DE102021203210A1 - Isolation device, stator and electric machine - Google Patents
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Abstract
Isolationsvorrichtung (2) zur elektrischen Isolation eines Wickelkopfs (7) einer Statorwicklung (4) gegenüber Anschlusselementen (8a-c) für elektrische Anschlüsse der Statorwicklung (4), wobei die Isolationsvorrichtung (2) einen plattenförmigen Körper (20) aufweist, der- eine erste Seite (21), die dazu eingerichtet ist, sich in Umfangsrichtung zumindest zum Teil über ein axiales Ende des Wickelkopfs (7) zu erstrecken,- eine zweite Seite (22), die der ersten Seite („1) gegenüberliegend angeordnet ist und an der die Anschlusselemente (8a-c) anordenbar sind, und- wenigstens eine Ausnehmung (23a, 23b), die sich von der ersten Seite (21) zur zweiten Seite (22) erstreckt und durch die wenigstens einer der Anschlüsse von der ersten Seite (21) her durchführbar ist, um auf der zweiten Seite (22) elektrisch leitfähig mit einem der Anschlusselemente (8a-c) verbunden zu werden, aufweist, wobei eine Isolationsanordnung (24) vorgesehen ist, welche einen ersten Abschnitt (25a, 25b), der sich von der ersten Seite (21) des Körpers (20) aus in eine von der zweiten Seite (22) wegweisende Richtung erstreckt, aufweist und dazu eingerichtet ist, den Wickelkopf (7) entlang seines Umfangs an einer von zwei radialen Seiten des Wickelkopfs (7) zu umgeben.Insulation device (2) for electrically insulating a winding overhang (7) of a stator winding (4) from connection elements (8a-c) for electrical connections of the stator winding (4), the insulation device (2) having a plate-shaped body (20), the- one first side (21) adapted to extend circumferentially at least partially over an axial end of the end winding (7),- a second side (22) located opposite the first side (“1) and on which the connection elements (8a-c) can be arranged, and- at least one recess (23a, 23b) which extends from the first side (21) to the second side (22) and through which at least one of the connections from the first side ( 21) can be carried out in order to be electrically conductively connected to one of the connection elements (8a-c) on the second side (22), an insulation arrangement (24) being provided which has a first section (25a, 25b), who differ from the first side (21) of the body (20) in a direction pointing away from the second side (22) and is set up to close the end winding (7) along its circumference on one of two radial sides of the end winding (7). surround.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Isolationsvorrichtung zur elektrischen Isolation eines Wickelkopfs einer Statorwicklung gegenüber Anschlusselementen für elektrische Anschlüsse der Statorwicklung, wobei die Isolationsvorrichtung einen plattenförmigen Körper aufweist, der eine erste Seite, die dazu eingerichtet ist, sich in Umfangsrichtung zumindest zum Teil über ein axiales Ende des Wickelkopfs zu erstrecken, eine zweite Seite, die der ersten Seite gegenüberliegend angeordnet ist und an der die Anschlusselemente anordenbar sind, und wenigstens eine Ausnehmung, die sich von der ersten Seite zur zweiten Seite erstreckt und durch die wenigstens einer der Anschlüsse von der ersten Seite her durchführbar ist, um auf der zweiten Seite elektrisch leitfähig mit einem der Anschlusselemente verbunden zu werden, aufweist.The present invention relates to an insulation device for electrically insulating a winding overhang of a stator winding from connection elements for electrical connections of the stator winding, the insulation device having a plate-shaped body which has a first side which is designed to extend at least partially over an axial end of the to extend end winding, a second side which is arranged opposite the first side and on which the connection elements can be arranged, and at least one recess which extends from the first side to the second side and through the at least one of the connections from the first side can be carried out in order to be electrically conductively connected to one of the connection elements on the second side.
Daneben betrifft die Erfindung einen Stator für eine elektrische Maschine und eine elektrische Maschine.In addition, the invention relates to a stator for an electrical machine and an electrical machine.
Eine Statorwicklung eines Stators für eine elektrische Maschine bildet typischerweise an einer der Stirnseiten eines Statorkerns einen Wickelkopf aus. Soll der Stator von dieser Seite aus angeschlossen werden, bedarf es zusätzlicher Isolationsmaßnahmen, um den Wickelkopf gegenüber Anschlusselementen für elektrische Anschlüsse der Statorwicklung elektrisch zu isolieren.A stator winding of a stator for an electrical machine typically forms a winding overhang on one of the end faces of a stator core. If the stator is to be connected from this side, additional insulation measures are required in order to electrically insulate the end winding from connection elements for electrical connections of the stator winding.
Die
Bei einer solchen Isolationsvorrichtung erstrecken sich die eine Sternpunktverbindung ausbildenden Neutralleiter somit axial nach außen über den Wickelkopf hinaus. Dadurch nimmt die Statoranordnung mitsamt dem Abstandshalter einen gro-ßen Bauraum in axialer Richtung in Anspruch.In such an insulation device, the neutral conductors forming a star point connection thus extend axially outward beyond the end winding. As a result, the stator arrangement, together with the spacer, takes up a large amount of installation space in the axial direction.
Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte, insbesondere bauraumsparende, Möglichkeit zur Isolierung einer Statorwicklung anzugeben.The invention is therefore based on the object of specifying an improved possibility, in particular one that saves installation space, for insulating a stator winding.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Isolationsvorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die ferner eine Isolationsanordnung umfasst, welche einen ersten Abschnitt, der sich von der ersten Seite des Körpers aus in eine von der zweiten Seite wegweisende Richtung erstreckt, aufweist und dazu eingerichtet ist, den Wickelkopf entlang seines Umfangs an einer von zwei radialen Seiten des Wickelkopfs zu umgeben.This object is achieved according to the invention by an insulation device of the type mentioned, which further comprises an insulation arrangement which has a first section, which extends from the first side of the body in a direction pointing away from the second side, and is set up to To surround end winding along its circumference on one of two radial sides of the end winding.
Die erfindungsgemäße Isolationsvorrichtung zur elektrischen Isolation eines Wickelkopfs einer Statorwicklung gegenüber Anschlusselementen für elektrische Anschlüsse der Statorwicklung weist einen plattenförmigen Körper auf. Der Körper weist eine erste Seite, die dazu eingerichtet ist, sich in Umfangsrichtung zumindest zum Teil über ein axiales Ende des Wickelkopfs zu erstrecken, auf. Der Körper weist eine zweite Seite, die der ersten Seite gegenüberliegend angeordnet ist und an der die Anschlusselemente anordenbar sind auf. Der Körper weist wenigstens eine Ausnehmung auf, die sich von der ersten Seite zur zweiten Seite erstreckt und durch die wenigstens einer der Anschlüsse von der ersten Seite her durchführbar ist, um auf der zweiten Seite elektrisch leitfähig mit einem der Anschlusselemente verbunden zu werden. Die Isolationsvorrichtung weist ferner eine Isolationsanordnung auf. Die Isolationsanordnung weist einen ersten Abschnitt auf. Der erste Abschnitt erstreckt sich von der ersten Seite des Körpers aus in eine von der zweiten Seite wegweisende Richtung. Der erste Abschnitt ist dazu eingerichtet, den Wickelkopf entlang seines Umfangs an einer von zwei radialen Seiten des Wickelkopfs zu umgeben.The insulation device according to the invention for electrically insulating a winding overhang of a stator winding from connection elements for electrical connections of the stator winding has a plate-shaped body. The body has a first side configured to extend circumferentially at least partially beyond an axial end of the end turn. The body has a second side, which is arranged opposite the first side and on which the connection elements can be arranged. The body has at least one recess which extends from the first side to the second side and through which at least one of the connections can be passed from the first side in order to be electrically conductively connected to one of the connection elements on the second side. The isolation device also has an isolation arrangement. The insulation arrangement has a first section. The first portion extends from the first side of the body in a direction away from the second side. The first section is designed to surround the end winding along its circumference on one of two radial sides of the end winding.
Die erfindungsgemäße Isolationsvorrichtung ermöglicht es durch die Isolationsanordnung mit ihrem ersten Abschnitt, den Wickelkopf gegenüber weiteren Objekten, die an der radialen Seite des Wickelkopfs angeordnet sind, elektrisch zu isolieren. Dadurch, dass das Objekt nicht am axialen Ende des Wickelkopfs angeordnet werden muss, wird Bauraum eingespart. So werden größere Freiheitsgrade bei der Ausgestaltung eines die Statorwicklung aufweisenden Stators erzielt, weil das an der radialen Seite angeordnete Objekt wegen der durch den ersten Abschnitt vermittelten Isolationswirkung nah an der radialen Seite des Wickelkopfs angeordnet werden kann. Gleichsam sorgt der erste Abschnitt der Isolationsanordnung für hinreichend große Luft- und Kriechstrecken zwischen dem Wickelkopf und dem Objekt.The insulation device according to the invention makes it possible, through the insulation arrangement with its first section, to electrically insulate the winding overhang from other objects that are arranged on the radial side of the winding overhang. The fact that the object does not have to be arranged at the axial end of the end winding saves installation space. In this way, greater degrees of freedom are achieved in the design of a stator having the stator winding, because the object arranged on the radial side can be arranged close to the radial side of the winding overhang because of the insulating effect provided by the first section. At the same time, the first section of the insulation arrangement ensures sufficiently large clearances and creepage distances between the end winding and the object.
In bevorzugter Ausgestaltung ist die radiale Seite die radial innere Seite der zwei Seiten des Wickelkopfs. Dies ist besonders vorteilhaft, weil der Bauraum bei einem Stator für einen Innenläufer radial innen besonders knapp ist und infolge der Isolationswirkung effizient genutzt werden kann. Die radiale Seite kann aber auch die radial äußere Seite der zwei Seiten des Wickelkopfs sein.In a preferred embodiment, the radial side is the radially inner side of the two sides of the end winding. This is particularly advantageous because the installation space in a stator for an internal rotor is particularly tight radially on the inside and can be used efficiently as a result of the insulating effect. the However, the radial side can also be the radially outer side of the two sides of the end winding.
Unter einem Wickelkopf sind insbesondere solche Abschnitte der Statorwicklung zu verstehen, welche an einer Stirnseite eines Statorkerns aus diesem herausragen und dort eine im Wesentlichen hohlzylindrische Form annehmen. Die Begriffe „radial“, „axial“ und „Umfang“ beziehen sich insoweit auf die hohlzylindrische Ausbildung des Wickelkopfs.A winding overhang is to be understood in particular as meaning those sections of the stator winding which protrude from the stator core at one end thereof and assume an essentially hollow-cylindrical shape there. The terms "radial", "axial" and "circumference" refer to the hollow-cylindrical design of the end winding.
Die Isolationsvorrichtung ist vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff gebildet. Der Körper ist vorzugsweise an der ersten Seite und/oder an der zweiten Seite flach ausgebildet.The isolation device is preferably formed from an electrically insulating plastic. The body is preferably flat on the first side and/or on the second side.
In bevorzugter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Isolationsvorrichtung ist vorgesehen, dass die Isolationsanordnung einen zweiten Abschnitt, der sich von der ersten Seite des Körpers aus in die von der zweiten Seite wegweisende Richtung erstreckt, aufweist und dazu eingerichtet ist, eine an der radialen Seite des Wickelkopfs angeordnete erste Sternpunktverbindung für die Statorwicklung auf der dem Wickelkopf abgewandten Seite der ersten Sternpunktverbindung zu umgeben, sodass der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt die erste Sternpunktverbindung beidseitig umgeben. Durch den ersten und den zweiten Abschnitt der Isolationsanordnung kann die erste Sternpunktverbindung beidseitig elektrisch isoliert und so platzsparend an der radialen Seite des Wickelkopfs angeordnet werden. Dadurch kann insbesondere auf eine die axiale Erstreckung des Stators vergrößernde Anordnung der ersten Sternpunktverbindung jenseits des axialen Endes des Wickelkopfs verzichtet und Bauraum eingespart werden.In a preferred embodiment of the insulation device according to the invention, it is provided that the insulation arrangement has a second section, which extends from the first side of the body in the direction pointing away from the second side, and is set up to have a first section arranged on the radial side of the end winding To surround the star connection for the stator winding on the side facing away from the end winding of the first star point connection, so that the first section and the second section surround the first star point connection on both sides. Due to the first and the second section of the insulation arrangement, the first star point connection can be electrically insulated on both sides and can thus be arranged in a space-saving manner on the radial side of the end winding. In this way, in particular, an arrangement of the first star point connection that increases the axial extent of the stator can be dispensed with beyond the axial end of the end winding and installation space can be saved.
Bei der erfindungsgemäßen Isolationsvorrichtung kann ferner vorgesehen sein, dass die Isolationsanordnung einen dritten Abschnitt, der sich, insbesondere konzentrisch zum ersten Abschnitt, von der ersten Seite des Körpers aus in die von der zweiten Seite wegweisende Richtung erstreckt, aufweist und dazu eingerichtet ist, den Wickelkopf entlang seines Umfangs an der radialen Seite oder der anderen der radialen Seiten des Wickelkopfs zu umgeben. Durch den dritten Abschnitt kann ein weiteres Objekt in analoger Weise zum ersten Objekt an der anderen radialen Seite des Wickelkopfs elektrisch gegenüber diesen isoliert angeordnet werden.In the insulation device according to the invention, it can also be provided that the insulation arrangement has a third section, which extends, in particular concentrically to the first section, from the first side of the body in the direction pointing away from the second side and is set up to have the end winding along its circumference on the radial side or the other of the radial sides of the end winding. By means of the third section, a further object can be arranged in a manner analogous to the first object on the other radial side of the winding overhang, electrically isolated from the latter.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist dabei ferner vorgesehen, dass die Isolationsanordnung einen vierten Abschnitt, der sich von der ersten Seite des Körpers aus in die von der zweiten Seite des Körpers wegweisende Richtung erstreckt, aufweist und dazu eingerichtet ist, eine an der radialen Seite des Wickelkopfs, welche durch den dritten Abschnitt umgeben wird, angeordnete zweite Sternpunktverbindung für die Statorwicklung auf der dem Wickelkopf abgewandten Seite der zweiten Sternpunktverbindung zu umgeben, sodass der dritte Abschnitt und der vierte Abschnitt die zweite Sternpunktverbindung beidseitig umgeben. Durch den dritten und den vierten Abschnitt der Isolationsanordnung kann die zweite Sternpunktverbindung beidseitig elektrisch isoliert und entsprechender Bauraum eingespart werden.In an advantageous embodiment, it is further provided that the insulation arrangement has a fourth section, which extends from the first side of the body in the direction pointing away from the second side of the body and is set up to have a on the radial side of the end winding, which is surrounded by the third section, to surround arranged second star point connection for the stator winding on the side of the second star point connection facing away from the end winding, so that the third section and the fourth section surround the second star point connection on both sides. The third and fourth sections of the insulation arrangement allow the second star point connection to be electrically insulated on both sides and corresponding installation space to be saved.
Daneben kann die Isolationsanordnung einen fünften Abschnitt aufweisen, der der sich von der ersten Seite des Körpers aus in die von der zweiten Seite des Körpers wegweisende Richtung erstreckt, sich gemeinsam mit dem ersten Abschnitt entlang eines Kreisbogens erstreckt und dazu eingerichtet ist, den Wickelkopf zu umgeben. Alternativ oder zusätzlich kann ein die Isolationsanordnung einen sechsten Abschnitt aufweisen, der der sich von der ersten Seite des Körpers aus in die von der zweiten Seite des Körpers wegweisende Richtung erstreckt, sich gemeinsam mit dem dritten Abschnitt entlang eines Kreisbogens erstreckt und dazu eingerichtet ist, den Wickelkopf zu umgeben. Der fünfte Abschnitt und der sechste Abschnitt dienen der mechanischen Stabilisierung der Anordnung der Isolationsvorrichtung am Wickelkopf.In addition, the insulation arrangement can have a fifth section which extends from the first side of the body in the direction pointing away from the second side of the body, extends together with the first section along an arc of a circle and is set up to surround the end winding . Alternatively or additionally, the insulation arrangement can have a sixth section, which extends from the first side of the body in the direction pointing away from the second side of the body, extends together with the third section along an arc of a circle and is set up to to surround the winding head. The fifth section and the sixth section serve to mechanically stabilize the arrangement of the insulation device on the end winding.
In alternativer Ausgestaltung der Isolationsanordnung kann vorgesehen sein, dass die Isolationsanordnung ferner einen sich an den ersten Abschnitt anschließenden Verbindungsabschnitt aufweist, der sich entlang einer parallel zum Körper liegenden Ebene erstreckt, und einen zweiten Abschnitt, der sich vom Verbindungsabschnitt wegweisen konzentrisch zum ersten Abschnitt erstreckt, aufweist, wobei der zweite Abschnitt dazu eingerichtet ist, eine an der radialen Seite des Wickelkopfs angeordnete erste Sternpunktverbindung für die Statorwicklung auf der dem Wickelkopf abgewandten Seite der ersten Sternpunktverbindung zu umgeben, sodass der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt die erste Sternpunktverbindung beidseitig umgeben. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Isolationsanordnung ferner einen sich an den dritten Abschnitt anschließenden Verbindungsabschnitt aufweist, der sich entlang einer parallel zum Körper liegenden Ebene erstreckt, und einen vierten Abschnitt, der sich vom Verbindungsabschnitt wegweisend konzentrisch zum dritten Abschnitt erstreckt, aufweist, wobei der vierte Abschnitt dazu eingerichtet ist, eine an der radialen Seite des Wickelkopfs, welche durch den dritten Abschnitt umgeben wird, angeordnete zweite Sternpunktverbindung für die Statorwicklung zu umgeben, sodass der dritte Abschnitt und der vierte Abschnitt die zweite Sternpunktverbindung beidseitig umgeben. Dabei kann vorgesehen sein, dass der oder ein jeweiliger Verbindungsabschnitt Durchgangsöffnungen aufweist, durch welche Sternpunktanschlüsse der Statorwicklung durchführbar sind. Vorzugsweise sind die Sternpunktverbindungen bzw. die sie jeweils umgebenden Abschnitte der Isolationsanordnung auf unterschiedlichen Radialseiten des Wickelkopfs vorgesehen.In an alternative configuration of the insulation arrangement, it can be provided that the insulation arrangement also has a connecting section which adjoins the first section and extends along a plane lying parallel to the body, and a second section which extends away from the connecting section concentrically with the first section. wherein the second section is set up to surround a first star-point connection for the stator winding, which is arranged on the radial side of the winding overhang, on the side of the first star-point connection facing away from the winding overhang, so that the first section and the second section surround the first star-point connection on both sides. As an alternative or in addition, it can be provided that the insulation arrangement also has a connecting section which adjoins the third section and which extends along a plane lying parallel to the body, and a fourth section which extends away from the connecting section concentrically with the third section, wherein the fourth section is set up to enclose a second star point connection for the stator winding arranged on the radial side of the end winding, which is surrounded by the third section, so that the third section and the fourth section enclose the second star point connection on both sides. It can be provided that the or a respective connecting section through-opening gene has, through which star point connections of the stator winding can be performed. The star point connections or the sections of the insulation arrangement surrounding them are preferably provided on different radial sides of the end winding.
Bei der alternativen Ausgestaltung können der erste und der zweite Abschnitt bzw. der dritte und der vierte Abschnitt die jeweilige Sternpunktverbindung aufnehmen und positionieren. Somit kann die jeweilige Sternpunktverbindung schon vor dem Aufsetzen der Isolationsvorrichtung auf den Wickelkopf in die Isolationsvorrichtung eingelegt werden. Sind die Sternpunkverbindungen in die Isolationsvorrichtung eingelegt und werden dann gemeinsam auf den Wickelkopf aufgesetzt, kann dadurch Fertigungsaufwand eingespart werden. Dadurch, dass bei der alternativen Ausgestaltung die Sternpunktverbindung und mit dieser zu verbindende - im Folgenden noch näher erläuterte - Endabschnitte von nicht verdeckt werden, kann ein elektrisch leitfähiges Befestigen, insbesondere mittels Schweißen, nach dem Aufsetzen der Isolationsvorrichtung erfolgen. Das Befestigen der Anschlusselemente und der Sternpunktverbindungen kann dann vorteilhafterweise in einem Schritt erfolgen.In the alternative configuration, the first and the second section or the third and the fourth section can accommodate and position the respective star point connection. The respective star point connection can thus be inserted into the insulation device before the insulation device is placed on the end winding. If the star-point connections are placed in the insulation device and are then placed together on the winding overhang, production costs can be saved as a result. Due to the fact that in the alternative configuration the star point connection and the end sections to be connected to it—to be explained in more detail below—are not covered, electrically conductive fastening, in particular by means of welding, can take place after the insulation device has been put on. The connection elements and the star point connections can then advantageously be attached in one step.
Ein jeweiliger Abschnitt der Isolationsanordnung weist vorzugsweise die Form eines geraden Zylinders mit einer annähernd C-förmigen, insbesondere kreisringsektorförmigen, Grundfläche auf. Eine Mantelfläche des geraden Zylinders weist dabei insbesondere zum Wickelkopf. Eine Grundfläche des geraden Zylinders liegt dabei auf dem Körper auf, sodass der gerade Zylinder vom Körper absteht. In einem Ausführungsbeispiel ergeben der Körper und die Abschnitte ein oder mehrere U-Profile bzw. ein Mehrfach-U-Profil.A respective section of the insulation arrangement is preferably in the form of a right cylinder with an approximately C-shaped base area, in particular in the shape of a sector of a circular ring. A lateral surface of the straight cylinder points in particular towards the end winding. A base of the straight cylinder rests on the body, so that the straight cylinder protrudes from the body. In one embodiment, the body and sections form one or more channels or a multiple channel.
Vorzugsweise erstreckt sich die erste Seite des Körpers von einem ersten Ende des Körpers bis zu einem zweiten Ende des Körpers, um sich vom ersten Ende bis zum zweiten Ende entlang des axialen Endes des Wickelkopfs in Umfangsrichtung des Wickelkopfs zu erstrecken. Insbesondere erstreckt sich der Körper über höchstens 75 %, bevorzugt über höchstens 60 %, besonders bevorzugt über höchstens 50 %, der Umfangsrichtung des Wickelkopfs.Preferably, the first side of the body extends from a first end of the body to a second end of the body to extend from the first end to the second end along the axial end of the end turns in the circumferential direction of the end turns. In particular, the body extends over at most 75%, preferably over at most 60%, particularly preferably over at most 50%, of the circumferential direction of the end winding.
Dabei kann der erste Abschnitt der Isolationsanordnung am ersten Ende des Körpers vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann der zweite Abschnitt der Isolationsanordnung am ersten Ende des Körpers vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann der dritte Abschnitt der Isolationsanordnung am zweiten Ende des Körpers vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann der fünfte Abschnitt der Isolationsanordnung am zweiten Ende des Körpers vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann der fünfte Abschnitt der Isolationsanordnung am ersten Ende des Körpers vorgesehen sein.In this case, the first section of the insulation arrangement can be provided at the first end of the body. Alternatively or additionally, the second section of the insulation arrangement can be provided at the first end of the body. Alternatively or additionally, the third section of the insulation arrangement can be provided at the second end of the body. Alternatively or additionally, the fifth section of the insulation arrangement can be provided at the second end of the body. Alternatively or additionally, the fifth section of the insulation arrangement can be provided at the first end of the body.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass der Körper mehrere die erste Seite und die zweite Seite durchsetzende Durchgangsöffnungen aufweist. Häufig wird ein Stator nach seiner Montage mitsamt Isolationsvorrichtung mittels eines fließfähigen Werkstoffs vergossen oder beschichtet, beispielsweise durch Eintauchen in ein Tauchbad. Die Durchgangsöffnung erlaubt hier ein vereinfachtes Eindringen des fließfähigen Werkstoffs in die vom Körper abgedeckten Bereiche des Wickelkopfs beim Eintauchen. Ferner erlaubt die Durchgangsöffnung auch ein verbessertes Abfließen des fließfähigen Werkstoffs nach dem Eintauchen, um massive Ansammlungen des Werkstoffs zwischen der Isolationsvorrichtung und dem Wickelkopf zu vermeiden. Durch die Vermeidung solcher Ansammlungen ist ein robusterer Betrieb des Stators bzw. der ihn aufweisenden elektrischen Maschine möglich.Provision can furthermore be made for the body to have a plurality of through-openings penetrating the first side and the second side. After assembly, a stator, together with the insulation device, is often cast or coated with a flowable material, for example by being immersed in an immersion bath. The through-opening allows the free-flowing material to penetrate more easily into the areas of the winding overhang covered by the body during immersion. Furthermore, the through-opening also allows the free-flowing material to flow off better after it has been immersed, in order to avoid massive accumulations of the material between the insulation device and the end winding. By avoiding such accumulations, a more robust operation of the stator or the electrical machine having it is possible.
Die Durchgangsöffnungen können an Stellen angeordnet sein, an denen zwei der Abschnitte der Isolationsanordnung konzentrisch zueinander verlaufen.The through openings may be located at locations where two of the sections of the insulation assembly are concentric with each other.
Die Durchgangsöffnungen können ferner an Stellen angeordnet sein, an welchen der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt der Isolationsanordnung konzentrisch zueinander verlaufen, und/oder eine Stelle, an der dritte Abschnitt und der vierte Abschnitt der Isolationsanordnung konzentrisch zueinander verlaufen. Da die zweite Seite des Körpers und die konzentrisch verlaufenden Abschnitte einen Freiraum begrenzen, in den der fließfähige Werkstoff nur schwer eintreten kann, kann durch die Durchgangsöffnung eine besonders gute Benetzung des im Freiraum aufgenommenen Objekts, insbesondere der Sternpunktverbindung, ermöglicht werden. Die Durchgangsöffnungen können ferner an Stellen angeordnet sein, an welcher der fünfte Abschnitt und der dritte Abschnitt und/oder der sechste Abschnitt und der erste Abschnitt konzentrisch zueinander verlaufen.The through openings may also be located at locations where the first portion and the second portion of the insulation assembly are concentric with each other and/or a location where the third portion and the fourth portion of the insulation assembly are concentric with each other. Since the second side of the body and the concentric sections delimit a free space into which the flowable material can only enter with difficulty, the through-opening allows particularly good wetting of the object held in the free space, in particular the star point connection. The through-openings can also be arranged at points at which the fifth section and the third section and/or the sixth section and the first section run concentrically to one another.
Die Durchgangsöffnungen können ferner an Stellen angeordnet sein, die mittig zwischen jeweiligen Gruppen von vier der Ausnehmungen, von denen eine erste Ausnehmung und eine zweite Ausnehmung an einer ersten Radialposition liegen, eine dritte Ausnehmung und eine vierte Ausnehmung an einer zweiten Radialposition liegen, die erste Ausnehmung und die dritte Ausnehmung an ersten Position in Umfangsrichtung und die zweite und die vierte Ausnehmung an einer zweiten Position in Umfangsrichtung liegen.The through openings may also be located at locations midway between respective groups of four of the recesses of which a first recess and a second recess are at a first radial position, a third recess and a fourth recess are at a second radial position, the first recess and the third recess is at a first circumferential position and the second and fourth recesses are at a second circumferential position.
In vorteilhafter Ausgestaltung weist der Körper der erfindungsgemäßen Isolationsvorrichtung einen bogenförmigen, insbesondere kreisbogenförmigen, Verlauf auf. Dabei kann sich ein jeweiliger Abschnitt der Isolationsanordnung in axialer Richtung und in Umfangsrichtung bezüglich des bogenförmigen Verlaufs erstrecken.In an advantageous embodiment, the body of the insulation device according to the invention has an arcuate, in particular arcuate, profile. In this case, a respective section of the insulation arrangement can extend in the axial direction and in the circumferential direction with respect to the curved course.
Bei der erfindungsgemäßen Isolationsvorrichtung ist bevorzugt vorgesehen, dass zumindest ein Teil der Ausnehmungen auf einem ersten Kreisbogen, der konzentrisch zum ersten Abschnitt der Isolationsanordnung verläuft, angeordnet ist. Dadurch können an unterschiedlichen Radialpositionen des Stators aus dem Statorkern herausragende Anschlüsse der Statorwicklung durch die Ausnehmung herausgeführt werden.In the insulation device according to the invention, it is preferably provided that at least some of the recesses are arranged on a first arc of a circle, which runs concentrically to the first section of the insulation arrangement. As a result, connections of the stator winding protruding out of the stator core can be led out through the recess at different radial positions of the stator.
Weiter kann vorgesehen sein, dass ein Teil der Ausnehmungen auf einem zweiten Kreisbogen, der konzentrisch zum und beabstandet vom ersten Kreisbogen verläuft, angeordnet ist. Dies ermöglicht eine Durchführung von an zwei unterschiedlichen Radialpositionen angeordneten Anschlüssen durch die Ausnehmung. Insbesondere befinden sich an wenigstens einer Winkelposition der Kreisbögen jeweils zwei Ausnehmungen. Dies ermöglicht es, radial innen und radial außen angeordnete Anschlüsse derselben Phase an der Winkelposition durch ein Anschlusselement elektrisch zu verbinden. In besonders bevorzugter Ausgestaltung sind jeweils zwei auf beiden Kreisbögen liegende Ausnehmungen an drei unterschiedlichen Winkelposition der Kreisbögen vorgesehen.Provision can furthermore be made for some of the recesses to be arranged on a second arc of a circle which runs concentrically to and at a distance from the first arc of a circle. This enables connections arranged at two different radial positions to be passed through the recess. In particular, there are two recesses in each case at at least one angular position of the circular arcs. This makes it possible to electrically connect radially inner and radially outer terminals of the same phase at the angular position by one terminal. In a particularly preferred embodiment, two recesses lying on both circular arcs are provided at three different angular positions of the circular arcs.
Außerdem kann bei der erfindungsgemäßen Isolationsvorrichtung vorgesehen sein, dass eine jeweilige Ausnehmung einen Rand mit einem in die Ausnehmung gerichteten Vorsprung aufweist. Durch den Vorsprung kann eine Position mehrerer durch eine Ausnehmung durchgeführter Anschlusselemente festgelegt werden.In addition, it can be provided in the insulation device according to the invention that a respective recess has an edge with a projection directed into the recess. A position of a plurality of connecting elements passed through a recess can be fixed by the projection.
In bevorzugter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Isolationsvorrichtung ist vorgesehen, dass für ein jeweiliges Anschlusselement auf der zweiten Seite des Körpers ein Aufnahmeplatz ausgebildet ist, der dazu eingerichtet ist, eine Bewegung des Anschlusselements bezüglich der zweiten Seite in einem im Aufnahmeplatz aufgenommenen Zustand zu hemmen. Insbesondere weist der Aufnahmeplatz einen oder mehrere Vorsprünge zum Hemmen einer Drehbewegung des Anschlusselements um eine senkrecht zur zweiten Seite stehende Drehachse auf. Alternativ oder zusätzlich weist der Aufnahmeplatz einen Vorsprung zum Hemmen einer Translationsbewegung des Anschlusselements entlang der zweiten Seite auf. Das Anschlusselement kann so auf der zweiten Seite des Körpers sicher positioniert werden.In a preferred embodiment of the insulation device according to the invention, it is provided that a receiving space is formed for a respective connecting element on the second side of the body, which is set up to inhibit movement of the connecting element with respect to the second side when it is received in the receiving space. In particular, the receiving space has one or more projections for inhibiting a rotational movement of the connecting element about an axis of rotation perpendicular to the second side. Alternatively or additionally, the receiving space has a projection for inhibiting a translational movement of the connection element along the second side. The connection element can thus be securely positioned on the second side of the body.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass der Körper eine weitere Ausnehmung, in welcher ein am Wickelkopf angeordneter Sensor aufnehmbar ist, aufweist. Dadurch kann der Sensor, beispielsweise ein Temperatursensor zur Ermittlung einer Temperatur des Wickelkopfs, sicher positioniert werden. In bevorzugter Weiterbildung ist entlang einer Randkontur der Ausnehmung auf der zweiten Seite ein Vorsprung zur Führung des Sensors ausgebildet. Der Vorsprung erlaubt eine zusätzliche Abstützung des Sensors.In addition, it can be provided that the body has a further recess in which a sensor arranged on the end winding can be accommodated. As a result, the sensor, for example a temperature sensor for determining a temperature of the end winding, can be securely positioned. In a preferred development, a projection for guiding the sensor is formed along an edge contour of the recess on the second side. The projection allows additional support for the sensor.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch einen Stator für eine elektrische Maschine, aufweisend einen Statorkern, eine Statorwicklung, die mehrere einen Wickelkopf an einer axialen Stirnseite des Statorkerns und Stränge des Stators ausbildende Teilwicklungen aufweist, wobei jede Teilwicklung einen Endabschnitt aufweist, der ein freies Ende der Teilwicklung umfasst, an der Stirnseite aus dem Statorkern herausragt und einen Anschluss eines der Stränge ausbildet, eine Anschlussanordnung, welche eine der Anzahl der Stränge entsprechende Anzahl von Anschlusselementen aufweist, wobei ein jeweiliges Anschlusselement die Endabschnitte der Teilwicklungen eines der Stränge verbindet, und eine erfindungsgemäße Isolationsvorrichtung zur elektrischen Isolation des Wickelkopfs der Statorwicklung gegenüber den Anschlusselementen, wobei die Isolationsvorrichtung auf dem axialen Ende des Wickelkopf angeordnet ist.The object on which the invention is based is also achieved by a stator for an electrical machine, having a stator core, a stator winding, which has a plurality of partial windings forming a winding overhang on an axial end face of the stator core and strands of the stator, each partial winding having an end section which comprises a free end of the partial winding, protrudes from the stator core at the end face and forms a connection of one of the phases, a connection arrangement which has a number of connection elements corresponding to the number of phases, with a respective connection element connecting the end sections of the partial windings of one of the phases, and an insulation device according to the invention for electrically insulating the winding overhang of the stator winding from the connection elements, the insulation device being arranged on the axial end of the winding overhang.
Vorzugsweise liegt die erste Seite des Körpers auf dem axialen Ende des Wickelkopfs auf. Vorzugsweise umgibt der erste Abschnitt den Wickelkopf entlang seines Umfangs. Vorzugsweise umgibt der dritte Abschnitt den Wickelkopf auf der dem ersten Abschnitt gegenüberliegenden radialen Seite des Wickelkopfs.Preferably, the first side of the body rests on the axial end of the end turn. The first section preferably surrounds the end winding along its circumference. The third section preferably surrounds the winding overhang on the radial side of the winding overhang opposite the first section.
Mit Vorteil kann ferner vorgesehen sein, dass eine jeweilige Teilwicklung einen weiteren Endabschnitt aufweist, der ein anderes freies Ende der Teilwicklung umfasst, an der Stirnseite aus dem Statorkern herausragt und einen Sternpunktanschluss der Teilwicklung ausbildet. Vorzugsweise ist vorgehsehen, dass sich die den Sternpunktanschluss ausbildenden Endabschnitte eines Teils der Teilwicklungen auf einer inneren radialen Seite des Wickelkopfs erstrecken und der Stator ferner eine, insbesondere als bogenförmige Stromschiene ausgebildete, erste Sternpunktverbindung aufweist, durch welchen die den Sternpunktanschluss ausbildenden Endabschnitte des Teils der Teilwicklungen miteinander verbunden sind. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass sich die den Sternpunktanschluss ausbildenden Endabschnitte eines Teils der Teilwicklungen auf einer äu-ßeren radialen Seite des Wickelkopfs erstrecken, wobei der Stator ferner eine, insbesondere als bogenförmige Stromschiene ausgebildete, zweite Sternpunktverbindung aufweist, durch welchen die den Sternpunktanschluss ausbildenden Endabschnitte des Teils der Teilwicklungen miteinander verbunden sind.Provision can also advantageously be made for each partial winding to have a further end section which encompasses another free end of the partial winding, protrudes from the stator core at the end face and forms a neutral point connection of the partial winding. Provision is preferably made for the end sections of part of the partial windings forming the star point connection to extend on an inner radial side of the end winding and the stator also having a first star point connection, in particular designed as an arcuate busbar, through which the end sections of the part of the partial windings forming the star point connection are connected to each other. Alternatively or additionally, it is provided that the end sections of a part of the partial windings that form the star point connection extend on an outer radial side of the winding overhang, with the stator also has a second star point connection, in particular designed as an arcuate busbar, through which the end sections of the part of the partial windings that form the star point connection are connected to one another.
Vorzugsweise umgeben die der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt die erste Sternpunktverbindung beidseitig. Vorzugsweise umgeben der dritte Abschnitt und der vierte Abschnitt die zweite Sternpunktverbindung beidseitig.The first section and the second section preferably surround the first star point connection on both sides. The third section and the fourth section preferably surround the second star point connection on both sides.
In bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stators ragt der erste Endabschnitt einer jeweiligen Teilwicklung an einer vorgegebenen Winkelposition einer Umfangsrichtung des Statorkerns aus diesem heraus und erstreckt sich vom Wickelkopf radial wegweisend in Axialrichtung. Alternativ oder zusätzlich ragt der zweite Endabschnitt einer jeweiligen Teilwicklung an einer vorgegebenen Winkelposition einer Umfangsrichtung des Statorkerns aus diesem heraus und erstreckt sich vom Wickelkopf radial wegweisend in Axialrichtung.In a preferred embodiment of the stator according to the invention, the first end section of a respective partial winding protrudes from the stator core at a predetermined angular position in a circumferential direction thereof and extends radially away from the end winding in the axial direction. Alternatively or additionally, the second end section of a respective partial winding protrudes from the stator core at a predetermined angular position in a circumferential direction of the stator core and extends radially away from the end winding in the axial direction.
Vorzugsweise nimmt der zweite Endabschnitt einer jeweiligen Teilwicklung einen größeren radialen Abstand zum Wickelkopf ein als der erste Endabschnitt.The second end section of a respective partial winding preferably occupies a greater radial distance from the end winding than the first end section.
In bevorzugter Ausgestaltung sind die ersten Endabschnitte axial länger ausgebildet als die zweiten Endabschnitte. Vorzugsweise erstrecken sich die ersten Endabschnitte über das axiale Ende des Wickelkopfs hinaus. Vorzugsweise erstrecken sich die zweiten Endabschnitte nicht über das axiale Ende des Wickelkopfs hinaus.In a preferred embodiment, the first end sections are axially longer than the second end sections. The first end sections preferably extend beyond the axial end of the end winding. The second end sections preferably do not extend beyond the axial end of the end winding.
Darüber hinaus kann der Stator ferner ein Sensor aufweisen. Der Sensor ist vorzugsweise in der weiteren Ausnehmung aufgenommen, sodass deren Vorsprung den Sensor führt. Der Sensor ist vorzugsweise ein Temperatursensor, der dazu eingerichtet ist eine Temperatur am Wickelkopf zu erfassen.In addition, the stator can also have a sensor. The sensor is preferably accommodated in the further recess, so that its projection guides the sensor. The sensor is preferably a temperature sensor that is set up to detect a temperature at the end winding.
Alternativ oder zusätzlich kann im Statorkern eine Vielzahl von Umfangsrichtung angeordneten Nuten ausgebildet sein. Insbesondere ist die Statorwicklung abschnittsweise in den Nuten angeordnet.Alternatively or additionally, a multiplicity of slots arranged in the circumferential direction can be formed in the stator core. In particular, the stator winding is arranged in sections in the slots.
Außerdem kann jede Teilwicklungen mehrere Formleiter, die sich entlang einer Axialrichtung durch den Statorkern erstrecken aufweisen. Eine solche Statorwicklung wird auch als Haarnadelwicklung bezeichnet. Die Formleiter haben insbesondere ein im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt und sind insbesondere nicht biegeschlaff.In addition, each partial winding can have a plurality of form conductors which extend through the stator core along an axial direction. Such a stator winding is also referred to as a hairpin winding. In particular, the shaped conductors have an essentially rectangular cross-section and, in particular, are not limp.
Die Formleiter sind bevorzugt in einer vorgegebenen Anzahl radial angeordneter Schichten einer jeweiligen Nut im Statorkern aufgenommen. Die unmittelbar an die Endabschnitte anschließenden Formleiter sind bevorzugt in radial ersten und/oder radial letzten Schichten einer Nut aufgenommen.The shaped conductors are preferably accommodated in a predetermined number of radially arranged layers of a respective slot in the stator core. The shaped conductors directly adjoining the end sections are preferably accommodated in radially first and/or radially last layers of a groove.
Vorzugsweise sind die Endabschnitte einer jeweiligen Teilwicklung und die Formleiter der Teilwicklung parallelverschoben angeordnet.The end sections of a respective partial winding and the form conductors of the partial winding are preferably arranged parallel to one another.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch eine elektrische Maschine zum Antreiben eines Fahrzeugs, aufweisend einen erfindungsgemäßen Stator und einen drehbar innerhalb des Stators gelagerten Rotor.The object on which the invention is based is also achieved by an electric machine for driving a vehicle, having a stator according to the invention and a rotor which is rotatably mounted inside the stator.
Die erfindungsgemäße elektrische Maschine ist vorzugsweise dazu eingerichtet, ein Fahrzeug anzutreiben. Sie kann insofern dazu eingerichtet sein, einen Teil eines Antriebsstrangs des Fahrzeugs auszubilden. Elektrische Maschine ist vorzugsweise als, insbesondere permanenterregte, Synchronmaschine ausgebildet. Alternativ kann die elektrische Maschine als Asynchronmaschine ausgebildet sein. The electric machine according to the invention is preferably set up to drive a vehicle. In this respect, it can be set up to form part of a drive train of the vehicle. The electrical machine is preferably designed as a synchronous machine, in particular a permanently excited one. Alternatively, the electrical machine can be designed as an asynchronous machine.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Fahrzeug, aufweisend eine erfindungsgemäße elektrische Maschine, die dazu eingerichtet ist, das Fahrzeug anzutreiben. Das Fahrzeug kann ein batterieelektrisches Fahrzeug (BEV) oder ein Hybridfahrzeug sein.The object on which the invention is based is also achieved by a vehicle having an electric machine according to the invention, which is set up to drive the vehicle. The vehicle may be a battery electric vehicle (BEV) or a hybrid vehicle.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Diese sind schematische Darstellungen und zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Stators mit einem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Isolationsvorrichtung; -
2 eine perspektivische Darstellung des Statorkerns und der Statorwicklung; -
3 eine Draufsicht auf den Statorkern und die Statorwicklung; -
4 eine seitliche Detailansicht des Statorkerns und der Statorwicklung; -
5 eine geschnittene Detailansicht des Statorkerns und der Statorwicklung; -
6 eine perspektivische Detailansicht des Statorkerns mit der Statorwicklung und zwei Sternpunktverbindungen; -
7 eine seitliche Detailansicht des Statorkerns und der Statorwicklung mit einer der Sternpunktverbindungen; -
8 eine geschnittene Detailansicht des Statorkerns mit der Statorwicklung und den Sternpunktverbindung; -
9 eine perspektivische Ansicht des ersten Ausführungsbeispiels der Isolationsvorrichtung; -
10 eine Draufsicht auf das erste Ausführungsbeispiel der Isolationsvorrichtung auf die erste Seite; -
11 eine Draufsicht auf die zweite Seite des ersten Ausführungsbeispiels Isolationsvorrichtung; -
12 eine perspektivische Ansicht des ersten Ausführungsbeispiels der Isolationsvorrichtung in einem an der Statorwicklung angeordneten Zustand; -
13 eine geschnittene Detailansicht des ersten Ausführungsbeispiels des Stators; und -
14 und15 jeweils eine Prinzipskizze einer Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Stators und eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Isolationsvorrichtung; und -
16 eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels eines Fahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine.
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1 a perspective view of a first embodiment of the stator according to the invention with a first embodiment of the insulation device according to the invention; -
2 a perspective view of the stator core and the stator winding; -
3 a plan view of the stator core and the stator winding; -
4 a detailed side view of the stator core and the stator winding; -
5 a sectional detail view of the stator core and the stator winding; -
6 a perspective detailed view of the stator core with the stator winding and two star point connections; -
7 a detailed side view of the stator core and the stator winding with one of the star point connections; -
8th a sectional detail view of the stator core with the stator winding and the star point connection; -
9 a perspective view of the first embodiment of the isolation device; -
10 a plan view of the first embodiment of the isolation device on the first side; -
11 a plan view of the second side of the first embodiment of the isolation device; -
12 a perspective view of the first embodiment of the insulation device in a state arranged on the stator winding; -
13 a sectional detail view of the first embodiment of the stator; and -
14 and15 a schematic diagram of a sectional view of a second exemplary embodiment of the stator according to the invention and a second exemplary embodiment of the insulation device according to the invention; and -
16 a schematic diagram of an embodiment of a vehicle with an embodiment of the electric machine according to the invention.
Der Stator weist einen Statorkern 3, eine Statorwicklungen 4 und eine Anschlussanordnung 5 auf.The stator has a
Der Statorkern 3 ist im exemplarisch aus einem Blechpaket mit einer Vielzahl von axial geschichteten Einzelblechen gebildet. In axialer Richtung durchsetzt eine Vielzahl von in Umfangsrichtung des Stators 1 aufeinanderfolgend angeordneten Nuten 3a, vorliegend beispielhaft 48 Stück, den Statorkern 3.The
Die Statorwicklung 4 weist mehrere Teilwicklungen auf, die an einer axialen Stirnseite 6a des Statorkerns 3 einen Wickelkopf 7 ausbilden. Daneben bilden die Teilwicklungen mehrere Stränge oder Phasenwicklungen, vorliegend exemplarisch drei Stränge bzw. Phasenwicklungen, aus. Beispielhaft wird jeder Strang durch vier parallele Teilwicklungen ausgebildet.The stator winding 4 has a plurality of partial windings which form a winding
Die Anschlussanordnung 5 weist eine der Anzahl der Stränge entsprechende Anzahl von Anschlusselementen 8a, 8b, 8c auf. Jedes Anschlusselement dient der elektrischen Versorgung eines der Stränge und kann beispielsweise mit einem Wechselrichter verbunden werden.The
Jede Teilwicklung weist einen ersten Endabschnitt 9a, 9b, 9c, 9d, der ein freies Ende der Teilwicklungen umfasst, auf. Die ersten Endabschnitt 9a bis 9d ragen an der Stirnseite 6a aus dem Statorkern 3 heraus und bilden einen Anschluss eines der Stränge aus. Dabei erstrecken sich die ersten Endabschnitte 9a, 9b eines Teils der Teilwicklungen in axialer Richtung entlang der radial äußeren Seite des Wickelkopfs 7 und die ersten Endabschnitte 9c, 9d eines anderen Teils der Teilwicklungen in axialer Richtung entlang der radial inneren Seite des Wickelkopfs 7. Jedes Anschlusselement 8a, 8b, 8c (siehe
Daneben weist jede Teilwicklung einen zweiten Endabschnitt 10a, 10b, 10c, 10d auf, der das andere freie Ende der Teilwicklungen umfasst und an der Stirnseite 6a aus dem Statorkern 3 herausragt. Dabei erstrecken sich Endabschnitte 10a, 10b eines Teils der Teilwicklungen in axialer Richtung entlang der radial inneren Seite des Wickelkopfs 7 und die zweiten Endabschnitte 10c, 10d eines Teils der Teilwicklungen in axialer Richtung entlang der radial äußeren Seite des Wickelkopfs 7.In addition, each partial winding has a
Die sich radial innen entlang des Wickelkopfs 7 erstreckenden zweiten Endabschnitte 10a, 10b der Teilwicklungen bilden ein ersten Sternpunktanschluss der entsprechenden Teilwicklungen aus und sind mit der ersten Sternpunktverbindung 11 elektrisch leitend verbunden. Die sich radial außen entlang des Wickelkopfs 7 erstreckenden zweiten Endabschnitte 10c, 10d der Teilwicklungen bilden einen zweiten Sternpunktanschluss der entsprechenden Teilwicklungen aus und sind mit der zweiten Sternpunktverbindung 12 elektrisch leitend verbunden. Die Sternpunktverbindungen 11, 12 sind hier als bogenförmige Stromschienen ausgebildet, an denen die entsprechenden zweiten Endabschnitte 10a, 10b bzw. 10c, 10d elektrisch leitend befestigt sind.The
Die Isolationsvorrichtung 2 dient der elektrischen Isolation des Wickelkopfs 7 gegenüber den Anschlusselementen 8a, 8b, 8c für die Anschlüsse 9a bis 9d der Statorwicklung 4. Die Isolationsvorrichtung 2 weist einen plattenförmigen Körper 20 auf. Eine erste Seite 21 des Körpers 20 ist dazu eingerichtet, sich in Umfangsrichtung zumindest zum Teil über ein axiales Ende des Wickelkopfs 7 zu erstrecken. Eine zweite Seite 22 des Körpers 20 ist der ersten Seite 21 gegenüberliegend angeordnet. An der zweiten Seite 22 sind die Anschlusselemente 8a, 8b, 8c anordenbar.The
Außerdem weist der Körper 20 mehrere Ausnehmungen 23a, 23b auf, die sich von der ersten Seite 21 zur zweiten Seite 22 erstrecken. Durch die Ausnehmungen 23a, 23b sind die durch die ersten Endabschnitte 9a bis 9d ausgebildeten Anschlüsse von der ersten Seite her durchführbar, um auf der zweiten Seite 22 elektrisch leitfähig mit einem der Anschlusselemente 8a, 8b, 8c verbunden zu werden. Dabei liegen die Ausnehmungen 23a auf einem ersten Kreisbogen und die Ausnehmungen 23b auf einem zweiten Kreisbogen, der konzentrisch zum ersten Kreisbogen angeordnet ist und radial weiter innen liegt als der erste Kreisbogen. Dadurch sind die radial äußeren ersten Endabschnitte 9a, 9b durch die radial äußeren Ausnehmungen 23a und die radial inneren ersten Endabschnitte 9c, 9d durch die radial inneren Ausnehmungen 23b durchführbar.In addition, the
Die Vorrichtung 2 weist ferner ein Isolationsanordnung 24 auf. Die Isolationsanordnung 24 umfasst ein ersten Abschnitt 25a, der sich von der ersten Seite 21 aus in eine von der zweiten Seite 22 wegweisende Richtung erstreckt. Der erste Abschnitt 25a ist dazu eingerichtet, den Wickelkopf 7 entlang seines Umfangs an der radial inneren Seite des Wickelkopfs 7 zu umgeben.The
