BR112015022481B1 - Trocador de calor com microcanal para estator de máquina elétrica com coletor de suprimento - Google Patents

Abstract

TROCADOR DE CALOR COM MICROCANAL PARA ESTATOR DE MÁQUINA ELÉTRICA COM COLETOR DE SUPRIMENTO. A presente invenção refere-se a uma máquina elétrica que tem um estator que compreende uma pluralidade de laminações com dentes e ranhuras de refrigeração em volta de uma abertura central. Quando as laminações são empilhadas para formar o núcleo de estator, os dentes de laminações adjacentes cooperam para formar fendas dispostas circunferencialmente em volta da abertura central que são configuradas para receber uma pluralidade de enrolamentos de estator, e as ranhuras de refrigeração afastadas angularmente em volta da abertura central cooperam para formar distribuidores de refrigeração que se estendem ao longo de um comprimento do núcleo de estator. Uma porção das laminações tem suas ranhuras de refrigeração deslocadas de outras laminações na pilha de uma maneira a criar uma pluralidade de percursos de fluxo transversais aos distribuidores. Os percursos de fluxo transversais se estendem angularmente entre as laminações e os distribuidores adjacentes. Um conjunto de coletor dirige fluxo para dentro e para fora do núcleo de estator.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] Este pedido reivindica o benefício do pedido de n° de série 14/208.747, depositado dia 13 de março de 2014, e de n° de série 13/827.560, depositado dia 14 de março de 2013, cujas revelações estão incorporadas a título de referência no presente documento.

AFIRMAÇÃO EM RELAÇÃO A PESQUISA OU DESENVOLVIMENTO PATROCINADO A NÍVEL FEDERAL

[0002] Esta invenção foi feita com apoio governamental sob DE- AR0000191 concedido por DOE. O Governo tem certos direitos nesta invenção.

ANTECEDENTES E SUMÁRIO

[0003] Esta revelação refere-se geralmente ao campo de motores e geradores elétricos e a métodos e aparelho para refrigerar os mesmos. Por exemplo, a revelação discute a técnica para dissipar calor em motores e geradores encaminhando-se fluido ao longo de superfícies internas de um núcleo de estator. Embora a presente discussão se foque em motores e geradores elétricos, a presente invenção apresenta benefícios a várias aplicações relacionadas a pilhas de lamina- ção e à refrigeração de tais pilhas.

[0004] Durante operação, motores e geradores convencionais ge ram calor. De fato, a interação física dos vários componentes em movimento dos dispositivos produz calor por meio de atrito. Adicionalmente, as relações eletromagnéticas entre o estator e o rotor produzem correntes que, por sua vez, geram calor devido a aquecimento resisti- vo, por exemplo. Como ainda outra fonte de calor, campos magnéticos de CA levam a perdas no aço magnético que sustenta os enrolamentos e condutores no estator e no rotor, respectivamente. O calor é re- movido pelo sistema de refrigeração de motor.

[0005] O percurso magnético principal em um motor ou gerador elétrico é geralmente através do material magnético que sustenta os condutores de estator ou de rotor. Esse material magnético compõe o núcleo do estator e do rotor. Para reduzir perdas produzidas por fluxo magnético, que geram calor, o núcleo magnético é laminado, sendo que a laminação está no mesmo plano que a direção do percurso de fluxo magnético principal. Em motores e geradores com folga radial convencionais, o núcleo de estator e de rotor são, portanto, construídos a partir de laminações que são montadas em uma pilha axial (isto é, uma pilha de laminação).

[0006] As laminações exemplificativas são sustentadas em uma armação e cooperam umas com as outras para formar uma pilha de laminação. Cada laminação exemplificativa compreende uma ranhura central dimensionada para receber um rotor e uma pluralidade de fendas dispostas circunferencialmente acerca da ranhura central. Essas fendas são configuradas para receber uma pluralidade de enrolamentos. Conforme será descrito em maiores detalhes abaixo, ranhuras adicionais podem ser feitas nas laminações e as laminações podem ser empilhadas de tal modo que a cooperação das ranhuras em lami- nações adjacente forme um trocador de calor com canais axiais relativamente grandes e canais angulares relativamente pequenos, que conectam os canais axiais. Os canais axiais relativamente grandes serão denominados distribuidores, enquanto os canais angulares relativamente pequenos serão denominados microcanais. Os microcanais se estendem através do núcleo de estator conforme são formados por cooperação entre ranhuras configuradas apropriadamente localizadas dentro da laminação de estator. Os distribuidores se estendem longi-tudinalmente através da pilha de laminação de estator e radialmente dentro da superfície periférica exterior da pilha. A largura dos microca- nais pode ser igual à espessura de laminação ou um múltiplo da espessura de laminação (por exemplo, duas vezes a espessura de lami- nação); a escolha apropriada da largura de microcanal depende do design específico.

[0007] O arranjo de pilhas de laminação pode criar distribuidores de suprimento e descarga localizados axialmente ao longo do comprimento do motor. O distribuidor de suprimento pode alimentar dois distribuidores de descarga adjacentes e o distribuidor de descarga pode coletar o refrigerante de dois distribuidores de suprimento adjacentes. Com uma escolha apropriada das dimensões, o fluxo em todos os mi- crocanais pode essencialmente ser o mesmo. A refrigeração pode ocorrer principalmente nos microcanais. O refrigerante pode entrar nos microcanais em uma temperatura que corresponde essencialmente à temperatura geral de entrada de refrigerante de estator. Conforme o refrigerante no microcanal aquece, o mesmo pode deixar os microca- nais em uma temperatura que corresponde essencialmente à temperatura geral de saída de refrigerante de estator. Um coletor pode distribuir o fluxo de entrada mais frio para os distribuidores de suprimento e coleta o fluxo de saída mais quente dos distribuidores de descarga. O padrão de fluxo de refrigerante nos distribuidores pode ser arranjado para formar um trocador de calor de contra-fluxo ou um trocador de calor de fluxo paralelo.

[0008] Em conformidade, encaminhando-se fluido através do tro cador de calor com microcanal formado no estator, um mecanismo para refrigerar as regiões radialmente para fora da pilha de laminação que forma o estator é fornecido. Vantajosamente, a área de superfície do trocador de calor com microcanal pode ser 1 a 2 ordens de magnitude maior do que a superfície exterior do motor. Adicionalmente, a largura pequena dos microcanais resulta em um valor alto do coeficiente de filme. Adicionalmente, a divisão do fluxo total em um número bastante grande de correntes paralelas diminui a pressão necessária para conduzir o fluxo através do trocador de calor. Como resultado, um trocador de calor altamente eficiente é integrado na pilha de lamina- ção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0009] Os desenhos anexos, que são incorporados na e formam uma parte do relatório descritivo, ilustram as modalidades. Nos desenhos:

[00010] A Figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de um motor elétrico exemplificativo.

[00011] A Figura 2 é uma vista em corte transversal parcial do motor da Figura 1 ao longo da linha 2-2;

[00012] A Figura 3 ilustra uma laminação de estator exemplificativa com ranhuras de refrigeração (fendas para bobinas elétricas não são mostradas).

[00013] A Figura 4 é um esquema da pilha de laminação antes de cada segunda laminação ser rotacionada em relação à primeira lami- nação.

[00014] A Figura 5 é um esquema da pilha de laminação após cada segunda laminação ser alternada de modo angular em relação à primeira laminação, o que assim forma o trocador de calor com microca- nais. Também, os esquemas de fluxo nos distribuidores de suprimento e descarga são mostrados para o caso do arranjo de contra-fluxo.

[00015] A Figura 6 é uma vista em detalhe ampliada do esquema da Figura 5 de fluxo entre laminações adjacentes em um arranjo alternado de modo angular que destaca o fluxo cruzado entre distribuidores adjacentes de modo angular em microcanais.

[00016] A Figura 7 ilustra laminações adjacentes em um arranjo alternado de modo angular.

[00017] A Figura 8 fornece um arranjo de distribuidor afunilado aos esquemas de trocador de calor de fluxo paralelo.

[00018] As Figuras 9 a 11 fornecem ilustração adicional de lamina- ções adjacentes em um arranjo alternado de modo angular.

[00019] As Figuras 12 a 14 fornecem ilustrações de uma modalidade alternativa de uma laminação que tem um corte transversal assimétrico acerca de um eixo geométrico de giro.

[00020] As Figuras 15 a 17 fornecem tabelas de informações que correlacionam um número de ranhuras de refrigeração, as dimensões das ranhuras de refrigeração e o número de dentes de estator.

[00021] A Figura 18 mostra outra modalidade de uma porção representativa de um núcleo de estator e distribuidores de suprimento e de retorno.

[00022] A Figura 19 fornece detalhes adicionais da porção de núcleo de estator da Figura 18 com uma periferia exterior do núcleo de estator removido para mostrar o fluxo nos microcanais.

[00023] A Figura 20 é um gráfico que mostra parâmetros associados com um trocador de calor com microcanal de estator representativo com vários meios de refrigeração.

[00024] A Figura 21 mostra uma modalidade de coletores para os distribuidores de suprimento e de retorno do núcleo de estator representado na Figura 18.

[00025] A Figura 22 é uma vista em corte transversal parcial de núcleo de estator e coletores da Figura 18 que mostram um distribuidor de suprimento através do núcleo de estator.

[00026] A Figura 23 é uma vista em corte transversal parcial de núcleo de estator e coletores da Figura 18 que mostram um distribuidor de suprimento através do núcleo de estator.

[00027] A Figura 24 é uma vista explodida do núcleo de estator e coletores das Figuras 21 a 23.

[00028] A Figura 25 é uma vista frontal de outra modalidade de um coletor para uso em um estator com 8 distribuidores de suprimento e 8 distribuidores de retorno.

[00029] A Figura 26 é uma vista em corte transversal do coletor da Figura 25.

[00030] A Figura 27 é uma vista posterior do coletor da Figura 25.

[00031] A Figura 28 é uma vista em perspectiva de um núcleo de estator mostrado com uma porção central das laminações de estator removidas para ilustrar uma porção das laminações que forma os coletores de suprimento e de retorno e outra porção das laminações que forma os microcanais e distribuidores.

[00032] A Figura 29 é um desenho esquemático de designs de la- minação que podem ser usados para formar o núcleo de estator da Figura 28.

[00033] A Figura 30 é um desenho esquemático de um arranjo de laminações que podem ser usadas para formar o núcleo de estator da Figura 28 com os designs da Figura 29.

[00034] A Figura 31 é uma vista em perspectiva de um núcleo de estator com uma porção central das laminações de estator mostradas removidas para ilustrar uma porção das laminações que forma coletores de suprimento e de retorno radialmente espaçados localizados em um mesmo lado do núcleo de outra porção das laminações que formam os microcanais e distribuidores.

[00035] A Figura 32 é um desenho esquemático de designs de la- minação que podem ser usados para formar o núcleo de estator da Figura 31.

[00036] A Figura 33 é um desenho esquemático de um arranjo de laminações em uma posição para dentro radial que pode ser usado para formar o núcleo de estator da Figura 31 com os designs da Figura 32.

[00037] A Figura 34 é um desenho esquemático de um arranjo de laminações em uma posição de meio radial que pode ser usado para formar o núcleo de estator da Figura 31 com os designs da Figura 32.

[00038] A Figura 35 é um desenho esquemático de um arranjo de laminações em uma posição para fora radial que pode ser usado para formar o núcleo de estator da Figura 31 com os designs da Figura 32.

[00039] A Figura 36 mostra um diagrama esquemático de um sistema refrigerante para uma máquina elétrica que tem refrigeração de folga bifásica e um trocador de calor com microcanal em que uma cavidade de extremidade coleta refrigerante e gás da folga e do trocador de calor e retorna o refrigerante e o gás para seus respectivos sistemas de circulação.

[00040] A Figura 37 mostra um diagrama esquemático de outra modalidade de um sistema refrigerante para uma máquina elétrica que tem refrigeração de folga bifásica e um trocador de calor com microcanal em que ambas as cavidades de extremidade coletam refrigerante e gás da folga e do trocador de calor e cada um retorna o refrigerante e o gás para seus respectivos sistemas de circulação.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00041] Conforme discutido em detalhes abaixo, as modalidades fornecem aparelho e métodos para refrigerar máquinas elétricas de densidade de potência elevada que têm pilhas de laminação. Embora a discussão foque em motores e geradores elétricos, esses princípios podem também dispor benefícios a um número de aplicações em que a refrigeração de uma pilha de laminação é uma preocupação. Em conformidade, a seguinte discussão se refere a modalidades exempli- ficativas e, como tal, não deve ser vista como limitadora das reivindicações anexas às modalidades descritas.

[00042] Voltando-se para os desenhos, a Figura 1 ilustra um motor elétrico exemplificativo 10. Na modalidade ilustrada, o motor 10 compreende um motor de indução alojado em um alojamento de motor. Embora os desenhos mostrem um motor de indução, os princípios aqui descritos podem também ser usados em conexão com outros tipos de motor. O motor 10 exemplificativo compreende uma armação 12 tampada em cada extremidade por tampas de extremidade de acionamento e de extremidade de acionamento oposta 14,16, respectivamente. A armação 12 e as tampas 14,16 cooperam para formar o invólucro ou alojamento de motor para o motor 10. Adicionalmente, se desejado, a armação 12 e as tampas 14, 16 podem ser configuradas para formar um invólucro vedado hermeticamente para o motor 10. A armação 12 e as tampas frontal e posterior 14 e 16 podem ser formadas de vários materiais, tais como aço, alumínio, ou qualquer outro material estrutural adequado. As tampas 14,16 podem incluir recursos de montagem e transporte, tais como os flanges de montagem 18 e pitões 20 ilustrados. Aqueles versados na técnica irão verificar à luz da descrição seguinte que uma ampla variedade de configurações e dispositivos pode empregar as técnicas de refrigeração e construção delineadas abaixo.

[00043] Para induzir rotação ao rotor, uma corrente é encaminhada através de enrolamentos de estator dispostos no estator. (Consultar a Figura 2.) Esses enrolamentos de estator são interconectados eletricamente para formar grupos, que são, por sua vez, interconectados de uma maneira geralmente conhecida na técnica pertinente. Os enrolamentos de estator são acoplados adicionalmente a guias terminais (não mostradas), que conectam eletricamente os enrolamentos de estator a uma fonte de alimentação externa 22. Essa fonte de alimentação externa pode fornecer vários tipos e níveis de potência adequada. A fonte de alimentação externa 22 pode compreender um inversor modulado por largura de pulso (PWM) de CA assim como uma fonte de alimentação de frequência ajustável. Uma caixa de conduto 24 aloja a conexão elétrica entre os guias terminais e a fonte de alimentação externa 22. A caixa de conduto 24 compreende um material de metal ou plástico e, vantajosamente, fornece acesso a certos componentes elétricos do motor 10. Rotear a corrente elétrica da fonte de alimentação externa 22 através dos enrolamentos de estator produz um campo magnético que induz rotação do rotor. Uma haste de rotor 26 acoplada ao rotor rotaciona juntamente com o rotor. Isto é, a rotação do rotor se traduz em uma rotação correspondente da haste de rotor 26. Conforme verificado por aqueles de habilidade comum na técnica, a haste de rotor 26 pode acoplar a vários elementos de máquina acionados, o que dessa forma transmite torque ao determinado elemento de máquina acionado. A título de exemplo, máquinas tais como bombas, compressores, ventoinhas, transportadores e assim por diante, podem empregar o movimento rotacional da haste de rotor 26 para operação. Alternativamente, conforme verificado por aqueles de habilidade comum na técnica, rotação de um rotor magnetizado induz corrente nos enrolamentos de estator e permite que a máquina elétrica aja como um ge-rador.

[00044] Durante operação, o motor 10 gera calor. A título de exemplo, a interação física entre vários componentes do motor 10 gera calor por meio de atrito. Adicionalmente, uma corrente nos enrolamentos de estator assim como no rotor gera calor por meio de aquecimento resis- tivo. Ademais, no caso de motores de CA, correntes parasitas desenvolvidas em laminações de estator e assim como perdas de histerese no estator também produzem calor. Se deixado sem diminuição, o calor excessivo leva a uma degradação em desempenho do motor 10 e, em certos casos, pode levar a funcionamento defeituoso do motor. Para aprimorar a dissipação de calor, o motor 10 ilustrado carrega uma montagem de refrigeração 28 montada no alojamento de motor e configurada para refrigerar convectivamente o motor 10. Conforme discutido adicionalmente abaixo, a montagem de refrigeração 28 circula um fluido (por exemplo, refrigerante líquido ou ar) através do motor, o que dessa forma resfria convectivamente o motor. Simplificando, a montagem de refrigeração 28 resfria convectivamente o motor 10 dissipando-se calor para o ambiente ao redor do motor 10, conforme representado por setas 29. Vale a pena observar que o motor pode carregar uma pluralidade de unidades de refrigeração 28, se desejado. As Figuras 36 e 37 mostram exemplos adicionais que são discutidos em detalhes adicionais abaixo.

[00045] A Figura 2 é uma vista em corte transversal do motor 10 da Figura 1 ao longo da linha 2-2. Para simplificar a discussão, apenas a porção de topo do motor 10 é mostrada, já que muito da estrutura do motor 10 ilustrado é essencialmente espelhada ao longo de sua linha central. Conforme discutido acima, a armação 12 e as tampas 14, 16 cooperam para formar um invólucro ou alojamento de motor para o motor 10. Dentro do invólucro ou alojamento de motor reside uma pluralidade de laminações de estator 30 justapostas e alinhadas em relação umas às outras para formar uma pilha de laminação, tal como o núcleo de estator 32 em contiguidade ilustrado. No motor 10 exemplifi- cativo, cada laminação de estator 30 inclui recursos que cooperam uns com os outros para formar recursos cumulativos para o núcleo de estator 32 em contiguidade. Por exemplo, cada laminação de estator 30 inclui uma ranhura central que coopera com a ranhura central de lami- nações adjacentes para formar uma câmara de rotor 34 que estende o comprimento do núcleo de estator 32 e que é dimensionada para receber um rotor. Adicionalmente, cada laminação de estator inclui uma pluralidade de fendas (não mostradas para simplicidade de ilustração) dispostas circunferencialmente acerca da ranhura central. Estas fendas cooperam para receber um ou mais enrolamentos de estator 36, que são ilustrados como extremidades de bobina na Figura 2, que estendem o comprimento do núcleo de estator 32. Adicionalmente e con- forme discutido adicionalmente abaixo, cada laminação de estator 30 inclui uma pluralidade de ranhuras de refrigeração localizadas radialmente dentro da periferia externa da laminação que, quando arranjada em uma pilha de laminação, forma microcanais e distribuidores ao longo da superfície exterior do núcleo de estator 32 (isto é, pilha de lami- nação).

[00046] A cooperação da pluralidade de ranhuras de refrigeração de cada laminação 30 define um segmento incremental de um distribuidor fechado e em contiguidade 40 que se estende axialmente através do núcleo de estator 32 radialmente dentro da superfície periférica exterior do estator 38. Na Figura 2, porções do distribuidor fechado 40 localizadas atrás da vista em corte transversal são ilustradas em linha tracejada. Cada uma das tampas 14,16 inclui passagens 42 que facilitam acesso aos distribuidores 40 de um motor montado 10. A título de exemplo e conforme discutido adicionalmente abaixo, as passagens 42 fornecem uma entrada ou uma saída para circular fluido através dos distribuidores 40. Exemplos adicionais das passagens (isto é, co-letores) são descritos abaixo em referência às Figuras 21 a 27. As la- minações são previstas como sendo substancialmente idênticas umas às outras e, desse modo, seu alinhamento permite formação dos distribuidores através do núcleo de estator em contiguidade. As características das laminações são discutidas adicionalmente abaixo.

[00047] No motor 10 exemplificativo, uma montagem de rotor 50 reside dentro da câmara de rotor 34. Similar ao núcleo de estator 32, a montagem de rotor 50 compreende uma pluralidade de laminações de rotor 52 alinhadas e posicionadas de modo adjacente em relação umas às outras. Desse modo, as laminações de rotor 52 cooperam para formar um núcleo de rotor 54 em contiguidade. A montagem de rotor 50 exemplificativa também inclui anéis de extremidade de rotor 56, dispostos em cada extremidade do núcleo de rotor 54, que coope- ram para prender as laminações de rotor 52 em relação umas às outras. Vale a pena observar, entretanto, que o rotor pode ser um rotor fundido ou um rotor fabricado, por exemplo. Quando montadas, as la- minações de rotor 52 cooperam para formar uma câmara de haste que se estende através do centro do núcleo de rotor 54 e que é configurada para receber a haste de rotor 26 através da mesma. Uma vez inserida, a haste de rotor 26 é presa em relação ao núcleo de rotor 54. Em conformidade, o núcleo de rotor 54 e a haste de rotor 26 rotacionam como uma única entidade, a montagem de rotor 50. A montagem de rotor 50 exemplificativa também inclui barras condutoras de rotor 58 dispostas no núcleo de rotor 54. Conforme discutido adicionalmente abaixo, induzir corrente na montagem de rotor 50, especificamente nas barras condutoras 58, faz a montagem de rotor 50 rotacionar. Empregando-se a rotação da montagem de rotor 50 por meio da haste de rotor 26, uma máquina acoplada à haste de rotor 26, tal como uma bomba ou transportador, pode operar. Em construções alternativas, o rotor pode ser formado sem barras condutoras e pode ser excitado magneticamente por um enrolamento ou ímãs permanentes, ou sem excitação como em uma máquina de relutância.

[00048] Para sustentar a montagem de rotor 50, o motor 10 exem- plificativo inclui conjuntos de mancal de extremidade de acionamento e de extremidade de acionamento oposta 60 e 62, respectivamente, que são presos à haste de rotor 26 e que facilitam a rotação da montagem de rotor 50 dentro do núcleo de estator 32 estacionário. Durante operação do motor 10, os conjuntos de mancal 60, 62 transferem as cargas radiais e de impulso produzidas pela montagem de rotor 50 para o alojamento de motor. Em resumo, os conjuntos de mancal 60, 62 facilitam a rotação da montagem de rotor 50 enquanto sustentam a montagem de rotor 50 dentro do alojamento de motor, isto é, a armação 12 e as tampas 14,16. Para reduzir o coeficiente de atrito entre vários com- ponentes dos conjuntos de mancal 60, 62, esses componentes são revestidos com um lubrificante. Durante operação, entretanto, a interação física dos e dentro dos conjuntos de mancal 60, 62 gera calor.

[00049] Conforme discutido acima, o motor 10 exemplificativo da Figura 2 inclui uma montagem de refrigeração 28 que dissipa calor gerado no motor 10 durante operação. A montagem de refrigeração 28 pode compreender uma montagem de partes ou, alternativamente, uma unidade independente alojada em uma única montagem conforme ilustrado na Figura 2. A montagem de refrigeração 28 circula um fluido, tal como um refrigerador líquido 78 ou ar forçado, através do núcleo de estator 32 para refrigerar convectivamente o motor 10. Uma montagem de refrigeração 28 pode incluir reservatórios de admissão e emissão 80, 82, respectivamente, que mantêm um suprimento adequado de refrigerante líquido 78. Alternativamente, um reservatório pode servir como admissão e emissão ao mesmo tempo. O reservatório de admissão 80 se comunica com os distribuidores 40 por meio das passagens 42 localizadas na tampa posterior 16. Em conformidade, o refrigerante líquido 78 flui do reservatório de admissão 80 para a entrada dos distribuidores 40 por meio da passagem de ingresso 42, conforme representado por setas 90. Entretanto, vale a pena observar novamente que o refrigerante pode ser qualquer fluido, líquido ou gasoso, incluindo ar.

[00050] Conforme o refrigerante 78 entra nos distribuidores 40, as superfícies impermeáveis das respectivas laminações de estator 30 cooperam para encaminhar o refrigerante 78 através dos distribuidores e os microcanais do núcleo de estator. Em uma modalidade exemplifi- cativa, as laminações de estator 30 cooperam para direcionar o fluxo do refrigerante 78 (isto é, encaminhar o refrigerante) através dos distribuidores e microcanais do núcleo de estator 32. Conforme o refrigerante 78 alcança a extremidade de saída dos distribuidores de retorno 40, uma passagem de egresso 42, que pode estar localizada na tampa de extremidade de acionamento oposta 16 em um arranjo de trocador de calor de fluxo cruzado, encontra os distribuidores de retorno 40 e recebe o refrigerante 78. Essa passagem 42 encaminha o fluido para o reservatório de emissão 82, conforme representado por setas 100.

[00051] Para manter diferencial de pressão suficiente para circular o refrigerante 78, a montagem de refrigeração 28 exemplificativa inclui um mecanismo de bombeamento 104. Alternativamente, no caso de um fluido de refrigeração gasoso, o mecanismo de bombeamento 104 inclui uma ventoinha. Conforme ilustrado, o mecanismo de bombea- mento 104 retira fluido do reservatório de emissão 82 e envia ao reservatório de admissão 80, conforme representado por setas direcionais 106. Vantajosamente, o mecanismo de bombeamento 104, os reservatórios 80, 82, as passagens 42, os distribuidores 40 e os micro- canais cooperam para formar um sistema fechado. Desse modo, refrigerante em circulação 78 é conservado. Alternativamente, se o fluido de refrigeração é ar, um sistema de refrigeração aberto pode ser ex-plorado, em que o ar é tirado da atmosfera e descarregado de volta. Neste caso, os coletores podem não ser necessários; o ar pode entrar na zona de enrolamento de extremidade, por exemplo, na extremidade sem acionamento do motor, passar através do trocador de calor com microcanal de fluxo paralelo e ser descarregado para a zona de enrolamento de extremidade na extremidade de acionamento do motor e adicionalmente de volta para a atmosfera.

[00052] Circulando-se o refrigerante 78 através dos distribuidores 40 e microcanais, o refrigerante 78 atrai calor do núcleo de estator 32. A proximidade dos distribuidores e microcanais às regiões radialmente para fora do núcleo de estator 32 fornece um mecanismo para focar a refrigeração em tais regiões. Desse modo, a probabilidade de refrigeração irregular ou pontos quentes no motor pode ser mitigada. Na mo- dalidade exemplificativa, os distribuidores e microcanais fazem contato com uma porção maior do núcleo de estator 32 em comparação com um percurso axial direto e, como tal, absorvem mais calor para o refrigerante em circulação 78.

[00053] Uma vez que o refrigerante 78 tenha circulado através dos distribuidores 40, um trocador de calor 110, localizado no alojamento da montagem de refrigeração 28, facilita a dissipação do calor absorvido do refrigerante 78 para o ambiente, conforme representado por setas 29 nas Figuras 1 e 2. A título de exemplo, o trocador de calor 110 pode incluir uma série de placas achatadas através das quais o refrigerante 78 é direcionado. As placas achatadas aumentam a área de superfície de circulação do refrigerante 78 e, como tal, facilitam uma dissipação aprimorada do calor absorvido no refrigerante 78 para o ambiente. Em qualquer situação, após o calor absorvido no refrigerante 78 ter sido dissipado, o refrigerante 78 é direcionado de volta para o reservatório de admissão 80 e o ciclo de circulação é repetido.

[00054] A Figura 3 fornece uma vista frontal de uma laminação de estator exemplificativa 30. As ranhuras 200 são passagens para refrigerante e as fendas de enrolamento de laminação em uma superfície de diâmetro interior 202 da laminação não são mostradas. As ranhuras são espaçadas de modo angular acerca das laminações e separadas por pontes 204. As laminações podem ser redondas e todas as lami- nações podem ser substancialmente idênticas.

[00055] Na Figura 3, ($) representa a fração de circunferência de t - - laminação ocupada por ranhuras (isto é, β); (a) representa o comprimento angular de ranhura; (β) representa o período angular das β = — ranhuras de refrigeração (isto é, Nw ); ( Nw ) representa o número de ranhuras da laminação. Também na Figura 3, (R) representa o raio da linha central das ranhuras de refrigeração e (h ) representa a dimensão radial da ranhura de refrigeração. Esses parâmetros podem ser usados para calcular ou estimar parâmetros associados com o trocador de calor com microcanal incorporado em estator conforme será descrito abaixo.

[00056] As Figuras 4 e 5 mostram representações esquemáticas de uma superfície cilíndrica, que passa através dos centros das ranhuras 200 no núcleo de estator. Essa superfície será denominada como superfície de meio do trocador de calor. O raio da superfície de meio é marcado por (R) na Figura 3. A ponte 204 de cada segunda laminação 402 na pilha é mostrada em uma cor mais escura e a ponte 204 de cada primeira laminação 404 em pilha é mostrada em uma cor mais clara para propósitos de visualização. Na Figura 4, cada primeira e segunda laminação na pilha tem suas respectivas ranhuras 200 alinhadas diretamente (isto é, sem arranjo alternado). Na Figura 5, cada segunda laminação 504 é rotacionada por um certo ângulo comum de tal forma que o espaçamento dessa ponte de laminação esteja localizado na fenda da primeira laminação 502. Essa rotação pode ser definida para um intervalo de fenda de estator de modo que as fendas de estator permaneçam alinhadas. Uma placa adicional 506 sem fendas é adicionada a uma face da pilha (topo da Figura 5). Com essa placa adicionada 506, os canais 40 são abertos a apenas uma face axial da pilha (fundo da Figura 5). Na Figura 5, o trocador de calor compreende canais verticais relativamente grandes (‘508’ - distribuidores de suprimento; ‘510’- distribuidores de descarga) e canais horizontais pequenos, que conectam os canais verticais (‘512’ - os microcanais). A largura dos microcanais pode ser igual à espessura de laminação conforme mostrado nos desenhos. Na alternativa, a largura dos microcanais pode se igualar a um múltiplo da espessura da laminação, por exemplo, se múltiplas laminações sucessivamente empilhadas estiverem orien- tadas na mesma direção. A título de exemplo, a largura de microcanal pode ser definida para uma largura que se iguala a duas vezes a espessura da laminação arranjando-se duas laminações consecutivas com a mesma alternação angular relativa. Enquanto os desenhos mostram uma largura uniforme dos microcanais através de todo o comprimento axial do núcleo de estator, a largura dos microcanais pode variar conforme pode ser desejado.

[00057] A Figura 6 mostra uma representação esquemática mais detalhada do padrão de fluxo de refrigerante em distribuidores. As setas apontando para cima indicam o fluxo de suprimento (frio) 608 no distribuidor de suprimento e as setas apontando para baixo indicam o fluxo de retorno (quente) 610 no distribuidor de retorno. Esse fluxo mostrado na Figura 6 representa um trocador de calor de contra-fluxo formado no interior do núcleo de estator. As setas apontando para a esquerda e a direita indicam fluxo através dos microcanais 612. Nos desenhos, a largura dos microcanais 612 pode ser igual à espessura de uma laminação. A largura dos microcanais 612 na Figura 6 é bastante exagerada para melhor visibilidade. Em cada distribuidor de su-primento 608, o fluxo se divide na direção de dois distribuidores de descarga adjacentes por ação do fluxo nos microcanais 612. Em cada distribuidor de retorno ou de descarga 610, o fluxo de dois distribuidores de suprimento adjacentes se mistura por ação do fluxo nos micro- canais 612.

[00058] Os esquemas de fluxo na Figura 6 são conhecidos como o trocador de calor de contra-fluxo, ou um chamado trocador de calor do tipo U; as entradas e as saídas são localizadas em um lado do estator, enquanto no outro lado do estator os distribuidores de suprimento e descarga são fechados. A Figura 7 fornece detalhes adicionais. Os distribuidores de suprimento são indicados pelo caractere de referência 702 e distribuidores de retorno são indicados pelo caractere de re- ferência 704. Fluxo através dos microcanais é indicado pelo caractere de referência 706. Para propósitos ilustrativos, os microcanais e o distribuidor na Figura 7 são mostrados como se abertos na periferia exterior de estator. As ranhuras são internas ao estator. Também na Figura 7, as espessuras das laminações são bastante exageradas para facilidade de ilustração.

[00059] Embora não mostrado nos desenhos, o fluxo 802 através dos distribuidores de suprimento e descarga 804, 806 no núcleo de estator pode ir na mesma direção para formar um arranjo de fluxo paralelo, ou um chamado trocador de calor do tipo Z. Por exemplo, uma entrada ou suprimento de fluido pode ser introduzido a distribuidores de suprimento na extremidade axial de suprimento do estator. Na extremidade axial oposta do estator, isto é, a extremidade de descarga, os distribuidores de suprimento podem ser vedados de modo que o fluido seja forçado para os microcanais ao invés de ser descarregado diretamente da extremidade de descarga do estator. De uma maneira similar, os distribuidores de descarga podem ser vedados na extremi-dade de suprimento do estator, de modo que fluido coletado dos mi- crocanais seja descarregado da extremidade de descarga do estator. A fim de distribuir igualmente o fluxo entre as laminações, os distribuidores de suprimento e descarga podem ser afunilados 804, 806. O mesmo pode ser alcançado de diversas formas. Uma forma é com o uso de laminações idênticas, mas variando o ângulo de rotação de cada segunda laminação ao longo do comprimento axial 808 do estator. A largura dos distribuidores 804, 806 na Figura 8 varia em incrementos graduais dependendo do número de fendas de bobina e do número das ranhuras de refrigeração para aproximar uma variação linear ao longo do comprimento axial 808 do estator. Por exemplo, com 36 fendas de bobina e 7 ranhuras de refrigeração, 15 etapas são possíveis com incremento de ângulo de 1,4286 graus, que iria fornecer uma boa aproximação para o afunilamento linear contínuo. Outra forma de afunilamento é com o uso de uma nomenclatura de laminações ao invés de laminações idênticas, por exemplo, 10 grupos diferentes de lamina- ções, sendo que cada grupo tem ranhuras de refrigeração deslocadas de modo angular em relação ao grupo anterior de uma forma para alcançar um distribuidor afunilado com 10 mudanças graduais da largura de distribuidor. A laminação ranhuras de refrigeração pode também ser formada com um afunilamento de um primeiro lado axial para um segundo lado axial para aproximar melhor uma parede lateral reta ou linear no distribuidor resultante ao invés de uma configuração gradual. Onde refrigerante líquido é usado nos microcanais, coletores ou pas-sagens de suprimento e de retorno são necessários. O coletor ou passagem de suprimento pode alimentar todos os distribuidores de suprimento e o coletor ou passagem de descarga (ou retorno) coleta o fluxo de todos os distribuidores de descarga (ou retorno). No caso de refrigeração de ar em um padrão de fluxo do tipo Z, os coletores não são necessários.

[00060] A Figura 9 fornece detalhes adicionais do espaçamento das laminações para formar um trocador de calor de contra-fluxo no núcleo de estator. Na Figura 9, cada segunda laminação 904 pode ser rotaci- onada em relação à primeira laminação 902 pelo ângulo (P/2), que na Figura 9 é (^) do período de ranhura de refrigeração (P). O espaçamento (Y) das pontes 906 é menor do que o comprimento angular (a) das ranhuras 908. A posição angular do espaçamento de cada segunda laminação 904 estaria no centro da fenda de enrolamento de cada primeira laminação. A Figura 9 mostra tal arranjo onde a primeira lami- nação 902 é mostrada em uma cor mais escura enquanto a segunda laminação 904 é mostrada em uma cor clara. Nesse arranjo, cada ra-nhura 908 na primeira laminação 902 tem essencialmente dois canais 910, 912 paralelos ao eixo geométrico da pilha que forma distribuido- res separados pela ponte 914 da segunda laminação 904. A pilha de laminação teria (2 x Nw) distribuidores. Na Figura 9, há 16 ranhuras (isto é, Nw=16) e 32 distribuidores. Os distribuidores podem ser numerados no sentido anti-horário de 1 a (2 x Nw). Os distribuidores 1, 3, 5, ..., ((2 x Nw) - 1) são distribuidores de suprimento; os distribuidores 2, 4, ..., (2 x Nw) são distribuidores de descarga. O refrigerante flui do distribuidor 1 para o distribuidor 2 e (2 x Nw), do distribuidor 3 para distribuidores 2 e 4, do distribuidor 5 para distribuidores 4 e 6 e assim por diante, através dos microcanais.

[00061] Conforme mais bem descrito acima em referência à Figura 6, distribuidores adjacentes são conectados pelos microcanais. O corte transversal do microcanal pode ser definido por (t x h), onde (t) é a espessura de laminação e (h) é a dimensão radial das fendas. O comprimento angular dos microcanais é igual ao espaçamento (V). A maior parte da área de troca de calor está nos microcanais; como o número de microcanais é bastante grande e a área de troca de calor é bastante grande.

[00062] Os ângulos permissíveis de rotação de alternação para as laminações (Φ) (Figura 9) podem ser fornecidos pela equação:

[00063]

onde NDentes é o número de dentes de estator.

[00064] O período angular (β) do trocador de calor pode ser calculado pela equação:

[00065] A razão do ângulo de rotação do período angular (A) pode ser calculada pela equação:

[00066] Se

(isto é, as laminações são rotacionadas por 1/2 do período angular), a pilha resultante é mostrada nas Figuras 9 e 10. Se

então são obtidos os seguintes possíveis valores para ( Nw ):

[00067]

picamente, ( Nw ) é um múltiplo de 4, o que permite rotação das lamina- ções por 90 graus. Isso facilita empilhamento das laminações para formar o núcleo.

[00068] Conforme mostrado na Figura 10, o comprimento angular do microcanal ( Y) pode ser expresso em termos de (%) como se segue:

[00069] Conforme mencionado acima o comprimento angular do distribuidor (6) pode ser expresso em termos de (%) como se segue:

[00070] O número de microcanais (Nmc), que conectam distribuidores adjacentes, é fornecido pela seguinte equação:

[00071]

onde (Lnúcleo) é o comprimento da pilha de la minação e (t) é a espessura de laminação.

[00072] A área de fluxo de cada microcanal tem um perímetro que pode ser calculado pela seguinte equação: [2 • t + 2 • h ]

[00073] A área de superfície de cada microcanal é aproximadamente igual a:

[00074]

onde (R) representa o raio da linha central de ranhura e (r) é o comprimento angular dos microcanais.

[00075] A área de superfície total de todos os microcanais (Smc) po- de ser aproximada pela equação:

[00076] onde (D) é o diâmetro da linha central das ranhuras de re-frigeração ou (2 x R); (t) é a espessura de laminação; e (Lnúcleo) é o comprimento da pilha de laminação de estator.

[00077] Em um exemplo onde (A =0,5),

. Em tal arranjo, a área de fluxo total em todos os distribuidores (Sdistribuidores) pode ser aproximada como:

[00078] A velocidade de fluxo de entrada/saída média em distribuidores (Vm) pode ser aproximada como:

[00079]

onde Q representa a taxa de fluxo volumétrico total do refrigerante. lumétrico total do refrigerante.

[00080] A velocidade de fluxo media nos microcanais (Vmc) pode ser aproximada como:

[00081]

onde Q representa a taxa de fluxo volumé- trico total do refrigerante.

[00082] A velocidade de fluxo média nos microcanais (Vmc) pode ser expressa em termos da velocidade de fluxo de suprimento/retorno média em distribuidores pela formula:

[00083] O diâmetro hidráulico dos microcanais (dmc) pode ser repre-sentado por:

[00084] Tipicamente, o fluxo em microcanais é laminar com um número de Reynolds bastante baixo (Remc). O coeficiente de atrito (f) para laminar completamente desenvolvido com poucos tubos retangulares estreitos pode ser aproximado por:

[00085]

onde (Remc) representa o número de Reynolds representativo de fluxo no microcanal; (p) representa a densidade do refrigerante e (μ) representa a viscosidade dinâmica do refrige- rante.

[00086] O número de Nusselt (Numc) para fluxo completamente de-senvolvido em tubos retangulares estreitos é cerca de 7:

[00087]

onde (H) representa o coeficiente de filme no microcanal, (dmc) representa o diâmetro hidráulico do microcanal e (kc) representa a condutividade térmica do refrigerante.

[00088] O coeficiente de filme em microcanais (H) pode ser aproximadamente como se segue:

[00089] Para uma espessura de laminação típica de 0,047 cm (0,0185") e óleo como um refrigerante, o coeficiente de filme é cerca de 1070 watt/(m2.°C). Uma média sobre o coeficiente de filme de área de superfície exterior de estator (heff) pode ser aproximada pela se- guinte expressão:

[0090]

onde (ks) representa a condutivi- dade térmica de laminação no plano; e (kc) representa a condutividade térmica do refrigerante. Essas formulas são aproximações usadas para avaliar a eficácia potencial do trocador de calor com microcanal incorporado em relação a outros métodos de refrigeração de estator.

[00091] Conforme mostrado na Figura 11, um arranjo de trocador de calor de contra-fluxo pode ser configurado de modo que a largura do distribuidor de retorno 1102 seja um fator de (—/2) maior do que a largura do distribuidor de suprimento 1104, por exemplo, para alcançar fluxo uniforme nos microcanais. A largura do distribuidor de retorno pode ter um comprimento angular calculado como (a β Φ) e o distribuidor de suprimento pode ter um comprimento angular calculado como (a + Φ β). Portanto, a condição de fluxo uniforme pode ser representada por:

[00092] O ângulo de alternação ou rotação (Φ) (medido em sentido anti-horário nos desenhos) não precisa ser igual a metade do período de fenda. O ângulo (Φ) é um múltiplo do intervalo de dentes do estator e pode ser calculado por uma equação com o uso das definições: (Φ = A •β); e (a = % •β), a condição de fluxo uniforme pode ser representada por:

[00093] Uma vez que (%) precisa ser maior do que 0,5, a restrição [NJ < NdenteJ pode ser aplicada. Para um dado (Ndentes) com base nas exigências de design de motor, há apenas um número limitado de combinações (Nw) que satisfaz a restrição (0,5<^ <1). As tabelas das Figuras 15 a 17 fornecem exemplos ilustrativos. Com o fator (%) calculado, o parâmetro (2) e o ângulo (Φ) são determinados pelas seguintes equações:

[00094] A largura angular dos distribuidores de suprimento 1104 pode ser fornecida pela equação:

[00095] A largura angular de distribuidores de retorno 1102 pode ser fornecida pela equação:

[00096] Com a aplicação da restrição (0,5<~-- <1), então as larguras angulares do distribuidor podem ser calculadas como se segue (Figura 11 fornece detalhes adicionais):

[00097] Conforme descrito acima as laminações podem ser alternadas de modo angular conforme desejado para criar um tamanho de distribuidor desejado. Os mesmos princípios podem ser usados em projetar um trocador de calor "girando-se" as laminações para criar um tamanho de distribuidor desejado.

[00098] As Figuras 12 a 14 fornecem uma ilustração de uma lami- nação que pode ser usada em conexão com um método de laminação de giro para montar a pilha de laminação. No método de laminação de giro, os parâmetros independentes que definem a geometria do trocador de calor podem ser independentes do número de dentes do estator. Também, no método de laminação de giro, as laminações podem ser de qualquer formato, por exemplo, redondo, quadrado, retangular, ou hexagonal. Todas as laminações podem ser idênticas mas não simétricas. Como resultado, a laminação parece diferente dependendo de qual lado é visualizada. A laminação tem um eixo geométrico de giro 1200, que é uma linha no plano de laminação que passa através do centro de um lado designado ("lado A" ("1202"; Figura 12), em que o lado oposto é o "lado B" ("1302"; Figura 13)). O eixo geométrico de giro 1200 é a linha de simetria de uma ranhura escolhida arbitrariamente, o eixo geométrico de giro 1202 cruza uma ranhura de refrigeração, e a distância angular entre o eixo geométrico de giro e a borda radial mais próxima dos espaçadores de ranhuras de refrigeração de- δ ve ser igual a^jsmal-. A interseção do eixo geométrico de giro com a borda externa da laminação pode ser marcada por uma ponta locali- zadora 1204.

[00099] Inicialmente, todas as laminações na pilha podem ser alinhadas com o lado A para cima. A pilha de laminação é dividida na metade, e a segunda parte virada de cabeça para baixo, para que todas as laminações na pilha correspondente tenham o lado B para cima. A pilha final é montada tomando a primeira laminação da primeira metade da pilha, a segunda laminação da segunda metade da pilha, a terceira laminação da primeira metade da pilha, e assim por diante. As pontas 1204 de todas as laminações podem ser alinhadas no processo para formar a pilha final. Alternativamente, as laminações também podem ser rotacionadas ao mesmo tempo em que são giradas. Aço elétrico tipicamente tem propriedades ligeiramente diferentes na direção laminação e na direção transversal, e é uma prática comum rotacionar % das laminações por um ângulo de 90o. Devido ao número de dentes de estator ser tipicamente um múltiplo de 4, as fendas de bobina per-manecem alinhadas sob essa rotação. As ranhuras de refrigeração também permanecerão alinhadas, se o número de ranhuras de refrige-ração for um múltiplo de 4. O fluxo através dos microcanais também pode ser quase uniforme, se a resistência hidráulica dos distribuidores for muito menor do que a resistência hidráulica dos microcanais.

[000100] Com as considerações de projeto expostas acima, a máquina elétrica pode ser dotada de um trocador de calor interno com uma área uma ordem de magnitude maior do que a área do trocador de calor nos esquemas refrigeração de motor existentes. O trocador de calor pode ter fluxo laminar em microcanais com velocidade muito baixa, para, desse modo, reduzir consideravelmente a queda de pressão através dos microcanais. O trocador de calor pode ter um coeficiente de filme local relativamente alto devido à largura pequena do microcanal. A pressão exigida para mover a refrigerante é uma ordem de magnitude mais baixa do que em sistemas existentes, para, desse modo, reduzir perdas do motor por reduzir a potência de uma bomba.

[000101] As Figuras 18 e 19 mostram outra modalidade de uma porção de um núcleo de estator com um trocador de calor de microcanal formado em seu interior. A Figura 18 mostra uma vista parcial ampliada de um núcleo de estator com trocador de calor de microcanal. Na Figura 19, a periferia externa das laminações de estator foi removida para fornecer detalhes adicionais dos distribuidores e do microcanal. Nas Figuras 18 e 19, as laminações de estator são dispostas para formar distribuidores de suprimento 1802 e distribuidores de retorno 1804 que se estendem axialmente com microcanais 1806 que se estendem entre os mesmos. O núcleo de estator pode ser formado girando-se cada outra laminação durante uma operação de empilhamento. Todas as laminações podem ser formadas identicamente. Devido ao número de distribuidores de retorno e de distribuidores de suprimento 1802,1804 poder ser fornecido em um número para ser divisível por quatro, as laminações também podem ser rotacionadas em incrementos de 90° a fim de facilitar o empilhamento, como descrito acima.

[000102] Foi constatado que um motor formado com um estator com microcanais como descrito acima tem capacidade de refrigeração aprimorada. A Figura 20 fornece uma comparação dos coeficientes de filme efetivos estabelecidos em um trocador de calor de microcanal de um motor representativo. Na coluna 2002, os parâmetros correspondentes à refrigeração com um fluido de transmissão automática são mostrados, e especificamente, um coeficiente de filme efetivo de 4864 w/m2. °C pode ser atingido. Na coluna 2004, os valores correspondentes à refrigeração com uma combinação água-etileno glicol a 50% ("WEG") são mostrados, e especificamente, um coeficiente de filme efetivo de 8472 w/m2. °C pode ser atingido. A Figura 20 também indica que o número de Reynolds para microcanal de fluxo é laminar e extremamente baixo. Adicionalmente, a Figura 20 também indica que a queda de pressão estimada através do trocador de calor de microcanal é baixa. Esses parâmetros alcançados para refrigeração com o trocador de calor de microcanal têm provado ser aprimorados em comparação a outros cenários de trocador de calor, incluindo aqueles que empregam fluxo turbulento.

[000103] As Figuras 21 a 24 fornecem ilustrações de uma modalidade de um conjunto de coletor 2100 usada para formar um trocador de calor de microcanal de contra fluxo. Na Figura 21, o conjunto de cole- tor 2100 compreende um anel interno 2102 e anel externo 2104 que cooperam para formar o conjunto de coletor fixado ao estator 2105. O anel externo 2104 pode ser configurado para dirigir um suprimento de refrigerante para os distribuidores de suprimento 2202 do trocador de calor de microcanal. Como mostrado na Figura 21, o anel externo 2104 do conjunto de coletor recebe refrigerante afluente de bicos de suprimento 2106 localizados nas posições de 3 e 9 horas no anel externo. Como mostrado na Figura 21, o anel interno 2102 do conjunto de coletor descarrega refrigerante efluente a partir de bicos de descarga 2107 localizados nas posições de 3 e 9 horas no anel interno. Como mostrado na Figura 22, o anel externo 2104 do conjunto de coletor compreende um canal 2204 com uma pluralidade de portas de saída 2206 em uma superfície interior do anel externo. Quando montadas com o anel interno 2102, as portas de saída do anel externo se comunicam diretamente com os distribuidores de suprimento das lamina- ções de estator. Como mostrado na Figura 23, o anel interno 2102 pode compreender um canal 2302 com portas de entrada 2304 formadas em uma superfície interior do anel interno. O anel interno 2102 pode ficar contíguo à laminação mais externa na pilha e ser disposto de modo que as portas de entrada 2304 se alinhem a e se comuniquem diretamente com os distribuidores de descarga 2306 do estator. Como mostrado na Figura 22, as passagens 2208 podem se estender através do canal 2302 do anel interno 2102. Quando o anel interno 2102 é montado com o anel externo 2104 e montado ao núcleo de estator, as passagens 2208 podem ser colocadas em registro com as portas de saída do anel externo 2206 e os distribuidores de suprimento de núcleo de estator 2202. Dessa forma, as passagens 2208 se estendem entre o anel externo 2204 e a pilha de laminação e separam o anel externo do anel interno. As passagens 2208 podem ser formadas no anel externo 2204 e se projetar através do canal de anel interno 2302 para se estender para os distribuidores de suprimento 2202 do núcleo de estator. As passagens 2208 podem ser formadas no canal de anel interno 2302 e se alinhar às portas de saída do anel externo 2206 quando os anéis externo e interno 2104, 2102 são montados. O anel interno 2102 forma uma porção de coletor de descarga que recebe fluxo efluente dos distribuidores de descarga do estator 2105, e dirige o fluxo efluente para um trocador de calor externo ("110" da Figura 2). Como mostrado na Figura 24, uma placa traseira 2402 é colocada na extremidade axial do estator oposta ao conjunto de coletor 2100 para formar o trocador de calor de microcanal de fluxo cruzado.

[000104] As Figuras 25 a 27 mostram outra modalidade de um coletor 2500 que pode ser usado em um motor com um trocador de calor de microcanal formado no estator. A Figura 25 mostra uma vista frontal da placa de coletor 2502. A placa de coletor tem oito portas de entrada 2504 que se comunicam com os distribuidores de suprimento do núcleo de estator para fornecer refrigerante afluente para o trocador de calor. A placa de coletor 2502 tem oito portas de saída 2506 que se comunicam com os distribuidores de retorno do núcleo de estator para coletar refrigerante efluente do trocador de calor. Um separador 2508 com um formato ondulado se estende entre as portas de entrada e saída 2504, 2506 em um padrão alternado para formar uma porção de coletor de retorno 2510 e uma porção de coletor de suprimento 2512 da placa de coletor. A placa de coletor 2502 pode ser fixada ao núcleo de estator 2510 do motor diretamente de uma maneira em que a superfície traseira plana 2502 seja contígua à laminação mais externa da pilha de laminação. Nessa configuração, as portas de entrada e saída 2504, 2506 podem se comunicar diretamente com os respectivos distribuidores de suprimento e retorno do trocador de calor de microcanal de núcleo de estator.

[000105] As entradas (não mostradas) para o coletor de suprimento 2504 podem ser fornecidas nas posições de 3 e 9 horas para fornecer fluxo uniforme para dentro dos distribuidores de suprimento de núcleo de estator. As saídas (não mostradas) do coletor de descarga 2506 são fornecidas no ponto mais baixo (ou seja, posição de 6 horas) para permitir que o sistema seja drenado. Uma válvula de purga (não mos-trada) pode ser localizada na placa de coletor 2202 na posição de 12 horas para permitir que bolsos de gás sejam purgados do sistema du-rante o preenchimento. Adesivo e outros materiais de junta podem ser usados entre a superfície posterior da placa de coletor e a laminação de estator mais externa para aprimorar a vedação entre as mesmas.

[000106] As Figuras 28 a 30 ilustram uma modalidade alternativa de um sistema de coletor associado a um estator que tem um trocador de calor de microcanal. A Figura 28 é uma vista em perspectiva de um núcleo de estator 2802 mostrado com uma porção central das lamina- ções de estator removida para ilustrar uma porção das laminações que formam os coletores de suprimento e retorno 2804, 2806 e outra porção das laminações que formam os microcanais 2808 e distribuidores 2810. A Figura 29 é um desenho esquemático de projetos de lamina- ção que mostra o posicionamento relativo das ranhuras de refrigeração 2910 que podem ser usadas para formar o núcleo de estator da Figura 28. A Figura 30 é um desenho esquemático de uma disposição de laminações que pode ser usada para formar o núcleo de estator da Figura 28 com os projetos da Figura 29. Na modalidade mostrada na Figura 28, as laminações são usadas a fim de formar uma entrada e saída para o trocador de calor de microcanal. As laminações axiais mais externas 2812 são sólidas e vedam as extremidades do trocador de calor. Essas laminações têm projeto 1 como mostrado na Figura 29. As laminações 2814 imediatamente dentro da laminação axial mais externa 2812 são agrupadas com suas ranhuras de refrigeração alinhadas. Essas laminações 2814 também são dotadas de orifícios ra diais que formam uma porta de entrada 2816 e porta de saída 2818. Essas laminações têm projeto 2 como mostrado na Figura 29 exceto por uma porção que se estende para fora radialmente que forma as portas de entrada e saída 2816, 2818 (que não é mostrada na Figura 29). Essas laminações também têm ranhuras de refrigeração relativamente grandes que formam os coletores 2804, 2806, que se comunicam com os distribuidores 2810 do trocador de calor. Diversas lamina- ções semelhantes podem ser alinhados para que suas ranhuras de refrigeração formem as portas de entrada e saída 2816, 2818, e espaços de entrada e saída 2820, 2822 para os coletores respectivos. O agrupamento das laminações fornece um coletor com um percurso de fluxo maior do que a espessura de uma laminação. Em seguida imedi-atamente dentro axialmente ficam as laminações 2824. Essas lamina- ções têm projeto 3 como mostrado na Figura 29. Essas laminações 2824 podem ser alternadas ou deslocadas com as laminações 2814, para, desse modo, formar percursos de fluxo a partir dos espaços 2820,2822 dos coletores de entrada e saída 2804,2806 para os distribuidores. Adicionalmente, as laminações 2824 podem ser alternadas ou deslocadas entre si em lados axiais do núcleo de estator para vedar as extremidades dos distribuidores. Assim, a disposição das lamina- ções 2814, 2824 em uma extremidade axial do estator como um grupo é deslocada das laminações na outra extremidade axial do estator. A porção do trocador de calor que compreende os microcanais 2808 pode então ser formada alternando-se, em um padrão deslocado, as la- minações que tem projeto 2 como mostrado na Figura 29. Usando-se laminações para formar os coletores como mostrado nas Figuras 28 a 30, material ativo adicional pode ser fornecido no estator. Os enrolamentos de estator podem ser dirigidos através dessas laminações de coletor fornecendo área de campo adicional para o estator. Usar lami- nações para formar os coletores também evita a necessidade de pe- ças adicionais que, de outra forma, precisam ser acopladas às lamina- ções mais externas axialmente do estator. Embora a Figura 28 mostre apenas uma porta de entrada 2816 para o coletor de suprimento 2804 e uma porta de saída 2818 para o coletor de retorno 2806, múltiplas entradas e saídas podem ser fornecidas circunferencialmente em volta das extremidades axiais do trocador de calor e/ou estator.

[000107] As Figuras 31 a 35 mostram uma modalidade alternativa de um núcleo de estator 3102 com laminações que formam coletores in-tegrados. A Figura 31 é uma vista em perspectiva de um núcleo de estator com uma porção central das laminações de estator mostradas removidas para ilustrar uma porção das laminações que formam cole-tores de suprimento e retorno afastados radialmente 3104, 3106 locali-zados em um mesmo lado do núcleo de estator, e outra porção das laminações que formam os microcanais 3108 e distribuidores de su-primento e retorno 3110, 3112. A Figura 32 é um desenho esquemático de projetos de laminação que mostra ranhuras de refrigeração 3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212 que podem ser usadas para formar o núcleo de estator da Figura 31. A Figura 33 é um desenho esquemático de uma disposição de laminações em uma posição radial para dentro que pode ser usada para formar o núcleo de estator da Figura 31 com os projetos da Figura 32. A Figura 34 é um desenho esquemático de uma disposição de laminações em uma posição intermediária radial que pode ser usada para formar o núcleo de estator da Figura 31 com os projetos da Figura 32. A Figura 35 é um esquemático desenho de uma disposição de laminações em uma posição radial para fora que pode ser usada para formar o núcleo de estator da Figura 31 com os projetos da Figura 32. Na disposição mostrada nas Figuras 31 a 35, as ranhuras de refrigeração são formadas nas várias laminações em, em geral, três posições radiais diferentes. O coletor de suprimento 3104 pode ser formado em uma posição radial mais baixa no núcleo de estator, e o coletor de retorno 3106 pode ser formado em uma posição radial para fora radialmente no núcleo de estator.

[000108] Na Figura 31, as porções centrais das laminações são mos-tradas removidas para ressaltar os percursos de fluxo. Na Figura 31, os coletores tanto de suprimento como de retorno 3104, 3106 dos trocadores de calor são dispostos em uma extremidade axial do núcleo de estator, e os coletores de suprimento e retorno podem ser separados radialmente com o coletor de suprimento formado em direção a porção radial para dentro do núcleo de estator e o coletor de retorno formado em direção a porção radial para fora do núcleo de estator. As laminações mais externas axiais 3114 em extremidades opostas do estator podem ser sólidas para vedar o núcleo de estator. Na Figura 31, a laminação de vedação do lado próximo não é mostrada. As lami- nações 3114 para vedar o núcleo de estator podem ter o projeto 1 mostrado na Figura 32. Para formar o coletor de suprimento, as lami- nações 3116 que tem o projeto 4 como mostrado na Figura 32 podem ser agrupadas e dispostas para fornecer um percurso de fluxo maior do que a espessura de uma laminação. Embora não mostrado nos desenhos da laminação que tem o projeto 4, uma passagem pode ser fornecida na borda radial mais externa para a ranhura de refrigeração 3210 para formar a entrada para o coletor de suprimento. Em seguida para dentro estão as laminações 3118 que tem o projeto 3 como mostrado na Figura 32. As laminações 3118 são deslocadas das lamina- ções 3116 para formar percursos de fluxo para os distribuidores de suprimento 3110 e para vedar os distribuidores de retorno 3112. Para formar o coletor de retorno, as laminações 3120, que tem ranhuras de refrigeração que se estendem radialmente (laminações de fluxo radial), podem ser agrupadas e dispostas para fornecer um percurso de fluxo maior do que a espessura de uma laminação. Essas laminações têm o projeto 2 como mostrado na Figura 32. Embora não mostrado nos de- senhos, as laminações 3120 que tem o projeto 2 têm uma passagem na borda radial mais externa para a porção mais externa da ranhura de refrigeração 3202 para formar a saída do coletor de retorno. Um percurso de fluxo a partir dos distribuidores de retorno pode ser formado dispondo-se as laminações 3118 (ou seja, projeto 3 mostrado na Figura 32) em um grupo adjacente às laminações de fluxo radial 3120 (ou seja, projeto 2 mostrado na Figura 32). Os microcanais 3108 são formados pelo alinhamento alternado das laminações 3116 (ou seja, projeto 4 mostrado na Figura 32). Quando as laminações são alinhadas, o refrigerante pode fluir através da ranhura 3212 da laminação 3116 de projeto 4 para a ranhura de fundo 3208 das laminações 3118 de projeto 3. A partir da ranhura de fundo 3208 das laminações 3118 de projeto 3, o refrigerante pode fluir para a única ranhura de fundo 3204 das laminações 3120 de projeto 2 e então para os distribuidores de suprimento 3110 e microcanais 3108 formados pela disposição alternada das laminações 3116 de projeto 4. O refrigerante pode retornar por meio dos distribuidores de retorno 3112 formados pela disposição alternada das laminações 3116 de projeto 4. O refrigerante pode então entrar nas ranhuras de fluxo radial 3202 das laminações 3120 de projeto 2 e para dentro do coletor de retorno 3106 formado pela disposição das laminações 3118 de projeto 3 e das laminações 3120 de projeto 2.

[000109] Em uma modalidade, a disposição mostrada nas Figuras 31 a 35 corresponde a um núcleo de estator completo com a entrada e saída para os coletores fornecidos em uma extremidade axial do estator em uma disposição separada radialmente em geral adjacentes uma à outra. Nessa disposição, os coletores são fornecidos em uma extremidade axial do núcleo de estator e o lado com a laminação de vedação corresponde à extremidade axial oposta do núcleo de estator. Alternativamente, a entrada e saída para os coletores de suprimento e retorno podem ser fornecidas em uma posição intermediária no núcleo de estator. Assim, o núcleo de estator representativo mostrado nas Figuras 31 a 35 pode compreender uma porção (por exemplo, uma metade) de um núcleo de estator. Nessa configuração em que os coletores de entrada e saída são fornecidos em uma posição intermediária no núcleo de estator, uma porção de núcleo tal como aquela mostrada nas Figuras 31 a 35 pode ser fornecida em uma disposição sucessiva com uma porção de núcleo semelhante de modo que o refrigerante seja suprido em uma porção central do núcleo de estator e a descarga saia através de uma posição de plano médio do núcleo de estator. Nessa disposição, as laminações de vedação formam as extremidades opostas do estator. Uma disposição em série de porções de núcleo de estator também pode ser usada com a laminação de vedação de uma porção de núcleo colocada adjacente aos coletores da porção de núcleo seguinte na série.

[000110] Nas modalidades de núcleos de estator das Figuras 28 a 35, as ranhuras e distribuidores de laminação podem ser dispostas para equalizar a queda de pressão do suprimento de refrigerante para os microcanais do trocador de calor. Por exemplo, o coletor de suprimento pode começar com uma entrada que então se divide para 2 passagens e então para 4 passagens e então para 8 passagens e então para 16 passagens para alimentar 16 distribuidores que se estendem através do núcleo de estator. Assim, em vez dos projetos de la- minação mostrados nos desenhos em que um distribuidor de entrada é suprido a partir de duas passagens, uma disposição mais alternada e escalonada pode ser fornecida para equalizar a pressão na entrada e nos distribuidores.

[000111] As Figuras 36 e 37 mostram desenhos esquemáticos de modalidades alternativas de sistemas para fornecer refrigerante para os microcanais. Nas Figuras 36 e 37, o refrigerante é suprido para os microcanais formados no estator e para uma folga entre o rotor e o es-tator. Nas Figuras 36 e 37, o refrigerante flui em um coletor de supri-mento para suprir refrigerante para o trocador de calor de microcanal de estator e para a folga. Entretanto, em vez de incorporar um coletor de retorno do trocador de calor de microcanal, a descarga do trocador de calor é dirigida para fora do estator em uma ou ambas as cavidades de extremidade definidas pelos suportes de extremidade de vedação da armação do motor. O refrigerante descarregado então pode ser dirigido sobre os cabeçotes de bobina e retas de bobina para refrigerar porções externas dos enrolamentos de extremidade do estator. O refrigerante também pode submergir parcialmente o rotor e fornecer refrigeração para o rotor. O refrigerante pode ser coletado nas cavidades de extremidade definidas pelos suportes de extremidade e dirigido para um sistema de circulação de refrigerante externo. Recursos do sistema de refrigeração de folga de duas fases são revelados no Pedido copendente de no serial 14/104.724, depositado em 12 de dezembro de 2013, cuja revelação é incorporada ao presente documento a título de referência. Embora as modalidades mostradas nas Figuras 36 e 37 mostrem um refrigerante sendo injetado na folga, esse recurso pode ser eliminado.

[000112] Na Figura 36, a entrada de refrigerante líquido flui de um sistema de circulação de refrigerante 3650 para dentro de um coletor 3656 adjacente a uma cavidade de extremidade axial esquerda 3622 definida por um suporte de extremidade esquerdo na extremidade axial esquerda do motor. O coletor pode ser de um tipo descrito previamente. O refrigerante também é dirigido para dentro de uma folga 3626 através de injetores 3670 que se comunicam com o coletor 3656. Os injetores 3670 podem ser dispostos na ou adjacentes à folga 3626. Gás pressurizado de um sistema de circulação de gás 3630 permite que o refrigerante injetado na folga 3626 seja dirigido através da folga e separado na cavidade de extremidade direita 3624 definida por um suporte de extremidade direito. Uma vez que o refrigerante seja separado na cavidade de extremidade direita 3624, o mesmo pode ser coletado pela saída de refrigerante líquido 3654 e dirigido para o sistema de circulação de refrigerante líquido 3610 para retornar para os injeto- res 3670. A coleta de refrigerante nas cavidades de extremidade 3622, 3624 pode refrigerar os suportes de extremidade. O refrigerante que sai do trocador de calor de microcanal no estator 3612 também pode ser coletado na cavidade de extremidade direita 3624 e dirigido para a saída de refrigerante líquido 3654 para circulação através do sistema de circulação de refrigerante líquido 3610 e retornar para o coletor de suprimento de refrigerante líquido 3656. O coletor de suprimento de refrigerante líquido 3656 pode compreender um anel circular com portas axiais afastadas equiangularmente em volta de um distribuidor que dirige o refrigerante líquido para dentro dos injetores 3670 e para dentro da folga 3626, e um sistema similar pode ser empregado para dirigir refrigerante para dentro do coletor de suprimento do trocador de calor de microcanal do estator 3612. Em cada um dos casos, o refrigerante que sai do trocador de calor de microcanal estator 3612 pode fluis over sobre cabeçotes de bobina e retas de bobina 3628 fornecendo refrigeração adicional. A coleta de refrigerante nas cavidades de extremidade 3622,3624 também pode refrigerar os suportes de extremidade. O coletor de suprimento 3656 e/ou coletor de retorno 3654 pode(m) ser disposto(s) para refrigerar os suportes de extremidade. De uma maneira similar, o refrigerante é dirigido para dentro da folga para fornecer refrigeração bifásica do rotor 3614 e outros componentes do motor.

[000113] A Figura 37 fornece uma configuração alternativa em que o sistema de circulação de refrigerante líquido 3750 inclui coletores de suprimento 3752 dispostos em uma posição intermediária no núcleo de estator 3712. Os coletores de suprimento de refrigerante líquido 3752 e entrada de gás 3736 também podem ser formados na cavidade principal da armação 3718 para que uma mistura de refrigerante e gás (por exemplo, óleo e ar) posa ser dirigida para um centro axial da folga 3726 entre o rotor 3714 e o estator 3712 e flua axialmente para fora do mesmo em direção a cada uma das cavidades de extremidade 3722,3724. Dutos radiais estreitos podem ser feitos no plano interme-diário do motor. Por exemplo, uma pluralidade de dutos radiais podem ser afastados equidistantes angularmente em volta do plano intermediário do motor com uma porção dos dutos usada para o fluxo de ar (ou seja, a entrada de gás 3736) e a outra porção usada para o fluxo de óleo (ou seja, as portas de entrada de refrigerante do coletor de suprimento 3752). O coletor de suprimento de refrigerante líquido 3752 pode circunscrever a armação e/ou o estator 3712 e têm passagens radiais através do estator para a folga. Adicionalmente, as passagens podem se comunicar com o trocador de calor de microcanal do estator como descrito acima. A disposição pode ser uma disposição sucessiva de porções de núcleo de estator como descrito anteriormente com respeito às Figuras 31 a 35. Uma porção da mistura gás e refrigerante em consequência de alcançar a folga 3726 pode se dividir com uma porção da mistura que é dirigida em direção a cavidade de extremidade esquerda 3722 e a outro porção que é dirigida para a cavidade de extremidade direita 3724. Do mesmo modo, o líquido refrigerante pode ser dirigido através dos coletores de suprimento 3752 do trocador de calor de microcanal na mesma forma com uma porção do refrigerante que flui através do trocador de calor de microcanal esquerdo e uma porção do refrigerante que flui através do trocador de calor de microcanal direito. O refrigerante descarregado do trocador de calor então flui sobre componentes do estator para dentro das cavidades de extremidade respectivas 3722, 3724 em que o mesmo é coletado e diri- gido para uma saída de refrigerante líquido 3754. A saída de refrigerante líquido 3754 pode compreender um distribuidor 3758 para coletar o refrigerante das cavidades de extremidade tanto esquerda como direita e dirigir o líquido refrigerante para um sistema de circulação de refrigerante líquido 3750 antes de retornar o refrigerante para o coletor de suprimento de refrigerante líquido 3752. Do mesmo modo, a saída de gás 3734 pode compreender um distribuidor 3738 para coletar o gás separado das cavidades de extremidade esquerda e direita 3722, 3724 e dirigir o mesmo para o lado de sucção 3744 do ventilador 3740 do sistema de circulação de gás 3730. A coleta de refrigerante nas cavidades de extremidade 3722,3674 também pode refrigerar os suportes de extremidade. O distribuidor de retorno 3758 pode ser disposto para refrigerar os suportes de extremidade. Dessa forma, os coletores de suprimento e retorno podem ser integrados nos suportes de extremidade para refrigerar os suportes de extremidade bem como atuar como coletores para o sistema de refrigeração para o estator.

[000114] Embora os sistemas mostrados no presente documento sejam descritos primariamente em conexão com o uso em um sistema de refrigerante líquido (por exemplo, um sistema de óleo), deve ser avaliado que um gás pressurizado (por exemplo, ar) também pode ser usado para fornecer refrigeração do trocador de calor de microcanal do estator. Nessa disposição, uma extremidade de um motor pode ser pressurizada com ar por meio de um soprador e o ar pressurizado pode fluir através dos microcanais e distribuidores e fornecer refrigeração para o motor. As cavidades de extremidade no motor podem fornecer distribuidores de suprimento e distribuidores de descarga para refrigeração do motor quando ar de alta pressão é dirigido através dos mi- crocanais. O sistema de ar pode incluir um sistema de circulação de gás ou o ar pressurizado pode sair para a atmosfera fornecendo um sistema similar a um motor refrigerado por ventilador totalmente fe- chado com um sistema de refrigeração de microcanal.

[000115] Os métodos descritos no presente documento também podem ser aplicados à construção de rotores e sistemas de refrigeração de rotores de motores elétricos com rotores laminados; e a construção de transformadores e sistemas de refrigeração transformadores com núcleos laminados.

[000116] Em vista do exposto acima, será visto que as diversas van-tagens são alcançadas e atingidas. As modalidades foram escolhidas e descritas a fim de explicar melhor uma aplicação prática para, desse modo, permitir que outras pessoas versadas na técnica utilizem melhor os princípios no presente documento em várias modalidades e com várias modificações quando são adequadas para o uso particular con-templado. Como várias modificações podem ser feitas nas construções e métodos descritos no presente documento e ilustrados sem se afastar do escopo da invenção, é entendido que toda a matéria contida na descrição exposta acima ou mostrada nos desenhos anexos deve ser interpretada como ilustrativa em vez de limitante. Assim, a amplitude e o escopo da presente invenção não devem ser limitados por nenhuma das modalidades exemplificativas descritas acima, mas devem ser definidos apenas de acordo com as reivindicações anexas e seus equivalentes.

Claims (38)

1. Máquina elétrica que compreende: primeira e segunda cavidades de extremidade (3622, 3624); um rotor; um núcleo de estator (32) que compreende uma pluralidade de laminações de estator (30), em que a pluralidade de laminações de estator (30) tem uma periferia externa, em que a pluralidade de lami- nações de estator (30) coopera para formar uma abertura central con-figurada para receber o rotor, em que cada uma das laminações tem dentes em volta da abertura central de modo que quando as lamina- ções são empilhadas lado a lado para formar o núcleo de estator (32), a pluralidade de dentes de laminações adjacentes cooperam para formar fendas dispostas circunferencialmente em volta da abertura central que são configuradas para receber uma pluralidade de enrolamentos de estator, caracterizada pelo fato de que cada uma das laminações tem uma pluralidade de ranhuras de refrigeração (3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212) afastadas angularmente em volta da abertura central, em que as ranhuras de refrigeração (3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212) de laminações adjacentes cooperam para formar distribuidores de refrigeração (5) que se estendem ao longo de um comprimento do núcleo de estator (32), uma porção das laminações tem suas ranhuras de refrigeração (3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212) deslocadas de outras laminações na pilha de uma maneira a criar uma pluralidade de percursos de fluxo transversais aos distribuidores e angularmente entre laminações adjacentes e distribuidores adjacentes, em que as ranhuras de refrigeração (3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212) ficam radialmente para dentro da periferia externa das laminações de estator (30); um coletor de suprimento (3656, 3752) que se comunica com uma primeira porção das ranhuras de refrigeração (3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212), em que o coletor de suprimento (3656, 3752) é adaptado para dirigir fluido de refrigeração de um suprimento para dentro da primeira porção das ranhuras de refrigeração (3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212); e um coletor de retorno (2510, 2806, 3106, 3654) que se co-munica com uma segunda porção das ranhuras de refrigeração (3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212), em que o coletor de retorno (2510, 2806, 3106, 3654) é adaptado para receber fluido de refrigeração da segunda porção das ranhuras de refrigeração (3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212).

2. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizada pelo fato de que o suprimento compreende um reservatório.

3. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizada pelo fato de que o coletor de retorno (2510, 2806, 3106, 3654) é alinhado a um trocador de calor (110) formado separado do estator.

4. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizada pelo fato de que o número de primeiras e segundas porções de ranhuras de refrigeração (3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212) é igual.

5. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizada pelo fato de que o coletor de retorno (2510, 2806, 3106, 3654) e coletor de suprimento (3656, 3752) são dispostos em uma mesma extremidade axial do estator.

6. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 5, ca-racterizada pelo fato de que o coletor de retorno (2510, 2806, 3106, 3654) e coletor de suprimento (3656, 3752) são afastados axialmente entre si.

7. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 5, ca-racterizada pelo fato de que o coletor de retorno (2510, 2806, 3106, 3654) e coletor de suprimento (3656, 3752) são afastados em parte por um separador ondulado.

8. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 5, ca-racterizada pelo fato de que pelo menos um dentre o coletor de retorno (2510, 2806, 3106, 3654) e o coletor de suprimento (3656, 3752) é contíguo a uma laminação mais externa da pilha de laminações.

9. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizada pelo fato de que o coletor de retorno (2510, 2806, 3106, 3654) e o coletor de suprimento (3656, 3752) são dispostos no intermédio das extremidades axiais do estator.

10. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizada pelo fato de que o coletor de suprimento (3656, 3752) compreende uma pluralidade de laminações semelhantes com ranhuras de refrigeração (3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212) alinhadas para formar o coletor de suprimento (3656, 3752).

11. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizada pelo fato de que o coletor de retorno (2510, 2806, 3106, 3654) compreende uma pluralidade de laminações semelhantes com ranhuras de refrigeração (3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212) alinhadas para formar o coletor de retorno (2510, 2806, 3106, 3654).

12. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizada pelo fato de que o coletor de suprimento (3656, 3752) tem portas que se comunicam com a primeira porção das ranhuras de re-frigeração (3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212).

13. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 12, ca-racterizada pelo fato de que o coletor de retorno (2510, 2806, 3106, 3654) tem portas que se comunicam com a segunda porção das ra- nhuras de refrigeração (3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212).

14. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizada pelo fato de que o coletor de suprimento (3656, 3752) se comunica com pelo menos uma dentre a primeira e segunda cavidades de extremidade (3622, 3624).

15. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizada pelo fato de que o coletor de retorno (2510, 2806, 3106, 3654) se comunica com pelo menos uma dentre a primeira e segunda cavidades de extremidade (3622, 3624).

16. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizada pelo fato de que compreende: uma pluralidade de fendas dispostas circunferencialmente em volta da dita abertura central e configuradas para receber uma plu-ralidade de enrolamentos de estator, e ranhuras intermediárias dispostas entre a pluralidade de fendas e uma periferia externa do núcleo de estator (32) angularmente em volta da abertura central, em que as ranhuras intermediárias são configuradas para permitir que um fluido flua axialmente através das do núcleo do estator e entre casa uma das la- minações, ranhuras intermediárias adjacentes angularmente em co-municação entre si através de canais que se estendem angularmente em volta da abertura central.

17. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizada pelo fato de que o coletor de retorno (2510, 2806, 3106, 3654) e coletor de suprimento (3656, 3752) são dispostos em uma extremidade axial do núcleo de estator (32) e afastados por uma parede.

18. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 17, ca-racterizada pelo fato de que a parede tem um formato ondulado e anular.

19. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 17, ca-racterizada pelo fato de que a parede é perpendicular ao eixo geomé- trico de rotação do rotor.

20. Máquina elétrica que compreende: um rotor; e um núcleo de estator (32) que compreende uma pluralidade de laminações, em que a pluralidade de laminações é alinhada para formar uma ranhura central configurada para receber o rotor e cooperam entre si para formar: (1) uma pluralidade de passagens fechadas para conduzir fluido axialmente ao longo de um comprimento do estator; e caracterizada pelo fato de que: ainda forma (ii) uma pluralidade de canais se estende angu-larmente entre as passagens fechadas entre cada uma das lamina- ções; e em que as laminações têm uma periferia externa e as passagens fechadas e canais angulares ficam radialmente para dentro da periferia externa; um coletor de suprimento (3656, 3752) que se comunica com uma primeira porção das ranhuras de refrigeração (3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212), em que o coletor de suprimento (3656, 3752) é adaptado para dirigir o fluido de refrigeração de um reservatório para dentro da primeira porção das ranhuras de refrigeração (3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212); e um coletor de retorno (2510, 2806, 3106, 3654) que se co-munica com uma segunda porção das ranhuras de refrigeração (3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212), em que o coletor de retorno (2510, 2806, 3106, 3654) é adaptado para receber o fluido de refrigeração da segunda porção das ranhuras de refrigeração (3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212) e dirigir o fluido de refrigeração para o reservatório.

21. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 20, ca-racterizada pelo fato de que a pluralidade de laminações é idêntica.

22. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 20, ca- racterizada pelo fato de que o número de primeiras e segundas porções de ranhuras de refrigeração (3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212) é igual.

23. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 20, ca-racterizada pelo fato de que compreende adicionalmente uma vedação disposta em uma extremidade axial do núcleo de estator (32) que veda as ranhuras de refrigeração (3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212) na extremidade axial do estator.

24. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 23, ca-racterizada pelo fato de que o coletor de retorno (2510, 2806, 3106, 3654) e coletor de suprimento (3656, 3752) são dispostos em uma extremidade axial do núcleo de estator (32) oposta à vedação.

25. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 23, ca-racterizada pelo fato de que o coletor de retorno (2510, 2806, 3106, 3654) e coletor de suprimento (3656, 3752) são afastados em parte por um separador ondulado.

26. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 23, ca-racterizada pelo fato de que as portas de saída do coletor de retorno (2510, 2806, 3106, 3654) são dispostas no coletor de retorno (2510, 2806, 3106, 3654) para facilitar a drenagem de refrigerante da máquina elétrica.

27. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 23, ca-racterizada pelo fato de que o coletor de retorno (2510, 2806, 3106, 3654) e o coletor de suprimento (3656, 3752) são dispostos no intermédio das extremidades axiais do estator.

28. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 24, ca-racterizada pelo fato de que o coletor de suprimento (3656, 3752) compreende uma pluralidade de laminações semelhantes com ranhuras de refrigeração (3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212) alinhadas para formar o coletor de suprimento (3656, 3752).

29. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 24, ca-racterizada pelo fato de que o coletor de retorno (2510, 2806, 3106, 3654) compreende uma pluralidade de laminações semelhantes com ranhuras de refrigeração (3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212) alinhadas para formar o coletor de retorno (2510, 2806, 3106, 3654).

30. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 24, ca-racterizada pelo fato de que o coletor de suprimento (3656, 3752) tem portas que se comunicam com a primeira porção das ranhuras de re-frigeração (3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212).

31. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 30, ca-racterizada pelo fato de que o coletor de retorno (2510, 2806, 3106, 3654) tem portas que se comunicam com a segunda porção das ranhuras de refrigeração (3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212).

32. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 20, ca-racterizada pelo fato de que: o dito núcleo de estator (32) que tem extremidades axiais opostas com a primeira cavidade de extremidade disposta em uma extremidade axial do estator e a segunda cavidade disposta na extre-midade axial oposta.

33. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 20, ca-racterizada pelo fato de que: a primeira porção de ranhuras de refrigeração (3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212) se comunica com uma segunda porção das ranhuras de refrigeração (3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212), em que a segunda porção das ranhuras de refrigeração (3202, 3204, 3206, 3208, 3210, 3212) se comunica com pelo menos uma das cavidades de extremidade (3622, 3624).

34. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 32, ca-racterizada pelo fato de que o coletor de suprimento (3656, 3752) é disposto no intermédio das extremidades axiais do estator.

35. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 32, ca-racterizada pelo fato de que o coletor de suprimento (3656, 3752) se comunica com a primeira e segunda cavidades de extremidade (3622, 3624).

36. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 32, ca-racterizada pelo fato de que o fluido de refrigeração compreende ar.

37. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 32, ca-racterizada pelo fato de que o suprimento compreende um ventilador.

38. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 32, ca-racterizada pelo fato de que pelo menos um dos suportes de extremidade é configurado para ser refrigerado pelo fluido de refrigeração.

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