双磁通电机制造技术

本发明专利技术涉及一种包括转子(3)、定子、外壳(6)和用于定子的冷却装置的电机。转子(3)和定子围绕纵向轴线(xx)是同轴的，并且定子包括磁通发生器(5)。用于冷却定子的装置包括用于使流体循环的至少两个装置，至少一个第一循环装置在定子内纵向延伸以形成由F1A和F1B形成的第一磁通，并且至少一个第二循环装置位于所述定子的周边以形成第二磁通F2。本发明专利技术还涉及借助这样的电机来电气化的涡轮压缩机和压缩机。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双磁通电机
本专利技术涉及一种用于电机，特别是可以在用于压缩诸如液态流体或气态流体的工作流体的电辅助压缩设备中使用的电机。本专利技术尤其涉及一种在将气态流体传送至任一装置之前藉由压缩机压缩气态流体的装置，气态流体在此为空气，压缩机为分开的或与涡轮机相关联从而形成涡轮增压器，并且更具体地是将气态流体传送至内燃机的进气口。本专利技术可以特别地证实与运输领域(例如，发动机或重载运输)、航空航天领域、发电领域或食品工业、石油工业、建筑领域或医疗/辅助医学领域是有关的。事实上，如广为所知的，内燃机所传递的功率取决于馈送入该发动机的燃烧室的空气量，该空气量本身与该空气的密度成比例。因此，当需要高功率时，通常在允许外部空气进入该燃烧室之前，通过压缩外部空气来增加该空气量。这种已知为涡轮增压的运行可以使用任何装置来实现，诸如由电机电气驱动的分开的压缩机(电气化的压缩机)，或与涡轮机以及电机相关联从而形成电气化涡轮增压器的压缩机。
技术介绍
在上述两种情况下，与压缩机相关联的电机可以是多种类型的。一种是具有小气隙且绕组靠近转子的电机，该电机提供最佳的磁通引导和优化的效率。这种类型电机的优点是具有一定的紧凑性，这有时在对其冷却方面可能是个问题，并且需要用于散热的特定系统。为了不侵入压缩机的空气进气口，这种类型的电机通常在电气化压缩机的情况下位于离心式压缩机的背面上，或在电气化涡轮增压器的情况下位于压缩机与涡轮机之间，尽管在后一种情况下由于靠近涡轮机而存在不利的热环境。通常，压缩机、涡轮机和电机之间的联接是刚性的。这种类型的机器也可以位于压缩机侧上，但是相对远离空气进气口，以免干扰它。在专利US-2014/0,373,532、US-8,157,543、US-8,882,478、US-2010/0,247,342、US-6,449,950、US-7,360,361、EP-0,874,953或EP-0,912,821中更详细地描述了这种类型的系统。在这些专利中公开的冷却系统提供了对定子的外部冷却，这使得系统在设计及其集成方面更为复杂。另一类型的机器是具有大气隙的电机，该气隙有时可能几厘米长，以允许工作流体从中通过，从而使得能够尽可能靠近压缩系统而在有利得多的热环境中集成。然而，这种大的气隙涉及在转子与定子之间磁通过的磁通方面缺陷，并且因此对于相同的功率输出而言，限制了电机的固有效率和定子的尺寸。在专利EP-1,995,429、US-2013/169,074或US-2013/043,745中特别地描述了这种类型的电机。最近已出现一种新型的机器。这是一种设有定子格栅的机器，在专利申请FR-3,041,831(WO-2017/050,577)和FR-3,048,022中对其进行了更详细的描述。被称为“定子-格栅”电机的该电机包括转子和定子。定子包括沿着定子周向设置的多个径向通道、容纳在这些径向通道中的磁通发生器以及接纳转子的定子轴承。磁通发生器例如是线圈。径向通道包括面对磁通发生器的流体循环通路。此外，径向通道由也被称为“定子齿”的径向齿分开。与其它两种类型的机器相比，该机器具有在冷却和电气性能方面提供更好的折衷的优势。然而，在一些运行条件下，由通过循环通路的流体流引起的冷却可能证明是不足的，流体流率被设定成达到总体系统性能目标，而与对机器的固有冷却的需要无关。对于所有这些电机，定子的冷却是对于提高电机的寿命、增加其运行范围和提高其效率的主要挑战。然而，这种冷却又不应影响最大输出功率。类似地，冷却不应显著影响系统的成本或尺寸。此外，电机的性能对于电气化压缩机的性能非常重要，并且更确切地说，在电气化涡轮增压器的情况下非常重要。对于所有类型的电机都出现类似的问题。此外，对于电气化涡轮增压系统类型的解决方案，当通过电机的流率高时，使用定子格栅电机可能显得受限。它可能产生高压降，从而可能降低系统的整体性能。为了满足上述要求，本专利技术涉及一种电机，包括转子、定子、外壳和用于冷却所述定子的装置，转子和定子沿着纵向轴线是同轴的，定子包括磁通发生器。定子冷却装置包括至少两个流体循环装置。至少一个第一循环装置在定子内纵向延伸，并且至少一个第二循环装置围绕定子的周边定位。因此，电机设置有有效的冷却装置，该冷却装置定位成尽可能靠近磁通发生器并且位于磁通发生器的任一侧上，而不影响磁通或铁损。此外，这种冷却装置不会引起显著的额外成本或系统尺寸的重大变化。这种冷却装置简单，并且它不使用闭合流体回路，闭合流体回路会需要添加泵和其它设备，并且引起流体消耗。最后，通过不使所有工作流体通过定子格栅，实现了限制由机器对流体产生的压降。本专利技术还涉及一种配备有这样的电机的压缩设备以及用该类型的电机电气化的涡轮增压器。
技术实现思路
根据本专利技术的设备涉及一种电机，该电机包括转子、定子、外壳和用于冷却所述定子的装置，转子和定子沿着纵轴线是同轴的，定子包括磁通发生器，特征在于，所述用于冷却所述定子的装置包括至少两个流体循环装置，至少第一循环装置在所述定子内纵向延伸，并且至少第二循环装置围绕所述定子的周围定位。有利地，定子包括沿着所述定子周向设置的多个径向通道，所述径向通道由径向齿界定，所述磁通发生器被容纳在所述径向通道中，所述径向通道形成面向所述磁通发生器的所述至少第一流体通道。优选地，流体可以是空气，并且更优选地是取自周围介质的、在周围温度下的空气。根据本专利技术的一实施例，至少第二循环装置设置在所述磁通发生器和外壳之间根据本专利技术的一变型，通入所述至少第二循环装置的入口相对于所述至少第一循环装置是径向的。替代地，所述至少第二循环装置的入口是轴向的。根据本专利技术的一实施例，所述第二循环装置的出口是径向的。替代地，所述第二循环装置的出口是轴向的。有利地，第二循环装置在其出口处包括用于基本上径向定向流体流的装置，以混合在所述至少两个循环装置中循环的所述流体。有利地，所述至少第二循环装置包括位于所述至少第二循环装置的入口或出口处的主动或被动流量调节装置。优选地，所述至少第二循环装置包括在所述至少第二循环装置的水平处的翅片，并且优选地翅片从所述至少第二循环装置的、与流体流动方向正交的部段的一端延伸到另一端。本专利技术还涉及一种用于气态或液态流体的压缩设备，该压缩设备包括压缩装置，压缩装置具有用于待压缩的所述流体的进口、用于所述经压缩的流体的出口，所述用于压缩所述流体的装置由压缩机轴承载并被容纳在所述进口和所述出口之间，并且包括根据上述特征中的一项的电机，所述电机相对于流体的流动方向位于所述压缩装置上游。此外，本专利技术还涉及一种电气化的涡轮增压器设备，其包括根据上述特征中的一项的压缩设备和包括膨胀装置，所述膨胀装置和所述压缩设备紧固于同一旋转轴，从而允许所述膨胀装置和所述压缩设备共同旋转。附图说明根据本专利技术的系统的其它特征和优点将从参照附图、阅读对以非限制性示例的方式给出的实施例的以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机(10)，包括转子(3)、定子(12)、外壳(6)和用于冷却所述定子的装置，所述转子(3)和所述定子(12)沿着纵向轴线(xx)是同轴的，所述定子(12)包括磁通发生器(5)，其特征在于，所述用于冷却所述定子(12)的装置包括至少两个流体循环装置，至少第一循环装置在所述定子(12)内纵向延伸，并且所述第二循环装置围绕所述定子(12)的周边定位。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180308 FR 18520121.一种电机(10)，包括转子(3)、定子(12)、外壳(6)和用于冷却所述定子的装置，所述转子(3)和所述定子(12)沿着纵向轴线(xx)是同轴的，所述定子(12)包括磁通发生器(5)，其特征在于，所述用于冷却所述定子(12)的装置包括至少两个流体循环装置，至少第一循环装置在所述定子(12)内纵向延伸，并且所述第二循环装置围绕所述定子(12)的周边定位。


2.如权利要求1所述的电机(10)，其特征在于，所述定子(12)包括沿着所述定子(12)周向设置的多个径向通道，所述径向通道由径向齿界定，所述磁通发生器(5)被容纳在所述径向通道中，所述径向通道形成面向所述磁通发生器(5)的所述至少第一流体通道。


3.如前述权利要求中任一项所述的电机(10)，其特征在于，所述流体是空气，并且更优选地是取自周围介质的、在周围温度下的空气。


4.如前述权利要求中任一项所述的电机(10)，其特征在于，至少第二循环装置设置在所述磁通发生器(5)和所述外壳(6)之间。


5.如前述权利要求中任一项所述的电机(10)，其特征在于，所述至少第二循环装置的入口是相对于所述至少第一循环装置径向的。


6.如权利要求1至4中任一项所述的电机(10)，其特征在于，所述第二循环装置的入口是轴向的。


7.如前述权利要求中任一项所述的电机(10)，其特征在于，所述第二循环装置的出口是径向的。

【专利技术属性】
技术研发人员：M·米罗萨瓦约维克，F·勒贝尔，
申请(专利权)人：IFP新能源公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR