电机的散热制造技术

本发明专利技术涉及一种具有转子(4)的电机(2)，该转子包括转子组合叠片(6)，该转子组合叠片布置在轴(8)上。此外，电机(2)具有定子，该定子包括定子组合叠片(12)。最后，电机(2)还附带有壳体(22)，该壳体围绕转子组合叠片(6)和定子组合叠片(12)。本发明专利技术的目的在于，简单地进行散热。该目的通过使定子组合叠片(12)具有轴向地从定子组合叠片(12)的第一轴向端部延伸直至相对置的第二轴向端部的冷却通道(24)来实现。此外，电机(2)包括输送装置(34)，其构造用于输送冷却介质轴向地穿过冷却通道(24)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有转子的电机，该转子具有转子组合叠片。此外，电机具有定子，该定子包括定子组合叠片。最后，电机还附带有壳体，其围绕转子组合叠片和定子组合叠片。
技术介绍
在将电能转换成机械能时产生了热量形式的损耗。这种热量损耗必须排出，以避免机器的过热或损伤。此外，排出热量能够导致更高的效率。然而，附加的用于散热的装置又能够导致损耗，例如在风扇中能够出现通风损失。通常，电动机的冷却通过将空气或水作为散热介质来实现。如果散热介质是水，那么在电动机内则有与空气的情况中不同的部件。在某种程度上，将设计用于空气冷却的电动机改造成水冷却必然极其困难。这甚至能够导致改变了带电部分、即转子组合叠片或定子组合置片的置片剪切。在特定的运行状态时，在带电部分的绕组端部中例如由于振动而能够产生导体之间的相对移动。在没有合适的措施时，由于导体的相互摩擦能够损害其绝缘，这能够导致短路并最终导致机器故障。此外，绕组端部由于损耗而也遭受有热负载。电机冷却的一种方式是通过电机的壳体中的肋来进行冷却。在此，风扇隐藏在风扇罩下方并且在电机上的冷却肋之间输送有空气。通过承载件固定在壳体处的定子通过接触到壳体处来输出其热量。铸造壳体中的肋的大表面积用于所吹过的空气的散热。转子和绕组端部的冷却通过内部空气循环来实现。在内部循环中，第二风扇输送流体穿过转子经由绕组端部到壳体中的溢流通道中并经由其他的绕组端部再次输送到转子中。这种冷却方式需要两个冷却循环。为此，例如在出版物DE 188 25 92 Al中记载了一种用于电机冷却的布置。在此，电机具有由单个叠片组成的组合叠片，其中在组合叠片处布置有多个直接在外侧圆周处的冷却肋，其通过在各个叠片共有的部段中的冲压的凸起来构成。在出版物US 5，491，371中记载了一种具有定子组合叠片的电机，其中组合叠片的各个叠片形成了在定子组合叠片的外圆周处的冷却肋。能够应用水冷却来代替空气冷却。在此，电机在其壳体处、在带电部分的区域中在周向上具有轴向延伸的水通道。该通道充满水，带电部分将余热输出到水中。内部冷却循环的冷却根据与空气冷却相同的原理来进行。对此，例如出版物DE 10 2010 001 488 Al示出了一种具有轴热虹吸管的电机。该电机具有定子，定子通过冷却循环利用液态冷却剂来冷却。转子具有带有蒸发器和至少一个冷凝器的热虹吸管。该冷凝器连接到冷却循环处以用于冷却。在DE 10 2010 064 010 Al中记载了一种电机，其具有基体和转子轴，其中，基体包括至少一个定子。转子轴如下地支承在基体中，以使得转子轴能围绕旋转轴线旋转。在基体中布置有用于液态冷却介质的冷却通道。在第三实施方式中，电机能够实施成具有空气冷却的或者具有水冷却的。在以空气冷却来实施时，空气通过风扇从非驱动装置侧吹到壳体与定子组合叠片之间。由于壳体内部有外部气流，因此必须利用所谓的保护管保护绕组端部以抵御外部空气，以便遵守必要的保护类型。内部循环通过另外的风扇经由绕组端部进入到组合叠片中、轴向相对置的绕组端部中的轴向通道中，并通过转子和气隙再次回到风扇。由出版物WO 2012/159660 A2得知一种具有自承式壳体的电动发电机，该壳体具有组合叠片部段，其中，组合叠片部段容纳、固定并且至少部分地围绕了定子的由轴向层叠的叠片构成的组合叠片，其中各个叠片具有特别是带有八角形横截面的外部基本形状，且具有由径向布置的均匀分布在定子孔圆周处的槽所围绕的定子孔、径向地连接至其上的到定子孔等距离地延伸的磁轭背部、在磁轭背部与叠片的外部基本形状之间的区域中的轴向的叠片空隙。由EP 2 058 926 A2得知一种电动机冷却系统。在此，用于电动机的组件包括具有多个肋的换热器。肋确定了多个冷却空气通道，该冷却空气通道干扰了冷却气流走向，以便减少边界层的形成并改进热传递。由DE 10 2011 003 597 Al得知一种具有高效的定子冷却的电机。在此，电机具有定子，定子带有定子组合叠片和布置在定子组合叠片中的定子绕组。定子径向外侧地围绕了能围绕转子轴线旋转的转子。定子组合叠片通过压合或形状配合保持在电机的壳体中。定子组合叠片在径向外侧具有轴向延伸的接片，从而每两个在切向上相邻的接片与壳体限定了一个用于冷却介质的冷却通道。壳体在定子组合叠片的入口侧的端部区域中具有入口侧空隙并在定子组合叠片的出口侧的端部区域处具有出口侧空隙，从而冷却介质穿过入口侧空隙径向外侧地进入到冷却通道中，随后穿过冷却通道轴向地流向出口侧空隙并最终通过出口侧空隙朝向径向外侧地从冷却通道排出。在US 2735950中记载了一种电动机和一种冷却方法。在此，电机包括具有肋的定子组合叠片，通过肋形成了冷却通道。通过穿流过冷却通道的冷却剂能够排出定子中的热量损耗。在US 2010 0176668 Al中记载了一种具有柱形定子芯的定子。在此，定子芯具有多个狭槽，狭槽布置为在周向上到定子芯的内部圆周面有预定的距离。此外，定子包括具有端部部段的绕组，绕组从定子芯的轴向端部伸出。由DE 10 2006 005 316 Al得知一种用于电机的、特别是用于电动机的具有定子和转子的冷却装置。在定子的外侧设置有轴向延伸的槽状留空部，冷却管或冷却软管能够插入到该留空部中和/或该留空部能够借助通向冷却空气通道的盖板来闭合。在EP O 039 493 A2中记载了一种电机，其具有在转子轴中的热导管(Heat-Pipe)和多个在定子中的通风狭槽。在电动机运行期间，通过热导管冷却布置在转子轴处的转子。同时，定子通过穿引过定子的气流来冷却。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，简单地进行散热。根据本专利技术，该目的通过独立权利要求的内容来实现。本专利技术的有利的改进方案由属权利要求的特征得出。根据本专利技术，该目的通过具有转子的电机来实现，该转子包括布置在轴上的转子组合叠片。此外，电机具有包括定子组合叠片的定子，其中定子组合叠片具有冷却通道，该冷却通道轴向地从定子组合叠片的第一轴向端部延伸直至相对置的第二轴向端部。此外，电机具有输送装置，该输送装置构造用于输送冷却介质轴向地穿过冷却通道。最后，电机还包括壳体，该壳体围绕转子组合叠片和定子组合叠片。冷却介质能够是气态的冷却介质、特别是空气。由此实现了简单地布置具有集成的冷却通道的电机。根据本专利技术，定子组合叠片的绕组凸缘由塑料、尤其是树脂围铸。通过围铸的绕组凸缘提供了密封件，该密封件使得一侧的内部冷却循环和/或转子室与另一侧的外部冷却循环相互分开。在此，围铸的绕组凸缘能够通过外部冷却循环来冷却。优选地，定子组合叠片的绕组凸缘能够如下地由树脂围铸，即形成了光滑的柱形表面。压入的定子组合叠片能够优选地通过这两个树脂空心柱将定子的内部空间、特别是转子相对于外部空气进行密封，该情况通过在已装配的电动机中利用树脂空心柱通过相对于相应的轴承端盖的密封来挤压该内部空间的方式来实现。这具有以下优点，即浇铸的绕组端部能够通过外部空气直接冷却。其优点在于，不再需要用于冷却绕组端部的附加的内部循环。此外，能够取消另外必需的保护管并且在没有附加措施的情况下就能确保绕组端部的加固。本专利技术的一个实施方式提出，定子组合叠片在其圆周处能够具有肋，其中在分别相邻的肋之间能够构造有肋基底。借助于肋，定子组合叠本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机(2)，包括：转子(4)，所述转子包括转子组合叠片(6)，所述转子组合叠片布置在轴(8)上；定子(10)，所述定子包括定子组合叠片(12)，其中，所述定子组合叠片(12)具有冷却通道(24)，所述冷却通道轴向地从所述定子组合叠片(12)的第一轴向端部延伸至相对置的第二轴向端部；输送装置(34)，所述输送装置构造用于输送冷却介质轴向地穿过所述冷却通道(24)；以及壳体(22)，所述壳体围绕所述转子组合叠片(6)和所述定子组合叠片(12)，其特征在于，所述定子组合叠片(12)的绕组凸缘由塑料、特别是树脂所围铸，其中通过围铸的所述绕组凸缘(30)来实现密封件，所述密封件使得一侧的内部冷却循环和/或转子室与另一侧的外部冷却循环相互分开，其中围铸的所述绕组凸缘(30)能够通过所述外部冷却循环来冷却。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安·德格，本亚明·艾兴格，埃里克·约瑟夫，乌韦·沙夫，马蒂亚斯·舍雷尔，迈克尔·施特格赫尔，塞巴斯蒂安·魏斯，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE