电动机的制作方法

本发明涉及一种具有定子侧的棒形绕组的电动机。

背景技术：

1、电动机可以在定子侧具有棒形绕组。在此，定子（stator）具有一系列的棒而不是缠绕的线导体作为场导体。与传统绕组相比，这些棒具有较低的电感。因此，需要相对较高的电流来产生预给定的磁场。

2、然而，由于棒的低电阻，这种高电流仅需要相对较低的电压、例如12v。低电压使得能够以彼此低间距的方式布置逆变器的组件，利用这些组件控制棒。因此，例如功率电子器件的组件例如可以布置在靠近电动机布置的一个或多个电路板上。这些棒在此可以直接或通过导电的棒状连接元件直接用作电路板的机械承载件。

3、除了由高电流强度决定的电气和电子组件的高损失热量之外，以这种方式设计的电动机中还存在电气和电子组件的高的封装密度。电气和电子组件通过棒与定子/转子块直接连接，引起来自定子/转子块的进一步的热量输入。这不利地导致电路板上的电气和电子组件的显著的冷却开销。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是，说明一种减少开头提及的缺点的电动机。

2、上述技术问题通过具有权利要求1中说明的特征的电动机来解决。

3、根据本发明的电动机包括定子以及多个用于控制场导体的逆变器，该定子具有多个被设计为棒的场导体。

4、在此，逆变器布置在一个或多个电路板上。此外，电路板布置在至少一个冷却板上，并且冷却板被布置为，使得场导体或与场导体电连接的电流导体与冷却板机械地有效连接，特别是该场导体或与场导体电连接的电流导体穿过冷却板。

5、最后，存在至少一个冷却装置，其包括流体线路，该流体线路在一个或多个场导体和/或电流导体处外侧贴靠地引导。

6、根据本发明的电动机有利地由于流体冷却而改善了场导体的散热。由此，更低的热流到达冷却板和布置在冷却板上的电子器件、尤其逆变器。由此又可以减少冷却板和电子器件的区域中的冷却开销。

7、场导体或电流导体优选地充当用于冷却板的机械承载件并且因此与冷却板机械地有效连接。场导体或电流导体可能穿过冷却板和电路板。 

8、设计为棒的场导体除了实心棒之外还可以是由多个部分导体组成的场导体。在此，例如如果场导体是罗贝尔导体，则部分导体可以并联连接。部分导体还可以串联连接，并且场导体可以由例如通过焊接连接而彼此相串地连接的多个部分元件组成。

9、电流导体可以机械地固定地布置在场导体处并且与场导体连接，其中，始终恰好一个场导体与恰好一个电流导体连接，其中，电流导体将场导体轴向延长。在这种情况下，场导体、电流导体和冷却板可以形成机械刚性单元。

10、根据本发明的电动机的有利的设计方案源于从属权利要求。在此，独立权利要求的实施方式可以与从属权利要求之一的特征相结合，或者优选地还与多个从属权利要求中的特征相结合。因此，还可以附加地提供以下特征：

11、流体线路可以是水线路。水是标准冷却剂，并且可以例如在工厂中从电动机外部提供，因此适用于水的线路是合适的。

12、电动机可以具有用于冷却流体的泵。如果冷却流体不是从外部供应的，有利的是，电动机被设计为使得能够产生流体循环，该流体循环确保通过材料运动的热量运送。如果电机具有大量场导体，例如具有多于50个或甚至多于100个场导体，则还可以存在多个泵。

13、电动机可以被设计为，使得流体线路在场导体和/或电流导体中的每个场导体和/或电流导体处被引导。为每个场导体或电流导体设置散热是合适的，因为在电动机的运行中，场导体或电流导体均匀地施加有热量，并且因此每个场导体或电流导体大致相同地为到冷却板的热量输送作出贡献。

14、如下区域合适地轴向地位于冷却板和转子的轴向起点之间：在该区域中，流体线路在场导体和/或电流导体处外侧贴靠地引导。在该区域中，场导体和/或电流导体是暴露的，并且可以毫无问题地安装流体线路。此外，合适的是，在该区域中排出热量，以便减少从转子区域（即驱动系统）到电子器件（即冷却板和电路板的区域）的热量输入。

15、如果存在电流导体，则该电流导体合适地借助靴部与场导体连接，其中，沿着靴部引导流体线路。靴部用作场导体和电流导体之间的固定连接，其中，场导体属于电动机的驱动侧，并且电流导体接触电路板上的电子器件并且承载冷却板和电路板。靴部可以有利地在几何形状上适配于流体线路，而不必改变场导体的形状或横截面。由此简化了场导体的生产。替换地，流体线路可以在场导体处外部贴靠地引导。

16、用于至少两个场导体或电流导体的流体线路可以彼此串联连接。换句话说，单个流体线路引导向场导体或电流导体，并且随后引导向至少一个另外的场导体或电流导体。只有这样，流体线路才引导远离场导体，例如引导至储液器。以这种方式，多个场导体或电流导体通过单个流体线路散热，这减少了连接开销。

17、场导体或电流导体形成环，流体线路可以在环的外边缘处环绕该环或在环的内边缘处内置地环绕该环。换句话说，流体线路在方位上跨越至少两个场导体或电流导体地延伸。流体线路在此可以形成完整的环、即接触所有场导体或电流导体，或者仅形成环形扇区，在该环形扇区中流体线路经过场导体或电流导体的一部分并且因此耗散该部分的热量。在后一种情况下，合适的是使用多个这样的流体线路，这些流体线路一起经过所有场导体或电流导体并因此散热。为此，还合适的是，对场导体或电流导体的角段或份额使用流体线路，该角段对应于具有整数分母的整圆的分数、即整圆的1/3、1/4或1/8。例如，对于72个场导体，其中1/6、即12个场导体可以通过流体线路进行散热，并且可以存在6个这样的流体线路。因此，每个流体线路将覆盖整圆的60°的角度。

18、流体线路可以沿着场导体或电流导体的径向向外或向内指向的侧进行引导，并且可以具有贴靠在场导体或电流导体的方位侧处的表面元件。表面元件增大了流体线路和场导体或电流导体之间的接触面积，并且因此确保从场导体或电流导体到流体的更好的热传递。如果流体线路沿着场导体或电流导体的径向外置的侧进行引导，则表面元件合适地径向向内指向，反之亦然。表面元件在此可以u形地设计，因此除了更好的热接触之外，还确保了流体线路的机械保持。

19、替换地或附加地，流体线路可以至少逐部段地平行于场导体或电流导体地延伸。换句话说，流体线路逐部段地在场导体或电流导体处布置为，使得流体通道平行于场导体或电流导体地延伸。

20、流体线路具有陶瓷材料、尤其由陶瓷材料构成。陶瓷材料具有耐热性、耐化学性和电绝缘性，并且因此允许安装在电动机中，而无需进一步的措施、例如电绝缘。

21、流体线路可以通过电绝缘材料层与场导体或电流导体电绝缘。为此考虑绝缘垫。这里又特别有利的是，电动机由于其结构而以相对较低的电压工作，并且因此可以将用于电绝缘的开销保持为相对较低。材料层的厚度以及指向侧面的附加绝缘仅需要适配于例如12v范围内的电压差。

22、电动机可以具有多个电路板。尤其可以将多个单独的电路板施加到冷却板上。通过分布到多个电路板上，可以将所使用的功率电子器件进行模块化。因此，在使用多个同类的电路板的情况下可以提供多个变流器，从而在废料方面改进生产。

23、电路板可以被设计为圆形或环形扇形。由此，电路板可以布置在包围电动机的轴线的圆或环中。具有这种形状的电路板可以组装成圆或环，并且因此以最佳地适配于电气机器的形状的方式布置在机器的轴向端部，其中，同时实现高的模块化。由此，电路板可以以节省空间的方式布置为与定子和转子轴向偏移，并且形成电动机的集成部分。以这种方式，还可以将多个具有电路板的冷却板布置为彼此轴向偏移，并且因此例如将布置在相同的方位点处的逆变器并联连接。

24、冷却板优选地垂直于电动机的轴线地布置。以这种方式，具有电路板的冷却板可以以节省空间的方式布置在电气机器的轴向端部。多个冷却板也可以轴向偏移地并且彼此靠近地布置。此外，在这种布置的情况下，在冷却板和功率电子器件与形成场导体的棒之间存在均匀的距离，由此简化了棒的接触。

25、特别有利的是，每个场导体以自己的相进行控制。在此，相被理解为交流电压供应，该交流电压供应与电动机中使用的所有其他相以非零的角度相移。在这种情况下，对于每个场导体合适地存在自己的逆变器，该逆变器仅控制该场导体。

26、逆变器可以被设计为产生幅值为200v或更小、尤其150v或更小、尤其50v或更小的交流电压。以这种方式产生的电压是施加到场导体、即定子棒上的电压。通过这种相对较低的电压使得逆变器的组件可以彼此非常靠近地布置。在诸如功率半导体开关之类的组件之间可以使用大约2mm的距离，由此导致电子组件的高的封装密度并且可以在相对较小的空间中布置多个逆变器。由此又可以在低的空间需求的情况下使用大量的相，尤其是与定子棒的数量相对应的数量的相。因此，在相应地大量的定子棒的情况下，可以使用48、72或甚至120个相。

27、术语“轴向”、“径向”、“方位”在此指转子的轴线，并且因此指定子的相应的对称轴线。在此，“轴向”描述平行于该轴的方向，“径向”描述垂直于该轴线、朝向或远离该轴线的方向，“方位”是与轴线相距恒定的径向距离且在恒定的轴向位置的情况下围绕轴线圆形地指向的方向。

28、如果相对于面（例如横截面）使用术语“轴向”、“径向”和“切向”，则这些术语描述面的法向矢量（即垂直于相关面的矢量）的取向。