DE102007058821A1

DE102007058821A1 - Electric motor with partial discharge protection and method for its production

Info

Publication number: DE102007058821A1
Application number: DE102007058821A
Authority: DE
Inventors: Martin Hotop; Eckhard Dr. Wendorff
Original assignee: INA Drives and Mechatronics GmbH and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-12-05
Filing date: 2007-12-05
Publication date: 2009-06-10
Also published as: WO2009071064A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem eisenlosen oder eisenarmen Aufbau, umfassend als ein erstes, ein Magnetfeld erzeugendes Element mindestens eine elektromagnetische Spule deren Magnetfeld mit dem Magnetfeld eines zweiten, ein Magnetfeld erzeugenden Elements in Wechselwirkung steht, wobei sich auf mindestens einer dem zweiten, ein Magnetfeld erzeugenden Element zugewandten Seite der mindestens einen elektromagnetischen Spule eine erste Isolationsschicht befindet. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Elektromotors mit einem eisenlosen oder eisenarmen Aufbau. Um eine Teilentladung über dem Arbeitsluftspalt zu vermeiden, befindet sich auf einer dem zweiten, ein Magnetfeld erzeugenden Element zugewandten Seite der ersten Isolationsschicht eine erste Leitschicht, wobei ein erster Bereich der ersten Leitschicht, der sich im Wesentlichen über die gesamte erste Leitschicht erstreckt, Gehäusepotential aufweist.The invention relates to an electric motor with an iron-free or low-iron construction, comprising as a first, a magnetic field generating element at least one electromagnetic coil whose magnetic field with the magnetic field of a second magnetic field generating element interacts with at least one of the second, a Magnetic field generating element facing side of the at least one electromagnetic coil is a first insulating layer. The invention further relates to a method for producing an electric motor with an ironless or low-iron construction. In order to avoid a partial discharge above the working air gap, a first conductive layer is located on a side of the first insulating layer facing the second magnetic field generating element, wherein a first region of the first conductive layer, which extends substantially over the entire first conductive layer, has housing potential ,

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem eisenlosen oder eisenarmen Aufbau, umfassend als ein erstes, ein Magnetfeld erzeugendes Element mindestens eine elektromagnetische Spule deren Magnetfeld mit dem Magnetfeld eines zweiten, ein Magnetfeld erzeugenden Elements in Wechselwirkung steht, wobei sich auf mindestens einer dem zweiten, ein Magnetfeld erzeugenden Element zugewandten Seite der mindestens einen elektromagnetischen Spule eine erste Isolationsschicht befindet. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Elektromotors mit einem eisenlosen oder eisenarmen Aufbau.The The invention relates to an electric motor with an ironless or low-iron construction, comprising as a first, a magnetic field generating Element at least one electromagnetic coil whose magnetic field with the magnetic field of a second magnetic field generating element interacts with at least one of the second, a magnetic field generating element facing side of at least an electromagnetic coil is a first insulating layer. The The invention further relates to a method for producing a Electric motor with an ironless or low-iron construction.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Eisenlose bzw. eisenarme Elektromotoren gibt es sowohl als Permanentmagnet-Synchronmotoren als auch als Asynchronmotoren. Die Begriffe „eisenlos" bzw. „eisenarm" bezeichnen dabei jeweils das verwendete Spulensystem eines solchen Elektromotors, welches bei derartigen Elektromotoren ohne Eisenkern selbsttragend gewickelt und oftmals in Kunstharz getränkt ist.Ironless or low-iron electric motors are both permanent magnet synchronous motors as well as asynchronous motors. The terms "ironless" or "low iron" respectively designate the used Coil system of such an electric motor, which in such Electric motors without iron core wound self-supporting and often in Resin is soaked.

Elektromotoren mit einem eisenlosen bzw. eisenarmen Primärteil bzw. Läufer weisen deshalb ein verringertes Trägheitsmoment auf, können somit schneller beschleunigen und werden daher bevorzugt im so genannten Pick-and-Place-Bereich eingesetzt, z. B. in der Halbleiterfertigung oder der Elektronikmontage.electric motors with an iron-free or low-iron primary part or rotor therefore have a reduced moment of inertia can thus accelerate faster and are therefore preferred in the so-called Pick-and-place area used, z. B. in semiconductor manufacturing or the electronics assembly.

Ein eisenloser Linearmotor ist z. B. aus der US 2005/0012404 A1 und ein eisenloser Rotativmotor z. B. aus der US 6,674,214 B1 bekannt.An ironless linear motor is z. B. from the US 2005/0012404 A1 and an ironless rotary motor z. B. from the US 6,674,214 B1 known.

Werden Permanentmagnet-Synchronmotoren oder Asynchronmotoren direkt am Wechselspannungsnetz betrieben, haben sie eine von ihrer Polzahl und der Netzfrequenz abhängige feste Nenndrehzahl. Um eine variable Drehzahl zu ermöglichen, muss bei diesen Elektromotoren die Frequenz der angelegten Wechselspannung verändert werden. Dazu wird ein Frequenzumrichter eingesetzt, der aus einer durch das Wechselspannungsnetz vorgegebenen Wechselspannung mit bestimmter Frequenz zunächst eine Gleichspannung erzeugt, die so genannte Zwischenkreisspannung. Aus dieser erzeugt der der Frequenzumrichter in einem weiteren Schritt eine Wechselspannung mit gewünschter Frequenz.Become Permanent magnet synchronous motors or asynchronous motors directly on Operated AC voltage, they have one of their number of poles and the mains frequency dependent fixed rated speed. To one To enable variable speed, these electric motors must the frequency of the applied AC voltage can be changed. To a frequency converter is used, which consists of one through the AC mains predetermined alternating voltage with a certain frequency first generates a DC voltage, the so-called DC link voltage. From this generates the frequency converter in a further step an alternating voltage with the desired frequency.

Der Schritt zur Erzeugung einer Wechselspannung aus der Zwischenkreisspannung erfolgt z. B. durch eine Pulsweitenmodulation. Dabei wird die Zwischenkreisspannung in konstanten Zeitabständen impulsartig am Elektromo tor angelegt (Schaltvorgang), wobei die Pulsweite und die damit verbundene Pulspause variiert wird, um die gewünschte sinusförmige Wechselspannung bestimmter Frequenz zu erreichen. Das Verhältnis von Pulsweite zu Pulspause kann hierbei von quasi 0% bis 100% variieren. Die Induktivität des angeschlossenen Elektromotors sorgt schließlich dafür, dass der Stromverlauf geglättet wird.Of the Step for generating an AC voltage from the DC link voltage takes place for. B. by a pulse width modulation. In this case, the DC link voltage at constant intervals impulsively tor the electromobility applied (switching operation), the pulse width and the associated Pulse pause is varied to the desired sinusoidal To reach AC voltage of certain frequency. The relationship from pulse width to pulse interval can vary from quasi 0% to 100%. The Inductance of the connected electric motor finally provides that the current is smoothed.

Um bereits einen möglichst glatten Verlauf der sinusförmigen Wechselspannung zu erzeugen, wird eine entsprechend hohe Frequenz der Schaltvorgänge gewählt. Die Frequenz liegt dabei z. B. im Bereich von 3–8 kHz.Around already a smooth as possible course of the sinusoidal To generate AC voltage, a correspondingly high frequency the switching operations selected. The frequency is while z. In the range of 3-8 kHz.

Bei jedem Schaltvorgang treten jedoch Spannungsspitzen auf, die das 2- bis 2,5-fache der Zwischenkreisspannung erreichen können.at However, each switching operation, voltage spikes occur, the 2 to 2.5 times the DC link voltage can reach.

Bei jeder durch einen Schaltvorgang ausgelösten Spannungsspitze liegt über dem Arbeitsluftspalt, also z. B. bei einem Permanentmagnet-Synchronmotor über dem Luftspalt zwischen der Spule und dem Permanentmagneten, eine sehr hohe Spannung an.at each voltage spike triggered by a switching operation is above the working air gap, so z. B. in a permanent magnet synchronous motor over the air gap between the coil and the permanent magnet, a very high voltage.

Bei herkömmlichen eisenlosen bzw. eisenarmen Elektromotoren wirken sich diese Spannungsspitzen nachteilig aus. Im Gegensatz zu eisenbehafteten Elektromotoren, bei denen die Spulen in Nuten des Eisenkerns eingebettet sind, und bei denen nur etwa 10% der Spulenoberfläche dem Arbeitsluftspalt zugewandt ist, ist dieser Anteil bei eisenlosen bzw. -armen Elektromotoren wesentlich höher. Die Gefahr eines schlagartigen Spannungsabbaus (Durchschlagen) zwischen der Spule und dem durch den Arbeitsluftspalt beabstandeten Bauteil ist somit bei eisenlosen bzw. eisenarmen Elektromotoren größer.at conventional ironless or low-iron electric motors These voltage spikes have a detrimental effect. In contrast to ferrous electric motors, in which the coils in grooves of Iron core are embedded, and where only about 10% of the coil surface the working air gap, this proportion is ironless or poor electric motors much higher. The danger of a sudden voltage reduction (breakdown) between the coil and the component spaced apart by the working air gap is thus larger in ironless or low-iron electric motors.

Um ein Durchschlagen am Arbeitsluftspalt zu verhindern, befindet sich auf der Seite der Spule, die dem Arbeitsluftspalt zugewandt ist, eine Isolationsschicht. Anschaulich gesehen bilden sich mit der Isolationsschicht und dem Arbeitsluftspalt zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren aus. Der Kondensator, der die Isolationsschicht repräsentiert, weist eine relativ große Permittivitätszahl (relative Dielektrizitätskonstante) auf. So liegt diese z. B. bei einer Epoxidschicht bei ca. ε_r = 6. Der Kondensator, der den Arbeitsluftspalt repräsentiert, weist demgegenüber eine relativ geringe Permittivitätszahl von nahezu ε_r = 1 auf. Zwar verhindert die Isolationsschicht auf der Spule ein Durchschlagen, jedoch wird die Luft im Arbeitsluftspalt ionisiert und es entsteht ein Potentialabgleich zwischen Oberfläche der Isolationsschicht, die dem Arbeitsluftspalt zugewandt ist, und dem Bauteil des Elektromotors, das durch den Arbeitsluftspalt von der Spule beabstandet ist, z. B. dem Permanentmagneten eines Permanentmagnet-Synchronmotors. Dieser Potentialabgleich, die so genannte Teilentladung, wiederholt sich mit der Schaltfrequenz des Frequenzumrichters und es entsteht eine Funkenbildung zwischen der Isolationsschicht der Spule und dem Bauteil des Elektromotors, das durch den Arbeitsluftspalt von der Spule beabstandet ist.To prevent penetration at the working air gap, located on the side of the coil, which faces the working air gap, an insulating layer. Illustrated clearly, two capacitors connected in series are formed with the insulation layer and the working air gap. The capacitor, which represents the insulating layer, has a relatively large permittivity number (relative dielectric constant). So this z. Example, in an epoxy at about ε _r = 6. The capacitor, which represents the working air gap, in contrast, has a relatively low dielectric constant of nearly ε _r =. 1 Although the insulating layer on the coil prevents strike-through, however, the air is ionized in the working air gap and there is a potential equalization between the surface of the insulating layer, which faces the working air gap, and the component of the electric motor, which is spaced from the coil by the working air gap, z , B. the permanent magnets of a permanent magnet synchronous motor. This potential equalization, the so-called partial discharge, is repeated at the switching frequency of the frequency converter and sparking occurs between the insulating layer of the coil and the component of the electric motor, which is spaced from the coil by the working air gap.

Diese Funkenbildung ist aus verschiedenen Gründen nachteilig. Sie führt auf Dauer zu einer Schädigung der Isolationsschicht auf der Spule und vergrößert somit die Gefahr des Durchschlagens. In jedem Fall muss die Isolationsschicht zumindest entsprechend widerstandsfähig ausgelegt werden.These Sparking is disadvantageous for several reasons. It permanently leads to damage to the insulation layer on the spool and thus increases the risk of punching through. In any case, the insulation layer must at least be designed to be resistant.

Die elektrostatische Entladung mittels Ionisation der Luft wirkt sich außerdem negativ auf die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) des Elektromotors aus.The Electrostatic discharge by means of ionization of the air affects It also negatively affects the electromagnetic compatibility (EMC) of the electric motor.

Schließlich findet die Ionisation im Spektrum des UV-Lichts statt. Somit muss sichergestellt werden, dass Personen entsprechend geschützt werden.After all Ionization takes place in the spectrum of UV light. Thus, must Ensure that people are protected accordingly become.

Es ist bekannt, dass Leiterplattenmaterial aus einem isolierenden Trägermaterial (Basismaterial), z. B. aus in Expoxidharz getränkten Glasfasermatten, besteht, auf dem eine leitende Schicht, i. d. R. aus Kupfer, aufgetragen ist. Leiterplattenmaterial kann mehrere übereinander liegende Leit- und Isolati onsschichten aufweisen und ist z. B. aus der DE 19800691 A1 oder aus http://de.wikipedia.org/wiki/Leiterplatte (Stand: 29.11.2007) bekannt.It is known that printed circuit board material from an insulating support material (base material), for. B. from impregnated in epoxy resin fiberglass mats, on which a conductive layer, usually made of copper, is applied. Printed circuit board material may have several superimposed conductive and Isolati onsschichten and z. B. from the DE 19800691 A1 or off http://de.wikipedia.org/wiki/Leiterplatte (As of 29.11.2007) known.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Elektromotor sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung bereitzustellen, wodurch die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Elektromotoren auf einfache und kostengünstige Weise überwunden werden.Of the Invention is based on the object, a generic Electric motor and to provide a method for its production, whereby the disadvantages of the known from the prior art electric motors overcome in a simple and cost effective way become.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass sich auf einer dem zweiten, ein Magnetfeld erzeugenden Element zugewandten Seite der ersten Isolationsschicht eine erste Leitschicht befindet, wobei ein erster Bereich der ersten Leitschicht, der sich im Wesentlichen über die gesamte erste Leitschicht erstreckt, Gehäusepotential aufweist.The This object is achieved according to the invention by that on a second, a magnetic field generating element facing side of the first insulating layer, a first conductive layer wherein a first region of the first conductive layer is located extends substantially over the entire first conductive layer, Has housing potential.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt weiterhin durch ein Verfahren zum Herstellen eines Elektromotors mit einem eisenlosen oder eisenarmen Aufbau, umfassend die Schritte:

– Umgießen eines aus einer elektromagnetischen Spule bestehenden ersten, ein Magnetfeld erzeugenden Elements mit einem Isolationsmittel, so dass sich nach dessen Aushärten auf mindestens einer Oberfläche der elektromagnetischen Spule, die im Betrieb des Elektromotors einem zweiten, ein Magnetfeld erzeugenden Element zugewandt ist, mindestens eine Isolationsschicht bildet,
– Aufbringen einer Leitschicht auf die Bereiche der mindestens einen Isolationsschicht, die im Betrieb des Elektromotors dem zweiten, ein Magnetfeld erzeugenden Element zugewandt sind, und
– Kontaktierung der Leitschicht derart, dass ein erster Bereich, der sich im Wesentlichen über die gesamte erste Leitschicht erstreckt, Gehäusepotential aufweist.

The solution of this object is further achieved by a method for producing an electric motor with an ironless or low-iron construction, comprising the steps:

- Circulation of an existing of an electromagnetic coil first, a magnetic field generating element with an insulating means, so that after curing on at least one surface of the electromagnetic coil, which faces a second magnetic field generating element during operation of the electric motor, at least one insulating layer forms,
- Applying a conductive layer on the areas of the at least one insulating layer, which face the second, a magnetic field generating element in the operation of the electric motor, and
- Contacting the conductive layer such that a first region which extends substantially over the entire first conductive layer has housing potential.

– Einbringen eines aus einer elektromagnetischen Spule bestehenden ersten, ein Magnetfeld erzeugenden Elements und mindestens einer Platte bestehend aus Leiterplattenmaterial in eine Form, wobei die mindestens eine Platte derart positioniert wird, dass eine leitende Schicht der mindestens eine Platte im Betrieb des Elektromotors einem zweiten, ein Magnetfeld erzeugenden Element zugewandt ist und
– Ausgießen der Form mit einem Isolationsmittel.

- Introducing a consisting of an electromagnetic coil first, a magnetic field generating element and at least one plate consisting of printed circuit board material in a mold, wherein the at least one plate is positioned such that a conductive layer of the at least one plate in the operation of the electric motor a second, a Faces magnetic field generating element and
- Pouring the mold with an insulating agent.

Unter Isolationsschicht ist erfindungsgemäß eine Schicht zu verstehen, die aus einem handelsüblichen, elektrischen Isolationswerkstoff besteht. Die Leitschicht wiederum kann aus einem metallischem Leiter bestehen, oder aus einem elektrischen Widerstandswerkstoff, der einen im Bereich einer Zehnerpotenz größeren spezifischen Widerstand als ein vergleichbarer elektrischer Leiter aufweist.Under Insulation layer according to the invention is a layer to understand that from a commercial, electrical Insulation material exists. The conductive layer can turn from a consist of a metallic conductor, or of an electrical resistance material, the one in the range of a power of ten larger resistivity as a comparable electrical conductor having.

Die erfindungsgemäße erste Leitschicht soll nun in einem ersten Bereich, der sich im Wesentlichen über die gesamte erste Leitschicht erstreckt, Gehäusepotential aufweisen. Da die Oberfläche des zweiten, ein Magnetfeld erzeugenden Elements ebenfalls Gehäusepotential aufweist, liegt über dem Arbeitsluftspalt keine Potentialdifferenz mehr an. Somit findet keine Ionisation der im Arbeitsluftspalt befindlichen Luft statt.The inventive first conductive layer is now in a first area that essentially covers the entire first conductive layer extends, have housing potential. As the surface of the second, generating a magnetic field Elements also housing potential has over the working air gap no more potential difference. Thus finds no ionization of the air in the working air gap.

Die mindestens eine elektromagnetische Spule und das zweite, ein Magnetfeld erzeugende Element werden anschaulich gesehen somit zwar weiterhin durch zwei Kondensatoren (erste Isolationsschicht und Arbeitsluftspalt) voneinander getrennt. Da nun jedoch über dem Kondensator, der den Arbeitsluftspalt darstellt, Gehäusepotential anliegt, kann trotz der geringen Permittivitätszahl des Arbeitsluftspalts keine Teilentladung mehr auftreten.The at least one electromagnetic coil and the second, a magnetic field generating element will thus be seen vividly continue by two capacitors (first insulation layer and working air gap) separated from each other. Now, however, over the capacitor, representing the working air gap, housing potential is applied, despite the low permittivity number of the working air gap no partial discharge occur anymore.

Ohne die Leistungsfähigkeit des Elektromotors zu verringern, werden erfindungsgemäß somit die aus der Teilentladung hervorgehenden Nachteile auf einfache, und kostengünstige Weise überwunden.Without to reduce the efficiency of the electric motor, According to the invention thus from the partial discharge resulting disadvantages to simple, and cost-effective Way overcome.

Dabei ist es erfindungsgemäß ausreichend, dass der erste Bereich der ersten Leitschicht nahezu Gehäusepotential aufweist. Geringfügige Potentialunterschiede zwischen der ersten Leitschicht und der Oberfläche des zweiten, ein Magnetfeld erzeugenden Elements sind akzeptabel, solange dies nicht zu Teilentladungen führen kann.there it is sufficient according to the invention that the first Area of the first conductive layer almost housing potential having. Minor potential differences between the first conductive layer and the surface of the second, a Magnetic field generating element are acceptable, as long as not can lead to partial discharges.

Die erfindungsgemäßen Wirkungen treten umso stärker ein, desto größer der Anteil des ersten Bereichs an der ersten Leitschicht ist. Daher entspricht der erste Bereich im Wesentlichen der gesamten ersten Leitschicht. Die nicht zum ersten Bereich gehörenden Anteile der ersten Leitschicht liegen vorzugsweise an deren Rand, um Teilentladungen auch in diesen Bereichen möglichst auszuschließen. Diese Bereiche können zur Kontaktierung elektrischer Bauteile genutzt werden.The effects according to the invention occur all the more a, the larger the proportion of the first range at the first conductive layer. Therefore, the first range corresponds essentially the entire first conductive layer. Not the first Area belonging portions of the first conductive layer are preferably at the edge to partial discharges in these areas to exclude as possible. These areas can be used for contacting electrical components.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich zwischen der ersten Isolationsschicht und der ersten Leitschicht mindestens eine weitere Isolationsschicht und eine weitere Leitschicht, wobei sämtliche Isolations- und Leitschichten alternierend angeordnet sind. Unter alternierender Anordnung von Isolations- und Leitschichten wird verstanden, dass ein Schichtaufbau vorliegt, in dem Isolations- und Leitschichten abwechselnd übereinander liegen. Die mindestens eine weitere Isolations- und die mindestens eine weitere Leitschicht können dazu dienen, einen noch besseren Schutz vor Teilentladungen zu bieten. Da ein Schutz vor Teilentladungen jedoch grundsätzlich bereits durch die erste Isolations- und die erste Leitschicht möglich ist, kann die mindestens eine weitere Leitschicht auch zusätzlichen Zwecken, z. B. der Kontaktierung von elektrischen Bauteilen, dienen. In diesem Fall muss die mindestens eine weitere Leitschicht nicht Gehäusepotential aufweisen. Vorzugsweise wird die der mindestens einen, elektromagnetischen Spule zugewandte Isolationsschicht, also die erste Isolationsschicht, dicker ausgeführt als die übrigen Isolationsschichten. Die erste Isolationsschicht hat in diesem Fall die Aufgabe, die Isolation zwischen der mindestens einen, elektromagnetischen Spule und dem zweiten, ein Magnetfeld erzeugenden Element alleine zu übernehmen, d. h. sie stellt eine Hauptisolation dar. Die mindestens eine weitere Isolationsschicht hat dann lediglich die Aufgabe, eine Isolation zwischen zwei benachbarten Leitschichten zu gewährleisten, und kann je nach bestehenden Potentialdifferenzen dieser Leitschichten entsprechend dünn ausgestaltet sein.According to one preferred embodiment is located between the first insulating layer and the first conductive layer at least one another insulating layer and a further conductive layer, wherein all Isolation and conductive layers are arranged alternately. Under alternating arrangement of insulating and conductive layers is understood that a layer structure is present in the insulation and Leitschichten alternately overlap. The least a further insulation and the at least one further conductive layer can serve to provide even better protection against partial discharges to offer. As a protection against partial discharges, however, in principle already possible through the first insulation layer and the first conductive layer is, the at least one further conductive layer can also serve additional purposes, z. As the contacting of electrical components, serve. In this In the case, the at least one further conductive layer need not have housing potential. Preferably, the at least one, electromagnetic Coil facing insulation layer, so the first insulation layer, thicker than the other insulation layers. The first insulation layer has the task in this case, the Isolation between the at least one electromagnetic coil and the second magnetic field generating element alone, d. H. it represents a main isolation. The at least one more Insulation layer then has only the task of isolation between two adjacent conductive layers to ensure and depending on existing potential differences of these conductive layers be designed accordingly thin.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich zwischen der ersten Isolationsschicht und der ersten Leitschicht genau eine weitere Isolations- und eine weitere Leitschicht. Hierbei handelt es sich um einen einfachen und kostengünstigen Aufbau, der einerseits durch die erste Leitschicht Teilentladungen unterbindet und andererseits eine weitere Leitschicht z. B. zur Kontaktierung elektrischer Bauteile zur Verfügung stellt.According to one preferred embodiment is located between the first insulation layer and the first conductive layer exactly one more Isolation and another conductive layer. This is it to a simple and inexpensive construction, on the one hand prevents partial discharges through the first conductive layer and on the other hand another conductive layer z. B. for contacting electrical components provides.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist auch ein erster Bereich der mindestens einen weiteren Leitschicht Gehäusepotential auf. Auch wenn die mindestens eine weitere Leitschicht zur Kontaktierung von elektrischen Bauteilen herangezogen wird, ist es in der Regel nicht notwendig, dafür die gesamte mindestens eine weitere Leitschicht zu benutzen. Vielmehr kann ein durchaus großer Teil der mindestens einen weiteren Leitschicht, nämlich der erste Bereich, den Schutz vor Teilentladungen weiter erhöhen, indem dieser Bereich Gehäusepotential aufweist.According to one preferred embodiment also has a first area the at least one further conductive layer housing potential on. Even if the at least one further conductive layer for contacting is used by electrical components, it is usually not necessary, but the whole at least one more To use conductive layer. Rather, it can be quite a big one Part of the at least one further conductive layer, namely the first area, to further increase protection against partial discharges, by having this area housing potential.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich bei der mindestens einen weiteren Leitschicht der erste Gehäusepotential aufweisende Bereich dieser Leitschicht im Wesentlichen über die gesamte Leitschicht. Die gegebenenfalls zur Kontaktierung elektrischer Bauteile notwendigen Bereiche der mindestens einen weiteren Leitschicht sind in der Regel sehr klein, weshalb ein großer Teil dieser Leitschichten zur Verbesserung des Teilentladungsschutzes beitragen kann, d. h. Gehäusepotential aufweisen kann. Vorzugsweise liegt bei der mindestens einen weiteren Leitschicht, der Bereich, der nicht Gehäusepotential aufweist, nicht elektromagnetischen Spulen gegenüber. Die Gefahr, den Teilentladungsschutz durch diese Bereiche zu verringern, wird somit minimiert.According to one preferred embodiment extends in the at least another conductive layer of the first housing potential having Area of this conductive layer substantially over the entire Conductive layer. The optionally for contacting electrical components necessary areas of the at least one further conductive layer usually very small, which is why much of this Conductive layers contribute to improve the partial discharge protection can, d. H. Can have housing potential. Preferably lies with the at least one further conductive layer, the region, which does not have housing potential, not electromagnetic coils across from. The danger, the partial discharge protection by this Minimizing areas is thus minimized.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich bei mindestens einer Leitschicht der erste Bereich dieser Leitschicht über die gesamte Leitschicht. Falls keine Kontaktierung elektrischer Bauteile durch diese mindestens eine Leitschicht erfolgen soll, kann auf diese Weise der Teilentladungsschutze weiter verbessert werden.According to one preferred embodiment extends at least a conductive layer of the first region of this conductive layer over the entire conductive layer. If no contacting of electrical components can be done by this at least one conductive layer can on this way of Teilentladungsschutze be further improved.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich der erste Bereich der ersten Leitschicht über die gesamte erste Leitschicht und der erste Bereich der einen weiteren Leitschicht im Wesentlichen über die gesamte eine weitere Leitschicht. Bei einem Aufbau mit zwei Leitschichten und zwei Isolationsschichten wird hierdurch ein optimaler Schutz vor Teilentladungen ermöglicht, wobei gleichzeitig z. B. die Kontaktierung von elektrischen Bauteilen mittels der einen weiteren Leitschicht möglich ist.According to one preferred embodiment, the first area extends the first conductive layer over the entire first conductive layer and the first region of the another conductive layer substantially over the entire another conductive layer. In a construction with two Conductive layers and two insulating layers thereby become an optimal one Protection against partial discharges allows, while at the same time z. B. the contacting of electrical components by means of one another conductive layer is possible.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die mindestens eine Leitschicht, deren erster Bereich sich nicht komplett über die gesamte Leitschicht erstreckt, auf einem zweiten Bereich dieser Leitschicht, der außerhalb des ersten Bereichs liegt, Kontaktmittel zur Kontaktierung der mindestens einen elektromagnetischen Spule, Kontaktmittel zur Kontaktierung von Sensoren und/oder Sensoren auf. Eine derartige Kontaktierung elektrischer Bauteile bzw. Ausbildung von Sensoren weist einen sehr kompakten Aufbau auf. Dabei kann die komplette Stromversorgung der mindestens einen elektromagnetischen Spule über den zweiten Bereich erfolgen. Sensoren können z. B. eingesetzt werden, um die magnetische Feldstärke, die Temperatur oder den Weg bzw. die Drehzahl zu erfassen. In der Regel bestehen die Sensoren aus Standardelementen, die über die Leitschicht kontaktiert werden.According to a preferred embodiment the at least one conductive layer, the first region of which does not extend completely over the entire conductive layer, comprises contact means for contacting the at least one electromagnetic coil, contact means for contacting sensors and / or sensors on a second region of this conductive layer which is outside the first region on. Such contacting electrical components or training of sensors has a very compact structure. In this case, the complete power supply of the at least one electromagnetic coil can take place via the second region. Sensors can z. B. are used to detect the magnetic field strength, the temperature or the path or the speed. As a rule, the sensors consist of standard elements which are contacted via the conductive layer.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Kontaktmittel aus lötfähigen Pads. Derartige Pads oder Lötaugen sind im Elektrotechnikbereich bekannt, um Platinen zu kontaktieren, wobei es deren Lötfähigkeit ermöglicht, die benötigten Anschlüsse anzubringen.According to one preferred embodiment, the contact means consist made of solderable pads. Such pads or pads are known in electrical engineering for contacting boards, whereby it allows their solderability, to install the required connections.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht mindestens eine Leitschicht aus einer metallischen Schicht, insbesondere aus einer Kupferschicht. Hierbei kann auf bereits bekannte Verfahren zum Aufbringen entsprechender Oberflächen zurückgegriffen werden, z. B. Aufdampfen oder Galvanisieren. Mit diesen Methoden können Oberflächen auch unregelmäßiger Form auf einfache Weise mit einer Leitschicht überzogen werden.According to one preferred embodiment, there is at least one conductive layer from a metallic layer, in particular from a copper layer. This can be applied to previously known methods for applying appropriate Surfaces are used, for. B. vapor deposition or galvanizing. With these methods, surfaces can also irregular shape in a simple way with a conductive layer are coated.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bilden mindestens eine Isolationsschicht und eine benachbarte Leitschicht eine Platte aus einem Leiterplattenmaterial aus. Leiterplattenmaterial besteht aus einem isolierenden Trägermaterial (Basismaterial), z. B. aus in Expoxidharz getränkten Glasfasermatten, auf dem eine leitende Schicht, i. d. R. aus Kupfer, aufgetragen ist. Leiterplattenmaterial ist in verschiedenen Ausführungen, z. B. Schichtstärken des Trägermaterials, als Standardartikel im Elektrotechnikbereich erhältlich.According to one preferred embodiment form at least one insulating layer and an adjacent conductive layer, a board made of a printed circuit board material out. Printed circuit board material consists of an insulating carrier material (Base material), z. B. from impregnated in epoxy resin fiberglass mats, on a conductive layer, i. d. R. made of copper, is applied. PCB material is available in different versions, z. B. layer thicknesses of the carrier material, as Standard article available in the electrical engineering sector.

Von Vorteil ist dabei, dass bei Leiterplattenmaterial eine gewisse Durchschlagsfestigkeit gewährleistet wird. Dies vereinfacht die Auslegung der erfindungsgemäßen Isolationsschichten, da auf diese entsprechenden Werte zurückgegriffen werden kann. Dies ist insbesondere gegenüber einem Fertigungsverfahren vorteilhaft, in dem die mindestens eine Isolationsschicht durch das Aufbringen von Epoxidharz gebildet wird. Der Grund liegt darin, dass die Durchschlagsfestigkeit derartig gefertigter Isolationsschichten aufgrund von Lunkerbildungen in der Epoxidharzschicht nur schwer bestimmt werden kann. Diese durch lokale Fertigungsfehler entstehende Reduzierung der Durchschlagsfestigkeit ist bei Leiterplattenmaterial unbekannt; Leiterplattenmaterial stellt somit eine Schicht mit konstanter Permeabilität dar. Erfindungsgemäß können auch nur bestimmte benachbarte Isolationsschichten und Leitschichten eine Platte aus einem Leiterplattenmaterial ausbilden, während weitere Leitschichten z. B. durch Aufdampfen eines leitenden Materials erzeugt werden.From The advantage here is that printed circuit board material has a certain dielectric strength is guaranteed. This simplifies the design of the invention Isolation layers, since resorted to these corresponding values can be. This is especially true over a manufacturing process advantageous in which the at least one insulating layer by the application of epoxy resin is formed. The reason is that the dielectric strength of such manufactured insulating layers Difficult due to voids in the epoxy resin layer can be determined. This is caused by local manufacturing errors Dielectric strength reduction is for PCB material unknown; PCB material thus provides a layer with constant Permeability. According to the invention also only certain adjacent insulation layers and conductive layers form a board from a printed circuit board material while additional conductive layers z. B. by vapor deposition of a conductive material be generated.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bilden mindestens zwei Paare von benachbarten Isolationsschichten und Leitschichten mindestens eine Platte aus einem Leiterplattenmaterial aus. Falls mindestens zwei Isolations- und zwei Leitschichten durch Leiterplattenmaterial ausgebildet werden, können mehrere Platten aus Leiterplattenmaterial benutzt werden, die untereinander oder mit anderen Isolations- bzw. Leitschichten verklebt werden können. Von Vorteil ist dabei, dass durch bereits vorhandene Platten aus Leiterplattenmaterial sehr einfach unterschiedliche Anordnungen von Isolations- und Leitschichten möglich sind. So können z. B. bereits vorrätige Leiterplatten mit bestimmten Kontaktierungen oder Sensoren in unterschiedliche Anordnungen von Isolations- bzw. Leitschichten integriert werden. Es ist jedoch auch möglich, mehr als ein Paar von Isolations- und Leitschicht in einer Platte aus Leiterplattenmaterial mit entsprechender Schichtanzahl zu integrieren. Dies kann bei entsprechenden Stückzahlen zu geringeren Kosten führen.According to one preferred embodiment form at least two pairs of adjacent insulating layers and conductive layers at least a plate made of a printed circuit board material. If at least two insulation layers and two conductive layers through printed circuit board material can be formed, several plates of printed circuit board material used with each other or with other isolation or Conductive layers can be glued. It is advantageous that by existing plates of printed circuit board material very simply different arrangements of insulation and conductive layers possible are. So z. B. already in stock Printed circuit boards with specific contacts or sensors in different Arrangements of insulating or conductive layers are integrated. It However, it is also possible to have more than one pair of insulation and conductive layer in a board of printed circuit board material with corresponding Integrate layer number. This can be done with appropriate quantities lead to lower costs.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Dicke der Isolationsschicht der mindestens einen Platte so gewählt, dass die Elektromotorisolierung im Bereich eines Arbeitsluftspaltes allein durch diese Isolationsschicht gewährleistet wird. In diesem Fall wird die Hauptisolierung durch die Isolationsschicht der mindestens einen Platte gewährleistet.According to one preferred embodiment, the thickness of the insulating layer the at least one plate is chosen so that the electric motor insulation in the area of a working air gap solely through this insulation layer is guaranteed. In this case, the main insulation ensured by the insulating layer of the at least one plate.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der mindestens einen elektromagnetischen Spule und der dieser zugewandten Platte eine zusätzliche Isolationsschicht vorhanden. Eine solche Isolationsschicht kann z. B. durch das Verkleben der mindestens einen elektromagnetischen Spule und der dieser zugewandten Platte entstehen.According to one preferred embodiment is between the at least an electromagnetic coil and the plate facing this an additional insulation layer available. Such an insulation layer can z. B. by the bonding of at least one electromagnetic Coil and the facing this plate arise.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht die zusätzliche Isolationsschicht aus einer Kunstharzschicht, vorzugsweise aus einer Epoxidharzschicht. Falls bei der Herstellung des Elektromotors die mindestens eine elektromagnetische Spule und die der dieser zugewandten Platte in einer Form fixiert werden, die anschließend mit Expoxidharz ausgegossen wird, kann sich eine zusätzliche Isolationsschicht durch eine Epoxidharzschicht bilden.According to one preferred embodiment is the additional Insulation layer of a synthetic resin layer, preferably of one Epoxy resin. If in the manufacture of the electric motor the at least one electromagnetic coil and the one facing this Plate can be fixed in a mold, then with Epoxy resin is poured out, can be an additional Form insulation layer through an epoxy resin layer.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens eine Leitschicht zur Verminderung von Wirbelströmen teilweise streifenförmig eingeschlitzt. Aufgrund der Bewegung quer zu den Feldlinien des Magnetfelds, wird in den Leitschichten eine Spannung induziert, die zu Wirbelströmen führt. Die Wirbelströme erzeugen ein Magnetfeld, das ihrer Ursache, also des die Spannung erzeugenden Magnetfelds, entgegengesetzt ist. Somit entsteht eine Bremskraft. Weiterhin entstehen Wärmeverluste. Diese Wirbelstromverluste sind umso größer, je größer der Innenkreisdurchmesser der Leitschichten ist. Durch eine Aufteilung der Fläche der Leitschicht in eine Vielzahl kleinerer Flächen, können die Folgen der Wirbelströme daher eingedämmt werden. Diese Aufteilung erfolgt dabei, indem die Leitschichten eingeschlitzt werden, d. h. in streifenförmige Abschnitte unterteilt werden.According to a preferred embodiment, the at least one conductive layer is partially strip-shaped in order to reduce eddy currents slits. Due to the movement transverse to the field lines of the magnetic field, a voltage is induced in the conductive layers, which leads to eddy currents. The eddy currents generate a magnetic field that is opposite to their cause, that is, the voltage generating magnetic field. This creates a braking force. Furthermore, heat losses occur. These eddy current losses are greater, the larger the inner circle diameter of the conductive layers. By dividing the surface of the conductive layer into a plurality of smaller areas, the consequences of the eddy currents can therefore be contained. This division is carried out by the guide layers are slotted, ie divided into strip-shaped sections.

Damit die Leitschicht als ganzes weiterhin Gehäusepotential aufweist, sind alle Streifen an einem Ende miteinander verbunden, wodurch nur eine Verbindung zwischen Gehäusepotential und Leitschicht notwendig ist.In order to the conductive layer as a whole still has housing potential, All the strips are connected at one end, which means only one connection between the housing potential and the conductive layer necessary is.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind mindestens zwei Leitschichten zur Verminderung von Wirbelströmen zumindest teilweise streifenförmig eingeschlitzt sind, wobei die mindestens zwei Leitschichten derart eingeschlitzt sind, dass Schlitze dieser zwei Leitschichten nicht übereinander liegen.According to one preferred embodiment are at least two conductive layers for the reduction of eddy currents at least partially are slit strip-shaped, wherein the at least two conductive layers are slotted in such a way that slots this two conductive layers do not overlap.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens eine Leitschicht zur Verminderung von Wirbelströmen hochohmig ausgebildet ist. Ein hoher ohmscher Widerstand wirkt der Wirbelstrombildung entgegen. Trotz eines hohen ohmschen Widerstands der mindestens einen Leitschicht ist diese in Bezug auf die mindestens eine Isolationsschicht dennoch ein wesentlich besserer elektrischer Leiter. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist dabei die mindestens eine Leitschicht durch ein hochohmiges Material und/oder eine sehr geringe Schichtdicke ausgebildet.According to one preferred embodiment is at least one conductive layer designed to reduce eddy currents high impedance is. A high ohmic resistance counteracts eddy current formation. Despite a high ohmic resistance of the at least one conductive layer this is still one with respect to the at least one insulation layer much better electrical conductor. According to one preferred embodiment is the at least one Conductive layer by a high-resistance material and / or a very small Layer thickness formed.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das hochohmige Material einen 8- bis 12-fach, insbesondere einen 10-fach, höheren spezifischen Widerstand als Kupfer auf. Aufgrund der hohen Spannungen bei Umrichtvorgängen kann dadurch weiterhin ein Teilentladungsschutz sichergestellt werden, während die Wirbelströme mit verhältnismäßig niedrigen Spannungen, in etwa im Bereich von einigen Zehntel Volt, deutlich vermindert werden können.According to one preferred embodiment, the high-resistance material an 8 to 12-fold, especially a 10-fold, higher resistivity as copper on. Due to the high voltages In Umrichtvorgängen can continue this partial discharge protection be ensured while the eddy currents with relatively low voltages, approximately in the range of a few tenths of a volt, significantly reduced can be.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht die mindestens eine Leitschicht aus mehreren Schichten leitender Materialien. So ist Leiterplattenmaterial beispielsweise oftmals durch eine oder mehrere Leitschichten aus Kupfer aufgebaut, die jeweils aus mehreren Schichten bestehen. Möglich ist auch, dass die Leitschicht zunächst durch Bedampfen und an schließend durch Galvanisieren hergestellt wird. Möglich ist dabei, dass die mindestens eine Leitschicht durch Schichten verschiedener oder gleicher Materialien gebildet wird.According to one preferred embodiment, the at least one Conductive layer of several layers of conductive materials. So is Printed circuit board material, for example, often by one or more Conductive layers of copper, each composed of several layers consist. It is also possible that the conductive layer first by vapor deposition and then by electroplating becomes. It is possible that the at least one conductive layer formed by layers of different or the same materials becomes.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich auf einer dem zweiten, ein Magnetfeld erzeugenden Element zugewandten Seite der ersten Leitschicht eine Schutzschicht. Diese kann z. B. aus Lötstoppmaske oder Isolationslack bestehen und hat die Aufgabe, die erste Leitschicht vor äußeren Einflüssen zu schützen, um z. B. Korrosion zu vermeiden.According to one preferred embodiment is located on a second, a magnetic field generating element facing side of first conductive layer a protective layer. This can, for. B. solder mask or insulating varnish exist and has the task of the first conductive layer to protect against external influences, to z. B. to avoid corrosion.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Elektromotor um einen Permanentmagnet-Synchronmotor, wobei das zweite, ein Magnetfeld erzeugende Element durch mindestens einen Permanentmagneten gebildet wird. Dabei ist es möglich, dass in Bezug auf ein Elektromotorengehäuse der mindestens eine Permanentmagnet feststehend angeordnet ist und sich die mindestens eine elektromagnetische Spule bewegt. Alternativ ist es möglich, dass in Bezug auf ein Elektromotorengehäuse die mindestens eine elektromagnetische Spule feststehend angeordnet ist und sich der mindestens eine Permanentmagnet bewegt.According to one preferred embodiment is in the inventive Electric motor about a permanent magnet synchronous motor, wherein the second, a magnetic field generating element formed by at least one permanent magnet becomes. It is possible that with respect to an electric motor housing the at least one permanent magnet is fixedly arranged and which moves at least one electromagnetic coil. alternative is it possible that in terms of an electric motor housing the at least one electromagnetic coil is fixedly arranged and the at least one permanent magnet moves.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Elektromotor um einen Asynchronmotor.According to one preferred embodiment is in the inventive Electric motor around an asynchronous motor.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Verfahren zum Herstellen eines Elektromotors mit einem eisenlosen oder eisenarmen Aufbau beinhaltet das Isolationsmittel Kunstharz, vorzugsweise Epoxidharz.According to one preferred embodiment of the method for manufacturing an electric motor with an ironless or low-iron construction The insulating agent contains synthetic resin, preferably epoxy resin.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird auf die beigefügten Figuren verwiesen. Hierbei zeigt:To the Better understanding of the present invention will be apparent the attached figures referenced. Hereby shows:

1: eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des Elektromotors, 1 : a schematic representation of a first embodiment of the electric motor,

2: eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Elektromotors, 2 : a schematic representation of a second embodiment of the electric motor,

3: eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des Elektromotors, 3 : a schematic representation of a third embodiment of the electric motor,

4: eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels des Elektromotors, 4 : a schematic representation of a fourth embodiment of the electric motor,

5: eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels des Elektromotors, 5 : a schematic representation of a fifth embodiment of the electric motor,

6: eine Draufsicht auf eine teilweise streifenförmig eingeschlitzte, rechteckige Leitschicht, 6 : a top view on a partial stripe-shaped, rectangular conductive layer,

7: eine Draufsicht auf eine teilweise streifenförmig eingeschlitzte, kreisförmige Leitschicht 7 : A plan view of a partially strip-shaped slotted, circular conductive layer

8: eine Schnittdarstellung eines sechsten Ausführungsbeispiels basierend auf einem Linearmotor, 8th FIG. 2 is a sectional view of a sixth embodiment based on a linear motor. FIG.

9: eine Schnittdarstellung eines siebten Ausführungsbeispiels basierend auf einem rotativen Elektromotor, 9 FIG. 4 is a sectional view of a seventh embodiment based on a rotary electric motor. FIG.

10: eine Schnittdarstellung eines achten Ausführungsbeispiels basierend auf einem rotativen Elektromotor, und 10 FIG. 4 is a sectional view of an eighth embodiment based on a rotary electric motor, and FIG

11: eine Schnittdarstellung eines neunten Ausführungsbeispiels basierend auf einem rotativen Elektromotor. 11 : A sectional view of a ninth embodiment based on a rotary electric motor.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungDetailed description the drawing

1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des Elektromotors. Der Elektromotor umfasst dabei eine Spule 1, die auf einer einem Magneten 2 zugewandten Oberfläche 3 eine Isolationsschicht 4 aufweist. Die Isolationsschicht 4 entspricht der ersten Isolationsschicht und besteht aus einer Epoxidschicht, die beim Umgießen der Spule 1 mit Epoxidharz entstanden ist. Auf der Oberfläche der Isolationsschicht 4, die dem Magneten 2 zugewandt ist, befindet sich eine Leitschicht 5, die der erfindungsgemäßen ersten Leitschicht entspricht. Die Leitschicht 5 ist durch eine Beschichtung der Isolationsschicht 4 mit einem metallischem Material entstanden. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of the electric motor. The electric motor comprises a coil 1 on a a magnet 2 facing surface 3 an insulation layer 4 having. The insulation layer 4 corresponds to the first insulating layer and consists of an epoxy layer, which is used when casting over the coil 1 originated with epoxy resin. On the surface of the insulation layer 4 that the magnet 2 facing, there is a conductive layer 5 corresponding to the first conductive layer according to the invention. The conductive layer 5 is by a coating of the insulation layer 4 originated with a metallic material.

Die Spule 1 und der Magnet 2 sind durch den Arbeitsluftspalt 6 beabstandet. Die einzige Isolationsschicht 4 stellt die Hauptisolation dar, d. h. sie alleine verhindert ein Durchschlagen zwischen der Spulenoberfläche 3 und der dem Arbeitsluftspalt 6 zugewandten Oberfläche 7 des Magneten 2. Die Kontaktierung der Spule 1 ist nicht dargestellt.The sink 1 and the magnet 2 are through the working air gap 6 spaced. The only insulation layer 4 represents the main insulation, ie it alone prevents penetration between the coil surface 3 and the working air gap 6 facing surface 7 of the magnet 2 , The contacting of the coil 1 is not shown.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Elektromotors. Bezüglich des grundlegenden Aufbaus und übereinstimmender Bezugszeichen wird auf die 1 verwiesen. Dieses Ausführungsbeispiel weist eine weitere Isolationsschicht 8 und eine weitere Leitschicht 9 auf, die sich zwischen der ersten Isolationsschicht 4 und der ersten Leitschicht 5 befinden, wobei eine alternierende Abfolge von Isolations- und Leitschichten besteht. Erneut übernimmt die Isolationsschicht 4 die Aufgabe der Hauptisolation. Die Isolationsschicht 8 soll lediglich eine Isolation der Leitschichten 5 und 9 sicherstellen und kann entsprechend dünn ausgestaltet werden. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Leitschicht 9 zur Kontaktierung elektrischer Bauteile verwendet (nicht dargestellt), da die Leitschicht 5 bereits das Auftreten von Teilentladungen über dem Arbeitsluftspalt 6 verhindert. 2 shows a schematic representation of a second embodiment of the electric motor. With regard to the basic structure and matching reference numerals is on the 1 directed. This embodiment has a further insulation layer 8th and another conductive layer 9 on, extending between the first insulation layer 4 and the first conductive layer 5 with an alternating sequence of isolation and conductive layers. Again takes over the insulation layer 4 the task of the main insulation. The insulation layer 8th should only an isolation of the conductive layers 5 and 9 ensure and can be configured accordingly thin. In this embodiment, the conductive layer becomes 9 used for contacting electrical components (not shown), since the conductive layer 5 already the occurrence of partial discharges above the working air gap 6 prevented.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des Elektromotors. Bezüglich des grundlegenden Aufbaus und übereinstimmender Bezugszeichen wird auf die 1 verwiesen. Die erste Isolationsschicht 4 und die erste Leitschicht 5 bilden hierbei eine Platte 10 aus einem Leiterplattenmaterial aus. Die Platte 10 ist auf der dem Magneten 2 zugewandten Oberfläche 3 der Spule 1 befestigt, z. B. durch Kleben. Hierbei wird die Dicke der Isolationsschicht 4 der Platte 10 so gewählt wird, dass die Elektromotorisolierung im Bereich eines Arbeitsluftspaltes 6 allein durch das isolierende Trägermaterial gewährleistet wird. 3 shows a schematic representation of a third embodiment of the electric motor. With regard to the basic structure and matching reference numerals is on the 1 directed. The first insulation layer 4 and the first conductive layer 5 form a plate here 10 from a printed circuit board material. The plate 10 is on the magnet 2 facing surface 3 the coil 1 attached, z. B. by gluing. Here, the thickness of the insulation layer 4 the plate 10 is chosen so that the electric motor insulation in the area of a working air gap 6 is ensured solely by the insulating substrate.

4 zeigt eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels des Elektromotors. Bezüglich des grundlegenden Aufbaus und übereinstimmender Bezugszeichen wird auf die 1 verwiesen. Auf der Oberfläche 3 der Spule 1 befinden sich zwei Platten 11 und 12 aus Leiterplattenmaterial. Die Platte 11 umfasst dabei die erste Isolationsschicht 4, die die Hauptisolation darstellt, sowie weitere Leitschichten 13 und 15 und eine weitere Isolationsschicht 14. Die weiteren Leitschichten stellen eine weitere Verbesserung des Schutzes vor Teilentladungen dar und ermöglichen die Kontaktierung elektrischer Bauteile. Die zweite Platte 12 umfasst neben der ersten Leitschicht 5 eine weitere Isolationsschicht 16. 4 shows a schematic representation of a fourth embodiment of the electric motor. With regard to the basic structure and matching reference numerals is on the 1 directed. On the surface 3 the coil 1 there are two plates 11 and 12 from printed circuit board material. The plate 11 includes the first insulation layer 4 , which represents the main insulation, as well as other conductive layers 13 and 15 and another insulation layer 14 , The further conductive layers represent a further improvement of the protection against partial discharges and allow the contacting of electrical components. The second plate 12 includes next to the first conductive layer 5 another insulation layer 16 ,

5 zeigt eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels des Elektromotors. Bezüglich des grundlegenden Aufbaus und übereinstimmender Bezugszeichen wird auf die 1 verwiesen. Hierbei umfasst die Platte 11 zwei Isolationsschichten 4 und 14 sowie zwei Leitschichten 5 und 13. Wie im Ausführungsbeispiels gemäß 2, stellt dabei die erste Leitschicht den Schutz vor Teilentladungen dar, während die weitere Leitschicht 13 zumindest teilweise zur Kontaktierung weiterer elektrischer Bauteile genutzt wird. Auf der dem Magneten 2 zugewandten Oberfläche 17 der ersten Leitschicht 5 befindet sich eine Schutzschicht 18. Sie stellt einen Schutz vor äußeren Einflüssen dar und umschließt neben der Oberfläche 17 auch die Seiten der Platte 11. 5 shows a schematic representation of a fifth embodiment of the electric motor. With regard to the basic structure and matching reference numerals is on the 1 directed. This includes the plate 11 two insulation layers 4 and 14 as well as two conductive layers 5 and 13 , As in the embodiment according to 2 , The first conductive layer is the protection against partial discharges, while the other conductive layer 13 is at least partially used for contacting other electrical components. On the magnet 2 facing surface 17 the first conductive layer 5 there is a protective layer 18 , It provides protection against external influences and encloses beside the surface 17 also the sides of the plate 11 ,

6 zeigt eine Draufsicht auf eine teilweise streifenförmig eingeschlitzte, rechteckige Leitschicht. Die Leitschicht 19 kann in einem Linearmotor z. B. gemäß dem Ausführungsbeispiel von 8 eingesetzt werden. Sie weist mehrere Schlitze 20 auf. Dadurch wird der Innenkreisdurchmesser zusammenhängender Flächenanteile der Leitschicht 19 wesentlich verringert, wodurch Wirbelstromverluste reduziert werden können. Die Schlitze 20 erstrecken sich jeweils von der unteren Kante der Leitschicht 19 bis kurz vor die obere Kante der Leitschicht 19. Dadurch kann an der Leitschicht 19 mittels eines Kontaktpunktes Gehäusepotential angelegt werden. Falls die Leitschicht bereits durch z. B. Leiterzüge strukturiert ist, kann auf die Verwendung von Schlitzen verzichtet bzw. die Anzahl verringert werden. 6 shows a plan view of a partially strip-shaped slotted, rectangular conductive layer. The conductive layer 19 can in a linear motor z. B. according to the embodiment of 8th be used. It has several slots 20 on. As a result, the inner circle diameter of contiguous surface portions of the conductive layer 19 significantly reduced, whereby eddy current losses redu can be decorated. The slots 20 each extend from the lower edge of the conductive layer 19 until just before the upper edge of the conductive layer 19 , This can be done on the conductive layer 19 Housing potential can be applied by means of a contact point. If the conductive layer is already covered by z. B. conductor lines is structured, can be dispensed with the use of slots or the number can be reduced.

7 zeigt eine Draufsicht auf eine teilweise streifenförmig eingeschlitzte, kreisförmige Leitschicht. Die Leitschicht 19 weist mehrere Schlitze 20 auf, die sternförmig verlaufen. Die Leitschicht 19 kann in einem rotativen Elektromotor z. B. gemäß dem Ausführungsbeispiel von 8 eingesetzt werden. Falls mehrere Leitschichten vorgesehen werden, ist es vorteilhaft, einerseits nach Möglichkeit auf jeder Leitschicht Schlitze vorzusehen, und andererseits die Schlitze derart zu positionieren, dass die Schlitze von zwei benachbarten Leitschichten, also solchen die nur durch eine Isolationsschicht getrennt sind, nicht übereinander liegen. Bei rotativen Motoren können dazu zwei benachbarte, kreisrunde Leitschichten zueinander verdreht angeordnet werden. 7 shows a plan view of a partially strip-shaped slotted, circular conductive layer. The conductive layer 19 has several slots 20 on, which run in a star shape. The conductive layer 19 can in a rotary electric motor z. B. according to the embodiment of 8th be used. If a plurality of conductive layers are provided, it is advantageous to provide slots on each conductive layer, if possible, and to position the slots such that the slots of two adjacent conductive layers, ie those which are only separated by an insulating layer, do not overlap one another. In rotary motors, two adjacent, circular conductive layers can be arranged rotated relative to each other.

8 zeigt eine Schnittdarstellung eines sechstes Ausführungsbeispiels basierend auf einem Linearmotor. Hierbei bewegt sich die Spule 1 entlang einer senkrecht zur Zeichenebene stehenden Achse innerhalb zweier Reihen von Magneten 2. Die Spule 1 ist dabei an einem Trägerkörper 21 befestigt, während die Magnete 2 durch Halterungen 22 mit dem nicht dargestellten Elektromotorengehäuse verbunden sind. Kontaktierungen sind ebenfalls nicht dargestellt. Die Spule 1 weist in diesem Ausführungsbeispiel zwei Seiten auf, die den Magneten 2 zugewandt sind. Auf jeder dieser Seiten befindet sich eine erste Isolationsschicht 4. Auf dieser befindet sich, jeweils dem benachbarten Magneten 2 zugewandt, eine erste Leitschicht 5. Anstelle dieser Anordnung mit nur einer Isolations- und nur einer Leitschicht (entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß 1), kann dieses Ausführungsbeispiel auch z. B. mit den Ausführungsbeispielen gemäß den 2–5 kombiniert werden. Die erste Leitschicht 5 kann dabei zusätzlich gemäß 6 eingeschlitzt werden. 8th shows a sectional view of a sixth embodiment based on a linear motor. This is where the coil moves 1 along an axis perpendicular to the plane of the drawing within two rows of magnets 2 , The sink 1 is doing on a carrier body 21 fastened while the magnets 2 through brackets 22 are connected to the electric motor housing, not shown. Contacts are also not shown. The sink 1 has in this embodiment, two sides that the magnet 2 are facing. On each of these pages is a first insulation layer 4 , On this is located, in each case the neighboring magnet 2 facing, a first conductive layer 5 , Instead of this arrangement with only one insulation and only one conductive layer (according to the embodiment of FIG 1 ), This embodiment can also z. B. with the embodiments according to the 2 - 5 be combined. The first conductive layer 5 can additionally according to 6 be slashed.

9 zeigt eine Schnittdarstellung eines siebten Ausführungsbeispiels basierend auf einem rotativen Elektromotor. Hierbei bewegt sich die Trägerplatte 23 der Magnete um die dargestellte Rotationsachse. Hingegen sind die Spulen 1 auf einer entsprechenden Halterung 24 fest verankert. Dargestellt ist wiederum eine Ausführungsform mit nur einer Isolationsschicht 4 und einer Leitschicht 5 gemäß 1. Es können jedoch auch Kombinationen mit den Ausführungsbeispielen gemäß 2–5 eingesetzt werden. Darüber hinaus kann die erste Leitschicht 5 dabei zusätzlich gemäß 7 eingeschlitzt werden. 9 shows a sectional view of a seventh embodiment based on a rotary electric motor. This moves the carrier plate 23 the magnets around the illustrated axis of rotation. On the other hand, the coils 1 on a corresponding bracket 24 firmly anchored. Again shown is an embodiment with only one insulation layer 4 and a conductive layer 5 according to 1 , However, it is also possible combinations with the embodiments according to 2 - 5 be used. In addition, the first conductive layer 5 additionally in accordance with 7 be slashed.

10 zeigt eine Schnittdarstellung eines achten Ausführungsbeispiels basierend auf einem rotativen Elektromotor. Dargestellt ist links eine Schnittansicht in axialer Draufsicht und rechts eine Schnittdarstellung entlang der Achse A-A. Hierbei bilden die Spule 1, die erste Isolationsschicht 4 sowie die erste Leitschicht 5 den Läufer, während die Magnete 2 demgegenüber fest verankert sind. Die Herstellung des Elektromotors erfolgt dabei nach dem erfindungsgemäßen Verfahren: Die erste Leitschicht 5 sowie die erste Isolationsschicht 4 werden durch eine Leiterplatte gebildet. Diese wurde zunächst als Streifen hergestellt und durch Rundbiegen in die benötigte, zylindrische Form gebracht. Dabei ist zu beachten, dass der entstehende Spalt 25 möglichst klein ausfallen sollte, um den Teilentladungsschutz nicht zu stark zu reduzieren. Darüber hinaus kann der Spalt 25 auch derart platziert werden, dass dieser zwischen zwei Spulensegmenten innerhalb der Spule 1 angeordnet ist. Die zylindrische Leiterplatte wird nun um die Spule 1 gelegt, beide werden in eine Form platziert und diese mit einem Isolationsmittel ausgegos sen. Dabei kann sich eine weitere Isolationsschicht zwischen der Spule 1 und der ersten Isolationsschicht 4 bilden. Die Spule 1 kann hierbei entweder den Stator oder den Rotor bilden. 10 shows a sectional view of an eighth embodiment based on a rotary electric motor. Shown left is a sectional view in axial plan view and right a sectional view taken along the axis AA. This form the coil 1 , the first insulation layer 4 as well as the first conductive layer 5 the runner while the magnets 2 In contrast, are firmly anchored. The electric motor is produced by the method according to the invention: the first conductive layer 5 as well as the first insulation layer 4 are formed by a printed circuit board. This was first produced as a strip and brought by round bending in the required, cylindrical shape. It should be noted that the resulting gap 25 should be as small as possible in order not to reduce the partial discharge protection too much. In addition, the gap can be 25 also be placed such that this between two coil segments within the coil 1 is arranged. The cylindrical circuit board is now around the coil 1 placed, both are placed in a mold and ausgegos sen with an insulating agent. In this case, a further insulation layer between the coil 1 and the first insulation layer 4 form. The sink 1 This can form either the stator or the rotor.

11 zeigt eine Schnittdarstellung eines neunten Ausführungsbeispiels basierend auf einem rotativen Elektromotor. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel gemäß 10 umschließt die Spule 1 zusammen mit der ersten Isolationsschicht 4 und der ersten Leitschicht 5 den Magneten 2. Die Spule 1 kann hierbei entweder den Stator oder den Rotor bilden. 11 shows a sectional view of a ninth embodiment based on a rotary electric motor. In contrast to the embodiment according to 10 encloses the coil 1 together with the first insulation layer 4 and the first conductive layer 5 the magnet 2 , The sink 1 This can form either the stator or the rotor.

11: SpuleKitchen sink
22: Magnetmagnet
33: dem Magneten zugewandter Oberfläche der Spulethe Magnet facing surface of the coil
44: erste Isolationsschichtfirst insulation layer
55: erste Leitschichtfirst conductive layer
66: ArbeitsluftspaltWorking air gap
77: der Spule zugewandter Oberfläche des Magnetenof the Coil facing surface of the magnet
88th: weitere IsolationsschichtFurther insulation layer
99: weitere LeitschichtFurther conductive layer
1010: Platte aus Leiterplattenmaterialplate from printed circuit board material
1111: Platte aus Leiterplattenmaterialplate from printed circuit board material
1212: Platte aus Leiterplattenmaterialplate from printed circuit board material
1313: weitere LeitschichtFurther conductive layer
1414: weitere IsolationsschichtFurther insulation layer
1515: weitere LeitschichtFurther conductive layer
1616: weitere IsolationsschichtFurther insulation layer
1717: dem Magneten zugewandten Oberfläche der ersten Leitschichtthe Magnet facing surface of the first conductive layer
1818: Schutzschichtprotective layer
1919: Leitschichtconductive layer
2020: Schlitzeslots
2121: Trägerkörpersupport body
2222: Halterungenbrackets
2323: Trägerplattesupport plate
2424: Halterungbracket
2525: Spaltgap

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2005/0012404 A1 [0004]
- US 6674214 B1 [0004]
- DE 19800691 A1 [0015]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- http://en.wikipedia.org/wiki/Leiterplatte [0015]

Claims

Electric motor with an iron-free or low-iron construction, comprising as a first magnetic field generating element at least one electromagnetic coil whose magnetic field interacts with the magnetic field of a second, magnetic field generating element, wherein on at least one of the second, a magnetic field generating element facing A first insulating layer is located on the side of the at least one electromagnetic coil, characterized in that a first conductive layer is located on a side of the first insulating layer facing the second magnetic field generating element, a first region of the first conductive layer extending substantially over the entire extending first conductive layer has housing potential.

Electric motor according to claim 1, characterized in that between the first insulating layer and the first conductive layer at least one further insulating layer and another conductive layer, all of them Isolation and conductive layers are arranged alternately.

Electric motor according to claim 2, characterized in that between the first insulating layer and the first conductive layer exactly one more insulation layer and another conductive layer is located.

Electric motor according to claim 2 or 3, characterized in that also a first region of at least has a further conductive layer housing potential.

Electric motor according to claim 4, characterized in that at least one further Conductive layer of the first housing potential having area this conductive layer substantially over the entire conductive layer extends.

Electric motor according to one of claims 1-5, characterized in that at least one conductive layer the first region of this conductive layer over the entire conductive layer extends.

Electric motor according to claim 3 and 4, characterized in that the first region of the first Conductive layer extends over the entire first conductive layer, and that the first region of the another conductive layer in the Substantially extends over the entire further conductive layer.

Electric motor according to one of the claims 1-5 or 7, characterized in that the at least a conductive layer whose first area is not completely over the entire conductive layer extends on a second area of this Conductive layer, which is outside the first range, contact means for contacting the at least one electromagnetic coil, Having contact means for contacting sensors and / or sensors.

Electric motor according to claim 8, characterized in that the contact means of solderable pads consist.

Electric motor according to one of claims 1-9, characterized in that at least one conductive layer of a metallic layer, in particular of a copper layer consists.

Electric motor according to one of claims 1-9, characterized in that at least one insulating layer and an adjacent conductive layer is a board made of a printed circuit board material form.

Electric motor according to one of claims 2-9, characterized in that at least two pairs of adjacent Insulation layers and conductive layers at least one plate form a printed circuit board material.

Electric motor according to claim 11 or 12, characterized in that the thickness of the insulating layer the at least one plate is selected so that the electric motor insulation in the area of a working air gap solely through this insulation layer is guaranteed.

Electric motor according to one of claims 11-13, characterized in that between the at least one electromagnetic Coil and the facing this plate an additional Insulation layer is present.

Electric motor according to claim 14, characterized in that the additional insulation layer from a synthetic resin layer, preferably from an epoxy resin layer, consists.

Electric motor according to one of claims 1-15, characterized in that at least one conductive layer for reducing of eddy currents at least partially strip-shaped slashed.

Electric motor according to one of claims 2-15, characterized in that at least two conductive layers for reducing of eddy currents at least partially strip-shaped are slit, wherein the at least two conductive layers slotted in such a way are that slots of these two conductive layers are not one above the other lie.

Electric motor according to one of claims 1-17, characterized in that at least a conductive layer for reducing eddy currents is formed high impedance.

Electric motor according to claim 18, characterized in that the at least one high-impedance trained Conductive layer by a high-resistance material and / or a very small Layer thickness is formed.

Electric motor according to claim 19, characterized in that the high-resistance material has an 8- to 12-fold, especially a 10-fold, higher specific Has resistance as copper.

Electric motor according to one of claims 1-20, characterized in that at least one conductive layer consists of several Layers of conductive materials.

Electric motor according to one of claims 1-21, characterized in that on a the second, a magnetic field generating element facing side of the first conductive layer, a protective layer located.

Electric motor according to one of claims 1-22, characterized in that it is a permanent magnet synchronous motor is, wherein the second, a magnetic field generating element at least one permanent magnet is formed.

Electric motor according to claim 23, characterized in that with respect to an electric motor housing the at least one permanent magnet is fixedly arranged and the at least one electromagnetic coil moves.

Electric motor according to claim 23, characterized in that with respect to an electric motor housing the at least one electromagnetic coil fixedly arranged is and moves the at least one permanent magnet.

Electric motor according to one of claims 1-22, characterized in that it is an asynchronous motor.

Method for producing an electric motor with an ironless or low iron construction, comprising the steps: - Transfer one consisting of an electromagnetic coil first, a Magnetic field generating element with an insulating agent, so that after hardening on at least one surface the electromagnetic coil that is in operation of the electric motor facing a second magnetic field generating element, forms at least one insulation layer, - Apply a conductive layer on the areas of the at least one insulating layer, in the operation of the electric motor the second, generating a magnetic field Element facing, and - Contacting the conductive layer such that a first area substantially above the entire first conductive layer extends, housing potential having.

Method for producing an electric motor with an ironless or low iron construction, comprising the steps: - bring in one consisting of an electromagnetic coil first, a Magnetic field generating element and at least one plate consisting of printed circuit board material into a mold, wherein the at least one Plate is positioned so that a conductive layer of the at least one plate during operation of the electric motor a second, a magnetic field generating element is facing and - pouring out the mold with an insulating agent.

Method for producing an electric motor with an ironless or low-iron construction according to claim 27 or 28, characterized in that the insulating means synthetic resin, preferably epoxy resin.