马达系统技术方案

本发明专利技术涉及一种马达系统，该马达系统具有：定子；转子；马达轴，其与转子抗扭地机械联结并且限定马达系统的径向和轴向；产生热量的结构元件(5)，尤其功率半导体；控制机构，其构造成控制马达系统的运行；和壳体(6)，其中，壳体(6)具有：中心的第一室(7)，其中，定子、转子和产生热量的结构元件(5)布置在第一室(7)内，其中，产生热量的结构元件(5)与第一室(7)的外壁(8)相连接；和一定数量的第二室(9)，其中，第二室(9)径向地围绕第一室(7)，并且其中，第二室(9)形成用于引导冷却空气的封闭的通道。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】马达系统
本专利技术涉及一种马达系统。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种带有与现有技术相比优化的热特性的马达系统。本专利技术通过根据权利要求1的马达系统实现该目的。该马达系统首先具有定子、转子和马达轴。马达轴与转子抗扭地机械联结。马达轴限定马达系统的径向和轴向。轴向是马达轴的旋转轴线延伸的方向，径向是径向于马达轴的旋转轴线的方向。定子传统地可用于产生磁旋转场。定子可具有定子极，定子极设有单独绕组。转子可用于产生相对于转子固定的磁场，其与借助于定子产生的磁旋转场交互作用成使得产生所期望的马达转矩，该马达转矩经由马达轴被向外传递或发出。马达系统另外具有产生热量的结构元件，例如功率半导体、IGBT-模块、功率模块、操控电子设备、电流传感设备等等。产生热量的结构元件可用于产生磁定子旋转场。马达系统另外具有控制机构，其构造成控制马达系统的运行。控制机构与产生热量的结构元件有效连接且例如可与其一起形成变频器。马达系统另外具有壳体。该壳体具有中心的或内部的尤其柱状的第一室，其中，定子、转子和产生热量的结构元件(以及必要时控制机构)布置在第一室内。第一室可轴向地分段成一定数量的子室，这些子室例如可借助于隔热层彼此热隔离。对于该情况，例如可将定子和转子布置在第一子室中而可将产生热量的结构元件布置在第二子室中，其中，第一和第二子室彼此轴向错开并且彼此热隔离。产生热量的结构元件与第一室的外壁或外部的边缘或限制性的侧面尤其导热地相连接或机械地联结。第一室可根据规定的密封等级向外或相对于环境密封。另外壳体具有一定数量的(例如两个到十个、优选地四个)尤其柱状的和轴向伸延的第二室或通道，其中，第二室或通道部分地或完全地径向在外围绕第一室。换言之，第二室或通道在外侧环绕第一室。例如通过使第一室和第二室具有部分共同的壁区段，第二室或通道尤其导热地与第一室的外壁相连接。第二室形成封闭的轴向伸延的通道用于引导尤其以冷却空气的形式的冷却介质。例如可从外部将冷却空气吹入通道中。壳体可具有内部的柱体或柱状的区段，其形成第一室，其中，柱体或柱状的区段的侧表面(Mantelflaeche)形成外壁。内部的柱体可轴向地延伸。壳体可具有一定数量的外部的柱体，其形成该数量的第二室。外部的柱体可轴向地延伸。壳体可具有柱状的金属-连续浇铸轮廓(Stranggussprofil)或是柱状的金属-连续浇铸轮廓，其轴向地延伸。马达系统可具有第一和第二轴承盖(Lagerschild)，其中，内部的柱体的底面由第一轴承盖形成而内部的柱体的盖面(Deckflaeche)由第二轴承盖形成。换言之，中心的或内部的第一室由柱体形成，其中，柱体的侧表面在轴向上形成外壁而轴承盖形成端侧的或径向伸延的外壁。轴承盖的马达轴承(Motorlager)可布置成使得马达轴的旋转轴线共线于或平行于内部的或外部的柱体的轴向延伸。壳体的径向延伸的或径向的横截面(也就是说在垂直于马达轴的旋转轴线的横截平面中的横截面)可包含中心的主通孔和一定数量的径向地围绕主通孔的副通孔用于引导冷却空气。主通孔的径向的横截面面积可大于副通孔的相应的径向的横截面面积。柱状的壳体区段的通孔的面重心(Flaechenschwerpunkt)中，主通孔的面重心可最靠近整个横截面的面重心。定子和/或产生热量的结构元件可处于柱状的壳体区段的主通孔的径向延展之内。产生热量的结构元件可在带有限定的轴向延展(例如l到10cm)的规定的轴向区段内与第一室的外壁导热地相连接。产生热量的结构元件可在柱状的壳体的轴向区段内分布地布置在主通孔的周缘上。定子和功率模块可在轴向上依次布置在同一轴向壳体区段的主通孔内。产生热量的结构元件可与第一室的外壁或柱状的壳体区段导热地相连接成使得这些产生热量的结构元件将其发热量的大部分(也就是说>50%)经由第一室的外壁或柱状的壳体区段导出。壳体的不同部件可通过隔热层彼此退耦，隔热层布置在部件的接触面之间。定子的定子极可与第一室的外壁或柱状的壳体区段导热地相连接成使得定子极将其发热量的大部分(也就是说>50%)经由第一室的外壁或柱状的壳体区段导出。为了减少导热接触阻力(Wärmeleitkontaktwiderstand)可将塑性的改善导热的填料布置在产生热量的结构元件与第一室的外壁或柱状的壳体区段之间。在热退耦的情况下可使定子极的绕组通电成使得定子的时均运行温度(例如140°C)显著地(直至100K)高于功率半导体的允许的阻隔层温度，也就是说不进行从绕组至产生热量的结构元件的显著的热传递。尤其对于新型半导体材料(例如碳化硅等)可经由定子极的绕组使产生热量的结构元件去热。在该情况中须避免热退耦。产生热量的结构元件可直接地或经由至少一个由导热良好的材料构成的中间件与第一室的外壁或柱状的壳体区段机械地联结。为了减小导热接触阻力，在参与导热的部件处可设置有用于在相应的接触表面之间产生法向力的器件。用于产生法向力的器件可基于弹性结构。可使用例如弹簧环或填充有压缩空气的空心环。也可使用部件本身例如壳体的弹性的材料特性(螺纹连接)。法向力也可通过在轴向压入柱状的壳体中之后的内部的残余应力来产生。壳体可具有内部的柱体，其形成第一室，其中，柱体的侧表面形成外壁。壳体可具有一定数量的外部的柱体，其形成该数量的第二室。壳体可具有或是柱状的连续浇铸轮廓，在其中形成柱状的室。柱状的壳体区段可借助于成形或成型方法或挤出方法制成，例如连续浇铸、挤压成型(Strangpress)等。壳体或壳体的部分可由导热良好的材料构成，例如由铝合金构成。第二室或由第二室形成的轴向伸延的封闭的通道可具有增大表面积的结构，例如肋状物。可通过自然的对流和/或通过强制对流使冷却空气在通道中和在表面处运动。柱状的壳体可在至少一个轴向端部处通过端件来补充。端件也可设置为用于容纳马达轴承的器件并且例如分别形成轴承盖。端件可具有用于在另外的轴向通孔或由第二室形成的通道的方向上引导至少一个冷却空气流的器件。端件或轴承盖中的一个可具有用于紧固鼓风机的器件。端件或轴承盖可将主通孔相对于周围的空气和冷却空气流划界，使得污物不能侵入主通孔、也就是说马达内腔中。鼓风机可基于调温器功能(Thermostatfunktion)来运行。可使用单线圈操控和/或单相操控来给定子绕组通电(单线圈：例如带有12个所属的操控部的12个绕组；单相例如带有6个所属的操控部的12个绕组，例如经由全桥)。第一室的径向横截面可以是规则的多边形，或中心的柱状壳体区段的主通孔的横截面可以是规则的多边形。由于规则的多边形，在内部的第一室的外壁上或在内部的柱体的表面上形成平的面，产生热量的结构元件可简单地导热地接触到这些面上。马达系统可具有卷绕为环的中间回路电容器(Zwischenkreiskondensator)，其可具有用于联接到所谓的汇流排(Busbar)处的接口，其中，汇流排可用于形成中间回路联合。汇流排可具有带有至各个产生热量的结构元件和至少一个另外的电气部件(尤其至功率半导体)的接口的汇流条(Stromschiene)或多个汇流条的连接。该中间回路电容器可布置在轴向柱状的第一室内。定子极可与最靠近其的产生热量的结构元件形成机械地相连接的模块化的单元(单个部段(Einzelsegm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种马达系统(1)，其具有：‑定子(2)，‑转子(3)，‑马达轴(4)，其与所述转子(3)抗扭地机械联结并且所述马达轴限定所述马达系统(1)的径向和轴向，‑产生热量的结构元件(5)，尤其功率半导体，‑控制机构(13)，其构造成控制所述马达系统(1)的运行，和‑壳体(6)，其中，所述壳体(6)具有：‑中心的第一室(7)，其中，所述定子(2)、所述转子(3)和所述产生热量的结构元件(5)布置在所述第一室(7)内，其中，所述产生热量的结构元件(5)与所述第一室(7)的外壁(8)相连接，以及‑一定数量的第二室(9)，其中，所述第二室(9)径向地围绕所述第一室(7)，并且其中，所述第二室(9)形成用于引导冷却空气的封闭的通道。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.24 DE 102014223909.51.一种马达系统(1)，其具有：-定子(2)，-转子(3)，-马达轴(4)，其与所述转子(3)抗扭地机械联结并且所述马达轴限定所述马达系统(1)的径向和轴向，-产生热量的结构元件(5)，尤其功率半导体，-控制机构(13)，其构造成控制所述马达系统(1)的运行，和-壳体(6)，其中，所述壳体(6)具有：-中心的第一室(7)，其中，所述定子(2)、所述转子(3)和所述产生热量的结构元件(5)布置在所述第一室(7)内，其中，所述产生热量的结构元件(5)与所述第一室(7)的外壁(8)相连接，以及-一定数量的第二室(9)，其中，所述第二室(9)径向地围绕所述第一室(7)，并且其中，所述第二室(9)形成用于引导冷却空气的封闭的通道。2.根据权利要求1所述的马达系统(1)，其特征在于，-所述壳体(6)具有内部的柱体，其形成所述第一室(7)，其中，所述柱体的侧表面形成所述外壁(8)。3.根据权利要求2所述的马达系统(1)，其特征在于，-所述壳体(6)具有一定数量的外部的柱体，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：J韦特劳费尔，A马格瑙伊，T琼斯基，V格拉布斯，M埃利希，
申请(专利权)人：伦策驱动有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE