EP4070437A1 - Stator einer rotierenden elektrischen maschine, rotierende elektrische maschine und antriebseinheit mit einer solchen maschine - Google Patents

Stator einer rotierenden elektrischen maschine, rotierende elektrische maschine und antriebseinheit mit einer solchen maschine

Info

Publication number
EP4070437A1
EP4070437A1 EP20841882.2A EP20841882A EP4070437A1 EP 4070437 A1 EP4070437 A1 EP 4070437A1 EP 20841882 A EP20841882 A EP 20841882A EP 4070437 A1 EP4070437 A1 EP 4070437A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stator
rotor
electrical machine
rotating electrical
drive unit
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.)
Withdrawn
Application number
EP20841882.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sebastian FETHKE
Frank MODES
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.)
Pendix GmbH
Original Assignee
Pendix GmbH
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 Pendix GmbH filed Critical Pendix GmbH
Publication of EP4070437A1 publication Critical patent/EP4070437A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
    • H02K1/146—Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/16—Stator cores with slots for windings
    • H02K1/165—Shape, form or location of the slots
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2786—Outer rotors
    • H02K1/2787—Outer rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/2789—Outer rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2791—Surface mounted magnets; Inset magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/03—Machines characterised by aspects of the air-gap between rotor and stator
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/15—Sectional machines
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H02K2203/12—Machines characterised by the bobbins for supporting the windings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Definitions

