DE102023203142A1

DE102023203142A1 - insulation of an electrical machine

Info

Publication number: DE102023203142A1
Application number: DE102023203142.6A
Authority: DE
Inventors: Robin Michelberger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2023-04-05
Filing date: 2023-04-05
Publication date: 2024-10-10

Abstract

Eine elektrische Maschine (100) umfasst ein erstes und ein zweites Element (110, 115), die um eine Drehachse (105) drehbar gegeneinander gelagert sind, sowie einen Leiter (130, 140) zur Führung eines elektrischen Stroms. Dabei ist im Bereich des Leiters (130, 140) eine Oxidschicht (145) zur elektrischen Isolation des Leiters (130, 140) vorgesehen.An electrical machine (100) comprises a first and a second element (110, 115) which are mounted relative to one another so as to be rotatable about an axis of rotation (105), and a conductor (130, 140) for conducting an electrical current. An oxide layer (145) is provided in the region of the conductor (130, 140) for electrically insulating the conductor (130, 140).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine. Insbesondere betrifft die Erfindung die Isolation eines spannungsführenden Bauteils der elektrischen Maschine.The present invention relates to an electrical machine. In particular, the invention relates to the insulation of a live component of the electrical machine.

Eine elektrische Maschine, beispielsweise zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs, umfasst einen Stator und einen Rotor, die um eine gemeinsame Drehachse gegeneinander drehbar gelagert sind. An einer beispielhaften permanenterregten Synchronmaschine (PSM) sind am Rotor Permanentmagneten angebracht, und der Stator weist einen Wickelkern und eine Wicklung auf, die aus einem Kupferdraht auf den Wickelkern aufgebracht ist. Während des Betriebs der Maschine fließt ein elektrischer Strom durch die Wicklung.An electrical machine, for example for driving a motor vehicle, comprises a stator and a rotor, which are mounted so that they can rotate relative to one another about a common axis of rotation. In an exemplary permanent magnet synchronous machine (PSM), permanent magnets are attached to the rotor, and the stator has a winding core and a winding made of a copper wire applied to the winding core. During operation of the machine, an electric current flows through the winding.

Zur Sicherstellung einer Betriebssicherheit sowie zur Vorbeugung von Gefahren gegenüber einer externen Einrichtung oder einer Person muss ein Bauteil, das eine elektrische Spannung führt, gegenüber einem anderen Bauteil elektrisch isoliert sein. Der Kupferdraht der Wicklung kann beispielsweise mit einem Isolationslack überzogen sein. Zwischen der Wicklung und dem Wickelkern kann Papier als Isolator vorgesehen sein. Die Wicklung kann außerdem mit einem Harz getränkt werden, das anschließend ausgehärtet werden kann.To ensure operational safety and to prevent danger to an external device or person, a component that carries an electrical voltage must be electrically insulated from another component. The copper wire of the winding can, for example, be coated with an insulating varnish. Paper can be used as an insulator between the winding and the winding core. The winding can also be impregnated with a resin, which can then be hardened.

Zur Sicherstellung einer ausreichenden Spannungsfestigkeit kann es bei Verwendung bekannter Isolatoren trotzdem erforderlich sein, die geometrische Auslegung des spannungsführenden Bauteils oder eines anderen leitfähigen Bauteils in dessen Bereich so zu wählen, dass gewisse relative Abstände eingehalten sind. Eine Leistungsfähigkeit oder ein Wirkungsgrad der elektrischen Maschinen kann dadurch reduziert sein.To ensure sufficient dielectric strength, it may still be necessary when using known insulators to select the geometric design of the live component or another conductive component in its area so that certain relative distances are maintained. This may reduce the performance or efficiency of the electrical machines.

Eine der vorliegenden Erfindung zu Grund liegende Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer verbesserten Technik zur Isolation einer elektrischen Maschine. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.An object underlying the present invention is to provide an improved technique for insulating an electrical machine. The invention solves this problem by means of the subject matter of the independent claims. Subclaims give preferred embodiments.

Eine elektrische Maschine umfasst ein erstes und ein zweites Element, die um eine Drehachse drehbar gegeneinander gelagert sind, sowie einen Leiter zur Führung eines elektrischen Stroms. Dabei ist im Bereich des Leiters eine Oxidschicht zur elektrischen Isolation des Leiters vorgesehen.An electrical machine comprises a first and a second element, which are mounted relative to one another so that they can rotate about an axis of rotation, and a conductor for conducting an electrical current. An oxide layer is provided in the area of the conductor for electrical insulation of the conductor.

Die Oxidschicht kann eine bessere elektrische Isolation erbringen als ein klassischer Isolator wie Papier, Lack oder Harz. Insbesondere kann die Oxidschicht unmittelbar an einem Element aufgebracht sein, das davor geschützt werden soll, einen elektrischen Strom von einem Bauteil der elektrischen Maschine zu übernehme beziehungsweise an ein solches abzugeben. Die Oxidschicht kann etwa anodisch auf das Bauteil aufgebracht werden.The oxide layer can provide better electrical insulation than a classic insulator such as paper, paint or resin. In particular, the oxide layer can be applied directly to an element that is to be protected from receiving an electrical current from or passing it on to a component of the electrical machine. The oxide layer can be applied to the component anodically, for example.

In Abhängigkeit eines Materials des Bauteils und einer Behandlungsweise kann die Oxidschicht gegenüber Spannungen bis zu ca. 1000 V und mehr spannungsfest sein. Spannungen diese Größenordnung können an einer elektrischen Maschine auftreten, die zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Die Oxidschicht kann vor oder nach dem Verbau des Bauteils an der elektrischen Maschine aufgebracht werden.Depending on the material of the component and the treatment method, the oxide layer can withstand voltages of up to approx. 1000 V and more. Voltages of this magnitude can occur in an electrical machine that is intended to drive a motor vehicle. The oxide layer can be applied to the electrical machine before or after the component is installed.

Die Oxidschicht kann sehr dünn sein, sodass Bauraum an der elektrischen Maschine eingespart werden kann. Ferner kann die Oxidschicht das Bauteil vor weiterer Oxidation schützen. Optional kann die Oxidschicht farbig ausgeführt werden, beispielsweise um einen Hinweis auf eine Gefahrenstelle, eine Beschriftung oder einen Herstellerhinweis auszubilden.The oxide layer can be very thin, so that installation space on the electrical machine can be saved. The oxide layer can also protect the component from further oxidation. Optionally, the oxide layer can be colored, for example to indicate a danger point, to provide a label or to provide manufacturer information.

In einer Variante ist die Oxidschicht an dem Leiter ausgebildet. Fließt während des Betriebs der elektrischen Maschine ein Strom durch den Leiter, so kann zwischen dem Leiter und einem anderen Element auch eine elektrische Spannung anliegen. Durch das Aufbringen der Oxidschicht auf den Leiter kann ein Stromfluss vom Leiter sowohl durch eine Person (Personenschutz) als auch durch ein anderes Bauteil verhindert sein.In one variant, the oxide layer is formed on the conductor. If a current flows through the conductor during operation of the electrical machine, an electrical voltage can also be present between the conductor and another element. By applying the oxide layer to the conductor, a current flow from the conductor can be prevented both by a person (personal protection) and by another component.

Der Leiter kann von einer Wicklung umfasst sein. Die Wicklung umfasst üblicherweise einen Kupferdraht, der auf einen Wicklungskörper aufgebracht ist, der einen Stapel von gegeneinander elektrisch isolierten Magnetblechen umfassen kann.The conductor may be enclosed by a winding. The winding typically comprises a copper wire applied to a winding body, which may comprise a stack of magnetic sheets that are electrically insulated from one another.

In einer anderen Ausführungsform ist der Leiter von einem Käfig eines Kurzschlussläufers umfasst. Dabei kann sich der Leiter in axialer Richtung erstrecken oder an einem axialen Ende des Rotors vorgesehen sein. Übliche Materialien für den Käfig umfassen Kupfer oder ein Leichtmetall wie Aluminium. Eine auf der Oberfläche eines Leichtmetalls aufgebrachte Oxidschicht kann auch Eloxalschicht genannt werden.In another embodiment, the conductor is enclosed by a cage of a squirrel-cage rotor. The conductor can extend in the axial direction or be provided at an axial end of the rotor. Common materials for the cage include copper or a light metal such as aluminum. An oxide layer applied to the surface of a light metal can also be called an anodized layer.

In einer anderen Variante, die mit der erstgenannten Variante kombiniert werden kann, ist die Oxidschicht an einem anderen leitfähigen Bauteil im Bereich des Leiters ausgebildet. Beispielsweise kann das Bauteil ein Magnetblech der elektrischen Maschine umfassen. So kann verhindert werden, dass eine elektrische Eigenschaft des Leiters durch einen Fluss elektrischen Stroms durch das leitfähige Bauteil beeinflusst ist.In another variant, which can be combined with the first variant, the oxide layer is formed on another conductive component in the area of the conductor. For example, the component can comprise a magnetic sheet of the electrical machine. This can prevent an electrical property of the conductor from being influenced by a flow of electrical current through the conductive component.

Zur Isolation einer Wicklung gegenüber einem anderen leitfähigen Bauteil können Oxidschichten an einem oder beiden Elementen vorgesehen sein. In einer Ausführungsform liegt die Wicklung am ersten und das leitfähige Bauteil am zweiten Element. Somit kann eine Isolation zwischen einem Stator und einem Rotor der elektrischen Maschine geschaffen sein.To insulate a winding from another conductive component, oxide layers can be provided on one or both elements. In one embodiment, the winding is located on the first element and the conductive component is located on the second element. Insulation can thus be created between a stator and a rotor of the electrical machine.

Die elektrische Maschine kann insbesondere eine Asynchronmaschine umfassen. Bei diesem Maschinentyp können die Vorteile einer elektrischen Isolation mittels der Oxidschicht besonders vorteilhaft ausgenutzt werden. Insbesondere kann die Asynchronmaschine geometrisch kompakter ausgelegt sein, beispielsweise im Bereich eines Wickelkopfs, woraus sich Vorteile bezüglich eines Wirkungsgrads oder einer Leistungsfähigkeit ergeben können.The electrical machine can in particular comprise an asynchronous machine. With this type of machine, the advantages of electrical insulation by means of the oxide layer can be exploited particularly advantageously. In particular, the asynchronous machine can be designed to be geometrically more compact, for example in the area of a winding head, which can result in advantages in terms of efficiency or performance.

Die elektrische Maschine kann einen Kurzschlussläufer umfassen. Diese Bauform einer Asynchronmaschine kommt ohne Kommutator aus und wird häufig eingesetzt, wenn mittlere oder größere elektrische Leistungen umgesetzt werden sollen.The electrical machine can include a squirrel-cage rotor. This type of asynchronous machine does not require a commutator and is often used when medium or high electrical outputs are to be converted.

Es ist weiterhin bevorzugt, dass die elektrische Maschine zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs eingerichtet ist. Zusätzlich kann ein weiterer Antriebsmotor vorgesehen sein, insbesondere eine Brennkraftmaschine, um das Kraftfahrzeug anzutreiben.It is further preferred that the electric machine is designed to drive a motor vehicle. In addition, a further drive motor can be provided, in particular an internal combustion engine, to drive the motor vehicle.

Ein Achsantrieb für ein Kraftfahrzeug umfasst eine hierin beschriebene elektrische Maschine. Der Achsantrieb kann zusätzlich ein Getriebe umfassen. Ein weiterer Antriebsmotor kann optional mittels einer dafür vorgesehenen Antriebswelle angekoppelt werden.An axle drive for a motor vehicle comprises an electric machine as described herein. The axle drive can additionally comprise a transmission. A further drive motor can optionally be coupled by means of a drive shaft provided for this purpose.

Ein Kraftfahrzeug umfasst eine hierin beschriebene elektrische Maschine oder einen hierin beschriebenen Achsantrieb. Das Kraftfahrzeug kann insbesondere ein Kraftrad, einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder einen Omnibus umfassen.A motor vehicle comprises an electric machine or an axle drive described herein. The motor vehicle can in particular comprise a motorcycle, a passenger car, a truck or a bus.

Ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine umfasst Schritte des Bereitstellens eines Leiters für die elektrische Maschine; des anodischen Aufbringens einer Oxidationsschicht auf den Leiter; und des Anbringens des Leiters an der elektrischen Maschine.A method of manufacturing an electrical machine comprises steps of providing a conductor for the electrical machine; anodically applying an oxidation layer to the conductor; and attaching the conductor to the electrical machine.

Es ist zu beachten, dass der Leiter Teil einer Wicklung oder zum Führen von Strömen in einem Kurzschlussläufer sein kann. Fließt ein Strom durch den Leiter, so stellt sich ein magnetisches Feld ein, das zwischen dem ersten und dem zweiten Element der elektrischen Maschine wirkt und eine Drehbewegung der beiden Teile zueinander um die Drehachse bewirkt. Ein Bauteil, das von elektrischem Strom durchflossen werden kann, ohne dass ein dabei entstehendes magnetisches Feld zur Drehbewegung beiträgt beziehungsweise dafür vorgesehen ist, wird hierin nicht als Leiter, sondern als elektrisch leitfähiges Bauteil bezeichnet.It should be noted that the conductor can be part of a winding or for carrying currents in a squirrel-cage rotor. If a current flows through the conductor, a magnetic field is created that acts between the first and second elements of the electrical machine and causes the two parts to rotate relative to each other around the axis of rotation. A component through which electric current can flow without a resulting magnetic field contributing to the rotation or being intended to do so is not referred to as a conductor but as an electrically conductive component.

Ein weiteres Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine umfasst Schritte des Bereitstellens eines leitfähigen Bauteils für die elektrische Maschine; des anodischen Aufbringens einer Oxidationsschicht auf das Bauteil; und des Anbringens des Bauteils an der elektrischen Maschine. Insbesondere kann hierbei auch das Einspritzen eines Leiters in das leitfähige Bauteil beispielsweise mittels Druckguss erfolgen.Another method for producing an electrical machine comprises steps of providing a conductive component for the electrical machine; anodically applying an oxidation layer to the component; and attaching the component to the electrical machine. In particular, this can also involve injecting a conductor into the conductive component, for example by means of die casting.

Die beiden Verfahren können miteinander integriert werden, sodass mehrere Oxidationsschichten an der elektrischen Maschine vorgesehen sind. Insbesondere kann zwischen dem Leiter und dem anderen elektrisch leitfähigen Bauteil mehr als eine Oxidationsschicht liegen.The two processes can be integrated with each other so that several oxidation layers are provided on the electrical machine. In particular, more than one oxidation layer can be located between the conductor and the other electrically conductive component.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:

1 eine beispielhafte elektrische Maschine; und
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer elektrischen Maschine

darstellt.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying figures, in which:

1 an exemplary electrical machine; and
2 a flow chart of a method for manufacturing an electrical machine

represents.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften elektrischen Maschine 100. Die dargestellte Maschine 100 ist als Asynchronmaschine, speziell als Kurzschlussläufer ausgeführt. Um eine Drehachse 105 sind ein Stator 110 und ein Rotor 115 drehbar gegeneinander gelagert. Dabei liegt der Rotor 115 radial innerhalb des Stators 110, sodass die Maschine 100 beispielhaft als Innenläufer konzipiert ist. 1 shows a schematic representation of an exemplary electrical machine 100. The machine 100 shown is designed as an asynchronous machine, specifically as a squirrel-cage rotor. A stator 110 and a rotor 115 are mounted so as to be rotatable relative to one another about an axis of rotation 105. The rotor 115 is located radially inside the stator 110, so that the machine 100 is designed as an internal rotor, for example.

Der Stator 110 umfasst einen Statorkern 120, der mehrere Wicklungen 125 trägt. Der Statorkern 120 kann daher auch Wickelkern genannt werden. Er ist üblicherweise aus einer Vielzahl dünner und leicht magnetisierbarer Bleche gebildet, die in axialer Richtung gestapelt sind. Die Wicklung 125 ist aus einem Wicklungsdraht 130 gebildet, der üblicherweise aus Kupfer herstellbar ist. In einer Variante kann der Stator 110 in Hairpin-Technologie gebildet sein, wobei die Wicklung 125 eine Anzahl U-förmiger Wicklungsdrähte 130 umfasst, deren Enden axial in korrespondierenden Nuten des Statorkerns 120 eingeführt, ausgerichtet und untereinander verbunden sein können.The stator 110 comprises a stator core 120 that carries a plurality of windings 125. The stator core 120 can therefore also be called a winding core. It is usually formed from a plurality of thin and easily magnetizable sheets that are stacked in the axial direction. The winding 125 is formed from a winding wire 130 that can usually be made from copper. In one variant, the stator 110 can be formed using hairpin technology, wherein the winding 125 comprises a number of U-shaped winding wires 130, the ends of which can be inserted axially in corresponding slots of the stator core 120, aligned and connected to one another.

Der Rotor 115 umfasst einen Rotorkern 135 und eine Anzahl axialer Rotorstäbe 140, die an axialen Enden des Rotors 115 jeweils auf einem Umfang um die Drehachse 105 miteinander verbunden sind. Der Rotorkern ist üblicherweise ähnlich wie der Statorkern 120 aufgebaut und kann einen Stapel dünner und leicht magnetisierbarer Bleche umfassen. Mehrere Rotorstäbe 140 sind auf einem Umfang um die Drehachse 105 gleichmäßig verteilt, wobei Enden der Rotorstäbe 140 um einen vorbestimmten, geringen Winkel um die Drehachse 105 verwunden sein können. Durch die Verwindung kann ein Anlaufen der elektrischen Maschine 100 erleichtert sein. Außerdem kann eine Erzeugung von Geräuschen während des Betriebs der elektrischen Maschine 100 unterdrückt sein.The rotor 115 comprises a rotor core 135 and a number of axial rotor bars 140, which are each connected to one another at axial ends of the rotor 115 on a circumference around the rotation axis 105. The rotor core is usually constructed similarly to the stator core 120 and can comprise a stack of thin and easily magnetizable sheets. Several rotor bars 140 are evenly distributed on a circumference around the rotation axis 105, wherein ends of the rotor bars 140 can be twisted by a predetermined, small angle around the rotation axis 105. The twisting can make it easier for the electrical machine 100 to start up. In addition, the generation of noise during operation of the electrical machine 100 can be suppressed.

Es wird vorgeschlagen, eine Oxidschicht 145 an der elektrischen Maschine 100 zu verwenden, um eine elektrische Isolation zwischen unterschiedlichen Bauteilen zu bewirken. Die Oxidschicht 145 kann an unterschiedlichen Stellen angebracht werden, um Bauteile gegeneinander oder gegenüber einem anderen Objekt elektrisch zu isolieren. Rein exemplarisch sind unterschiedliche Abschnitte von Oxidschichten 145 an der elektrischen Maschine 100 grafisch angedeutet.It is proposed to use an oxide layer 145 on the electrical machine 100 in order to achieve electrical insulation between different components. The oxide layer 145 can be applied at different locations in order to electrically insulate components from one another or from another object. Purely by way of example, different sections of oxide layers 145 on the electrical machine 100 are graphically indicated.

Eine exemplarische erste Oxidschicht 150 ist zur Isolation des Stators 110 gegenüber einem externen Objekt vorgesehen. Dazu kann die erste Oxidschicht 150 auf einer radialen Außenseite des Statorkerns 120 angebracht sein. So kann beispielsweise ein effektiver Berührschutz realisiert sein.An exemplary first oxide layer 150 is provided for insulating the stator 110 from an external object. For this purpose, the first oxide layer 150 can be applied to a radial outer side of the stator core 120. In this way, for example, effective contact protection can be realized.

Eine zweite beispielhafte Oxidschicht 155 ist dazu eingerichtet, zwischen dem Statorkern 120 und der Wicklung 125 zu isolieren. Dabei ist die zweite Oxidschicht 155 wie die erste Oxidschicht 150 an einer Oberfläche des Statorkerns 120 angebracht. In unterschiedlichen Varianten kann die zweite Oxidschicht 155 in Umfangsrichtung, in axialer Richtung oder in radialer Richtung innen oder außen wirksam sein.A second exemplary oxide layer 155 is designed to insulate between the stator core 120 and the winding 125. The second oxide layer 155, like the first oxide layer 150, is applied to a surface of the stator core 120. In different variants, the second oxide layer 155 can be effective in the circumferential direction, in the axial direction or in the radial direction, inside or outside.

Eine dritte beispielhafte Oxidschicht 160 ist dazu eingerichtet, den Statorkern 120 gegenüber dem Rotor 115 zu isolieren. Dazu kann die dritte Oxidschicht 160 im Bereich einer radialen Innenseite des Statorkerns 120 vorgesehen sein.A third exemplary oxide layer 160 is designed to insulate the stator core 120 from the rotor 115. For this purpose, the third oxide layer 160 can be provided in the region of a radial inner side of the stator core 120.

Eine vierte Oxidschicht 165 ist dazu eingerichtet, eine elektrische Isolation zwischen einer Wicklung 125 und dem Statorkern 120 zu bewirken. Dabei ist die vierte Oxidschicht 165 am Wicklungsdraht 130 der Wicklung 125 ausgebildet. In einer Ausführungsform ist der gesamte Wicklungsdraht 130 mit der vierten Oxidschicht 165 überzogen, in einer anderen Ausführungsform können nur außenliegende Abschnitte mit der vierten Oxidschicht 165 überzogen sein.A fourth oxide layer 165 is designed to provide electrical insulation between a winding 125 and the stator core 120. The fourth oxide layer 165 is formed on the winding wire 130 of the winding 125. In one embodiment, the entire winding wire 130 is coated with the fourth oxide layer 165; in another embodiment, only external sections may be coated with the fourth oxide layer 165.

Eine beispielhafte fünfte Oxidschicht 170 ist wie die dritte Oxidschicht 160 dazu eingerichtet, eine elektrische Isolation zwischen dem Stator 110 und dem Rotor 115 zu bewirken. Die fünfte Oxidschicht 170 liegt jedoch am Rotor 115 und insbesondere am Rotorkern 135. Die fünfte Oxidschicht 170 ist bevorzugt an einer radial äußeren Oberfläche des Rotorkerns 135 ausgebildet.An exemplary fifth oxide layer 170 is configured, like the third oxide layer 160, to provide electrical insulation between the stator 110 and the rotor 115. However, the fifth oxide layer 170 is located on the rotor 115 and in particular on the rotor core 135. The fifth oxide layer 170 is preferably formed on a radially outer surface of the rotor core 135.

Eine beispielhafte sechste Oxidschicht 175 ist dazu eingerichtet, einen Rotorstab 140 gegenüber dem Rotorkern 135 zu isolieren. Dabei kann die sechste Oxidschicht 175 alternativ am Rotorkern 135 oder dem Rotorstab 140 ausgebildet sein.An exemplary sixth oxide layer 175 is configured to insulate a rotor bar 140 from the rotor core 135. The sixth oxide layer 175 can alternatively be formed on the rotor core 135 or the rotor bar 140.

Andere Oxidschichten 145 können ebenfalls an der elektrischen Maschine 100 ausgebildet sein. Es ist zu beachten, dass die beschriebenen beispielhaften Oxidschichten 150 bis 175 an einer elektrischen Maschine 100 einer anderen als der dargestellten Bauform anders geformt beziehungsweise orientiert sein können.Other oxide layers 145 may also be formed on the electrical machine 100. It should be noted that the described exemplary oxide layers 150 to 175 may be shaped or oriented differently on an electrical machine 100 of a different design than that shown.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zum Herstellen einer elektrischen Maschine 100. In einem Schritt 205 kann ein Leiter bereitgestellt werden. Mit Bezug auf die elektrische Maschine 100 von 1 kann der Leiter insbesondere einen Wicklungsdraht 130 oder einen Rotorstab 140 umfassen. 2 shows a flow chart of a method 200 for manufacturing an electrical machine 100. In a step 205, a conductor may be provided. With reference to the electrical machine 100 of 1 the conductor can in particular comprise a winding wire 130 or a rotor bar 140.

In einem Schritt 210 kann ein weiteres Bauteil der elektrischen Maschine 100 bereitgestellt werden. Das weitere Bauteil ist bevorzugt elektrisch leitfähig und kann insbesondere den Statorkern 120 oder den Rotorkern 135 umfassen. Das Bauteil kann bereits fertig montiert sein oder erst später zusammengesetzt werden. Insbesondere können einzelne Bleche als Bauteile gelten, aus denen später der Statorkern 120 oder der Rotorkern 135 zusammengesetzt wird.In a step 210, a further component of the electric machine 100 can be provided. The further component is preferably electrically conductive and can in particular comprise the stator core 120 or the rotor core 135. The component can already be fully assembled or can only be assembled later. In particular, individual sheets can be considered components from which the stator core 120 or the rotor core 135 is later assembled.

In einem Schritt 215 kann eine Oxidschicht auf den Leiter 130, 140 aufgebracht werden. Das Aufbringen erfolgt bevorzugt mittels anodischer Oxidation. Dazu kann der Leiter 130, 140 in ein flüssiges Elektrolyt getaucht und einem Stromfluss durch das Elektrolyt ausgesetzt werden. In Abhängigkeit eines Materials des Leiters 130, 140 kann sich auf der Oberfläche eine Oxidschicht ablegen, deren Dicke von der Dauer der Behandlung und der Stärke des fließenden Stroms abhängig sein kann. Durch Wahl eines geeigneten Elektrolyts kann die Oxidschicht 145 eine vorbestimmte Farbe annehmen.In a step 215, an oxide layer can be applied to the conductor 130, 140. The application is preferably carried out by means of anodic oxidation. For this purpose, the conductor 130, 140 can be dipped in a liquid electrolyte and exposed to a current flow through the electrolyte. Depending on the material of the conductor 130, 140, an oxide layer can be deposited on the surface, the thickness of which can depend on the duration of the treatment and the strength of the current flowing. By selecting a suitable electrolyte, the oxide layer 145 can take on a predetermined color.

In einem Schritt 220 kann in entsprechender Weise eine Oxidschicht 145 auf das andere Bauteil 120, 135 aufgebracht werden. Falls erforderlich, können mehrere Bauteile dann zusammengefügt werden, beispielsweise mehrere Bleche zum Statorkern 120 oder zum Rotorkern 135.In a step 220, an oxide layer 145 can be applied to the other component 120, 135. If necessary, several components can then be joined together, for example several sheets to form the stator core 120 or the rotor core 135.

In einem Schritt 225 kann die elektrische Maschine 100 montiert werden. Dazu kann ein Leiter 130, 140 und/oder ein Bauteil 120, 135 eingesetzt werden, die in einem vorangehenden Schritt 215 beziehungsweise 220 mit einer Oxidschicht 145 versehen wurden. Die Montage kann auch eines oder mehrere weitere Bauteile umfassen, die nicht mit einer Oxidschicht 145 versehen sind. Es ist zu beachten, dass in einer anderen Ausführungsform eine Oxidschicht 145 auch auf einen Leiter 130, 140 oder ein Bauteil 120, 135 aufgebracht werden kann, wenn die elektrische Maschine 100 bereits teilweise oder vollständig montiert ist.In a step 225, the electrical machine 100 can be assembled. For this purpose, a conductor 130, 140 and/or a component 120, 135 can be used, which were provided with an oxide layer 145 in a preceding step 215 or 220, respectively. The assembly can also include one or more further components that are not provided with an oxide layer 145. It should be noted that in another embodiment, an oxide layer 145 can also be applied to a conductor 130, 140 or a component 120, 135 when the electrical machine 100 is already partially or completely assembled.

Bezugszeichenreference sign

100100: elektrische Maschineelectric machine
105105: Drehachseaxis of rotation
110110: Statorstator
115115: Rotorrotor
120120: Statorkernstator core
125125: Wicklungwinding
130130: Wicklungsdrahtwinding wire
135135: Rotorkernrotor core
140140: Rotorstabrotor bar
145145: Oxidschichtoxide layer
150150: erste Oxidschichtfirst oxide layer
155155: zweite Oxidschichtsecond oxide layer
160160: dritte Oxidschichtthird oxide layer
165165: vierte Oxidschichtfourth oxide layer
170170: fünfte Oxidschichtfifth oxide layer
175175: sechste Oxidschichtsixth oxide layer
200200: VerfahrenProceedings
205205: Leiter bereitstellenprovide ladder
210210: Bauteil bereitstellenprovide component
215215: Oxidschicht auf Leiter aufbringenApply oxide layer to conductor
220220: Oxidschicht auf Bauteil aufbringenApply oxide layer to component
225225: elektrische Maschine montierenassembling an electric machine

Claims

Electrical machine (100) with a first and a second element (110, 115) which are mounted relative to one another so as to be rotatable about an axis of rotation (105); wherein the machine (100) comprises a conductor (130, 140) for conducting an electrical current; wherein an oxide layer (145) is provided in the region of the conductor (130, 140) for electrically insulating the conductor (130, 140).

Electrical Machine (100) after claim 1 , wherein the oxide layer (145) is formed on the conductor (130, 140).

Electrical Machine (100) after claim 2 , wherein the conductor (130, 140) is surrounded by a winding (125).

Electrical Machine (100) after claim 2 , wherein the conductor (130, 140) is enclosed by a cage of a squirrel-cage rotor.

Electrical machine (100) according to one of the preceding claims, wherein the oxide layer (145) is formed on another conductive component (120, 135) in the region of the conductor (130, 140).

Electrical Machine (100) after claim 5 , wherein the component (120, 135) comprises a magnetic sheet of the electrical machine (100).

Electrical Machine (100) after claim 3 and one of the Claims 5 or 6 , wherein the winding (125) is located on the first element (110, 115) and the conductive component (120, 135) is located on the second element (110, 115).

Electric machine (100) according to one of the preceding claims, wherein the machine (100) comprises an asynchronous machine.

Electrical Machine (100) after claim 8 , wherein the machine (100) comprises a squirrel-cage rotor.

Electric machine (100) according to one of the preceding claims, wherein the machine (100) is designed to drive a motor vehicle.

Axle drive for a motor vehicle, comprising an electric machine (100) according to claim 10 .

Motor vehicle comprising an electric machine (100) according to claim 10 .

Method (200) for producing an electrical machine (100), comprising the following steps: providing (205) a conductor (130, 140) for the electrical machine (100); anodic application (215) of an oxidation layer (145) to the conductor (130, 140); and attaching (220) the conductor (130, 140) to the electrical machine (100).

Method (200) for producing an electrical machine (100), comprising the following steps: providing (210) a conductive component (120, 135) for the electrical machine (100); anodic application (220) of an oxidation layer (145) to the component (120, 135); and attaching the component (120, 135) to the electrical machine (100).