DE102023117311A1

DE102023117311A1 - Stator of an electric rotary machine, stator arrangement and electric rotary machine

Info

Publication number: DE102023117311A1
Application number: DE102023117311.1A
Authority: DE
Inventors: Dennis Kuhl; Stefan Rieß
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2023-06-30
Filing date: 2023-06-30
Publication date: 2025-01-02
Also published as: WO2025002503A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stator einer elektrischen Rotationsmaschine, eine Statoranordnung und eine elektrische Rotationsmaschine.
Der Stator umfasst mehrere auf einem Umfang angeordnete Zähne (4) und eine Spulenanordnung, die mehrere an unterschiedliche Phasen (1,2, 3) angeschlossene Spulen aufweist, wobei jeweils mindestens eine Spule einen jeweiligen Zahn (4) zumindest bereichsweise mit wenigstens einer Wicklung (30) umschlingt, und wobei die Spulenanordnung Anschlussspulen (10), die zum elektrischen Anschluss der Spulenanordnung eingerichtet sind, und verschaltete Spulen (20), die mit den Anschlussspulen (10) und miteinander in Reihe geschaltet sind, aufweist, wobei die Anschlussspulen (10) elektrische Anschlüsse (70) an der an einer ersten Seite (40) einer mit dem Stator in Zusammenwirkung mit einem Rotor der elektrischen Rotationsmaschine zu realisierenden Magnetflussrichtung der Spulenanordnung aufweisen, wobei zumindest eine Anschlussspule (10) zwei Wicklungen (30) hat, die jeweils eine teilweise Windung (32) aufweisen, so dass diese jeweilige teilweise Windung (32) eine elektrische Schaltverbindung (71) zu einer verschalteten Spule (20) an einer zweiten, der ersten Seite (40) der Magnetflussrichtung gegenüberliegenden Seite (50) realisiert.
Der hier vorgeschlagene Stator, die Statoranordnung und die elektrische Rotationsmaschine kombinieren in einfacher und kostengünstiger Weise einen geringen Bauraumbedarf mit einem hohen Wirkungsgrad.

The invention relates to a stator of an electric rotary machine, a stator arrangement and an electric rotary machine.
The stator comprises a plurality of teeth (4) arranged on a circumference and a coil arrangement which has a plurality of coils connected to different phases (1, 2, 3), wherein at least one coil in each case wraps around a respective tooth (4) at least in part with at least one winding (30), and wherein the coil arrangement has connecting coils (10) which are designed for electrical connection of the coil arrangement, and interconnected coils (20) which are connected in series with the connecting coils (10) and with one another, wherein the connecting coils (10) have electrical connections (70) on a first side (40) of a magnetic flux direction of the coil arrangement to be realized with the stator in cooperation with a rotor of the electric rotary machine, wherein at least one connecting coil (10) has two windings (30), each of which has a partial winding (32), so that this respective partial winding (32) has an electrical switching connection (71) to an interconnected coil (20) on a second side, the first side (40) opposite the direction of magnetic flux (50).
The stator, the stator arrangement and the electric rotary machine proposed here combine a small installation space requirement with a high efficiency in a simple and cost-effective manner.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stator einer elektrischen Rotationsmaschine, eine Statoranordnung mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Stator und eine elektrische Rotationsmaschine mit einem erfindungsgemäßen Stator oder mit einer erfindungsgemäßen Statoranordnung.The invention relates to a stator of an electrical rotary machine, a stator arrangement with at least one stator according to the invention and an electrical rotary machine with a stator according to the invention or with a stator arrangement according to the invention.

Der elektrische Antriebsstrang ist nach dem Stand der Technik bekannt. Dieser besteht aus Komponenten zur Energiespeicherung, Energiewandlung und Energieleitung. Zu den Komponenten der Energiewandlung gehören elektrische Maschinen. Elektrische Rotationsmaschinen umfassen als elektrische Leistungskomponenten einen Rotor und einen Stator.The electric drive train is known from the state of the art. It consists of components for energy storage, energy conversion and energy transmission. The components of energy conversion include electrical machines. Electric rotating machines include a rotor and a stator as electrical power components.

Elektrische Rotationsmaschinen können dabei als Radialflussmaschinen oder auch als Axialflussmaschinen ausgestaltet sein. Diese Maschinen weisen üblicherweise im Stator Zähne auf, um die Wicklungen wenigstens eines Leitungselements in Nuten zwischen den Zähnen geführt sind.Electric rotary machines can be designed as radial flux machines or as axial flux machines. These machines usually have teeth in the stator around which the windings of at least one line element are guided in slots between the teeth.

Die Leitungselemente bzw. Spulendrähte werden im Betrieb der elektrischen Rotationsmaschine von einem magnetischen Streufeld durchdrungen. Dies führt zu Wirbelstromverlusten in den Leitungselementen und somit zu einer Verringerung des Wirkungsgrades. Weiterhin besteht üblicherweise die Anforderung hinsichtlich einer Bauraum- effizienten Gestaltung der elektrischen Rotationsmaschine und somit eines geringen Volumens, verbunden mit einem hohen Leistungsvermögen und einem hohen Wirkungsgrad. Nachteilig wirken sich allerdings zur Verschaltung der einzelnen Spulen benötigte elektrische Verbindungselemente zwischen den einzelnen Spulen aus.When the electric rotary machine is in operation, a magnetic stray field penetrates the line elements or coil wires. This leads to eddy current losses in the line elements and thus to a reduction in efficiency. Furthermore, there is usually a requirement for a space-efficient design of the electric rotary machine and thus a small volume, combined with high performance and high efficiency. However, the electrical connection elements between the individual coils required to connect the individual coils have a disadvantageous effect.

Die US 2019 013 708 A1 offenbart einen Stator eines Axialflussmotors, der einen Statorkern mit einem Basisabschnitt mit einer ringförmigen Plattenform und mehreren Zähnen, die von einer Oberfläche des Basisabschnitts in einer axialen Richtung hervorstehen und in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, aufweist. Des Weiteren umfasst der Stator eine Vielzahl von Spulen, die jeweils durch konzentriertes Wickeln entlang der Umfangsflächen der Vielzahl von Zähnen gewickelt sind, wobei der Basisabschnitt einen inneren Umfangsrand umfasst, der von einem inneren Ende jedes der mehreren Zähne radial nach außen zurückgesetzt ist. Alternativ umfasst der Basisabschnitt einen äußeren Umfangsrand, der von einem äußeren Ende jedes der mehreren Zähne radial nach innen zurückgesetzt ist.The US 2019 013 708 A1 discloses a stator of an axial flux motor having a stator core with a base portion having an annular plate shape and a plurality of teeth protruding from a surface of the base portion in an axial direction and arranged in a circumferential direction. Further, the stator includes a plurality of coils each wound by concentrated winding along the circumferential surfaces of the plurality of teeth, the base portion including an inner circumferential edge recessed radially outward from an inner end of each of the plurality of teeth. Alternatively, the base portion includes an outer circumferential edge recessed radially inward from an outer end of each of the plurality of teeth.

Der DE 10 2020 113 905 A1 ist ein Stator einer Axialflussmaschine mit sich in Axialrichtung erstreckenden Statorzähnen und um die Statorzähne angeordnete Einzelzahnwicklungen entnehmbar, von denen mindestens zwei pro Phase der Axialflussmaschine in Serie geschaltet sind.The DE 10 2020 113 905 A1 a stator of an axial flux machine with stator teeth extending in the axial direction and single-tooth windings arranged around the stator teeth, of which at least two are connected in series per phase of the axial flux machine.

Des Weiteren umfasst der Stator mindestens einen Anschluss pro Phase für eine Zuleitung, der eine Einzelzahnwicklung der zugehörigen Phase an einem radial außenliegenden Endabschnitt der Einzelzahnwicklung kontaktiert. Die mindestens zwei in Serie geschalteten Einzelzahnwicklungen jeder Phase sind an einem radial innenliegenden Endabschnitt der jeweiligen Einzelzahnwicklungen elektrisch miteinander verbunden.Furthermore, the stator comprises at least one connection per phase for a supply line, which contacts a single-tooth winding of the associated phase at a radially outer end section of the single-tooth winding. The at least two single-tooth windings of each phase connected in series are electrically connected to one another at a radially inner end section of the respective single-tooth windings.

Die US 2022 085 678 A1 lehrt einen Generator-Motor mit einem Wickelschema, bei dem die Verbindung zwischen zwei Spulen an der den Anschlüssen gegenüberliegenden Seite ausgeführt ist. Die erste und letzte Spule einer Reihenschaltung haben eine um 0,5 reduzierte oder erhöhte Windungszahl. Entsprechend sieht diese Ausgestaltung eines Motors vor, in bestimmten Spulen mehr oder weniger Windungen als in anderen Spulen vorzusehen. Dies führt bei weniger Windungen zu einer Einbuße an Wirkungsgrad und bei mehr Windungen zu einem erhöhten Raumbedarf.The US 2022 085 678 A1 teaches a generator motor with a winding pattern in which the connection between two coils is made on the side opposite the connections. The first and last coils in a series connection have a number of turns reduced or increased by 0.5. Accordingly, this design of a motor provides for more or fewer turns in certain coils than in others. This leads to a loss of efficiency with fewer turns and to an increased space requirement with more turns.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Stator, eine Statoranordnung und eine elektrische Rotationsmaschine zur Verfügung zu stellen, die in einfacher und kostengünstiger Weise einen geringen Bauraumbedarf mit einem hohen Wirkungsgrad kombinieren.Based on this, the present invention is based on the object of providing a stator, a stator arrangement and an electric rotary machine which combine a small installation space requirement with a high degree of efficiency in a simple and cost-effective manner.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den Stator einer elektrischen Rotationsmaschine nach Anspruch 1 und durch die Statoranordnung nach Anspruch 7, sowie durch die elektrische Rotationsmaschine nach Anspruch 10.This object is achieved by the stator of an electric rotary machine according to claim 1 and by the stator arrangement according to claim 7, as well as by the electric rotary machine according to claim 10.

Vorteilhafte Ausführungsformen des Stators sind in den Unteransprüchen 2-6 angegeben. Vorteilhafte Ausführungsformen der Statoranordnung sind in den Unteransprüchen 8 und 9 angegeben.Advantageous embodiments of the stator are specified in subclaims 2-6. Advantageous embodiments of the stator arrangement are specified in subclaims 8 and 9.

Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.The features of the claims can be combined in any technically reasonable manner, whereby the explanations from the following description as well as features from the figures can also be used, which comprise additional embodiments of the invention.

Die Erfindung betrifft einen Stator einer elektrischen Rotationsmaschine, umfassend mehrere auf einem Umfang angeordnete Zähne und eine Spulenanordnung, die mehrere an unterschiedliche Phasen angeschlossene Spulen aufweist, wobei jeweils mindestens eine Spule einen jeweiligen Zahn zumindest bereichsweise mit wenigstens einer Wicklung umschlingt. Die die Spulenanordnung weist Anschlussspulen, die zum elektrischen Anschluss der Spulenanordnung eingerichtet sind, und verschaltete Spulen, die mit den Anschlussspulen und miteinander in Reihe geschaltet sind, auf, wobei die Anschlussspulen elektrische Anschlüsse an der an einer ersten Seite einer mit dem Stator in Zusammenwirkung mit einem Rotor der elektrischen Rotationsmaschine zu realisieren Magnetflussrichtung der Spulenanordnung aufweisen. Zumindest eine Anschlussspule hat zwei Wicklungen, die jeweils eine teilweise Windung aufweisen, so dass diese jeweilige teilweise Windung eine elektrische Schaltverbindung zu einer verschalteten Spule an einer zweiten, der ersten Seite der Magnetflussrichtung gegenüberliegenden Seite realisiert. Der Stator kann ein Stator einer Axialflussmaschine oder auch einer Radialflussmaschine sein.The invention relates to a stator of an electric rotary machine, comprising a plurality of teeth arranged on a circumference and a coil arrangement which has a plurality of coils connected to different phases, wherein at least one coil connects a respective tooth at least in regions with at least one winding The coil arrangement has connecting coils which are set up for the electrical connection of the coil arrangement, and interconnected coils which are connected in series with the connecting coils and with one another, wherein the connecting coils have electrical connections on a first side of a magnetic flux direction of the coil arrangement to be realized with the stator in cooperation with a rotor of the electric rotary machine. At least one connecting coil has two windings, each of which has a partial turn, so that this respective partial turn realizes an electrical switching connection to an interconnected coil on a second side opposite the first side of the magnetic flux direction. The stator can be a stator of an axial flux machine or also of a radial flux machine.

Der elektrische Anschluss der Anschlussspulen ist an einem Terminal bzw. an einen Schaltpunkt, wie z.B. an einem Sternpunkt, vorgesehen. Die miteinander in Reihe geschalteten Spulen sind Spulen derselben Phase.The electrical connection of the connecting coils is provided at a terminal or a switching point, such as a star point. The coils connected in series are coils of the same phase.

Eine Wicklung umfasst zumindest eine Windung. Die Ausführung einer Wicklung mit nur teilweiser Windung bedeutet, dass eine Windung nicht eine geschlossene Umschlingung im Sinne von einer Leiterführung um 360° um den betreffenden Zahn herum realisiert, sondern weniger als eine geschlossene bzw. vollständige Windung ausführt.A winding comprises at least one turn. The design of a winding with only partial turns means that one turn does not realize a closed wrap in the sense of a conductor guidance of 360° around the tooth in question, but rather executes less than one closed or complete turn.

Die Teilung einer Wicklung kann dabei generell in einer jeden Windung erfolgen, jeweils an der zweiten Seite. Das bedeutet, dass die geteilte Windung 2 Windungs-Teile hat, wobei ein derartiger Windung-Teil von der ersten Seite ausgehend sich bis zur zweiten Seite erstreckt. Dabei ist der Begriff Windungs-Teils nicht derart zu verstehen, dass ein derartiger Windungs-Teil immer die Hälfte der gesamten Wicklung ausmacht, sondern lediglich, dass die gesamte Wicklung in zwei Teile unterteilt ist, wobei diese beiden Teile unterschiedlich lang sein können.The division of a winding can generally take place in each turn, on the second side. This means that the divided winding has 2 winding parts, with one such winding part extending from the first side to the second side. The term winding part is not to be understood in such a way that one such winding part always makes up half of the entire winding, but merely that the entire winding is divided into two parts, whereby these two parts can be of different lengths.

Aufgrund der Realisierung der Verschaltung an der zweiten Seite besteht somit an der ersten Seite ein geringerer Bauraumbedarf.Due to the implementation of the interconnection on the second side, less installation space is required on the first side.

An der ersten Seite kann zum Anschluss der Phasen beispielsweise ein Terminal angeordnet sein, und ein Schaltungspunkt, wie zum Beispiel ein Sternpunkt zur Realisierung einer Stern-Schaltung.On the first side, for example, a terminal can be arranged to connect the phases, and a circuit point, such as a star point to realize a star connection.

Der Stator kann ein Stator einer Axialflussmaschine sein, wobei die erste Seite der mit dem Stator in Zusammenwirkung mit einem Rotor der elektrischen Rotationsmaschine zu realisierenden Magnetflussrichtung die radial äußere Seite der Spulenanordnung ist, und die zweite, der ersten Seite der Magnetflussrichtung gegenüberliegende Seite eine radial innere Seite der Spulenanordnung ist.The stator can be a stator of an axial flux machine, wherein the first side of the magnetic flux direction to be realized with the stator in cooperation with a rotor of the electric rotary machine is the radially outer side of the coil arrangement, and the second side, opposite the first side of the magnetic flux direction, is a radially inner side of the coil arrangement.

Zumindest eine Anschlussspule des Stators ist aus mehreren Wicklungen zusammengesetzt, wie z.B. aus zwei Wicklungen, die jeweils eine unvollständige Windung aufweisen, um vom radial äußeren Anschluss den Strompfad nach radial innen zu führen, um dort die Verschaltung mit den verschalteten Spulen der gleichen Phase zu realisieren.At least one connection coil of the stator is composed of several windings, such as two windings, each of which has an incomplete turn, in order to guide the current path from the radially outer connection to the radially inward in order to realize the connection with the connected coils of the same phase.

Entsprechend ist in dieser Ausführungsform des Stators vorgesehen, dass eine Verschaltung der Spulen am Innendurchmesser des Stators erfolgt, sodass ein verringerter Bauraumbedarf an der radialen äußeren Seite des Stators besteht und/ oder der radial äußere Bauraum zur Realisierung von Magnetfluss und demzufolge zur Erzeugung von Drehmoment genutzt werden kann.Accordingly, in this embodiment of the stator, it is provided that the coils are connected on the inner diameter of the stator, so that there is a reduced installation space requirement on the radially outer side of the stator and/or the radially outer installation space can be used to realize magnetic flux and consequently to generate torque.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass an der radial inneren Seite lediglich kurze Leitungsverbindungen der Spulen hergestellt werden müssen, welche einen geringeren Materialeinsatz erfordern und einen geringen ohmschen Widerstand aufweisen.A further advantage is that only short cable connections of the coils have to be made on the radially inner side, which require less material and have a low ohmic resistance.

Die Anschlüsse der Terminals befinden sich dabei am Außendurchmesser des Stators. Durch die Teilung der Wicklung der Anschlussspule liegt ein Ende einer geteilten Windung bzw. ein Spulenende am Innendurchmesser des Stators. Hier kann die Verschaltung mit einer weiteren Spule und - in Abhängigkeit von der Realisierung der Schaltung der verschalteten Spulen - gegebenenfalls allen Spulen des Stators realisiert sein.The terminal connections are located on the outer diameter of the stator. Due to the division of the winding of the connecting coil, one end of a split winding or one coil end is on the inner diameter of the stator. Here, the connection can be made to another coil and - depending on the implementation of the circuit of the interconnected coils - possibly all of the coils of the stator.

Eine zweite Wicklungshälfte der Spule, die ebenfalls eine geteilte Windung aufweist, führt wiederum von der radial inneren Seite zur radial äußeren Seite, sodass hier ein Anschluss an einem Sternpunkt oder einem anderen Terminal realisiert sein kann. Die Erfindung schließt aber nicht aus, dass der Stator ein Stator einer Radialflussmaschine ist, wobei die erste Seite der mit dem Stator in Zusammenwirkung mit einem Rotor der elektrischen Rotationsmaschine zu realisierenden Magnetflussrichtung eine axial erste Seite der Spulenanordnung ist, und die zweite, der ersten Seite der Magnetflussrichtung gegenüberliegende Seite eine axial gegenüberliegende Seite der Spulenanordnung ist.A second winding half of the coil, which also has a split turn, leads from the radially inner side to the radially outer side, so that a connection to a star point or another terminal can be realized here. However, the invention does not exclude the stator being a stator of a radial flux machine, wherein the first side of the magnetic flux direction to be realized with the stator in cooperation with a rotor of the electric rotary machine is an axially first side of the coil arrangement, and the second side, opposite the first side of the magnetic flux direction, is an axially opposite side of the coil arrangement.

Zumindest einige der verschalteten Spulen können elektrische Verbindungselemente zur Realisierung einer Reihenschaltung zwischen den verschalteten Spulen an der zweiten Seite der Spulenanordnung aufweisen.At least some of the interconnected coils may have electrical connection elements for realizing a series connection between the interconnected coils on the second side of the coil arrangement.

Eine derartige Reihenschaltung ist in Abhängigkeit des Wertes der anliegenden Spannung und Wicklungsquerschnitte möglich.Such a series connection is possible depending on the value of the applied voltage and winding cross-sections.

Zumindest eine Anschlussspule kann eine Wicklung mit ausschließlich vollständigen Windungen aufweisen, so dass diese Wicklung eine elektrische Schaltverbindung zu einer verschalteten Spule an der ersten Seite realisiert.At least one connecting coil can have a winding with only complete turns, so that this winding realizes an electrical switching connection to a connected coil on the first side.

Das bedeutet, dass es in einem Stator für eine Axialflussmaschine neben den geteilten Anschlussspulen mit elektrischen Anschlüssen radial außen Anschlussspulen geben kann, die nicht geteilt sind und entsprechend keine Verschaltungsanschlüsse radial innen realisieren.This means that in a stator for an axial flux machine, in addition to the split connection coils with electrical connections radially outside, there can be connection coils that are not split and therefore do not realize any interconnection connections radially inside.

Sowohl diese Anschlussspule mit einer Wicklung mit ausschließlich vollständigen Windungen als auch verschaltete Spulen gleicher Phase können mittels elektrischer Verbindungselemente an der ersten Seite der Spulenanordnung in Reihenschaltung der Spulen geschaltet sein.Both this connecting coil with a winding with only complete turns and interconnected coils of the same phase can be connected in series by means of electrical connecting elements on the first side of the coil arrangement.

Die Wicklungen können durch gewickelten Litzendraht ausgeführt sein.The windings can be made of wound stranded wire.

Litzendraht umfasst mehrere seilartig gebündelte und elektrisch voneinander isolierter Drähte. Litzendraht hat insbesondere bei höherfrequenten Anwendungen Vorteile hinsichtlich des Wirkungsgrades. Es kann für den beschriebenen Stator von Vorteil sein, wenn der verwendete Litzendraht nur ein oder zwei Stränge je Phase bereitstellt. Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn der Litzendraht je Wicklung nur relativ wenige Windungen ausführt, wie zum Beispiel 8 oder 9 Windungen je Zahn.Stranded wire comprises several wires bundled like a rope and electrically insulated from one another. Stranded wire has advantages in terms of efficiency, particularly in high-frequency applications. It can be advantageous for the stator described if the stranded wire used only provides one or two strands per phase. It is also advantageous if the stranded wire only has a relatively small number of turns per winding, such as 8 or 9 turns per tooth.

Die Wicklung kann dabei einlagig ausgeführt sein, sodass sie in der Wicklung um den Zahn herum lediglich eine Schicht ausbildet.The winding can be designed in a single layer, so that it only forms one layer in the winding around the tooth.

Der Litzendraht kann dabei als Runddraht oder auch als Draht mit einem anderen Querschnitt, wie zum Beispiel als Rechteckdraht geformt sein.The stranded wire can be formed as a round wire or as a wire with a different cross-section, such as a rectangular wire.

Er kann zusätzlich zu seiner eigenen Isolierung mit Backlack beschichtet sein, oder aber auch eine bandagierte Wicklung und/oder auf einem Wicklungsträger aufgewickelten sein.In addition to its own insulation, it can be coated with baking varnish, or it can be a bandaged winding and/or wound on a winding carrier.

Der Stator mit seinen Zähnen kann wiederum aus Blech gefertigt sein, wie zum Beispiel aus einer Wicklung eines Blech-Streifens, oder aber auch aus einem Statorträger mit daran befestigten Einzelzähnen. Weiterhin kann der Stator als Auf- bzw Einsätze zum Verschließen von Nuten zwischen den Zähnen sogenannte Polzähne aufweisen. In der Fertigung aus Blech kann der Stator auch aus einem magnetisch wirkendem Verbund-Werkstoff hergestellt sein.The stator with its teeth can be made of sheet metal, for example from a winding of a sheet metal strip, or from a stator carrier with individual teeth attached to it. The stator can also have so-called pole teeth as inserts or pads to close the slots between the teeth. When made of sheet metal, the stator can also be made of a magnetic composite material.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Statoranordnung mit zwei beschriebenen Statoren, wobei die Spulen gleicher Phase eines jeweiligen Stators in Reihe geschaltet sind.Another aspect of the present invention is a stator arrangement with two described stators, wherein the coils of the same phase of a respective stator are connected in series.

Eine weitere Ausführungsform dieser Statoranordnung sieht vor, dass die Spulen gleicher Phase beider Statoren in Reihe geschaltet sind.A further embodiment of this stator arrangement provides that the coils of the same phase of both stators are connected in series.

Alternativ ist vorgesehen, dass die Spulen gleicher Phase beider Statoren parallelgeschaltet sind.Alternatively, the coils of the same phase of both stators are connected in parallel.

Ein jeweiliger Stator bzw. dessen Spulenanordnung bildet dabei einen jeweiligen, zur jeweils anderen Spulenanordnung parallel geschalteten Schaltungsstrang aus.Each stator or its coil arrangement forms a respective circuit strand connected in parallel to the other coil arrangement.

Die Statoranordnung kann eine sogenannte H - Anordnung sein, bei der sich der Stator axial zwischen zwei Rotoren der elektrischen Rotationsmaschine befindet. Alternativ kann die Statoranordnung eine sogenannte I - Anordnung sein, bei der sich ein Rotor axial zwischen zwei Statoren der elektrischen Rotationsmaschine befindet. The stator arrangement can be a so-called H arrangement, in which the stator is located axially between two rotors of the electric rotary machine. Alternatively, the stator arrangement can be a so-called I arrangement, in which a rotor is located axially between two stators of the electric rotary machine.

Eine weitere Ausführungsform ist durch lediglich einen Stator und einen Rotor ausgeführt, die axial nebeneinander angeordnet sind.A further embodiment is implemented by only one stator and one rotor, which are arranged axially next to each other.

Bei der Statoranordnung in I-Form als auch in H-Form können die beiden Statoren miteinander seriell oder parallel verschaltet sein.In the I-shaped or H-shaped stator arrangement, the two stators can be connected in series or in parallel.

Weiterhin wird durch die Erfindung eine elektrische Rotationsmaschine zur Verfügung gestellt, welche wenigstens einen beschriebenen Stator oder eine beschriebene Statoranordnung umfasst.Furthermore, the invention provides an electric rotary machine which comprises at least one described stator or a described stator arrangement.

Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt sind. Es ist dargestellt in

1: eine Teilansicht eines Stators einer Axialflussmaschine mit Anschlussspulen und verschalteten Spulen,
2: eine schematische Darstellung der Aufteilung von Windungen einer ersten Ausführungsform,
3: eine schematische Darstellung der Aufteilung von Windungen einer zweiten Ausführungsform,
4: eine schematische Darstellung der Spulenanordnung eines Stators einer Axialflussmaschine mit einer Schaltung der Spulen in einer ersten Alternative,
5: eine schematische Darstellung der Spulenanordnung eines Stators einer Axialflussmaschine mit einer Schaltung der Spulen in einer zweiten Alternative,
6: eine schematische Darstellung der Spulenanordnung eines Stators einer Axialflussmaschine mit einer Schaltung der Spulen in einer dritten Alternative,
7: eine schematische Darstellung der Spulenanordnung einer zwei Statoren aufweisenden Statoranordnung einer Axialflussmaschine mit einer Schaltung der Spulen in einer ersten Alternative,
8: eine schematische Darstellung der Spulenanordnung einer zwei Statoren aufweisenden Statoranordnung einer Axialflussmaschine mit einer Schaltung der Spulen in einer zweiten Alternative,
9: eine schematische Darstellung der Spulenanordnung einer zwei Statoren aufweisenden Statoranordnung einer Axialflussmaschine mit einer Schaltung der Spulen in einer dritten Alternative,
10: einen Stator einer Axialflussmaschine mit teilweise in den Nuten platzierten Wicklungen einer ersten Ausführungsform,
11: eine Anschlussspule für den in 10 dargestellten Stator,
12: eine verschaltete Spule für den in 10 dargestellten Stator,
13: eine Anschlussspule für den in 10 dargestellten Stator mit daran angeschlossenem elektrischen Verbindungselement,
14: eine verschaltete Spule für den in 10 dargestellten Stator mit daran angeschlossenem elektrischen Verbindungselement,
15: einen Stator einer Axialflussmaschine mit teilweise in den Nuten platzierten Wicklungen einer zweiten Ausführungsform,
16: eine verschaltete Spule für den in 15 dargestellten Stator mit elektrischem Verbindungselement,
17: eine Anschlussspule für den in 15 dargestellten Stator mit elektrischem Verbindungselement,
18: einen Stator einer Axialflussmaschine mit teilweise in den Nuten platzierten Wicklungen einer dritten Ausführungsform,
19: eine Anschlussspule für den in 18 dargestellten Stator mit elektrischem Verbindungselement,
20: eine verschaltete Spule für den in 18 dargestellten Stator mit elektrischem Verbindungselement,
21: einen Stator einer Axialflussmaschine mit teilweise in den Nuten platzierten Wicklungen einer vierten Ausführungsform,
22: eine Anschlussspule für den in 21 dargestellten Stator mit elektrischem Verbindungselement,
23: eine verschaltete Spule für den in 21 dargestellten Stator mit elektrischem Verbindungselement,
24: einen Stator einer Axialflussmaschine mit teilweise in den Nuten platzierten Wicklungen einer fünften Ausführungsform,
25: eine Anschlussspule für den in 24 dargestellten Stator mit elektrischem Verbindungselement,
26: eine verschaltete Spule für den in 24 dargestellten Stator mit elektrischem Verbindungselement,
27: einen Stator einer Axialflussmaschine mit teilweise in den Nuten platzierten Wicklungen einer sechsten Ausführungsform,
28: eine Anschlussspule für den in 27 dargestellten Stator mit elektrischem Verbindungselement, und
29: eine verschaltete Spule für den in 27 dargestellten Stator mit elektrischem Verbindungselement.

The invention described above is explained in detail below against the relevant technical background with reference to the accompanying drawings, which show preferred embodiments. The invention is in no way limited by the purely schematic drawings, whereby it should be noted that the embodiments shown in the drawings are not limited to the dimensions shown. It is shown in

1 : a partial view of a stator of an axial flux machine with connecting coils and connected coils,
2 : a schematic representation of the distribution of windings of a first embodiment,
3 : a schematic representation of the distribution of windings of a second embodiment,
4 : a schematic representation of the coil arrangement of a stator of an axial flux machine with a circuit of the coils in a first alternative,
5 : a schematic representation of the coil arrangement of a stator of an axial flux machine with a circuit of the coils in a second alternative,
6 : a schematic representation of the coil arrangement of a stator of an axial flux machine with a circuit of the coils in a third alternative,
7 : a schematic representation of the coil arrangement of a stator arrangement of an axial flux machine having two stators with a circuit of the coils in a first alternative,
8 : a schematic representation of the coil arrangement of a stator arrangement of an axial flux machine having two stators with a circuit of the coils in a second alternative,
9 : a schematic representation of the coil arrangement of a stator arrangement of an axial flux machine having two stators with a circuit of the coils in a third alternative,
10 : a stator of an axial flow machine with windings partially placed in the slots of a first embodiment,
11 : a connection coil for the 10 shown stator,
12 : a connected coil for the 10 shown stator,
13 : a connection coil for the 10 shown stator with electrical connection element connected to it,
14 : a connected coil for the 10 shown stator with electrical connection element connected to it,
15 : a stator of an axial flow machine with windings of a second embodiment partially placed in the slots,
16 : a wired coil for the 15 shown stator with electrical connection element,
17 : a connection coil for the 15 shown stator with electrical connection element,
18 : a stator of an axial flow machine with windings partially placed in the slots of a third embodiment,
19 : a connection coil for the 18 shown stator with electrical connection element,
20 : a connected coil for the 18 shown stator with electrical connection element,
21 : a stator of an axial flow machine with windings partially placed in the slots of a fourth embodiment,
22 : a connection coil for the 21 shown stator with electrical connection element,
23 : a connected coil for the 21 shown stator with electrical connection element,
24 : a stator of an axial flow machine with windings partially placed in the slots of a fifth embodiment,
25 : a connection coil for the 24 shown stator with electrical connection element,
26 : a connected coil for the 24 shown stator with electrical connection element,
27 : a stator of an axial flow machine with windings partially placed in the slots of a sixth embodiment,
28 : a connection coil for the 27 shown stator with electrical connection element, and
29 : a connected coil for the 27 shown stator with electrical connection element.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Stators und mehrerer Statoren einer Axialflussmaschine erläutert.The invention is explained below using a stator and several stators of an axial flux machine.

1 zeigt einen Stator einer Axialflussmaschine mit mehreren Zähnen 4 und dazwischen befindlichen Nuten 5 in teilweiser perspektivischer Ansicht. In den Nuten 4 sind kompakte Wicklungen 30 der ersten Phase 1, der zweiten Phase 2 und der dritten Phase 3 jeweils als Spulen angeordnet. Lediglich eine Spule einer jeweiligen Phase 1,2, 3 ist dabei als Anschlussspule 10 ausgestaltet. Die restlichen Spulen einer jeweiligen Phase 1,2, 3 sind als verschaltete Spulen 20 ausgestaltet. 1 shows a stator of an axial flow machine with several teeth 4 and slots 5 located between them in a partial perspective view. Compact windings 30 of the first phase 1, the second phase 2 and the third phase 3 are each arranged as coils in the slots 4. Only one coil of a respective phase 1, 2, 3 is designed as a connecting coil 10. The remaining coils of a respective phase 1, 2, 3 are designed as interconnected coils 20.

Dabei können mehrere Spulen einer Phase zusammen gewickelt sein.Several coils of one phase can be wound together.

Die 2 und 3 zeigen die Ausbildung der Anschlussspulen 10 und der verschalteten Spulen 20. Die linke Darstellung zeigt eine verschaltete Spule 20, die an einer ersten Seite 40, die zum Beispiel einem hier nicht dargestellten Terminal zugewandt sein kann, elektrische Verbindungselemente 90 aufweist. Von der ersten Seite 40 erstreckt sich die verschaltete Spule 20 durch einen Bereich der Führung in Nuten 60 auf eine gegenüberliegende, zweite Seite 50, und aufgrund dessen, dass die verschaltete Spule 20 vollständige Windungen 31 aufweist, wieder zurück auf die erste Seite 40.The 2 and 3 show the design of the connecting coils 10 and the connected coils 20. The left illustration shows a connected Coil 20, which has electrical connection elements 90 on a first side 40, which can, for example, face a terminal not shown here. From the first side 40, the connected coil 20 extends through a region of the guide in grooves 60 to an opposite, second side 50, and due to the fact that the connected coil 20 has complete turns 31, back to the first side 40.

In der Mitte und rechts sind Anschlussspulen 10 dargestellt, die, ausgehend von elektrischen Anschlüssen 70 an der ersten Seite 40 sich durch den Bereich der Führung in Nuten 60 bis zur zweiten Seite 50 erstrecken, an der die teilweisen Windungen 32 elektrische Schaltverbindungen 71 ausbilden. Die Rechtedarstellung zeigt die beiden Wicklungen mit den unvollständigen Windungen 32 zur besseren optischen Erkennbarkeit mit einem Abstand zueinander. In der in 2 dargestellten Ausführungsform sind die Wicklungen in 2 Hälften aufgeteilt, sodass Wicklungen mit teilweise ausgeführten Windungen 32 in etwa gleich lang sind.In the middle and on the right, connection coils 10 are shown, which, starting from electrical connections 70 on the first side 40, extend through the area of the guide in grooves 60 to the second side 50, on which the partial turns 32 form electrical switching connections 71. The right-hand illustration shows the two windings with the incomplete turns 32 at a distance from each other for better visual recognition. In the 2 In the embodiment shown, the windings are divided into two halves, so that windings with partially completed turns 32 are approximately the same length.

3 zeigt im Wesentlichen die gleichen Darstellungen wie 2, jedoch mit dem Unterschied, dass hier die Anschlussspule 10 keine hälftige Aufteilung der Wicklung 30 aufweisen, sondern eine ungleichmäßige Aufteilung, sodass die Wicklung 30 im Wesentlichen einen von der ersten Seite 40 zur zweiten Seite 50 verlaufenden Leitungsstrang umfasst, sowie mehrere Windungen eines weiteren Leitungsstrangs umfasst. Wie auch schon zu 2 erläutert, sind an der ersten Seite 40 elektrische Anschlüsse 70 ausgebildet, und an der zweiten Seite 50 sind elektrische Schaltverbindungen 71 ausgebildet. 3 shows essentially the same representations as 2 , but with the difference that here the connection coil 10 does not have a half division of the winding 30, but an uneven division, so that the winding 30 essentially comprises a line strand running from the first side 40 to the second side 50, as well as several turns of a further line strand. As already mentioned in 2 As explained, electrical connections 70 are formed on the first side 40, and electrical switching connections 71 are formed on the second side 50.

Bei Anwendung des in den 2 und 3 dargestellten Prinzips auf einen Stator einer Axialflussmaschine ist die erste Seite 40 die radial äußere Seite 41 des Stators bzw. dessen Spulenanordnung, und die zweite Seite 50 ist die radial innere Seite 51 des Stators bzw. dessen Spulenanordnung, wie anhand der 4-6 verdeutlicht wird.When applying the 2 and 3 To apply the principle shown to a stator of an axial flow machine, the first side 40 is the radially outer side 41 of the stator or its coil arrangement, and the second side 50 is the radially inner side 51 of the stator or its coil arrangement, as can be seen from the 4-6 is made clear.

Die 4-6 zeigt in schematischer Weise die Spulenanordnung eines Stators einer Axialflussmaschine. Die Spulen der drei Phasen 1,2, 3 sind dabei alternierend am Umfang angeordnet. Die Spulenanordnung umfasst drei Anschlussspulen 10, eine jeweiligen Phase 1,2, 3 zugeordnet. Des Weiteren umfasst die Spulenanordnung verschaltete Spulen 20.The 4-6 shows schematically the coil arrangement of a stator of an axial flux machine. The coils of the three phases 1, 2, 3 are arranged alternately on the circumference. The coil arrangement comprises three connection coils 10, each assigned to a phase 1, 2, 3. The coil arrangement also comprises interconnected coils 20.

4 zeigt, dass die Anschlussspulen 10 der drei Phasen 1,2, 3 an ihrer radial äußeren Seite 41 mit elektrischen Anschlüssen 70 mit einem Terminal 80 elektrisch verbunden sind. Des Weiteren sind die die Anschlussspulen 10 der drei Phasen 1,2, 3 an ihrer radial äußeren Seite 41 mit elektrischen Anschlüssen 70 mit einem Schaltpunkt 81, wie zum Beispiel einem Sternpunkt, elektrisch verbunden. 4 shows that the connection coils 10 of the three phases 1, 2, 3 are electrically connected on their radially outer side 41 with electrical connections 70 to a terminal 80. Furthermore, the connection coils 10 of the three phases 1, 2, 3 are electrically connected on their radially outer side 41 with electrical connections 70 to a switching point 81, such as a star point.

An der radial inneren Seite 51 sind die Anschlussspulen 10 der drei Phasen 1,2, 3 mit elektrischen Schaltverbindungen 71 mit der in Reihenschaltung nächsten Spule, der gleichen Phase 1,2, 3, die eine verschaltete Spule 20 ist, elektrisch verbunden. Die verschalteten Spulen 20 sind untereinander durch elektrische Verbindungselemente 90 in Reihenschaltung gekoppelt.On the radially inner side 51, the connecting coils 10 of the three phases 1, 2, 3 are electrically connected by electrical switching connections 71 to the next coil in series, the same phase 1, 2, 3, which is an interconnected coil 20. The interconnected coils 20 are coupled to one another in series by electrical connecting elements 90.

Aufgrund dessen, dass die Anschlussspulen 10 geteilte Windungen aufweisen, ist es möglich, dass sie trotz elektrischen Anschlusses an der radial äußeren Seite 41 elektrische Schaltverbindungen 71 an der radial inneren Seite 51 realisieren können, und somit für diese Schaltverbindungen keinen Bauraum an der radial äußeren Seite 41 benötigten. Zudem ist ersichtlich, dass bis auf die Verbindung zum Terminal 80 sämtliche weiteren elektrischen Verbindungen an der radial inneren Seite 51 ausgeführt sind, wodurch ein geringerer Materialverbrauch für die elektrischen Verbindungen zu verzeichnen ist, als auch geringe ohmsche Widerstände.Due to the fact that the connection coils 10 have split windings, it is possible that they can implement electrical switching connections 71 on the radially inner side 51 despite the electrical connection on the radially outer side 41, and thus do not require any installation space on the radially outer side 41 for these switching connections. It is also clear that, with the exception of the connection to the terminal 80, all other electrical connections are made on the radially inner side 51, which means that less material is used for the electrical connections and there are low ohmic resistances.

5 zeigt eine ähnliche Ausführungsform, bei der allerdings im Unterschied zu 4 lediglich die Anschlussspulen 10 der ersten Phase 1 an der radial inneren Seite 51 elektrische Schaltverbindungen 71 realisieren. Die Anschlussspulen 10 der zweiten Phase 2 der dritten Phase 3 weisen hingegen elektrische Schaltverbindungen 71 an der radial äußeren Seite 41 auf. 5 shows a similar embodiment, but in contrast to 4 only the connection coils 10 of the first phase 1 realize electrical switching connections 71 on the radially inner side 51. The connection coils 10 of the second phase 2 of the third phase 3, on the other hand, have electrical switching connections 71 on the radially outer side 41.

6 zeigt ein Gemisch aus diesen beiden in 4 und 5 vorgestellten Ausführungsformen, bei der ebenfalls die mit dem Terminal 80 an der radial äußeren Seite 41 über elektrische Anschlüsse 70 verbundenen Anschlussspulen 10 an der radial inneren Seite 51 elektrische Schaltverbindungen ausbilden, jedoch die an den Schaltpunkt 81 angeschlossenen Anschlussspulen 10 an ihren jeweiligen radial äußeren Seiten 41 die elektrischen Schaltverbindungen 71 ausbilden. 6 shows a mixture of these two in 4 and 5 presented embodiments, in which the connection coils 10 connected to the terminal 80 on the radially outer side 41 via electrical connections 70 also form electrical switching connections on the radially inner side 51, but the connection coils 10 connected to the switching point 81 form the electrical switching connections 71 on their respective radially outer sides 41.

7 zeigt eine Statoranordnung mit einem ersten Stator 101 und einen zweiten Stator 102, die jeweils gemäß der in 4 dargestellten Ausführungsform ausgebildet sind. Es sind dabei die Anschlussspulen 10 des ersten Stators 101 an das Terminal 80 angeschlossen, und die Anschlussspulen 10 des zweiten Stators 102 sind an den Schaltpunkt 81 angeschlossen. Sämtliche Spulen eines jeweiligen Stators 101,102 sind in Reihe geschaltet. Ebenfalls sind beide Statoren 101,102 in Reihe geschaltet, sodass insgesamt alle Spulen der dargestellten Statoranordnung in Reihe geschaltet sind. 7 shows a stator arrangement with a first stator 101 and a second stator 102, each according to the 4 illustrated embodiment. The connecting coils 10 of the first stator 101 are connected to the terminal 80, and the connecting coils 10 of the second stator 102 are connected to the switching point 81. All coils of a respective stator 101, 102 are connected in series. Both stators 101, 102 are also connected in series, so that all coils of the stator arrangement shown are connected in series.

8 zeigt eine Statoranordnung mit einem ersten Stator 101 und einen zweiten Stator 102, die jeweils gemäß der in 4 dargestellten Ausführungsform ausgebildet sind. Es sind dabei die Anschlussspulen 10 des ersten Stators 101 sowohl an das Terminal 80 angeschlossen als auch an den Schaltpunkt 81 angeschlossen. Sämtliche Spulen eines jeweiligen Stators 101,102 sind in Reihe geschaltet. Beide Statoren 101,102 sind parallelgeschaltet. 8 shows a stator arrangement with a first stator 101 and a second stator 102, each according to the 4 illustrated embodiment. The connection coils 10 of the first stator 101 are connected both to the terminal 80 and to the switching point 81. All coils of a respective stator 101, 102 are connected in series. Both stators 101, 102 are connected in parallel.

9 zeigt eine Statoranordnung mit einem ersten Stator 101 und einem zweiten Stator 102, die jeweils gemäß der in 5 dargestellten Ausführungsform ausgebildet sind. Es sind dabei die Anschlussspulen 10 des ersten Stators 101 an das Terminal 80 angeschlossen, und die Anschlussspulen 10 des zweiten Stators 102 sind an den Schaltpunkt 81 angeschlossen. Sämtliche Spulen eines jeweiligen Stators 101,102 sind in Reihe geschaltet. Ebenfalls sind beide Statoren 101,102 in Reihe geschaltet, sodass insgesamt alle Spulen der dargestellten Statoranordnung in Reihe geschaltet sind. 9 shows a stator arrangement with a first stator 101 and a second stator 102, each according to the 5 illustrated embodiment. The connecting coils 10 of the first stator 101 are connected to the terminal 80, and the connecting coils 10 of the second stator 102 are connected to the switching point 81. All coils of a respective stator 101, 102 are connected in series. Both stators 101, 102 are also connected in series, so that all coils of the stator arrangement shown are connected in series.

Die 10-29 zeigen unterschiedliche geometrische Ausgestaltungen der Anschlussspulen 10 sowie der verschalteten Spulen 20 und der sich daraus ergebenden Spulenanordnungen.The 10-29 show different geometric designs of the connecting coils 10 as well as the interconnected coils 20 and the resulting coil arrangements.

10 zeigt wie 1 einen Stator einer Axialflussmaschine mit mehreren Zähnen 4 und dazwischen befindlichen Nuten 5 in teilweiser perspektivischer Ansicht. In den Nuten 5 sind kompakte Wicklungen 30 der ersten Phase 1, der zweiten Phase 2 und der dritten Phase 3 jeweils als Spulen angeordnet. Lediglich eine Spule einer jeweiligen Phase 1,2, 3 ist dabei als Anschlussspule 10 ausgestaltet. Die restlichen Spulen einer jeweiligen Phase 1,2, 3 sind als verschaltete Spulen 20 ausgestaltet. 10 shows how 1 a stator of an axial flow machine with several teeth 4 and slots 5 located between them in a partial perspective view. Compact windings 30 of the first phase 1, the second phase 2 and the third phase 3 are each arranged as coils in the slots 5. Only one coil of a respective phase 1, 2, 3 is designed as a connecting coil 10. The remaining coils of a respective phase 1, 2, 3 are designed as interconnected coils 20.

11 zeigt eine Anschlussspule 10 perspektivischer Ansicht, wobei hier deutlich erkennbar die elektrischen Anschlüsse 70 dargestellt sind, und auf der gegenüberliegenden Seite die elektrische Schaltverbindungen 71. Zudem ist aus der mittigen Anordnung der elektrischen Anschlüsse 70 erkennbar, dass die gesamte Wicklung 30 zwei Teilbereiche mit teilweisen Windungen 32 aufweist. 11 shows a connection coil 10 in perspective view, with the electrical connections 70 clearly shown here, and the electrical switching connections 71 on the opposite side. In addition, it can be seen from the central arrangement of the electrical connections 70 that the entire winding 30 has two partial areas with partial turns 32.

12 zeigt eine verschaltete Spule 20, bei der deutlich die elektrischen Verbindungselemente 90 erkennbar sind. Die 13 und 14 zeigen noch einmal die Anschlussspule 10 und die verschaltete Spule 20, wobei hier erkennbar ist, dass jeweils eine der elektrischen Schaltverbindungen 71 mit einer Fähnchen-Form 100 ausgestaltet ist, wie es auch in der perspektivischen Ansicht in 10 erkennbar ist. 12 shows a connected coil 20, in which the electrical connection elements 90 are clearly visible. The 13 and 14 show once again the connection coil 10 and the connected coil 20, whereby it can be seen here that one of the electrical switching connections 71 is designed with a flag shape 100, as is also shown in the perspective view in 10 is recognizable.

Diese Fähnchen-Form kann beispielsweise mittels einer Schweißverbindung an die in den 11 und 12 dargestellten elektrischen Schaltverbindungen 71 bzw. elektrischen Verbindungselemente 90 angeschlossen werden. Ein derartiges Fähnchen 100 kann auch als Brückenelement bezeichnet werden.This flag shape can be welded to the 11 and 12 shown electrical switching connections 71 or electrical connecting elements 90. Such a flag 100 can also be referred to as a bridge element.

Die 15-17 zeigen eine ähnliche Ausführungsform wie in den 10-14 dargestellt, lediglich mit dem Unterschied, dass hier eine elektrische Schaltverbindung 71 bzw. ein elektrisches Verbindungselemente 90 eine Fähnchen-Form 100 als integraler Bestandteil bzw. als Anformung des die jeweilige Wicklung ausbildenden Leitungselements realisiert.The 15-17 show a similar embodiment as in the 10-14 shown, only with the difference that here an electrical switching connection 71 or an electrical connecting element 90 realizes a flag shape 100 as an integral component or as a molding of the line element forming the respective winding.

Die 18-29 zeigen jeweils unterschiedliche geometrische Ausführungsformen der Fähnchen-Form 100 an elektrischen Schaltverbindungen 71 und/oder elektrischen Verbindungselementen 90.The 18-29 each show different geometric embodiments of the flag shape 100 on electrical switching connections 71 and/or electrical connection elements 90.

Mit dem hier vorgeschlagenen Stator, der Statoranordnung und der elektrischen Rotationsmaschine werden Lösungen zur Verfügung gestellt, die in einfacher und kostengünstiger Weise einen geringen Bauraumbedarf mit einem hohen Wirkungsgrad kombinieren.The stator, stator arrangement and electric rotary machine proposed here provide solutions that combine low installation space requirements with high efficiency in a simple and cost-effective manner.

Bezugszeichenlistelist of reference symbols

11: Erste PhaseFirst Phase
22: Zweite PhaseSecond Phase
33: Dritte PhaseThird Phase
44: ZahnTooth
55: NutNut
1010: Anschlussspuleconnection coil
2020: verschaltete Spuleconnected coil
3030: Wicklungwinding
3131: vollständige Windungcomplete turn
3232: teilweise Windungpartial winding
4040: erste Seitefirst page
4141: radial äußere Seiteradially outer side
5050: zweite Seitesecond page
5151: radial innere Seiteradially inner side
6060: Bereich der Führung in Nutenarea of guidance in grooves
7070: elektrischer Anschlusselectrical connection
7171: elektrische Schaltverbindungelectrical circuit connection
8080: Terminalterminal
8181: Schaltpunktswitching point
9090: elektrisches Verbindungselementelectrical connection element
100100: Fähnchenflag
101101: erster Statorfirst stator
102102: zweiter Statorsecond stator

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2019 013 708 A1 [0005]
DE 10 2020 113 905 A1 [0006]
US 2022 085 678 A1 [0008]

Claims

Stator of an electric rotary machine, comprising a plurality of teeth (4) arranged on a circumference and a coil arrangement which has a plurality of coils connected to different phases (1, 2, 3), wherein at least one coil in each case wraps around a respective tooth (4) at least in part with at least one winding (30), and wherein the coil arrangement has connecting coils (10) which are designed for electrical connection of the coil arrangement, and interconnected coils (20) which are connected in series with the connecting coils (10) and with one another, wherein the connecting coils (10) have electrical connections (70) on the first side (40) of a magnetic flux direction of the coil arrangement to be realized with the stator in cooperation with a rotor of the electric rotary machine, wherein at least one connecting coil (10) has two windings (30), each of which has a partial winding (32), so that this respective partial winding (32) has an electrical switching connection (71) to an interconnected coil (20) on a second side (50) opposite the first side (40) of the magnetic flux direction.

stator after claim 1 , characterized in that the stator is a stator of an axial flux machine, wherein the first side (40) of the magnetic flux direction to be realized with the stator in cooperation with a rotor of the electric rotary machine is the radially outer side (41) of the coil arrangement, and the second side (50) opposite the first side of the magnetic flux direction is a radially inner side (51) of the coil arrangement.

Stator according to one of the preceding claims, characterized in that at least some of the interconnected coils (20) have electrical connection elements (90) for realizing a series connection between the interconnected coils (20) on the second side (50) of the coil arrangement.

Stator according to one of the preceding claims, characterized in that at least one connecting coil (10) has a winding (30) with exclusively complete turns (31), so that this winding (30) realizes an electrical switching connection (71) to a connected coil (20) on the first side (40).

stator after claim 4 , characterized in that both this connecting coil (10) with a winding (30) with exclusively complete turns (31) and interconnected coils (20) of the same phase (1, 2, 3) are connected in series by means of electrical connecting elements (90) on the first side (40) of the coil arrangement.

Stator according to one of the preceding claims, characterized in that the windings (30) are made of wound stranded wire.

Stator arrangement comprising two stators according to one of the Claims 2 until 6 , wherein the coils of the same phase (1,2, 3) of a respective stator are connected in series.

Stator arrangement according to claim 7 , characterized in that the coils of the same phase (1,2,3) of both stators are connected in series.

Stator arrangement according to claim 7 , characterized in that the coils of the same phase (1,2,3) of both stators are connected in parallel.

Electric rotary machine comprising at least one stator according to one of the Claims 1 until 6 or a stator arrangement according to one of the Claims 7 until 9 .