[发明专利]电机

说明书

本发明涉及一种电机。

电机通常包括固定于壳体的定子和可相对于定子运动的转子。转子可被支撑为例如相对于定子能转动或相对于定子能线性移动。电机属于电-机械能量转换器。在该上下文中，它们可作为电动机或发电机而操作。

例如，电机可用于机动车中的驱动系统。为达到此目的以及用于其它应用，获得电机操作表现的限定特性可是有利的。扭矩、声学性能、铁损、以及绕组损耗和磁体损耗均可包括在这些特性之中。

具有集中绕组的电机的定子区别于具有分布绕组的电机的定子之处在于紧凑设计。在此，不同极对数可与定子中的不同槽口数相组合。转子中的极对数量可理解为极对数。定子中的槽口作用为容纳绕组。转子中的每个磁极对通常包括两个磁极，北极和南极。

例如，文献US 2007/0194650 A1描述一种包括十二个槽口和十个极的电机。在这种类型的电机中，定子在操作中感生的磁通势不依照简易正弦波分布。而是，当例如用傅立叶分解来分析磁通势及其谐波分量时，明显出现了很多非期望的谐波分量。在此，除用作电机的工作波外的所有谐波分量都是非期望的，因为它们可导致损耗，另外可造成非期望的声学损伤。

作为工作波施加于具有集中绕组的电机中的波不一定是主波。利用磁通势的较高阶谐波分量作为工作波可是相当有利的。

举例而言，第五或第七谐波分量可用作包括具有集中绕组的定子的电机中的工作波，两个相邻齿设置有具有一个股线(有时也称作“相”)并且绕组方向(winding sense)相反的线圈。以基本形式，这导致形成具有十二个槽口和十个极、或十二个槽口和十四(14)个极的电机。在此，槽口数量的整数倍数和极数的整数倍数也是可能的。

本发明的目的是以较低花费实现电机中的次谐波分量的减小。在本案中，术语“次谐波”与工作波相关。

根据本发明，该目的由包括独立权利要求的特征的电机实现。在从属权利要求中分别限定了具体实施方式和进一步的改进。

在基于建议原理的一个实施方式中，电机包括定子和能相对于定子运动的转子。定子包括用于容纳电绕组的线圈的槽口。在第一槽口中，线圈具有第一匝数。同一线圈的特性是位于定子另一槽口内的第二匝数，所述第二匝数与所述第一匝数不同。

包括在定子各槽口内具有不同匝数的线圈的绕组的建议示例容许例如磁通势的傅立叶分解的第一次谐波分量显著减少，或消除它。

为达到此目的，既不需要待插入槽口内的附加绕组，也不需要对定子几何结构或转子进行改动。

优选地，线圈从定子的一主侧插入定子，该主侧与线圈退出定子所经过的主侧不同。换言之，线圈的这些端子并不类似于传统方式设置在共同侧，即不设置在定子的同一主侧，而是设置在定子的不同主侧上。

例如，在旋转电机中，定子的一个主侧包括沿轴向的曲面法线。

优选地，第二匝数与第一匝数不同。

第二匝数优选地比第一匝数大。

在一个实施方式中，第一槽口中的匝数总数与第二槽口中的匝数总数不同。在每槽口若干个线圈的情况下，位于各槽口内的这些线圈的匝数总数可理解为匝数总数。第一和第二槽口优选地设置成彼此相邻。

第一匝数n1优选地在第二匝数n2的大于等于50％并小于100％之间的范围内。换言之，第一匝数n1与第二匝数n2之比大于或等于0.5并小于1。

举例而言，线圈放置在定子中的第二槽口内，并延伸穿过该第二槽口直到线圈在定子相对主侧退出定子。然后，绕该第二槽口所在的齿缠绕另一360°整匝。在这种配置中，该匝设置成穿过第一槽口并返回穿过第二槽口。这就是线圈不从线圈进入定子的主侧退出定子的原因。由此，第二匝数n2是第一匝数n1的两倍。换言之，第一匝数n1是第二槽口内的第二匝数n2的50％。

优选地，除了上述线圈外，具有第一匝数的另一线圈设置在第一槽口内。在这种示例中，具有第二匝数的另一线圈设置在第二槽口内。

在一个实施方式中，无任何槽口示出不同匝数的组合形式。而是，在槽口内插入线圈，这些线圈在所述槽口内都具有相同匝数；这优选地对于定子的所有槽口都符合。

在一个示例中，第一槽口的线圈来自同一股线，位于第二槽口内的线圈来自不同股线。

在此，电机的各股线被分配于电机的一个电相，使得不同股线被分配于不同电相。

例如，设置在一个槽口内并来自同一股线的这些线圈在该槽口内具有第一匝数。在插入不同股线的线圈的这些槽口内，这些线圈在该槽口内具有第二匝数。优选地，具有第一匝数和第二匝数的槽口沿转子的运动方向在定子内周期性的交替。

优选地，同一股线的线圈在各槽口内具有相同的电流方向。同一股线的相邻线圈可布线成具有相反的绕组方向。