CN101317314A - 具有冷却套的电机 - Google Patents
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Abstract
为改善电机的冷却效果,本发明提供一种具有一个定子(4)和一个转子的电机,其中,所述定子(4)的至少一个部分上设置有冷却套(10),所述冷却套(10)具有一个包围所述定子(4)的电机壳(3)和一个外护套(1),所述外护套(1)的至少部分区段与所述电机壳(3)相隔开,所述电机壳(3)和所述外护套(1)之间的所述区段内布置有一个可预定螺距(12)的空心螺旋管(2),所述冷却套(10)的入口(7)和出口(6)基本位于所述电机的一个轴向平面内。
Description
技术领域
本发明涉及一种包括一个定子和一个转子的电机,其中,定子的至少一个轴向部分上设置有一个冷却套,冷却套具有一个包围定子的电机壳和一个外护套,所述外护套的至少一些区段与所述电机壳相隔开。
背景技术
电机的提效和主动调温主要通过冷却套,尤其是通过液体冷却的冷却套而实现。传统的电机冷却解决方案是使冷却液沿径向或轴向单向流过冷却套或冷却管。在此过程中,冷却液带走电机上的损耗热,借此可提高电机利用率,也就是可相对提高电机的可输出有效功率。
由电动机驱动的泵传动装置领域内的已知冷却套除围绕电动机延伸的冷却螺旋管外,还具有布置在冷却螺旋管之间的冷却系统(US 2 913 988和US 3 478 689)。
发明内容
从上述情况出发,本发明的目的是提供一种电机,这种电机相对于带冷却套的传统电机而言效率有所提高,其中,这种电机的冷却套可以简单的方式得以实现,还可避免冷却剂入口区域内出现湿气冷凝现象。
这个目的通过一种具有一个定子和一个转子的电机而达成,其中,定子的至少一个轴向部分上设置有冷却套,冷却套具有一个包围定子的电机壳和一个外护套,所述外护套的至少部分区段与所述电机壳相隔开,电机壳和外护套之间的所述区段内布置有可预定螺距的空心螺旋管,冷却套的入口和出口基本位于电机的一个轴向平面内。
在本发明的冷却套中,冷却剂以逆流形式流动,以便利用电机的尽可能大的散热面来与冷却剂进行热交换。热交换面在逆流原理的作用下得到最大化。借此可对电机进行更有效的散热,从而提高电机的利用率,即在个别情况下,在同等轴高情况下,可将电机建构得更短、更轻,或在尺寸可比情况下,提高电机的有效功率。
由于吸收了电机损耗热这一原因,出口处的冷却剂与入口处的冷却剂之间存在着极大的温差。利用这种逆流原理可避免冷却剂入口处形成有可能会出现湿气冷凝现象的冷点,其原因在于冷却剂入口和冷却剂出口在位置上彼此十分接近。入口和出口基本位于电机的一个轴向平面内,因此,(例如)进行维护时可以简单的方式触及入口和出口。
通过本发明的电机冷却剂系统可在电机的轴向长度上实现均匀的温度分配,从而迅速达到稳定的热工作点。
本发明的逆流原理既可用于电机的冷却,也可用于为电机加热,从而尽快达到稳定的热工作点。
根据这一逆流原理,冷却剂流有利地在螺旋管端部从螺旋管流入外护套和电机壳之间的剩余间隙内,以此达到为电机散热的目的。冷却剂流有利地通过螺旋管所构成的间隙(即中间螺旋区域)流回出口。为了朝正确方向引导冷却剂流,螺旋管端部有利地设置有导向装置。
螺旋管用导热性能相对良好的材料,特别是金属材料制成,例如铜或铝。
螺旋管也可由非金属材料构成,例如塑料。
螺旋管的空心断面几乎可以不受材料影响地具有任意一种形状,例如圆形、椭圆形、三角形或多边形横断面。所述横断面有利地具有可增大表面的结构,例如凸纹。
螺旋管粘接在电机壳和/或外护套上。这一点同时还可起到密封作用,从而使冷却剂在预定通道内往返流动。
根据另一实施方式,螺旋管也可焊接在电机壳上。
在此情况下,需要通过适当的材料(例如胶粘剂或密封材料)专门使螺旋管与外护套密封隔离,以便形成中间螺旋区域。
本发明的逆流原理可应用于内转子电动机和外转子电动机。
附图说明
下面借助附图所示的实施例对本发明和本发明符合从属权利要求所述特征的其他有利建构方案进行说明,其中:
图1为带有定子的冷却套的原理图;
图2至图4为螺旋管的布置方式和形状;
图5为切开外护套的冷却套;
图6为切开外护套中的冷却剂流的示意图;
图7和图8为图6的局部图;以及
图9为应用于外转子电动机的冷却套的示意图。
具体实施方式
图1所示的冷却套10具有外护套1和电机壳3,此外还具有区段11,冷却套10和电机壳3彼此相隔开地布置在区段11的两侧。区段11中布置有可预定螺距12的螺旋管2。电机壳3包围定子4,定子4具有附图以略图形式加以显示的绕组14。冷却剂从入口7流入,从出口6流出。通过这种方式从定子4和布置在定子端面上的端部绕组中排出损耗热。
端部绕组有利地通过(例如)灌注混合物与电机壳3热耦合,借此可提高端部绕组的冷却效率。
图2至图4显示的是螺旋管2的断面在电机壳3上可能的形状和布置方式。
图2显示的是螺旋管2的局部截面图,其中,各线匝焊接在电机壳3上。
图3显示的是另一实施方式中的半壳形元件,这些半壳形元件同样焊接或粘接在电机壳3上。
图4显示的是螺旋管2的三角形横断面,这种三角形横断面原本为一侧敞开,通过紧贴在冷却套10上形成螺旋管2。
也可用半壳形元件建构螺旋管2,这些半壳形元件通过紧贴在电机壳3或冷却套10上形成封闭的螺旋管2。
如上文所述,这种紧贴通过粘接或焊接而实现。
图5显示的是切开外护套1的冷却套10,其中,从螺旋管2中流出的冷却剂在导向板9的作用下发生转向。通过入口7进入螺旋管2、并从出口6流出螺旋管2的冷却剂在此过程中得到加热,在其流出螺旋管2时,在导向板9的作用下发生转向,进入螺旋管2的螺距12之间的间隙13中。布置在电机壳3、外护套1和未粘接或未焊接接触面上的螺旋管2之间的密封件15可改善本发明的这种逆流原理的冷却效果。
图6显示的是切开外护套1中的冷却剂流的另一示意图。
图7显示的是螺旋管2的出口8和转向板9的详图,冷却剂流在转向板9的作用下以简单的方式发生转向,从而进入螺旋管2之间的间隙13内。
图8以详图形式显示了螺旋管2的冷却剂入口7和出自螺旋管2之间的间隙13的冷却剂出口6。
图9显示的是本发明的原理应用于外转子电动机的示意图,所述外转子电动机的转子17具有多个朝向气隙的永磁体16。
根据另一有利实施方式,螺旋管2的螺距12沿定子4的轴向发生变化。在此情况下,可在较大的热损耗源区域(例如端部绕组区域)内为螺旋管2采用较小的线匝间距。
可将已知的气体或液体用作冷却剂。
Claims (8)
1.一种包括一个定子(4)和一个转子的电机,其中,所述定子(4)的至少一个部分上设置有冷却套(10),所述冷却套(10)具有一个包围所述定子(4)的电机壳(3)和一个外护套(1),所述外护套(1)的至少部分区段与所述电机壳(3)相隔开,所述电机壳(3)和所述外护套(1)之间的所述区段内布置有一个可预定螺距(12)的空心螺旋管(2),所述冷却套(10)的入口(7)和出口(6)基本位于所述电机的一个轴向平面内。
2.根据权利要求1所述的电机,其特征在于,
所述螺旋管(2)的端部布置有一个导向装置(9),所述导向装置可使所述螺旋管(2)内的冷却剂流发生转向,从而使所述螺旋管(2)匝之间的剩余间隙(13)中的冷却剂流流回至所述冷却套(10)的出口(6)。
3.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的电机,其特征在于,
所述冷却套(10)的螺旋管(2)由非金属材料构成。
4.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的电机,其特征在于,
所述空心螺旋管(2)的断面几乎可实施为任意一种形状,如圆形、椭圆形、三角形或矩形。
5.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的电机,其特征在于,
所述螺旋管(2)粘接在所述电机壳(3)和/或所述外护套(1)上。
6.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的电机,其特征在于,
所述螺旋管(2)焊接在所述电机壳(3)上。
7.根据权利要求6所述的电机,其特征在于,
所述螺旋管(2)与所述外护套(1)之间可彼此密封隔离。
8.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的电机,其特征在于,
所述冷却套(10)可用于内转子电机和外转子电机。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20081203 |