DE102022202773A1

DE102022202773A1 - Stator segment, stator segment arrangement, stator lamination, stator and electric motor

Info

Publication number: DE102022202773A1
Application number: DE102022202773.6A
Authority: DE
Inventors: Lukas Niedermaier
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-03-22
Filing date: 2022-03-22
Publication date: 2023-09-28
Also published as: TW202339396A; WO2023180139A1

Abstract

Ein Statorsegment (1) für einen Stator (2) für einen Elektromotor (E) weist einen Zahnhals (4) und einen Zahnkopf (5) auf. Der Zahnkopf (5) weist einen ersten Abschnitt (7) auf, welcher in eine erste Richtung über den Zahnhals (4) auskragt, und einen zweiten Abschnitt (8), welcher in eine zweite Richtung über den Zahnhals (4) auskragt. Der erste Abschnitt (7) und der zweite Abschnitt (8) sind zueinander verschieden ausgebildet. Die beiden Abschnitte (7; 8) sind einander gegenüberliegend angeordnet. Außerdem werden eine Statorsegmentanordnung, ein Statorblech, ein Stator und ein Elektromotor vorgeschlagen.A stator segment (1) for a stator (2) for an electric motor (E) has a tooth neck (4) and a tooth head (5). The tooth head (5) has a first section (7) which projects in a first direction over the tooth neck (4), and a second section (8) which projects in a second direction over the tooth neck (4). The first section (7) and the second section (8) are designed differently from one another. The two sections (7; 8) are arranged opposite one another. A stator segment arrangement, a stator lamination, a stator and an electric motor are also proposed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Statorsegment für einen Stator für einen Elektromotor, eine Statorsegmentanordnung, ein Statorblech, einen Stator und einen Elektromotor.The present invention relates to a stator segment for a stator for an electric motor, a stator segment arrangement, a stator lamination, a stator and an electric motor.

Um die akustische Anregung eines Permanentmagnet-Synchronmotors (PSM) zu reduzieren, gibt es viele mechanische sowie softwareseitigen Maßnahmen. Typische Hauptursache liegt in der tangentialen Kraftanregung zwischen Rotor und Stator, dem sogenannten Rastmoment / Cogging Torque. Mitunter die häufigste Maßnahme ist die kontinuierliche Schrägung des Stators oder die Segmentierung des Rotors sowohl bei Außen- als auch bei Innenläufern. Die Schrägung wird so groß gewählt, dass der Spalt zwischen den Permanentmagneten überbrückt wird. Dieser kann je nach Design sehr groß und daher verlustbehaftet sein. Bei der Segmentierung wird der Phasenversatz zwischen den Segmenten genau so gewählt, dass die Kraftschwankung der Segmente sich gegenseitig auslöschen. Somit werden die Winkel so gewählt, dass die Kraftschwankungen um 180° phasenversetzt zueinanderstehen.There are many mechanical and software measures to reduce the acoustic excitation of a permanent magnet synchronous motor (PSM). The typical main cause is the tangential force excitation between the rotor and stator, the so-called cogging torque. One of the most common measures is the continuous skewing of the stator or the segmentation of the rotor for both external and internal rotors. The bevel is chosen so large that the gap between the permanent magnets is bridged. Depending on the design, this can be very large and therefore lossy. During segmentation, the phase offset between the segments is chosen precisely so that the force fluctuations of the segments cancel each other out. The angles are therefore chosen so that the force fluctuations are 180° out of phase with each other.

Damit der Elektromotor eine gute Leistungsdichte entwickelt, muss die Windung am Zahnhals eines Stators sauber anliegen. Eine Segmentierung und Verdrehung um einen gewissen Winkel wäre daher kontraproduktiv, da sich von einem Segment auf das Nächste ein Spalt ergeben würde, welcher nicht vom Draht der Wicklung aufgefüllt werden kann. Aus diesem Grund kommt üblicherweise statorseitig eine kontinuierliche Schrägung zum Einsatz. Magnete hingegen können problemlos segmentiert werden, indem sie in ihrer Länge geteilt und dann verdreht werden. Insbesondere bei Kleinmotoren, z. B. für den Mikromobilitätsbereich, kann dies jedoch aus toleranztechnischer Sicht sehr schwierig werden, denn bei höheren Rastmomentordnungen kann der Segmentsprung auch nur wenige hundertstel bis zehntel Millimeter betragen.In order for the electric motor to develop good power density, the winding must lie cleanly on the neck of a stator. Segmentation and twisting by a certain angle would therefore be counterproductive, as a gap would result from one segment to the next that cannot be filled by the winding wire. For this reason, a continuous bevel is usually used on the stator side. Magnets, on the other hand, can be easily segmented by dividing their length and then twisting them. Especially with small engines, e.g. B. for the micromobility sector, however, this can be very difficult from a tolerance perspective, because with higher cogging torque orders, the segment jump can only be a few hundredths to tenths of a millimeter.

Aus EP 1 508 953 A2 ist ein Stator für einen permanentmagnetisch erregten, elektronisch kommutierten Motor bekannt.Out of EP 1 508 953 A2 is a stator for a permanently magnetically excited, electronically commutated motor.

Aus DE 10 2014 222 044 A1 ist ein Rotor für einen Elektromotor bekannt, welcher bei Verwendung in einem Elektromotor zu verbesserten akustischen Eigenschaften des Elektromotors führt.Out of DE 10 2014 222 044 A1 a rotor for an electric motor is known, which when used in an electric motor leads to improved acoustic properties of the electric motor.

Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde, einen alternative Möglichkeit vorzuschlagen, um die akustischen Eigenschaften eines Elektromotors zu verbessern.Based on the prior art, the present invention is based on the object of proposing an alternative way to improve the acoustic properties of an electric motor.

Die vorliegende Erfindung schlägt ausgehend von der vorgenannten Aufgabe ein Statorsegment für einen Stator für einen Elektromotor mit den Merkmalen nach Anspruch 1, eine Statorsegmentanordnung mit den Merkmalen nach Anspruch 4, ein Statorblech mit den Merkmalen nach Anspruch 5, einen Stator mit den Merkmalen nach Anspruch 6 oder 7 und einen Elektromotor mit den Merkmalen nach Anspruch 8 vor. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.Based on the aforementioned object, the present invention proposes a stator segment for a stator for an electric motor with the features according to claim 1, a stator segment arrangement with the features according to claim 4, a stator lamination with the features according to claim 5, a stator with the features according to claim 6 or 7 and an electric motor with the features according to claim 8. Further advantageous refinements and further developments can be found in the subclaims.

Ein Statorsegment für einen Stator für einen Elektromotor weist einen Zahnhals und einen Zahnkopf auf. Der Zahnkopf weist einen ersten Abschnitt auf, welcher in eine erste Richtung über den Zahnhals auskragt, und einen zweiten Abschnitt, welcher in eine zweite Richtung über den Zahnhals auskragt. Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt sind zueinander verschieden ausgebildet. Die beiden Abschnitte sind einander gegenüberliegend angeordnet.A stator segment for a stator for an electric motor has a tooth neck and a tooth head. The tooth head has a first section which projects in a first direction over the tooth neck, and a second section which projects in a second direction over the tooth neck. The first section and the second section are designed differently from one another. The two sections are arranged opposite each other.

Der Zahnhals und der Zahnkopf sind direkt miteinander verbunden, wobei der Zahnhals in den Zahnkopf übergeht. Der Zahnhals ist symmetrisch und gerade ausgebildet. Das Statorsegment ist einstückig ausgeformt. Das Statorsegment ist aus einem Stahlblechwerkstoff ausgeformt.The tooth neck and the tooth head are directly connected to each other, with the tooth neck merging into the tooth head. The neck of the tooth is symmetrical and straight. The stator segment is formed in one piece. The stator segment is formed from a sheet steel material.

Der Zahnkopf weist die beiden Abschnitte auf, die jeweils über den Zahnhals auskragen. In anderen Worten ist jeder Abschnitt in Form eines Vorsprungs ausgebildet. Der erste Abschnitt kragt in die erste Richtung über den Zahnhals aus. Der zweite Abschnitt kragt in die zweite Richtung über den Zahnhals aus. Die beiden Richtungen sind einander entgegengesetzt. Beispielsweise kann der erste Abschnitt nach links und der zweite Abschnitt nach rechts, ausgehend von einer Symmetrieachse des Zahnhalses, über den Zahnhals auskragen. Das gesamte Statorsegment ist somit asymmetrisch ausgebildet und weist in anderen Worten z. B. die Form eines verschobenen Ts auf. Im Gegensatz dazu weisen die Statorsegmente, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, die Form eines unverschobenen Ts auf.The tooth head has two sections, each of which protrudes over the neck of the tooth. In other words, each section is formed in the form of a projection. The first section projects in the first direction over the neck of the tooth. The second section projects in the second direction over the neck of the tooth. The two directions are opposite to each other. For example, the first section can protrude over the tooth neck to the left and the second section to the right, starting from an axis of symmetry of the tooth neck. The entire stator segment is therefore designed asymmetrically and, in other words, has z. B. has the shape of a shifted T. In contrast, the stator segments known from the prior art have the shape of an unshifted T.

Die beiden Abschnitte des Zahnkopfs sind zueinander verschieden ausgebildet. Das heißt, dass diese in ihrer Quererstreckung und in ihrer Querschnittsflächengeometrie und ggf. in ihrer Längserstreckung unterschiedlich ausgeformt sein können. Dabei bezeichnet die Quererstreckung diejenige Erstreckung, die senkrecht zu der Symmetrieachse des Zahnhalses gemessen wird. Dabei bezeichnet Längserstreckung diejenige Erstreckung, die entlang der Symmetrieachse des Zahnhalses gemessen wird.The two sections of the tooth head are designed differently from one another. This means that these can be shaped differently in their transverse extent and in their cross-sectional surface geometry and possibly in their longitudinal extent. The transverse extent refers to the extent that is measured perpendicular to the axis of symmetry of the tooth neck. The longitudinal extent refers to the extent that is measured along the axis of symmetry of the tooth neck.

Der Versatz des Zahnkopfes im Vergleich zum Zahnhals kann dabei beispielsweise mit derselben Formel zur Bestimmung des Segmentwinkels bestimmt werden, die üblicherweise genutzt wird, um bei einem üblichen Elektromotor den Rotor zu segmentieren. Der Versatz kann beispielsweise auch nur halb so groß gewählt werden, wie der berechnete Winkelsprung.The offset of the tooth head compared to the tooth neck can be determined, for example, using the same formula for determining the segment angle that is usually used to segment the rotor in a conventional electric motor. The offset can, for example, be chosen to be only half as large as the calculated angular jump.

Nach einer weiterbildenden Ausführungsform kragt der erste Abschnitt des Zahnkopfs weiter über den Zahnhals aus als der zweite Abschnitt des Zahnkopfs. Die Quererstreckung des ersten Abschnitts ausgehend von der Symmetrieachse des Zahnhalses ist somit größer als die Quererstreckung des zweiten Abschnitts ausgehend von der Symmetrieachse des Zahnhalses.According to a further embodiment, the first section of the tooth head projects further over the neck of the tooth than the second section of the tooth head. The transverse extent of the first section, starting from the axis of symmetry of the tooth neck, is therefore greater than the transverse extent of the second section, starting from the axis of symmetry of the tooth neck.

Nach einer weiterbildenden Ausführungsform weist der Zahnhals einen planen Wickelbereich auf. Der Zahnhals weist entweder einen Abschnitt auf, der den Wickelbereich ausbildet, oder der Zahnhals bildet entlang seiner gesamten Längserstreckung den Wickelbereich aus. Der Wickelbereich ist plan ausgeformt. Dies heißt, dass die Außenkanten des Zahnhalses gerade ausgeformt und vorzugsweise parallel zur Symmetrieachse des Zahnhalses ausgerichtet sind.According to a further embodiment, the tooth neck has a flat winding area. The tooth neck either has a section that forms the winding area, or the tooth neck forms the winding area along its entire longitudinal extent. The changing area is flat. This means that the outer edges of the tooth neck are straight and preferably aligned parallel to the axis of symmetry of the tooth neck.

Der Wickelbereich bezeichnet denjenigen Bereich des Zahnhalses, der bei der Verwendung des Statorsegments in einem Stator eines Elektromotors mit einer Drahtwicklung umwickelt wird, um den Stator auszuformen. Der Draht liegt dabei zumindest abschnittsweise am Wickelbereich an.The winding area refers to the area of the tooth neck that is wrapped with a wire winding when the stator segment is used in a stator of an electric motor in order to shape the stator. The wire rests at least in sections on the winding area.

Eine Statorsegmentanordnung weist wenigstens zwei Statorsegmente auf, die bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben worden sind. Ein erstes dieser wenigstens zwei Statorsegmente ist um 180° gewendet zu dem zweiten dieser zwei Statorsegmente angeordnet. Dabei kontaktieren die Zahnköpfe und Zahnhälse einander. Die Zahnhälse sind einander überdeckend angeordnet.A stator segment arrangement has at least two stator segments, which have already been described in the previous description. A first of these at least two stator segments is arranged turned 180° to the second of these two stator segments. The tooth heads and tooth necks contact each other. The tooth necks are arranged to overlap one another.

Das erste Statorsegment wird in anderen Worten auf das zweite Statorsegment gelegt, so dass die beiden Zahnhälse deckungsgleich sind. Die beiden Zahnköpfe liegen ebenfalls aufeinander. Allerdings ragt der erste Abschnitt des ersten Statorsegments aufgrund der unterschiedlichen Quererstreckungen über den zweiten Abschnitt des zweiten Statorsegments hinaus. Ebenso ragt der erste Abschnitt des zweiten Statorsegments über den zweiten Abschnitt des ersten Statorsegments hinaus. Beide Statorsegmente bilden somit die Gesamtform eines nicht verschobenen Ts aus. Dabei kann in der Produktion mittels eines Blechschnitts durch geeignetes Stapeln und Wenden der notwendige Versatz erzeugt werden, beispielsweise kann ein nur halb so großer Versatz geschnitten werden, wie benötigt und durch Wenden der benötigte Versatz erzeugt werden. Dadurch wird z.B. nur ein Werkzeug zum Stanzen benötigt.In other words, the first stator segment is placed on the second stator segment so that the two tooth necks are congruent. The two tooth heads also lie on top of each other. However, the first section of the first stator segment protrudes beyond the second section of the second stator segment due to the different transverse extensions. Likewise, the first section of the second stator segment projects beyond the second section of the first stator segment. Both stator segments thus form the overall shape of a non-shifted T. The necessary offset can be created in production by means of a sheet metal cut through suitable stacking and turning. For example, an offset that is only half as large as required can be cut and the required offset can be created by turning. This means, for example, that only one tool is required for punching.

Die Statorsegmentanordnung kann auch mehr als zwei Statorsegmente aufweisen. Beispielsweise können mehrere Statorsegmente mit gleicher Ausrichtung miteinander paktiert werden, so dass ein erstes Paket mit einer ersten Ausrichtung der Abschnitte der Zahnköpfe und ein zweites Paket mit einer zweiten Ausrichtung der Abschnitte der Zahnköpfe ausgebildet wird. Das erste Paket ist somit aus mehreren ersten Statorsegmenten ausgeformt und das zweite Paket aus mehreren zweiten Statorsegmenten. Das erste Paket kann daraufhin auf das zweite Paket gelegt werden, so dass sich genau ein erstes Statorsegment und genau ein zweites Statorsegment kontaktieren wie oben beschrieben.The stator segment arrangement can also have more than two stator segments. For example, several stator segments with the same orientation can be packaged together, so that a first package is formed with a first orientation of the sections of the tooth heads and a second package with a second orientation of the sections of the tooth heads. The first package is thus formed from a plurality of first stator segments and the second package from a plurality of second stator segments. The first package can then be placed on the second package so that exactly a first stator segment and exactly a second stator segment contact each other as described above.

Alternativ kann die Statorsegmentanordnung mehr als zwei Statorsegmente aufweisen, wobei das erste Statorsegment und das zweite Statorsegment so zueinander angeordnet ist wie oben beschrieben. Ein drittes Statorsegment weist die gleiche Ausrichtung auf wie das erste Statorsegment. Ein viertes Statorsegment weist die gleiche Ausrichtung auf wie das zweite Statorsegment und ggf. so weiter. Dabei weisen die ungeradzahligen Statorsegmente z. B. die gleiche Ausrichtung auf wie das erste Statorsegment und die geradzahligen Statorsegmente vorzugsweise die gleiche Ausrichtung auf wie das zweite Statorsegment. In anderen Worten werden die mehreren Statorsegmente mit einer alternierenden Ausrichtung zueinander angeordnet. Das erste Statorsegment kontaktiert dabei das zweite Statorsegment, das zweite Statorsegment das dritte Statorsegment, das dritte Statorsegment das vierte Statorsegment und ggf. so weiter.Alternatively, the stator segment arrangement can have more than two stator segments, with the first stator segment and the second stator segment being arranged relative to one another as described above. A third stator segment has the same orientation as the first stator segment. A fourth stator segment has the same orientation as the second stator segment and possibly so on. The odd-numbered stator segments have e.g. B. the same orientation as the first stator segment and the even-numbered stator segments preferably have the same orientation as the second stator segment. In other words, the multiple stator segments are arranged with an alternating orientation to one another. The first stator segment contacts the second stator segment, the second stator segment contacts the third stator segment, the third stator segment contacts the fourth stator segment and possibly so on.

Wiederum alternativ kann eine Statorsegmentanordnung mehr als zwei Statorsegmente aufweisen, wobei das erste Statorsegment und das zweite Statorsegment so zueinander angeordnet ist wie oben beschrieben. Ein drittes Statorsegment weist die gleiche Ausrichtung auf wie das zweite Statorsegment. Ein viertes Statorsegment weist die gleiche Ausrichtung auf wie das erste Statorsegment und ggf. so weiter. Das erste Statorsegment kontaktiert dabei das zweite Statorsegment, das zweite Statorsegment das dritte Statorsegment, das dritte Statorsegment das vierte Statorsegment und ggf. so weiter.Alternatively, a stator segment arrangement can have more than two stator segments, with the first stator segment and the second stator segment being arranged relative to one another as described above. A third stator segment has the same orientation as the second stator segment. A fourth stator segment has the same orientation as the first stator segment and possibly so on. The first stator segment contacts the second stator segment, the second stator segment contacts the third stator segment, the third stator segment contacts the fourth stator segment and possibly so on.

Ein Statorblech für einen Stator für einen Elektromotor weist eine Mehrzahl von Statorsegmenten auf, die bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben worden sind. Die Statorsegmente sind radial um eine Mittelachse angeordnet. Die Mittelachse ist bei einem Elektromotor, der den Stator mit dem Statorblech aufweist, definiert durch eine Drehachse des Rotors.A stator lamination for a stator for an electric motor has a plurality of stator segments, which have already been described in the previous description. The stator segments are arranged radially around a central axis. The central axis of an electric motor is the stator with the stator plate, defined by an axis of rotation of the rotor.

In anderen Worten ist das Statorblech kreisringförmig ausgebildet. Die Statorsegmente sind entweder an einem äußeren Umfang des Kreisrings angeordnet, wobei die Statorsegmente sämtlich äquidistant zueinander angeordnet sind, oder an einem inneren Umfang des Kreisrings, wobei die Statorsegmente sämtlich äquidistant zueinander angeordnet sind.In other words, the stator sheet is designed in the shape of a circular ring. The stator segments are arranged either on an outer circumference of the circular ring, with the stator segments all being arranged equidistant from one another, or on an inner circumference of the circular ring, with the stator segments all being arranged equidistant from one another.

Das Statorblech kann einstückig ausgeformt sein. Alternativ können die Statorsegmente einzeln in einen Statorring eingefügt und mit diesem verbunden sein.The stator sheet can be formed in one piece. Alternatively, the stator segments can be inserted individually into a stator ring and connected to it.

Ein Stator für einen Elektromotor weist eine Drahtwicklung auf. Zudem weist der Stator eine Mehrzahl von Statorsegmentanordnungen auf, die bereits beschrieben worden sind. Die Statorsegmentanordnungen sind radial um eine Mittelachse angeordnet. Die Wickelbereiche der Statorsegmentanordnungen sind mit der Drahtwicklung umwickelt. Die Mittelachse ist bei einem Elektromotor, der den aufweist, definiert durch eine Drehachse des Rotors.A stator for an electric motor has a wire winding. In addition, the stator has a plurality of stator segment arrangements, which have already been described. The stator segment arrangements are arranged radially about a central axis. The winding areas of the stator segment arrangements are wrapped with the wire winding. In an electric motor that has the central axis, it is defined by an axis of rotation of the rotor.

Der Stator weist zudem einen kreisringförmigen Statorring auf, in den die Statorsegmentanordnungen eingefügt und mit dem die Statorsegmentanordnungen verbunden sind. Die Statorsegmentanordnungen sind entweder an einem äußeren Umfang des Statorrings angeordnet oder an einem inneren Umfang des Statorrings. Die Statorsegmentanordnungen sind in beiden Fällen sämtlich äquidistant zueinander angeordnet.The stator also has an annular stator ring into which the stator segment arrangements are inserted and to which the stator segment arrangements are connected. The stator segment arrangements are arranged either on an outer circumference of the stator ring or on an inner circumference of the stator ring. In both cases, the stator segment arrangements are all arranged equidistant from one another.

Jede Statorsegmentanordnung weist einen Wickelbereich auf, der mit der Drahtwicklung zumindest teilweise umwickelt ist. Beispielsweise kann die Drahtwicklung den jeweiligen Wickelbereich entlang seiner gesamten Längserstreckung umwickeln oder alternativ nur einen Teilbereich des jeweiligen Wickelbereichs. Die Drahtwicklung ist handelsüblich ausgebildet.Each stator segment arrangement has a winding area which is at least partially wrapped with the wire winding. For example, the wire winding can wrap around the respective winding area along its entire longitudinal extent or alternatively only a partial area of the respective winding area. The wire winding is of commercially available design.

Ein alternativer Stator für einen Elektromotor weist eine Drahtwicklung auf. Der Stator weist eine Mehrzahl von Statorblechen auf, die bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben worden sind. Wenigstens zwei Statorbleche sind zueinander derart angeordnet, dass ein erstes Statorblech dieser wenigstens zwei Statorbleche um 180° gewendet zu einem zweiten Statorblech dieser wenigstens zwei Statorbleche angeordnet ist. Dabei kontaktieren die Zahnköpfe und Zahnhälse einander, wobei die Zahnhälse einander überdeckend angeordnet sind. Die Wickelbereiche der Statorsegmente sind mit der Drahtwicklung umwickelt. Die Anordnung der Statorbleche zueinander ist vergleichbar mit der Anordnung der Statorsegmente der Statorsegmentanordnung.An alternative stator for an electric motor has a wire winding. The stator has a plurality of stator laminations, which have already been described in the previous description. At least two stator sheets are arranged relative to one another in such a way that a first stator sheet of these at least two stator sheets is arranged turned by 180° to a second stator sheet of these at least two stator sheets. The tooth heads and tooth necks contact each other, with the tooth necks being arranged to overlap one another. The winding areas of the stator segments are wrapped with the wire winding. The arrangement of the stator laminations relative to one another is comparable to the arrangement of the stator segments of the stator segment arrangement.

Das erste Statorblech wird in anderen Worten auf das zweite Statorblech gelegt, so dass die jeweiligen Zahnhälse deckungsgleich sind. Die jeweiligen Zahnköpfe liegen ebenfalls aufeinander. Allerdings ragen die ersten Abschnitte der Statorsegmente des ersten Statorblechs aufgrund der unterschiedlichen Quererstreckungen über die zweiten Abschnitte der Statorsegmente des zweiten Statorblechs hinaus. Ebenso ragen die erste Abschnitte der Statorsegmente des zweiten Statorblechs über die zweiten Abschnitte der Statorsegmente des ersten Statorblechs hinaus. Die jeweiligen übereinanderliegenden Statorsegmente der beiden Statorbleche bilden somit die Gesamtform eines nicht verschobenen Ts aus.In other words, the first stator sheet is placed on the second stator sheet so that the respective tooth necks are congruent. The respective tooth heads also lie on top of each other. However, the first sections of the stator segments of the first stator lamination protrude beyond the second sections of the stator segments of the second stator lamination due to the different transverse extensions. Likewise, the first sections of the stator segments of the second stator lamination protrude beyond the second sections of the stator segments of the first stator lamination. The respective stator segments of the two stator sheets lying one above the other thus form the overall shape of a non-shifted T.

Der Stator kann selbstverständlich auch mehr als zwei Statorbleche aufweisen. Beispielsweise können mehrere Statorbleche mit gleicher Ausrichtung miteinander paktiert werden, so dass ein erstes Paket mit einer ersten Ausrichtung der Abschnitte der Zahnköpfe und ein zweites Paket mit einer zweiten Ausrichtung der Abschnitte der Zahnköpfe ausgebildet wird. Das erste Paket ist somit aus mehreren ersten Statorblechen ausgeformt und das zweite Paket aus mehreren zweiten Statorblechen. Das erste Paket kann daraufhin auf das zweite Paket gelegt werden, so dass sich genau ein erstes Statorblech und genau ein zweites Statorblech auf die oben beschriebene Art kontaktieren.The stator can of course also have more than two stator laminations. For example, several stator laminations with the same orientation can be compacted together, so that a first package is formed with a first alignment of the sections of the tooth heads and a second package with a second alignment of the sections of the tooth heads. The first package is thus formed from several first stator laminations and the second package from several second stator laminations. The first package can then be placed on the second package so that exactly a first stator sheet and exactly a second stator sheet contact each other in the manner described above.

Alternativ kann der Stator mehr als zwei Statorbleche aufweisen, wobei das erste Statorblech und das zweite Statorblech so zueinander angeordnet ist wie oben beschrieben. Ein drittes Statorblech weist die gleiche Ausrichtung auf wie das erste Statorblech. Ein viertes Statorblech weist die gleiche Ausrichtung auf wie das zweite Statorblech und ggf. so weiter. Dabei weisen die ungeradzahligen Statorbleche vorzugsweise die gleiche Ausrichtung auf wie das erste Statorblech und die geradzahligen Statorbleche vorzugsweise die gleiche Ausrichtung auf wie das zweite Statorblech. In anderen Worten werden die mehreren Statorbleche mit einer alternierenden Ausrichtung zueinander angeordnet. Das erste Statorblech kontaktiert dabei das zweite Statorblech, das zweite Statorblech das dritte Statorblech, das dritte Statorblech das vierte Statorblech und ggf. so weiter.Alternatively, the stator can have more than two stator laminations, with the first stator lamination and the second stator lamination being arranged relative to one another as described above. A third stator sheet has the same orientation as the first stator sheet. A fourth stator lamination has the same orientation as the second stator lamination and, if necessary, so on. The odd-numbered stator sheets preferably have the same orientation as the first stator sheet and the even-numbered stator sheets preferably have the same orientation as the second stator sheet. In other words, the plurality of stator laminations are arranged with an alternating orientation to one another. The first stator plate contacts the second stator plate, the second stator plate contacts the third stator plate, the third stator plate contacts the fourth stator plate and if necessary, so on.

Die Wickelbereiche der übereinanderliegenden Statorsegmente der Statorbleche sind mit der Drahtwicklung zumindest teilweise umwickelt ist. Beispielsweise kann die Drahtwicklung den jeweiligen Wickelbereich entlang seiner gesamten Längserstreckung umwickeln oder alternativ nur einen Teilbereich des jeweiligen Wickelbereichs. Die Drahtwicklung ist handelsüblich ausgebildet.The winding areas of the stator segments of the stator laminations lying one above the other are at least partially wrapped with the wire winding. For example, the wire winding can wrap around the respective winding area along its entire longitudinal extent or alternatively only a part area of the respective changing area. The wire winding is of commercially available design.

Ein Elektromotor weist einen Rotor und einen Stator auf, wobei der Stator so ausgebildet ist wie oben bereits beschrieben. Der Elektromotor kann hierbei als ein Innenläufer oder ein Außenläufer ausgeformt sein. Vorzugsweise ist der Elektromotor als Permanentmagnet-Synchronmotor ausgebildet. Alternativ kann der Elektromotor als fremderregte Synchronmaschine (FSM), als Synchron-Reluktanzmotor (SynRM), oder als andere geeignete Synchronmaschine ausgebildet sein. Wiederum alternativ kann der Elektromotor auch als Asynchronmaschine (ASM) ausgebildet sein.An electric motor has a rotor and a stator, the stator being designed as already described above. The electric motor can be designed as an internal rotor or an external rotor. The electric motor is preferably designed as a permanent magnet synchronous motor. Alternatively, the electric motor can be designed as a separately excited synchronous machine (FSM), as a synchronous reluctance motor (SynRM), or as another suitable synchronous machine. Alternatively, the electric motor can also be designed as an asynchronous machine (ASM).

Der Elektromotor ist vorzugsweise ein Kleinmotor, wie er z. B. im Bereich der Mikromobilität bei Mikromobilitätsfahrzeugen zu Einsatz kommt. Ein Mikromobilitätsfahrzeug bezeichnet hierbei ein motorisiertes Kleinst- und Leichtfahrzeug, das sich durch seine kompakte und leichte Bauweise auszeichnet, und in erster Linie für den individuellen Personentransport konzipiert ist. Insbesondere umfassen Mikromobilitätsfahrzeuge Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb oder Hilfsantrieb, wie beispielsweise E-Bikes, Pedelecs, S-Pedelecs, Velomobile, Cargobikes, E-Roller, Segways, etc.The electric motor is preferably a small motor, such as. B. is used in the field of micromobility in micromobility vehicles. A micromobility vehicle refers to a motorized small and light vehicle that is characterized by its compact and lightweight design and is primarily designed for individual passenger transport. In particular, micromobility vehicles include vehicles with electric drives or auxiliary drives, such as e-bikes, pedelecs, S-pedelecs, velomobiles, cargo bikes, e-scooters, Segways, etc.

Vorteilhaft an der hier dargestellten Erfindung ist, dass die Geräuschentwicklung aufgrund des Rastmoments deutlich verbessert ist. Aufgrund der asymmetrischen Zahnköpfe der Statorsegmente ist es möglich eine Phasenüberlagerung zu realisieren, so dass sich eine erste Phase und eine zweite Phase überlagen und es somit zu einer Auslöschung bzw. einer nahezu Auslöschung kommt. Die erste Phase entspricht einer ersten Kraftschwankung und hängt dabei mit den Statorsegmenten zusammen, die die erste Ausrichtung aufweisen, die zweite Phase entspricht einer zweiten Kraftschwankung und mit den Statorsegmenten, die die zweite Ausrichtung aufweisen. In anderen Worten heben sich die im Elektromotorbetrieb auftretenden Kraftschwankungen gegenseitig auf. Diese erfindungsgemäße Lösung wirkt auf die tangentiale Kraftkomponente und ist nicht mit anderen Ansätzen zur Zahnkopfgeometrie zu verwechseln, deren Ausprägung und Wirkung in radialer Richtung zum Einbringen von Luftspaltmodulationen verwendet wird. Somit können die durch den Betrieb des Elektromotors entstehenden störenden Geräusche gegenüber handelsüblichen Elektromotoren deutlich reduziert werden.The advantage of the invention presented here is that the noise development is significantly improved due to the cogging torque. Due to the asymmetrical tooth tips of the stator segments, it is possible to implement a phase superimposition, so that a first phase and a second phase overlap and thus an extinction or almost an extinction occurs. The first phase corresponds to a first force fluctuation and is related to the stator segments that have the first orientation, the second phase corresponds to a second force fluctuation and to the stator segments that have the second orientation. In other words, the force fluctuations that occur during electric motor operation cancel each other out. This solution according to the invention acts on the tangential force component and should not be confused with other approaches to tooth tip geometry, the expression and effect of which is used in the radial direction to introduce air gap modulations. This means that the annoying noises caused by the operation of the electric motor can be significantly reduced compared to commercially available electric motors.

Anhand der im Folgenden erläuterten Figuren werden verschiedene Ausführungsbeispiele und Details der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen beispielhaft:

1 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Elektromotors nach dem Stand der Technik,
2 eine schematische Detaildarstellung eines Statorsegments des Elektromotors aus 1,
3 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Elektromotors nach einem Ausführungsbeispiel,
4 eine schematische Detaildarstellung von Statorsegmenten des Elektromotors aus 3,
5 eine schematische Darstellung einer Statorsegmentanordnung nach einem Ausführungsbeispiel,
6 eine schematische Darstellung eines Diagramms für den Elektromotor aus 1 und eines Diagramms für den Elektromotor 3.

Various exemplary embodiments and details of the invention are described in more detail using the figures explained below. They show, for example:

1 a schematic representation of a section of an electric motor according to the prior art,
2 a schematic detailed representation of a stator segment of the electric motor 1 ,
3 a schematic representation of a section of an electric motor according to an exemplary embodiment,
4 a schematic detailed representation of stator segments of the electric motor 3 ,
5 a schematic representation of a stator segment arrangement according to an exemplary embodiment,
6 a schematic representation of a diagram for the electric motor 1 and a diagram for the electric motor 3 .

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Elektromotors E* nach dem Stand der Technik. Der dargestellte Elektromotor E* ist ein Außenläufer. Stark vereinfacht sind ein Ausschnitt eines Rotors 9 und ein Ausschnitt eines Stators 2* dargestellt. Die Drahtwicklung des Stators 2* ist aus Übersichtlichkeitsgründen nicht gezeigt. 1 shows a schematic representation of a section of an electric motor E* according to the prior art. The electric motor E* shown is an external rotor. A section of a rotor 9 and a section of a stator 2* are shown in a very simplified manner. The wire winding of the stator 2* is not shown for reasons of clarity.

Der Stator 2* weist mehrere identische Statorbleche 3c auf, von welchen nur eines dargestellt ist, da diese Statorbleche 3c deckungsgleich übereinanderliegend angeordnet sind. Das Statorblech 3c weist eine Mehrzahl von identischen Statorsegmenten 1 * auf, von welchen nur zwei dargestellt sind und nur eines mit Bezugszeichen versehen ist. Die Statorsegmente 1* sind in einen Statorring 11 eingefügt und an ihrem jeweiligen Zahnfuß mit diesem verbunden. Die Statorsegmente 1* sind am äußeren Umfang des Statorrings 11 äquidistant zueinander angeordnet.The stator 2* has several identical stator laminations 3c, of which only one is shown, since these stator laminations 3c are arranged congruently one above the other. The stator plate 3c has a plurality of identical stator segments 1 *, of which only two are shown and only one is provided with reference numbers. The stator segments 1* are inserted into a stator ring 11 and connected to it at their respective tooth roots. The stator segments 1* are arranged equidistant from one another on the outer circumference of the stator ring 11.

Jedes Statorsegment 1* weist einen Zahnhals 4 und einen Zahnkopf 5* auf. Der Zahnkopf 5* ist symmetrisch ausgebildet zu einer Symmetrieachse des Zahnhalses 4, was in 2 näher dargestellt ist. Jedes Statorsegment 1* weist an seinem jeweiligen Zahnhals 4 einen Wickelbereich 6 auf, welcher mit der Drahtwicklung umwickelt ist. Der Wickelbereich 6 ist plan ausgebildet.Each stator segment 1* has a tooth neck 4 and a tooth head 5*. The tooth head 5* is designed symmetrically to an axis of symmetry of the tooth neck 4, which in 2 is shown in more detail. Each stator segment 1* has a winding area 6 on its respective tooth neck 4, which is wrapped with the wire winding. The winding area 6 is flat.

Aufgrund der Rotation des Rotors 9 werden im Betrieb des Elektromotors E* aufgrund des Rastmoments Kraftschwankungen induziert, die zu einer störenden Geräuschentwicklung führen. Dies ist in 6 näher dargestellt.Due to the rotation of the rotor 9, force fluctuations are induced during operation of the electric motor E* due to the cogging torque, which lead to annoying noise. This is in 6 shown in more detail.

2 zeigt eine schematische Detaildarstellung eines Statorsegments 1 * des Elektromotors E* aus 1. In 2 wird eines der Statorsegmente 1* vergrößert dargestellt. Es ist deutlich zu erkennen, dass das Statorsegment 1* symmetrisch zur Symmetrieachse des Zahnhalses 4 ausgebildet ist. Beide auskragende Abschnitte des Zahnkopfs 5* sind gleichförmig zueinander ausgebildet. Das Statorsegment 1* weist die Form eines unverschobenen Ts auf. 2 shows a schematic detailed representation of a stator segment 1 * of the electric motor E * 1 . In 2 one of the stator segments 1* is shown enlarged. It is clearly visible that the stator segment 1* is designed symmetrically to the axis of symmetry of the tooth neck 4. Both projecting sections of the tooth head 5* are designed to be uniform to one another. The stator segment 1* has the shape of an unshifted T.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Elektromotors E nach einem Ausführungsbeispiel. Der dargestellte Elektromotor E ist ein Außenläufer. Stark vereinfacht sind ein Ausschnitt eines Rotors 9 und ein Ausschnitt eines Stators 2 dargestellt. Die Drahtwicklung des Stators 2 ist aus Übersichtlichkeitsgründen nicht gezeigt. 3 shows a schematic representation of a section of an electric motor E according to an exemplary embodiment. The electric motor E shown is an external rotor. A section of a rotor 9 and a section of a stator 2 are shown in a very simplified manner. The wire winding of the stator 2 is not shown for reasons of clarity.

Der Stator 2 weist mehrere Statorbleche 3a, 3b auf, von welchen zwei dargestellt sind. Das erste Statorblech 3a ist mit einer durchgezogenen Linie dargestellt, das zweite Statorblech 3b mit einer strichlierten Linie. Jedes Statorblech 3a, 3b weist eine Mehrzahl an Statorsegmenten 1 auf, von welchen nur vier dargestellt sind und nur eines mit Bezugszeichen versehen ist. Die Statorsegmente 1 sind in einen Statorring 11 eingefügt und an ihrem jeweiligen Zahnfuß mit diesem verbunden. Die Statorsegmente 1 sind am äußeren Umfang des Statorrings 11 äquidistant zueinander angeordnet.The stator 2 has several stator laminations 3a, 3b, two of which are shown. The first stator sheet 3a is shown with a solid line, the second stator sheet 3b with a dashed line. Each stator sheet 3a, 3b has a plurality of stator segments 1, of which only four are shown and only one is provided with reference numbers. The stator segments 1 are inserted into a stator ring 11 and connected to it at their respective tooth roots. The stator segments 1 are arranged equidistant from one another on the outer circumference of the stator ring 11.

Jedes Statorsegment 1 weist einen Zahnhals 4 und einen Zahnkopf 5 auf. Der jeweilige Zahnhals 4 ist symmetrisch ausgebildet zu einer Symmetrieachse des Zahnhalses. Jeder Zahnkopf 5 weist einen ersten Abschnitt 7 und einen zweiten Abschnitt 8 auf. Der erste Abschnitt 7 kragt weiter über den Zahnhals 4 aus als der zweite Abschnitt 8. In anderen Worten ist die Quererstreckung des ersten Abschnitts 7 größer als die Quererstreckung des zweiten Abschnitts 8. Der jeweilige Zahnkopf 5 ist also asymmetrisch ausgebildet und weist die Form eines verschobenen Ts auf. Dies ist in 4 näher dargestellt.Each stator segment 1 has a tooth neck 4 and a tooth head 5. The respective tooth neck 4 is designed symmetrically to an axis of symmetry of the tooth neck. Each tooth head 5 has a first section 7 and a second section 8. The first section 7 projects further over the tooth neck 4 than the second section 8. In other words, the transverse extent of the first section 7 is greater than the transverse extent of the second section 8. The respective tooth head 5 is therefore designed asymmetrically and has the shape of a displaced one Ts up. This is in 4 shown in more detail.

Jedes Statorsegment 1 weist an seinem jeweiligen Zahnhals 4 einen Wickelbereich 6 auf, welcher mit der Drahtwicklung umwickelt ist. Der Wickelbereich 6 ist plan ausgebildet.Each stator segment 1 has a winding area 6 on its respective tooth neck 4, which is wrapped with the wire winding. The winding area 6 is flat.

Das zweite Statorblech 3b ist um 180° gewendet im Vergleich zum ersten Statorblech 3a angeordnet. Das erste Statorblech 3a weist somit eine erste Ausrichtung auf und das zweite Statorblech 3b eine zweite Ausrichtung. Die Statorbleche 3a, 3b sind so angeordnet, dass sich die jeweiligen Statorsegmente 1 kontaktieren, wobei die jeweiligen Zahnhälse 4 deckungsgleich übereinanderliegend angeordnet sind. Der Stator 2 weist also mehrere Statorbleche 3a erster Ausrichtung und mehrere Statorbleche 3b zweiter Ausrichtung auf. Die übereinander angeordneten Statorsegmente 1 formen jeweils eine Statorsegmentanordnung 10 aus.The second stator sheet 3b is arranged turned 180° compared to the first stator sheet 3a. The first stator sheet 3a thus has a first orientation and the second stator sheet 3b has a second orientation. The stator sheets 3a, 3b are arranged so that the respective stator segments 1 contact each other, with the respective tooth necks 4 being arranged congruently one above the other. The stator 2 therefore has a plurality of stator laminations 3a of the first orientation and a plurality of stator laminations 3b of the second orientation. The stator segments 1 arranged one above the other each form a stator segment arrangement 10.

Aufgrund der Rotation des Rotors 9 werden im Betrieb des Elektromotors E ausgehend von der besonderen Ausformung des Stators 2 aufgrund des Rastmoments Kraftschwankungen induziert, welche sich gegenseitig aufheben. Dies ist in 6 näher dargestellt.Due to the rotation of the rotor 9, force fluctuations are induced during operation of the electric motor E based on the special shape of the stator 2 due to the cogging torque, which cancel each other out. This is in 6 shown in more detail.

4 zeigt eine schematische Detaildarstellung von Statorsegmenten 1 des Elektromotors E aus 3. Es ist ein erstes Statorsegment 1 des ersten Statorblechs 3a erster Ausrichtung gezeigt und ein zweites Statorsegment 1 des zweiten Statorblechs 3a zweiter Ausrichtung. Somit weist das erste Statorsegment 1 die erste Ausrichtung auf und das zweite Statorsegment 1 die zweite Ausrichtung. 4 shows a schematic detailed representation of stator segments 1 of the electric motor E 3 . A first stator segment 1 of the first stator lamination 3a of the first orientation is shown and a second stator segment 1 of the second stator lamination 3a of the second orientation. The first stator segment 1 thus has the first orientation and the second stator segment 1 has the second orientation.

Es ist deutlich zu erkennen, dass die Zahnhälse 4 der beiden dargestellten Statorsegmente 1 symmetrisch sind zur jeweiligen Symmetrieachse. Ebenso ist zu erkennen, dass bei dem Statorsegment 1 des ersten Statorblechs 3a der erste Abschnitt 7 in eine erste Richtung über den Zahnhals 4 auskragt und der zweite Abschnitt 8 in eine zweite Richtung über den Zahnhals 4 auskragt. Ebenso ist zu erkennen, dass bei dem Statorsegment 1 des zweiten Statorblechs 3b der erste Abschnitt 7 in die zweite Richtung über den Zahnhals 4 auskragt und der zweite Abschnitt 8 in die erste Richtung über den Zahnhals 4 auskragt. Beide Statorsegmente 1 weisen einen planen Wickelbereich 6 auf.It can be clearly seen that the tooth necks 4 of the two stator segments 1 shown are symmetrical to the respective axis of symmetry. It can also be seen that in the stator segment 1 of the first stator plate 3a, the first section 7 projects in a first direction over the tooth neck 4 and the second section 8 projects in a second direction over the tooth neck 4. It can also be seen that in the stator segment 1 of the second stator plate 3b, the first section 7 projects in the second direction over the tooth neck 4 and the second section 8 projects in the first direction over the tooth neck 4. Both stator segments 1 have a flat winding area 6.

Werden nun die beiden Statorsegmente 1 zu einer Statorsegmentanordnung 10 kombiniert, liegen die Zahnhälse 4 der Statorsegmente 1 deckungsgleich übereinander. Die beiden Zahnköpfe 5 mit ihren ersten Abschnitten 7 und zweiten Abschnitten 8 sind derart übereinander angeordnet, dass diese in der Gesamtheit der Statorsegmentanordnung 10 die Form eines nicht verschobenen Ts annehmen.If the two stator segments 1 are now combined to form a stator segment arrangement 10, the tooth necks 4 of the stator segments 1 lie congruently one above the other. The two tooth heads 5 with their first sections 7 and second sections 8 are arranged one above the other in such a way that they assume the shape of a non-shifted T in the entirety of the stator segment arrangement 10.

5 zeigt eine schematische Darstellung einer Statorsegmentanordnung 10 nach einem Ausführungsbeispiel. Die Statorsegmentanordnung 10 weist eine Mehrzahl von Statorsegmenten 1 auf. Jedes Statorsegment 1 weist einen Zahnhals 4 und einen Zahnkopf 5 auf. Dabei ist der Zahnkopf 5 asymmetrisch ausgeformt, wie bereits in 3 und 4 dargestellt. 5 shows a schematic representation of a stator segment arrangement 10 according to an exemplary embodiment. The stator segment arrangement 10 has a plurality of stator segments 1. Each stator segment 1 has a tooth neck 4 and a tooth head 5. The tooth head 5 is shaped asymmetrically, as already shown in 3 and 4 shown.

Es sind mehrere erste Statorsegmente 1, die die erste Ausrichtung aufweisen, paketiert. Es sind außerdem mehrere zweite Statorsegmente 1, die die zweite Ausrichtung aufweisen, paketiert. Die beiden Pakete sind aufeinandergelegt, so dass sich genau ein erstes Statorsegment 1 und genau ein zweites Statorsegment 1 kontaktieren. Dabei sind die Zahnhälse 4 übereinanderliegend deckungsgleich angeordnet. Die Zahnhälse 4 sind derart zueinander angeordnet, dass sich ein planer Wickelbereich 6 der Statorsegmentanordnung 10 ergibt.Several first stator segments 1, which have the first orientation, are packaged. There are also several second stator segments 1, which have the second orientation, packaged. The two packages are placed on top of each other so that exactly a first stator segment 1 and exactly a second stator segment 1 contact each other. The tooth necks 4 lie one above the other and are congruent arranged the same. The tooth necks 4 are arranged relative to one another in such a way that a flat winding area 6 of the stator segment arrangement 10 results.

Die Zahnköpfe 5 kontaktieren sich, allerdings ragt der erste Abschnitt 7 des aus den ersten Statorsegmenten 1 ausgeformten Paktes über den zweiten Abschnitt 8 des aus den zweiten Statorsegmenten 1 ausgeformten Paktes hinaus. Ebenso ragt der erste Abschnitt 7 des aus den zweiten Statorsegmenten 1 ausgeformten Paktes über den zweiten Abschnitt 8 des aus den ersten Statorsegmenten 1 ausgeformten Paktes hinaus.The tooth heads 5 contact each other, but the first section 7 of the compact formed from the first stator segments 1 protrudes beyond the second section 8 of the compact formed from the second stator segments 1. Likewise, the first section 7 of the package formed from the second stator segments 1 protrudes beyond the second section 8 of the package formed from the first stator segments 1.

6 zeigt eine schematische Darstellung eines Diagramms 100a für den Elektromotor aus 1 und eines Diagramms 100b für den Elektromotor 3. Es ist bei beiden Diagrammen 100a, 100b jeweils das Drehmoment T über den Drehwinkel x aufgetragen. Der Drehwinkel x gibt an, welche Position der Rotor der jeweiligen Elektromotoren E, E* einnimmt. 6 shows a schematic representation of a diagram 100a for the electric motor 1 and a diagram 100b for the electric motor 3 . In both diagrams 100a, 100b the torque T is plotted against the angle of rotation x. The angle of rotation x indicates which position the rotor of the respective electric motors E, E* assumes.

Das erste Diagramm 100a stellt den Phasenverlauf des Elektromotors E* nach dem Stand der Technik dar, wobei der Elektromotor E* in 1 gezeigt ist. Das zweite Diagramm 100b stellt den Phasenverlauf des erfindungsgemäßen Elektromotors E dar, wobei der Elektromotor E in 3 gezeigt ist.The first diagram 100a represents the phase progression of the electric motor E* according to the prior art, where the electric motor E* in 1 is shown. The second diagram 100b represents the phase progression of the electric motor E according to the invention, where the electric motor E in 3 is shown.

Im ersten Diagramm 100a ist nur eine Phase 101 zu sehen. Diese tritt im Betrieb des Elektromotors E* auf und stellt das auftretende Rastmoment dar, das durch die Ausformung der Statorsegmente 1* nach dem Stand der Technik verursacht wird. Durch dieses auftretende Rastmoment (cogging torque) werden im Betrieb des Elektromotors E*, der nach dem Stand der Technik ausgebildet ist, störende Geräusche verursacht.In the first diagram 100a only one phase 101 can be seen. This occurs during operation of the electric motor E* and represents the cogging torque that occurs, which is caused by the shape of the stator segments 1* according to the prior art. This cogging torque that occurs causes disturbing noises during operation of the electric motor E*, which is designed according to the prior art.

Im zweiten Diagramm 100b sind hingegen zwei Phasen 102, 103 zu sehen. Beide Phasen 102, 103 treten im Betrieb des Elektromotors E auf und stellen die auftretenden Rastmomente dar, die durch die spezielle, erfindungsgemäße Ausformung der Statorsegmente 1 verursacht werden. Die erste Phase 102 wird durch die Ausformung der ersten Statorsegmente 1 verursacht. Die zweite Phase 103 wird durch die Ausformung der zweiten Statorsegmente 1 verursacht.In the second diagram 100b, however, two phases 102, 103 can be seen. Both phases 102, 103 occur during operation of the electric motor E and represent the cogging torques that occur, which are caused by the special shape of the stator segments 1 according to the invention. The first phase 102 is caused by the formation of the first stator segments 1. The second phase 103 is caused by the formation of the second stator segments 1.

Beide Phasen 102, 103 sind aufgrund der erfindungsgemäßen Ausformung der Statorsegmente 1 des Stators 2 so zueinander angeordnet, dass die Schwankungen sich gegenseitig auslöschen. Dadurch wird störenden Geräuschen im Betrieb des Elektromotors E, der in 3 gezeigt ist, entgegengewirkt. Der Elektromotor E läuft deutlich ruhiger als der Elektromotor E* nach dem Stand der Technik.Due to the inventive design of the stator segments 1 of the stator 2, both phases 102, 103 are arranged relative to one another in such a way that the fluctuations cancel each other out. This eliminates annoying noises during operation of the electric motor E, which is in 3 shown is counteracted. The electric motor E runs significantly quieter than the electric motor E* according to the state of the art.

Die hier dargestellten Beispiele sind nur beispielhaft gewählt. Die in der Beschreibung gewählte Nummerierung gibt keine Vorrangigkeit wieder, sondern dient nur der besseren Beschreibbarkeit.The examples shown here are only chosen as examples. The numbering chosen in the description does not reflect priority, but only serves to make it easier to describe.

BezugszeichenReference symbols

11: StatorsegmentStator segment
1 *1 *: Statorsegment nach dem Stand der TechnikStator segment according to the state of the art
22: Statorstator
2*2*: Stator nach dem Stand der TechnikStator according to the state of the art
3a3a: Statorblechstator plate
3b3b: Statorblechstator plate
3c3c: Statorblech nach dem Stand der TechnikStator sheet according to the state of the art
44: Zahnhalstooth neck
55: ZahnkopfTooth head
5*5*: Zahnkopf nach dem Stand der TechnikTooth head according to the state of the art
66: WickelbereichChanging area
77: erster Abschnittfirst section
88th: zweiter Abschnittsecond part
99: Rotorrotor
1010: StatorsegmentanordnungStator segment arrangement
1111: Statorring stator ring
100a100a: Diagrammdiagram
100b100b: Diagrammdiagram
101101: Phasephase
102102: erste Phasefirst phase
103103: zweite Phase second phase
EE: ElektromotorElectric motor
E*E*: Elektromotor nach dem Stand der TechnikElectric motor according to the state of the art
TT: DrehmomentTorque
xx: DrehwinkelAngle of rotation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1508953 A2 [0004]
DE 102014222044 A1 [0005]

Claims

Stator segment (1) for a stator (2) for an electric motor (E), the stator segment (1) having a tooth neck (4) and a tooth head (5), characterized in that the tooth head (5) has a first section (7 ) which projects in a first direction over the tooth neck (4), and has a second section (8) which projects in a second direction over the tooth neck (4), the first section (7) and the second section ( 8) are designed differently from one another, the two sections (7; 8) being arranged opposite one another.

Stator segment (1). Claim 1 , characterized in that the first section (7) projects further over the tooth neck (4) than the second section (8).

Stator segment (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the tooth neck (4) has a flat winding area (6).

Stator segment arrangement (10), characterized in that the stator segment arrangement (10) has at least two stator segments (1) according to one of the preceding claims, wherein a first of these at least two stator segments (1) is turned by 180 ° to the second of these two stator segments (1) is arranged, the tooth heads (5) and tooth necks (4) contacting one another, the tooth necks (4) being arranged to overlap one another.

Stator plate (3a, 3b) for a stator (2) for an electric motor (E), characterized in that the stator plate has a plurality of stator segments (1) according to one of Claims 1 until 3 which are arranged radially about a central axis.

Stator (2) for an electric motor (E), the stator (2) having a wire winding, characterized in that the stator (2) has a plurality of stator segment arrangements (10). Claim 4 which are arranged radially around a central axis, the winding areas (6) of the stator segment arrangements (1) being wrapped with the wire winding.

Stator (2) for an electric motor (E), the stator (2) having a wire winding, characterized in that the stator (2) has a plurality of stator laminations (3a, 3b). Claim 5 has, wherein at least two stator sheets (3a, 3b) are arranged relative to one another in such a way that a first stator sheet (3a) of these at least two stator sheets (3a, 3b) is turned by 180 ° to a second stator sheet (3b) of these at least two stator sheets (3a, 3b) is arranged, the tooth heads (5) and tooth necks (4) contacting one another, the tooth necks (4) being arranged to overlap one another, the winding regions (6) of the stator segments (1) being wrapped with the wire winding.

Electric motor (E), wherein the electric motor (E) has a rotor (9), characterized in that the electric motor (E) also has a stator (2). Claim 6 or Claim 7 having.

Electric motor (E), after Claim 8 , characterized in that the electric motor (E) is designed as a permanent magnet synchronous motor.