分段式定子、用于制造浸入式浸渍的分段式定子的方法以及电机与流程

本发明涉及一种用于电机的具有圆环形的定子体部的分段式定子，所述定子体部由多个圆环段状的定子部段形成，其中定子部段具有至少一个径向向内突出的且与定子部段一件式地构成的定子齿，所述定子齿由定子绕组缠绕，并且定子体部至少部段地由绝缘部包围。本发明还涉及一种用于制造浸入式浸渍的分段式定子的方法和一种电机。

背景技术：

1、从现有技术中原则上预先已知分段式定子。de19857954a1描述了一种具有分段式定子的电机，所述分段式定子具有多个用塑料包覆部注塑包封的定子部段。所述定子部段环形地设置并且经由齿-齿槽连接在环周方向上朝向彼此的接缝面处彼此紧固。从de102008023923a1中已知一种用于电机的定子，所述定子由各个借助绝缘层封装的定子部段组成。类似的电机例如也在ep1499000a1和de102008033601a1中描述。

2、组成定子环的定子部段分别具有定子齿，所述定子齿是由绕组线缠绕的线圈，其中绕组线具有两个开放的线端部。在分段式定子中，线圈的所述绕组线彼此连接。

3、为了使定子绝缘，已知的是，将定子完全或部段地浸渍。为此，不同的浸渍方法从现有技术中预先已知。

4、在浸入式浸渍中，例如将整个定子浸入或浸没到可流动的浸渍介质例如树脂中并且浸透。随后通过能量输送使树脂硬化。这例如可以通过对定子线圈通电来进行，所述定子线圈升温从而引起树脂的胶化。浸入式浸渍尤其也可以在唯一的工艺步骤中实现定子叠片的固定以及定子体部和定子绕组的覆层。通过浸入式浸渍还引起定子形成自身电绝缘的且被保护免受磨损的整个系统。

5、现有技术中的这种浸入式浸渍方法例如在ep2887507a1中描述。然后，在浸渍介质硬化之后，绝缘的定子在马达壳体中例如借助于过盈配合固定。

6、浸入式浸渍的方法技术的变型方案是浸没。在此，定子首先在空的浸渍盆中定位，随后可流动的浸渍介质流入到所述浸渍盆中。为此，定子可以在安装到定子承载件(壳体部件)中之后用浸渍树脂浸没，其中壳体部件用作为用于树脂的容器。在过程和浸渍结果方面，浸没基本上等同于浸入式浸渍。

7、然而，在上文中描述的浸渍方法中可行的是，在浸渍树脂没有从定子中充分排出时，在定子处形成树脂滴和树脂流挂，所述树脂滴和树脂流挂然后在定子的安置或安装时干扰并且例如引起倾斜位置。

8、除了在上文中描述的问题，由于部段化，绝缘系统在部段的对接部位处有薄弱部位，对于所述薄弱部位，要么必须遵守空气隙和爬电距离(具有更高的铜损耗的缺点)，要么用绝缘膜耗费地覆盖(具有高成本的缺点)。

技术实现思路

1、本发明所基于的目的是提供一种用于电机的分段式定子，其中降低了构成树脂滴和树脂流挂的危险。此外，本发明的目的是在最高的线槽占空系数的情况下以最低的成本实现安全绝缘。此外，本发明的目的是实现一种用于制造浸入式浸渍的分段式定子的改进的方法。最后，本发明的目的也是提供一种具有优化的定子的电机。

2、所述目的通过一种用于电机的具有圆环形的定子体部的分段式定子来实现，所述定子体部由多个圆环段状的定子部段形成，其中定子部段具有至少一个径向向内突出的且与定子部段一件式地构成的定子齿，所述定子齿由定子绕组缠绕，并且定子体部至少部段地由绝缘部包围，其中绝缘部具有轴向端面，所述轴向端面在轭部区域中具有从径向外边缘延伸至径向内边缘的斜坡或从切向的定子部段中心延伸至定子部段的切向边缘的斜坡或两种斜坡构成的组合。

3、通过绝缘表面的斜坡，在体积中轴向聚集在定子轭部之前的浸渍树脂有针对性地在槽底部处的区域中流出，在其处，对接部位形成铁芯绝缘部的薄弱部位。流出的树脂在流出持续时间内在薄弱部位处形成安全的树脂层，从而可靠地保护绝缘系统。

4、通过定子部段的绝缘部的所述几何形状的适配，应可以实现浸渍材料的简化的且安全的流出，以便一方面避免或至少减少轭部区域中的树脂残留物的构成，以及另一方面确保浸渍材料在浸渍过程中有针对性地借助于均匀的绝缘层保护绝缘系统薄弱部位。

5、绝缘部可以由任何起电绝缘作用的材料成形，例如塑料、纸和/或陶瓷。

6、优选地，绝缘部可以构成为定子体部的塑料注塑包封部。定子部段在此例如可以置入到注塑模具中，以便随后由塑料注塑包封，使得塑料注塑包封部材料配合地和/或形状配合地模制在定子部段处。

7、原则上当然也可设想，绝缘部成型为单独的构件，尤其由塑料、纸和/或陶瓷构成的构件，并且随后与定子体部尤其材料配合地和/或形状配合地连接。

8、也可设想，绝缘部由塑料、纸和/或陶瓷形成的复合材料构成。在这种情况下特别优选的是，绝缘部由包括塑料、纸和/或陶瓷的层材料形成。

9、在本发明的一个优选的设计变型方案中可以提出，斜坡配置成，使得当当分段式定子在轴向方向上运动离开填充有树脂的浸渍池或在浸没之后树脂在轴向方向上被排出时，可流动的电绝缘树脂在重力作用下跟随斜坡变化在端面上流动。

10、首先，要求保护的发明对象的各个元素以其在权利要求中提出的顺序阐述，并且在下文中描述发明对象的特别优选的设计方案。

11、根据本发明的分段式定子尤其配置用于在电机中使用。电机用于将电能转换成机械能和/或反之亦然，并且所述电机通常包括称为定子、定片或电枢的位置固定的部件和称为转子或转动件的并且相对于位置固定的部件可运动地尤其可旋转地设置的部件。

12、尤其地，电机的尺寸确定成，使得可以实现大于50km/h、优选地大于80km/h和尤其大于100km/h的机动车辆速度。特别优选地，电动马达具有大于30kw、优选地大于50kw和尤其大于70kw的功率。还优选的是，电机提供大于5000u/min、特别优选地大于10000u/min、完全特别优选地大于12500u/min的转速。

13、在本技术的意义中，通过机械力运动的陆地交通工具被视为机动车辆，而不约束于轨道。机动车辆例如可以从乘用车(pkw)、载重车辆(lkw)、小型摩托车、轻型机动车辆、摩托车、公共汽车(kom)或牵引车中选择。

14、优选地，分段式定子设置用于在径向磁通电机中使用。径向磁通电机的定子通常柱形地构造并且通常由相对于彼此电绝缘的且层式构造的并叠装成叠片组的硅钢片构成。通过所述构造保持定子中的通过定子场引起的涡流小。

15、分段式构造的定子体部的特征在于，所述定子体部由各个定子部段部分构造。定子体部在此可以由各个定子齿或定子齿组构造，其中每个单个的定子齿或每个单个的定子齿组可以由多个堆叠的层压硅钢片形成，其中硅钢片中的每个硅钢片构成为定子部段叠片部件。

16、通常由硅钢片制造的多个层压的单叠片理解为叠片组或定子部段叠片部件，所述单叠片彼此分层并且堆叠成堆，即所谓的叠片组。单叠片然后可以在叠片组中通过粘接、焊接或楔入或旋紧等保持在一起。

17、定子体部的构成为定子体部的环周间隔开的、齿状径向向内或向外定向的一部分的组成部分称为定子齿，并且在所述定子齿的自由端部与转子体部之间形成有用于磁场的气隙。

18、定子尤其可以设置在马达壳体中。马达壳体包围电机。此外，马达壳体也可以容纳控制电子装置和功率电子装置。此外，马达壳体也可以是用于电机的冷却系统的组成部分并且构成为，使得可以经由电机的马达壳体输送冷却流体和/或经由壳体面向外引出热量。此外，马达壳体保护电机和可能存在的电子装置免受外部影响。马达壳体尤其可以由金属材料形成。以有利的方式，马达壳体可以由金属铸造材料例如灰铸铁或铸钢成形。原则上也可设想，马达壳体完全或部分地由塑料构成。

19、根据本发明的一个有利的设计方案可以提出，绕组板在轴向方向上延伸，定子绕组在定子体部处的端部被引导穿过所述绕组板，由此为定子绕组的端部提供一定的引导和限定的位置。此外，绕组板也可以构成用于可流动的浸渍介质的流动屏障或流动引导元件。

20、根据本发明的另一优选的改进方案也可以提出，绕组板具有用于穿引定子绕组的端部的穿引开口，其中在穿引开口的区域中设置有在轴向方向上从轴向端面的方向延伸进入到穿引开口中的凸肩，由此构成一种可以防止浸渍介质通过穿引开口排出的堤坝。

21、此外，根据本发明的一个同样有利的设计方案可以提出，在环周方向上相邻的两个定子部段的绕组板配置成，使得在绕组板之间在沿轴向方向延伸的间隙(绝缘系统薄弱部位)的轴向上方构成有空隙，由此可以进一步优化浸渍介质的流出。根据本发明的另一特别优选的实施方式可以提出，空隙具有在线直径的1倍至2.7倍之间的环周开口宽度。在这种情况下应特别优选的是，定子绕组的绕组线具有圆形的横截面。

22、此外，也可以如下改进本发明：绝缘部的轴向端面具有延伸至第一环周边缘和/或第二环周边缘的斜坡或从切向的定子部段中心延伸至定子部段的切向边缘的斜坡或两种斜坡构成的组合，使得可以进一步改进浸渍介质的流出。

23、为了提供优化的绝缘部还可以提出，在定子部段的对接部位处的间隙基本上完全填充有电绝缘树脂。

24、本发明的目的还通过一种用于制造根据权利要求1至8中任一项所述的浸入式浸渍的分段式定子的方法来实现，所述方法包括以下步骤：

25、组装根据权利要求1至8中任一项所述的分段式定子，

26、对分段式定子进行浸入式浸渍，包括如下步骤：

27、○将分段式定子在其轴向方向上浸入或浸没到填充有可流动的浸渍介质尤其树脂的浸渍池中，

28、○在分段式定子的轴向方向上从浸渍池中取出所述分段式定子或排出树脂，

29、○使浸渍介质从分段式定子中滴落，以及

30、○对浸渍介质进行热硬化。

31、因此，根据本发明使用浸入式浸渍方法并且在此将树脂流走设计成，使得更大的浸渍树脂体积经由绝缘系统的在两个相邻的定子部段的对接部位处的间隙流走。通过一种涂装效果确保绝缘系统的所述薄弱部位的安全的绝缘覆盖。

32、最后，本发明的目的也通过一种电机，尤其用于机动车辆的混动的或全电动的动力总成的电机来实现，所述电机包括根据权利要求1至8中任一项所述的分段式定子。