  • the invention relates generally to a rotating electrical machine in which electrical power is converted into mechanical power (electric motor) or from mechanical power into electrical power (electric generator) and which have a rotor and stator as essential components.
  • the invention also relates to a stator of such a rotating electrical machine.
  • the invention particularly relates to an electric motor or a generator of such a drive unit which is used for locomotion of motorized vehicles of various types.
  • a drive unit with an electric motor which is designed as a radial flux machine, and the rotor of which has a permanent magnet arrangement.
  • the invention also relates to an electrical generator, the stator of which the induction coils for generating a
  • the excitation can take place by means of permanent magnets or electromagnets arranged in the rotor, the first with the advancing development of high-performance magnets already for generators in the Megawatt range is usable and continues to gain in importance.
  • the invention also relates to a drive unit which is equipped with a rotating electrical machine according to the invention.
  • a drive unit for locomotion of a motorized vehicle is to be understood here as meaning those devices which serve to transmit power and for this purpose execute or support a rotation on the output side.
  • the power transmission is realized directly, for example by means of a single wheel drive or the like, or indirectly, for example by means of suitable transmission means such as traction mechanism, cardan shaft or the like.
  • Such drive units are known as electrical drives or auxiliary drives for transporting people or objects, for example for various land vehicles, including means of locomotion powered by muscle power. They are currently used for various electric vehicles, such as bicycles, scooters, Segway or the like.
  • a controlled combination of several drive units for larger vehicles is also known. With advancing development and diversification of locomotion, further fields of application can arise.
  • Such electric motors can be designed with an internal rotor or external rotor configuration. They have a stator which is connected to a frame or housing or the like that is stationary relative to the rotor.
  • the stator is made up of an essentially round stator body, viewed from the inside or outside contour Metal sheets formed.
  • the stator has circumferentially arranged stator teeth with intermediate stator slots which form poles for receiving coil windings, usually made of copper.
  • the stator teeth are connected to one another by a stator back yoke.
  • the term "essentially” includes contours that are formed, for example, by a polygon due to the shape of the stator teeth, the corners of the stator teeth being the plurality of corner points of the polygon and the round contour being perceived by the circle of the polygon.
  • the polygon such a stator is regularly a regular polygon with the same side lengths and the same interior angles.
  • the rotor of the electric motor is arranged coaxially to the stator in such a way that the rotor circumferentially surrounds the stator and can rotate around the stator.
  • the (possibly fictitious) inner circumferential surface of the rotor opposite the stator teeth has a permanent magnet arrangement such that an annular air gap, referred to as the working gap, is formed between the inner circumferential surface of the permanent magnet arrangement and the (possibly fictitious) outer circumferential surface of the stator.
  • the stator is often fixedly mounted on an axle or a hub, while the rotor assembly is rotatably mounted.
  • the position of the working gap and, directly connected to it, its effective radius, for example the center radius, is a parameter which has a significant influence on the torque of the machine.
  • Another parameter is the magnetic one Flux of the permanent magnet arrangement and the stator winding. The latter is characterized in particular by the degree of filling of the stator slots with the winding, with the manufacture of the winding and its density presenting particular challenges.
  • the basic structure of an electric generator is based on the same basic physical principle, electromagnetic induction, comparable to that of an electric motor, which is why both machines are collectively referred to as rotating electric machines and most of the parameters that affect performance apply to both machine types.
  • the invention is based on the object of specifying a rotating electrical machine with which the degree of filling and the mechanical or electrical power that can be generated can be increased compared to comparable machines, while the required installation space and the cost of materials can be reduced or at least retained.
  • stator according to claim 1 which can be used in a rotating electrical machine, ie in an electric motor or a generator.
  • the task is also carried out by a rotating Electric machine according to claim 9 and a drive unit using such a machine according to claim 13 solved.
  • the dependent claims relating to these claims describe advantageous embodiments of the subjects of the independent claims.
  • stator teeth and stator slots have geometries such that the stator teeth have a trapezoidal shape with an outwardly increasing tooth width or that the stator slots have parallel flanks.
  • shape of the stator teeth can be selected so that the stator slots are parallel slots so that they can be filled to the maximum by the windings of the two adjacent coils in each case. There is a separate one on each of the stator teeth
  • Coil winding of an induction coil arranged.
  • the separate coil windings allow the degree of filling of the stator slots to be optimized and reduce the cost of production compared to the known stator windings.
  • a certain fixing of the coil winding is also possible by means of an outwardly increasing width of the stator teeth at least in sections.
  • a fixability of the stator winding with an optimal degree of filling can be achieved, for example, if the stator tooth has the largest tooth width at its outer end, also referred to below as the fixing dimension.
  • the tooth width can steadily increase from its inner end towards the outer end.
  • the increase can only take place at a distance from its inner end and / or run discontinuously, with sections being able to have a trapezoidal shape.
  • the coil windings are formed by means of separate coils which have a coil body and a separate coil winding.
  • the bobbins can be in the shape of a prism or
  • each coil body has a coil body lying between the base and top surface and a passage running through at least the coil body and the base surface.
  • a coil winding is arranged on the outer surface of the coil body.
  • the passage in the coil body can, for example, have a square cross section. Other designs of the cross section are also possible, such as circular or n-angular with n as an element of the natural numbers and equal to or greater than 3.
  • the base and top surfaces of the coil body can be formed by an inner and outer coil flange.
  • a coil flange is to be understood here as a plate-shaped body which adjoins the coil body and protrudes circumferentially beyond its jacket surfaces.
  • a coil flange can thus represent a limitation for the coil winding.
  • At least the inner coil flange has a passage which with the
  • both spool flanges can have such a passage.
  • a rectangular shape of at least the outer coil flanges of the stator it is possible to produce an almost closed outer circumferential surface of the stator.
  • the terms outside and inside relate to the axis of the stator, so that external components have a larger radial distance and internal components have a smaller radial distance from the axis.
  • the bobbins can be made of plastic, it proving to be advantageous in comparison to the mushroom-shaped stator teeth of the laminated core known from the prior art that the bobbins according to the invention have no or at least have no significant influence on the cogging torque.
  • the design of the bobbin made of plastic supports the attachment. This is particularly the case when the coil body is designed to be completely or partially elastically deformable, so that at least its cross-sectional area can be deformed. In this way, the coil body can be pressed in one direction and thus the extension of the passage in the other direction, which is at right angles to it, can be increased. So it can easily be guided onto the trapezoidal stator tooth and fixed on it by relieving it.
  • stator slots are designed to be open to the outside and thus to the external rotor and the air gap between them. This means that the slots are not closed by the laminated core or other components of the stator, with the exception of the coils, as described below, which are closed, for example in order to fix the windings. In this way, the installation space of the rotor can be further reduced and the efficiency of an electrical machine in which the stator is used can be improved.
  • the individual coils can be prefabricated separately and fixed simply by being attached to the stator teeth.
  • the latter is also supported or simplified by the open stator slots and the trapezoidal shape of the stator teeth described.
  • Supplementary holding means for permanently holding the coils in their position can be arranged, for example as a function of the speed to be achieved be.
  • the construction space and / or the weight of the stator can be reduced by means of the embodiments according to the invention. In addition or as an alternative, it is thus possible to increase the torques that can be achieved by the electric motor.
  • the object of the invention is also achieved by a rotating electrical machine according to claim 9. As described above in the prior art, this includes both an electric motor and an electric generator.
  • Such a rotating electrical machine comprises a rotatably mounted rotor which has a hollow cylindrical permanent magnet arrangement formed from a plurality of segments.
  • the permanent magnet arrangement usually has a shape such that its inner and outer diameters are significantly larger than the height of the hollow cylinder of the magnet arrangement.
  • the segments of the permanent magnet arrangement are arranged in such a way that their magnetization directions change from segment to segment in defined steps.
  • the change takes place in such a way that the magnetic flux is increased over the inner lateral surface of the hollow cylinder facing the stator and thus in the air gap and is reduced over the opposite outer lateral surface.
  • Such an influencing of the magnetic flux is achieved by rotating each of the segments about an axis of the respective segment lying parallel to the lateral surface in the same direction of rotation by a defined angle, for example 90 °. With a rotation of the segments by 90 ° the magnetic pole changes from one segment to the next on the outer circumferential surface of the permanent magnet arrangement facing away from the air gap and remains the same on the inner circumferential surface of the permanent magnet arrangement. Smaller and larger angles, preferably in the range of 45 ° -90 °, are also possible, provided that the described one-sided reinforcement in the air gap can be implemented. The angles in question can be determined through experiments or simulations.
  • the rotating electrical machine further includes one
  • Stator which is connected to a component of the machine that is stationary relative to the rotor.
  • the connection between the stator and the relevant components can be made directly or via additional components.
  • the stator has at least one stator winding, by means of which a
  • Magnetic field is to be generated in the air gap described below between rotor and stator (electric motor) or in which current can be generated by means of electromagnetic induction (generator).
  • stator electric motor
  • generator electromagnetic induction
  • the rotor is arranged coaxially to the stator in such a way that the rotor circumferentially surrounds the stator, forming an annular air gap between rotor and stator, and the rotor can rotate around the stator.
  • the above-described rotation of the magnetic poles from segment to segment is preferably each 90 °, as explained in more detail below in the exemplary embodiment.
  • poles of the same type adjoin one another on the inner circumferential surface of the rotor and poles adjoin one another on the outer circumferential surface of the opposite kind. The consequence of this is that the magnetic flux is significantly increased in front of the inner circumferential surface and significantly reduced on the outer circumferential surface of the magnets of the rotor.
  • a ring encompassing the rotor can be optimized for holding and stabilizing the rotor.
  • the rotating electrical machine can be a drive unit which is designed for a motorized vehicle which is used to move people and / or goods and which comprises an electric motor.
  • a motorized vehicle which is used to move people and / or goods and which comprises an electric motor.
  • land vehicles in particular come into consideration as vehicles.
  • drives can also be used for watercraft and aircraft, for example in model construction.
  • the stator can be connected to the drive unit and / or to a component of the vehicle that is stationary relative to the rotor.
  • an electric auxiliary bicycle drive should be mentioned as an application of the drive unit according to the invention.
  • the stator is connected to the bicycle frame and the rotor to the rotatable part of the bottom bracket.
  • the improvement or optimization of performance and / or installation space and weight can be continued, since the degree of filling of the stator slots, which can be increased with the stator teeth and attached coils, is comparable to the magnetic field that can be generated with the stator and thus affects the performance of the machine.
  • a drive unit according to the invention of a motorized vehicle for moving people and / or goods comprises either an electric motor or an electric machine according to the invention designed as a generator according to the above description, since the structure according to the invention can be used both for the electric motor and for the generator.
  • a combination of the two is also possible, for example in a serial-hybrid drive in which the energy obtained with the generator is fed to the electric motor, for example, but not restrictively, via an accumulator.
  • the electric motor or generator according to the invention of such a drive concept can alternatively also be combined with a generator or electric motor of other designs.
  • Such a serial-hybrid drive can be used for a bicycle, for example, but not by way of limitation.
  • FIG. 2 shows a coil which can be plugged onto a stator tooth, in a sectional illustration.
  • the segment in FIG. 1 shows a stator 1 in part which trapezoidal stator teeth 3 and rectangular stator slots 5 (shown in dashed lines).
  • a coil 7 is attached to each stator tooth.
  • the coils 7 are constructed and arranged in such a way that the coil flanges 77 directly adjoining one another form the outer circumferential surface 11 of the stator 1 with the outer radius R a of the stator 1.
  • the rotor 13 is arranged concentrically to the stator 1 in such a way that an air gap 17 (also referred to as a working gap) exists between the outer circumferential surface 11 of the stator 1 and the inner circumferential surface 15 of the rotor 13.
  • the width of the air gap 17 is determined by the circumferentially uniform difference between the inner radius Ri of the inner circumferential surface 15 of the rotor 13 and the outer radius R a of the outer circumferential surface 11 of the stator 1.
  • the rotor 13 comprises a permanent magnet arrangement which is formed from a multiplicity of permanent magnets 19.
  • the magnets 19 each have a direction of magnetization which is shown in FIG. 1 by the north pole “N” and the south pole “S”.
  • the magnets 19 are designed and arranged in such a way that their direction of magnetization always rotates by 90 ° from one to the next, adjacent magnet.
  • the circumferential length L u 'of those magnets 19 which have a radial direction of magnetization is a multiple of the circumferential length L u "of the magnets 19 with a direction of magnetization at right angles thereto.
  • the magnets 19 are mounted on a ring 21, which serves as a return ring of the rotor 13 and optionally at the same time for stabilization.
  • the rotor 13 and the stator 1 are encased in a housing 23, of which only the annular closure closes see is.
  • FIG. 2 shows a coil 7, which has a coil former 71 with a rectangular cross section and a central passage 73.
  • a multi-layer, tight coil winding 75 is formed on the bobbin 71.
  • the coil winding 75 viewed radially, is delimited on the inside and outside (FIG. 1) by a respective coil flange 77.
  • the coil body 71 consists of an electrically insulating plastic and has flexible sections 79 on two opposite walls (represented by a kink in the wall). To attach the coils 7 to the stator teeth 3, the distance between these two walls can be increased by exerting a pressure force (shown by two arrows) on the other two walls. The compression causes the flexible sections 79 to be deformed outwards (shown by outwardly directed arrows) and thus an enlargement of the inner cross-section in this direction, so that the coil can be pushed over the outer, larger cross-section of a trapezoidal stator tooth 3.
  • the coil body 7 takes on its original shape again and is thereby fixed on the stator tooth 3.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine rotierende elektrische Maschine deren außenliegender Rotor eine Permanentmagnetanordnung aufweist. Die Erfindung betrifft ebenso einen Stator einer solchen rotierenden elektrischen Maschine. Zur Erhöhung der Performance und/oder Verminderung von Gewicht und/oder Bauraum wird eine Permanentmagnetanordnung mit Segmenten derart ändernder Magnetisierungsrichtungen angegeben, dass der magnetische Fluss über der dem Stator zugewandten Innenmantelfläche des Hohlzylinders und damit im Luftspalt verstärkt und über der gegenüber liegenden Außenmantelfläche vermindert ist. Für den Stator einer solchen Antriebseinheit werden Statorzähne in Trapezform vorgeschlagen mit nach außen zunehmender Zahnbreite, wobei auf den Statorzähnen jeweils eine Spulenwicklung angeordnet ist.

Description

Stator einer rotierenden elektrischen Maschine, rotierende elektrische Maschine und Antriebseinheit mit einer solchen
Maschine Die Erfindung betrifft allgemein eine rotierende elektrische Maschine, bei welcher eine Umwandlung von elektrischer in mechanische Leistung (Elektromotor) oder von mechanischer in elektrische Leistung (elektrischer Generator) erfolgt und einen Rotor und Stator als wesentliche Bestandteile aufweisen. Die Erfindung betrifft ebenso einen Stator einer solchen rotierenden elektrischen Maschine.
Die Erfindung betrifft insbesondere einen Elektromotor oder einen Generator einer solchen Antriebseinheit, welche zur Fortbewegung von motorisierten Fahrzeugen verschiedener Art verwendet wird. Sie betrifft insbesondere eine Antriebseinheit mit einem Elektromotor, der als Radialflussmaschine ausgeführt ist, und deren Rotor eine Permanentmagnetanordnung aufweist.
Die Erfindung betrifft ebenso einen elektrischen Generator, dessen Stator die Induktionsspulen zur Erzeugung eines
Magnetfelds aufweist. Die Erregung kann mittels im Rotor angeordneter Permanent- oder Elektromagneten erfolgen, wobei Erstes mit fortschreitender Entwicklung von Hochleistungsmagneten bereits auch für Generatoren im Megawattbereich verwendbar ist und weiter an Bedeutung gewinnt.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Antriebseinheit, welche mit einer erfindungsgemäßen rotierenden elektrischen Maschine ausgestattet ist.
Als Antriebseinheit zur Fortbewegung eines motorisierten Fahrzeugs sollen hier solche Vorrichtungen verstanden sein, die der Kraftübertragung dienen und dazu ausgangsseitig eine Rotation ausführen oder unterstützen. Die Kraftübertragung wird direkt, beispielsweise mittels Einzelradantrieb oder ähnlichem, oder indirekt, beispielsweise mittels geeignetem Übertragungsmittel wie Zugmittelgetriebe, Kardanwelle oder ähnlichem, realisiert. Derartige Antriebseinheiten sind zur Beförderung von Personen oder Gegenständen beispielsweise für verschiedene Landfahrzeuge, auch muskelkraftbetriebene Fortbewegungsmittel, als elektrische Antriebe oder Hilfsantriebe bekannt. Sie werden derzeit für verschiedene Elektrofahrzeuge verwendet, wie beispielsweise Fahrräder, Tretroller, Segway oder ähnlichem. Auch eine gesteuerte Kombination mehrerer Antriebseinheiten für größere Fahrzeuge ist bekannt. Mit voranschreitender Entwicklung und Diversifikation der Fortbewegung können sich weitere Anwendungsfelder ergeben.
Solche Elektromotoren können mit Innenläufer- oder Außenläuferkonfiguration ausgeführt sein. Sie weisen einen Stator auf, welcher mit einem, relativ zum Rotor, fest stehendem Gestell oder Gehäuse oder ähnlichem verbunden ist. Der Stator ist als ein, die Innen- bzw. Außenkontur betrachtet, im Wesentlichen runder Statorkörper aus Metallblechen gebildet. Der Stator weist umfänglich angeordnete Statorzähne mit zwischenliegenden Statornuten auf, welche Pole zur Aufnahme von Spulenwicklungen, regelmäßig aus Kupfer, bilden. Die Statorzähne sind durch einen Statorrückschluss miteinander verbunden. Der Begriff „im Wesentlichen" schließt solche Konturen ein, die beispielsweise aufgrund der Form der Statorzähne durch einen Polygonzug gebildet werden, wobei die Ecken der Statorzähne die Vielzahl der Eckpunkte des Polygonzugs sind und die runde Kontur durch den Kreis des Polygons wahrgenommen wird. Das Polygon eines solchen Stators ist regelmäßig ein reguläres Polygon mit gleichen Seitenlängen und gleichen Innenwinkeln.
Der Rotor des Elektromotors ist im Fall der Außenläuferkonfiguration derart koaxial zum Stator angeordnet, dass der Rotor den Stator umfänglich umschließt und sich um den Stator drehen kann. Die den Statorzähnen gegenüberliegende (gegebenenfalls fiktive) Innenmantelfläche des Rotors weist eine Permanentmagnetanordnung dergestalt auf, dass zwischen der Innenmantelfläche der Permanentmagnetanordnung und der (gegebenenfalls fiktiven) Außenmantelfläche des Stators ein ringförmiger Luftspalt, als Arbeitsspalt bezeichnet, ausgebildet ist. Bei einer solchen Konfiguration ist der Stator häufig auf einer Achse oder einer Nabe feststehend montiert, während die Rotoranordnung drehbar gelagert ist.
Die Lage des Arbeitsspaltes und damit unmittelbar verbunden dessen Wirkradius, beispielsweise der Mittelradius, ist ein Parameter, welcher wesentlichen Einfluss auf das Drehmoment der Maschine hat. Ein weiterer Parameter ist der magnetische Fluss der Permanentmagnetanordnung und der Statorwicklung. Letztere ist insbesondere durch den Füllgrad der Statornuten mit der Wicklung charakterisiert, wobei die Herstellung der Wicklung und deren Dichte besondere Herausforderungen darstellen.
Der grundlegende Aufbau eines elektrischen Generators ist aufgrund des gleichen physikalischen Grundprinzips, der elektromagnetischen Induktion, vergleichbar dem eines Elektromotors, weshalb beide Maschinen zusammenfassend als rotierende elektrische Maschinen bezeichnet werden und ein Großteil der die Leistungsfähigkeit beeinflussenden Parameter auf beide Maschinentypen zutreffen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine rotierende elektrische Maschine anzugeben, mit welcher der Füllgrad und die erzeugbare mechanische oder elektrische Leistung gegenüber vergleichbaren Maschinen erhöht werden können, und dabei der erforderliche Bauraum sowie der Materialaufwand reduziert oder zumindest beibehalten werden können.
Mit Bezug auf eine Antriebseinheit mit einem Elektromotor mit Radialflusskonfiguration sollen im Vergleich zum Stand der Technik insbesondere höhere Drehmomente und/oder kleinere Maschinen erzielbar sein. Dies ist insbesondere für die Außenläuferkonfiguration wünschenswert, welche für die oben angeführten Antriebe und Hilfsantriebe zur Personen- und Güterbeförderung verwendet werden.
Die Aufgabe wird durch einen Stator gemäß Anspruch 1 gelöst, welcher in einer rotierenden elektrischen Maschine, d. h. in einem Elektromotor oder einem Generator, verwendet werden kann. Die Aufgabe wird auch durch eine rotierende elektrische Maschine gemäß Anspruch 9 und eine Antriebseinheit unter Verwendung einer solchen Maschine gemäß Anspruch 13 gelöst. Die jeweils auf diese Ansprüche bezogenen abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche.
Nachfolgend werden zur Realisierung der Erfindung verwendete Merkmale beschrieben. Diese wird der Fachmann in verschiedenen Ausführungsformen verschieden miteinander kombinieren, soweit ihm das für einen Anwendungsfall sinnvoll und geeignet erscheint.
Erfindungsgemäß weisen die Statorzähne und Statornuten Geometrien derart auf, dass die Statorzähne eine Trapezform mit nach außen zunehmender Zahnbreite oder dass die Statornuten parallel verlaufende Flanken haben. Auch eine Kombination beider Merkmale ist möglich. Dazu kann die Form der Statorzähne so gewählt werden, dass die Statornuten Parallelnuten sind, so dass diese durch die Wicklungen der jeweils beiden benachbarten Spulen maximal gefüllt sein können. Auf den Statorzähnen ist jeweils eine separate
Spulenwicklung einer Induktionsspule angeordnet.
Die separaten Spulenwicklungen gestatten eine Optimierung des Füllgrades der Statornuten und reduzieren den Aufwand zur Herstellung im Vergleich zu den bekannten Statorwicklungen. Mittels einer zumindest abschnittsweise nach außen zunehmenden Breite der Statorzähne ist zudem eine gewisse Fixierung der Spulenwicklung möglich.
Eine Fixierbarkeit der Statorwicklung mit optimalem Füllgrad kann beispielsweise erzielt werden, wenn der Statorzahn an seinem äußeren Ende die größte Zahnbreite, nachfolgend auch als Fixiermaß bezeichnet, aufweist. Beispielsweise kann die Zahnbreite von seinem inneren Ende beginnend zum äußeren Ende hin stetig zunehmen. Alternativ kann die Zunahme erst mit einem Abstand von seinem inneren Ende erfolgen und/oder unstetig verlaufen, wobei abschnittsweise Trapezform ausgebildet sein kann. Auch in dieser Ausführung ist es von Vorteil, wenn zumindest der außenliegende Abschnitt die Trapezform aufweist und das äußere Ende das Fixiermaß aufweist.
Entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Spulenwicklungen mittels separater Spulen ausgebildet, welche einen Spulenkörper und eine eigene Spulenwicklung aufweisen.
In Abhängigkeit von der Ausführung der Statorzähne, beispielsweise der Breitendifferenz des Trapezes der Statorzähne und der Ausführung des Spulenkörpers kann dessen Gestalt mit der Trapezform der Statorzähne korrespondieren. Die Spulenkörper können die Form eines Prismas oder
Zylinders aufweisen. Sie sind derart ausgebildet, dass die Spulen auf den Statorzähnen montiert werden können, indem die Statorzähne sich vollständig oder teilweise in den Spulenkörper erstrecken. Zu diesem Zweck weist jeder Spulenkörper einen zwischen Grund- und Deckfläche liegenden Spulenkörper und einen durch zumindest den Spulenkörper und die Grundfläche verlaufenden Durchgang auf. Auf der Mantelfläche des Spulenkörpers ist eine Spulenwicklung angeordnet. Der Durchgang im Spulenkörper kann beispielsweise einen viereckigen Querschnitt aufweisen. Auch andere Gestaltungen des Querschnitts sind möglich, wie kreisförmig oder n-eckig mit n als Element der natürlichen Zahlen und gleich oder größer 3. Die Grund- und Deckflächen des Spulenkörpers können gemäß einer Ausführungsform durch einen inneren und äußeren Spulenflansch gebildet sein. Diese können eine an den Durchgang im Spulenkörper angepasste oder davon abweichende Form haben. Als Spulenflansch soll hier ein plattenförmiger Körper verstanden sein, welcher sich an den Spulenkörper anschließt und umlaufend über dessen Mantelflächen hinausragt. Damit kann ein Spulenflansch eine Begrenzung für die Spulenwicklung darstellen. Zumindest der innere Spulenflansch weist einen Durchgang auf, welcher mit dem
Durchgang des Spulenkörpers korrespondiert. Optional können beide Spulenflansche einen solchen Durchgang aufweisen. Mit einer rechteckigen Form zumindest der äußeren Spulenflansche des Stators ist die Herstellung einer nahezu geschlossenen Außenmantelfläche des Stators möglich.
Die Begriffe außen und innen beziehen sich auf die Achse des Stators, so dass außenliegende Komponenten einen größeren und innen liegende Komponenten einen geringeren radialen Abstand zur Achse haben. Entsprechend einer Ausgestaltung können die Spulenkörper aus Kunststoff ausgebildet sein, wobei es sich im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten pilzförmigen Statorzähnen des Blechpakets als vorteilhaft erweist, dass die erfindungsgemäßen Spulenkörper keinen oder zumindest keinen signifikanten Einfluss auf das Rastmoment haben.
Zudem kann das Aufstecken durch die Gestaltung der Spulenkörper aus Kunststoff unterstützt werden. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn der Spulenkörper vollständig oder abschnittsweise elastisch verformbar ausgeführt ist, so dass sich zumindest dessen Querschnittsfläche deformieren lässt. Auf diese Weise kann der Spulenkörper in einer Richtung gepresst und so die Ausdehnung des Durchganges in der anderen, rechtwinklig dazu stehenden Richtung vergrößert werden. So lässt er sich leicht auf den trapezförmigen Statorzahn führen und durch Entlastung auf diesem fixieren.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Statornuten nach außen und damit zum Außenläufer und dem zwischenliegenden Luftspalt offen ausgebildet. Das heißt, dass die Nuten nicht durch das Blechpaket oder andere Komponenten des Stators verschlossen sind, ausgenommen der Spulen, wie nachfolgend beschrieben, verschlossen sind, beispielsweise um die Wicklungen zu fixieren. Auf diese Weise ist der Bauraum des Rotors weiter reduzierbar und die Effizienz einer elektrischen Maschine, in welcher der Stator verwendet wird, zu verbessern.
Die einzelnen Spulen können separat vorgefertigt und allein durch ein Aufstecken auf den Statorzähnen fixiert werden. Letzteres wird auch durch die offenen Statornuten und beschriebene Trapezform der Statorzähne unterstützt bzw. vereinfacht. Ergänzende Haltemittel zum beständigen Halten der Spulen in ihrer Lage können, beispielsweise in Abhängigkeit von der zu realisierenden Drehzahl, angeordnet sein.
Mittels der erfindungsgemäßen Ausführungsformen können der Bauraum und/oder das Gewicht des Stators reduziert werden. Ergänzend oder alternativ ist damit eine Erhöhung der erzielbaren Drehmomente des Elektromotors möglich.
Die Aufgabe der Erfindung wird darüber hinaus durch eine rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 9 gelöst. Wie oben zum Stand der Technik beschrieben schließt das sowohl einen Elektromotor als auch einen elektrischen Generator ein.
Eine solche rotierende elektrische Maschine umfasst einen drehbar gelagerten Rotor, welcher eine aus mehreren Segmenten ausgebildete, hohlzylinderförmige Permanentmagnetanordnung aufweist. Regelmäßig hat die Permanentmagnetanordnung eine solche Gestalt, dass deren Innen- und Außendurchmesser deutlich größer sind, als die Höhe des Hohlzylinders der Magnetanordnung.
Die Segmente der Permanentmagnetanordnung sind so angeordnet, dass sich deren Magnetisierungsrichtungen von Segment zu Segment in definierten Schritten ändern. Die
Änderung erfolgt derart, dass der magnetische Fluss über der dem Stator zugewandten Innenmantelfläche des Hohlzylinders und damit im Luftspalt verstärkt und über der gegenüber liegenden Außenmantelfläche vermindert ist. Eine solche Beeinflussung des magnetischen Flusses wird durch das Drehen jedes der Segmente um eine parallel zur Mantelfläche liegende Achse des jeweiligen Segments in jeweils derselben Drehrichtung um einen definierten Winkel, beispielsweise 90°, erzielt. Bei einer Drehung der Segmente um jeweils 90° wechselt der Magnetpol von einem Segment zum nächsten an der dem Luftspalt abgewandten Außenmantelfläche der Permanentmagnetanordnung und bleibt der gleiche an der Innenmantelfläche der Permanentmagnetanordnung. Auch geringere und größere Winkel, bevorzugt im Bereich von 45° - 90°, sind möglich, soweit damit die beschriebene einseitige Verstärkung im Luftspalt realisierbar ist. Die in Frage kommenden Winkel können durch Versuche oder Simulationen ermittelt werden. Die rotierende elektrische Maschine umfasst weiter einen
Stator, welcher mit einer, relativ zum Rotor, fest stehenden Komponente der Maschine verbunden ist. Die Verbindung zwischen Stator und der betreffenden Komponenten kann direkt oder über weitere Komponenten erfolgen. Der Stator weist zumindest eine Statorwicklung auf, mittels der ein
Magnetfeld im nachfolgend beschriebenen Luftspalt zwischen Rotor und Stator zu erzeugen ist (Elektromotor) oder in welcher Strom mittels elektromagnetischer Induktion generierbar ist (Generator). Der Stator weist eine der zuvor beschriebenen Ausführungsformen auf.
Der Rotor ist derart koaxial zum Stator angeordnet, dass der Rotor den Stator, unter Ausbildung eines ringförmigen Luftspalts zwischen Rotor und Stator, umfänglich umschließt und der Rotor sich um den Stator drehen kann. Die oben beschriebene Drehung der Magnetpole von Segment zu Segment erfolgt bevorzugt jeweils um 90°, wie nachfolgend im Ausführungsbeispiel näher erläutert. Auf diese Weise grenzen an der Innenmantelfläche des Rotors Pole gleicher Art aneinander und an der Außenmantelfläche Pole entgegengesetzter Art. Das hat zur Folge, dass der Magnetfluss sich vor der Innenmantelfläche signifikant verstärkt und an der Außenmantelfläche der Magnete des Rotors wesentlich reduziert. Die Reduzierung des Magnetflusses an der Außenmantelfläche des Rotors gestattet eine Reduzierung oder Vermeidung des Rückschlussringes am Rotor, wodurch sich der Bauraum des Rotors verringern lässt. Alternativ oder ergänzend kann ein den Rotor umfassender Ring für die Halterung und Stabilisierung des Rotors optimiert werden.
Entsprechend eine Ausgestaltung der Erfindung kann die rotierende elektrische Maschine eine Antriebseinheit sein, welche für ein motorisiertes Fahrzeug ausgebildet, das der Fortbewegung von Personen und/oder Gütern dient und einen Elektromotor umfasst. Als Fahrzeug kommen nach derzeitigem Entwicklungsstand insbesondere Landfahrzeuge in Betracht. Aber auch für Wasser- und Luftfahrzeuge sind derartige Antriebe anwendbar, beispielsweise im Modellbau.
In einer solchen Anwendung ist der Stator mit der Antriebseinheit und/oder mit einer, relativ zum Rotor, fest stehenden Komponente des Fahrzeugs verbindbar.
Beispielhaft, aber nicht beschränkend soll ein elektrischer Fahrradhilfsantrieb als Anwendung der erfindungsgemäßen Antriebseinheit genannt werden. Bei diesem ist der Stator mit dem Fahrradrahmen verbunden und der Rotor mit dem drehbaren Teil des Tretlagers.
Die oben beschriebene, mit der Permanentmagnetanordnung erzielbare Erhöhung des Magnetflusses im Luftspalt zwischen Rotor und Stator gestattet die Erzielung eines höheren Drehmoments der rotierenden elektrischen Maschine, welches durch die Wechselwirkung der beiden Magnetfelder im Luftspalt erzeugt wird. Dieser Effekt lässt sich ebenfalls für eine Erhöhung der Leistung einer Antriebseinheit nutzen, welche eine solche elektrische Maschine verwendet und/oder zur Reduzierung des Bauraums bzw. Gewichts der elektrischen Maschine und damit auch der Antriebseinheit.
Bei Verwendung eines Stators nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen lässt sich die Verbesserung bzw. Optimierung von Leistung und/oder Bauraum und Gewicht fortsetzen, da der mit den Statorzähnen und aufgesteckten Spulen vergrößerbare Füllgrad der Statornuten sich vergleichbar auf das mit dem Stator erzeugbare Magnetfeld und damit die Performance der Maschine auswirkt.
Gleiches trifft auf eine optionale Ausgestaltung der Segmente der Permanentmagnetanordnung zu, in der die nach ihrer Magnetisierungsrichtung unterschiedenen Segmenttypen voneinander abweichende umfängliche Ausdehnung haben. Als „umfängliche" Ausdehnung ist jene Länge der MagnetSegmente gemeint, welche den Anteil des jeweiligen Segments am Gesamtumfang der Permanentmagnetanordnung kennzeichnet. Über diese Ausdehnung kann eine weitere Optimierung des Laufs und der Performance des Rotors erzielt werden. Werden beispielsweise jene Segmente, deren Magnetpole radial ausgerichtet sind, breiter ausgeführt als jene mit dazu gedrehter Magnetausrichtung, kann die Verschiebung des Magnetflusses in Richtung Stator und damit Magnetfluss im Luftspalt weiter erhöht werden. Eine erfindungsgemäße Antriebseinheit eines motorisierten Fahrzeugs zur Fortbewegung von Personen und/oder Gütern umfasst entweder eine als Elektromotor oder eine als Generator ausgebildete erfindungsgemäße elektrische Maschine gemäß obiger Beschreibung, da der erfindungsgemäße Aufbau sowohl für den Elektromotor als auch für den Generator verwendbar ist. Auch eine Kombination von beiden ist möglich, beispielsweise in einem seriell-hybriden Antrieb, in welchem die mit dem Generator gewonnene Energie, beispielsweise jedoch nicht beschränkend über einen Akkumulator dem Elektromotor zugeführt wird. Der erfindungsgemäße Elektromotor oder Generator eines solchen Antriebskonzepts ist alternativ auch mit einem Generator bzw. Elektromotor anderer Ausführungen kombinierbar. Ein derartiger seriell-hybrider Antrieb ist beispielsweise, jedoch nicht beschränkend, für ein Fahrrad verwendbar.
Die Erfindung soll nachfolgend beispielhaft, jedoch nicht beschränkend anhand von Zeichnungen einer Antriebseinheit näher erläutert werden. Die zugehörigen Figuren zeigen in Fig. 1 ein Segment der Rotor-Stator-Einheit der erfindungsgemäßen Antriebseinheit in der Draufsicht und
Fig. 2 eine Spule, welche auf eine Statorzahn aufsteckbar ist, in Schnittdarstellung.
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen sind nur schematisch in dem Umfang dargestellt, wie es zur Erläuterung der Erfindung erforderlich ist. Sie erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit oder Maßstäblichkeit.
Das Segment in Fig. 1 zeigt auszugsweise einen Stator 1 welcher trapezförmige Statorzähne 3 und rechteckige Statornuten 5 (gestrichelt dargestellt) aufweist. Auf jeden Statorzahn ist eine Spule 7 aufgesteckt. Die Spulen 7 sind derart konstruiert und angeordnet, dass die Spulenflansche 77 unmittelbar aneinander grenzend die Außenmantelfläche 11 des Stators 1 mit dem Außenradius Ra des Stators 1 bilden.
Konzentrisch zum Stator 1 ist der Rotor 13 derart angeordnet, dass zwischen der Außenmantelfläche 11 des Stators 1 und der Innenmantelfläche 15 des Rotors 13 ein Luftspalt 17 (auch als Arbeitsspalt bezeichnet) besteht. Die Breite des Luftspalts 17 ist durch die umlaufend gleichmäßige Differenz zwischen Innenradius Ri der Innenmantelfläche 15 des Rotors 13 und dem Außenradius Ra der Außenmantelfläche 11 des Stators 1 bestimmt. Der Rotor 13 umfasst eine Permanentmagnetanordnung, die aus einer Vielzahl von Permanentmagneten 19 gebildet ist. Die Magnete 19 weisen jeweils eine Magnetisierungsrichtung auf, die in Fig. 1 durch Nordpol „N" und Südpol „S" dargestellt ist. Die Magnete 19 sind derart ausgebildet und angeordnet, dass deren Magnetisierungsrichtung von einem zum nächsten, benachbarten Magnet stets um 90° dreht. Die umfängliche Länge Lu ' jener Magnete 19, welche eine radiale Magnetisierungsrichtung aufweisen beträgt ein Mehrfaches der umfänglichen Länger Lu" der Magnete 19 mit rechtwinklig dazu liegender Magnetisierungsrichtung.
Die Magnete 19 sind an einem Ring 21 montiert, welcher als Rückschlussring des Rotors 13 und optional gleichzeitig der Stabilisierung dient. Rotor 13 und Stator 1 werden von einem Gehäuse 23 umhüllt, von dem nur der ringförmige Abschluss zu sehen ist.
Fig. 2 zeigt eine Spule 7, welche einen Spulenkörper 71 mit rechteckigem Querschnitt und einem zentralen Durchgang 73 aufweist. Auf dem Spulenkörper 71 ist eine mehrlagige, dichte Spulenwicklung 75 ausgebildet. Die Spulenwicklung 75 ist, radial betrachtet, innen und außen (Fig. 1) durch jeweils einen Spulenflansch 77 begrenzt.
Der Spulenkörper 71 besteht aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff und weist an zwei gegenüberliegenden Wandungen flexible Abschnitte 79 auf (dargestellt durch einen Knick in der Wandung). Zum Aufstecken der Spulen 7 auf die Statorzähne 3 kann der Abstand zwischen diesen beiden Wandungen vergrößert werden, indem auf die anderen beiden Wandungen eine Druckkraft (dargestellt durch zwei Pfeile) ausgeübt wird. Die Pressung bewirkt eine Verformung der flexiblen Abschnitte 79 nach außen (dargestellt durch nach außen gerichtete Pfeile) und damit eine Vergrößerung des Innenquerschnitts in dieser Richtung, so dass die Spule über den äußeren, größeren Querschnitts eines trapezförmigen Statorzahns 3 geschoben werden kann. Nach Beendigung der
Pressung nimmt der Spulenkörper 7 wieder seine ursprüngliche Form an und ist dadurch auf dem Statorzahn 3 fixiert.

Claims

Pendix GmbH 08056 Zwickau Stator einer rotierenden elektrischen Maschine, rotierende elektrische Maschine und Antriebseinheit mit einer solchenMaschine Patentansprüche
1. Stator ausgebildet zur Verwendung in einem Elektromotor mit Außenläufer, wobei der Stator einen aus zumindest einem Metallblech gebildeten Statorkörper aufweist, dessen
Außenkontur eine im Wesentlichen runde Form aufweist, wobei der Statorkörper umfänglich Statorzähne mit zwischenliegenden Statornuten aufweist, die Statorzähne durch einen Statorrückschluss miteinander verbunden sind und wobei durch die Statornuten Spulenwicklungen verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorzähne eine Trapezform aufweisen mit nach außen zunehmender Zahnbreite und/oder dass die Statornuten parallele Flanken aufweisen und dass auf den Statorzähnen jeweils eine Spulenwicklung einer Induktionsspule angeordnet ist.
2. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenwicklungen mittels separater Spulen ausgebildet sind, wobei die Spulen jeweils einen Spulenkörper umfassen, welcher einen zwischen Grund- und Deckfläche verlaufenden Durchgang aufweist und eine auf der Mantelfläche gewickelte Spulenwicklung trägt.
3. Stator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Grund- und Deckfläche der Spulen durch einen inneren und äußeren Spulenflansch gebildet sind.
4. Stator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen auf den Statorzähnen aufgesteckt sind.
5. Stator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenkörper aus Kunststoff bestehen.
6. Stator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenkörper zumindest abschnittsweise derart elastisch verformbar ausgeführt sind, dass dessen Querschnittsfläche deformierbar sind.
7. Stator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Statornuten nach außen offen ausgebildet sind.
8. Stator nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Spulenflansche rechteckige Form aufweisen zur Bildung einer Außenmantelfläche des Stators.
9. Rotierende elektrische Maschine, welche folgende Komponenten aufweist: — einen drehbar gelagerten Rotor,
— wobei der Rotor eine aus mehreren Segmenten ausgebildete, hohlZylinderförmige Permanentmagnetanordnung aufweist,
— einen Stator, welcher mit einer, relativ zum Rotor fest stehenden Komponente der Maschine verbunden ist, — wobei der Rotor derart koaxial zum Stator angeordnet, dass der Rotor den Stator, unter Ausbildung eines ringförmigen Luftspalts zwischen Rotor und Stator, umfänglich umschließt und der Rotor sich um den Stator drehen kann, und
— wobei der Stator Induktionsspulen zur Bildung eines Magnetfeldes im Luftspalt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
— der Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist und
— die Magnetisierungsrichtungen der Segmente der Permanentmagnetanordnung sich von Segment zu Segment derart ändern, dass der magnetische Fluss über der dem Stator zugewandten Innenmantelfläche des Hohlzylinders und damit im Luftspalt verstärkt und über der gegenüber liegenden Außenmantelfläche vermindert ist.
10. Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Elektromotor oder ein Generator einer Antriebseinheit eines motorisierten Fahrzeugs zur Fortbewegung von Personen und/oder Gütern ist, wobei der Stator mit einer, relativ zum Rotor, fest stehenden Komponente der Antriebseinheit verbunden oder einer, relativ zum Rotor, fest stehenden Komponente des Fahrzeugs verbindbar ist,
11. Rotierende elektrische Maschine nach einem der
Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die nach ihrer Magnetisierungsrichtung unterschiedenen Segmenttypen voneinander abweichende umfängliche Ausdehnung haben.
12. Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmenttypen, deren Magnetisierungsrichtung radial ausgerichtet ist, die größte umfängliche Ausdehnung aufweisen.
13. Rotierende elektrische Maschine nach einem der
Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnetanordnung von einem konzentrischen Haltering umschlossen ist, welcher direkt an die Magnete angrenzt.
14. Antriebseinheit eines motorisierten Fahrzeugs zur Fortbewegung von Personen und/oder Gütern, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit eine als Generator ausgebildete elektrische Maschine und/oder eine als Elektromotor ausgebildete elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 9 bis 13 aufweist.
15. Antriebseinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit eine serielle Kopplung aufweist mit einem Generator nach einem der Ansprüche 9 bis 13 als vorderem seriellen Glied und einem Elektromotor nach einem der Ansprüche 9 bis 13 als hinterem seriellen Glied.
EP20841882.2A 2019-12-06 2020-12-07 Stator einer rotierenden elektrischen maschine, rotierende elektrische maschine und antriebseinheit mit einer solchen maschine Withdrawn EP4070437A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019133409.8A DE102019133409A1 (de) 2019-12-06 2019-12-06 Stator einer rotierenden elektrischen Maschine und rotierende elektrische Maschine
PCT/DE2020/200109 WO2021110223A1 (de) 2019-12-06 2020-12-07 Stator einer rotierenden elektrischen maschine, rotierende elektrische maschine und antriebseinheit mit einer solchen maschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4070437A1 true EP4070437A1 (de) 2022-10-12

Family

ID=74184330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20841882.2A Withdrawn EP4070437A1 (de) 2019-12-06 2020-12-07 Stator einer rotierenden elektrischen maschine, rotierende elektrische maschine und antriebseinheit mit einer solchen maschine

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230006483A1 (de)
EP (1) EP4070437A1 (de)
CN (1) CN114766074A (de)
DE (1) DE102019133409A1 (de)
WO (1) WO2021110223A1 (de)

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5280209A (en) * 1989-11-14 1994-01-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Permanent magnet structure for use in electric machinery
DE4310226A1 (de) * 1993-03-31 1994-10-06 Philips Patentverwaltung Mittels Permanentmagneten erregter elektrischer Motor
DE102004035724A1 (de) * 2004-07-23 2006-02-16 Minebea Co., Ltd. Elektrische Maschine
US20110012463A1 (en) * 2007-08-01 2011-01-20 Gerald David Duncan appliance, rotor and magnet element
JP2010166788A (ja) * 2009-01-19 2010-07-29 Denso Corp 単相交流発電機及びその製造方法
JP2012531354A (ja) * 2009-06-25 2012-12-10 フィスカー オートモーティブ インコーポレイテッド マルチモーターハイブリッドドライブシステムのための直接的な電気的接続
JP5515478B2 (ja) * 2009-07-17 2014-06-11 株式会社安川電機 周期磁界発生装置およびそれを用いたリニアモータ、回転型モータ
JP5004110B2 (ja) * 2010-07-30 2012-08-22 本田技研工業株式会社 アウターロータ型突極集中巻き電動機
DE102013104392A1 (de) * 2013-04-30 2014-10-30 Minebea Co., Ltd. Statoranordnung für eine elektrische Maschine, insbesondere einen bürstenlosen Gleichstrommotor und Verfahren zu deren Herstellung
WO2015044949A2 (en) * 2013-09-25 2015-04-02 Tvs Motor Company Limited Electrical member for electrical machines
JP6307876B2 (ja) * 2013-12-26 2018-04-11 トヨタ自動車株式会社 ステータ、及び、ステータの製造方法
CN107210632B (zh) * 2015-02-25 2019-07-16 三菱电机株式会社 电枢以及旋转电机
DE102015203995A1 (de) * 2015-03-05 2016-09-08 Mahle International Gmbh Außenrotor einer Vorrichtung zur berührungslosen Übertragung von Drehbewegungen
DE102015212165A1 (de) * 2015-06-30 2017-01-05 Robert Bosch Gmbh Elektrische Maschine mit reduziertem Nutrasten und Drehmomentwelligkeit
CN207719955U (zh) * 2017-12-25 2018-08-10 湖南同能机电科技有限公司 一种串联动力装置
JP7056443B2 (ja) * 2017-12-28 2022-04-19 株式会社デンソー 回転電機
DE102018202943A1 (de) * 2018-02-27 2019-08-29 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Elektromotor
CN108768016B (zh) * 2018-05-11 2020-03-17 南京航空航天大学 一种绕组错位轮毂电机定子及绕组错位轮毂电机装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019133409A1 (de) 2021-06-10
WO2021110223A1 (de) 2021-06-10
US20230006483A1 (en) 2023-01-05
CN114766074A (zh) 2022-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102004017157B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Rotoranordnung und Rotoranordnung für eine elektrische Maschine
DE60027840T2 (de) Rotierende elektrische Maschine für Fahrzeuge
DE102011050609B4 (de) Rotierende elektrische Maschine mit verbessertem Magnetwiderstand
EP2962383B1 (de) Axialflussmaschine in leichtbauweise
DE102005009523A1 (de) Elektrische Axialspalt-Rotationsmaschine
DE102018133578A1 (de) Elektrische maschine mit einem permanentmagneten und variabler magnetausrichtung
DE112009004303T5 (de) Axialspaitmotor und Verfahren zur Herstellung eines Rotors fur diesen
EP2638618A2 (de) Elektrischer scheibenläufermotor und elektrofahrrad oder pedelec mit scheibenläufermotor
EP2639936A1 (de) Elektrische Maschine mit permanent erregtem Läufer und zugehöriger permanent erregter Läufer
DE102013214709A1 (de) Elektrische rotationsmaschine und diese verwendendes elektrisches servolenksystem
DE202010015364U1 (de) Bürstenloser Elektromotor oder Generator in Schalenbauweise
DE102014101221A1 (de) Rotor für einen Permanentmagnet-Motor, Verfahren zur Herstellung eines Rotors für einen Permanentmagnet-Motor sowie Permanentmagnet-Motor
DE102013215641A1 (de) elektrische Rotationsmaschine und diese verwendendes elektrisches Servolenksystem
WO2011003718A2 (de) Stator und verfahren zur herstellung eines stators
DE102013200476A1 (de) Permanenterregte Synchronmaschine mit einem Rotor mit Permanentmagneten und Verfahren zur Herstellung derartiger Maschinen bzw. Rotoren
DE3730615A1 (de) Elektrische maschine mit permanentmagnet-erregung
DE102020110320A1 (de) Elektromotor und konstruktionsverfahren davon
DE112006002379T5 (de) Motor für eine elektrische Servolenkungsvorrichtung
DE112013001643T5 (de) Elektrische rotierende Maschine
EP2584682B1 (de) Elektrische Maschine sowie Verwendung einer elektrischen Maschine
DE2335717B2 (de) Elektrischer miniatur-synchronmotor
EP4070437A1 (de) Stator einer rotierenden elektrischen maschine, rotierende elektrische maschine und antriebseinheit mit einer solchen maschine
DE102007038902A1 (de) Elektrisches Lenkhilfesystem mit lenkgetriebegehäusegekoppeltem Elektromotor
DE102018113422A1 (de) Motor mit einer Einstrangluftspaltwicklung
DE202019006071U1 (de) Stator einer rotierenden elektrischen Maschine und rotierende elektrische Maschine

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20220705

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20231220

18W Application withdrawn

Effective date: 20240619