具有绕组头经陶瓷环到定子支撑结构的热耦联的电机制造技术

本发明专利技术涉及一种电机，其具有转子和定子板叠。转子布置在转子轴上，转子轴支承在轴承中，从而让转子和转子轴能够围绕旋转轴线旋转。电机具有绕组系统，其在旋转轴线的方向上看经由中间部段从第一绕组头延伸至第二绕组头。第一绕组头是绕组系统的、在旋转轴线的方向上看在定子板叠的轴向端部处、超过定子板叠向外伸出的部段。定子板叠在其背离转子的侧面上与支撑结构接触。支撑结构在轴向方向上不仅覆盖定子板叠，而且还覆盖绕组头。在绕组头的区域内，分别布置有由陶瓷材料构成的导热装置，该导热装置具有至少一个基本环，该基本环布置在相应的绕组头和支撑结构之间，并且在压力下不仅贴靠在支撑结构处还贴靠在相应的绕组头处。

Thermally coupled motor with winding head through ceramic ring to stator support structure

The invention relates to an electric motor with a rotor and a stator plate stack. The rotor is arranged on the rotor shaft, and the rotor shaft is supported in the bearing so that the rotor and the rotor shaft can rotate around the rotating axis. The motor has a winding system that extends from the first winding head to the second winding head in the direction of the axis of rotation through the intermediate portion. The first winding head is the winding system and, in the direction of the rotating axis, the part extending outward beyond the stator plate at the axial end of the stator plate stack. The stator plate is folded in contact with the support structure from the side of the rotor. The supporting structure not only covers the stator plate stack but also covers the winding head in the axial direction. In the winding head region, a heat conducting device is composed of ceramic materials are arranged, the heat conducting device has at least one basic ring, the ring is arranged between the winding head and supporting structure, and not only is attached to the support structure is attached to the winding head corresponding under pressure.

