用於電機的裝置、用於電機的極和用於製造裝置的方法
2023-06-08 04:25:41 2
用於電機的裝置、用於電機的極和用於製造裝置的方法
【專利摘要】本發明提供用於電機（1;2;3）的裝置（12,13,14,15,16;16,21,22,23）和用於製造所述裝置的方法。所述裝置包括用於隔開用於接納電機（1）的繞組（18）的極（P）的兩個極分段（12,13;14,15）或者所述電機（2;3）的不同相的兩個繞組（21,22,23）的隔件（16），其中在通過隔件（16）實現的、至繞組（18,21,22,23）的空間中布置絕緣材料（17）。
【專利說明】用於電機的裝置、用於電機的極和用於製造裝置的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於電機的裝置、一種用於電機的極和一種用於製造所述裝置的方法。
【背景技術】
[0002]電機的藉助繞組繞線的定子具有熱阻，所述熱阻決定性地通過所使用的絕緣材料確定。當今使用的絕緣材料通常具有0.25W/(m.K)數量級的熱傳導係數。即使這樣的熱傳導係數相對小，但可進一步優化絕緣材料的熱阻。
[0003]DE 10 2007 014 360 Al描述一種用於繞組的隔件，所述隔件被用於繞組部分的空間分離和穩定。在該隔件中布置支撐元件，所述支撐元件在繞組的縱向上被多重劃分。由此形成的空間可以被用於冷卻空氣或冷卻油的引入，以便將在繞組中形成的熱輸送到散熱片。
[0004]通過在定子的製造過程中形成的分界層和充氣的空腔，也得出高的熱阻。此外，分界層和充氣的空腔降低了定子的局部放電耐抗性。
【發明內容】
[0005]因此，本發明的任務是，提供一種用於電機的裝置、一種用於電機的極和一種用於製造所述裝置的方法，藉助其，可以解決先前提到的問題。尤其應該提供一種用於電機的裝置、一種用於電機的極和一種用於製造所述裝置的方法，其中通過成本低的並且可簡單實現的措施來實現熱阻的改善，從而達到電機的功率的提高。
[0006]所述任務通過根據權利要求1的用於電機的裝置解決。用於電機的裝置包括用於隔開要麼用於接納電機的繞組的極的兩個極分段要麼電機的不同相的兩個繞組的隔件，其中在通過隔件實現的、至繞組的空間中布置絕緣材料。
[0007]藉助所述裝置，結合高導熱的材料、尤其是環氧樹脂，可以實現熱分界層的最小化。由此達到熱阻的明顯改善。這導致電機的功率的提高。
[0008]此外，在先前描述的裝置情況下不再需要絕緣紙。這也有助於，可更簡單和從而更少時間密集地並且此外更成本低地製造所述裝置。
[0009]先前描述的裝置的具有兩個極分段的極可以是電機的部分。替代地，電機可以具有先前描述的裝置的不同相的至少兩個繞組，其分布式地布置在圓柱形體上，其中所述至少兩個繞組包括用於電機的第一電壓相的第一繞組和用於電機的第二電壓相的第二繞組，其中在至少兩個繞組的兩個繞組之間分別布置隔件。
[0010]在電機中，可以用絕緣材料包封在圓柱形體處的由第一和第二繞組和隔件組成的裝置。
[0011]此外，所述任務通過根據權利要求4的、用於電機的極來解決。所述極具有至少兩個極分段和隔件，所述至少兩個極分段用於接納所述電機的繞組，所述隔件如此布置在至少兩個極分段的兩個極分段之間，使得所述隔件從兩個極分段側向地伸出。[0012]所述極實現了如先前關於所述裝置提到的相同的優點。
[0013]所述極的其他有利的擴展方案在從屬權利要求中說明。
[0014]可能的是，隔件伸出到所述兩個極分段的兩側上，和/或隔件在所述隔件伸出兩個極分段的部分處比所述隔件施加在兩個極分段上的部分處寬。
[0015]優選地，隔件至少部分地是H形。
[0016]有利地，所述極在要朝向繞組的區域處具有由絕緣材料製成的層。
[0017]存在以下可能性:由絕緣材料製成的層被隔件中斷，和/或由絕緣材料製成的層是環氧樹脂層。
[0018]先前描述的極可以是用於電機的定子的部分，其此外包括至少一個線圈繞組。
[0019]此外，所述任務通過根據權利要求10的、用於製造所述裝置的方法解決。所述方法包括步驟:在極的兩個極分段之間或在電機的不同電壓相的兩個繞組之間布置隔件，並且用絕緣材料包封由極分段和隔件組成的裝置或由繞組和隔件組成的裝置。
[0020]所述方法具有如先前關於所述裝置和所述極提到的相同的優點。
[0021]本發明的其他的可能的實現還包括沒有明確提到的、先前或下面關於實施例描述的特徵或實施方式的組合。在此，專業人員還將添加單方面作為對本發明的相應基本形式的改善或補充。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]下面，參考附圖和根據實施例更詳細地描述本發明。其中:
圖1示出根據第一實施例的、具有定子的電機的剖面圖；
圖2示出根據第一實施例的定子的另一剖面圖；
圖3示出根據第一實施例的、用於製造所述裝置的方法的流程圖；
圖4示出電機的部分的剖面圖，其中使用根據第二實施例的隔件作為相分離裝置；
圖5示出根據第二實施例的、用於製造裝置的方法的流程圖；
圖6示出電機的部分的剖面圖，其中使用根據第三實施例的隔件。
[0023]在圖中，相同的或功能相同的元件配備有相同的參考標記，只要沒有另外說明。
【具體實施方式】
[0024]圖1示出具有定子10的電機1，所述定子也可以稱作「定片」。定子10具有線圈載體11、第一極分段12、第二極分段13、第三極分段14、第四極分段15、分別單獨布置在第一至第四極分段12、13、14、15之間的三個隔件16、由絕緣材料17製成的層和定子10的繞組18，所述繞組由多個相疊地布置的電線18a、18b、18c (圖2)構成。第一至第四極分段12、13、14、15連同隔件16和絕緣材料17 —起構成裝置，所述裝置也可以稱作極P。由絕緣材料17製成的層優選由塑料、尤其是環氧樹脂製造。
[0025]通過隔件16而發生用於中間的隔件16的、在圖1中通過圓A表示的區域中的漏電路徑增加。
[0026]隔件16具有保持區段(Halterabschnitt)16a、第二保持區段16b和第三保持區段16c。隔件16在圖1的視圖中被構成為H形的，其中第二保持區段16b布置在各兩個極分段一例如第一極分段12和第二極分段13之間。第一和第三保持區段16a、16c分別從極分段12、13、14、15中伸出。在此情況下，第一和第三保持區段16a、16c如此與第二保持區段16b連接，使得它們分別能夠一起在其端部處包圍極分段12、13、14、15。隔件16通過其第一和第三保持區段16a、16c構成相應的極分段12、13、14、15和繞組18之間的空腔。在該空間中，在定子10的情況下，布置絕緣材料17。在圖1中，在定子10的情況下，整個空腔用絕緣材料17填充。
[0027]由此，在定子10的情況下降低熱阻，因為熱傳導能力通過所使用的絕緣材料——即塑料、尤其是環氧樹脂來提高。此外，降低界面或電離了的空腔。由此改善局部放電耐抗性。
[0028]由此，電機I具有顯著更高的發動機功率，因為在繞組18中形成的熱量由於熱阻的降低以及由於迄今附加地需要的絕緣原料的取消而改善。
[0029]此外，在絕緣材料17——例如塑料(其尤其是環氧樹脂)中所存儲的水分含量是低的。
[0030]圖2示出圖1的定子10的另一截面。如在此所示，線圈載體11被構成為U形的。繞組18布置在由線圈載體11構成的U中並且環繞第一至第四極分段12、13、14、15。在圖2中，為清晰起見，不是所有多個電線18a、18b、18c均配備有參考標記，所述多個電線不僅並排地而且相疊地布置。
[0031]如圖2中所示，隔件16分別藉助隔件緊固元件16d緊固在極分段12、13、14之一上。絕緣材料17在第一至第四極分段12、13、14、15處分別存在於以下區域中:在所述區域中，繞組18纏繞在極分段12、13、14、15上。第一至第四極分段12、13、14、15的其上方沒有布置繞組18的其他部分分別無絕緣材料，如在圖2中所示的那樣。在圖2中，這分別是第一至第四極分段12、13、14、15的邊緣區域。
[0032]在圖2中，僅僅在第一和第二極分段12、13處示出絕緣材料17。與此相對，僅為了改善地表示定子10的結構，而沒有在第三和第四極分段14、15處示出絕緣材料17。然而，通常在第三和第四極分段14、15處也分別存在由絕緣材料17製成的層，如在圖2中對於第一和第二極分段12、13所示的那樣。
[0033]在圖2中，第一至第四極分段12、13、14、15和隔件16在寬度上伸出線圈載體11。在該視圖中，隔件16分別具有線狀的橫截面。因此，隔件16至少部分地是H形的，如由圖1和圖2—起得知的那樣。
[0034]在定子10情況下，第一至第四極分段12、13、14、15布置在線圈載體11之間，如在圖1和圖2中所示的那樣。
[0035]圖3示意性地示出用於製造由極分段12、13、14、15連同分別布置在其之間的隔件16和由絕緣材料17製成的層所組成的裝置的方法。
[0036]在開始所述方法之後，在步驟SI，在電機I的極12、13、14、15的兩個極分段12、13之間布置隔件16。然後，流程繼續到步驟S2。
[0037]在步驟S2，檢查是否應該在極P處附加另外的極分段、例如所述極分段14、15之一。如果在步驟S2中答案為「是」，則該流程返回到步驟SI。然而，如果在步驟S2中答案為「否」，則該流程繼續到步驟S3。
[0038]在步驟S3，由極分段12、13、14、15和隔件16組成的裝置用絕緣材料17、尤其是環氧樹脂包封。在此情況下，優選將絕緣材料17作為層施加在極分段12、13、14、15上，使得所述絕緣材料僅僅布置在極分段12、13、14、15和繞組18之間的空間中或引入到由線圈載體11和隔件16構成的空間中，如在圖1中所示的那樣。絕緣材料17例如可以澆鑄到所述空間中。這例如當絕緣材料17是塑料、尤其是環氧樹脂時是有利的。所述空間可以完全用絕緣材料17填充，如在圖1中所示的那樣。
[0039]然後，所述方法結束。
[0040]圖4示出根據第二實施例的、電機2的截面。電機2具有圓柱形體20，在所述圓柱形體上分布第一繞組21、第二繞組22和第三繞組23。在第一繞組21和第二繞組22之間分別存在隔件16。此外，在第二繞組22和第三繞組23之間分別存在另一隔件16。此外，在第三繞組23和第一繞組21之間分別存在隔件16。在通過相應的繞組21、22、23之間的隔件構成的空間中，分別填充絕緣材料17，所述絕緣材料可以是例如塑料、尤其是環氧樹脂等等。第一繞組21、第二繞組22和第三繞組23連同隔件16和絕緣材料17 —起構成裝置16、21、22、23。
[0041]在圖4中，第一至第三繞組21、22、23和隔件16被澆鑄到由絕緣材料17製成的環中。由絕緣材料17製成的環圍繞圓柱形體20布置。第一繞組21構成電機2的相支路U、即第一電壓相。第二繞組22構成電機2的相支路V、即第二電壓相。第三繞組23構成電機2的相支路W、即第三電壓相。根據該實施例的電機2中的隔件16又用作漏電路徑增加裝置，如在根據第一實施例的電機I中的隔件16那樣。
[0042]圖5示出根據第二實施例的、用於製造由繞組和隔件組成的裝置的方法的流程圖。所述方法與第一實施例的方法很相似。然而，這裡在步驟SI，在第一至第三繞組21、22、23的兩個繞組之間布置隔件16。此外，根據該實施例的方法與第一實施例中的方法相同。
[0043]圖6以剖面圖示出根據第三實施例的電機3的部分。在此，第一至第三繞組21、22,23又存在於圓柱形體20處，如在第二實施例情況下那樣。
[0044]在圖6中可以清楚看出，在第一至第三繞組21、22、23之間分別存在由絕緣材料17製成的層，所述絕緣材料是例如塑料、尤其是環氧樹脂等等。所述層至少如隔件16的厚度那麼厚。
[0045]用於製造由繞組和隔件組成的裝置的方法在該實施例情況下與先前描述的、根據第二實施例的方法相同。
[0046]裝置12、13、14、15、16 ;16、21、22、23、極P、電機1、2、3和所述方法的所有先前描述
的擴展方案可以單獨地或以所有可能的組合地使用。尤其是第一至第三實施例的特徵和/或功能的任意組合是可能的。附加地，尤其可設想以下的修改。
[0047]在圖中所示的部分被示意性地示出並且可以在精確的擴展方案中與在圖中示出的形狀偏離，只要確保其先前描述的功能。
[0048]隔件16優選由塑料製造。用於構成電機I的極12、13、14、15的極分段12、13、14、15的數目任意可選。由此能夠實現具有任意的、是極分段的長度的多倍的結構長度的定子10的構造。優選地，真正類似的極分段12、13、14、15與隔件16連接。
[0049]隔件16具有滿足標準要求的幾何形狀，所述標準可以由電設備和其部分(Teilen)滿足。這樣的標準對於歐洲例如是EN50124。
[0050]隔件16可以被安置或被引入/安置或引入在相應的極分段12、13、14、15處。在此情況下，能夠實現在極P中引入或安置的組合。[0051]代替環氧樹脂，還可以使用具有類似的絕緣特性或更好的其他絕緣材料。
[0052]圖4和圖6的圓柱形體20同樣可以是極P。
【權利要求】
1.用於電機(1;2;3)的裝置(12，13，14，15，16;16，21，22，23)，具有用於隔開用於接納電機(I)的繞組(18)的極(P)的兩個極分段(12，13，14，15)或者電機(2;3)的不同相的兩個繞組(21，22，23)的隔件(16)，其中在通過隔件(16)實現的、至繞組(18; 21，22，23)的空間中布置絕緣材料(17)。
2.電機(I;2)，具有有根據權利要求1所述的裝置的兩個極分段(12，13; 14，15)的極(P)或者根據權利要求1所述的裝置的不同相的至少兩個繞組(21，22，23)，其分布式地布置在圓柱形體(20)處，其中所述至少兩個繞組(21，22，23)包括用於所述電機(2;3)的第一電壓相U、V、W的第一繞組(21)和用於所述電機(2;3)的第二電壓相V、W、U的第二繞組(22)，其中在所述至少兩個繞組(21，22，23)的兩個繞組(21，22，23)之間分別布置隔件(16)。
3.根據權利要求2所述的電機(I;2)，其中用所述絕緣材料(17)包封由在所述圓柱形體(20)處的第一和第二繞組(21，22，23)和隔件(16)組成的裝置。
4.用於電機(1;2)的極(P)，具有至少兩個極分段(12，13;14, 15)和隔件(16)，所述至少兩個極分段(12，13; 14, 15)用於接納所述電機(1;2)的繞組(18)，所述隔件(16)布置在所述至少兩個極分段(12，13; 14, 15)的兩個極分段(12，13; 14, 15)之間，使得所述隔件從所述兩個極分段(12，13; 14, 15)側向地伸出。
5.根據權利要求4所述的極(P)，其中所述隔件(16)伸出到所述兩個極分段(12，13; 14，15)的兩側上，和/或其中所述隔件(16)在所述隔件伸出所述兩個極分段(12，13; 14, 15)的部分處比所述隔件(16)施加在所述兩個極分段(12，13; 14, 15)上的部分處寬。
6.根據權利要求4或5所述的極(P)，其中所述隔件(16)至少部分地是H形的。
7.根據權利要求2至6中任一項所述的極(P)，其中所述極(P)在要朝向所述繞組(18)的區域處具有由絕緣材料(17)製成的層。
8.根據權利要求7所述的極(P)，其中由絕緣材料(17)製成的層被所述隔件(16)中斷，和/或其中由絕緣材料(17)製成的層是環氧樹脂層。
9.用於電機(1;2)的定子(10)，具有至少一個線圈繞組(18)和根據權利要求4至8中任一項所述的極(P)。
10.用於製造用於電機(I)的極(P)或具有分布式繞組(21，22，23)的電機(2;3)的裝置的方法，具有步驟:在所述極(P)的兩個極分段(12，13; 14, 15)之間或在所述電機(2;3)的不同電壓相U、V、W的兩個繞組(21，22，23)之間布置(SI)隔件(16)，用絕緣材料(17)包封(S2)由極分段(12，13，14，15)和隔件(16)組成的裝置或由繞組(21，22，23)和隔件(16)組成的裝置。
【文檔編號】H02K3/32GK103516086SQ201310240628
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月18日 優先權日:2012年6月19日
【發明者】A.哈克, R.博德納, H-J.韋納 申請人:羅伯特·博世有限公司