WO2019223932A1 - Stator einer elektrischen maschine und verfahren zur herstellung eines stators - Google Patents

Stator einer elektrischen maschine und verfahren zur herstellung eines stators Download PDF

Info

Publication number
WO2019223932A1
WO2019223932A1 PCT/EP2019/059268 EP2019059268W WO2019223932A1 WO 2019223932 A1 WO2019223932 A1 WO 2019223932A1 EP 2019059268 W EP2019059268 W EP 2019059268W WO 2019223932 A1 WO2019223932 A1 WO 2019223932A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
conductor elements
stator
winding
grooves
conductor
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/059268
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Anton Braeunig
Alexander Rosen
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2019223932A1 publication Critical patent/WO2019223932A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/0056—Manufacturing winding connections
    • H02K15/0068—Connecting winding sections; Forming leads; Connecting leads to terminals
    • H02K15/0081—Connecting winding sections; Forming leads; Connecting leads to terminals for form-wound windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/06—Embedding prefabricated windings in machines
    • H02K15/062—Windings in slots; salient pole windings
    • H02K15/064—Windings consisting of separate segments, e.g. hairpin windings

Definitions

  • Plug winding wherein the conductor elements are electrically connected at their ends in each case with another of the conductor elements to form a lying within one of the grooves joint.
  • the joining at the joints takes place by welding. After welding the joints is an electrical insulation.
  • the stator body is formed by a plurality of tooth segments.
  • Tooth segments are inserted after the completion of the winding in the radial direction in the space between the insulated conductor elements.
  • the stator of an electric machine according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the electric plug winding is improved with respect to the torque and the electrical breakdown strength generated by arranged in the grooves at least two conductor elements in the radial direction with respect to the stator axis one above the other are and lying in the same groove joints are offset in the axial direction to each other. Due to the axially staggered joints lying in the same groove joints, the electrical breakdown strength between two adjacent joints is increased because the areas of the joints without
  • Insulation coating seen in the axial direction are not adjacent to each other, but are spaced apart in the axial direction.
  • the inventive method for producing a stator has over the prior art has the advantage that the stator is easier and cheaper to produce, since the stator does not have to be assembled as in the prior art from the individual tooth segments.
  • the interconnected at a single joint conductor elements are mechanically connected to each other, in particular cohesively, non-positively and / or positively.
  • the conductor elements to be joined can be inserted from opposite end faces of the stator into the respective groove and their ends can be joined reliably blind or concealed in the groove.
  • the interconnected at a single joint conductor elements are connected via a mechanical plug or locking connection, in which one of the conductor elements has a recess and the other conductor element has a projection projecting into this recess and mechanically cooperating with this recess.
  • a joining method in particular resistance soldering
  • solder or a reactive multilayer film by a current flowing through the two conductor elements current is melted.
  • the grooves are each filled with an electrically insulating filler, in particular impregnating resin.
  • the Fixed conductor elements with respect to their position in the groove, so that the joints can not solve in retrospect.
  • the conductor elements each have two leg sections lying in one of the slots and one lying outside the slot, the two
  • Winding head portion of the corresponding conductor element is formed in each case a shoulder for forming a stop on the stator body. In this way, the ends of the conductor elements to be joined together are each brought into a defined axial position in the corresponding groove, so that the joints are always the same and thus executed of the same quality.
  • the cross section of the winding overhang section is designed to be equal to or larger than the cross section of the leg section relative to a single conductor element.
  • Fig.l shows a view of a stator of an electric machine with two in
  • FIG. 2 is a partial view of the stator according to Fig.l prior to joining the conductor elements of the plug-in winding
  • FIG. 3 shows a partial view of the stator according to Fig.l after joining the conductor elements of the plug-in winding
  • FIG. 4 is a sectional view of the stator according to Fig.l,
  • Fig.l shows a view of a stator of an electric machine with two in
  • the stator 1 of the electric machine comprises a stator body 2 which has grooves 4 extending in the axial direction with respect to a stator axis 3 for receiving electrical conductor elements 5 of a plug-in winding 6.
  • the stator body 2 is designed for example as a so-called laminated core, which is formed from a stack of laminations.
  • the laminations are each annular and each comprise several, distributed over the circumference teeth.
  • the stator body 2 is thus formed in one piece in the circumferential direction with respect to the stator axis 3.
  • the stator body 2 is thus in contrast to the cited prior art in
  • the conductor elements 5 are at their ends with each one of the other
  • Conductor elements 5 electrically connected to form a lying within one of the grooves 4 joint 9, for example, such that an electrical wave winding is formed.
  • the conductor elements 5 of the plug-in winding 6 are electrically connected to form a lying within one of the grooves 4 joint 9, for example, such that an electrical wave winding is formed.
  • FIG. 2 shows a partial view of the stator according to FIG. 1 before the joining of the conductor elements of the plug-in winding.
  • 3 shows a partial view of the stator according to Fig.l after joining the conductor elements of the plug-in winding.
  • two conductor elements 5 abut each other, wherein one of the two conductor elements 5 projects from one end side of the stator 2 and the other conductor element 5 from the other end of the stator 2 in the groove 4.
  • the conductor elements 5 projecting from the one end face into the grooves 4 of the stator body 2 form a first axial winding section of the plug-in winding 6 and the conductor elements 5 protruding into the slots 4 of the stator body 2 from the other end face form a second axial winding section, the two axial winding sections
  • FIG. 4 shows a sectional view of the stator 1 according to Fig.l. Like from the
  • two electrical conductors per groove 4 are each consisting of two mutually joined conductor elements 5 arranged one above the other in the radial direction, so that two joints 9 are formed per groove.
  • more than two electrical conductors and thus more than two joints 9 per groove 4 may be provided.
  • the interconnected at a single joint 9 conductor elements 5 are mechanically connected to each other, in particular cohesively, non-positively and / or positively. According to a first embodiment, the interconnected at a single joint 9 conductor elements 5 via a mechanical plug-in or latching connection be connected, in which one of the conductor elements 5 a
  • Projection 11 has (Fig.2,3).
  • the plug-in winding 6 according to the first embodiment therefore comprises two different types of conductor elements 5.1, 5.2.
  • the projection 11 of the other conductor element 5 may be wedged or pressed in the recess 10 of the one conductor element 5.
  • Conductor elements 5 by a joining method for example, a resistance soldering to be connected, in which a between the conductor elements to be joined 5, for example, between the recess 10 on the one hand and the projection 11 on the other hand, provided joining means, in particular a solder or a reactive multilayer film, by a through two conductor elements 5 flowing current is melted.
  • a joining method for example, a resistance soldering to be connected, in which a between the conductor elements to be joined 5, for example, between the recess 10 on the one hand and the projection 11 on the other hand, provided joining means, in particular a solder or a reactive multilayer film, by a through two conductor elements 5 flowing current is melted.
  • the plug-in winding 6 has only one type of conductor element 5, wherein deviating from this conductor element 5 electrical connection elements of the plug-in winding 6 are expressly excluded.
  • the grooves 4 of the stator 2 can after the manufacture of the plug-in winding 6 each with an electrically insulating filler 14, in particular a
  • Impregnating are filled in such a way that the conductor elements 5 are fixed with respect to their position or position in the groove 4.
  • the conductor elements 5, 5.1.5.2 are made of copper, aluminum or
  • the conductor elements 5, 5.1.5.2 each in a known manner an electrical insulation, in particular a paint insulation, which is recessed or removed at the joints 9 respectively. In this way, good electrical contact with an electrically conductive connection between the joined conductor elements 5, 5.1, 5.2 can be achieved at the joints 9.
  • inventive plug-in winding 6 according to Fig.l to Fig.4.
  • the conductor elements 5, 5.1, 5.2 are, for example, U-shaped and each have two lying in one of the grooves 4, for example, rod-shaped
  • the winding head section 8 of the conductor elements 5 is in each case designed such that a positional jump, ie a radial position change with respect to the radial position in the respective groove 4, from one leg portion 7 to the other leg portion 7 of the corresponding conductor element 5 is reached ,
  • the one leg portion 7 could be in the top radial position for example, two conductors per groove 4 in the lowest radial position and the other leg portion 7 of the same conductor element 5.
  • the cross section of the winding head section 8 is equal to the cross section of
  • a winding head section 8 in each case has an end plate section 8.1, on whose underside facing the stator body 2 two end winding legs 8.2 extending in the opposite circumferential direction to the leg sections 7 are provided.
  • a cylindrical stator body 2 is provided with grooves 4 extending in the axial direction with respect to the stator axis 3 for receiving the electrical conductor elements 5 of the plug-in winding 6. Furthermore, the electrical conductor elements 5 are provided in a step b), which have an electrical insulation, in particular a paint insulation, wherein the electrical
  • Insulation at the joints 9 each recessed or removed.
  • Plug winding halves 6.1,6.2 preassembled. Each half of the plug winding comprises 6.1,6.2 a plurality of electrical conductor elements 5, which together form an annular winding head consisting of several winding head sections 8.
  • Plug winding halves 6.1,6.2 are designed such that they -as shown in Fig.l- can be assembled in the axial direction to the finished plug-in winding 6.
  • Conductor elements 5 of the other half of the plug 6.1.6.2 are electrically connected to each forming a lying within one of the grooves 4 joint 9.
  • step d The interconnected in step d) at a single joint 9
  • Conductor elements 5 for example, via a mechanical plug or
  • Locking connection are connected, in which one of the conductor elements 5 has a recess 10 and the other conductor element 5 has a projecting into this recess 10 and with this recess 10 mechanically cooperating projection 11.
  • Rast immortal can interconnected at a single joint 9 conductor elements 5 by a thermal joining method, in particular
  • Resistance soldering to be connected in which a provided between the conductor elements 5 joining means, in particular a solder or a reactive multilayer film, is melted by a current flowing through the two conductor elements 5 current.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

Es ist schon ein Stator einer elektrischen Maschine bekannt, mit einem Statorkörper, der in axialer Richtung bezüglich einer Statorachse verlaufende Nuten zur Aufnahme von elektrischen Leiterelementen einer Steckwicklung aufweist, wobei die Leiterelemente an ihren Enden jeweils mit einem anderen der Leiterelemente unter Bildung einer innerhalb einer der Nuten liegenden Fügestelle elektrisch verbunden sind. Im Bereich der Fügestellen weisen die Leiterelemente jeweils keine Isolationsbeschichtung auf, um einen guten elektrischen Kontakt zwischen zwei miteinander gefügten Leiterelementen zu erreichen. Bei dem erfindungsgemäßen Stator wird die elektrische Steckwicklung hinsichtlich des erzeugbaren Drehmomentes und der elektrischen Durchschlagfestigkeit verbessert. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in den Nuten (4) jeweils zumindest zwei Leiterelemente (5) in radialer Richtung bezüglich der Statorachse (3) gesehen übereinander angeordnet sind und die in derselben Nut (4) liegenden Fügestellen (9) in axialer Richtung zueinander versetzt sind.

Description

Beschreibung Titel
Stator einer elektrischen Maschine und Verfahren zur Herstellung eines Stators
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Stator einer elektrischen Maschine nach der
Gattung des Anspruchs 1 und von einem Verfahren zur Herstellung des Stators nach der Gattung des Anspruchs 12.
Es ist schon ein Stator einer elektrischen Maschine aus der DE 44 11 749 Al bekannt, mit einem Statorkörper, der in axialer Richtung bezüglich einer Statorachse
verlaufende Nuten zur Aufnahme von elektrischen Leiterelementen einer
Steckwicklung aufweist, wobei die Leiterelemente an ihren Enden jeweils mit einem anderen der Leiterelemente unter Bildung einer innerhalb einer der Nuten liegenden Fügestelle elektrisch verbunden sind. Das Fügen an den Fügestellen erfolgt jeweils durch Schweißen. Nach dem Verschweißen der Fügestellen erfolgt eine elektrische Isolierung. Der Statorkörper ist durch mehrere Zahnsegmente gebildet. Die
Zahnsegmente sind nach der Fertigstellung der Wicklung in radialer Richtung in den Freiraum zwischen den isolierten Leiterelementen eingesetzt.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Stator einer elektrischen Maschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die elektrische Steckwicklung hinsichtlich des erzeugbaren Drehmomentes und der elektrischen Durchschlagfestigkeit verbessert wird, indem in den Nuten jeweils zumindest zwei Leiterelemente in radialer Richtung bezüglich der Statorachse gesehen übereinander angeordnet sind und die in derselben Nut liegenden Fügestellen in axialer Richtung zueinander versetzt sind. Durch das axial versetzte Anordnen von in derselben Nut liegenden Fügestellen wird die elektrische Durchschlagfestigkeit zwischen zwei benachbarten Fügestellen erhöht, da die Bereiche der Fügestellen ohne
Isolationsbeschichtung in axialer Richtung gesehen nicht nebeneinander liegen, sondern in axialer Richtung zueinander beabstandet sind. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Stators hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass der Statorkörper einfacher und kostengünstiger herstellbar ist, da der Statorkörper nicht wie im Stand der Technik aus den einzelnen Zahnsegmenten zusammengebaut werden muss.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen des Anspruch 1 angegebenen Stators einer elektrischen Maschine möglich.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die an einer einzelnen Fügestelle miteinander verbundenen Leiterelemente mechanisch miteinander verbunden sind, insbesondere stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder formschlüssig. Auf diese Weise können die zu fügenden Leiterelemente von gegenüberliegenden Stirnseiten des Stators aus in die jeweilige Nut gesteckt und deren Enden in der Nut zuverlässig blind bzw. verdeckt gefügt werden. Beispielsweise sind die Leiterelemente der Steckwicklung
ausschließlich durch in der Nut liegende Fügestellen miteinander gefügt.
Nach einem vorteilhaften ersten Ausführungsbeispiel sind die an einer einzelnen Fügestelle miteinander verbundenen Leiterelemente über eine mechanische Steck oder Rastverbindung verbunden, bei der eines der Leiterelemente eine Vertiefung und das andere Leiterelement einen in diese Vertiefung vorstehenden und mit dieser Vertiefung mechanisch zusammenwirkenden Vorsprung aufweist. Auf diese Weise ist eine besonders einfache und fertigungstechnisch kostengünstige Verbindung erreicht.
Nach einem vorteilhaften zweiten Ausführungsbeispiel sind die an einer einzelnen Fügestelle miteinander verbundenen Leiterelemente durch ein Fügeverfahren, insbesondere Widerstandslöten, verbunden, bei dem ein an der Fügestelle zwischen den Leiterelementen vorgesehenes Fügemittel, insbesondere Lot oder eine reaktive Multilayerfolie, durch einen durch die beiden Leiterelemente fließenden Strom aufgeschmolzen ist. Auf diese Weise wird der durch die Steckwicklung fließende Strom zum Herstellen einer Fügeverbindung genutzt, die einen sehr guten elektrischen Kontakt zwischen den gefügten Leiterelementen und damit eine dauerhaft elektrisch leitfähige Verbindung sicherstellt.
Sehr vorteilhaft ist es, wenn die Nuten jeweils mit einem elektrisch isolierenden Füllstoff, insbesondere Imprägnierharz, ausgefüllt sind. Auf diese Weise werden die Leiterelemente hinsichtlich ihrer Lage in der Nut fixiert, so dass sich die Fügestellen im nachhinein nicht mehr lösen können. Außerdem wird die elektrische
Durchschlagfestigkeit erhöht.
Auch vorteilhaft ist, wenn die Leiterelemente jeweils zwei in einer der Nuten liegende Schenkelabschnitte und einen außerhalb der Nut liegenden, die zwei
Schenkelabschnitte verbindenden Wickelkopfabschnitt aufweisen und insbesondere U- förmig ausgebildet sind, wobei der Wickelkopfabschnitt jeweils derart ausgebildet ist, dass ein Lagensprung von einem Schenkelabschnitt zum anderen Schenkelabschnitt des entsprechenden Leiterelementes erreicht ist. Auf diese Weise wird ein
ineinandergreifen der Leiterelemente ermöglicht, wodurch eine sehr hohe
Raumausnutzung im Bereich des Wickelkopfes gewährleistet wird.
Des Weiteren vorteilhaft ist, wenn am Übergang vom Schenkelabschnitt zum
Wickelkopfabschnitt des entsprechenden Leiterelementes jeweils eine Schulter zur Bildung eines Anschlags am Statorkörper ausgebildet ist. Auf diese Weise werden die miteinander zu fügenden Enden der Leiterelemente jeweils in eine definierte axiale Position in der entsprechenden Nut gebracht, so dass die Fügestellen immer gleich und damit von gleicher Güte ausgeführt sind.
Darüber hinaus vorteilhaft ist, wenn der Querschnitt des Wickelkopfabschnitts bezogen auf ein einzelnes Leiterelement gleich dem Querschnitt des Schenkelabschnitts oder größer als dieser ausgeführt ist. Auf diese Weise können die Stromwärmeverluste im Wickelkopfbereich, die im Stand der Technik einen großen Teil der Verluste einer elektrischen Maschine darstellen, effektiv reduziert werden, ohne den Gesamtbauraum der elektrischen Maschine unzulässig zu vergrößern.
Vorteilhaft ist außerdem, wenn die Wickelkopfabschnitte aller Leiterelemente, die von derselben Stirnseite aus in die Nuten des Stators gesteckt sind, einen
hohlzylinderförmigen Wickelkopf bilden. Auf diese Weise wird ein sehr kompakter, in axialer Richtung kurzer Wickelkopf erreicht, bei dem benachbarte Wickelkopfabschnitte über ebene Anlageflächen aneinander anliegen. Dies wiederum ermöglicht eine direkte Anbindung von Kühlmitteln zur Erwärmung des Wickelkopfes. Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Fig.l zeigt eine Ansicht eines Stators einer elektrischen Maschine mit zwei in
Explosivdarstellung dargestellten axialen Wicklungsabschnitten einer erfindungsgemäßen Steckwicklung,
Fig.2 eine Teilansicht des Stators nach Fig.l vor dem Fügen der Leiterelemente der Steckwicklung,
Fig.3 eine Teilansicht des Stators nach Fig.l nach dem Fügen der Leiterelemente der Steckwicklung,
Fig.4 eine Schnittansicht des Stators nach Fig.l,
Fig.5 eine Ansicht zweier zu fügender Leiterelemente der erfindungsgemäßen
Steckwicklung nach Fig.l bis Fig.4 und
Fig.6 eine Ansicht eines der Leiterelemente 5 der erfindungsgemäßen
Steckwicklung nach Fig.l bis Fig.5.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Fig.l zeigt eine Ansicht eines Stators einer elektrischen Maschine mit zwei in
Explosivdarstellung dargestellten axialen Wicklungsabschnitten einer
erfindungsgemäßen Steckwicklung. Der Stator 1 der elektrischen Maschine umfasst einen Statorkörper 2, der in axialer Richtung bezüglich einer Statorachse 3 verlaufende Nuten 4 zur Aufnahme von elektrischen Leiterelementen 5 einer Steckwicklung 6 aufweist. Der Statorkörper 2 ist beispielsweise als sogenanntes Blechpaket ausgeführt, das aus einem Stapel von Blechlamellen gebildet ist. Die Blechlamellen sind jeweils ringförmig und umfassen jeweils mehrere, über den Umfang verteilte Zähne. Der Statorkörper 2 ist somit in Umfangsrichtung bezüglich der Statorachse 3 gesehen einstückig ausgebildet. Der Statorkörper 2 ist also im Gegensatz zum genannten Stand der Technik in
Umfangsrichtung gesehen nicht segmentiert bzw. nicht aus mehreren, separaten Zahnsegmenten zusammengesetzt. Die Leiterelemente 5 sind an ihren Enden jeweils mit einem anderen der
Leiterelemente 5 unter Bildung einer innerhalb einer der Nuten 4 liegenden Fügestelle 9 elektrisch verbunden, beispielsweise derart, dass eine elektrische Wellenwicklung gebildet ist. Beispielsweise sind die Leiterelemente 5 der Steckwicklung 6
ausschließlich durch in einer der Nuten 4 liegende Fügestellen 9 miteinander gefügt.
Fig.2 zeigt eine Teilansicht des Stators nach Fig.l vor dem Fügen der Leiterelemente der Steckwicklung. Fig.3 zeigt eine Teilansicht des Stators nach Fig.l nach dem Fügen der Leiterelemente der Steckwicklung.
An einer innerhalb einer der Nuten 4 liegenden Fügestelle 9 stoßen jeweils zwei Leiterelemente 5 aneinander, wobei eines der zwei Leiterelemente 5 von der einen Stirnseite des Statorkörpers 2 und das andere Leiterelement 5 von der anderen Stirnseite des Statorkörpers 2 in die Nut 4 hineinragt. Die von der einen Stirnseite in die Nuten 4 des Statorkörpers 2 hineinragenden Leiterelemente 5 bilden einen ersten axialen Wicklungsabschnitt der Steckwicklung 6 und die von der anderen Stirnseite in die Nuten 4 des Statorkörpers 2 hineinragenden Leiterelemente 5 bilden einen zweiten axialen Wicklungsabschnitt, wobei die beiden axialen Wicklungsabschnitte
zusammengesetzt die Steckwicklung 6 bilden.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in den Nuten 4 jeweils zumindest zwei
Leiterelemente 5 in radialer Richtung bezüglich der Statorachse 3 gesehen
übereinander angeordnet sind und die in derselben Nut 4 liegenden Fügestellen 9 in axialer Richtung zueinander versetzt sind.
Fig.4 zeigt eine Schnittansicht des Stators 1 nach Fig.l. Wie aus dem
Ausführungsbeispiel in Fig.4 erkennbar, sind pro Nut 4 jeweils zwei elektrische Leiter bestehend aus jeweils zwei miteinander gefügten Leiterelementen 5 in radialer Richtung übereinander angeordnet, so dass pro Nut zwei Fügestellen 9 gebildet sind. Alternativ können auch mehr als zwei elektrische Leiter und damit mehr als zwei Fügestellen 9 pro Nut 4 vorgesehen sein.
Die an einer einzelnen Fügestelle 9 miteinander verbundenen Leiterelemente 5 sind mechanisch miteinander verbunden, insbesondere stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder formschlüssig. Nach einer ersten Ausführung können die an einer einzelnen Fügestelle 9 miteinander verbundenen Leiterelemente 5 über eine mechanische Steck- oder Rastverbindung verbunden sein, bei der eines der Leiterelemente 5 eine
Vertiefung 10 und das andere Leiterelement 5 einen in diese Vertiefung 10
vorstehenden und mit dieser Vertiefung 10 mechanisch zusammenwirkenden
Vorsprung 11 aufweist (Fig.2,3). Die Steckwicklung 6 nach der ersten Ausführung umfasst daher zwei unterschiedliche Arten von Leiterelementen 5.1,5.2. Beispielsweise kann der Vorsprung 11 des anderen Leiterelementes 5 in der Vertiefung 10 des einen Leiterelementes 5 verkeilt oder verpresst sein. Alternativ können nach einer zweiten Ausführung die an einer einzelnen Fügestelle 9 miteinander verbundenen
Leiterelemente 5 durch ein Fügeverfahren, beispielsweise ein Widerstandslöten, verbunden sein, bei dem ein zwischen den zu fügenden Leiterelementen 5, beispielsweise zwischen der Vertiefung 10 einerseits und dem Vorsprung 11 andererseits, vorgesehenes Fügemittel, insbesondere ein Lot oder eine reaktive Multilayerfolie, durch einen durch die beiden Leiterelemente 5 fließenden Strom aufgeschmolzen wird. Es ist aber auch möglich, dass die Steckwicklung 6 nur eine Art von Leiterelement 5 aufweist, wobei von diesem Leiterelement 5 abweichende elektrische Anschlusselemente der Steckwicklung 6 ausdrücklich ausgenommen sind.
Die Nuten 4 des Statorkörpers 2 können nach dem Herstellen der Steckwicklung 6 jeweils mit einem elektrisch isolierenden Füllstoff 14, insbesondere einem
Imprägnierharz, derart ausgefüllt werden, dass die Leiterelemente 5 hinsichtlich ihrer Lage bzw. Position in der Nut 4 fixiert sind.
Die Leiterelemente 5, 5.1,5.2 sind beispielsweise aus Kupfer, Aluminium oder
Magnesium hergestellt und haben einen rechteckförmigen Querschnitt. Weiterhin haben die Leiterelemente 5, 5.1,5.2 jeweils in bekannter Weise eine elektrische Isolierung, insbesondere eine Lackisolierung, die an den Fügestellen 9 jeweils ausgespart oder entfernt ist. Auf diese Weise kann an den Fügestellen 9 ein guter elektrischer Kontakt mit einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen den gefügten Leiterelementen 5, 5.1,5.2 erreicht werden.
Fig.5 zeigt eine Ansicht zweier zu fügender Leiterelemente 5, 5.1,5.2 der
erfindungsgemäßen Steckwicklung 6 nach Fig.l bis Fig.4.
Fig.6 zeigt eine Ansicht eines der Leiterelemente 5 der erfindungsgemäßen
Steckwicklung nach Fig.l bis Fig.5. Die Leiterelemente 5, 5.1,5.2 sind beispielsweise U-förmig ausgeführt und haben jeweils zwei in einer der Nuten 4 liegende beispielsweise stabförmige
Schenkelabschnitte 7 und einen außerhalb der Nut 4 liegenden, die zwei
Schenkelabschnitte 7 verbindenden Wickelkopfabschnitt 8. Der Wickelkopfabschnitt 8 der Leiterelemente 5 ist dabei jeweils derart ausgebildet, dass ein Lagensprung, also eine radiale Lageänderung bezüglich der radialen Lage in der jeweiligen Nut 4, von einem Schenkelabschnitt 7 zum anderen Schenkelabschnitt 7 des entsprechenden Leiterelementes 5 erreicht ist. Beispielsweise könnte der eine Schenkelabschnitt 7 bei beispielsweise zwei Leitern pro Nut 4 in der untersten radialen Lage und der andere Schenkelabschnitt 7 desselben Leiterelementes 5 in der obersten radialen Lage liegen. Am Übergang vom Schenkelabschnitt 7 zum Wickelkopfabschnitt 8 des
entsprechenden Leiterelementes 5 ist jeweils eine Schulter 12 zur Bildung eines Anschlags am Statorkörper 2 ausgebildet. Bezogen auf ein einzelnes Leiterelement 5 ist der Querschnitt des Wickelkopfabschnitts 8 gleich dem Querschnitt des
Schenkelabschnitts 7 oder größer als der Schenkelabschnitt 7 ausgeführt. Die
Wickelkopfabschnitte 8 aller Leiterelemente 5, die von derselben Stirnseite aus in die Nuten 4 des Stators 1 gesteckt sind, bilden durch entsprechende benachbarte
Anordnung und entsprechende Geometrie gemeinsam einen hohlzylinderförmigen Wickelkopf 15. Im jeweiligen Wickelkopf 15 benachbart nebeneinander liegende Wickelkopfabschnitte 8 liegen dabei über ebene Anlageflächen aneinander an.
Beispielsweise weist ein Wickelkopfabschnitt 8 jeweils einen Stirnplattenabschnitt 8.1 auf, an dessen dem Statorkörper 2 zugewandter Unterseite zwei in entgegengesetzte Umfangsrichtung zu den Schenkelabschnitten 7 verlaufende Wickelkopfschenkel 8.2 vorgesehen sind.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Stators werden die nachfolgenden Schritte in der genannten Reihenfolge durchgeführt.
In einem ersten Schritt a) wird ein zylinderförmiger Statorkörper 2 mit in axialer Richtung bezüglich der Statorachse 3 verlaufenden Nuten 4 zur Aufnahme der elektrischen Leiterelementen 5 der Steckwicklung 6 bereitgestellt. Weiterhin werden in einem Schritt b) die elektrischen Leiterelemente 5 bereitgestellt, die eine elektrische Isolierung, insbesondere eine Lackisolierung, aufweisen, wobei die elektrische
Isolierung an den Fügestellen 9 jeweils ausgespart oder entfernt ist.
In einem weiteren Schritt c) werden die elektrischen Leiterelemente 5 zu zwei
Steckwicklungshälften 6.1,6.2 vormontiert. Dabei umfasst jede Steckwicklungshälfte 6.1,6.2 mehrere elektrische Leiterelemente 5, die gemeinsam einen ringförmigen Wickelkopf bestehend aus mehreren Wickelkopfabschnitten 8 bilden. Die
Steckwicklungshälften 6.1,6.2 sind derart ausgebildet, dass sie -wie in Fig.l gezeigt- in axialer Richtung zu der fertigen Steckwicklung 6 zusammengesetzt werden können.
Nachfolgend werden in einem weiteren Schritt d) die beiden Steckwicklungshälften 6.1,6.2 von gegenüberliegenden Stirnseiten des Statorkörpers 2 in die Nuten 4 des Statorkörpers 2 in axialer Richtung eingeschoben, bis die Leiterelemente 5 der einen Steckwicklungshälfte 6.1,6.2 an ihren Enden jeweils mit einem anderen der
Leiterelemente 5 der anderen Steckwicklungshälfte 6.1,6.2 unter Bildung jeweils einer innerhalb einer der Nuten 4 liegenden Fügestelle 9 elektrisch verbunden sind.
Die im Schritt d) an einer einzelnen Fügestelle 9 miteinander verbundenen
Leiterelemente 5 können beispielsweise über eine mechanische Steck- oder
Rastverbindung verbunden werden, bei der eines der Leiterelemente 5 eine Vertiefung 10 und das andere Leiterelement 5 einen in diese Vertiefung 10 vorstehenden und mit dieser Vertiefung 10 mechanisch zusammenwirkenden Vorsprung 11 aufweist.
Alternativ zur Steck- oder Rastverbindung oder zusätzlich zur Steck- oder
Rastverbindung können die an einer einzelnen Fügestelle 9 miteinander verbundenen Leiterelemente 5 durch ein thermisches Fügeverfahren, insbesondere
Widerstandslöten, verbunden werden, bei dem ein zwischen den Leiterelementen 5 vorgesehenes Fügemittel, insbesondere ein Lot oder eine reaktive Multilayerfolie, durch einen durch die beiden Leiterelemente 5 fließenden Strom aufgeschmolzen wird.

