具有改善的冷却的电机制造技术

本发明专利技术涉及一种电机，包括：空心圆柱形的定子(1)；在定子(1)中能围绕旋转轴线(2)旋转地支承的转子(3)；壳体(4)，具有在其中布置有定子(1)和转子(2)的空心圆柱形的第一壳体部件(5)，以及在其中布置有空心圆柱形的第一壳体部件(5)的空心圆柱形的第二壳体部件(6)；以及热交换罩(7)，其布置在第一壳体部件(5)和第二壳体部件(6)之间。为了提供具有改善的冷却的电机而提出，热交换罩(7)具有至少一个基本上螺旋轨道形地围绕旋转轴线(2)延伸的导向部件(8)以及基本上轴向地延伸的、穿过相应的导向部件(8)引导的管(9)，其中电机至少区段式地如下地设计，使得第一冷却介质能在第一轴向优先方向上穿过第一壳体部件(5)引导，其中热交换罩(7)至少区段式地如下地设计，使得第一冷却介质能够在管(9)之间螺旋轨道形地在相应的导向部件(8)处、沿着与第一轴向优先方向相反设置的第二轴向优先方向引导，其中热交换罩(7)至少区段式地如下地设计，使得第二冷却介质能在轴向方向上穿过管(9)引导。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电机，包括：空心圆柱形的定子；在定子中能围绕旋转轴线旋转地支承的转子；壳体，其具有空心圆柱形的第一壳体部件和空心圆柱形的第二壳体部件，在第一壳体部件中布置有定子和转子，在第二壳体部件中布置有空心圆柱形的第一壳体部件；以及热交换罩，其布置在第一壳体部件和第二壳体部件之间。
技术介绍
这种类型的电机例如作为空气冷却的电机使用。这样的电机常常或者通过外部通风或者自身通风进行冷却循环。这种类型的电机经常单流程地且管冷却地设计，其中至今为止例如冷却空气都平行于紧凑布置的冷却管道、沿着机器轴线流动。由DE102012213070A1公开了一种具有用于通过在冷却罩中流动的流体冷却的冷却罩的电机，其中冷却罩包括具有内罩和外罩的罩，其中该罩在轴向端部处具有开口。此外，冷却罩包括密封件，其布置在该开口中，以及包括径向的变形部，其将罩与密封件连接，其中径向的变形部延伸到该开口中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有改善的冷却的电机。该面对通过开头所述类型的电机如下地实现，热交换罩具有至少一个基本上螺旋轨道形地围绕旋转轴线延伸的导向部件以及基本上轴向延伸地、穿过相应的导向部件引导的管，其中，电机至少区段式地如下地设计，使得第一冷却介质能够在第一轴向优先方向上穿过第一壳体部件引导，其中，热交换罩至少区段式地如下地设计，使得第一冷却介质能够在管之间螺旋轨道形地在相应的导向部件处、沿着与第一轴向优先方向相反的第二轴向优先方向引导，其中，热交换罩至少区段式地如下地设计，使得第二冷却介质能在轴向方向上穿过管引导。电机的特别有效的冷却尤其通过热交换罩实现。在运行期间，第一冷却介质能够吸收电机的、尤其是在第一壳体部件中布置的定子和转子的废热，并且通过热交换罩输出给第二冷却介质。为了改善的热传输，在此设置有至少一个导向部件，其基本上螺旋轨道形地围绕旋转轴线延伸。螺旋轨道在此被理解为一种曲线，其以基本上恒定的斜度围绕圆柱体的罩缠绕，并且也被描述为蜗形线(Helix)，螺纹线或者螺旋线。第一冷却介质在相应的导向部件处顺沿引导，从而能够至少区段式地螺旋轨道形地在相应的部件处顺沿流动。第一冷却介质的设定的冷却介质流动因此具有轴向流动分量与在周向方向上的流动分量的叠加。为了输入和输出第一冷却介质，热交换罩相应地具有空隙。在此提出，第一冷却介质在第一壳体部件中至少区段式地在第一轴向优先方向上并且在冷却罩中沿着第二轴向优先方向引导。尤其可以封闭地设计出在其中引导第一冷却介质的第一冷却循环，这进一步带来提高的防爆的优点。第二冷却介质穿过基本上轴向延伸的管经由热交换罩引导，其中该管实际上穿透相应的导向部件。例如，在其中引导第二冷却介质的第二冷却循环设计为封闭的或者开放的，其中，第二冷却循环优选引导第二冷却介质在经过热沉，从而使第二冷却介质能够排出电机的废热。优选的是，第二冷却循环在此开放地设计，从而使第二冷却介质从电机的或者壳体的外部引入到壳体中，并且最后再次向电机的或者壳体的外部排出。