[发明专利]用于电机的定子的定子齿

说明书

本发明涉及一种用于电机的定子、尤其用于空中行驶工具的电驱动系统的定子齿的构造方案。所述定子齿由沿轴向方向彼此堆叠的多个叠片层构成。至少沿所述轴向方向限制所述定子齿的叠片层具有缝隙，所述缝隙沿径向方向延伸并且促使，在所述电机的运行中例如由漏泄场促使的在叠片层中的涡流被遏止。

技术领域

本发明涉及一种电机的定子。本发明尤其涉及一种定子的定子齿的实施方案。

背景技术

为了驱动空中行驶工具，例如对于飞机或直升机、或还对于电驱动的水路行驶工具等，作为常用的内燃机的备选方案，研究和使用基于电驱动系统的概念。这样的可以构造为纯电的或还构造为混电的驱动系统的电驱动系统通常具有一个或多个电机，所述电机根据应用目的可以在驱动系统中设计为发电机和/或电动马达。要用于这样的可移动的应用的电驱动器以及对应的机器必须以非常高的功率密度而出众，以便能够产生所需要的功率。对于许多技术应用来说以直至2kW/kg的数量级的功率密度是足够的，而对于例如航空的电气化、也就是说对于电或混电驱动的空中行驶工具、但还对于其它的（尤其是可移动的）应用来说，力求具有以例如20kW/kg和更大的数量级的功率密度的电机。

因此，对于所提及的可移动的应用，需要高功率密度的电机。然而，在电机中由于不同的效应得出损失，所述损失限制了可实现的功率密度。在机器的定子的活性材料中出现的损失被总结（bilanziert）为铜损和铁损，其中，铁损又可以分为磁滞损失和涡流损失。涡流损失由于在定子的铁芯中的电涡流得出，所述电涡流本身由磁主通量引起。众所周知，为了限制涡流，定子可以被层压地实施。在此，定子由一系列的叠片层构成，其中，在两个叠片层之间分别布置有绝缘层。绝缘层的存在导致，涡流的流动路径被中断，从而尤其沿垂直于相应的绝缘层的方向的涡流分量被停止。然而，在相应的叠片层内的涡流分量可以在最大程度上不受阻碍地继续流动并且因此导致损失。如稍后更详细地阐述的那样，在叠片层中的这些涡流分量尤其在位于定子的端部区域处的两个叠片层中出现并且导致局部非常高的损失密度。

尤其在端部区域中由于漏泄场而出现的涡流损失可以例如借助于增大构造在定子齿和转子之间的气隙来降低。然而，这样的措施不利地还导致转矩的降低。抑制涡流损失的另一种方法可以在于，应用沿轴向方向延长的绕组头。然而，这伴随着附加地需要的导体长度并且因此伴随着提高了的欧姆损失。此外，可以利用的是，漏泄场随着在主通量路径中的铁芯的饱和度而增加。因此，增大的铁芯横截面会导致较低的饱和度并且导致较弱的漏泄场，然而还与铁芯质量的提高相关联。为了降低涡流，还可以应用具有较低的导电率的材料，然而，这对叠片的磁性能也具有负面的影响。也就是说，经概述的所有四种措施结果都导致功率密度的降低。

发明内容

因此，本发明的任务是，提出用于降低在电机中的涡流损失的另一种可能性，其例如与所提及的方法不同不会显著负面地影响功率密度。另一任务是，如下地改善空中行驶工具的驱动器，使得所提及的。

这通过在权利要求1中描述的定子齿、根据权利要求10的构造有这样的定子齿的电机以及根据权利要求13的装备有这样的机器的空中行驶工具来解决。从属权利要求描述有利的设计方案。

用于电机的定子的定子齿具有齿顶、齿根以及沿第一方向R位于齿顶和齿根之间的齿颈。在齿顶中设置有缝隙，所述缝隙从齿顶出发沿朝着齿根的方向延伸，然而，这并不强制性地意味着缝隙延伸直到齿根中，并且所述缝隙如此进行布置和定向，使得可由在电机的运行中在定子齿的区域中起作用的磁漏泄场促使的、在R-U平面中的涡流分量至少被降低。方向R、方向U以及在下文中还有方向A对应于可以相对于电机的转子的旋转轴线ROT定义的径向方向R、轴向方向A和切向方向U。缝隙尤其在定子齿的在其中构造有缝隙的区域中促使对涡流分量的遏制。

缝隙从齿顶的背离齿根的并且在安装到定子中的状态中面向电机的转子的表面基本上沿第一方向R朝着齿根延伸。因为缝隙直接从所述表面出发并且因此前后一致地尤其沿R方向来看在所述表面和相应的缝隙之间没有可导电的材料，所以在此也可以不形成涡流路径。如果所述缝隙以一定间距位于所述表面下方，则涡流路径可以在所述表面和相应的缝隙之间伸延。