电动机器的定子、用于制造这种定子的方法和电动机器与流程

阅读：评论：0

1.本发明涉及一种电动机器的定子、一种具有定子的电动机器和一种制造定子的方法。

背景技术：

2.电动机器的原理上的构造是从实践中已知的。因此电动机器具有定子，该定子具有壳体、定子叠片组和具有绕组头的定子绕组。该定子也被称为静止件此外，电动机器具有转子，该转子具有转子轴和转子叠片组。该转子也被称为运动件
3.在电动机器运行中，在电动机器的构件中会产生损耗功率。该损耗功率作为热量释放。在此，将热量从电动机器中导出是重要的，以便可以在最佳的运行温度下运行电动机器。从实践中已知的是，借助于流经冷却回路的冷却剂冷却电动机器的定子。
4.wo 2013/075 783 a2公开了一种电动机器的定子，该定子具有由定子叠片组合而成的定子叠片组。该定子叠片组具有用于容纳定子绕组的槽道。在该定子叠片组的定子叠片中引入贯通开口，这些贯通开口在定子叠片组中齐平并且构成冷却通道。在此，这些冷却通道以一定的径向间距并且在周向方向上与容纳定子绕组的槽道偏移地布置。
5.de 10 2017 214 427 a1公开了一种电动机器的定子，该定子具有定子叠片组和定子绕组。用于冷却定子叠片组的冷却通道以距离定子绕组一定间距的方式延伸穿过定子叠片组。
6.de 10 2016 101 705 a1和de 10 2019 113 950 a1分别公开了电动机器的定子的定子绕组的绕组头的冷却装置。在此，这些绕组头分别被冷却剂环流。
7.de 10 2017 102 141 a1公开了电动机器的另一种定子，该定子具有定子叠片组以及定子绕组。定子绕组被容纳在定子叠片组的槽道中并且为了冷却而被冷却剂环流。在此，冷却剂流经容纳绕组的槽道。为了防止冷却剂进入电动机器的定子和转子之间的间隙中，在定子的径向内部存在被设计为套筒的密封器件。
8.虽然从现有技术已知电动机器的已被冷却的定子，但是仍存在如下需求，一种电动机器的具有高效冷却性能和较高机械稳定性的新型定子。

技术实现要素：

9.本发明的目的在于，提供一种电动机器的新型定子、一种具有这样的定子的电动机器以及一种用于制造这样的定子的方法。
10.该目的通过本发明的电动机器的定子来实现。
11.根据本发明，提出一种电动机器的定子，所述定子具有：由叠片坯件构成的定子叠片组，所述叠片坯件具有槽道；定子绕组，所述定子绕组与槽道绝缘件一同布置在所述定子叠片组的槽道中，使得在所述槽道内部，相应的槽道绝缘件定位在所述叠片坯件与所述定子绕组之间，以便使所述定子绕组相对于所述叠片坯件的叠片材料电绝缘，并且使得沿轴向方向观察，所述定子绕组从所述槽道伸出，侧向地相对于所述定子叠片组突出并且侧向
地在所述定子叠片组旁形成绕组头，沿径向方向观察，在径向内部或径向外部直接邻接容纳定子绕组的槽道地形成冷却剂流动通道。用电绝缘的浸渍材料浸渍被容纳在定子叠片组的槽道中的定子绕组，使得在槽道内部，在槽道绝缘件与定子绕组之间的空隙填充有电绝缘的浸渍材料。
12.在根据本发明的定子中，用电绝缘的浸渍材料浸渍被容纳在定子叠片组的槽道中的定子绕组，尤其使得在槽道内部，在槽道绝缘件与定子绕组之间的空隙优选完全填充有电绝缘的浸渍材料。因此，没有冷却剂流经这样的槽道。相反，冷却剂流经冷却剂流动通道，这些冷却剂流动通道被设计成在径向内部或径向外部直接邻接于容纳定子绕组的槽道。由此，可以在定子的较高的机械稳定性的情况下确保定子的有效冷却。
13.优选地，在冷却剂流动通道与槽道之间没有布置叠片坯件的叠片材料。叠片坯件的槽口(冷却剂流动通道在这些槽口内部延伸)过渡到叠片坯件的槽道中。这允许从定子绕组并且因此从电动机器的定子中特别有效地进行排热。
14.优选地，在槽口(冷却剂流动通道在所述槽口内部延伸)中布置有将冷却剂流动通道相对于叠片坯件密封的密封件。这允许特别有利地制造电动机器的定子。
15.优选地，仅仅密封件将冷却剂流动通道与槽道分隔开。
16.优选地，密封件由槽道绝缘件的区段构成。
17.优选地，沿径向方向观察，套筒附接至定子叠片组的径向内部上，所述套筒将定子叠片组在径向内部密封。
18.优选地，沿轴向方向观察，端板附接至定子叠片组，所述端板在定子叠片组的轴向侧面上密封冷却剂流动通道。
19.根据本发明，还提出一种电动机器。所述电动机器具有转子；定子，其中定子在形成转子与定子之间的气隙的情况下在径向外部包围转子，所述电动机器包括根据本发明的上述定子之一。
20.根据本发明，还提出一种用于制造定子的方法。所述方法至少具有以下步骤：
21.提供由叠片坯件构成的定子叠片组，所述叠片坯件具有槽道和槽口；
22.提供槽道绝缘件并且将槽道绝缘件布置在槽道中；
23.将定子绕组布置在槽道中；
24.将占位件布置在槽口中；
25.提供电绝缘的浸渍材料并且用电绝缘的浸渍材料浸渍定子绕组，其中在此，在槽道内部，用电绝缘的浸渍材料填充槽道绝缘件与定子绕组之间的空隙，
26.将占位件在释放冷却剂流动通道的情况下从槽口中移除。
27.优选地，首先将占位件布置在槽口中并且接着将定子绕组布置在槽道中。
28.优选地，首先将定子绕组布置在槽道中并且接着将占位件布置在槽口中。
29.优选地，将占位件和定子绕组沿轴向方向从定子叠片组的同一侧推入到槽口中和槽道中。
附图说明
30.本发明的优选的改进方案自从属权利要求和以下的描述得到。将借助附图详细阐述本发明的实施例，但并不局限于此。在附图中：
31.图1示出了电动机器的在定子和转子区域中的示意性轴向截面；
32.图2示出了在制造定子时的图1的定子的细节；
33.图3以立体图示出了图2的细节；
34.图4示出了替代于图2的细节的定子的细节；
35.图5以立体图示出了图4的细节；
36.图6示出了图3和图5的细节；
37.图7示出了替代于图6的细节的细节；
38.图8示出了在制造定子时所使用的占位件的侧视图。
具体实施方式
39.图1示出了穿过电动机器10的示意性轴向截面。电动机器10具有定子11，该定子具有壳体12和由多个叠片坯件14组合而成的定子叠片组13。此外，电动机器10包括转子15，该转子具有转子轴16和同样由多个叠片坯件18组合而成的转子叠片组17。转子15，即轴16通过轴承19可旋转地支承在定子11的壳体12中。在定子11与转子15之间，即在定子叠片组13与转子叠片组17之间形成有气隙l。
40.如已经阐明的，定子11具有由叠片坯件14组合而成的定子叠片组13。叠片坯件14并且因此定子叠片组13具有用于容纳定子绕组21的多个槽道20。定子绕组21沿定子叠片组13的轴向方向在该定子叠片组的槽道20内延伸，其中沿轴向方向观察，定子绕组21从槽道20中伸出，侧向地相对于定子叠片组13突出并且侧向地在定子叠片组13旁形成绕组头22。
41.槽道20不仅容纳定子绕组21，而且还容纳槽道绝缘件23。槽道绝缘件23定位在定子叠片组13的叠片坯件14的叠片材料与定子绕组21之间，以使定子绕组21相对于定子叠片组13电绝缘。
42.在根据本发明的定子11中，沿径向方向观察，在径向内部和/或径向外部直接邻接于容纳定子绕组21的槽道20地形成冷却剂流动通道24。
43.用电绝缘的浸渍材料25浸渍布置在槽道20中的定子绕组21，尤其使得在槽道20内部，在槽道绝缘件23与定子绕组21之间的空隙26和槽道内的定子绕组21之间的空隙26填充(尤其完全填充)有电绝缘的浸渍材料25。
44.尤其完全填充定子绕组21与槽道绝缘件23之间以及相应的槽道20的区域中的定子绕组21之间的空隙26的电绝缘的浸渍材料25在容纳定子绕组21的槽道20的区域中为定子11提供高机械稳定性。藉由在径向内部和/或径向外部直接邻接于槽道20的冷却剂流动通道24可以有效地从定子绕组21中并且因此从定子11中导出热量。
45.冷却剂流动通道24被设计成直接邻接于容纳定子绕组21的槽道20。在径向上，在冷却剂流动通道24与槽道20之间不存在叠片坯件14的叠片材料并且因此不存在定子叠片组13的叠片材料。叠片坯件14的槽口30过渡到叠片坯件14的槽道20中，冷却剂流动通道24在这些槽口内部延伸。在相应还未安装成定子11的叠片坯件14中，槽口30(制成的定子11的冷却剂流动通道24在所述槽口中延伸)在径向内部和/或径向外部形成槽道20的凸起，这些凸起沿周向方向观察具有比槽道20更小的周向宽度。
46.槽口30以及冷却剂流动通道24优选地沿周向方向布置在槽道20的中央。
47.优选地，当冷却剂流动通道24不仅在径向内部、而且在径向外部直接邻接于槽道
20时，径向内部的冷却剂流动通道24沿周向方向具有比径向外部的冷却剂流动通道24更小的周向宽度。
48.在图1的、其细节在图2和图3以及图6示出的电动机器10中，在定子11的壳体12的第一轴向侧面上，朝在该轴向侧面上形成的绕组头22的方向注入冷却剂27并且直接环流绕组头22，其中冷却剂接着根据箭头28通过定子叠片组13的冷却剂流动通道24沿轴向方向流经定子叠片组13并且在相反的第二轴向侧面上从定子叠片组13中流出，以便直接环流并且因此冷却在该轴向侧面上形成的绕组头22，并且使冷却剂藉由冷却剂出口29从定子11的壳体12中导出。可以将冷却剂从冷却剂出口29输送给热交换器33，以便从冷却剂中提取热量并且在提取热量之后，使用未示出的泵的将冷却剂在闭合的冷却回路的意义上再次输送给冷却剂入口27。
49.在图1中，在定子叠片组13的两个轴向端部定位有端板31，该端板具有轴向区段31a和径向区段31b。
50.端板31、即该端板的轴向区段31a确保冷却剂在定子叠片组13的第一轴向侧面上可以无泄露地进入到冷却剂流动通道24中，并且在相反的第二轴向侧面上可以无泄露地从冷却剂流动通道24中流出。
51.此外，端板31、即该端板的径向区段31b防止冷却绕组头22的冷却剂从绕组头22进入转子15的区域中。如已经阐明的，定子叠片组13的槽道20不仅容纳定子绕组21，而且还容纳槽道绝缘件23。
52.在图1、图2、图3和图6的实施例中，在槽口30(冷却剂流动通道24在所述槽口内部延伸)中定位有密封件32。密封件32将冷却剂流动通道24相对于叠片坯件14密封。在图6中，密封件32在冷却剂流动通道24的周向上全面地限界冷却剂流动通道24。藉由密封件32防止了流经冷却剂流动通道24的冷却剂可能在径向内部朝转子15的方向，即朝在转子15与定子11之间形成的气隙l的方向流动并且因此可能进入转子15的区域中。
53.在图1、图2，图3和图6的实施例中，密封件32将冷却剂流动通道24与槽道20分隔开。因此，在图6的截面中观察，槽道绝缘件23和密封件32限界相应分隔开的容纳空间，即，槽道绝缘件23限界用于容纳定子绕组21以及浸渍材料25的容纳空间，密封件32限界用于容纳冷却剂流动通道24的容纳空间。在此，根据图6，密封件32由槽道绝缘件23的区段构成。
54.与图6不同的是，图7示出本发明的表现形式，在如图6所示的表现形式中，密封件32由槽道绝缘件的区段构成，其中密封件32却没有将冷却剂流动通道24与槽道20分隔开。在图7中，这通过引入到槽道绝缘件23与定子绕组21之间的空隙26中的浸渍材料25来实现。
55.因此，在图1至图3、图6和图7的实施例中，转子15与定子11的冷却剂侧的密封一方面通过端板31来实现，并且另一方面通过密封件32来实现，以防止冷却剂从定子11进入转子15的区域中。通过冷却剂入口27进入到定子11的壳体12中的冷却剂首先通过直接环流绕组头来冷却定位在第一轴向侧面上的绕组头22，并且然后通过相应的端板31的轴向区段31a进入到冷却剂通道24中，这些冷却剂通道至少局部地由密封件32限界。在定子叠片组13的相反的第二轴向侧面，冷却剂从冷却剂流动通道24通过相应的端板31的轴向区段31a流出并且同样通过直接环流绕组头来冷却定位在此处的绕组头22，以便随后将冷却剂藉由冷却剂出口29从定子11的壳体12中导出。
56.端板31防止冷却绕组头22的冷却剂进入转子15的区域，而密封件32则防止流经冷
却剂通道24以冷却定位在槽道20中的定子绕组21的冷却剂从冷却剂流动通道24进入转子15的区域。
57.为了制造在此示出的电动机器10的在图1至图3、图6和图7中示出的定子11，如下地进行，即，首先提供由堆叠的叠片坯件14构成的定子叠片组13，其中叠片坯件14并且因此定子叠片组13一方面具有槽道20且另一方面具有直接过渡到槽道20中的槽口30。
58.此外，提供槽道绝缘件23并且将槽道绝缘件23布置在槽道20中。在图6和图7中，槽道绝缘件23的区段构成布置在槽口30中的密封件32。
59.将定子绕组21布置在槽道20中。将占位件34布置在槽口30中。
60.图8示出这样的占位件34。在图2和图3中、以及在图4和图5中也示出了占位件34，在制造或生产定子11时将该占位件布置在槽口30中，即布置在定位在槽口30中的密封件32内部。
61.可以实现的是，首先将占位件34布置在槽口30或密封件32中并且接着将定子绕组21布置在槽道20或槽道绝缘件23中。同样可以实现的是，将定子绕组21布置在槽道20中并且接着将占位件34布置在槽口30中。
62.在将定子绕组21布置在槽道20中之后并且在将占位件34布置在槽口30中之后，用电绝缘的浸渍材料25浸渍定子绕组21，其中在此优选完全用电绝缘的浸渍材料25填充槽道20内的槽道绝缘件23与定子绕组21之间的空隙26以及相邻的定子绕组21之间的空隙26。没有浸渍材料25进入布置有占位件34的区域，从而使得在将占位件34从槽口30中移除之后，占位件34释放槽口30的区域中的冷却剂流动通道24，在图6中沿冷却剂流动通道24的周向方向观察，这些冷却剂流动通道全面地、并且在图7中部分地受到密封件32的限界。
63.在制造图1至图3、图6和图7的定子11时，在将槽道绝缘件23布置在槽道20中之后并且在将定子绕组21布置在槽道20中之前以及在将占位件34布置在槽口30中之前，将端板31布置(尤其注塑)在定子叠片组13的轴向端部处。
64.作为浸渍材料，例如可以使用环氧树脂。浸渍可以通过滴流浸渍或浸渍或真空方法进行。
65.在制造定子11时提出，将占位件34和定子绕组21沿轴向方向从定子叠片组13的同一侧推入到槽口30和槽道20中。为了便于将占位件34推入到槽道30中，这些占位件具有锥形地逐渐变细的尖端34a。由此，可以特别有利地将占位件34引入到槽口30中。为了较为简单地操作占位件34，占位件在与尖端34a相反的端部处具有抓握部34b。占位件34在抓握部34b处被加宽，其中抓握部34b还限定止挡部，该止挡部限界相应的占位件34插入到相应的槽口30中的深度。
66.定子绕组21在轴向侧面(占位件34从该轴向侧面被推入到槽口30中)上形成，使得定子绕组21或这些定子绕组的绕组头22一方面允许将占位件34无阻碍地引入到槽口30中并且另一方面允许将这些占位件无阻碍地从槽口30中移除。
67.在图1至图3、图6和图7的实施例中，在定子叠片组13的轴向端部的区域中存在端板31，以防止冷却剂从定子11朝转子15的方向流动。图4和5示出了根据本发明的定子的变型，在该定子中，套筒35附接至定子叠片组13的径向内部上，该套筒防止冷却剂进入转子15的区域中。由于套筒35的存在，则可以在槽口30中省去密封件32。在图4和图5中，尽管有套筒35，然而还在槽口30使用密封件32。
68.在所有其余细节方面，图4和图5的实施例与图1至图3、图6和图7的实施例相一致，因此为了避免不必要的重复，可以对相同的组件使用相同的附图标记并且引用针对图1至图3、图6和图7的实施例的实施方式。

技术特征：

1.一种电动机器(10)的定子(11)，所述定子具有：由叠片坯件(14)构成的定子叠片组(13)，所述叠片坯件具有槽道(20)；定子绕组(21)，所述定子绕组与槽道绝缘件(23)一同布置在所述定子叠片组(13)的槽道(20)中，使得在所述槽道(20)内部，相应的槽道绝缘件(23)定位在所述叠片坯件(14)与所述定子绕组(21)之间，以便使所述定子绕组(21)相对于所述叠片坯件(14)的叠片材料电绝缘，并且使得沿轴向方向观察，所述定子绕组(21)从所述槽道(20)伸出，侧向地相对于所述定子叠片组(13)突出并且侧向地在所述定子叠片组(13)旁形成绕组头(22)，其特征在于，沿径向方向观察，在径向内部或径向外部直接邻接于容纳所述定子绕组(21)的槽道(20)地形成冷却剂流动通道(24)，用电绝缘的浸渍材料(25)将容纳在所述定子叠片组(13)的槽道(20)中的所述定子绕组(21)浸渍成，使得在所述槽道(20)内部，所述槽道绝缘件(23)与所述定子绕组(21)之间的空隙(26)填充有所述电绝缘的浸渍材料(25)。2.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，在所述冷却剂流动通道(24)与所述槽道(20)之间没有布置所述叠片坯件(14)的叠片材料。3.根据权利要求1或2所述的定子，其特征在于，所述叠片坯件的、在其内部延伸有所述冷却剂流动通道(24)的槽口(30)过渡到所述叠片坯件的、在其内部布置有所述定子绕组(21)的槽道(20)中。4.根据权利要求1至3之一所述的定子，其特征在于，在其内部延伸有所述冷却剂流动通道(24)的所述槽口(30)中布置有密封件(32)，所述密封件将所述冷却剂流动通道(24)相对于所述叠片坯件(14)密封。5.根据权利要求4所述的定子，其特征在于，仅仅所述密封件(32)将所述冷却剂流动通道(24)与所述槽道(20)分隔开。6.根据权利要求4或5所述的定子，其特征在于，所述密封件(32)由所述槽道绝缘件(23)的区段构成。7.根据权利要求1至6之一所述的定子，其特征在于，沿径向方向观察，套筒(35)附接至所述定子叠片组(13)的径向内部上，所述套筒将所述定子叠片组(13)在径向内部密封。8.根据权利要求1至7之一所述的定子，其特征在于，沿轴向方向观察，端板(31)附接至所述定子叠片组(13)，所述端板在所述定子叠片组(13)的轴向侧面上密封所述冷却剂流动通道(24)。9.一种电动机器(10)，所述电动机器具有：转子(15)，定子(11)，其中在形成所述转子(15)与所述定子(11)之间的气隙(l)的情况下所述定子(11)在径向外部包围所述转子(15)，
其特征在于，所述电动机器(10)的定子(11)是根据权利要求1至8之一设计的。10.一种用于制造根据权利要求1至8之一所述的定子(11)的方法，所述方法至少具有以下步骤：提供由所述叠片坯件(14)构成的定子叠片组(13)，所述叠片坯件具有槽道(20)和槽口(30)；提供槽道绝缘件(23)并且将所述槽道绝缘件(23)布置在所述槽道(20)中；将定子绕组(21)布置在所述槽道(20)中；将占位件(34)布置在所述槽口(30)中；提供电绝缘的浸渍材料(25)并且用所述电绝缘的浸渍材料(25)浸渍所述定子绕组(21)，其中在此，在所述槽道(20)内部，用所述电绝缘的浸渍材料(25)填充所述槽道绝缘件(23)与所述定子绕组(21)之间的空隙(26)，将所述占位件(34)在释放所述冷却剂流动通道(24)的情况下从所述槽口(30)中移除。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，首先将所述占位件(34)布置在所述槽口(30)中并且接着将所述定子绕组(21)布置在所述槽道(20)中。12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，首先将所述定子绕组(21)布置在所述槽道(20)中并且接着将所述占位件(34)布置在所述槽口(30)中。13.根据权利要求10至12之一所述的方法，其特征在于，将所述占位件(34)和所述定子绕组(21)沿轴向方向从所述定子叠片组(13)的同一侧推入到所述槽口(30)中和所述槽道(20)中。

技术总结

本发明涉及电动机器的定子，其具有由叠片坯件构成的定子叠片组，这些叠片坯件具有槽道；定子绕组，这些定子绕组与槽道绝缘件一同布置在定子叠片组的槽道中，使得在槽道内部，相应的槽道绝缘件定位在叠片坯件与定子绕组之间，以便将定子绕组相对于叠片坯件的叠片材料电绝缘，沿轴向方向观察，定子绕组从槽道中伸出，侧向地相对于定子叠片组突出并侧向地在定子叠片组旁形成绕组头。沿径向方向观察，在径向内部或径向外部直接邻接于容纳定子绕组的槽道地形成冷却剂流动通道。用电绝缘的浸渍材料浸渍被容纳在定子叠片组的槽道中的定子绕组，使得在槽道内部在槽道绝缘件与定子绕组之间的空隙填充有该浸渍材料。本发明还涉及制造方法和电动机器。造方法和电动机器。造方法和电动机器。