Claims

Ansprüche
1. Stator (1) einer elektrischen Maschine, mit einem Statorkörper (2), der in axialer Richtung bezüglich einer Statorachse (3) verlaufende Nuten (4) zur Aufnahme von elektrischen Leiterelementen (5) einer Steckwicklung (6) aufweist, wobei die
Leiterelemente (5) an ihren Enden jeweils mit einem anderen der Leiterelemente (5) unter Bildung einer innerhalb einer der Nuten (4) liegenden Fügestelle (9) elektrisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass in den Nuten (4) jeweils zumindest zwei Leiterelemente (5) in radialer Richtung bezüglich der Statorachse (3) gesehen übereinander angeordnet sind und die in derselben Nut (4) liegenden
Fügestellen (9) in axialer Richtung zueinander versetzt sind.
2. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die an einer einzelnen Fügestelle (9) miteinander verbundenen Leiterelemente (5) mechanisch miteinander verbunden sind, insbesondere stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder formschlüssig.
3. Stator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die an einer einzelnen Fügestelle (9) miteinander verbundenen Leiterelemente (5) über eine mechanische Steck- oder Rastverbindung verbunden sind, bei der eines der Leiterelemente (5) eine Vertiefung (10) und das andere Leiterelement (5) einen in diese Vertiefung (10) vorstehenden und mit dieser Vertiefung (10) mechanisch zusammenwirkenden Vorsprung (11) aufweist.
4. Stator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die an einer einzelnen
Fügestelle (9) miteinander verbundenen Leiterelemente (5) durch ein thermisches Fügeverfahren, insbesondere Widerstandslöten, verbunden sind, bei dem ein zwischen den Leiterelementen (5) vorgesehenes Fügemittel, insbesondere ein Lot oder eine reaktive Multilayerfolie, durch einen durch die beiden Leiterelemente (5) fließenden Strom aufgeschmolzen ist.
5. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (4) jeweils mit einem elektrisch isolierenden Füllstoff (14), insbesondere Imprägnierharz, derart ausgefüllt sind, dass die Leiterelemente (5) hinsichtlich ihrer
Lage in der jeweiligen Nut (4) fixiert sind.
6. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterelemente (5) jeweils eine elektrische Isolierung, insbesondere eine Lackisolierung, aufweisen, die an den Fügestellen (9) jeweils ausgespart oder entfernt ist.
7. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterelemente (5) jeweils zwei in einer der Nuten (4) liegende
Schenkelabschnitte (5.1) und einen außerhalb der Nut (4) liegenden, die zwei Schenkelabschnitte (5.1) verbindenden Wickelkopfabschnitt (5.2) aufweisen und insbesondere U-förmig ausgebildet sind, wobei der Wickelkopfabschnitt (5.2) jeweils derart ausgebildet ist, dass ein Lagensprung von einem Schenkelabschnitt (5.1) zum anderen Schenkelabschnitt (5.2) des entsprechenden Leiterelementes (5) erreicht ist.
8. Stator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Übergang vom
Schenkelabschnitt (5.1) zum Wickelkopfabschnitt (5.2) des entsprechenden Leiterelementes (5) jeweils eine Schulter (12) zur Bildung eines Anschlags am Statorkörper (2) ausgebildet ist.
9. Stator nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Wickelkopfabschnitts (5.2) bezogen auf ein einzelnes
Leiterelement (5) gleich dem Querschnitt des Schenkelabschnitts (5.1) oder größer als dieser ausgeführt ist.
10. Stator nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die
Wickelkopfabschnitte (5.2) aller Leiterelemente (5), die von derselben Stirnseite des Stators (1) aus in die Nuten (4) des Stators (1) gesteckt sind, einen
hohlzylinderförmigen Wickelkopf (15) bilden.
11. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorkörper (2) ein aus mehreren Blechlamellen gebildetes Blechpaket ist, wobei die Blechlamellen jeweils ringförmig sind und jeweils mehrere, über den Umfang verteilte Zähne umfassen.
12. Verfahren zur Herstellung eines Stators umfassend die Schritte: a. Bereitstellen eines zylinderförmigen Statorkörpers (2) mit in axialer Richtung bezüglich einer Statorachse (3) verlaufenden Nuten (4) zur Aufnahme von elektrischen Leiterelementen (5) einer Steckwicklung (6),
b. Bereitstellen von elektrischen Leiterelementen (5), die eine elektrische Isolierung, insbesondere eine Lackisolierung, aufweisen, die an den Fügestellen (9) jeweils ausgespart oder entfernt ist,
c. Vormontieren zweier Steckwicklungshälften (6.1,6.2) aus den mehreren elektrischen Leiterelementen (5),
d. Axiales Einschieben der beiden Steckwicklungshälften (6.1,6.2) von
gegenüberliegenden Stirnseiten des Statorkörpers (2) in die Nuten (4) des Statorkörpers (2), bis die Leiterelemente (5) der einen Steckwicklungshälfte (6.1,6.2) an ihren Enden jeweils mit einem anderen der Leiterelemente (5) der anderen Steckwicklungshälfte (6.1,6.2) unter Bildung jeweils einer innerhalb einer der Nuten (4) liegenden Fügestelle (9) elektrisch verbunden sind.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt d) die an einer einzelnen Fügestelle (9) miteinander verbundenen Leiterelemente (5) über eine mechanische Steck- oder Rastverbindung verbunden werden, bei der eines der Leiterelemente (5) eine Vertiefung (10) und das andere Leiterelement (5) einen in diese Vertiefung (10) vorstehenden und mit dieser Vertiefung (10) mechanisch zusammenwirkenden Vorsprung (11) aufweist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt d) die an einer einzelnen Fügestelle (9) miteinander verbundenen Leiterelemente (5) durch ein thermisches Fügeverfahren, insbesondere
Widerstandslöten, verbunden werden, bei dem ein zwischen den Leiterelementen (5) vorgesehenes Fügemittel, insbesondere ein Lot oder eine reaktive
Multilayerfolie, durch einen durch die beiden Leiterelemente (5) fließenden Strom aufgeschmolzen wird.
PCT/EP2019/059268 2018-05-25 2019-04-11 Stator einer elektrischen maschine und verfahren zur herstellung eines stators WO2019223932A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018208321.5A DE102018208321A1 (de) 2018-05-25 2018-05-25 Stator einer elektrischen Maschine und Verfahren zur Herstellung eines Stators
DE102018208321.5 2018-05-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019223932A1 true WO2019223932A1 (de) 2019-11-28

Family

ID=66218086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/059268 WO2019223932A1 (de) 2018-05-25 2019-04-11 Stator einer elektrischen maschine und verfahren zur herstellung eines stators

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102018208321A1 (de)
WO (1) WO2019223932A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022037934A1 (de) * 2020-08-19 2022-02-24 Robert Bosch Gmbh Elektrische maschine
WO2022037932A1 (de) * 2020-08-19 2022-02-24 Robert Bosch Gmbh Elektrische maschine

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021207266A1 (de) * 2020-08-19 2022-02-24 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Antriebseinrichtung, insbesondere elektrische Maschine oder Getriebeeinrichtung für eine elektrische Achse

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4411749A1 (de) 1994-04-06 1995-10-12 Wolfgang Hill Mehrphasige elektrische Maschine mit zusammengefügten Leitersträngen
JP2009194999A (ja) * 2008-02-13 2009-08-27 Denso Corp ステータコイルの製造方法
JP2016187245A (ja) * 2015-03-27 2016-10-27 本田技研工業株式会社 ステータの製造方法及びステータ
US20170040859A1 (en) * 2014-04-29 2017-02-09 Skyazur Rotary electric machine stator fitted with optimized coil
DE102015225585A1 (de) * 2015-12-17 2017-06-22 Volkswagen Aktiengesellschaft Wicklung für eine elektrische Maschine und Verfahren zu deren Herstellung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4411749A1 (de) 1994-04-06 1995-10-12 Wolfgang Hill Mehrphasige elektrische Maschine mit zusammengefügten Leitersträngen
JP2009194999A (ja) * 2008-02-13 2009-08-27 Denso Corp ステータコイルの製造方法
US20170040859A1 (en) * 2014-04-29 2017-02-09 Skyazur Rotary electric machine stator fitted with optimized coil
JP2016187245A (ja) * 2015-03-27 2016-10-27 本田技研工業株式会社 ステータの製造方法及びステータ
DE102015225585A1 (de) * 2015-12-17 2017-06-22 Volkswagen Aktiengesellschaft Wicklung für eine elektrische Maschine und Verfahren zu deren Herstellung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022037934A1 (de) * 2020-08-19 2022-02-24 Robert Bosch Gmbh Elektrische maschine
WO2022037932A1 (de) * 2020-08-19 2022-02-24 Robert Bosch Gmbh Elektrische maschine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018208321A1 (de) 2019-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10321221B4 (de) Herstellungsverfahren eines Statorkerns für eine dynamoelektrische Maschine
DE102015225585A1 (de) Wicklung für eine elektrische Maschine und Verfahren zu deren Herstellung
WO2019223932A1 (de) Stator einer elektrischen maschine und verfahren zur herstellung eines stators
DE112014004639B4 (de) Drehende elektrische Maschine und Herstellungsverfahren für diese
WO2018077511A1 (de) Verfahren zum verbinden von flachdrahtenden sowie derart hergestellter stator
EP2897254B1 (de) Ringförmiges Lamellenpaket aus Einzelzahnpaketen sowie Verfahren zur Herstellung eines Lamellenpaketes
EP2356734A1 (de) Segmentierte stator-/rotorelemente von elektromotoren
DE4321236C1 (de) Mehrphasige elektrische Maschine mit einer Wicklung aus flachen Leiterformteilen
DE102018219539A1 (de) Verschaltungsanordnung für eine elektrische Maschine
EP3357141B1 (de) Im stecktechnikverfahren hergestellter stator oder rotor einer elektrischen maschine mit verkürzter blechlänge
AT519980B1 (de) Statorkomponente für eine elektrische Maschine
DE102006051458A1 (de) Motor, Kommutator, Kurzschlusselement und Verfahren zur Herstellung des Kommutators
DE1463840B2 (de) Wicklung für scheibenförmige Anker von elektrischen Maschinen mit axialem Luftspalt
EP3580835A1 (de) Wicklung einer elektrischen maschine mit gesteigertem füllgrad
DE102006033433A1 (de) Kommutator und Anker
EP1423899A1 (de) Wanderfeldmaschine
EP3577743A1 (de) Stator für einen elektromotor
EP1338076B1 (de) Stator für eine elektrische maschine und herstellungsverfahren dafür
DE10239730A1 (de) Ständer für elektrische Drehfeldmaschinen
DE4234129A1 (de) Mehrphasige elektrische Maschine mit zusammenmontierbaren Leiterlagen
DE102006033431A1 (de) Kommutator und Anker
DE4234175A1 (de) Mehrphasige elektrische Maschine mit schleifenlos montierten Leitersträngen
DE102021115644B4 (de) Segmentierter, ringförmiger Stator und Verfahren zur Herstellung eines segmentierten, ringförmigen Stators für eine elektrische Maschine
DE102013205240A1 (de) Rotor oder Stator für eine elektrische Maschine und Verfahren zu seiner Herstellung
WO2022037932A1 (de) Elektrische maschine

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19718125

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19718125

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1