DE102017206390A1 - Component of an electrical machine, in particular rotor or stator - Google Patents

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Abstract

Es sind schon Statoren von elektrischen Maschinen bekannt mit einer Anordnung von übereinander gestapelten, als Blechlamellen ausgebildeten Trägerschichten. Die übereinander gestapelten Blechlamellen bilden ein sogenanntes Statorblechpaket, das Nuten aufweist, in denen elektrische Spulen angeordnet sind, die jeweils aus einem elektrischen Leiter gebildet sind. Nachteilig ist, dass sich das Statorblechpaket durch magnetische Verluste erwärmt und diese Verluste bei der Auslegung berücksichtigt werden müssen. Außerdem ist das Statorblechpaket vergleichsweise schwer.
Bei der erfindungsgemäßen Komponente ist das Gewicht der Komponente erheblich reduziert, so dass eine höhere Dynamik und eine höhere elektrische Leistung mit der elektrischen Maschine erzielbar ist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Trägerschichten (2) elektrisch nichtleitend und die elektrischen Leiter (4) als elektrisch leitende Fasern ausgebildet sind, die einer elektrischen Phase (u,v,w) zugeordnet sind und auf den Trägerschichten (2) derart verlaufen, dass jeweils eine oder mehrere Spulenwindungen (5) pro elektrischer Phase (u,v,w) auf der jeweiligen Trägerschicht (2) gebildet sind, und dass phasengleiche Spulenwindungen (5) von mehreren Trägerschichten (2) zusammen jeweils eine elektrische Spule (3) bilden.

Figure DE102017206390A1_0000
There are already known stators of electric machines with an array of stacked, designed as laminations carrier layers. The stacked laminations form a so-called laminated stator core, which has grooves in which electrical coils are arranged, which are each formed from an electrical conductor. The disadvantage is that the laminated stator core is heated by magnetic losses and these losses must be taken into account in the design. In addition, the laminated stator core is comparatively heavy.
In the component according to the invention, the weight of the component is significantly reduced, so that a higher dynamics and a higher electrical power can be achieved with the electric machine.
According to the invention, it is provided that the carrier layers (2) are electrically nonconductive and the electrical conductors (4) are formed as electrically conductive fibers which are assigned to an electrical phase (u, v, w) and run on the carrier layers (2) such that one or more coil turns (5) are formed per electrical phase (u, v, w) on the respective carrier layer (2), and that in-phase coil turns (5) of several carrier layers (2) together form an electrical coil (3) ,
Figure DE102017206390A1_0000

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Komponente einer elektrischen Maschine nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention relates to a component of an electrical machine according to the preamble of the main claim.

Es ist schon ein Stator einer elektrischen Maschine, beispielsweise aus der DE102011004612 A1 bekannt, mit einer Anordnung von übereinander gestapelten, als Blechlamellen ausgebildeten Trägerschichten. Die übereinander gestapelten Blechlamellen bilden ein sogenanntes Statorblechpaket, das Nuten aufweist, in denen elektrische Spulen angeordnet sind, die jeweils aus einem elektrischen Leiter gebildet sind. Nachteilig ist, dass sich das Statorblechpaket durch magnetische Verluste erwärmt und diese Verluste bei der Auslegung berücksichtigt werden müssen. Außerdem ist das Statorblechpaket vergleichsweise schwer.It is already a stator of an electric machine, for example from the DE102011004612 A1 known, with an array of stacked, designed as laminations carrier layers. The stacked laminations form a so-called laminated stator core, which has grooves in which electrical coils are arranged, which are each formed from an electrical conductor. The disadvantage is that the laminated stator core is heated by magnetic losses and these losses must be taken into account in the design. In addition, the laminated stator core is comparatively heavy.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Komponente einer elektrischen Maschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass das Gewicht der Komponente erheblich reduziert ist, so dass eine höhere Dynamik und eine höhere elektrische Leistung mit der elektrischen Maschine erzielbar ist. Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem die Trägerschichten elektrisch nichtleitend und die elektrischen Leiter als elektrisch leitende Fasern ausgebildet sind, die einer elektrischen Phase zugeordnet sind und auf den Trägerschichten derart verlaufen, dass jeweils eine oder mehrere Spulenwindungen pro elektrischer Phase auf der jeweiligen Trägerschicht gebildet sind, und indem phasengleiche Spulenwindungen von mehreren Trägerschichten zusammen jeweils eine elektrische Spule bilden.The component of an electrical machine according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the weight of the component is significantly reduced, so that a higher dynamics and higher electrical power can be achieved with the electric machine. This is inventively achieved by the carrier layers are electrically non-conductive and the electrical conductors are formed as electrically conductive fibers which are associated with an electrical phase and extend on the carrier layers such that in each case one or more coil turns per electrical phase are formed on the respective carrier layer, and by making in-phase coil turns of a plurality of carrier layers together each form an electrical coil.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Komponente einer elektrischen Maschine möglich.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the main claim component of an electric machine are possible.

Besonders vorteilhaft ist, wenn die Trägerschichten nach einem ersten Ausführungsbeispiel durch das Aufrollen eines einzigen Trägerelementes oder nach einem zweiten Ausführungsbeispiel durch das Stapeln von mehreren separaten Trägerelementen gebildet sind. Das erste Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, dass alle Spulenwindungen der Komponente durchgängig auf einem ebenen, beispielsweise von einer Endlosrolle abwickelbaren Trägerelement hergestellt werden können. Das zweite Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, dass die einzelnen Trägerelemente einzeln fertigbar sind und in einer Fertigung einfacher handhabbar sind.It is particularly advantageous if the carrier layers are formed according to a first embodiment by the rolling of a single carrier element or according to a second embodiment by the stacking of a plurality of separate carrier elements. The first exemplary embodiment has the advantage that all the coil turns of the component can be produced continuously on a flat support element that can be developed, for example, by an endless roll. The second embodiment has the advantage that the individual carrier elements are individually manufacturable and easier to handle in a production.

Weiterhin vorteilhaft ist, dass phasengleiche Spulenwindungen von unterschiedlichen Trägerschichten in axialer oder radialer Richtung bezüglich einer Komponentenachse der Komponente gesehen übereinanderliegen, da auf diese Weise die elektrischen Spulen gebildet werden.It is also advantageous that in-phase coil windings of different carrier layers in the axial or radial direction with respect to a component axis of the component are superimposed, since in this way the electric coils are formed.

Sehr vorteilhaft ist es, wenn die elektrisch leitenden Fasern auf den Trägerschichten befestigt, insbesondere aufgenäht, eingewebt oder aufgeklebt, sind, da die Spulenwindungen auf diese Weise in hoher Geschwindigkeit mit bekannten Textilverfahren gefertigt werden können. Beispielsweise können die Spulenwindungen von allen elektrischen Phasen zeitlich gesehen parallel, also gleichzeitig in einem einzigen Verfahrensschritt hergestellt werden.It is very advantageous if the electrically conductive fibers are fastened, in particular sewn, woven or glued on the carrier layers, since the coil turns can be manufactured in this way at high speed with known textile processes. For example, the coil turns of all electrical phases in time parallel, so be produced simultaneously in a single process step.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung sind auf einer Trägerschicht jeweils elektrisch leitende Fasern von mehreren, insbesondere drei, sechs oder neun, elektrischen Phasen vorgesehen.According to an advantageous embodiment, electrically conductive fibers of several, in particular three, six or nine, electrical phases are provided on a carrier layer.

Auch vorteilhaft ist, wenn die elektrisch leitenden Fasern Kohlenstoffnanoröhren und/oder Graphen umfassen, insbesondere aus Kohlenstoffnanoröhren, also sogenannten Nanotubes, und/oder Graphen hergestellt sind. Beispielsweise sind die elektrisch leitenden Fasern als Garn ausgebildet, das aus mehreren Fasern bestehen kann. Derartige Fasern haben eine höhere Leitfähigkeit als Kupfer oder Aluminium, so dass die elektrischen Verluste der elektrischen Maschine deutlich verringert werden können. Dadurch ergibt sich eine geringere Erwärmung der Komponente.It is also advantageous if the electrically conductive fibers comprise carbon nanotubes and / or graphene, in particular made of carbon nanotubes, that is to say so-called nanotubes, and / or graphene. For example, the electrically conductive fibers are formed as a yarn, which may consist of several fibers. Such fibers have a higher conductivity than copper or aluminum, so that the electrical losses of the electrical machine can be significantly reduced. This results in less heating of the component.

Desweiteren vorteilhaft ist, wenn die die Komponente umfassende elektrische Maschine als eine Axialflussmaschine, insbesondere als ein Scheibenläufer, oder als eine Radialflussmaschine, insbesondere als ein Zylinderläufer, oder als ein Linearmotor ausgebildet ist.Furthermore, it is advantageous if the electric machine comprising the component is designed as an axial flow machine, in particular as a disk rotor, or as a radial flux machine, in particular as a cylinder rotor, or as a linear motor.

Darüber hinaus vorteilhaft ist, wenn die Komponente einen Stator bildet und der Rotor der elektrischen Maschine Permanentmagnete aufweist. Alternativ kann die Komponente der elektrischen Maschine einen Rotor oder einen Schlitten bilden und der Stator Permanentmagnete aufweisen.Moreover, it is advantageous if the component forms a stator and the rotor of the electric machine has permanent magnets. Alternatively, the component of the electric machine may form a rotor or a slide and the stator may comprise permanent magnets.

Figurenlistelist of figures

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

  • 1 zeigt eine vereinfacht dargestellte Komponente nach einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 2 eine Ansicht einer Radialflussmaschine mit einer aufgewickelten Komponente nach 1,
  • 3 eine vereinfacht dargestellte Komponente nach einem zweiten Ausführungsbeispiel,
  • 4 eine Ansicht einer Axialflussmaschine mit einer Komponente nach 3,
  • 5 zeigt eine vereinfacht dargestellte Komponente nach einem dritten Ausführungsbeispiel und
  • 6 eine Ansicht eines Linearmotors mit einer Komponente nach 5.
Three embodiments of the invention are shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description.
  • 1 shows a simplified illustrated component according to a first embodiment,
  • 2 a view of a radial flux machine with a wound component after 1 .
  • 3 a simplified illustrated component according to a second embodiment,
  • 4 a view of an axial flow machine with a component after 3 .
  • 5 shows a simplified illustrated component according to a third embodiment and
  • 6 a view of a linear motor with a component after 5 ,

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

1 zeigt eine vereinfacht dargestellte Komponente nach einem ersten Ausführungsbeispiel. 1 shows a simplified illustrated component according to a first embodiment.

Die erfindungsgemäße Komponente 1 einer elektrischen Maschine kann ein Rotor oder ein Stator der elektrischen Maschine sein und umfasst eine Anordnung von übereinander gestapelten Trägerschichten 2, an der elektrische Spulen 3 vorgesehen sind, die jeweils aus einem oder mehreren elektrischen Leitern 4 gebildet sind. The component of the invention 1 An electric machine may be a rotor or a stator of the electric machine and comprises an arrangement of carrier layers stacked one above the other 2 , on the electric coils 3 are provided, each consisting of one or more electrical conductors 4 are formed.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Trägerschichten 2 der Komponente 1 elektrisch nichtleitend und die elektrischen Leiter 4 der Komponente 1 als elektrisch leitende Fasern ausgebildet sind, die einer elektrischen Phase u,v,w zugeordnet sind und auf den Trägerschichten 2 derart verlaufen, dass jeweils eine oder mehrere Spulenwindungen 5 pro elektrischer Phase u,v,w auf der jeweiligen Trägerschicht 2 gebildet sind, und dass phasengleiche Spulenwindungen 5 von mehreren Trägerschichten 2 zusammen jeweils eine elektrische Spule 3 bilden.According to the invention, it is provided that the carrier layers 2 the component 1 electrically non-conductive and the electrical conductors 4 the component 1 are formed as electrically conductive fibers which are associated with an electrical phase u, v, w and on the carrier layers 2 such that in each case one or more coil turns 5 per electrical phase u, v, w on the respective carrier layer 2 are formed, and that in-phase coil turns 5 of several carrier layers 2 together each with an electric coil 3 form.

Die elektrisch leitenden Fasern 4 sind nach dem ersten Ausführungsbeispiel auf einem einzigen Trägerelement 8 aufgebracht. Die Spulenwindungen 5 sind dabei in Längsrichtung des Trägerelementes 8 gesehen hintereinander angeordnet. Die Trägerschichten 2 sind nach dem ersten Ausführungsbeispiel durch ein Aufrollen des einzigen Trägerelementes 8 gebildet. Das Trägerelement 8 ist nach seinem Aufrollen zylinderförmig. Die einzelnen Fasern 4 verlaufen dadurch durchgängig über die mehreren übereinander liegenden Trägerschichten 2. Dabei sind auf den einzelnen Trägerschichten 2 eine oder mehrere phasengleiche Spulenwindungen 5 gebildet. Jede einer elektrischen Phase u,v,w zugeordnete Faser 4 bildet entlang seines Verlaufes eine Vielzahl von den Spulenwindungen 5, die über Verbindungsabschnitte 4.1 der jeweiligen Faser 4 miteinander verbunden und elektrisch in Reihe geschaltet sind. Beispielsweise sind auf dem einzigen Trägerelement 8 Fasern 4 von drei, sechs oder neun elektrischen Phasen u,v,w vorgesehen.The electrically conductive fibers 4 are according to the first embodiment on a single carrier element 8th applied. The coil turns 5 are in the longitudinal direction of the support element 8th seen consecutively. The carrier layers 2 are according to the first embodiment by a rolling up of the single carrier element 8th educated. The carrier element 8th is cylindrical after being rolled up. The individual fibers 4 thereby run consistently over the several superposed carrier layers 2 , Here are on the individual carrier layers 2 one or more in-phase coil turns 5 educated. Each fiber associated with an electrical phase u, v, w 4 forms along its course a variety of coil turns 5 that have connecting sections 4.1 the respective fiber 4 interconnected and electrically connected in series. For example, on the single support element 8th fibers 4 of three, six or nine electrical phases u, v, w.

Das Trägerelement 8 ist für alle Ausführungsbeispiel aus einem elektrisch nichtleitenden dünnen Material, beispielsweise Kunststoff, hergestellt und beispielsweise folien-, blech- oder flachbandförmig ausgeführt.The carrier element 8th is made for all embodiments of an electrically non-conductive thin material, such as plastic, and designed, for example, foil, sheet or flat band shape.

Die elektrisch leitenden Fasern 4 umfassen für alle Ausführungsbeispiele Kohlenstoffnanoröhren und/oder Graphen. Beispielsweise können die Fasern 4 als ein Verbund von einzelnen Fasern aus Kohlenstoffnanoröhren und/oder Graphen ausgebildet sein. Der Verbund von einzelnen Fasern aus Kohlenstoffnanoröhren und/oder Graphen kann beispielsweise ein Garn sein.The electrically conductive fibers 4 include carbon nanotubes and / or graphene for all embodiments. For example, the fibers 4 be formed as a composite of individual fibers of carbon nanotubes and / or graphene. The composite of individual fibers of carbon nanotubes and / or graphene may for example be a yarn.

Die elektrisch leitenden und Spulenwindungen 5 bildenden Fasern 4 sind auf den Trägerschichten 2 für alle Ausführungsbeispiele nach bekannten Textilverfahren befestigt, beispielsweise aufgenäht, eingewebt oder aufgeklebt.The electrically conductive and coil windings 5 forming fibers 4 are on the carrier layers 2 attached for all embodiments according to known textile processes, for example, sewn, woven or glued.

2 zeigt eine Ansicht einer Radialflussmaschine mit einer aufgewickelten Komponente nach 1. Bei der Ausführung nach 2 bildet die Komponente 1 einen Stator. Der zugehörige Rotor 9 der elektrischen Maschine weist Permanentmagnete 10 auf. Umgekehrt kann die Komponente 1 auch ein Rotor sein und der Stator Permanentmagnete aufweisen. Für diesen zweiten Fall benötigt der Rotor Schleifelemente, insbesondere Schleifringe oder Schleifbürsten, zur elektrischen Stromversorgung der Spulen 3. 2 shows a view of a radial flux machine with a wound component after 1 , In the execution after 2 forms the component 1 a stator. The associated rotor 9 the electric machine has permanent magnets 10 on. Conversely, the component 1 also be a rotor and the stator have permanent magnets. For this second case, the rotor needs grinding elements, in particular slip rings or brushes, for electrical power supply of the coils 3 ,

Durch das Aufrollen des Trägerelementes 8 kommen phasengleiche Spulenwindungen 5 von unterschiedlichen Trägerschichten 2 in radialer Richtung bezüglich einer Komponentenachse 11 der Komponente 1 derart übereinander zu liegen, dass die in radialer Richtung übereinanderliegenden Spulenwindungen 5 jeweils eine der Spulen 3 bilden.By rolling up the carrier element 8th come in-phase coil turns 5 of different carrier layers 2 in the radial direction with respect to a component axis 11 the component 1 lie one above the other so that the superimposed in the radial direction coil turns 5 each one of the coils 3 form.

3 zeigt eine vereinfacht dargestellte Komponente nach einem zweiten Ausführungsbeispiel. 3 shows a simplified component shown according to a second embodiment.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel werden die Trägerschichten 2 durch das Stapeln von mehreren separaten kreis- oder ringförmigen Trägerelementen 8 gebildet. Auf den einzelnen Trägerelementen 8 verlaufen jeweils mehrere spulenbildende, einer elektrischen Phase u,v,w zugeordnete Fasern 4, so dass je Trägerelement 8 eine oder mehrere phasengleiche Spulenwindungen 5 gebildet sind. In 3 ist beispielhaft nur der Verlauf der der Phase u zugeordneten Faser(n) 4 gezeigt. Der Verlauf der der übrigen Phasen v,w zugeordneten Faser(n) ist entsprechend äquivalent zur Faser 4 der Phase u vorgesehen.In the second embodiment, the carrier layers become 2 by stacking a plurality of separate circular or annular support members 8th educated. On the individual support elements 8th each run a plurality of coil-forming, an electrical phase u, v, w associated fibers 4 so that each support element 8th one or more in-phase coil turns 5 are formed. In 3 By way of example only the course of the fiber (s) 4 associated with the phase u is shown. The course of the remaining phases v, w associated fiber (s) is correspondingly equivalent to the fiber 4 the phase u provided.

Die Spulenwindungen 5 sind in Umfangsrichtung bezüglich der Komponentenachse 11 hintereinander angeordnet, so dass sich eine kreisförmige Anordnung von Spulenwindungen 5 ergibt. Beispielsweise sind auf den Trägerelementen 8 jeweils Fasern 4 von drei, sechs oder neun elektrischen Phasen u,v,w vorgesehen.The coil turns 5 are circumferentially with respect to the component axis 11 arranged one behind the other so as to form a circular array of coil turns 5 results. For example, on the support elements 8th each fibers 4 of three, six or nine electrical phases u, v, w.

Die Trägerelemente 8 sind derart gestapelt, dass phasengleiche Spulenwindungen 5 von unterschiedlichen Trägerelementen 8 in axialer Richtung bezüglich der Komponentenachse 11 der Komponente 1 gesehen übereinanderliegen und jeweils eine der Spulen 3 bilden.The carrier elements 8th are stacked such that in-phase coil turns 5 of different support elements 8th in the axial direction with respect to the component axis 11 the component 1 seen superimposed and one each of the coils 3 form.

Die phasengleichen Spulenwindungen 5 aller Trägerelemente 8 sind beim zweiten Ausführungsbeispiel miteinander elektrisch verbunden, beispielsweise indem die entsprechenden Fasern 4 jeweils von einem Trägerelement 8 zum nächsten Trägerelement 8 durchgängig verlaufen oder indem die entsprechenden Faserenden des einen Trägerelementes 8 mit den entsprechenden Faserenden des nächsten Trägerelementes 8 verbunden sind oder indem Verbindungsmittel vorgesehen sind, die die entsprechenden Faserenden des einen Trägerelementes 8 mit den entsprechenden Faserenden des nächsten Trägerelementes 8 verbinden.The in-phase coil turns 5 of all support elements 8th are electrically connected to each other in the second embodiment, for example by the corresponding fibers 4 each of a support element 8th to the next carrier element 8th run continuously or by the corresponding fiber ends of a support element 8th with the corresponding fiber ends of the next carrier element 8th are connected or by connecting means are provided which the corresponding fiber ends of a support element 8th with the corresponding fiber ends of the next carrier element 8th connect.

4 zeigt eine Ansicht einer Axialflussmaschine mit einer Komponente nach 3. Bei der Ausführung nach 4 bildet die Komponente 1 einen Stator, der als Einfach- oder Doppelstator ausgeführt sein kann. Der zugehörige Rotor 9 der elektrischen Maschine, der beispielsweise als Scheibenläufer ausgebildet ist, weist Permanentmagnete 10 auf. 4 shows a view of an axial flow machine with a component 3 , In the execution after 4 forms the component 1 a stator that can be designed as a single or double stator. The associated rotor 9 the electric machine, which is designed for example as a pancake, has permanent magnets 10 on.

5 zeigt eine vereinfacht dargestellte Komponente nach einem dritten Ausführungsbeispiel. 5 shows a simplified illustrated component according to a third embodiment.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel werden die Trägerschichten 2 durch das Stapeln von mehreren separaten rechteck-, streifen- oder flachbandförmigen Trägerelementen 8 gebildet. Auf den einzelnen Trägerelementen 8 verlaufen jeweils mehrere spulenbildende, einer elektrischen Phase u,v,w zugeordnete Fasern 4, so dass je Trägerelement 8 eine oder mehrere phasengleiche Spulenwindungen 5 gebildet sind. In 5 ist beispielhaft nur der Verlauf der der Phase u zugeordneten Faser(n) 4 gezeigt. Der Verlauf der der übrigen Phasen v,w zugeordneten Faser(n) ist entsprechend äquivalent zur Faser 4 der Phase u vorgesehen.In the third embodiment, the carrier layers become 2 by stacking a plurality of separate rectangular, strip or ribbon-shaped carrier elements 8th educated. On the individual support elements 8th each run a plurality of coil-forming, an electrical phase u, v, w associated fibers 4 so that each support element 8th one or more in-phase coil turns 5 are formed. In 5 By way of example only the course of the fiber (s) 4 associated with the phase u is shown. The course of the fiber (s) assigned to the remaining phases v, w is correspondingly equivalent to the fiber 4 the phase u provided.

Die Spulenwindungen 5 sind in Längsrichtung der Trägerelemente 8 hintereinander angeordnet, so dass sich eine lineare Anordnung von Spulenwindungen 5 ergibt. Beispielsweise sind auf den Trägerelementen 8 jeweils Fasern 4 von drei, sechs oder neun elektrischen Phasen u,v,w vorgesehen.The coil turns 5 are in the longitudinal direction of the support elements 8th arranged one behind the other, so that a linear arrangement of coil turns 5 results. For example, on the support elements 8th each fibers 4 of three, six or nine electrical phases u, v, w.

Die phasengleichen Spulenwindungen 5 aller Trägerelemente 8 sind beim dritten Ausführungsbeispiel miteinander elektrisch verbunden, beispielsweise indem die entsprechenden Fasern 4 jeweils von einem Trägerelement 8 zum nächsten Trägerelement 8 durchgängig verlaufen oder indem die entsprechenden Faserenden des einen Trägerelementes 8 jeweils mit den entsprechenden Faserenden des nächsten Trägerelementes 8 verbunden sind oder indem Verbindungsmittel vorgesehen sind, die die entsprechenden Faserenden des einen Trägerelementes 8 jeweils mit den entsprechenden Faserenden des nächsten Trägerelementes 8 verbinden.The in-phase coil turns 5 of all support elements 8th are electrically connected to each other in the third embodiment, for example by the corresponding fibers 4 each of a support element 8th to the next carrier element 8th run continuously or by the corresponding fiber ends of a support element 8th each with the corresponding fiber ends of the next carrier element 8th are connected or by connecting means are provided which the corresponding fiber ends of a support element 8th each with the corresponding fiber ends of the next carrier element 8th connect.

6 zeigt eine Ansicht eines Linearmotors mit einer Komponente nach 5. Bei der Ausführung nach 6 bildet die Komponente 1 einen Stator bzw. ein sogenanntes Primärteil. Der zugehörige Schlitten bzw. das zugehörige Sekundärteil 9 der elektrischen Maschine weist Permanentmagnete 10 auf. Umgekehrt kann die Komponente 1 auch ein Sekundärteil sein und das Primärteil Permanentmagnete aufweisen. 6 shows a view of a linear motor with a component 5 , In the execution after 6 forms the component 1 a stator or a so-called primary part. The associated carriage or the associated secondary part 9 the electric machine has permanent magnets 10 on. Conversely, the component 1 also be a secondary part and have the primary part permanent magnets.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102011004612 A1 [0002]DE 102011004612 A1 [0002]

Claims (10)

Komponente (1) einer elektrischen Maschine, insbesondere Rotor oder Stator, mit einer Anordnung von übereinander gestapelten Trägerschichten (2), an der elektrischen Spulen (3) vorgesehen sind, die jeweils aus einem oder mehreren elektrischen Leitern (4) gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschichten (2) elektrisch nichtleitend und die elektrischen Leiter (4) als elektrisch leitende Fasern ausgebildet sind, die einer elektrischen Phase (u,v,w) zugeordnet sind und auf den Trägerschichten (2) derart verlaufen, dass jeweils eine oder mehrere Spulenwindungen (5) pro elektrischer Phase (u,v,w) auf der jeweiligen Trägerschicht (2) gebildet sind, und dass phasengleiche Spulenwindungen (5) von mehreren Trägerschichten (2) zusammen jeweils eine elektrische Spule (3) bilden.Component (1) of an electrical machine, in particular a rotor or stator, with an arrangement of stacked carrier layers (2) on which electrical coils (3) are provided, each formed from one or more electrical conductors (4), characterized in that the carrier layers (2) are electrically non-conductive and the electrical conductors (4) are in the form of electrically conductive fibers which are associated with an electrical phase (u, v, w) and run on the carrier layers (2) in such a way that one or each of them a plurality of coil turns (5) per electrical phase (u, v, w) on the respective carrier layer (2) are formed, and that in-phase coil windings (5) of a plurality of carrier layers (2) together each form an electrical coil (3). Komponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschichten (2) durch das Aufrollen eines einzigen Trägerelementes (8) oder durch das Stapeln von mehreren separaten Trägerelementen (8) gebildet sind.Component after Claim 1 , characterized in that the carrier layers (2) are formed by the rolling up of a single carrier element (8) or by the stacking of a plurality of separate carrier elements (8). Komponente nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass phasengleiche Spulenwindungen (5) von unterschiedlichen Trägerschichten (2) in axialer oder radialer Richtung bezüglich einer Komponentenachse (11) der Komponente (1) gesehen übereinanderliegen.Component after Claim 1 or 2 , characterized in that in-phase coil turns (5) of different carrier layers (2) in the axial or radial direction with respect to a component axis (11) of the component (1) are superimposed. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitenden Fasern (4) auf den Trägerschichten (2) befestigt, insbesondere aufgenäht, eingewebt oder aufgeklebt, sind.Component according to one of the preceding claims, characterized in that the electrically conductive fibers (4) on the support layers (2) attached, in particular sewn on, woven or glued, are. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitenden Fasern (4) jeweils durchgängig über mehrere übereinander liegende Trägerschichten (2) verlaufen und auf jeder Trägerschicht (2) eine oder mehrere Spulenwindungen (5) bilden.Component according to one of the preceding claims, characterized in that the electrically conductive fibers (4) each extend continuously over a plurality of superimposed carrier layers (2) and on each carrier layer (2) form one or more coil turns (5). Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Trägerschicht (2) jeweils elektrisch leitende Fasern (4) von mehreren, insbesondere drei, sechs oder neun, elektrischen Phasen (u,v,w) vorgesehen sind.Component according to one of the preceding claims, characterized in that electrically conductive fibers (4) of a plurality, in particular three, six or nine, electrical phases (u, v, w) are provided on a carrier layer (2). Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitenden Fasern (4) Kohlenstoffnanoröhren und/oder Graphen umfassen.Component according to one of the preceding claims, characterized in that the electrically conductive fibers (4) comprise carbon nanotubes and / or graphene. Elektrische Maschine mit einer Komponente (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine als eine Axialflussmaschine, insbesondere als ein Scheibenläufer, oder als eine Radialflussmaschine, insbesondere als ein Zylinderläufer, oder als ein Linearmotor ausgebildet ist.Electrical machine with a component (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the electric machine is designed as an axial flux machine, in particular as a pancake, or as a radial flux machine, in particular as a cylinder rotor, or as a linear motor. Elektrische Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (1) einen Stator bildet und der Rotor Permanentmagnete (10) aufweist.Electric machine after Claim 8 , characterized in that the component (1) forms a stator and the rotor has permanent magnets (10). Elektrische Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (1) einen Rotor oder Schlitten bildet und der Stator Permanentmagnete (10) aufweist.Electric machine after Claim 8 , characterized in that the component (1) forms a rotor or slide and the stator has permanent magnets (10).
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