WO2013045240A2 - Electric machine having a stator with a variable slot spacing - Google Patents

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WO2013045240A2
WO2013045240A2 PCT/EP2012/067287 EP2012067287W WO2013045240A2 WO 2013045240 A2 WO2013045240 A2 WO 2013045240A2 EP 2012067287 W EP2012067287 W EP 2012067287W WO 2013045240 A2 WO2013045240 A2 WO 2013045240A2
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Norbert WÖHNER
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/16Stator cores with slots for windings
    • H02K1/165Shape, form or location of the slots
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots

Definitions

  • the present invention relates to an electrical machine
  • the electric machine has a stator and a rotor
  • stator is disposed about an axis of rotation of the electric machine and extends in the direction of the rotation axis from a first axial end via a central region to a second axial end of the stator
  • stator having a plurality of grooves each extending from the first to the second axial end of the stator
  • Such an electric machine is known for example from DE 10 2005 037 375 AI or DE 10 2005 002 364 AI.
  • stator windings for multi-phase electrical machines - in particular three-phase electrical Maschi ⁇ NEN -, for example asynchronous motors, is very complex and connected to a high proportion of manual labor.
  • the stator lamination usually has grooves on the inner bore into which the partial coils are inserted.
  • the grooves are in the prior art, all evenly close to the inner bore.
  • the object of the present invention is to provide an electric machine which is easy to manufacture, has a compact design and is operable efficiently.
  • the task is accomplished by an electric machine with the
  • the respective radial distance which the groove bottoms have from the axis of rotation is the same in the middle region as at the axial ends.
  • the respective radial Ab ⁇ stand, which have the groove bottoms of the rotation axis, at least for those grooves whose groove bottoms at the axial ends of the stator have the greatest radial distance from the rotation axis, in the central region is smaller than at the axial ends.
  • the respective radial distance that the groove bases have from the axis of rotation on ⁇ may be the same for all grooves in the central region.
  • the stator has a stator ⁇ sheet package and two end plates, the end plates are placed at the axial ends of the stator lamination. It is possible that the grooves within the Statorblechpa ⁇ kets seen both in the axial direction and around the axis of rotation around a uniform radial distance from the axis of rotation. In this case, the widening takes place from the uniform radial distance to larger radial distances in the end disks.
  • the groups often include more than one groove. In particular, they may comprise two, three or four grooves.
  • those grooves of a respective groove group which are not seen around the axis of rotation around ei ⁇ ner the respective groove group centrally dividing first Axialebe ⁇ ne, radially inwardly have a groove opening, which seen around the axis of rotation between the first axial plane and a respective central groove dividing the second axial plane is arranged.
  • the procedure described is last only useful for grooves with respect to the first axial eccentrically on ⁇ sorted. If, however, the groups of grooves respectively an odd number of grooves comprise - this also applies to the case that the groups each only a single groove around ⁇ - has the middle groove of the respective groove group preferably radially inward on a slot opening, which arranged centrally with respect to the corresponding groove is. In the case ⁇ sem the groove bottom of the central groove preferably has a projecting radially inward nose.
  • the stator seen in the regions in which the grooves are arranged the groove bottoms have the smallest radial distance from the axis of rotation around the axis of rotation, in its radially outer region extending in the axial direction recesses , This configuration in particular the amount of be ⁇ justtem material of the stator lamination can be minimized.
  • At least one of the recesses in cross-section is designed as a closed recess.
  • the at least one closed recess can serve to guide a cooling medium.
  • a communication cable can be arranged in the respective recess.
  • the windings each have a winding overhang at both axial ends of the stator and that the winding overhangs of the windings do not intersect at the respective axial end of the stator.
  • FIG. 3 shows the representation of FIG. 2 with a single marked phase
  • FIG. 15 shows a modification of the stator of FIG. 2, FIG.
  • an electric machine has a stator 1 and a rotor 2.
  • the rotor 2 is arranged on a rotor shaft 3, which in turn is rotatably mounted.
  • the rotor 2 is therefore rotatable about a rotation axis 4.
  • the stator 1 is arranged around the rotation axis 4. It extends in the axial direction from a first axial end 5 via a central region 6 to a second axial end 7.
  • the stator 1 has a multiplicity of grooves 8.
  • the illustrated number of grooves 8, ie 36 grooves 8, however, is pure exemplary. Alternatively, there could be more or fewer than 36 slots 8, for example 12, 24, 48, 60, 72 slots 8, etc.
  • the slots 8 each extend from the first to the second axial end 5, 7 of the stator 1. They are in tangential direction ⁇ tion of respective groove walls 9 and radially outwardly bounded by a respective groove bottom 10.
  • the windings 11 of a three-phase winding system are arranged in the slots 8, with only the windings 11 for one phase of a three-phase three-phase winding system being illustrated in FIG.
  • the other two phases, not shown, are distributed in an analogous manner to the not shown in Figure 3 grooves 8.
  • the electric machine is designed as a four-pole electric-electric machine. This representation is per ⁇ but only purely exemplary.
  • the electrical machine may also be formed as a two-pole, six-pole, eight pole, etc. electrical ⁇ specific machine.
  • Grooves 8 form groove groups 12 in the tangential direction.
  • Groove groups 12 are defined by a radial distance r 1, r 2, r 3 within groove group 12, which groove bottoms 10 of grooves 8 of respective groove group 12 have from axis of rotation 4
  • the radial distance rl, r2, r3 within the respective groove group 12 is constant, the radial distance rl, r2, r3, however from groove group 12 to groove ⁇ group 12 varies, that is not constant or is not the ⁇ same.
  • the respective radial distance rl, r2, r3, to the Nutbö ⁇ 10 may include from the rotation axis 4, at least for the ⁇ adapted grooves 8, the groove bottoms 10 axial to the Ends 5, 7 of the stator 1 have the greatest radial distance r3 of the rotation ⁇ onsachse 4, is smaller in the central region 6 than at the axial ends 5, 7.
  • the extent to which the greatest radial distance r3 or the larger radial distances r3, r2 are reduced in the central region 6 can, in principle, be chosen as desired.
  • FIGS. 10, 11 and 12 show a special possibility of the last-mentioned embodiment of the stator 1. According to FIGS. 10 to 12, the stator 1 -as in the embodiments of FIGS.
  • stator 1 - as in the Ausgestal ⁇ lines of Figures 4 to 6 and 7 to 9 also - two end plates 15, 16, which are placed on the stator iblechumb 14 at the axial ends 5, 7.
  • the middle region 6 is identical to the axial extension of the stator lamination packet 14.
  • the radial distance rc is within the stator lamination packet 14 but also for all grooves 8 uniformly the same.
  • the radial distance of the groove bottoms 8 rc from the rotation axis 4 is thus a ⁇ uniformly the same or constant.
  • the uniform radial From ⁇ was rc is usually the minimum radial distance rmin identical.
  • Varying the radial distances rl, r2, r3 at the axial ends 5, 7 is thus realized by a entspre ⁇ sponding embodiment of the end discs 15 °.
  • the groove groups 12 each comprise only a single groove 8. This embodiment may be useful in particular for relatively high-pole electrical machines. Often, however, the groove groups 12 each comprise more than one groove 8.
  • the present invention is illustrated in FIGS 2, 3, 15 and 16 with reference to a four-pole electric machine with three grooves 8 per groove group 12.
  • the electrical machine may have only two slots per 8 slot group 12, for example as a four-pole elekt ⁇ generic machine with a total of 24 grooves 8 or as a six-pole electric machine with a total of 36 grooves 8 may be formed.
  • the electric machine may be configured as a two pole electric machine with 24 slots or 8 ⁇ than four-pole electric machine with 48 slots. 8 In these two cases, the groove groups 12 would each comprise four grooves 8. Other embodiments are possible.
  • the respective first axial plane 17 contains the axis of rotation 4 and shares in the tangential direction the respective groove group 12 in the middle.
  • the second axial plane 18 is defined by the fact that it contains the Ro ⁇ tationsachse 4 and the respective groove 8 divides centrally.
  • each groove 8 can be symmetrical with respect to the respective second axial plane 18.
  • the grooves 8 according to FIG. 13 can have radially inwardly a slot opening 19 which is arranged centrally with respect to the corresponding second axial plane 18 and thus with respect to the corresponding slot 8.
  • this embodiment is also possible.
  • this Aus ⁇ design is realized only if the groove groups 12 each comprise an odd number of grooves 8, for example, ⁇ only a single groove 8 or three grooves 8, five grooves 8, etc.
  • the corresponding configuration only taken in the middle groove 8 of the respective groove group 12. This can be seen in particular from FIGS. 2 and 3.
  • the groove bottom 10 of the central groove 8 of the respective groove group 12 may continue to have in this case, according to FIG 13, a radially inwardly projecting nose 20.
  • the nose 20 is preferably ⁇ symmetrically formed and arranged with respect to the respective second axial plane 18.
  • Those grooves 8 of the respective groove group 12, which do not lie on the first Axialebe ⁇ ne 17 seen around the rotation axis 4, ie are arranged eccentrically with respect to the respective first axial plane 17, according to FIGS 2, 3 and 14 radially inside a respective groove ⁇ opening 19, which is seen around the rotation axis 4 around between the first axial plane 17 of the respective groove group 12 and the respective second axial plane 18 of the corresponding groove 8 is arranged.
  • the respective groove 8 thus has, according to FIG. 14, preferably the shape of a flag or a flag
  • stator 1 seen in cross section transverse to the rotation axis 4 a completely convex - insbesonde ⁇ re circular - outer contour, the cross section of the stator 1 - with the exception of the grooves 8 and the recess for the rotor 2 - completely closed is.
  • stator 1 as shown in FIG 15 around the axis of rotation 4 seen in those areas in which the grooves 8 are arranged, the groove bottoms 10 at the axial ends 5, 7 of the stator 1 have the lowest radial distance rl from the axis of rotation 4 , in its radially outer region recesses 21, 22, which extend in the axial direction. It is possible that the recesses 21, 22 are open radially outward.
  • the recesses 21, 22 are closed radially outward. Mixed forms are also possible, so that both radially outwardly from open ⁇ recesses 21 and radially outwardly closed Ausneh- rules 22 are available. An example of such
  • radially outwardly closed recesses 22 they can serve to guide a cooling medium-in particular air.
  • a communication cable 23 may be arranged.
  • Communication cable 23 may be arranged.
  • the windings 11 each have a winding overhang 25 at both axial ends 5, 7 of the stator 1.
  • the Ge ⁇ totality of the winding overhangs 25 corresponding to the two axi ⁇ alen winding heads of the three-phase winding system. Due to the inventive embodiment, it is possible according to the Dar ⁇ position shown in FIGS 16 and 17, that the winding overhangs ⁇ 25 do not cross at the respective axial end 5, 7 of the stator. 1 This is true even when the per ⁇ stays awhile end plate 15 is a single layer formed all interturn overhangs 25 thus extend in a single plane, that is, not being mutually offset in height in the axial direction.
  • the present invention has many advantages.
  • the winding operation can be automatic ⁇ tometer easily and reliably. This is particularly true when first the grooves are wound 8, which have, at the axial ends 5, 7 of the largest radial distance r3 from the rotational axis 4 on ⁇ , the grooves 8 with the corresponding second largest radial distance r2, etc ..
  • the Final wiring of the three-phase winding system is easy. Furthermore, it ⁇ adopt an improved dissipation of heat loss from the winding overhangs 25.

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Abstract

An electric machine has a stator (1) and a rotor (2). The stator (1) is arranged around an axis of rotation (4) and extends in the direction of the axis of rotation (4) from a first axial end (5) via a central region (6) to a second axial end (7). The stator (1) has slots (8), which each extend from the first to the second axial end (5, 7) of the stator (1). The windings (11) of a three-phase winding system are arranged in the slots (8). The slots (8) are delimited radially outwards by a respective slot base (10). The slots (8) form slot groups (12), when viewed around the axis of rotation (4). A radial spacing (r1, r2, r3) which the slot bases (10) have from the axis of rotation (4) at least at the axial ends (5, 7) of the stator (1) is constant within the respective slot group (12), but varies from slot group (12) to slot group (12).

Description

Beschreibung description
Elektrische Maschine mit Stator mit variablem Nutabstand Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine,Electric machine with stator with variable slot spacing The present invention relates to an electrical machine,
- wobei die elektrische Maschine einen Stator und einen Rotor aufweist, wherein the electric machine has a stator and a rotor,
- wobei der Stator um eine Rotationsachse der elektrischen Maschine herum angeordnet ist und sich in Richtung der Ro- tationsachse von einem ersten axialen Ende über einen Mittelbereich zu einem zweiten axialen Ende des Stators erstreckt,  wherein the stator is disposed about an axis of rotation of the electric machine and extends in the direction of the rotation axis from a first axial end via a central region to a second axial end of the stator,
- wobei der Stator eine Mehrzahl von Nuten aufweist, die sich jeweils vom ersten zum zweiten axialen Ende des Stators erstrecken,  the stator having a plurality of grooves each extending from the first to the second axial end of the stator,
- wobei in den Nuten die Wicklungen eines Drehstromwicklungs- systems angeordnet sind,  wherein the windings of a three-phase winding system are arranged in the slots,
- wobei die Nuten radial außen von einem jeweiligen Nutboden begrenzt sind,  - wherein the grooves are bounded radially outwardly by a respective groove bottom,
- wobei die Nuten um die Rotationsachse herum gesehen Nut¬ gruppen bilden. - Wherein the grooves seen around the rotation axis around groove ¬ form groups.
Eine derartige elektrische Maschine ist beispielsweise aus der DE 10 2005 037 375 AI oder aus der DE 10 2005 002 364 AI bekannt. Such an electric machine is known for example from DE 10 2005 037 375 AI or DE 10 2005 002 364 AI.
Das Herstellen von Statorwicklungen für mehrphasige elektrische Maschinen - insbesondere dreiphasige elektrische Maschi¬ nen -, beispielsweise Asynchronmotoren, ist sehr aufwändig und mit einem hohen Anteil an manueller Arbeit verbunden.The production of stator windings for multi-phase electrical machines - in particular three-phase electrical Maschi ¬ NEN -, for example asynchronous motors, is very complex and connected to a high proportion of manual labor.
Weiterhin sind viele Arbeitsschritte erforderlich, um einen Stator herzustellen. Üblicherweise weist das Statorblech an der Innenbohrung Nuten auf, in welche die Teilspulen eingesetzt werden. Die Nuten sitzen im Stand der Technik alle gleichmäßig nahe an der Innenbohrung. Furthermore, many operations are required to make a stator. The stator lamination usually has grooves on the inner bore into which the partial coils are inserted. The grooves are in the prior art, all evenly close to the inner bore.
Mittels neuartiger Nadelwickelverfahren ist es möglich, die einzelnen Wicklungen (Einzelspulen) direkt in den Stator ein- zuwickeln, wobei Endscheiben den Wickelkopf aufnehmen. Für jede Phase ist eine eigene Endscheibe erforderlich, so dass insgesamt drei Lagen aufeinandergesetzt werden. Die Endschei¬ ben stellen sicher, dass nach dem Bewickeln einer Phase die übrigen, noch nicht bewickelten Nuten frei bleiben. Die drei Einzelphasen liegen in den Wickelköpfen übereinander, so dass relativ lange Wickelköpfe entstehen, die nur schlecht gekühlt werden können. Weiterhin weisen die einzelnen Phasen unterschiedlich lange Pfade auf, so dass auch die ohmschen Wider- stände voneinander verschieden sind. By means of novel needle winding methods, it is possible to insert the individual windings (individual coils) directly into the stator. wind up, with end disks take up the winding head. For each phase, a separate end plate is required, so that a total of three layers are placed on each other. The Endschei ¬ ben make sure that after winding a phase, the remaining, not yet wound grooves remain free. The three individual phases are in the winding heads on top of each other, so that relatively long windings arise, which can be cooled only badly. Furthermore, the individual phases have paths of different lengths, so that the ohmic resistances are also different from each other.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, in eine Endscheibe die Einzelspulen direkt oder mittels Hilfskörpern einzuwickeln. Diese Vorgehensweise ist jedoch sehr aufwändig. Another possibility is to wrap the individual coils in an end plate directly or by means of auxiliary bodies. However, this procedure is very complicated.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine elektrische Maschine zu schaffen, die einfach herstellbar ist, kompakt aufgebaut ist und effizient betreibbar ist. Die Aufgabe wird durch eine elektrische Maschine mit denThe object of the present invention is to provide an electric machine which is easy to manufacture, has a compact design and is operable efficiently. The task is accomplished by an electric machine with the
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltun¬ gen der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 14. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, eine elektrische Maschine der eingangs genannten Art dadurch auszugestalten, dass ein radialer Abstand, den die Nutböden von der Rotationsachse aufwei¬ sen, zumindest an den axialen Enden des Stators zwar innerhalb der jeweiligen Nutgruppe konstant ist, jedoch von Nut- gruppe zu Nutgruppe variiert. Characteristics of claim 1 solved. Advantageous Ausgestaltun conditions of the electric machine according to the invention are the subject of the dependent claims 2 to 14. According to the invention, an electrical machine of the type mentioned in that a radial distance, the groove bottoms of the rotation axis aufwei ¬ sen, at least at the axial Although the ends of the stator are constant within the respective groove group, they vary from one groove group to the next groove group.
Es ist möglich, dass der jeweilige radiale Abstand, den die Nutböden von der Rotationsachse aufweisen, im Mittelbereich derselbe ist wie an den axialen Enden. In diesem Fall können für das Herstellen des Statorblechpakets identische Stator¬ bleche verwendet werden. Alternativ ist es möglich, dass der jeweilige radiale Ab¬ stand, den die Nutböden von der Rotationsachse aufweisen, zumindest für diejenigen Nuten, deren Nutböden an den axialen Enden des Stators den größten radialen Abstand von der Rota- tionsachse aufweisen, im Mittelbereich kleiner ist als an den axialen Enden. Insbesondere kann in diesem Fall der jeweilige radiale Abstand, den die Nutböden von der Rotationsachse auf¬ weisen, für alle Nuten im Mittelbereich derselbe sein. Durch diese Ausgestaltung kann die magnetische Kopplung zwischen Stator und Rotor optimiert werden. It is possible that the respective radial distance which the groove bottoms have from the axis of rotation is the same in the middle region as at the axial ends. In this case, can be used for making the stator lamination identical stator plates ¬. Alternatively, it is possible that the respective radial Ab ¬ stand, which have the groove bottoms of the rotation axis, at least for those grooves whose groove bottoms at the axial ends of the stator have the greatest radial distance from the rotation axis, in the central region is smaller than at the axial ends. In particular, in this case, the respective radial distance that the groove bases have from the axis of rotation on ¬ may be the same for all grooves in the central region. With this configuration, the magnetic coupling between the stator and the rotor can be optimized.
Besonders bevorzugt ist eine im Ergebnis kombinierte Vorge¬ hensweise. Denn üblicherweise weist der Stator ein Stator¬ blechpaket und zwei Endscheiben auf, wobei die Endscheiben an den axialen Enden auf das Statorblechpaket aufgesetzt sind. Es ist möglich, dass die Nuten innerhalb des Statorblechpa¬ kets sowohl in Axialrichtung als auch um die Rotationsachse herum gesehen einen einheitlichen radialen Abstand von der Rotationsachse aufweisen. In diesem Fall erfolgt das Aufwei- ten von dem einheitlichen radialen Abstand auf größere radiale Abstände in den Endscheiben. Particularly preferred is a combined result Pre ¬ hens example. Because usually, the stator has a stator ¬ sheet package and two end plates, the end plates are placed at the axial ends of the stator lamination. It is possible that the grooves within the Statorblechpa ¬ kets seen both in the axial direction and around the axis of rotation around a uniform radial distance from the axis of rotation. In this case, the widening takes place from the uniform radial distance to larger radial distances in the end disks.
Die Gruppen umfassen oftmals mehr als eine Nut. Insbesondere können sie zwei, drei oder vier Nuten umfassen. The groups often include more than one groove. In particular, they may comprise two, three or four grooves.
Es ist möglich, dass diejenigen Nuten einer jeweiligen Nutgruppe, die um die Rotationsachse herum gesehen nicht auf ei¬ ner die jeweilige Nutgruppe mittig teilenden ersten Axialebe¬ ne liegen, nach radial innen eine Nutöffnung aufweisen, die um die Rotationsachse herum gesehen zwischen der ersten Axialebene und einer die jeweilige Nut mittig teilenden zweiten Axialebene angeordnet ist. Durch diese Vorgehensweise können zum einen der Wickelvorgang erleichtert und zum anderen der magnetische Fluss optimiert werden. It is possible that those grooves of a respective groove group, which are not seen around the axis of rotation around ei ¬ ner the respective groove group centrally dividing first Axialebe ¬ ne, radially inwardly have a groove opening, which seen around the axis of rotation between the first axial plane and a respective central groove dividing the second axial plane is arranged. By this procedure, on the one hand facilitates the winding process and on the other hand, the magnetic flux can be optimized.
Die zuletzt beschriebene Vorgehensweise ist nur bei Nuten sinnvoll, die bezüglich der ersten Axialebene außermittig an¬ geordnet sind. Wenn hingegen die Gruppen von Nuten jeweils eine ungerade Anzahl von Nuten umfassen - dies betrifft auch den Fall, dass die Gruppen jeweils nur eine einzige Nut um¬ fassen -, weist die mittlere Nut der jeweiligen Nutgruppe vorzugsweise nach radial innen eine Nutöffnung auf, die be- züglich der entsprechenden Nut mittig angeordnet ist. In die¬ sem Fall weist der Nutboden der mittleren Nut vorzugsweise eine nach radial innen ragende Nase auf. The procedure described is last only useful for grooves with respect to the first axial eccentrically on ¬ sorted. If, however, the groups of grooves respectively an odd number of grooves comprise - this also applies to the case that the groups each only a single groove around ¬ - has the middle groove of the respective groove group preferably radially inward on a slot opening, which arranged centrally with respect to the corresponding groove is. In the case ¬ sem the groove bottom of the central groove preferably has a projecting radially inward nose.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der elektrischen Maschine ist vorgesehen, dass der Stator um die Rotationsachse herum gesehen in denjenigen Bereichen, in denen die Nuten angeordnet sind, deren Nutböden den geringsten radialen Abstand von der Rotationsachse aufweisen, in seinem radial äußeren Bereich in Axialrichtung verlaufende Ausnehmungen aufweist. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere die Menge an be¬ nötigtem Material des Statorblechpakets minimiert werden. In a preferred embodiment of the electrical machine is provided that the stator seen in the regions in which the grooves are arranged, the groove bottoms have the smallest radial distance from the axis of rotation around the axis of rotation, in its radially outer region extending in the axial direction recesses , This configuration in particular the amount of be ¬ nötigtem material of the stator lamination can be minimized.
Es ist möglich und sogar bevorzugt, dass mindestens eine der Ausnehmungen im Querschnitt quer zur Rotationsachse gesehen als geschlossene Ausnehmung ausgebildet ist. In diesem Fall kann die mindestens eine geschlossene Ausnehmung der Führung eines Kühlmediums dienen. It is possible and even preferred that at least one of the recesses in cross-section, viewed transversely to the axis of rotation, is designed as a closed recess. In this case, the at least one closed recess can serve to guide a cooling medium.
Unabhängig davon, ob eine Ausnehmung geschlossen ist oder nicht, kann in der jeweiligen Ausnehmung ein Kommunikationskabel angeordnet sein. Regardless of whether a recess is closed or not, a communication cable can be arranged in the respective recess.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Nuten ist es insbesondere möglich, dass die Wicklungen an beiden axialen Enden des Stators jeweils einen Wicklungsüberhang aufweisen und dass die Wicklungsüberhänge der Wicklungen sich an dem jeweiligen axialen Ende des Stators nicht kreuzen. Due to the inventive design of the grooves, it is particularly possible that the windings each have a winding overhang at both axial ends of the stator and that the winding overhangs of the windings do not intersect at the respective axial end of the stator.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbei- spiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments. games, which are explained in more detail in connection with the drawings. This show in a schematic representation
FIG 1 eine elektrische Maschine im Längsschnitt,1 shows an electrical machine in longitudinal section,
FIG 2 eine Draufsicht auf einen Stator, 2 shows a plan view of a stator,
FIG 3 die Darstellung von FIG 2 mit einer einzelnen eingezeichneten Phase,  3 shows the representation of FIG. 2 with a single marked phase,
FIG 4 bis 6 je einen Schnitt durch eine mögliche Ausgestal¬ tung des Stators von FIG 2, 4 to 6 each show a section through a possible Ausgestal ¬ tion of the stator of Figure 2,
FIG 7 bis 9 je einen Schnitt durch eine alternative mögli¬ che Ausgestaltung des Stators von FIG 2, 7 to 9 each show a section through an alternative mögli ¬ che embodiment of the stator of Figure 2,
FIG 10 bis 12 je einen Schnitt durch eine weitere alternative mögliche Ausgestaltung des Stators von FIG 2, 10 to 12 each show a section through a further alternative possible embodiment of the stator of FIG. 2,
FIG 13 und 14 je eine Nut im Querschnitt, 13 and 14 each have a groove in cross-section,
FIG 15 eine Modifikation des Stators von FIG 2, FIG. 15 shows a modification of the stator of FIG. 2, FIG.
FIG 16 eine Draufsicht auf eine Endscheibe und  16 shows a plan view of an end plate and
FIG 17 einen Schnitt durch die Endscheibe.  17 shows a section through the end plate.
Gemäß den FIG 1 bis 3 weist eine elektrische Maschine einen Stator 1 und einen Rotor 2 auf. Der Rotor 2 ist auf einer Rotorwelle 3 angeordnet, die ihrerseits drehbar gelagert ist. Der Rotor 2 ist daher um eine Rotationsachse 4 drehbar. According to FIGS. 1 to 3, an electric machine has a stator 1 and a rotor 2. The rotor 2 is arranged on a rotor shaft 3, which in turn is rotatably mounted. The rotor 2 is therefore rotatable about a rotation axis 4.
Soweit nachfolgend die Begriffe „axial", „radial" und „tan- gential" benutzt werden, sind sie stets auf die Rotationsach¬ se 4 bezogen. „Axial" bedeutet eine Richtung parallel zur Ro¬ tationsachse 4. „Radial" bedeutet eine Richtung orthogonal zur Rotationsachse 4 auf die Rotationsachse 4 zu bzw. von ihr weg. „Tangential" bedeutet eine Richtung orthogonal zur Axi- alrichtung und orthogonal zur Radialrichtung, also in konstantem radialem Abstand kreisförmig um die Rotationsachse 4 herum. Except as described below, the terms "axial", "radial" and "tangentially" are used, they are always based on the rotational property, ¬ se. 4 "Axial" means a direction parallel to the Ro ¬ tationsachse 4. "Radial" means a direction "Tangential" means a direction orthogonal to the axial direction and orthogonal to the radial direction, ie at a constant radial distance in a circle around the axis of rotation 4 around.
Der Stator 1 ist um die Rotationsachse 4 herum angeordnet. Er erstreckt sich in Axialrichtung von einem ersten axialen Ende 5 über einen Mittelbereich 6 zu einem zweiten axialen Ende 7. Der Stator 1 weist eine Vielzahl von Nuten 8 auf. Die dargestellte Anzahl an Nuten 8, also 36 Nuten 8, ist jedoch rein beispielhaft. Alternativ könnten mehr oder weniger als 36 Nuten 8 vorhanden sein, beispielsweise 12, 24, 48, 60, 72 Nuten 8 usw .. Die Nuten 8 erstrecken sich jeweils vom ersten zum zweiten axialen Ende 5, 7 des Stators 1. Sie sind in Tangentialrich¬ tung von jeweiligen Nutwänden 9 und radial außen von einem jeweiligen Nutboden 10 begrenzt. In den Nuten 8 sind die Wicklungen 11 eines Drehstromwick- lungssystems angeordnet, wobei in FIG 3 nur die Wicklungen 11 für eine Phase eines dreiphasigen Drehstromwicklungssystems dargestellt sind. Die beiden anderen, nicht dargestellten Phasen sind in analoger Weise auf die in FIG 3 nicht belegten Nuten 8 verteilt. The stator 1 is arranged around the rotation axis 4. It extends in the axial direction from a first axial end 5 via a central region 6 to a second axial end 7. The stator 1 has a multiplicity of grooves 8. The illustrated number of grooves 8, ie 36 grooves 8, however, is pure exemplary. Alternatively, there could be more or fewer than 36 slots 8, for example 12, 24, 48, 60, 72 slots 8, etc. The slots 8 each extend from the first to the second axial end 5, 7 of the stator 1. They are in tangential direction ¬ tion of respective groove walls 9 and radially outwardly bounded by a respective groove bottom 10. The windings 11 of a three-phase winding system are arranged in the slots 8, with only the windings 11 for one phase of a three-phase three-phase winding system being illustrated in FIG. The other two phases, not shown, are distributed in an analogous manner to the not shown in Figure 3 grooves 8.
Gemäß FIG 3 ist die elektrische Maschine als vierpolige elek-itrische Maschine ausgebildet. Diese Darstellung ist je¬ doch nur rein beispielhaft. Die elektrische Maschine könnte ebenso als zweipolige, sechspolige, achtpolige usw. elektri¬ sche Maschine ausgebildet sein. According to FIG. 3, the electric machine is designed as a four-pole electric-electric machine. This representation is per ¬ but only purely exemplary. The electrical machine may also be formed as a two-pole, six-pole, eight pole, etc. electrical ¬ specific machine.
Die Nuten 8 bilden in Tangentialrichtung gesehen Nutgruppen 12. Die Nutgruppen 12 sind dadurch definiert, dass innerhalb der jeweiligen Nutgruppe 12 ein radialer Abstand rl, r2, r3, den die Nutböden 10 der Nuten 8 der jeweiligen Nutgruppe 12 von der Rotationsachse 4 aufweisen, zumindest an den axialen Enden 5, 7 des Stators 1 zwar für alle Nuten 8 der jeweiligen Nutgruppe 12 derselbe ist, der radiale Abstand rl, r2, r3 in- nerhalb der jeweiligen Nutgruppe 12 also konstant ist, der radiale Abstand rl, r2, r3 jedoch von Nutgruppe 12 zu Nut¬ gruppe 12 variiert, also nicht konstant ist bzw. nicht der¬ selbe ist. Um die soeben erläuterte Variierung des radialen Abstands rl, r2, r3 zu erreichen, gibt es verschiedene Möglichkeiten. So ist es gemäß den FIG 4, 5 und 6 beispielsweise möglich, dass der jeweilige radiale Abstand rl, r2, r3, den die Nutbö¬ den 10 von der Rotationsachse 4 aufweisen, im Mittelbereich 6 derselbe ist wie an den axialen Enden 5, 7. Insbesondere kann der jeweilige radiale Abstand rl, r2, r3 somit entlang der jeweiligen Nut 8 gesehen konstant sein. Diese Ausgestaltung bietet insbesondere den Vorteil, dass die Statorbleche 13 des Statorblechpakets 14 des Stators 1 alle einheitlich gestaltet sein können. Grooves 8 form groove groups 12 in the tangential direction. Groove groups 12 are defined by a radial distance r 1, r 2, r 3 within groove group 12, which groove bottoms 10 of grooves 8 of respective groove group 12 have from axis of rotation 4 Although at the axial ends 5, 7 of the stator 1 is the same for all grooves 8 of the respective groove group 12, the radial distance rl, r2, r3 within the respective groove group 12 is constant, the radial distance rl, r2, r3, however from groove group 12 to groove ¬ group 12 varies, that is not constant or is not the ¬ same. In order to achieve the just explained variation of the radial distance rl, r2, r3, there are various possibilities. Thus, it is possible, for example as shown in FIGS 4, 5 and 6, that the respective radial distance rl, r2, r3, to the Nutbö ¬ 10 having the axis of rotation 4, in the central area 6 is the same as at the axial ends 5, 7 In particular, the respective radial distance r1, r2, r3 can thus be constant along the respective groove 8. This embodiment offers the particular advantage that the stator laminations 13 of the stator lamination stack 14 of the stator 1 can all be made uniform.
Alternativ ist es entsprechend den FIG 7, 8 und 9 möglich, dass der jeweilige radiale Abstand rl, r2, r3, den die Nutbö¬ den 10 von der Rotationsachse 4 aufweisen, zumindest für die¬ jenigen Nuten 8, deren Nutböden 10 an den axialen Enden 5, 7 des Stators 1 den größten radialen Abstand r3 von der Rotati¬ onsachse 4 aufweisen, im Mittelbereich 6 kleiner ist als an den axialen Enden 5, 7. Vorzugsweise ist dies - siehe FIG 8 - auch bei denjenigen Nuten 8 der Fall, deren Nutböden 10 an den axialen Enden 5, 7 des Stators 1 einen radialen Abstand r2 von der Rotationsachse 4 aufweisen, der zwischen dem größten und dem kleinsten radialen Abstand r3, rl der Nutböden 10 an den axialen Enden 5, 7 des Stators 1 ist. Diese Ausgestal¬ tung weist den Vorteil auf, dass die vom Stator 1 auf den Ro¬ tor 2 ausgeübte elektromotorische Kraft bei gleicher Bestro- mung der Wicklungen 11 der verschiedenen Phasen für alle Wicklungen 11 nahezu konstant ist. Alternatively, it is possible according to the Figures 7, 8 and 9 that the respective radial distance rl, r2, r3, to the Nutbö ¬ 10 may include from the rotation axis 4, at least for the ¬ jenigen grooves 8, the groove bottoms 10 axial to the Ends 5, 7 of the stator 1 have the greatest radial distance r3 of the rotation ¬ onsachse 4, is smaller in the central region 6 than at the axial ends 5, 7. Preferably, this - see FIG 8 - even with those grooves 8 of the case whose groove bottoms 10 at the axial ends 5, 7 of the stator 1 have a radial distance r2 from the axis of rotation 4, which is between the largest and the smallest radial distance r3, rl of the groove bottoms 10 at the axial ends 5, 7 of the stator 1. This Ausgestal ¬ processing has the advantage that the force exerted by the stator 1 to the Ro ¬ tor 2 electromotive force of the different phases for all windings 11 is almost constant with equal Bestro- mung of the windings. 11
Das Ausmaß, um welches der größte radiale Abstand r3 bzw. die größeren radialen Abstände r3, r2 im Mittelbereich 6 redu- ziert werden, kann prinzipiell beliebig gewählt sein. Vor¬ zugsweise ist der minimal radiale Abstand rmin, den die Nut¬ böden 10 im Mittelbereich 6 von der Rotationsachse 4 aufweisen, für alle Nuten 8 derselbe. Er kann insbesondere gleich dem kleinsten radialen Abstand rl sein, den die Nutböden 10 an den axialen Enden 5, 7 des Stators 1 von der Rotationsachse 4 aufweisen. Die FIG 10, 11 und 12 zeigen eine spezielle Möglichkeit der zuletzt erläuterten Ausgestaltung des Stators 1. Gemäß den FIG 10 bis 12 weist der Stator 1 - wie bei den Ausgestaltungen der FIG 4 bis 6 und 7 bis 9 auch - ein Statorblechpaket 14 auf. Weiterhin weist der Stator 1 - wie bei den Ausgestal¬ tungen der FIG 4 bis 6 und 7 bis 9 auch - zwei Endscheiben 15, 16 auf, die an den axialen Enden 5, 7 auf das Sta- tor-iblechpaket 14 aufgesetzt sind. Gemäß den FIG 10 bis 12 ist jedoch der Mittelbereich 6 mit der Axialerstreckung des Statorblechpakets 14 identisch. In diesem Bereich, also innerhalb des Statorblechpakets 14, weist jede Nut 8 einen kon¬ stanten radialen Abstand rc von der Rotationsachse 4 auf. In Axialrichtung gesehen ist der radiale Abstand rc also konstant. Der radiale Abstand rc ist innerhalb des Statorblech- pakets 14 jedoch auch für alle Nuten 8 einheitlich derselbe. Auch um die Rotationsachse 4 herum gesehen ist der radiale Abstand rc der Nutböden 8 von der Rotationsachse 4 somit ein¬ heitlich derselbe bzw. konstant. Der einheitliche radiale Ab¬ stand rc ist in der Regel mit dem minimalen radialen Abstand rmin identisch. Die Variierung der radialen Abstände rl, r2, r3 an den axialen Enden 5, 7 wird somit durch eine entspre¬ chende Ausgestaltung der Endscheiben 15 realisiert. Diese weisen für die einzelnen Nutgruppen 12 unterschiedlich ausgestaltete - insbesondere unterschiedlich steile und/oder un- terschiedlich lange - Rampen 16 auf, welche die entsprechende Variierung des radialen Abstands rl, r2, r3 an den axialen Enden 5, 7 bewirken. The extent to which the greatest radial distance r3 or the larger radial distances r3, r2 are reduced in the central region 6 can, in principle, be chosen as desired. Before ¬ preferably the minimal radial distance rmin, the groove 10 having ¬ floors in the middle area 6 of the axis of rotation 4, for all the grooves 8 the same. In particular, it can be equal to the smallest radial distance r 1 that the groove bottoms 10 have at the axial ends 5, 7 of the stator 1 from the axis of rotation 4. FIGS. 10, 11 and 12 show a special possibility of the last-mentioned embodiment of the stator 1. According to FIGS. 10 to 12, the stator 1 -as in the embodiments of FIGS. 4 to 6 and 7 to 9 -has a laminated stator core 14. Furthermore, the stator 1 - as in the Ausgestal ¬ lines of Figures 4 to 6 and 7 to 9 also - two end plates 15, 16, which are placed on the stator iblechpaket 14 at the axial ends 5, 7. According to FIGS. 10 to 12, however, the middle region 6 is identical to the axial extension of the stator lamination packet 14. In this range, ie within the stator lamination stack 14, each groove 8 to a kon ¬ constants radial distance rc from the rotation axis. 4 Seen in the axial direction, the radial distance rc is thus constant. The radial distance rc is within the stator lamination packet 14 but also for all grooves 8 uniformly the same. Also about the rotation axis 4 around seen, the radial distance of the groove bottoms 8 rc from the rotation axis 4 is thus a ¬ uniformly the same or constant. The uniform radial From ¬ was rc is usually the minimum radial distance rmin identical. Varying the radial distances rl, r2, r3 at the axial ends 5, 7 is thus realized by a entspre ¬ sponding embodiment of the end discs 15 °. These have for the individual groove groups 12 differently configured - in particular different steep and / or different lengths - ramps 16, which cause the corresponding variation of the radial distance rl, r2, r3 at the axial ends 5, 7.
Es ist möglich, dass die Nutgruppen 12 jeweils nur eine ein- zige Nut 8 umfassen. Diese Ausgestaltung kann insbesondere bei relativ hochpoligen elektrischen Maschinen sinnvoll sein. Oftmals umfassen die Nutgruppen 12 jedoch jeweils mehr als eine Nut 8. Beispielsweise wird die vorliegende Erfindung in den FIG 2, 3, 15 und 16 anhand einer vierpoligen elektrischen Maschine mit je drei Nuten 8 pro Nutgruppe 12 erläutert. Al¬ ternativ könnte die elektrische Maschine nur zwei Nuten 8 pro Nutgruppe 12 aufweisen, beispielsweise als vierpolige elekt¬ rische Maschine mit insgesamt 24 Nuten 8 oder als sechspolige elektrische Maschine mit insgesamt 36 Nuten 8 ausgebildet sein. Wiederum alternativ könnte die elektrische Maschine als zweipolige elektrische Maschine mit 24 Nuten 8 oder als vier¬ polige elektrische Maschine mit 48 Nuten 8 ausgebildet sein. In diesen beiden Fällen würden die Nutgruppen 12 jeweils vier Nuten 8 umfassen. Auch andere Ausgestaltungen sind möglich. It is possible that the groove groups 12 each comprise only a single groove 8. This embodiment may be useful in particular for relatively high-pole electrical machines. Often, however, the groove groups 12 each comprise more than one groove 8. For example, the present invention is illustrated in FIGS 2, 3, 15 and 16 with reference to a four-pole electric machine with three grooves 8 per groove group 12. Al ternatively ¬ the electrical machine may have only two slots per 8 slot group 12, for example as a four-pole elekt ¬ generic machine with a total of 24 grooves 8 or as a six-pole electric machine with a total of 36 grooves 8 may be formed. Alternatively again, the electric machine may be configured as a two pole electric machine with 24 slots or 8 ¬ than four-pole electric machine with 48 slots. 8 In these two cases, the groove groups 12 would each comprise four grooves 8. Other embodiments are possible.
Unabhängig von der konkreten Gruppierung der Nuten 8 existiert für jede Nutgruppe 12 eine jeweilige Axialebene 17, nachfolgend als erste Axialebene 17 bezeichnet. Die jeweilige erste Axialebene 17 enthält die Rotationsachse 4 und teilt in Tangentialrichtung gesehen die jeweilige Nutgruppe 12 mittig. Weiterhin existiert für jede Nut 8 eine jeweilige Axialebene 18, nachfolgend als zweite Axialebene 18 bezeichnet. Die zweite Axialebene 18 ist dadurch definiert, dass sie die Ro¬ tationsachse 4 enthält und die jeweilige Nut 8 mittig teilt. Regardless of the specific grouping of the grooves 8 exists for each groove group 12, a respective axial plane 17, hereinafter referred to as the first axial plane 17. The respective first axial plane 17 contains the axis of rotation 4 and shares in the tangential direction the respective groove group 12 in the middle. Furthermore, for each groove 8 there is a respective axial plane 18, hereinafter referred to as second axial plane 18. The second axial plane 18 is defined by the fact that it contains the Ro ¬ tationsachse 4 and the respective groove 8 divides centrally.
Es ist möglich und im Stand der Technik üblich, dass jede Nut 8 bezüglich der jeweiligen zweiten Axialebene 18 symmetrisch ausgebildet ist. Insbesondere können die Nuten 8 gemäß FIG 13 nach radial innen eine Nutöffnung 19 aufweisen, welche bezüglich der entsprechenden zweiten Axialebene 18 und damit bezüglich der entsprechenden Nut 8 mittig angeordnet ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist diese Ausgestaltung ebenfalls möglich. Es ist jedoch bevorzugt, dass diese Aus¬ gestaltung nur dann realisiert wird, wenn die Nutgruppen 12 jeweils eine ungerade Anzahl an Nuten 8 umfassen, beispiels¬ weise nur eine einzige Nut 8 oder drei Nuten 8, fünf Nuten 8 usw.. Weiterhin wird vorzugsweise auch in diesem Fall die entsprechende Ausgestaltung nur bei der mittleren Nut 8 der jeweiligen Nutgruppe 12 ergriffen. Dies ist insbesondere aus den FIG 2 und 3 ersichtlich. It is possible and customary in the prior art for each groove 8 to be symmetrical with respect to the respective second axial plane 18. In particular, the grooves 8 according to FIG. 13 can have radially inwardly a slot opening 19 which is arranged centrally with respect to the corresponding second axial plane 18 and thus with respect to the corresponding slot 8. In the context of the present invention, this embodiment is also possible. However, it is preferred that this Aus ¬ design is realized only if the groove groups 12 each comprise an odd number of grooves 8, for example, ¬ only a single groove 8 or three grooves 8, five grooves 8, etc. Furthermore, is preferably Also in this case, the corresponding configuration only taken in the middle groove 8 of the respective groove group 12. This can be seen in particular from FIGS. 2 and 3.
Der Nutboden 10 der mittleren Nut 8 der jeweiligen Nutgruppe 12 kann in diesem Fall weiterhin gemäß FIG 13 eine nach radial innen ragende Nase 20 aufweisen. Die Nase 20 ist vorzugs¬ weise bezüglich der jeweiligen zweiten Axialebene 18 symmetrisch ausgebildet und angeordnet. Diejenigen Nuten 8 der jeweiligen Nutgruppe 12, die um die Rotationsachse 4 herum gesehen nicht auf der ersten Axialebe¬ ne 17 liegen, die also bezüglich der jeweiligen ersten Axial- ebene 17 außermittig angeordnet sind, weisen gemäß den FIG 2, 3 und 14 nach radial innen vorzugsweise eine jeweilige Nut¬ öffnung 19 auf, die um die Rotationsachse 4 herum gesehen zwischen der ersten Axialebene 17 der jeweiligen Nutgruppe 12 und der jeweiligen zweiten Axialebene 18 der entsprechenden Nut 8 angeordnet ist. Die jeweilige Nut 8 weist also gemäß FIG 14 vorzugsweise die Form eines Fähnchens oder eines The groove bottom 10 of the central groove 8 of the respective groove group 12 may continue to have in this case, according to FIG 13, a radially inwardly projecting nose 20. The nose 20 is preferably ¬ symmetrically formed and arranged with respect to the respective second axial plane 18. Those grooves 8 of the respective groove group 12, which do not lie on the first Axialebe ¬ ne 17 seen around the rotation axis 4, ie are arranged eccentrically with respect to the respective first axial plane 17, according to FIGS 2, 3 and 14 radially inside a respective groove ¬ opening 19, which is seen around the rotation axis 4 around between the first axial plane 17 of the respective groove group 12 and the respective second axial plane 18 of the corresponding groove 8 is arranged. The respective groove 8 thus has, according to FIG. 14, preferably the shape of a flag or a flag
Schiffsruders auf. Ship helms on.
Es ist möglich, dass der Stator 1 im Querschnitt quer zur Ro- tationsachse 4 gesehen eine vollständig konvexe - insbesonde¬ re kreisrunde - Außenkontur aufweist, wobei der Querschnitt des Stators 1 - mit Ausnahme der Nuten 8 und der Ausnehmung für den Rotor 2 - vollständig geschlossen ist. Vorzugsweise weist der Stator 1 jedoch gemäß FIG 15 um die Rotationsachse 4 herum gesehen in denjenigen Bereichen, in denen die Nuten 8 angeordnet sind, deren Nutböden 10 an den axialen Enden 5, 7 des Stators 1 den geringsten radialen Abstand rl von der Rotationsachse 4 aufweisen, in seinem radial äußeren Bereich Ausnehmungen 21, 22 auf, welche in Axialrichtung verlaufen. Es ist möglich, dass die Ausnehmungen 21, 22 nach radial außen offen sind. Ebenso ist es möglich, dass die Ausnehmungen 21, 22 nach radial außen geschlossen sind. Auch Mischformen sind möglich, dass also sowohl nach radial außen offene Aus¬ nehmungen 21 als auch nach radial außen geschlossene Ausneh- mungen 22 vorhanden sind. Ein Beispiel einer derartigen It is possible that the stator 1 seen in cross section transverse to the rotation axis 4 a completely convex - insbesonde ¬ re circular - outer contour, the cross section of the stator 1 - with the exception of the grooves 8 and the recess for the rotor 2 - completely closed is. Preferably, however, the stator 1 as shown in FIG 15 around the axis of rotation 4 seen in those areas in which the grooves 8 are arranged, the groove bottoms 10 at the axial ends 5, 7 of the stator 1 have the lowest radial distance rl from the axis of rotation 4 , in its radially outer region recesses 21, 22, which extend in the axial direction. It is possible that the recesses 21, 22 are open radially outward. It is also possible that the recesses 21, 22 are closed radially outward. Mixed forms are also possible, so that both radially outwardly from open ¬ recesses 21 and radially outwardly closed Ausneh- rules 22 are available. An example of such
Mischform ist in FIG 15 dargestellt. Mixed form is shown in FIG.
Soweit nach radial außen geschlossene Ausnehmungen 22 vorhanden sind, können sie der Führung eines Kühlmediums - insbe- sondere Luft - dienen. Alternativ kann in mindestens einer dieser Ausnehmungen 22 ein Kommunikationskabel 23 angeordnet sein. Soweit nach radial außen offene Ausnehmungen 21 vorhanden sind, kann in mindestens einer dieser Ausnehmungen ein Kommunikationskabel 23 angeordnet sein. Alternativ kann in mindestens einer dieser Ausnehmungen 21 ein Rohr 24 angeordnet sein, dass seinerseits der Führung eines Kühlmediums - insbesondere Wasser oder Luft - dient. Insofar as radially outwardly closed recesses 22 are present, they can serve to guide a cooling medium-in particular air. Alternatively, in at least one of these recesses 22, a communication cable 23 may be arranged. As far as radially outwardly open recesses 21 are present, in at least one of these recesses Communication cable 23 may be arranged. Alternatively it can be arranged in at least one of these recesses 21, a pipe 24 that in turn the leadership of a cooling medium - in particular water or air - is used.
Die Wicklungen 11 weisen gemäß FIG 17 an beiden axialen Enden 5, 7 des Stators 1 je einen Wicklungsüberhang 25 auf. Die Ge¬ samtheit der Wicklungsüberhänge 25 entspricht den beiden axi¬ alen Wicklungsköpfen des Drehstromwicklungssystems. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist es entsprechend der Dar¬ stellung in den FIG 16 und 17 möglich, dass die Wicklungs¬ überhänge 25 sich an dem jeweiligen axialen Ende 5, 7 des Stators 1 nicht kreuzen. Dies gilt sogar dann, wenn die je¬ weilige Endscheibe 15 einlagig ausgebildet ist, alle Wick- lungsüberhänge 25 also in einer einzigen Ebene verlaufen, das heißt nicht gegeneinander in Axialrichtung höhenversetzt sind . According to FIG. 17, the windings 11 each have a winding overhang 25 at both axial ends 5, 7 of the stator 1. The Ge ¬ totality of the winding overhangs 25 corresponding to the two axi ¬ alen winding heads of the three-phase winding system. Due to the inventive embodiment, it is possible according to the Dar ¬ position shown in FIGS 16 and 17, that the winding overhangs ¬ 25 do not cross at the respective axial end 5, 7 of the stator. 1 This is true even when the per ¬ stays awhile end plate 15 is a single layer formed all interturn overhangs 25 thus extend in a single plane, that is, not being mutually offset in height in the axial direction.
Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbeson- dere kann der Wicklungsvorgang leicht und zuverlässig automa¬ tisiert werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn zuerst die Nuten 8 bewickelt werden, welche an den axialen Enden 5, 7 den größten radialen Abstand r3 von der Rotationsachse 4 auf¬ weisen, dann die Nuten 8 mit dem entsprechenden zweitgrößten radialen Abstand r2 usw.. Auch die Endverdrahtung des Drehstromwicklungssystems gestaltet sich einfach. Weiterhin er¬ gibt sich eine verbesserte Ableitung von Verlustwärme aus den Wicklungsüberhängen 25. Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge¬ schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. The present invention has many advantages. In particular, the winding operation can be automatic ¬ tisiert easily and reliably. This is particularly true when first the grooves are wound 8, which have, at the axial ends 5, 7 of the largest radial distance r3 from the rotational axis 4 on ¬, the grooves 8 with the corresponding second largest radial distance r2, etc .. The Final wiring of the three-phase winding system is easy. Furthermore, it ¬ adopt an improved dissipation of heat loss from the winding overhangs 25. Although the invention in detail by the preferred embodiment has been illustrated and described in detail, the invention is not ¬ limited by the disclosed examples and other variations may be derived therefrom by the skilled artisan without departing from the scope of the invention.

Claims

Patentansprüche claims
1. Elektrische Maschine, 1. Electric machine,
- wobei die elektrische Maschine einen Stator (1) und einen Rotor (2) aufweist,  - wherein the electric machine has a stator (1) and a rotor (2),
- wobei der Stator (1) um eine Rotationsachse (4) der elekt¬ rischen Maschine herum angeordnet ist und sich in Richtung der Rotationsachse (4) von einem ersten axialen Ende (5) über einen Mittelbereich (6) zu einem zweiten axialen Ende (7) des Stators (1) erstreckt, - wherein the stator (1) about a rotation axis (4) of the elekt ¬ step machine around and extending in the direction of the axis of rotation (4) from a first axial end (5) through a central region (6) (to a second axial end 7) of the stator (1),
- wobei der Stator (1) eine Mehrzahl von Nuten (8) aufweist, die sich jeweils vom ersten zum zweiten axialen Ende (5, 7) des Stators (1) erstrecken,  - wherein the stator (1) has a plurality of grooves (8) extending from the first to the second axial end (5, 7) of the stator (1),
- wobei in den Nuten (8) die Wicklungen (11) eines Drehstrom- wicklungssystems angeordnet sind,  - Wherein the windings (11) of a three-phase winding system are arranged in the grooves (8),
- wobei die Nuten (8) radial außen von einem jeweiligen Nutboden (10) begrenzt sind,  - Wherein the grooves (8) are bounded radially outwardly by a respective groove bottom (10),
- wobei die Nuten (8) um die Rotationsachse (4) herum gesehen Nutgruppen (12) bilden,  the grooves (8) forming groove groups (12) around the rotation axis (4),
- wobei ein radialer Abstand (rl, r2, r3) , den die Nutböden- Wherein a radial distance (rl, r2, r3), the groove bottoms
(10) von der Rotationsachse (4) aufweisen, zumindest an den axialen Enden (5, 7) des Stators (1) zwar innerhalb der je¬ weiligen Nutgruppe (12) konstant ist, jedoch von Nutgruppe (12) zu Nutgruppe (12) variiert. (10) of the rotational axis (4), at least at the axial ends (5, 7) of the stator (1) while within the respective groove group ¬ (12) is constant, but from groove group (12) to groove group (12) varied.
2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, 2. Electrical machine according to claim 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der je¬ weilige radiale Abstand (rl, r2, r3) , den die Nutböden (10) von der Rotationsachse (4) aufweisen, im Mittelbereich (6) derselbe ist wie an den axialen Enden (5, 7) . characterized in that the depending ¬ stays awhile radial distance (rl, r2, r3), the having groove bottoms (10) from the rotational axis (4), in the central region (6) is the same as at the axial ends (5, 7).
3. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, 3. Electrical machine according to claim 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der je¬ weilige radiale Abstand (rl, r2, r3) , den die Nutböden (10) von der Rotationsachse (4) aufweisen, zumindest für diejenigen Nuten (8), deren Nutböden (10) an den axialen Enden (5, 7) des Stators (1) den größten radialen Abstand (r3) von der Rotationsachse (4) aufweisen, im Mittelbereich (6) kleiner ist als an den axialen Enden (5, 7) . characterized in that the depending ¬ stays awhile radial distance (rl, r2, r3) which the groove bottoms (10) from the axis of rotation (4), at least for those grooves (8), the groove bottoms (10) at the axial ends (5 , 7) of the stator (1) the largest radial distance (r3) of the Have rotational axis (4), in the central region (6) is smaller than at the axial ends (5, 7).
4. Elektrische Maschine nach Anspruch 3, 4. Electrical machine according to claim 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der je¬ weilige radiale Abstand (rl, r2, r3) , den die Nutböden (10) von der Rotationsachse (4) aufweisen, für alle Nuten (8) im Mittelbereich (6) derselbe ist. characterized in that each of the stays awhile ¬ radial distance (rl, r2, r3), the having groove bottoms (10) from the rotational axis (4), for all the grooves (8) in the central region (6) is the same.
5. Elektrische Maschine nach Anspruch 3 oder 4, 5. Electrical machine according to claim 3 or 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Stator (1) ein Statorblechpaket (14) und zwei Endscheiben (15) aufweist, dass die Endscheiben (15) an den axialen Enden (5, 7) auf das Statorblechpaket (14) aufgesetzt sind und dass die Nuten (8) innerhalb des Statorblechpakets (14) sowohl in Axialrichtung als auch um die Rotationsachse (4) herum gesehen einen einheitlichen radialen Abstand (rc) von der Rotationsachse (4) aufweisen. characterized in that the stator (1) has a laminated stator core (14) and two end disks (15), that the end disks (15) are placed on the stator lamination stack (14) at the axial ends (5, 7) and in that the grooves (8 ) within the stator lamination stack (14) have a uniform radial distance (rc) from the axis of rotation (4) both in the axial direction and around the axis of rotation (4).
6. Elektrische Maschine nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die6. Electrical machine according to one of the above claims, d a d u r c h e c e n e c i n e that the
Nutgruppen (12) jeweils mehr als eine Nut (8) umfassen, insbesondere zwei, drei oder vier Nuten (8) . Groove groups (12) each comprise more than one groove (8), in particular two, three or four grooves (8).
7. Elektrische Maschine nach Anspruch 6, 7. Electrical machine according to claim 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass dieje¬ nigen Nuten (8) einer jeweiligen Nutgruppe (12), die um die Rotationsachse (4) herum gesehen nicht auf einer die jeweili¬ ge Nutgruppe (12) mittig teilenden ersten Axialebene (17) liegen, nach radial innen eine Nutöffnung (19) aufweisen, die um die Rotationsachse (4) herum gesehen zwischen der ersten Axialebene (17) und einer die jeweilige Nut (8) mittig tei¬ lenden zweiten Axialebene (18) angeordnet ist. characterized in that Dieje ¬ Nigen grooves (8) of a respective groove group (12) about the rotational axis (4) around not seen on a the jeweili ¬ ge groove group (12) centrally dividing the first axial plane (17) lying radially inward a Groove opening (19), which seen around the rotation axis (4) around between the first axial plane (17) and a respective groove (8) centrally tei ¬ lumbar second axial plane (18) is arranged.
8. Elektrische Maschine nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in dem Fall, dass die Nutgruppen (12) jeweils eine ungerade Anzahl an Nuten (8) umfassen, die mittlere Nut (8) der jeweiligen Nutgruppe (12) nach radial innen eine Nutöffnung (19) auf¬ weist, die bezüglich der entsprechenden Nut (8) mittig ange¬ ordnet ist. 8. Electrical machine according to one of the above claims, characterized in that in the case that the groove groups (12) each comprise an odd number of grooves (8), the central groove (8) of the respective Slot group has ¬ (12) radially inwardly a groove opening (19) which is centrally arranged ¬ respect to the corresponding groove (8).
9. Elektrische Maschine nach Anspruch 8, 9. Electrical machine according to claim 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Nutboden (10) der mittleren Nut (8) eine nach radial innen ragende Nase (20) aufweist. That is, the groove bottom (10) of the central groove (8) has a nose (20) projecting radially inwards.
10. Elektrische Maschine nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Stator (1) um die Rotationsachse (4) herum gesehen in denjenigen Bereichen, in denen die Nuten (8) angeordnet sind, deren Nutböden (10) den geringsten radialen Abstand (rl) von der Rotationsachse (4) aufweisen, in seinem radial äußeren Bereich in Axialrichtung verlaufende Ausnehmungen (21, 22) aufweist . 10. Electrical machine according to one of the above claims, characterized in that the stator (1) seen around the rotation axis (4) in those areas in which the grooves (8) are arranged, the groove bottoms (10) the smallest radial distance ( Having rl) of the rotational axis (4), in its radially outer region in the axial direction extending recesses (21, 22).
11. Elektrische Maschine nach Anspruch 10, 11. Electrical machine according to claim 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mindes¬ tens eine der Ausnehmungen (21, 22) im Querschnitt quer zur Rotationsachse (4) gesehen als geschlossene Ausnehmung (22) ausgebildet ist. characterized in that mindes ¬ least one of the recesses (21, 22) in cross-section transverse to the rotation axis (4) seen as a closed recess (22) is formed.
12. Elektrische Maschine nach Anspruch 11, 12. Electrical machine according to claim 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die mindestens eine geschlossene Ausnehmung (22) der Führung ei¬ nes Kühlmediums dient. characterized in that the at least one closed recess (22) of the guide ei ¬ Nes cooling medium is used.
13. Elektrische Maschine nach Anspruch 10, 11 oder 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in min¬ destens einer der Ausnehmungen (21, 22) ein Kommunikationskabel (23) angeordnet ist. 13. Electrical machine according to claim 10, 11 or 12, characterized in that in min ¬ least one of the recesses (21, 22) a communication cable (23) is arranged.
14. Elektrische Maschine nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Wicklungen (11) an beiden axialen Enden (5, 7) des Stators (1) jeweils einen Wicklungsüberhang (25) aufweisen und dass die Wicklungsüberhänge (25) der Wicklungen (11) sich an dem jeweiligen axialen Ende (5, 7) des Stators (1) nicht kreuzen. 14. Electrical machine according to one of the above claims, characterized in that the windings (11) at both axial ends (5, 7) of the stator (1) each have a winding overhang (25) and that the winding overhangs (25) of the windings (11) do not intersect at the respective axial end (5, 7) of the stator (1).
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