由第一冷却介质吸收的电机的废热因此能够通过该管输出给第二冷却介质。在此特别有利的是，第一冷却介质基于螺旋轨道形的引导经由相应的导向部件不平行于在其中可以流动有第二冷却介质的管地引导。进一步提出，第一冷却介质倾斜地直至几乎垂直于管地引导，由此能够实现特别良好的热传递。提出的电机因此尤其通过第一冷却介质的改善的和优化的引导来实现改善的冷却。在此，由第一冷却介质通过管到第二冷却介质的热传递特别有利地进行设计，尤其是相对于平行地由冷却介质环流的管。例如空气、冷却水或者油可以被选择用于第一冷却介质和/或第二冷却介质。这尤其取决于电机的、提供的构造空间的和可能存在的供应接口的待排除的热量。优选的是，在此空气尤其在封闭的第一冷却循环中作为第一冷却介质使用。优选在开放的第二冷却循环中的空气，或者例如通过相应的供应管道引入和排出的冷却水可以作为第二冷却介质使用。优选的是，一个或者多个导向部件至少沿着定子的四分之三的轴向延伸部、尤其是至少沿着定子的整个轴向延伸部进行延伸。管优选在轴向方向上长于一个或者多个导向部件的轴向延伸，其中，管优选至少沿着定子的整个轴向延伸部延伸，尤其是至少沿着包括绕组头在内的定子的全部轴向延伸部延伸。管在原则上能够具有环形的横截面，或者尤其是为了扩大表面而具有其他类型的横截面。在本专利技术的一个有利的设计方案中，相应的导向部件如下地设计，使得相应的螺旋轨道的倾斜角最高为60°，优选10°至30°。也称为螺距角的倾斜角取决于螺距高度和螺旋轨道的半径，其中，螺距高度是在轴向方向上的如下的长度，即相应的导向部件在完全旋转一周时在轴向方向上缠绕的长度。能够从螺距高度和周长的商中计算出作为反正切的倾斜角，其中周长为2乘以圆周率π乘以半径。通过倾斜角同时确定冲击角(Auftreffwinkel)，第一冷却介质能够以该角度向着管流动。在小的或者大的倾斜角时，第一冷却介质的流几乎垂直地或者几乎平行地冲击到管上。有利的是，螺距高度如下地选择，即倾斜角最高为60°，优选的是该倾斜角在50°至0°的范围中，其中，特别有利的结果能够利用从10°至30°的倾斜角实现。相应地，冲击角为至少30°，优选的是冲击角在40°至低于90°的范围中，其中，特别良好的结果能够利用从60°至80°的冲击角实现。在本专利技术的一个有利的设计方案中红，电机如下地设计，使得第一冷却介质流体密封地与第二冷却介质隔离。两种冷却介质的流体密封的隔离实现了特别良好的防爆。由此能够尤其可靠地阻止的是，有点燃风险的灰尘能够侵入到具有高电压的电机的区域中，尤其是定子附近以及也许转子附近。流体密封的隔离例如能够由此实现，即在其中引导有第一冷却介质的第一冷却循环设计成封闭的。在本专利技术的另一个有利的设计方案中，定子具有定子有源部件，并且在其相应的轴向端侧处具有从定子有源部件伸出的绕组头，其中，转子具有转子有源部件，其中，转子至少在第一轴向端侧处具有至少一个转子开口，其中，转子和定子在多个轴向位置处具有径向向外开放的转子冷却通道以及定子冷却通道，其中，转子冷却通道与相应的转子开口连接，其中，在定子和第一壳体部件之间布置有至少一个凹槽，相应流动的第一冷却介质能够穿过凹槽在轴向方向上引导。在第一壳体部件内部，第一冷却介质至少区段式地沿着第一轴向优先方向引导，其中，转子在此至少在其第一轴向端侧处具有至少一个转子开口。相应的转子开口与沿着转子的轴向延伸部布置的转子冷却通道连接，从而第一冷却介质通过相应的转子开口和冷却通道能够穿过转子流动。在此，第一冷却介质的流穿过相应的转子开口基本上在轴向方向上延伸，并且穿过径向向外开放的转子冷却通道基本上在径向方向上延伸。为了低损失地引导第一冷却介质的流，定子冷却通道如转子冷却通道一样在大约相同的轴向位置处布置，其中，第一冷却介质的流因此也穿过定子基本上在径向方向上延伸。在径向向外开放的定子冷却通道上连接有在定子和第一壳体部件之间布置的相应的凹槽，从而使得第一冷却介质接下来能基本上在轴向方向上穿过相应的凹槽流动。这种类型的设计方案实现了对电机的有源部件的可靠冷却。优选的是，转子在此具有搭接轴(Stegwelle)，在其上布置有转子有源部件，例如转子叠片组或者有永磁装置。相应的转子开口和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机，包括：‑空心圆柱形的定子(1)；‑在所述定子(1)中能围绕旋转轴线(2)旋转地支承的转子(3)；‑壳体(4)，所述壳体具有空心圆柱形的第一壳体部件(5)和空心圆柱形的第二壳体部件(6)，在所述第一壳体部件中布置有所述定子(1)和所述转子(3)，在所述第二壳体部件中布置有空心圆柱形的所述第一壳体部件(5)；‑热交换罩(7)，所述热交换罩布置在所述第一壳体部件(5)和所述第二壳体部件(6)之间，其特征在于，所述热交换罩(7)具有至少一个基本上螺旋轨道形地围绕所述旋转轴线(2)延伸的导向部件(8)以及基本上轴向地延伸的、穿过相应的所述导向部件(8)引导的管(9)，其中，所述电机至少区段式地如下地设计，使得第一冷却介质能够在第一轴向优先方向上穿过所述第一壳体部件(5)引导，其中，所述热交换罩(7)至少区段式地如下地设计，使得所述第一冷却介质能够在所述管(9)之间螺旋轨道形地在相应的所述导向部件(8)处、沿着与所述第一轴向优先方向相反设置的第二轴向优先方向引导，其中，所述热交换罩(7)至少区段式地如下地设计，使得第二冷却介质能在轴向方向上穿过所述管(9)引导。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.14 EP 14176877.01.一种电机，包括：-空心圆柱形的定子(1)；-在所述定子(1)中能围绕旋转轴线(2)旋转地支承的转子(3)；-壳体(4)，所述壳体具有空心圆柱形的第一壳体部件(5)和空心圆柱形的第二壳体部件(6)，在所述第一壳体部件中布置有所述定子(1)和所述转子(3)，在所述第二壳体部件中布置有空心圆柱形的所述第一壳体部件(5)；-热交换罩(7)，所述热交换罩布置在所述第一壳体部件(5)和所述第二壳体部件(6)之间，其特征在于，所述热交换罩(7)具有至少一个基本上螺旋轨道形地围绕所述旋转轴线(2)延伸的导向部件(8)以及基本上轴向地延伸的、穿过相应的所述导向部件(8)引导的管(9)，其中，所述电机至少区段式地如下地设计，使得第一冷却介质能够在第一轴向优先方向上穿过所述第一壳体部件(5)引导，其中，所述热交换罩(7)至少区段式地如下地设计，使得所述第一冷却介质能够在所述管(9)之间螺旋轨道形地在相应的所述导向部件(8)处、沿着与所述第一轴向优先方向相反设置的第二轴向优先方向引导，其中，所述热交换罩(7)至少区段式地如下地设计，使得第二冷却介质能在轴向方向上穿过所述管(9)引导。2.根据权利要求1所述的电机，其中，相应的所述导向部件(8)如下地设计，使得相应的螺旋轨道的倾斜角(10)最高为60°，优选10°至30°。3.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其中，所述电机如下地设计，使得所述第一冷却介质流体密封地与所述第二冷却介质隔离。4.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其中，所述定子(1)具有定子有源部件(11)，并且在所述定子的相应的轴向端侧(12，13)处具有从所述定子有源部件(11)伸出的绕组头(14)，其中，所述转子(3)具有转子有源部件(15)，其中，所述转子(3)至少在第一轴向端侧(12)处具有至少一个转子开口(16)，其中，所述转子(3)和所述定子(1)在多个轴向位置处具有径向向外开放的转子冷却通道(17)以及定子冷却通道(18)，其中，所述转子冷却通道(17)与相应的所述转子开口(16)连接，其中，在所述定子(1)和所述第一壳体部件(5)之间布置有至少一个凹槽(19)，相应流动的所述第一冷却介质能够穿过所述凹槽在轴向方向上引导。5.根据权利要求4所述的电机，其中，所述电机至少在所述电机的所述第一轴向端侧(12)处具有至少一个第一导向装置(20)，所述第一冷却介质借助于所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：格尔德·格拉纳，瓦尔特·普茨，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE