CN116746029A - 用于电机的定子的定子芯和用于生产这种定子芯的方法、用于电机的定子和用于驱动车辆的电机 - Google Patents
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Abstract
一种用于电机(1)的定子(2)的定子芯(3),该定子芯具有:转子接纳空间(4),该转子接纳空间沿轴向方向贯穿定子芯(3);以及若干槽(9,9a‑d),该若干槽沿周向方向相继形成在定子芯(3)中,从定子芯(3)的第一端侧(10)轴向贯穿定子芯(3)到达相反的第二端侧(11),以及分别包括:接纳部分(12),所述定子(2)的定子绕组能够被接纳在所述接纳部分中;以及槽开口(13),所述槽开口形成在所述接纳部分(12)与所述转子接纳空间(4)之间的径向位置处并且相对于所述接纳部分(12)具有沿所述轴向方向相互偏移的相对角位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于电机的定子的定子芯。
此外,本发明涉及一种用于生产定子芯的方法、一种用于电机的定子、以及一种用于驱动车辆的电机。
背景技术
在操作电机时,由于产生的转矩波动而出现齿槽转矩是不令人期望的。已经提出以偏斜或阶梯式偏斜的方式设计这种电机的定子和/或转子以减小齿槽转矩。特别是在具有发卡式绕组作为定子绕组的定子的情况下(这种定子由于易于制造而在汽车应用中非常流行),通常很难使定子偏斜,因为形成定子绕组的成型导体典型地沿着电机的旋转轴线平行地形成并且因此不容易追随定子的偏斜。
发明内容
本发明所基于的目的是提出一种操作电机的可能性,该电机与上述电机相比有所改进并且特别适用于发夹式绕组的简单使用。
根据本发明,该目的通过一种用于电机定子的定子芯来实现,该定子芯具有:转子接纳空间,该转子接纳空间沿轴向方向贯穿定子芯;以及若干槽,该若干槽沿周向方向相继形成在定子芯中,从定子芯的第一端侧轴向贯穿定子芯到达相反的第二端侧,以及分别具有:接纳部分,定子的定子绕组能够被接纳在该接纳部分中;以及槽开口,该槽开口形成在接纳部分与转子接纳空间之间的径向位置处并且相对于接纳部分具有沿轴向方向相互偏移的相对角位置。
根据本发明的用于电机的定子的定子芯具有转子接纳空间。转子接纳空间沿轴向方向贯穿定子芯。根据本发明的定子芯具有若干槽。槽沿周向方向相继形成在定子芯中。槽从定子芯的第一端侧轴向贯穿定子芯到达相反的第二端侧。槽分别具有接纳部分。定子的定子绕组能够被接纳在接纳部分中。槽分别具有槽开口。槽开口形成在接纳部分与转子接纳空间之间的径向位置处。槽开口相对于接纳部分具有沿轴向方向相互偏移的相对角位置。
本发明基于模仿偏斜定子芯的效果的构思,在该偏斜定子芯中,整个槽的相对角位置通过改变槽开口沿轴向方向的相对角位置而沿轴向方向变化。结果是,可以通过改变槽开口相对于接纳部分的相对角位置来改变由根据本发明的定子芯形成的定子的旋转场,使得齿槽转矩和产生的转矩波动可以有利地减少。
相应槽的接纳部分优选地平行于定子芯的纵向轴线延伸。优选的是,相应槽的接纳部分在相应槽的整个轴向范围上在周向方向上位于相同的角位置。接纳部分优选地具有第一壁和第二壁,该第二壁在从第一端侧观察时在顺时针方向上与第一壁相对。特别地,接纳部分的第一壁和第二壁平行地延伸。槽开口优选地具有第一壁和第二壁,该第二壁在从第一端侧观察时在顺时针方向上与第一壁相对。槽开口的第一壁和第二壁优选地平行地延伸。优选地,槽开口的相对角位置被定义为相对于在定子芯上的预定角位置而言槽开口的第一壁的角位置与接纳部分的第一壁的角位置的差。特别是在关于第一径向对称轴线对称形成的接纳部分和关于第二径向对称轴线沿着轴向方向对称形成的槽开口的情况下,槽开口的相对角位置可以定义为第一对称轴线的角位置与第二对称轴线的相应角位置的差。
在根据本发明的定子芯的优选设计实施例中,直接相继的成对的槽被形成为在周向方向上相互等距。接纳部分优选地具有矩形截面区域。定子芯优选地具有若干齿,这些齿分别形成在一对直接相邻的槽之间。定子芯也可以具有轭,该轭形成在槽的与槽开口径向相反的一侧上并且形成槽的径向界限、特别是接纳部分的径向界限、和/或以导磁方式将齿彼此连接。根据本发明的定子芯可以由多个单独叠片形成,这些叠片以轴向分层的方式设置。定子芯也可以称为层压的定子芯。特别地,单独叠片彼此电隔离。
在优选的设计实施例中,转子接纳空间比槽径向更靠内。在根据本发明的定子芯的优选的设计实施例中,相应槽的接纳部分通过延伸穿过相应槽的槽开口的空隙连接到转子接纳空间。替代地,相应槽的槽开口可以设计为伪槽开口。在伪槽开口中,槽开口和接纳部分特别地通过定子芯相互分开。
在优选的设计实施例中,提供的是,在根据本发明的定子芯中,槽开口的相对角位置从第一端侧到第一端侧与第二端侧之间的轴向中间位置沿相同旋转方向相互偏移。换句话说,槽开口沿轴向方向的相对角位置的变化分别沿相同旋转方向进行。轴向中间位置优选地在第一端侧与第二端侧之间居中。从第一端侧观察,旋转方向可以是顺时针或逆时针的。
根据第一替代方案,槽开口从中间位置到第二端侧的相对角位置可以沿着与槽开口从第一端侧到轴向中间位置的相对角位置相同的旋转方向相互偏移。换句话说,槽开口的角位置沿轴向方向从第一端侧到第二端侧变化,每次变化是沿相同旋转方向。相应槽的槽开口优选地具有从第一端侧到第二端侧的螺旋形状,特别是具有恒定螺距的螺旋形状。
根据第二替代方案,槽开口从中间位置到第二端侧的相对角位置可以沿旋转方向相互偏移,该旋转方向与从第一端侧到轴向中间位置的旋转方向相反。换句话说,在沿轴向方向超过中间位置之后,槽开口的相对角位置的变化发生在相反的方向上。当从转子接纳空间观察时,槽开口因此呈现箭头形状。优选地,相应槽的槽开口具有从第一端侧到中间位置和从中间位置到第二端侧的相反定向的螺旋形状,特别是具有恒定螺距的螺旋形状。
进一步优选的是,在根据本发明的定子芯中,槽开口的两个最外相对角位置间隔开角间距,该角间距是定子芯的两个直接相邻槽的角间距的50%至100%。通过直接相邻槽的角间距的100%的间距,可以实现定子的整个槽距的偏斜,这允许齿槽转矩特别高效的减小。这在上述第一替代方案的情况下是特别优选的。更小的角间距(例如直接相邻槽的角间距的50%至80%)可以在额外使用分数槽绕组或偏斜转子时产生齿槽转矩的相应减小。这在上述第二替代方案的情况下是特别优选的。
特别优选地,槽开口的相对角位置均匀地分布在槽开口的两个最外相对角位置之间。
在根据本发明的定子芯的优选的设计实施例中,提供的是,在槽开口的两个最外相对角位置中的第一最外相对角位置处,接纳部分的第一壁位于槽开口的第一壁与第二壁之间,并且在槽开口的两个最外相对角位置中的第二最外相对角位置处,接纳部分的第二壁位于槽开口的第一壁与第二壁之间。结果是,偏斜也可以延伸超过接纳部分的第一壁的角位置和第二壁的角位置。
替代地,可以提供的是,在槽开口的两个最外相对角位置处,由接纳部分的壁跨越的第一角区域和由槽开口的壁跨越的第二角区域没有任何重叠,并且槽开口在最外两个相对角位置处在第一角区域之外。当槽具有过渡部分时这是特别优选的—下文进一步详细解释。
然而,替代地,槽开口的第一壁和第二壁也可以始终沿轴向方向位于接纳部分的第一壁和第二壁之间。在这种情况下,槽开口不超过接纳部分的壁的角位置。
在根据本发明的定子芯中,优选的是,定子芯沿轴向方向被分成若干部分定子芯,并且相应槽的槽开口的相对角位置在从部分定子芯过渡到在轴向方向上相邻的部分定子芯期间变化。还优选的是,槽的槽开口彼此平行地延伸和/或沿着相应部分定子芯平行于定子芯的纵向轴线延伸。
在这种情况下,每个部分定子芯可以由多个轴向分层的单独叠片形成。以这种方式,可以实现定子逐渐偏斜的效果。典型地,定子芯由至少两个、优选地至少三个、特别优选地至少四个部分定子芯和/或至多15个、优选地至多八个、特别优选地至多五个部分定子芯构成。
根据设计实施例的替代变体,提供的是,每个部分定子芯仅由一个单独叠片形成。结果是可以实现连续偏斜的定子的效果。
在优选的设计实施例中,提供的是,相应部分定子芯内的若干槽的槽开口的相对角位置是相同的,并且在直接相邻的成对部分定子芯中是不同的。特别地,相应部分定子芯内的若干槽的槽开口的相对角位置是相同的,并且在直接相邻的成对部分定子芯中、特别是在所有部分定子芯中是不同的。
替代地或附加地,可以提供的是,相应部分定子芯内的若干槽的槽开口的相对角位置是不同的,并且部分定子芯在周向方向上相互偏移,其方式为使得在直接相邻的两对部分定子芯之间的过渡部中,实现多个槽中的相应一个槽的槽开口的相对角位置的变化。为此目的,在周向方向上直接相继的若干槽的槽开口的角位置可以在相应部分定子芯中不同地形成,使得当部分定子芯在周向方向上偏移一个槽距或多个槽距时,分别在直接相邻的成对部分定子芯之间的过渡部处实现变化。以这种方式,接纳部分和槽开口的均匀几何形状特别地可以用于若干部分定子芯,这有利地减少了待制造的不同的单独叠片的数量。
通常,优选的是,在根据本发明的定子芯中,槽开口在周向方向上的范围比接纳部分的范围更小。
为了改进磁通量廓形在定子芯中的分布,可以提供的是,相应槽具有过渡部分,该过渡部分径向地设置在接纳部分与槽开口之间并且连接接纳部分和槽开口。优选地,过渡部分的两个壁中的至少一个壁、优选地两个壁因此倾斜地延伸。
本发明所基于的目的还通过一种用于生产根据本发明的定子芯的方法来实现,其中,使用特别是通过冲压使槽成形的工具,该工具具有:第一工具部分,该第一工具部分用于使相应槽的接纳部分成形;以及第二工具部分,该第二工具部分设置成可相对于第一工具部分移动、用于在槽开口相对于相应接纳部分的不同相对角位置处形成槽开口。
槽开口可以同时、特别是在相同的冲压过程中与接纳部分的构造相结合地形成。然而,也可以想到的是,接纳部分和槽开口特别是通过单独的冲压过程依次形成。
本发明所基于的目的还通过一种用于电机的定子来实现,该定子包括根据本发明的定子芯或通过根据本发明的方法获得的定子芯以及接纳在相应槽的接纳部分中的定子绕组。定子绕组优选地是分布式绕组。
在根据本发明的定子的情况下,还优选的是,定子绕组每极和每相具有槽的数量的分数、非整数比率。这也称为分数槽绕组。每极和每相的槽的数量也称为孔的数量。该比率例如可以是1.5或2.5。结合两个最外相对角位置相互间隔开小于整个槽距,这是特别有利的,因为在这种情况下齿槽转矩的减小可以在很大程度上被优化。
在根据本发明的定子中,还优选的是,定子绕组由成形导体形成,并且在相应槽的接纳部分中接纳限定数量的成形导体,这些成形导体设置成在径向方向上堆叠、特别地平行于定子芯的纵向轴线延伸。这种定子绕组也可以称为发卡式绕组。成形导体优选地具有矩形截面,该矩形截面可选地具有修圆角部。设置成在径向方向上堆叠的成形导体的数量可以是例如至少两个,优选地至少四个,特别优选地至少六个和/或至多16个,优选地至多十二个,特别优选地至多八个。成形导体优选地由特别是非柔性的铜棒形成。成形导体优选地是尺寸稳定的。
在优选的设计实施例中,成对的成形导体通过布置在端侧的连接器彼此导电地连接,其方式为使得定子的每相形成有成形导体的至少一个串联连接。优选地,连接器通过弯曲部分形成在定子芯的端侧,这些弯曲部分形成为与通过它们连接的成形导体成一体。在另一端侧,连接器优选地具有两个连接元件的材料一体式连接,这两个连接元件邻接成形导体、特别地形成为与成形导体成一体。
本发明所基于的目的还通过一种用于驱动车辆的电机来实现,该电机包括根据本发明的定子和可旋转地安装在转子接纳空间中的特别是永久地励磁的转子。电机可以设计为同步电机或异步电机。电机优选地形成为车辆的传动系的一部分。车辆可以是纯电动车辆(BEV)或混合动力车辆。
根据本发明的电机的转子可以是不偏斜的。结果是,齿槽转矩可以在转子不偏斜的情况下实现,这在生产技术方面是复杂的。
替代地,可以提供的是,转子被形成为偏斜的,特别是偏斜定子的一半槽距。这在作为分数槽绕组的替代方案的具有一半槽距的偏斜的定子的情况下是特别优选的。转子优选地由两个转子部分形成,这两个转子部分在周向方向上相互偏移地设置。转子部分之间的过渡部特别是位于定子芯的轴向中间位置。这种转子优选地与上述槽开口的箭头形状结合使用。与具有多个台阶的转子相比,这种仅具有用于偏斜的一个台阶的转子特别容易制造。特别地,当转子被永久励磁时,永磁体可以从转子的两个轴向端侧被引入到转子中并且贯穿转子直至其轴向范围的一半。
附图说明
本发明的进一步的优点和细节将从下面描述的示例性实施例和附图中得出。附图是示意性图示,其中:
图1示出了根据本发明的示例性实施例的电机的纵截面的示意图,该电机具有根据本发明的示例性实施例的定子,该定子具有根据本发明的示例性实施例的定子芯;
图2示出了根据第一示例性实施例的定子芯的端侧的详细视图;
图3示出了根据第一示例性实施例的在不同轴向位置的槽的详细视图;
图4示出了根据第一示例性实施例的定子芯的侧向详细视图;
图5示出了根据本发明的第二示例性实施例的定子芯的端侧的详细视图;
图6示出了根据第二示例性实施例的槽的槽开口的轴向轮廓的示意图;
图7示出了根据本发明的第三示例性实施例的定子芯的槽的槽开口的轴向轮廓的示意图;
图8示出了根据本发明的第四示例性实施例的定子芯的端侧的详细视图;以及
图9示出了具有根据本发明的示例性实施例的电机的车辆的示意图。
具体实施方式
图1是示例性实施例的电机1的示意图,该电机具有示例性实施例的定子2,该定子具有下文描述的示例性实施例之一的定子芯3。
定子芯3具有沿轴向方向贯穿定子芯3的转子接纳空间4。如图1中可以看到的,电机1的转子5设置在转子接纳空间4内并与电机1的轴6共同旋转地连接。图1还示出了定子芯3的纵向轴线7,该纵向轴线对应于转子5的旋转轴线。
例如,本示例性实施例中的定子芯3由多个轴向分层的单独叠片8形成,这些叠片彼此电绝缘并且为了清楚起见仅部分地示出。
定子芯3具有若干个槽9,这些槽沿周向方向相继形成在定子芯3中。槽距对应于两个直接相邻的槽9之间的角间距或对应于360°与定子芯3的槽9的数量的商。槽9沿轴向方向从定子芯3的第一端侧10延伸至相反的第二端侧11。槽9分别具有接纳部分12和槽开口13。
图2是根据第一示例性实施例的定子芯3的端侧的详细视图。为此,图2中示出了代表槽9的彼此紧挨着的三个槽9a-c。
在本示例性实施例中,相应槽9a-c的接纳部分12平行于纵向轴线7延伸,使得接纳部分12形成为沿轴向方向是直的。槽开口13形成在接纳部分12与转子接纳空间4之间的径向位置处。
图3是根据第一示例性实施例的不同轴向位置处的槽9a的详细视图。图4是根据第一示例性实施例的定子芯3的侧向详细图。图4是从转子接纳空间4到定子芯3的内壳面的视图。
如从图3中可以得出的,槽9a的槽开口13在周向方向上的相对角位置沿轴向方向不同,轴向方向在图3中通过从第一端侧10指向第二端侧11的箭头14用符号表示。如从图4中可以得出的,槽开口13从第一端侧10到居中地位于第一端侧10与第二端侧11之间的轴向中间位置15的相对角位置沿着相同的旋转方向(此处以顺时针方向为例)相互偏移。同样地,槽开口13从中间位置15到第二端侧11的相对角位置沿着与槽开口13从第一端侧10到轴向中间位置15的相对角位置相同的旋转方向相互偏移。
在本示例性实施例中,定子芯3由若干部分定子芯16a-d形成,部分定子芯的数量此处为例如四个。每个部分定子芯16a-d此处由多个单独的叠片8形成,使得定子芯3可以被理解为阶梯状的。图3示出了不同部分定子芯16a-d中的槽9a的四个截面。相应部分定子芯16a-d内的所有槽开口13的相对角位置是相同的,并且在直接相邻的成对部分定子芯16a-d中是不同的,具体地沿周向方向相互偏移预定角增量。因此,每个部分定子芯16a-d由具有相同几何形状的槽9a-c的单独叠片8形成,不同的部分定子芯16a-d的槽9a-c的几何形状不同。
再次参考图2,相应槽9a-c的接纳部分12具有第一壁17和第二壁18,该第二壁沿顺时针方向与第一壁相对。以类似的方式,相应槽的槽开口13具有第一壁19和第二壁20,该第二壁沿顺时针方向与第一壁19相对。槽开口13相对于接纳部分12的相对角位置在此定义为槽开口13的第一壁19的角位置与接纳部分12的第一壁17的角位置的差,或者定义为相对于在定子芯3上的预定角位置而言接纳部分12的第一径向对称轴线A1的角位置与槽开口13的第二径向对称轴线A2的相应角位置的差。槽开口13的相对角位置中的最外相对角位置位于第一端侧10。在槽开口13的相对角位置中的这个最外相对角位置,接纳部分12的第一壁17位于槽开口13的壁19与壁20之间。另一个最外相对角位置位于第二端侧11,此处是部分层压芯16d(参见图3)。在第二最外相对角位置,接纳部分12的第二壁18位于槽开口13的壁19与壁20之间。在槽的两个最外角位置之间,那里的开口13在周向方向上位于大约为槽距的四分之三的间距处。
此外,相应槽9a-c的槽开口13在周向方向上的范围小于接纳部分12的范围。将接纳部分12的第一壁17连接到槽开口13的第一壁19以及将接纳部分12的第二壁18连接到槽开口13的第二壁20的过渡部分21形成在相应槽中槽开口13与接纳部分12之间。过渡部分21此处位于接纳部分12与槽开口13之间的径向位置,由此过渡部分21的壁22、23具有倾斜轮廓。
如从图2中可以得出的,定子芯3在相应一对相邻槽9a-c之间具有齿24,齿的数量对应于槽9a-c的数量。此外,定子芯3具有轭25,该轭使相应槽9a-c的接纳部分12在该接纳部分沿径向方向与槽开口13相反的一侧上的轴向界限成形并且将齿24彼此连接。
替代地,沿周向方向的更大间距(例如整个槽距的更大间距)也可以位于槽开口13的两个最外角位置之间。在槽开口13的两个最外相对角位置处,由接纳部分12的壁17、18跨越的第一角区域和由槽开口13的壁19、20跨越的第二角区域可以没有任何重叠,使得两个最外角位置处的槽开口13位于第一角区域之外。
图5是定子芯3的第二示例性实施例的端侧的详细视图。除非下文另有描述,否则与第一示例性实施例有关的所有解释都可以应用于第二示例性实施例。相同或具有相同作用的部件此处被提供相同的附图标记。
在根据图5的示例性实施例中,槽开口13在其最外相对角位置处仅略微延伸超过接纳部分12的壁17、18。根据替代的示例性实施例,槽开口13的壁19、20在所述壁19、20的整个轴向范围内始终位于接纳部分12的壁17与壁18之间。此外,在第二示例性实施例中也没有设置过渡部分,使得在径向方向上相应槽9a至9c处的接纳部分12直接合并到槽开口13中。
图6是根据第二示例性实施例的槽9a的槽开口13的轴向轮廓的示意图。
在第二示例性实施例中,每个部分定子芯(没有附图标记)仅由一个单独叠片8(见图1)形成,使得从第一端侧10到第二端侧11沿顺时针方向或在替代实施例中沿逆时针方向,存在连续的偏斜轮廓或者存在槽开口13相对于接纳部分12的相对角位置的连续变化。结果是,槽开口13具有从第一端侧10到第二端侧11具有恒定螺距的螺旋形状。
在第二示例性实施例中,存在位于槽开口13的两个最外角位置之间的大约一半槽距的距离。
图7是根据第三示例性实施例的定子芯3的槽9a的开口13的轴向轮廓的示意图。除非在下文另有描述,否则第三示例性实施例对应于第二示例性实施例。相同或具有相同作用的部件此处被提供相同的附图标记。
在第三示例性实施例中,槽开口13从中间位置15到第二端侧11的相对角位置沿着与从第一端侧10到轴向中间位置12的旋转方向相反的旋转方向相互偏移。此处,从中间位置15到第二端侧11的角位置沿逆时针方向偏移。结果是,槽开口13具有从第一端侧10到中间位置15的螺旋形状以及从中间位置15到第二端侧11的相反定向的螺旋形状,两个螺旋形状的螺距是相同的。结果是,当从转子接纳空间4看时,实现了槽开口13的箭头形状。
图8是定子芯3的端侧的第四示例性实施例的详细视图。除非下文另有描述,否则第四示例性实施例对应于第一示例性实施例。相同或具有相同作用的部件此处被提供相同的附图标记。
在第四示例性实施例中,相应部分定子芯16a-d(参见图4)内的若干槽9a-d的槽开口13的相对角位置是不同的。部分定子芯16a-d在周向方向上相互偏移,使得多个槽9a-d中的相应一个槽中的槽开口13的相对角位置的变化在直接相邻的两对部分定子芯16a-d之间的过渡部中实现。在根据图8的示例性实施例中,槽9a-d在所有部分定子芯16a-d中具有相同的几何形状。相对角位置的变化被实现,因为部分定子芯16a-d通过沿周向方向分别偏移一个槽距而在轴向方向上彼此挨着设置。结果是,在图8中与第一端侧10的或部分定子芯16a中的槽9b相关联的槽几何形状使在轴向方向上相接的部分定子芯16b中的槽9a成形。相应地,在图8中与第一端侧10的槽9c相关联的部分定子芯16c中的槽几何形状使槽9a等成形,使得沿轴向方向产生相应槽9a-d的槽开口13的相对角位置的变化。
根据另一示例性实施例,根据图2和图8的槽几何形状也可以进行组合。
在用于生产定子芯3的方法的示例性实施例的范围内,提供了使用一种用于使槽9成形的工具,该工具具有:第一工具部分,该第一工具部分用于使相应槽9的接纳部分12成形;以及第二工具部分,该第二工具部分设置成相对于第一工具部分可移动、用于在槽开口13相对于相应接纳部分12的不同相对角位置处形成槽开口。为此,图5示意性地示出了第二工具部分的冲压区域27。
再次参考图1,定子2的定子绕组形成为发卡式绕组的形式。这意味着在其中一个槽9的相应接纳部分12中,设置有预定数量的成形导体28,在这种情况下为例如4件。如图2中示意性所示,成形导体28具有带修圆角部的矩形截面并且在相应接纳部分12内设置成若干层,此处例如为四层。因此,由于平行于纵向轴线7延伸的接纳部分12,同样是直的成形导体28可以被容易地接纳在槽9中。定子2的偏斜由相应槽9的槽开口13的可变相对角位置模仿。这意味着在电机1操作期间产生的旋转场基本上对应于定子的旋转场,在定子中,整个槽沿轴向方向形成在不同的角位置处。
如从图1中还可以看到的,成形导体28通过第一类型的连接器29在其中一个端侧(此处为第一端侧10)彼此电连接,以便定子2的每相形成有至少一个串联连接。第一类型的相应连接器29具有弯曲部分,该弯曲部分从第一端侧10沿轴向方向向外(背离定子芯3)突出并且形成为与通过第一类型的连接器29连接的两个成形导体28成一体。在另一端侧(此处为第二端侧11),设置了第二类型的连接器30。第二类型的相应连接器30由两个连接部分形成,这两个连接部分形成为与成形导体28成一体、不通过第一类型的连接器29连接、并且通过焊接以材料一体的方式彼此连接。
例如形成为同步电机的电机1的转子5被永久地励磁。根据优选地具有根据第一示例性实施例的定子2的电机1的示例性实施例,转子被设计为无偏斜。
根据优选地具有根据第二或第三示例性实施例的定子2的电机1的另一示例性实施例,转子5是简单的阶梯式偏斜设计,其中,在图7中由虚线31、32示意性地示出了转子5的形成在两个转子部分之间的台阶。形成转子5的一极的永磁体沿着线31、32延伸。由于槽开口13的包括定子2的一半槽距的箭头形轮廓、以及由线31、32示出的转子5的对应于定子2的一半槽距的渐变,可以实现齿槽转矩的显著减小。作为简单的阶梯式偏斜转子5的替代方案,该转子可以是非偏斜的或直的,由此定子2在这种情况下优选地具有分数槽绕组,即每极和每相的槽的数量的分数、非整数比率,例如1.5或2.5。通过将小于整个槽距的定子2的偏斜与偏斜的转子5或分数槽绕组组合,仍然可以实现电机的整个槽距的总偏斜。
图9是车辆35的示意图,该车辆具有用于驱动车辆35的电机1。电机1形成车辆35的传动系的一部分,该车辆形成为纯电动车辆(BEV)或混合动力车辆。
Claims (15)
1.一种用于电机(1)的定子(2)的定子芯(3),所述定子芯包括:
转子接纳空间(4),所述转子接纳空间沿轴向方向贯穿所述定子芯(3);以及
若干槽(9,9a-d),所述若干槽
沿周向方向相继形成在所述定子芯(3)中,
从所述定子芯(3)的第一端侧(10)轴向贯穿所述定子芯(3)到达所述定子芯(3)的相对的第二端侧(11),以及
分别包括:接纳部分(12),所述定子(2)的定子绕组能够被接纳在所述接纳部分中;以及槽开口(13),所述槽开口形成在所述接纳部分(12)与所述转子接纳空间(4)之间的径向位置处并且相对于所述接纳部分(12)具有沿所述轴向方向相互偏移的相对角位置。
2.如权利要求1所述的定子芯,其中,
所述槽开口(13)从所述第一端侧(10)到所述第一端侧(10)与所述第二端侧(12)之间的轴向中间位置(15)的相对角位置沿相同旋转方向相互偏移。
3.如权利要求2所述的定子芯,其中,
所述槽开口(13)从所述中间位置(15)到所述第二端侧(11)的相对角位置
沿着与从所述第一端侧(10)到所述轴向中间位置(15)的相对角位置相同的旋转方向相互偏移,或
沿着与从所述第一端侧(10)到所述轴向中间位置(15)的旋转方向相反的旋转方向相互偏移。
4.如前述权利要求任一项所述的定子芯,其中,
所述槽开口(13)包括第一壁(19)和第二壁(20),所述第二壁在从所述第一端侧(10)观察时在顺时针方向上与所述第一壁(19)相对,并且所述接纳部分(12)包括第一壁(17)和第二壁(18),所述第二壁在从所述第一端侧(10)观察时在所述顺时针方向上与所述第一壁(17)相对,其中,
在所述槽开口(13)的两个最外相对角位置中的第一最外相对角位置处,所述接纳部分(12)的第一壁(17)的角位置位于所述槽开口(13)的第一壁(19)的角位置与第二壁(20)的角位置之间,并且在所述两个最外相对角位置中的第二最外相对角位置处,所述接纳部分(12)的第二壁(18)的角位置位于所述槽开口(13)的第一壁(19)的角位置与第二壁(20)的角位置之间,或者
在所述槽开口(13)的两个最外相对角位置处,由所述接纳部分(12)的壁(17,18)跨越的第一角区域和由所述槽开口(13)的壁(19,20)跨越的第二角区域没有任何重叠并且所述槽开口(13)在所述两个最外角位置处在所述第一角区域之外,或者
所述槽开口(13)的第一壁(19)和第二壁(20)沿所述轴向方向的角位置始终位于所述接纳部分(12)的第一壁(17)的角位置与第二壁(18)的角位置之间。
5.如前述权利要求任一项所述的定子芯,其中,
所述定子芯(3)沿所述轴向方向被分成若干部分定子芯(16a-d),并且任何相应槽(9,9a-d)的槽开口(13)的相对角位置在从部分定子芯(16a-c)过渡到在所述轴向方向上相邻的部分定子芯(16b-d)期间变化。
6.如权利要求5所述的定子芯,其中,
所述定子芯(3)由多个轴向分层的单独叠片(8)形成,其中,
每个部分定子芯(16a-d)由多个所述单独叠片(8)形成,或者
每个部分定子芯仅由一个所述单独叠片(8)形成。
7.如权利要求5或6所述的定子芯,其中,
所述槽(9,9a-d)的所述槽开口(13)沿着相应部分定子芯(16a-d)在所述轴向方向上彼此平行地延伸。
8.如权利要求5至7任一项所述的定子芯,其中,
相应部分定子芯(16a-d)内的若干槽(9,9a-d)的槽开口(13)的相对角位置是相同的并且在直接相邻的成对部分定子芯(16a-d)中是不同的,和/或
相应部分定子芯(16a-d)内的若干槽(9,9a-d)的槽开口(13)的相对角位置是不同的,并且所述部分定子芯(16a-d)在所述周向方向上相互偏移,其方式为使得在直接相邻的成对部分定子芯(16a-d)之间的过渡部中,实现所述若干槽(9,9a-d)中的相应一个槽的槽开口(13)的相对角位置的变化。
9.如前述权利要求任一项所述的定子芯,其中,
所述槽开口(13)在所述周向方向上的范围比在所述接纳部分(12)中的范围更小,其中,相应槽(9,9a-d)包括过渡部分(21),所述过渡部分径向地设置在所述接纳部分(12)与所述槽开口(13)之间并连接所述接纳部分(12)和所述槽开口(13)。
10.一种用于生产如前述权利要求任一项所述的定子芯(3)的方法,其中,使用特别是通过冲压使所述若干槽(9,9a-d)成形的工具,所述工具包括:第一工具部分,所述第一工具部分用于使相应槽(9,9a-d)的接纳部分(12)成形;以及第二工具部分(27),所述第二工具部分设置成能够相对于所述第一工具部分移动、用于在所述槽开口(13)相对于所述相应接纳部分(12)的不同相对角位置处形成所述槽开口(13)。
11.一种用于电机(1)的定子(2),所述定子包括如权利要求1至9任一项所述的定子芯(3)或通过如权利要求10所述的方法获得的定子芯(3)以及定子绕组,所述定子绕组被接纳在相应槽(9,9a-d)的接纳部分(12)中。
12.如权利要求11所述的定子,其中,
所述定子绕组由成形导体(28)形成,并且在所述相应槽(9,9a-d)中的任何槽的接纳部分(12)中接纳限定数量的成形导体(28),所述成形导体设置成在径向方向上堆叠并且特别地平行于所述定子芯(3)的纵向轴线(7)延伸。
13.如权利要求11或12所述的定子,其中,
所述定子绕组每极和每相都具有所述槽(9,9a-d)的数量的分数、非整数比率。
14.一种用于驱动车辆(35)的电机(1),所述电机包括如权利要求11至13任一项所述的定子(2)和可旋转地安装在所述转子接纳空间(4)中的特别是永久地励磁的转子(5)。
15.如权利要求14所述的电机,其中,
所述转子(5)形成为不偏斜或者特别是偏斜所述定子(2)的一半槽距。
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