电机制造技术

一种转子（4）可旋转地设置在定子（2）内部的电机，其具有容纳在转子的转子本体内的多个永磁体。转子本体板堆叠以形成至少两个第一通道（31）和至少一个独立的第二通道（32），第一通道在所述转子本体内部从转子的一个轴向端延伸到其相反的轴向端并在这些轴向端的至少一个轴向端处的转子本体的端面中具有通向所述转子本体外部的开口（33），第二通道（32）与各个第一通道相联，并通过在转子本体的周围开口而将相应的第一通道连接到在周向上围绕转子并将所述转子和所述定子分开的空间，以在转子旋转时将空气从所述第二通道甩出至所述空间以用于冷却转子本体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电机
本专利技术涉及一种电机，其包括：定子，所述定子具有定子本体，所述定子本体具有绕该定子本体卷绕的定子绕组，所述定子绕组被配置成电力地形成围绕所述定子本体的内周设置的多个定子极；连接装置，该连接装置被配置为将所述定子绕组连接至交流(AC)电源或接收器；转子，该转子可旋转地设置在所述定子内并具有转子本体，所述转子本体包括相对于转子的旋转轴线轴向堆叠的相互电绝缘的环形板构成的层压组件，所述转子本体具有被容纳在该转子本体中的多个永磁体；以及密封转子和一空间的密封装置，所述空间在周向上围绕转子并将转子与定子分开，以用于防止来自电机周围的空气流到达转子和所述空间。这样的电机可以作为马达和/或发电机运行，但是本专利技术公开的内容将主要集中在其作为马达的运行。
技术介绍
通过利用多个永磁体来产生转子的磁通量而实现了一种称为永磁同步马达的同步马达。这种马达与感应马达相比具有更低的转子损耗，并因此具有更高的效率。与感应马达相比，在不牺牲性能的情况下，其还可以被构造成具有更高的极数，所以其可以具有更高的转矩能力。本专利技术特别适用于引言中限定的类型的马达形式的电机，以用于产生有轨车辆特别是铁轨车辆的牵引力，下面将主要讨论这种电机的这一应用，但并不是为了将本专利技术限制于此。在制动车辆时当然也可作为发电机运行的这种马达对于这种车辆来说是特别有利的，对于这种车辆而言，确定的马达的尺寸下的高转矩能力是重要的特征。冷却这种电机的冷却效率决定了当这种电机作为马达运行时的最大操作功率，以及在作为发电机运行的情况下可以由此被传输的最大功率，其中通常最关键的是永磁体的冷却。如果将永磁体的温度提升至超过一定水平，通常在200℃的范围内，则所述磁体将至少部分地被不可逆转地消磁，因此必须确保决不能达到这样的温度水平。此外，同样将在其正常操作下的电机的效率随着永磁体的温度的增加而略有下降，从而使得高效冷却成为重要特征。对于除永磁电机以外的其他类型的电机，冷却气流可穿过整个电机，即，到达定子、转子以及将所述转子和所述定子分开的空间。然而，由于灰尘，特别是由于永磁体的存在而到达所述转子并粘在其上的金属粉尘，可发生积垢和沾污，这是在前言中限定的类型的电机中存在所述密封装置的原因。特别是在这种电机被用于在有轨车辆中产生牵引力的情况下，这种马达位于严酷的环境中，在该环境中产生了诸如来自制动盘的金属粉尘的许多灰尘，这些灰尘可通过冷却空气到达所述转子并影响电机的正常运作。这种类型的已知电机通常具有用于通过借助冷却水循环来冷却定子本体而进行强制冷却的主冷却系统，然后通过将热量从转子传递出来至定子本体/外壳而通过冷却水循环来冷却所述转子。然而，这种强制冷却可能会失效，然后电机的电力将会被切断，但是当位于有轨车辆中时，该车辆将继续运行。这意味着电机仍将产生空载损耗，但该强制冷却不再运行，因此关键的是冷却所述转子以保护磁体免受高温。在这种类型的已知电机中，可以将叶轮连接至转子轴，以便即使在所述主冷却系统失效的情况下也产生冷却所述定子的冷却空气流。然而，这只会导致对转子的不良冷却及由此导致对转子的永磁体的不良冷却。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在至少某些方面相对于这种已知电机得到改进的前言中限定的类型的电机。根据本专利技术的这一目的是通过提供如下这种电机而得到的，在这种电机中，转子本体板堆叠以形成：至少两个第一通道，所述第一通道在所述转子本体内部从所述转子本体的一个轴向端延伸到其相反的轴向端并且在这些轴向端的至少一个轴向端处在转子本体的端面中具有通向所述转子本体外部的开口；以及至少一个独立的第二通道，所述第二通道与每个第一通道相联，并通过在所述转子本体的周围开口而将相应的第一通道连接至在周向上围绕转子的所述空间，以便一旦所述转子旋转时将空气从所述第二通道甩出至所述空间，同时在冷却转子本体时形成从第一通道的所述开口流过转子本体并且流到第二通道的所述开口而进入所述空间中的空气流。由此在所述主冷却系统失效的情况下也将确保冷却空气流通过转子本体导致转子本体的高效冷却并且因而导致被容纳在其中的永磁体的高效冷却，这是因为只要转子正在转动并且马达产生损耗，空气就将继续流动。因此，将有效地保护所述永磁体避免出现主冷却系统的这种失效。此外，所述转子本体的高效冷却意味着当电机作为马达运行时电机可在何种功率下操作以及在可能增加发电机功能的情况下由此能传输的功率。此外，为使该功率达到一定水平，可以将所述永磁体的温度水平保持在低于通过冷却定子而仅被间接冷却的转子本体的温度水平，这导致所述电机具有更高的效率。根据本专利技术的一个实施方式，所述第二通道相对于转子的所述旋转轴线大致沿径向地从相应的第一通道延伸到转子本体周围的开口。所述第二通道的这种延伸使得高效地产生了通过这些通道的空气流，并且由此该空气流还通过在转子转动时作用在存在于第二通道中的空气上的惯性作用力而流入与所述第二通道连接的所述第一通道中。根据本专利技术的另一实施方式，转子对于每个第一通道都包括多个第二通道，所述第二通道具有连接到第一通道上并沿着第一通道的延伸部分布的连接件。这样可以避免在转子的任何部分形成热区。根据本专利技术的另一实施方式，所述第二通道的所述连接件在相应的第一通道的延伸部上大致均匀地分布，这样只要转子转动就促进了整个转子的高效冷却。根据本专利技术的另一实施方式，所述第一通道相对于转子的所述旋转轴线大体上沿轴向延伸通过转子本体。第一通道的这种延伸的一个优点在于，这使得与延伸部相比通常更易于保证这些通道的存在将不会对转子内部的磁通量产生显著影响。此外，当通道具有直线延伸部时，通道内部的流量可以保持在高水平。根据本专利技术的另一实施方式，转子具有由所述永磁体限定并且围绕所述旋转轴线设置在转子本体中的多个极，所述第一通道相对于转子本体的截面延伸通过转子本体的使两个相邻的转子极分开的部分。这使得由所述第一通道的存在引起的转子内部的磁通量的扰动最小。根据本专利技术的另一实施方式，转子本体在每个使相邻的转子极分离的所述部分中均具有一个所述第一通道，如果所述转子本体所具有的所述第一通道的数量与转子极的数量相同，则是优选的。这使得转子高效冷却。转子极的数量通常为2个-24个或6个-12个，并且在特定的实施方式中是8个。根据本专利技术的另一实施方式，所述第一通道围绕转子的所述旋转轴线大致均匀地分布，这同样促进了转子的高效、均匀冷却。根据本专利技术的另一实施方式，所述第一通道中的至少一个通道在转子本体的两个轴向端处的转子本体的端面中具有通向所述转子本体的外部的开口。这意味着空气可以从转子的两侧被吸入所述第一通道，因此来自转子的两侧的空气可以被用来冷却所述转子，并由此流过所述转子的空气的温度可比空气来自转子的仅一端时更低。这同样促进了整个转子本体的高效冷却。根据本专利技术的另一实施方式，在所述转子本体端面上设有多个诸如翅片的突出部，这些突出部被配置成在转子转动时搅动空气进入所述第一通道。这种搅动行为将正面地影响空气流冷却转子。根据本专利技术的另一实施方式，所述转子由同样设计的多个所述板形成，所述板具有对于一个所述第一通道的至少一个通孔和从某位置延伸到所述板的边缘的至少一个狭缝，其中所述位置到板的中心的距离与所述通孔到板的中心的距离相同，并且所述板在相对于彼此绕该板的中心转动的同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.01.18 EP 11151219.01.一种电机，包括：·定子(1)，所述定子具有定子本体(2)，所述定子本体具有定子绕组，所述定子绕组绕所述定子本体卷绕并被配置成电力地形成围绕所述定子本体的内周设置的多个定子极，·连接装置(15)，所述连接装置被配置成将所述定子绕组连接至交流电源或交流接收器(16)，·转子(4)，所述转子可旋转地设置在所述定子内并且具有转子本体(5)，所述转子本体包括相对于转子的旋转轴线轴向堆叠的彼此电绝缘的环形板(26、26’)构成的层压组件，所述转子本体具有被容纳在该转子本体中的多个永磁体(10)，·密封所述转子和一空间(22)的密封装置(21)，所述空间在周向上围绕所述转子并将所述转子与所述定子分开，以用于防止来自电机周围的空气流到达所述转子和所述空间，其特征在于，所述转子本体的所述环形板(26、26’)堆叠以形成：·至少两个第一通道(31、31’)，所述第一通道在所述转子本体(5)内部从该转子本体的一个轴向端延伸到该转子本体的相反的轴向端并且在这些轴向端中的至少一个轴向端处的所述转子本体的端面(34)中具有通向所述转子本体外部的开口(33)，·与各个第一通道(31、31')相联的至少一个独立的第二通道(32)，所述第二通道通过在所述转子本体的外周上开口而将相应的第一通道连接至在周向上围绕所述转子的所述空间(22)，以在所述转子旋转时将空气从所述第二通道甩出至所述空间，同时产生从第一通道(31、31')的所述开口流过所述转子本体并流到第二通道(32)的所述开口(35)而进入到所述空间中并同时冷却所述转子本体的空气流；其中，所述转子本体(5)由同样设计的多个所述环形板(26、26')形成，所述环形板具有对应于一个所述第一通道的至少一个通孔(28、28')以及从一位置延伸到所述环形板的边缘的至少一个狭缝(30)，其中所述位置到所述环形板的中心的距离与所述通孔到所述环形板的中心的距离相同，并且所述环形板(26、26')在相对于彼此绕所述环形板的中心转动的同时被堆叠，以便确定所述第二通道(32)的位置、数量以及截面。2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述第二通道(32)相对于所述转子(4)的所述旋转轴线大致沿径向地从相应的第一通道(31、31')延伸到位于所述转子本体外周上的开口...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·努德隆德，T·耶格斯，M·西玛，
申请(专利权)人：勃姆巴迪尔运输有限公司，
类型：
国别省市：