[发明专利]用于多相位电机的定子以及制造该定子的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种定子及多相位电机，尤其涉及用于机动车的多相位发电机， 其具有定子，本发明还涉及制造所述的定子的方法。

背景技术

对于发电机已经公开了多种方法和系统用以实现很高的槽填充因数，其中 槽的超过百分之六十的部分是以铜质导线填充的，例如由DE10302947A1、 DE10306147A1或者EP1372242A2所公开的那样。也可以经由定子槽从端侧沿 轴向插装U形连接件，将U形连接件在对置的一侧弯曲并相互焊接。这种方法 非常复杂，并且由于大量的焊接点而十分昂贵。也可以将绕组置入平整叠片组 开放的槽内，随后将该叠片组连同该绕组一起圆形弯曲。这种方法也很复杂， 并且会带来公差的问题。

本发明致力于通过合适设计的定子克服之前所述的缺点，或者至少显著降 低这些缺点。

发明内容

本发明从这一点出发：借助卷绕芯轴将绕组插入到圆形叠片组的槽内，在 这里绕组将被芯轴接纳并且随后沿径向置入叠片组开放的槽内，在这里线缆宽 度基本对应于扣除槽绝缘部的槽宽度。

根据本发明的定子具有下述特征：在齿头处的齿宽与磁轭高度的比值处于 0.3至0.8之间，和/或在齿头处的齿宽与在齿头处的槽宽的比值处于0.3至3之 间，和/或在槽内的线缆的铜质量与线缆的总铜质量的比值处于0.43至0.55之间， 其中，槽缝隙宽度基本等于在齿头处的槽宽。总铜质量也包括连接线缆。于是 就可以替换或者组合地实现齿宽相对于磁轭高度、齿宽相对于槽宽和/或定子冷 却效果的优化设计。有利的是：定子的叠片组不具有突出的齿头；各个绕组都 由连续线缆制成；以及槽宽大约等于线缆宽度。按照适当方式，在设计定子时 槽以侧面平行的方式构成。在齿宽相对于磁轭高度的比小于0.3或者所述齿宽相 对于槽宽的比小于0.3的小数值情况下，当通电时定子磁路是如此之弱，以致于 在多相位电机可输出最大功率之前其就达到了饱和。在齿宽相对于磁轭高度的 比大于0.8或者齿宽相对于槽宽的比大于3的情况下，尽管磁路获得了良好的尺 寸，然而绕组阻抗将由于槽面变得越来越小而增大。根据本发明的范围，在定 子中优选的槽数量为60至120。如果设有更少的槽，那么线缆直径将由于变大 的槽面而变大，并在线缆中导致过强的集肤效应。根据本发明所述的铜质量比 例关系使得即便由于侧面平行的槽而导致该槽面小于梯形槽并因而在槽内布置 了更少的铜，也能有利地冷却定子。槽内的铜质量和在对应的绕组端部中的铜 质量构成定子内的铜的总质量，其中，所述槽内的铜质量构成产生电磁的活性 部分；而绕组端部中的铜质量用于冷却，同时也共同产生绕组阻抗，进而也产 生铜损。尽管铜质量较小，也可以实现足够的冷却。对于转子铁芯长度较小的 发电机，质量比的最优点移向较高的值，对于转子铁芯长度较大的发电机，质 量比的最优点移向较低的值。

“在齿头处的齿宽与磁轭高度的比值”的一个特别有利的范围是处于0.4至 0.6之间、优选处于0.4至0.5之间。

“在齿头处的齿宽与在齿头处的槽宽的比值”的一个特别有利的范围是处于 0.5至2.5之间、优选处于0.7至1.6之间。

“槽内线缆的铜质量与定子中线缆的总的铜的质量的比值”的一个特别有利 的范围位于0.45至0.53之间，优选位于0.47至0.51之间。

按照优选方式，槽在齿头区域内与在槽底区域内具有近似的大约相同尺寸 的宽度。

在一个有利的设计中，如果绕组的线缆具有绕组端部，该绕组端部轴向突 出于槽并且对该绕组端部进行浸渍处理，那么尽管没有突出的齿头也能实现绕 组的良好固定，其中，一个相位的线缆在绕组端部的浸渍通过与其他所有的相 位浸渍处理而具有至少一个接触点，所述至少一个接触点是借助浸渍处理来加 固的。

本发明还提供具有前述定子的多相位电机，所述电机是齿形电极发电机， 其中，所述转子包括两个齿形电极板，这两个齿形电极板在轴向通过磁极铁心 隔开。

有利的是，所述绕组端部基本位于风扇的径向冷却气流中。

有利的是，所述冷却气流基本由两个风扇生成，所述两个风扇在轴向连接 在所述转子的两个端侧，并且分别具有与所述齿形电极板共用的贴合面。

有利的是，冷却气流流经分隔所述定子和转子的气隙，并因而冷却位于所 述槽内的线缆。