WO2022007990A1 - Leistungserzeugende komponente einer elektrischen rotationsmaschine, verfahren zur herstellung einer leistungserzeugenden komponente und elektrische rotationsmaschine - Google Patents

Leistungserzeugende komponente einer elektrischen rotationsmaschine, verfahren zur herstellung einer leistungserzeugenden komponente und elektrische rotationsmaschine Download PDF

Info

Publication number
WO2022007990A1
WO2022007990A1 PCT/DE2021/100494 DE2021100494W WO2022007990A1 WO 2022007990 A1 WO2022007990 A1 WO 2022007990A1 DE 2021100494 W DE2021100494 W DE 2021100494W WO 2022007990 A1 WO2022007990 A1 WO 2022007990A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
projection
line element
power
generating component
embossing
Prior art date
Application number
PCT/DE2021/100494
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Götz
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG & Co. KG filed Critical Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Publication of WO2022007990A1 publication Critical patent/WO2022007990A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/24—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors with channels or ducts for cooling medium between the conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/04—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings, prior to mounting into machines
    • H02K15/0414—Windings consisting of separate elements, e.g. bars, hairpins, segments, half coils
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil

Definitions

  • Power-generating component of an electric rotary machine Method of manufacturing a power-generating component and rotary electric machine
  • the invention relates to a power-generating component of an electric rotary machine, a method for producing a power-generating component and an electric rotary machine with the power-generating component according to the invention.
  • the cooling ensures that critical temperatures, which could lead to damage to materials and components, are avoided.
  • the cooling contributes to improving the efficiency of the electrical machine, since the ohmic resistance in electrical conductors in particular is highly temperature-dependent, which means that the power losses increase at higher temperatures.
  • the cooling of an electrical rotary machine usually takes place largely in the stator. In the process, heat is dissipated from the wire coil to the surrounding housing or to the stator body itself and/or the surrounding air. In the case of electrical machines in particular, which have a high torque or power density, surface cooling with heat dissipation to the surrounding air is often not sufficient, so that cooling with a cooling fluid is necessary.
  • oils, water or water mixtures such as e.g. B. water-glycol, but also dielectric liquids are used.
  • gaseous media such as air, as a cooling medium is not excluded.
  • jacket cooling transfers the heat generated on the surface of the stator laminations into a cooling circuit
  • end winding cooling the heat transfer takes place directly on the conductors outside the stator laminations in the area of the winding overhangs into the fluid.
  • DE 11 2011 103 347 T5 discloses an electric machine module with an electric machine including a stator assembly, wherein the stator assembly includes a plurality of stator laminations connected to one another and a plurality of conductors positioned through axial slots of the plurality of stator laminations. There is a coolant passage defined at least partially within the axial slots; and a housing at least partially surrounding the electric machine and at least partially defining a machine cavity, wherein the coolant passage is in fluid communication with the machine cavity.
  • slot liners may be positioned throughout the axial length of the stator assembly through each of the axial slots and multiple conductors may be positioned through the slot liners.
  • DE10 2015 013 018 A1 teaches a stator for an electrical machine, comprising an annular stator body with a plurality of stator teeth projecting radially from an annular basic shape, which form a receptacle for windings of at least one coil in each case between two of the stator teeth in the circumferential direction. Furthermore, the stator includes a plurality of coils, the windings of which each encircle at least one of the stator teeth.
  • the stator also has a stator housing which, taken alone or together with the stator body, completely encloses a cooling volume through which coolant can flow—apart from at least one coolant inflow and at least one coolant outflow.
  • the cooling volume includes at least the coils.
  • JP2016149900 A2 discloses a cooling structure for an electrical rotary machine with a stator, a rotor and a housing, with a rotor space and a stator space being separated from one another by a partition.
  • a cooling circuit is assigned to the stator.
  • the flow of coolant through the stator can be controlled via a valve device as a function of the pressure conditions.
  • DE 10 2015 220 852 A1 discloses an electrical machine with an oil-based cooling circuit, with the coolant flowing through and cooling the power electronics, the phase connection lines and the grooves of the electrical machine.
  • DE 10 2016 101 705 A1 is directed to an electrical machine that has a stator with a coil device and a rotatable rotor.
  • a coolant can flow directly around the coil device for heat dissipation.
  • a wall element is arranged between the stator and the rotor, which seals the part of the coil device around which the coolant flows in a fluid-tight manner with respect to the rotor.
  • the wall element comprises magnetically conductive wall sections which specifically have increased magnetic conductivity compared to other wall sections of the wall element.
  • An electrical machine with a stator and a rotor is known from US 2017 104 380 AA, the stator and/or the rotor having slots.
  • a each slot is sealed in a fluid-tight manner for receiving a cooling fluid.
  • a winding of a conductor is arranged in a respective slot. Spacers can be used to position the conductors in each slot.
  • US2009078448 A teaches an electrical winding conductor with a rectangular cross section for producing an electrical winding for electrical devices, elevations made of insulating material being spaced apart from one another and being attached to one side of the winding conductor over its entire length.
  • This spacer can be designed as a slot insert that forms a closed surface on an axial side of the stator.
  • FIG. 3 shows a section of a stator lamination 1 with line elements 20 of conventional design arranged therein, which can also be part of a single line element 20 .
  • the respective line element 20, shown again as a detail, has a rectangular cross-section of its line material 21 and is covered with an insulating coating 22 on its outside. It can be seen here that the insulating coating 22 rests against the groove wall 11 essentially over its entire surface.
  • the object of the present invention is to provide a power-generating component of an electrical rotary machine and a method for its production which, in a cost-effective and space-minimized design, enable optimal cooling and/or a long service life or simplified assembly.
  • Claim 8 shows a method for producing the power-generating component.
  • one the rotary electric machine having power-generating component is defined in claim 10.
  • Advantageous embodiments of the power-generating component are the subject of claims 2 to 7.
  • Advantageous embodiments of the method for producing the power-generating component are specified in dependent claim 9.
  • the invention relates to a power-generating component of an electrical rotary machine, comprising at least one winding of at least one electrical line element, which is guided at least in sections in grooves in the power-generating component and has at least one first projection that extends radially with respect to the longitudinal direction of the line element.
  • the first projection bears against a groove wall delimiting a groove, so that the line element is positioned at a distance from the groove wall by the first projection, at least in a section on which the first projection is arranged.
  • the first protrusion is formed by embossing insulating coating of the lead member.
  • the respective projection is only produced by embossing, so that no further method steps are required to produce the projection or to process the conductor material of the line element.
  • the wrapped conduit member preferably has a rectangular cross-section.
  • a cooling fluid can flow through this spacing or free space between the relevant line element and a groove wall in order to absorb heat from the line element and/or from the laminated core forming the groove.
  • cooling of the line elements by heat transfer to the laminated core alone can be prevented, with which heat-related damage to other components of the power-generating component can be prevented.
  • the invention is not limited to the use of a cooling fluid, but a respective projection or several projections can also serve to facilitate the assembly or arrangement of line elements within a groove, since the projections already support the assembly process in that the line elements positioned without damage.
  • the power-generating component according to the invention can in particular be a stator of an electrical rotary machine, with the present invention not being restricted to this application, but the power-generating component can also be the rotor of the electrical rotary machine, which has windings of electrical line elements.
  • the insulating coating forms a sheathing of the conductive material of the line element.
  • thermoplastics and duroplastics Materials from the group of thermoplastics and duroplastics are preferably used here.
  • the use of inorganic substances for the insulation is not excluded.
  • the line element has at least one second projection which extends radially in relation to the direction of longitudinal extent of the line element and which bears against at least one adjacently positioned line element and consequently the line element at least on a section on which the second projection is positioned at a distance from the adjacent duct element.
  • the second projection is also formed by embossing the insulation coating of the line element.
  • a cooling fluid can flow through this spacing or free space between the relevant line element and an adjacent line element in order to absorb heat from the line element and/or from the laminated core forming the groove.
  • Adjacent line elements can also be components of a common conductor which, in its winding in the slot, has line elements which run essentially parallel to one another and form sections of the conductor.
  • the spacing of the line elements from one another by means of the second projections also reduces the risk of damage to the line elements, so that insulating paper used between the line elements and the groove wall can be dispensed with.
  • the line element and the respective adjacent line element can be arranged adjacent to one another in the radial direction.
  • the line elements are positioned parallel to one another in a row arrangement along the radial direction of extent of the groove.
  • An alternative embodiment provides that the line element and the respective adjacent line element are arranged adjacent to one another in the circumferential direction.
  • the power-generating component has both configuration forms in a slot, that is to say has line elements which are adjacent to other line elements both in the radial direction and in the circumferential direction.
  • a respective projection can be formed indirectly by embossing material of the insulation coating, with material of the insulation coating adjacent to the projection being pressed radially inwards by the embossing, so that the material of the insulation coating forming the projection extends radially further than the adjacent pressed-in material Insulation coating material.
  • the projection is formed directly by embossing material of the insulating coating, with the embossing material of the insulation coating that is adjacent to the projection is pressed radially inwards and the projection is formed at least partially by embossing material of the insulation coating that is shifted transversely to the radial direction, so that the material of the insulation coating that forms the projection extends radially further than the adjacent pressed-in material Insulation coating material.
  • a projection can be formed by an essentially punctiform radial expansion of the line element.
  • a projection is formed by a radial extension of the line element extending along a longitudinal section of the line element.
  • the projection is thus formed by a compact elevation or thickening.
  • the projection is formed by an elevation or thickening that extends over a length of the line element that is at least three times as long as the maximum transverse extent of the line element, measured in an area in which no projection is arranged.
  • a continuous or elongated projection can bear against the walls of a number of grooves.
  • first projections can be arranged on opposite sides of the line element, so that the line element is supported on opposite sides on opposite groove walls.
  • the radial extent of the first projections should be dimensioned in relation to the clear width of the groove in question in such a way that the line element in question is positioned in a defined manner in the groove and in its translational degree of freedom during assembly and during operation of the rotary electric machine equipped with the power-generating component is fixed perpendicular to the longitudinal direction.
  • the cross-section of the duct element is substantially rectangular and has, at least at one corner of the rectangular cross-section, a corner protrusion formed jointly from a first protrusion and a second protrusion.
  • the rectangular shape means that the line element optimally fills a relevant groove and thus offers the lowest ohmic resistance.
  • the corner projection fulfills the function of the first projection with regard to the spacing from the groove wall, and also the function of the second projection with regard to the spacing from an adjacent line element.
  • a corner projection is preferably arranged in each of the corner regions of the cross section, it also being possible for such corner projections to be realized on just sections of the line element, in which case they can be arranged offset along the length of the line element.
  • a projection is convex on its side facing away from the conductive material of the line element.
  • This convexity of the projection leads to a punctiform or linear contact and thus counteracts an unnecessary narrowing of the free flow cross section in a relevant groove.
  • Projections on radially opposite sides of a duct element can have different axial positions.
  • the power-generating component has a connection for feeding a cooling fluid into the groove.
  • the power-generating component makes sense for the power-generating component to then also have a fluidic connection for discharging the cooling fluid from the groove in question.
  • a respective line element and the width of a respective groove can be dimensioned in relation to one another in such a way that the distance between a line element and a groove wall is between 0.2 mm and 0.3 mm.
  • a method for producing a power-generating component of an electrical rotary machine in which an electrical conducting element is provided with an insulating coating and at least a first projection that extends radially with respect to the longitudinal direction of the conducting element is formed by embossing the insulating coating of the conducting element.
  • the conduction element is arranged in a winding, at least in sections, in a groove of the power-generating component such that the first projection rests against a groove wall delimiting the groove and consequently the conduction element, at least at a section on which the first projection is arranged, is blocked by the first projection in is positioned at a distance from the groove wall.
  • the projection can be produced directly or indirectly by embossing.
  • material of the insulating coating adjacent to the projection is pressed radially inwards by the embossing, so that the material of the insulating coating forming the projection extends radially further than the adjacent pressed-in material of the insulating coating.
  • material of the insulation coating that is adjacent to the projection is pressed radially inwards by the embossing and the projection is formed at least partially by embossing material of the insulation coating that is displaced transversely to the radial direction, so that the material of the insulation coating that forms the projection extends radially further than the adjacent indented material of the insulation coating.
  • a further aspect is an electrical rotary machine which has at least one power-generating component according to the invention.
  • the electrical rotary machine includes a cooling fluid circuit which is fluidically coupled to the connection for supplying a cooling fluid to the power-generating component.
  • Figure 1 a stator lamination
  • FIG. 2 the detail X of the stator lamination indicated in FIG. 1 in an enlarged representation
  • FIG. 3 the section of the stator lamination with line elements designed in a conventional embodiment
  • FIG. 4 the section of the stator lamination with line elements designed in an embodiment according to the invention
  • FIG. 5 the section of the stator lamination with several embodiments of the line element.
  • stator lamination 1 and the slots 10 formed therein.
  • the stator laminations 1 together with other stator laminations form a so-called stack, ie a laminated core arrangement, which is an essential part of the body of the stator, which forms the power-generating component here.
  • FIG. 1 It can be seen from FIG. 1 that a large number of slots 10 are arranged in the stator lamination 1, whereby they extend point-symmetrically radially in the stator lamination 1, so that with a parallel, dense arrangement of several stator lamination sheets 1 parallel, axially extending slots 10 are formed in the stator.
  • FIG. 2 shows the section X indicated in FIG. 1 in an enlarged representation. It can be seen that the groove walls 11 of a respective groove 10 run essentially parallel to one another and are open on the radial inside of the ring-shaped stator lamination 1 .
  • FIG. 3 has already been discussed to explain the state of the art.
  • each corner projection 41 comprises both a first projection 23 for spacing the line element 20 from a groove wall 11 and a second projection 24 for spacing the line element 20 from an adjacent line element 30.
  • this line element 20 Radially further inwards in relation to this line element 20 equipped with the first projections 23 there is another line element 20 which only has second projections 24 which are formed by the insulating coating 22 opposite one another in the radial direction. These second projections 24 are used to space the line element 20 in question from an adjacent line element 30, which is the line element 20 with the first projections 23 in the embodiment shown here.
  • This embodiment makes it possible for coolant to be passed between the line elements 20, 30 in order to efficiently dissipate heat from line elements 20, 30 or the relevant section of a line element 20, 30 in this way.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine leistungserzeugende Komponente einer elektrischen Rotationsmaschine, ein Verfahren zur Herstellung einer leistungserzeugenden Komponente und eine elektrische Rotationsmaschine mit der erfindungsgemäßen leistungserzeugenden Komponente. Die leistungserzeugende Komponente umfasst zumindest eine Wicklung wenigstens eines zumindest abschnittsweise in Nuten (10) der leistungserzeugenden Komponente geführten elektrischen Leitungselements (20), welches wenigstens einen sich in Bezug zur Längserstreckungsrichtung des Leitungselements (20) radial erstreckenden ersten Vorsprung (23) aufweist, wobei der erste Vorsprung (23) an einer eine Nut (10) begrenzenden Nutwandung (11 ) anliegt und demzufolge das Leitungselement (20) zumindest an einem Abschnitt, an dem der erste Vorsprung (23) angeordnet ist, durch den ersten Vorsprung (23) in einem Abstand (25) zu der Nutwandung (11 ) positioniert ist, wobei der erste Vorsprung (23) durch Prägen von Isolationsbeschichtung (22) des Leitungselements (20) ausgebildet ist. Mit der hier vorgeschlagenen leistungserzeugenden Komponente einer elektrischen Rotationsmaschine sowie dem Verfahren zu deren Herstellung werden eine kostengünstige sowie bauraumminimierte Ausführung sowie eine optimale Kühlung und/oder lange Lebensdauer bzw. vereinfachte Montage der leistungserzeugenden Komponente ermöglicht.

Description

Leistunqserzeuqende Komponente einer elektrischen Rotationsmaschine. Verfahren zur Herstellung einer leistunqserzeuqenden Komponente und elektrische Rotationsmaschine
Die Erfindung betrifft eine leistungserzeugende Komponente einer elektrischen Rotationsmaschine, ein Verfahren zur Herstellung einer leistungserzeugenden Komponente und eine elektrische Rotationsmaschine mit der erfindungsgemäßen leistungserzeugenden Komponente.
Je nach Leistungsbereich bzw. Anwendungsfall ist es oftmals notwendig, in elektrischen Maschinen durch verschiedene Verluste entstehende Wärme durch eine effektive Kühlung abzuführen. Die Kühlung sorgt dafür, dass kritische Temperaturen, welche zu Beschädigungen an Materialien und Komponenten führen könnten, vermieden werden. Darüber hinaus trägt die Kühlung zur Verbesserung des Wirkungsgrads der elektrischen Maschine bei, da insbesondere der ohmsche Widerstand in elektrischen Leitern stark temperaturabhängig ist, wodurch bei höheren Temperaturen die Leistungsverluste zunehmen.
Die Kühlung einer elektrischen Rotationsmaschine findet dabei üblicherweise weitgehend im Stator statt. Dabei wird Wärme von der Drahtspule an das umgebende Gehäuse bzw. an den Statorkörper selbst und/ oder umgebende Luft abgegeben. Insbesondere bei elektrischen Maschinen, welche eine hohe Drehmoment- bzw. Leistungsdichte aufweisen, reicht eine Oberflächenkühlung mit Wärmeabgabe an die umgebende Luft oftmals nicht aus, so dass eine Kühlung durch ein Kühlfluid erforderlich ist. Als Kühlfluide können prinzipiell Öle, Wasser bzw. Wassergemische wie z. B. Wasser-Glykol, aber auch dielektrische Flüssigkeiten zum Einsatz kommen. Es ist jedoch auch der Einsatz von gasförmigen Medien, wie zum Beispiel auch Luft, als Kühlmedium nicht ausgeschlossen.
Dabei besteht üblicherweise auch die Anforderung, dass das Kühlsystem bei geringem finanziellen sowie technologischen Aufwand einen möglichst geringen Bauraumbedarf aufweist und einen optimalen Wärmeübergang gewährleistet. Im Bereich der Wickelköpfe existieren bereits unterschiedliche Ansätze hinsichtlich einer Flüssigkeitskühlung. Eine direkte Leiterkühlung in den Nuten der elektrischen Maschine stellt allerdings weiterhin eine technische Herausforderung dar.
Es existieren unterschiedliche Veröffentlichungen zur Mantelkühlung sowie zur Wickelkopfkühlung für die Realisierung einer Kühlung von elektrischen Maschinen. Während die Mantelkühlung die entstehende Wärme an der Oberfläche des Statorblechpakets in einen Kühlkreislauf überträgt, erfolgt bei der Wickelkopfkühlung der Wärmeübergang direkt an den Leitern außerhalb des Statorblechpakets im Bereich der Wickelköpfe in das Fluid.
Die DE 11 2011 103 347 T5 offenbart ein elektrisches Maschinenmodul mit einer elektrischen Maschine, die eine Statorbaugruppe umfasst, wobei die Statorbaugruppe mehrere Statorbleche, die miteinander verbunden sind, und mehrere Leiter umfasst, die durch axiale Schlitze der mehreren Statorbleche positioniert sind. Es ist ein Kühlmittelkanal vorhanden, der wenigstens teilweise innerhalb der axialen Schlitze definiert ist; und ein Gehäuse, das die elektrische Maschine wenigstens teilweise umgibt und wenigstens teilweise einen Maschinenhohlraum definiert, wobei der Kühlmittelkanal in Fluidverbindung mit dem Maschinenhohlraum steht. Dabei können Schlitzauskleidungen über die axiale Länge der Statorbaugruppe durch jeden der axialen Schlitze positioniert sein und mehrere Leiter können durch die Schlitzauskleidungen positioniert sein.
Weitere Verbesserungen bieten getrennt ausgeführte Kühlkanäle, welche in das Blechpaket des Stators eingebracht werden, wie es in der EP3157138 A1 offenbart ist. Dieses Dokument offenbart ein Blechpaket eines Rotors oder Stators einer elektrischen Maschine, mit einer Vielzahl von Blechen, wobei die Bleche Aussparungen zum Transport eines Kühlmediums durch das Blechpaket aufweisen. Dabei sind Zulaufkanalabschnitte, Rücklaufkanalabschnitte, Zahnzulaufkanalab schnitte, Zahnzwischenkanalabschnitte und Zahnrücklaufkanalabschnitte Aus sparungen.
Für die verbesserte Kühlung mit direktem Kontakt von Fluid und Leiter in der Nut sind unter anderem die folgenden Dokumente bekannt. So lehrt die DE10 2015 013 018 A1 einen Stator für eine elektrische Maschine, umfassend einen ringförmigen Statorkörper mit mehreren radial von einer ringförmigen Grundform abstehenden Statorzähnen, die in Umfangsrichtung zwischen jeweils zwei der Statorzähne eine Aufnahme für Wicklungen jeweils wenigstens einer Spule ausbilden. Des Weiteren umfasst der Stator mehrere Spulen, deren Wicklungen jeweils wenigstens einen der Statorzähne umlaufen. Der Stator weist des Weiteren ein Statorgehäuse auf, das für sich genommen oder gemeinsam mit dem Statorkörper ein von Kühlmittel durchström bares Kühlvolumen - abgesehen von wenigstens einem Kühlmittelzufluss und wenigstens einem Kühlmittelabfluss - vollständig umschließt. Das Kühlvolumen schließt zumindest die Spulen ein.
In ähnlicher Ausgestaltung offenbart die JP2016149900 A2 eine Kühlstruktur für eine elektrische Rotationsmaschine mit einem Stator, einem Rotor und einem Gehäuse, wobei ein Rotor-Raum und ein Stator-Raum durch eine Trennwand voneinander getrennt sind. Dem Stator ist ein Kühlkreislauf zugeordnet. Über eine Ventileinrichtung kann der Kühlmittel-Fluss durch den Stator in Abhängigkeit von den Druckverhältnissen gesteuert werden.
Die DE 10 2015 220 852 A1 offenbart eine elektrische Maschine mit einem auf Öl basierenden Kühlkreislauf, wobei das Kühlmittel die Leistungselektronik, die Phasenanschlussleitungen und die Nuten der elektrischen Maschine durchströmt und kühlt.
Die DE 10 2016 101 705 A1 ist auf eine elektrische Maschine gerichtet, die einen Stator mit einer Spuleneinrichtung und einen drehbaren Rotor aufweist.
Die Spuleneinrichtung ist zur Wärmeabfuhr direkt von einem Kühlmittel umströmbar. Zwischen dem Stator und dem Rotor ist ein Wandungselement angeordnet, welches den vom Kühlmittel umströmten Teil der Spuleneinrichtung fluiddicht gegenüber dem Rotor abdichtet. Dabei umfasst das Wandungselement magnetisch leitfähige Wandabschnitte, welche gegenüber anderen Wandabschnitten des Wandungselementes gezielt eine erhöhte magnetische Leitfähigkeit aufweisen.
Aus der US 2017 104 380 AA ist eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor bekannt, wobei der Stator und/ oder der Rotor Schlitze aufweisen. Ein jeweiliger Schlitz ist fluiddicht abgedichtet, zur Aufnahme eines Kühlfluids. In einem jeweiligen Schlitz ist eine Wicklung eines Leiters angeordnet. Zur Positionierung der Leiter in einem jeweiligen Schlitz können Abstandshalter verwendet werden.
