[发明专利]具有改进的冷却装置的电机定子、电机和机动车辆

说明书

提出了一种用于电机(100)的定子(1)，该定子具有在轴向方向(A)上堆叠成定子片组(2)的多个定子片(3)，其中这些定子片(3)具有多个在径向方向(R)上延伸的带状插入件(4)，其中这些插入件(4)具有比该定子片(3)的其余部分更高的热导率，其中这些定子片(3)在方位角方向(U)上围绕旋转角度(D)相对彼此旋转，使得直接相邻的定子片(3)的插入件(4)在轴向方向(A)上不是彼此重叠地布置的。另外提出了一种电机(100)、一种机动车辆(200)和一种用于制造定子(1)的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于电机的定子、一种电机、一种机动车辆和一种用于制造定子的方法。

背景技术

电机的功率主要受其热极限限制。在此最关键的是定子，其电导线通常由于欧姆电阻而产生大部分热并且由于磁化损失和旋涡电流损失而通过定子片组的定子铁芯变成了电机的功率限制构件。除了所安装的部件的热耐受性之外，冷却也扮演重要的角色。广泛使用的是借助于在外部布置在定子处的冷却元件从定子中排出热量。但是，为此，热量必须通过定子轭部向外被引导到冷却元件。

为了制造定子轭部，常见地使用硅钢、较少见的情况下也使用钴合金和镍合金(通常简称为定子铁芯)。由于所使用的材料的较低热导率，定子铁芯从定子沟槽到冷却元件的热传导受到很大限制。较薄的定子轭部(即较小的定子外直径)在热学上是有利的，但是带来了在穿过定子的磁通量方面的明显缺点。过薄的定子轭部将会被饱和并且无法维持磁通量。

为了提高定子轭部的导热性，从文献EP 2 793 375 B1已知一种具有热导体的用于电机的定子。热导体改进了从定子内部朝向定子外部的热传递。然而在此有问题的是，热导体典型地不具有良好的磁导率并且因此阻碍定子中的磁通量。结果是高功率损失。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种定子，该定子不具有现有技术的上述缺点，而是能够实现通过定子轭部从定子内部朝向定子外部的非常良好的热传导并且同时使对定子中磁通量的阻碍最小化。

这个目的通过一种用于电机的定子实现，该定子具有在轴向方向上堆叠成定子片组的多个定子片，其中这些定子片具有多个在径向方向上延伸的带状插入件，其中这些插入件具有比该定子片的其余部分更高的热导率，其特征在于，这些定子片在方位角方向上围绕旋转角度相对彼此旋转，使得直接相邻的定子片的插入件在轴向方向上不是彼此重叠地布置的。

本发明的定子能够使在方位角方向上流动的磁通量不受插入件妨碍，而是在布置有插入件的位置可以转换到相邻的定子片。因此，对于磁通量而言，产生了以回转(Slalom)的形式以最小的妨碍在方位角方向上流动穿过定子的可能性。单独的定子片具有相同的规格。这是有意义的，因为用于制造定子片的工具是昂贵的并且因此可以通过统一定子的部件来节省资金。为了实现使直接相邻的定子片的插入件不直接重叠，现在将定子片以相对彼此旋转的方式堆叠。也就是说，第二定子片同心地、但是以在方位角方向上旋转该旋转角度的方式放置到第一定子片上。现在将第三定子片同心地并且再次以在方位角方向上旋转该旋转角度的方式放置到第二定子片上。重复这一过程，直到所有定子片被堆叠成定子片组。方位角方向在本发明的意义上描述了定子的周向方向。在方位角方向上的旋转因此是在定子片的主延伸平面之内围绕定子片的几何中心的旋转。在本发明的意义上，所提及的所有角度应理解为在定子片的主延伸平面之内的角度。可设想的是，一个定子片具有10个或更多个、优选15个或更多个、优选20个或更多个插入件。

本发明的有利的构型和改进方案可以自以下优选实施方式以及参考附图的说明得出。

根据本发明的一个优选的实施方式提出，这些插入件在径向方向上的长度至少为这些插入件在方位角方向上的宽度的四倍。这能够实现从定子内部朝向其外侧的非常良好定向的且高性能的热传导。