带有用于电机的定子的波绕组制造技术

为了改进用于电机的定子的波绕组，从而降低定子槽中的电压差，而无需在此降低铜填充度或无需在此在定子槽中设置额外的绝缘材料，规定为，至少两个在并联电路中相互连接的导体中的每一个都通过由至少两个子导体构成的串联电路连接组合。

【技术实现步骤摘要】
带有用于电机的定子的波绕组
本专利技术涉及一种用于电机的定子的波绕组，其中，所述波绕组构成用于布置在一系列沿定子的周向布置的定子槽中，并且针对电机的每个相都具有至少两个在并联电路中相互连接的导体。此外，本专利技术还涉及一种定子和电机。
技术介绍
在制造电机时应该注意的是，在定子槽中的相邻导体之间的电压差应尽可能小，因为否则的话会由于电压负载而在定时的变流器源的运行中导致导体的或导体之间的绝缘材料中的局部放电。这种局部放电可能会由于电机的使用寿命而对电机的绝缘系统造成损伤甚至损毁。为了降低电压差而已知的是，在定子槽中引入更多的绝缘材料。作为备选，电机也可以以较低的电压运行。在定子槽中绝缘材料的增加的弊端在于，定子槽中的铜填充度由此降低。由此可能会重新提高电机的损耗。在电机以较低电压的运行过程中可能不能提供所有期望的功率级别以供使用。在使用与波绕组不同的卷绕技术、例如所谓的“发夹卷绕”时，各小段或小节的线圈以适当的方式相互连接。然而却需要非常多的连接点。由文献DE10321956A1已知用于电机的由矩形的铜发夹绕组(Hairpin-Wicklung)构成的多组绕组，所述绕组具有带有多个部分闭合的定子开槽的定子。为了简化制造并且将绕组的开槽填充比例保持较高，提供带有笔直的导体区段的成型的矩形的导线，所述导线布置在定子开槽中。为了制造由矩形的铜发夹绕组制成的绕组，首先将矩形的铜导线切分成多个导线段。矩形的导线随后弯曲成U形，并且由此制造铜发夹绕组。各个铜发夹绕组由此构成小段线圈，所述小段线圈在安装进定子之后通过焊接相连，并且由此形成连续的绕组。为了利用电机满足在转矩和功率方面的特定要求，必要的是，电机在预设的结构长度上构造与该结构长度相适应的绕组匝数。如果电机设计具有波绕组，则该波绕组的绕组匝数通过在电机的定子的定子槽内部所导引的导体区段的数量以及在波绕组中在并联电路中相连的导体的数量确定。对于预定的槽的横截面来说，在定子槽内部导引的导体区段的数量与导体区段的导体横截面成反比。在带有波绕组的电机中(在该波绕组中多个导体相互并联连接成一个相)，当在一个相的并联导体中感应出相互不同的电压时，在运行过程中在并联电路的导体中出现补偿电流。这种类型的补偿电流导致损耗。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种用于电机、尤其永磁同步电机(PMSM)的定子的波绕组，使得定子的定子槽中的电压差尽可能小，而不会在此降低定子槽中的铜填充度。所述技术问题通过一种用于电机的定子的波绕组解决，其中，波绕组构成用于布置在一系列沿定子的周向布置的定子槽中，并且波绕组针对每相都具有至少两个在并联电路中相互连接的导体。优选地，为每相设置两个至六个、尤其优选恰好四个相互并联的导体。根据本专利技术，至少两个在并联电路中相互连接的导体中的每个导体通过由子导体的组成的串联电路连接组合。在此，串联电路分别通过由至少两个子导体组成的导体构成。每个子导体由一个连续的导线构成，而非由多个单独的区段(像例如“发夹绕组”那样)构成。为了实现电压差在定子槽内部的更好分布，每个导体由连接组合的子导体的串联电路构成，其中，导体的子导体以特别优选的方式相互连接组合。由此可以降低定子槽内部相邻导线之间的电势差，这在传统的波绕组的制造中是不可能实现的。与其他绕组技术相比，尤其与发夹绕组相比，此外还需要少得多的连接点、尤其焊点。此外，还可以基于导体的各个子导体的有利连接而省去定子槽内部更多的绝缘材料，并且由此使定子槽内部的铜填充度保持尽可能高。“连接组合的”子导体是指，导体的多个串联的子导体导电地相互连接。为此可以将子导体例如在连接点上相互焊接。为了制造根据本专利技术的波绕组，每个导体可以在其整个长度上被卷绕，随后在一个或多个位置上相互分拆，随后将不同导体的分拆后的部件相互连接。作为备选方式，子导体可以预先卷绕成独立的线圈，随后将独立的线圈或者说子导体以适当的方式相互连接组合、例如焊接。优选地，波绕组的每个子导体以预设的和/或恒定或可变的绕组节距卷绕，并且能够沿定子的周向以预定的顺序布置在定子的定子槽中。由此，波绕组的子导体以预设的绕组节距被卷绕，也即配给定子槽或者说分布在定子槽中。绕组节距应当理解为，子导体的每两个依次导引穿过定子槽的区段之间的间距。在此，绕组节距可选择地通过逐一计数的定子槽的数量或通过在卷绕时被跃过更大数量的定子槽来表示。此外，绕组节距表示为，在卷绕至定子槽被同一子导体占据为止必须继续计数的定子槽的数量。绕组节距例如为1:7或者说针对子导体来说为6意思是，在一组不断计数的定子槽中，第一和之后的第七、第十三等定子槽被该子导体占据，也即每六个定子槽被该子导体占据。此外优选地规定，每个单独的在串联电路中连接组合的且构成导体的子导体以相同的绕组节距被卷绕。对此应理解为，导体的所有子导体具有相同的绕组节距。子导体在此在连接点上这样相互连接，使得在两个子导体的连接点的区域中由此合成的导体具有与该绕组节距不同的槽跃变部(Nutsprung)。对此应理解为，尽管两个相互连接的子导体本身具有相同的绕组节距或者说以相同的绕组节距被卷绕，然而基于在第一子导体的终点与第二子导体的起点之间两个子导体的连接，设置与该绕组节距不同的节距或者说槽跃变部。例如合成的导体在两个子导体的连接区域中就可以与固有的绕组节距位错更少或更多个槽。由此，在两个子导体的连接区域中的槽跃变部仅在观察由子导体构成或合成的导体时可见。在槽跃变部或两个子导体之间的连接位置之前或之后，两个子导体以相同的绕组节距被卷绕。优选地，导体的各个单独的子导体或者说在串联电路中连接组合成一个导体的各个子导体基本上长度相同。对此应理解为，各个单独的子导体以相同的定子槽数量沿定子的周向被卷绕。特别优选地，一个相的各个平行的导体由相同数量的长度基本相同的子导体组成。每个子导体优选以1至100、特别优选2至50以及完全特别优选以6的绕组节距被卷绕。还优选地规定，至少两个在并联电路中相互连接的导体中的每一个都通过由最多48、特别优选最多24、以及完全特别优选恰好2个子导体组成的串联电路连接组合。每个子导体优选具有长度，并且优选被卷绕成，使得该子导体围绕定子的整个圆周至少一圈、特别优选至少两圈、以及完全特备优选三圈地布置。导体的各个单独的子导体不是发夹-绕组段，而是长绕组段，长绕组段本身已经是单独的波绕组或者围绕定子的整个圆周至少一圈地布置。此外优选地规定，波绕组由多个子导体组合而成，其中，每个部分线圈(Teilspule)包括每相的每个导体的子导体。例如第一部分线圈可以具有波绕组的每个导体的第一子导体，并且第二部分线圈可以具有波绕组的每个导体的第二子导体。在两个部分线圈连接组合的情况下，第一部分线圈的第一子导体的终点分别相应地与第二部分线圈的子导体的起点连接组合。这样的优点在于，不必卷绕整个导体，而必须例如在其一半的区域中分成子导体。绕组节距由此优选由各个单独的、例如两个部分线圈组成，该部分线圈能够以简单的方式相互连接。优选地，一个相的多个导体的子导体与预设的绕组节距沿定子的周向卷绕，从而使所述子导体可布置或被布置在至少两个依次的定子槽中。因此，使单独的相的子导体和由此形成的导体优选布置或能够布置在相邻的槽中。此外，根据本专利技术还规本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电机(300)的定子(200)的波绕组(100)，所述波绕组构成用于布置在一系列沿定子(200)的周向布置的定子槽(10)中，其中，波绕组(100)针对电机的每相(W、V、U)都具有至少两个在并联电路中相互连接的导体(Le1、Le2、Le3、Le4、Le5、Le6、Le7、Le8、Le9、Le10、Le11、Le12)，其特征在于，至少两个在并联电路中相互连接的导体中的每一个都通过由至少两个子导体(A1、B1、C1、D1、E1、F1、G1、H1、I1、J1、K1、L1；A2、B2、C2、D2、E2、F2、G2、H2、I2、J2、K2、L2)构成的串联电路连接组合。

【技术特征摘要】
2015.11.12 DE 102015222367.11.一种用于电机(300)的定子(200)的波绕组(100)，所述波绕组构成用于布置在一系列沿定子(200)的周向布置的定子槽(10)中，其中，波绕组(100)针对电机的每相(W、V、U)都具有至少两个在并联电路中相互连接的导体(Le1、Le2、Le3、Le4、Le5、Le6、Le7、Le8、Le9、Le10、Le11、Le12)，其特征在于，至少两个在并联电路中相互连接的导体中的每一个都通过由至少两个子导体(A1、B1、C1、D1、E1、F1、G1、H1、I1、J1、K1、L1；A2、B2、C2、D2、E2、F2、G2、H2、I2、J2、K2、L2)构成的串联电路连接组合。2.根据权利要求1所述的波绕组(100)，其特征在于，每个子导体(A1、B1、C1、D1、E1、F1、G1、H1、I1、J1、K1、L1；A2、B2、C2、D2、E2、F2、G2、H2、I2、J2、K2、L2)以预设的和/或恒定或可变的绕组节距(11)被卷绕，并且沿定子(200)的周向以预定的顺序布置在定子(200)的定子槽(10)中。3.根据权利要求1或2所述的波绕组(100)，其特征在于，每个在串联电路中连接组合而且构成导体(Le1、Le2、Le3、Le4、Le5、Le6、Le7、Le8、Le9、Le10、Le11、Le12)的子导体(A1、B1、C1、D1、E1、F1、G1、H1、I1、J1、K1、L1；A2、B2、C2、D2、E2、F2、G2、H2、I2、J2、K2、L2)都以相同的绕组节距(11)卷绕，其中，子导体(A1、B1、C1、D1、E1、F1、G1、H1、I1、J1、K1、L1；A2、B2、C2、D2、E2、F2、G2、H2、I2、J2、K2、L2)相互连接成，使得在两个子导体(A1、B1、C1、D1、E1、F1、G1、H1、I1、J1、K1、L1；A2、B2、C2、D2、E2、F2、G2、H2、I2、J2、K2、L2)相连的区域(15)中，合成的导体(Le1、Le2、Le3、Le4、Le5、Le6、Le7、Le8、Le9、Le10、Le11、Le12)具有与绕组节距(11)不同的槽跃变部。4.根据上述权利要求中任一项所述的波绕组(100)，其特征在于，导体(Le1、Le2、Le3、Le4、Le5、Le6、Le7、Le8、Le9、Le10、Le11、Le12)的各个单独的子导体(A1、B1、C1、D1、E1、F1、G1、H1、I1、J1、K1、L1；A2、B2、C2、D2、E2、F2、G2、H2、I2、J2、K2、L2)的长度基本相同。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：H艾因菲尔德，M斯珀林，J温特，
申请(专利权)人：大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE