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用于冷却驱动电机的设备制造技术

技术编号:40169721 阅读:6 留言:0更新日期:2024-01-26 23:40
本发明专利技术涉及一种用于冷却物体(29)的驱动电机(1)的设备。该驱动电机包括具有定子壳体(10)的定子(2)和转子(3),该转子以可旋转移动的方式支撑在定子壳体(10)上并且连接到用于产生作用在物体(29)上的力的推进装置(8)。第一冷却剂(17)和第二冷却剂(18)用于冷却。推进装置(8)通过旋转运动产生第一冷却剂(17)的流动,其中第一冷却剂(17)借助于导流装置(24)围绕或通过驱动电机(1)流动。第二冷却剂(18)在冷却通道(16)中循环,并且将吸收的热量传递给第一冷却剂(17)。为了产生具有高扭矩密度的驱动电机(1)的特别高性能的冷却,第二冷却剂(18)借助于由驱动电机(1)驱动的泵(22)在冷却通道(16)中循环。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种根据权利要求1和权利要求8的前序部分的用于冷却物体的驱动电机的设备。


技术介绍

1、从de 1020 17 212 798a1中已知一种集成有冷却设备的电动机,该电动机使用排气作为用于冷却定子和/或转子的首要冷却剂。排气从附接到电动机的螺旋桨的气流中获得。冷却通道集成到定子壳体中,该冷却通道有针对性地将首要冷却剂导向至待冷却的部件。定子由次要冷却剂经由相对于定子同轴布置的环形热交换器冷却,其中在de 10 2017212 798 a1中没有公开经由次要冷却剂冷却定子的确切方式。


技术实现思路

1、本专利技术解决的问题是实现一种用于冷却具有高扭矩密度的电动机的新颖的、特别是高性能的设备。

2、这个问题通过根据权利要求1或权利要求8的设备来解决。

3、根据权利要求1或权利要求8所述的设备用于冷却用于物体的驱动电机。驱动电机包括具有定子壳体的定子和以可旋转移动的方式支撑在定子壳体上的转子。用于产生作用在物体上的力的推进装置连接到驱动电机。

4、根据权利要求1的驱动电机由第一冷却剂和第二冷却剂冷却,因为推进装置通过旋转运动产生第一冷却剂的流动,并且借助于导流装置将该第一冷却剂引入到驱动电机中,由此冷却剂围绕和/或通过该驱动电机流动。

5、第二冷却剂在回路中循环,其中第二冷却剂将吸收的热量传递给第一冷却剂。

6、优选地,第二冷却剂借助于由驱动电机驱动的泵在回路中循环。通过使第二冷却剂循环,冷却剂可吸收在某一部位处产生的热量并且在另一部位处将其输出。

7、通过将泵与转子的轴线同轴放置,泵直接由驱动电机驱动,并且因此不需要用于旋转传递的装置,例如齿轮和/或皮带。

8、第二冷却剂流动通过定子,该定子包括绕组头和在定子槽中相对于该驱动器的轴线轴向延伸的绕组。

9、优选地,第二冷却剂在轴向方向上流动通过定子槽并且与绕组直接接触,以便在该绕组处直接吸收和带走所产生的热量。

10、定子与转子之间存在间隙。利用特别薄的间隙设计,作用在定子与转子之间的磁场的损耗可保持得较低。由第一冷却剂流动通过的该间隙借助于刚性或柔性的薄壁的封闭管相对于其中流动着第二冷却剂的区域密封。

11、优选地,根据本专利技术的第一变型,第二冷却剂按以下顺序流动通过包括绕组头、绕组和冷却通道的定子:

12、·经由定子的第一绕组头,和/或

13、·经由定子的绕组,和/或

14、·经由定子的第二绕组头,和/或

15、·经由穿过径向放置在转子托架外侧的定子壳体的冷却通道,和/或

16、·经由冷却剂泵。

17、根据本专利技术的第二变型,第二冷却剂按以下顺序流动通过定子:

18、·从中心进入绕组,经由定子的绕组到达其轴向外端,和/或

19、·平行地经由两个绕组头,和/或

20、·经由穿过径向放置在转子托架外侧的定子壳体的冷却通道,和/或

21、·经由冷却剂泵。

22、优选地,第二冷却剂是电介质,该电介质具有在15℃时0.75kg/l的最大密度和/或在40℃时6mm2/s的最大粘度和/或在80℃时2.3kj/(kg*k)的最小热容量和/或在80℃时0.12w/(m/k)的最小热导率和/或在25℃时1000ns/m的最大电导率。

23、由于低电导率,因此电介质具有电绝缘效应,这允许其与载流部件直接接触而不会导致短路。

24、由于低粘度,因此电介质可被直接引导通过槽中的绕组之间的非常小的空隙,而没有液压损失并且电介质中的最终压力水平不会变得过高。

25、通过结合这些材料特性,可在热量产生处直接吸收和带走热量。

26、在根据权利要求8的本专利技术的替代实施方案中,驱动电机由第一冷却剂和第二冷却剂冷却,方式是推进装置通过旋转运动产生第一冷却剂的流动,并且借助于导流装置将该第一冷却剂引入到驱动电机中,由此第一冷却剂围绕和/或通过该驱动电机流动。

27、第二冷却剂通过泵在回路中循环,将吸收的热量传递给第一冷却剂。

28、定子壳体布置在第一冷却剂的流动中,使得通过定子壳体在第二冷却剂中传输的损耗热经由定子壳体的表面输出到第一冷却剂。在这方面特别有利的是,现有的推进装置承担输送第一冷却剂的进一步功能。

29、优选地,壳体壁、壳体开口、叶片几何结构和/或压缩机几何结构被提供作为导流装置。

30、优选地,定子壳体例如通过散热片而具有表面扩大部,该表面扩大部用于冷却剂之间更好的热传递。

31、优选地,推进装置在径向方向上主要延伸超过定子壳体。

32、优选地,驱动电机被配置为外转子。这意味着转子的作用部分位于定子的作用部分的径向外侧。定子和转子的作用部分是指由于它们的磁效应而产生力的部分。由于作为外转子的实施方案,环形间隙的直径特别大,由此径向外置的扁平的转子能够实现驱动电机的特别有利的紧凑设计。

33、优选地,转子包括位于转子的径向内侧的表面磁体。

34、因此,转子的磁体与定子的绕组之间的距离可保持得尽可能小,这对驱动电机的效率具有特别有利的效果。另外,该实施方案允许特别扁平的转子,并且因此允许非常紧凑的驱动电机。

35、优选地,转子叠片组和/或定子叠片组包括多个铁钴叠片。

36、优选地,驱动电机是永磁同步电机。

37、优选地,驱动电机用于飞行物体中。

38、在不限于此的情况下,将参考附图更详细地解释本专利技术的两个示例实施方案。

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【技术保护点】

1.一种用于通过第一冷却剂(17)和第二冷却剂(18)冷却物体(29)的驱动电机(1)的设备,所述驱动电机包括具有定子壳体(10)的定子(2)和转子(3),所述转子以可旋转移动的方式支撑在所述定子壳体(10)上并且连接到用于产生作用在所述物体(29)上的力的推进装置(8),其中所述推进装置(8)通过旋转运动产生所述第一冷却剂(17)的流动,其中所述第一冷却剂(17)借助于导流装置(24)围绕或通过所述驱动电机(1)流动,其中所述第二冷却剂(18)在冷却通道(16)中循环并且将吸收的热量传递到所述第一冷却剂(17),其特征在于,所述第二冷却剂(18)借助于由所述驱动电机(1)驱动的泵(22)在所述冷却通道(16)中循环。

2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述泵(22)与所述转子(3)的轴线同轴放置。

3.根据前述权利要求中的一项所述的设备,其特征在于,所述定子(2)包括绕组头(13;14)和绕组(12),所述绕组在与该驱动装置的轴线轴向对齐的槽(31)中延伸,

4.根据前述权利要求中的一项所述的设备,其特征在于,在所述定子(2)与所述转子(3)之间存在间隙(25),其中,被第二冷却剂(18)流动通过的定子区(19)借助于刚性的或柔性的薄壁的管状封闭元件(20)相对于所述间隙(25)密封。

5.根据前述权利要求中的一项所述的设备,其特征在于,所述定子(2)包括绕组头(13;14)、绕组(12)和冷却通道(16),

6.根据前述权利要求中的一项所述的设备,其特征在于,所述定子(2)包括绕组头(13;14)、绕组(12)和冷却通道(16),

7.根据前述权利要求中的一项所述的设备,其特征在于,所述第二冷却剂(18)是电介质,所述电介质具有在15℃时0.75kg/l的最大密度和/或在40℃时6mm2/s的最大粘度和/或在80℃时2.3kJ/(kg*K)的最小热容量和/或在80℃时0.12W/(m/K)的最小热导率和/或在25℃时1000nS/m的最大电导率。