Die US2009078448 A lehrt einen elektrischen Wickelleiter mit rechteckigem Querschnitt zur Herstellung einer elektrischen Wicklung für elektrische Geräte, wobei auf einer Seite des Wickelleiters auf seiner ganzen Länge mit Abstand zueinander aus Isoliermaterial bestehende Erhöhungen angebracht sind.
Des Weiteren existiert der Ansatz, in einem Stator einer elektrischen Rotationsmaschine für in Nuten des Stators geführte elektrische Leiter einen Abstandshalter zu integrieren, der einen definierten Abstand zwischen dem elektrischen Leiter und dem Blechpaket realisiert. Dieser Abstandshalter kann als ein Nuteinsatz ausgebildet sein, der an einer axialen Seite des Stators eine geschlossene Fläche ausbildet.
Figur 3 zeigt den Ausschnitt eines Statorblechs 1 mit darin angeordneten herkömmlich gestalteten Leitungselementen 20, die auch Bestandteil eines einzigen Leitungselements 20 sein können. Das jeweilige Leitungselement 20, noch einmal als Einzelheit dargestellt, ist im Querschnitt seines Leitungsmaterials 21 rechteckig ausgestaltet und an seiner Außenseite mit einer Isolationsbeschichtung 22 bedeckt. Es ist hier ersichtlich, dass die Isolationsbeschichtung 22 im Wesentlichen vollflächig an der Nutwandung 11 anliegt.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine leistungserzeugende Komponente einer elektrischen Rotationsmaschine sowie ein Verfahren zu deren Herstellung zur Verfügung zu stellen, die in kostengünstiger sowie bauraumminimierter Ausführung eine optimale Kühlung und/oder lange Lebensdauer bzw. vereinfachte Montage ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die leistungserzeugende Komponente nach Anspruch 1. Ein Verfahren zur Herstellung der leistungserzeugenden Komponente ist in Anspruch 8 aufgezeigt. Eine die leistungserzeugende Komponente aufweisende elektrische Rotationsmaschine ist in Anspruch 10 definiert. Vorteilhafte Ausführungsformen der leistungserzeugenden Komponente sind Gegenstände der Ansprüche 2 bis 7. Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens zur Herstellung der leistungserzeugenden Komponente sind im Unteranspruch 9 angegeben.
Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
Die Angaben „axial“ und „radial“ beziehen sich im Sinne der vorliegenden Erfindung auf die Längsachse des betreffenden Leitungselements.
Die Erfindung betrifft eine leistungserzeugende Komponente einer elektrischen Rotationsmaschine, umfassend zumindest eine Wicklung wenigstens eines zumindest abschnittsweise in Nuten der leistungserzeugenden Komponente geführten elektrischen Leitungselements, welches wenigstens einen sich in Bezug zur Längserstreckungsrichtung des Leitungselements radial erstreckenden ersten Vorsprung aufweist. Der erste Vorsprung liegt an einer eine Nut begrenzenden Nutwandung an, so dass demzufolge das Leitungselement zumindest an einem Abschnitt, an dem der erste Vorsprung angeordnet ist, durch den ersten Vorsprung in einem Abstand zu der Nutwandung positioniert ist. Der erste Vorsprung ist durch Prägen von Isolationsbeschichtung des Leitungselements ausgebildet.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der jeweilige Vorsprung lediglich durch Prägen erzeugt, so dass keine weiteren Verfahrensschritte zur Herstellung des Vorsprungs bzw. zur Bearbeitung des Leitermaterials des Leitungselements notwendig sind.
Das umwickelte Leitungselement hat vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt.
Als Leitermaterial kommt vorzugsweise Kupfer bzw. eine Kupferlegierung oder auch Aluminium bzw. eine Aluminiumlegierung zum Einsatz. Durch diesen Abstand bzw. Freiraum zwischen dem betreffenden Leitungselement und einer Nutwandung kann ein Kühlfluid strömen, um Wärme vom Leitungselement und/oder vom die Nut ausbildenden Blechpaket aufzunehmen. Entsprechend kann eine Kühlung der Leitungselemente durch Wärmeübertragung alleine auf das Blechpaket verhindert werden, womit einer wärmebedingten Beschädigung weiterer Komponenten der leistungserzeugenden Komponente vorgebeugt werden kann.
Dabei ist die Erfindung nicht auf die Verwendung eines Kühlfluids eingeschränkt, sondern ein jeweiliger Vorsprung bzw. mehrere Vorsprünge können auch dazu dienen, die Montage bzw. Anordnung von Leitungselementen innerhalb einer Nut zu erleichtern, da die Vorsprünge bereits den Montageprozess dahingehend unterstützen, dass die Leitungselemente beschädigungsfrei positioniert werden.
Die erfindungsgemäße leistungserzeugende Komponente kann insbesondere ein Stator einer elektrischen Rotationsmaschine sein, wobei die vorliegende Erfindung nicht auf diese Anwendung eingeschränkt ist, sondern die leistungserzeugende Komponente kann auch der Rotor der elektrischen Rotationsmaschine sein, welcher Windungen von elektrischen Leitungselementen aufweist.
Die Isolationsbeschichtung bildet insbesondere eine Umhüllung des leitfähigen Materials des Leitungselements aus.
Hier kommen vorzugsweise Materialien aus der Gruppe der Thermoplaste und Duroplaste zum Einsatz. Zudem ist auch der Einsatz anorganischer Stoffe für die Isolation nicht ausgeschlossen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der leistungserzeugenden Komponente ist vorgesehen, dass das Leitungselement wenigstens einen sich in Bezug zur Längserstreckungsrichtung des Leitungselements radial erstreckenden zweiten Vorsprung aufweist, der an wenigstens einem benachbart positioniertem Leitungselement anliegt und demzufolge das Leitungselement zumindest an einem Abschnitt, an dem der zweite Vorsprung angeordnet ist, in einem Abstand zu dem benachbarten Leitungselement positioniert ist. Es ist vorgesehen, dass auch der zweite Vorsprung durch Prägen von Isolationsbeschichtung des Leitungselements ausgebildet ist. Durch diesen Abstand bzw. Freiraum zwischen dem betreffenden Leitungselement und einem benachbarten Leitungselement kann ein Kühlfluid strömen, um Wärme vom Leitungselement und/oder vom die Nut ausbildenden Blechpaket aufzunehmen. Benachbarte Leitungselemente können auch Bestandteile eines gemeinsamen Leiters sein, der in seiner Wicklung in der Nut im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende, Abschnitte des Leiters ausbildende Leitungselemente aufweist.
Die Beabstandung der Leitungselemente zueinander mittels der zweiten Vorsprünge verringert ebenfalls die Gefahr der Beschädigung der Leitungselemente untereinander, so dass auf ein zwischen Leitungselementen und der Nutwandung verwendetes Isolationspapier verzichtet werden kann.
Dabei können das Leitungselement und das jeweilige benachbarte Leitungselement in radialer Richtung zueinander benachbart angeordnet sein. Das bedeutet, dass in einer jeweiligen Nut die Leitungselemente parallel zueinander in einer Reihenanordnung entlang der radialen Erstreckungsrichtung der Nut positioniert sind.
Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass das Leitungselement und das jeweilige benachbarte Leitungselement in Umfangsrichtung zueinander benachbart angeordnet sind.
Eine solche Ausgestaltung setzt eine breitere Nut voraus als in der erstgenannten Ausführungsform. Des Weiteren ist nicht ausgeschlossen, dass die leistungserzeugende Komponente in einer Nut beide Anordnungsformen aufweist, also Leitungselemente aufweist, die sowohl in radialer Richtung als auch in Umfangsrichtung von weiteren Leitungselementen benachbart sind.
Ein jeweiliger Vorsprung kann dabei mittelbar durch Prägen von Material der Isolationsbeschichtung ausgebildet sein, wobei durch das Prägen in Bezug zum Vorsprung benachbartes Material der Isolationsbeschichtung nach radial innen eingedrückt ist, so dass das den Vorsprung ausbildende Material der Isolationsbeschichtung sich radial weiter erstreckt als das benachbarte eingedrückte Material der Isolationsbeschichtung.
In alternativer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Vorsprung unmittelbar durch Prägen von Material der Isolationsbeschichtung ausgebildet ist, wobei durch das Prägen in Bezug zum Vorsprung benachbartes Material der Isolationsbeschichtung nach radial innen eingedrückt ist und der Vorsprung zumindest anteilig durch das Prägen quer zur radialen Richtung verschobenen Materials der Isolationsbeschichtung ausgebildet ist, so dass das den Vorsprung ausbildende Material der Isolationsbeschichtung sich radial weiter erstreckt als das benachbarte eingedrückte Material der Isolationsbeschichtung.
Ein Vorsprung kann durch eine im Wesentlichen punktuelle radiale Erweiterung des Leitungselements ausgebildet sein. In einer weiteren Ausführungsvariante ist ein Vorsprung durch eine sich entlang einem Längenabschnitt des Leitungselements erstreckende radiale Erweiterung des Leitungselements ausgebildet.
Im erstgenannten Fall ist der Vorsprung somit durch eine kompakte Erhöhung bzw. Verdickung ausgebildet. Im zweitgenannten Fall ist der Vorsprung durch eine Erhöhung bzw. Verdickung ausgebildet, die sich über einen Längenabschnitt des Leitungselements erstreckt, die mindestens dreimal so lang ist wie die maximale Quererstreckung des Leitungselementes, gemessen in einem Bereich, in dem kein Vorsprung angeordnet ist.
Bei Verlauf des Leitungselements in mehreren Nuten kann ein durchgängig bzw. länglich ausgebildeter Vorsprung an Wandungen von mehreren Nuten anliegen.
Weiterhin können erste Vorsprünge an einander gegenüberliegenden Seiten des Leitungselements angeordnet sein, sodass das Leitungselement an einander gegenüberliegenden Seiten an einander gegenüberliegenden Nutwandungen abgestützt ist.
Dabei kann auch eine leichte Spielpassung zwischen den ersten Vorsprüngen und den Nutwandungen realisiert sein. Generell sollte jedoch die radiale Erstreckung der ersten Vorsprünge in Bezug zur lichten Weite der betreffenden Nut derart dimensioniert sein, dass bei der Montage als auch im Betrieb der mit der leistungserzeugenden Komponente ausgestatteten elektrischen Rotationsmaschine das betreffende Leitungselement in der Nut definiert positioniert und in seinem translatorischen Freiheitsgrad senkrecht zur Längserstreckungsrichtung fixiert ist. In weiterer Ausführungsform ist der Querschnitt des Leitungselements im Wesentlichen rechteckig und weist und an wenigstens einer Ecke des rechteckigen Querschnitts einen aus einem ersten Vorsprung und einem zweiten Vorsprung gemeinschaftlich ausgebildeten Eckvorsprung auf.
Die rechteckige Form bewirkt, dass das Leitungselement eine betreffende Nut optimal ausfüllt und somit den geringsten ohmschen Widerstand bietet.
Der Eckvorsprung erfüllt die Funktion des ersten Vorsprungs hinsichtlich der Beabstandung zur Nutwandung, sowie auch die Funktion des zweiten Vorsprungs hinsichtlich der Beabstandung zu einem benachbarten Leitungselement.
Vorzugsweise ist in allen Eckbereichen des Querschnitts jeweils ein Eckvorsprung angeordnet, wobei derartige Eckvorsprünge auch auf lediglich Abschnitten des Leitungselements realisiert sein können, wobei sie entlang der Länge des Leitungselements versetzt angeordnet sein können.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Vorsprung an seiner dem leitfähigen Material des Leitungselements abgewandten Seite konvex ausgebildet ist.
Diese Konvexität des Vorsprungs führt zu einer punkt- oder auch linienförmigen Auflage, und wirkt somit einer unnötigen Verengung des freien Strömungsquerschnitts in einer betreffenden Nut entgegen.
Vorsprünge an radial gegenüberliegenden Seiten eines Leitungselements können unterschiedliche axiale Positionen aufweisen.
Das bedeutet, dass an der axialen Position eines ersten Vorsprungs zwischen einer ersten Nutwandung und einem Leitungselement zwischen diesem Leitungselement und einer gegenüberliegenden zweiten Nutwandung kein erster Vorsprung angeordnet ist.
Bezüglich der zweiten Vorsprünge bedeutet dies, dass an der axialen Position eines zweiten Vorsprungs zwischen einem Leitungselement und einem zum Leitungselement benachbarten Leitungselement zwischen dem benachbarten Leitungselement und einem zum benachbarten Leitungselement wiederum benachbart angeordneten dritten Leitungselement kein zweiter Vorsprung angeordnet ist.
In vorteilhafter Ausführungsform der leistungserzeugenden Komponente ist vorgesehen, dass die leistungserzeugende Komponente einen Anschluss zur Zuführung eines Kühlfluids in die Nut aufweist.
Es bietet sich an, dass dann die leistungserzeugende Komponente des Weiteren auch einen strömungstechnischen Anschluss zur Abführung des Kühlfluids aus der betreffenden Nut aufweist.
Ein jeweiliges Leitungselement und die Breite einer jeweiligen Nut können in Bezug zueinander derart dimensioniert sein, dass der Abstand zwischen einem Leitungselement und einer Nutwandung zwischen 0,2 mm und 0,3 mm beträgt.
Hier ist der Abstand gemeint, der zwischen der Außenseite der Isolationsbeschichtung, die keinen Vorsprung ausbildet, und der Nutwandung existiert. Dies ermöglicht einen großen Querschnitt des Leitungselements für einen hohen Kupferfüllgrad und einen geringen ohmschen Widerstand innerhalb der Nut. Gleichzeitig ist die Kontaktfläche zwischen der verbleibenden Oberfläche des Leitungselements und dem Kühlfluid maximiert, bei Gewährleistung eines ausreichend großen Querschnitts zur Realisierung eines möglichst geringen Druckverlustes.
Zudem wird ein Verfahren zur Herstellung einer leistungserzeugenden Komponente einer elektrischen Rotationsmaschine vorgeschlagen, bei dem ein elektrisches Leitungselement mit einer Isolationsbeschichtung zur Verfügung gestellt wird und wenigstens ein erster in Bezug zur Längserstreckungsrichtung des Leitungselements sich radial erstreckender Vorsprung durch Prägen von Isolationsbeschichtung des Leitungselements ausgebildet wird. Das Leitungselement wird in einer Wicklung derart zumindest abschnittsweise in einer Nut der leistungserzeugenden Komponente angeordnet, dass der erste Vorsprung an einer die Nut begrenzenden Nutwandung anliegt und demzufolge das Leitungselement zumindest an einem Abschnitt, an dem der erste Vorsprung angeordnet ist, durch den ersten Vorsprung in einem Abstand zu der Nutwandung positioniert ist. Dabei kann der Vorsprung mittelbar oder unmittelbar durch Prägen hergestellt werden.
Beim mittelbaren Prägen wird durch das Prägen in Bezug zum Vorsprung benachbartes Material der Isolationsbeschichtung nach radial innen eingedrückt, so dass das den Vorsprung ausbildende Material der Isolationsbeschichtung sich radial weiter erstreckt als das benachbarte eingedrückte Material der Isolationsbeschichtung.
Beim unmittelbaren Prägen wird durch das Prägen in Bezug zum Vorsprung benachbartes Material der Isolationsbeschichtung nach radial innen eingedrückt und der Vorsprung zumindest anteilig durch das Prägen quer zur radialen Richtung verschobenen Materials der Isolationsbeschichtung ausgebildet, so dass das den Vorsprung ausbildende Material der Isolationsbeschichtung sich radial weiter erstreckt als das benachbarte eingedrückte Material der Isolationsbeschichtung.
Ein weiterer Aspekt ist eine elektrische Rotationsmaschine, die zumindest eine erfindungsgemäße leistungserzeugende Komponente aufweist.
In vorteilhafter Ausgestaltung umfasst die elektrische Rotationsmaschine einen Kühlfluid-Kreislauf, der mit dem Anschluss zur Zuführung eines Kühlfluids der leistungserzeugenden Komponente strömungstechnisch gekoppelt ist.
Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt sind. Es ist dargestellt in
Figur 1: ein Statorblech,
Figur 2: der in Figur 1 angedeutete Ausschnitt X des Statorblechs in vergrößerter Darstellung,
Figur 3: der Ausschnitt des Statorblechs mit in herkömmlicher Ausführungsform ausgebildeten Leitungselementen, Figur 4: der Ausschnitt des Statorblechs mit in erfindungsgemäßer Ausführungsform ausgebildeten Leitungselementen, und
Figur 5: der Ausschnitt des Statorblechs mit mehreren Ausführungsformen des Leitungselements.
Die Erfindung wird vorliegend anhand eines Statorblechs 1 sowie der darin ausgebildeten Nuten 10 erläutert. Das Statorblech 1 bildet zusammen mit weiteren, hier nicht dargestellten Statorblechen einen sogenannten Stack aus, also eine Blechpaket-Anordnung, die ein wesentlicher Bestandteil des Körpers des Stators ist, der hier die leistungserzeugende Komponente ausbildet.
Aus Figur 1 ist ersichtlich, dass eine Vielzahl von Nuten 10 im Statorblech 1 angeordnet sind, wobei sie sich punktsymmetrisch radial im Statorblech 1 erstrecken, sodass bei einer parallelen, dichten Anordnung mehrerer Statorbleche 1 parallel zueinander axial verlaufende Nuten 10 im Stator ausgebildet werden.
Figur 2 zeigt den in Figur 1 angedeuteten Ausschnitt X in vergrößerter Darstellung. Es ist ersichtlich, dass die Nutwandungen 11 einer jeweiligen Nut 10 im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen und an der radialen Innenseite des ringförmig ausgestalteten Statorblechs 1 offen sind.
Auf Figur 3 wurde bereits zur Erläuterung des Standes der Technik eingegangen.
Die in Figur 4 dargestellten Leitungselemente 20 umfassen an den Ecken 40 des jeweiligen rechteckigen Querschnitts Eckvorsprünge 41, so wie es in der extra dargestellten Einzelheit ersichtlich ist. Ein jeweiliger Eckvorsprung 41 umfasst in der hier dargestellten Ausführungsform sowohl einen ersten Vorsprung 23 zur Beabstandung des Leitungselements 20 zu einer Nutwandung 11, als auch einen zweiten Vorsprung 24 zur Beabstandung des Leitungselements 20 zu einem benachbarten Leitungselement 30.
Aus Figur 4 ist ersichtlich, dass durch den Eckvorsprung 41 bzw. durch den vom Eckvorsprung 41 umfassten ersten Vorsprung 23 die Außenseite des Leitungselements 20, bis auf den jeweiligen Vorsprung 23,24, 41 selbst, von der Nutwandung 11 in einem Abstand 25 beabstandet ist. Dies ermöglicht einen Durchfluss eines Kühlmittels zwischen der Außenseite des Leitungselements 20 und der Nutwandung 11. Figur 5 zeigt die in Figur 4 dargestellte Ausführungsform, ergänzt um weitere Ausführungsformen des Leitungselements 20. Es ist hier zusätzlich dargestellt, dass ein Leitungselement 20 lediglich erste, in Umfangsrichtung einander gegenüberliegende Vorsprünge 23 aufweisen kann, um das betreffende Leitungselement 20 zu gegenüberliegenden Nutwandungen 11 zu beabstanden.
Radial weiter innen in Bezug zu diesem mit den ersten Vorsprüngen 23 ausgestatteten Leitungselement 20 befindet sich ein weiteres Leitungselement 20, welches lediglich zweite Vorsprünge 24 aufweist, die in radialer Richtung einander gegenüberliegend durch die Isolationsbeschichtung 22 ausgebildet sind. Diese zweiten Vorsprünge 24 dienen zur Beabstandung des betreffenden Leitungselements 20 zu einem benachbarten Leitungselement 30, welches in der hier dargestellten Ausführungsform das Leitungselement 20 mit den ersten Vorsprüngen 23 ist. Diese Ausführungsform ermöglicht es, dass zwischen den Leitungselementen 20, 30 Kühlmittel hindurchgeführt werden kann, um derart effizient Wärme von Leitungselementen20, 30 bzw. dem betreffenden Abschnitt eines Leitungselements 20, 30 abzuleiten.
Mit der hier vorgeschlagenen leistungserzeugenden Komponente einer elektrischen Rotationsmaschine sowie dem Verfahren zu deren Herstellung werden eine kostengünstige sowie bauraumminimierte Ausführung sowie eine optimale Kühlung und/oder lange Lebensdauer bzw. vereinfachte Montage der leistungserzeugenden Komponente ermöglicht.
Bezuqszeichenliste
Statorblech
Nut
Nutwandung
Leitungselement
Leitermaterial
Isolationsbeschichtung erster Vorsprung zweiter Vorsprung
Abstand benachbartes Leitungselement Ecke
Eckvorsprung

Claims

Patentansprüche
1. Leistungserzeugende Komponente einer elektrischen Rotationsmaschine, umfassend zumindest eine Wicklung wenigstens eines zumindest abschnittsweise in Nuten (10) der leistungserzeugenden Komponente geführten elektrischen Leitungselements (20), welches wenigstens einen sich in Bezug zur
Längserstreckungsrichtung des Leitungselements (20) radial erstreckenden ersten Vorsprung (23) aufweist, wobei der erste Vorsprung (23) an einer eine Nut (10) begrenzenden Nutwandung (11) anliegt und demzufolge das Leitungselement (20) zumindest an einem Abschnitt, an dem der erste Vorsprung (23) angeordnet ist, durch den ersten Vorsprung (23) in einem Abstand (25) zu der Nutwandung (11) positioniert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Vorsprung (23) durch Prägen von Isolationsbeschichtung (22) des Leitungselements (20) ausgebildet ist.
2. Leistungserzeugende Komponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (20) wenigstens einen sich in Bezug zur
Längserstreckungsrichtung des Leitungselements (20) radial erstreckenden zweiten Vorsprung (24) aufweist, der an wenigstens einem benachbart positioniertem Leitungselement (30) anliegt und demzufolge das Leitungselement (20) zumindest an einem Abschnitt, an dem der zweite Vorsprung (24) angeordnet ist, in einem Abstand zu dem benachbarten Leitungselement (30) positioniert ist, wobei der zweite Vorsprung (24) durch Prägen von Isolationsbeschichtung des Leitungselements (20) ausgebildet ist.
3. Leistungserzeugende Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (23,24) mittelbar durch Prägen von Material der Isolationsbeschichtung (22) ausgebildet ist, wobei durch das Prägen in Bezug zum Vorsprung (23,24) benachbartes Material der Isolationsbeschichtung (22) nach radial innen eingedrückt ist, so dass das den Vorsprung (23,24) ausbildende Material der Isolationsbeschichtung (22) sich radial weiter erstreckt als das benachbarte eingedrückte Material der Isolationsbeschichtung (22).
4. Leistungserzeugende Komponente nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (23,24) unmittelbar durch Prägen von Material der Isolationsbeschichtung (22) ausgebildet ist, wobei durch das Prägen in Bezug zum Vorsprung (23,24) benachbartes Material der
Isolationsbeschichtung (22) nach radial innen eingedrückt ist und der Vorsprung (23,24) zumindest anteilig durch das Prägen quer zur radialen Richtung verschobenen Materials der Isolationsbeschichtung (22) ausgebildet ist, so dass das den Vorsprung (23,24) ausbildende Material der Isolationsbeschichtung (22) sich radial weiter erstreckt als das benachbarte eingedrückte Material der Isolationsbeschichtung (22)
5. Leistungserzeugende Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (23,24) i) eine im Wesentlichen punktuelle Querschnittserweiterung des
Leitungselements (20) ausbildet, oder ii) eine sich entlang einem Längenabschnitt des Leitungselements (20) erstreckende Querschnittserweiterung des Leitungselements (20) ausbildet.
6. Leistungserzeugende Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Leitungselements (20) im Wesentlichen rechteckig ist und an wenigstens einer Ecke (40) des rechteckigen Querschnitts ein aus einem ersten Vorsprung (23) und einem zweiten Vorsprung (24) gemeinschaftlich ausgebildeter Eckvorsprung (41) angeordnet ist.
7. Leistungserzeugende Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (25) zwischen einem Leitungselement (20) und einer Nutwandung (11 ) zwischen 0,2 mm und 0,3 mm beträgt.
8. Verfahren zur Herstellung einer leistungserzeugenden Komponente einer elektrischen Rotationsmaschine, bei dem
- ein elektrisches Leitungselement (20) mit einer Isolationsbeschichtung (22) zur Verfügung gestellt wird, wenigstens ein erster in Bezug zur Längserstreckungsrichtung des Leitungselements (20) sich radial erstreckender Vorsprung (23,24) durch Prägen von Isolationsbeschichtung (22) des Leitungselements (20) ausgebildet wird, und - das Leitungselement (20) in einer Wicklung derart zumindest abschnittsweise in einer Nut (10) der leistungserzeugenden Komponente angeordnet wird, dass der erste Vorsprung (23) an einer die Nut (10) begrenzenden Nutwandung (11) anliegt und demzufolge das Leitungselement (20) zumindest an einem Abschnitt, an dem der erste Vorsprung (23) angeordnet ist, durch den ersten Vorsprung (23) in einem Abstand (25) zu der Nutwandung (11) positioniert ist.
9. Verfahren zur Herstellung einer leistungserzeugenden Komponente einer elektrischen Rotationsmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass i) der Vorsprung (23,24) mittelbar durch Prägen hergestellt wird, oder ii) der Vorsprung (23,24) unmittelbar durch Prägen hergestellt wird,
10. Elektrische Rotationsmaschine, umfassend zumindest eine leistungserzeugende Komponente gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.
PCT/DE2021/100494 2020-07-09 2021-06-09 Leistungserzeugende komponente einer elektrischen rotationsmaschine, verfahren zur herstellung einer leistungserzeugenden komponente und elektrische rotationsmaschine WO2022007990A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020118143.4A DE102020118143A1 (de) 2020-07-09 2020-07-09 Leistungserzeugende Komponente einer elektrischen Rotationsmaschine, Verfahren zur Herstellung einer leistungserzeugenden Komponente und elektrische Rotationsmaschine
DE102020118143.4 2020-07-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022007990A1 true WO2022007990A1 (de) 2022-01-13

Family

ID=76623820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2021/100494 WO2022007990A1 (de) 2020-07-09 2021-06-09 Leistungserzeugende komponente einer elektrischen rotationsmaschine, verfahren zur herstellung einer leistungserzeugenden komponente und elektrische rotationsmaschine

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102020118143A1 (de)
WO (1) WO2022007990A1 (de)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090078448A1 (en) 2007-09-25 2009-03-26 Tillner Dipl-Ing Siegbert Electrical winding conductor with a rectangular cross section
DE102012218508A1 (de) * 2011-10-17 2013-04-18 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Mehradrige Stableiter für elektrische Maschinen
DE112011103347T5 (de) 2010-10-04 2013-07-18 Remy Technologies, L.L.C. Internes Kühlen einer Statorbaugruppe in einer elektrischen Maschine
JP2015073341A (ja) * 2013-10-02 2015-04-16 三菱電機株式会社 回転電機
JP2016149900A (ja) 2015-02-13 2016-08-18 マツダ株式会社 回転電機の冷却構造
US20170104380A1 (en) 2015-10-08 2017-04-13 Uqm Technologies, Inc. Slot liner thermal conductivity for electric motors
DE102015013018A1 (de) 2015-10-07 2017-04-13 Audi Ag Stator für eine elektrische Maschine
EP3157138A1 (de) 2015-10-12 2017-04-19 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur kühlung eines blechpakets, blechpaket, rotor, stator und elektrische maschine
DE102015220852A1 (de) 2015-10-26 2017-04-27 Robert Bosch Gmbh Elektrische Maschine
DE102016101705A1 (de) 2016-02-01 2017-08-03 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Elektrische Maschine und Kraftfahrzeug und Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Maschine
US20190156978A1 (en) * 2016-08-02 2019-05-23 Denso Corporation Insulated electrical wire, coil, and rotary electric machine
WO2019159922A1 (ja) * 2018-02-16 2019-08-22 古河電気工業株式会社 絶縁ワイヤ、コイル及び電気・電子機器
DE102018219219A1 (de) * 2018-11-12 2020-05-14 Audi Ag Stator für eine elektrische Maschine

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090078448A1 (en) 2007-09-25 2009-03-26 Tillner Dipl-Ing Siegbert Electrical winding conductor with a rectangular cross section
DE112011103347T5 (de) 2010-10-04 2013-07-18 Remy Technologies, L.L.C. Internes Kühlen einer Statorbaugruppe in einer elektrischen Maschine
DE102012218508A1 (de) * 2011-10-17 2013-04-18 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Mehradrige Stableiter für elektrische Maschinen
JP2015073341A (ja) * 2013-10-02 2015-04-16 三菱電機株式会社 回転電機
JP2016149900A (ja) 2015-02-13 2016-08-18 マツダ株式会社 回転電機の冷却構造
DE102015013018A1 (de) 2015-10-07 2017-04-13 Audi Ag Stator für eine elektrische Maschine
US20170104380A1 (en) 2015-10-08 2017-04-13 Uqm Technologies, Inc. Slot liner thermal conductivity for electric motors
EP3157138A1 (de) 2015-10-12 2017-04-19 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur kühlung eines blechpakets, blechpaket, rotor, stator und elektrische maschine
DE102015220852A1 (de) 2015-10-26 2017-04-27 Robert Bosch Gmbh Elektrische Maschine
DE102016101705A1 (de) 2016-02-01 2017-08-03 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Elektrische Maschine und Kraftfahrzeug und Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Maschine
US20190156978A1 (en) * 2016-08-02 2019-05-23 Denso Corporation Insulated electrical wire, coil, and rotary electric machine
WO2019159922A1 (ja) * 2018-02-16 2019-08-22 古河電気工業株式会社 絶縁ワイヤ、コイル及び電気・電子機器
DE102018219219A1 (de) * 2018-11-12 2020-05-14 Audi Ag Stator für eine elektrische Maschine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102020118143A1 (de) 2022-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017222635A1 (de) Stator und Elektromaschine mit Kühlsystem
DE102006044963B3 (de) Stator für eine elektrische Maschine mit Flüssigkeitskühlung
EP2975734A2 (de) Anordnung zur statorkühlung eines elektrischen motors
DE102020109209A1 (de) Leistungserzeugende Komponente einer elektrischen Rotationsmaschine und elektrische Rotationsmaschine
WO2013034413A2 (de) Stator für einen elektromotor
DE102008027002A1 (de) Elektromotor
WO2005091468A1 (de) Gekühlte elektrodynamische maschine mit einem spaltrohr
DE102016225342A1 (de) Gehäuse einer elektrischen Maschine, Statoranordnung einer elektrischen Maschine sowie elektrische Maschine
WO2020216507A1 (de) Elektrische maschine mit drehmomentabstützung im gehäuse
EP3672029A1 (de) Nutverschluss einer elektrischen maschine, kronenkühler für eine elektrische maschine, elektrische maschine und verfahren zum herstellen eines kronenkühlers
EP3070815A1 (de) Stator mit thermischer Anbindung von Kühlrohren
EP4018534A1 (de) Statorkühlung
EP4193450B1 (de) Windkraftanlage mit zumindest einer dynamoelektrischen maschine
DE102017011828A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Wickelkopfkühlung eines Wickelkopfs sowie Gusswerkzeug zur Herstellung einer Wickelkopfkühlung
DE102020102776A1 (de) Kühlen eines Wicklungskopfs einer rotierenden elektrischen Maschine
WO2022007990A1 (de) Leistungserzeugende komponente einer elektrischen rotationsmaschine, verfahren zur herstellung einer leistungserzeugenden komponente und elektrische rotationsmaschine
DE102012219943A1 (de) Kühlvorrichtung für einen Elektromotor
WO2018202235A1 (de) Elektrische maschine mit kühlung
DE102006044965A1 (de) Gehäuselose elektrische Maschine mit Flüssigkeitskühlung
EP2347496B1 (de) Linearmotor mit einer Leiteranordnung sowie Verfahren zu deren Kühlung
DE102021119405A1 (de) Stator für eine elektrische Maschine, elektrische Maschine, Statorkühlsystem und Verfahren zum Kühlen eines Stators
DE102020109211A1 (de) Leistungserzeugende Komponente einer elektrischen Rotationsmaschine und elektrische Rotationsmaschine
DE102019103971A1 (de) Kühlkörper für einen Stator einer elektrischen Maschine, elektrische Maschine sowie Kraftfahrzeug
DE102021108953B3 (de) Stator einer elektrischen Axialflussmaschine und Axialflussmaschine
DE102020126813B3 (de) Rohr mit Nutverschlusskeilen zur Abdichtung der Wickelkopfbereiche bei elektrischen Maschinen mit direkter Nutkühlung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21734758

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21734758

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1