旋转设备、马达以及冷却马达的方法技术

本发明专利技术提供一种用于生成旋转功率的马达，该马达包括：一个定子，用于接收电功率；一个转子，其相对于该定子同轴地布置并且具有一个或多个磁体，所述一个或多个磁体被布置在该转子上以使得响应于该定子接收电功率，引起该转子旋转；该转子包括一个具有内壁的转子壳体，所述磁体围绕该壳体布置，且其中该内壁具有沿着该转子壳体的长度延伸的用于冷却剂流动的多个曲折路径。优选地，该马达具有一个输出轴，该输出轴被至少部分轴向地布置在该转子壳体内；该内壁被成形为用于与该输出轴接合并且以便驱动该输出轴。

Rotating equipment, motors and methods of cooling motors

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转设备、马达以及冷却马达的方法本专利技术涉及旋转设备、马达以及冷却马达的方法。电动马达被广泛用作生成牵引力的装置。然而，已知的是，牵引马达引起的一个问题是，会在牵引马达内生成大量的热。马达的冷却是重要的，以便避免对马达内的热敏感部件的损害。期望提供成本更低或性能密集更大的马达。然而，如下文将解释的，满足此期望的马达会在正常操作中经历马达内转子的更显著加热。一种马达(诸如三相同步马达)通常将包括一个定子和一个转子。定子被布置成，在使用中接收电功率以生成变化的磁场。转子被同轴地布置在定子以内且通常由定子围住，该转子包括若干永磁体，所述永磁体在该变化的磁场的影响下引起转子旋转。因此，通过提供电功率，可以得到旋转输出。实质上，可以以相反顺序使用相同的设备生成电力。换言之，如果通过旋转驱动输入驱动转子，则在定子线圈中将生成电压。在申请人共同未决国际专利申请WO-A-2014/057245中，描述了一种旋转设备、马达以及冷却马达的方法。此文档的整个内容通过引用纳入本文。如在WO-A-2014/057245中解释的，提供了一种旋转设备，该旋转设备包括用于接收或输出电功率的定子。一个转子被同轴地布置在该定子内，且具有布置在其上的一个或多个磁体。该转子包括一个转子壳体，该转子壳体具有内壁，所述磁体围绕该壳体布置，且其中该转子还包括一个导管，该导管具有用于冷却剂在该转子的第一端和该转子的第二远侧端之间流动的轴向部件。该转子还包括一个或多个径向流体导管，所述径向流体导管被流体地联接到轴向流体导管，且在使用中被布置成从轴向流体导管接收冷却剂或向轴向流体导管提供冷却剂，该内壁具有用于冷却剂流动的一个或多个流体路径。因此，通过使冷却剂沿着所述一个或多个流动路径流动，该转子被冷却。在WO-A-2014/057245中描述的旋转设备、马达以及方法工作非常良好。期望提供一种装置，通过该装置从这样的旋转设备提供替代输出。流体冷却旋转设备或马达的其他实施例被描述于US-A-7,579,725、US-A-4,647,805、US-A-5,589,720、WO-A-90/09053、DE-A-19913199、US-A-4,692,644、US-A-8,022,582、US-A-2001/0308071、US-A-3,521,094、US-A-3,060,335、US-A-3,240,967、US-A-4,350,908、US-A-5,424,593、GB-A-16979、GB-A-2,483,122以及DE-A-3,622,231中。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于生成旋转功率的马达，该马达包括：一个定子，用于接收电功率；一个转子，其被同轴地布置在该定子内并且具有一个或多个磁体，所述一个或多个磁体被布置在该转子上以使得响应于该定子接收电功率来引起该转子旋转，该转子包括一个具有内壁以及第一端和第二端的转子壳体，且其中该壳体具有用于冷却剂流动的一个或多个路径(诸如曲折路径)，所述一个或多个路径沿着该转子壳体的长度延伸，且被配置为引导流动从该转子壳体的该第一端到该第二端并且返回到该第一端。马达被设置有用于冷却剂的一个或多个曲折路径。所述曲折路径被布置成使冷却剂在两个方向上在该转子壳体上流动。首先，冷却剂能够从第一输入端流动到第二远侧端，且然后流体被重新引导以仍然在该转子壳体上在相反的轴向方向上流动。因此，在该转子壳体自身内不需要用于流体流动的空间或装置，这意味着此空间可以被用于其他功能。为了冷却剂的流动不需要或不设置中心轴向导管，且因此转子内的体积可以保持为空。实际上，在一些实施方案中，由于不存在用于冷却剂流动的中心导管，因此在该转子壳体内限定了中心空隙。这意味着可以减少转子(和马达)整体的质量。在一个实施方案中，该输出轴被至少部分地轴向地布置在该转子壳体内，该内壁被成形为用于与该输出轴接合并且驱动该输出轴。本马达包括输出轴，该输出轴至少部分地轴向地位于该转子壳体内，同时仍然能够在该转子壳体的一个表面上实现流体冷却。该马达包括用于冷却剂流动的曲折路径，且在两个方向上提供冷却剂在该转子壳体上的流动。首先，冷却剂能够从第一输入端流动到第二远端，且然后流体被重新引导以仍然在该转子壳体上在相反的轴向方向上流动。因此，在该转子壳体自身内不需要用于流体流动的空间或装置，这意味着此空间可以被用于其他功能。在本系统中，此空间或空地被用来围住该转子的输出轴，这意味着提供了紧凑且高效率的马达。在该转子内提供的空间可以为任何其他需要或期望的功能空出来。一个实施例是纳入一个扭转振动阻尼器。这样的扭转振动阻尼器可以被用来更改其中可以设置该马达的总动力系(powertrain)系统的特性并且在其内提供阻尼，以便增加传动系(drivetrain)耐久性和/或改善噪声、振动和声振粗糙度(NVH)。扭转振动阻尼器的一个非限制性实施例是使用弹性体元件来将转子联接到输出轴。另一个是液压阻尼器，其中当马达转子向输出轴或从输出轴施加或抵抗扭矩时，流体(诸如油)被迫在2个或更多个室之间。此外，用于冷却剂的双通流体路径的使用确保转子的第一端和第二端之间的最大温度差被最小化，且因此总的来说最大转子温度被最小化。在一个实施例中，该第一端和第二端之间的温度差是7℃，通过采用双通设计该温度差被减小到1/2至3.5℃。在WO-A-2014/057245的系统中，转子和冷却剂的平均温度沿着其长度变化，这是由于当冷却剂沿着曲折路径的长度流动时，热量被冷却剂吸收。在进入曲折路径时，冷却剂处于起始温度T1。当它顺着转子的长度传递时吸收热量，使得在第二端处冷却剂的平均温度将是例如T2。温度升高将由在传递期间接收例如Q＝1的热量引起。在沿着转子的长度的任何点取在该相同轴向位置处所有冷却剂的平均温度，存在该温度的变化，其通常可能与轴向位置和总温度差线性相关。与之相比，在本系统中，由于双通流动系统，在该相同轴向位置处所有冷却剂的平均温度将大体上恒定，因为在任何轴向位置处将在相反-平行路径中存在一些冷却剂在一个方向上流动和一些冷却剂在另一个方向上流动。平均值将是大体上恒定的。在一个实施方案中，该马达包括在该壳体内的一个或多个弹性体元件，所述一个或多个弹性体元件被配置为在该马达操作时驱动输出轴。在此实施方案中，一个或多个弹性体元件被用来将转子的旋转联接到输出轴。由于在转子壳体自身上设置双向冷却剂流动而在转子壳体内设置或空出的空间被用于容纳一个或多个弹性体联接构件。这是特别有利的，因为它实现转子的旋转到输出轴的阻尼和/或低刚度联接。在一些应用(诸如该马达在机动车辆的混合动力发动机内的使用)中，这是有用的，因为当将来自该轴的功率联接到内燃机时，阻尼和/或低刚度是有利的。在一个实施方案中，该转子壳体具有大体上圆柱形的外部形状，且该壳体的内壁具有用于与所述一个或多个弹性体元件接合的一个或多个径向凸出物。在一个实施方案中，所述径向凸出物是轴向向内朝向该输出轴凸出的径向翅片(fin)。在一个实施方案中，该输出轴具有与该转子壳体的向内凸出的径向翅片相互交叉的多个向外凸出的径向翅片。在一个实施方案中，在向内凸出的翅片和向外凸出的翅片之间限定角扇区，且其中所述弹性体元件被设置在扇区区域内。在一个实施方案中，所述径向凸出物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生成旋转功率的马达，该马达包括：一个定子，用于接收电功率；一个转子，其相对于该定子同轴地布置并且具有一个或多个磁体，所述磁体被布置在该转子上，以使得响应于该定子接收电功率来引起该转子旋转，该转子包括一个具有第一端和第二端的转子壳体，所述磁体围绕该壳体布置，且其中该壳体具有用于冷却剂流动的一个或多个曲折路径，所述曲折路径沿着该转子壳体的长度延伸，且被配置为引导流动从该转子壳体的第一端到第二端并且返回到第一端。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.02 GB 1613324.11.一种用于生成旋转功率的马达，该马达包括：一个定子，用于接收电功率；一个转子，其相对于该定子同轴地布置并且具有一个或多个磁体，所述磁体被布置在该转子上，以使得响应于该定子接收电功率来引起该转子旋转，该转子包括一个具有第一端和第二端的转子壳体，所述磁体围绕该壳体布置，且其中该壳体具有用于冷却剂流动的一个或多个曲折路径，所述曲折路径沿着该转子壳体的长度延伸，且被配置为引导流动从该转子壳体的第一端到第二端并且返回到第一端。2.根据权利要求1所述的马达，包括一个输出轴，该输出轴被至少部分轴向地布置在该转子壳体内，该内壁被成形为用于与该输出轴接合并且驱动该输出轴。3.根据权利要求1所述的马达，包括在该壳体内的一个或多个弹性体元件，所述弹性体元件被配置为在该马达运行时驱动该输出轴。4.根据权利要求3所述的马达，其中该转子壳体具有大体上圆柱形的外部形状，且该壳体的内壁具有用于与所述一个或多个弹性体元件接合的一个或多个径向凸出物。5.根据权利要求4所述的马达，其中所述径向凸出物是轴向向内朝向该输出轴凸出的径向翅片。6.根据权利要求5所述的马达，其中该输出轴具有与该转子壳体的向内凸出的径向翅片相互交叉的多个向外凸出的径向翅片。7.根据权利要求6所述的马达，其中在向内凸出的翅片和向外凸出的翅片之间限定角扇区，且其中所述弹性体元件被设置在扇区区域内。8.根据权利要求4所述的马达，其中所述径向凸出物被限定为该转子壳体的波状外形内表面的一部分。9.根据权利要求8所述的马达，其中该输出轴具有一个波状外形表面，该波状外形表面具有一个或多个凹处，以与该转子壳体的轮廓限定用于容纳所述一个或多个弹性体元件的纵向空隙。10.根据权利要求8或9所述的马达，其中该马达包括呈纵向构件的形式的多个弹性体元件。11.根据权利要求8至10所述的马达，其中所述纵向构件是圆柱形的。12.根据权利要求1至11中的任一项所述的马达，其中所述曲折路径是螺旋形的。13.根据权利要求1至12中的任一项所述的马达，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·克罗斯，
申请(专利权)人：整体动力系统有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB