EP3921925A1 - Stator für eine elektrische maschine - Google Patents

Stator für eine elektrische maschine

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Publication number
EP3921925A1
EP3921925A1 EP20703375.4A EP20703375A EP3921925A1 EP 3921925 A1 EP3921925 A1 EP 3921925A1 EP 20703375 A EP20703375 A EP 20703375A EP 3921925 A1 EP3921925 A1 EP 3921925A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
winding
radially
conductors
stator
axially
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20703375.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Bexel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP3921925A1 publication Critical patent/EP3921925A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52—Fastening salient pole windings or connections thereto
    • H02K3/521—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only
    • H02K3/522—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only for generally annular cores with salient poles
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/50—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto
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    • H02K5/22—Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes
    • H02K5/225—Terminal boxes or connection arrangements
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/04—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings, prior to mounting into machines
    • H02K15/0414—Windings consisting of separate elements, e.g. bars, hairpins, segments, half coils
    • H02K15/0421—Windings consisting of separate elements, e.g. bars, hairpins, segments, half coils consisting of single conductors, e.g. hairpins
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2203/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/09—Machines characterised by wiring elements other than wires, e.g. bus rings, for connecting the winding terminations
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    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots

Definitions

  • the invention relates to a stator for an electrical machine, with a winding comprising a plurality of conductors assigned to one or more phases, which are interconnected.
  • Electric machines comprising a rotor and a stator are used in different areas of application.
  • the use of electric machines for electric hybrid vehicles and electric vehicles or for hub drives is only mentioned as an example. If such an electrical machine is used as a drive machine, it is mostly designed as an internal rotor, which means that the stator surrounds the internal rotor. A wandering magnetic field is generated via the stator, which causes the rotor to rotate.
  • the stator has a winding consisting of a large number of conductors, the conductors being assigned to one or usually several phases.
  • the conductors are formed by means of rods bent in a U-shape, which are plugged together to form a winding cage. The conductors are laid on a plurality of radial levels, with the conductors moving from level to level.
  • circumferential conductors To form quasi-meandering, circumferential conductors, they are to be connected accordingly at their ends, which is usually done by welding the conductor ends that are adjacent to one another.
  • the conductor ends converge at one point or on one winding side in the form of the so-called star, where they are connected to one another.
  • the connection of the individual phases to an external power supply Supply that is used to generate the magnetic field to make, which is often very difficult to implement for reasons of space.
  • the invention is therefore based on the problem of specifying a stator as compact as possible.
  • a stator of the type mentioned inven tion provided that the ends of at least part of the conductor on the inner circumference and / or on the outer circumference of the winding protrude axially or radially over the winding, with a connection ring axially or radially on the Winding is set to which the conductors are connected, and the ends of at least two conductors associated with a phase protrude radially or axially outward and are connected to a power connection located radially outside the winding.
  • connection ring is used, that is to say a conductor ring which is placed separately on the winding and which, according to the invention, is placed axially or radially on the winding.
  • This interconnection ring engages in the area of the inner circumference and / or the outer circumference of the winding axially or radially protruding Leinicden, when placed axially, for example, radially between in the area of the inner and outer circumference of the winding axially protruding conductor ends over the winding.
  • the conductor ends are assigned to the individual conductor sections, unless they are connected to one another on other, for example further inward, radial planes.
  • the conductor ends are connected to the interconnection ring, usually welded to it accordingly, so that the corresponding phase-specific conductor structures or conductor connections are generated via the interconnection ring.
  • corresponding conductor ends that are assigned to a phase are guided protruding radially or axially outward.
  • a power connection arranged radially next to the winding head can now be connected accordingly with these radially or axially outwardly directed conductor ends, so that the HV power connection and the individual phase-related terminals can, of course, also be welded to the corresponding phase-specific conductor ends .
  • connection ring and the power supply terminal Due to the quasi-nested, e.g. The axial and radial arrangement of the connection ring and the power supply terminal results in a very compact, space-saving design.
  • the assembly is also simplified, since the conductors or wires to be connected via the interconnection ring only have to be cut to length and brought into the appropriate position when the winding cage is plugged together in order to be connected to the corresponding connection terminals of the interconnection ring, which of course are positioned accordingly . Both cutting to length and, of course, assembling can take place in an automated assembly process, as can of course also be compensated for due to the simple connection of conductor ends and interconnection ring. This is not least due to the fact that the connection ring and the power supply or the HV terminal are two separate assemblies that are connected in different process steps to the stator and then also to the finished electrical machine.
