用于船舶的电动吊舱驱动器制造技术

一种用于船舶的电动吊舱驱动器，具有：电动机，该电动机具有定子(1)和相对于定子同轴地布置的轴(6)；带有至少一个壳体部分(2)的壳体，该壳体部分在轴向方向上至少部分地沿着定子延伸并且其在周向方向上至少部分地包围定子；以及至少一个绕组头(7)，该绕组头相应地在轴向端侧从定子伸出。为了提供具有改进的冷却的电动吊舱驱动器而提出，电动吊舱驱动器具有至少一个流体动力机器(5)，其布置在轴和壳体之间并且其与轴抗扭地连接，其中，至少一个绕组头能够通过借助于至少一个流体动力机器能循环的第一冷却介质冷却。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于船舶的电动吊舱驱动器
本专利技术涉及一种用于船舶的电动吊舱驱动器，具有：电动机，该电动机具有定子和相对于定子同轴地布置的轴；带有至少一个壳体部分的壳体，该壳体部分在轴向方向上至少部分地沿着定子延伸并且其在周向方向上至少部分地包围定子；以及至少一个绕组头，该绕组头相应地在轴向端侧从定子伸出。
技术介绍
这种类型的电动吊舱驱动器例如作为驱动单元应用在船舶中，其中，吊舱驱动器处于船体的外部和水面之下，尤其是处于海水中，并且驱动螺旋桨。这种类型的吊舱驱动器也称为POD驱动器。在此，在这种类型的电动吊舱驱动器中，电动机的损耗热量必须以合适的方式排导，从而使得机器在运行中保持在恒定的和可接受的温度水平上。迄今为止，定子的热排散在壳体表面上通过对流来实现。定子叠片组收缩到壳体中，由此确保良好的热传递。但是，由此不能充分地冷却绕组头，因为其并不接触壳体并且因此热量不能直接地传递到壳体处并进而传递到水处。DE877254C公开了一种吊舱驱动器，其具有在电动机壳体中的电动机，其中该电动机壳体由吊舱壳体包围并且在电动机壳体和吊舱壳体之间设置有环形通道。在此，该环形通道由进入到吊舱中的水穿流。DE19826229A1公开了另外的吊舱驱动器，其固定在船体的伸出部处。在此，在伸出部下部件处设置有冷却件。此外，吊舱驱动器的轴设计成空心轴，该空心轴能够由海水穿流。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种具有改进的冷却的电动吊舱驱动器。该目的通过开头所述类型的电动吊舱驱动器这样地实现，即该电动吊舱驱动器具有至少一个流体动力机器，该流体动力机器布置在轴和壳体之间并且其与轴抗扭地连接，其中，至少一个绕组头能够通过借助至少一个流体动力机器能循环的第一冷却介质冷却。在电机中，特别是对绕组头的冷却常常是有问题的，因为绕组头在运行时被强烈地加热并且绕组头因此在排热不良时形成具有热积累的位置、即所谓的“热点”。因此根据本专利技术设置有至少一个流体动力机器，其与轴抗扭地连接并且在径向方向中布置在轴和壳体、尤其是至少一个壳体部分之间。在此也可以考虑的是，至少一个流体动力机器与转子抗扭地连接，该转子又与轴抗扭地连接。优选的是，相应的流体动力机器布置在相应的绕组头的轴向区域中。至少一个流体动力机器实现了第一冷却介质的循环，由此能够对至少一个绕组头进行冷却。在此，冷却循环这样地形成，即至少一个绕组头的废热由第一冷却介质接收并且输出到较冷的位置处，从而在完全执行冷却循环之后获取至少一个绕组头的另外的废热。优选的是，该冷却循环布置在相应的绕组头区域中，其中，较冷的位置尤其是壳体的或者至少一个壳体部分的内侧。因此，绕组头的废热可以借助第一冷却介质输出到壳体，该壳体最后将废热输出到围绕电动吊舱驱动器的水。因为相应的绕组头在运行中明显比水热，因此实现了起作用的冷却循环。通过至少一个流体动力机器与轴的抗扭连接确保了，当该轴以相对较高的转数运行并且因此电动吊舱驱动器转换相对大的电功率时，冷却是特别强力的。同时，通过抗扭的连接可靠地阻止了，电动吊舱驱动器被运行并且产生废热但是不提供冷却。该不希望的局面例如能够出现在具有单独供给的外通风机的吊舱驱动器中，当该吊舱驱动器利用驱动功率供给但是外通风机由于技术故障而不能被供给电功率时。根据本专利技术的装置此外实现了电动吊舱驱动器相对于承载吊舱驱动器的伸出部封装地设计。这对电动吊舱驱动器的寿命有积极的影响，因为上述的冷却循环可以在电动吊舱驱动器的内部封闭地实施并且因此可以阻止，即由强烈的腐蚀作用的海水与电动机的定子和另外的组件进行直接接触。在本专利技术的有利的设计方案中，第一冷却介质是空气。相应的至少一个流体动力机器设计成轴通风机，由此可以在绕组头区域中展现出成本低廉并进而可靠的冷却循环。在本专利技术的另一个有利的设计方案中，设置有至少一个第一冷却件，其与至少一个壳体部分热接触并且借助其能够对冷却介质进行冷却。至少一个第一冷却件例如可以实施成冷却肋或者多个冷却肋，其与至少一个壳体部分热接触。通过壳体或者至少一个壳体部分具有增大了用于冷却的表面的这类冷却肋的方式，至少一个第一冷却件尤其能够与壳体或者至少一个壳体部分材料配合地实施。此外可以考虑的是，在第一冷却介质的冷却循环中设置导向件，其以流体技术上高效的方式将冷却介质流从至少一个流体动力机器向相应的绕组头、从相应的绕组头向至少一个第一冷却件和/或从至少一个第一冷却件向至少一个流体动力机器导向。有利的是，至少一个第一冷却件这样地成型，即例如通过至少一个第一冷却件的特别大的表面实现从第一冷却介质高效地吸收废热并且同时满足对第一冷却介质的流动的偏转功能。冷却功率在此例如能够由此实现，即至少一个第一冷却件沿着相应的绕组头区域的整个轴向长度和/或在至少一个壳体部分和轴的整个区域中在径向方向中延伸。如果第一冷却介质设计为空气并且至少一个流体动力机器实施成轴通风机，那么被加热的空气就可以经由构造成空气导向片的第一冷却件并且通过其冷却肋偏转。该冷却肋处于机器壳体的径向内侧处，例如以收缩环的形式。该冷却肋也可以径向地在机器轴的方向上延长，从而扩大有效的回冷却表面。回冷却的空气又由轴通风机抽吸。在本专利技术的另外的有利的设计方案中，设置有至少一个第一进入口和至少一个第一排出口，其中，在相应的第一进入口和相应的第一排出口之间设置有至少一个基本上垂直于轴向方向延伸的第一冷却通道，其中，在吊舱驱动器相对于至少部分地围绕吊舱驱动器的水相对运动时，水能够穿过相应的第一进入口、至少一个第一冷却通道和相应的第一排出口流动，其中，穿过至少一个第一冷却通道流动的水通过至少一个第一分隔件与第一冷却介质分隔。由于至少一个第一冷却通道可以实现对电动吊舱驱动器的废热的特别高效的排放，因为废热直接地输出到水，水至少部分地绕着电动吊舱驱动器流动。在此，尤其是水的高热容以及通常与转子温度相比的较低的水温是有利的。特别良好的冷却能够由此实现，即设置有多个这种类型的冷却通道。因为电动吊舱驱动器通常在含盐的海水中运行，因此至少一个这样地成型的冷却通道优选至少部分地由特别抗腐蚀的并且同时良好导热的材料、尤其是铜铝合金或者铜制成。在此，该材料至少在含海水的氛围中是抗腐蚀的，其中，这种材料特性尤其应该在电动吊舱驱动器的合乎规定的使用期间、尤其是当吊舱驱动器浸入到水中或者海水中时实现。由此达到了一种疲劳强度，其实现吊舱驱动器持续多年地在海水中运行。尤其是可以选择这样的材料，即确保例如根据用于大气环境条件的腐蚀性分类C4或者C5-I或者根据DINENISO12944-2的用于水的Im2或者Im3的充分的抗腐蚀性。因此例如可以考虑，即该材料与海水直接接触。可替换的是，该材料能够与冷却空气或者其他的冷却介质接触，其通过电动吊舱驱动器在海水中的运行而含盐并因此呈现出上述的含海水的气体环境。因此，至少一个冷却介质例如能够设计成液体的或者气态的，尤其是为此可以考虑具有循环的冷却水的或者循环的冷却空气的封闭式冷却循环。例如，充分的抗腐蚀性可以解释为在5和15年之间的保护时间或者解释为超过15年的保护时间，如在DINENISO12944-5中所阐述的那样。替换的或者附加的是，材料的抗腐蚀性这样地选择，即材料在电动吊舱驱动器的符合规定的运行期间的剥蚀率少于100μm，尤其是少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于船舶的电动吊舱驱动器，具有：‑电动机，所述电动机具有定子(1)和相对于所述定子(1)同轴地布置的轴(6)；‑带有至少一个壳体部分(2)的壳体，所述壳体部分在轴向方向上至少部分地沿着所述定子(1)延伸并且所述壳体部分在周向方向上至少部分地包围所述定子(1)；‑至少一个绕组头(7)，所述绕组头相应地在轴向端侧处从所述定子(1)伸出，其特征在于，至少一个流体动力机器(5)，所述流体动力机器布置在所述轴(6)和所述壳体之间，并且所述流体动力机器与所述轴(6)抗扭地连接，其中，至少一个所述绕组头(7)能够通过第一冷却介质冷却，所述第一冷却介质能借助至少一个所述流体动力机器(5)循环。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.07.18 DE 102013214082.71.一种用于船舶的电动吊舱驱动器，具有：-电动机，所述电动机具有定子(1)和相对于所述定子(1)同轴地布置的轴(6)；-带有至少一个壳体部分(2)的壳体，所述壳体部分在轴向方向上至少部分地沿着所述定子(1)延伸并且所述壳体部分在周向方向上至少部分地包围所述定子(1)；-至少一个绕组头(7)，所述绕组头相应地在轴向端侧处从所述定子(1)伸出，其特征在于，至少一个流体动力机器(5)，所述流体动力机器布置在所述轴(6)和所述壳体之间，并且所述流体动力机器与所述轴(6)抗扭地连接，其中，至少一个所述绕组头(7)能够通过第一冷却介质冷却，所述第一冷却介质能借助至少一个所述流体动力机器(5)循环，设置有至少一个第一进入口(13)和至少一个第一排出口(14)，其中，在相应的所述第一进入口(13)和相应的所述第一排出口(14)之间设置有至少一个基本上垂直于轴向方向延伸的第一冷却通道(11)，其中，在所述吊舱驱动器相对于至少部分地围绕所述吊舱驱动器的水相对运动时，所述水能够穿过相应的所述第一进入口(13)、至少一个所述第一冷却通道(11)和相应的所述第一排出口(14)流动，其中，穿过至少一个所述第一冷却通道(11)流动的水通过至少一个第一分隔件(12)与所述第一冷却介质分隔。2.根据权利要求1所述的电动吊舱驱动器，其中，所述第一冷却介质是空气。3.根据权利要求1或2所述的电动吊舱驱动器，其中，至少设置有第一冷却件(4)，所述第一冷却件与至少一个所述壳体部分(2)热接触并且借助所述第一冷却件能够冷却所述第一冷却介质。4.根据权利要求1或2所述的电动吊舱驱动器，其中，设置有至少一个第二冷却件(19)，所述第二冷却件与至少一个所述第一分隔件(12)热接触并且借助所述第二冷却件能够对所述第一冷却介质进行冷却。5.根据权利要求3所述的电动吊舱驱动器，其中，设置有至少一个第二冷却件(19)，所述第二冷却件与至少一个所述第一分隔件(12)热接触并且借助所述第二冷却件能够对所述第一冷却介质进行冷却。6.根据权利要求1或2所述的电动吊舱驱动器，其中，至少一个所述第一进入口(13)和/或至少一个所述第一排出口(14)成型为，在所述吊舱驱动器相对于围绕所述吊舱驱动器的水相对运动时能够提高穿过至少一个所述第一冷却通道(11)流动的水的流动速度。7.根据权利要求5所述的电动吊舱驱动器，其中，至少一个所述第一进入口(13)和/或至少一个所述第一排出口(14)成型为，在所述吊舱驱动器相对于围绕所述吊舱驱动器的水相对运动时能够提高穿过至少一个所述第一冷却通道(11)流动的水的流动速度。8.根据权利要求1或2所述的电动吊舱驱动器，其中，所述电动吊舱驱动器具有转子(3)，所述转子至少逐段地成型为空心圆柱体形，其中，在所述吊舱驱动器的一个轴向端部处设置有第二进入口(23)并且在所述吊舱驱动器的另一个轴向端部处设置有第二排出口(24)，其中在所述第二进入口(23)和所述第二排出口(24)之间设置有基本上在轴向方向上延伸的第二冷却通道(21)，所述第二冷却通道穿引过所述转子(3)的空心圆柱体形的部段，其中，在所述吊舱驱动器相对于至少部分地围绕所述吊舱驱动器的水相对运动时，所述水能够穿过所述第二进入口(23)、所述第二冷却通道(21)和所述第二排出口(24)流动，其中，穿过所述第二冷却通道(21)流动的水通过至少一个第二分隔件(22)与所述第一冷却介质分隔。9.根据权利要求7所述的电动吊舱驱动器，其中，所述电动吊舱驱动器具有转子(3)，所述转子至少逐段地成型为空心圆柱体形，其中，在所述吊舱驱动器的一个轴向端部处设置有第二进入口(23)并且在所述吊舱驱动器的另一个轴向端部处设置有第二排出口(24)，其中在所述第二进入口(23)和所述第二排出口(24)之间设置有基本上在轴向方向上延伸的第二冷却通道(21)，所述第二冷却通道穿引过所述转子(3)的空心圆柱体形的部段，其中，在所述吊舱驱动器相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托夫·巴尔策，弗兰克·赛布伊克，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE