DE102020213237A1

DE102020213237A1 - Stator for an electric machine

Info

Publication number: DE102020213237A1
Application number: DE102020213237.2A
Authority: DE
Inventors: Peter Pisek
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2020-10-20
Filing date: 2020-10-20
Publication date: 2022-04-21
Also published as: CN114389388B; CN114389388A; JP2022067638A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator (5) für eine elektrische Maschine (2), der einen Trägerkörper (11) mit einer Nutstruktur (9) aufweist, wobei in der Nutstruktur (9) elektrische Leiter (1) angeordnet sind.Eine erhöhte Effizienz bei zugleich kompakter Bauweise ergibt sich dadurch, dass die Nutstruktur (9) insgesamt 48 Nuten (S) und acht Lagen (L) aufweist, wobei die jeweilige Lage (L) von zumindest einem Zweig (a - I) von insgesamt drei elektrischen Phasen (U, V, W) zumindest einmal belegt ist.Die Erfindung betrifft des Weiteren eine elektrische Maschine (2) mit einem solchen Stator (5).The present invention relates to a stator (5) for an electrical machine (2), which has a carrier body (11) with a slot structure (9), electrical conductors (1) being arranged in the slot structure (9). At the same time compact design results from the fact that the slot structure (9) has a total of 48 slots (S) and eight layers (L), with the respective layer (L) of at least one branch (a - I) of a total of three electrical phases (U , V, W) is occupied at least once. The invention also relates to an electrical machine (2) with such a stator (5).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine, der einen Trägerkörper mit einer Nutstruktur zur Aufnahme von elektrischen Leitern aufweist, die im Betrieb zumindest ein magnetisches Feld erzeugen können. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine elektrische Maschine mit einem solchen Stator.The present invention relates to a stator for an electrical machine, which has a carrier body with a groove structure for accommodating electrical conductors, which can generate at least one magnetic field during operation. The invention also relates to an electrical machine with such a stator.

Elektrische Maschinen finden in einer zunehmenden Anzahl von Anwendungen Einsatz. Insbesondere die Elektrifizierung von Kraftfahrzeugen erfordert elektrische Maschinen mit einer erhöhten Effizienz und/oder einem reduzierten Bauraum. In Kraftfahrzeugen kommen elektrische Maschinen beispielsweise zum Antreiben des Kraftfahrzeugs zum Einsatz.Electrical machines are used in an increasing number of applications. In particular, the electrification of motor vehicles requires electrical machines with increased efficiency and/or a reduced installation space. In motor vehicles, electrical machines are used, for example, to drive the motor vehicle.

Derartige elektrische Maschinen weisen einen Stator auf, mit dem im Betrieb zumindest ein magnetisches Feld erzeugt wird, das mit einem zugehörigen Rotor der elektrischen Maschine zusammenwirkt, um den Rotor in Rotation zu versetzen. Alternativ kann eine Rotation des Rotors in dem Stator ein Feld induzieren, das beispielsweise in Form einer elektrischen Spannung abgegriffen werden kann.Such electrical machines have a stator with which at least one magnetic field is generated during operation, which interacts with an associated rotor of the electrical machine in order to set the rotor in rotation. Alternatively, a rotation of the rotor can induce a field in the stator, which can be tapped in the form of an electrical voltage, for example.

Ein gattungsgemäßer Stator weist einen Trägerkörper mit einer Nutstruktur auf, welche mehrere, in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende, in der Regel in Umfangsrichtung symmetrisch oder gleichmäßig angeordnete, Nuten umfasst. In der jeweiligen Nut sind gewöhnlich mehrere elektrische Leiter des Stators aufgenommen, die in der Nut aufeinanderfolgen. Die aufeinanderfolgenden Leiter bilden in der jeweiligen Nut eine Anzahl von Lagen, sodass die Nutstruktur insgesamt eine vorgegebene Anzahl von Nuten sowie eine Anzahl von Lagen aufweist. Für die Steigerung der Effizienz von Statoren ist es unter anderem wichtig, auf welche Weise die Leiter in der Nutstruktur angeordnet sind.A generic stator has a carrier body with a slot structure which comprises a plurality of slots which follow one another in the circumferential direction and are generally arranged symmetrically or uniformly in the circumferential direction. A plurality of electrical conductors of the stator, which follow one another in the slot, are usually accommodated in the respective slot. The successive conductors form a number of layers in the respective slot, so that the total slot structure has a predetermined number of slots and a number of layers. One of the important factors in increasing the efficiency of stators is how the conductors are arranged in the slot structure.

Aus der US2005/0258703A1 ist beispielsweise ein Stator mit einer Nutstruktur bekannt, die insgesamt 108 in Umgangsrichtung aufeinanderfolgende Nuten aufweist, wobei in der jeweiligen Nut vier Lagen von Leitern aufgenommen sind, sodass die Nutstruktur insgesamt 108 Nuten und vier Lagen aufweist.From the US2005/0258703A1 For example, a stator with a slot structure is known, which has a total of 108 consecutive slots in the circumferential direction, with four layers of conductors being accommodated in the respective slot, so that the slot structure has a total of 108 slots and four layers.

Aus der US2015/0028713A1 ist ein Stator mit einer Nutstruktur bekannt, welche insgesamt 72 Nuten und vier Lagen aufweist.From the US2015/0028713A1 a stator with a slot structure is known, which has a total of 72 slots and four layers.

Die US2018/0097431A1 zeigt einen Stator für eine elektrische Maschine, der einen Trägerkörper aufweist, der sich in einer Axialrichtung und einer Umfangsrichtung erstreckt. Der Trägerkörper weist eine Nutstruktur auf, die insgesamt 90 Nuten aufweist. Der Stator weist ferner elektrische Leiter auf, die in der jeweiligen Nut in insgesamt acht Lagen angeordnet sind, sodass die Nutstruktur insgesamt 90 Nuten und acht Lagen aufweist. Die elektrischen Leiter sind zu insgesamt drei Phasen elektrisch verschaltet, wobei die jeweilige Phase insgesamt sechs parallel geschaltete Zweige aufweist.the US2018/0097431A1 shows a stator for an electric machine, which has a support body extending in an axial direction and a circumferential direction. The carrier body has a groove structure that has a total of 90 grooves. The stator also has electrical conductors, which are arranged in a total of eight layers in the respective slot, so that the slot structure has a total of 90 slots and eight layers. The electrical conductors are electrically connected to form a total of three phases, with each phase having a total of six branches connected in parallel.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit der Aufgabe, für einen Stator für eine elektrische Maschine der eingangs genannten Art sowie für eine solche elektrische Maschine verbesserte oder zumindest andere Ausführungsformen anzugeben, welche sich durch eine verbesserte Effizienz bei geringem Bauraumbedarf auszeichnen.The present invention is concerned with the task of specifying improved or at least different embodiments for a stator for an electrical machine of the type mentioned at the outset and for such an electrical machine, which are characterized by improved efficiency with a small installation space requirement.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention, this object is achieved by the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Nutstruktur eines Stators für eine elektrische Maschine mit insgesamt 48 Nuten zu versehen, in denen jeweils acht Lagen von elektrischen Leitern angeordnet sind, wobei die elektrischen Leiter zu insgesamt drei elektrischen Phasen verschaltet sind und wobei die jeweilige Phase insgesamt drei parallel geschaltete Zweige aufweist und wobei jeder der Zweige in der Nutstruktur in zumindest einer der insgesamt acht Lagen angeordnet ist. Auf diese Weise wird neben einer kompakten Ausbildung des Stators und somit der zugehörigen elektrischen Maschine die Entstehung von Kreisströmen durch die Leiter im Betrieb der zugehörigen elektrischen Maschine verhindert oder zumindest reduziert, sodass die Effizienz des Stators und somit der zugehörigen elektrischen Maschine erhöht ist.The present invention is based on the general idea of providing a slot structure of a stator for an electrical machine with a total of 48 slots, in each of which eight layers of electrical conductors are arranged, the electrical conductors being connected to a total of three electrical phases and the respective Phase has a total of three branches connected in parallel and each of the branches is arranged in the slot structure in at least one of the eight layers. In this way, in addition to a compact design of the stator and thus the associated electrical machine, the formation of circulating currents through the conductors during operation of the associated electrical machine is prevented or at least reduced, so that the efficiency of the stator and thus the associated electrical machine is increased.

Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist der Rotor einen Trägerkörper auf. Der Trägerkörper erstreckt sich in einer Axialrichtung und einer Umfangsrichtung und ist vorzugsweise hohlzylindrisch ausgebildet. Der Trägerkörper weist die Nutstruktur auf. Die Nutstruktur weist insgesamt 48 radial einseitig offene Nuten auf, wobei in der jeweiligen Nut insgesamt acht Lagen von Leitern angeordnet sind. Die Nutstruktur weist somit insgesamt 48 Nuten und acht Lagen auf. In der jeweiligen Lage der jeweiligen Nut ist ein zugehöriger Leiter angeordnet. Die jeweilige Lage der jeweiligen Nut ist also von einem zugehörigen Leiter besetzt. Die elektrischen Leiter dienen beim Bestromen dem Erzeugen zumindest eines magnetischen Feldes und sind elektrisch zu insgesamt drei Phasen verschaltet. Der Stator ist also insbesondere ein Stator für eine Drehstrommaschine. Die jeweilige Phase weist hierbei insgesamt vier parallel geschaltete Zweige, auch „Branches“ oder Wicklungen genannt, auf. Erfindungsgemäß ist der jeweilige Zweig in zumindest zwei der Nuten angeordnet, wobei der jeweilige Zweig zumindest einmal in jeder der Lagen der Nutstruktur angeordnet ist. Das heißt, dass alle Zweige der jeweiligen Phase zumindest einmal in jede der acht Lagen der Nutstruktur und in zumindest zwei unterschiedlichen Nuten angeordnet sind. According to the idea of the invention, the rotor has a carrier body. The carrier body extends in an axial direction and a circumferential direction and is preferably designed as a hollow cylinder. The carrier body has the groove structure. The slot structure has a total of 48 slots open radially on one side, with a total of eight layers of conductors being arranged in the respective slot. The groove structure thus has a total of 48 grooves and eight layers. An associated conductor is arranged in the respective position of the respective slot. The respective position of the respective slot is therefore occupied by an associated conductor. When energized, the electrical conductors serve to generate at least one magnetic field and are electrically connected to form a total of three phases. The stator is therefore in particular a stator for a three-phase machine. The respective phase has a total of four branches connected in parallel, also known as "branches". or called windings. According to the invention, the respective branch is arranged in at least two of the grooves, with the respective branch being arranged at least once in each of the layers of the groove structure. This means that all branches of the respective phase are arranged at least once in each of the eight layers of the slot structure and in at least two different slots.

Der jeweilige Zweig weist zumindest einen elektrischen Leiter auf bzw. ist aus zumindest einem elektrischen Leiter zusammengesetzt. Der zumindest eine elektrische Leiter des jeweiligen Zweigs ist elektrisch seriell zusammengesetzt, d. h., im Betrieb elektrisch seriell durchströmt ist. Die ist beispielsweise durch einen zusammenhängen Leiter oder mehreren nacheinander angeordneten und elektrisch seriell verbundenen Leitern erreicht. Der jeweilige Zweig weist also zumindest einen elektrisch seriell zusammenhängenden Leiter auf. Der jeweilige Zweig kann somit prinzipiell einen einzigen elektrischen Leiter aufweisen. Vorstellbar sind auch Ausführungsformen, bei denen zumindest einer der wenigstens einen Zweige, vorteilhaft der jeweilige Zweig, zumindest zwei elektrische Leiter aufweist, welche elektrisch seriell miteinander verbunden sind.The respective branch has at least one electrical conductor or is composed of at least one electrical conductor. The at least one electrical conductor of the respective branch is composed electrically in series, i. H., is electrically traversed in series during operation. This is achieved, for example, by means of a connected conductor or a plurality of conductors which are arranged one after the other and are electrically connected in series. The respective branch thus has at least one conductor which is electrically connected in series. The respective branch can thus in principle have a single electrical conductor. Embodiments are also conceivable in which at least one of the at least one branches, advantageously the respective branch, has at least two electrical conductors which are electrically connected to one another in series.

Die Nuten der Nutstruktur sind zweckmäßig radial innenseitig offen. Die Nuten der Nutstruktur sind ferner zweckmäßig in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet. Die in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Nuten sind vorteilhaft durch Zähne des Trägerkörpers voneinander getrennt. Der Trägerkörper kann auf der von den offenen Seiten der Nuten radial abgewandten Seite, d. h. also insbesondere radial außenseitig, eine elektrisch leitende und/oder ferritische Mantelfläche, insbesondere Außenmantelfläche, aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann der Trägerkörper ein Anker oder Bestandsteil eines Ankers der zugehörigen elektrischen Maschine sein.The grooves of the groove structure are expediently open radially on the inside. The grooves of the groove structure are also expediently distributed uniformly in the circumferential direction. The grooves that follow one another in the circumferential direction are advantageously separated from one another by teeth of the carrier body. The carrier body can on the side radially remote from the open sides of the grooves, i. H. that is, in particular radially on the outside, have an electrically conductive and/or ferritic lateral surface, in particular an outer lateral surface. Alternatively or additionally, the carrier body can be an armature or part of an armature of the associated electrical machine.

Die Anordnung der Zweige in der Nutstruktur, d. h. in der jeweils zugehörigen Nut und Lage umfasst den Verlauf der Zweige in beiden axialen Richtungen, d. h. insbesondere auch die elektrische Durchströmung der Zweige in beiden axialen Richtungen.The arrangement of the branches in the groove structure, i. H. in the corresponding slot and position includes the course of the branches in both axial directions, i. H. in particular the electrical flow through the branches in both axial directions.

In der zugehörigen elektrischen Maschine wirkt der Stator auf bekannte Weise mit einem zugehörigen Rotor zusammen. Der Rotor kann zu diesem Zweck magnetisch sein oder magnetische Bestandteile aufweisen.In the associated electrical machine, the stator interacts with an associated rotor in a known manner. For this purpose, the rotor can be magnetic or have magnetic components.

Als vorteilhaft gelten Ausführungsformen, bei denen der Stator insgesamt acht Pole aufweist. Dies führt zu einer erhöhten Effizienz des Stators und somit der zugehörigen elektrischen Maschine bei zugleich kompakter Bauweise.Embodiments are considered to be advantageous in which the stator has a total of eight poles. This leads to increased efficiency of the stator and thus of the associated electrical machine, while at the same time having a compact design.

Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen die Zweige in Umfangsrichtung symmetrisch in der Nutstruktur angeordnet sind. Das heißt insbesondere, dass sich die Anordnung der Zweige in der Nutstruktur in Umfangsrichtung wiederholt. Mit anderen Worten, die Anordnung der Zweige in der Nutstruktur ist bezüglich Rotationen um eine axiale Längsmittelachse des Stators zumindest zweifach symmetrisch.Embodiments are preferred in which the branches are arranged symmetrically in the circumferential direction in the groove structure. This means in particular that the arrangement of the branches in the groove structure is repeated in the circumferential direction. In other words, the arrangement of the branches in the slot structure is at least doubly symmetrical with respect to rotations about an axial longitudinal center axis of the stator.

Als bevorzugt gelten hierbei Ausführungsformen, bei denen jeder Zweig in der jeweiligen Lage in vier der Nuten angeordnet ist, wobei zwischen den Nuten elf Nuten angeordnet sind, in denen diese Lage frei von diesem Zweig ist. Mit anderen Worten, in der jeweiligen Lage ist jede zwölfte Nut vom gleichen Zweig besetzt. Dies führt insbesondere zu einer um die Längsmittelachse des Stators vierfach rotationssymmetrischen Anordnung der Zweige. Beispielsweise kann ein Zweig in einer ersten Lage einer ersten Nut und in der ersten Lage einer 13. Nut angeordnet sein, wobei die ersten Lagen der Nuten 2 bis 12 frei von diesem Zweig sind. Dies führt insbesondere zu einer Reduzierung von Kreisströmen in den Leitern und Zweigen, welche zu einer erhöhten Effizienz des Stators und somit der zugehörigen elektrischen Maschine führt. Vorteilhaft ist es hierbei, wenn dabei elektrisch in derselben axialen Richtung durchströmte Abschnitte der Zweige in der genannten Art angeordnet sind.Preferred here are embodiments in which each branch is arranged in four of the grooves in the respective layer, eleven grooves being arranged between the grooves, in which this layer is free of this branch. In other words, in the respective layer every twelfth slot is occupied by the same branch. This leads in particular to a quadruple rotationally symmetrical arrangement of the branches around the longitudinal center axis of the stator. For example, a branch can be arranged in a first layer of a first slot and in the first layer of a 13th slot, with the first layers of slots 2 to 12 being free of this branch. In particular, this leads to a reduction in circulating currents in the conductors and branches, which leads to increased efficiency of the stator and thus of the associated electrical machine. It is advantageous here if sections of the branches through which electrical current flows in the same axial direction are arranged in the manner mentioned.

Bei vorteilhaften Ausführungsformen sind in vier aufeinanderfolgenden Lagen der jeweiligen Nut jeweils Zweige derselben Phase angeordnet. Das heißt, dass in den vier Lagen derselben Nut, die aufeinanderfolgen, unterschiedliche Zweige derselben Phase abwechselnd aufeinanderfolgend angeordnet sind. Insbesondere sind in den vier Lagen zwei Zweige derselben Phase abwechselnd angeordnet. Auch dies führt zu einer Reduzierung von Kreisströmen in den Leitern und somit einer erhöhten Effizienz. Bevorzugt ist es ferner, wenn in derselben Richtung axial durchströmte Zweige entsprechend dieser Anordnung aufeinanderfolgen.In advantageous embodiments, branches of the same phase are arranged in four consecutive layers of the respective slot. This means that in the four layers of the same slot that follow one another, different branches of the same phase are alternately arranged one after the other. In particular, two branches of the same phase are arranged alternately in the four layers. This also leads to a reduction in circulating currents in the conductors and thus to increased efficiency. It is also preferred if branches through which flow occurs axially in the same direction follow one another in accordance with this arrangement.

Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen in der jeweiligen Lage in zwei aufeinanderfolgenden Nuten jeweils zwei unterschiedliche Zweige derselben Phase angeordnet sind. Das heißt insbesondere, dass in der jeweiligen Lage der Nutstruktur jeweils zwei aufeinanderfolgende Nuten von Zweigen derselben Phase besetzt sind. Insbesondere erfolgt in der jeweiligen Lage nach zwei Nuten ein Phasenwechsel, sodass in vier aufeinanderfolgenden Nuten der gleichen Lage insgesamt zwei Zweige von jeweils zwei verschiedenen Phasen angeordnet sind. Dies führt zu einer weiteren Reduzierung von elektrischen Zirkulationsströmen in den Leitern und somit eine erhöhte Effizienz des Stators.Embodiments are preferred in which two different branches of the same phase are arranged in the respective position in two consecutive slots. This means in particular that in the respective position of the slot structure, two consecutive slots are occupied by branches of the same phase. In particular, a phase change takes place in the respective layer after two slots, so that a total of two branches of two different phases each are arranged in four consecutive slots of the same layer. This leads to a further reduction of electrical circulating currents in the conductors and thus an increased efficiency of the stator.

Die Leiter des Stators können prinzipiell einen beliebigen Querschnitt aufweisen, wobei der Querschnitt insbesondere durch eine Ebene mit der Axialrichtung als normale gegeben ist.In principle, the conductors of the stator can have any desired cross section, the cross section being given in particular by a plane with the axial direction as normal.

Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen die Leiter jeweils einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Somit lassen sich die Leiter in den Nuten kompakter und/oder dichter anordnen. Folglich erfolgt auf diese Weise eine erhöhte Effizienz des Stators und damit der zugehörigen elektrischen Maschine. Bevorzugt ist es hierbei, wenn alle Zweige bzw. Leiter den gleichen Querschnitt aufweisen.Embodiments are preferred in which the conductors each have a rectangular cross section. The conductors can thus be arranged more compactly and/or densely in the slots. Consequently, the efficiency of the stator and thus of the associated electrical machine is increased in this way. It is preferred here if all the branches or conductors have the same cross section.

Die Leiter und Zweige können prinzipiell auf eine beliebige Weise in der Nutstruktur angeordnet werden.In principle, the conductors and branches can be arranged in any way in the slot structure.

Vorstellbar ist es insbesondere, dass die Leiter als zumindest eine Wellenwicklung in der Nutstruktur angeordnet sind. Bei einer solchen Wellenwicklung werden die elektrischen Leiter bzw. Windungen vorbereitet und anschließend radial in die Nutstruktur eingebracht.In particular, it is conceivable that the conductors are arranged as at least one wave winding in the slot structure. With such a wave winding, the electrical conductors or windings are prepared and then introduced radially into the slot structure.

Ebenso ist es vorstellbar, dass die Leiter als in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Hairpins in der Nutstruktur angeordnet sind. Die Hairpins werde hierbei axial in die Nutstruktur eingebracht.It is also conceivable that the conductors are arranged as hairpins that follow one another in the circumferential direction in the groove structure. The hairpins are inserted axially into the groove structure.

Denkbar ist es auch, dass die Leiter und somit Zweige teilweise als Wellenwicklung und teilweise als Hairpins vorliegen.It is also conceivable that the conductors and thus branches are present partly as wave windings and partly as hairpins.

Der erfindungsgemäße Stator kann in einer elektrischen Maschine beliebiger Art zum Einsatz kommen. Es versteht sich, dass auch eine solche elektrische Maschine an sich zum Umfang dieser Erfindung gehört.The stator according to the invention can be used in an electrical machine of any type. It goes without saying that such an electrical machine per se also belongs to the scope of this invention.

Bei der elektrischen Maschine handelt es sich insbesondere um einen Elektromotor. Vorzugsweise kommt die elektrische Maschine in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz und dient beispielsweise dem Antrieb des Kraftfahrzeugs. Dementsprechend kann es sich bei der elektrischen Maschine um einen Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs handeln.The electric machine is in particular an electric motor. The electric machine is preferably used in a motor vehicle and is used, for example, to drive the motor vehicle. Accordingly, the electrical machine can be a drive motor of the motor vehicle.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention result from the dependent claims, from the drawings and from the associated description of the figures with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend 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.It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred exemplary embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description, with the same reference numbers referring to identical or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematisch

1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer elektrischen Maschine,
2 einen Schnitt durch die elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor,
3 einen Abschnitt des Stators in einer angepassten Darstellung, mit einer Nutstruktur und in der Nutstruktur aufgenommenen Leitern,
4 ein Schaltplan zur elektrischen Verbindung der Leiter,
5 die Ansicht aus 4 bei einem anderen Ausführungsbeispiel,
6 den Stator mit der Nutstruktur und den Leitern,
7 den Stator mit der Nutstruktur und den Leitern,
8 die Ansicht aus 7 bei einem anderen Ausführungsbeispiel.

Show it, each schematically

1 a highly simplified, circuit diagram-like representation of a motor vehicle with an electrical machine,
2 a section through the electrical machine with a stator and a rotor,
3 a section of the stator in an adapted representation, with a slot structure and conductors accommodated in the slot structure,
4 a circuit diagram for the electrical connection of the conductors,
5 the view off 4 in another embodiment,
6 the stator with the slot structure and the conductors,
7 the stator with the slot structure and the conductors,
8th the view off 7 in another embodiment.

Eine Leiter 1 aufweisende elektrische Maschine 2, wie sie in den 1 bis 8 gezeigt ist, kommt insbesondere in einem Kraftfahrzeug 3 (vgl. 1) zum Einsatz. In dem Kraftfahrzeug 3 kann die elektrische Maschine 2 dem Antrieb des Kraftfahrzeugs 3 dienen und folglich als Elektromotor 4, insbesondere Antriebsmotor 17, ausgestaltet sein.A conductor 1 having electrical machine 2, as in the 1 until 8th is shown, comes in particular in a motor vehicle 3 (cf. 1 ) for use. In the motor vehicle 3, the electric machine 2 can be used to drive the motor vehicle 3 and can consequently be designed as an electric motor 4, in particular a drive motor 17.

Gemäß 2 weist die elektrische Maschine 2 einen Stator 5 auf, der hohlzylindrisch ausgebildet ist und sich in einer Axialrichtung 6, welche in der Darstellung der 2 senkrecht zur Zeichenebene verläuft, und einer Umfangsrichtung 7 erstreckt. Die elektrische Maschine 2 weist ferner einen Rotor 8 auf, der koaxial zum Stator 5 angeordnet ist. Insbesondere ist der Rotor 8 im Stator 5 angeordnet. Die Leiter 1 sind Bestandteil des Stators 5 und in einer Nutstruktur 9 des Stators 5 angeordnet. Der Rotor 8 wirkt mit dem Stator 5 zusammen, um beispielsweise das Kraftfahrzeug 3 anzutreiben. Zu diesem Zweck kann der Rotor 8 zumindest teilweise magnetisch sein. Zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 3 erzeugt der Stator 5 mit den Leitern 1 zumindest ein magnetisches Feld, das den Rotor 8 in Rotation versetzt. Die Rotation des Rotors 8 wird, wie in 1 angedeutet, auf Rädern 10 des Kraftfahrzeugs 3 und/oder zugehörige, nicht gezeigte Radachsen, übertragen, um das Kraftfahrzeug 3 anzutreiben.According to 2 the electrical machine 2 has a stator 5, which is designed as a hollow cylinder and extends in an axial direction 6, which is shown in FIG 2 runs perpendicular to the plane of the drawing and extends in a circumferential direction 7 . The electrical machine 2 also has a rotor 8 which is arranged coaxially with the stator 5 . In particular, the rotor 8 is arranged in the stator 5 . The conductors 1 are part of the stator 5 and are arranged in a slot structure 9 of the stator 5 . The rotor 8 interacts with the stator 5 in order to drive the motor vehicle 3, for example. For this purpose, the rotor 8 can be at least partially magnetic. To drive the motor vehicle 3, the stator 5 generates at least one magnetic field with the conductors 1, which causes the rotor 8 to rotate. The rotation of the rotor 8 is, as in 1 indicated, transferred to wheels 10 of motor vehicle 3 and/or associated wheel axles, not shown, in order to drive motor vehicle 3 .

Wie insbesondere den 3 sowie 7 und 8 zu entnehmen ist, weist der Stator 5 einen Trägerkörper 11 auf, der sich hohlzylindrisch in Axialrichtung 6 sowie Umfangsrichtung 7 erstreckt und der die Nutstruktur 9 aufweist. In den 3 sowie 6 bis 8 sind dabei angepasste Ansichten des Stators 5 gezeigt, bei denen die Axialrichtung 9 wiederum senkrecht zur Zeichenebene verläuft, die Umfangsrichtung 7 jedoch zum besseren Verständnis als gerade und in der Zeichenebene liegend angenommen ist. Die Nutstruktur 9 weist insgesamt 48 Nuten S auf, wobei in 3 ein Abschnitt mit insgesamt sieben Nuten S zu sehen ist. Die Nuten S sind in Umfangsrichtung 7 verteilt und zueinander beabstandet sowie gleichmäßig verteilt, d. h. insbesondere in Umfangsrichtung 7 äquidistant, angeordnet. Die Nuten S sind radial innenseitig und auf der dem Rotor 8 zugewandten Seite offen. Zwischen aufeinanderfolgenden Nuten S ist jeweils ein Zahn 12 des Trägerkörpers 11 angeordnet. Die Nuten S werden in Umfangsrichtung 7 also durch die Zähne 12 voneinander getrennt. Die Nuten S sind in den entsprechenden Figuren mit einem führenden S durchnummeriert. Die Nutstruktur 9 weist also eine erste Nut S1, eine der ersten Nut S1 in Umfangsrichtung 7 folgende zweite Nut S2, eine der zweiten Nut S2 in Umfangsrichtung 7 folgende dritte Nut S3 usw. auf. Die Nutstruktur weist also insgesamt 48 Nuten S auf, wobei auf die 48. Nut S48 in Umfangsrichtung 7 die erste Nut S1 folgt. In jeder der Nuten S sind acht radial aufeinanderfolgende Lagen L der Leiter 1 aufgenommen oder angeordnet. Die jeweilige Nut S ist also von insgesamt acht Lagen L der Leiter 1 belegt. Auch die Lagen L sind in den Figuren mit einem führenden L durchnummeriert. Das heißt, dass in der jeweiligen Nut S eine erste Lage L1, eine radial auf die erste Lage L1 folgende zweite Lage L2, eine radial auf die zweite Lage L2 folgende dritte Lage L3 usw. angeordnet ist. Hierbei ist die erste Lage L1 die radial außenliegende Lage L und die achte Lage L8 die radial innenseitig und somit dem Rotor 8 nächstbenachbarte Lage L. Die Nutstruktur 9 weist somit insgesamt 48 Nuten S sowie acht Lagen L auf.Like the one in particular 3 7 and 8, the stator 5 has a carrier body 11 which extends in a hollow-cylindrical manner in the axial direction 6 and in the circumferential direction 7 and which has the slot structure 9 . In the 3 6 to 8 are adapted views of the stator 5, in which the axial direction 9 again runs perpendicular to the plane of the drawing, but the circumferential direction 7 is assumed to be straight and lying in the plane of the drawing for better understanding. The groove structure 9 has a total of 48 grooves S, with 3 a section with a total of seven grooves S can be seen. The grooves S are distributed in the circumferential direction 7 and are spaced apart from one another and are evenly distributed, ie in particular equidistant in the circumferential direction 7 . The grooves S are open radially on the inside and on the side facing the rotor 8 . A tooth 12 of the carrier body 11 is arranged in each case between successive grooves S. The grooves S are thus separated from one another in the circumferential direction 7 by the teeth 12 . The grooves S are numbered consecutively with a leading S in the corresponding figures. The groove structure 9 thus has a first groove S1, a second groove S2 following the first groove S1 in the circumferential direction 7, a third groove S3 following the second groove S2 in the circumferential direction 7, and so on. The groove structure thus has a total of 48 grooves S, with the 48th groove S48 in the circumferential direction 7 being followed by the first groove S1. In each of the slots S, eight radially consecutive layers L of the conductors 1 are accommodated or arranged. The respective slot S is thus occupied by a total of eight layers L of the conductor 1. The layers L are also numbered consecutively with a leading L in the figures. This means that in the respective groove S a first layer L1, a second layer L2 radially following the first layer L1, a third layer L3 radially following the second layer L2, etc. are arranged. In this case, the first layer L1 is the radially outer layer L and the eighth layer L8 is the layer L radially on the inside and thus the closest to the rotor 8. The slot structure 9 thus has a total of 48 slots S and eight layers L.

Gemäß den 4 und 5 sind die Leiter 1 elektrisch zu insgesamt drei Phasen U, V, W verschaltet. Jede der Phasen U, V, W weist dabei insgesamt vier elektrisch parallele Zweige a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, I (a - I) auf. Die Zweige a - I, werden auch „Branches“ oder Wicklungen 13 genannt. Das heißt, dass eine erste Phase U einen ersten Zweig a, einen zweiten Zweig b, einen dritten Zweig g sowie einen vierten Zweig h aufweist, wobei die Zweige a, b, g, h der ersten Phase U elektrisch parallel geschaltet sind. Eine zweite Phase V weist einen ersten Zweig c, einen zweiten Zweig d, einen dritten Zweig i sowie einen vierten Zweig j auf, wobei die insgesamt vier Zweige c, d, i, j der zweiten Phase V elektrisch parallel geschaltet sind. Analog hierzu umfasst eine dritte Phase W einen ersten Zweig e, einen zweiten Zweig f, einen dritten Zweig k sowie einen vierten Zweig I, wobei die insgesamt vier Zweige e, f, k, I der dritten Phase W elektrisch parallel geschaltet sind. Die jeweilige Zweig a - I umfasst dabei zumindest einen Leiter 1.According to the 4 and 5 the conductors 1 are electrically connected to a total of three phases U, V, W. Each of the phases U, V, W has a total of four electrically parallel branches a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, I (a - I). The branches a - I are also called "branches" or windings 13. This means that a first phase U has a first branch a, a second branch b, a third branch g and a fourth branch h, with the branches a, b, g, h of the first phase U being electrically connected in parallel. A second phase V has a first branch c, a second branch d, a third branch i and a fourth branch j, the total of four branches c, d, i, j of the second phase V being electrically connected in parallel. Similarly, a third phase W includes a first branch e, a second branch f, a third branch k and a fourth branch I, with the total of four branches e, f, k, I of the third phase W being electrically connected in parallel. The respective branch a - I comprises at least one conductor 1.

6 zeigt die Belegung der jeweiligen Lage L der jeweiligen Nut S mit den elektrisch seriell zusammenhängenden Leitern 1 des jeweiligen Zweigs a - I. In 6 ist dabei der besseren Übersicht halber bei der Nummerierung der Nuten S lediglich die jeweilige Nummer angegeben. In der jeweiligen Nut S und der jeweiligen Lagen L ist ein zugehöriger Leiter 1 einer der Zweige a - I angeordnet, sodass die jeweilige Lage L der jeweiligen Nut S von einem Leiter 1 eines zugehörigen Zweigs a - I besetzt ist. In der Darstellung der 6 ist aus diesem Grund dem jeweiligen Leiter 1 derjenige Zweig a - I nachgestellt, zu dem der Leiter 1 gehört. Dabei ist der Einfachheit halber angenommen, dass der jeweilige Zweig a - I lediglich einen Leiter 1 umfasst. Selbstverständlich kann der jeweilige Zweig a - I auch mehrere Leiter 1 aufweisen, welche elektrisch in Reihe bzw. seriell miteinander verbunden sind. Wie 6 entnommen werden kann, ist beispielsweise in der ersten Lage L1 der ersten Nut S1 der erste Zweig a der ersten Phase U angeordnet. Die erste Lage L1 der ersten Nut 1 ist also mit dem ersten Zweig a der ersten Phase U belegt. Die erste Lage L1 der zweiten Nut S2 ist von dem zweiten Zweig b der ersten Phase U, die erste Lage L1 der dritten Nut S3 vom ersten Zweig c der zweiten Phase V, die erste Lage L1 der vierten Nut S4 von dem zweiten Zweig d der zweiten Phase V besetzt. Die erste Lage L1 der fünften Nut S5 ist von dem ersten Zweig e der dritten Phase W belegt und die erste Lage L1 der sechsten Nut S6 vom zweiten Zweig f der dritten Phase W belegt. Die erste Lage L1 der siebten Nut S7 ist von dem dritten Zweig g der ersten Phase U und die erste Lage L1 der achten Nut S8 von dem vierten Zweig h der ersten Phase U belegt. Die erste Lage L1 der neunten Nut S9 ist vom dritten Zweig i der zweiten Phase V und die erste Lage L1 der zehnten Nut S10 vom vierten Zweig j der zweiten Phase V belegt. Die erste Lage L1 der elften Nut S11 ist vom dritten Zweig k der dritten Phase W und die erste Lage L1 der zwölften Nut S12 vom vierten Zweig I der dritten Phase W belegt. Wie 6 ferner entnommen werden kann, ist dem jeweiligen Zweig a - I in der Darstellung der 6 unterhalb des Zweigs a - I zudem zugeordnet, in welcher Richtung dieser Zweig a - I entlang der Axialrichtung 6 durchströmt ist. Hierbei bedeutet „x“, dass der zugehörige Zweig a - I in Axialrichtung 6 in die Zeichenebene der 6 und „*“ in Axialrichtung 6 aus der Zeichenebene raus durchströmt ist. Der erste Zweig a der ersten Phase U in der ersten Lage L1 der ersten Nut S1 ist also in Axialrichtung 6 in die Zeichenebene durchströmt, wohingegen der erste Zweig a in der zweiten Lage L2 der achten Nut S8 in Axialrichtung 6 aus der Zeichenebene durchströmt ist. 6 shows the occupancy of the respective layer L of the respective slot S with the electrically serially connected conductors 1 of the respective branch a - I. In 6 only the respective number is given for the sake of clarity when numbering the slots S. An associated conductor 1 of one of the branches a-I is arranged in the respective slot S and the respective layers L, so that the respective layer L of the respective slot S is occupied by a conductor 1 of an associated branch a-I. In the representation of 6 For this reason, the respective conductor 1 is followed by the branch a - I to which conductor 1 belongs. In this case, for the sake of simplicity, it is assumed that the respective branch a - I comprises only one conductor 1 . Of course, the respective branch a - I can also have a plurality of conductors 1 which are electrically connected to one another in series or in series. As 6 can be removed, the first branch a of the first phase U is arranged, for example, in the first layer L1 of the first slot S1. The first layer L1 of the first slot 1 is therefore occupied by the first branch a of the first phase U. The first layer L1 of the second slot S2 is from the second branch b of the first phase U, the first layer L1 of the third slot S3 from the first branch c of the second phase V, the first layer L1 of the fourth slot S4 from the second branch d second phase V occupied. The first layer L1 of the fifth slot S5 is occupied by the first branch e of the third phase W and the first layer L1 of the sixth slot S6 by the second branch f of the third phase W is occupied. The first layer L1 of the seventh slot S7 is occupied by the third branch g of the first phase U and the first layer L1 of the eighth slot S8 by the fourth branch h of the first phase U. The first layer L1 of the ninth slot S9 is occupied by the third branch i of the second phase V and the first layer L1 of the tenth slot S10 by the fourth branch j of the second phase V. The first layer L1 of the eleventh slot S11 is occupied by the third branch k of the third phase W and the first layer L1 of the twelfth slot S12 by the fourth branch I of the third phase W. As 6 can also be taken from the respective branch a - I in the representation of 6 also associated below the branch a - I, in which direction this branch a - I along the axial direction 6 is flowed through. Here, "x" means that the associated branch a - I in the axial direction 6 in the plane of the 6 and "*" flows through in the axial direction 6 out of the plane of the drawing. The first branch a of the first phase U in the first layer L1 of the first groove S1 is thus traversed in the axial direction 6 in the plane of the drawing, whereas the first branch a in the second layer L2 of the eighth groove S8 is flowed through in the axial direction 6 from the plane of the drawing.

7 zeigt den Stator 5 in der Darstellungsweise der 3 bei der Belegung der Nutstruktur 9 gemäß 6, wobei die Zweige a, b, g, h der ersten Phase U schraffiert bzw. gefüllt dargestellt sind. Die in 7 gefüllten Felder entsprechen hierbei der Belegung bzw. Anordnung des ersten Zweigs a der ersten Phase U. Wie insbesondere den 6 und 7 entnommen werden kann, ist der jeweilige Zweig a - I in zumindest zwei der Nuten S der Nutstruktur 9 angeordnet, wobei der jeweilige Zweig a - I in jeder der Lagen L der Nutstruktur 9 zumindest einmal angeordnet ist. Das heißt, dass jeder Zweig a - I der jeweiligen Phase U, V, W in wenigstens zwei Nuten S der Nutstruktur 9 angeordnet ist und in der Nutstruktur 9 jede der insgesamt acht Lagen L zumindest einmal besetzt. In dem in den 6 und 7 gezeigten Ausführungsbeispiel besetzt der jeweilige Zweig a - I dabei die jeweilige Lage L viermal. Der erste Zweig a der ersten Phase U besetzt beispielsweise die erste Lage L1 in der ersten Nut, S1, in der 13. Nut S13, in der 25. Nut S25 sowie in der 37. Nut S37. Der dritte Zweig i der zweiten Phase V besetzt die erste Lage L1 in der neunten Nut S9, der 21. Nut S21, der 33. Nut S33 sowie der 45. Nut S45. Der vierte Zweig I der dritten Phase W besetzt die erste Lage L1 in der zwölften Nut S12, der 24. Nut S24, der 36. Nut S36 sowie der 48. Nut S48. Im Ausführungsbeispiel der 6 und 7 sind also in der jeweiligen Lage L in vier der Nuten S derselbe Zweig a - I viermal angeordnet, wobei zwischen den Nuten S, die vom jeweiligen Zweig a - I in der gleichen Lage L besetzt sind elf Nuten S angeordnet sind, welche in derselben Lage L frei von dem Zweig a - I sind. Mit anderen Worten, in der jeweiligen Lage L ist jede zwölfte Nut S von demselben Zweig a - I besetzt. 7 shows the stator 5 in the representation of 3 in accordance with the assignment of the groove structure 9 6 , where the branches a, b, g, h of the first phase U are shown hatched or filled. In the 7 Filled fields correspond here to the occupancy or arrangement of the first branch a of the first phase U. In particular, like the 6 and 7 can be seen, the respective branch a - I is arranged in at least two of the grooves S of the groove structure 9, the respective branch a - I being arranged at least once in each of the layers L of the groove structure 9. This means that each branch a-I of the respective phase U, V, W is arranged in at least two slots S of the slot structure 9 and in the slot structure 9 each of the total of eight layers L is occupied at least once. In the in the 6 and 7 shown embodiment, the respective branch a - I thereby occupies the respective layer L four times. The first branch a of the first phase U occupies, for example, the first layer L1 in the first slot, S1, in the 13th slot S13, in the 25th slot S25 and in the 37th slot S37. The third branch i of the second phase V occupies the first layer L1 in the ninth slot S9, the 21st slot S21, the 33rd slot S33 and the 45th slot S45. The fourth branch I of the third phase W occupies the first layer L1 in the twelfth slot S12, the 24th slot S24, the 36th slot S36 and the 48th slot S48. In the embodiment of 6 and 7 are therefore in the respective position L in four of the grooves S the same branch a - I arranged four times, wherein between the grooves S, which are occupied by the respective branch a - I in the same position L eleven grooves S are arranged, which are in the same position L are free from the branch a - I. In other words, in the respective layer L, every twelfth slot S is occupied by the same branch a - I.

Im Ausführungsbeispiel der 6 und 7 sind ferner in jeweils vier aufeinanderfolgenden Lagen L der jeweiligen Nut S Zweige a - I derselben Phase U, V, W angeordnet. Beispielsweise sind in jeweils vier aufeinanderfolgenden Lagen L der jeweiligen Nut S die Zweige a, b, g, h der ersten Phase U oder die Zweige c, d, i, j der zweiten Phase V oder die Zweige e, f, k, I der dritten Phase W angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel belegen dabei jeweils zwei Zweige a - I derselben Phase U, V, W vier aufeinanderfolgende Lagen L der jeweiligen Nut S. Die Lagen L1 bis L4 der ersten Nut S1 sind beispielsweise vom ersten Zweig a und vom vierten Zweig h der ersten Phase U belegt. Die Lagen L5 bis L8 der ersten Nut S1 sind beispielsweise von dem ersten Zweig e und dem vierten Zweig I der dritten Phase W belegt.In the embodiment of 6 and 7 are also in four consecutive layers L of the respective slot S branches a - I of the same phase U, V, W arranged. For example, in four consecutive layers L of the respective slot S, the branches a, b, g, h of the first phase U or the branches c, d, i, j of the second phase V or the branches e, f, k, I of third phase W arranged. In this exemplary embodiment, two branches a-I of the same phase U, V, W occupy four consecutive layers L of the respective slot S. The layers L1 to L4 of the first slot S1 are, for example, from the first branch a and from the fourth branch h of the first phase U occupied. The layers L5 to L8 of the first slot S1 are occupied by the first branch e and the fourth branch I of the third phase W, for example.

Im Ausführungsbeispiel der 6 und 7 ist zudem vorgesehen, dass in der jeweiligen Lage L in zwei aufeinanderfolgenden Nuten S jeweils zwei unterschiedliche Zweige a - I derselben Phase U, V, W angeordnet sind. Dabei wechselt die Phase U, V, W nach jeder zweiten Nut S in der jeweiligen Lage L. In der ersten Lage L1 ist also beispielsweise in der ersten Nut S1 der erste Zweig a und in der zweiten Nut S2 der zweite Zweig b der ersten Phase U angeordnet. Die erste Lage L1 der dritten Nut S3 wird demgegenüber von dem ersten Zweig c der zweiten Phase V und die erste Lage L1 der vierten Nut S4 von dem zweiten Zweig d der zweiten Phase V belegt. Die erste Lage L1 der fünften Nut S5 ist vom ersten Zweig e der dritten Phase W und die erste Lage L1 der sechsten Nut S6 von dem zweiten Zweig f der dritten Phase W besetzt. Somit ergibt sich in der jeweiligen Lage L, wie vorstehend erläutert, nach jeder zweiten Nut S die Besetzung von Zweigen a - I einer anderen Phase U, V, W.In the embodiment of 6 and 7 it is also provided that in the respective layer L in two consecutive slots S two different branches a - I of the same phase U, V, W are arranged. The phase U, V, W changes after every second slot S in the respective layer L. In the first layer L1, for example, the first branch a is in the first slot S1 and the second branch b of the first phase is in the second slot S2 U arranged. In contrast, the first layer L1 of the third slot S3 is occupied by the first branch c of the second phase V and the first layer L1 of the fourth slot S4 is occupied by the second branch d of the second phase V. The first layer L1 of the fifth slot S5 is occupied by the first branch e of the third phase W and the first layer L1 of the sixth slot S6 by the second branch f of the third phase W. Thus, in the respective layer L, as explained above, after every second slot S, branches a - I of a different phase U, V, W are occupied.

Somit belegen die Zweige a - I die Nutstruktur 9 in Umfangsrichtung 7 symmetrisch. Das heißt insbesondere, dass der Stator 5 bezüglich Rotationen um eine Längsmittelachse 14 des Stators 5 (vgl. 2) zumindest zweifach symmetrisch ist. Dies gilt also insbesondere für die Anordnung der Zweige a - I in der Nutstruktur 9. Wie insbesondere 6 ferner entnommen werden kann, ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die rotationssymmetrische Anordnung der Zweige a - I in der Nutstruktur 9 auch bezüglich der Durchströmung der Zweige a - I gegeben.Thus, the branches a - I occupy the groove structure 9 in the circumferential direction 7 symmetrically. This means in particular that the stator 5 with respect to rotations about a longitudinal center axis 14 of the stator 5 (cf. 2 ) is at least doubly symmetric. So this applies in particular to the arrangement of the branches a - I in the groove structure 9. How in particular 6 can also be seen that in the exemplary embodiment shown, the rotationally symmetrical arrangement of the branches a-I in the groove structure 9 is also given with regard to the flow through the branches a-I.

In 6 ist dabei angenommen, dass der jeweilige Zweig a - I in der Art einer Wellenwicklung 15 realisiert sein kann, wobei die angedeutete Wellenwicklung 15 der Darstellung der 6 jeweils überlagert ist. Die gezeigten Wellenwicklungen 15 sind dabei rein beispielhaft für den ersten Zweig c und den zweiten Zweig d der zweiten Phase U dargestellt. Die jeweilige Wellenwicklung 15 ist dabei radial in die Nutstruktur 9 eingebracht.In 6 is assumed that the respective branch a - I can be realized in the form of a wave winding 15, the indicated wave winding 15 of the representation of 6 each is superimposed. The wave windings 15 shown are shown purely by way of example for the first branch c and the second branch d of the second phase U. The respective wave winding 15 is introduced radially into the slot structure 9 .

In 8 ist ein anderes Ausführungsbeispiel des Stators 5 gezeigt. 8 entspricht hierbei der Darstellung der 7, bei der die Zweige a, b, g, h der ersten Phase U schraffiert bzw. gefüllt dargestellt sind, wobei wiederum der erste Zweig a der ersten Phase U gefüllt dargestellt ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird also jede der Lagen L1 bis L8 der Nutstruktur 9 zumindest einmal vom selben Zweig a - I belegt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird jeder der Lagen L von demselben Zweig a - I viermal belegt. Dabei ist die Nutstruktur 9 auch in diesem Ausführungsbeispiel in Umfangsrichtung 7 symmetrisch und symmetrisch von den Zweigen a - I belegt. Beispielsweise ist der erste Zweig a der ersten Phase U in der ersten Lage L1 in der ersten Nut S1, der achten Nut S8, der 13. Nut S13 sowie der 44. Nut S44 angeordnet. Die jeweilige Phase a - I kann beim Ausführungsbeispiel der 8 dabei als eine sogenannte Hairpin-Wicklung 16 vorliegen, die axial in die Nutstruktur 9 eingebracht ist.In 8th another embodiment of the stator 5 is shown. 8th corresponds to the representation of the 7 , in which the branches a, b, g, h of the first phase U are shown hatched or filled, in turn the first branch a of the first phase U being shown filled. In this exemplary embodiment, too, each of the layers L1 to L8 of the groove structure 9 is occupied at least once by the same branch a-I. In this exemplary embodiment, too, each of the layers L is occupied four times by the same branch a-I. In this case, the groove structure 9 is also occupied symmetrically in the circumferential direction 7 and symmetrically by the branches a - I in this exemplary embodiment. For example, the first branch a of the first phase U is arranged in the first layer L1 in the first slot S1, the eighth slot S8, the 13th slot S13 and the 44th slot S44. The respective phase a - I can in the embodiment of 8th doing as one so-called hairpin winding 16 is present, which is introduced axially into the slot structure 9 .

Wie den Figuren entnommen werden kann, weisen dabei die Leiter 1 jeweils einen rechteckigen Querschnitt auf. Dementsprechend liegen die Leiter 1 in der jeweiligen Nut S flächig aufeinander an.As can be seen from the figures, the conductors 1 each have a rectangular cross section. Correspondingly, the conductors 1 lie flat on one another in the respective slot S.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

US 2005/0258703 A1 [0005]
US 2015/0028713 A1 [0006]
US 2018/0097431 A1 [0007]

Claims

Stator (5) for an electrical machine (2), in particular for a drive motor (17) of a motor vehicle (3), - with a carrier body (11) which extends in an axial direction (6) and a circumferential direction (7), - wherein the carrier body (11) has a groove structure (9), - wherein the groove structure (9) has grooves (S) open radially on one side, which extend in the axial direction (6) and follow one another in the circumferential direction (7), - with electrical conductors (1) which generate magnetic fields during operation and are arranged in the slots (S), - a total of eight radially consecutive layers (L) of conductors (1) being arranged in the respective slot (S), so that the slot structure ( 9) has a total of eight layers (L), - the conductors (1) being electrically connected to form a total of three phases (U, V, W), characterized in that - the slot structure (9) has a total of 48 slots (S), - That the respective phase (U, V, W) has a total of four branches (a - I) connected in parallel - that the respective branch (a - I) is arranged in at least two of the grooves (S), - that the respective branch (a - I) is arranged at least once in each of the layers (L) of the groove structure (9).

stator after claim 1 , characterized in that the stator (5) has a total of eight poles.

stator after claim 1 or 2 , characterized in that the respective branch (a - I) has at least two electrically serially connected conductors (1).

Stator after one of Claims 1 until 3 , characterized in that the branches (a - I) are arranged symmetrically in the circumferential direction (7) in the groove structure (9).

stator after claim 4 , characterized in that each branch (a - I) is arranged in the respective layer (L) in four of the grooves (S), between which eleven grooves (S) are arranged, in which this layer (I) is free of this branch (a - I) is.

Stator after one of Claims 1 until 5 , characterized in that branches (a - I) of the same phase (U, V, W) are arranged in four consecutive layers (L) of the respective slot (S).

Stator after one of Claims 1 until 6 , characterized in that in the respective layer (L) in two consecutive slots (S) two different branches (a - I) of the same phase (U, V, W) are arranged.

Stator after one of Claims 1 until 7 , characterized in that the respective conductor (1) has a rectangular cross section.

Stator after one of Claims 1 until 8th , characterized in that the conductors (1) are arranged as at least one wave winding (15) in the slot structure (9).

Stator after one of Claims 1 until 9 characterized in that the conductors (1) are arranged as hairpins (16) following one another in the circumferential direction (7) in the groove structure (9).

Electrical machine (2) with a stator (5) according to one of Claims 1 until 10 and with a rotor (8) which is arranged coaxially to the stator (5).