电机的制作方法

文档序号:9690314阅读:450来源:国知局
电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有定子的电机。
【背景技术】
[0002]转子可以相对于定子以可移动的方式安装。
[0003]电机可以在电动机模式或发电机模式下进行操作。
[0004]定子具有可以连接至电力系统的绕组,该电力系统通常为多相的。
[0005]分布式绕组通常用于具有多于两相的应用。
[0006]分布式绕组的主要优势在于:定子与转子之间的气隙中的磁通势具有较低含量的高次谐波,即较小含量的磁通势的不期望谐波。这使得电机具有较高性能、以及转子损耗较低、噪音较低以及振动问题较少。
[0007]分布式绕组的不利之处为需精细生产。

【发明内容】

[0008]因此,需要下述电机:该电机具有分开式绕组的良好电学性能以及低生产成本的优势。
[0009]该问题通过权利要求1的主题来解决。在从属权利要求中详细说明了有利的构型和改进方案。
[0010]在一个实施方式中,提供了一种具有定子的电机。该定子包括形成在该定子的相邻的齿之间的多个槽。所述槽用于容置定子绕组。每个槽中布置有定子绕组的一个相应的导体部。至少一对极的导体部在定子的第一侧上彼此之间短路。在定子的与第一侧相反的第二侧上,导体部的自由端部分别连接至供电单元的端子。供电单元包括两个环形电导体,所述两个环形电导体之间设置有至少一个电力电子部件。
[0011]电力电子部件与一个或更多个导体部相关联。
[0012]根据所提出的原理,以上提到的定子侧分布式绕组由集中式绕组代替,该集中式绕组在下述方面被进一步简化:该集中式绕组在每一个槽中具有一个导体部,并且因此导体部可以设计成沿轴向方向大致以直线的方式延伸。
[0013]例如,可以使用具有低电压的大电流,以便实现像用于具有分布式绕组的常规电机的磁通势那样的磁通势。
[0014]电力电子部件在所述两个环形导体之间的集成意味着电机的特别紧凑的结构。这些环形导体与相对的短路装置完全一样、其可被设计为短路环 、以及导体部并且因此整个电机一一可以以特别低的成本进行生产。
[0015]在一个实施方式中,相应的电力电子部件接触每个导体部。因此,相应的电力电子部件用于向每个导体部进行供电。
[0016]可以有利地提供沿定子的圆周分布的多个电力电子部件,所述多个电力电子部件均设置在环形导体之间。
[0017]电力电子部件优选地包括至少一个半导体开关、用于半导体开关的驱动器电路以及至少一个电容器。
[0018]应该理解的是,供电单元的电力电子部件可以完全地集成在定子绕组的环形导体部之间以便向导体部供应电力。
[0019]因此,电机的结构不仅与特别低的生产成本相关,而且也是非常紧凑的。
[0020]在一个实施方式中,电力电子部件具有两个半导体开关,每个半导体开关连接至相应的一个环形导体。
[0021]这种连接优选地形成于较大的表面区域上以将可预期的大的电流考虑在内。
[0022]例如,半导体开关可以在大面积上沿径向方向连接至环形导体。
[0023]在替代性的实施方式中,半导体开关在轴向方向上连接至环形导体。
[0024]当在环形投影中观察时,电力电子部件可以被完全地设置在环形导体内。
[0025]替代性地,电力电子部件的部分可以从环形导体的径向突出部突出。例如,所述至少一个电容器可以在环形导体上并越过环形导体轴向地延伸。
[0026]所述两个环形导体中的一个环形导体可以实现正极DC电压供给。所述两个环形导体中的另一个环形导体可以确保负极DC电压供给。这可被理解为DC总线。
[0027]半导体电路可以有利地连接以形成半桥。
[0028]所述至少一个电容器可以设计为直流侧(DC link)电容器。还可以提供具有介于中间的支承基体的多个电容器的串联和/或并联连接,该介于中间的支承基体由导电元件和非导电元件构成。
[0029]可以提供主动冷却系统,以便消散来自半导体开关以及电力电子部件的附加部件的废热。例如,可以提供环形冷却通道以便引导流体,该环形冷却通道布置在所述两个环形导体中的至少一个环形导体中或者布置在所述两个环形导体之间。
[0030]因此,损失热可以在其产生处直接消散。
[0031 ] 供电单元可以设计成借助于相应的电力电子部件以每个导体部自身的相应电相向该导体部供电。
[0032]考虑到电磁兼容性,所提出的设计具有特别的优势,原因在于不需要设置易于产生高次谐波的交流电线路。此外,不需要单独的转换器壳体。由于电力电子部件定位在常规电机中绕组头部所在的位置处,因此不需要单独的电力电子单元与实际电机之间的线缆。
[0033]相的数目可以为3、4、5或者至少10。
[0034]为了实现特别低的生产花费,导体部可以形成为直的。导体部可以为铝棒、铜棒、青铜棒或者合金。
【附图说明】
[0035]下面将参照附图对若干实施方式的其他细节和构型进行详细地描述。
[0036]在附图中:
[0037]图1示出了根据所提出的原理的电机的实施方式;
[0038]图2以截面图的形式示出了图1中的示例,其中,仅一个电力电子部件被示出;
[0039]图3示出了根据所提出的原理的位于两个环形导体之间的电力电子部件的实施方式;
[0040]图4示出了根据图3的示例的电力电子部件;
[0041]图5示出了根据所提出的原理的位于两个环形导体之间的电力电子部件的第二实施方式;
[0042]图6示出了根据图5的电力电子部件;
[0043]图7示出了根据所提出的原理的电力电子部件的第三实施方式;
[0044]图8示出了根据图7的电力电子部件;
[0045]图9示出了根据所提出的原理的电力电子部件的第四实施方式;
[0046]图10示出了根据图9的电力电子部件;
[0047]图11示出了根据所提出的原理的、具有冷却通道的实施方式;
[0048]图12示出了根据所提出的原理的、具有冷却通道的另一实施方式;
[0049]图13示出了半桥的实施方式;
[0050]图14示出了具有驱动器的半桥的实施方式;
[0051]图15示出了用于驱动器的电源的实施方式;
[0052]图16示出了用于驱动器的电源的实施方式;
[0053]图17示出了驱动器的实施方式;
[0054]图18示出了电容器组合的实施方式;
[0055]图19示出了通过利用集中逻辑对电力电子部件进行控制的实施方式;
[0056]图20示出了用于图19的实施方案的、利用集中逻辑的控制器的实施方式;
[0057]图21示出了通过利用分布式逻辑对电力电子元件进行控制的实施方式;
[0058]图22示出了用于根据图21的设计的控制器模块的实施方式;
[0059]图23示出了用于根据图21的控制器的中央单元的实施方式;
[0060]图24基于简化表示法示出了图1的实施方式;以及
[0061]图25示出了用于驱动器的电源的又一实施方式。
【具体实施方式】
[0062]图1示出了根据所提出的原理的电机的示例性实施方式。该电机包括定子1。定子1沿着周缘具有沿轴向方向以直线的方式延伸的分布式槽36。每个槽36中引入有导体部13。关于这点,读者可以参考图24的表示。
[0063]至少一个极对的导体部在下侧上于短路环中短路,该短路环在图1中不可见。设置在内环形导体4与外环形导体5之间的电力电子部件3与每个导体部13相关联。控制板2位于内导体4内。该控制板在中央部中具有用于使转子轴穿过的开口 29。
[0064]每个电力电子部件3构造为模块,并且包括如下面详细描述的半桥。
[0065]图2示出了在根据图1的实施方式的第二侧上的轴向视图。出于示例的目
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