  • the interconnection ring expediently has several separate cable bridges to which the ends of the conductors are connected.
  • These cable bridges which are correspondingly stable metal sheets, which are geometrically shaped so that they reach the corresponding conductor ends to be connected, are grouped into the corresponding circuit ring and enable simple bridging of corresponding distances both in the circumferential and in the radial direction tion.
  • These cable bridges like the individual conductors, are of course insulated from one another.
  • the line bridges expediently have radially or axially protruding connection sections on which the ends of the conductors, which protrude axially or radially from the winding, come to lie next to the connection sections in the assembly position, be welded on.
  • the interconnection ring is consequently designed as a star distributor, comprising the corresponding line bridges and the associated, radially or axially protruding connection sections.
  • the bridges themselves are arranged radially and axially offset from one another and are nested as closely as possible, although the winding geometry must of course always be taken into account when designing the individual line bridges, which includes the position of the conductor ends to be connected Defined inside and outside perimeter.
  • the interconnection ring expediently has a housing in which the bridges are arranged, the preferably radially closed housing having corresponding lateral openings through which the connection sections protrude.
  • the connection ring is therefore designed as a fully assembled unit and as such can be placed axially or radially on the winding head and in relation to the conductor ends, e.g. placed between the protruding ends of the conductor. With the insertion, the corresponding connection sections are also positioned exactly with respect to the conductor ends that are to be connected to them, so that then only the welding has to take place.
  • the power connection or the connections of the HV terminal are arranged radially outside of the stator or the stator head.
  • the two or more conductor ends belonging to a phase, which are to be connected to the HV terminal are guided radially or axially outwards, that is to say bent outwards in a simple manner in the case of a radial arrangement, for example. This is easily possible with Leinicden on the outer circumference of the winding, since they are located radially outside of the interconnection ring.
  • the ends are preferably led radially over the connection ring, i.e. the connection ring is first inserted and connected during assembly. after which only the conductor ends on the inner circumference, if any are provided there, are bent radially outward so that they overlap the interconnection ring.
  • the power connection itself expediently has corresponding busbars, which are preferably also accommodated in a housing which is arranged radially laterally next to the stator or the winding head and from which the corresponding connection ends of the busbars protrude.
  • the line ends preferably overlap the busbars, so that simple welding can also take place here due to the overlap.
  • the invention also relates to an electrical machine to summarize a stator of the type described.
  • FIG. 1 shows a basic illustration in the form of a partial view of a stator according to the invention
  • Figure 2 is a partial view of the interconnection ring
  • FIG. 3 shows a schematic diagram of various line bridges of the connection ring from FIG. 2, and
  • Figure 4 is a partial view of the power connection.
  • FIG. 1 shows, in the form of a partial view, a basic illustration of a stator 1 according to the invention of an electrical machine, with a winding 2 comprising a plurality of conductors 3, which are assigned to three separate phases in the example shown.
  • Each conductor 3 is practically designed as a U-shaped bracket, with a plurality of such U-shaped conductors, often also called hairpins, to the winding 2, which is also called Winding basket can be referred to, are plugged together.
  • the plurality of conductors 3 define different radial planes R, as shown in FIG.
  • the conductors 3 stretch depending on the winding scheme from one radial plane to another radial plane, for example an adjacent radial plane, in the area in which they are connected to the conductor ends of the corresponding neighboring conductors leading to the phase.
  • the conductors are guided or bent and laid in such a way that corresponding recesses 4 result, which extend radially so that corresponding
  • Stator teeth 5 engage in these recesses 4 or the corresponding conductors are wound between the corresponding grooves of the stator teeth 5.
  • the basic structure of such a stator or a winding 2 wound from the separate brackets described is basically known.
  • These ends are associated with individual conductors, which in turn are assigned under different phases, which is why the conductor ends must be connected according to the routing diagram of the conductor 3.
  • a connection ring 7 is used, which is placed axially on the end face of the winding 2 and is arranged between the conductor ends 6 or engages between them.
  • the interconnection ring 7 comprises, as will be discussed below, a plurality of corresponding power bridges and connection sections 8 which protrude to the side from the housing 9 of the interconnection ring 7 and after inserting the interconnection ring 7 between the conductor ends 6 in the exact position next to the corresponding one Conductor end 6 are positioned with which they are to be connected.
  • the connection is made by simple welding, so that all conductors 3 are correctly and phase-specifically connected to one another when they are connected.
  • a power supply 14 is also provided, which is arranged radially next to the winding 2 in the area of its axial end.
  • This power supply 14, also called HV terminal, comprises a housing 10 in which the corresponding busbar NEN 11 are arranged, which ra gene with their connection terminals 12 from the housing.
  • connection terminals 12 are also provided in the example shown.
  • connection terminal 12 is to be connected to one phase of the winding 2. This is implemented in a simple manner in that two conductor ends 6a per phase are guided or bent radially outwards, as FIG. 1 clearly shows.
  • the at the arranged on the outer circumference of the winding 2 conductor ends 6a are relatively short and can be bent directly outwards, while the two conductor ends 6a arranged on the réelleum are longer and the interconnection ring 7 overgoes. They run above the connection terminals 12, so that a simple welded connection for contacting is possible there as well.
  • the connection to the power supply 14 takes place only when the conductors 3 are interconnected via the interconnection ring 7 with one another.
  • FIG. 2 shows a partial view of the interconnection ring 7 from FIG. 1.
  • the housing 9 is shown, which is accordingly in several parts and also enables radial encapsulation. It can be seen that the corresponding connection sections 8, which are assigned to different phases, protrude from the housing 9 through corresponding openings. As already described, the individual connection sections are assigned to different phases, that is to say connect different conductor ends 6.
  • connection section 8 a corresponding plurality of separate line bridges 13 are arranged in the interior of the housing 9, seven in the example shown, which are arranged axially and radially offset from one another.
  • the corresponding terminal sections 8 are formed, which in their entirety form a corresponding star distributor.
  • Corresponding conductor ends arranged offset in the circumferential direction can accordingly be connected accordingly on the inner and outer circumference via the line bridges 13 extending in the circumferential direction. den, so that the corresponding meander structure of the individual phase conductors is formed over it.
  • the line bridges 13 are also appropriately insulated or provided with an insulating coating or the like.
  • FIG. 4 shows, in an enlarged partial view, the power supply 14, al so the HV terminal, with its housing 10, which is also multi-part here and which completely encapsulates the power rails 11. It is designed to be slightly arched so that it can be placed on the side of the stator to suit its shape.
  • Each busbar 11 respekti ve each connection terminal 12 is assigned to a corresponding phase, these phases are usually referred to as U, V and W.
  • the housing 10 of the power connection 14 also has corresponding openings through which the individual connections protrude.
  • the conductor ends protrude axially on the inner and outer circumference, it is conceivable to provide head ends axially protruding only on the inner or only on the propositionum catch. Furthermore, the conductor ends can also protrude radially and be connected to the axially arranged connection ring. The connection ring can also be attached radially and contact can be made with the axially or radially protruding conductor ends. So there are different types of configurations both with regard to the conductor routing and the positioning of the interconnection ring possible.
  • connection section 8 of the line bridges can finally also protrude axially from the housing 9; an axial and radial arrangement is also conceivable, depending on the configuration of the guidance and positioning of the conductor ends.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Abstract

Stator für eine elektrische Maschine, mit einer Wicklung (2) umfassend eine Mehrzahl an einer oder mehreren Phasen zugeordneten Leitern (3), die untereinander verschaltet sind, wobei die Enden (6) zumindest eines Teils der Leiter (3) am Innenumfang und/oder am Außenumfang der Wicklung (2) axial oder radial über die Wicklung (2) hervorstehen, wobei ein Verschaltungsring (7) axial oder radial auf die Wicklung (2) aufgesetzt ist, an welchem die Leiter (3) angeschlossen sind, und wobei die Enden (6) jeweils wenigstens zweier einer Phase zugeordneter Leiter (6) radial oder axial nach außen hervorstehen und mit einem radial außerhalb der Wicklung (2) angeordneten Stromanschluss (14) verbunden sind.

Description

Stator für eine elektrische Maschine
Die Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine, mit einer Wicklung umfassend eine Mehrzahl an einer oder mehreren Phasen zugeordneten Leitern, die untereinander verschaltet sind.
Elektrische Maschinen umfassend einen Rotor und einen Stator kommen in unter schiedlichen Anwendungsbereichen zum Einsatz. Lediglich exemplarisch ist die Ver wendung von elektrischen Maschinen für elektrische Hybridfahrzeuge und Elektro fahrzeuge oder für Nabenantriebe zu nennen. Wird eine solche elektrische Maschine als Antriebsmaschine verwendet, ist sie zumeist als Innenläufer ausgeführt, das heißt, dass der Stator den innenliegenden Rotor umgibt. Über den Stator wird ein wandern des Magnetfeld erzeugt, über das die Rotation des Rotors erwirkt wird. Hierzu weist der Stator eine Wicklung auf, bestehend aus einer Vielzahl an Leitern, wobei die Leiter einer oder üblicherweise mehreren Phasen zugeordnet sind.
Nicht nur die Anzahl der Phasen geht in die Auslegung der Wicklungsgeometrie auf, sondern auch die Anzahl der Drähte pro Phase sowie die Anzahl der Drähte pro Nut innerhalb der Statorverzahnung und die Anzahl der Polpaare. Durch diese Vielfalt an Leitern und Wickelparametern entsteht ein komplexes Geflecht an Leitern, das in un terschiedlichen Wicklungstechnologien aufgebaut wird. Zu nennen sind beispielsweise die sogenannte Hairpin- oder Stabwellenwicklung. Hierbei werden die Leiter mittels U- förmig gebogener Stäbe, die zur Bildung eines Wicklungskorbes zusammengesteckt werden, gebildet. Die Leiter sind auf einer Mehrzahl an Radialebenen verlegt, wobei die Leiter quasi von Ebene zu Ebene wandern. Sie sind zur Bildung quasi mäander förmiger, umlaufender Leiter an ihren Enden entsprechend zu verbinden, was übli cherweise durch Verschweißen der Leiterenden, die benachbart zueinander liegen, erfolgt. Die Leiterenden laufen an einem Punkt respektive an einer Wicklungsseite in Form des sogenannten Sterns zusammen, wo sie miteinander verbunden werden. In diesem Bereich ist auch die Anbindung der einzelnen Phasen an eine externe Strom- Versorgung, die zur Erzeugung des Magnetfeldes dient, vorzunehmen, was oft aus Bauraumgründen nur sehr kompliziert zu realisieren ist.
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, einen möglichst kompakt aufgebau ten Stator anzugeben.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Stator der eingangs genannten Art erfin dungsgemäß vorgesehen, dass die Enden zumindest eines Teils der Leiter am Innen umfang und/oder am Außenumfang der Wicklung axial oder radial über die Wicklung hervorstehen, wobei ein Verschaltungsring axial oder radial auf die Wicklung aufge setzt ist, an welchem die Leiter angeschlossen sind, und wobei die Enden jeweils we nigstens zweier einer Phase zugeordneter Leiter radial oder axial nach außen hervor stehen und mit einem radial außerhalb der Wicklung angeordneten Stromanschluss verbunden sind.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die eigentliche Leiterverschaltung, also die Ver schaltung der einzelnen Leiter zur Bildung der entsprechenden phasenspezifischen Mäanderstrukturen, und die Verschaltung zur Kopplung mit der Stromversorgung über ein Hochvolt-Terminal zu trennen, wobei die Verschaltung quasi radial innenliegend und der Anschluss an die Stromversorgung radial außenliegend vorgesehen ist. Zur eigentlichen Leiterverschaltung dient ein Verschaltungsring, also ein separat auf die Wicklung aufgesetzter Leiterring, der erfindungsgemäß axial oder radial auf die Wick lung aufgesetzt ist. Dieser Verschaltungsring greift in den Bereich von am Innenum fang und/oder am Außenumfang der Wicklung axial oder radial hervorstehender Lei terenden, bei axialem Aufsetzen z.B. radial zwischen im Bereich des Innen- und Au ßenumfangs der Wicklung axial über die Wicklung hervorstehende Leiterenden. Die Leiterenden sind den einzelnen Leiterabschnitten, soweit diese nicht auf anderen, z.B. weiter innenliegenden Radialebenen miteinander verbunden sind, zugeordnet. Die Leiterenden werden an den Verschaltungsring angeschlossen, üblicherweise mit ihm entsprechend verschweißt, so dass über den Verschaltungsring die entsprechenden phasenspezifischen Leiterstrukturen respektive Leiterverbindungen erzeugt werden. Zur Verbindung der Wicklung mit dem eigentlichen Stromanschluss sind erfindungs gemäß entsprechende Leiterenden, die einer Phase zugeordnet sind, radial oder axial nach außen hervorstehend geführt. Ein radial neben dem Wicklungskopf angeordne ter Stromanschluss kann nun mit diesen radial oder axial nach außen geführten Lei terenden entsprechend verbunden werden, so dass der HV-Stromanschluss respekti ve die einzelnen phasenbezogenen Terminals mit den entsprechenden phasenspezi fischen Leiterenden verbunden, auch hier natürlich verschweißt werden können.
Aufgrund der quasi verschachtelten, z.B. axialen und radialen Anordnung von Ver schaltungsring und Stromversorgungsterminal ergibt sich ein sehr kompakter, platz sparender Aufbau. Darüber hinaus ist auch die Montage vereinfacht, da die über den Verschaltungsring zu verbindenden Leiter respektive Drähte lediglich abgelängt und in die entsprechende Position beim Zusammenstecken des Wicklungskorbes gebracht werden müssen, um mit den entsprechenden Verbindungsterminals des Verschal tungsrings verbunden zu werden, die natürlich entsprechend positioniert sind. Sowohl das Ablängen als natürlich auch das Zusammensetzen kann in einem automatisierten Montageprozess erfolgen, wie natürlich auch aufgrund der einfachen Verbindung von Leiterenden und Verschaltungsring entsprechende Toleranzen ausgeglichen werden können. Dies nicht zuletzt auch durch den Umstand, dass der Verschaltungsring und die Stromversorgung respektive das HV-Terminal zwei separate Baugruppen sind, die in unterschiedlichen Prozessschritten mit dem Stator respektive dann auch der ferti gen elektrischen Maschine verbunden werden.
Der Verschaltungsring weist zweckmäßigerweise mehrere separate Leitungsbrücken auf, an denen die Enden der Leiter angeschlossen sind. Diese Leitungsbrücken, bei denen es sich um entsprechend stabile Bleche handelt, die entsprechend geometrisch so geformt sind, dass sie die entsprechenden zu verbindenden Leiterenden erreichen, sind zu dem entsprechenden Schaltungsring gruppiert und ermöglichen ein einfaches Überbrücken entsprechender Abstände sowohl in Umfangs- als auch in Radialrich tung. Diese Leitungsbrücken sind natürlich, ebenso wie die einzelnen Leiter, gegenei nander isoliert. Für eine einfache Verbindung der Leitungsbrücken mit den entsprechenden Leiteren den weisen die Leitungsbrücken zweckmäßigerweise radial oder axial vorspringende Anschlussabschnitte auf, an denen die Enden der Leiter, die, da axial oder radial von der Wicklung vorstehend, in der Montagestellung neben den Anschlussabschnitten zu liegen kommen, angeschweißt werden. Der Verschaltungsring ist demzufolge als Sternverteiler ausgeführt, umfassend die entsprechenden Leitungsbrücken sowie die zugeordneten, radial oder axial vorspringenden Anschlussabschnitte.
Die Brücken selbst sind, zur Ermöglichung einer möglichst engen dichten Packung, radial und axial versetzt zueinander angeordnet und möglichst eng verschachtelt, wo bei bei der geometrischen Auslegung der einzelnen Leitungsbrücken natürlich stets die Wicklungsgeometrie zu berücksichtigen ist, welche die Lage der zu verbindenden Leiterenden sowohl am Innen- als auch am Außenumfang definiert.
Für eine einfache Handhabung weist der Verschaltungsring zweckmäßigerweise ein Gehäuse auf, in dem die Brücken angeordnet sind, wobei das bevorzugt radial ge schlossene Gehäuse entsprechende seitliche Durchbrechungen aufweist, durch die die Anschlussabschnitte ragen. Der Verschaltungsring wird demzufolge als fertig mon tierte Einheit ausgeführt und kann als solche axial auf oder radial an den Wicklungs kopf aufgesetzt und in Bezug zu den Leiterenden, z.B. zwischen die hervorstehenden Leiterenden gesetzt werden. Mit dem Einsetzen sind auch die entsprechenden An schlussabschnitte exakt bezüglich der Leiterenden, die mit ihnen zu verbinden sind, positioniert, so dass anschließend lediglich noch das Verschweißen erfolgen muss.
Wie beschrieben ist der Stromanschluss respektive sind die Anschlüsse des HV- Terminals radial außenliegend zum Stator respektive dem Statorkopf angeordnet. Die beiden oder mehreren einer Phase zugehörigen Leiterenden, die mit dem HV- Terminal zu verbinden sind, sind radial oder axial nach außen geführt, also bei radia ler Anordnung z.B. auf einfache Weise nach außen hin umgebogen. Dies ist bei Lei terenden am Außenumfang der Wicklung einfach möglich, da sie radial außerhalb des Verschaltungsrings liegen. Bei Leiterenden, die am Innenumfang liegen, werden die Enden bevorzugt radial über den Verschaltungsring geführt, das heißt, dass im Rah men der Montage zunächst der Verschaltungsring eingesetzt und angeschlossen wird, wonach erst die Leiterenden am Innenumfang, sofern dort welche vorgesehen sind, radial nach außen gebogen werden, so dass sie den Verschaltungsring übergreifen.
Der Stromanschluss selbst weist zweckmäßigerweise entsprechende Stromschienen auf, die bevorzugt ebenfalls in einem Gehäuse aufgenommen sind, das radial seitlich neben dem Stator respektive dem Wicklungskopf angeordnet ist und aus dem die ent sprechenden Anschlussenden der Stromschienen ragen. Die Leitungsenden übergrei fen bevorzugt die Stromschienen, so dass auch hier aufgrund der Überlappung eine einfache Verschweißung stattfinden kann.
Neben dem Stator selbst betrifft die Erfindung ferner eine elektrische Maschine, um fassend einen Stator der beschriebenen Art.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnah me auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
Figur 1 eine Prinzipdarstellung in Form einer Teilansicht eines erfindungsgemä ßen Stators,
Figur 2 eine Teilansicht des Verschaltungsrings,
Figur 3 eine Prinzipdarstellung verschiedener Leitungsbrücken des Verschal tungsrings aus Figur 2, und
Figur 4 eine Teilansicht des Stromanschlusses.
Figur 1 zeigt in Form einer Teilansicht eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemä ßen Stators 1 einer elektrischen Maschine, mit einer Wicklung 2 umfassend eine Mehrzahl an Leitern 3, die im gezeigten Beispiel drei separaten Phasen zugeordnet sind. Jeder Leiter 3 ist quasi als U-förmige Klammer ausgeführt, wobei eine Vielzahl solcher U-förmiger Leiter, oft auch Hairpins genannt, zu der Wicklung 2, die auch als Wicklungskorb bezeichnet werden kann, zusammengesteckt sind. Die Vielzahl der Leiter 3 definieren verschiedene Radialebenen R, wie in Figur 1 dargestellt. Hierzu er strecken sich die Leiter 3 je nach Wicklungsschema von einer Radialebene zu einer anderen Radialebene, beispielsweise einer benachbarten Radialebene, im Bereich welcher sie die mit den Leiterenden von entsprechenden benachbarten, den Phasen leiter weiterführenden Leitern verbunden sind.
Die Leiter sind so geführt respektive gebogen und verlegt, dass sich entsprechende Ausnehmungen 4 ergeben, die sich radial erstrecken, so dass entsprechende
Statorzähne 5 in diese Ausnehmungen 4 greifen respektive die entsprechenden Leiter zwischen die entsprechenden Nuten der Statorzähne 5 gewickelt sind. Der grundsätz liche Aufbau eines solchen Stators respektive einer aus den beschriebenen separaten Klammern gewickelten Wicklung 2 ist dem Grunde nach bekannt.
Bei dem erfindungsgemäßen Stator 1 sind die Enden 6 der Leiter 3, soweit die Enden 6 an dem Innenumfang und dem Außenumfang der ringförmigen Wicklung 2 enden respektive positioniert sind, axial vorspringend, das heißt, sie stehen axial von der Wicklung 2 ab. Diese Enden sind einzelnen Leitern zugehörig, die wiederum unter schiedlichen Phasen zugeordnet sind, weshalb die Leiterenden dem Verlegeschema der Leiter 3 entsprechend zu verschalten sind. Hierzu dient ein Verschaltungsring 7, der axial auf die Stirnseite der Wicklung 2 gesetzt wird und zwischen den Leiterenden 6 angeordnet ist, respektive zwischen diese eingreift. Der Verschaltungsring 7 um fasst, worauf nachfolgend noch eingegangen wird, eine Mehrzahl an entsprechenden Leistungsbrücken sowie an Anschlussabschnitten 8, die zur Seite hin aus dem Ge häuse 9 des Verschaltungsrings 7 hervorstehen und nach Einsetzen des Verschal tungsrings 7 zwischen die Leiterenden 6 positionsgenau neben dem entsprechenden Leiterende 6 positioniert sind, mit dem sie zu verbinden sind. Die Verbindung erfolgt durch einfaches Verschweißen, so dass mit dem Verbinden auch sämtliche Leiter 3 korrekt und phasenspezifisch miteinander verschaltet sind.
Vorgesehen ist des Weiteren eine Stromversorgung 14, die radial neben der Wicklung 2 im Bereich deren axialen Endes angeordnet ist. Diese Stromversorgung 14, auch HV-Terminal genannt, umfasst ein Gehäuse 10, in dem entsprechende Stromschie- nen 11 angeordnet sind, die mit ihren Anschlussterminals 12 aus dem Gehäuse ra gen.
Vorliegend ist wie beschrieben ein 3-Phasen-Stator gezeigt, weshalb im gezeigten Beispiel auch drei solcher Anschlussterminals 12 vorgesehen sind.
Jedes Anschlussterminal 12 ist mit einer Phase der Wicklung 2 zu verbinden. Dies ist auf einfache Weise dadurch realisiert, dass pro Phase zwei Leiterenden 6a radial nach außen geführt respektive gebogen sind, wie Figur 1 anschaulich zeigt. Die bei den am Außenumfang der Wicklung 2 angeordneten Leiterenden 6a sind relativ kurz und können direkt nach außen gebogen werden, während die beiden am Innenum fang angeordneten Leiterenden 6a länger sind und den Verschaltungsring 7 übergrei fen. Sie verlaufen oberhalb der Anschlussterminals 12, so dass auch dort eine einfa che Schweißverbindung zur Kontaktierung möglich ist. Der Anschluss an die Strom versorgung 14 erfolgt erst, wenn die Leiter 3 über den Verschaltungsring 7 miteinan der verschaltet sind.
Figur 2 zeigt eine Teilansicht des Verschaltungsrings 7 aus Figur 1. Gezeigt ist das Gehäuse 9, das entsprechend mehrteilig ist und auch eine radiale Kapselung ermög licht. Ersichtlich ragen aus dem Gehäuse 9 durch entsprechende Öffnungen die ent sprechenden Anschlussabschnitte 8, die unterschiedlichen Phasen zugeordnet sind. Die einzelnen Anschlussabschnitte sind, wie bereits beschrieben, unterschiedlichen Phasen zugeordnet, verbinden also unterschiedliche Leiterenden 6.
Zur Realisierung des Anschlussabschnitts 8 sind, siehe Figur 3, im Inneren des Ge häuses 9 eine entsprechende Vielzahl an separaten Leitungsbrücken 13 angeordnet, im gezeigten Beispiel sieben, die axial und radial versetzt zueinander angeordnet sind. Am jeweiligen Innen- oder Außenumfang der Leitungsbrücken 13 sind die ent sprechenden Anschlussabschnitte 8 ausgebildet, die in ihrer Gesamtheit einen ent sprechenden Sternverteiler bilden. Über die sich in Umfangsrichtung erstreckenden Leitungsbrücken 13 können demzufolge entsprechende in Umfangsrichtung versetzt angeordnete Leiterenden am Innen- und Außenumfang entsprechend verbunden wer- den, so dass die entsprechende Mäanderstruktur der einzelnen Phasenleiter hierüber gebildet wird.
