CN112640262A - 用于电机的定子 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于电机的定子(1),包括基本上中空柱形的叠片组(2),所述叠片组具有多个分布设置的接纳槽(4)。每个接纳槽(4)中的多个由成形杆形成的电导体区段(La、Lb)形成具有至少两个子绕组(TWa、TWb)的定子绕组(14)。所述至少两个子绕组(TWa、TWb)分别至少由第一和第二串联电连接的绕组部段(WSa、WSb)形成,其中,第一绕组部段(WSa)的导体区段(La、Lb)借助第一和第二电连接区段(VBa、VBb)这样彼此电连接,使得沿相对于叠片组(2)纵轴线(3)的第一径向方向(18a)定义螺旋线形电流路径(17a)并且第二绕组部段(WSb)的导体区段(La、Lb)借助第一和第二电连接区段(VBa、VBb)这样彼此电连接,使得沿相反的、相对于叠片组(2)纵轴线(3)的第二径向方向(18b)定义第二螺旋线形电流路径(17b)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于电机的定子以及一种配备有这种定子的电机。
背景技术
从现有技术中已知的用于电机、尤其是用于电驱动电机或发电机的定子通常包括中空柱形的叠片组,在其凹槽中接纳定子绕组。定子绕组可包括多个杆状的导体区段或电成形杆。在由现有技术已知的定子绕组的实施方式中,例如根据US 9,520,753 B2已知,串联连接的导体区段的电流路径至少在叠片组圆周的部分区段上曲折形地延伸。这些绕组也可称为波绕组。这种波绕组在其互连可能性方面相对不灵活。
从DE202016001273 U1中已知一种用于外转子径向磁通电机的定子。该定子具有由柔性绕组线制成的多相定子绕组,其中,所述绕组线被缠绕到叠片组的各个定子齿上或所谓极靴上并形成多个单个线圈。这些单个线圈也可称为齿线圈。如此构造的定子仅有限地适合于大批量生产的实现。另外,所示的绕组线路图就其互连可能性而言不是很灵活。
发明内容
本发明的任务在于克服现有技术的缺点并提供一种改进的定子,该定子在其互连可能性方面具有很大的灵活性并且在此可低成本地大批量生产。
所述任务通过根据权利要求的定子和电机来解决。
根据本发明的用于电机的定子包括:
-基本上中空柱形的叠片组,所述叠片组具有第一和第二轴向端部和多个沿叠片组的圆周方向分布设置的并且沿叠片组的纵轴线延伸的接纳槽,
-每个接纳槽中的多个由成形杆形成的电导体区段,所述导体区段通过预定的电连接形成定子绕组,所述定子绕组具有多个沿相对于叠片组纵轴线的径向方向直接相邻的、由导体区段形成的层,
-所述定子绕组的每个相绕组或绕组相(Wicklungsstrang)至少包括两个电子绕组,所述子绕组由多个串联连接的导体区段形成,其中,串联电连接的导体区段之间的第一和第二电连接区段分配给叠片组的第一和第二轴向端部并且两个串联连接的导体区段定义一个成形杆对。
根据本发明的定子的特征在于,
-所述至少两个电子绕组分别至少由第一和第二串联电连接的绕组部段形成,其中,第一绕组部段的导体区段借助第一和第二电连接区段这样彼此电连接,使得沿相对于叠片组纵轴线的第一径向方向定义一条螺旋线形电流路径,并且第二绕组部段的导体区段借助第一和第二电连接区段这样彼此电连接,使得沿相对于叠片组纵轴线的相反的第二径向方向定义第二螺旋线形电流路径。
根据本发明的定子的特点在于其在互连可能性方面具有极大的灵活性,例如在并联分支或子绕组的可能数量、在子绕组的弦形可能性方面以及在接纳槽中的导体数量方面。此外优点在于,可借助所谓的成形杆或成形杆导体来实现给出的绕组线路图,从而可提供俗话说的Pin-绕组或Hairpin(发卡式)-绕组。这有利于以高或恒定的制造质量大批量生产定子。尤其是由此也可降低制造过程中的成本。另外,借助给出的结构和在此描述的绕组图案可实现各种绕组规格或者可满足各种绕组规格。
定子绕组在此由多个叠绕线圈(Schleifenwicklung)以成形杆技术制成。尤其是规定,使用以成形杆技术制成的通用叠绕线圈。在此设置由杆形导体区段形成的、串联连接的单个线圈或绕组部段,所述串联连接的绕组部段位于相同的极对下并且定义单个相绕组的或定子绕组的一个子绕组。
尤其是并联分支或子绕组的数量可与定子或电动机的极数相同。
尤其适宜的可以是,第一和第二绕组部段形成两个沿叠片组的圆周方向直接相继的磁极区段。由此,一个子绕组具有正好两个极覆盖部(Polbedeckung),即,就瞬时观察而言它可在定子的一个北极和一个南极上延伸。
此外可规定,第一绕组部段和第二绕组部段关于其螺旋线形电流路径分别具有直接相继的导体区段,所述直接相继的导体区段分别以跳跃宽度值为“1”的层跳跃沿相对于叠片组纵轴线的径向方向彼此错开地或彼此间隔开距离地设置。由此,在定子端面的俯视图中产生串联连接的导体区段或成形杆的之字形布置,其中,该结构有助于定子绕组的自动化生产。
为了形成非弦形(ungesehnte)的定子绕组或子绕组,可以以简单的方式为每个绕组部段的第一和第二电连接区段在沿叠片组的圆周方向彼此间隔开距离的、串联电连接的导体区段之间分配相同的第一延伸宽度。尤其是可通过恒定的槽数跳跃宽度(Nutanzahl-Sprungweite)来简单地规划或设计非弦形的绕组。
为了电连接第一绕组部段和第二绕组部段,可以可行的方式构造第三电连接区段,所述第三电连接区段与第一和第二电连接区段相比具有更大的第二延伸宽度、尤其是具有相对更大的槽数跳跃宽度。
与此相对,为了形成弦形的子绕组,在其每个绕组部段中第一和第二电连接区段在沿圆周方向彼此间隔开的串联电连接的导体区段之间具有彼此不同的第一延伸宽度,尤其是具有不同的槽数跳跃宽度。借助给出的结构也可以相对简单的方式设计和实现弦形的定子绕组。
具有弦形的定子绕组的定子的特征还在于,在每个子绕组中缩短或延长的第二连接区段的数量与定子的分数槽数q(Bruchlochzahl)相同。所述缩短或延长的第二连接区段与第一连接区段相比构造得更短或更长。在此,分数槽数q尤其是与每个磁极区段、每个相绕组和每个子绕组的接纳槽的数量相同。缩短或延长的连接区段的形成取决于定子绕组或相应子绕组关于叠片组的圆周方向是向左还是向右弦形化。
为了实现分数槽数q=3的定子,可以简单的方式设置第三绕组部段,所述第三绕组部段与第二绕组部段串联电连接并且大部分叠加在第一绕组部段上,尤其是与其嵌套或交错。叠加或重叠可这样进行:将第三绕组部段的第三绕组轴线相对于第一绕组部段的第一绕组轴线侧向偏移至少一个至最多六个沿叠片组的圆周方向直接相继的接纳槽。
为了电连接第二绕组部段和第三绕组部段,可构造第四电连接区段,所述第四电连接区段与第一和第二电连接区段相比具有更小或更大的第三延伸宽度,尤其是具有更小或更大的槽数跳跃宽度。仅在整数的分数槽数q大于二时构造据此缩短或延长的第四电连接区段。第四电连接区段的这种相对缩短或延长取决于子绕组的绕组首端在定子的相区内的位置。在图2、9和10中通过具有交叉阴影线的区域或接纳槽示出这种相区。
在给出的定子中也可实现绕组部段的数量等于定子的分数槽数q,尤其是等于每个磁极区段、每个相绕组和每个子绕组的接纳槽的数量。
定子的一种有利实施方式的特征还可在于,由第一绕组部段定义的电流路径或者从导体区段的径向最内层通向导体区段的径向最外层,或者反过来(ii)从导体区段的径向最外层通向导体区段的径向最内层,然后,在没有层偏移、尤其没有层跳跃或层变化的情况下,借助第三电连接区段通向第二绕组部段,并且第二绕组部段中的电流路径或者(i)从导体区段的径向最外层通向导体区段的径向最内层,或者反过来(ii)从导体区段的径向最内层通向导体区段的径向最外层。
根据一种有利的实施方式也可规定,每两个在电流路径中直接相继的导体区段和各一个相应电连接所述导体区段的第一连接区段构造成一件式的,尤其是通过一个所谓的Hair-Pin形成。由此可实现经济的生产或由此可减少所需的、例如焊接连接形式的接触点的数量。
根据一种可能的扩展方案可规定,第一连接区段在其中间区段中关于垂直于叠片组的纵向中心轴线延伸的平面具有基本上S形或Z形的变形区段。这有利于实现关于U形成形杆对或Hair-Pin的两个导体区段的“一”层跳跃。
在根据给出的绕组线路图制造的定子中也可规定,叠片组的每个接纳槽被正好两个并联设置的子绕组中的导体区段关于相对于叠片组纵轴线的径向方向完全填充。也就是说,由此叠片组的每个接纳槽可被最多两个或仅两个并联设置的子绕组的导体区段完全占据。这可提供生产技术方面的优势。
根据一种适宜的措施也可规定,第一绕组部段和第二绕组部段从其各自的绕组首端开始向其各自的绕组末端方向沿相同方向缠绕,如分别右旋缠绕。
此外适宜的是,一个多部段的子绕组的所有绕组部段串联电连接,并且从所述绕组部段的各自的绕组首端开始向其各自的绕组末端方向沿相同方向缠绕,如分别右旋缠绕。
根据一种有利的实施方式可规定,第一子绕组的绕组首端和另一与或可与第一子绕组串联或并联电连接的子绕组的绕组首端这样定位,使得其绕组首端设置在属于同一相区的接纳槽中。尤为适宜的是,第一子绕组的绕组首端和另一与或可与第一子绕组串联或并联电连接的子绕组的绕组首端定位于同一接纳槽中或分配给同一接纳槽。当定子绕组的子绕组设计为非弦形的时,这尤为有利。由此,在定子或配备有该定子的电机的运行状态中,接纳槽内直接相邻的导体区段之间出现的最大电压差ΔU——尤其是关于相对于叠片组纵轴线的径向方向——可保持得相对低。这在对导体区段的电绝缘层的技术上或物理上相对低的要求方面具有优势。例如由此可设置相对薄的绝缘层并且因此有利地改善了关于每个接纳槽的导电材料的填充系数。
如果关于设置有绕组首端或设置有绕组末端的接纳槽分别仅设置绕组首端或仅设置绕组末端,即同类型的接头在叠片组的多个特定的接纳槽中被相同地组合或分组,则也可实现上述效果和技术效果。尤其是,由此可减小一个接纳槽内的两个相邻导体区段之间的电压负荷。
此外可规定,所述子绕组中的至少一个子绕组的第一和最后一个导体区段分别由I-Pin、尤其是由基本上I形的成形杆形成并且所有设置在它们之间的导体区段构造为串联电连接的Hair-Pin、尤其是U形的成形杆对。由此,可以有利的方式将用于子绕组的相位或功率接头分配给定子的轴向端部,在该轴向端部中存在定子绕组的所谓的“冠侧”。“冠侧”是定子这样的端部,在其中如果定子绕组至少主要由Hair-Pin形成,则在导体部分之间不存在或仅存在相对少的焊接点或连接点。由此能可靠地构造且简单地制造用于将电能加载到相绕组或子绕组的功率接头。另外,由此可实现定子或其轴向绕组头的尽可能紧凑的结构。
本发明还涉及一种如权利要求中所给出的电机,可由其实现的技术效果和有利效果可在上述和下述说明书部分中获得。
附图说明
为了更好地理解本发明,参考下述附图对其进行更详细的阐述。在此,分别以高度简化、示意性且示例性的示图示出:
图1示出示例性的定子,其接纳槽部分地设有电导体,所述电导体定义地连接以形成定子绕组;
图2示出根据本发明设计的绕组线路图,用于形成具有三相定子绕组的两极定子的一个绕组相或相绕组;
图3示出用于根据图2的绕组相或相绕组的子绕组的绕组线路图的另一显示方式;
图4a、4b示出具有平行延伸的导体区段的所谓的Hair-Pin的实施方式,其可以是根据图2和3的绕组相或相绕组的组成部分;
图5示出所谓的I-Pin的一种实施方式,其这样变形且彼此电连接,使得它们类似于Hair-Pin并且可以是根据图2和3的绕组相或相绕组的组成部分;
图6示出定子绕组的子绕组,所述子绕组包括两个串联电连接的、以成形杆技术分别构造为叠绕线圈的绕组部段;
图7示出定子绕组的子绕组,所述子绕组包括三个串联电连接的、以成形杆技术分别构造为叠绕线圈的、彼此嵌套或交错的绕组部段;
图8示出定子或定子叠片组的一半,根据图7的子绕组已经被***或接纳在其中;
图9示出根据本发明设计的具有多个子绕组的绕组线路图,用于实现具有三相非弦形的定子绕组的四极定子;
图10示出根据本发明设计的具有多个子绕组的绕组线路图,用于实现具有三相弦形的定子绕组的四极定子;
图11示出基于图2的绕组线路图,其中在叠片组的接纳槽内直接相邻的导体区段之间出现的最大电势差保持相对小;
图12示出基于图9的绕组线路图,其中在直接相邻的导体区段之间出现的最大电势差保持相对小;
图13示出根据图11的绕组线路图的、并联连接的子绕组TWa和TWb,它们形成三角形连接的三相定子绕组的一个绕组相或相绕组。
具体实施方式
首先要指出,在不同的实施方式中相同部件使用同一附图标记或相同构件名称,其中,在全部说明书中包含的公开内容可以按意义转到具有相同附图标记或相同构件名称的部件上。同样,在说明中选择的位置说明如上面、下面、侧面等涉及直接描述以及所示附图并且这些位置说明在位置改变时按意义转移到新的位置。
在图1中以斜视图高度示意性示出定子1。定子1包括基本上中空柱形的叠片组2,在所述叠片组中沿圆周方向10分布地设置有多个接纳槽4。接纳槽4在此沿纵向方向11构造成连续的。在图1中示例性示出在被连接成电绕组之前的电导体8。与此类似地,从图1可以看出,多个电导体8可沿叠片组2的圆周方向10被弯曲以形成电线圈或绕组并且彼此对应的电导体8可相互连接。
叠片组2的接纳槽4可沿径向方向12朝向定子1的纵轴线3方向开口。这种开口可构造为气隙5。叠片组2的在纵轴线3方向上限定接纳槽4的区域可以沿圆周方向10构造为齿顶6。在相应接纳槽4的相对置侧上(也称为轭侧)存在槽底7。接纳槽4和接纳在其中的电导体8的确切数量取决于希望的电机尺寸或设计。
原则上,接纳槽4可具有各种横截面形状,其中,接纳槽4的对应的矩形横截面已被证明适合用于接纳电导体8。为了将各个电导体8相互绝缘并且与叠片组2绝缘,必须无缺陷地沿圆周方向10以及沿径向方向12连续封闭地形成至少一个绝缘层9,尤其是在导体8的周面上,其中,电导体8至少在叠片组2内分别包覆有绝缘层9。
基本上中空柱形的叠片组2具有第一和第二轴向端部l3a、l3b。接纳槽4中的电导体8优选由金属成形杆形成、所述成形杆优选由铜或具有良好导电性的其它材料制成。这些成形杆在此形成多个电导体区段La、Lb,它们至少在相应分配的接纳槽4之内延伸。这些导体区段La、Lb可由所谓的I-Pin定义或由所谓的Hair-Pin形成,在后一种情况下,导体区段La、Lb构成这些基本上U形的导体段的腿。
因此,电导体区段多倍地设置在每个接纳槽4中并且通过圆环形定位的导体区段La、Lb之间的预定电连接形成按计划的定子绕组14,所述定子绕组14用于在定子1被加载单相或多相电能时产生旋转的磁场。例如由图1可见,这种处于使用准备状态的定子绕组14具有多个沿相对于叠片组2的纵轴线3的径向方向直接相邻的、由导体区段La、Lb形成的层L。单相交流电或多相交流电(三相电流)的供应通过定子绕组14上的未详细示出的专用连接点进行,这是众所周知的。
在根据图2的示例性定子绕组14中总共设置八个层L1至L8。这些层L1至L8在此由多个定位于接纳槽4中的导体区段La、Lb组成。实用的定子1通常具有偶数个层L、优选四层或更多、尤其是在四到十二层之间。叠片组2的直径、构造的接纳槽4的数量、层L的数量以及定子1或叠片组2的轴向长度基本上取决于所需的功率数据和对待制造电机的物理要求。
定子绕组14包括至少两个子绕组TWa、TWb。根据本发明制造的定子1或其定子绕组14尤其是可具有两个子绕组的倍数、尤其是包括两个、四个、六个、八个或十个子绕组,如下面描述的。在此每个电相的相应子绕组可串联和/或并联连接。借助下面给出的绕组线路图可形成单相或多相定子绕组14。
在多相定子绕组14中,每个所谓的相绕组PW或每个相相关的绕组相可由两个或更多子绕组TWa至TWx组成,其中x表示大于2的偶数。从电气角度来看,代表自身线圈的子绕组TWa至TWx可根据要求或功率需求串联和/或并联连接或由控制单元相应地连接。在图2所示的实施例中,为了清楚起见,仅示出总共三相的定子绕组14的单个相绕组PW或单个绕组相。
在图2中示出用于例如两极的定子绕组14的绕组相或相绕组PW的一致有利绕组线路图。该相绕组PW包括两个子线圈或两个电的子绕组TWa、TWb。这两个子绕组TWa和TWb也可称为第一和第二绕组分支或第一和第二并联路径。在该两极定子1中,每个子绕组TWa和TWb在整个圆周上、尤其是在圆环形叠片组2的360°上延伸。在下面描述的实施例中,各个子绕组仅在叠片组的圆周的一部分上延伸。根据图2的叠片组2例如具有十八个接纳槽4,每个接纳槽4分别具有或接纳八个导体区段La或Lb,因此定子绕组14总共具有八层L,它们被标记为L1至L8。因此,示出具有总共八层L的定子绕组14或相绕组PW。层L1可理解为最接近气隙5(图1)或径向最内层并且层L8可理解为最接近槽底7(图1)或径向最外层L8。所示的定子绕组14或相绕组PW具有所谓的分数槽数q=3。也就是说,每个磁极区段19a或19b、每个电相位或相绕组PW以及每个子绕组TWa或TWb的接纳槽4的数量正好是“3”。这在图2中借助三组具有交叉阴影线的接纳槽4示出。
从图2中还可以看出,两个所示的子绕组TWa和TWb例如与电相U相关——参见图2中的第一行。为了制造总共三相的定子绕组14,在图2中显示为未占用的区段或接纳槽4应设有对应的其它子绕组。尤其是在具有编号4至6和13至15或7至9和16至18的接纳槽4中,对于相V和相W重复所示的相绕组PW的结构。尤其是应仅设置或考虑侧向偏移或槽偏移,然后对于相V和W的相绕组重复相U的相绕组PW的结构或线路图。为清楚起见,根据图2的图示中不包括针对相V和W的相绕组PW。尤其是应确定,在图2中示出仅一个相绕组PW,例如对于相U的相绕组。完整的三相定子绕组应连接到三相电压源,其中,形成磁性的两极定子1或建立两极旋转磁场。
定子绕组14或相绕组PW的每个子绕组TWa和TWb均由多个串联连接的导体区段La和Lb形成。这些导体区段La和Lb可以是整体构造的或一件式构造的导体段、尤其是如图4a和4b所示的所谓的Hair-Pin的一部分。作为替代方案,导体区段La和Lb也可分别由所谓的I-Pin形成,如图5所示。因此,导体区段La和Lb可通过基本上U形的导体段、尤其是通过所谓的Hair-Pin(图4a、4b)的腿定义。但导体区段La和Lb也可由串联电连接的、所谓的I-Pin(图5)的中间区段定义。
子绕组TWa和TWb分别由多个串联连接的导体区段La和Lb形成,串联电连接的导体区段La、Lb之间的第一和第二电连接区段VBa、VBb交替地分配给最靠近的叠片组2的第一和第二轴向端部13a、13b(图1)。第一连接区段VBa在直接相继的导体区段La和Lb之间形成电连接。相反,第二连接区段VBb在导体区段Lb和与其串联连接的导体区段La之间形成电连接。根据图4a、4b和5,两个导体区段La和Lb借助连接区段VBa串联电连接并由此定义一个成形杆对16。这种成形杆对16可通过连接区段VBb与串联连接或直接相邻的成形杆对16串联电连接,从而整体可形成所谓的叠绕线圈15,如图6、7示例性所示。在图2中,第一连接区段VBa通过细实线或箭头表示,而第二连接区段VBb通过粗实线或箭头表示。细线可假想地分配给最靠近的第一轴向端面13a,而粗线则假想地分配给定子1的第二轴向端面13b(图1)。
图2所示的具有点阴影的矩形表示第二电连接区段VBb内的接触点、尤其是焊接点。因此,根据图2设置的导体区段La和Lb是如图4a、4b中示例性所示的所谓的Hair-Pin的局部区段。图2中所示的具有斜线阴影的区域分别表示子绕组TWa和TWb的绕组首端,而具有垂直阴影线的区域表示子绕组TWa和TWb的相应绕组末端。这些阴影线分配也适用于根据图9和10的绕组线路图。
替代图2的显示方式,在图3中可通过一对交叉和/或环形符号来表示由导体区段La和Lb形成的一个成形杆对16。这样的一对交叉和/或环形符号具有相同的数字和相同的在前字母。例如具有标记A4的两个交叉符号定义了一个这样的由导体区段La、Lb形成的成形杆对16。此外,例如导体杆对A3-A3、A2-A2和A1-A1分别形成一个成形杆对16,其第一导体区段La位于编号为1的接纳槽中并且第二导体区段Lb位于编号为10的接纳槽中。在一个成形杆对16的两个导体区段La、Lb之间的电连接——例如关于标记A1之间的成形杆对16——被称为连接区段VBa。与此相对,与串联连接其上或串联电连接的下游成形杆对16之间的电过渡部或连接区段——例如关于标记A2-A2——通过电连接区段VBb定义或形成。第一连接区段VBa可分配给最靠近的叠片组2的第一轴向端部13a,并且第二连接区段VBb可分配给最靠近的叠片组2的第二轴向端部13b(图1)。
从图2或从图3和图6、7中可以看出,重要的是,待制造定子绕组14或相绕组PW的所述至少一个电子绕组TWa或每个实现的子绕组TWa至TWx至少由第一和第二串联电连接的绕组部段WSa、WSb形成。索引“x”在此和下面均表示计数变量。第一绕组部段WSa的导体区段La、Lb在此借助第一和第二电连接区段VBa、VBb这样彼此电连接,使得沿相对于叠片组2纵轴线3的第一径向方向18a定义螺旋线形电流路径17a——参见图3的下部。此外,第二绕组部段WSb的导体区段La、Lb借助第一和第二电连接区段VBa、VBb这样彼此电连接,使得定义第二螺旋线形电流路径17b。该第二螺旋线形电流路径17b沿相对于叠片组2纵轴线3的、相反的第二径向方向18b延伸。第一径向方向18a在此可定义为相对于纵轴线3的径向减小,而相反的第二径向方向18b可表示相对于叠片组2纵轴线3的径向增大。然而,关于电流路径17a和17b也可相反地分配方向。第二绕组部段WSb关于叠片组的圆周方向10相对于第一绕组部段WSa侧向偏移地设置,尤其是完全接纳在与第一绕组部段WSa不同或整体上其它的接纳槽4中。
如主要从图2中可以看出的,第一和第二绕组部段WSa、WSb——它们在配合中是子绕组TWa或TWb的一部分——整体在两个沿圆周方向10直接相继的磁极区段19a和19b上延伸。因此,这种子绕组TWa或TWb覆盖2个极,如从图2中最佳可见。换句话说,每个所形成的子绕组TWa至TWx在一个磁极对上、即在两个沿叠片组2的圆周方向10直接相继的极区段19a和19b上延伸。在定子绕组14的极数为“2”的倍数(四极、六极、八极等)时,相应所形成的子绕组TWa至TWx也始终在一个磁极对上、即在待制造定子1的两个直接相继的极上延伸,如在下面根据图9和10的实施例中也可以看到的。
从图2和3中还可见,第一绕组部段WSa和第二绕组部段WSb关于其螺旋线形电流路径l7a、l7b分别具有直接相继的导体区段La和Lb,所述导体区段La和Lb分别以跳跃宽度值为“1”的层跳跃在相对于叠片组2纵轴线3的径向方向上彼此偏移地设置。根据该示例,具有标记A1的导体区段Lb接纳在层L2中,而具有标记A1的导体区段La接纳在层L1中。该线路图对于绕组部段WSa或WSb的所有导体区段La和Lb继续。这也适用于下面还将描述的第三绕组部段WSc。
结合图2和3还可最佳地看出,为了实现非弦形的定子绕组14或实现非弦形的子绕组TWa至TWx可规定,每个绕组部段WSa、WSb的第一和第二电连接区段VBa、VBb具有相同的第一延伸宽度20a、20b(图3上部)。直接相继的导体区段La、Lb之间的这些延伸宽度20a、20b也可称为槽数跳跃宽度或者通常也称为线圈宽度。根据该示例,第一绕组部段WSa和第二绕组部段WSb的延伸宽度20a、20b分别为十个接纳槽。尤其是沿圆周方向10彼此间隔开的串联电连接的导体区段La、Lb之间的延伸宽度20a、20b根据该示例为10。但根据定子1的尺寸或设计,也可以是不同于10的延伸宽度20a、20b。
在图2、3中示例性示出的子绕组TWa还包括第三电连接区段VBc,所述第三电连接区段在第一和第二绕组部段WSa、WSb之间建立电连接。与第一和第二电连接区段VBa、VBb相比,该第三电连接区段VBc具有更大的第二延伸宽度20c。根据该示例,该第二延伸宽度20c为11,尤其是第三电连接区段VBc在11个直接相继的接纳槽之间延伸。这尤其是意味着比电连接区段VBa和VBb更多的槽数或跳跃宽度。
从图2、3中还可最佳地看出,定子绕组14的所述至少一个子绕组TWa或每个现有的子绕组TWa至TWx可包括第三绕组部段WSc。由此实现分数槽数q=3。该第三绕组部段WSc在此与第二绕组部段WSb串联电连接。另外,该第三绕组部段WSc在结构角度上大部分叠加在第一绕组部段WSa上。尤其是第三绕组部段WSc与第一绕组部段WSa嵌套或交织,如从图2和3中,但也从图7的图示中可见。尤其是在此规定,第三绕组部段WSc的第三绕组轴线WAc相对于第一绕组部段WSa的第一绕组轴线Waa沿叠片组2的圆周方向10侧向偏移至少一个或至少两个至最多六个直接相继的接纳槽4。因此,第三绕组部段WSc关于其主要的基面或有效表面叠加在第一绕组部段WSa上或与其在一定程度上交织。第三绕组部段WSc以小得多的表面或作用比例叠加在第二绕组部段WSb上或与其交织,如这在根据图7的图示中可最佳地看到的。
为了电连接第二绕组部段WSb与第三绕组部段WSc,构造第四电连接区段VBd。根据该示例,与第一和第二电连接区段VBa、VBb相比,该第四电连接区段VBd具有相对小的第三延伸宽度20d。根据该示例,该相对较小或较小的第三延伸宽度20d在槽数跳跃宽度“8”上延伸。作为替代方案,该第四电连接区段VBd也可具有相对更大或更长的延伸宽度20d。这在相应子绕组TWa至TWc的绕组首端和绕组末端被不同地、尤其是镜像地选择时出现。仅在整数的分数槽数大于二时或在形成三个彼此串联的绕组部段WSa、WSb和WSc时才构造这种缩短或延长的第四电连接区段VBd。尤为适宜的或表示特征的是,绕组部段WSa、WSb、WSc、WSx的数量等于定子1或定子绕组14的分数槽数q。分数槽数在此理解为每个极区段19a或19b以及每个相绕组PW或每个定子绕组14的绕组相的接纳槽4的数量。因此,在两个绕组部段WSa、WSb时,分数槽数q=2。在另一种实施例中,分数槽数q可等于4并且在此构造四个绕组部段WSa、WSb、WSc、WSd。
相应的关系也可在下表中示出:
因此也可确定,定子绕组14或相绕组PW的所述至少一个子绕组TWa包括第一绕组部段WSa,其中,由第一绕组部段WSa定义的电流路径17a或者(i)从导体区段La、Lb的径向最内层L1(气隙侧)通向导体区段La、Lb的径向最外层L8(轭侧),或者反过来(ii)从导体区段La、Lb的径向最外层L8(轭侧)通向导体区段La、Lb的径向最内层Ll(气隙侧),并且随后在没有层L偏移、即没有层跳跃或没有层L变化的情况下借助第三电连接区段VBc(也称为延长的或相对较长的连接区段)通向第二绕组部段WSb。第二绕组部段WSb中的电流路径17b于是(i)从导体区段La、Lb的径向最外层L8(轭侧)通向导体区段La、Lb的径向最内层L1(气隙侧),或者反过来(ii)从导体区段La、Lb的径向最内层L1(气隙侧)通向导体区段La、Lb的径向最外层L8(磁轭侧)。
此外,由图2和3分别可见,第一绕组部段WSa和第二绕组部段WSb从其各自的绕组起始端21(A1)和22(A5)向其各自的绕组末端23(A4)和24(A8)方向分别沿相同方向缠绕,例如分别右旋缠绕。作为替代方案,也可沿相同方向左旋地或一致左旋地实现。
为了形成希望的定子绕组14或相绕组PW,适宜的是,将一个多段子绕组TWa至TWx的所有绕组部段WSa、WSb、WSc、WSx串联电连接并且从其各自的绕组首端21向其各自的绕组末端23、24、26方向分别沿相同方向缠绕,例如分别右旋缠绕或延伸。
从图2中可以佳地看出,第二子绕组TWb相对于第一子绕组TWa具有双倍镜像结构或延伸。在该实施例中,第二子绕组TWb相对于第一子绕组TWa沿圆周方向10侧向偏移一个唯一的接纳槽4。因此,物理上并联设置并且彼此嵌套的子绕组TWa和TWb之间的槽数跳跃宽度为“1”,如从图2可见。假想的第一镜像轴线由叠片组2的纵轴线3定义。假想的第二镜像轴线沿叠片组2的圆周方向10延伸。第一和第二子绕组TWa和TWb形成一对相关或对应的子绕组并且在叠片组2的正好一个极对上、尤其是在两个相继的极区段19a和19b上延伸。
也可由此定义子绕组TWa、TWb、TWc或TWa至TWx:由其产生的感应电压(其为矢量)在大小和相位方面均与相绕组PW中的其它子绕组的感应电压相等。它们在同一个接纳槽中的相关导体确保感应电压的不同幅度。
定子绕组14或其子绕组TWa至TWx可由成形杆导体或导体区段La、Lb形成,所述成形杆导体或导体区段构造为所谓的Hair-Pin(图4a、4b)或所谓的I-Pin(图5)。在根据图4a、4b的Hair-Pin实施方式中,每两个在电流路径17a、17b、17c(图3)中直接相继的导体区段La、Lb和各一个相应将这些导体区段La、Lb分别电连接的第一连接区段VBa构造成一件式的。但也可如图5所示使用所谓的I-Pin,其中间区段分别形成导体区段La、Lb并且其变形的并且优选彼此焊接的第一端部区段定义第一电连接区段VBa。导体区段La、Lb的与第一端部区段相对置的第二端部区段定义第二连接区段VBb,其用于与待串联连接的另一I-Pin或Hair-Pin电连接。根据图4a第二连接区段VBb可这样变形,使得它们指向彼此。但根据图4b第二连接区段VBb也可这样变形,使得它们彼此平行地延伸或指向同一方向。
在图2和图9、10中所示的、粗线上或相应箭头的中间区段中的具有点阴影的矩形表示串联电连接的、基本上重合地定位的成形杆对16(如图4a示意性所示)的两个第二电连接区段VBb之间的接触点、尤其是焊接点。因此,在图2和图9、10中示出Hair-Pin或一件式的、基本上U形的成形杆对16的应用。
适宜的是,每个绕组部段WSa、WSb和WSc或WSa至WSx关于叠片组2的圆周方向10在两个以上、即至少三个直接相邻的接纳槽4上延伸。因此,第一和第二电连接区段VBa和VBb的第一和第二延伸宽度20a和20b大于或等于叠片组2的两个直接相邻的接纳槽4之间的横向或侧向距离的三倍。在根据图2的实施方式中,连接区段VBa和VBb或直接相继的导体区段La和Lb的槽数跳跃宽度例如为“9”。
在图6中示出定子绕组14的子绕组、如子绕组TWa的一种实施例。该基本结构以对应的方式对于子绕组TWb至TWx重复。所示的子绕组TWa以成形杆技术制成并且包括多个串联电连接的Hair-Pin。所示的绕组线路图的分数槽数q=2,据此每个磁极和每个相位的直接相继的接纳槽4的数量为2。与之相比,在根据图7的子绕组TWa中,所谓的分数槽数q=3。根据图6的子绕组TWa的绕组部段WSa和WSb以及根据图7的子绕组TWa的绕组部段WSa、WSb和WSc均由以成形杆技术制成的叠绕线圈15形成。绕组部段WSa和WSb(图6)或绕组部段WSa、WSb和WSc(图7)分别串联电连接。
如从图7中可最佳地看到的,第三绕组部段WSc相对于第一绕组部段WSa嵌套地设置,尤其是在大部分上相对于第一绕组部段WSa重叠地定位。其绕组轴线WAa和WAc沿圆周方向10彼此偏移相应于分数槽数q-1的接纳槽4数量、如侧向偏移两个接纳槽4。
根据一种适宜的措施,如在图6和7中可最佳地看到的,还可规定,各个Hair-Pin或成形杆对16的第一连接区段VBa在其中间区段中关于垂直于叠片组纵向中心轴线延伸的平面27设有基本上S形或Z形的变形区段28。由此,连接区段VBa这样成形,使得可相对于一个Hair-Pin的直接相继的导线区段La和Lb有序地实现“一个”层跳跃。
在图6和图7中分别构造为叠绕线圈15的绕组部段WSa、WSb和WSc的特征还在于,这些绕组部段WSa、WSb或WSc分别由多个沿绕组轴线Waa、WAb或WAc成排排列的串联电连接的成形杆对16形成。
图8示出根据图7的子绕组TWa如何***到叠片组2中,以便形成定子1的子部件。仅出于更清楚的目的,在此仅示出定子1的一半。根据图8的叠片组2根据该实例总共具有72个接纳槽4并且设置用于实现具有八个磁极的三相定子绕组。
另外,在图9中示出子绕组TWa的绕组线路图,所述子绕组TWa在图7和8中物理实现地示出。另外,图7和8示出的子绕组TWa是待制造定子绕组的子部件。
图9中所示的绕组线路图构造用于提供四个磁极并且设计用于具有36个接纳槽4的叠片组2。仅出于完整性原因应指出,根据图9的绕组线路图仅示出待制造定子绕组14的单个相绕组PW。该相绕组PW包括四个子绕组TWa、TWb、TWc、TWd,它们整体在总共具有36个接纳槽4的叠片组2的圆周方向10的360°上延伸。这四个子绕组TWa、TWb、TWc、TWd形成四极定子绕组14,即,定子1的极对数为“两个”。子绕组TWc的结构设计与子绕组TWa的结构设计相同。类似情况适用于子绕组TWb和TWd。但子绕组TWa和TWc或TWb和TWd关于圆周方向10彼此偏移或间隔开距离地设置。该侧向偏移的程度取决于希望的极对数和待制造定子1的槽数。
图10示出定子绕组14的另一种并且必要时本身独立的实施方式,对于相同的部件使用与前述附图中相同的附图标记或构件名称。为了避免不必要的重复,参考前述附图中的详细说明。
尤其是,图10示出用于形成弦形的定子绕组14的绕组线路图,在此也仅示出三相四极定子1的单个相绕组PW。本绕组线路图也可用于形成弦形的定子绕组14或弦形的子绕组TWa至TWx。
为了形成弦形的子绕组TWa、TWb、TWc、TWd,在其每个绕组部段WSa、WSb、WSc中第一和第二电连接区段VBa、VBb在沿圆周方向10彼此间隔开距离的串联电连接的导体区段La、Lb之间具有彼此不同的第一延伸宽度20a和20b。尤其是在所示实施例中,对于第一连接区段VBa设置槽数跳跃宽度15,而对于第二连接区段VBb设置槽数跳跃宽度13。
在此特征还在于,每个子绕组TWa、TWb、TWc、TWd中的缩短或——如下所述——延长的第二连接区段VBb的数量与定子1的分数槽数q相等,所述缩短或延长的第二连接区段VBb与第一连接区段VBa相比构造得更短或更长。尤其是,缩短或延长的第二连接区段VBb的数量等于每个磁极区段19a或19b、每个相绕组PW以及每个子绕组TWa、TWb、TWc或TWd的接纳槽4的数量。
应确定,在弦形的定子绕组14中或在弦形的子绕组TWa至TWx中可选择性地确定关于接纳槽4的侧向偏移或跳跃。在图10中,具有交叉阴影线的单元格向“右”跳跃,但也可向“左”跳跃。灰色单元格在图10中表示从右侧开始的阶梯。作为替代方案,子绕组TWa至TWx的弦形化(Sehnung)也可通过延长的绕组节距来实现。于是具有交叉阴影线的单元格将显示从左侧开始的阶梯。因此,作为根据图10的线路图的替代方案,延长的连接区段VBb也是可能的。
总之,可确定绕组线路图的特征在于,每个U形成形杆对16或每个Hair-Pin进行一个层跳跃并且每个相绕组PW的一个完整的并联分支或完整的子绕组TWa至TWx沿叠片组2的圆周方向覆盖至少一个或正好一个极对19a和19b。在非弦形的定子绕组14中,出现的U形成形杆对16具有相同的节距。径向串联且之字形连接的成形杆对16的端部形成绕组部段WSa至WSx,所述绕组部段在气隙侧5或槽底侧7(图1)上在相应的最上层和最下层(朝向定子轭的层和朝向气隙的层)中具有至少一个缩短的和延长的绕组节距,其具有缩短的延伸宽度20d或延长的延伸宽度20c。在此,最上层或最下层可包括缩短的绕组节距,反之亦然。
绕组线路图的特征还在于,在实现弦形的绕组时出现相应缩短的绕组节距,其数量至少等于分数槽数q。分数槽数q是每个相、绕组的每个磁极和每个子绕组的接纳槽的数量。
绕组线路图的特征还在于,属于一个并联分支(子绕组)的、串联连接的U形成形杆对(Hair-Pin)或由其形成的电流路径至少从最外层(最上层或最下层)通向径向相对置的最内层(最下层或最上层)——适宜的是呈上述之字形,然后通过缩短或延长的绕组节距在没有层跳跃的情况下通向沿圆周方向相邻的磁极,以便在那里再次——但方向相反——从最外层通向相对置层。
具有U形成形杆对16(Hair-Pin)的上述实现也可借助I形成形杆(I-Pin)来形成或实现。
“非弦形的绕组”通常理解为这样的绕组或线圈,在所述绕组或线圈中关于叠片组2圆周方向10的线圈宽度等于极距。“极距”理解为相继的磁极之间的轴距。“线圈宽度”应理解为前面提到的延伸宽度20a和20b。与此相对,在弦形的绕组或线圈中,线圈宽度小于(或大于)极距。
图11示出绕组线路图的另一种有利的实施例。对于前面已经描述的部件使用相同的附图标记并且前述说明部分按意义转移到具有相同附图标记的相同部件。
根据图11的实施例的有利技术效果在此可在与根据图2的实施例的比较中来说明。在根据图2的实施例中,在一个接纳槽4内的两个直接邻接、即直接相邻的导体区段La或Lb之间的电压差ΔU可达到全相或外导体电压UL1-L2(图13中虚线示出的箭头),例如当子绕组TWa和TWb并联电连接并且形成三角形连接的定子绕组14的一个绕组相时,则如图13中示意性所示。尤其是在根据图2的实施方式中例如在编号为1的接纳槽4中(用于U相)在直接相邻的、具有标记A1和B12的导体区段La之间用出现全相或外导体电压UL1-L2。这例如同样适用于用于电相U的编号为3的接纳槽4中的直接相互贴靠且具有标记A1和B12的导体区段La,这也可结合图13看出(虚线示出的箭头)。因此,导体区段La或Lb周面上的绝缘层9必须设计用于该相对高的电势差,如在根据图2的实施例中出现的。例如应在导体区段La或Lb的周面上设置相应大的绝缘层9(图1)厚度。
与此相对,在根据图11的有利实施方式中,在直接相邻的导体区段La或Lb(参见图11的上部)之间出现的最大电压差ΔU可显着减小或降低。尤其是在根据图11的实施方式中——其类似于图2涉及具有总共八个层L1-L8的两极三相定子1——在直接相邻的导体区段La或Lb之间出现的最大电压差ΔU可减小到相电压或外导体电压UL1-L2的三分之一(大约33%),例如参见图11结合图13中(用于U相)的编号为1的接纳槽4中的直接相邻且具有标记A1和B4的导体区段La或Lb。尤其是由此可减小绝缘层9上的物理负荷或者可有利地降低对导体区段La、Lb的电绝缘特性的要求。最终,这可减小绝缘层的厚度并且因此可增加接纳槽4中导电材料的填充系数。
可以下述方式有利地减小直接相邻或无间隙地相互贴靠的导体区段La或Lb之间出现的最大电势差ΔU:第一子绕组TWa的绕组首端21a和另一与或可与第一子绕组TWa串联或并联电连接的子绕组TWb、TWc、TWd的绕组首端21b这样定位,使得这些绕组首端21a和21b(图11、12)设置在属于同一个相区Pz的接纳槽4中。相区Pz在此包括接纳槽4或设置在其中的所有导体区段La或Lb,它们被分配给相同相U、V或W并且属于定子1的相同磁极或极区段19a或19b并且因此在定子1的运行状态中被电流沿相同方向流过。在图2和9-12的图示中,相U的相区Pz通过具有交叉阴影线的区域或接纳槽4表示。
适宜的是,第一子绕组TWa的绕组首端21a定位在径向最内层L1中并且所述另一与第一子绕组TWa串联或并联电连接的子绕组TWb的绕组首端21b定位在径向最外层L8中,如图11、12所示。然而,与此相反的分配也是可能的,其中绕组首端21a分配给定子绕组14的径向最外层L8并且绕组首端21b分配给定子绕组14的径向最内层L1。因此,两个串联或并联电连接的子绕组TWa、TWb的绕组首端21a、21b一方面构造在径向最内层L1中并且另一方面构造在径向最外层L8中。
如果定子绕组14的子绕组TWa-TWx构造为非弦形的绕组(图2、3、9、11、12),则尤其适宜的是,第一子绕组TWa的绕组首端21a和另一与或可与第一子绕组TWa串联或并联电连接的子绕组TWb-TWx的绕组首端21b定位或设置在同一接纳槽4内。如图11示例性可见,这样选择子绕组TWa的绕组首端21a(A1)和子绕组TWb的绕组首端21b(B1),使得它们分配给同一接纳槽4,根据该示例分配给编号为1的槽。
类似于关于绕组首端21a、21b的***,第一子绕组TWa的绕组末端26a(A12)和另一串联或并联连接的子绕组TWb-TWx的绕组末端26b(B12)被定位在同一、即相同的接纳槽4中,如在图11和12中通过编号为12的接纳槽4(用于U相)所看到的。
关于根据图11和12的实施例——在其中直接相邻的导体区段La或Lb之间出现的最大电压差ΔU有利地降低——的特征还在于,在具有绕组首端21a、21b的接纳槽4中(参见区A1、B1或C1、D1)或具有绕组末端26a、26b(参见区A12、B12或C12、D12)的接纳槽4中分别仅构造绕组首端21a、21b(A1、B1;A1、D1;B1、C1)或仅构造绕组末端26a、26b(A12、B12;C12、D12)。因此,在其中设置有用于定子绕组14的电能供应的功率接头的那些接纳槽4中仅构造绕组首端21a、21b或仅构造绕组末端26a、26b,如图11和12所示。尤其是关于叠片组2的相应使用的接纳槽4规定绕组首端21a、21b和绕组末端26a、26b的同类分类或分组。
图12示出具有四个子绕组TWa-TWd和四个磁极、即两个磁极对的定子1的一种绕组线路图或实施方式。上述结构措施和规则可以类似方式应用于该实施方式。在此,也这样选择相区Pz内的所述至少另一子绕组TWb-TWx的相应绕组首端21b,使得相应接纳槽4内的两个相邻导体区段之间的电势差ΔU明显减小。绝缘层9上的压力负荷根据绕组线路图可减小50%或50%以上、尤其是约66%,如从图13中可以看出的。
根据一种实用的实施例,也可将图4中示例性示出的Hair-Pin和图5中示例性示出的I-Pin混合用于制造定子绕组14。尤其是可规定,子绕组TWa-TWx中的至少一个、尤其是定子绕组14的所有子绕组TWa-TWx中的第一和最后一个导体区段La、Lb分别由I-Pin、尤其是由I形成形杆形成。相反,所有设置在其之间的导体区段La、Lb构造为串联电连接的Hair-Pin、尤其是U形的成形杆对16。
结合内转子或内转子电动机已经描述和示出了提出的绕组线路图或给出的定子绕组14和由此制成的定子1。但该绕组技术也可用于内定子和外转子(外转子电动机)。
所述实施例示出可能的实施方案,在此要指出,本发明不局限于其特别示出的实施方案,而也可能是各个实施方案彼此间的不同组合,并且本领域技术人员能够基于本发明技术手段的教导来实现所述变型可能性。
保护范围由权利要求书确定。但说明书和附图应被认为是解释权利要求的。所显示和描述的不同实施例的单个特征或特征组合本身可构成独立的、有创造性的解决方案。独立的发明解决方案所基于的任务可从说明书中得出。
关于说明书中值域的所有说明可这样理解,即这些值域要包括任意的与所有的部分范围,例如:说明1至10可以这样理解,即包括从下极限1到上极限10的所有部分范围,也就是说,所有部分范围从下极限值1或更大的值开始,并且以上极限值10或更小的值结束,例如1至1.7或3.2至8.1或5.5至10。
最后按规定要指出:为了更好地理解结构,元件局部未按比例和/或放大和/或缩小地示出。
附图标记列表
1 定子
2 叠片组
3 纵轴线
4 槽
5 气隙
6 齿顶
7 槽底
8 电导体
9 绝缘层
10 圆周方向
11 纵向方向
12 径向方向
13a、13b 轴向端部
14 定子绕组
15 叠绕线圈
16 成形杆对
17a、17b 电流路径
17c 电流路径
18a、18b 径向方向
19a、19b 极区段
20a、20b 第一延伸宽度
20c 第二延伸宽度
20d 第三延伸宽度
21;21a、21b 绕组首端
22 绕组首端
23 绕组末端
24 绕组末端
25 绕组首端
26;26a、26b 绕组末端
27 平面
28 变形区段
PW 相绕组
TWa、TWb 子绕组
TWc、TWd 子绕组
WSa 第一绕组部段
WSb 第二绕组部段
WSc 第三绕组部段
L 层
La、Lb 导体区段
VBa、VBb 电连接区段
VBc、VBd 电连接区段
WAa 第一绕组轴线
WAb 第二绕组轴线
WAc 第二绕组轴线
Pz 相区
Claims (22)
1.一种用于电机的定子(1),所述定子包括:
-基本上中空柱形的叠片组(2),所述叠片组具有第一和第二轴向端部(13a、13b)和多个沿叠片组(2)的圆周方向(10)分布设置的且沿叠片组(2)的纵轴线(3)延伸的接纳槽(4),
-每个接纳槽(4)中的多个由成形杆形成的电的导体区段(La、Lb),所述导体区段(La、Lb)通过预定的电连接而构成定子绕组(14),所述定子绕组(14)具有多个沿相对于叠片组(2)的纵轴线(3)的径向方向直接相邻的、由导体区段(La、Lb)形成的层(L),
-其中,定子绕组(14)的每个相绕组(PW)包括至少两个电的子绕组(TWa、TWb、TWc、TWd),所述子绕组(TWa、TWb、TWc、TWd)由多个串联连接的导体区段(La、Lb)形成,其中,在串联电连接的导体区段(La、Lb)之间的第一和第二电连接区段(VBa、VBb)被分配给叠片组(2)的第一和第二轴向端部(13a、13b),并且两个串联连接的导体区段(La、Lb)定义一个成形杆对(16),
其特征在于,
-所述至少两个电的子绕组(TWa、TWb、TWc、TWd)分别至少由串联电连接的第一和第二绕组部段(WSa、WSb)形成,其中,第一绕组部段(WSa)的导体区段(La、Lb)借助第一和第二电连接区段(VBa、VBb)彼此电连接,使得沿相对于叠片组(2)的纵轴线(3)的第一径向方向(18a)定义螺旋线形的电流路径(17a),并且第二绕组部段(WSb)的导体区段(La、Lb)借助第一和第二电连接区段(VBa、VBb)彼此电连接,使得沿相反的、相对于叠片组(2)的纵轴线(3)的第二径向方向(18b)定义第二螺旋线形电流路径(17b)。
2.根据权利要求1所述的定子,其特征在于,两个沿叠片组(2)的圆周方向(10)直接相继的磁极区段(19a、19b)由第一和第二绕组部段(WSa和WSb)跨越。
3.根据权利要求1或2所述的定子,其特征在于,第一绕组部段(WSa)和第二绕组部段(WSb)关于它们的螺旋线形电流路径(17a、17b)分别具有直接相继的导体区段(La、Lb),所述直接相继的导体区段(La、Lb)分别以跳跃宽度值为“1”的层跳跃沿相对于叠片组(2)的纵轴线(3)的径向方向彼此错开地设置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的定子,其特征在于,为了构成非弦形的子绕组(TWa、TWb、TWc、TWd),每个绕组部段(WSa、WSb)的第一和第二电连接区段(VBa、VBb)在沿圆周方向(10)彼此间隔开距离的串联电连接的导体区段(La、Lb)之间具有相同的第一延伸宽度(20a、20b)。
5.根据权利要求4所述的定子,其特征在于,为了电连接第一绕组部段(WSa)和第二绕组部段(WSb)而构造有第三电连接区段(VBc),所述第三电连接区段(VBc)与第一和第二电连接区段(VBa、VBb)相比具有更大或更小的第二延伸宽度(20c)。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的定子,其特征在于,为了构成弦形的子绕组(TWa、TWb、TWc、TWd),在其每个绕组部段中第一和第二电连接区段(VBa、VBb)在沿圆周方向(10)彼此间隔开距离的串联电连接的导体区段(La、Lb)之间具有彼此不同的第一延伸宽度(20a和20b)。
7.根据权利要求6所述的定子,其特征在于,在每个子绕组(TWa、TWb、TWc、TWd)中缩短或延长的第二连接区段(VBb)的数量与定子(1)的分数槽数q相同、尤其是与每个磁极区段(19a或19b)、每个相绕组(PW)和每个子绕组(TWa、TWb、TWc、TWd)的接纳槽(4)的数量相同,所述缩短或延长的第二连接区段(VBb)与第一连接区段(VBa)相比构造得更短或更长。
8.根据前述权利要求中任一项所述的定子,其特征在于,设置有第三绕组部段(WSc),所述第三绕组部段与第二绕组部段(WSb)串联电连接并且大部分叠加在第一绕组部段(WSa)上、尤其是通过将第三绕组部段(WSc)的第三绕组轴线(WAc)相对于第一绕组部段(WSa)的第一绕组轴线(WAa)侧向偏移至少一个至最多六个沿叠片组(2)的圆周方向(10)直接相继的接纳槽(4)。
9.根据权利要求8所述的定子,其特征在于,为了电连接第二绕组部段(WSb)和第三绕组部段(WSc)而构造有第四电连接区段(VBd),所述第四电连接区段(VBd)与第一和第二电连接区段(VBa、VBb)相比具有更小或更大的第三延伸宽度(20d)。
10.根据权利要求9所述的定子,其特征在于,仅在整数的分数槽数q大于二时才构造有缩短或延长的第四电连接区段(VBd)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的定子,其特征在于,绕组部段(WSa、WSb、WSc)的数量等于定子(1)的分数槽数q、尤其是等于每个磁极区段(19a或19b)、每个相绕组(PW)和每个子绕组(TWa、TWb、TWc、TWd)的接纳槽(4)的数量。
12.根据前述权利要求中任一项所述的定子,其特征在于,由第一绕组部段(WSa)定义的电流路径(17a)或者(i)从导体区段(La、Lb)的径向最内层(L1)通向导体区段(La、Lb)的径向最外层(L8),或者反过来(ii)从导体区段(La、Lb)的径向最外层(L8)通向导体区段(La、Lb)的径向最内层(L1),然后,在没有层(L)偏移、尤其是没有层跳跃或没有层(L)变化的情况下,借助第三电连接区段(VBc)通向第二绕组部段(WSb),并且第二绕组部段(WSb)中的电流路径(17b)或者(i)从导体区段(La、Lb)的径向最外层(L8)通向导体区段(La、Lb)的径向最内层(L1),或者反过来(ii)从导体区段(La、Lb)的径向最内层(L1)通向导体区段(La、Lb)的径向最外层(L8)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的定子,其特征在于,每两个在电流路径(17a、17b)中直接相继的导体区段(La、Lb)和各一个相应电连接所述导体区段的第一连接区段(VBa)构造成一件式的、尤其是通过一个所谓的Hair-Pin形成。
14.根据权利要求13所述的定子,其特征在于,所述第一连接区段(VBa)在其中间区段中关于垂直于叠片组(3)的纵向中心轴线(2)延伸的平面(27)具有基本上S形或Z形的变形区段(28)。
15.根据前述权利要求中任一项所述的定子,其特征在于,所述叠片组(2)的每个接纳槽(4)被正好两个并联设置的子绕组(TWa、TWb;TWc、TWD)中的导体区段(La、Lb)关于相对于叠片组(2)的纵轴线(3)的径向方向完全填充。
16.根据前述权利要求中任一项所述的定子,其特征在于,所述第一绕组部段(WSa)和第二绕组部段(WSb)从其各自的绕组首端(21、22)开始向其各自的绕组末端(23、24)方向分别沿相同方向缠绕,例如分别右旋缠绕。
17.根据前述权利要求中任一项所述的定子,其特征在于,多部段的子绕组(TWa、TWb、TWc、TWc)的所有绕组部段(WSa、WSb、WSc)串联电连接,并且所述绕组部段从其各自的绕组首端(21、22、25)开始向其各自的绕组末端(23、24、26)方向分别沿相同方向缠绕,如分别右旋缠绕。
18.根据前述权利要求中任一项所述的定子,其特征在于,所述第一子绕组(TWa)的绕组首端(21a)和另一子绕组(TWb、TWc、TWd)的绕组首端(21b)定位成,使得它们的绕组首端(21a、21b)设置在属于同一相区(Pz)的接纳槽(4)中,所述另一子绕组与或可与第一子绕组(TWa)串联或并联电连接。
19.根据前述权利要求中任一项所述的定子,其特征在于,所述第一子绕组(TWa)的绕组首端(21a)和另一子绕组(TWb、TWc、TWd)的绕组首端(21b)定位于同一接纳槽(4)中,所述另一子绕组与或可与第一子绕组(TWa)串联或并联电连接。
20.根据权利要求18、19中的至少一项所述的定子,其特征在于,关于设置有绕组首端(21a、21b;A1、B1、C1、D1)或设置有绕组末端(26a、26b;A12、B12、C12、D12)的接纳槽(4)分别仅设置绕组首端(21a、21b;A1、B1;A1、D1;B1、C1)或仅设置绕组末端(26a、26b;A12、B12;C12、D12)。
21.根据前述权利要求中任一项所述的定子,其特征在于,所述子绕组(TWa、TWb、TWc、TWd)中的至少一个子绕组的第一个和最后一个导体区段(La、Lb)分别由I-Pin、尤其是由I形的成形杆形成,并且所有设置在它们之间的导体区段(La、Lb)构造为串联电连接的Hair-Pin、尤其是U形的成形杆对(16)。
22.一种电机,其特征在于,所述电机包括根据前述权利要求中任一项所述的定子。
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