WO2026012702A1 - Rotor einer elektrischen maschine - Google Patents

Rotor einer elektrischen maschine

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WO2026012702A1
WO2026012702A1 PCT/EP2025/067061 EP2025067061W WO2026012702A1 WO 2026012702 A1 WO2026012702 A1 WO 2026012702A1 EP 2025067061 W EP2025067061 W EP 2025067061W WO 2026012702 A1 WO2026012702 A1 WO 2026012702A1
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WO
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pole
rotor
support
degrees
coil
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Application number
PCT/EP2025/067061
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Herzberger
Jannik Stammler
Lando WEISSE
Dominik Flore
Christian SOMMERFELD
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/24—Rotor cores with salient poles ; Variable reluctance rotors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52—Fastening salient pole windings or connections thereto
    • H02K3/527—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to rotors only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Definitions

  • the invention relates to a rotor of an electrically excited synchronous machine according to the preamble of the main claim.
  • a rotor of an electrically excited synchronous machine comprising a rotor body rotatable about a rotor axis, in particular a rotor lamination stack, which has several salient poles arranged along a circumferential direction of the rotor, each comprising a pole shaft, a pole shoe arranged at the end of the pole shaft and each comprising a pole center axis extending radially with respect to the rotor axis, wherein the pole shafts are each enclosed by a single coil of an excitation winding of the rotor, wherein pole slots are formed between the salient poles in which the coil sides of two single coils are located, wherein the pole shoes each project into the respective adjacent pole slots, wherein the pole shoe of the respective salient pole has a coil support surface towards both pole slots for supporting the respective single coil, wherein a closing element is arranged in each of the pole slots, which is provided for closing the respective pole slot and is supported on two pole shoe support ramps.
  • Fig. 5 shows one of the star disks according to Fig. 1 and
  • Fig. 6 shows a tooth section of the star disk according to Fig. 5.
  • Fig. 1 shows a cross-section of a rotor of an electrically excited synchronous machine according to the invention.
  • the rotor 1 of the electrically excited synchronous machine 2 comprises a rotor body 4 rotatable about a rotor axis 3, in particular a rotor lamination stack.
  • the synchronous machine 2 comprises the rotor 1 and a stator. In the radial direction with respect to the rotor axis 3, an air gap is formed between the stator and the rotor 1.
  • Fig. 2 shows a section along line 11-12 in Fig. 1.
  • the rotor body 4 has several salient poles 5 arranged along a circumferential direction of the rotor 1.
  • Each salient pole 5 has a pole shaft 6, a pole shoe 7 arranged at the end of the pole shaft 6, and a pole center axis 8 extending radially with respect to the rotor axis 3.
  • the pole shafts 6 are each enclosed by a single coil 9 of an excitation winding 10 of the rotor 1.
  • Pole slots 12 are formed between each salient pole 5, in which the coil sides 9s of two single coils 9 are located.
  • the pole shoes 7 The lateral poles 5 each project to both sides into the adjacent pole grooves 12.
  • flanks 6f of the respective polar shaft 6 run, for example, parallel to the polar axis 8.
  • the flanks 6f of the respective polar shaft 6 could also run at an oblique angle to the polar axis 8.
  • the pole shoe 7 of each salient pole 5 has a coil support surface 13 facing both pole slots 12 for supporting the respective individual coil 9.
  • a closing element 20 is arranged in each pole slot 12, designed to close the respective pole slot 12 and supported by two pole shoe support ramps 17 formed at the opposing pole shoe ends 7e of two adjacent pole shoes 7.
  • the pole shoe support ramps 17 are each formed on an inner surface of the respective pole shoe 7 facing the respective pole slot 12.
  • the respective locking element 20 has a head section 21 supported on two pole shoes 7 and a foot section 22 extending towards the rotor axis 3.
  • the flanks 21f of the head section 21 facing the pole groove 12 run, for example, parallel to a flank 6f of the respective pole shaft 6.
  • the foot section 22 of the respective closure element 20 has wall surfaces 22w for supporting the coil sides 9s of the respective pole groove 12, wherein the wall surfaces 22w in particular run parallel to each other.
  • the winding heads of the excitation winding 10 can each be enclosed by a rotor sleeve 35 according to Fig.1, which in particular also encloses the respective star disk 24.
  • Fig. 3 shows a detail A according to Fig. 1 according to a first embodiment.
  • the pole shoe support slopes 17 of the respective pole shoe 7 each have an inclined angle a to the coil support surface 13, which lies in the range between one degree and 45 degrees, in particular between two degrees and 25 degrees.
  • the respective pole shoe support slope 17 of the respective salient pole 5 is provided, for example, in the immediate vicinity of the coil support surface 13 of the pole shoe 7 of the salient pole 5.
  • the respective coil support surface 13 of the respective salient pole 5 comprises a straight support section 13L, which is provided towards the pole shoe support slope 17 and, in particular, runs perpendicular to the pole center axis 8, and a kinked support section 13B, which is provided towards the pole shaft 6 and kinks towards the pole shaft 6.
  • the kinked support section 13B can have at least one slope or, alternatively, at least one rounding, in particular a radius or spline.
  • the angled support section 13B has, for example, a transition slope 14 which has an oblique angle ⁇ to the straight support section 13L in the range between 25 degrees and 35 degrees, in particular between 29 and 31 degrees.
  • the respective transition slope 14 can transition with a rounded edge into the pole shaft 6 and/or with a rounded edge into the coil support surface 13 of the pole shoe 7.
  • the angled support section 13B towards the pole shaft 6 has a further transition slope 15, which has an oblique angle y to the transition slope 14, which lies in the range between 25 degrees and 35 degrees, in particular between 29 and 31 degrees.
  • the head section 21 of the respective locking element 20 has two support ramps 21s for support against the pole shoe support ramps 17 of adjacent pole shoes 7, wherein each support ramp 21s of the locking element 20 is supported against the associated pole shoe support ramp 17 without any projection, particularly with respect to the radial direction.
  • each support ramp 21s of the locking element 20 does not extend beyond the associated pole shoe support ramp 17 in the radial direction with respect to the rotor axis 3.
  • each pole groove 12 a groove insulation 16 can be provided, also between the pole shoe support slope 17 and the support slope 21s of the closure element 20.
  • Fig. 6 shows a tooth section of the star disk according to Fig. 5.

Landscapes

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

Abstract

Rotor (1) einer elektrisch erregten Synchronmaschine (2) mit einem um eine Rotorachse (3) drehbaren Rotorkörper (4), der mehrere entlang einer Umfangsrichtung des Rotors (1) angeordnete Schenkelpole (5) aufweist, die jeweils einen Polschaft (6) und einen am Ende des Polschafts (6) angeordneten Polschuh (7) umfassen, wobei die Polschafte (6) jeweils von einer Einzelspule (9) einer Erregerwicklung (10) des Rotors (1) umschlossen sind, wobei die Polschuhe (7) jeweils in die jeweils benachbarten Polnuten (12) vorstehen, wobei der Polschuh (7) des jeweiligen Schenkelpols (5) zu beiden Polnuten (12) hin eine Spulen-Stützfläche (13) zur Abstützung der jeweiligen Einzelspule (9) aufweist, wobei in den Polnuten (12) jeweils ein Verschlusselement (20) angeordnet ist, das zum Verschließen der jeweiligen Polnut (12) vorgesehen und an zwei Polschuh-Stützschrägen (17) abgestützt ist, die an einander zugewandten Polschuh-Enden (7e) von benachbarten Polschuhen (7) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Polschuh-Stützschrägen (17) des jeweiligen Polschuhs (7) jeweils einen schrägen Winkel (α) zur Spulen-Stützfläche (13) aufweisen, der im Bereich zwischen einem Grad und 45 Grad, insbesondere zwischen zwei Grad und 25 Grad, liegt.

Description

Beschreibung
Titel
Rotor einer elektrischen Maschine
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Rotor einer elektrisch erregten Synchronmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist schon ein Rotor einer elektrisch erregten Synchronmaschine aus der DE102020200429 A1 bekannt, mit einem um eine Rotorachse drehbaren Rotorkörper, insbesondere einem Rotorblechpaket, der mehrere entlang einer Umfangsrichtung des Rotors angeordnete Schenkelpole aufweist, die jeweils einen Polschaft, einen am Ende des Polschafts angeordneten Polschuh sowie jeweils eine in radialer Richtung bezüglich der Rotorachse verlaufende Polmittelachse umfassen, wobei die Polschafte jeweils von einer Einzelspule einer Erregerwicklung des Rotors umschlossen sind, wobei zwischen den Schenkelpolen jeweils Polnuten ausgebildet sind, in denen jeweils die Spulenseiten von zwei Einzelspulen liegen, wobei die Polschuhe jeweils in die jeweils benachbarten Polnuten vorstehen, wobei der Polschuh des jeweiligen Schenkelpols zu beiden Polnuten hin eine Spulen-Stützfläche zur Abstützung der jeweiligen Einzelspule aufweist, wobei in den Polnuten jeweils ein Verschlusselement angeordnet ist, das zum Verschließen der jeweiligen Polnut vorgesehen ist und an zwei Polschuh-Stützschrägen abgestützt ist. Die Polschuh-Stützschrägen sind jeweils an einander zugewandten Polschuh-Enden von benachbarten Polschuhen ausgebildet. Die Polschuh-Stützschrägen der Schenkelpole sind vergleichsweise steil und kurz ausgeführt, so dass nur eine vergleichsweise geringe Abstützfläche am Polschuh erreicht werden kann. Die Verschlusselemente werden dadurch mechanisch stark belastet, so dass teure Kunststoffe zur Herstellung der Verschlusselemente eingesetzt werden müssen bzw. die maximal mögliche Betriebsdrehzahl limitiert ist. Zudem führen vergleichsweise steile Polschuh-Stützschrägen dazu, dass sich die Verschlusselemente und infolgedessen auch die Erregerwicklung stärker radial verformen, was zu einem größeren vorzuhaltenden Luftspalt und einer geringeren Drehmomentdichte führt. Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Rotor einer elektrisch erregten Synchronmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die mechanische Belastung und/oder Verformung der Verschlusselemente verringert und somit eine höhere Drehzahl des Rotors ermöglicht wird. Außerdem können kostengünstigere Kunststoffe zur Herstellung der Verschlusselemente verwendet werden. Weiterhin wird die Verformung der Verschlusselemente und der Erregerwicklung unter Drehzahllast verringert, wodurch ein geringerer Luftspalt ermöglicht wird.
Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem die Polschuh-Stützschrägen des jeweiligen Polschuhs jeweils einen schrägen Winkel zur Spulen-Stützfläche aufweisen, der im Bereich zwischen einem Grad und 45 Grad, insbesondere zwischen zwei Grad und 25 Grad, liegt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Rotors einer elektrisch erregten Synchronmaschine möglich.
Besonders vorteilhaft ist, wenn das jeweilige Verschlusselement einen Kopfabschnitt zur Abstützung an zwei Polschuhen und einen zur Rotorachse hin verlaufenden Fußabschnitt aufweist, wobei die Polnut zugewandten Flanken des Kopfabschnittes insbesondere parallel zu einer Flanke des jeweiligen Polschafts verlaufen. Auf diese Weise können die Spulenseiten der Einzelspulen als eine orthozyklische Wicklung ausgeführt werden, so dass ein hoher Füllfaktor in der jeweiligen Polnut erreicht werden kann. Die Spulenseiten der Einzelspulen werden teilweise durch die Verschlusselemente mechanisch abgestützt.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn der Kopfabschnitt des jeweiligen Verschlusselementes zwei Stützschrägen zur Abstützung an den Polschuh-Stützschrägen von benachbarten Polschuhen aufweist, wobei jede Stützschräge des Verschlusselementes ohne Überstand, insbesondere bezüglich der radialen Richtung, an der zugeordneten Polschuh-Stützschräge abgestützt ist. Auf diese Weise werden die Verschlusselemente nur auf Druck und nicht auf Scherung belastet, so dass sich geringere maximale Beanspruchungen an den Verschlusselementen ergeben und damit höhere Drehzahlen möglich werden.
Darüber hinaus vorteilhaft ist, wenn der Fußabschnitt des jeweiligen Verschlusselementes Wandflächen zur Abstützung der Spulenseiten der jeweiligen Polnut aufweist, wobei die Wandflächen insbesondere parallel zueinander verlaufen. Auf diese Weise kann das jeweilige Verschlusselement nicht nur die bezüglich der Rotorachse radial äußeren Drähte, sondern auch die radial weiter innen liegenden Drähte und Lagen abstützen. Der Fußabschnitt des jeweiligen Verschlusselementes kann bis nahe oder bis an einen Nutgrund der jeweiligen Polnut verlaufen.
Sehr vorteilhaft ist es, wenn in der jeweiligen Polnut die Lagen der jeweiligen Spulenseite der jeweiligen Einzelspule orthozyklisch übereinander liegen. Auf diese Weise kann ein hoher Füllfaktor in der jeweiligen Polnut erreicht werden.
Auch vorteilhaft ist, wenn die jeweilige Polschuh-Stützschräge des jeweiligen Schenkelpols im unmittelbaren Anschluss an die Spulen-Stützfläche des Polschuhs des Schenkelpols vorgesehen ist. Auf diese Weise kann ein hoher Füllfaktor in der jeweiligen Polnut erzielt werden.
Des weiteren vorteilhaft ist, wenn die jeweilige Spulen-Stützfläche des jeweiligen Schenkelpols zur Polschuh-Stützschräge hin einen geradlinigen Stützabschnitt, der insbesondere senkrecht zur Polmittelachse verläuft, und zum Polschaft hin einen abknickenden Stützabschnitt umfasst. Auf diese Weise kann eine hohe Festigkeit des Schenkelpols erreicht werden. Der abknickende Stützabschnitt kann zumindest eine Schräge oder zumindest eine Abrundung, insbesondere Radius oder Spline, umfassen.
Darüber hinaus vorteilhaft ist, wenn der abknickende Stützabschnitt eine Übergangsschräge umfasst, die einen schrägen Winkel zum geradlinigen Stützabschnitt im Bereich zwischen 25 Grad und 35 Grad, insbesondere zwischen 29 und 31 Grad, aufweist. Auf diese Weise kann die Festigkeit des Schenkelpols noch weiter erhöht werden. Außerdem kann dadurch ein hoher Füllfaktor in der jeweiligen Polnut erzielt werden.
Vorteilhaft ist, wenn der abknickende Stützabschnitt zum Polschaft hin eine weitere Übergangsschräge umfasst, die einen schrägen Winkel zur Übergangsschräge aufweist, der im Bereich zwischen 25 Grad und 35 Grad, insbesondere zwischen 29 und 31 Grad, liegt. Auf diese Weise kann die Festigkeit des Schenkelpols noch weiter erhöht werden.
Außerdem vorteilhaft ist, wenn an den beiden Stirnseiten des Rotorkörpers jeweils eine Sternscheibe angeordnet ist, die jeweils einen Ringabschnitt, mehrere von dem Ringabschnitt in radialer Richtung bezüglich der Rotorachse auskragende Zahnabschnitte zur Aufnahme jeweils eines Wickelkopfes der jeweiligen Einzelspule aufweist und insbesondere elektrisch isolierend ausgeführt ist. Um die Sternscheibe herum kann eine Rotorhülse beispielsweise aus faserverstärkten Kunststoffen aufgebracht werden.
