[发明专利]电机的定子结构

说明书

技术领域

本发明涉及旋转电机。本发明特别针对能够以非常紧凑的形式产生高功率的机器，尤其是当其作为电动机运行时，例如用于机动车辆上的牵引应用。

背景技术

众所周知，最近电动车辆的方案成倍地增多。最近几年，已经目睹了在车辆的每个从动轮包括一个电机的情况下，为了推进力的目的，出现了在与车辆的车轮内部的尺寸相适应的空间或者在直接围绕车辆车轮的空间中具有例如大至20或者甚至30千瓦(kW)比功率的电动机。要记住，在非常小的空间中通过所述机器产生显著大的功率，必须采取特殊的措施，以便对抗由其运行施加的有时恶劣的条件。这包括例如用于移除在有限空间中所产生的热能的有效方式或者承受在所述机器的转子和定子之间所施加的非常大的力矩的能力的需求，因此必须设计并构造其组成部件。

根据从现有技术、例如专利文件US 4 908 347中已知的一种构造方法，定子被容纳在壳体(“套筒”)中，以使其终端部件轴向地朝外延伸越过构成定子的有源部件的定子磁路的端部。绕组被容纳在狭槽中。在每个磁极片块的每个轴向端部处留出狭槽，这些绕组的导体被弯折(弯曲)，以形成环，以便从一个狭槽穿通到下一个狭槽，从而形成被容纳在壳体套筒的相应的终端部件中的绕组头。套筒的每个终端部件被配齐机器的壳体的盖子所封闭。在每个盖子的中心处固定有支承轴承的衬套，该机器的转子的旋转轴的相应端部配合在该轴承中。

当在转子和定子之间的气隙中产生电磁转矩时，或者通过施加电流，如果机器作为电动机运行，或者当作为发电机运行时，通过对被施加到转子轴上的机械转矩作出反应，一方面，在定子和壳体之间传递相应的作用力，并且另一方面，在壳体和电机的框架或支架之间传递相应的作用力。所述作用力必须通过相应的反作用力矩补偿。在给定所涉及的力的大小的情况下，定子的各种功能性零件、特别是磁性零件组至壳体的相互附接的可靠性有时给在小体积中产生大功率的机器的设计者提出了问题。

由与申请人有关的公司所提交的文件EP 1 174 988描述了具有高比功率的旋转电机的另一个实施例，其中很可能出现所提到类型的困难。所述机器包括定子、安装成在定子内部以转动的转子和包围整体的壳体。定子包括由堆叠在第一和第二轴向端面之间的层叠的叠片组所构成的磁路。虽然其贯穿有圆柱状通道，在该圆柱状通道中具有气隙地安装有所述转子，以用于隔开所述定子和转子的相对的侧表面。定子还具有穿过其的一系列狭槽，所述狭槽从一个端面延伸至另一个端面，并且容纳导体，所述导体在其离开每个端面从一个狭槽穿通到另一个狭槽时弯折，以形成线圈。导体在端面中的弯折部分被聚集到封装于绝缘和粘合树脂块中的绕组头中。

在所述文件中，磁路形成在两个部件中。首先，其包括通称为星形叠片的定子叠片堆或垛，所述定子叠片堆或垛限定出被开口分开的径向齿，所述开口限定出磁路的狭槽。其次，星形叠片堆被容纳并固定在呈圆环形式的第二堆零件或叠片所形成的圆筒状场框架内部。(磁)场框架通过封闭外部径向侧面上的狭槽确保第一堆星形叠片的齿的端部之间的磁路连续。在相反的径向侧面上，所述狭槽的封闭的端部中的导体靠近气隙设置，如在所提到的文件中详细描述的那样。最后，将场框架零件堆容纳在壳体内部并且阻止在壳体内部转动，所述壳体的轴向端部各自包括支承转子的滚动轴承的端板，并且在每个端部处被盖子封闭。

在制造期间，将定子安装到壳体中，并且将叠片和绕组封装到树脂中，所述树脂为功能性部件、特别是叠片和所有导体相对于彼此提供电绝缘乃至超绝缘。封装树脂还有助于叠片相互之间的附着并且有助于两个叠片堆相互之间的组装。其有助于提高与冷却系统的热交换的质量。其将导体保持在狭槽中的适当位置，并且当绕组头离开所谓的星形叠片堆的端面时涂覆绕组头。

然而，在测试某些强力电机时，申请人注意到定子的结构遭受损坏的情况。通过分析，发现通常被阻止相对于彼此转动的某些零件已经在施加在气隙中的力矩强度的作用下并且在引起定子的各个组成部件的不均匀膨胀的温度的作用下被分开。因此，也可能在考虑到能够实现利用导体最佳地装填狭槽而以两个部件制造所述定子磁路结构的情况下遭遇已经提到的困难。

可能想到，可通过使用树脂块来改进定子的锚定质量，特别是在由两部分组成的磁路结构的情况下，所述树脂块包围绕组头，以在磁路的轴向终端部件的端面、至少在一个侧面上和同一侧面上的套筒的内部管状壁之间形成机械桥。例如，已经在专利文件EP 1367698中描述了该类方案，其中从磁路的每个表面开始的绕组头被包覆上一块树脂，该树脂与磁路的每个侧面上的壳体的管状部分的壁热传导并粘着接触。在该壁中切出的凹槽改善封装期间的树脂的放置和热传导。