本发明专利技术提供了一种将电机的定子(10)焊接到冷却器(30)上的方法。首先，将所述定子(10)的至少一部分和/或所述冷却器(30)的至少一部分涂覆一层焊料(20,40)。然后，将所述定子(10)与所述冷却器(30)组合在一起，从而使所述焊料(20,40)介于所述定子(10)与所述冷却器(30)之间。最后，将所述冷却器(30)加热到所述焊料(20,40)的熔化温度，以便在所述定子(10)与所述冷却器(30)之间形成焊接。冷却器(30)还可用作支承。此外，本发明专利技术还提供了一种电机定子(10)，该电机定子包括定子支承(30)和介于定子(10)与定子支承(30)之间的焊接。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】向冷却器上焊接定子的方法以及焊接于定子支承的定子
本文介绍了将电机定子焊接到冷却器的方法以及电机定子。其中，该电机定子提高了电机散热性能。此外，还披露了使用上述电机定子的电机。这种情况下的电机应理解为内转子电机或外转子电机形式的电机。这种电机既可以是电动机，也可以是发电机。本文介绍的定子特别应用于各种车床(turningmachine，电机例如为同步及异步磁阻电机，永励磁电机或类似电机)因涡流或滞后效应在定子的电工钢片中产生热量，以及因欧姆损耗在绕阻中产生热量，是造成电机高功率损失的主要原因。由此产生的热能必须被排放掉。在具有平均比功率大约为5kW/kg的定子铁芯的高效电机中，即便这种电机为优化设计，该电机的大约10％的功率10％作为热量应该被排放掉。这种电机只能以高效冷却的方式操作，以便使定子铁芯和/或绕阻中的温度不至于超过所用材料的限制温度。对于外转子电机，举例来说，建议在定子内部实施冷却。对于内转子电机，举例来说，建议在定子外部实施冷却。
技术介绍
公开号为DE19651959A1的德国专利披露了一种内转子马达，该马达的定子外壳内浇铸有定子铁芯堆栈。出于冷却目的，在该定子铁芯堆栈周围设置有冷却管线圈绕阻。其中，该绕阻的线圈与由定子外壳和定子铁芯堆栈构成的组件形成一体。冷却管线圈可由具有椭圆形截面或扁平椭圆形截面的金属管制成。CompactDynamics公司的公开号为WO2002/075901A1的专利申请披露了一种具有外壳的流体冷却电机。在该电机中，定子和转子设置有定子线圈和/或转子线圈。该电机以热传导方式与冷却装置连接。该冷却装置设置在该电机的周围，并与该电机的电子电源控制器连接。该电子电源控制器划分为多个模块，其中各模块至少与定子线圈和转子线圈中的一个电连接。这些模块分布在该电机的周围，向外或向内成放射状排列在该冷却装置上，并以热传导的方式与该冷却装置连接。该冷却装置由多条流体通道穿透，且在其内外壁或内壁上设置有与至少一个流体通道连接的开口。设置在这些模块上的冷却部件伸入该流体通道。在这样一种已知的系统中，定子部件(定子段或定子环)通过导热胶粘剂与冷却器/定子支承结合在一起。该粘剂的导热值限制排放掉的功率损失。由于该粘剂上存在温度梯度，这样会在定子与冷却器/定子支承之间产生温差。该温差会引起不同的膨胀，由此会破坏该粘剂。对于粘剂的破坏会破坏热传导以及定子与冷却器/定子支承之间的机械连接，由此引起系统故障。公开号为DE102005043313A1的德国专利披露了一种带有液体冷却定子的旋转电机。公开号为DE10145521A1的德国专利披露了一种带有热交换器的电机冷却系统，该热交换器将来自定子的热量排放掉。公开号为DE102006044785A1的德国专利披露了一种液体冷却的电机，该电机采用一具有耐腐蚀冷却结构的冷却系统。公开号为DE19730865C2的德国专利介绍了一种用于冷却电子元件或由陶瓷材料制成的电路板的散热器。公开号为DE102004026490A1披露了一种通过热喷涂方式将焊料涂覆在基础材料上的方法。而公开号为DE1627541A的德国专利披露了一种使带有弧形焊接面的工件之间的焊接缝变得均匀的方法。还有一种由公开号为DE1627470A披露的方法，该方法用于将巴比特合金瓦焊接到基础材料的孔中。公开号为DE102008047076A1的德国专利介绍了一种带有焊料沉积物的焊接元件，其中该焊接元件设置有热交换器。公开号为DE202005004807U1的德国专利介绍了一种表层涂覆硬焊料的铝材元件。而公开号为DE3536296C1的德国专利介绍了一种凸轮轴，其中该凸轮轴具有一被焊入凸轮孔中的轴。潜在的问题连接材料的导热值会随着电机定子的冷却而有待增加。此外，不同元件之间的热连接和机械连接的稳定性有待提高。
技术实现思路
解决方案对于解决方案，本专利技术提供了一种将电机的定子焊接到冷却器上的方法。首先，将所述定子的至少一部分和/或所述冷却器的至少一部分涂覆一层焊料。然后，将所述定子与所述冷却器组合在一起，从而使所述焊料介于所述定子与所述冷却器之间。最后，将所述冷却器加热到所述焊料的熔化温度，以便在所述定子与所述冷却器之间形成焊接。在这种情况下，所述冷却器还用作支承。作为进一步的解决方案，本专利技术还提供了一种电机定子。该电机定子包括定子支承和介于该定子与该定子支承之间的焊接连接。在这种情况下，所述定子支承还用作冷却器。上述解决方案可在定子与冷却器/支承之间实现非常良好的热接触。此外，焊料可以维持元件之间热连接和机械连接的持久性。由于在定子与冷却系统间形成了稳定的热连接，因此可消除非常高的功率损耗。由此可以提高电机的电机功率。综上，上述解决方案促进了可能达到最佳的用于定子散热的冷却器热连接。由于冷却器还可用作支承，这样可通过非常牢固的焊接将作用于定子上的所有力传递至冷却器/定子支承。本专利技术方法及定子的特征和结构转子/定子支承可包含钢。定子可包含片状模复合材料(sheetmouldingcomposite,SMC)。在上述方法中，所述焊料包括锡，并且/或上述焊接可包含所述定子上的锡。因此，无需使用烈性的助熔剂，进而可避免因助熔剂所造成的定子损坏。使用作为膏剂或箔而应用于元件上的已知焊料添加材料，在装配元件时，有时会擦去膏剂和/或不稳定的钎焊箔。这样，对于带有粘剂/箔的定子表面的涂覆的控制困难造成的结果为：在加热步骤中在定子与冷却器之间形成了缺陷的热连接。在工作过程中，这种缺陷会引起电机的过热运行，甚至引起绕阻的短路。为了避免出现上述问题，通过将向定子和/或冷却器电镀锡来实施涂覆步骤。然后，这些元件在“干状态”下结合在一起，进而在为加热步骤进行准备的过程中确保了焊料的均匀分布。可以想到，本文中的实施例仅设置了一层锡。具体来说，只有定子具有一个锡层，其中冷却器不具有锡层，反之亦然。此外，定子或冷却器周面上的锡层无需完整无损。锡层可以包括凹陷，或举例来说，锡层可仅在某点或某个位置上涂覆于定子和/或冷却器。在一可行实施例中，当定子与冷却器组合在一起时，定子锡层与冷却器锡层一起形成了单一的连续焊料层，由此定子锡层与冷却器锡层彼此可相互补充。然而，这些锡层的构成还可具有对称或不对称的凹陷或间隙。定子支承或冷却器由至少一条流体通道穿过。所述至少一条流体通道或大致与冷却器/定子支承的中心纵轴线同轴，或以螺旋状形式或呈螺旋地穿过冷却器/定子支承。在本文中，冷却器的流体通道与定子的定子绕阻成一一对应的比例设置。作为另一种选择，流体通道与定子绕阻的数量比能够以任意形式变化。流体通道和/或定子绕阻可分别有规律或无规律、对称或非对称地设置在电机旋转轴线的周围。此外，流体通道和定子绕阻可沿对准旋转轴线的直线设置，或与之彼此交错设置。在本文中，流体通道和定子绕阻的任何共线及交错的组合都是能够想到的。在加热步骤中，凭借流过所述流体通道的导热介质来加热所述冷却器。由此，仅有焊料区域被加热到熔化温度以上，从而凭借定子材料的热阻使诸如定子绕阻等热敏元件几乎不会被加热。这样在加热步骤中，不会损坏热敏元件。此外，同必须将整个模块加热至熔化温度的方法相比，本专利技术方法需要的焊接能量要低得多。作为另一种选择，上述加热步骤在于：首先，将高沸本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种将电机的定子(10)焊接到冷却器(30)上的方法，其包括以下步骤：将所述定子(10)的至少一部分和/或所述冷却器(30)的至少一部分涂覆一层焊料(20,40)；将所述定子(10)与所述冷却器(30)组合在一起，从而使所述焊料(20,40)介于所述定子(10)与所述冷却器(30)之间；以及将所述冷却器(30)加热到所述焊料(20,40)的熔化温度，以便在所述定子(10)与所述冷却器(30)之间形成焊接(50)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.11.22 DE 102012022873.21.一种将电机的定子(10)焊接到冷却器(30)上的方法，其包括以下步骤：将所述定子(10)的至少一部分和/或所述冷却器(30)的至少一部分涂覆一层焊料(20,40)；将所述定子(10)与所述冷却器(30)组合在一起，从而使所述焊料(20,40)介于所述定子(10)与所述冷却器(30)之间；以及将所述冷却器(30)加热到所述焊料(20,40)的熔化温度，以便在所述定子(10)与所述冷却器(30)之间形成焊接(50)；其中所述冷却器(30)由至少一条流体通道(32)穿过；其特征在于，上述加热的步骤包括：将高沸点液体灌注入所述流体通道(32)；将所述冷却器(30)远离所述定子(10)的一侧感应加热，直至所述高沸点液体蒸发；以及冷凝所述流体通道内的所述高沸点液体，以便将所述焊料(20,40)加热至其熔化温度。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述焊料包括锡。3.根据权利要求2所述的方法，其中，通过向所述定子(10)和/或所述冷却器(30)电镀锡而实现所述焊料的涂覆步骤。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其中，所述冷却器(30)还用作支承。5.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其中，所述流体通道(32)的内部压力受限于泄压阀。6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述流体通道(32)的内部压力受限...
【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·松特海姆，迈克尔·门哈特，
申请(专利权)人：康派克特动力有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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