche HV-Isolation gewährleistet und einen Serienproduktionsprozess des Statorkerns ermöglicht.The object of the invention is therefore to specify a stator structure with a wave winding that provides easy and damage-free insertion of windings into slots in the stator core, ensures the required HV insulation and enables a series production process for the stator core.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Statoraufbau, der die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.This object is achieved by a stator structure which comprises the features of claim 1.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fertigungsverfahren für eine Wellenwicklung eines Statoraufbaus anzugeben, das eine leichte und beschädigungsfreie Montage von Wicklungen am Statorkern bereitstellt, die erforderliche HV-Isolation gewährleistet und einen Serienproduktionsprozess des Statorkerns ermöglicht.Another object of the invention is to provide a manufacturing method for a wave winding of a stator structure, which provides easy and damage-free assembly of windings on the stator core, ensures the required HV insulation and enables a series production process of the stator core.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Fertigungsverfahren für eine Wellenwicklung eines Statoraufbaus, das die Merkmale des Anspruchs 3 umfasst.This object is achieved by a manufacturing method for a wave winding of a stator structure which comprises the features of claim 3.
Der erfindungsgemäße Statoraufbau zeichnet sich dadurch aus, dass der Statorkern eine Vielzahl von Nuten ausgebildet hat, die sich axial entlang des Statorkerns erstrecken. Jede der Nuten weist eine Rückwand, zwei gegenüberliegende Seitenwände und eine Nutöffnung auf. Mindestens eine Wicklung ist in jede der Nuten eingebracht. In jede der Nuten ist ein Isolationsmaterial eingebracht, so dass dieses an der Rückwand und den zwei gegenüberliegenden Seitenwänden der Nut anliegt. An einem freien Ende des Isolationsmaterials ist ein elastisch deformierbarer Abschnitt des Isolationsmaterials ausgebildet, der zwei gegenüberliegende Schenkel umfasst.The stator structure according to the invention is characterized in that the stator core has formed a plurality of slots which extend axially along the stator core. Each of the grooves has a rear wall, two opposite side walls and a groove opening. At least one winding is made in each of the slots. An insulation material is introduced into each of the grooves so that it rests against the rear wall and the two opposite side walls of the groove. At a free end of the insulation material, an elastically deformable section of the insulation material is formed, which comprises two opposite legs.
Die zwei gegenüberliegenden Schenkel des Abschnitts des freien Endes des Isolationsmaterials sind reversibel und elastisch deformierbar. Bei einem offenen Zustand überragen die gegenüberliegenden Schenkel die Nutöffnung. Im geschlossenen Zustand sind die zwei gegenüberliegenden Schenkel ineinander verhakt und dabei größtenteils in der Nut aufgenommen.The two opposite legs of the section of the free end of the insulation material are reversible and elastically deformable. In an open state, the opposite legs protrude beyond the groove opening. In the closed state, the two opposite legs are hooked into one another and are largely received in the groove.
Mit dem erfindungsgemäßen Fertigungsverfahren wird eine Wellenwicklung eines Statoraufbaus bereitgestellt. Der Statoraufbau umfasst einen Statorkern, in dem eine Vielzahl von Nuten vorgesehen sind, die sich axial entlang des Statorkerns erstrecken. Jede der Nuten weist eine Rückwand, zwei gegenüberliegende Seitenwände und eine Nutöffnung auf. In jede der Nuten wird mindestens eine Wicklung eingebracht. Bei dem erfindungsgemäßen Fertigungsverfahren wird in jede Nut ein vorgeprägtes Isolationsmaterial eingebracht, so dass dieses an der Rückwand und den zwei gegenüberliegenden Seitenwänden der Nut anliegt. Ein Abschnitt eines freien Endes des Isolationsmaterials überragt die Nutöffnung. Der Abschnitt des freien Endes des Isolationsmaterials hat zwei gegenüberliegende Schenkel ausgebildet.With the manufacturing method according to the invention, a wave winding of a stator structure is provided. The stator assembly includes a stator core in which a plurality of slots are provided that extend axially along the stator core. Each of the grooves has a rear wall, two opposite side walls and a groove opening. At least one winding is made in each of the slots. In the manufacturing method according to the invention, a pre-stamped insulation material is introduced into each groove so that it rests against the rear wall and the two opposite side walls of the groove. A section of a free end of the insulation material projects beyond the slot opening. The section of the free end of the insulation material has two opposing legs.
Mit einem Werkzeug werden zunächst die gegenüberliegenden Schenkel des Abschnitts des freien Endes des Isolationsmaterials deformiert, wobei das Werkzeug an den deformierten Schenkeln anliegt. Die Wicklung wird mittels des Werkzeugs durch den deformierten Abschnitt des freien Endes des Isolationsmaterials in die Nut verbracht.With a tool, the opposite legs of the section of the free end of the insulation material are first deformed, the tool resting against the deformed legs. The winding is brought into the groove by means of the tool through the deformed section of the free end of the insulation material.
Nach dem Einbringen der Wicklungen in die Nut bzw. Nuten wird das Werkzeug entfernt. Dadurch entspannt sich der deformierte Abschnitt des freien Endes des Isolationsmaterials wieder und geht in die ursprüngliche Form zurück. Nachdem eine vordefinierte Anzahl von Wicklungen in der Nut vorhanden sind, werden mit einem weiteren Werkzeug die gegenüberliegenden Schenkel des Abschnitts des freien Endes des Isolationsmaterials derart verformt, dass die gegenüberliegenden Schenkel des Abschnitts übereinanderliegend in die Nut gedrückt werden.After the windings have been placed in the groove or grooves, the tool is removed. As a result, the deformed section of the free end of the insulation material relaxes again and returns to its original shape. After a predefined number of windings are present in the slot, the opposite legs of the section of the free end of the insulation material are deformed with another tool in such a way that the opposite legs of the section are pressed into the slot one above the other.
Mit Hilfe eines weiteren Werkzeuges werden die gegenüberliegenden Schenkel des Isolationsmaterials nun so verformt, dass sie übereinanderliegend in die Nut gedrückt werden. Ein geringfügiges Überdrücken des Isolationsmaterials stellt sicher, dass die beiden Schenkel bzw. Elemente des Isolationsmaterials zuverlässig ineinander verhaken und so einen sicheren Verschluss der Nut bereitstellen.With the help of another tool, the opposite legs of the insulation material are now deformed in such a way that they are pressed into the groove on top of one another. A slight overpressure of the insulation material ensures that the two legs or elements of the insulation material reliably hook into one another and thus provide a secure closure of the groove.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der deformierte Abschnitt aus den gegenüberliegenden Schenkeln des Abschnitts des freien Endes des Isolationsmaterials derart gebildet, dass eine gerade Front entsteht. Mittels der geraden Front werden die Wicklungen während des Einbringens in die Nut geführt.According to an advantageous embodiment of the invention, the deformed section is formed from the opposite legs of the section of the free end of the insulation material in such a way that a straight front is created. By means of the straight front, the windings are guided into the slot while they are being introduced.
Dies hat den Vorteil, dass das Einführen erleichtert ist (Verkannten verhindert) und mögliche Beschädigungen der Isolierung der Wicklungen vermieden sind.This has the advantage that it is easier to insert (prevents tilting) and possible damage to the insulation of the windings is avoided.
Anhand der beigefügten Zeichnungen werden nun die Erfindung und ihre Vorteile durch Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dadurch die Erfindung auf das gezeigte Ausführungsbeispiel zu beschränken. Die Größenverhältnisse in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
-
1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Statorkerns gemäß dem Stand der Technik. -
2 zeigt eine schematische Ansicht der Ausgestaltung einer Nut des Stators zur Aufnahme der Wicklungen. -
3 zeigt eine schematische Ansicht einer Nut mit einem angenäherten Werkzeug zum Einbringen der Wicklungen in die Nut. -
4 zeigt eine schematische Ansicht der Nut, wobei mit dem Werkzeug gerade eine Wicklung in die Nut eingeführt wird. -
5 zeigt eine schematische Ansicht der Nut mit mindestens einer Wicklung, wobei das Werkzeug entfernt ist. -
6 zeigt eine schematische Ansicht einer ersten Phase, bei der mit einem Werkzeug die Nut verschlossen wird. -
7 zeigt eine schematische Ansicht einer zweiten Phase des Verschließens der Nut. -
8 zeigt eine schematische Ansicht der verschlossenen Nut.
-
1 Fig. 13 shows a cross-sectional view of a stator core according to the prior art. -
2 shows a schematic view of the configuration of a slot of the stator for receiving the windings. -
3 shows a schematic view of a slot with an approximated tool for introducing the windings into the slot. -
4th FIG. 11 shows a schematic view of the groove, with a winding being inserted into the groove with the tool. -
5 shows a schematic view of the groove with at least one winding, with the tool removed. -
6th shows a schematic view of a first phase in which the groove is closed with a tool. -
7th shows a schematic view of a second phase of the closing of the groove. -
8th shows a schematic view of the closed groove.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die Figuren stellen lediglich Ausführungsbeispiele der Erfindung dar, ohne jedoch die Erfindung auf die dargestellten Ausführungsbeispiele zu beschränken.Identical reference symbols are used for identical or identically acting elements of the invention. Furthermore, for the sake of clarity, only reference symbols are shown in the individual figures which are necessary for the description of the respective figure. The figures merely represent exemplary embodiments of the invention without, however, restricting the invention to the exemplary embodiments shown.
Die
In
Die
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- StatoraufbauStator structure
- 22
- StatorkernStator core
- 44th
- WicklungWinding
- 55
- RückwandBack wall
- 66
- SeitenwandSide wall
- 88th
- gerade Frontstraight front
- 1010
- NutGroove
- 1111
- NutöffnungSlot opening
- 1212
- IsolationsmaterialInsulation material
- 1414th
- freies Endefree end
- 1616
- Abschnittsection
- 16S16S
- Schenkelleg
- 1717th
- deformierter Abschnittdeformed section
- 2121st
- WerkzeugTool
- 2222nd
- weiteres Werkzeuganother tool
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 19939894 A1 [0003]DE 19939894 A1 [0003]
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019113429.3A DE102019113429A1 (en) | 2019-05-21 | 2019-05-21 | Stator structure and manufacturing process for a wave winding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019113429.3A DE102019113429A1 (en) | 2019-05-21 | 2019-05-21 | Stator structure and manufacturing process for a wave winding |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102019113429A1 true DE102019113429A1 (en) | 2020-11-26 |
Family
ID=73052447
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019113429.3A Withdrawn DE102019113429A1 (en) | 2019-05-21 | 2019-05-21 | Stator structure and manufacturing process for a wave winding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102019113429A1 (en) |
-
2019
- 2019-05-21 DE DE102019113429.3A patent/DE102019113429A1/en not_active Withdrawn
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102016124534B4 (en) | Method for introducing insulating film and at least one electrical conductor | |
DE102012100158A1 (en) | Stator for rotating electrical machines and method of making same | |
DE2255345A1 (en) | PROCESS FOR RETRACTING THE STATOR WINDING OF AN ELECTRIC MOTOR, ELECTRIC MOTOR MANUFACTURED BY THIS PROCESS AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE PROCESS | |
DE3347195A1 (en) | ANCHOR FOR AN ELECTRICAL ROTATION MACHINE | |
DE102014226224A1 (en) | Method for forming at least one U-shaped winding element for an electromagnetically excitable core of a rotary electric machine | |
DE2925062A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING THE STATOR OF A DYNAMOELECTRIC MACHINE, A MOUNTING DEVICE SUITABLE FOR CARRYING OUT THE METHOD, AND A STATOR PRODUCED BY THE METHOD | |
DE102016212382A1 (en) | Method and adapter for winding a spool basket | |
WO2018137999A1 (en) | Sliding cover for a component of an electrical machine | |
EP2994980A1 (en) | Continuous stator winding wound on bobbins | |
DE102019113429A1 (en) | Stator structure and manufacturing process for a wave winding | |
WO2003085803A1 (en) | Winding for a dynamo-electric machine | |
DE102018207231A1 (en) | Stator for an electric machine, electric machine and manufacturing method for a stator for an electric machine | |
DE10244201A1 (en) | Electrical machine e.g. generator, with stator winding secured by wedges each fitted into 2 grooves in opposing walls of winding slot by reducing its width via elastic deformation in radial direction | |
DE19521669B4 (en) | Method for compressing conductors belonging to the winding of a rotating electrical machine | |
EP3949086A1 (en) | Slot wedge and method that uses the same | |
DE102013223727B4 (en) | Electric motor with a segmented stator | |
DE102014226229A1 (en) | Method for removing U-shaped winding elements for an electromagnetically excitable core of a rotary electric machine from a setting tool | |
DE102017207885B4 (en) | Electric machine stator and electric machine | |
DE102018130518A1 (en) | Permanent magnet rotor for a brushless electric motor and method for mounting a permanent magnet rotor for a brushless electric motor | |
DE102019123032A1 (en) | Shaft, rotor sheet and rotor for an electrical machine, electrical machine, vehicle and manufacturing process for a rotor | |
DE19939894A1 (en) | Stator construction for rotating machine has transition of windings filling airgap and device to press loops, which has annular press ring and wave-shaped gripping face | |
EP1271746B1 (en) | Motor with stepped poles | |
DE102017211452A1 (en) | Stator of an electric machine | |
DE102013216210A1 (en) | Winding body for a stator of an electric motor | |
DE102010047687A1 (en) | Housing for a bobbin |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |