电的制造方法
【专利摘要】提出的原理涉及一种电机，其具有定子（1）和能相对于定子移动的转子（2）。定子（1）包括具有线圈的第一绕组系统和至少一个第二绕组系统（4，5），每个线圈设置在定子槽（3）中并且绕定子齿（6）缠绕。第一绕组系统（4）和第二绕组系统（5）中的每个具有至少一个无线圈缠绕的齿（7）。当将第一绕组系统第二绕组系统（4，5）组合时，定子（1）的所有齿具有缠绕它们的线圈。
【专利说明】电机【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电机。
【背景技术】
[0002]电机一般包括固定壳体的定子和能相对定子移动的转子。转子可以被支撑，例如以便能相对于定子旋转或直线移动。
[0003]电机归属于机电能量转换器。它们可以作为电动机或发电机来操作。
[0004]例如，电机可以用作给机动车辆提供动力。这里，期望特定属性的电机操作行为。这些属性包括例如:转矩、声学特性、铁损和永磁体(如果使用)的损耗、以及电动绕组的损耗。与具有分布绕组的电机相比，具有集中绕组的电机的区别在于紧凑的设计和简化的制造。
[0005]特别是在车辆驱动系统中盛行多相电机，主要是带有三个电气相或绕组股(Straengen)的多相电机。三相电机可以与三相电气系统连接，任何情况下所述三相电气系统的三相相对于彼此移位120°。
[0006]在运行中由定子产生的磁动势(Magnetomotive Force,MMF)可以用于分析绕组的特定类型。在此情况下，磁动势例如通过傅里叶分解而被分解成其谐波分量。除了用作电机的操作波之外的所有谐波分量都是不期望的，因为它们会导致损耗并且还会引起不期望的、尤其是声学损伤。
[0007]根据文献DE102008051047A1和DE102008057349B3，数个绕组彼此组合在定子中，以减小磁动势的特定高次谐波和/或分谐波。DE102008057349B3示出了集中绕组。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供一种电机，在所述电机中，可以用小耗费来减小电动势的不期望的谐波分量。
[0009]本发明通过包括权利要求1的特征的电机来解决。在从属权利要求中详述进一步的发展和配置。
[0010]在一个实施例中，电机包括定子和能相对定子移动的转子。定子包括至少两个绕组系统。在每种情况下绕组系统包括插入在定子槽中的线圈。在定子的相邻槽之间形成齿，并且线圈缠绕所述齿。绕组系统相互组合之前，第一绕组系统和第二绕组系统中的每个包括至少一个无绕组齿。两个绕组系统组合在同一定子中，定子的所有齿都被提供有绕组。这意味着定子的每个齿要么被提供有仅仅第一绕组系统的一个线圈或者仅仅第二绕组系统的一个线圈，要么被提供有第一绕组系统的一个线圈和第二绕组系统中的一个线圈。
[0011]换言之，至少一个无绕组齿被插入在第一绕组系统中，并且至少一个无绕组齿也被插入在第二绕组系统中，其中第一绕组系统和第二绕组系统中的无绕组齿是定子的不同齿。因而，两个绕组系统的组合实现定子中没有齿保持无绕组。
[0012]如果针对这种电机来分析磁动势的分布和相应谐波的分布，则可以看出磁动势的不期望的谐波显著地减小。这里，所有的谐波分量被当作不期望的(不用作工作波)。这些谐波分量可以是高次谐波和/或分谐波，其中术语“高次”和“分”均指的是相对于用作工作波的谐波的阶数而言的谐波阶数。
[0013]优选的是，设计第一绕组系统和第二绕组系统使得在每种情况下它们包括集中线圈，所述线圈缠绕定子的恰好一个齿。这被称作为集中绕组。这产生一种用来制造绕组和整个电机的特别简单的方式。
[0014]在目前情况下，集中绕组被理解成如下的绕组:包围每个单齿的匝或线圈被集中，即在一个绕组系统中相互不重叠。提出的原理优选地用于包括九个槽和四个极的电机。另夕卜，提出的原理可以有利地用于包括18个槽和10个极的电机。在此上下文中，极被理解成转子的磁极，包括北极和南极。具有10个极的电机相应地具有五个极对，每个极对包括一个北极和一个南极。上述数值的任意倍数也是可以的。
[0015]在一个实施例中，利用所提出的原理在第一绕组系统和第二绕组系统中一层绕组和多层绕组相互组合。
[0016]将两个以上的绕组系统相互组合是可能的。
[0017]为了实现多相电机，第一绕组系统和第二绕组系统每个都优选地具有数个电气相。这里，电机可以与之连接的电力系统的各电气相具有与其相关的每个绕组系统的一个电气相。
[0018]在一个实施例中，在每个绕组系统中，至少一个无绕组齿被布置在提供有涉及这个绕组系统的不同电气相的线圈的齿之间。
[0019]作为一种替代，每个绕组系统的至少一个无绕组齿可以被布置在提供有涉及这个绕组系统的相同电气相的绕圈的齿之间。
[0020]在提出的原理的进一步发展中，同一电气相和同一绕组系统的直接邻近的线圈具有不同的绕线匝数。这允许将磁动势的傅里叶分解中特定的高次谐波特别地减小成零或接近零。
[0021]第一绕组系统和第二绕组系统优选地具有相同的构造，尤其是相同的绕组拓扑。
[0022]优选的是第一绕组系统和第二绕组系统相互电连接。
[0023]在一个实施例中,第一绕组系统和第二绕组系统相对于彼此机械地移位确定的电角度。出于实用的考虑，将绕组系统相对彼此移位优选按规定的整数个定子槽进行。
[0024]在一个实施例中，第一绕组系统和第二绕组系统同相串联连接，并且由提供电力系统的共有的逆变器提供输入。
[0025]在定子包括第三绕组系统的情况下，后者也可以被机械地移位。
[0026]优选地，第三绕组系统和第四绕组系统同样相对于彼此移位，并且第三绕组系统与第四绕组系统关于第一绕组系统与第二绕组系统的组合按照与第二绕组系统相对于第一绕组系统移位的以及第四绕组系统相对于第三绕组系统移位的电角度相同的电角度发生机械移位。
[0027]转子可以包括例如以下类型中的一种:鼠笼式转子、多层转子、永磁体转子、具有埋入磁体的转子。
[0028]电机可以被设计成包括内转子或具有外转子的电机。
[0029]电机可以包括以下类型中的一种:直线电机、径向磁通电机、轴向磁通电机、异步电机、同步电机、无刷直流电机。
[0030]优选地，基波不用作电机的工作波。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]以下将借助于附图的帮助，基于一些示例性实施例来解释本发明，其中:
[0032]图1示出一种示例性的用于定子的三相绕组的传统的绕组拓扑，其中定子具有六个槽和多个每相两个的相邻线圈；
[0033]图2示出关于图1的绕组拓扑的磁动势的分布和其傅里叶分析中的相应谐波的分布；
[0034]图3示出所绘制的磁动势的影响因子与移位角的关系；
[0035]图4示出图1中的拓扑变形成具有九个槽的绕组拓扑；
[0036]图5不出磁动势的相关分布和傅里叶分析中的相应谐波的相关分布；
[0037]图6示出图4的两个绕组系统的按照所提议原理的一个示例性组合，其中这两个绕组系统相对于彼此机械地移位电角度；
[0038]图7示出关于图6的磁动势的分布和其傅里叶分析中的相应谐波的分布；
[0039]图8示出根据图6的实施如果使用比为3/4的不同绕线匝数则磁动势的分布和其傅里叶分析中的相应谐波的分布；
[0040]图9示出图8的、但针对3/7的绕线匝数比的情况；
[0041]图10示出图9的、但针对5/8的绕线匝数比的情况；
[0042]图11是所提议的原理的基于两个图6的组合的绕组系统的组合的一个示例性实施例，图6的组合的绕组系统又相对于彼此机械地移位电角度；
[0043]图12示出针对具有根据图11的四个绕组系统、绕线匝数比为3/7的实施的磁动势和其傅里叶分析中的相应谐波的分布；
[0044]图13通过所提出的原理的一个示例性实施示出从四层绕组到等效的三层绕组的转换；
[0045]图14是首先从具有十二个槽和两个线圈组(每个线圈组具有三个相和一绕组股两个相邻线圈)的绕组拓扑出发的另一个示例性实施例；
[0046]图15示出根据图14的实施的磁动势和傅里叶分析中的相应谐波的分布；
[0047]图16示出针对不同定子槽数目所绘制的磁动势的影响因子与移位角的关系；
[0048]图17示出基于图14通过插入无绕组齿而到18个槽的绕组拓扑变换；
[0049]图18示出磁动势和其傅里叶分析中的相应谐波的相关分布；
[0050]图19是根据图18的分布，但是针对不同的绕线匝数；
[0051]图20利用图17的两个绕组拓扑的组合的一个实例示出了根据所提出的原理的一个示例性实施，其中两个绕组拓扑相对于彼此机械地移位；
[0052]图21示出图20的实施的磁动势的分布和其傅里叶分析中的相应谐波的分布；
[0053]图22是所提出的原理的一个示例性实施，其基于组合图20的两个相互移位的绕组系统组合以形成四层绕组；
[0054]图23示出有关图22的磁动势的和其傅里叶分析中相应谐波的分解的相关示图；
[0055]图24利用绕组系统的简化示出了所提出的原理的另一个实施例；[0056]图25是根据所提出的原理的磁动势的相应谐波与传统原理的磁动势的相应谐波之间的一个示例性比较；
[0057]图26示出根据所提出的原理图20的实施的另一个示例性发展，其中绕线匝数不同；
[0058]图27示出针对图26的实例的磁动势的和其傅里叶分析中的相应谐波的示图；
[0059]图28是有关图26的实施的所提出的原理的可替选实施例，其中同一线圈在相邻槽中具有不同的绕线匝数；
[0060]图29示出有关图28的实例的磁动势和其傅里叶分析中的相应谐波的示图；
[0061]图30示出根据所提出的原理的一个示例性定子在电机中的应用；以及
[0062]图31是包括了根据所提出的原理的定子的电机的另一个示例。
【具体实施方式】
[0063]图1示出带有三个相A、B、C的绕组系统的拓扑。根据图1的电绕组系统的电气相的数目总计为三，因此对应于电气系统的电气相数目3，其中三串绕组系统可以连接至该电气系统。电气相的数目由m表不。
[0064]安装有绕组系统的定子I包括六个槽。槽的数目由Z表示。出于简化说明的目的，定子I和安装其中的绕组系统被示为展开的直线化的外观，但是可替选地也可以被实现成包括圆形横截面的定子的旋转电机。在直线电机的情况下，所示的定子截面可以周期性地重复。
[0065]另外，根据图1的电绕组的特征在于:其是集中绕组，其中所有的电气相A、B、C的所有线圈各自缠绕定子的恰好一个齿。定子I的齿6形成在相邻的槽3之间。在根据图1的实施中，所有的槽和所有的齿具有相同的几何尺寸。在这个实例中，绕组系统的所有电气相的所有线圈也具有相等的绕线匝数。
[0066]根据图1的绕组总是包括同一电气相A、B、C的两个相邻线圈+、_。同一电气相的线圈数目用符号η来表示。
[0067]同一电气相A、B、C的相邻线圈总是以相反的绕线方向缠绕，这在附图中以相应的加减符号+、_显示，根据相应的加减符号可以推出绕线方向。
[0068]总体上说，根据图1的实施是n=2、m=3、Z=6的绕组分布。
[0069]针对根据图1的示例性实施例，图2在附图的左半部分中示出磁动势MMF在360度上的分布，并且在附图的右半部分中示出这种磁动势的谐波(例如通过傅里叶分析)的分布。
[0070]图3示出在不同数量的机械移位(以整数槽数目计)参数族基础上所绘制的磁动势的影响因子与定子的槽数目的关系。这里，例如，如在文献DE102008051047A1中所解释的，两个绕组系统(诸如例如具有根据图1的结构)相对于彼此移位。在这方面，整体参照这个文献。
[0071]将看出机械移位四个槽将一次谐波(B卩，基波)减小了大约75%，并且将高次的四次谐波和高次的五次谐波减小了大约25%。
[0072]这意味着使用具有九个槽的定子拓扑允许通过将两个相同的集中绕组系统(它们相对于彼此移位)相互组合来改善n=2和m=3的绕组系统的性能。[0073]图3中磁动势的影响因子的分布可以根据以下公式来计算:
r ?f ) f 2s ,、
[0074]ζ: = cos! V.—— ；::::: cos V.—*Hq
\ 2 / \ Qs J
[0075]kQ=l, 2，3，.....,Qs
[0076]这里，aw表示绕组系统相对于彼此移位的电移位角，例如四个槽。
[0077]如果图1的绕组拓扑变换成包括根据图4的带有九个槽的定子，则出现完全无任何绕组的齿7。基于图1，在图4的实例中，无绕组齿总是被插入在属于相应绕组系统的同一相A、B、C的这种齿6之间。
[0078]与图2相似，图5示出有关图4的磁动势的分布和谐波的分布。
[0079]图6示出根据所提出的原理的用于电机的定子的第一示例性实施。在这种布置中，图6的实施基于两个相同的根据图4的实施的绕组系统，它们相对于彼此机械移位四个槽。对于两个相互移位的第一集中电绕组系统和第二集中电绕组系统的构造，参照前述示例性实施例，这里不再重复。
[0080]可以看出第一绕组系统4和`第二绕组系统5每个包括三个相、集中线圈、以及同一绕组的同一相的两个相邻线圈。所得的绕组是两层绕组。尽管第一绕组系统和第二绕组系统每个包括至少一个无绕组齿7，但在根据图6的组合的两层绕组中这九个齿6、7没有一个保持无绕组。
`[0081]图7基于磁动势和谐波图而示出:在图6的实施的情况下不期望的谐波显著减小是可能的。二次谐波用作工作波。另一方面，一次谐波是减小了大约75%的不期望的分谐波。代表相对于工作波的高次谐波的四次谐波和五次谐波减小了大约25%。这适用于针对图6的所有绕组系统4、5的所有相A、B、C的所有线圈具有相同的绕线匝数nl、n2的情况。
[0082]与图7相比，图8示出图6的进一步发展的效果，即针对3/4的绕线匝数比nl:n2。在图7中这种绕线匝数比是1，而绕线匝数比nl:n2=3/4会使得一次谐波几乎完全消除。这意味着基波几乎消失。
[0083]图9示出针对绕线匝数比为3/7的情况下的磁动势和高次谐波。
[0084]类似地，图10示出绕线匝数比为5/8的情况。图10示出四次谐波和五次谐波显著减小的一种实施，然而在图9中四次谐波和五次谐波几乎完全消失。
[0085]如图6中所示，具有第一绕线匝数nl和第二绕线匝数n2的线圈在根据图8至图10的实施中交替，并且每个电气相的一个线圈被实现成具有第一绕线匝数，而同一电气相的相关的第二线圈被实现成具有第二绕线匝数。
[0086]具有不同绕线阻数的图6至图10的示例性实施例每个基于Z=9、n=2、m=3型两层的同心绕组拓扑。
[0087]图11示出根据所提出的原理的图6的实施的进一步发展，其中进一步地减小了不期望的谐波。这里，根据图6的两层绕组再次加倍，绕组系统的两个组合(绕组系统分别根据图6来构造)转而相对于彼此机械移位四个槽。在根据图11的这种组合中，一次谐波、四次谐波和五次谐波再次被分别减小了 75%和25%。因而，一次谐波、四次谐波和五次谐波在实际应用中被减小成几乎为零，如从根据图12的磁动势和MMK的谐波的分布中显然可见的。
[0088]图13示出图11的实施的简化。图13的上半部分图片与图11的实施相对应。将两个中间层组合，并且将具有相同绕线方向和相同相的相同线圈的绕线匝数nl、n2加起来，结果是图13的下部中所示的绕组拓扑。这里，四层绕组系统被变换成三层绕组系统。这里，也是具有Z=9、n=2、m=3的绕组。在图13的下半部分中的中间绕组层包括绕线匝数为图11的两个中间层的绕线匝数之和的线圈。
[0089]从具有六个槽的电机的传统绕组出发，例如要掌握设计电机的以下步骤，以根据所提出的原理获得例如具有九个槽和四个转子极的电机:
[0090]1.针对特定的绕组分析磁动势的谐波。
[0091]2.检查与定子的槽数目相关的磁动势的特定谐波，如例如基于图3的实例所解释的，其中利用相对于彼此移位的两个相同的绕组系统。
[0092]3.将选中的绕组变换成期望的定子拓扑。
[0093]4.将数个相同的集中绕组系统相互组合、并且相对于彼此机械移位。由此使得磁动势的特定谐波的按照希望减小。
[0094]5.将绕组系统串联连接并且由确保具有数个电气相的电源的单个逆变器来供电。
[0095]以下在第二组示例性实施例的帮助下将再次解释描述的方法，其中力求带有18个定子槽和十个转子极带有集中绕组的电机。
[0096]类似于图1，图14的实施示出了 n=2、m=3以及Z=12的集中绕组。然而，在这种布置下，设置了两个线圈组，由表达式kn=2表示。因此，图14是Z=12、kn=2、n=2、m=3的绕组分布。
[0097]在图15中示出磁动势和谐波分布的相关示图。
[0098]类似于图3，图16示出相对于彼此机械移位并且具有相同构造的绕组系统的组合。与图3相对应，图16也示出针对所绘制磁动势的不同谐波的电动势的影响因子与绕组系统之间移位角的关系。如可以看出，高次的七次谐波和高次的十一次谐波在移位四个槽的情况下减小了大约75%。这意味着:利用具有18个槽的电机时如果将两个相同的集中绕组系统组合，则可以显著地改善kn=2、n=2、m=3的绕组的性能。
[0099]电动势的影响因子的公式已在以上针对图3示出，这里不再重复。
[0100]相应地，从图14至图17的步骤中执行Z=12、kn=2、n=2、m=3的绕组拓扑到具有18个槽的绕组的变换。
[0101]结果在图17中示出，并且包括Z=18、kn=2、n=2、m=3和具有集中线圈的绕组。类似于图4，在图17的帮助下将看出:无绕组齿已经插入在同一相的线圈之间。在图18和图19中示出磁动势和谐波分布的相关示图，其中图18涉及同一线圈在相邻槽中的导体截面数目相等N1=N2的情况，而图19说明基于一个实例的同一线圈在相邻槽中的导体截面数目不同NI古N2的情况。
[0102]同一线圈在相邻槽中的导体截面数目不同也可以被称作单个线圈的两个线圈边的匝数不同。
[0103]图20示出根据提出的原理的两个绕组系统组合，每个绕组系统具有如图17中所示的相同构造。这里，两个绕组系统相对于彼此机械移位确定的电角度，在本实施例中是移位四个槽。如以上基于图16所示，移位四个槽导致高次的七次谐波和高次的十一次谐波减小了 75%。同心绕组允许特别简单的制造。
[0104]图21示出图20中的Z=18、kn=2、m=3的绕组的磁动势的分布和相应谐波的分布。通过使绕线匝数不同可以实现选中的高次谐波的进一步减小。
[0105]如果从提出的原理的实例出发，将两个根据图20的两层绕组相互组合，并且将这些绕组系统的组合再次相对于彼此移位四个槽，则将产生根据图22的绕组拓扑。所得的绕组总共具有四层，由此高次的七次谐波和高次的十一次谐波再次减小了 75%，几乎致使这些高次谐波消除。
[0106]图22示出这种绕组拓扑的同时，图23中示出相应的示图，其再次验证磁动势的分布和谐波的分布。
[0107]图24的上部图片清楚地示出图22的绕组拓扑可以采用简化的方式来表示，即仅具有两层，其中，数目I和2表示相应定子齿的数目，其中所述数目的线圈缠绕相应定子齿。
[0108]如图24的中部图片所示，相同相的线圈的数目在一些槽中相等；然而，这些线圈具有相反的绕线方向，使得这些线圈在这些槽中的合磁力为零。这是这些线圈如图24中中部图示所示地可以被去除的原因。这会减小定子中的铜损耗，同时电机的特性特征在其他方面仍不受影响。因在各种槽中导体截面的数目不同，所以槽可以实现成具有不同的槽深度。这意味着:在径向方向看，一些槽相比于其他槽可以更加深地(如从齿的上边缘起测量)伸到定子中。这是定子可以被实现成具有不同的槽深度的原因，如图24的下部图片所示。
[0109]图25示出所提议的具有18个槽和10个极的电机的磁动势的谐波、与传统结构的具有十二个槽和十个极的电机之间的比较。
[0110]在图17的实例中同一线圈在不同槽中使用不同数目(N1、N2)的导体截面来减小基波，然而，所提出的原理的图26的实例利用在每种情况下具有不同绕线匝数的线圈来减小高次谐波。各个线圈的绕线匝数用彼此不同的第一绕线匝数nl或第二绕线匝数n2来表示。在其它的方面，图26的拓扑具有与图20所述的相同的结构。这意味着第一绕组系统和第二绕组系统再次相对于彼此移位四个槽，而它们在所有的其他方面具有相同的结构。具有不同绕线匝数的线圈的使用 在此适用于相同相A、B、C的相邻线圈。符号nl、n2表示这些线圈的绕线匝数。
[0111]图27不出磁动势和谐波的相关分布，假设:
[0112]nl 幸 n2,
[0113]例如，nl=k*4,并且n2=k*3, k=l, 2, 3,...[0114]图28示出图26的实施的进一步的发展。如在DE102008057349B3中所描述的，图28利用方法来获得在与同一线圈相关的相邻槽中具有不同数目导体截面N1、N2的线圈，其方式例如是:在轴向方向上所述线圈不从定子的同一侧连接，而从定子的不同侧连接。换言之，特定同心线圈在一槽中具有的导体截面比该线圈在其所处的另一相邻槽中具有的导体截面多一个。代替用附图标记N1、N2表示导体截面的数目，为了便于阐述，在当前情况下这些数目被称作为nl、nl+l。
[0115]相应地，所得的绕线匝数在一槽中为4，而在另一槽中为3。用这个原理，在任何情况下同一线圈在相邻槽中的绕线匝数差I。这允许额外地减小基波，如根据图29的相关示图中显著示出的。
[0116]图28示出Z=18、kn=2、n=2、m=3的拓扑，其具有结构相同并且相对于彼此移位的两个绕组系统，具有有着不同绕线匝数nl、n2的线圈，并且具有如下这种线圈，即，同一线圈在不同槽中包括了不同数目的导体截面；例如，这在图28中以符号nl和nl+1示出。[0117]图30示出包括定子和转子的电机的一个示例性实施例。以上描述的并且具有所描述的绕组拓扑的定子中的一种可以用作根据所提出的原理的定子。根据图30的实施包括根据图6的实例的定子。
[0118]类似地，图31示出包括根据图20的实施的定子以及转子的电机的一个示例性实施。
[0119]不言而喻，提出的原理(B卩，插入无绕组齿并且将相对于彼此移位的两个相同的绕组系统组合)提出也可以转用于其它的绕组拓扑和定子类型而不脱离本发明所提议的原理。
[0120]已经分别基于根据图1至图13和图14至图29的两组示例性实施例解释了提出的原理，对于所提议的原理的示例性实施例共有的一些方面应该在下面强调。此时，以下的参数定义作为识别集中绕组的基础:
[0121]η相同相的相邻线圈的数目，
[0122]nl、n2 线圈的绕线匝数，
[0123]NUN2 同一线圈在相邻槽中的导体截面的数目，
[0124]kn线圈组的数目，
[0125]m电气相的数目，
[0126]Z槽的数目，
[0127]q每相每极的槽的数目，以及
[0128]P极对的数目
[0129]从传统的一相或多相集中式电绕组出发，通过以下步骤来形成所提出的绕组。
[0130]首先，将无绕组齿插入在集中绕组中。这将该绕组系统变换成更多数目的槽。在下一步骤中，这种绕组系统被相同地设置在共同定子中两次，其中绕组系统相对于彼此移位确定数目个槽。
[0131]在此考虑如下:定子的槽数目的通用公式为:
[0132]Z=2*p*q*m
[0133]如果每相的线圈数目和电气相的数目已知，则集中绕组所需的定子槽数目Z可以作为替选地用以下规则来确定:
[0134]Z=kn*n*m
[0135]与传统的绕组对比，定子槽的数目可以增加确定的值(kn*m)，以在不改变绕组对称的情况下改善绕组属性。因而，以下规则应用于集中绕组的定子槽的数目，用下面这种方式来改进:
[0136]Z’ =kn * η * m+kn * m=(n+l)*kn*m
[0137]对于图1和图14中插入无绕组槽的相应变形实例适于:
[0138]Z6:n=2&m=3=>Z9:n=2&m=3
[0139]Z12: kn=2, n=2&m=3=>Z18: kn=2, n=2&m=3
[0140]其中，分别在图4和图17中示例性示出了富含无绕组齿的相应拓扑。这些附图示出，对于修改后的绕组，定子的相应齿的两个槽中线圈边的数目不同。存在在两层绕组方向包括两个线圈边的定子槽，并且存在在一层绕组方向仅包括一个线圈边的定子槽。
[0141]如果定子槽的数目基于传统的集中绕组而以这种方式增加，则针对这些绕组类型的优化，自由度将提高，特别关于不期望的高次谐波和分谐波的减小。为此，可以将以这种方式修改的两个绕组系统组合，这两个绕组系统具有相同的类型和构造，但是相对于彼此机械移位确定的电角度，即移位确定数目个定子槽。这在示出了根据所提议的原理的示例性实施例的图6和图20的帮助下用描述的示例性实施例来示出。
[0142]附图标记列表
[0143]1定子
[0144]2转子
[0145]3槽
[0146]4
第一绕组系统
[0147]5第二绕组系统
[0148]6齿
[0149]7无绕组齿
【权利要求】
1.一种电机,包括: -定子(1)， -转子(2 )，所述转子能相对于所述定子(I)移动， -所述定子(I)包括第一绕组系统和至少一个第二绕组系统(4，5)，所述第一绕组系统和至少一个第二绕组系统具有分别插入在所述定子(I)的槽(3)中并且缠绕所述定子的齿(6)的线圈， -其中，所述第一绕组系统(4)和第二绕组系统(5)中的每个包括至少一个无绕组齿(7)，以及 -当所述第一绕组系统和第二绕组系统(4，5)被组合时，所述定子(I)的所有齿被设置有绕组。
2.如权利要求1所述的电机， 其中，所述第一绕组系统和所述第二绕组系统(4，5)中的每个包括集中线圈(+，_)，所述集中线圈(+，_)中的每个缠绕恰好一个齿(6)。
3.如权利要求1或2所述的电机，其中，所述第一绕组系统和所述第二绕组系统(4，5)将一层绕组和多层绕组互相组合。
4.如权利要求1至3中的任何一项所述的电机， 其中，所述第一绕组系统和所述第二绕组系统(4，5)中的每个包括至少两个电气相(A、B、C)。
5.如权利要求4所述的电机， 其中，所述至少一个无绕组齿(7)被布置在用与不同电气相(A、B、C)相关的线圈(+，-)包围的齿之间。
6.如权利要求4所述的电机， 其中，所述至少一个无绕组齿(7)被布置在用与同一电气相(A、B、C)相关的线圈(+，-)包围的齿之间。
7.如权利要求4至6中的任何一项所述的电机， 其中，同一电气相(A、B、C)和同一绕组系统(4，5)的直接相邻线圈具有不同的绕线匝数(nl, n2)。
8.如权利要求1至7中的任何一项所述的电机， 其中，所述第一绕组系统和所述第二绕组系统(4，5)每个具有相同的构造、彼此电连接、并且相对于彼此机械移位。
9.如权利要求1至8中的任何一项所述的电机， 其中，所述第一绕组系统和所述第二绕组系统(4，5)同相地串联连接，以由共有的逆变器提供输入。
10.如权利要求1至9中的任何一项所述的电机， 其中，所述定子(I)包括第三绕组系统，所述第三绕组系统相对于包括所述第一绕组系统和所述第二绕组系统(4，5)的组合机械地移位。
11.如权利要求1至10中的任何一项所述的电机， 其中，所述转子(2)包括以下类型中的至少一种:鼠笼式转子、多层转子、永磁体转子、具有埋入磁体的转子。
12.如权利要求1至11中的任何一项所述的电机， 其中，所述电机被构造成具有内转子的电机或者具有外转子的电机。
13.如权利要求1至12中的任何一项所述的电机， 其中，所述电机包括以下类型中的一种:直线电机、径向磁通电机、轴向磁通电机、异步电机、同步电机、无刷直流电机。
14.如权利要求1至13中的任何一项所述的电机， 其中，同一线圈的导体截面的数`目(NI，N2 ；nl, nl+1)在相邻的槽中不同。
【文档编号】H02K3/28GK103503279SQ201280008495
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2012年2月9日 优先权日:2011年2月11日
【发明者】古拉克·达亚库 申请人:菲艾姆股份有限公司