Wie natürlich die Leiter 3 auch sind auch die Leitungsbrücken 13 entsprechend isoliert beziehungsweise mit einer Isolierungsbeschichtung oder dergleichen versehen.
Figur 4 zeigt schließlich in einer vergrößerten Teilansicht der Stromversorgung 14, al so das HV-Terminal, mit seinem auch hier mehrteiligen Gehäuse 10, das die Strom schienen 1 1 vollständig kapselt. Es ist leicht bogenförmig ausgeführt, so dass sie sich formangepasst seitlich neben den Stator setzen lässt. Jede Stromschiene 1 1 respekti ve jedes Anschlussterminal 12 ist einer entsprechenden Phase zugeordnet, wobei diese Phasen üblicherweise mit U, V und W bezeichnet werden. Wie auch das Ge häuse 9 des Verschaltungsrings 7 weist auch das Gehäuse 10 des Stromanschlusses 14 entsprechende Durchbrechungen auf, durch die die einzelnen Anschlüsse ragen.
Während beim gezeigten Ausführungsbeispiel die Leiterenden axial am Innen- und am Außenumfang vorstehen, ist es denkbar, nur am Innen- oder nur am Außenum fang Leiterenden axial vorstehend vorzusehen. Weiterhin können die Leiterenden auch radial abstehen und mit dem axial angeordneten Verschaltungsring verbunden sein. Auch kann der Verschaltungsring radial angesetzt werden, und mit den axial o- der radial abstehenden Leiterenden kontaktiert werden. Es sind also verschiedenarti ge Ausgestaltungen sowohl hinsichtlich der Leiterführung als auch der Positionierung des Verschaltungsrings möglich.
Die Anschlussabschnitt 8 der Leitungsbrücken können schließlich auch axial aus dem Gehäuse 9 hervorstehen, auch eine axiale und radiale Anordnung ist denkbar, je nach Ausgestaltung der Führung und Positionierung der Leiterenden. Bezuqszeichenliste
Stator
Wicklung
Leiter
Ausnehmung
Statorzahn
Leiterende
a Leiterende
Verschaltungsring
Anschlussabschnitt
Gehäuse
0 Gehäuse
1 Stromschiene
2 Anschlussterminal
3 Leitungsbrücke
4 Stromanschluss

Claims

Patentansprüche
1. Stator für eine elektrische Maschine, mit einer Wicklung (2) umfassend eine Mehrzahl an einer oder mehreren Phasen zugeordneten Leitern (3), die unter einander verschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (6) zumin dest eines Teils der Leiter (3) am Innenumfang und/oder am Außenumfang der Wicklung (2) axial oder radial über die Wicklung (2) hervorstehen, wobei ein Verschaltungsring (7) axial oder radial auf die Wicklung (2) aufgesetzt ist, an welchem die Leiter (3) angeschlossen sind, und wobei die Enden (6) jeweils wenigstens zweier einer Phase zugeordneter Leiter (6) radial oder axial nach außen hervorstehen und mit einem radial außerhalb der Wicklung (2) angeord neten Stromanschluss (14) verbunden sind.
2. Stator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Verschaltungsring (7) mehrere separate Leitungsbrücken (13) aufweist, an denen die Enden (6) angeschlossen sind.
3. Stator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsbrücken (13) radial oder axial vorspringende Anschlussabschnitte (8) aufweisen, an de nen die Enden (6) angeschlossen sind.
4. Stator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsbrü cken (13) radial und axial versetzt zueinander angeordnet sind.
5. Stator nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschaltungsring (7) ein Gehäuse (9) aufweist, in dem die Leitungsbrücken (13) angeordnet sind.
6. Stator nach Anspruch 5 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das radial ge schlossene Gehäuse (9) Durchbrechungen aufweist, durch die die Anschluss abschnitte (8) ragen.
7. Stator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radial oder axial nach außen geführten Enden (6a) eines am Innenum fang angeordneten Leiters (3) den Verschaltungsring (7) übergreifen.
8. Stator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromanschluss (14) eine der Anzahl an Phasen entsprechende Zahl an Stromschienen (11 ) umfasst.
9. Stator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschienen (11 ) in einem Gehäuse (10) aufgenommen sind.
10. Elektrische Maschine, umfassend einen Stator (1 ) nach einem der vorange henden Ansprüche.
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