[发明专利]电驱动马达的定子

说明书

技术领域

本发明涉及电驱动马达的定子，其具有一定数目的由槽分开的定子齿以及 一个多相绕组，其特别可以作为交流绕组设计，其中至少一些由绕组形成的线 圈包围多个定子齿。

背景技术

定子用于容纳线圈，线圈可以通过相应的开关过程通电，使得形成旋转磁 场。该旋转磁场与装备有磁铁的转子的互相作用导致产生旋转力矩，该旋转力 矩能够使转子转动并且使电动机相应地输出功率。这里定子的任务除在机械上 容纳线圈外还在于保证为马达运转所需要的磁场的几何结构，这通过为构造定 子使用适合的材料以及定子齿的为此适合的几何结构实现。已知，定子的效率 基本上由它的槽填充决定，亦即由总的导体横截面相对于定子横截面的总面积 的比决定。因此努力实现尽可能高的槽填充。

然而除槽填充程度外，定子的其他几何参数对于电动机的机械特性也具有 意义。特别是与相邻相的感应耦合程度以及在马达运转期间施加在转子上的旋 转力矩的均匀性属于这样的几何参数。为高度平稳地并且低噪声地运行，一方 面需要尽可能对称地并且至少成对地施力，以及在马达运转期间产生的力能够 完全通过旋转力矩来描述，它的取向通过转子的转动轴线表征。应该尽可能完 全避免会导致转子脱离的力。此外，当在运行期间产生的旋转力矩尽可能均匀 地作用时，亦即可施加在马达轴上的旋转力矩具有尽可能小的波动时，对于电 动机的高度平稳运行是有好处的。

出于所述理由，已知各种各样的方案来安排定子的绕组，使得各个相的线 圈至少部分重叠，由此能够实现具有较高场稳定性的高的槽填充度。已知如此 制造三相或者更多相的交流绕组，使得各个线圈分别包围定子的多个齿并且相 互重叠。各个定子齿在这种情况下对称制造，并且在定子圆周上星形或者径向 对称地设置。此时绕组这样构成，即首先将一层线圈直接布置在槽底上，这负 责使线圈更可靠地定位。将另一层线圈错开卷绕，此时每个线圈再次包围多个 齿并且以这种方式卷绕的线圈与定子槽底上的线圈直接机械接触。这种处理方 式必要时多次重复。以这种方式形成彼此上下叠置、然而侧向错开构造的线圈 堆垛，它的位置稳定性随离开槽底的距离的增加越来越依赖于各个构成的绕组 的均匀性，这在技术上能够在某种条件下导致几何结构的偏差，这种偏差可能 表现为各个相或者线圈的电感的一定程度的散逸。这种设置的另一个缺点在于， 各个线圈的几何尺寸总归依赖于到定子中心的距离，并且相应变化。这种结构 的另一个缺点在于，尽管线圈自身重叠但是槽的利用率较差。此外，通过重叠 的线圈产生高的绕组端部。

已知把多个定子齿分别合并为一个齿。这优选在齿颈的约一半高度处进行 (DE 198 38 335 A1)。这里把合并的定子齿与简单的定子齿组合，这里无论是 合并的定子齿还是简单的定子齿再次对称地构成，然而以一种方式构成，即对 于绕组产生非对称的槽。以这种方式实现不同的绕线平面，而不同平面的线圈 不会互相接触或支撑，这负责产生整个绕组的更高的几何均匀性。然而这种结 构的一个缺点同样在于不同的绕线平面中的线圈的几何参数彼此十分不同，这 必须部分地通过不同的绕组数或者不同的通电或者需要较大开销的电路措施补 偿。该种设置的另一个缺点同样在于结构容积的利用率不足。

此外还建议，进一步优化带有合并的定子齿的定子几何结构，以便能够更 好地利用结构空间。已知构造仅包含双重合并的定子齿的定子。所有合并的定 子齿再次对称制造，并且在定子圆周上星形设置。此时所有的合并的定子齿可 以同样设计，但是也可以交替设置不同类型的定子齿。通过限制为双重合并的 定子齿，省去了在一个绕线平面内的相邻的线圈机械分开，这使得结构容积的 利用率得以改善。然而这种定子设置遗留的一个缺点是在不同的绕线平面中的 各个线圈不同的几何设计，这将导致已经提到的缺点，这些缺点必要时必须通 过增加的电路开销来补偿。

发明内容

本发明在于用于电驱动马达的定子，其具有一定数目的通过槽分开的定子 齿，其中，定子齿由优选多相的绕组卷绕，其中相邻的线圈至少部分重叠，其 中，包括有线圈，它们分别包围至少两个定子齿并且它们分别在一个槽中在两 个定子齿之间通过第一槽区延伸并在另一个槽中在两个定子齿之间通过第二槽 区延伸，这里，第一槽区沿平行于定子齿的设置延伸的第一设置线设置，第二 槽区沿相对于第一设置线在径向上错开的第二设置线设置。