[发明专利]带有用于电机的定子的波绕组

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电机的定子的波绕组，其中，所述波绕组构成用于布置在一系列沿定子的周向布置的定子槽中，并且针对电机的每个相都具有至少两个在并联电路中相互连接的导体。

此外，本发明还涉及一种定子和电机。

背景技术

在制造电机时应该注意的是，在定子槽中的相邻导体之间的电压差应尽可能小，因为否则的话会由于电压负载而在定时的变流器源的运行中导致导体的或导体之间的绝缘材料中的局部放电。这种局部放电可能会由于电机的使用寿命而对电机的绝缘系统造成损伤甚至损毁。

为了降低电压差而已知的是，在定子槽中引入更多的绝缘材料。作为备选，电机也可以以较低的电压运行。在定子槽中绝缘材料的增加的弊端在于，定子槽中的铜填充度由此降低。由此可能会重新提高电机的损耗。在电机以较低电压的运行过程中可能不能提供所有期望的功率级别以供使用。

在使用与波绕组不同的卷绕技术、例如所谓的“发夹卷绕”时，各小段或小节的线圈以适当的方式相互连接。然而却需要非常多的连接点。

由文献DE 103 21 956 A1已知用于电机的由矩形的铜发夹绕组(Hairpin-Wicklung)构成的多组绕组，所述绕组具有带有多个部分闭合的定子开槽的定子。为了简化制造并且将绕组的开槽填充比例保持较高，提供带有笔直的导体区段的成型的矩形的导线，所述导线布置在定子开槽中。为了制造由矩形的铜发夹绕组制成的绕组，首先将矩形的铜导线切分成多个导线段。矩形的导线随后弯曲成U形，并且由此制造铜发夹绕组。各个铜发夹绕组由此构成小段线圈，所述小段线圈在安装进定子之后通过焊接相连，并且由此形成连续的绕组。

为了利用电机满足在转矩和功率方面的特定要求，必要的是，电机在预设的结构长度上构造与该结构长度相适应的绕组匝数。如果电机设计具有波绕组，则该波绕组的绕组匝数通过在电机的定子的定子槽内部所导引的导体区段的数量以及在波绕组中在并联电路中相连的导体的数量确定。

对于预定的槽的横截面来说，在定子槽内部导引的导体区段的数量与导体区段的导体横截面成反比。在带有波绕组的电机中(在该波绕组中多个导体相互并联连接成一个相)，当在一个相的并联导体中感应出相互不同的电压时，在运行过程中在并联电路的导体中出现补偿电流。这种类型的补偿电流导致损耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于电机、尤其永磁同步电机(PMSM)的定子的波绕组，使得定子的定子槽中的电压差尽可能小，而不会在此降低定子槽中的铜填充度。

所述技术问题通过一种用于电机的定子的波绕组解决，其中，波绕组构成用于布置在一系列沿定子的周向布置的定子槽中，并且波绕组针对每相都具有至少两个在并联电路中相互连接的导体。优选地，为每相设置两个至六个、尤其优选恰好四个相互并联的导体。

根据本发明，至少两个在并联电路中相互连接的导体中的每个导体通过由子导体的组成的串联电路连接组合。在此，串联电路分别通过由至少两个子导体组成的导体构成。每个子导体由一个连续的导线构成，而非由多个单独的区段(像例如“发夹绕组”那样)构成。

为了实现电压差在定子槽内部的更好分布，每个导体由连接组合的子导体的串联电路构成，其中，导体的子导体以特别优选的方式相互连接组合。由此可以降低定子槽内部相邻导线之间的电势差，这在传统的波绕组的制造中是不可能实现的。与其他绕组技术相比，尤其与发夹绕组相比，此外还需要少得多的连接点、尤其焊点。此外，还可以基于导体的各个子导体的有利连接而省去定子槽内部更多的绝缘材料，并且由此使定子槽内部的铜填充度保持尽可能高。

“连接组合的”子导体是指，导体的多个串联的子导体导电地相互连接。为此可以将子导体例如在连接点上相互焊接。为了制造根据本发明的波绕组，每个导体可以在其整个长度上被卷绕，随后在一个或多个位置上相互分拆，随后将不同导体的分拆后的部件相互连接。作为备选方式，子导体可以预先卷绕成独立的线圈，随后将独立的线圈或者说子导体以适当的方式相互连接组合、例如焊接。