电动马达的环形定子制造技术

本发明专利技术涉及一种电动马达(2)的环形定子(1)，具有矩形发针形定子线圈(4)，其沿径向(3)延伸并且具有矩形铜线；具有矩形定子齿(6)，其沿周向(5)布置在两个相邻的发针形定子线圈(4)之间，其中楔形空隙(7)残留在每个发针形定子线圈(4)与相邻的定子齿(6)之间，其中传热元件(9)布置在每个发针形定子线圈(4)的每个纵向侧(8)，至少部分地填充所述楔形空隙(7)并且将相应的发针形定子线圈(4)以传热的方式连接至相邻的定子齿(6)和/或冷却所述线圈。

Ring stator of electric motor

【技术实现步骤摘要】
电动马达的环形定子
本专利技术涉及一种电动马达的环形定子。本专利技术还涉及一种具有这样的定子的电动马达，并且涉及一种用于制造这样的定子的方法。
技术介绍
电动马达的定子线圈例如通过缠绕薄的圆铜线而制造并且随后安装在电动马达的定子中。这样的定子通常为环形的，并且例如具有沿径向向内引导的定子齿，所述定子齿彼此具有距离地沿周向布置。在此，定子线圈布置在各个的定子齿之间。在此，定子齿具有矩形截面，这使得其能够实现径向方向上的恒定的磁通密度。在矩形的定子齿的情况下，布置在其间的用于定子线圈的沟槽或者空隙为梯形，当使用用于定子线圈的圆铜线时，这对于铜填充系数是不重要的。然而，另一方面，为了能够通过定子线圈产生高磁力，并且因此实现电动马达的高效率/功率，具有高填充系数的截面为矩形的定子线圈是更加有利的。但是，如果使用截面为矩形的定子线圈从而经由高填充系数而实现高效率或高功率密度，则需要位于单个的定子线圈之间的定子齿截面为梯形，这尤其是能够导致定子齿的径向外侧末尾处的低磁通密度，并且因此导致电动马达的低功率。
技术实现思路
本专利技术因此关于如下的问题：针对定子提出一种改进的或至少一个替代的实施方式，其尤其是克服了从现有技术已知的缺点。根据本专利技术，该问题由独立权利要求1的主题解决。有益的实施方式为从属权利要求的主题。本专利技术基于如下的主要构思：针对电动马达的环形定子，使用(截面)矩形的发针形定子线圈(rectangularhairpinstatorcoil)，其具有(截面)矩形的铜线并且因此具有特别高的铜填充系数和高功率。根据本专利技术，电动马达的环形定子同样具有截面为矩形的定子齿，所述定子齿沿径向延伸并且在每个所述定子齿之间布置有发针形定子线圈。因此能够避免具有从现有技术已知的缺点(沿径向不一致的磁通密度)、像能够在功率方面较差的圆导线定子线圈那样的截面为梯形的定子齿。由于发针形定子线圈和定子齿二者分别具有矩形截面形状的事实，所以在每种情况下在安装状态下在它们之间残留有楔形空隙。根据本专利技术，该空隙现在用于冷却发针形定子线圈。在每个发针形定子线圈的每个纵向侧因此布置有传热元件，所述传热元件至少部分地，优选甚至完全地，填充发针形定子线圈与相邻的定子齿之间的楔形空隙，并且将相应的发针形定子线圈以传热的方式连接至相邻的定子齿和/或冷却所述线圈。因此通过根据本专利技术的环形定子第一次能够使用在磁通密度方面优化的截面为矩形的定子线圈以及截面为矩形的定子齿，其中由于定子线圈和定子齿二者的矩形而残留的楔形空隙至少部分地被上述传热元件填充。在此，这些传热元件优选地不减小或者只是稍微地减小磁通密度，并且尤其是用于定子线圈的散热，其结果是能够增加其功率。在根据本专利技术的技术方案的有益的开发中，发针形定子线圈和两个相关的传热元件形成预制组件。具体而言，这意味着首先例如通过焊接将两个传热元件安装在相应的发针形定子线圈的相对的纵向侧，其结果是形成预制组件。所述组件随后能够以简单的方式被插入定子的两个相邻的定子齿之间。根据本专利技术的定子的安装通过预制组件的方式能够被明显地简化。至少一个传热元件有益地被设计为矩形冷却管道，所述矩形冷却管道布置在纵向侧到相邻的发针形定子线圈的窄侧中的过渡区域中。例如经由这样的冷却管道能够引导冷却流体，并且因此能够冷却相应的定子线圈。在此如果传热元件被设计为在发针形定子线圈的整个纵向侧延伸的楔形冷却管道，则尤其有益的。由此能够实现相应的定子线圈的整个纵向侧的大面积冷却。在根据本专利技术的技术方案的有益的开发中，至少一个传热元件由具有良好导热性的材料形成。在此，另外，能够存在如下设置：这样的传热元件(在每种情况下不形成管道而是为实心设计)将热从定子线圈传输至定子齿，热能够被移除或者直径经由传热元件移除至外部。还能够以这种方式改进环形定子的冷却，并且因此能够提高装备有这样的定子的电动马达的功率。本专利技术还基于如下的主要构思：使电动马达装备有前面段落中所述的定子，其结果是由于定子线圈而具有明显提高的功率，其中所述定子线圈，尤其是在相应的定子齿的末尾，由于矩形的截面形状，提高了磁场强度/磁通密度，以及冷却和更高的磁通密度的可能性。本专利技术还基于如下的主要构思：提出一种用于制造前面段落中所描述的定子的方法，其中首先设置具有沿径向延伸的矩形定子齿的环形定子。随后设置具有截面为矩形的铜线的矩形发针形定子线圈。在此，传热元件布置在每个发针形定子线圈的每个纵向侧，并且至少在某些区域中在纵向侧延伸。“布置”在该情况下能够意味着相应的传热元件以传热且固定的方式连接至定子线圈的相应的纵向侧，例如焊接至其。因此预制的发针形定子线圈随后被沿轴向插入定子齿之间，其中残留在每个发针形定子线圈与相邻的定子齿之间的楔形空隙至少部分地，优选甚至完全地由布置在其中的传热元件填充，并且因此将相应的发针形定子线圈以传热的方式连接至相邻的定子齿和/或冷却所述线圈。在此，传热元件能够为实心设计或者空心的，并且在这些情况下用作供给冷却流体的冷却管道。纯理论地，当然也能够想到传热元件只布置在末尾的区域中的空隙中，也就是说，定子齿的径向外部区域。在这样的传热元件的楔形设计的情况下，后者还能够填充整个空隙。在安装在定子中之前，预装发针形定子线圈和两个传热元件的可能性已经允许安装过程被进一步明显地简化。本专利技术的进一步的重要特征和益处将从从属权利要求、附图以及基于附图的相关附图描述变得显而易见。将领会的是，在没有脱离本专利技术的范围的情况下，上述的特征以及留待在下文中说明的特征不仅能够用于分别指出的组合中，而且还能够用在其他组合中或者由它们本身使用。附图说明本专利技术的优选示例性实施例图示在附图中，并且将在下面的描述中更加详细地说明，相同的附图标记涉及相同或相似或功能上相同的部件。在附图中，图1示意性地示出电动马达的根据本专利技术的环形定子的细节，图2示意性地示出具有两个实心传热元件的发针形定子线圈的第一可能实施例，图3示意性地示出如图2的图示，但是具有被设计为矩形冷却管道的两个中空的传热元件，图4示意性地示出具有楔形传热元件的根据本专利技术的定子的发针形定子线圈的另外的实施例。具体实施方式如图1所示，电动马达2(未另行示出)的根据本专利技术的环形定子1具有截面为矩形的发针形定子线圈4，所述发针形定子线圈4沿径向3延伸并且分别具有矩形铜线或由矩形铜线制造。这样的发针形定子线圈4也在图2至图4中示出。同样截面为矩形的定子齿6在每种情况下沿周向5布置在两个相邻的发针形定子线圈4之间，结果定子齿6的截面形状与发针形线圈4的截面形状二者均为矩形。在此，发针形定子线圈4和布置在其间的定子齿6当然也沿图像平面的方向延伸，也就是说沿定子1的轴向延伸。由于定子1的圆形，楔形空隙7残留在每个定子线圈4与相邻的定子齿6之间，其中传热元件9布置在每个发针形定子线圈4的每个纵向侧8，至少部分地填充楔形空隙7并且以传热的方式将相应的发针形定子线圈4连接至相邻的定子齿6和/或冷却所述线圈。发针形定子线圈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动马达(2)的环形定子(1)，/n-具有矩形发针形定子线圈(4)，其沿径向(3)延伸并且具有矩形铜线，/n-具有矩形定子齿(6)，其沿周向(5)布置在两个相邻的发针形定子线圈(4)之间，/n-其中楔形空隙(7)残留在每个发针形定子线圈(4)与相邻的定子齿(6)之间，/n-其中传热元件(9)布置在每个发针形定子线圈(4)的每个纵向侧(8)，至少部分地填充所述楔形空隙(7)并且将相应的发针形定子线圈(4)以传热的方式连接至相邻的定子齿(6)和/或冷却所述线圈。/n

【技术特征摘要】
20180828 DE 102018214525.31.一种电动马达(2)的环形定子(1)，
-具有矩形发针形定子线圈(4)，其沿径向(3)延伸并且具有矩形铜线，
-具有矩形定子齿(6)，其沿周向(5)布置在两个相邻的发针形定子线圈(4)之间，
-其中楔形空隙(7)残留在每个发针形定子线圈(4)与相邻的定子齿(6)之间，
-其中传热元件(9)布置在每个发针形定子线圈(4)的每个纵向侧(8)，至少部分地填充所述楔形空隙(7)并且将相应的发针形定子线圈(4)以传热的方式连接至相邻的定子齿(6)和/或冷却所述线圈。


2.根据权利要求1所述的定子，
其特征在于，
所述发针形定子线圈(4)和两个传热元件(9)形成预制组件(12)。


3.根据前述权利要求中的任一项所述的定子，
其特征在于，
至少一个传热元件(9)被设计为矩形冷却管道(11)，所述矩形冷却管道(11)布置在纵向侧(8)到发针形定子线圈(4)的相邻的窄侧(14)中的过渡区域(13)中。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的定子，
其特征在于，
至少一个传热元件(9)被设计...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔马丁·弗里奇，克里斯托弗·施米林，
申请(专利权)人：马勒国际有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE