WO2019034308A1 - Verfahren zur herstellung eines nutisolationspapier, nutisolationspapier, stator und elektrische maschine mit stator - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines nutisolationspapier, nutisolationspapier, stator und elektrische maschine mit stator Download PDF

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WO2019034308A1
WO2019034308A1 PCT/EP2018/066761 EP2018066761W WO2019034308A1 WO 2019034308 A1 WO2019034308 A1 WO 2019034308A1 EP 2018066761 W EP2018066761 W EP 2018066761W WO 2019034308 A1 WO2019034308 A1 WO 2019034308A1
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stator
layer
grooves
carrier layer
microns
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PCT/EP2018/066761
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Inventor
Andreas Michalowski
Ulrich Graf
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Robert Bosch Gmbh
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Definitions

  • the invention is based on a method for producing a
  • the invention is based on a stator and electric machine with the stator.
  • Winding wires and the disk set of the stator known. Between the uppermost conductor in a stator slot and a rotor of an electric machine, an electric field is generated, which due to the control by means of a pulse inverter to a high-frequency AC voltage influenced on the rotor as well as non-isolation of the rotor shaft to high-frequency
  • the ends of the winding wires can be shielded with insulating paper with a vapor-deposited aluminum layer. Despite this shielding, flashovers between the rolling elements and the raceway can occur. This can cause local melting of the hardened surfaces. This can lead to overheating and thus embrittlement of the Bearings and the gears and thus lead to a failure of the
  • the aluminum-coated insulation papers are provided with grooves at a certain distance, i. the aluminum layer is electrically separated. This can be done both by inserting a mask during the flame process, as well as by a laser process after the flame process.
  • inserting a mask in the flame process is bound geometrically strong, i. Slot widths smaller than 100 ⁇ are very difficult to produce.
  • a Unterkriechen must be prevented by a relatively high contact pressure.
  • the grooves When removing the aluminum layer with a laser beam smaller grooves can be realized. To ensure electrical isolation, the grooves must be longer than the width of the aluminum layer. Thus, the laser beam impinges on the first layer of the insulation paper, which in turn can lead to damage of the middle layer and thus the function of the insulation paper is no longer guaranteed.
  • the invention is based on a method of the type of independent
  • Claim 1 namely a method for producing an insulating paper having a layer structure of an aluminum layer, a first carrier layer, an insulating layer and a second carrier layer, comprising the following steps:
  • the invention is based on an insulation paper produced by the
  • the invention is based on a stator with a stator axis having stator lamination stack and provided in the stator lamination
  • Statornuten in which electrical conductors of an electrical winding are arranged and which are each closed by an insulating paper.
  • the invention is based on an electrical machine with a corresponding stator.
  • the four layers form a composite.
  • the four layers form a composite.
  • Carrier layer successively or successively assembled or assembled to form a composite.
  • the layers are firmly bonded together.
  • the composite is a "sandwich construction".
  • the first carrier layer and the second carrier layer of a plastic fiber composite, in particular aramid fiber composite.
  • the insulating layer preferably consists of at least one plastic.
  • the grooves are advantageously introduced into the depth of the first carrier layer continuously or not continuously. In other words, the grooves
  • Non-continuous introduction of the grooves in the depth of the first carrier layer is sufficient to ensure interruption of the aluminum layer.
  • the grooves can be precisely in the first
  • the grooves after insertion, have a length measured transversely to the axial direction which is greater than a width of the aluminum layer measured transversely to the axial direction.
  • the grooves have a width in the range of 10 to 100 microns, preferably from 30 to 70 microns, preferably 50 microns and / or
  • the grooves have a depth in the range of 10 to 100 microns, preferably from 30 to 70 microns, preferably 50 microns.
  • the application is carried out by means of a flame spraying process.
  • the aluminum layer can be easily connected to the first carrier layer or applied to the first carrier layer.
  • Aluminum layer stick to the groove base or on the sides of the groove.
  • stator slots each have a stator slot bottom and a slot-shaped stator slot opening facing away from the stator slot base, wherein the at least one shielding element is arranged at least in the stator slot opening or in the area of the stator slot opening.
  • the aluminum layer of the insulation paper is arranged statornuto réelles Rep.
  • the aluminum layer of the insulation paper is oriented in the direction of the rotor.
  • the width measured transverse to the axial direction is the
  • Aluminum layer equal to or greater than the width B2 of the slot opening of the associated stator groove.
  • Figure 1 is a schematic plan view of an inventive
  • Figure 3 is an alternative schematic sectional view A-A through the
  • Figure 4 is a flow chart illustrating steps of a
  • FIG. 5 is a sectional view of a stator according to the invention according to a first embodiment
  • FIG. 6 shows a plan view of one of the slots of the stator according to FIG. 5.
  • Figure 1 shows a schematic plan view of an inventive
  • the slot insulation paper 6 has an aluminum layer 6.1, a first carrier layer 6.2, an insulating layer 6.3 and a second carrier layer 6.4.
  • the four layers form a composite.
  • steps 100 to 300 are run through, as shown in FIG. 4:
  • Application 300 can be done by means of a flame spraying process.
  • the grooves 7 are introduced to about 90% in the depth of the first carrier layer 6.2.
  • Width B1 of the aluminum layer 6.1
  • the grooves 7 have a width B extending in the axial direction x in the range of 10 to 100 micrometers, preferably 30 to 70 micrometers, preferably 50
  • the grooves 7 have a depth T extending in a direction y in the range of 10 to 100 microns, preferably from 30 to 70 microns, preferably 50 microns.
  • the aluminum layer 6.1 has been introduced into the grooves 7 during flame spraying. This is difficult to avoid due to manufacturing, but also has no adverse effect. In this case, the aluminum layer 6.1 remain stuck to the groove bottom or on the sides of the groove.
  • Insulation layer 6.3 is made of a plastic.
  • Figure 5 shows a sectional view of a stator according to the invention according to a first embodiment.
  • the stator 1 has a stator lamination stack 2 and stator slots 3 provided in the stator lamination stack 2, which stator faces, for example, in the direction of a stator axis 4
  • Stator laminations 2 run and in which electrical conductors 5 are arranged at least one electrical winding.
  • the laminated stator core 2 is formed from a stack of laminations made of electrical steel, between each of which insulation is provided to avoid eddy currents.
  • the stator 3 of the stator 1 are each formed between teeth 1 .1 of the stator 1 and each have a Statornutground 3.1 and the Statornutground 3.1 facing away slot-shaped Statornutö réelle 3.2.
  • the cross-section of the Statornutö réelleen 3.2 of the stator 1 is in each case narrowed, since the teeth 1.1 of the stator 1 at its end facing away from Statornutgrund 3.1 each have a cantilever tooth head 1 .2 projecting shoulder-shaped into the respective Statornut 3.
  • the Statornutö Wenn 3.2 of the stator 3 are each of a
  • U-shaped groove insulation paper 6 has two legs, the on opposite walls 3.3 and 3.4 of the respective Statornut 3 or at a further U-shaped insulating paper 9 that is disposed within the Satornut 3, may rest.
  • the at least one shielding 6.2 of the Nutisolationspapiere 6 is disposed on the side facing away from the electrical conductors 5 side of the support element 6.1 and serves to the electric field to the rotor of the electric machine
  • the at least one shielding 6.2 of the Nutisolationspapiere 6 a coating, a paint layer, a foil or a sheet.
  • the finished manufactured Nutisolationspapiere 6 are inserted as a component in the respective Statornut 3.
  • the slot insulation papers 6 are inserted into the stator slots 3 such that their aluminum layer 6.1 is arranged in each case in the associated stator slot 3 directly below the tooth heads 1.2. This is the aluminum layer
  • FIG. 6 shows a plan view of one of the stator slots 3 of the stator according to the invention according to FIG. 5.
  • Nutisolationspapiere 6 additionally the shielding effect in one area between a winding head of the stator 1 and a short-circuit ring of the rotor 8 exercise, since in this way a capacitive coupling between the winding head of the stator 1 and the short-circuit ring of the rotor 8 is prevented.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verfahren zum Herstellen eines Isolationspapiers (6) mit einem Schichtaufbau aus einer Aluminiumschicht (6.1), einer ersten Trägerschicht (6.2), einer Isolationsschicht (6.3) und einer zweiten Trägerschicht (6.4), aufweisend die folgenden Schritte: Verbinden (100) der ersten Trägerschicht (6.2) mit der Isolationsschicht (6.3) und der Isolationsschicht (6.3) mit der zweiten Trägerschicht (6.4), Einbringen (200) einer Vielzahl von Nuten (7) in die erste Trägerschicht (6.2), die in einer Längsrichtung (x) des Isolationspapiers (6) hintereinander angeordnet sind und im Ansprechen darauf Auftragen (300) der Aluminiumschicht (6.1) auf die erste Trägerschicht (6.2).

Description

Beschreibung Titel
Verfahren zur Herstellung eines Nutisolationspapier, Nutisolationspapier, Stator und elektrische Maschine mit Stator
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines
Nutisolationspapiers. Ferner geht die Erfindung aus von einem
Nutisolationspapier. Außerdem geht die Erfindung aus von einem Stator und elektrische Maschine mit dem Stator.
Aus dem Stand der Technik sind Nutverschlüsse zum mechanischen
Verschließen der Nuten und zur elektrischen Isolation zwischen
Wicklungsdrähten und dem Lamellenpaket des Stators bekannt. Zwischen dem obersten Leiter in einer Statornut und einem Rotor einer elektrischen Maschine entsteht ein elektrisches Feld, welches bedingt durch die Ansteuerung mittels eines Pulswechselrichters zu einer auf dem Rotor influenzierten hochfrequenten Wechselspannung sowie bei Nichtisolation der Rotorwelle zu hochfrequenten
Ableitströmen führt. Diese beschriebenen Effekte beeinträchtigen in sehr
erheblichem Maße die geforderte elektromagnetische Verträglichkeit. Weiterhin führt die durch das elektrische Feld influenzierte Ladung auf dem Rotor zu
elektrischen Durchschlägen in einem Fettfilm der Lager, insbesondere
Kugellager, was deren Lebensdauer drastisch verkürzen kann.
Um Überschläge auf den Stator zu verhindern, können die Enden der Wicklungsdrähte mit Isolationspapier mit einer aufgedampften Aluminiumschicht abgeschirmt werden. Trotz dieser Schirmung können Überschläge zwischen den Wälzkörpern und der Laufbahn auftreten. Hierdurch können lokale Aufschmelzungen der gehärteten Oberflächen entstehen. Das kann zu Überhärtung und somit zur Versprödung der Kugellager und auch der Zahnräder führen und damit zu einem Ausfall des
Elektromotors schon nach geringer Laufzeit führen.
Um dies zu verhindern, werden die aluminiumbeschichteten Isolationspapiere mit Nuten in bestimmten Abstand versehen, d.h. die Aluminiumschicht wird elektrisch getrennt. Dies kann sowohl durch einlegen einer Maske beim Flammprozess, als auch durch einen Laserprozess nach dem Flammprozess erfolgen. Beim Einlegen einer Maske beim Flammprozess ist man geometrisch stark gebunden, d.h. Nutbreiten kleiner 100 μηη sind sehr schwer bis gar nicht herstellbar. Außerdem muss durch einen relativ hohen Anpressdruck ein Unterkriechen verhindert werden.
Beim Abtragen der Aluminiumschicht mit einem Laserstrahl können kleinerer Nuten realisiert werden. Um eine elektrische Trennung zu gewährleisten, müssen die Nuten länger sein als die Breite der Aluminiumschicht. Somit trifft der Laserstrahl auf die erste Schicht des Isolationspapiers, was wiederrum zur Schädigung der Mittelschicht führen kann und damit die Funktion des Isolationspapiers nicht mehr gewährleistet ist.
Die gleichzeitige Bearbeitung zweier Materialien in einer Linie und die großen
Schwankungen der Schichtdicke des Aluminiums sowie vorhandene Unebenheiten des Isolationspapiers machen den Prozess äußerst empfindlich.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach Gattung des unabhängigen
Anspruchs 1 , nämlich von einem Verfahren zum Herstellen eines Isolationspapiers mit einem Schichtaufbau aus einer Aluminiumschicht, einer ersten Trägerschicht, einer Isolationsschicht und einer zweiten Trägerschicht, aufweisend die folgenden Schritte:
- Verbinden der ersten Trägerschicht mit der Isolationsschicht und der Isolationsschicht mit der zweiten Trägerschicht,
- Einbringen einer Vielzahl von Nuten in die erste Trägerschicht, die in einer
Längsrichtung des Isolationspapiers hintereinander angeordnet sind und im
Ansprechen darauf
- Auftragen der Aluminiumschicht auf die erste Trägerschicht. Das Einbringen der Nuten in das Isolationspapier vor dem Flammspritzen ermöglicht eine gute Einstellbarkeit der Breite, Tiefe, Länge und/oder der Geometrie. Außerdem wird der Zeitaufwand beim Herstellen des Nutisolationspapiers reduziert. Durch das Vorsehen der Nuten wird eine Unterbrechung der Aluminiumschicht gewährleistet. Mit anderen Worten kann eine elektrische Trennung auf einfache Weise erfolgen.
Dass die Nuten vor dem Flammspritzprozess eingebracht worden sind, lässt sich anhand eventueller Ablagerungen im Nutgrund bzw. an den Nutränder nachweisen, ohne Einfluss auf die elektrische Trennung. Dabei ist das Verfahren unempfindlich gegenüber Schichtdickenschwankung des Isolationspapiers und der Aluminiumschicht.
Ferner geht die Erfindung aus von einem Isolationspapier hergestellt nach dem
Verfahren.
Des Weiteren geht die Erfindung aus von einem Stator mit einem eine Statorachse aufweisenden Statorblechpaket und mit im Statorblechpaket vorgesehenen
Statornuten, in denen elektrische Leiter einer elektrischen Wicklung angeordnet sind und die jeweils von einem Isolationspapier verschlossen sind.
Außerdem geht die Erfindung aus von einer elektrischen Maschine mit einem entsprechenden Stator.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Vorzugsweise bilden die vier Schichten einen Verbund aus. Dabei werden die
Schichten Aluminiumschicht, erste Trägerschicht, Isolationsschicht und zweite
Trägerschicht nacheinander bzw. hintereinander zum Verbund zusammengefügt bzw. zusammengesetzt. Vorzugsweise sind die Schichten fest miteinander verbunden. Bevorzugt ist der Verbund ein„Sandwichaufbau".
Bevorzugt bestehen die erste Trägerschicht und die zweite Trägerschicht aus einem Kunststoff-Faserverbund, insbesondere Aramid-Faserverbund. Bevorzugt besteht die Isolationsschicht aus wenigstens einem Kunststoff. Durch das Vorsehen der Nuten wird eine Unterbrechung der Aluminiumschicht gewährleistet. Hieraus resultiert dann eine Abschirmung des elektrischen Feldes zum Rotor der elektrischen Maschine.
Vorteilhaft werden die Nuten in die Tiefe der ersten Trägerschicht durchgängig oder nicht durchgängig eingebracht. Mit anderen Worten sind die Nuten
vollständig oder nicht vollständig - also nur teilweise - in die Tiefe der ersten
Trägerschicht eingebracht.
Ein nicht durchgängiges Einbringen der Nuten in die Tiefe der ersten Trägerschicht ist ausreichend, um eine Unterbrechung der Aluminiumschicht zu gewährleisten.
Weiter vorteilhaft erfolgt das Einbringen mittels eines Lasers, insbesondere mittels eines Ultrakurzpulslasers. Hierdurch lassen sich die Nuten präzise in die erste
Trägerschicht einbringen.
Weiter vorteilhaft weisen nach dem Einbringen die Nuten eine quer zur axialen Richtung gemessene Länge auf, die größer ist als eine quer zur axialen Richtung gemessene Breite der Aluminiumschicht.
Hierdurch kann eine Abschirmung des elektrischen Feldes zum Rotor der elektrischen Maschine auf einfache Weise erreicht werden.
Weiter vorteilhaft weisen nach dem Einbringen
- die Nuten eine Breite im Bereich von 10 bis 100 Mikrometer, vorzugsweise von 30 bis 70 Mikrometer, bevorzugt 50 Mikrometer aufweisen und/oder
- die Nuten eine Tiefe im Bereich von 10 bis 100 Mikrometer, vorzugsweise von 30 bis 70 Mikrometer, bevorzugt 50 Mikrometer aufweisen.
Weiter vorteilhaft erfolgt das Auftragen mittels eines Flammspritzverfahrens. Hierdurch kann die Aluminiumschicht auf einfache Weise mit der ersten Trägerschicht verbunden werden bzw. auf die erste Trägerschicht aufgebracht werden.
Beim Auftragen der Aluminiumschicht auf die erste Trägerschicht kann Aluminium wenigstens teilweise in die Nuten gelangen. Dies hat keine nachteilige Wirkung, da eine Abschirmung des elektrischen Feldes zum Rotor der elektrischen Maschine durch Trennung der Aluminiumschicht problemlos realisierbar ist. Dabei kann die
Aluminiumschicht am Nutgrund oder an den Seiten der Nut haften bleiben.
Weiter vorteilhaft weisen die Statornuten jeweils einen Statornutgrund und eine dem Statornutgrund abgewandte schlitzförmige Statornutöffnung auf, wobei das zumindest eine Abschirmelement wenigstens in der Statornutöffnung oder im Bereich der Statornutöffnung angeordnet ist.
Weiter vorteilhaft ist die Aluminiumschicht des Isolationspapiers statornutoffnungsseitig angeordnet.
Mit anderen Worten ist die Aluminiumschicht des Isolationspapiers in Richtung zum Rotor hin orientiert.
Vorzugsweise ist die quer zur axialen Richtung gemessene Breite der
Aluminiumschicht gleich oder größer als die Breite B2 der Nutöffnung der zugehörigen Statornut.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:
Figur 1 eine schematische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes
Nutisolationspapier nach einem ersten Ausführungsbeispiel; eine schematische Schnittansicht A-A durch das erste Ausführungsbeispiel aus Figur 1 ;
Figur 3 eine alternative schematische Schnittansicht A-A durch das
erste Ausführungsbeispiel aus Figur 1 ;
Figur 4 ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens; Figur 5 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Stators nach einem ersten Ausführungsbeispiel; und Figur 6 eine Draufsicht auf eine der Nuten des Stators nach Figur 5.
Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes
Nutisolationspapier nach einem ersten Ausführungsbeispiel und Figur 2 zeigt eine schematische Schnittansicht A-A durch das erste Ausführungsbeispiel aus Figur 1 .
Das Nutisolationspapier 6 weist eine Aluminiumschicht 6.1 , eine erste Trägerschicht 6.2, eine Isolationsschicht 6.3 und eine zweite Trägerschicht 6.4 auf. Die vier Schichten bilden einen Verbund aus.
Bei der Herstellung des Nutisolationspapiers 6 werden die Schritte 100 bis 300 durchlaufen, wie in der Figur 4 gezeigt:
- Verbinden 100 der ersten Trägerschicht 6.2 mit der Isolationsschicht 6.3 und der
Isolationsschicht 6.3 mit der zweiten Trägerschicht 6.4,
- Einbringen 200 einer Vielzahl von Nuten 7 in die erste Trägerschicht 6.2, wobei die Nuten 7 in die erste Trägerschicht 6.2 in einer Längsrichtung x des Isolationspapiers 6 hintereinander angeordnet sind und im Ansprechen darauf
- Auftragen 300 der Aluminiumschicht 6.1 auf die erste Trägerschicht 6.2, wobei das
Auftragen 300 mittels eines Flammspritzverfahrens erfolgen kann.
Die Nuten 7 sind bis ca. 90% in die Tiefe der ersten Trägerschicht 6.2 eingebracht. Die Nuten 7 weisen eine quer zur axialen Richtung x (= Richtung z) gemessene Länge L auf, die größer ist als eine quer zur axialen Richtung x (= Richtung z) gemessene
Breite B1 der Aluminiumschicht 6.1 .
Die Nuten 7 weisen eine in der axialen Richtung x verlaufende Breite B im Bereich von 10 bis 100 Mikrometer, vorzugsweise von 30 bis 70 Mikrometer, bevorzugt 50
Mikrometer auf. Ferner weisen die Nuten 7 eine in einer Richtung y verlaufende Tiefe T im Bereich von 10 bis 100 Mikrometer, vorzugsweise von 30 bis 70 Mikrometer, bevorzugt 50 Mikrometer auf.
Im Unterschied zur Figur 2 ist in der Figur 3 in die Nuten 7 wenigstens teilweise die Aluminiumschicht 6.1 während des Flammspritzens eingebracht worden. Dies lässt sich Herstellungsbedingt kaum vermeiden, hat aber auch keine nachteilige Wirkung. Dabei kann die Aluminiumschicht 6.1 am Nutgrund oder an den Seiten der Nut haften bleiben.
Vorzugsweise sind die erste Trägerschicht 6.2 und die zweite Trägerschicht 6.4 aus einem Kunststoff-Faserverbund, insbesondere Aramid-Faserverbund und die
Isolationsschicht 6.3 ist aus einem Kunststoff.
Figur 5 zeigt eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Stators nach einem ersten Ausführungsbeispiel.
Der Stator 1 weist ein Statorblechpaket 2 und im Statorblechpaket 2 vorgesehene Statornuten 3 auf, die beispielsweise in Richtung einer Statorachse 4 des
Statorblechpakets 2 verlaufen und in denen elektrische Leiter 5 zumindest einer elektrischen Wicklung angeordnet sind. Das Statorblechpaket 2 ist gebildet aus einem Stapel von aus Elektroblech hergestellten Lamellen, zwischen denen jeweils eine Isolation zur Vermeidung von Wirbelströmen vorgesehen ist. Die Statornuten 3 des Stators 1 sind jeweils zwischen Zähnen 1 .1 des Stators 1 gebildet und haben jeweils einen Statornutgrund 3.1 und eine dem Statornutgrund 3.1 abgewandte schlitzförmige Statornutöffnung 3.2. Der Querschnitt der Statornutöffnungen 3.2 des Stators 1 ist jeweils verengt, da die Zähne 1.1 des Stators 1 an ihrem dem Statornutgrund 3.1 abgewandten Ende jeweils einen auskragenden Zahnkopf 1 .2 aufweisen, der schulterförmig in die jeweilige Statornut 3 vorsteht.
Die Statornutöffnungen 3.2 der Statornuten 3 sind jeweils von einem
Nutisolationspapier 6 verschlossen, das die elektrischen Leiter 5 innerhalb der jeweiligen Statornut 3 hält. Jedes Nutisolationspapier 6 umfasst die oben
beschriebenen Schichten, nämlich die erste Trägerschicht 6.2, die Isolationsschicht 6.3 und die zweite Trägerschicht 6.4. Das beispielsweise im Querschnitt U-förmig ausgebildete Nutisolationspapier 6 weist jeweils zwei Schenkel auf, die an gegenüberliegenden Wandungen 3.3 und 3.4 der jeweiligen Statornut 3 bzw. an einem weiteren U-förmig ausgebildeten Isolationspapier 9, dass innerhalb der Satornut 3 angeordnet ist, anliegen können.
Durch das Einbringen der oben erwähnten Nuten 7 wird eine Unterbrechung der Aluminiumschicht 6.1 gewährleistet. Hieraus resultiert dann eine Abschirmung des elektrischen Feldes zum Rotor der elektrischen Maschine.
Das zumindest eine Abschirmelement 6.2 der Nutisolationspapiere 6 ist auf der den elektrischen Leitern 5 abgewandten Seite des Trägerelementes 6.1 angeordnet und dient dazu, das elektrische Feld zum Rotor der elektrischen Maschine hin
abzuschirmen.
Dabei kann das zumindest eine Abschirmelement 6.2 der Nutisolationspapiere 6 eine Beschichtung, eine Lackschicht, eine Folie oder ein Blech.
Die fertig hergestellten Nutisolationspapiere 6 werden als ein Bauteil in die jeweilige Statornut 3 eingeschoben. Die Nutisolationspapiere 6 werden derart in die Statornuten 3 eingesetzt, dass deren Aluminiumschicht 6.1 jeweils in der zugehörigen Statornut 3 unmittelbar unterhalb der Zahnköpfe 1.2 angeordnet ist. Damit ist die Aluminiumschicht
6.1 des Isolationspapiers 6 statornutöffnungsseitig angeordnet.
Um nach dem Einbau der Nutisolationspapiere 6 jeweils eine Abschirmung des elektrischen Feldes zum Rotor 7 der elektrischen Maschine zu gewährleisten, sind die Nutisolationspapiere 6 jeweils breiter ausgeführt als die Statornutöffnungen 3.2 des Stators 1 , so dass die erste Aluminiumschicht 6.1 jeweils über ihre Statornutöffnung
3.2 hinaus in den Bereich der Statornut 3 unterhalb der jeweiligen Zahnköpfe 1 .2 verlaufen und jeweils von den Schultern der Zahnköpfe 1 .2 kontaktiert werden.
Figur 6 zeigt eine Draufsicht auf eine der Statornuten 3 des erfindungsgemäßen Stators nach Figur 5.
Die Nutisolationspapiere 6 ragen beispielsweise in axialer Richtung x bezüglich der Statorachse 4 aus ihren Statornuten 3 heraus. Dadurch können die
Nutisolationspapiere 6 der zusätzlich eine abschirmende Wirkung in einem Bereich zwischen einem Wickelkopf des Stators 1 und einem Kurzschlussring des Rotors 8 ausüben, da auf diese Weise eine kapazitive Kopplung zwischen dem Wickelkopf des Stators 1 und dem Kurzschlussring des Rotors 8 verhindert wird.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Herstellen eines Isolationspapiers (6) mit einem Schichtaufbau aus einer Aluminiumschicht (6.1 ), einer ersten Trägerschicht (6.2), einer Isolationsschicht (6.3) und einer zweiten Trägerschicht (6.4), aufweisend die folgenden Schritte:
- Verbinden (100) der ersten Trägerschicht (6.2) mit der Isolationsschicht (6.3) und der Isolationsschicht (6.3) mit der zweiten Trägerschicht (6.4),
- Einbringen (200) einer Vielzahl von Nuten (7) in die erste Trägerschicht (6.2), die in einer Längsrichtung (x) des Isolationspapiers (6) hintereinander angeordnet sind und im Ansprechen darauf
- Auftragen (300) der Aluminiumschicht (6.1 ) auf die erste Trägerschicht (6.2).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Nuten (7) in die Tiefe der ersten
Trägerschicht (6.2) durchgängig oder nicht durchgängig eingebracht werden.
3. Verfahren nach einem der vorherstehenden Ansprüche, wobei das Einbringen (200) mittels eines Lasers erfolgt, insbesondere mittels eines
Ultrakurzpulslasers.
4. Verfahren nach einem der vorherstehenden Ansprüche, wobei nach dem Einbringen (200) die Nuten (7) eine quer zur axialen Richtung (x) gemessene Länge (L) aufweisen, die größer ist als eine quer zur axialen Richtung (x) gemessene Breite (B1 ) der Aluminiumschicht (6.1 ).
5. Verfahren nach einem der vorherstehenden Ansprüche, wobei nach dem Einbringen (200)
- die Nuten (7) eine Breite (B) im Bereich von 10 bis 100 Mikrometer,
vorzugsweise von 30 bis 70 Mikrometer, bevorzugt 50 Mikrometer aufweisen und/oder - die Nuten (7) eine Tiefe (T) im Bereich von 10 bis 100 Mikrometer,
vorzugsweise von 30 bis 70 Mikrometer, bevorzugt 50 Mikrometer aufweisen.
6. Verfahren nach einem der vorherstehenden Ansprüche, wobei das Auftragen (300) mittels eines Flammspritzverfahrens erfolgt.
7. Isolationspapier (6) hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 6.
8. Stator (1 ) einer elektrischen Maschine, mit einem eine Statorachse (4)
aufweisenden Statorblechpaket (2) und mit im Statorblechpaket (2)
vorgesehenen Statornuten (3), in denen elektrische Leiter (5) einer
elektrischen Wicklung angeordnet sind und die jeweils von einem
Isolationspapier (6) gemäß Anspruch 7 verschlossen sind.
9. Stator (1 ) nach Anspruch 8, wobei die Statornuten (3) jeweils einen
Statornutgrund (3.1 ) und eine dem Statornutgrund (3.1 ) abgewandte schlitzförmige Statornutöffnung (3.2) aufweisen und das zumindest eine Abschirmelement (6.2) wenigstens in der Statornutöffnung (3.2) oder im Bereich der Statornutöffnung (3.2) angeordnet ist.
10. Stator (1 ) nach einem der Ansprüche 8 bis 9, wobei die Aluminiumschicht (6.1 ) des Isolationspapiers (6) statornutöffnungsseitig angeordnet ist.
1 1 . Elektrische Maschine mit einem Stator (1 ) nach einem der Ansprüche 8 bis 10.
PCT/EP2018/066761 2017-08-15 2018-06-22 Verfahren zur herstellung eines nutisolationspapier, nutisolationspapier, stator und elektrische maschine mit stator WO2019034308A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017214195.6A DE102017214195A1 (de) 2017-08-15 2017-08-15 Verfahren zur Herstellung eines Nutisolationspapier, Nutisolationspapier, Stator und elektrische Maschine mit Stator
DE102017214195.6 2017-08-15

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WO2019034308A1 true WO2019034308A1 (de) 2019-02-21

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