用于电动式轴向磁通机的定子以及电动式轴向磁通机制造技术

本发明专利技术涉及一种用于电动式轴向磁通机(2)的定子(1)，更具体地涉及一种用于被设计为电驱动式机动车辆所用的原动机的轴向磁通机(2)的定子(1)，该定子包括：定子本体(10)，该定子本体具有围绕圆周分布的多个定子齿(11)；以及定子绕组(3)。根据本发明专利技术，卷绕的定子齿(11)中的至少一个定子齿沿径向方向观察到被分成至少两个定子部分齿(111、112、113、114)，其中，至少两个定子部分齿(111；112)卷绕有不同匝数的定子绕组(3)。定子绕组(3)。定子绕组(3)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电动式轴向磁通机的定子以及电动式轴向磁通机


[0001]本专利技术涉及用于电动式轴向磁通机的定子，特别地涉及用于被设计为电驱动式机动车辆所用的原动机的永磁式轴向磁通机的定子，该定子包括：定子本体，该定子本体具有围绕圆周分布的多个定子齿；以及围绕定子齿布置的定子绕组，这些定子绕组围绕多个定子齿有利地卷绕并且分别被设计为作为单齿绕组集成的绕组。此外，本专利技术涉及电动式轴向磁通机。

技术介绍

[0002]轴向磁通机在现有技术中已经是众所周知的。
[0003]从EP 2 985 893 A1中已知一种具有定子和转子的电动式轴向磁通机，其中，定子包括至少两个定子区段，并且其中，转子连接至转子轴，其中，转子和/或转子轴以可旋转的方式安装在轴承中，并且其中，定子区段相对于轴承沿转子的旋转方向以不可移动的方式布置。定子区段中的至少一个定子区段布置成能够相对于轴承沿轴向方向或径向方向移动，以调节转子与定子区段之间的空气间隙的宽度。

技术实现思路

[0004]本专利技术基于提供一种用于轴向磁通机的定子的目的，与相同尺寸的定子相比，本专利技术的定子中的最大电载荷增加。此外，本专利技术基于提供一种对应的轴向磁通机的目的，在该轴向磁通机中，定子内的最大电载荷增加。对于轴向磁通机中给定数目的定子齿，每个定子齿都有固定的角度范围。这意味着定子齿的径向更向内的区域可以得到比径向更向外的区域更小的周向长度。可用的周向长度在磁通传导元件、绕组、绝缘件等之间分开。在现有技术中，绕组和绝缘件通常围绕磁通传导元件具有沿着绕组的恒定横截面。因此，绕组和绝缘件需要用于较小半径的越来越大的角度范围，而越来越小的角度范围对于磁通传导元件是可用的。为了不低于磁通传导元件的最小宽度，限制了周向宽度并且因此限制了绕组和绝缘件的横截面。
[0005]本专利技术的目的通过用于电动式轴向磁通机、特别是永磁式轴向磁通机的具有权利要求1的特征的定子来实现，并且通过具有权利要求11的特征的电机来实现。
[0006]根据本专利技术的电动式轴向磁通机包括：定子本体，该定子本体具有围绕圆周分布的多个定子齿；以及定子绕组(3)，这些定子绕组围绕定子齿(11)布置。
[0007]沿径向方向观察到，绕组定子齿中的至少一个绕组定子齿——优选地所有定子齿——被分成至少两个定子部分齿，其中，至少两个定子部分齿卷绕有不同匝数的定子绕组。特别优选地，两个定子部分齿卷绕有不同匝数的同相的定子绕组。有利地，至少两个定子部分齿通过沿周向方向延伸并形成在轴向深度处的分离凹槽而沿径向方向间隔开。如本专利技术所提出的，通过使定子齿和绕组分开，可以在定子的径向更内部区域中的齿宽度不必在周向方向上不利地较小的情况下，在定子的径向更外部区域中布置更多的绕组横截面。在本示例性实施方式中，定子本体形成为分段式定子本体，其中，多个定子区段或各个定子
齿周向地组装以形成圆环形形状的定子本体。替代性地，定子本体还可以形成为一件式。
[0008]首先，对本专利技术所要求保护的主题的各个元件按各个元件在权利要求组中提及的顺序进行说明，并且然后对本专利技术的主题的特别优选的实施方式进行描述。
[0009]电动式轴向磁通机(AFM)、比如机动车辆的被设计为轴向磁通机的电动原动机中的磁通量在定子与转子之间的空气间隙中被轴向地指向轴向磁通机的转子的旋转方向。存在不同类型的轴向磁通机。一种众所周知的类型是所谓的I型布置，在I型布置中，转子轴向地布置成靠近定子或位于两个定子之间。另一种众所周知的类型是所谓的H型布置，在H型布置中，两个转子布置在定子的相反的轴向侧部上。
[0010]电动式轴向磁通机的定子具有定子本体，该定子本体具有沿周向方向布置的多个定子绕组。沿周向方向观察到，定子本体可以形成为一件式或分段式。定子本体可以由具有多个层压电片的定子叠片芯形成。替代性地，定子本体还可以由压缩软磁材料、比如所谓的SMC(软磁化合物)材料形成。
[0011]转子轴是电机的以可旋转的方式安装的轴，转子或转子本体以不可旋转的方式联接至该轴。
[0012]电动式轴向磁通机的转子可以被至少部分地设计为叠片转子。叠片转子被设计成沿轴向方向分层。轴向磁通量必须克服堆叠的各个电片之间的粘合剂或绝缘层，这会导致磁回路经历切变(附加的空气间隙)并且失去效率。替代性地，轴向磁通机的转子也可以具有转子承载件，该转子承载件相应地配备有磁片和/或SMC材料并且配备有被设计为永磁体的磁性元件。
[0013]本专利技术的有利实施方式在从属权利要求中进行详细说明。在从属权利要求中单独列出的特征可以以技术上有意义的方式彼此组合并且可以限定本专利技术的其他实施方式。另外，权利要求中指示的特征在说明书中进行更详细地指定和说明，在该说明书中，示出了本专利技术的其他优选实施方式。
[0014]根据本专利技术的有利实施方式，可以设置的是，实际上卷绕的定子齿中的每个定子齿沿径向方向观察到被分成至少两个定子部分齿，由此轴向磁通机的经优化的绕组横截面得到充分的利用。
[0015]根据本专利技术的进一步优选的进一步发展，还可以设置的是，定子齿的定子绕组被细分成至少两个子组。定子绕组的第一子组封围径向最外部的定子部分齿并且每个其他子组在各自情况下附加地封围沿定子中心轴线X的方向径向布置的下一个定子部分齿，其中，最后一个子组封围所有的定子部分齿。这允许具有高绕组横截面的定子齿的尤其是在径向外部区域中的绕组特别有效，而不必将径向内部区域中的磁通传导元件设计为不利地较窄。这允许在不同直径上实现绕组横截面与磁通传导材料的更恒定的比率。
[0016]作为上述定子齿的绕组类型的替代方案，可以设置的是，将定子齿的定子绕组细分成子组，其中，第一子组封围径向最外部定子部分齿与径向最内部定子部分齿之间所布置的定子部分齿，并且每个其他子组在各自情况下附加地封围在各自情况下沿定子中心轴线X的方向和/或沿径向远离定子中心轴线X的方向径向布置的下一个定子部分齿。这可以减少操作期间例如由于极栅(与将磁体相对于绕组凹槽交错类似)而引起的扭矩波动。此外，欧姆损耗和相关的加热可以特别地集中在定子的限定区域中。
[0017]根据本专利技术的另一特别优选的实施方式，可以设置的是，形成在定子部分齿之间
的分离凹槽形成为以定子中心轴线X为中心的圆弧或者形成为中心在定子中心轴线X外侧的圆弧或者形成为直线形而作为圆的割线并形成多边形形状。特别地，这提高了绕组的可安装性。此外，可以避免绕组头不必要的弯曲，因此优化了电阻。
[0018]此外，本专利技术还可以进一步改进的是，极靴盖以在所有定子部分齿上方延伸的单个件形式来以可分离的方式附接在各个定子部分齿的自由轴向端部的端面处。封闭的极靴盖增加了定子的强度，并且在空气间隙中获得了更有利的磁通量。
[0019]在极靴盖的进一步改进中，可以设置的是，沿轴向方向延伸的各个定子部分齿的部分区域形成在极靴盖上，其中，极靴盖上的定子部分齿的部分区域与定子部分齿的部分区域以形状配合的方式相互作用成使得在周向方向或切向方向上确保形状配合以用于扭矩传递。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于电动式轴向磁通机(2)的定子(1)，更具体地，一种用于被设计为电驱动式机动车辆所用的原动机的轴向磁通机(2)的定子(1)，所述定子包括
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定子本体(10)，所述定子本体具有围绕圆周分布的多个定子齿(11)，以及
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定子绕组(3)，所述定子绕组围绕所述定子齿(11)布置，其特征在于所述定子齿(11)中的至少一个定子齿沿径向方向观察到被分成至少两个定子部分齿(111、112、113、114)，其中，所述至少两个定子部分齿(111；112)卷绕有不同匝数的所述定子绕组(3)。2.根据权利要求1所述的定子(1)，其特征在于所述至少两个定子部分齿(111；112)卷绕有不同匝数的同相的所述定子绕组(3)。3.根据前述权利要求中的任一项所述的定子(1)，其特征在于卷绕的所述定子齿(11)中的每个定子齿沿所述径向方向观察到被分成至少两个定子部分齿(111；112)。4.根据前述权利要求中的任一项所述的定子(1)，其特征在于定子齿(11)的所述定子绕组(3)被细分成至少两个子组(31、32、33、34)，其中，第一子组(31)封围径向最外侧的定子部分齿(111)并且每个另外的子组(32、33、34)在各自情况下附加地封围沿定子中心轴线(X)的方向径向布置的下一个定子部分齿(112、113、114)，其中，最后一个子组(34)封围所有的定子部分齿(111、112、113、114)。5.根据前述权利要求1至3中的任一项所述的定子(1)，其特征在于定子齿(11)的所述定子绕组(3)被细分成子组(31、32、33、34)，其中，第一子组(32、33)封围径向最外侧的定子部分齿(111)与径向最内侧的定子部分齿(114)之间所布置的定子部分齿(112、113)，并且每个另外的子组(31、3...

【专利技术属性】
技术研发人员：多米尼克，
申请(专利权)人：舍弗勒技术股份两合公司，
类型：发明
国别省市：