具有流動冷卻的電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有帶有定子表面的定子的電機，該定子具有組合疊片。此外，本發(fā)明包含一種用于冷卻電機的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，電機通過軸向流過表面的空氣流來冷卻。為了使散熱能力最大化，使表面通過肋來擴大。定子表面和空氣流之間的導(dǎo)熱系數(shù)與肋處的流動速度有關(guān)并且不能夠任意增高，因為高的流動速度導(dǎo)致了具有高功率消耗的機器風扇并且因此降低了機器的效率。噪聲散射同樣隨流動速度而增大并且其不應(yīng)超過指定的值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，改善冷卻劑的流動引導(dǎo)并且因此改善電機的冷卻。
[0004]根據(jù)本發(fā)明，該目的通過獨立權(quán)利要求的主題來實現(xiàn)。本發(fā)明的有利的改進方案通過從屬權(quán)利要求的特征得出。
[0005]根據(jù)本發(fā)明，該目的通過一種電機實現(xiàn)，其包括:
[0006]-具有定子表面的定子，該定子具有組合疊片；
[0007]-護罩，其包圍定子；
[0008]-具有冷卻劑入口的輸入通道，其中，輸入通道構(gòu)造在護罩和間壁之間，該間壁布置在護罩和定子表面之間，且該間壁軸向地從護罩的第一軸向邊緣延伸到第二軸向邊緣。換而言之，間壁沿著整個待冷卻的定子延伸；
[0009]-具有冷卻劑出口的冷卻通道，其中，冷卻通道構(gòu)造在間壁和定子表面之間。換句話說，輸入通道包圍冷卻通道。
[0010]此外，間壁具有噴嘴區(qū)域、即一個或多個從輸入通道到冷卻通道中的通孔。
[0011]在電機運行中，下面根據(jù)本發(fā)明提供的用于冷卻電機的方法轉(zhuǎn)換成:
[0012]-借助輸入通道軸向地輸送或引導(dǎo)冷卻劑流；
[0013]-通過噴嘴區(qū)域使冷卻劑流轉(zhuǎn)向到徑向方向上；其中
[0014]-基于通過噴嘴區(qū)域的轉(zhuǎn)向使冷卻劑流過渡成定子表面上的折流。
[0015]接著，變熱的冷卻劑流能夠通過冷卻劑通道從電機中導(dǎo)出。
[0016]折流的特征在于，流體、例如冷卻劑的流體首先直線地從開口、例如噴嘴輸出，即徑向地流到表面上、例如流到定子表面上，接著撞擊到表面上并且此時軸向地和/或在周向上轉(zhuǎn)向到具有最小流動阻力的方向上。通過折流獲得以下優(yōu)點，在定子表面處能夠達到比在傳統(tǒng)的縱向流動時高直到四倍的導(dǎo)熱系數(shù)。
[0017]輸入通道和冷卻通道在一個軸向邊緣處閉合，從而通過能夠由通風元件產(chǎn)生的冷卻劑流能夠在輸入通道和冷卻通道中形成滯止壓力。在此，輸入通道能夠例如通過護罩的第二軸向邊緣來閉合，冷卻通道例如能夠在護罩的第一軸向邊緣處閉合。在輸入通道中，該壓力能夠?qū)е?，冷卻劑流能夠從輸入通道穿流過噴嘴區(qū)域。在冷卻通道中，滯止壓力用于將冷卻劑流輸送給冷卻劑出口。作為冷卻劑例如能夠使用空氣或其他冷卻流體、特別是氣體。
[0018]另一個實施方式提出，噴嘴區(qū)域具有至少一個圓形噴嘴和/或至少一個孔和/或至少一個縫隙式噴嘴和/或至少一個縫隙。因此，由圓形噴嘴和/或縫隙式噴嘴構(gòu)成的噴嘴區(qū)域能夠圍繞電機的定子，從而在定子表面上能夠形成定向折流形式的流動狀態(tài)，從而確保良好的表面冷卻。在此，噴嘴區(qū)域也能夠通過間壁中的孔和/或縫隙來構(gòu)造。所謂的帶孔薄板和帶縫隙薄板能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻劑的足以進行折流的流動狀態(tài)。帶孔薄板和帶縫隙薄板具有的優(yōu)點是，其易于制造。
[0019]圓形噴嘴和/或縫隙式噴嘴優(yōu)選地從間壁起構(gòu)成了噴嘴頸。冷卻劑、特別是空氣能夠借助于通風元件通過輸入通道軸向地從冷卻劑入口輸送給噴嘴區(qū)域。在穿流過圓形噴嘴和/或縫隙式噴嘴之后，冷卻劑流撞擊到定子表面上并且在此吸收了電機的損耗熱量。在各個噴嘴的流體在定子表面上相遇的位置處，冷卻劑流側(cè)向地沿著定子表面并且接著徑向地向外轉(zhuǎn)向，在那里流體在噴嘴頸的區(qū)域中沿著間壁、在定子表面的對面、軸向地流向冷卻劑出口。借助折流的這種冷卻設(shè)計方式具有以下優(yōu)點，增大了冷卻能力，因此，流體具有很小的壓力損失并且因此具有很小的摩擦損耗。很小的摩擦損耗導(dǎo)致了冷卻劑的更高的流動速度并且因此改善了導(dǎo)熱。
[0020]噴嘴、即圓形噴嘴和/或孔和/或縫隙式噴嘴和/或縫隙的相對彼此的布置以及噴嘴之間相對彼此的間距以及噴嘴的直徑優(yōu)選地如下選擇，即借助輸入通道中的滯止壓力能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻劑穿過噴嘴區(qū)域的流動，從而在定子表面上形成具有所期望的冷卻能力的折流。
[0021]有利地，至少一個縫隙式噴嘴和/或至少一個縫隙能夠分別軸向地延伸?？p隙式噴嘴和/或縫隙能夠在間壁的全長上延伸、即軸向地從護罩的第一軸向邊緣延伸到第二軸向邊緣。縫隙式噴嘴和/或縫隙的這種軸向取向具有以下優(yōu)點，即需要例如與圓形噴嘴的數(shù)量相比的更少的噴嘴數(shù)量并且因此能夠節(jié)省材料和成本?？缀蛨A形噴嘴有利于更高的靜態(tài)穩(wěn)定性。
[0022]有利地，輸入通道能夠設(shè)計成從冷卻劑入口起沿著其軸向延伸在徑向方向上逐漸變細。換而言之，輸入通道的徑向橫截面能夠從冷卻劑入口和/或第一軸向邊緣起一直減小，直到輸入通道的橫截面在對置的端部處、即護罩的第二軸向邊緣處達到最小值。由此獲得以下優(yōu)點，即實現(xiàn)了冷卻劑在輸入通道上的均勻分布，并且能夠?qū)崿F(xiàn)通過每個噴嘴有相等的冷卻劑體積流，例如根據(jù)套筒原理(Pinolenprinzip)。
[0023]在另一個實施方式中，電機能夠具有通風元件、特別是風扇，以用于主動地產(chǎn)生冷卻劑流，其中，冷卻劑流對準到冷卻劑入口上。通風元件能夠是電機的自有風扇，其在電機處布置在軸處、例如第一軸向邊緣處并且通過該軸來驅(qū)動。能夠使用獨立風扇來代替使用自有風扇，該獨立風扇同樣能夠布置在軸的軸向邊緣處、優(yōu)選地在第一軸向邊緣處。以有利的方式，獨立風扇也能夠布置在護罩處或者集成到護罩中。因此，冷卻劑入口例如直接位于間壁、即噴嘴區(qū)域的對面，也就是說，開口設(shè)置在護罩中的確定位置處，而風扇定位到該位置中或者通過該位置能夠設(shè)置用于通風元件的裝置，從而也能夠徑向地輸送冷卻劑流。
[0024]電機的定子能夠構(gòu)造為無殼體的或者有殼體的。在無殼體的定子實施方案中，組合疊片構(gòu)成了定子表面。在此，冷卻劑流直接撞擊到組合疊片上。這具有以下優(yōu)點，沒有在穿過殼體期間的熱阻。在此，定子疊片能夠通過至少一個夾持裝置來固定。
[0025]有利地，定子附加地能夠具有帶有殼體表面的殼體，殼體表面構(gòu)成了定子表面，其中，殼體包圍組合疊片。附加的定子殼體具有以下優(yōu)點，其固定了組合疊片并且不必如同對于組合疊片未由殼體包圍的情況那樣采取用于固定組合疊片的措施。
[0026]為了提高散熱能力，在定子表面上能夠設(shè)置冷卻肋。一種實施方式提出，定子在圓周處具有至少一個以縱向肋和/或針狀肋為形式的輪廓。在組合疊片構(gòu)成了定子表面的情況中，這具有以下優(yōu)點，肋能夠通過預(yù)制的和沖壓的薄片來制造并且因此能夠節(jié)省方法步驟和成本。
[0027]有利地，噴嘴區(qū)域能夠具有至少一個圓形噴嘴和/或至少一個孔，其中，針狀肋與至少一個圓形噴嘴或者與至少一個孔對中地布置。在具有縫隙式噴嘴和/或縫隙的實施方案中，縱向肋能夠與至少一個縫隙式噴嘴或者與至少一個縫隙對中地布置。在此，對中地是指，肋直接位于噴嘴的、即縫隙式噴嘴和/或縫隙和/或圓形噴嘴和/或孔的開口的對面，并且來自噴嘴的、徑向地落到肋上的冷卻劑流能夠通過肋的形狀來軸向地轉(zhuǎn)向。冷卻肋具有以下優(yōu)點，其能夠增加定子表面并且因此附加地增大冷卻能力。改善的冷卻能力提高了電機的效率。
[0028]前面結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的電機所描述的優(yōu)點和改進方案能夠轉(zhuǎn)用到根據(jù)本發(fā)明的方法上。
【附圖說明】
[0029]下面說明本發(fā)明的實施例。其示出:
[0030]圖1是根據(jù)本發(fā)明的電機的實施方式的橫截面的示意圖；
[0031]圖2是具有噴嘴區(qū)域的電機的示意圖；
[0032]圖3是定子表面上的圓形噴嘴和針狀肋的示意圖；
[0033]圖4是定子表面上的縫隙式噴嘴和縱向肋的示意圖；
[0034]圖5是具有噴嘴區(qū)域和冷卻肋的電機的示意剖面圖，和
[0035]圖6是具有輸入通道的一種實施方式的電機的示意剖面圖。
[0036]下述的實施例是本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式。然而在實施例中，實施方式的所描述的組成部分分別是本發(fā)明的各個彼此不相關(guān)地研宄的特征，這些特征分別也彼此不相關(guān)地改進本發(fā)明并且因此也單獨地或者以所示出的組合視作本發(fā)明的組成部分。此外，所述的實施方式也能夠通過本發(fā)明的其他已述的特征來補充。
【具體實施方式】
[0037]圖1中示出電機的普遍構(gòu)造。示出了電機2，其能夠是根據(jù)本發(fā)明的電機。電機2能夠是異步電機或同步電機。圖1中示出了旋轉(zhuǎn)軸線A以及視圖的對稱軸線。電機2包括定子6，在該定子中布置有電線圈的繞組W，其中，圖1中僅示出了繞組中的一個。繞組W通過三相電源C交流地通電，因此，在定子6的內(nèi)部產(chǎn)生了在電機2的氣隙L中的旋轉(zhuǎn)磁場。三相電源C例如能夠是受控的逆變器或頻率固定的公共電網(wǎng)或變頻器。在定子6的內(nèi)部有轉(zhuǎn)子R，其抗扭地與軸4連接。軸