DE102022103764A1

DE102022103764A1 - Stator einer elektrischen Maschine und Verfahren zum Reduzieren einer Drehmomentschwankung einer elektrischen Maschine

Info

Publication number: DE102022103764A1
Application number: DE102022103764.9A
Authority: DE
Inventors: Chuan DENG; Alvin Yuan; Leila DU
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2021-03-09
Filing date: 2022-02-17
Publication date: 2022-09-15
Also published as: CN115051489A; US20220294284A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt einen Stator für eine elektrische Maschine bereit, wobei der Stator mehrere Schlitze zum Aufnehmen von Wicklungen aufweist; wobei die Schlitze jeweils einen Schlitzhals und einen Füllteil aufweisen und sich radial zwischen einem Innenumfang und einem Außenumfang des Stators erstrecken und die Schlitze einen konventionellen Schlitz und einen Versatzschlitz umfassen, wobei die Schlitzhälse des Versatzschlitzes und des konventionellen Schlitzes unterschiedliche Größen aufweisen; und die mehreren Schlitze und die mehreren Wicklungen mehrere Phasen bilden, wobei jede der mehreren Phasen mindestens zwei Schlitze einnimmt, wobei die mindestens zwei Schlitze den konventionellen Schlitz und den Versatzschlitz umfassen. Die vorliegende Erfindung stellt auch eine den Stator verwendende elektrische Maschine und ein Verfahren zum Reduzieren einer Drehmomentschwankung bereit. Die Lösung gemäß der vorliegenden Erfindung kann kosteneffektiv sein, während sie eine Drehmomentschwankung der elektrischen Maschine reduziert, um ein NVH-Verhalten eines Fahrzeugs zu verbessern.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das technische Gebiet von Fahrzeugen und insbesondere einen Stator für eine elektrische Maschine, eine den Stator verwendende elektrische Maschine und ein Verfahren zum Reduzieren einer Drehmomentschwankung der elektrischen Maschine.
Stand der Technik
In der modernen Fahrzeuggestaltung und -herstellung schreitet die Entwicklung von Elektrofahrzeugen rapide voran; beispielsweise enthalten reine Elektrofahrzeuge (BEV), Plug-In-Elektrofahrzeuge (PHEV) und Hybridelektrofahrzeuge (HEV) alle eine elektrische Maschine zum Antreiben der Räder.
Durch Zusammenwirken eines Stators und eines Rotors wandelt die elektrische Maschine elektrische Energie in mechanische Bewegung um oder wandelt mechanische Bewegung in elektrische Energie um. Die elektrische Maschine umfasst im Allgemeinen einen Rotor und einen den Rotor umgebenden Stator. Der Stator weist mehrere Schlitze auf, wobei die mehreren Statorschlitze eine gewisse Querschnittsfläche aufweisen, um Wicklungen mit der gleichen Querschnittsfläche aufzunehmen; sobald sie gespeist werden, bilden die Statorwicklungen ein rotierendes Magnetfeld und interagieren mit in dem Rotor enthaltenen Magneten, um zu bewirken, dass sich der Rotor dreht. Bei der Gestaltung elektrischer Maschinen ist die Drehmomentschwankung ein wichtiger Messparameter.
Die Reduktion einer Drehmomentschwankung einer elektrischen Maschine kann derzeit im Allgemeinen an dem Stator und dem Rotor durchgeführt werden. Hinsichtlich des Rotors sind Magnetversatz und Optimierung der Außenkante des Rotors herkömmliche Verfahren, die zum Reduzieren einer Drehmomentschwankung einer elektrischen Maschine verwendet werden. Hinsichtlich des Stators reduzieren schräge Statorschlitze effektiv eine Schwankung des Solldrehmoments, erhöhen jedoch die Kosten der Wicklungen. Ein weiteres herkömmliches Verfahren besteht darin, durchweg eine Offenschlitzstruktur einzusetzen, um eine Drehmomentschwankung zu reduzieren, wobei die Erfinder jedoch erkannt haben, dass die Ergebnisse weiter verbessert oder optimiert werden können.
Beispielsweise wird in der chinesischen Patentanmeldung 2011320011997.1 mit dem Titel „Permanent magnet motor with oblique stator slots“ zur Reduktion einer Schwankung des Drehmoments einer elektrischen Maschine ein Statorkern mit schrägen Schlitzen mit großem Winkel bereitgestellt, um das Ziel des Reduzierens einer Drehmomentschwankung einer elektrischen Maschine zu erreichen, wobei die Anordnungsweise der schrägen Schlitze mit großem Winkel in dieser technischen Lösung jedoch die Kosten der Wicklungen in den schrägen Schlitzen erhöht.
In diesem Zusammenhang haben die Erfinder erkannt, dass Bedarf an einer verbesserten elektrischen Maschine besteht, die nicht nur eine Drehmomentschwankung reduziert, um das NVH-Verhalten eines Fahrzeugs zu verbessern, sondern auch eine bessere Kosteneffektivität aufweist.
Kurzdarstellung der Erfindung
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sie einen Stator einer elektrischen Maschine, eine den Stator verwendende elektrische Maschine und ein Verfahren zum Reduzieren einer Drehmomentschwankung einer elektrischen Maschine bereitstellt, wobei die elektrische Maschine und das Verfahren in der Lage sind, eine Drehmomentschwankung einer elektrischen Maschine (insbesondere der 24. oder 48. Ordnung einer elektrischen Maschine) effektiv zu reduzieren, wodurch das NVH-Verhalten eines Fahrzeugs verbessert wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Stator für eine elektrische Maschine bereitgestellt:

wobei der Stator mehrere Schlitze zum Aufnehmen von Wicklungen aufweist;
wobei sich die Schlitze radial zwischen einem Innenumfang und einem Außenumfang des Stators erstrecken und die Schlitze einen konventionellen Schlitz und einen Versatzschlitz umfassen;
wobei der konventionelle Schlitz einen ersten Schlitzhals und einen ersten Füllteil umfasst und der Versatzschlitz einen zweiten Schlitzhals und einen zweiten Füllteil umfasst, wobei der erste Schlitzhals und der zweite Schlitzhals unterschiedliche Größen aufweisen; und die mehreren Schlitze und die mehreren Wicklungen mindestens zwei Phasen bilden, wobei mindestens eine der mindestens zwei Phasen mindestens den konventionellen Schlitz und den Versatzschlitz umfasst.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen die mindestens zwei Phasen eine U-Phase, eine V-Phase und eine W-Phase; die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase nehmen nacheinander mehrere Schlitze des Stators ein und die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase umfassen jeweils einen konventionellen Schlitz und einen Versatzschlitz.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der konventionelle Schlitz und der Versatzschlitz abwechselnd nacheinander in der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase angeordnet.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der konventionelle Schlitz und der Versatzschlitz in der folgenden Reihenfolge in der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase angeordnet: U-Phase konventioneller Schlitz, U-Phase Versatzschlitz, V-Phase konventioneller Schlitz, V-Phase Versatzschlitz, W-Phase Versatzschlitz, W-Phase konventioneller Schlitz.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der Versatzschlitz und der konventionelle Schlitz nacheinander in der U-Phase und der V-Phase angeordnet und der konventionelle Schlitz und der Versatzschlitz nacheinander in der W-Phase angeordnet.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung belegt jede der mindestens zwei Phasen drei Schlitze, und das Verhältnis des konventionellen Schlitzes zu dem Versatzschlitz in den drei Schlitzen beträgt 2:1 oder 1:2.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die unterschiedlichen Größen die Längen der Radialerstreckung der Schlitzhälse und/oder die Breiten davon in der Umfangsrichtung des Stators.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen der erste Füllteil und der zweite Füllteil die gleiche Breite und radiale Länge auf, wobei der erste Schlitzhals eine kleinere Breite und radiale Länge als der zweite Schlitzhals aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der zweite Schlitzhals eine erste Breite in der Umfangsrichtung des Innenumfangs des Stators auf und weist der zweite Füllteil eine zweite Breite in der Umfangsrichtung des Innenumfangs des Stators auf, wobei die erste Breite kleiner als die zweite Breite ist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist jeder erste Füllteil ein erstes inneres Ende nahe dem Innenumfang und ein erstes äußeres Ende nahe dem Außenumfang auf, wobei das erste innere Ende und das erste äußere Ende auf konzentrischen Kreisen mit einem ersten Radius bzw. einem zweiten Radius in Bezug auf einen Kreismittelpunkt des Stators liegen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist jeder zweite Füllteil ein zweites inneres Ende nahe dem Innenumfang und ein zweites äußeres Ende nahe dem Außenumfang auf, wobei das zweite innere Ende und das zweite äußere Ende auf konzentrischen Kreisen mit einem dritten Radius bzw. einem vierten Radius in Bezug auf den Kreismittelpunkt des Stators liegen und wobei der erste Radius, der zweite Radius, der dritte Radius und der vierte Radius alle unterschiedlich sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine elektrische Maschine bereitgestellt,
wobei die elektrische Maschine einen Stator und einen Rotor aufweist, wobei der Stator den Rotor umgibt und ein Luftzwischenraum zwischen dem Stator und dem Rotor vorgesehen ist;
wobei der Stator mehrere Schlitze zum Aufnehmen von Wicklungen aufweist, wobei die mehreren Schlitze jeweils einen Schlitzhals und einen Füllteil aufweisen und sich radial zwischen einem Innenumfang und einem Außenumfang des Stators erstrecken, wobei die mehreren Schlitze einen konventionellen Schlitz und einen Versatzschlitz umfassen und wobei die Schlitzhälse des Versatzschlitzes und des konventionellen Schlitzes unterschiedliche Größen aufweisen;
und die mehreren Schlitze und mehreren Wicklungen mehrere Phasen bilden, wobei jede der Phasen mindestens zwei Schlitze einnimmt, wobei die zwei Schlitze den konventionellen Schlitz und den Versatzschlitz umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bilden die mehreren Schlitze und die Wicklungen acht Pole und drei Phasen, wobei es sich bei den drei Phasen um eine U-Phase, eine V-Phase bzw. eine W-Phase handelt, wobei die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase jeweils einen konventionellen Schlitz und einen Versatzschlitz umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der konventionelle Schlitz und der Versatzschlitz abwechselnd nacheinander in der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase angeordnet.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Größe des Schlitzhalses die Länge der Radialerstreckung des Schlitzhalses und/oder die Breite davon in der Umfangsrichtung des Stators.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der konventionelle Schlitz einen ersten Füllteil und einen ersten Schlitzhals, wobei der Versatzschlitz einen zweiten Füllteil und einen zweiten Schlitzhals umfasst, der erste Füllteil ein erstes inneres Ende nahe dem Innenumfang und ein erstes äußeres Ende nahe dem Außenumfang aufweist, der zweite Füllteil ein zweites inneres Ende nahe dem Innenumfang und ein zweites äußeres Ende nahe dem Außenumfang aufweist, das erste innere Ende und das erste äußere Ende auf konzentrischen Kreisen mit einem ersten Radius bzw. einem zweiten Radius in Bezug auf einen Kreismittelpunkt des Stators liegen, das zweite innere Ende und das zweite äußere Ende auf konzentrischen Kreisen mit einem dritten Radius bzw. einem vierten Radius in Bezug auf den Kreismittelpunkt des Stators liegen und der erste Radius, der zweite Radius, der dritte Radius und der vierte Radius alle unterschiedlich sind.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der zweite Schlitzhals eine erste Breite in der Umfangsrichtung des Innenumfangs des Stators auf und weist der zweite Füllteil eine zweite Breite in der Umfangsrichtung des Innenumfangs des Stators auf, wobei die erste Breite kleiner als die zweite Breite ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Reduzieren einer Drehmomentschwankung einer elektrischen Maschine bereitgestellt, das Folgendes umfasst:

Bewirken, dass ein Stator einen zum Umgeben eines Rotors geeigneten Innenumfang aufweist;
radiales Anordnen mehrerer Statorschlitze zum Aufnehmen von Wicklungen zwischen dem Innenumfang und einem Außenumfang des Stators, wobei die mehreren Statorschlitze jeweils einen Schlitzhals und einen Füllteil aufweisen, wobei die Statorschlitze einen konventionellen Schlitz und einen Versatzschlitz umfassen und wobei die Schlitzhälse des Versatzschlitzes und des konventionellen Schlitzes unterschiedliche Längen aufweisen;

Bilden mehrerer Phasen mittels der mehreren Statorschlitze und der mehreren Wicklungen;
Bewirken, dass jede der mehreren Phasen mindestens zwei Schlitze einnimmt, wobei die mindestens zwei Schlitze den konventionellen Schlitz und den Versatzschlitz umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die mehreren Phasen eine U-Phase, eine V-Phase und eine W-Phase, wobei die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase jeweils einen konventionellen Schlitz und einen Versatzschlitz umfassen, wobei der konventionelle Schlitz und der Versatzschlitz abwechselnd nacheinander in der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase angeordnet sind.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der konventionelle Schlitz einen ersten Füllteil und einen ersten Schlitzhals, wobei der Versatzschlitz einen zweiten Füllteil und einen zweiten Schlitzhals umfasst, der erste Füllteil ein erstes inneres Ende nahe dem Innenumfang und ein erstes äußeres Ende nahe dem Außenumfang aufweist, der zweite Füllteil ein zweites inneres Ende nahe dem Innenumfang und ein zweites äußeres Ende nahe dem Außenumfang aufweist, das erste innere Ende und das erste äußere Ende auf konzentrischen Kreisen mit einem ersten Radius bzw. einem zweiten Radius in Bezug auf einen Kreismittelpunkt des Stators liegen, das zweite innere Ende und das zweite äußere Ende auf konzentrischen Kreisen mit einem dritten Radius bzw. einem vierten Radius in Bezug auf den Kreismittelpunkt des Stators liegen und der erste Radius, der zweite Radius, der dritte Radius und der vierte Radius alle unterschiedlich sind.
Figurenliste
Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung kann auf die in den folgenden Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen Bezug genommen werden. Die Komponenten in den Zeichnungen sind nicht zwangsweise maßstabsgetreu gezeichnet und verwandte Elemente können weggelassen sein oder der Maßstab kann in einigen Fällen bereits vergrößert sein, um die hierin beschriebenen neuartigen Merkmale hervorzuheben und deutlich zu zeigen. Darüber hinaus können, wie in der Technik bekannt ist, Systemkomponenten andersartig angeordnet sein. Des Weiteren geben in den Zeichnungen identische Bezugszeichen über mehrere Ansichten hinweg entsprechende Teile an.

1 zeigt schematische Graphen von Getriebegeräuschen, verursacht durch Elektromaschinen-Drehmomentschwankungsoberschwingungen der 24. Ordnung und der 48. Ordnung von elektrischen Maschinen mit unterschiedlichen Drehmomenten im Stand der Technik.
2 zeigt ein schematisches Diagramm eines Stators einer elektrischen Maschine im Stand der Technik.
3 zeigt die Anordnung der Statorwicklungen in Statorschlitzen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3A zeigt eine vergrößerte Zeichnung eines ausgeschnittenen Teils, insbesondere Box A in 3.
3B zeigt eine vergrößerte Zeichnung eines ausgeschnittenen Teils, insbesondere Box B in 3A.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene alternative Formen annehmen könnten. Die Zeichnungen sind nicht zwangsweise maßstabsgetreu gezeichnet; einige Funktionen könnten übermäßig groß oder minimiert sein, um Einzelheiten der spezifischen Komponenten zu zeigen. Daher sollten spezifische hierin offenbarte strukturelle und funktionale Einzelheiten nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern dienen lediglich als repräsentative Grundlage, um Fachleuten die Verwendung der vorliegenden Erfindung auf verschiedene Weisen zu lehren. Fachleute verstehen, dass verschiedene unter Bezugnahme auf eine beliebige der Zeichnungen gezeigte und beschriebene Merkmale mit in einer oder mehreren anderen Zeichnungen gezeigten Merkmalen kombiniert werden können, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit gezeigt oder beschrieben sind. Die gezeigten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Jedoch könnten verschiedene Kombinationen von und Änderungen an den Merkmalen, die den Lehren der vorliegenden Offenbarung folgen, für gewisse spezifische Anwendungen oder Ausführungsformen erwünscht sein.
Wie im Abschnitt Stand der Technik erwähnt, ist die Drehmomentschwankung einer elektrischen Maschine ein wichtiger Parameter bei der Gestaltung elektrischer Maschinen. Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben erkannt, dass, da das NVH-Verhalten (NVH: Noise, Vibration, Harshness - Geräusch, Vibration, Rauigkeit) eines Fahrzeuggetriebes sehr empfindlich gegenüber Elektromaschinen-Drehmomentschwankungsoberschwingungen hoher Ordnung (insbesondere der 24. und 48. Ordnung) sind, die Reduktion einer Drehmomentschwankung einer elektrischen Maschine, insbesondere von Elektromaschinen-Drehmomentschwankungsoberschwingungen der 24. und 48. Ordnung, äußerst wichtig für die Optimierung der Leistungsfähigkeit elektrischer Maschinen ist.
Wie in 1 gezeigt, haben die Erfinder durch Durchführung von Versuchen schematische Graphen von Fahrzeuggeräuschen, verursacht durch Drehmomentschwankungsoberschwingungen der 24. Ordnung und Drehmomentschwankungsoberschwingungen der 48. Ordnung von elektrischen Maschinen, erhalten. Der obere Graph in 1 ist ein Funktionsgraph von Elektromaschinen-Drehmomentschwankungsoberschwingungen der 24. Ordnung und der 48. Ordnung in einer elektrischen Maschine mit einem Drehmoment von 50 Nm in einem Koordinatensystem aus Halbwellendrehzahl/Frequenz/Dezibel. Die Halbwellendrehzahl ist die Drehzahl einer Ausgangswelle des Getriebes, gemessen unter Verwendung eines Drehzahlsensors. Wie zu sehen ist, nehmen die Frequenzen der entsprechenden Elektromaschinen-Drehmomentschwankungsoberschwingungen der 24. Ordnung und der 48. Ordnung und auch die resultierenden Geräusch-Dezibel-Werte mit Anstieg der Drehzahl zu, d. h. sie zeigen eine positive Korrelation. Die Elektromaschinen-Drehzahlschwankungsoberschwingungen der 24. Ordnung und 48. Ordnung einer elektrischen Maschine mit einer Drehzahl von 100 Nm in dem unteren Graphen von 1 zeigen das gleiche Problem. Die Erfinder haben also erkannt, dass ein Bedarf zum Reduzieren einer Drehmomentschwankung einer elektrischen Maschine, insbesondere von Elektromaschinen-Drehmomentschwankungsoberschwingungen der 24. Ordnung und der 48. Ordnung, bestand.
Als Nächstes ist in 2 ein schematisches Diagramm eines Stators und eines Rotors einer aktuell verwendeten elektrischen Maschine zu sehen; aus 2 ist ersichtlich, dass eine Leistungskomponente 1 der elektrischen Maschine einen Stator 2 und einen Rotor 3 umfasst. Der Stator 2 ist um den Rotor 3 angeordnet, mit einem Luftzwischenraum zwischen dem Stator 2 und dem Rotor 3. Der Rotor 3 kann mechanisch mit einer Welle (nicht gezeigt) verbunden sein, um mechanische Energie auszugeben. Der Stator 2 umfasst mehrere Schlitze 21, die Wicklungen aufnehmen; die Schlitze 21 erstrecken sich von einer Innenkante des Stators 2 radial nach außen. In dem Stator 2 eines existierenden Designs sind die Statorschlitze größtenteils konventionelle Schlitze 21 mit derselben Struktur. Der Rotor 3 kann Aufnahmeteile umfassen, die zum Aufnehmen von Dauermagneten 31 abgemessen sind. Die Dauermagneten 31 können in Paaren angeordnet sein, um Magnetpole zu bilden. Die Anzahl von Schlitzen 21 kann mit der Anzahl von Paaren von Dauermagneten 31 in Zusammenhang stehen, sodass die Anzahl von Schlitzen 21 je Phase je Pol eine ganze Zahl ist. Die Konfiguration strukturell identischer Schlitze 21, die in dem Stator 2 verwendet werden, bietet noch Verbesserungsspielraum hinsichtlich des Drehmomentschwankungsreduktionseffekts.
Als Nächstes wird die Anordnung der Statorwicklungen in den Statorschlitzen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, wie in 3 gezeigt. Wie in der Figur gezeigt, handelt es sich bei der elektrischen Maschine in dieser Ausführungsform um eine elektrische Dreiphasenmaschine als ein Beispiel; eine Leistungskomponente 10 der elektrischen Maschine umfasst einen Stator 20 und einen Rotor 30. Der Stator 20 umgibt den Rotor 30 und ein Luftzwischenraum befindet sich dazwischen. Hinsichtlich der Wicklungsweise wird eine U-Phasenwicklung als Beispiel genommen. In dieser Ausführungsform nimmt jede Phase mindestens zwei Schlitze ein, und die zwei eingenommenen Schlitze umfassen einen konventionellen Schlitz 21 und einen Versatzschlitz 41, wie in 3 gezeigt. Wie in der Figur gezeigt, weist der Stator 20 der elektrischen Dreiphasenmaschine in dieser Ausführungsform 48 Statorschlitze auf, wobei die Wicklungsweise einer U-Phasenspule gezeigt ist. Es versteht sich, dass elektrische Maschinen mit einer anderen Anzahl von Phasen und Statoren mit einer anderen Anzahl von Statorschlitzen ebenfalls im Schutzumfang der in der vorliegenden Erfindung beanspruchten technischen Lösung liegen.
Um die Wicklungsweise der Spulen des Stators 20 zu beschreiben, beginnt eine Wicklung in dieser Ausführungsform bei Anschluss U+ in 3. Die mehreren Schlitze sind unter Verwendung arabischer Zahlen entgegen dem Uhrzeigersinn geordnet. Die Wicklung tritt zuerst in Schlitz Nr. 6 ein und verläuft zu Schlitz Nr. 1 und kehrt dann durch Schlitz Nr. 1 zurück. Als Nächstes verläuft die Wicklung zu Schlitz Nr. 7 und tritt in Schlitz Nr. 7 ein, kehrt dann durch Schlitz Nr. 12 zurück und tritt dann in Schlitz Nr. 18 ein. Die Wicklung kehrt dann durch Schlitz Nr. 13 zurück und tritt in Schlitz Nr. 19 ein. Die Wicklung kehrt dann durch Schlitz Nr. 24 zurück und tritt in Schlitz Nr. 30 ein. Die Wicklung kehrt dann durch Schlitz Nr. 25 zurück und tritt in Schlitz Nr. 31 ein. Die Wicklung kehrt dann durch Schlitz Nr. 36 zurück und tritt in Schlitz Nr. 42 ein. Die Wicklung kehrt dann durch Schlitz Nr. 37 zurück und tritt in Schlitz Nr. 43 ein und kehrt schließlich durch Schlitz Nr. 48 zurück. Die Wicklung endet dann bei Anschluss U-, wodurch der Wicklungsmodus der U-Phase der elektrischen Dreiphasenmaschine vervollständigt wird. Es versteht sich, dass die Eintritts- und Rückkehrwicklungsmodi der V-Phase und der W-Phase der elektrischen Dreiphasenmaschine denen der U-Phase ähnlich sind. 3 zeigt, welche Schlitze durch jede Phase eingenommen sind, wenn die Wicklungen der drei Phasen vollständig sind. Die durch die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase eingenommenen Schlitze sind als U, V bzw. W bezeichnet.
Um den besten Effekt hinsichtlich einer Drehmomentschwankungsreduktion zu erhalten, probierten die Erfinder die nachstehend in Tabelle 1 gezeigten Schlitzanordnungen aus, wobei sichergestellt wurde, dass jede Phase mindestens einen konventionellen Schlitz 21 und einen Versatzschlitz 41 umfasste.
Tabelle 1 zeigt die Anordnung mit ausschließlich konventionellen Schlitzen und drei verschiedene Anordnungen in Lösungen 1 bis 3; wie in Tabelle 1 gezeigt, sind in der Konfiguration, die für die Statorschlitze eines existierenden Stators einer elektrischen Maschine verwendet wird, sämtliche Schlitze konventionelle Schlitze 21. In Lösungen 1 bis 3 umfasst jede der Phasen U, V und W einen konventionellen Schlitz 21 und einen Versatzschlitz 41. In der in 3 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Anordnung von Lösung 1 nachstehend als Beispiel erläutert, wobei es sich jedoch versteht, dass die Anordnungen der anderen Lösungen ebenfalls im durch die vorliegende Erfindung beanspruchten Schutzumfang liegen.
Wie in 3 gezeigt, ist, bei Betrachtung der Schlitze Nr. 1 und Nr. 6 als Beispiel, die Anordnung von konventionellen Schlitzen und Versatzschlitzen „konventioneller Schlitz - Versatzschlitz - konventioneller Schlitz - Versatzschlitz - konventioneller Schlitz - Versatzschlitz“, was der Anordnung in der obigen Lösung 1 genau entspricht. Die 48 Schlitze des Stators 20 sind also sich zyklisch wiederholend in Gruppen von 6 gemäß der Anordnung der durch die drei Phasen belegten sechs Schlitze in der obigen Lösung 1 angeordnet.
In der in 3A gezeigten Ausführungsform, bei der es sich um eine aus 3 ausgeschnittene vergrößerte Zeichnung von Teil A handelt, sind die Strukturen der konventionellen Schlitze 21 und der Versatzschlitze 41 deutlich gezeigt, wobei insbesondere: der konventionelle Schlitz 21 einen ersten Schlitzhals 210 und einen ersten Füllteil 211 aufweist, während der Versatzschlitz 41 einen zweiten Schlitzhals 410 und einen zweiten Füllteil 411 aufweist. Der erste Füllteil 211 und der zweite Füllteil 411 sind mit Leitern gefüllt; in dieser Ausführungsform kann es sich bei den Leitern um Wicklungsspulen handeln. Es versteht sich, dass andere Leiter gleichermaßen als Füllmaterialien dienen können, die den ersten Füllteil 211 und den zweiten Füllteil 411 füllen.
In dieser Ausführungsform erstreckt sich der erste Schlitzhals 210 radial zwischen dem ersten Füllteil 211 und dem Innenumfang des Stators, und der zweite Schlitzhals 410 erstreckt sich radial zwischen dem zweiten Füllteil 411 und dem Innenumfang des Stators. Verglichen mit dem ersten Schlitzhals 210 des konventionellen Schlitzes 21, weist der Versatzschlitz 41 einen längeren zweiten Schlitzhals 410 auf. In dieser Ausführungsform sind sowohl der konventionelle Schlitz 21 als auch der Versatzschlitz 41 offene Schlitze mit Öffnungen, die zu dem Luftzwischenraum weisen, und da der erste Füllteil 211 und der zweite Füllteil 411 die gleiche Länge aufweisen, während der erste Schlitzhals 210 und der zweite Schlitzhals 410 unterschiedliche Längen aufweisen, unterscheiden sich die radialen Gesamtlängen des konventionellen Schlitzes und des Versatzschlitzes 41. Es versteht sich, dass der konventionelle Schlitz 21 und der Versatzschlitz 41 in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gleichermaßen geschlossene Schlitze ohne Öffnungen sein können.
Fachleute verstehen, dass es keine klare Grenzlinie zwischen dem ersten Schlitzhals 210 und dem ersten Füllteil 211 oder zwischen den zweiten Schlitzhals 410 und dem zweiten Füllteil 411 gibt. Wie in 3B gezeigt, weist, bei Betrachtung des Versatzschlitzes 41 als Beispiel, der zweite Schlitzhals 410 eine erste Breite w₁ in der Umfangsrichtung des Innenumfangs des Stators 2 auf und weist der zweite Füllteil 411 eine zweite Breite w₂ in der Umfangsrichtung des Innenumfangs des Stators auf, wobei die erste Breite w₁ kleiner als die zweite Breite w₂ ist. Anders ausgedrückt wird die Schlitzbreite beim Übergang von dem Füllteil zu dem Schlitzhals allmählich schmaler. Darüber hinaus versteht es sich, dass, da die Breite des zweiten Schlitzhalses 410 allmählich schmaler wird, die erste Breite w₁ des Schlitzhalses entlang des Innenumfangs des Stators 2 kein fester Wert ist, sondern innerhalb eines gewissen Breitenbereichs variabel ist, wobei der maximale Wert dieses Breitenbereiches kleiner als die zweite Breite w₂ des zweiten Füllteils 411 ist.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können, wenn sämtliche Schlitze in dem Stator 2 offene Schlitze sind, sich die ersten Schlitzhälse 210 oder die zweiten Schlitzhälse 410 alle von den Schlitzöffnungen zu den ersten Füllteilen 211 oder den zweiten Füllteilen 411 erstrecken, wobei jedoch weder die ersten Schlitzhälse 210 noch die zweiten Schlitzhälse 410 mit Wicklungen gefüllt sind. Falls sämtliche Schlitze in dem Stator 2 geschlossene Schlitze sind, können sich die ersten Schlitzhälse 210 oder die zweiten Schlitzhälse 410 von Innenseiten geschlossener Enden nahe einer Innenkante des Stators 2 zu den Füllteilen erstrecken.
In einer Ausführungsform ist die Struktur des Versatzschlitzes 41 so ausgelegt, dass die erste Breite w₁ nach dem Übergang von dem zweiten Füllteil 410 zu dem zweiten Schlitzhals 411 zuerst abnimmt, und w₁ dann wieder zunimmt, um einen größeren Luftzwischenraum bereitzustellen. Es versteht sich, dass in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die erste Breite w₁, die von den Füllteil zu dem Schlitzhals übergeht, allgemein nahe der Innenkante des Stators 2 allmählich zunimmt, um einen größeren Luftzwischenraum bereitzustellen. Es versteht sich auch, dass die Differenz der Größe des ersten Schlitzhalses 210 und des zweiten Schlitzhalses 410 nicht nur eine Differenz der radialen Länge beinhaltet, sondern auch eine Differenz der ersten Breite w₁ der zwei Schlitzhälse beinhalten kann.
In der beschrieben Ausführungsform ist, aufgrund des längeren zweiten Schlitzhalses 410 des Versatzschlitzes 41, das Ende des Versatzschlitzes 41, das einer Außenkante des Stators 2 zugewandt ist, hinsichtlich dem Ende des konventionellen Schlitzes 21, das der Außenkante zugewandt ist, radial versetzt; anders ausgedrückt liegen, bei Betrachtung einer Axiallinie des Stators als Referenz, das Ende des Versatzschlitzes 41, das der Außenkante zugewandt ist, und das Ende des konventionellen Schlitzes 21, das der Außenkante zugewandt ist, in einem Querschnitt des Stators nicht auf derselben Umfangslinie.
Unter Bezugnahme auf 3A weisen die Versatzschlitze 41 in dieser Ausführungsform innere Enden 412 nahe dem Innenumfang des Stators 10 und äußere Enden 413 nahe einem Außenumfang auf, wobei die inneren Enden 412 und die äußeren Enden 413 auf konzentrischen Kreisen mit einem ersten Radius R1 bzw. einem zweiten Radius R2 in Bezug auf einen Kreismittelpunkt O des Stators 10 liegen. Das heißt, die mehreren Versatzschlitze 41 weisen ähnliche Strukturen auf; das Versehen der Versatzschlitze 41 mit ähnlichen Strukturen macht es einfacher, die Versatzschlitze 41 zu verarbeiten, und erhöht die Kosteneffektivität des die Versatzschlitze 41 enthaltenden Stators 10, während eine Drehmomentschwankung unterdrückt wird. Es versteht sich hier, dass die Versatzschlitze 41 ebenso unterschiedliche Strukturen aufweisen können; beispielsweise können die äußeren Enden davon in unterschiedlichen Abständen von dem Kreismittelpunkt des Stators 10 liegen, oder mehrere Versatzschlitze 41 können Schlitzhälse mit unterschiedlichen Längen und/oder Breiten aufweisen. Gleichermaßen weisen auch die konventionellen Schlitze 21 innere Enden und äußere Enden auf, wobei die inneren Enden und die äußeren Enden auf konzentrischen Kreisen mit einem dritten Radius bzw. einem vierten Radius in Bezug auf den Kreismittelpunkt O des Stators 10 aufweisen; es versteht sich, dass der erste Radius, der zweite Radius, der dritte Radius und der vierte Radius alle unterschiedlich sein können.
Darüber hinaus versteht es sich, dass die Wicklungsweise in der in dieser Ausführungsform gezeigten elektrischen Dreiphasenmaschine derart ist, dass jede Phase nur zwei Schlitze umfasst, wobei es jedoch basierend auf anderen Wicklungsweisen auch möglich ist, dass jede Phase drei oder vier Schlitze umfasst. In dem Fall, in dem eine Phase drei Schlitze umfasst, kann das Verhältnis von geschlossenen Schlitzen zu offenen Schlitzen 2:1 oder 1:2 betragen; es versteht sich, dass, wenn eine Phase vier Schlitze umfasst, das Verhältnis von geschlossenen Schlitzen zu offenen Schlitzen 3:1 oder 1:3 oder 1:1 betragen kann. Es versteht sich außerdem, dass in dem Fall, in dem eine Phase eine größere Anzahl an Schlitzen umfasst, basierend darauf, dass jede Phase mindestens einen konventionellen Schlitz 21 und einen Versatzschlitz 41 umfasst, eine größere Anzahl an Kombinationen gleichermaßen im durch die vorliegende Erfindung beanspruchten Schutzumfang enthalten sein kann.
Nach Anordnen der Schlitze gemäß den in Lösungen 1 bis 3 in der obigen Tabelle 1 gezeigten Anordnungen von konventionellen Schlitzen 21 und Versatzschlitzen 41 werden gute Ergebnisse hinsichtlich einer Drehmomentschwankungsreduktion erhalten. Nach Durchführen von Versuchen, in denen die elektrische Maschine ein Drehmoment von 235 Nm und eine Drehzahl von 1000 U/min aufwies, zeigten die Versuchsdaten, dass bei Verwendung verschiedener Lösungen zum Anordnen von konventionellen Schlitzen und Versatzschlitzen in Gruppen Lösungen 1 bis 3 Unterdrückungseffekte von 16,35%, 8,25% bzw. 0,14% Reduktionen der Drehmomentschwankung im Vergleich zu einer existierenden technischen Lösung in einem Versuch zum Unterdrückungseffekt einer Drehmomentschwankungsoberschwingung der 24. Ordnung erzielten, und Lösungen 1 bis 3 erzielten Unterdrückungseffekte von 5,11%, 3,74% bzw. 2,23% Reduktionen der Drehmomentschwankung in einem Versuch zum Unterdrückungseffekt einer Drehmomentschwankungsoberschwingung der 48.
Ordnung. Sowohl die Drehmomentschwankungsoberschwingung der 24. Ordnung als auch die der 48. Ordnung werden signifikant reduziert, wodurch ein guter technischer Effekt im Vergleich zu der derzeit eingesetzten Konfiguration, in der sämtliche Schlitze als konventionelle Schlitze angeordnet sind, erzielt wird.
Falls dies technisch machbar ist, können die oben in Verbindung mit verschiedenen Ausführungsformen dargelegten technischen Merkmale kombiniert werden, um andere Ausführungsformen zu bilden, die im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung liegen.
In der vorliegenden Erfindung soll die Verwendung von Disjunktiven Konjunktive beinhalten. Die Verwendung von bestimmten oder unbestimmten Artikeln soll keine Kardinalzahlen angeben. Insbesondere sollen Bezugnahmen auf „das“ Objekt oder „ein“ Objekt ein mögliches von mehreren derartigen Objekten angeben. Darüber hinaus kann die Konjunktion „oder“ dazu verwendet werden, gleichzeitig vorhandene Merkmale, nicht sich gegenseitig ausschließende Lösungen, zu vermitteln. Anders ausgedrückt ist die Konjunktion „oder“ so zu verstehen, dass sie „und/oder“ beinhaltet. Der Begriff „umfasst“ ist inklusiv und weist den gleichen Umfang wie „beinhaltet“ auf.
Die obigen Ausführungsformen sind mögliche Beispiele von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und werden lediglich bereitgestellt, um Fachleuten ein klares Verständnis der Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu bieten. Fachleute verstehen, dass: die obige Erörterung beliebiger Ausführungsformen lediglich beispielhaft ist und nicht bedeuten soll, dass der Schutzumfang der Offenbarung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung (einschließlich der Ansprüche) auf diese Beispiele beschränkt ist. Innerhalb der Gesamtidee der vorliegenden Erfindung können technische Merkmale in den obigen Ausführungsformen oder anderen Ausführungsformen auch kombiniert werden, um viele weitere Änderungen an verschiedenen Aspekten der oben beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hervorzubringen, wobei diese der Kürze halber in spezifischen Ausführungsformen nicht bereitgestellt sind. Daher sollten jegliche Auslassungen, Änderungen, äquivalenten Substitutionen oder Verbesserungen usw., die innerhalb des Wesens und der Prinzipien der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden, im durch die vorliegende Erfindung beanspruchten Schutzumfang enthalten sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

CN 2011320011997 [0005]

Claims

Stator für eine elektrische Maschine, wobei der Stator mehrere Schlitze zum Aufnehmen von Wicklungen aufweist; wobei sich die Schlitze radial zwischen einem Innenumfang und einem Außenumfang des Stators erstrecken und die Schlitze einen konventionellen Schlitz und einen Versatzschlitz umfassen; wobei der konventionelle Schlitz einen ersten Schlitzhals und einen ersten Füllteil umfasst und der Versatzschlitz einen zweiten Schlitzhals und einen zweiten Füllteil umfasst, wobei der erste Schlitzhals und der zweite Schlitzhals unterschiedliche Größen aufweisen; und die mehreren Schlitze und die mehreren Wicklungen mindestens zwei Phasen bilden, wobei mindestens eine der mindestens zwei Phasen mindestens den konventionellen Schlitz und den Versatzschlitz umfasst.
Stator nach Anspruch 1, wobei die mindestens zwei Phasen eine U-Phase, eine V-Phase und eine W-Phase umfassen; die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase nacheinander mehrere Schlitze des Stators einnehmen und die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase jeweils einen konventionellen Schlitz und einen Versatzschlitz umfassen.
Stator nach Anspruch 2, wobei der konventionelle Schlitz und der Versatzschlitz abwechselnd nacheinander in der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase angeordnet sind.
Stator nach Anspruch 2, wobei der konventionelle Schlitz und der Versatzschlitz in der folgenden Reihenfolge in der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase angeordnet sind: U-Phase konventioneller Schlitz, U-Phase Versatzschlitz, V-Phase konventioneller Schlitz, V-Phase Versatzschlitz, W-Phase Versatzschlitz, W-Phase konventioneller Schlitz.
Stator nach Anspruch 2, wobei der Versatzschlitz und der konventionelle Schlitz nacheinander in der U-Phase und der V-Phase angeordnet sind und der konventionelle Schlitz und der Versatzschlitz nacheinander in der W-Phase angeordnet sind.
Stator für eine elektrische Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei jede der mindestens zwei Phasen drei Schlitze einnimmt und das Verhältnis des konventionellen Schlitzes zu dem Versatzschlitz in den drei Schlitzen 2:1 oder 1:2 beträgt.
Stator für eine elektrische Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die unterschiedlichen Größen die Längen der Radialerstreckung der Schlitzhälse und/oder die Breiten davon in der Umfangsrichtung des Stators sind.
Stator für eine elektrische Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Füllteil und der zweite Füllteil die gleiche Breite und radiale Länge aufweisen, wobei der erste Schlitzhals eine kleinere Breite und radiale Länge als der zweite Schlitzhals aufweist.
Stator für eine elektrische Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der zweite Schlitzhals eine erste Breite in der Umfangsrichtung des Innenumfangs des Stators aufweist und der zweite Füllteil eine zweite Breite in der Umfangsrichtung des Innenumfangs des Stators aufweist, wobei die erste Breite kleiner als die zweite Breite ist.
Stator für eine elektrische Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei jeder erste Füllteil ein erstes inneres Ende nahe dem Innenumfang und ein erstes äußeres Ende nahe dem Außenumfang aufweist, wobei das erste innere Ende und das erste äußere Ende auf konzentrischen Kreisen mit einem ersten Radius bzw. einem zweiten Radius in Bezug auf einen Kreismittelpunkt des Stators liegen.
Stator für eine elektrische Maschine nach Anspruch 10, wobei jeder zweite Füllteil ein zweites inneres Ende nahe dem Innenumfang und ein zweites äußeres Ende nahe dem Außenumfang aufweist, wobei das zweite innere Ende und das zweite äußere Ende auf konzentrischen Kreisen mit einem dritten Radius bzw. einem vierten Radius in Bezug auf den Kreismittelpunkt des Stators liegen und wobei der erste Radius, der zweite Radius, der dritte Radius und der vierte Radius alle unterschiedlich sind.
Elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor, wobei der Stator den Rotor umgibt und ein Luftzwischenraum zwischen dem Stator und dem Rotor vorgesehen ist; wobei der Stator mehrere Schlitze zum Aufnehmen von Wicklungen aufweist, wobei die mehreren Schlitze jeweils einen Schlitzhals und einen Füllteil aufweisen und sich radial zwischen einem Innenumfang und einem Außenumfang des Stators erstrecken, wobei die mehreren Schlitze einen konventionellen Schlitz und einen Versatzschlitz umfassen und wobei die Schlitzhälse des Versatzschlitzes und des konventionellen Schlitzes unterschiedliche Größen aufweisen; und die mehreren Schlitze und mehreren Wicklungen mehrere Phasen bilden, wobei jede der Phasen mindestens zwei Schlitze einnimmt, wobei die zwei Schlitze den konventionellen Schlitz und den Versatzschlitz umfassen.
Elektrische Maschine nach Anspruch 12, wobei die mehreren Schlitze und die Wicklungen acht Pole und drei Phasen bilden, wobei es sich bei den drei Phasen um eine U-Phase, eine V-Phase bzw. eine W-Phase handelt, wobei die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase jeweils einen konventionellen Schlitz und einen Versatzschlitz umfassen.
Elektrische Maschine nach Anspruch 13, wobei der konventionelle Schlitz und der Versatzschlitz abwechselnd nacheinander in der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase angeordnet sind.
Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Größe des Schlitzhalses die Länge der Radialerstreckung des Schlitzhalses und/oder die Breite davon in der Umfangsrichtung des Stators ist.
Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei der konventionelle Schlitz einen ersten Füllteil und einen ersten Schlitzhals umfasst, wobei der Versatzschlitz einen zweiten Füllteil und einen zweiten Schlitzhals umfasst, der erste Füllteil ein erstes inneres Ende nahe dem Innenumfang und ein erstes äußeres Ende nahe dem Außenumfang aufweist, der zweite Füllteil ein zweites inneres Ende nahe dem Innenumfang und ein zweites äußeres Ende nahe dem Außenumfang aufweist, das erste innere Ende und das erste äußere Ende auf konzentrischen Kreisen mit einem ersten Radius bzw. einem zweiten Radius in Bezug auf einen Kreismittelpunkt des Stators liegen, das zweite innere Ende und das zweite äußere Ende auf konzentrischen Kreisen mit einem dritten Radius bzw. einem vierten Radius in Bezug auf den Kreismittelpunkt des Stators liegen und der erste Radius, der zweite Radius, der dritte Radius und der vierte Radius alle unterschiedlich sind.
Elektrische Maschine nach Anspruch 16, wobei der zweite Schlitzhals eine erste Breite in der Umfangsrichtung des Innenumfangs des Stators aufweist und der zweite Füllteil eine zweite Breite in der Umfangsrichtung des Innenumfangs des Stators aufweist, wobei die erste Breite kleiner als die zweite Breite ist.
Verfahren zum Reduzieren einer Drehmomentschwankung einer elektrischen Maschine, das Folgendes umfasst: Bewirken, dass ein Stator einen zum Umgeben eines Rotors geeigneten Innenumfang aufweist; radiales Anordnen mehrerer Statorschlitze zum Aufnehmen von Wicklungen zwischen dem Innenumfang und einem Außenumfang des Stators, wobei die mehreren Statorschlitze jeweils einen Schlitzhals und einen Füllteil aufweisen, wobei die Statorschlitze einen konventionellen Schlitz und einen Versatzschlitz umfassen und wobei die Schlitzhälse des Versatzschlitzes und des konventionellen Schlitzes unterschiedliche Längen aufweisen; Bilden mehrerer Phasen mittels der mehreren Statorschlitze und der mehreren Wicklungen; Bewirken, dass jede der mehreren Phasen mindestens zwei Schlitze einnimmt, wobei die mindestens zwei Schlitze den konventionellen Schlitz und den Versatzschlitz umfassen.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die mehreren Phasen eine U-Phase, eine V-Phase und eine W-Phase sind, wobei die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase jeweils einen konventionellen Schlitz und einen Versatzschlitz umfassen, wobei der konventionelle Schlitz und der Versatzschlitz abwechselnd nacheinander in der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei der konventionelle Schlitz einen ersten Füllteil und einen ersten Schlitzhals umfasst, wobei der Versatzschlitz einen zweiten Füllteil und einen zweiten Schlitzhals umfasst, der erste Füllteil ein erstes inneres Ende nahe dem Innenumfang und ein erstes äußeres Ende nahe dem Außenumfang aufweist, der zweite Füllteil ein zweites inneres Ende nahe dem Innenumfang und ein zweites äußeres Ende nahe dem Außenumfang aufweist, das erste innere Ende und das erste äußere Ende auf konzentrischen Kreisen mit einem ersten Radius bzw. einem zweiten Radius in Bezug auf einen Kreismittelpunkt des Stators liegen, das zweite innere Ende und das zweite äußere Ende auf konzentrischen Kreisen mit einem dritten Radius bzw. einem vierten Radius in Bezug auf den Kreismittelpunkt des Stators liegen und der erste Radius, der zweite Radius, der dritte Radius und der vierte Radius alle unterschiedlich sind.