DE102022123902A1 - Modulares System zur Herstellung eines Stators für eine elektrische Maschine, Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine elektrische Maschine aus einem modularen System - Google Patents

Modulares System zur Herstellung eines Stators für eine elektrische Maschine, Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine elektrische Maschine aus einem modularen System Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein modulares System zur Herstellung eines Stators für eine elektrische Maschine mit
- einer Statorbaugruppe, die einen Statorkern und eine Statorwicklung mit mehreren Wicklungsanschlüssen aufweist, und
- mehreren Sammelschienenanordnungen zur Herstellung von Statoren mit unterschiedlicher Verschaltung der Statorwicklung,
wobei die Sammelschienenanordnungen jeweils mehrere Statorwicklungsanschlusspunkte zur Verbindung mit den Wicklungsanschlüssen der Statorwicklung, mehrere Phasenanschlusspunkte und mehrere Verbindungsleitungen zur Verbindung der Statorwicklungsanschlusspunkte mit den Phasenanschlusspunkten aufweisen,
wobei die Statorwicklungsanschlusspunkte und die Phasenanschlusspunkte der mehreren Sammelschienenanordnungen jeweils relativ zueinander geometrisch identisch angeordnet sind, und
wobei die Statorwicklungsanschlusspunkte und die Phasenanschlusspunkte der mehreren Sammelschienenanordnungen über die Verbindungsleitungen jeweils unterschiedlich miteinander verbunden sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein modulares System zur Herstellung eines Stators für eine elektrische Maschine. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine elektrische Maschine aus einem derartigen modularen System.
  • Der Einsatz elektrischer Maschinen in mobilen und stationären bzw. industriellen Anwendungen ist weitverbreitet und verdrängt den Einsatz konventioneller Antriebe wie den Verbrennungsmotor. Um der großen Bandbreite unterschiedlicher technischer Anforderungen gerecht zu werden, werden elektrische Maschinen anwendungsspezifisch im Rahmen unterschiedlicher Herstellungsverfahren gefertigt und dabei unterschiedlich verschaltet. Beispielsweise kann die Verschaltung der elektrischen Maschine als Stern- oder Dreieckschaltung ausgebildet sein, dabei eine unterschiedliche Zahl an Parallel- oder Reihenschaltungen umfassen, um anwendungsabhängig, beispielsweise, eine andere Leistung bereitzustellen. Da unterschiedliche Anwendungen jeweils eine unterschiedliche elektrische Maschine und somit ein unterschiedliches Herstellungsverfahren erfordern, kann die Zahl der Herstellungsverfahren und somit der Herstellungsaufwand sehr groß werden.
  • Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, den Aufwand zur Herstellung unterschiedlich konfigurierter elektrischer Maschinen zu reduzieren.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein modulares System zur Herstellung eines Stators für eine elektrische Maschine mit
    • - einer Statorbaugruppe, die einen Statorkern und eine Statorwicklung mit mehreren Wicklungsanschlüssen aufweist, und
    • - mehreren Sammelschienenanordnungen zur Herstellung von Statoren mit unterschiedlicher Verschaltung der Statorwicklung,

    wobei die Sammelschienenanordnungen jeweils mehrere Statorwicklungsanschlusspunkte zur Verbindung mit den Wicklungsanschlüssen der Statorwicklung, mehrere Phasenanschlusspunkte und mehrere Verbindungsleitungen zur Verbindung der Statorwicklungsanschlusspunkte mit den Phasenanschlusspunkten aufweisen,
    wobei die Statorwicklungsanschlusspunkte und die Phasenanschlusspunkte der mehreren Sammelschienenanordnungen jeweils relativ zueinander geometrisch identisch angeordnet sind, und
    wobei die Statorwicklungsanschlusspunkte und die Phasenanschlusspunkte der mehreren Sammelschienenanordnungen über die Verbindungsleitungen jeweils unterschiedlich miteinander verbunden sind.
  • Das erfindungsgemäße modulare System zur Herstellung eines Stators für eine elektrische Maschine weist eine Statorbaugruppe auf, die einen Statorkern und eine Statorwicklung mit mehreren Wicklungsanschlüssen umfasst. Der Statorkern kann magnetisierbare Elektrobleche aufweisen. Die Statorwicklung kann ein- oder mehrteilig sein. Ferner weist die Statorwicklung mehrere Wicklungsanschlüsse auf, mittels derer die elektrische Maschine auf unterschiedliche Weise elektrisch kontaktiert werden kann.
  • Zudem umfasst das modulare System mehrere Sammelschienenanordnungen. Diese Sammelschienenanordnungen können zur Herstellung von Statoren mit unterschiedlicher Verschaltung der Statorwicklung unterschiedlich konfiguriert sein. Die für den jeweiligen Anwendungsfall passende Sammelschienenanordnung kann mit dem Stator elektrisch verbunden werden. Erfindungsgemäße Sammelschienenanordnungen können jeweils mehrere Schienen aus elektrisch leitfähigen Materialien umfassen. Sammelschienenanordnungen können bevorzugt an einer Stirnseite der elektrischen Maschine, insbesondere an einem Wickelkopf des Stators, angeordnet werden. Sie können mit den Wicklungsanschlüssen der Statorwicklung verbunden werden und ermöglichen eine unterschiedliche Verschaltung der Statorwicklung. Sammelschienenanordnungen können im Hinblick auf ihre Außenmaße bündig mit dem Wickelkopf, der Statorbaugruppe oder der elektrischen Maschine angeordnet werden. Sie können ring- oder hohlzylinderförmig ausgebildet sein oder eine andere rotationssymmetrische Geometrie aufweisen und jeweils einen Innen- und Außendurchmesser aufweisen. Sammelschienenanordnungen können auch eine einheitliche Außenkontur mit einem konstanten Außendurchmesser aufweisen. Mithin können sie den Stator oder die Statorwicklung zumindest teilweise umranden. Sie können sich in eine Radialrichtung der elektrischen Maschine erstreckende Abschnitte, beispielsweise Vorsprünge zur elektrischen Kontaktierung, aufweisen.
  • Die Sammelschienenanordnungen weisen jeweils mehrere Statorwicklungsanschlusspunkte zur Verbindung mit den Wicklungsanschlüssen der Statorwicklung auf. Mittels der elektrischen Verbindung zwischen einer Sammelschienenanordnung und den Wicklungsanschlüssen der Statorwicklung in den Statorwicklungsanschlusspunkten kann die elektrische Maschine mit Energie versorgt werden, beispielsweise in einem Motorbetrieb, oder Energie kann durch die elektrische Maschine bereitgestellt werden, beispielsweise in einem Generatorbetrieb. Überdies weisen die Sammelschienenanordnungen mehrere Phasenanschlusspunkte auf, mittels derer die elektrische Maschine mit mehreren, insbesondere phasenverschobenen, Strömen versorgt werden kann. Des Weiteren umfassen die Sammelschienenanordnungen mehrere Verbindungsleitungen zur Verbindung der Statorwicklungsanschlusspunkte mit den Phasenanschlusspunkten. Mit anderen Worten können Sammelschienenanordnungen gleichsam als Adapter zwischen einem elektrischen Netzwerk und der Statorbaugruppe ausgebildet sein. Die Verbindungsleitungen können innerhalb oder außerhalb der jeweiligen Sammelschienenanordnungen angeordnet sein. Die Verbindungsleitungen können auch teilweise innerhalb und teilweise außerhalb der Sammelschienenanordnungen angeordnet sein.
  • Erfindungsgemäß sind die Statorwicklungsanschlusspunkte und die Phasenanschlusspunkte der mehreren Sammelschienenanordnungen jeweils relativ zueinander geometrisch identisch angeordnet. Die Statorwicklungsanschlusspunkte und die Phasenanschlusspunkte einer Sammelschienenanordnung können bezüglich der Rotorachse der elektrischen Maschine fluchtend zu den Statorwicklungsanschlusspunkten und den Phasenanschlusspunkten einer anderen Sammelschienenanordnung angeordnet sein. Mit anderen Worten können einander entsprechende Verbindungslinien der jeweiligen Statorwicklungsanschlusspunkte und Phasenanschlusspunkte unterschiedlicher Sammelschienenanordnungen jeweils parallel zu der Rotorachse angeordnet sein.
  • Ferner sind die Statorwicklungsanschlusspunkte und die Phasenanschlusspunkte der mehreren Sammelschienenanordnungen über die Verbindungsleitungen jeweils unterschiedlich miteinander verbunden. Infolge der unterschiedlichen Verbindungen von Statorwicklungsanschlusspunkten und Phasenanschlusspunkten können unterschiedliche Verschaltungen des Stators der elektrischen Maschine ausgebildet werden. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass eine einzige Statorbaugruppe grundsätzlich durch Auswahl jeweils geeigneter Sammelschienenanordnungen aus der Menge der mehreren Sammelschienenanordnungen grundsätzlich zur Herstellung unterschiedlich verschalteter Statoren verwendet werden kann. Da lediglich eine geeignete Sammelschienenanordnung ausgewählt und verbunden werden muss, und die Schnittstellen der Sammelschienenanordnungen identisch sind, kann ein gemeinsames Herstellungsverfahren verwendet werden. Mit dem erfindungsgemäßen modularen System können somit Statoren mit unterschiedlichen technischen Spezifikationen mit einem einzigen Herstellungsverfahren hergestellt werden. Hierdurch wird der Aufwand zur Herstellung unterschiedlich konfigurierter elektrischer Maschinen reduziert.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die mehreren Sammelschienenanordnungen jeweils zwölf Statorwicklungsanschlusspunkte und/oder drei Phasenanschlüsse aufweisen. Mittels der drei Phasenanschlüsse kann der elektrischen Maschine Drehstrom bereitgestellt werden. Mithin kann die elektrische Maschine, beispielsweise, als Synchron- oder Asynchronmotor betrieben werden. Die jeweils zwölf Statorwicklungsanschlusspunkte einer Sammelschienenanordnung können allesamt zur Kontaktierung der Wicklungsanschlüsse verwendet werden.
  • In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die mehreren Sammelschienenanordnungen jeweils mindestens drei Phasenschienen, eine Deckelschiene und eine Grundschiene aufweisen. Die drei Phasenschienen können die Verbindungsleitungen der Sammelschienenanordnungen zwischen den Statorwicklungsanschlusspunkten und den Phasenanschlusspunkte bilden. Die Phasenschienen können, zumindest abschnittweise, parallel zueinander angeordnet sein. Für die elektrische Kontaktierung der Phasenschienen können, insbesondere kreisförmige, Aussparungen und/oder Elemente für Steck-, Klemm- oder Rastkontakte oder dergleichen in den Phasenschienen ausgebildet sein. Die Phasenschienen können ein- oder mehrseitig von den Deckel- und/oder Grundschienen teilweise oder vollständig abgedeckt sein. In den Deckel- oder Grundschienen einer jeden Sammelschienenanordnung kann jeweils ein Abschnitt zur elektrischen Erdung der Sammelschienenanordnungen ausgebildet sein. In den Phasen-, Deckel- und Grundschienen können Stifte, Bolzen oder dergleichen sowie korrespondierende Ausnehmungen ausgebildet sein, um eine genaue Positionierung aller Schienen zueinander zu ermöglichen. Zudem können die Phasen-, Deckel- und Grundschienen mittels der Stifte oder Bolzen miteinander oder mit anderen Bauteilen verbunden werden, beispielsweise durch eine Übergangs- oder Presspassung.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Phasenschienen, die Deckelschienen und die Grundschienen bogenförmig, insbesondere kreisbogenförmig, ausgebildet und in einer Umfangsrichtung der Statorbaugruppe anordenbar sind. Infolge bogenförmiger Phasen-, Deckel- und Grundschienen können die Sammelschienenanordnungen eine bogenförmige Form aufweisen. Hierdurch wird der Vorteil einer geringen Volumen- bzw. Bauraumbeanspruchung erzielt. Insbesondere können die Phasenschienen, die Deckelschienen und die Grundschienen kreisbogenförmig ausgebildet sein. Mithin können sie geometrieoptimiert an einer Außenkontur der Statorbaugruppe der elektrischen Maschine angeordnet werden. Bevorzugt werden die Phasen-, Deckel und Grundschienen entlang einer Richtung parallel zur Rotorachse angeordnet sein. Die Kreisbogenform kann sich bevorzugt in der Umfangsrichtung der Statorbaugruppe erstrecken.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die mehreren Phasenschienen jeweils einer Sammelschienenanordnung unterschiedliche Bogenlängen aufweisen. Mittels unterschiedlicher Bogenlängen kann eine Materialbeanspruchung der Sammelschienenanordnungen optimiert und hierdurch Kosten eingespart werden, da alle Phasenschienen gebrauchsspezifisch gerade so lang ausgebildet werden können, wie es die jeweilige Anwendung erfordert.
  • In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass jede Phasenschiene mindestens einen Statorwicklungsanschlusspin aufweist, wobei sich alle Statorwicklungsanschlusspins im Wesentlichen senkrecht zu einem Grundkörper der jeweils zugehörigen Phasenschiene erstrecken. Die Statorwicklungsanschlusspins bilden die elektrischen Kontakte der Sammelschienenanordnungen. Sie sind in den Statorwicklungsanschlusspunkten angeordnet. Ferner können sie einen jeweils polygonalen, runden oder ovalen Querschnitt aufweisen. Zudem können die Statorwicklungsanschlusspins, zumindest teilweise, hohl ausgebildet sein. Die Statorwicklungsanschlusspins erstrecken sich bevorzugt senkrecht zum Grundkörper der zugehörigen Phasenschiene und bevorzugt parallel zur Rotorachse. Die Statorwicklungsanschlusspins können entlang einer Umfangsrichtung der jeweiligen Phasenschienen angeordnet sein. Bei bogenförmigen Phasenschienen können die Statorwicklungsanschlusspins an einem kleineren Durchmesser der Phasenschiene, d.h. auf der der Statorbaugruppe zugewandten Seite der Phasenschiene oder auf einem größeren Durchmesser der Phasenschiene, d.h. auf der der Statorbaugruppe abgewandten Seite der Phasenschiene ausgebildet sein.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zumindest in einer Peripherie der Deckelschienen die Statorwicklungsanschlusspunkte ausgebildet sind. Statorwicklungsanschlusspunkte können als Aussparungen an einer Außenkontur bzw. in der Peripherie der Deckelschienen ausgebildet sein. Hierdurch kann die Montage der Sammelschienenanordnungen erleichtert werden. Ferner kann die Herstellung randständiger Statorwicklungsanschlusspunkte flexibler gestaltet sein, da sie, beispielsweise, durch Bohren oder durch Fräsen hergestellt werden können.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Statorwicklungsanschlusspins durch die Statorwicklungsanschlusspunkte hindurchragen. Die Statorwicklungsanschlusspins können sich jeweils von einer Unterseite zu einer Oberseite der Deckelschienen erstrecken. Bei als Durchgangsbohrung ausgebildeten Statorwicklungsanschlusspunkten können sie eingesteckt, bei peripher ausgebildeten Statorwicklungsanschlusspunkten in die Statorwicklungsanschlusspunkte gesteckt oder geschoben werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Phasenschienen jeweils einen stufenförmig abgesetzten Abschnitt aufweisen, worin jeweils ein Phasenanschlusspunkt ausgebildet ist. Abschnitte können durch zwei rechtwinklige Abknickungen der Phasenschienen hergestellt werden. Mit anderen Worten können die Phasenschienen jeweils einen sich senkrecht zum Grundkörper der Phasenschienen erstreckenden Steg und einen parallel zum Grundkörper der Phasenschienen erstreckenden Abschnitt umfassen. Bevorzugt ist an jedem Abschnitt jeweils ein Phasenanschlusspunkt ausgebildet. Phasen-, Deckel- und Grundschienen können derart zur Deckung gebracht werden, dass mehrere, an unterschiedlichen Schienen ausgebildete Phasenanschlusspunkte einer Sammelschienenanordnung überlappend angeordnet werden können. Insbesondere kann ein erster/zweiter/dritter Phasenanschlusspunkt der Deckelschiene mit dem Phasenanschlusspunkt einer ersten/zweiten/dritten Phasenschiene überlappend angeordnet werden. Zur Baumraumeinsparung können die Stege unterschiedlicher Phasenschienen zudem unterschiedlich lang sein. Ferner können die Abschnitte unterschiedlicher Phasenschienen unterschiedlich lang sein.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine elektrische Maschine aus einem modularen System,
    wobei ein vorstehend beschriebenes modulares System bereitgestellt wird,
    wobei in Abhängigkeit von einer gewünschten Verschaltung der Statorwicklung eine der mehreren Sammelschienenanordnungen ausgewählt wird und
    wobei die ausgewählte Sammelschienenanordnung mit der Statorbaugruppe verbunden wird.
  • Mit dem Verfahren werden die gleichen Vorteile und technischen Effekte erzielt, wie sie im Rahmen des obengenannten Systems und seiner bevorzugten Ausführungsformen genannt wurden.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert werden. Hierin zeigt:
    • 1a ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sammelschienenanordnung, jeweils in einer schematischen Draufsicht, einer schematischen Seitenansicht und einer weiteren schematischen Seitenansicht, in der die Sammelschienenanordnung auf einer elektrischen Maschine montiert ist;
    • 1b eine erste Phasenschiene der Sammelschienenanordnung aus 1a in drei schematischen Ansichten;
    • 1c eine zweite Phasenschiene der Sammelschienenanordnung aus 1a in drei schematischen Ansichten;
    • 1d eine dritte Phasenschiene der Sammelschienenanordnung aus 1a in drei schematischen Ansichten;
    • 1e die Deckelschiene der Sammelschienenanordnung aus der 1a in jeweils einer schematischen Drauf- und einer Seitenansicht;
    • 1f die Grundschiene der Sammelschienenanordnung aus der 1a in jeweils einer schematischen Drauf- und einer Seitenansicht;
    • 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sammelschienenanordnung, jeweils in einer schematischen Draufsicht, einer schematischen Seitenansicht und einer weiteren schematischen Seitenansicht, in der die Sammelschienenanordnung auf einer elektrischen Maschine montiert ist; und
    • 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sammelschienenanordnung in einer schematischen Draufsicht.
  • Die in 1-3 dargestellten unterschiedlich konfigurierten Sammelschienenanordnungen 20 können als Teil eines erfindungsgemäßen modularen Systems 1 zur Herstellung eines Stators 3 für eine elektrische Maschine 5 Verwendung finden. Da die unterschiedlich konfigurierten Sammelschienenanordnungen 20 jeweils Statorwicklungsanschlusspunkte L1 bis L12 und Phasenanschlusspunkte U, V, W aufweisen, die bei allen unterschiedlichen Sammelschienenanordnungen 20 jeweils relativ zueinander geometrisch identisch angeordnet sind, kann im Rahmen der Herstellung in Abhängigkeit von einer gewünschten Verschaltung einer Statorwicklung 14 einer Statorbaugruppe 10 eine der mehreren Sammelschienenanordnungen 20 ausgewählt und mit der Statorbaugruppe 10 verbunden werden.
  • In der 1a ist eine Sammelschienenanordnung 20 eines erfindungsgemäßen modularen Systems 1 zur Herstellung eines Stators 3 für eine elektrische Maschine 5 dargestellt. Die 1a besteht aus drei Teilen. In der 1a oben ist die Sammelschienenanordnung 20 in einer Draufsicht dargestellt. In der Mitte der 1a ist dieselbe Sammelschienenanordnung 20 in einer Seitenansicht zu sehen. Ferner ist in der 1a unten dieselbe Sammelschienenanordnung 20 in einer weiteren Seitenansicht gezeigt, wobei die Sammelschienenanordnung 20 auf einer Statorbaugruppe 10 der elektrischen Maschine 5 angeordnet ist.
  • Die Statorbaugruppe 10 weist einen Statorkern 12 und im Ausführungsbeispiel nach 1a eine Statorwicklung 14 mit zwölf Wicklungsanschlüssen auf. Der Statorkern 12 bildet einen Grundkörper des Stators 3 und umfasst ein magnetisierbares Statorblechpaket. Die zwölf Wicklungsanschlüsse der Statorwicklung 14 sind mit der Sammelschienenanordnung 20 derart verbunden, insbesondere verlötet, dass eine Dreieckschaltung realisiert ist.
  • Die Sammelschienenanordnung 20 ist kreisbogenförmig ausgebildet und weist zwölf Statorwicklungsanschlusspunkte L1 bis L12 auf. Über die Statorwicklungsanschlusspunkte L1 bis L12 ist die Statorwicklung 14 des Stators 3 mittels seiner Wicklungsanschlüsse mit der Sammelschienenanordnung 20 verbunden. Zudem weist die Sammelschienenanordnung 20 drei Phasenanschlusspunkte U, V und W auf, über die die Sammelschienenanordnung 20 an ein strombereitstellendes Netzwerk angeschlossen ist, sodass die elektrische Maschine 5 als Motor mit Drehstrom betrieben werden kann. Ferner weist die Sammelschienenanordnung 20 drei als Phasenschienen 221, 222, 223 ausgebildete Verbindungsleitungen auf. Die erste, zweite und dritte Phasenschiene 221, 222, 223 verbinden die Statorwicklungsanschlusspunkte L1 bis L12 mit den Phasenanschlusspunkten U, V, W.
  • Die Sammelschienenanordnung 20 weist neben den drei Phasenschienen 221, 222, 223 eine Deckelschiene 24 und eine Grundschiene 26 auf. In der Deckelschiene 24 sind drei Phasenanschlusspunkte U, V, W ausgebildet, die in einer Umfangsrichtung beabstandet angeordnet sind. Zudem ist in der ersten Phasenschiene 221 ein Phasenanschlusspunkt U, in der zweiten Phasenschiene 222 ein Phasenanschlusspunkt V und in der dritten Phasenschiene 223 ein Phasenanschlusspunkt W ausgebildet. Die Phasenanschlusspunkt U sind überlappend angeordnet. Analog sind die Phasenanschlusspunkte V überlappend angeordnet. Auch die Phasenanschlusspunkte W sind überlappend angeordnet. Über ein jeweiliges Einstecken einer elektrischen Kontaktierung in die Phasenanschlusspunkte U, V, W kann die elektrische Maschine 5 über die Phasenschienen 221, 222, 223 mit Energie versorgt werden.
  • Die Sammelschienenanordnung 20 weist zwölf Statorwicklungsanschlusspins 22' auf, über die der Stator 3 mit der Sammelschienenanordnung 20 elektrisch verbunden wird. Die drei Phasenschienen 221, 222, 223 umfassen jeweils vier Statorwicklungsanschlusspins 22' mit einem rechteckigen Querschnitt. Die Statorwicklungsanschlusspins 22' ragen von einer Unterseite der Deckelschiene 24 durch die Statorwicklungsanschlusspunkte L1 bis L12 hin zu einer Oberseite der Deckelschiene 24 hindurch. Sie sind parallel zueinander und zu einer in der 1a mit einem Kreis angedeuteten Rotorachse der elektrischen Maschine 5 angeordnet, wobei sich der Kreis auf den oberen Teil, d.h. auf die Draufsicht auf die Sammelschienenanordnung 20, der 1a bezieht.
  • In 1b ist die erste Phasenschiene 221 aus der 1a in drei Ansichten dargestellt. Die erste Phasenschiene 221 weist einen kreisbogenförmigen Grundkörper und vier Statorwicklungsanschlusspins 22' auf. An einem freien Ende des Grundkörpers ist die erste Phasenschiene 221 zweifach abgeknickt. Infolge der Abknickung weist die erste Phasenschiene 221 einen senkrecht zum Grundkörper ausgebildeten Steg 23 und einen parallel zum Grundkörper ausgebildeten Abschnitt 22" auf. In dem Abschnitt 22" ist der Phasenanschlusspunkt U ausgebildet.
  • In 1c ist die zweite Phasenschiene 222 aus der 1a in drei Ansichten dargestellt. Die zweite Phasenschiene 222 weist ebenso wie die erste Phasenschiene 221 einen kreisbogenförmigen Grundkörper und vier Statorwicklungsanschlusspins 22' auf. An einem freien Ende des Grundkörpers ist die zweite Phasenschiene 222 analog zur ersten Phasenschiene 221 zweifach abgeknickt. Infolge der Abknickung weist die zweite Phasenschiene 222 einen senkrecht zum Grundkörper ausgebildeten Steg 23 und einen parallel zum Grundkörper ausgebildeten Abschnitt 22" auf. In dem Abschnitt 22" ist der Phasenanschlusspunkt V ausgebildet.
  • In 1d ist die dritte Phasenschiene 223 aus der 1a in drei Ansichten dargestellt. Die dritte Phasenschiene 223 weist ebenso wie die erste und zweite Phasenschiene 221, 222 einen kreisbogenförmigen Grundkörper und vier Statorwicklungsanschlusspins 22' auf. An einem freien Ende des Grundkörpers ist die dritte Phasenschiene 223 analog zur ersten und zweiten Phasenschiene 221, 222 zweifach abgeknickt. Infolge der Abknickung weist die dritte Phasenschiene 223 einen senkrecht zum Grundkörper ausgebildeten Steg 23 und einen parallel zum Grundkörper ausgebildeten Abschnitt 22" auf. In dem Abschnitt 22" ist der Phasenanschlusspunkt W ausgebildet. Stege 23 und Abschnitte 22" der ersten, zweiten und dritten Phasenschiene 221, 222, 223 weisen Bauraum- und Materialeinsparung unterschiedliche Längen auf.
  • In 1e ist die Deckelschiene 24 aus der 1a in einer Drauf- und einer Seitenansicht dargestellt. Die Deckelschiene 24 ist kreisbogenförmig ausgebildet und weist zwölf Statorwicklungsanschlusspunkte L1 bis L12 auf, wobei nur die Statorwicklungsanschlusspunkte L1, L5 und L12 in der Draufsicht der Deckelschiene 24, in der 1e oben, mit Bezugszeichen versehen sind. Alle Statorwicklungsanschlusspunkte L1 bis L12 sind einseitig, in einer Peripherie der Deckelschiene 24 ausgebildet. In den Statorwicklungsanschlusspunkten L1 bis L12 ist ferner jeweils ein Statorwicklungsanschlusspin 22' angeordnet, wobei die Statorwicklungsanschlusspins 22' nur in der Draufsicht der Deckelschiene 24, in der 1e oben, abgebildet sind. Die Statorwicklungsanschlusspins 22' erstrecken sich von einer Unterseite der Deckelschiene 24 hin zu einer Oberseite der Deckelschiene 24. Zur Vereinfachung der Montage der Sammelschiene 20 weist die Deckelschiene 24 ferner zwei Bolzen 24' auf. An einem jeweiligen freien Ende der Bolzen 24` ist für diesen Zweck eine Spitze zum einfacheren Zusammenbau der Deckelschiene 24 mit, beispielsweise, der Grundschiene 26 ausgebildet.
  • In 1f ist die Grundschiene 26 aus der 1a in einer Drauf- und einer Seitenansicht dargestellt. Die Grundschiene 26 ist kreisbogenförmig ausgebildet und weist zwölf Statorwicklungsanschlusspunkte L1 bis L12 auf, wobei nur die Statorwicklungsanschlusspunkte L2, L7 und L10 in der Draufsicht der Grundschiene 26, in der 1f oben, mit Bezugszeichen versehen sind. Zudem sind in einem Grundkörper der Grundschiene 26 zwei Ausnehmungen 26` ausgebildet, die im Hinblick auf die Position der Bolzen 24' - aus, beispielsweise, der 1e - korrespondierend angeordnet sind. Die Bolzen 24` können in die Ausnehmungen 26' eingesteckt und die Sammelschienenanordnung 20 gleichsam geschlossen werden.
  • In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Sammelschienenanordnung 20 eines erfindungsgemäßen modularen Systems 1 zur Herstellung eines Stators 3 für eine elektrische Maschine 5 dargestellt. Ein wesentlicher Unterscheid zwischen dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1a und dem zweiten Ausführungsbeispiel nach 2 ist die Verschaltung. Während die Sammelschienenanordnung 20 aus 1a eine Dreieckschaltung realisiert, ist die Sammelschienenanordnung 20 aus 1a als Sternschaltung verwirklicht. Aus diesem Grund weist das zweite Ausführungsbeispiel eine zusätzliche, vierte Phasenschiene 224 auf, die, insbesondere bei einem Drehstrombetrieb, als Neutralleiter betrieben werden kann.
  • In 3 ist zudem ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sammelschienenanordnung 20 in einer Draufsicht dargestellt. Die Sammelschienenanordnung 20 gemäß 2 weist neben den Statorwicklungsanschlusspunkten L1 bis L12 auf einer dem Stator 3 zugewandten Seite weitere Statorwicklungsanschlusspunkte L1' bis L12' auf einer dem Stator 3 abgewandten Seite auf.
  • Bezugszeichen
    • 1
    Modulares System
    3
    Stator
    5
    Elektrische Maschine
    10
    Statorbaugruppe
    12
    Statorkern
    14
    Statorwicklung
    20
    Sammelschienenanordnung
    Li
    Statorwicklungsanschlusspunkte
    Li'
    Weitere Statorwicklungsanschlusspunkte
    221
    Erste Phasenschiene
    222
    Zweite Phasenschiene
    223
    Dritte Phasenschiene
    224
    Vierte Phasenschiene
    22`
    Statorwicklungsanschlusspins
    22"
    Abschnitt
    23
    Steg
    24
    Deckelschiene
    24'
    Bolzen
    26
    Grundschiene
    26'
    Ausnehmung
    27
    Erdungsanschlusspunkt
    U
    Phasenanschlusspunkt
    V
    Phasenanschlusspunkt
    W
    Phasenanschlusspunkt

Claims (10)

  1. Modulares System (1) zur Herstellung eines Stators (3) für eine elektrische Maschine (5) mit - einer Statorbaugruppe (10), die einen Statorkern (12) und eine Statorwicklung (14) mit mehreren Wicklungsanschlüssen aufweist, und - mehreren Sammelschienenanordnungen (20) zur Herstellung von Statoren (3) mit unterschiedlicher Verschaltung der Statorwicklung (14), wobei die Sammelschienenanordnungen (20) jeweils mehrere Statorwicklungsanschlusspunkte (L1 bis L12) zur Verbindung mit den Wicklungsanschlüssen der Statorwicklung (14), mehrere Phasenanschlusspunkte (U, V, W) und mehrere Verbindungsleitungen zur Verbindung der Statorwicklungsanschlusspunkte (L1 bis L12) mit den Phasenanschlusspunkten (U, V, W) aufweisen, wobei die Statorwicklungsanschlusspunkte (L1 bis L12) und die Phasenanschlusspunkte (U, V, W) der mehreren Sammelschienenanordnungen (20) jeweils relativ zueinander geometrisch identisch angeordnet sind, und wobei die Statorwicklungsanschlusspunkte (L1 bis L12) und die Phasenanschlusspunkte (U, V, W) der mehreren Sammelschienenanordnungen (20) über die Verbindungsleitungen jeweils unterschiedlich miteinander verbunden sind.
  2. Modulares System (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Sammelschienenanordnungen (20) jeweils zwölf Statorwicklungsanschlusspunkte (L1 bis L12) und/oder drei Phasenanschlüsse (U, V, W) aufweisen.
  3. Modulares System (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Sammelschienenanordnungen (20) jeweils mindestens drei Phasenschienen (22i), eine Deckelschiene (24) und eine Grundschiene (26) aufweisen.
  4. Modulares System (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenschienen (22i), die Deckelschienen (24) und die Grundschienen (26) bogenförmig, insbesondere kreisbogenförmig, ausgebildet und in einer Umfangsrichtung der Statorbaugruppe (10) anordenbar sind.
  5. Modulares System (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Phasenschienen (22i) jeweils einer Sammelschienenanordnung (20) unterschiedliche Bogenlängen aufweisen.
  6. Modulares System (1) nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede Phasenschiene (22i) mindestens einen Statorwicklungsanschlusspin (22') aufweist, wobei sich alle Statorwicklungsanschlusspins (22') im Wesentlichen senkrecht zu einem Grundkörper der jeweils zugehörigen Phasenschiene (22i) erstrecken.
  7. Modulares System (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einer Peripherie der Deckelschienen (24) die Statorwicklungsanschlusspunkte (L1 bis L12) ausgebildet sind.
  8. Modulares System (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorwicklungsanschlusspins (22') durch die Statorwicklungsanschlusspunkte (L1 bis L12) hindurchragen.
  9. Modulares System (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenschienen (22i) jeweils einen stufenförmig abgesetzten Abschnitt (22") aufweisen, worin jeweils ein Phasenanschlusspunkt (U, V, W) ausgebildet ist.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Stators (3) für eine elektrische Maschine (5) aus einem modularen System, wobei ein modulares System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche bereitgestellt wird, wobei in Abhängigkeit von einer gewünschten Verschaltung der Statorwicklung (14) eine der mehreren Sammelschienenanordnungen (20) ausgewählt wird, und wobei die ausgewählte Sammelschienenanordnung (20) mit der Statorbaugruppe (10) verbunden wird.
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