CN103098345A - 包括具有定子套筒的定子的电机和冷却定子的方法 - Google Patents

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Abstract

一种电机，其包括外壳和定子，定子相对于外壳安装。定子包括本体，本体包括第一端部部分和多个定子绕组，第一端部部分延伸至第二端部部分，多个定子绕组在第一端部部分和第二端部部分之间延伸。套筒构件安装至定子并且覆盖定子绕组的在第一端部部分和第二端部部分之一处的部分。套筒构件构造和布置成引导冷却剂到定子绕组的该部分上，以从定子移除热量。

Description

包括具有定子套筒的定子的电机和冷却定子的方法
背景技术
示例性实施方式涉及电机领域，更具体地，涉及包括具有定子套筒的定子的电机。
电机使用各种流体用于冷却内部组件。在某些情况下，空气经过电机外壳以冷却内部组件。在其他情况下，通常为油的液体冷却剂经过电机的各种内部组件。油在定子的上部区域处喷射到端部匝部分上。油在重力作用下从上部区域通过端部匝部分行进/滴下至定子的下部区域。油汇集在下部区域中，通常多次冷却并且在定子的上部区域处重新引入至电机。
发明内容
本发明公开了电机，其包括外壳和定子，定子相对于外壳安装。定子包括本体，本体包括第一端部部分和多个定子绕组，第一端部部分延伸至第二端部部分，多个定子绕组在第一端部部分与第二端部部分之间延伸。套筒构件安装至定子并且覆盖定子绕组的在第一端部部分和第二端部部分之一处的部分。套筒构件构造和布置成引导冷却剂到定子绕组的该部分上，以从定子移除热量。
本发明还公开了一种冷却电机定子的方法。该方法包括引导冷却剂通过定子套筒的入口，使冷却剂流到电机定子的多个定子绕组的一部分上，使冷却剂在定子套筒与多个定子绕组的该部分之间流动，以及使冷却剂通过定子套筒中的开口排出。
附图说明
以下说明不应当认为以任何方式进行限定。参照附图，类似构件被标以相似的附图标记：
图1为根据示例性实施方式的电机的横截面图，电机包括定子，定子具有第一定子套筒和第二定子套筒；
图2为图1的定子和第一定子套筒及第二定子套筒的分解图；
图3为图2的第一定子套筒的横截面图；
图4为根据示例性实施方式的另一方面的定子和第一定子套筒及第二定子套筒的分解图；
图5为图4的第一定子套筒的横截面图；
图6为根据示例性实施方式的另一方面的定子和第一定子套筒及第二定子套筒的分解图；
图7为图6的第一定子套筒的横截面图。
具体实施方式
公开的设备和方法的一个或更多个实施方式的具体说明被参照附图以示例方式而不是限定呈现在文中。
根据示例性实施方式的电机在图1中总体上由2表示。电机2包括外壳4，外壳4具有第一侧壁6和第二侧壁7，第一侧壁6和第二侧壁7通过端壁8和前壁或覆盖件10接合，以共同地限定内部部分12。电机2包括轴16，轴16可旋转地支撑在外壳4内。轴16包括第一端部19，第一端部19通过中间部分22延伸至第二端部20。第一端部19通过第一轴承24相对于前壁10可旋转地支撑，并且第二端部20通过第二轴承25相对于端壁8可旋转地支撑。轴16支撑转子30，转子30可旋转地安装在外壳4内。转子30包括毂部33和多个叠层38，毂部33相对于中间部分22固定。多个叠层38相对于固定地安装至外壳4的定子44旋转，以产生电动势。
定子44包括本体48，本体48具有第一端部部分49，第一端部部分49延伸至第二端部部分50。本体48支撑多个槽区段或绕组56。绕组56包括定位于第一端部部分50处的第一端部匝部分60和定位于第二端部部分50处的第二端部匝部分64。每个端部匝部分60、64泡在冷却剂(未示出)中，以降低定子44的温度。为了加强与冷却剂的接触，定子44包括位于第一端部匝部分60上的第一套筒构件70和位于第二端部匝部分64上的第二套筒构件74。由于每个套筒构件70、74相似地形成，所以详细的说明将参照图2和3随从于描述第一套筒构件70，可以理解，第二套筒构件74包括相应的结构。
根据示例性实施方式，第一套筒构件70包括本体构件84，本体构件84具有外径壁90、内径壁92和端壁93，外径壁90、内径壁92和端壁93共同地限定环状冷却剂通道94。本体构件84由介电材料形成。根据示例性实施方式的一个方面，本体构件84由塑料形成，例如尼龙或者聚苯硫醚(PPS)。第一套筒构件70包括形成在外径壁90上的突起104。突起104包括内缘107，内缘107限定进入冷却剂通道94的第一开口或入口110。第一套筒构件70还示出包括在与第一开口110大致相对的位置处形成在外径壁90上的第二开口120。另外，第一套筒构件70包括第三开口124，第三开口124邻近第二开口120形成在内径壁92上。第一套筒构件70构造用于安装至定子44，其中，第一端部绕组部分60延伸进入冷却剂通道94内。第一套筒构件70可通过外壳4或者通过本领域普通技术人员已知的各种其他机构保持在适当位置。
关于该布置，通常为油的冷却剂邻近第一开口110引入外壳4内。冷却剂通过第一开口110进入冷却剂通道94内。冷却剂在第一端部绕组部分60上、通过并且围绕第一端部绕组部分60流动并吸收热量。冷却剂在重力作用下朝向第二开口120下落并且从第一套筒构件70经过。就此，携带的热量被移除并且冷却剂朝向第一开口110往回重新循环。除了通过第一开口110接收冷却剂之外，第一套筒构件70可以通过第三开口124接收冷却剂。也就是说，可能朝向转子30流动的任何冷却剂被引导至第三开口124并且从第一套筒构件70排出。以此方式，冷却剂不能进入在多个叠层38与定子44之间的空气间隙部分(未单独标记)内并且不会降低电机2的运行效率。
现在将参照图4和5，描述根据示例性实施方式的另一方面的第一套筒构件134和第二套筒构件138，其中，在各个附图中，相似的附图标记表示相应的部分。由于每个套筒构件134、138相似地形成，所以详细说明将随从于描述第一套筒构件134，可以理解，第二套筒构件138包括相应的结构。第一套筒构件134包括本体构件144，本体构件144具有外径壁146、内径壁147和端壁149，外径壁146、内径壁147和端壁149共同地限定环状冷却剂通道150。以与上文描述相类似的方式，本体构件144由介电材料形成。根据示例性实施方式的一个方面，本体构件144由塑料形成，例如尼龙或者聚苯硫醚(PPS)。
根据示出的示例性方面，第一套筒构件134包括入口构件160，入口构件160以喷嘴161的形式示出。喷嘴161设置在外径壁146上并且包括计量孔163，计量孔163限定通到环状冷却剂通道150内的第一开口165。第一套筒构件134还示出包括在与第一开口165大致相对的位置处形成在外径壁146上的第二开口170。另外，第一套筒构件134包括第三开口175，第三开口175邻近第二开口170形成在内径壁147上。以与上文描述相类似的方式，第一套筒构件134构造用于安装至定子44，其中，第一端部绕组部分60延伸进入环状冷却剂通道150内。第一套筒构件134可以通过外壳4或者通过本领域普通技术人员已知的各种其他机构保持在适当位置。
关于该布置，通常为油的加压冷却剂在入口构件160处被引入外壳4内。冷却剂在压力作用下流动通过计量孔163并且进入环状冷却剂通道150内。冷却剂在第一端部绕组部分60上、通过并且围绕第一端部绕组部分60流动并吸收热量。冷却剂在重力作用下朝向第二开口170下落并且从第一套筒构件134流过。就此，携带的热量被移除并且冷却剂朝向入口构件160往回重新循环。除了通过入口构件160接收冷却剂之外，第一套筒构件134也可以通过第三开口175接收冷却剂。也就是说，可能朝向转子30流动的任何冷却剂被引导至第三开口175并且从第一套筒构件134排出。以此方式，冷却剂不会进入在多个叠层38与定子44之间的空气间隙部分(未单独标记)内并且不会降低电机2的运行效率。
现在将参照图6和7，描述根据示例性实施方式的又一方面的第一套筒构件185和第二套筒构件190，其中，在各个附图中，相似的附图标记表示相应的部分。由于每个套筒构件185、190相似地形成，所以具体说明将随从于描述第一套筒构件185，可以理解，第二套筒构件190包括相应的结构。第一套筒构件185包括本体构件194，本体构件194具有外径壁196、内径壁197和端壁199，外径壁196、内径壁197和端壁199共同地限定环状冷却剂通道200。以与上文描述同样类似的方式，本体构件194由介电材料形成。根据示例性实施方式的一个方面，本体构件194由塑料形成，例如尼龙或者聚苯硫醚(PPS)。
根据示出的示例性方面，第一套筒构件185包括入口构件210，入口构件210以第一喷嘴212的形式示出。第一喷嘴212设置在外径壁196上并且包括第一计量孔215，第一计量孔215限定通到环状冷却剂通道200内的第一开口217。第一套筒构件185还示出包括出口构件224，出口构件224以第二喷嘴228的形式示出，第二喷嘴228在与入口构件210大致相对的位置处形成在外径壁196上。出口构件224包括第二计量孔234，第二计量孔234限定第二开口240。以与上文描述同样类似的方式，第一套筒构件134构造用于安装至定子44，其中，第一端部绕组部分60延伸进入环状冷却剂通道200内。第一套筒构件185可以通过外壳4或者通过本领域普通技术人员已知的各种其他机构保持在适当位置。
关于该布置，通常为油的冷却剂在入口构件210处被引入外壳4内。冷却剂在压力作用下流动通过第一计量孔215并且进入环状冷却剂通道200内。冷却剂在第一端部绕组部分60上、通过并且围绕第一端部绕组部分60流动并吸收热量。加压的冷却剂在重力作用下朝向出口构件224通过冷却剂通道200。流体在压力作用下通过第二计量孔234并且离开第一套筒构件185。就此，携带的热量被移除并且冷却剂朝向入口构件210往回重新循环。
就此，应当理解，示例性实施方式提供了一种用于增强在定子端部绕组部分与冷却剂之间的接触以增加热传递的系统。由于构造的矛盾、安装的差异以及其他因素，现有技术的装置提供了在冷却剂与端部绕组之间的有限接触。与冷却剂的有限接触导致在定子上形成热点，热点对于部件运行寿命和机械效率方面具有负面影响。相比之下，本示例性实施方式将端部绕组泡在冷却剂中，以增强热量的移除并且延长定子寿命以及增加电机的运行效率。
尽管已经参照示例性实施方式描述了本发明，但是本领域普通技术人员可以理解，在不脱离本发明范围的情况下可以进行多种改变并且等同物可以替代本发明的部件。另外，在不脱离本发明的实质范围的情况下，可以进行许多改型，以使特定情况或材料适合于本发明的教导。因此，意在本发明不限定于作为用于执行本发明尝试的最佳示范所公开的特定实施方式，而是本发明将包括落入权利要求的范围内的所有实施方式。

