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WO2019057383A1 - Elektrische maschine - Google Patents

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WO2019057383A1
WO2019057383A1 PCT/EP2018/071397 EP2018071397W WO2019057383A1 WO 2019057383 A1 WO2019057383 A1 WO 2019057383A1 EP 2018071397 W EP2018071397 W EP 2018071397W WO 2019057383 A1 WO2019057383 A1 WO 2019057383A1
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WO
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stator
machine according
winding
electrical machine
segment
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/071397
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Stauder
Bernhardt Lüddecke
Lars Vornweg
Nam Anh DINH
Dominik Just
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive Gmbh filed Critical Continental Automotive Gmbh
Priority to US16/648,298 priority Critical patent/US11245300B2/en
Priority to CN201880061346.9A priority patent/CN111226382B/zh
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Definitions

  • Electric machine The invention relates to an electric machine which has an annular stator and a rotor arranged inside the stator
  • Such an electric machine is used for example in an electric compressor of a turbocharger of an internal combustion engine.
  • a compressor which is provided for charging the internal combustion engine, must be operated at very high speeds due to the Wir ⁇ Kungsgrades the aerodynamics. These range from about 70,000 revolutions per minute up to 150,000 revolutions per minute.
  • stator winding of an electric machine As a concentrated winding in which the coils are each wound around a stator tooth. This allows a compact construction, but generates a strongly magnetized stator magnet field in terms of space. This in turn causes high ohmic losses in the rotor of the electric machine by eddy currents. It is also already known, the stator winding of a
  • stator This in turn has a stator yoke and stator teeth. Further, the stator has a stator winding which extends in a toroidal manner around the stator yoke, the stator yoke having an inner groove provided on the inner periphery of the stator yoke and an outer groove provided on the outer circumference of the stator yoke for receiving the stator winding. Furthermore, at the
  • Stator winding is thermally connected by the potting to the stator iron.
  • the object of the invention is to provide an electric machine having an annular stator and a rotor arranged inside the stator, in which the rotor magnetic losses are reduced.
  • An electric machine comprises an annular stator and a rotor disposed within the stator, wherein the stator in the circumferential direction includes a plurality of stator segments, each of the stator segments one or more arranged in the vicinity of the inner periphery of the stator and an inner grooves in the Winding window arranged near the outer circumference of the stator segment, wherein a stator winding is wound toroidally around the stator segment and wherein the winding window is partially surrounded on its radially outer side by Statorsegmentau infoarmen that in the area between the Statorsegmentau toucharmen a radially directed, from the winding window to the outer periphery the stator segment extending outer gap is formed.
  • the advantages of the invention are in particular that the winding inductance, which is coupled to the rotor of the electric machine, can be kept small, so that the rotor is exposed to only minor harmonic amplitudes of the stator magnetic field in comparison to the prior art.
  • the outside of the stator extending return conductor of the stator winding can be used to provide an additional inductance whose B-field is independent of the rotor, ie takes a path that is not on Along the rotor and not through it.
  • FIG. 1 shows a sketch to illustrate a first embodiment of an electrical machine according to the invention
  • Figure 4 is a diagram illustrating an embodiment of the invention and Figure 5 is a diagram illustrating another embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a sketch to illustrate a first embodiment of an electrical machine according to the invention.
  • stator 1 has an annular stator 2 and a rotor 3 arranged inside the stator.
  • the stator 2 has a plurality of stator segments 4 in the circumferential direction.
  • Each of these stator segments 4 is assigned to one of the phases U, V or W of the AC system. Consequently, in FIG. 1, the stator segments are designated by the letter U, V or W.
  • Each of these stator segments 4 has in the embodiment shown two in the area of the inner circumference 5 of the respective stator segment at ⁇ ordered internal grooves 7, each extending in the radial direction.
  • each of the stator segments 4 has, in the region of its outer circumference 6, a winding window 8 whose longitudinal direction extends in the circumferential direction of the stator.
  • each stator segment 4 serves to receive the stator winding, which is wound toroidally around the respective stator segment.
  • the winding window 8 of each stator segment 4 is partially surrounded on its radial outer side by outer stator outer arms 10 in such a way that a radially directed outer gap 11 extending from the winding window 8 to the outer circumference 6 of the respective stator segment 4 is formed between the outer stator segment outer arms 10.
  • this outer gap 11 are selected so that an additional Mag ⁇ net Vietnamese is formed in the area outside the stator, which has a predetermined, determined by the length and the width of the outer gap 11 inductance. Consequently, can be constructed by a suitable choice of the length and width of the outer gap 11 outside the stator, a magnetic ge ⁇ desired size. This outside the stator The magnetic field formed has no influence on the rotor 3 of the electric machine arranged inside the stator 2, so that the B-field or the associated harmonic amplitudes of the additional magnetic field have no undesired effects on the rotor.
  • the outer gap 11 extends radially outwards from the circumferential region of the winding window 8 in the circumferential direction to the outer circumference 6 of the respective stator segment 4. Consequently, in this embodiment, the stator segment outer arms 10 extend in the circumferential direction of the respective stator 4 of the same length.
  • the electrical machine 1 shown in FIG. 1 is a four-pole machine for which a stator 2 is used which has a total of 24 internal grooves 7 on its inner circumference 5. This stator has a total of 12 Sta ⁇ gate segments 4. Four of these stator segments of the U phase, four more of the stator segments of the phase V and the four remaining stator segment of W phase are assigned.
  • Each stator segment 4 has two internal grooves 7 and a winding window 8, wherein the stator winding associated stator winding is wound toroidally around the stator, wherein the winding window is dimensioned such that it can accommodate twice the number of conductors compared to the two inner grooves of the stator segment ,
  • Stator magnetic field which is coupled to the rotor of the electric machine, are kept small, so that the influence of the harmonic amplitudes of the magnetic field formed inside the stator is kept low on the rotor.
  • FIG. 2 shows a sketch to illustrate a second exemplary embodiment of an electrical machine according to the invention.
  • the stator has a plurality of stator segments in the circumferential direction.
  • only one inner groove 7 arranged in the region of the inner circumference of the stator segment is assigned to each of these stator segments.
  • each stator segment In the area of the outer periphery of the respective Sta ⁇ torsegments, each stator segment to a winding window. 8 Again, the respective stator stator associated stator winding is wound toroidally around the stator.
  • the winding ⁇ window 8 JOarmen at its radial outer side of Statorsegmentau- 10 such partially surround that torsegmentau presenten between the sta- a radially directed, to ckelmaker 8 to the outer periphery 6 of Wi of the respective stator segment extending outer gap 11 is formed.
  • the second embodiment also differs from the first exemplary embodiment shown in FIG. 1 in that the inner grooves 7 of the respective stator segment 4 do not terminate directly on the inner circumference 5 of the respective stator segment 4, but are spaced apart from this inner circumference 5.
  • these inner grooves are partially surrounded on their radially inner side by Statorsegmentin- inner arms 13, that between the Statorsegmentinnen 13 a radially directed, extending from the inner groove 7 to the inner periphery 5 of the respective stator 4 extending inner gap 14 is formed.
  • FIG. 3 shows a sketch to illustrate a third exemplary embodiment of an electrical machine according to the invention.
  • This third embodiment differs from the second embodiment shown in Figure 2 only in that the outer gap 11 is widened in its transition region to the outer periphery 6 of the stator 4 in the circumferential direction.
  • This widening in the circumferential direction has the advantage that the flooding of the electrically surrounding housing material surrounding the Stor is reduced. As a result, the eddy current losses are reduced.
  • FIG. 4 shows a sketch to explain an embodiment of the invention.
  • each stator segment has two inner grooves 7 arranged in the region of the inner circumference of the stator segment and a winding window 8 arranged in the region of the outer circumference of the stator segment.
  • the winding window 8 is partially surrounded on its radially outer side by Statorsegmentau junctionen 10 such that between the Statorsegmentau toucharmen a radially directed, extending from the winding window 8 to the outer periphery 6 of the respective stator outer gap ge ⁇ is.
  • Statorsegmentau Statorsegmentau
  • stator segment outer arms 10 are foldable, the stator segment outer arms 10 being shown in FIG. 4 in a first end position.
  • This first end position is the unfolded position of the stator outer segments.
  • the winding window 8 is released, so that the winding process of the stator winding is simplified.
  • the stator segment outer arms 10 are in their closed position. In this closed end position of the Statorsegmentau modearme 10 is the from the Winding window 8 radially outwardly extending outer gap 11 kept free.
  • a folding embodiment of the Statorsegmentau toarme can also be used in electrical machines according to the invention, which have a different number of inner grooves per stator segment ⁇ .
  • FIG. 5 shows a sketch of another embodiment of the invention.
  • each stator segment has two inner grooves 7 arranged in the region of the inner circumference of the stator segment and a winding window 8 arranged in the region of the outer circumference of the stator segment.
  • the winding window 8 is partially surrounded on its radially outer side by stator outer segments such that a radially directed outer gap extending from the winding window to the outer circumference of the respective stator segment is formed between the outer stator segment arms.
  • bridges 12 are placed on the stator outer arms. These bridges 12 are designed such that the outer gap extending from the winding window to the outer circumference of the respective stator segment is kept free.
  • the bridges 12 are preferably made of iron powder or
  • FIG. 4 A further difference of this other embodiment from the first embodiment shown in FIG. 1 and also to the embodiment shown in FIG. 4 is that FIG the stator segments in the region between the internal grooves 7 and the winding window 8 have an iron powder or MPP core. This reduces the losses of the electrical machine.
  • One use of such an iron powder or MPP-core in the area between the internal grooves 7 and the winding window 8 is also applicable to electrical machines according to the invention, which comprise per stator segment a different number of internal grooves on ⁇ .
  • An advantageous embodiment of the invention is to equip the electrical machine in the region of the inner circumference of the stator ⁇ segments with serving as a sensor winding auxiliary winding.
  • This auxiliary winding is preferably a distributed winding consisting of a very thin wire.
  • the stator winding may be a coil wound in one go. Alternatively, the stator winding may also be a coil not wound in a train.
  • stator winding can be realized in the form of a delta connection or a star connection.
  • the electric machine can be a four-pole or two-pole electric machine.
  • the segments of the stator may be interconnected using the dovetail technique. Alternatively, it is also possible to weld the segments of the stator together. Another alternative is to connect the segments of the stator by means of a plastic injection molding. Alternatively, instead of a dovetail connection, any other "puzzle geometry" may be used to connect the stator segments.
  • the complete stator can be enclosed in an advantageous manner for better heat dissipation of a casting of a thermally conductive material.
  • an insulating layer can be introduced in each case between adjacent stator segments in order to prevent the occurrence of short circuits between adjacent sheet metal layers as well as the occurrence of eddy currents.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, welche einen ringförmigen Stator und einen innerhalb des Stators angeordneten Rotor aufweist, wobei der Stator in Umfangsrichtung eine Vielzahl von Statorsegmenten hat. Jedes der Statorsegmente weist eine oder mehrere im Bereich des Innenumfangs des Statorsegments ange- ordnete Innennuten und ein im Bereich des Außenumfangs des Statorsegments angeordnetes Wickelfenster auf. Um das Sta- torsegment ist eine Statorwicklung toroidförmig gewickelt. Das Wickelfenster ist an seiner radialen Außenseite von Stator- segmentaußenarmen derart teilweise umgeben, dass zwischen den Statorsegmentaußenarmen ein radial gerichteter, sich vom Wi- ckelfenster bis zum Außenumfang des Statorsegments erstreckender Außenspalt gebildet ist.

Description

Beschreibung
Elektrische Maschine Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, welche einen ringförmigen Stator und einen innerhalb des Stators angeordneten Rotor aufweist
Eine derartige elektrische Maschine wird beispielsweise bei einem elektrischen Verdichter eines Turboladers einer Brennkraftmaschine eingesetzt. Ein Verdichter, der zur Aufladung der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, muss aufgrund des Wir¬ kungsgrades der Aerodynamik bei sehr hohen Drehzahlen betrieben werden. Diese liegen in einem Bereich von etwa 70000 Umdrehungen pro Minute bis zu 150000 Umdrehungen pro Minute.
Es ist bereits bekannt, die Statorwicklung einer elektrischen Maschine als konzentrierte Wicklung auszuführen, bei welcher die Spulen jeweils um einen Statorzahn gewickelt sind. Dies er- möglicht eine kompakte Bauweise, erzeugt aber ein räumlich betrachtet stark oberwellenhaltiges Statormagnetfeld. Dieses wiederum bewirkt hohe ohmsche Verluste im Rotor der elektrischen Maschine durch Wirbelströme. Es ist auch bereits bekannt, die Statorwicklung einer
elektrischen Maschine als verteilte Wicklung zu realisieren. Eine derartige verteilte Wicklung bildet einen Sinus besser nach als eine konzentrierte Wicklung. Bei einer Realisierung der Statorwicklung als verteilte Wicklung sind die Wirbelströme deutlich reduziert. Allerdings werden verteilte Wicklungen üblicherweise mittels der Einziehtechnik hergestellt oder mittels der sogenannten Hairpin-Technik aus Einzelleitern gesteckt und anschließend verschweißt. In beiden vorgenannten Fällen wird vergleichsweise viel Platz für die Wickelköpfe benötigt, da die Leiter beim Wicklungsaufbau aneinander vor¬ beigeführt werden müssen. Aus der DE 10 2013 207 469 AI ist eine elektrische Maschine bekannt, die einen ringförmigen Stator und einen innerhalb des Stators angeordneten Rotor aufweist. Der Stator weist ein Statoreisen auf. Dieses wiederum weist ein Statorjoch und Statorzähne auf. Ferner hat der Stator eine Statorwicklung, die toroidförmig um das Statorjoch verläuft, wobei das Statorjoch zur Aufnahme der Statorwicklung eine am Innenumfang des Statorj ochs vorgesehene Innennut und eine am Außenumfang des Statorj ochs vorgesehene Außennut aufweist. Des Weiteren ist an der
Statorwicklung ein Verguss derart vorgesehen, dass die
Statorwicklung durch den Verguss thermisch an das Statoreisen angebunden ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine einen ringförmigen Stator und einen innerhalb des Stators angeordneten Rotor aufweisende elektrische Maschine anzugeben, bei welcher die Rotormagnetverluste reduziert sind.
Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Maschine mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Eine elektrische Maschine gemäß der Erfindung weist einen ringförmigen Stator und einen innerhalb des Stators angeordneten Rotor auf, wobei der Stator in Umfangsrichtung eine Vielzahl von Statorsegmenten enthält, wobei jedes der Statorsegmente eine oder mehrere in der Nähe des Innenumfangs des Statorsegments angeordnete Innennuten und ein in der Nähe des Außenumfangs des Statorsegments angeordnetes Wickelfenster aufweist, wobei eine Statorwicklung toroidförmig um das Statorsegment gewickelt ist und wobei das Wickelfenster an seiner radialen Außenseite von Statorsegmentaußenarmen derart teilweise umgeben ist, dass im Bereich zwischen den Statorsegmentaußenarmen ein radial ge- richteter, vom Wickelfenster bis zum Außenumfang des Statorsegments reichender Außenspalt gebildet ist. Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass die Wicklungsinduktivität, die mit dem Rotor der elektrischen Maschine verkoppelt ist, klein gehalten werden kann, so dass der Rotor im Vergleich zum Stand der Technik nur kleineren Oberwellenamplituden des Statormagnetfeldes ausgesetzt ist. Diese Vorteile der Erfindung werden dadurch ermöglicht, dass durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale die außerhalb des Stators verlaufenden Rückleiter der Statorwicklung dazu genutzt werden, eine zusätzliche Induktivität bereitzustellen, deren B-Feld unabhängig vom Rotor ist , d.h. einen Weg nimmt, der nicht am Rotor entlang und auch nicht durch diesen hindurch führt. Durch eine geeignete Wahl der Länge und der Breite des im Anspruch 1 angegebenen Außenspalts, der zwischen den beiden Statorseg- mentaußenarmen vorgesehen ist und sich in Radialrichtung erstreckt, kann in vorteilhafter Weise die gewünschte Induktivität eingestellt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele für die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt
Figur 1 eine Skizze zur Veranschaulichung eines ersten Ausführungsbeispiels für eine elektrische Maschine gemäß der Erfindung,
Figur 2 eine Skizze zur Veranschaulichung eines zweiten
Ausführungsbeispiels für eine elektrische Maschine gemäß der Erfindung,
Figur 3 eine Skizze zur Veranschaulichung eines dritten
Ausführungsbeispiels für eine elektrische Maschine gemäß der Erfindung,
Figur 4 eine Skizze zur Veranschaulichung einer Ausführungsform der Erfindung und Figur 5 eine Skizze zur Veranschaulichung einer anderen Ausführungsform für die Erfindung.
Die Figur 1 zeigt eine Skizze zur Veranschaulichung eines ersten Ausführungsbeispiels für eine elektrische Maschine gemäß der Erfindung .
Die in der Figur 1 gezeigte elektrische Maschine 1 weist einen ringförmigen Stator 2 und einen innerhalb des Stators ange- ordneten Rotor 3 auf. Der Stator 2 weist in Umfangsrichtung eine Vielzahl von Statorsegmenten 4 auf. Jedes dieser Statorsegmente 4 ist einer der Phasen U, V oder W des Wechselstromsystems zugeordnet. Folglich sind in der Figur 1 die Statorsegmente mit dem Buchstaben U, V oder W bezeichnet. Jedes dieser Stator- Segmente 4 weist beim gezeigten Ausführungsbeispiel zwei im Bereich des Innenumfangs 5 des jeweiligen Statorsegments an¬ geordnete Innennuten 7 auf, die sich jeweils in Radialrichtung erstrecken. Des Weiteren weist jedes der Statorsegmente 4 im Bereich seines Außenumfangs 6 ein Wickelfenster 8 auf, dessen Längsrichtung sich in Umfangsrichtung des Stators erstreckt. Die Innennuten 7 und das Wickelfenster 8 jedes Statorsegments 4 dienen zur Aufnahme der Statorwicklung, welche toroidförmig um das jeweilige Statorsegment gewickelt ist. Das Wickelfenster 8 eines jeden Statorsegments 4 ist an seiner radialen Außenseite von Statorsegmentaußenarmen 10 derart teilweise umgeben, dass zwischen den Statorsegmentaußenarmen 10 ein radial gerichteter, sich vom Wickelfenster 8 bis zum Außenumfang 6 des jeweiligen Statorsegments 4 erstreckender Außenspalt 11 gebildet ist.
Die Länge und die Breite dieses Außenspalts 11 sind so gewählt, dass im Bereich außerhalb des Stators ein zusätzlicher Mag¬ netkreis gebildet ist, der eine vorgegebene, durch die Länge und die Breite des Außenspalts 11 bestimmte Induktivität aufweist. Folglich kann durch eine geeignete Wahl der Länge und der Breite des Außenspalts 11 außerhalb des Stators ein Magnetfeld ge¬ wünschter Größe aufgebaut werden. Dieses außerhalb des Stators gebildete Magnetfeld hat keinen Einfluss auf den innerhalb des Stators 2 angeordneten Rotor 3 der elektrischen Maschine, so dass das B-Feld bzw. die zugehörigen Oberwellenamplituden des zusätzlichen Magnetfeldes keine unerwünschten Auswirkungen auf den Rotor haben.
Bei dem in der Figur 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Außenspalt 11 ausgehend von dem in Um- fangsrichtung mittleren Bereich des Wickelfensters 8 radial nach außen bis zum Außenumfang 6 des jeweiligen Statorsegments 4. Folglich weisen bei diesem Ausführungsbeispiel die Stator- segmentaußenarme 10 in Umfangsrichtung des jeweiligen Statorsegments 4 dieselbe Länge auf. Bei der in der Figur 1 dargestellten elektrischen Maschine 1 handelt es sich um eine vierpolige Maschine, für welche ein Stator 2 verwendet wird, der an seinem Innenumfang 5 insgesamt 24 Innennuten 7 aufweist. Dieser Stator hat insgesamt 12 Sta¬ torsegmente 4. Vier dieser Statorsegmente sind der Phase U, vier weitere der Statorsegmente der Phase V und die vier verbleibenden Statorsegments der Phase W zugeordnet. Jedes Statorsegment 4 hat zwei Innennuten 7 und ein Wickelfenster 8, wobei die dem jeweiligen Statorsegment zugehörige Statorwicklung toroidförmig um das Statorsegment gewickelt ist, wobei das Wickelfenster derart dimensioniert ist, dass es im Vergleich zu den beiden Innennuten des Statorsegments die doppelte Anzahl von Leitern aufnehmen kann.
Aufgrund des außerhalb des Stators gebildeten zusätzlichen Magnetkreises kann das innerhalb des Stators gebildete
Statormagnetfeld, das mit dem Rotor der elektrischen Maschine verkoppelt ist, klein gehalten werden, so dass der Einfluss der Oberwellenamplituden von dem innerhalb des Stators gebildeten Magnetfeld auf den Rotor niedrig gehalten ist.
Die Figur 2 zeigt eine Skizze zur Veranschaulichung eines zweiten Ausführungsbeispiels für eine elektrische Maschine gemäß der Erfindung . Auch bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel weist der Stator in Umfangsrichtung eine Vielzahl von Statorsegmenten auf. Jedem dieser Statorsegmente ist bei diesem Ausführungsbeispiel aber im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel nur eine im Bereich des Innenumfangs des Statorsegments angeordnete Innennut 7 zugeordnet. Im Bereich des Außenumfangs des jeweiligen Sta¬ torsegments weist jedes Statorsegment ein Wickelfenster 8 auf. Auch hier ist die dem jeweiligen Statorsegment zugehörige Statorwicklung toroidförmig um das Statorsegment gewickelt. Des Weiteren ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel das Wickel¬ fenster 8 an seiner radialen Außenseite von Statorsegmentau- ßenarmen 10 derart teilweise umgeben, dass zwischen den Sta- torsegmentaußenarmen ein radial gerichteter, sich vom Wi- ckelfenster 8 bis zum Außenumfang 6 des jeweiligen Statorsegments erstreckender Außenspalt 11 gebildet ist.
Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in der Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel auch dadurch, dass die Innennuten 7 des jeweiligen Statorsegments 4 nicht direkt am Innenumfang 5 des jeweiligen Statorsegments 4 enden, sondern von diesem Innenumfang 5 beabstandet sind. So sind diese Innennuten an ihrer radialen Innenseite von Statorsegmentin- nenarmen 13 derart teilweise umgeben, dass zwischen den Sta- torsegmentinnenarmen 13 ein radial gerichteter, sich von der Innennut 7 bis zum Innenumfang 5 des jeweiligen Statorsegments 4 erstreckender Innenspalt 14 gebildet ist.
Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass am Innenumfang des Stators in Umfangsrichtung nur kleine Reluktanzunterschiede auftreten. Dadurch entstehen geringere Verluste im Rotor.
Des Weiteren ist aus der Figur 2 ersichtlich, dass bei diesem Ausführungsbeispiel der Innenspalt 14 in seinem Übergangsbereich zur Innennut 7 des jeweiligen Statorsegments in Umfangsrichtung aufgeweitet ist. Die Figur 3 zeigt eine Skizze zur Veranschaulichung eines dritten Ausführungsbeispiels für eine elektrische Maschine gemäß der Erfindung. Dieses dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in der Figur 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, dass der Außenspalt 11 in seinem Übergangsbereich zum Außenumfang 6 des Statorsegments 4 in Um- fangsrichtung aufgeweitet ist. Diese Aufweitung in Umfangs- richtung hat den Vorteil, dass die Durchflutung des den Stor umgebenden, elektrisch leitfähigen Gehäusematerials reduziert ist. Dadurch sind auch die Wirbelstromverluste reduziert.
Die Figur 4 zeigt eine Skizze zur Erläuterung einer Ausführungsform der Erfindung.
In dieser Skizze ist ein Teil des Stators 2 der elektrischen Maschine 1 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform weist ebenso wie bei dem in der Figur 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel jedes Statorsegment zwei im Bereich des Innenumfangs des Statorsegments angeordnete Innennuten 7 und ein im Bereich des Außenumfangs des Statorsegments angeordnetes Wickelfenster 8 auf. Auch bei dieser Ausführungsform ist das Wickelfenster 8 an seiner radialen Außenseite von Statorsegmentaußenarmen 10 derart teilweise umgeben, dass zwischen den Statorsegmentaußenarmen ein radial gerichteter, sich vom Wickelfenster 8 bis zum Außenumfang 6 des jeweiligen Statorsegments erstreckender Außenspalt ge¬ bildet ist. Im Unterschied zu dem in der Figur 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel sind bei der in der Figur 4 gezeigten Ausführungsform die Statorsegmentaußenarme 10 umklappbar ausgebildet, wobei die Statorsegmentaußenarme 10 in der Figur 4 in einer ersten Endposition gezeigt sind. Diese erste Endposition ist die aufgeklappte Position der Statorsegmentaußenarme. In dieser aufgeklappten Position der Statorsegmentaußenarme 10 ist das Wickelfenster 8 freigegeben, so dass der Wickelvorgang der Statorwicklung vereinfacht ist. In seiner nicht in der Figur 4 dargestellten zweiten Endposition sind die Statorsegmentaußenarme 10 in ihrer zugeklappten Position. In dieser zugeklappten Endposition der Statorsegmentaußenarme 10 ist der sich vom Wickelfenster 8 radial nach außen erstreckende Außenspalt 11 freigehalten .
Eine umklappbare Ausgestaltung der Statorsegmentaußenarme ist auch bei erfindungsgemäßen elektrischen Maschinen verwendbar, die pro Statorsegment eine andere Anzahl von Innennuten auf¬ weisen .
Die Figur 5 zeigt eine Skizze einer anderen Ausführungsform für die Erfindung.
Diese in der Figur 5 veranschaulichte andere Ausführungsform entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel. Bei dieser anderen Ausführungsform weist ebenso wie bei dem in der Figur 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel jedes Statorsegment zwei im Bereich des In- nenumfangs des Statorsegments angeordnete Innennuten 7 und ein im Bereich des Außenumfangs des Statorsegments angeordnetes Wickelfenster 8 auf. Auch bei dieser anderen Ausführungsform ist das Wickelfenster 8 an seiner radialen Außenseite von Sta- torsegmentaußenarmen derart teilweise umgeben, dass zwischen den Statorsegmentaußenarmen ein radial gerichteter, sich vom Wickelfenster bis zum Außenumfang des jeweiligen Statorsegments erstreckender Außenspalt gebildet ist.
Im Unterschied zu dem in der Figur 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel und auch im Unterschied zu der in der Figur 4 gezeigten Ausführungsform sind bei der in der Figur 5 gezeigten anderen Ausführungsform auf die Statoraußenarme Brücken 12 aufgesetzt. Diese Brücken 12 sind derart ausgebildet, dass der sich vom Wickelfenster bis zum Außenumfang des jeweiligen Statorsegments erstreckende Außenspalt freigehalten ist. Die Brücken 12 bestehen vorzugsweise aus Eisenpulver- oder
MPP-Kernmaterial .
Ein weiterer Unterschied dieser anderen Ausführungsform zu dem in der Figur 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel und auch zu der in der Figur 4 gezeigten Ausführungsform besteht darin, dass die Statorsegmente im Bereich zwischen den Innennuten 7 und dem Wickelfenster 8 einen Eisenpulver- oder MPP-Kern aufweisen. Dadurch werden die Verluste der elektrischen Maschine reduziert. Eine Verwendung eines derartigen Eisenpulver- oder MPP-Kerns im Bereich zwischen den Innennuten 7 und dem Wickelfenster 8 ist auch bei erfindungsgemäßen elektrischen Maschinen verwendbar, die pro Statorsegment eine andere Anzahl von Innennuten auf¬ weisen .
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, die elektrische Maschine im Bereich des Innenumfangs der Stator¬ segmente mit einer als Sensorwicklung dienenden Zusatzwicklung auszustatten. Bei dieser Zusatzwicklung handelt es sich vor- zugsweise um eine aus einem sehr dünnen Draht bestehende verteilte Wicklung.
Bei der Statorwicklung kann es sich um eine in einem Zug gewickelte Spule handeln. Alternativ dazu kann es sich bei der Statorwicklung auch um eine nicht in einem Zug gewickelte Spule handeln .
Des Weiteren kann die Statorwicklung in Form einer Dreieckschaltung oder einer Sternschaltung realisiert sein.
Bei der elektrischen Maschine kann es sich um eine vierpolige oder um eine zweipolige elektrische Maschine handeln.
Die Segmente des Stators können unter Verwendung der Schwal- benschwanztechnik miteinander verbunden sein. Alternativ dazu ist es auch möglich, die Segmente des Stators miteinander zu verschweißen. Eine weitere Alternative besteht darin, die Segmente des Stators mittels eines KunststoffSpritzgusses miteinander zu verbinden. Alternativ dazu kann anstelle einer Schwalbenschwanzverbindung auch eine beliebige andere „Puzzle-Geometrie" zur Verbindung der Statorsegmente verwendet werden . Der komplette Stator kann in vorteilhafter Weise zur besseren Entwärmung von einem Verguss aus einem wärmeleitfähigen Material umschlossen werden.
Des Weiteren kann zwischen benachbarten Statorsegmenten jeweils eine Isolationsschicht eingebracht sein, um ein Auftreten von Kurzschlüssen zwischen benachbarten Blechlagen sowie ein Auftreten von Wirbelströmen zu vermeiden.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrische Maschine (1), welche einen ringförmigen Stator (2) und einen innerhalb des Stators angeordneten Rotor (3) aufweist, wobei der Stator in Umfangsrichtung eine Vielzahl von Statorsegmenten (4) aufweist, wobei jedes der Statorsegmente eine oder mehrere im Bereich des Innenumfangs (5) des Statorsegments angeordnete Innennuten (7) und ein im Bereich des Außenumfangs (6) des Statorsegments angeordnetes Wickelfenster (8) aufweist, und wobei eine Statorwicklung (9) toroidförmig um das Statorsegment (4) gewickelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Wickelfenster (8) an seiner radialen Außenseite von Stator- segmentaußenarmen (10) derart teilweise umgeben ist, dass zwischen den Statorsegmentaußenarmen (10) ein radial gerich- teter, sich vom Wickelfenster (8) bis zum Außenumfang (6) des Statorsegments (4) erstreckender Außenspalt (11) gebildet ist.
2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge und die Breite des Außenspalts (11) derart gewählt sind, dass im Bereich außerhalb des Stators ein zusätzlicher Magnetkreis vorgegebener Induktivität gebildet ist.
3. Elektrische Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorsegmentaußenarme (10) in Umfangsrichtung des Statorsegments (4) dieselbe Länge aufweisen.
4. Elektrische Maschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenspalt (11) sich ausgehend vom in Umfangsrichtung mittleren Bereich des Wickelfensters (8) radial nach außen bis zum Außenumfang ( 6) des Statorsegments (4) er¬ streckt .
5. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenspalt (11) in seinem Übergangsbereich zum Außenumfang (6) des Statorsegments (4) in Umfangsrichtung aufgeweitet ist.
6. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorsegmentaußenarme (10) umklappbar sind, wobei sie in einer ersten Endposition aufgeklappt sind und das Wickelfenster (8) freigeben und in einer zweiten Endposition zugeklappt sind, wobei in der zugeklappten Endposition der sich vom Wickelfenster (8) bis zum Außenumfang (6) des Statorsegments (4) erstreckende Außenspalt (11) freigehalten ist.
7. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Statorsegmentaußenarme (10) eine Brücke (12) derart aufgesetzt ist, dass der sich vom Wickel¬ fenster (8) bis zum Außenumfang (6) des Statorsegments (4) erstreckende Außenspalt (11) freigehalten ist.
8. Elektrische Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Brücke (12) aus Eisenpulver- oder MPP-Kernmaterial besteht .
9. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innennuten (7) an ihrer radialen Innenseite von Statorsegmentinnenarmen (13) derart teilweise umgeben sind, dass zwischen den Statorsegmentinnenarmen ein radial gerichteter, sich von der Innennut (7) bis zum Innenumfang (5) des Statorsegments (4) erstreckender Innenspalt (14) ge¬ bildet ist.
10. Elektrische Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorsegmentinnenarme (13) in Umfangs- richtung des Statorsegments (4) dieselbe Länge aufweisen.
11. Elektrische Maschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenspalt (14) in seinem Über¬ gangsbereich zur Innennut (7) des Statorsegments ( 4 ) in Um- fangsrichtung aufgeweitet ist.
12. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich zwischen der Innennut (7) eines Statorsegments (4) und dem Wickelfenster (8) des Statorsegments (4) ein Eisenpulver- oder MPP-Kern vorgesehen ist .
13. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des In- nenumfangs (5) der Statorsegmente (4) eine als Sensorwicklung dienende Zusatzwicklung angeordnet ist.
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