Außerdem weist die Isolationsanordnung 24 einen zweiten Abschnitt 25b auf, der sich ebenfalls von der ersten Seite 21 des Körpers 20 aus in die von der zweiten Seite 22 wegweisende Richtung erstreckt. Der zweite Abschnitt 25b ist dazu eingerichtet, die an der radial inneren Seite des Wickelkopfs 7 angeordnete erste Sternpunktverbindung 11 auf der dem Wickelkopf 7 abgewandten Seite der ersten Sternpunktverbindung 11 zu umgeben, sodass der erste Abschnitt 25a und der zweite Abschnitt 25b die erste Sternpunktverbindung 11 beidseitig umgeben können.In addition, the
Die Isolationsanordnung 24 weist ferner einen dritten Abschnitt 25c auf, der sich von der ersten Seite 21 des Körpers 20 aus in die von der zweiten Seite 22 wegweisende Richtung erstreckt. Der dritte Abschnitt 25c ist dazu eingerichtet, den Wickelkopf 7 entlang seines Umfangs an der äußeren radialen Seite des Wickelkopfs 7 zu umgeben.The
Daneben weist die Isolationsanordnung einen vierten Abschnitt 25d auf, der sich von der ersten Seite 21 des Körpers 20 aus in die von der zweiten Seite 22 des Körpers 20 wegweisende Richtung erstreckt. Der vierte Abschnitt 25d ist dazu eingerichtet, die an der radial äußeren Seite des Wickelkopfs 7 angeordnete zweite Sternpunktverbindung 12 auf der dem Wickelkopf 7 abgewandten Seite der zweiten Sternpunktverbindung 12 zu umgeben, sodass der dritte Abschnitt 25c und der vierte Abschnitt 25d die zweite Sternpunktverbindung 12 beidseitig umgeben.In addition, the insulation arrangement has a
Daneben sind ein fünfter Abschnitt 25e und ein sechster Abschnitt 25f vorgesehen, die nicht die Sternpunktverbindungen 11, 12 umgeben und sich auf demselben Kreisbogen wie erste Abschnitt 25a bzw. der dritte Abschnitt 25c erstrecken. Der fünfte Abschnitt 25e und der sechste Abschnitt 25f dienen neben der Isolation des Wickelkopfs 7 gegenüber dessen radial Inneren und Äußeren der mechanisch stabilen Anordnung der Isolationsvorrichtung 2 am Wickelkopf 7.In addition, a
Die Abschnitte 25a bis 25f der Isolationsanordnung 24 erstrecken sich konzentrisch zueinander und sind kreisbogenförmig ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel stehen sie senkrecht auf dem Körper 20.The
Der erste Abschnitt 25a und der zweite Abschnitt 25b sowie der sechste Abschnitt 25f sind an einem ersten Ende 29a des Körpers 20 angeordnet. Der dritte Abschnitt 25c, der vierte Abschnitt 25d sowie der fünfte Abschnitt 25e sind an einem dem ersten Ende 29a entgegensetzten zweiten Ende 29b des Körpers 20 angeordnet.The
Wie
Darüber hinaus weist der Körper 20 drei Durchgangsöffnungen 32a auf, die in Bereichen angeordnet sind, in denen sich der erste Abschnitt 25a und der zweite Abschnitt 25b konzentrisch zueinander erstrecken. Außerdem sind drei Durchgangsöffnungen 32b in Bereichen des Körpers 20 vorgesehen, in denen sich der dritte Abschnitt 25c und der vierte Abschnitt 25d konzentrisch zueinander erstrecken.In addition, the
Weitere Durchgangsöffnungen 32c sind mittig vorgesehen zwischen jeweiligen Gruppen von vier der Ausnehmungen 23a, 23b, von denen eine erste Ausnehmung 23a und eine zweite Ausnehmung 23a an einer ersten Radialposition liegen, eine dritte Ausnehmung 23b und eine vierte Ausnehmung 23b an einer zweiten Radialposition liegen, die erste Ausnehmung 23a und die dritte Ausnehmung 23b an einer ersten Winkelposition in Umfangsrichtung und die zweite 23a und die vierte Ausnehmung 23b an einer zweiten Winkelposition in Umfangsrichtung liegen.. Außerdem sind Durchgangsöffnungen 32d in den Bereichen vorgesehen, in denen der erste Abschnitt 25a und der sechste Abschnitt 25f sowie der dritte Abschnitt 25c und der fünfte Abschnitt 25e der Isolationsanordnung 24 konzentrisch zueinander verlaufen.Further through
Daneben weist der Körper 20 eine weitere Ausnehmung 33a auf, in welcher ein am Wickelkopf 7 angeordneter Sensor 13 (siehe
Darüber hinaus ist bei der Isolationsvorrichtung 2 für ein jeweiliges Anschlusselemente 8a, 8b, 8c auf der zweiten Seite 22 des Körpers 20 ein Aufnahmeplatz 34a, 34b, 34c ausgebildet. Jeder Aufnahmeplatz 34a, 34b, 34c ist dazu ausgebildet, eine Bewegung des Anschlusselements 8a, 8b,8 c bezüglich der zweiten Seite 22 in einem im Aufnahmeplatz 34a, 34b, 34c aufgenommen Zustand zu heben. Dabei weist jeder Aufnahmeplatz 34a, 34b, 34c zwei Vorsprünge 35a, 35b zum Hemmen einer Drehbewegung des Anschlusselements 8a, 8b, 8c um eine senkrecht zur zweiten Seite 22 stehende Drehachse auf. Zusätzlich ist bei jedem Aufnahmeplatz 34a, 34b, 34c ein Vorsprung 35b zum Hemmen einer Translationsbewegung des Anschlusselements 8a, 8b, 8c entlang der zweiten Seite 22 vorgesehen.In addition, a receiving
Die Isolationsvorrichtung 2 ist aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise einem Kunststoff, gebildet.The
Repräsentativ für die übrigen Anschlusselemente 8a, 8c ist hier das Anschlusselement 8b im Aufnahmeplatz 34b aufgenommen und wird durch die Vorsprünge 35a,35b an den Dreh- und Translationsbewegungen gehindert. Dazu ragt der Vorsprung 35b eine gegengleiche Ausnehmung des Anschlusselements 8b. Die ersten Endabschnitte 9a bis 9d durchsetzen die Ausnehmungen 23a, 23b, wobei jede Ausnehmung 23a, 23b ein Paar von in Umfangsrichtung benachbarten Endabschnitten 9a bis 9d, die sich an derselben Radialpositionen befinden, aufnimmt. Die Vorsprünge 31, von den einer in
In
Wie
Wie
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel entsprechen der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt dem ersten Ausführungsbeispiel und der dritte Abschnitt und der vierte Abschnitt dem zweiten Ausführungsbeispiel. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel entsprechen der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt dem zweiten Ausführungsbeispiel und der dritte Abschnitt und der vierte Abschnitt dem ersten Ausführungsbeispiel.According to a further embodiment, the first section and the second section correspond to the first embodiment and the third section and the fourth section correspond to the second embodiment. According to a further embodiment, the first section and the second section correspond to the second embodiment and the third section and the fourth section correspond to the first embodiment.
Die elektrische Maschine 101 ist zum Antreiben des Fahrzeugs 100 eingerichtet und weist einen Stator 1 gemäß einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele sowie ein drehbar innerhalb des Stators 1 gelagerten Rotor 102 auf. Die elektrische Maschine 101 ist exemplarisch als Asynchronmaschine oder als permanenterregte Synchronmaschine ausgebildet. Die elektrische Maschine 101 bildet ein Teil eines Antriebsstrangs des Fahrzeugs 100 aus. Das Fahrzeug 100 kann ein batterieelektrisches Fahrzeug (BEV) oder ein Hybridfahrzeug sein.The
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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