Claims (20)

1.一种电机，其包括：
外壳；
定子，所述定子相对于所述外壳安装，所述定子包括本体，所述本体具有第一端部部分和多个定子绕组，所述第一端部部分延伸至第二端部部分，所述多个定子绕组在所述第一端部部分和所述第二端部部分之间延伸；
套筒构件，所述套筒构件安装至所述定子并且覆盖所述定子绕组的在所述第一端部部分和所述第二端部部分之一处的部分，所述套筒构件构造和布置成引导冷却剂到所述定子绕组的所述部分上，以从所述定子移除热量。
2.根据权利要求1所述的电机，其中，所述多个定子绕组包括端部匝部分，所述套筒构件覆盖所述多个定子绕组的在所述第一端部部分和所述第二端部部分之一处的所述端部匝部分。
3.根据权利要求1所述的电机，其中，所述套筒构件包括本体构件，所述本体构件具有外径壁和内径壁，所述外径壁和所述内径壁共同限定冷却剂通道。
4.根据权利要求3所述的电机，其中，所述外径壁包括至少一个开口。
5.根据权利要求4所述的电机，其中，所述至少一个开口包括用于接收所述冷却剂的入口开口和用于使所述冷却剂从所述套筒构件流过的排出开口。
6.根据权利要求5所述的电机，其中，所述入口包括计量孔，所述计量孔引导加压的冷却剂流到所述定子绕组的所述部分上。
7.根据权利要求5所述的电机，其中，所述排出开口包括计量孔，所述计量孔用于使加压的流从所述套筒构件流出。
8.根据权利要求3所述的电机，其中，所述内径壁包括开口。
9.根据权利要求1所述的电机，其中，所述套筒构件由介电材料形成。
10.根据权利要求9所述的电机，其中，所述介电材料是塑料。
11.根据权利要求9所述的电机，其中，所述介电材料是尼龙。
12.根据权利要求9所述的电机，其中，所述介电材料是聚苯硫醚(PPS)塑料。
13.根据权利要求1所述的电机，其中，所述套筒构件操作地连接至所述外壳。
14.一种冷却电机定子的方法，所述方法包括：
引导冷却剂通过定子套筒的入口；
使所述冷却剂流到所述电机定子的多个定子绕组的一部分上；
使所述冷却剂在所述定子套筒与所述多个定子绕组的所述部分之间流动；
通过所述定子套筒中的开口排出所述冷却剂。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，使所述冷却剂在所述定子套筒与所述多个绕组的所述部分之间流动包括：使所述冷却剂沿着限定在所述套筒构件的内径壁与外径壁之间的冷却剂通道流动。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，使所述冷却剂流到多个定子绕组的一部分上包括：使所述冷却剂流到所述多个定子绕组的端部匝部分上。
17.根据权利要求11所述的方法，其中，引导冷却剂通过定子套筒的入口包括：使加压的冷却剂流进入所述定子套筒内。
18.根据权利要求14所述的方法，还包括：使所述冷却剂进入所述电机的外壳部分内。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，使所述冷却剂通过所述定子套筒中的开口排出包括：使加压的冷却剂流从所述定子套筒流出。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括：使所述冷却剂从所述定子套筒的内径壁中的开口流到所述电机的转子上。
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