DE102020108917A1

DE102020108917A1 - Electric machine

Info

Publication number: DE102020108917A1
Application number: DE102020108917.1A
Authority: DE
Inventors: Christian Maus; Oliver Neumann; Florian Sauer
Original assignee: SEG Automotive Germany GmbH
Current assignee: SEG Automotive Germany GmbH
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2021-09-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine (100) mit einem Stator mit mehreren Phasenwicklungen (111) und den Phasenwicklungen zugehörigen Phasenabgängen (115), einem Rotor (120) und einem Stromrichter (130) mit Phasenabgängen (135), wobei einander entsprechende Phasenabgänge (115) der Phasenwicklungen (111) und Phasenabgänge (135) des Stromrichters (130) jeweils mittels einer Steckverbindung (150) elektrisch verbunden sind, sowie einen Stator (110), einen Stromrichter (140) und ein Herstellungsverfahren.The invention relates to an electrical machine (100) with a stator with several phase windings (111) and phase outputs (115) associated with the phase windings, a rotor (120) and a converter (130) with phase outputs (135), with mutually corresponding phase outputs (115 ) the phase windings (111) and phase outputs (135) of the converter (130) are each electrically connected by means of a plug connection (150), as well as a stator (110), a converter (140) and a manufacturing process.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, einen Stator für eine elektrische Maschine, einen Stromrichter für eine elektrische Maschine sowie ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine.The present invention relates to an electrical machine, a stator for an electrical machine, a power converter for an electrical machine and a method for producing an electrical machine.

Stand der TechnikState of the art

Elektrische Maschinen, die motorisch und/oder generatorisch betrieben werden können, weisen neben einem Stator mit Phasenwicklungen und einem Rotor auch einen Stromrichter (oftmals auch als Inverter bezeichnet) auf, um die einzelnen Phasenwicklungen entsprechend zu bestromen bzw. mit entsprechenden Gleichspannungsanschlüssen zu verbinden. Elektrische Maschinen im hier relevanten zweistelligen kW-Leistungsbereich, insbesondere zur Verwendung in Fahrzeugen, müssen entsprechend robust ausgeführt sein.Electrical machines that can be operated as a motor and / or generator have, in addition to a stator with phase windings and a rotor, also a power converter (often also referred to as an inverter) in order to supply current to the individual phase windings or to connect them to corresponding DC voltage connections. Electrical machines in the two-digit kW power range relevant here, especially for use in vehicles, must be designed to be correspondingly robust.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß werden eine elektrische Maschine, ein Stator, ein Stromrichter sowie ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, an electrical machine, a stator, a converter and a method for producing an electrical machine having the features of the independent claims are proposed. Advantageous refinements are the subject matter of the subclaims and the description below.

Die Erfindung beschäftigt sich mit elektrischen Maschinen, die wie üblich einen Stator mit mehreren Phasenwicklungen und den Phasenwicklungen zugehörigen Phasenanschlüssen bzw. Phasenabgängen, einen Rotor und einen Stromrichter ebenfalls mit Phasenanschlüssen bzw. Phasenabgängen aufweisen. Bei den Phasenabgängen handelt es sich typischerweise um Phasenabgangsdrähte, die statorseitig Teil bzw. Verlängerungen der Phasenwicklungen sein können, stromrichterseitig hingegen elektrische Verbindungen von Halbleiterschaltern nach au-ßen. Im Rahmen der Herstellung bzw. Fertigung solcher elektrischer Maschinen werden die zueinander gehörenden Phasenabgänge der Phasenwicklungen und Phasenabgänge des Stromrichters jeweils elektrisch miteinander verbunden, und zwar herkömmlicherweise mittels Schweiß- und/oder Crimp-Verbindungen. In der Regel werden hierzu entsprechende nach außen geführte und mit den Phasenabgängen elektrisch verbundene Kontakte miteinander verschweißt bzw. verbunden. Denkbar sind bisher auch Schraubverbindungen.The invention is concerned with electrical machines which, as usual, have a stator with a plurality of phase windings and phase connections or phase outputs associated with the phase windings, a rotor and a converter, likewise with phase connections or phase outputs. The phase outgoers are typically phase outgoing wires, which on the stator side can be part or extensions of the phase windings, while on the converter side, on the other hand, electrical connections from semiconductor switches to the outside. In the context of the manufacture or manufacture of such electrical machines, the phase outputs of the phase windings and phase outputs of the converter that belong to one another are electrically connected to one another, specifically conventionally by means of welded and / or crimp connections. As a rule, for this purpose, corresponding contacts which are led outwards and are electrically connected to the phase outputs are welded or connected to one another. Screw connections are also conceivable up to now.

Solche stoffschlüssige und/oder formschlüssige elektrische Verbindungen ermöglichen zwar eine für den sicheren Betreib der elektrischen Maschine nötige Stabilität, zumal hierbei Ströme von wenigen hundert Ampere fließen können. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass diese Art von Verbindungen mittels spezieller Werkzeuge im Rahmen der Herstellung erzeugt werden müssen, also beispielsweise entsprechender Schweißvorrichtungen. Dabei müssen diese Verbindungen nicht nur im Rahmen des Herstellungsprozesses erzeugt werden, ein entscheidender Punkt ist auch, dass eine Zugänglichkeit für diese Werkzeuge insbesondere dann gegeben sein muss, wenn die Komponenten verbunden werden. Dies schränkt somit die Gestaltungsfreiheit (insbesondere bezüglich Design bzw. Geometrie) der elektrischen Maschine, insbesondere im Bereich der bzw. um die Verbindungen, ein.Such cohesive and / or form-fitting electrical connections enable the stability required for the safe operation of the electrical machine, especially since currents of a few hundred amperes can flow here. The disadvantage here, however, is that this type of connection has to be produced by means of special tools during production, that is to say, for example, corresponding welding devices. These connections not only have to be created during the manufacturing process, a crucial point is that these tools must be accessible, especially when the components are connected. This therefore restricts the freedom of design (in particular with regard to the design or geometry) of the electrical machine, in particular in the area of or around the connections.

Hier setzt nun die Erfindung an und schlägt vor, dass bei einer solchen elektrischen Maschine einander entsprechende Phasenabgänge der Phasenwicklungen und Phasenabgänge des Stromrichters jeweils mittels einer Steckverbindung - dann insbesondere jeweils mit einer statorseitigen, d.h. dem Stator zugeordneten Steckverbindungskomponente und einer stromrichterseitigen, d.h. dem Stromrichter zugeordneten Steckverbindungskomponente - elektrisch verbunden sind bzw. verbunden werden, und zwar bevorzugt einer lösbaren Steckverbindung. Diese Steckverbindungskomponenten bilden dann entsprechende Phasenanschlüsse oder weisen diese auf. Die Steckverbindungen sind insbesondere zum Führen von Strömen von mindestens 100 A, vorzugsweise mindestens 150 A Dauerstrom ausgebildet.This is where the invention comes in and proposes that, in such an electrical machine, mutually corresponding phase outputs of the phase windings and phase outputs of the converter, in each case by means of a plug connection - then in particular each with a stator-side connector component, that is to say the stator, and a converter-side connector, that is to say the converter Plug connection component - are or are connected electrically, preferably a detachable plug connection. These plug connection components then form or have corresponding phase connections. The plug connections are designed in particular to carry currents of at least 100 A, preferably at least 150 A, continuous current.

Die Steckverbindungen sind dabei mit ihrer Steckrichtung zweckmäßigerweise in axialer Richtung der elektrischen Maschine, d.h. parallel zu einer Rotorachse der elektrischen Maschine, ausgerichtet. Dies bedeutet insbesondere, dass eine relative Bewegung von Stator und Stromrichter beim Zusammenstecken zueinander in dieser axialen Richtung erfolgt. Damit können der Stator und der Stromrichter mittels sämtlicher Steckverbindungen zugleich verbunden werden.The plug-in connections are expediently aligned with their plug-in direction in the axial direction of the electrical machine, i.e. parallel to a rotor axis of the electrical machine. This means in particular that a relative movement of the stator and converter takes place when they are plugged together in this axial direction. This means that the stator and the converter can be connected at the same time by means of all plug connections.

Vorzugsweise ist an dem Stator eine Führungsplatte angeordnet, in der die statorseitigen Steckverbindungskomponenten angeordnet, insbesondere befestigt sind. Diese statorseitigen Steckverbindungskomponenten können hierzu in entsprechenden Trichtern bzw. trichterförmigen Öffnungen oder Ausnehmungen in der Führungsplatte eingebracht sein. Außerdem ist es zweckmäßig, wenn die statorseitigen Steckverbindungskomponenten jeweils mit entsprechenden Phasenabgängen, insbesondere Phasenabgangsdrähten, der Phasenwicklungen elektrisch mittels Schweißverbindung und/oder Crimp-Verbindung verbunden sind.A guide plate, in which the stator-side plug-in connection components are arranged, in particular fastened, is preferably arranged on the stator. For this purpose, these stator-side plug connection components can be introduced into corresponding funnels or funnel-shaped openings or recesses in the guide plate. It is also expedient if the stator-side plug connection components are each electrically connected to corresponding phase outputs, in particular phase output wires, of the phase windings by means of a welded connection and / or a crimp connection.

Mit dieser Art der elektrischen Verbindung der Phasenanschlüsse von Stator und Stromrichter können nun nicht nur eine Kosteneinsparung, sondern auch ein verbessertes Servicekonzept, eine Robustheitssteigerung und ein größerer Entwicklungsspielraum für die Konstruktion insbesondere des Stromrichters erreicht werden.With this type of electrical connection of the phase connections of the stator and converter, not only a cost saving, but also an improved service concept, a Increased robustness and greater development latitude for the construction, in particular of the converter, can be achieved.

Gegenüber herkömmlichen elektrischen Verbindungen entfallen zumindest die Schweißvorgänge zwischen der typischerweise verwendeten Anschlussplatte bzw. den dort vorgesehenen Stromschienen und den Phasenabgängen des Stromrichters. Dies ermöglicht eine größere Freiheit beim Design, d.h. es muss keine Zugänglichkeit für Schweißvorrichtungen o.ä. bereitgehalten werden. Ebenso wird damit der Zusammenbau deutlich vereinfacht, da der Stromrichter nur noch auf den Stator bzw. die Führungsplatte aufgesteckt werden muss. Für eine (bessere) mechanische Verbindung von Stromrichter und Stator können zusätzliche Verbindungselemente mit z.B. Verschraubungen vorgesehen werden, denkbar ist aber auch eine entsprechende (mechanisch stabile und sichere) Ausgestaltung der Steckverbindungen.Compared to conventional electrical connections, at least the welding processes between the connection plate typically used or the busbars provided there and the phase outputs of the converter are dispensed with. This allows greater freedom in design, i.e. there is no need to keep accessibility for welding devices or similar. This also significantly simplifies assembly, since the converter only has to be plugged onto the stator or the guide plate. For a (better) mechanical connection between the converter and the stator, additional connection elements with e.g. screw connections can be provided, but a corresponding (mechanically stable and safe) design of the plug-in connections is also conceivable.

Bei geeigneter Auswahl der Werkstoffe und entsprechendem Design von Stator und Stromrichter bzw. der Steckverbindungen lassen sich Luft- und Kriechstrecken zwischen unterschiedlichen Potentialen (Phase zu Masse) verringern oder sogar vermeiden, was einen Vorteil im Korrosionstest mit sich bringt. Außerdem ist ein Auseinanderbau im Falle einer nötigen Wartung deutlich einfacher, was bisher nicht zerstörungsfrei möglich war.With a suitable selection of the materials and a corresponding design of the stator and converter or the plug connections, air and creepage distances between different potentials (phase to ground) can be reduced or even avoided, which is an advantage in the corrosion test. In addition, dismantling is much easier in the event of necessary maintenance, which was previously not possible non-destructively.

Sofern ein Teil der Steckverbindung mit den Phasenabgangsdrähten verbunden werden soll, kann dies in der Statorlinie (also bei der Herstellung des Stators, nicht beim finalen Zusammenbau von Stator und Stromrichter, der sog. „Final Assembly Line“) integriert werden. Die vorgeschlagene Steckverbindung kann separate Anschlüsse (bzw. Terminals) für jede Phase oder auch einen zusammengeführten bzw. gemeinsamen Anschluss für mehrere oder alle Phasen mit je einer Steckverbindung pro Phase, entsprechend der Phasenanzahl, aufweisen.If part of the plug connection is to be connected to the phase outgoing wires, this can be integrated in the stator line (i.e. during the manufacture of the stator, not during the final assembly of the stator and converter, the so-called "final assembly line"). The proposed plug connection can have separate connections (or terminals) for each phase or also a combined or common connection for several or all phases with one plug connection per phase, according to the number of phases.

Bei der Steckverbindung können insbesondere Stecker bzw. Kontaktstifte und entsprechende Buchsen als Gegenstelle (männlich und weiblich bzw. „male“ und „female“) für die beiden, jeweils einander entsprechenden Steckverbindungskomponenten am Stator und am Stromrichter zum Einsatz kommen. Dabei können die Stecker bzw. Kontaktstifte für die statorseitigen Steckverbindungskomponenten und Buchsen für die stromrichterseitigen Steckverbindungskomponenten verwendet werden, aber auch umgekehrt. Dabei sollte darauf geachtet werden, dass die Steckverbindungen Stromstärken bzw. Stromflüsse von 200 A, wie sie typischerweise bei solchen elektrischen Maschinen auftreten, auch über einen längeren Zeitraum aushalten können.In the plug connection, in particular plugs or contact pins and corresponding sockets can be used as counterparts (male and female or “male” and “female”) for the two corresponding plug connection components on the stator and on the converter. The plugs or contact pins can be used for the stator-side plug connection components and sockets for the converter-side plug connection components, but also vice versa. It should be ensured that the plug connections can withstand currents or current flows of 200 A, as typically occur in such electrical machines, even over a longer period of time.

Mit dieser Art der Phasenverbindung lassen sich jegliche Einschränkungen auf das Design des Stromrichters durch Montagewerkzeuge beseitigen (Freiräume für Schweißelektroden aus radialer oder axialer Richtung). Der gewonnene Bauraum kann für die Auslegung des Stromrichters hinsichtlich Bauraumverkleinerung und Kühlleistungssteigerung (größerer Gestaltungsraum für Kühlrippen bzw. Kühlrohr) und verbessertem (effizienterem) elektrischem Layout genutzt werden, es gibt keine Abhängigkeit von der Phasenanordnung und von Montageprozessen mehr. Der Montageprozess zwischen elektrischer Maschine und Stromrichter reduziert sich auf Schritte des Aufsetzens und ggf. separaten Verschraubens des Stromrichters am Stator.With this type of phase connection, any restrictions on the design of the converter using assembly tools can be eliminated (clearances for welding electrodes from the radial or axial direction). The space gained can be used for the design of the converter in terms of space reduction and increased cooling capacity (larger design space for cooling fins or cooling pipe) and improved (more efficient) electrical layout; there is no longer any dependency on the phase arrangement and assembly processes. The assembly process between the electrical machine and the converter is reduced to the steps of placing and, if necessary, screwing the converter to the stator separately.

Solche Steckverbindungen lassen sich für eine unterschiedliche Phasenanzahl sowie symmetrische und unsymmetrische Phasenposition verwenden. Auch können mehrere Phasen in einem größeren Anschluss bzw. Terminal zusammengefasst werden, denkbar ist auch das Kombinieren des Herstellens der Steckverbindung der Phasen zur Stromübertragung und der Fixierung des Stromrichters auf dem Stator, d.h. die erwähnte Verschraubung kann sogar entfallen. Hier müssten dann die Steckverbindungen entsprechend ausgebildet werden.Such plug connections can be used for a different number of phases as well as symmetrical and asymmetrical phase positions. Several phases can also be combined in a larger connection or terminal; it is also conceivable to combine the production of the plug connection of the phases for power transmission and the fixing of the converter on the stator, i.e. the screw connection mentioned can even be omitted. The plug connections would then have to be designed accordingly.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Stator für eine elektrische Maschine, mit mehreren Phasenwicklungen und den Phasenwicklungen entsprechenden Phasenabgängen, und mit statorseitigen Steckverbindungskomponenten zur elektrischen Verbindung mit entsprechenden Steckverbindungskomponenten für Phasenabgänge eines Stromrichters der elektrischen Maschine, d.h. Steckverbindungskomponenten, die mit den Phasenabgängen des Stromrichters der elektrischen Maschine elektrisch verbunden sind.The invention also relates to a stator for an electrical machine, with several phase windings and phase outputs corresponding to the phase windings, and with stator-side connector components for electrical connection with corresponding connector components for phase outputs of a converter of the electrical machine, ie connector components that are connected to the phase outputs of the converter of the electrical Machine are electrically connected.

Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Stromrichter für eine elektrische Maschine, mit Phasenabgängen und mit stromrichterseitigen Steckverbindungskomponenten zur elektrischen Verbindung mit entsprechenden Steckverbindungskomponenten für Phasenabgänge eines Stators der elektrischen Maschine, d.h. Steckverbindungskomponenten, die mit den Phasenabgängen des Stators der elektrischen Maschine elektrisch verbunden sind.The invention also relates to a converter for an electrical machine, with phase outputs and with converter-side connector components for electrical connection with corresponding connector components for phase outputs of a stator of the electrical machine, i.e. connector components that are electrically connected to the phase outputs of the stator of the electrical machine.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer, insbesondere erfindungsgemäßen elektrischen Maschine mit einem Stator mit mehreren Phasenwicklungen und den Phasenwicklungen zugehörigen Phasenabgängen, einem Rotor und einem Stromrichter mit Phasenabgängen, wobei einander entsprechende Phasenabgänge der Phasenwicklungen und Phasenabgänge des Stromrichters jeweils mittels einer Steckverbindung elektrisch verbunden werden. Insbesondere werden dabei für die Phasenabgänge des Stators statorseitige Steckverbindungskomponenten und für die Phasenabgänge des Stromrichters stromrichterseitige Steckverbindungskomponenten vorgesehen (also montiert bzw. eingebaut), wobei einander entsprechende statorseitige und stromrichterseitige Steckverbindungskomponenten (anschließend oder später) elektrisch miteinander verbunden, also zusammengesteckt werden.Furthermore, the invention relates to a method for producing an electrical machine, in particular according to the invention, with a stator with several phase windings and phase outputs associated with the phase windings, a rotor and a converter with phase outputs, with mutually corresponding phase outputs of the phase windings and phase outputs of the converter each being electrically connected by means of a plug connection will. In particular, for the phase outlets of the stator, stator-side plug connection components and for the phase outlets of the converter, power converter-side plug connection components are provided (i.e. mounted or built in), with corresponding stator-side and power converter-side plug connection components (subsequently or later) being electrically connected to one another, i.e. being plugged together.

Hinsichtlich der bevorzugten Ausgestaltungen sowie Vorteile von Stator, Stromrichter und Verfahren sei zur Vermeidung von Wiederholungen auf obige Ausführungen zur elektrischen Maschine verwiesen, die hier entsprechend gelten.With regard to the preferred configurations and advantages of the stator, converter and method, to avoid repetition, reference is made to the above statements on the electrical machine, which apply accordingly here.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention emerge from the description and the accompanying drawing.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.The invention is shown schematically in the drawing using exemplary embodiments and is described below with reference to the drawing.

FigurenlisteFigure list

1 shows schematically an electrical machine according to the invention with a cooling unit in a preferred embodiment.
2 shows schematically part of an electrical machine according to the invention with a cooling unit in a further preferred embodiment.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

In 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße elektrische Maschine in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Die elektrische Maschine 100 weist einen Stator 110 mit mehreren, nur schematisch angedeuteten Phasenwicklungen 111 auf, einen innerhalb des Stators 110 angeordneten Rotor 120, der um eine Rotationsachse A drehbar ist, auf.In 1 an electrical machine according to the invention is shown schematically in a preferred embodiment. The electric machine 100 has a stator 110 with several, only schematically indicated phase windings 111 on, one inside the stator 110 arranged rotor 120 , which is rotatable about an axis of rotation A, on.

Außerdem weist die elektrische Maschine 100 einen Stromrichter 130 auf, der auch Teil einer Steuer- und Regeleinheit sein kann. Der Stromrichter kann insbesondere als Brücken-Stromrichter mit einer Halbbrücke aus zwei Stromrichterelementen (z.B. MOSFET, IGBT) und dazwischenliegendem Phasenabgang ausgebildet sein. Einander entsprechende Phasenabgänge von Stator 110 und Stromrichter 130 sind dabei mittels Steckverbindungen 150 elektrisch miteinander verbunden. Beispielhaft sind in der gezeigten Schnittansicht drei Steckverbindungen 150 für drei Phasen zu sehen, es versteht sich jedoch, dass je nach Phasenanzahl der elektrischen Maschine, z.B. fünf, eine entsprechende Anzahl an Steckverbindungen 150 vorgesehen sein kann.In addition, the electrical machine 100 a power converter 130 which can also be part of a control and regulation unit. The converter can in particular be designed as a bridge converter with a half-bridge made up of two converter elements (eg MOSFET, IGBT) and an intermediate phase output. Corresponding phase outflows from the stator 110 and converters 130 are by means of plug connections 150 electrically connected to each other. As an example, three plug connections are shown in the sectional view shown 150 can be seen for three phases, but it goes without saying that depending on the number of phases of the electrical machine, for example five, a corresponding number of plug connections 150 can be provided.

Zusätzlich ist beispielhaft ein Verbindungselement 190 vorgesehen, mittels dessen der Stator 110 und der Stromrichter 130 mechanisch miteinander verbunden werden können. Hierzu können z.B. geeignete Schrauben verwendet werden. Ebenso können auch mehrere solche Verbindungselemente 190 und/oder andere Arten von Verbindungen vorgesehen sein. Wie schon erwähnt, kann die mechanische Verbindung ggf. auch mittels der Steckverbindungen 150 (die dann entsprechend ausgestaltet sind) bereitgestellt werden.A connecting element is also an example 190 provided, by means of which the stator 110 and the converter 130 can be mechanically connected to each other. Suitable screws, for example, can be used for this purpose. Several such connecting elements can also be used 190 and / or other types of connections may be provided. As already mentioned, the mechanical connection can optionally also be made by means of the plug connections 150 (which are then designed accordingly) are provided.

In 2 ist schematisch ein Teil einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine 100 in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dargestellt, nämlich insbesondere eine Steckverbindung, wie in Bezug auf 1 schon erwähnt. Bei der elektrischen Maschine 100 kann es sich beispielsweise um die in 1 schon gezeigte elektrische Maschine handeln.In 2 is a schematic part of an electrical machine according to the invention 100 shown in a further preferred embodiment, namely in particular a plug connection, as in relation to FIG 1 already mentioned. With the electric machine 100 for example, it can be the in 1 act already shown electrical machine.

Im gezeigten Beispiel sind zwei Steckverbindungen 150 zu sehen, mittels welcher Phasenabgänge 135 im Stromrichter 130 mit Phasenabgängen bzw. Phasenabgangsdrähten 115 von Phasenwicklungen 111 im Stator 110 elektrisch verbunden sind bzw. werden. Dabei ist die links in der 2 dargestellte Steckverbindung 150 in Schnittansicht zu sehen, die rechts dargestellte Steckverbindung 150 in einer Ansicht von außen.In the example shown there are two plug connections 150 to see by means of which phase departures 135 in the converter 130 with phase outputs or phase output wires 115 of phase windings 111 in the stator 110 are or will be electrically connected. The one on the left is in the 2 shown plug connection 150 The connector shown on the right can be seen in a sectional view 150 in a view from the outside.

Die Steckverbindungen 150 weisen dabei jeweils eine statorseitige Steckverbindungskomponente 160 und eine stromrichterseitige Steckverbindungskomponente 170 auf, deren näherer Aufbau anhand der links in Schnittansicht dargestellten Steckverbindung nachfolgend näher erläutert werden soll.The plug connections 150 each have a stator-side plug connection component 160 and a power converter-side plug connection component 170 on, the detailed structure of which will be explained in more detail below with reference to the plug connection shown in a sectional view on the left.

Die statorseitige Steckverbindungskomponente 160 weist beispielhaft einen Kontaktstift oder Pin 161 auf, der elektrisch und mechanisch, beispielsweise mittels Schweißverbindung und/oder Crimp-Verbindung, mit den Phasenabgängen bzw. Phasenabgangsdrähten 115 der Phasenwicklungen 111 (typischerweise ein Kontaktstift pro Phasenwicklung) verbunden ist.The stator-side connector component 160 has an example of a contact pin or pin 161 on, the electrically and mechanically, for example by means of a welded connection and / or crimp connection, with the phase outputs or phase output wires 115 the phase windings 111 (typically one contact pin per phase winding) is connected.

Zudem ist der Kontaktstift 161 von einer Umspritzung oder einem Mantel 162 zur elektrischen Isolation und zur Fixierung in einer Führungsplatte 180, die wiederum an dem Stator 110 angeordnet bzw. befestigt ist, umgeben. Am (in der 2) oberen Ende ist zwischen dem Kontaktstift 161 und dem Mantel 162 ein hohlzylinderförmiger Freiraum, in den ein Teil der stromrichterseitigen Steckverbindungskomponente 170 eingreifen kann, wie nachfolgend noch erläutert.In addition, the contact pin is 161 from an overmolding or a jacket 162 for electrical insulation and for fixing in a guide plate 180 that in turn attach to the stator 110 is arranged or attached, surrounded. On (in the 2 ) upper end is between the contact pin 161 and the coat 162 a hollow cylindrical free space into which part of the converter-side connector component 170 can intervene, as explained below.

Zusammen mit dem Mantel 162 ist der Kontaktstift 161 - und damit die statorseitige Steckverbindungskomponente 160 - in einem Trichter bzw. einer trichterförmigen Ausnehmung 181 in der Führungsplatte 180 eingebracht bzw. fixiert, insbesondere in axialer Richtung.Along with the coat 162 is the contact pin 161 - and thus the stator-side connector component 160 - In a funnel or a funnel-shaped recess 181 in the guide plate 180 introduced or fixed, in particular in the axial direction.

Die stromrichterseitige Steckverbindungskomponente 170 weist beispielhaft eine Buchse bzw. einen Hohlkontakt 171 in Form eines Hohlzylinders auf, der elektrisch und mechanisch, beispielsweise mittels Schweißverbindung und/oder Crimp-Verbindung, mit den Phasenabgängen 135 im Stromrichter 130 verbunden ist. Diese Phasenabgänge 135 wiederum können an geeigneten Stellen z.B. mit einem Halbleiterschalter, beispielhaft mit 131 bezeichnet, verbunden sein.The converter-side connector component 170 has, for example, a socket or a hollow contact 171 in the form of a hollow cylinder, which is electrically and mechanically, for example by means of a welded connection and / or crimp connection, with the phase outputs 135 in the converter 130 connected is. These phase departures 135 in turn can be connected to a semiconductor switch, for example denoted by 131, at suitable points.

Zudem ist der Hohlkontakt 171 von einer Umspritzung oder einem Mantel 172 zur elektrischen Isolation und ggf. auch zur Fixierung in bzw. an dem Stromrichter 130 bzw. dessen Gehäuse umgeben. Der Hohlkontakt 171 ist nun derart dimensioniert bzw. ausgestaltet, dass er möglichst passgenau den Kontaktstift 161 der statorseitigen Steckverbindungskomponente 160 aufnehmen und einen elektrischen Kontakt damit herstellen kann. Außerdem ist der Hohlkontakt 171 derart dimensioniert bzw. ausgestaltet, dass er möglichst passgenau auch innerhalb des Mantels 162 angeordnet werden kann.In addition, the hollow contact is 171 from an overmolding or a jacket 172 for electrical insulation and, if necessary, also for fixing in or on the converter 130 or surround its housing. The hollow contact 171 is now dimensioned or designed in such a way that it fits the contact pin as precisely as possible 161 the stator-side connector component 160 record and make electrical contact with it. In addition, the hollow contact is 171 dimensioned or designed in such a way that it also fits as precisely as possible within the jacket 162 can be arranged.

Diese Steckverbindungen 150 ermöglichen einen besonders einfachen und schnellen Zusammenbau von Stromrichter und Stator zur elektrischen Maschine und gewähren zudem besonders große (geometrische) Gestaltungsfreiheit bei den einzelnen Komponenten, da keine Zugänglichkeit für Schweißvorrichtungen oder Ähnliches vorgehalten werden muss.These connectors 150 enable a particularly simple and fast assembly of the converter and stator to form the electrical machine and also allow particularly large (geometric) design freedom for the individual components, since there is no need to provide accessibility for welding devices or the like.

Claims

Electrical machine (100) with a stator with several phase windings (111) and phase outputs (115) associated with the phase windings, a rotor (120) and a converter (130) with phase outputs (135), with mutually corresponding phase outputs (115) of the phase windings ( 111) and phase outputs (135) of the converter (130) are each electrically connected by means of a plug connection (150).

Electric machine (100) according to Claim 1 , wherein the plug connections (150) are detachable.

Electric machine (100) according to Claim 1 or 2 , wherein the plug connections (150) are aligned with their plugging direction in the axial direction (A) of the electrical machine (100).

Electrical machine (100) according to one of the preceding claims, with a guide plate (180) arranged on the stator (110) in which stator-side plug connection components (160) of the plug connections are arranged.

Electric machine (100) according to Claim 4 , the stator-side plug connection components (160) of the plug connections being introduced into corresponding funnels (181) in the guide plate (180).

Electric machine (100) according to Claim 4 or 5 , wherein the stator-side plug connection components (160) of the plug connections are each electrically connected to corresponding phase outputs (115), in particular phase output wires, of the phase windings (111) by means of a welded connection and / or crimp connection.

Stator (110) for an electrical machine (100), with several phase windings (111) and phase outputs (115) corresponding to the phase windings, and with stator-side plug connection components (160) for electrical connection with corresponding plug connection components (170) for phase outputs (135) of a converter (135) of the electrical machine (100).

Converter (130) for an electrical machine (100), with phase outputs (135) and with converter-side connector components (170) for electrical connection with corresponding connector components (160) for phase outputs (115) of a stator (110) of the electrical machine (100).

A method for producing an electrical machine (100) with a stator (110) with several phase windings (111) and phase outputs (115) corresponding to the phase windings, a rotor (120) and a converter (130) with phase outputs (131), with mutually corresponding Phase outputs (115) of the phase windings (111) and phase outputs (135) of the converter (130) are each electrically connected by means of a plug connection (150).

Procedure according to Claim 9 , with plug connection components (170) on the converter side being provided for the phase outputs (115) of the stator (110) on the stator side plug-in connection components (160) and for the phase outputs (135) of the converter (130) on the plug-in connection components on the converter side, and with corresponding plug-in connection components on the stator side and on the converter side being electrically connected to one another .