專利名稱：電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電機。
背景技術：
電機通常包括關于殼體固定的定子和相對于定子可運動的轉子。轉子可以相對于定子可旋轉地定位或可以關于定子線性地運動。電機被分類在機電能量轉換器之中。在此， 它們可以作為電動機或發(fā)電機來操作。例如，電機可以用于驅動電動機車輛。在這里和在其他應用中，實現電機的操作行為中的某些特性會是有利的。這些特性可以包括扭矩、聲學特性、鐵芯的損耗以及繞組的損耗和磁體的損耗。具有集中繞組的電機的定子與具有分布繞組的電機的定子的區(qū)別在于緊湊型設計。可以將不同的極對數目與定子中的不同凹槽數目組合。極對數目應理解為表示轉子中的極對數目。定子中的凹槽用于容納繞組。轉子中的每個磁極對通常包括兩個磁極，即北極和南極。文獻US 2007/0194650A1描述了一種具有十二個凹槽和十個極的電機。在這樣的電機中，操作中產生的磁動勢不根據正弦波分布。替代地，例如通過傅里葉分解進行的磁動勢及其諧波分量的分析清楚地表明出現了多個不期望的諧波分量。除了用作電機的工作諧波的諧波之外的所有諧波分量都是不期望的，這是因為它們會引起損失并且還會引起不期
望的聲學損害?；ú灰欢ㄊ蔷哂屑欣@組的電機中的工作諧波。反而，使用更高階的磁動勢的諧波分量作為工作諧波會是有利的。例如，第五或第七諧波可以用作具有帶集中繞組的定子的電機中的工作諧波，其中兩個相鄰齒設置有一個相繞組的線圈和相反繞組方向。在基本形式中，這會得到具有12 個凹槽和10個極的電機或12個凹槽和14個極的電機。凹槽數目與極數目的整數倍同樣是可能的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的問題目的是，以低耗費實現電機中的分諧波的靈活減小。術語分諧波與本情形中的工作諧波有關。根據本發(fā)明，該問題是由具有獨立權利要求的特征的電機來解決的。在各從屬權利要求中詳細說明了配置和改進。在提出的原理的一個實施例中，電機包括定子和相對于定子可運動的轉子。定子包括用于容納電繞組的線圈的凹槽。在第一凹槽中，第一線圈具有第一匝數。在不同的凹槽中，同一線圈具有不同于第一匝數的第二匝數。在第一凹槽中，第二線圈具有第一匝數。 在定子的另一凹槽中，此第二線圈同樣地具有不同于第一匝數的第二匝數。包括線圈(其在定子的不同凹槽中具有不同匝數)的繞組的提出的實施例可以例如顯著減小磁動勢的傅里葉分解的第一分諧波或可以使該第一分諧波消失。通過可以用完全相同或不同的匝數比實現的數個線圈彼此組合來提供高度的靈活性。對于提出的原理不需要改變定子或轉子的幾何結構。優(yōu)選地，將各線圈從定子的與其離開凹槽的主側不同的主側引向凹槽。換言之，不在定子的共用側上而是在定子的不同主側上，以傳統(tǒng)方式形成線圈的連接。例如，用于旋轉電機的定子的主側具有軸向方向上的表面法線。優(yōu)選地，第二匝數大于第一匝數。第一匝數nl優(yōu)選地在第二匝數π2的50% (包含50%)與100% (不包含100%) 之間。換言之，第一匝數nl與第二匝數n2之比大于或等于0.5且小于1，其中匝數的差等于1n2-nl = 1。如果nl*表示具有第一匝數的各個第一線圈的總匝數(即，各個第一線圈在第一凹槽中的總匝數)，并且n2*表示具有第二匝數的各個第一線圈的總匝數(即，各個第一線圈在第二凹槽中的總匝數)，則nl*=n2*_l。此外，在nl*/n2*= 2nl/2n2的情況下，第一總匝數nl *與第二總匝數n2 *之比大于或等于0.5且小于1。同樣適用于可以布置在與第一線圈不同的繞組平面上的各第二線圈。例如，各個線圈在第二凹槽中插入到定子中并穿過第二凹槽，直到它在定子的相對主側上引出為止。于是，在與第二凹槽接觸的齒周圍存在另一 360°的整匝。在此情況下的匝被引導通過第一凹槽并返回通過第二凹槽。以這種方式，線圈在定子的主側上引出，該主側不同于其上引入線圈的主側。因而，第二匝數n2是第一匝數nl的兩倍。換言之，第一匝數nl是第二凹槽中的第二匝數n2的50 %。這些凹槽中的第二線圈具有與第一線圈相同的匝數、或者不同的匝數比。例如，可以通過相對于第一線圈的附加匝來提供第一凹槽中的匝數2和第二凹槽中的匝數3。有利地，第一和第二線圈被分配到電機的同一電相位。第一和第二線圈還可以彼此串聯(lián)地或并聯(lián)地連接。當然還可以在這些凹槽中設置第三或更多個線圈以進一步提高實現期望匝數比的靈活性。除了以上提到的線圈之外，具有相同匝數的線圈優(yōu)選地被布置在第一凹槽中。在此實施例中，具有相同匝數的另一線圈被布置在第二凹槽中。然而優(yōu)選地，與稱作第一和第二線圈的線圈相比較，圍繞不同的齒纏繞這兩個附加線圈。這兩個線圈(也稱作第一線圈) 優(yōu)選地被布置在一個平面上。在一個實施例中，在一個平面內的一個凹槽中沒有組合相異的匝數。替代地，在凹槽中放置了各自具有相同的匝數的線圈，這優(yōu)選地適用于定子的所有凹槽。在一個實施例中，第一凹槽中的所有線圈來自同一相繞組，并且第二凹槽中的線圈來自不同相繞組。電機的一個相繞組被分配到電機的各個電相位，使得不同相繞組被分配到不同電相位。
例如，布置在一個凹槽中且來自同一相繞組的這些線圈在此凹槽中具有第一匝數。在放置有不同相繞組的線圈的這些凹槽中，這些線圈在此凹槽中具有相同匝數。在定子中的具有第一和第二匝數的凹槽優(yōu)選地在轉子的一個運動方向上沿著定子周期性地交替。同一相繞組的線圈優(yōu)選地可以在各凹槽中具有完全相同的電流流動的方向。也可以在相反繞組方向上纏繞同一相繞組的相鄰線圈。不同相繞組的線圈在這些凹槽中具有相反的電流流動的方向?？梢韵嗤睦@組方向纏繞不同相繞組的相鄰線圈。定子優(yōu)選地具有包括三個相繞組的三相繞組，每個相繞組被分配到不同的電相位。相關聯(lián)的電系統(tǒng)是三相系統(tǒng)，其中三個相位相對彼此各自移位了 120°。定子優(yōu)選地構造為具有集中繞組的定子。定子的分別在定子的相鄰凹槽之間形成的兩個相鄰齒具有一個相繞組和相反繞組方向的線圈。在一個實施例中，定子中的凹槽等距離地分布。所有齒可以具有相同幾何結構。定子中的所有凹槽同樣可以具有相同幾何結構。提出的原理優(yōu)選地可適用于具有定子中的12個凹槽和轉子中的10個磁極的電機?？商孢x地，電機可以具有定子中的12個凹槽和轉子中的14個磁極。而且可替選地，可以提供凹槽數目與極數目的相同整數倍。下表示出了可能的電機拓撲的一般示例。字母η表示在相鄰齒周圍的一個相繞組的線圈的數目，2ρ表示轉子中的極數目，并且Z表示齒或凹槽的數目。在每種情況下指定了集中繞組的齒和極的最小數目。凹槽數目與極數目的整數倍是可能的。
權利要求
1.一種電機，包括-定子(8)，其包括用于容納電繞組的線圈的凹槽(1、2)；以及-轉子(9)，其相對于所述定子能運動，其中，-第一線圈在第一凹槽(1)中具有第一匝數(nl)， -所述第一線圈在第二凹槽O)中具有第二匝數(n2)， -第二線圈在所述第一凹槽(1)中具有第一匝數(nl')，并且 -所述第二線圈在所述第二凹槽O)中具有第二匝數(n2')。
2.根據權利要求1所述的電機，其中， 所述第一線圈和所述第二線圈來自同一相繞組。
3.根據權利要求2所述的電機，其中，所述第一線圈和所述第二線圈彼此串聯(lián)地或并聯(lián)地連接。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的電機，其中，所述第一線圈的第一匝數(nl)等于所述第二線圈的第一匝數(ηΓ )，并且所述第一線圈的第二匝數(π2)等于所述第二線圈的第二匝數(η2')。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的電機，其中，提供了至少一個第三線圈，其在所述第一凹槽(1)中具有第一匝數(nl)并且在所述第二凹槽O)中具有第二匝數(n2)。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的電機，其中，所述定子(8)具有用于接觸電繞組的兩個相對的主側(6、7)，其中在所述相對的主側之中的第一主側(6)上形成線圈的第一連接，并且在所述相對的主側之中的第二主側(7) 上形成線圈的第二連接。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的電機，其中，在所述第一凹槽(1)中設有具有第一匝數(nl)的附加線圈，并且其中在所述第二凹槽 (2)中設有具有第二匝數(π2)的附加線圈。
8.根據權利要求7所述的電機，其中，所述第一凹槽(1)中的線圈來自同一相繞組(Α)，并且所述第二凹槽(2)中的線圈來自不同相繞組(Α、Β)。
9.根據權利要求8所述的電機，其中，所述定子構造為具有集中繞組的定子，其中所述定子的分別在所述定子的相鄰凹槽 (1、2 ；2,14)之間形成的兩個相鄰齒(5、10)具有不同相繞組(Α、Β)的線圈和相同的繞組方向。
10.根據權利要求1至9中任一項所述的電機，其中，所述定子(8)具有包括三個相繞組(A、B、C)的三相繞組，每個所述相繞組被分配到一個電相位。
11.根據權利要求1至10中任一項所述的電機，其中，所述定子構造為具有集中繞組的定子，其中所述定子的分別在所述定子的相鄰凹槽 (1、2 ；1,3)之間形成的兩個相鄰齒(4、5)具有相繞組㈧的線圈和相反的繞組方向。
12.根據權利要求1至11中任一項所述的電機，其中，所述定子的凹槽(1、2、3)的數目與所述轉子中的磁極(S、N)的數目之比為12/10或 12/14，或者分別為所述凹槽(1、2、3)的數目和所述磁極(S、N)的數目的整數倍。
13.根據權利要求1至12中任一項所述的電機，所述電機包括以下類型之一直線電機、軸向磁通電機、徑向磁通電機、異步電機或同步電機。
14.根據權利要求1至13中任一項所述的電機，所述電機構造為具有內部轉子(9)的機器或具有外部轉子的機器。
15.根據權利要求1至14中任一項所述的電機，其中，所述轉子(9)包括以下類型之一籠型轉子、多層轉子、永磁體轉子、具有埋置磁體的轉子、電供應轉子，特別是隱極轉子、凸極轉子、異極轉子或同極轉子。
16.根據權利要求1至15中任一項所述的電機，其中，所述第一凹槽(I')具有與第二凹槽O)的第二凹槽深度0 不同的第一凹槽深度 (Tl)。
17.根據權利要求1至3或5至16中任一項所述的電機，其中，所述第一線圈的第一匝數(nl)與所述第二線圈的第一匝數(nl')不同和/或所述第一線圈的第二匝數(n2)與所述第二線圈的第二匝數(n2')不同。
18.根據權利要求1至16中任一項所述的電機，其中，在具有相同匝數(nl、M)的凹槽之間形成的這些齒具有第一齒寬度(wsl)，并且在具有不同匝數(nl、n2)的凹槽之間形成的這些齒具有第二齒寬度(ws2)。
19.根據權利要求12所述的電機，其中，對于給定的極(N、S)的數目，凹槽的數目增加一倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包括定子(8)和轉子(9)的電機。定子包括用于接收電繞組的至少兩個線圈的凹槽(1、2)。第一線圈包括第一凹槽中的第一繞組數目(n1)和第二凹槽(2)中的第二繞組數目(n2)。第二線圈包括第一凹槽中的第一繞組數目(n1′)和第二凹槽(2)中的第二繞組數目(n2′)。
文檔編號H02K3/28GK102577036SQ201080044424
公開日2012年7月11日 申請日期2010年8月4日 優(yōu)先權日2009年8月4日
發(fā)明者古拉克·達亞庫 申請人:菲艾姆股份有限公司