[发明专利]具有增加的功率密度的定子绕组

说明书

本发明涉及一种用于交流电机（1）的定子（3），其中，所述定子（3）具有围绕中心轴线（A）布置的、带有多个导体线匝的定子绕组（4），其中，这些导体线匝被分组成n多个电分路（u、v、w），其中，所述定子绕组（4）具有m多个绕组层（33a、33b、33c、33d），其中，一个分路（u、v、w）的导体线匝分别具有i多个轴向定向的导体支脚（21），所述导体支脚在其两个轴向端部区域（17）中成对地通过各两个卷绕头部（23a）相互连接，从而对于每个分路（u、v、w）形成k多个单个线圈（31），其中，沿圆周方向观察，各个分路（u、v、w）的轴向导体支脚（21）以保持不变的顺序交替地彼此相继，其中，给定的单个线圈（31）的两个卷绕头部（23a）在绕组层（33a、33b、33c、33d）内部延伸，并且其中，这样选择相应的分路（u、v、w）的轴向导体支脚（21）的序列和单个线圈（31）到各个绕组层（33a、33b、33c、33d）上的分布，使得在卷绕头部（23a）的区域中避免在各个绕组层（33a、33b、33c、33d）内的交叉。此外，提出一种具有这种定子（3）的电机（1）。

技术领域

本发明涉及一种用于交流电机的定子，其中该定子包括绕中心轴线布置的定子绕组，该定子绕组具有多个导体线匝，其中所述导体线匝被分组成多个电分路（Strang），并且其中，该定子绕组具有多个绕组层（Wicklungslage）。此外，本发明涉及一种具有这种定子的电机。

背景技术

根据现有技术，开头所述类型的典型的定子绕组大多被设计为分布式的、不倾斜的绕组，在所述绕组中存在多个轴向曲取向的导体支脚（Leiterschenkel），所述导体支脚形成绕组的对于电感起作用的主要部分。这些轴向导体支脚通常分布在多个绕组层上并且典型地布置在铁轭的槽中。这些直线区段然后在其轴向端部区域中通过所谓的卷绕头部连接，其中，通过卷绕头部沿圆周方向跨接各个绕组的直线区段，其中，通常也进行在各个绕组层之间的变换。这种传统的几何结构的缺点是，这种卷绕头部一方面为定子的总重量贡献了高的重量，并且另一方面难以冷却并且也难以制造。卷绕头部也具有高的空间需求，尤其是沿轴向方向的空间需求，这总体上增大了电机的结构体积并且因此也需要更大的壳体。在当前的导体的弯曲半径不能特别小地选择和/或在多个导体必须以大的绕距（大的要通过卷绕头部跨接的圆周区域）从彼此引导经过时，那么通常存在特别远地伸出（ausladen）的卷绕头部。导体绝缘部的厚度以及必要时存在的用于冷却绕组的冷却通道也可以有助于绕组头部的大的空间需求。具有大的卷绕头部的电机的电损耗也不利地高，因为在此存在大比例的未用于感应的导体材料，但是该导体材料有助于欧姆传导损耗。因此，为了实现具有高功率密度的电机，通常有利的是，尽可能紧凑地构造卷绕头部。

另一方面已经表明，仅仅基于二维的考虑（即不考虑卷绕头部的三维的设计方案）来优化电机的功率密度通常导致具有相对大的直径和相应短的轴向长度的结构形式。但是，正是在短的轴向结构长度和大的直径的情况下，与卷绕头部相关联地出现两个不利的效果：一方面，卷绕头部于是在平均水平以上强烈地对定子的总导体量作出贡献，并且另一方面，其对转矩的贡献与绕组的直的轴向部分相比是特别低的。因此，大的卷绕头部在此特别负面地不仅影响质量平衡而且影响损耗功率平衡。同样地，大的卷绕头部与大的卷绕头部漏电感相关联，所述大的卷绕头部漏电感对电机的电磁特性具有另外的负面影响。

发明内容

因此，本发明的任务是，提供一种用于交流电机的定子，所述定子克服所提及的缺点。尤其是应提供一种具有定子绕组的定子，其中，卷绕头部的空间需求、尤其是沿轴向方向的空间需求尽可能小。由此，总的来说应实现提高的功率密度。另一任务是，提出一种具有这样得到改进的定子的电机。

这些任务通过一种定子和一种电机来解决。