电动马达和电路板制造技术

本发明专利技术涉及一种电动马达(1)，该电动马达至少具有沿着轴向方向(4)并排布置的定子(2)和环形的转子(3)；其中，定子(2)具有多个沿着周向方向(5)并排布置并且分别沿着轴向方向(4)延伸的定子齿(6)；其中，在每个定子齿(6)处布置有带有至少一个绕组(8)的至少一个线圈(7)；其中，至少一个绕组(8)与电路板(9)导电连接，其中，电路板(9)布置在定子(2)的端侧(10)处并且沿着轴向方向(4)布置在定子(2)旁边，其中，电路板(9)包括多个电气连接线路(11)，每个线圈(7)的至少一个绕组(8)经由所述连接线路至少与其他绕组(8)连接或与马达的电联接部(12,13)连接。(12,13)连接。(12,13)连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动马达和电路板


[0001]本专利技术涉及一种电动马达，其中，该电动马达包括至少一个定子以及转子。电动马达是轴向通量马达(AFM)。本专利技术还涉及一种用于电动马达的电路板。

技术介绍

[0002]定子具有多个沿着周向方向并排布置且分别沿着轴向方向延伸的定子齿。马达具有绕组。绕组包括多个线圈。在每个定子齿处布置有带有至少一个绕组、尤其是多个绕组的至少一个线圈。
[0003]电动马达可以具有电路板、尤其是PCB(印刷电路板)，在所述电路板中布置有电气连接线路。
[0004]线圈的绕组与电路板导电连接，其中，电路板布置在定子的端侧处并且沿着轴向方向布置在定子旁边。
[0005]经由电路板的连接线路实现各个线圈以及带有电联接部的线圈的电气互联。但每个线圈的相应至少一个绕组、尤其是多个绕组也可以经由电路板相互连接或与电联接部连接。绕组经由电联接部供应以电流。
[0006]电路板中的连接线路至少部分地在横向于轴向方向的至少一个平面中伸延，其中，每个连接线路与电联接部以及分别与至少一个定子齿相配属，并且沿着轴向方向与布置在相应的定子齿处的线圈至少部分对齐地定位。连接线路在布置在彼此相邻的两个定子齿之间的且沿着径向方向延伸的区段中常常一体式伸延。
[0007]轴向通量马达例如由DE 10 2019 112 768 A1已知。
[0008]存在改善电动马达及其结构的持续性需求。各个线圈的改善的(例如简化装配的且成本适宜的)互联在此是改进潜力之一。电路板或PCB的使用在此可以是有利的，尤其是当电路板或PCB可以定位在线圈附近时。然而，电路板在定子附近的定位蕴含如下风险：交变磁场作用到引导电流的导体上并且涡流被施加到线路中。尤其是，在设计电动马达时应考虑马达的运行中的涡流的形成。

技术实现思路

[0009]本专利技术的任务由此出发，提出一种能够实现这些方面的电动马达以及电路板。尤其应说明一种电动马达以及一种电路板，其中在马达的运行中电涡流、尤其是还有电路板中的电涡流以尽可能小的程度出现。
[0010]为了解决这些任务，提出根据专利权利要求1的特征的电动马达以及根据专利权利要求13的特征的电路板。有利的改进方案是从属权利要求的主题。权利要求中单个列出的特征可以以技术上有意义的方式彼此组合，并且可以通过说明书中的阐释性事实和附图中的细节进行补充，其中，示出了本专利技术的另外的实施变型方案。
[0011]如下电动马达有助于此，所述电动马达至少具有沿着轴向方向并排布置的定子和环形的转子。定子具有多个沿着周向方向并排布置且分别沿着轴向方向延伸的定子齿。在
每个定子齿处布置有带有至少一个绕组、尤其是多个绕组的至少一个线圈。(每个线圈的)至少一个绕组与电路板导电连接，其中，电路板在定子的端侧处且沿着轴向方向布置在定子旁边(以及在此必要时与定子齿至少部分重叠地布置)。电路板包括多个电气连接线路，每个线圈的至少一个绕组经由所述连接线路至少与其他绕组连接或与电动马达的电联接部连接。这些连接线路在电路板中至少部分地在横向于轴向方向的至少一个平面中伸延。每个连接线路与电联接部以及分别与至少一个定子齿相配属。至少一个连接线路的至少一个区段分成多个子线路，其中，子线路在区段中彼此电绝缘地布置。
[0012]在轴向通量马达中，定子和转子沿着轴向方向并排布置，其中，转子具有磁体和磁极，所述磁体和磁极与线圈或定子齿沿着轴向方向相对而置地且必要时至少沿着轴向方向对齐地(即例如在相同的直径上)布置。定子具有从环形的基体(轭)开始沿着轴向方向延伸的定子齿和线圈。线圈或定子齿的数量以及转子(例如磁体或永磁体)的磁极的数量可以彼此不同或彼此对应。
[0013]在轴向通量马达中，基本上使用由定子产生的磁通量的沿着轴向方向取向的分量来驱动转子。
[0014]电动马达的定子尤其具有软磁材料，例如所谓的“软磁复合材料”(SMC)，或者由电工板和SMC构成的组合。定子齿优选由软磁材料压制且烘烤地制成。SMC材料在此没有被烧结。而是在低于熔化温度的温度上进行调温，然而该熔化温度足以使芯持久保持其几何形状。
[0015]相应的转子尤其例如在凹部中具有永磁体和/或软磁元件。优选地，利用永磁体可以形成永久激励的同步或无刷直流马达，缩写BLDC，而例如利用软磁元件可以提供磁阻马达作为电动马达。
[0016]相应的转子备选地可实施为笼式转子或短路式转子或者实施为滑环转子，其中，那么构造异步电机。
[0017]尤其是，转子至少部分地利用烧结技术制造。尤其是，利用烧结技术可以非常简单地在转子处构造复杂的结构。
[0018]马达具有电联接部，经由所述电联接部尤其是可以使定子或线圈加载以电流。尤其是，使马达加载以多相电流、优选地三相电流。马达然后经由每个联接部至少暂时与一个相连接。布置在定子齿处的线圈或绕组分别配属于一个相或者分别同时与相同的联接部连接。
[0019]从联接部开始，朝向连结部进行电流供应，联接部经由所述连结部与线圈导电连接。
[0020]连结部的导电连接经由电路板或构造在电路板中的连接线路进行。
[0021]在电路板(尤其是PCB)中，连接线路尤其是经由印刷方法构造。在此，通常产生面型结构，所述面型结构在轴向方向上具有较小的延伸部，但在径向方向以及在周向方向上具有明显较大的延伸部。连接线路沿着其延伸部包入到电路板的电绝缘材料(例如塑料或树脂)中。
[0022]当前提出，在电路板中伸延的连接线路至少部分地特别有利地实施。连接线路的特殊设计方案应有助于减少涡流的出现，尤其是显著减少涡流的出现。
[0023]连接线路在电路板中至少部分地在横向于轴向方向的至少一个平面、必要时多个
平面中伸延。所述平面沿着轴向方向彼此间隔开或者至少沿着轴向方向彼此偏移布置。
[0024]每个连接线路与电联接部或多相电流的一个相以及分别与至少(或正好)一个定子齿(或布置在该定子齿处的至少一个线圈)相配属。
[0025]连接线路可以沿着轴向方向与布置在相应定子齿处的线圈至少部分对齐地定位。由此，可(特别简单地)实现各个线圈或各个绕组与配属于线圈的连接线路的接触。所述接触尤其是经由轴向伸延的线路进行，所述线路至少部分地沿着轴向方向从壁朝向电路板延伸。
[0026]在电路板中，接触线路尤其沿着轴向方向延伸，其中，接触线路将布置在电路板的不同平面上的各个连接线路相互连接。
[0027]由于连接线路的与线圈至少部分地对齐的布置，定子齿可以至少延伸到电路板中或沿着轴向方向延伸穿过电路板。尤其是，电路板具有用于定子齿的相应开口或穿通部。
[0028]提出，至少一个连接线路的至少一个区段分成多个子线路，其中，子线路(仅)在所述区段中彼此电绝缘地布置(例如通过电路板的上面说明的材料)。
[0029]连接线路的子线路彼此并联电连接，即例如共同地配属于多相电流的一个相。至少在该区段中，连接线路分成多个子线路在马达的运行中导致涡流损失的显著减少。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电动马达(1)，其至少具有沿着轴向方向(4)并排布置的定子(2)和环形的转子(3)；其中，所述定子(2)具有多个沿着周向方向(5)并排布置且分别沿着所述轴向方向(4)延伸的定子齿(6)；其中，在每个定子齿(6)处布置有带有至少一个绕组(8)的至少一个线圈(7)；其中，所述至少一个绕组(8)与电路板(9)导电连接，其中，所述电路板(9)布置在所述定子(2)的端侧(10)处并且沿着所述轴向方向(4)布置在所述定子(2)旁边，其中，所述电路板(9)包括多个电气连接线路(11)，每个线圈(7)的所述至少一个绕组(8)经由所述连接线路至少与其他绕组(8)连接或与所述马达的电联接部(12,13)连接；其中，所述连接线路(11)在所述电路板(9)中至少部分地在横向于所述轴向方向(4)的至少一个平面(14,15,16)中伸延；其中，每个连接线路(11)与至少一个电联接部(12,13)以及分别与至少一个定子齿(6)相配属；其中，至少一个连接线路(11)的至少一个区段(18)分成多个子线路(19)，其中，所述子线路(19)在所述区段(18)中彼此电绝缘地布置。2.根据专利权利要求1所述的马达(1)，其中，所述电路板(9)沿着所述轴向方向(4)布置在所述定子(2)和所述转子(3)之间。3.根据前述专利权利要求中任一项所述的马达(1)，其中，所述转子(3)具有多个磁体(27)；其中，所述区段(18)至少布置在电路板(9)的如下区域中，所述磁体(27)能够在所述马达(1)的运行中沿着所述轴向方向(4)与所述区域对齐地布置。4.根据前述专利权利要求中任一项所述的马达(1)，其中，至少一个子线路(19)沿着伸延方向(31)在第一端部(29)和第二端部(30)之间延伸，其中，所述子线路(19)具有横向于所述伸延方向(31)且横向于所述轴向方向(4)延伸的至多1.5毫米的宽度(20)。5.根据前述专利权利要求中任一项所述的马达(1)，其中，与不同的连接线路(11)相配属的子线路至少部分地在所述电路板(9)中的彼此不同的且在所述轴向方向(4)上至少彼此偏移的平面(14,15,16)中伸延。6.根据专利权利要求5所述的马达(1)，其中，至少布置在彼此不同的平面(14,15,16)中的连接线路(11)或子线路(19)经由在所述电路板(9)中沿着所述轴向方向(4)延伸的接触线路(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：GKN粉末冶金工程有限公司，
类型：发明
国别省市：