Weiter vorteilhaft ist, wenn die Zahnabschnitte der jeweiligen Sternscheibe jeweils zwei sich gegenüberstehende Rundkanten zum Übergang in die benachbarten Polnuten aufweisen, wobei am radial äußeren Ende des jeweiligen Zahnabschnitts zumindest an den beiden Rundkanten eine Stufenkontur zur Ausbildung einer Lagenstufe ausgebildet ist, an der in einer unteren Stufenebene die letzte Windung der ersten Lage und in einer oberen Stufenebene die erste Windung der zweiten Lage vorgesehen ist, wobei die erste Windung der zweiten Lage um zumindest eine Windung weiter radial außen liegt als die letzte Windung der ersten Lage, wobei die Lagenstufe eine rampenförmige Ausnehmung umfasst, die eine Rampe zur Drahtführung in die höhere Stufenebene bildet. Auf diese Weise kann für einen Lagensprung eine Drahtkreuzung erreicht werden, die in oberen Lagen der Einzelspule keine oder nur eine geringe Wölbung oder Ausbauchung erzeugt.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Wickelköpfe der Erregerwicklung jeweils von einer Rotorhülse umschlossen sind, die insbesondere auch die jeweilige Sternscheibe umschließt. Auf diese Weise können die Fliehkräfte des jeweiligen Wickelkopfes der Erregerwicklung in die Rotorhülse geleitet und aufgenommen werden, ohne die Sternscheibe mechanisch zu überlasten oder zu beschädigen. Die Rotorhülse kann beispielsweise aus faserverstärkten Kunststoffen hergestellt sein. Dies ermöglicht höhere Drehzahlen. Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig.1 im Schnitt einen erfindungsgemäßen Rotor einer elektrisch erregten Synchronmaschine,
Fig.2 einen Schnitt entlang der Linie ll-ll in Fig.1 ,
Fig.3 ein Detail A nach Fig.1 gemäß einer ersten Ausführung,
Fig.4 das Detail A nach Fig.1 gemäß einer zweiten Ausführung,
Fig.5 eine der Sternscheiben nach Fig.1 und
Fig.6 einen Zahnabschnitt der Sternscheibe nach Fig.5
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Fig.1 zeigt im Schnitt einen erfindungsgemäßen Rotor einer elektrisch erregten Synchronmaschine.
Der Rotor 1 der elektrisch erregten Synchronmaschine 2 umfasst einen um eine Rotorachse 3 drehbaren Rotorkörper 4, insbesondere ein Rotorblechpaket.
Die Synchronmaschine 2 umfasst den Rotor 1 und einen Stator. In radialer Richtung bezüglich der Rotorachse 3 ist zwischen dem Stator und dem Rotor 1 ein Luftspalt gebildet.
Fig.2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie ll-ll in Fig.1.
Der Rotorkörper 4 weist mehrere entlang einer Umfangsrichtung des Rotors 1 angeordnete Schenkelpole 5 auf. Die Schenkelpole 5 haben jeweils einen Polschaft 6, jeweils einen am Ende des Polschafts 6 angeordneten Polschuh 7 sowie jeweils eine in radialer Richtung bezüglich der Rotorachse 3 verlaufende Polmittelachse 8. Die Polschafte 6 sind jeweils von einer Einzelspule 9 einer Erregerwicklung 10 des Rotors 1 umschlossen. Zwischen den Schenkelpolen 5 sind jeweils Polnuten 12 ausgebildet, in denen jeweils die Spulenseiten 9s von zwei Einzelspulen 9 liegen. Die Polschuhe 7 der Schenkelpole 5 stehen jeweils zu beiden Seiten hin in die jeweils benachbarten Polnuten 12 vor.
Die Flanken 6f des jeweiligen Polschafts 6 verlaufen beispielsweise parallel zur Polmittelachse 8. Alternativ könnten die Flanken 6f des jeweiligen Polschafts 6 auch unter einem schrägen Winkel zur Polmittelachse 8 verlaufen.
Der Polschuh 7 des jeweiligen Schenkelpols 5 hat zu beiden Polnuten 12 hin eine Spulen-Stützfläche 13 zur Abstützung der jeweiligen Einzelspule 9. In den Polnuten 12 ist jeweils ein Verschlusselement 20 angeordnet, das zum Verschließen der jeweiligen Polnut 12 vorgesehen und an zwei Polschuh-Stützschrägen 17 abgestützt ist, die an einander zugewandten Polschuh-Enden 7e von zwei benachbarten Polschuhen 7 ausgebildet sind. Die Polschuh-Stützschrägen 17 sind jeweils an einer der jeweiligen Polnut 12 zugewandten Innenseite des jeweiligen Polschuhs 7 ausgebildet.
Das jeweilige Verschlusselement 20 hat einen an zwei Polschuhen 7 abgestützten Kopfabschnitt 21 und einen zur Rotorachse 3 hin verlaufenden Fußabschnitt 22. Die Polnut 12 zugewandten Flanken 21 f des Kopfabschnittes 21 verlaufen beispielsweise parallel zu einer Flanke 6f des jeweiligen Polschafts 6.
Der Fußabschnitt 22 des jeweiligen Verschlusselementes 20 hat Wandflächen 22w zur Abstützung der Spulenseiten 9s der jeweiligen Polnut 12, wobei die Wandflächen 22w insbesondere parallel zueinander verlaufen.
Die Wickelköpfe der Erregerwicklung 10 können nach Fig.1 jeweils von einer Rotorhülse 35 umschlossen sein, die insbesondere auch die jeweilige Sternscheibe 24 umschließt.
Fig.3 zeigt ein Detail A nach Fig.1 gemäß einer ersten Ausführung.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Polschuh-Stützschrägen 17 des jeweiligen Polschuhs 7 jeweils einen schrägen Winkel a zur Spulen-Stützfläche 13 aufweisen, der im Bereich zwischen einem Grad und 45 Grad, insbesondere zwischen zwei Grad und 25 Grad, liegt. Die jeweilige Polschuh-Stützschräge 17 des jeweiligen Schenkelpols 5 ist beispielsweise im unmittelbaren Anschluss an die Spulen-Stützfläche 13 des Polschuhs 7 des Schenkelpols 5 vorgesehen.
Die jeweilige Spulen-Stützfläche 13 des jeweiligen Schenkelpols 5 umfasst einen geradlinigen Stützabschnitt 13L, der zur Polschuh-Stützschräge 17 hin vorgesehen und insbesondere senkrecht zur Polmittelachse 8 verläuft, und einen abknickenden Stützabschnitt 13B, der zum Polschaft 6 hin vorgesehen und zum Polschaft 6 hin abknickt. Der abknickende Stützabschnitt 13B kann nach Fig.3 und Fig.4 zumindest eine Schräge oder alternativ zumindest eine Abrundung, insbesondere Radius oder Spline, aufweisen.
Der abknickende Stützabschnitt 13B hat nach Fig.3 beispielsweise eine Übergangsschräge 14, die einen schrägen Winkel ß zum geradlinigen Stützabschnitt 13L im Bereich zwischen 25 Grad und 35 Grad, insbesondere zwischen 29 und 31 Grad, aufweist. Die jeweilige Übergangsschräge 14 kann jeweils mit einer Abrundung in den Polschaft 6 und/oder mit einer Abrundung in die Spulen-Stützfläche 13 des Polschuhs 7 übergehen.
Nach Fig.4 hat der abknickende Stützabschnitt 13B zum Polschaft 6 hin eine weitere Übergangsschräge 15, die einen schrägen Winkel y zur Übergangsschräge 14 aufweist, der im Bereich zwischen 25 Grad und 35 Grad, insbesondere zwischen 29 und 31 Grad, liegt.
Der Kopfabschnitt 21 des jeweilgen Verschlusselementes 20 hat zwei Stützschrägen 21s zur Abstützung an den Polschuh-Stützschrägen 17 von benachbarten Polschuhen 7, wobei jede Stützschräge 21s des Verschlusselementes 20 ohne Überstand, insbesondere bezüglich der radialen Richtung, an der zugeordneten Polschuh- Stützschräge 17 abgestützt ist. Jede Stützschräge 21s des Verschlusselementes 20 steht also in radialer Richtung bezüglich der Rotorachse 3 nicht über die zugeordnete Polschuh-Stützschräge 17 hinaus.
In der jeweiligen Polnut 12 liegen die Lagen der jeweiligen Spulenseite 9s der jeweiligen Einzelspule 9 orthozyklisch übereinander. In der jeweiligen Polnut 12 kann jeweils eine Nutisolation 16 vorgesehen sein, auch zwischen der Polschuh-Stützschräge 17 und der Stützschräge 21s des Verschlusselementes 20.
Fig.5 zeigt eine der Sternscheiben nach Fig.1 .
An den beiden Stirnseiten des Rotorkörpers 4 ist nach Fig.1 jeweils eine Sternscheibe 24 angeordnet, die nach Fig.5 jeweils einen Ringabschnitt 25, mehrere von dem Ringabschnitt 25 in radialer Richtung bezüglich der Rotorachse 3 auskragende Zahnabschnitte 26 zur Aufnahme jeweils eines Wickelkopfes der jeweiligen Einzelspule 9 aufweist und insbesondere hinsichtlich einer auszuschließenden elektrischen Verbindung zwischen der Erregerwicklung 10 und dem Rotorkörper 4 zumindest abschnittsweise elektrisch isolierend ausgeführt ist.
Fig.6 zeigt einen Zahnabschnitt der Sternscheibe nach Fig.5.
Die Zahnabschnitte 26 der jeweiligen Sternscheibe 24 haben jeweils zwei sich gegenüberstehende Rundkanten 27 zum Übergang in die benachbarten Polnuten 12. Die Rundkanten 27 der Zahnabschnitte 26 können zur Drahtführung gerillt ausgeführt sein.
Am radial äußeren Ende des jeweiligen Zahnabschnitts 26 ist zumindest an den beiden Rundkanten eine Stufenkontur 30 zur Ausbildung einer Lagenstufe 31 ausgebildet ist. An der Lagenstufe 31 ist in einer unteren Stufenebene die letzte Windung einer ersten Lage und in einer oberen Stufenebene die erste Windung einer zweiten Lage der Einzelspule 9 vorgesehen. Die erste Windung der zweiten Lage liegt um zumindest eine Windung weiter radial außen als die letzte Windung der ersten Lage. Die Lagenstufe 31 umfasst eine rampenförmige Ausnehmung 32, die eine Rampe zur Drahtführung in die höhere Stufenebene bildet. Die rampenförmige Ausnehmung 32 verläuft in Richtung der Drahterstreckung schräg, um die letzte Windung der ersten Lage in die erste Windung der zweiten Lage zu führen.

Claims

Ansprüche
1 . Rotor (1) einer elektrisch erregten Synchronmaschine (2) mit einem um eine Rotorachse (3) drehbaren Rotorkörper (4), insbesondere einem Rotorblechpaket, der mehrere entlang einer Umfangsrichtung des Rotors (1) angeordnete Schenkelpole (5) aufweist, die jeweils einen Polschaft (6), einen am Ende des Polschafts (6) angeordneten Polschuh (7) sowie jeweils eine in radialer Richtung bezüglich der Rotorachse (3) verlaufende Polmittelachse (8) umfassen, wobei die Polschafte (6) jeweils von einer Einzelspule (9) einer Erregerwicklung (10) des Rotors (1) umschlossen sind, wobei zwischen den Schenkelpolen (5) jeweils Polnuten (12) ausgebildet sind, in denen jeweils die Spulenseiten (9s) von zwei Einzelspulen (9) liegen, wobei die Polschuhe (7) jeweils in die jeweils benachbarten Polnuten (12) vorstehen, wobei der Polschuh (7) des jeweiligen Schenkelpols (5) zu beiden Polnuten (12) hin eine Spulen-Stützfläche (13) zur Abstützung der jeweiligen Einzelspule (9) aufweist, wobei in den Polnuten (12) jeweils ein Verschlusselement (20) angeordnet ist, das zum Verschließen der jeweiligen Polnut (12) vorgesehen und an zwei Polschuh-Stützschrägen (17) abgestützt ist, die an einander zugewandten Polschuh-Enden (7e) von benachbarten Polschuhen (7) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Polschuh-Stützschrägen (17) des jeweiligen Polschuhs (7) jeweils einen schrägen Winkel (a) zur Spulen-Stützfläche (13) aufweisen, der im Bereich zwischen einem Grad und 45 Grad, insbesondere zwischen zwei Grad und 25 Grad, liegt.
2. Rotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Verschlusselement (20) einen Kopfabschnitt (21) zur Abstützung an zwei Polschuhen (7) und einen zur Rotorachse hin verlaufenden Fußabschnitt (22) aufweist, wobei die Polnut (12) zugewandten Flanken (21 f) des Kopfabschnittes (21) insbesondere parallel zu einer Flanke (6f) des jeweiligen Polschafts (6) verlaufen.
3. Rotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfabschnitt (21) des jeweilgen Verschlusselementes (20) zwei Stützschrägen (21s) zur Abstützung an den Polschuh-Stützschrägen (17) von benachbarten Polschuhen (7) aufweist, wobei jede Stützschräge (21s) des Verschlusselementes (20) ohne Überstand, insbesondere bezüglich der radialen Richtung, an der zugeordneten Polschuh- Stützschräge (17) abgestützt ist.
4. Rotor nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Fußabschnitt (22) des jeweiligen Verschlusselementes (20) Wandflächen (22w) zur Abstützung der Spulenseiten (9s) der jeweiligen Polnut (12) aufweist, wobei die Wandflächen (22w) insbesondere parallel zueinander verlaufen.
5. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der jeweiligen Polnut (12) die Lagen der jeweiligen Spulenseite (9s) der jeweiligen Einzelspule (9) orthozyklisch übereinander liegen.
6. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Polschuh-Stützschräge (17) des jeweiligen Schenkelpols (5) im unmittelbaren Anschluss an die Spulen-Stützfläche (13) des Polschuhs (7) des Schenkelpols (5) vorgesehen ist.
7. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Spulen-Stützfläche (13) des jeweiligen Schenkelpols (5) zur Polschuh-Stützschräge (17) hin einen geradlinigen Stützabschnitt (13L), der insbesondere senkrecht zur Polmittelachse (8) verläuft, und zum Polschaft (6) hin einen abknickenden Stützabschnitt (13B) umfasst.
8. Rotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der abknickende Stützabschnitt (13B) eine Übergangsschräge (14) umfasst, die einen schrägen Winkel (ß) zum geradlinigen Stützabschnitt (13L) im Bereich zwischen 25 Grad und 35 Grad, insbesondere zwischen 29 und 31 Grad, aufweist.
9. Rotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der abknickende Stützabschnitt (13B) zum Polschaft (6) hin eine weitere Übergangsschräge (15) umfasst, die einen schrägen Winkel (y) zur Übergangsschräge (14) aufweist, der im Bereich zwischen 25 Grad und 35 Grad, insbesondere zwischen 29 und 31 Grad, liegt.
10. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den beiden Stirnseiten des Rotorkörpers (4) jeweils eine Sternscheibe (24) angeordnet ist, die jeweils einen Ringabschnitt (25), mehrere von dem Ringabschnitt (25) in radialer Richtung bezüglich der Rotorachse (3) auskragende Zahnabschnitte (26) zur Aufnahme jeweils eines Wickelkopfes der jeweiligen Einzelspule (9) aufweist und insbesondere elektrisch isolierend ausgeführt ist.
11. Rotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnabschnitte (26) der jeweiligen Sternscheibe (24) jeweils zwei sich gegenüberstehende Rundkanten (27) zum Übergang in die benachbarten Polnuten (12) aufweisen, wobei am radial äußeren Ende des jeweiligen Zahnabschnitts (26) zumindest an den beiden Rundkanten (27) eine Stufenkontur (30) zur Ausbildung einer Lagenstufe (31) ausgebildet ist, an der in einer unteren Stufenebene die letzte Windung einer ersten Lage und in einer oberen Stufenebene die erste Windung einer zweiten Lage vorgesehen ist, wobei die erste Windung der zweiten Lage um zumindest eine Windung weiter radial außen liegt als die letzte Windung der ersten Lage, wobei die Lagenstufe (31) eine rampenförmige Ausnehmung (32) umfasst, die eine Rampe zur Drahtführung in die höhere Stufenebene bildet.
12. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelköpfe der Erregerwicklung (10) jeweils von einer Rotorhülse (35) umschlossen sind, die insbesondere die jeweilige Sternscheibe (24) umschließt.
13. Elektrische Maschine (2) mit einem Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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