[发明专利]电动马达的具有定子齿组的外部定子、每个定子齿组具有两个相邻的定子齿和连接轭

说明书

本发明涉及具有内部转子(9、10)的感应式机器的外部定子，该外部定子具有数目为N的定子齿(1)，数目为N的定子齿(1)形成数目为N/2的齿组(ZGi；i＝1..N/2)。每个定子齿(1)具有磁极芯部(1b)和形成在磁极芯部(1b)上的极靴(1a)，其中，磁极芯部(1b)和极靴(1a)由第一材料(MA1)制成。每个齿组(ZGi)由两个直接相邻布置的定子齿(1)和磁轭(15)形成。至少一个中间元件(11、21、31)布置在相邻的、不同的齿组的两个相邻的定子齿(1)之间，所述中间元件沿定子(1)的轴向方向延伸。每个中间元件(11)由第二材料(MA2)制成，第二材料(MA2)与所有齿组(ZGi)的第一材料(MA1)不同。具有磁轭(15)的两个定子齿(1)与相对的转子磁极(9、10)各自形成磁路(MF)。

本发明涉及具有内部转子的旋转场式机器的外部定子，并且该外部定子具有数目为N的定子齿，所述数目为N的定子齿一起形成数目为N/2的齿组，并且每个定子齿在每种情况下具有一个磁极芯部和一个一体地形成在磁极芯部上的极靴，其中，磁极芯部由第一材料制造，并且在每种情况下，一个齿组由两个直接相邻布置的定子齿形成，所述两个直接相邻布置的定子齿与磁返回装置一起作为磁路的组成部分。

现有技术

已知的旋转场式机器或电动马达通常设计为永久励磁的内部转子或外部转子式马达。这些马达越来越多地用作两轮车辆、乘用机动车辆、重型货车的电驱动马达，并且用在海事部门和航空领域的螺旋桨驱动的驱动系统中。特别是在使用电池或锂离子电池来驱动的车辆、轮船以及最近的电动飞行器的情况下，效率是主要的设计参数，因为效率主要决定电池的尺寸，并且因此决定总体成本。然而，也有必要在整体考虑中考虑电动马达的成本，出于该原因，以成本有效的方式使用各种各样的材料是必要且有意义的。在航空领域中，特别是在以电动方式驱动的飞行器的情况下，不仅必须考虑效率，而且还必须考虑功率密度，出于该原因，通常优选使用永磁体。

为了实现高的效率和高的功率密度，除了使用永磁体以外，还采取了用于减少损耗的各种措施。在线圈中的铜损耗、与磁路相关的所有含铁马达部件中的铁损耗以及轴承中的摩擦损耗之间是有区别的。

为了减少铜损耗，单齿技术以及单齿或双齿的缠绕是有利的。利用单齿缠绕技术，励磁线圈可以以精确的方式缠绕，从而提高电动马达中的铜填充水平。在外部转子的情况下，除了单齿技术外，也使用挠性定子的缠绕技术，如EP 2179488 B1中所述。

为了减少铁损耗，使用具有小的叠片厚度、特别是叠片厚度＝0.3mm的Si-Fe叠片的叠片式定子以及叠片式转子，并且可选地，为了减小涡流损耗，还使用分段式永磁体。此外，越来越多地使用耐高温的材料、特别是具有高剩磁且同时具有高矫顽力场强度H_CJ的永磁体。这种耐高温性导致非常高的成本，因为例如这种永磁体具有高的镝分数。此外，具有非常低的损耗(叠片厚度0.1mm-0.2mm)或高饱和度的定子叠片(例如钴-铁叠片)是非常昂贵的。

例如，在WO 2010/099974中，实现了具有高度复杂的水型冷却装置的双转子。冷却通道使用热固性塑料通过注射模制过程实现，并且冷却通道在励磁线圈之间从壳体延伸至绕组头部并在绕组头部处转向。这种冷却极其昂贵，并且此外这种冷却不是最佳的，因为损失了用于铜线圈的缠绕空间。

在WO 2010/099975中实现了另一种导热方法。在这种双转子式马达的情况下，定子利用具有良好导热特性的热固性塑料材料通过注射模制而封装。同时，在选择热固性塑料材料时，必须重视刚度，因为定子的通过注射模制的封装很大程度上有助于悬臂式定子在操作期间的稳定性。此外，在WO 2010/099975中公开的是，借助于灌封和热固性材料的良好的导热特性，可以改善从励磁线圈的绕组头部到壳体的热传递。