8.一种用于通过第一冷却剂(17)和第二冷却剂(18)冷却物体(29)的驱动电机(1)的设备,所述驱动电机包括具有定子壳体(10)的定子(2)和转子(3),所述转子以可旋转移动的方式支撑在所述定子壳体(10)上并且连接到用于产生作用在所述物体(29)上的力的推进装置(8),其中所述推进装置(8)通过旋转运动产生所述第一冷却剂(17)的流动,其中所述第一冷却剂(17)借助于导流装置(24)围绕或通过所述驱动电机(1)流动,其中所述导流装置(24)将由所述推进装置(8)产生的所述第一冷却剂(17)的流动有针对性地通过定子壳体(10)引导至待冷却的部件,其中所述第二冷却剂(18)在冷却通道(16)中循环并且将吸收的热量传递到所述第一冷却剂(17),其特征在于,所述定子壳体(10)布置在所述第一冷却剂(17)的流动中,使得通过所述定子壳体(10)在所述第二冷却剂(18)中传输的损耗热经由所述定子壳体(10)的表面输出到所述第一冷却剂(17)。

9.根据权利要求8所述的设备,其特征在于,所述导流装置(24)特别地包括壳体壁(26)、壳体开口(27)、叶片几何结构和/或压缩机几何结构(28)。

10.根据权利要求8或9所述的设备,其特征在于,所述定子壳体(10)具有表面扩大部(23),所述表面扩大部用于从所述第二冷却剂(18)到所述第一冷却剂(17)的更好的热传递。

11.根据权利要求8至10中的一项所述的设备,其特征在于,所述推进装置(8)在径向方向上主要延伸超过所述定子壳体(10)。

12.根据权利要求8至11中的一项所述的设备,其特征在于,所述驱动电机是外转子。

13.根据权利要求8至12中的一项所述的设备,其特征在于,所述转子(3)包括位于所述转子的径向内侧的表面磁体(4)。

14.根据权利要求8至13中的一项所述的设备,其特征在于,所述转子叠片组(5)和/或所述定子叠片组(11)包括多个铁钴叠片。

15.根据权利要求8至14中的一项所述的设备,其特征在于,所述驱动电机是永磁同步电机。

16.一种用于飞行物体的驱动电机,所述驱动电机具有根据前述权利要求中任一项所述的设备。

...

【技术特征摘要】

1.一种用于通过第一冷却剂(17)和第二冷却剂(18)冷却物体(29)的驱动电机(1)的设备,所述驱动电机包括具有定子壳体(10)的定子(2)和转子(3),所述转子以可旋转移动的方式支撑在所述定子壳体(10)上并且连接到用于产生作用在所述物体(29)上的力的推进装置(8),其中所述推进装置(8)通过旋转运动产生所述第一冷却剂(17)的流动,其中所述第一冷却剂(17)借助于导流装置(24)围绕或通过所述驱动电机(1)流动,其中所述第二冷却剂(18)在冷却通道(16)中循环并且将吸收的热量传递到所述第一冷却剂(17),其特征在于,所述第二冷却剂(18)借助于由所述驱动电机(1)驱动的泵(22)在所述冷却通道(16)中循环。

2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述泵(22)与所述转子(3)的轴线同轴放置。

3.根据前述权利要求中的一项所述的设备,其特征在于,所述定子(2)包括绕组头(13;14)和绕组(12),所述绕组在与该驱动装置的轴线轴向对齐的槽(31)中延伸,

4.根据前述权利要求中的一项所述的设备,其特征在于,在所述定子(2)与所述转子(3)之间存在间隙(25),其中,被第二冷却剂(18)流动通过的定子区(19)借助于刚性的或柔性的薄壁的管状封闭元件(20)相对于所述间隙(25)密封。

5.根据前述权利要求中的一项所述的设备,其特征在于,所述定子(2)包括绕组头(13;14)、绕组(12)和冷却通道(16),

6.根据前述权利要求中的一项所述的设备,其特征在于,所述定子(2)包括绕组头(13;14)、绕组(12)和冷却通道(16),

7.根据前述权利要求中的一项所述的设备,其特征在于,所述第二冷却剂(18)是电介质,所述电介质具有在15℃时0.75kg/l的最大密度和/或在40℃时6mm2/s的最大粘度和/或在80℃时2.3kj/(kg*k)的最小热容量和/或在80℃时0.12w/(m/k)的最小热导率和/或在25℃时1000ns/m的最大电导率。

8.一种用于通过第一冷却剂(17)和第二冷却剂(18)冷却物体...

【专利技术属性】
技术研发人员:T·恩格尔哈特
申请(专利权)人:保时捷股份公司
类型:发明
国别省市:

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