EP4143952A1 - Stator für eine elektrische maschine und verfahren zur herstellung eines stators für eine elektrische maschine - Google Patents

Stator für eine elektrische maschine und verfahren zur herstellung eines stators für eine elektrische maschine

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Publication number
EP4143952A1
EP4143952A1 EP21721481.6A EP21721481A EP4143952A1 EP 4143952 A1 EP4143952 A1 EP 4143952A1 EP 21721481 A EP21721481 A EP 21721481A EP 4143952 A1 EP4143952 A1 EP 4143952A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stator
conductors
interconnection element
stator core
interconnection
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
EP21721481.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan ROSSNER
Florian Bachheibl
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.)
Molabo GmbH
Original Assignee
Molabo 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 Molabo GmbH filed Critical Molabo GmbH
Publication of EP4143952A1 publication Critical patent/EP4143952A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/024—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies with 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
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/16—Stator cores with slots for windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • 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 present application relates to a stator for an electrical machine and a method for producing a stator for an electrical machine.
  • Electric machines can be operated as a motor or generator.
  • the stator can comprise an electrical winding in slots, which is formed by electrical conductors.
  • the electrical winding is attached to a stator.
  • Power supply unit connected, which can be multi-phase.
  • one or more interconnection elements can be attached to one side of the stator.
  • the interconnection elements contact the electrical conductors. It is therefore necessary to electrically isolate the interconnection elements from one another.
  • To attach the interconnection elements to the stator a large number of assembly steps and connection processes are often necessary.
  • support systems are often used to attach the shuttering elements. This manufacturing method and the necessary components increase the complexity of the electrical machine.
  • One problem to be solved consists in specifying a stator for an electrical machine which can be manufactured efficiently.
  • Another object to be solved consists in specifying an efficient method for producing a stator for an electrical machine. The objects are achieved by the subjects of the independent claims. Advantageous refinements and developments are specified in the subclaims.
  • the stator comprises a stator core.
  • the stator core can extend along a longitudinal axis.
  • the stator core can have a multiplicity of laminated stator cores.
  • the laminated stator cores can be arranged one above the other.
  • the stator core can have the shape of a cylinder.
  • the longitudinal axis of the stator core runs parallel to the longitudinal axis of the cylinder.
  • the stator core can comprise a magnetic material.
  • the stator further comprises at least two slots which are arranged in the stator core.
  • the slots can be made in the stator core.
  • the slots can extend through the stator core.
  • the slots can extend completely through the stator core. This means that the slots can extend from a first side of the stator core to a second side of the stator core.
  • the first and the second side are each the base and the top surface of the cylinder.
  • the grooves can therefore each have a straight shape.
  • the slots are recesses in the stator core. Overall, the stator can have a large number of slots in the stator core.
  • the stator further comprises an electrical winding which comprises at least two dimensionally stable electrical conductors.
  • the electrical conductors have an electrically conductive material.
  • the fact that the ladder is dimensionally stable can mean that the conductors have a rigid shape. In particular, the conductors are not flexible.
  • the ladder can be inherently rigid.
  • the conductors can also be mechanically stable.
  • the ladders are each a stick.
  • the conductors each have a rod-like shape.
  • the cross-sectional profile of the ladder is trapezoidal. This means that the conductors are each trapezoidal in a cross section through the stator, the cross section being given in a plane which runs perpendicular to the longitudinal axis of the stator core.
  • the dimensional stability of the ladder can be achieved through sufficient material thickness, the choice of material or through a strength-optimized shape.
  • the stator further comprises at least one interconnection element on at least one side of the stator core.
  • the stator can have at least one interconnection element on one side of the stator core.
  • the interconnection element can have an electrically conductive material.
  • the interconnection element has copper and / or aluminum.
  • the interconnection element can be arranged on the base surface or the top surface of the stator core.
  • the interconnection element can have the shape of a ring segment. It is also possible for the interconnection element to have the shape of a ring.
  • the interconnection element can be arranged at a distance from the stator core.
  • the electrical winding has at least two of the conductors and at least one interconnection element.
  • the stator can have multiple electrical windings.
  • At least one of the conductors is arranged in each of the grooves. This means that at least one of the conductors is arranged in each groove. It is possible that exactly one conductor is arranged in each groove. However, it is also possible that at least two conductors are arranged in each slot. For example, the conductors do not completely fill the grooves.
  • the conductors can have a greater extension along the longitudinal axis of the stator core than the slots.
  • the conductors can be electrically isolated from the stator core.
  • an insulation material can be arranged in each of the grooves. The insulation material is arranged between the conductors and the stator core.
  • the interconnection element is electrically connected to at least one of the conductors.
  • the interconnection element can be in direct contact with at least one of the conductors. It is also possible for the interconnection element to be electrically connected to at least two of the conductors.
  • the interconnection element is mechanically connected to the stator core via at least one of the conductors. This means that the interconnection element is mechanically connected to at least one of the conductors.
  • the conductors are each mechanically connected to the stator core. This enables the mechanical connection of the interconnection element to the stator core via the conductor.
  • the interconnection element can be mechanically connected to the stator core via the at least one conductor to which it is electrically connected.
  • the conductors are each mechanically fixed in the grooves. This means that the conductors are each mechanically connected to the stator core.
  • the fact that the conductors are mechanically fixed in the grooves can mean that the conductors are arranged immovably in the grooves. The conductors are thus firmly positioned in the grooves. This mechanically connects the conductors to the stator core.
  • the fixation of the Conductors in the grooves can be achieved, for example, in that the conductors are pressed into the grooves.
  • the conductors to be fixed in the grooves with a fixing material.
  • the fixing material is introduced into the grooves in addition to the conductors.
  • the fixing material is potting.
  • the fixing material can be an insulation system or part of an insulation system.
  • the conductors are mechanically fixed in the grooves by the fixing material.
  • the mechanical connection between the interconnection element and the stator core via at least one of the conductors is self-supporting. This means that there is a mechanical connection between the interconnection element and the stator core via at least one of the conductors, and this mechanical connection is self-supporting.
  • the fact that the mechanical connection is self-supporting can mean that no further mechanical connection is required for a stable connection of the interconnection element to the stator core.
  • the interconnection element is thus mechanically connected to the stator core mainly via at least one of the conductors.
  • the mechanical connection between the interconnection element and the stator core via at least one of the conductors is a load-bearing mechanical connection.
  • the stator can therefore be free of further connecting elements between the interconnection element and the stator core.
  • the mechanical connection between the interconnection element and the stator core via at least one of the conductors can be the only mechanical connection between the interconnection element and the stator core.
  • the interconnection element can be mechanically connected to the stator core exclusively via at least one of the conductors.
  • the self-supporting mechanical connection between the interconnection element and the stator core via at least one of the conductors enables the stator to be constructed with reduced complexity.
  • the interconnection element can be mechanically connected to the stator core mainly or exclusively via at least one of the electrical conductors. Therefore, no further support elements are required for fastening the interconnection element to the stator core. There is also no need for assembly elements, alignment elements for assembling the interconnection element and a combination of several interconnection elements isolated from one another.
  • connection of the interconnection element to the stator core via at least one of the conductors is sufficient for stable attachment of the interconnection element to the stator core.
  • the interconnection element is mechanically connected to at least one of the conductors in a form-fitting manner. This can mean that the interconnection element and the respective conductor each have a shape that is adapted to one another in places. In the area of the mechanical connection, the interconnection element and the conductor can rest against one another in a form-fitting manner.
  • the interconnection element and the at least one conductor can adjoin one another without gaps in the area of the mechanical connection.
  • the interconnection element and the at least one conductor can be in direct contact.
  • the positive connection enables a mechanical connection with a high degree of stability. This advantageously enables the interconnection element to be connected to the stator core in a mechanically self-supporting manner via the at least one conductor.
  • the interconnection element has at least one recess.
  • the recess can be open on at least one side. It is also possible for the interconnection element to have at least two recesses.
  • the recess can have a larger area than one of the conductors, the cross section being given in a plane which runs perpendicular to the longitudinal axis of the stator core.
  • the recess can have a shape adapted to one of the conductors.
  • the interconnection element is mechanical and in the region of the recess electrically connected to one of the conductors.
  • the respective conductor can be arranged at least in places in the recess.
  • the interconnection element and the respective conductor can be connected to one another in a form-fitting manner.
  • the interconnection element is electrically conductively connected to one of the conductors.
  • the mechanical connection in the area of the recess between the shuttering element and the conductor is self-supporting. This means that the interconnection element is mechanically connected to the stator core via the mechanical connection in the area of the recess via the conductor.
  • the mechanical connection between the interconnection element and the conductor in the area of the recess can be established by cold welding, laser welding, electron beam welding, metal inert gas welding, metal active gas welding, stir / friction welding, soldering or via pressure or spring contacts. Since the interconnection element is mechanically connected to the stator core via the conductor, the complexity of the structure of the stator is advantageously reduced.
  • one of the conductors extends through the recess.
  • the conductor can extend completely through the recess.
  • the recess can extend completely through the interconnection element. Because the conductor extends through the recess, the interconnection element can be connected to the conductor in a mechanically stable manner.
  • the recess has a shape for positioning a conductor in the recess.
  • the recess has a shape that allows the positioning of a conductor in the Simplified recess.
  • the recess has inclined side surfaces. These can be used to position a conductor in the recess.
  • the recess can have a shape adapted to the conductor.
  • the recess has a shape for guiding or joining a conductor into the recess. In this way, the positioning of a conductor in the recess is simplified.
  • the stator has an insulation system which is arranged at least in spaces between the stator core and the conductors and / or between the stator core and the interconnection element.
  • the insulation system has an electrically insulating material.
  • the insulation system can electrically isolate the conductors from the stator core.
  • the insulation system can thus be arranged at least in places in the grooves.
  • the insulation system can electrically isolate the interconnection element from the stator core.
  • the insulation system can have a casting.
  • the insulation system can be cast or injection molded.
  • the insulation system can be in one piece. This means that the insulation system does not consist of several parts but only one part.
  • the insulation system can be in mechanical contact with the stator core and the interconnection element. This means that the insulation system can also create a mechanical connection between the
  • Interconnect element and the stator core contribute.
  • the mechanical connection between the interconnection element and the stator core is already self-supporting via at least one of the conductors.
  • the insulation system is therefore not required for mechanical fastening of the interconnection element to the stator core.
  • the insulation system is used for can contribute mechanical connection, it is possible that the interconnection element is mechanically connected to the stator core exclusively via at least one of the conductors and the insulation system.
  • the insulation system enables efficient electrical insulation of both the stator core from the conductors and the stator core from the interconnection element.
  • the insulation system can be in contact with a cooling system. This means that other components of the stator can also be cooled via the insulation system.
  • To cool the interconnection element it is also possible for it to be connected to a cooling system via a thermally conductive material.
  • the stator has at least one further interconnection element.
  • the further interconnection element can have the same structure as the interconnection element.
  • the further interconnection element can have the same features as the interconnection element.
  • the interconnection element and the further interconnection element can be arranged on the same side of the stator core.
  • the interconnection element and the further interconnection element can be arranged one above the other along the longitudinal axis of the stator core. It is also possible for the interconnection element and the further interconnection element to be arranged next to one another in a cross section through the stator.
  • the interconnection element and the further interconnection element can be connected to one another via an insulation resin, a composite material, glued insulation, a potting compound or a plastic injection molding.
  • the stator can have a multiplicity of interconnection elements and / or a multiplicity of further interconnection elements.
  • a variety of Interconnection elements and / or further interconnection elements allow separate electrical control of the conductors.
  • the interconnection element and the further interconnection element are electrically isolated from one another.
  • at least one of the following materials can be arranged between the interconnection element and the further interconnection element: an insulation resin, a composite material, bonded insulation, a potting compound, a plastic injection molding, an insulating material, an insulation paper, a coating.
  • the interconnection element and / or the further interconnection element can have a surface treatment. In the area of the surface treatment, the interconnection element and / or the further interconnection element can be electrically insulating.
  • the surface treatment can be a
  • Acting surface modification such as an oxidation. It is also possible for the interconnection element and the further interconnection element to be connected to one another by an insulator wound around them. It is also possible for the interconnection element and the further interconnection element to be connected to one another via a matrix made of an insulating material or plastic. It is necessary to electrically isolate the interconnection element and the further interconnection element from one another in order to enable the conductors to be controlled separately.
  • the interconnection element and the further interconnection element have an interlocking shape in places. This can mean that the interconnection element and the further interconnection element form a form fit with one another in places enter.
  • the interlocking shape increases the stability of the connection between the interconnection element and the further interconnection element or the fastening of the interconnection element and the further interconnection element on the stator core.
  • an electrical machine is also specified.
  • the electrical machine has a stator described here.
  • all features of the stator described are also disclosed for the stator of the electrical machine and vice versa.
  • the electrical machine also has a rotor that is movable relative to the stator.
  • the rotor can be an internal rotor or an external rotor.
  • An air gap can be arranged between the stator and the rotor. Since the mechanical connection between the interconnection element and the stator core is self-supporting via at least one of the conductors, the complexity of the construction of the electrical machine is also reduced. This enables the electric machine to be manufactured efficiently.
  • a method for producing a stator for an electrical machine is also specified.
  • the stator can preferably be produced using a method described here. In other words, all of the features disclosed for the stator are also disclosed for the method for producing a stator for an electrical machine, and vice versa.
  • the method comprises a method step in which a stator core of the stator is provided with at least two slots is provided.
  • the slots are made in the stator core.
  • the grooves can then be electrically isolated. This can mean that the grooves are lined with an electrically insulating material.
  • At least two dimensionally stable electrical conductors are introduced into the grooves, at least one of the conductors being arranged in each of the grooves.
  • the conductors are mechanically fixed in the respective grooves.
  • the fixation of the conductors in the grooves can be achieved, for example, by pressing the conductors into the grooves.
  • the conductors it is also possible for the conductors to be fixed in the grooves with a fixing material, for example a potting compound. To do this, the conductors are first inserted into the grooves. The remaining cavities in the grooves are then filled with the potting compound.
  • the conductors are mechanically fixed in the grooves as the potting material hardens.
  • the conductors can be introduced and fixed in the grooves in one step or in separate steps.
  • At least one interconnection element is attached to at least one side of the stator core. This means that the interconnection element is mechanically connected to the stator core.
  • the steps of the method can be carried out in any order, which can differ from the order given here.
  • An electrical winding of the stator comprises the conductors and the interconnection element. This can mean that an electrical winding of the stator has at least two of the conductors and at least one interconnection element.
  • the stator can have multiple electrical windings.
  • the interconnection element is electrically connected to at least one of the conductors.
  • the interconnection element is mechanically connected to the stator core via at least one of the conductors.
  • the conductors are each mechanically fixed in the grooves.
  • the mechanical connection between the interconnection element and the stator core via at least one of the conductors is self-supporting.
  • the self-supporting mechanical connection between the interconnection element and the stator core via at least one of the conductors enables the stator to be manufactured efficiently. Since no bending, connecting or assembly processes are required to fasten the interconnection element to the stator core, the manufacturing process is less complex. No further support elements, mounting elements or alignment elements are required either. Due to this simplification of the manufacturing process, the stator can be manufactured efficiently.
  • the stator has at least one further interconnection element, and the interconnection element and the further interconnection element are mechanically connected to one another and electrically isolated from one another before being attached to the stator core. Even in the event that the stator has more than one interconnection element and more than one further interconnection element, the interconnection elements and the further interconnection elements are mechanically connected to one another and electrically isolated from one another before they are attached to the stator core. This makes it easier to attach to the stator core, since instead of a large number of elements, only a composite of the interconnection elements and further interconnection elements have to be attached. It is on It is possible for the interconnection elements and the further interconnection elements to be connected to one another to form several partial connections before being attached to the stator core.
  • the interconnection element and the further interconnection element can be connected to one another by means of plastic hot caulking or plastic rivets.
  • An electrically insulating material can be arranged between the interconnection element and the further interconnection element.
  • the interconnection element is electrically connected to at least one of the conductors by cold welding, laser welding, electron beam welding, metal inert gas welding, metal active gas welding, stir / friction welding, soldering or via pressure or spring contacts. It is also possible for the interconnection element to be connected to at least one of the conductors by pressing or pressing (press fit). These methods enable a stable mechanical connection and a good electrical connection between the interconnection element and the conductor.
  • stator described here the electrical machine and the method for producing a stator for an electrical machine are explained in more detail below in connection with exemplary embodiments and the associated figures.
  • FIGS 1, 2 and 3 show embodiments of the stator.
  • FIG. 4 shows an embodiment of the electrical machine.
  • FIG. 5 describes an exemplary embodiment of the method for producing a stator for an electrical machine.
  • FIGS. 8 and 9 show sectional views through further exemplary embodiments of the stator.
  • FIGS. 10 and 11 show details of further exemplary embodiments of the stator.
  • FIG. 1 An exemplary embodiment of a stator 20 for an electrical machine 21 is shown in FIG.
  • the view in FIG. 1 is an oblique side view in which the entire stator 20 is not shown.
  • the stator 20 includes a stator core 22 which has the shape of a cylinder.
  • a plurality of slots 23 are arranged in the stator core 22.
  • the slots 23 extend completely through the stator core 22.
  • the slots 23 are arranged next to one another along a circumference of the stator core 22.
  • the grooves 23 are each equally spaced from one another. Thus, the slots 23 are evenly distributed along the circumference of the stator core 22.
  • a dimensionally stable electrical conductor 25 is arranged in each of the grooves 23.
  • the grooves 23 are opened toward the center of the stator core 22.
  • the conductors 25 do not completely fill the grooves 23 in each case.
  • Adjacent to the openings, the grooves 23 each have an area which is free of the conductors 25.
  • the conductors 25 are each a rod.
  • the conductors 25 extend out of the stator core 22.
  • the conductors 25 thus protrude from the stator core 22 on one side.
  • the conductors 25 all protrude from the stator core 22 by the same length.
  • the stator 20 further includes a plurality of
  • the stator 20 can have a multiplicity of interconnection elements 26 and at least one further interconnection element 29.
  • the interconnection elements 26 and the further interconnection element 29 can have the same structure and the same features.
  • the interconnection elements 26 are arranged on at least one side of the stator core 22.
  • the stator 20 has a multiplicity of electrical windings 24. Each electrical winding 24 of the stator 20 has at least two of the conductors 25 and at least one interconnection element 26 or at least one further interconnection element 29.
  • the interconnection elements 26 each have the shape of a ring segment.
  • the interconnection elements 26 are arranged distributed along the circumference of the stator core 22. In addition, some of the interconnection elements 26 are arranged one above the other along the longitudinal axis of the stator core 22.
  • the interconnection elements 26 have an electrically conductive material.
  • Each of the interconnection elements 26 is electrically connected to at least one of the conductors 25.
  • each of the interconnection elements 26 is electrically connected to two conductors 25. This means that two of the conductors 25 are electrically connected to one another via a respective interconnection element 26.
  • each switching element 26 has two recesses 27. In the area of the recesses 27, each of the switching elements 26 is mechanically and electrically with them each connected to one of the conductors 25.
  • one of the conductors 25 extends through each of the recesses 27. This means that one of the conductors 25 is arranged in each of the recesses 27.
  • the interconnection elements 26 are each mechanically connected to one of the conductors 25 in a form-fitting manner.
  • the interconnection elements 26 and the conductors 25 can each be electrically and mechanically connected to one another in the area of the recesses 27 using different processes.
  • the connection between a connecting element 26 and a conductor 25 is achieved by cold welding, laser welding, electron beam welding, metal inert gas welding, metal active gas welding, friction stir welding, soldering or by pressure or spring contacts.
  • Each of the interconnection elements 26 is mechanically connected to the stator core 22 via at least one of the conductors 25.
  • the conductors 25 are each mechanically fixed in the grooves 23. This enables the mechanical connection between the respective interconnection element 26 and the stator core 22 to be self-supporting via at least one of the conductors 25. This mechanical connection is so stable that no further mechanical connection is required.
  • the interconnection elements 26 are electrically insulated from one another. This means that each of the interconnection elements 26 is electrically isolated from the other interconnection elements 26.
  • the interconnection elements 26 are electrically insulated from the further interconnection element 29.
  • an electrically insulating material can be arranged between the interconnection elements 26 and the further interconnection element 29. The insulating material is not shown in FIG. It is also possible for the interconnection elements 26 and / or the further interconnection element 29 to be electrically insulating in places by a surface treatment.
  • FIG. 1 A further exemplary embodiment of the stator 20 is shown in FIG. The only difference from the structure shown in FIG. 1 is that the stator 20 additionally has a casing 31.
  • the cladding 31 surrounds the stator core 22 in lateral directions x, the lateral directions x running perpendicular to the longitudinal axis of the stator core 22.
  • the cladding 31 surrounds the shuttering elements 26 in lateral directions x.
  • the cladding 31 can comprise aluminum.
  • the electrical machine 21 has a stator 20 as shown in FIG.
  • the electrical machine 21 has a rotor 30 that is movable relative to the stator 20.
  • the rotor 30 is an internal rotor and is arranged in the stator 20.
  • a stator core 22 of the stator 20 is provided.
  • the stator core 22 has at least two slots 23.
  • at least two dimensionally stable electrical conductors 25 are introduced into the grooves 23, at least one of the conductors 25 being arranged in each of the grooves 23. aside from that the conductors 25 are mechanically fixed in the grooves 23.
  • at least one interconnection element 26 is attached to at least one side of the stator core 22.
  • the interconnection element 26 is electrically and mechanically connected to at least one of the conductors 25. This can be done by cold welding, laser welding,
  • Electron beam welding metal inert gas welding, metal active gas welding, stir-friction welding, soldering or via pressure or spring contacts can be achieved.
  • At least one interconnection element 26 and at least one further interconnection element 29 are mechanically connected to one another and electrically isolated from one another before they are attached to the stator core 22.
  • the interconnection element 26 and the further interconnection element 29 can be mechanically connected to one another via an insulation resin, a composite material, glued insulation, a potting compound or a plastic injection molding.
  • the electrical insulation of the interconnection elements 26 from one another can be achieved in that an electrically insulating material is arranged between the interconnection elements 26.
  • the interconnection element 26 and / or the further interconnection element 29 can have a surface treatment. In the area of the surface treatment, the interconnection element 26 and / or the further interconnection element 29 can be electrically insulating.
  • FIG. 1 A further exemplary embodiment of the stator 20 is shown in FIG.
  • one of the interconnection elements 26 is not shown in FIG. 6 for the purpose of illustration.
  • the interconnection elements 26 and the rest Interconnection element 29 is electrically isolated from one another.
  • an electrically insulating material 32 is arranged between the interconnection elements 26 and the further interconnection element 29.
  • the interconnection elements 26 and / or the further interconnection element 29 it is also possible for the interconnection elements 26 and / or the further interconnection element 29 to have a surface treatment. In the area of the surface treatment, the interconnection elements 26 and / or the further interconnection element 29 are electrically insulating.
  • FIG. 6 shows that the electrically insulating material 32 is arranged on the interconnection elements 26, which are exposed since one of the interconnection elements 26 is not shown.
  • the electrically insulating material 32 is also arranged in lateral directions x between the interconnection elements 26.
  • a section in the stator core 22 is shown below the point at which one of the interconnection elements 26 is not shown. In this section it can be seen that the electrically conductive material 32 is also located between the interconnection elements 26 and the stator core 22.
  • FIG. 7 a section of the exemplary embodiment of the stator 20 shown in FIG. 6 is shown.
  • One of the interconnection elements 26 is also not shown in FIG. 7 for the purpose of illustration.
  • the electrically insulating material 32 is arranged on the upper side 33 of the interconnection element 26 located below.
  • the top side 33 of the interconnection elements 26 and of the further interconnection elements 29 faces away from the stator core 22.
  • FIG. 8 shows a sectional illustration through part of a further exemplary embodiment of the stator 20.
  • the stator 20 additionally has an insulation system 28.
  • the isolation system 28 is in spaces between the Stator core 22 and the conductors 25 are arranged.
  • the insulation system 28 is arranged between the stator core 22 and the interconnection elements 26.
  • the insulation system 28 is an encapsulation. This fills the spaces in the area of the conductors 25 and the interconnection elements 26.
  • one of the conductors 25 extends beyond the extent of the stator core 22.
  • An electrically insulating material 32 is arranged between the stator core 22 and one of the interconnection elements 26.
  • the electrically insulating material 32 is arranged on the stator core 22 on the side on which the interconnection elements 26 are arranged.
  • the insulation system 28 is arranged in the regions of the grooves 23 which are free from the conductors 25. The areas of the slots 23 in which the insulation system 28 is arranged are visible on the inside of the stator core 22.
  • the cladding 31 is arranged around the stator core 22 and the interconnection elements 26.
  • FIG. 9 shows a sectional illustration through part of a further exemplary embodiment of the stator 20. The only difference from the exemplary embodiment shown in FIG. 8 is that the insulation system 28 is used instead of the electrically insulating material 32. That means between the interconnection elements
  • the insulation system 28 is arranged.
  • the insulation system 28 is arranged on the stator core 22 on the side on which the interconnection elements 26 are arranged.
  • the insulation system thus electrically isolates the stator core 22 from the interconnection elements 26.
  • the insulation system 28 electrically isolates the interconnection elements 26 from one another.
  • stator 20 Exemplary embodiment of the stator 20 is shown.
  • the recesses 27 each have the shape of a trapezoid in a cross section through the stator 20, the cross section being given in a plane which runs perpendicular to the longitudinal axis of the stator core 22.
  • the conductors 25 also have the shape of a trapezoid in this cross section. The conductors 25 can thus be placed in the recesses 27 with an accurate fit.
  • the trapezoidal shape prevents the conductors 25 from slipping in lateral directions x.
  • FIG. 1 A section of a further exemplary embodiment of the stator 20 is shown in FIG.
  • a switching element 26 and a further switching element 29 each have an interlocking shape in places.
  • the shuttering elements have on their upper side 33 26 and the further shuttering elements 29 each have a protuberance 34.
  • the shuttering elements 26 and the further shuttering elements 29 each have a recess 35 which has the shape of the protuberance 34.
  • the interconnection elements 26 and the further interconnection elements 29 can be attached to the stator core 22 in such a way that in each case a protuberance 34 is arranged in a recess 35.
  • one interconnection element 26 and another interconnection element 29 interlock in places, which the
  • Cover 32 electrically insulating material
  • top 34 protuberance 35: recess S1, S2, S3: steps x: lateral direction

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Abstract

Es wird ein Stator (20) für eine elektrische Maschine (21) angegeben. Der Stator (20) umfasst einen Statorkern (22), mindestens zwei Nuten (23), welche im Statorkern (22) angeordnet sind, eine elektrische Wicklung (24), welche mindestens zwei formstabile elektrische Leiter (25) umfasst, und mindestens ein Verschaltelement (26) an mindestens einer Seite des Statorkerns (22), wobei in den Nuten (23) jeweils mindestens einer der Leiter (25) angeordnet ist, das Verschaltelement (26) mit mindestens einem der Leiter (25) elektrisch verbunden ist, das Verschaltelement (26) über mindestens einen der Leiter (25) mechanisch mit dem Statorkern (22) verbunden ist, die Leiter (25) jeweils mechanisch in den Nuten (23) fixiert sind, und die mechanische Verbindung zwischen dem Verschaltelement (26) und dem Statorkern (22) über mindestens einen der Leiter (25) selbsttragend ist. Außerdem werden eine elektrische Maschine (21) und ein Verfahren zur Herstellung eines Stators (20) für eine elektrische Maschine (21) angegeben.

Description

Beschreibung
STATOR FÜR EINE ELEKTRISCHE MASCHINE UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES STATORS FÜR EINE ELEKTRISCHE MASCHINE
Die vorliegende Anmeldung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine und ein Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine elektrische Maschine.
Elektrische Maschinen können motorisch oder generatorisch betrieben werden. Der Stator kann eine elektrische Wicklung in Nuten umfassen, welche durch elektrische Leiter gebildet ist. Die elektrische Wicklung wird an eine
Stromversorgungseinheit angeschlossen, welche mehrphasig sein kann.
Zur Bildung der elektrischen Wicklung oder zum Anschluss der elektrischen Leiter können ein oder mehrere Verschaltelemente an einer Seite des Stators angebracht sein. Die Verschaltelemente kontaktieren die elektrischen Leiter. Daher ist es nötig, die Verschaltelemente zueinander elektrisch zu isolieren. Zum Anbringen der Verschaltelemente an den Stator sind häufig eine große Anzahl von Montageschritten und Verbindungsprozessen nötig. Außerdem werden oft Trägersysteme zur Befestigung der Verschaltelemente verwendet. Diese Herstellungsweise und die nötigen Komponenten erhöhen die Komplexität der elektrischen Maschine.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen Stator für eine elektrische Maschine anzugeben, welcher effizient hergestellt werden kann. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein effizientes Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine elektrische Maschine anzugeben. Die Aufgaben werden durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Stators für eine elektrische Maschine umfasst der Stator einen Statorkern. Der Statorkern kann sich entlang einer Längsachse erstrecken. Der Statorkern kann eine Vielzahl von Statorblechpaketen aufweisen. Die Statorblechpakete können übereinander angeordnet sein. Insgesamt kann der Statorkern die Form eines Zylinders aufweisen. Die Längsachse des Statorkerns verläuft parallel zur Längsachse des Zylinders. Der Statorkern kann ein magnetisches Material aufweisen.
Der Stator umfasst weiter mindestens zwei Nuten, welche im Statorkern angeordnet sind. Die Nuten können in den Statorkern eingebracht sein. Die Nuten können sich durch den Statorkern erstrecken. Insbesondere können die Nuten sich vollständig durch den Statorkern erstrecken. Das bedeutet, die Nuten können sich von einer ersten Seite des Statorkerns zu einer zweiten Seite des Statorkerns erstrecken. Bei der ersten und der zweiten Seite handelt es sich jeweils um die Grundfläche und die Deckfläche des Zylinders. Die Nuten können deshalb jeweils eine geradlinige Form aufweisen. Bei den Nuten handelt es sich um Ausnehmungen im Statorkern. Insgesamt kann der Stator eine Vielzahl von Nuten im Statorkern aufweisen.
Der Stator umfasst weiter eine elektrische Wicklung, welche mindestens zwei formstabile elektrische Leiter umfasst. Die elektrischen Leiter weisen ein elektrisch leitfähiges Material auf. Dass die Leiter formstabil sind, kann bedeuten, dass die Leiter eine starre Form aufweisen. Die Leiter sind insbesondere nicht flexibel. Die Leiter können eigensteif sein. Weiter können die Leiter mechanisch stabil sein. Zum Beispiel handelt es sich bei den Leitern jeweils um einen Stab. Somit weisen die Leiter jeweils eine stabförmige Form auf. Zum Beispiel ist das Querschnittsprofil der Leiter trapezförmig. Das bedeutet, dass die Leiter in einem Querschnitt durch den Stator jeweils trapezförmig sind, wobei der Querschnitt in einer Ebene gegeben ist, welche senkrecht zur Längsachse des Statorkerns verläuft. Die Formstabilität der Leiter kann durch ausreichende Materialstärke, die Materialwahl oder durch eine festigkeitsoptimierte Formgebung erreicht werden.
Der Stator umfasst weiter mindestens ein Verschaltelement an mindestens einer Seite des Statorkerns. Der Stator kann mindestens ein Verschaltelement an einer Seite des Statorkerns aufweisen. Das Verschaltelement kann ein elektrisch leitfähiges Material aufweisen. Beispielsweise weist das Verschaltelement Kupfer und/oder Aluminium auf. Das Verschaltelement kann an der Grundfläche oder der Deckfläche des Statorkerns angeordnet sein. Das Verschaltelement kann die Form eines Ringsegments aufweisen. Weiter ist es möglich, dass das Verschaltelement die Form eines Rings aufweist. Das Verschaltelement kann beabstandet zum Statorkern angeordnet sein. Die elektrische Wicklung weist mindestens zwei der Leiter und mindestens ein Verschaltelement auf. Der Stator kann mehrere elektrische Wicklungen aufweisen.
In den Nuten ist jeweils mindestens einer der Leiter angeordnet. Das bedeutet, in jeder Nut ist jeweils mindestens einer der Leiter angeordnet. Es ist möglich, dass in jeder Nut jeweils genau ein Leiter angeordnet ist. Es ist jedoch auch möglich, dass mindestens zwei Leiter in jeder Nut angeordnet sind. Beispielsweise füllen die Leiter die Nuten jeweils nicht vollständig aus. Die Leiter können eine größere Erstreckung entlang der Längsachse des Statorkerns aufweisen als die Nuten. Die Leiter können elektrisch vom Statorkern isoliert sein. Dazu kann in den Nuten jeweils ein Isolationsmaterial angeordnet sein. Dabei ist das Isolationsmaterial zwischen den Leitern und dem Statorkern angeordnet .
Das Verschaltelement ist mit mindestens einem der Leiter elektrisch verbunden. Dazu kann das Verschaltelement mit mindestens einem der Leiter in direktem Kontakt sein. Weiter ist es möglich, dass das Verschaltelement mit mindestens zwei der Leiter elektrisch verbunden ist.
Das Verschaltelement ist über mindestens einen der Leiter mechanisch mit dem Statorkern verbunden. Das bedeutet, das Verschaltelement ist mit mindestens einem der Leiter mechanisch verbunden. Die Leiter sind jeweils mechanisch mit dem Statorkern verbunden. Dies ermöglicht die mechanische Verbindung des Verschaltelements mit dem Statorkern über den Leiter. Das Verschaltelement kann über den mindestens einen Leiter, mit welchem es elektrisch verbunden ist, mechanisch mit dem Statorkern verbunden sein.
Die Leiter sind jeweils mechanisch in den Nuten fixiert. Das bedeutet, dass die Leiter jeweils mechanisch mit dem Statorkern verbunden sind. Dass die Leiter mechanisch in den Nuten fixiert sind, kann bedeuten, dass die Leiter unbeweglich in den Nuten angeordnet sind. Die Leiter sind somit fest in den Nuten positioniert. Dadurch sind die Leiter mechanisch mit dem Statorkern verbunden. Die Fixierung der Leiter in den Nuten kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Leiter in die Nuten gepresst sind. Es ist weiter möglich, dass die Leiter mit einem Fixierungsmaterial in den Nuten fixiert sind. Dazu wird das Fixierungsmaterial zusätzlich zu den Leitern in die Nuten eingebracht. Beispielsweise handelt es sich bei dem Fixierungsmaterial um einen Verguss. Bei dem Fixierungsmaterial kann es sich um ein Isolationssystem oder einen Teil eines Isolationssystems handeln. Durch das Fixierungsmaterial werden die Leiter mechanisch in den Nuten fixiert.
Die mechanische Verbindung zwischen dem Verschaltelement und dem Statorkern über mindestens einen der Leiter ist selbsttragend. Das bedeutet, über mindestens einen der Leiter besteht eine mechanische Verbindung zwischen dem Verschaltelement und dem Statorkern und diese mechanische Verbindung ist selbsttragend. Dass die mechanische Verbindung selbsttragend ist, kann bedeuten, dass keine weitere mechanische Verbindung für eine stabile Verbindung des Verschaltelements mit dem Statorkern benötigt wird. Somit ist das Verschaltelement hauptsächlich über mindestens einen der Leiter mit dem Statorkern mechanisch verbunden. Bei der mechanischen Verbindung zwischen dem Verschaltelement und dem Statorkern über mindestens einen der Leiter handelt es sich um eine tragende mechanische Verbindung. Deshalb kann der Stator frei von weiteren Verbindungselementen zwischen dem Verschaltelement und dem Statorkern sein. Bei der mechanischen Verbindung zwischen dem Verschaltelement und dem Statorkern über mindestens einen der Leiter kann es sich um die einzige mechanische Verbindung zwischen dem Verschaltelement und dem Statorkern handeln. Das Verschaltelement kann ausschließlich über mindestens einen der Leiter mechanisch mit dem Statorkern verbunden sein. Die selbsttragende mechanische Verbindung zwischen dem Verschaltelement und dem Statorkern über mindestens einen der Leiter ermöglicht einen Aufbau des Stators mit einer verringerten Komplexität. Das Verschaltelement kann hauptsächlich oder ausschließlich über mindestens einen der elektrischen Leiter mechanisch mit dem Statorkern verbunden sein. Daher werden keine weiteren Trägerelemente zur Befestigung des Verschaltelements am Statorkern benötigt. Es werden auch keine Montageelemente, keine Ausrichtungselemente für die Montage des Verschaltelements und kein Verbund aus mehreren zueinander isolierten Verschaltelementen benötigt. Weiter sind zur Befestigung des Verschaltelements am Statorkern keine Biege-, oder separate mechanische Verbindungs- oder Montageprozesse erforderlich. Das bedeutet, es werden keine zusätzlichen Prozesse zur Befestigung des Verschaltelements am Statorkern nach der elektrischen Verbindung des Verschaltelements mit den Leitern benötigt. Dies verringert die Komplexität des Aufbaus des Stators. Die Verbindung des Verschaltelements mit dem Statorkern über mindestens einen der Leiter ist ausreichend für eine stabile Befestigung des Verschaltelements am Statorkern.
Ein Aufbau mit einer verringerten Komplexität des Stators ist vorteilhaft bei der Herstellung des Stators. Es werden somit weniger Verbindungsprozesse und Montageschritte benötigt. Der Stator kann daher effizient hergestellt werden. Außerdem ist ein Aufbau mit einer verringerten Komplexität des Stators im Betrieb und bei der Wartung der elektrischen Maschine vorteilhaft. Des Weiteren kann die Lebensdauer des Stators erhöht sein, da insgesamt weniger Komponenten vorhanden sind, die ausfallen können. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Stators, ist das Verschaltelement mit mindestens einem der Leiter formschlüssig mechanisch verbunden. Das kann bedeuten, dass das Verschaltelement und der jeweilige Leiter jeweils stellenweise eine aneinander angepasste Form aufweisen. Im Bereich der mechanischen Verbindung können das Verschaltelement und der Leiter formschlüssig aneinander anliegen. Beispielsweise können das Verschaltelement und der mindestens eine Leiter im Bereich der mechanischen Verbindung lückenlos aneinander angrenzen. Im Bereich der formschlüssigen Verbindung können das Verschaltelement und der mindestens eine Leiter in direktem Kontakt sein. Die formschlüssige Verbindung ermöglicht eine mechanische Verbindung mit einer hohen Stabilität. Dies ermöglicht vorteilhafterweise, dass das Verschaltelement über den mindestens einen Leiter mit dem Statorkern mechanisch selbsttragend verbunden ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Stators, weist das Verschaltelement mindestens eine Ausnehmung auf. Die Ausnehmung kann an mindestens einer Seite geöffnet sein. Es ist weiter möglich, dass das Verschaltelement mindestens zwei Ausnehmungen aufweist. In einem Querschnitt durch den Stator kann die Ausnehmung eine größere Fläche aufweisen als einer der Leiter, wobei der Querschnitt in einer Ebene gegeben ist, welche senkrecht zur Längsachse des Statorkerns verläuft. Die Ausnehmung kann eine an einen der Leiter angepasste Form aufweisen. Somit kann mit der Ausnehmung die mechanische Stabilität der Verbindung zwischen dem Verschaltelement und dem Leiter erhöht werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Stators, ist das Verschaltelement im Bereich der Ausnehmung mechanisch und elektrisch mit einem der Leiter verbunden. Dazu kann der jeweilige Leiter zumindest stellenweise in der Ausnehmung angeordnet sein. In der Ausnehmung können das Verschaltelement und der jeweilige Leiter formschlüssig miteinander verbunden sein. Im Bereich der Ausnehmung ist das Verschaltelement mit einem der Leiter elektrisch leitfähig verbunden. Weiter ist die mechanische Verbindung im Bereich der Ausnehmung zwischen dem Verschaltelement und dem Leiter selbsttragend. Das bedeutet, dass das Verschaltelement über die mechanische Verbindung im Bereich der Ausnehmung über den Leiter mechanisch mit dem Statorkern verbunden ist. Die mechanische Verbindung zwischen dem Verschaltelement und dem Leiter im Bereich der Ausnehmung kann durch Kaltverschweißen, Laserschweißen, Elektronenstrahlschweißen, Metall- Inertgasschweißen, Metall-Aktivgasschweißen, Rühr- Reibschweißen, Löten oder über Druck- oder Federkontakte hergestellt werden. Da das Verschaltelement über den Leiter mit dem Statorkern mechanisch verbunden ist, ist die Komplexität des Aufbaus des Stators vorteilhafterweise reduziert .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Stators, erstreckt sich durch die Ausnehmung einer der Leiter. Der Leiter kann sich vollständig durch die Ausnehmung erstrecken. Die Ausnehmung kann sich vollständig durch das Verschaltelement erstrecken. Dadurch dass sich der Leiter durch die Ausnehmung erstreckt, kann das Verschaltelement mechanisch stabil mit dem Leiter verbunden sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Stators, weist die Ausnehmung eine Form zur Positionierung eines Leiters in der Ausnehmung auf. Das bedeutet, dass die Ausnehmung eine Form aufweist, welche die Positionierung eines Leiters in der Ausnehmung vereinfacht. Beispielsweise weist die Ausnehmung geschrägte Seitenflächen auf. Diese können zur Positionierung eines Leiters in der Ausnehmung dienen. Die Ausnehmung kann eine an den Leiter angepasste Form aufweisen. Beispielsweise weist die Ausnehmung eine Form zur Führung oder zur Fügung eines Leiters in die Ausnehmung auf. Auf diese Art und Weise wird das Positionieren eines Leiters in der Ausnehmung vereinfacht .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Stators, weist der Stator ein Isolationssystem auf, welches zumindest in Zwischenräumen zwischen dem Statorkern und den Leitern und/oder zwischen dem Statorkern und dem Verschaltelement angeordnet ist. Das Isolationssystem weist ein elektrisch isolierendes Material auf. Das Isolationssystem kann die Leiter elektrisch vom Statorkern isolieren. Somit kann das Isolationssystem zumindest stellenweise in den Nuten angeordnet sein. Des Weiteren kann das Isolationssystem das Verschaltelement elektrisch vom Statorkern isolieren. Das Isolationssystem kann einen Verguss aufweisen. Das Isolationssystem kann gegossen oder spritzgegossen sein. Das Isolationssystem kann einstückig sein. Das bedeutet, das Isolationssystem besteht nicht aus mehreren Teilen sondern nur aus einem Teil. Weiter kann das Isolationssystem in mechanischem Kontakt mit dem Statorkern und dem Verschaltelement sein. Somit kann auch das Isolationssystem zu einer mechanischen Verbindung zwischen dem
Verschaltelement und dem Statorkern beitragen. Jedoch ist die mechanische Verbindung zwischen dem Verschaltelement und dem Statorkern über mindestens einen der Leiter bereits selbsttragend. Somit wird für eine mechanische Befestigung des Verschaltelements am Statorkern das Isolationssystem nicht benötigt. Da das Isolationssystem jedoch zur mechanischen Verbindung beitragen kann, ist es möglich, dass das Verschaltelement ausschließlich über mindestens einen der Leiter und das Isolationssystem mechanisch mit dem Statorkern verbunden ist. Das Isolationssystem ermöglicht eine effiziente elektrische Isolierung sowohl des Statorkerns von den Leitern als auch des Statorkerns vom Verschaltelement. Außerdem kann das Isolationssystem in Kontakt mit einem Kühlsystem sein. Somit können auch andere Bestandteile des Stators über das Isolationssystem gekühlt werden. Zur Kühlung des Verschaltelements ist es außerdem möglich, dass dieses über ein thermisch leitfähiges Material mit einem Kühlsystem verbunden ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Stators, weist der Stator mindestens ein weiteres Verschaltelement auf. Das weitere Verschaltelement kann den gleichen Aufbau aufweisen wie das Verschaltelement. Außerdem kann das weitere Verschaltelement die gleichen Merkmale aufweisen wie das Verschaltelement. Das Verschaltelement und das weitere Verschaltelement können an der gleichen Seite des Statorkerns angeordnet sein. Dabei können das Verschaltelement und das weitere Verschaltelement entlang der Längsachse des Statorkerns übereinander angeordnet sein. Weiter ist es möglich, dass das Verschaltelement und das weitere Verschaltelement in einem Querschnitt durch den Stator nebeneinander angeordnet sind. Das Verschaltelement und das weitere Verschaltelement können über ein Isolationsharz, einen Verbundwerkstoff, verklebte Isolationen, eine Vergussmasse oder einen KunststoffSpritzguss miteinander verbunden sein. Insgesamt kann der Stator eine Vielzahl von Verschaltelementen und/oder eine Vielzahl von weiteren Verschaltelementen aufweisen. Eine Vielzahl von Verschaltelementen und/oder von weiteren Verschaltelementen ermöglicht eine separate elektrische Ansteuerung der Leiter.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Stators, sind das Verschaltelement und das weitere Verschaltelement elektrisch voneinander isoliert. Dafür kann mindestens eins der folgenden Materialien zwischen dem Verschaltelement und dem weiteren Verschaltelement angeordnet sein: ein Isolationsharz, ein Verbundwerkstoff, eine verklebte Isolation, eine Vergussmasse, ein KunststoffSpritzguss, ein isolierender Werkstoff, ein Isolationspapier, eine Beschichtung. Weiter ist es möglich, dass das Verschaltelement und/oder das weitere Verschaltelement eine Oberflächenbehandlung aufweisen. Im Bereich der Oberflächenbehandlung kann das Verschaltelement und/oder das weitere Verschaltelement elektrisch isolierend sein. Bei der Oberflächenbehandlung kann es sich um eine
Oberflächenmodifikation wie beispielsweise eine Oxidation handeln. Es ist weiter möglich, dass das Verschaltelement und das weitere Verschaltelement durch einen um diese gewickelten Isolator miteinander verbunden sind. Es ist auch möglich, dass das Verschaltelement und das weitere Verschaltelement über eine Matrix aus einem isolierenden Werkstoff oder Kunststoff miteinander verbunden sind. Es ist nötig das Verschaltelement und das weitere Verschaltelement voneinander elektrisch zu isolieren, um eine separate Ansteuerung der Leiter zu ermöglichen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Stators, weisen das Verschaltelement und das weitere Verschaltelement stellenweise eine ineinandergreifende Form auf. Das kann bedeuten, dass das Verschaltelement und das weitere Verschaltelement stellenweise einen Formschluss miteinander eingehen. Die ineinandergreifende Form erhöht die Stabilität der Verbindung des Verschaltelements mit dem weiteren Verschaltelement oder der Befestigung des Verschaltelements und des weiteren Verschaltelements am Statorkern.
Des Weiteren wird eine elektrische Maschine angegeben. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der elektrischen Maschine, weist die elektrische Maschine einen hier beschriebenen Stator auf. Somit sind alle Merkmale des beschriebenen Stators auch für den Stator der elektrischen Maschine offenbart und umgekehrt. Die elektrische Maschine weist weiter einen relativ zum Stator beweglichen Rotor auf. Bei dem Rotor kann es sich um einen Innenläufer oder einen Außenläufer handeln. Zwischen dem Stator und dem Rotor kann ein Luftspalt angeordnet sein. Da die mechanische Verbindung zwischen dem Verschaltelement und dem Statorkern über mindestens einen der Leiter selbsttragend ist, ist auch die Komplexität des Aufbaus der elektrischen Maschine reduziert. Dies ermöglicht, dass die elektrische Maschine effizient hergestellt werden kann.
Es wird ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine elektrische Maschine angegeben. Der Stator ist bevorzugt mit einem hier beschriebenen Verfahren herstellbar. Mit anderen Worten, sämtliche für den Stator offenbarte Merkmale sind auch für das Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine elektrische Maschine offenbart und umgekehrt .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Stators für eine elektrische Maschine umfasst das Verfahren einen Verfahrensschritt, bei dem ein Statorkern des Stators mit mindestens zwei Nuten bereit gestellt wird. Die Nuten werden in den Statorkern eingebracht. Anschließend können die Nuten elektrisch isoliert werden. Das kann bedeuten, dass die Nuten mit einem elektrisch isolierenden Material ausgekleidet werden.
Weiter werden mindestens zwei formstabile elektrische Leiter in die Nuten eingebracht, wobei in den Nuten jeweils mindestens einer der Leiter angeordnet ist. Die Leiter werden mechanisch in den jeweiligen Nuten fixiert. Die Fixierung der Leiter in den Nuten kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Leiter in die Nuten gepresst werden. Es ist weiter möglich, dass die Leiter mit einem Fixierungsmaterial, beispielsweise einem Verguss, in den Nuten fixiert werden. Dazu werden zunächst die Leiter in die Nuten eingebracht. Anschließend werden verbleibende Hohlräume in den Nuten mit dem Verguss aufgefüllt. Durch ein Aushärten des Verguss werden die Leiter mechanisch in den Nuten fixiert. Das Einbringen und Fixieren der Leiter in den Nuten kann in einem Schritt oder in separaten Schritten erfolgen.
Weiter wird mindestens ein Verschaltelement an mindestens einer Seite des Statorkerns angebracht. Das bedeutet, dass das Verschaltelement mechanisch mit dem Statorkern verbunden wird.
Die Schritte des Verfahrens können in einer beliebigen Reihenfolge ausgeführt werden, welche von der hier genannten Reihenfolge abweichen kann.
Eine elektrische Wicklung des Stators umfasst die Leiter und das Verschaltelement. Das kann bedeuten, dass eine elektrische Wicklung des Stators mindestens zwei der Leiter und mindestens ein Verschaltelement aufweist. Der Stator kann mehrere elektrische Wicklungen aufweisen. Das Verschaltelement ist mit mindestens einem der Leiter elektrisch verbunden. Das Verschaltelement ist über mindestens einen der Leiter mechanisch mit dem Statorkern verbunden. Die Leiter sind jeweils mechanisch in den Nuten fixiert. Die mechanische Verbindung zwischen dem Verschaltelement und dem Statorkern über mindestens einen der Leiter ist selbsttragend.
Die selbsttragende mechanische Verbindung zwischen dem Verschaltelement und dem Statorkern über mindestens einen der Leiter ermöglicht eine effiziente Herstellung des Stators. Da zur Befestigung des Verschaltelements am Statorkern keine Biege-, Verbindungs- oder Montageprozesse erforderlich sind, ist das Herstellungsverfahren weniger komplex. Auch werden keine weiteren Trägerelemente, Montageelemente oder Ausrichtungselemente benötigt. Aufgrund dieser Vereinfachung des Herstellungsverfahrens kann der Stator effizient hergestellt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist der Stator mindestens ein weiteres Verschaltelement auf, und das Verschaltelement und das weitere Verschaltelement werden vor dem Anbringen am Statorkern miteinander mechanisch verbunden und voneinander elektrisch isoliert. Auch für den Fall, dass der Stator mehr als ein Verschaltelement und mehr als ein weiteres Verschaltelement aufweist, werden die Verschaltelemente und die weiteren Verschaltelemente vor dem Anbringen am Statorkern miteinander mechanisch verbunden und voneinander elektrisch isoliert. Dies erleichtert das Anbringen am Statorkern, da statt einer Vielzahl von Elementen nur ein Verbund der Verschaltelemente und weiteren Verschaltelemente angebracht werden muss. Es ist weiter möglich, dass die Verschaltelemente und die weiteren Verschaltelemente vor dem Anbringen am Statorkern zu mehreren Teilverbunden miteinander verbunden werden. Das Verschaltelement und das weitere Verschaltelement können durch Kunststoffheißverstemmen oder Kunststoffnieten miteinander verbunden werden. Zwischen dem Verschaltelement und dem weiteren Verschaltelement kann ein elektrisch isolierendes Material angeordnet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Verschaltelement durch Kaltverschweißen, Laserschweißen, Elektronenstrahlschweißen, Metall-Inertgasschweißen, Metall- Aktivgasschweißen, Rühr-Reibschweißen, Löten oder über Druck oder Federkontakte mit mindestens einem der Leiter elektrisch verbunden. Weiter ist es möglich, dass das Verschaltelement mit mindestens einem der Leiter durch Pressen oder Aufpressen (Pressfit) verbunden wird. Diese Verfahren ermöglichen eine stabile mechanische Verbindung sowie eine gute elektrische Verbindung zwischen dem Verschaltelement und dem Leiter.
Im Folgenden werden der hier beschriebene Stator, die elektrische Maschine und das Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine elektrische Maschine in Verbindung mit Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert .
Die Figuren 1, 2 und 3 zeigen Ausführungsbeispiele des Stators .
Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der elektrischen Maschine . Mit Figur 5 wird ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung eines Stators für eine elektrische Maschine beschrieben .
Mit den Figuren 6 und 7 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel des Stators beschrieben.
In den Figuren 8 und 9 sind Schnittdarstellungen durch weitere Ausführungsbeispiele des Stators gezeigt.
Die Figuren 10 und 11 zeigen Ausschnitte weiterer Ausführungsbeispiele des Stators.
In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Stators 20 für eine elektrische Maschine 21 gezeigt. Bei der Ansicht in Figur 1 handelt es sich um eine schräge Seitenansicht, in welcher nicht der gesamte Stator 20 dargestellt ist. Der Stator 20 umfasst einen Statorkern 22, welcher die Form eines Zylinders aufweist. Im Statorkern 22 ist eine Vielzahl von Nuten 23 angeordnet. Die Nuten 23 erstrecken sich vollständig durch den Statorkern 22. Außerdem sind die Nuten 23 entlang eines Umfangs des Statorkerns 22 nebeneinander angeordnet.
Die Nuten 23 weisen jeweils gleiche Abstände zueinander auf. Somit sind die Nuten 23 gleichmäßig entlang des Umfangs des Statorkerns 22 verteilt.
In den Nuten 23 ist jeweils ein formstabiler elektrischer Leiter 25 angeordnet. Die Nuten 23 sind zur Mitte des Statorkerns 22 hin geöffnet. Die Leiter 25 füllen die Nuten 23 jeweils nicht vollständig aus. Angrenzend an die Öffnungen weisen die Nuten 23 jeweils einen Bereich auf, welcher frei von den Leitern 25 ist. Bei den Leitern 25 handelt es sich jeweils um einen Stab. Entlang einer Längsachse des Statorkerns 22 erstrecken sich die Leiter 25 aus dem Statorkern 22 heraus. Somit ragen die Leiter 25 an einer Seite aus dem Statorkern 22 heraus. Die Leiter 25 ragen alle um die gleiche Länge aus dem Statorkern 22 heraus.
Der Stator 20 weist weiter eine Vielzahl von
Verschaltelementen 26 auf. Der Stator 20 kann eine Vielzahl von Verschaltelementen 26 und mindestens ein weiteres Verschaltelement 29 aufweisen. Die Verschaltelemente 26 und das weitere Verschaltelement 29 können den gleichen Aufbau und die gleichen Merkmale aufweisen. Die Verschaltelemente 26 sind an mindestens einer Seite des Statorkerns 22 angeordnet. Außerdem weist der Stator 20 eine Vielzahl von elektrischen Wicklungen 24 auf. Jede elektrische Wicklung 24 des Stators 20 weist mindestens zwei der Leiter 25 und mindestens ein Verschaltelement 26 oder mindestens ein weiteres Verschaltelement 29 auf.
Die Verschaltelemente 26 weisen jeweils die Form eines Ringsegments auf. Die Verschaltelemente 26 sind entlang des Umfangs des Statorkerns 22 verteilt angeordnet. Außerdem sind einige der Verschaltelemente 26 entlang der Längsachse des Statorkerns 22 übereinander angeordnet. Die Verschaltelemente 26 weisen ein elektrisch leitfähiges Material auf.
Jedes der Verschaltelemente 26 ist mit mindestens einem der Leiter 25 elektrisch verbunden. In diesem Fall ist jedes der Verschaltelemente 26 mit zwei Leitern 25 elektrisch verbunden. Das bedeutet, jeweils zwei der Leiter 25 sind über jeweils ein Verschaltelement 26 elektrisch miteinander verbunden. Dazu weist jedes Verschaltelement 26 zwei Ausnehmungen 27 auf. Im Bereich der Ausnehmungen 27 ist jedes der Verschaltelemente 26 mechanisch und elektrisch mit jeweils einem der Leiter 25 verbunden. Dazu erstreckt sich durch jede der Ausnehmungen 27 einer der Leiter 25. Das bedeutet, in jeder der Ausnehmungen 27 ist einer der Leiter 25 angeordnet. Im Bereich der Ausnehmungen 27 sind die Verschaltelemente 26 jeweils mit einem der Leiter 25 formschlüssig mechanisch verbunden. Die Verschaltelemente 26 und die Leiter 25 können im Bereich der Ausnehmungen 27 jeweils über verschiedene Prozesse elektrisch und mechanisch miteinander verbunden werden. Beispielsweise wird die Verbindung zwischen einem Verschaltelement 26 und einem Leiter 25 durch Kaltverschweißen, Laserschweißen, Elektronenstrahlschweißen, Metall-Inertgasschweißen, Metall- Aktivgasschweißen, Rühr-Reibschweißen, Löten oder über Druck oder Federkontakte erreicht.
Über jeweils mindestens einen der Leiter 25 ist jedes der Verschaltelemente 26 mechanisch mit dem Statorkern 22 verbunden. Außerdem sind die Leiter 25 jeweils mechanisch in den Nuten 23 fixiert. Dies ermöglicht, dass die mechanische Verbindung zwischen dem jeweiligen Verschaltelement 26 und dem Statorkern 22 über mindestens einen der Leiter 25 selbsttragend ist. Diese mechanische Verbindung ist somit so stabil, dass keine weitere mechanische Verbindung benötigt wird.
Des Weiteren sind die Verschaltelemente 26 voneinander elektrisch isoliert. Das bedeutet, jedes der Verschaltelemente 26 ist elektrisch von den anderen Verschaltelementen 26 isoliert. Außerdem sind die Verschaltelemente 26 vom weiteren Verschaltelement 29 elektrisch isoliert. Dazu kann ein elektrisch isolierendes Material zwischen den Verschaltelementen 26 und dem weiteren Verschaltelement 29 angeordnet sein. Das isolierende Material ist in Figur 1 nicht gezeigt. Weiter ist es möglich, dass die Verschaltelemente 26 und/oder das weitere Verschaltelement 29 durch eine Oberflächenbehandlung stellenweise elektrisch isolierend sind.
In Figur 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Stators 20 gezeigt. Der einzige Unterschied zu dem in Figur 1 gezeigten Aufbau ist, dass der Stator 20 zusätzlich eine Verkleidung 31 aufweist. Die Verkleidung 31 umgibt den Statorkern 22 in lateralen Richtungen x, wobei die lateralen Richtungen x senkrecht zur Längsachse des Statorkerns 22 verlaufen. Außerdem umgibt die Verkleidung 31 die Verschaltelemente 26 in lateralen Richtungen x. Die Verkleidung 31 kann Aluminium aufweisen.
In Figur 3 ist das Ausführungsbeispiel des Stators 20 aus Figur 1 in einer gekippten Draufsicht gezeigt.
In Figur 4 ist ein Ausführungsbeispiel der elektrischen Maschine 21 gezeigt. Die elektrische Maschine 21 weist einen wie in Figur 2 gezeigten Stator 20 auf. Außerdem weist die elektrische Maschine 21 einen relativ zum Stator 20 beweglichen Rotor 30 auf. Der Rotor 30 ist ein Innenläufer und im Stator 20 angeordnet.
Mit Figur 5 wird ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung eines Stators 20 für eine elektrische Maschine 21 beschrieben. In einem ersten Schritt S1 wird der Statorkern 22 des Stators 20 bereitgestellt. Der Statorkern 22 weist mindestens zwei Nuten 23 auf. In einem zweiten Schritt S2 werden mindestens zwei formstabile elektrische Leiter 25 in die Nuten 23 eingebracht, wobei in den Nuten 23 jeweils mindestens einer der Leiter 25 angeordnet ist. Außerdem werden die Leiter 25 mechanisch in den Nuten 23 fixiert. In einem dritten Schritt S3 wird mindestens ein Verschaltelement 26 an mindestens einer Seite des Statorkerns 22 angebracht. Dazu wird das Verschaltelement 26 mit mindestens einem der Leiter 25 elektrisch und mechanisch verbunden. Dies kann durch Kaltverschweißen, Laserschweißen,
Elektronenstrahlschweißen, Metall-Inertgasschweißen, Metall- Aktivgasschweißen, Rühr-Reibschweißen, Löten oder über Druck oder Federkontakte erreicht werden.
In einem optionalen Schritt vor dem dritten Schritt S3 werden mindestens ein Verschaltelement 26 und mindestens ein weiteres Verschaltelement 29 vor dem Anbringen am Statorkern 22 miteinander mechanisch verbunden und voneinander elektrisch isoliert. Das Verschaltelement 26 und das weitere Verschaltelement 29 können über ein Isolationsharz, einen Verbundwerkstoff, verklebte Isolationen, eine Vergussmasse oder einen KunststoffSpritzguss miteinander mechanisch verbunden sein. Die elektrische Isolation der Verschaltelemente 26 voneinander kann dadurch erreicht werden, dass zwischen den Verschaltelementen 26 ein elektrisch isolierendes Material angeordnet ist. Weiter ist es möglich, dass das Verschaltelement 26 und/oder das weitere Verschaltelement 29 eine Oberflächenbehandlung aufweisen. Im Bereich der Oberflächenbehandlung können das Verschaltelement 26 und/oder das weitere Verschaltelement 29 elektrisch isolierend sein.
In Figur 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Stators 20 gezeigt. Im Vergleich zu dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist in Figur 6 zur Veranschaulichung eines der Verschaltelemente 26 nicht dargestellt. Außerdem sind die Verschaltelemente 26 und das weitere Verschaltelement 29 elektrisch voneinander isoliert. Dazu ist ein elektrisch isolierendes Material 32 zwischen den Verschaltelementen 26 und dem weiteren Verschaltelement 29 angeordnet. Weiter ist es möglich, dass die Verschaltelemente 26 und/oder das weitere Verschaltelement 29 eine Oberflächenbehandlung aufweisen. Im Bereich der Oberflächenbehandlung sind die Verschaltelemente 26 und/oder das weitere Verschaltelement 29 elektrisch isolierend. In Figur 6 ist gezeigt, dass das elektrisch isolierende Material 32 auf den Verschaltelementen 26 angeordnet ist, welche exponiert sind, da eines der Verschaltelemente 26 nicht dargestellt ist. Auch in lateralen Richtungen x zwischen den Verschaltelementen 26 ist das elektrisch isolierende Material 32 angeordnet. Unterhalb der Stelle, an welcher eines der Verschaltelemente 26 nicht dargestellt ist, ist ein Schnitt im Statorkern 22 dargestellt. In diesem Schnitt ist zu erkennen, dass sich das elektrisch leitfähige Material 32 auch zwischen den Verschaltelementen 26 und dem Statorkern 22 befindet .
In Figur 7 ist ein Ausschnitt des in Figur 6 gezeigten Ausführungsbeispiels des Stators 20 dargestellt. Auch in Figur 7 ist zur Veranschaulichung eines der Verschaltelemente 26 nicht dargestellt. Auf der Oberseite 33 des darunterliegenden Verschaltelements 26 ist das elektrisch isolierende Material 32 angeordnet. Die Oberseite 33 der Verschaltelemente 26 und der weiteren Verschaltelemente 29 ist vom Statorkern 22 abgewandt.
Figur 8 zeigt eine Schnittdarstellung durch einen Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels des Stators 20. Der Stator 20 weist zusätzlich ein Isolationssystem 28 auf. Das Isolationssystem 28 ist in Zwischenräumen zwischen dem Statorkern 22 und den Leitern 25 angeordnet. Weiter ist das Isolationssystem 28 zwischen dem Statorkern 22 und den Verschaltelementen 26 angeordnet. Bei dem Isolationssystem 28 handelt es sich um einen Verguss. Dieser füllt die Zwischenräume im Bereich der Leiter 25 und der Verschaltelemente 26 aus.
Im Querschnitt in Figur 8 ist gezeigt, dass sich einer der Leiter 25 über die Ausdehnung des Statorkerns 22 hinaus erstreckt. Zwischen dem Statorkern 22 und einem der Verschaltelemente 26 ist ein elektrisch isolierendes Material 32 angeordnet. Das elektrisch isolierende Material 32 ist auf dem Statorkern 22 an der Seite angeordnet, an welcher die Verschaltelemente 26 angeordnet sind. Das Isolationssystem 28 ist in den Bereichen der Nuten 23 angeordnet, welche frei von den Leitern 25 sind. Die Bereiche der Nuten 23, in welchen das Isolationssystem 28 angeordnet ist, sind an der Innenseite des Statorkerns 22 sichtbar. Um den Statorkern 22 und die Verschaltelemente 26 herum ist die Verkleidung 31 angeordnet .
Der im Querschnitt gezeigte Leiter 25 ist mit dem untersten der drei im Querschnitt gezeigten Verschaltelemente 26 verbunden. Zwischen den Verschaltelementen 26 ist jeweils ein elektrisch isolierendes Material 32 angeordnet. Die zwei über dem untersten Verschaltelement 26 angeordneten Verschaltelemente 26 erstrecken sich nicht bis zum Leiter 25, so dass diese nicht mit dem Leiter 25 verbunden sind. Die Zwischenräume zwischen dem Statorkern 22, den Leitern 25 und den Verschaltelementen 26 sind vom Isolationssystem 28 ausgefüllt . In Figur 9 ist eine Schnittdarstellung durch einen Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels des Stators 20 gezeigt. Der einzige Unterschied zu dem in Figur 8 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass anstelle des elektrisch isolierenden Materials 32 das Isolationssystem 28 verwendet wird. Das bedeutet, zwischen den Verschaltelementen
26 ist das Isolationssystem 28 angeordnet. Außerdem ist das Isolationssystem 28 auf dem Statorkern 22 an der Seite angeordnet, an welcher die Verschaltelemente 26 angeordnet sind. Somit isoliert das Isolationssystem elektrisch den Statorkern 22 von den Verschaltelementen 26. Des Weiteren isoliert das Isolationssystem 28 elektrisch die Verschaltelemente 26 voneinander.
In Figur 10 ist ein Ausschnitt eines weiteren
Ausführungsbeispiels des Stators 20 gezeigt. Die Ausnehmungen
27 der Verschaltelemente 26 weisen jeweils eine Form zur Positionierung eines Leiters 25 in der Ausnehmung 27 auf.
Dazu weisen die Ausnehmungen 27 in einem Querschnitt durch den Stator 20 jeweils die Form eines Trapezes auf, wobei der Querschnitt in einer Ebene gegeben ist, welche senkrecht zur Längsachse des Statorkerns 22 verläuft. Auch die Leiter 25 weisen in diesem Querschnitt die Form eines Trapezes auf. Somit können die Leiter 25 passgenau in den Ausnehmungen 27 platziert werden. Außerdem wird durch die trapezartige Form ein Verrutschen der Leiter 25 in lateralen Richtungen x verhindert .
In Figur 11 ist ein Ausschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels des Stators 20 gezeigt. Dabei weisen jeweils ein Verschaltelement 26 und ein weiteres Verschaltelement 29 stellenweise eine ineinandergreifende Form auf. An ihrer Oberseite 33 weisen die Verschaltelemente 26 und die weiteren Verschaltelemente 29 jeweils eine Ausstülpung 34 auf. An ihrer der Oberseite 33 abgewandten Unterseite weisen die Verschaltelemente 26 und die weiteren Verschaltelemente 29 jeweils eine Aussparung 35 auf, welche die Form der Ausstülpung 34 hat. Die Verschaltelemente 26 und die weiteren Verschaltelemente 29 können derart an den Statorkern 22 angebracht sein, dass jeweils eine Ausstülpung 34 in einer Aussparung 35 angeordnet ist. Somit greifen jeweils ein Verschaltelement 26 und ein weiteres Verschaltelement 29 stellenweise ineinander, was die
Stabilität der Verbindung der Verschaltelemente 26 und der weiteren Verschaltelemente 29 miteinander erhöht.
Bezugszeichenliste
20: Stator
21: elektrische Maschine 22: Statorkern
23: Nut
24: elektrische Wicklung 25: Leiter
26: Verschaltelement 27: Ausnehmung
28: Isolationssystem
29: weiteres Verschaltelement
30: Rotor
31: Verkleidung 32: elektrisch isolierendes Material
33: Oberseite 34: Ausstülpung 35: Aussparung Sl, S2, S3: Schritte x: laterale Richtung

Claims

Patentansprüche
1. Stator (20) für eine elektrische Maschine (21), der Stator (20) umfassend:
- einen Statorkern (22),
- mindestens zwei Nuten (23), welche im Statorkern (22) angeordnet sind,
- eine elektrische Wicklung (24), welche mindestens zwei formstabile elektrische Leiter (25) umfasst, und
- mindestens ein Verschaltelement (26) an mindestens einer Seite des Statorkerns (22), wobei
- in den Nuten (23) jeweils mindestens einer der Leiter (25) angeordnet ist,
- das Verschaltelement (26) mit mindestens einem der Leiter (25) elektrisch verbunden ist,
- das Verschaltelement (26) über mindestens einen der Leiter
(25) mechanisch mit dem Statorkern (22) verbunden ist,
- die Leiter (25) jeweils mechanisch in den Nuten (23) fixiert sind, und
- die mechanische Verbindung zwischen dem Verschaltelement
(26) und dem Statorkern (22) über mindestens einen der Leiter (25) selbsttragend ist.
2. Stator (20) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei das Verschaltelement (26) mit mindestens einem der Leiter (25) formschlüssig mechanisch verbunden ist.
3. Stator (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verschaltelement (26) mindestens eine Ausnehmung (27) aufweist.
4. Stator (20) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei das Verschaltelement (26) im Bereich der Ausnehmung (27) mechanisch und elektrisch mit einem der Leiter (25) verbunden ist.
5. Stator (20) gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei sich durch die Ausnehmung (27) einer der Leiter (25) erstreckt.
6. Stator (20) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Ausnehmung (27) eine Form zur Positionierung eines Leiters
(25) in der Ausnehmung (27) aufweist.
7. Stator (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, welcher ein Isolationssystem (28) aufweist, welches zumindest in Zwischenräumen zwischen dem Statorkern (22) und den Leitern (25) und/oder zwischen dem Statorkern (22) und dem Verschaltelement (26) angeordnet ist.
8. Stator (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, welcher mindestens ein weiteres Verschaltelement (29) aufweist.
9. Stator (20) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei das Verschaltelement (26) und das weitere Verschaltelement (29) elektrisch voneinander isoliert sind.
10. Stator (20) gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei das Verschaltelement (26) und das weitere Verschaltelement (29) stellenweise eine ineinandergreifende Form aufweisen.
11. Elektrische Maschine (21) mit einem Stator (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche und einem relativ zum Stator (20) beweglichen Rotor (30).
12. Verfahren zur Herstellung eines Stators (20) für eine elektrische Maschine (21) mit den folgenden Schritten: Bereitstellen eines Statorkerns (22) des Stators (20) mit mindestens zwei Nuten (23),
Einbringen von mindestens zwei formstabilen elektrischen Leitern (25) in die Nuten (23), wobei in den Nuten (23) jeweils mindestens einer der Leiter (25) angeordnet ist, mechanisches Fixieren der Leiter (25) in den jeweiligen Nuten (23), und
Anbringen von mindestens einem Verschaltelement (26) an mindestens einer Seite des Statorkerns (22), wobei eine elektrische Wicklung (24) des Stators (20) die Leiter (25) und das Verschaltelement (26) umfasst, das Verschaltelement (26) mit mindestens einem der Leiter (25) elektrisch verbunden ist, das Verschaltelement (26) über mindestens einen der Leiter
(25) mechanisch mit dem Statorkern (22) verbunden ist, die Leiter (25) jeweils mechanisch in den Nuten (23) fixiert sind, und die mechanische Verbindung zwischen dem Verschaltelement
(26) und dem Statorkern (22) über mindestens einen der Leiter (25) selbsttragend ist.
13. Verfahren gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei der Stator (20) mindestens ein weiteres Verschaltelement (29) aufweist, und das Verschaltelement (26) und das weitere Verschaltelement (29) vor dem Anbringen am Statorkern (22) miteinander mechanisch verbunden und voneinander elektrisch isoliert werden.
14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei das Verschaltelement (26) durch Kaltverschweißen, Laserschweißen, Elektronenstrahlschweißen, Metall-Inertgasschweißen, Metall- Aktivgasschweißen, Rühr-Reibschweißen, Löten oder über Druck- oder Federkontakte mit mindestens einem der Leiter (25) elektrisch verbunden wird.
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