【技术实现步骤摘要】
具有绕组头经陶瓷环到定子支撑结构的热耦联的电机
本专利技术涉及一种电机，其中，所述电机具有转子和定子板叠，其中，转子布置在转子轴上，转子轴支承在轴承中，从而使得转子和转子轴能够围绕旋转轴线旋转，其中，电机具有绕组系统，在旋转轴线的方向上看，该绕组系统经由中间部段从第一绕组头延伸至第二绕组头，其中，所述绕组系统的中间部段是绕组系统的、布置在定子板叠内的部段，其中，第一绕组头是绕组系统的、在旋转轴线的方向上看在定子板叠的轴向端部处、超过定子板叠向外伸出的部段，并且第二绕组头是绕组系统的、在旋转轴线的方向上看在定子板叠的另外的轴向端部处、超过定子板叠向外伸出的部段，其中，定子板叠在其背离转子的侧面上与支撑结构接触，其中，支撑结构在旋转轴线的方向上看不仅覆盖定子板叠，而且还覆盖这些绕组头。
技术介绍
在电机中，在运行时通常不仅在定子中而且在转子中也产生损耗。定子损耗通常由绕组损耗和交变磁化损耗组成。绕组损耗在绕组中通过绕组的欧姆电阻产生。交变磁化损耗在定子板叠中通过持续的交变磁化产生。在转子中，同样也在转子的叠片中出现交变磁化损耗。根据机器类型，还有可能在永磁体中出现涡流损耗，或者在转子架或转子绕组中出现电流损耗。在定子绕组中，尤其是绕组头中的损耗是一个局限性的因素，因为绕组头可能由于在定子板叠处的较差的连接而比嵌入定子板叠的、绕组的中心部分更差地冷却。尤其是在高度利用的电机中，正如在电动车中常见的那样，这些损耗必须尽可能高效地并且迅速地被输送走和冷却掉。此外，在绕组头中必须确保在绕组的不同阶段和位置之间的电绝缘。在现有技术中，定子板叠连同定子绕组一起经常通过水冷来冷却。为了这个目的，在常见的内转子中，在径向外部包围定子板叠的壳体中设置有冷却通道，其接入冷却回路。绕组通常利用树脂进行浸泡和/或滴入。然而，浸泡树脂仅仅具有非常弱的导热能力。为了绕组头的更好的导热连接，这些绕组头被部分地浇注，从而改善到壳体外罩的和因此到流体冷却回路的热排导。然而，使用的浇注材料(通常是树脂)仅仅具有几W/mK的导热能力。因此，绕组头在这种构造方式中也构成电机中的热点。为了将这些阶段和位置相互分隔开，通常使用绝缘纸。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，实现特别对绕组头的更好的冷却的可行性。该目的通过一种本专利技术的电机来实现。根据本专利技术，开头所述类型的电机通过以下方式构造，在绕组头的区域内，分别布置有由陶瓷材料构成的导热装置，相应的导热装置具有至少一个基本环，该基本环布置在相应的绕组头与支撑结构之间，并且相应的基本环在压力下不仅贴靠在支撑结构处，还贴靠在相应的绕组头处。陶瓷材料可以具有比较高的导热能力。其值可以直至300W/mK。由此已经改进了来自绕组头的热排导。此外，相应的绕组头处的导热装置与支撑结构挤压得越紧，热过渡就越好。由于以下情况，即相应的基本环在压力下不仅贴靠在支撑结构处而且还贴靠在相应的绕组头处(也就是夹在在相应的绕组头和支撑结构之间的中间空间内)，所以此外附加地改善了从相应的绕组头到相应的导热装置的、以及从那里到支撑结构的热传递。在电机的一种优选的构造方案中，基本环被划分成区段，该区段在围绕旋转轴线的切向方向上看分别仅仅覆盖整个圆的一部分。通过这种区段化的方式，通常能够更轻松地将基本环的各个区段导入相应的绕组头和支撑结构之间的中间空间内。就大小而言，这种区段化可以视需求而定。例如，这些区段可以覆盖180°、120°、90°、72°、60°或45°。也能够划分更多的区段并且由此每个区段覆盖更小的角度。此外，围绕旋转轴线地看，通常所有的区段覆盖相同的角度。但是，在个别情况下也有可能的是，当并非所有的区段都覆盖相同的角度。在另一个优选的构造方案中，导热装置分别具有附加环，该附加环布置在绕组头的朝向转子的侧面上，并且在径向上有压力的情况下贴靠在相应的绕组头处。通过这种构造方式尤其可以将作用于基本环上的有效压力最大化。此外还可以增大相应的导热装置贴靠在相应的绕组头处的面积。与基本环类似地，在电机的一种优选的构造方案中，附加环也被划分成多个区段，该区段在围绕旋转轴线的切向方向上看分别仅仅覆盖整个圆的一部分。通过这样区段化，通常更容易将附加环的各个区段导入相应的绕组头和转子或转子轴之间的中间空间内。就大小而言，这种区段化可以视需求而定。上述用于划分基本环的实施方式可以类似地应用。在另一个优选的构造方案中，导热装置分别具有中间环，该中间环从相应的基本环出发朝向转子延伸，从而使得基本环和相应的导热装置的中间环具有L形的形状，并且中间环在旋转轴线的方向上看贴靠在相应的绕组头处。通过这种构造方式可以增大相应的导热装置贴靠在相应的绕组头处的面积。在也存在附加环的情况下，尤其是相应的附加环和相应的基本环经由相应的中间环能够相互连接。由此至少在某些构造方案中，能够将相应的导热装置的三个单独的环-相应的基本环、相应的附加环和相应的中间环-安装为一个单元。与基本环和附加环类似地，在电机的一种优选的构造方案中，中间环也被划分成许多区段，该区段在围绕旋转轴线的切向方向上看分别仅仅覆盖整个圆的一部分。通过这样的区段化，通常更加容易安装中间环的各个区段。就大小而言，这种区段化可以是视需求而定的。上述用于划分基本环和附加环的实施方式可以类似地应用。原则上，可以相互独立地选择相应的导热装置的各个环的区段化方式。然而通常会选择相同的区段化方式。尤其是在不仅存在基本环还存在中间环以及附加环的情况下，各个区段在这种情况下具有U形的形状。在本专利技术的另一种优选的构造方案中，在绕组头中导入了陶瓷件。由此能够改善从各个绕组头的内部向相应的导热装置的热传输。尤其是这些陶瓷件的一部分能够与相应的导热装置机械地连接。由此能够不仅将从相应的绕组头向相应的导热装置的热传输而且甚至将从相应的绕组头到相应的导热装置内的热传输最优化。用来构成导热装置的陶瓷可以是视需求而定的。尤其是用来构成导热装置的陶瓷可以是玻璃陶瓷、氮化铝和/或氧化铝。优选地，绕组头连同它们相应的导热装置一起利用浇注材料被浇注。由此能够改善绕组头内的热传输和绕组头在导热装置处的热耦联。优选地，在支撑结构中或者在支撑结构和定子板叠之间布置有流体通道，用于电机的流体冷却剂处于这些流体通道中。通过这种构造方案能够改善来自壳体的热排导。附图说明结合下面对结合附图详尽阐述的实施例的说明，本专利技术的上述特征、特点和优点以及实现的方式和方法更加清楚易懂。在此以示意图示出：图1示出穿过电机的纵向剖面图，图2示出图1的纵向剖面图的局部，图3示出沿着图1中的线III-III穿过图1中的电机的横截面图，图4示出穿过电机的纵向剖面图的局部，图5示出沿着图4中的线V-V穿过图1中的电机的横截面图，图6示出穿过电机的纵向剖面图的局部，图7示出沿着图6中的线VII-VII穿过图5中的电机的横截面图，以及图8示出穿过电机的纵向剖面图的局部。具体实施方式根据图1，总体上用附图标记1表示的电机具有定子板叠2和转子3。转子3布置在转子轴4上，其本身支承在轴承5中。转子3和转子轴4由此能够围绕旋转轴线6旋转。定子板叠2在径向外部包围转子3。电机1因此构造内转子。然而，电机1也可以构造成外转子马达。在这种情况下，定子板叠2布置在转子3的径向内部。到目前为止还有下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机，其中，所述电机具有转子(3)和定子板叠(2)，其中，所述转子(3)布置在转子轴(4)上，所述转子轴支承在轴承(5)中，从而使得所述转子(3)和所述转子轴(4)能够围绕旋转轴线(6)旋转，其中，所述电机具有绕组系统，在所述旋转轴线(6)的方向上看，所述绕组系统经由中间部段(8)从第一绕组头(7)延伸至第二绕组头(9)，其中，所述绕组系统的中间部段(8)是所述绕组系统的、布置在所述定子板叠(2)中的部段，其中，所述第一绕组头(7)是所述绕组系统的、在所述旋转轴线(6)的方向上看在所述定子板叠(2)的轴向端部处、超过所述定子板叠(2)向外伸出的部段，并且所述第二绕组头(9)是所述绕组系统的、在所述旋转轴线(6)的方向上看在所述定子板叠(2)的另外的轴向端部处、超过所述定子板叠(2)向外伸出的部段，其中，所述定子板叠(2)在所述定子板叠的背离所述转子(3)的侧面上与支撑结构(10)接触，其中，所述支撑结构(10)在所述旋转轴线(6)的方向上看不仅覆盖所述定子板叠(2)，而且还覆盖所述第一绕组头(7)和所述第二绕组头(9)，其特征在于，在所述第一绕组头(7)和所述第二绕组头(9)的区域内，分别布置有由陶瓷材料构成的导热装置(12，12’)，相应的所述导热装置(12，12’)具有至少一个基本环(13)，所述基本环布置在相应的所述第一绕组头(7)或所述第二绕组头(9)与所述支撑结构(10)之间，并且相应的所述基本环(13)在压力下不仅贴靠在所述支撑结构(10)处，还贴靠在相应的所述第一绕组头(7)或所述第二绕组头(9)处。...

【技术特征摘要】
2015.09.30 DE 102015218929.51.一种电机，其中，所述电机具有转子(3)和定子板叠(2)，其中，所述转子(3)布置在转子轴(4)上，所述转子轴支承在轴承(5)中，从而使得所述转子(3)和所述转子轴(4)能够围绕旋转轴线(6)旋转，其中，所述电机具有绕组系统，在所述旋转轴线(6)的方向上看，所述绕组系统经由中间部段(8)从第一绕组头(7)延伸至第二绕组头(9)，其中，所述绕组系统的中间部段(8)是所述绕组系统的、布置在所述定子板叠(2)中的部段，其中，所述第一绕组头(7)是所述绕组系统的、在所述旋转轴线(6)的方向上看在所述定子板叠(2)的轴向端部处、超过所述定子板叠(2)向外伸出的部段，并且所述第二绕组头(9)是所述绕组系统的、在所述旋转轴线(6)的方向上看在所述定子板叠(2)的另外的轴向端部处、超过所述定子板叠(2)向外伸出的部段，其中，所述定子板叠(2)在所述定子板叠的背离所述转子(3)的侧面上与支撑结构(10)接触，其中，所述支撑结构(10)在所述旋转轴线(6)的方向上看不仅覆盖所述定子板叠(2)，而且还覆盖所述第一绕组头(7)和所述第二绕组头(9)，其特征在于，在所述第一绕组头(7)和所述第二绕组头(9)的区域内，分别布置有由陶瓷材料构成的导热装置(12，12’)，相应的所述导热装置(12，12’)具有至少一个基本环(13)，所述基本环布置在相应的所述第一绕组头(7)或所述第二绕组头(9)与所述支撑结构(10)之间，并且相应的所述基本环(13)在压力下不仅贴靠在所述支撑结构(10)处，还贴靠在相应的所述第一绕组头(7)或所述第二绕组头(9)处。2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述基本环(13)被划分成区段(15)，该区段在围绕所述旋转轴线(6)的切向方向上看分别仅仅覆盖整个圆的一部分。3.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，所述导热装置(12，12’)分别具有附加环(16)，所述附加环布置在所述第一绕组头...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊夫·伯克哈特，库尔特·施泰德尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE