专利名称：电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按照独立权利要求的前序部分所述的电机。
背景技术：
由国际专利申请的公开文献WO 2001/542M公开了定子铁芯、该定子铁芯的槽和齿的不同构造。例如在那里公开的附图10所出了具有平行的侧面的齿。附图18a或者18b 示出了具有平行的侧面的槽。除此之外，还通过各种各样的参数描述了用于电机的定子铁芯中的槽的几何形状，所述参数例如在德国的公开文献DE 10361858A1中公开了，在那里参见附图7。在这里例如所谓的槽底直径d3、半径r2和r3、槽距宽度1^2和b3以及槽顶直径d2。槽侧面以及齿的侧面在这种描述中总体而言呈直线状。通过相应地选择所述的参数，一方面可以调节侧面平行的齿，也就是齿顶上的齿宽与齿根上的齿宽相等；另一方面可以产生侧面平行的槽，也就是槽底上的槽宽与槽开口上的槽宽相应。这里所述的槽开口是通常向径向内部敞开的槽，该槽被称为所谓的槽缝。所提及的两种实施方式以及所提及的公开文献中所示出的几何形状均具有一定的优点，但是它们对于电机的设计而言作用却相反。很大或最大的槽面会在机械上削弱齿根，使得定子铁芯的齿与轭之间的过渡段较为不稳定；较大或最大的齿宽则不允许最佳地布置导线，例如定子绕组。在电机的设计中，要寻求通常处在上述极端情况之间的折衷方案。若为槽数量较大的电机，则采用这种方式，但是不够充分。本发明的公开内容根据本发明的、具有独立权利要求之特征的电机的优点在于，通过将具有相互平行的侧面的槽部段在径向上比齿部段布置得更靠外部，该齿部段由具有相互平行的侧面的槽部段的槽壁所限定，这样就能在齿和轭之间实现一种稳定的过渡，同时也存在足够的齿部材料，以便对于电磁的通量来说实现一种也只是很小的抑制或者说扼流。在齿顶的区域内，侧面平行的齿廓具有优点的原因在于，在定子铁芯内的磁通以及因此电机的有效功率 (Leistungsverm5gen)或效率均被限制在该区域之中。与此相反，在齿根的区域中、也就是在齿和轭之间的过渡区域中，侧面平行的槽廓有利于齿的机械强度。在形成保持线圈的过程中，会出现很高的作用于各个齿上的侧向力，因此尤其当槽数量较大而且相应地齿比较细窄时，就会导致齿变形。在径向上引入线圈的时候，通常会使得齿承受很大的负荷。在槽底的区域中，侧面平行的槽廓还会使得所装入的绕组非常整齐。在考虑到槽绝缘部以及所有的相关的公差情况时，可以使得槽的宽度精确地适配于所需要的导线直径。可减小槽区域内的导线交叉的数量并因此减小导线受损的风险。由于这里嵌入的最好为U形的槽封闭部，因此没必要在槽开口上准确排线。最好交替地分阶梯地进行排线，因为各个导线最好被所述槽封闭部所包围。已示出的是，由在槽底处的侧面平行的槽以及在齿顶处的侧面平行的齿组成的组合式的槽廓就能结合两种实施型式的优点。这样就能更好地产生具有提高的电气的以及机械的填充率的布设，并且因此实现具有更好的功率值和效率值的电机。一种在将所述特性混合起来的方面特别有利的设计方案由此得到槽的平行侧面过渡到齿的平
3行侧面之中的过渡区处在等于齿的总高度40 60%的区域之中。也就是说，过渡区基本上处在齿的中心。此外还可使得齿在平行的侧面区域内具有一种宽度，并且在槽的平行的侧面区域内具有一种最的大宽度。可使得槽的最大宽度与齿在平行的侧面区域内的宽度之比在1.05和1.34之间。按照本发明的另一种实施方式如此设置定子绕组的导线当然装入在槽之中，其中电气有效的槽填充率朝向槽缝减小。本发明的优点完全地特别地与所谓的保持线圈(EirzugsWicklimg)有关。
在附图中所示的不仅是电机、而且也是根据本发明的定子或定子槽横截面的一种实施例。附图示出附图1电机的纵剖面图，附图2附图1所示的电机的定子铁芯的局部剖面侧视图(转子旋转方向的视图)。
具体实施例方式在附图1中示出了通过电机10的横截面，本实施例中为用于汽车的发电机或交流发电机(Wechselgenerator)、尤其是三相发电机。该电机10尤其具有两部式的外壳13，该外壳由第一轴承端盖13. 1和第二轴承端盖13. 2构成。轴承端盖13. 1和轴承端盖13. 2之中容纳着一种所谓的定子16，该定子一端由基本上呈圆环形的定子铁芯17构成，并且将定子绕组18装入在定子铁芯的指向径向内侧的、轴向延伸的槽之中。该环形的定子16以其径向向内指向的、开槽的表面包围着一种构成为爪极转子形式的转子20。转子20尤其由两个爪极板22和23构成，将轴向延伸的爪极尖部M和25分别布置在爪极板的外周上。将两个爪极板22和23如此布置在转子20中，使其轴向延伸的爪极尖部M或者25在转子20 的周边上相互交替。这样就在反向磁化的爪极尖部M和25之间形成所需的磁场间隙，这种磁场间隙称作爪极间隙。转子20可以利用轴27以及位于转子侧的滚动轴承观在相应的轴承端盖13. 1或者13. 2中旋转。转子20总体上具有两个轴向端面，分别将一风扇30固定在这些轴向端面上。该风扇30基本上由按照已知方式起始于风扇叶片的板状或者圆盘状的部段构成。这些风扇 30可用来通过轴承端盖13. 1和13. 2中的开口 40在电机10的外侧与电机10的内部空间之间交换空气。为此，所述开口 40基本上位于轴承端盖13. 1和13. 2的轴向端部上，利用风扇30通过这些开口将冷却空气吸入到电机10的内部空间之中。通过风扇30的旋转运动使得冷却空气向径向外部加速，使其可以穿过能透过冷却空气的绕组外悬部45。通过该效应，所述绕组外悬部45得以冷却。冷却空气在穿过绕组外悬部45之后或者从该绕组外悬部45旁边绕过之后，经过在图1中没有绘出的开口向径向外部流出。在附图1中所示的位于发电机右侧的防护罩47保护各种零部件免受环境因素的影响。例如防护罩47可遮盖用来给励磁绕组51供应励磁电流的滑环组件49。将起到正极散热体(Pluskuhlk0iper)作用的散热器53布置在滑环组件49周围。该正极散热体之所以称作正极散热体，是因为与蓄电池(例如启动器电源)的正极能导电地相连。轴承端盖13. 2起到负极散热体的作用。将接线板56布置在轴承端盖13. 2和散热体53之间，该接线板用来将布置于轴承端盖13. 2之中的负二极管(MinuSdiode)58与散热体53中的这里在该附图中没有绘出的正二极管(Plusdiode)相连，从而形成众所周知的桥式线路。在图2中局部地示出了定子16的轴向视图。该定子16—端具有以上所述的定子铁芯17，该定子铁芯在其外表的方面上通过已经提及的槽60和齿63表现出特征。总体上严格地沿着径向向内布置的齿63均通过轭部66相互连接。之前所述的槽60位于该齿63 之间。通常将所谓的槽绝缘部69安装在槽60之中，该槽绝缘部通常呈U形地给槽60加衬。 将导线72容纳在这种槽60中并且由槽绝缘部69所容纳，这些导线72是定子绕组18的一部分。通常将相绕组或者说支线绕组及其导线72装入在槽60之中。这里装入在槽60之中的导线72均为所谓的保持线圈(Einzug)的一部分，将定子绕组18制作成该保持线圈， 并且将其装入。通常通过径向向内指向的槽缝或者说槽口(Nutschlitz) 75将所述保持线圈装入到槽60之中。在装入所述定子绕组18之后，通过在这种情况下U形的槽封闭部78 将槽60封闭住。如果观察在附图2中所示的槽60，那么就可以从径向在外部(在附图2中向下)识别出以下情形槽60具有被槽壁84限定的槽部段81。在该槽部段81中，槽壁84设有相互平行的侧面87。如果观察径向更加内部的、在附图2中上方所示的部分，就可识别出在槽60的上部、也就是在槽60的径向上较为内部的区域中的槽60不再平行，而是具有朝向径向内侧所谓变尖或变窄地延伸的槽轮廓。齿63在该区域中具有被槽壁84所限定的齿部段90，而且通过相互平行的侧面96限定这些槽壁；但是这些侧面96并不是槽60的侧面96，而是被齿63分开或者间隔开的两个槽60的侧面。因此该齿部段90也包括具有相互平行的侧面 96的槽壁84。槽60和齿63直接相邻。一种过渡区99-槽壁84在其中具有过渡段85并且槽的平行的侧面87过渡到齿 63的平行侧面96-应当相对于齿63的总高度HZ地处在区域99之中，从槽底102开始测量，该区域为高度HZ的40%至60%。齿63在平行的侧面96的区域内应具有宽度BZ，并且在槽60的平行的侧面87的区域中具有最大宽度BZx。此外由BZx/BZ的比例应在1.05 1.34之间。此外正如在附图 2中还可看出的是，定子绕组18的最好一个相或者说一个分支的导线72被放入到在槽60 之中。槽填充率朝向槽缝75逐渐减小。由此在附图2中可以看出槽填充率的变化在槽60 的径向外部设置的区域中，每单位面积布置了特别多的导线72，而在上部区域中、也就是在槽60的径向更内部设置的区域中每单位面积布置了较少的导线72。这里所称为槽填充率的比率是所谓的电气有效的槽填充率。所谓“电气有效”指的是，在计算槽填充率时仅仅考虑了导线的电气有效的组成部分。导线72并非仅仅由金属的导线横截面、而且也由其电绝缘的包皮构成。因此若要确定电气有效的槽填充率，只要考虑导线72的电气横截面即可， 而不需要考虑其绝缘部的横截面。导线72的电气有效的横截面与通过铁芯限定的槽60的槽截面有关。这里的槽填充率应该介于0.4和0.52之间。如前所述，应将定子绕组18作为所谓的保持线圈装入到槽60之中。此外，可将定子绕组18设计成五相定子绕组或者两个三相定子绕组。每个定子绕组18最好设有三个以上的相。
权利要求
1.电机，尤其是用于汽车的交流发电机，具有定子(16)，所述定子在一侧具有基本上呈圆环形的定子铁芯(17)，将定子绕组(18)装入在定子铁芯的向径向内部指向的、沿着轴向延伸的槽(60)之中，其中至少一个槽(60)具有槽部段(81)，该槽部段具有带有相互平行的侧面(87)的槽壁(84)，并且至少一个电磁作用的对称地形成的齿(63)具有齿部段 (90)，该齿部段由具有相互平行的侧面(96)的槽壁(84)进行限定，其特征在于，将具有相互平行的侧面(87)的槽部段(81)在径向上比齿部段(90)布置得更靠外部，该齿部段由具有相互平行的侧面(96)的槽壁(84)所限定。
2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述槽(60)和齿(6 相互紧挨着相邻。
3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，槽壁(84)具有过渡区(99)，在该过渡区中槽(60)的平行的侧面(87)过渡为齿(63)的平行的侧面(96)，其中所述过渡区(99)处在等于齿(63)的总高度(HZ)40%至60%的区域(99)之中。
4.根据权利要求2或3所述的电机，其特征在于，齿(6 在平行的侧面(96)的区域内具有一种宽度(BZ)，并且在槽(60)的平行的侧面(87)的区域内具有最大的宽度(Bh)，其中由(BZx/BZ)的比例在1. 05和1. 34之间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电机，其特征在于，定子绕组(18)的导线(72) 装入在槽(60)之中，其中槽填充率朝向槽缝(7 减小。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的电机，其特征在于，定子绕组(18)是一种保持线圈。
全文摘要
电机，尤其是用于汽车的交流发电机，具有定子(16)，所述定子在一侧具有基本上呈圆环形的定子铁芯(17)，将定子绕组(18)装入在定子铁芯的向径向内部指向的、沿着轴向延伸的槽(60)之中，其中至少一个槽(60)具有槽部段(81)，该槽部段具有带有相互平行的侧面(87)的槽壁(84)，并且至少一个电磁作用的对称地形成的齿(63)具有齿部段(90)，该齿部段由具有相互平行的侧面(96)的槽壁(84)进行限定，其特征在于，将具有相互平行的侧面(87)的槽部段(81)在径向上比齿部段(90)布置得更靠外部，该齿部段由具有相互平行的侧面(96)的槽壁(84)所限定。
文档编号H02K1/16GK102447321SQ201110393559
公开日2012年5月9日 申请日期2011年10月13日 优先权日2010年10月13日
发明者C·施瓦茨科普夫, H·克罗伊策, K·赫博尔德, S·迪德拉 申请人:罗伯特·博世有限公司