CN107959381A - 包括用于通过空气进行内部冷却的系统的封闭式旋转电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包含有冷却系统的封闭式旋转电机，该冷却系统包括在转子(150)的两个端部处固定装在转子(150)的轴(160)上的两个内部风扇(181,182)，其分别面向包括翅片(113,123)的凸缘(110,120)的内表面(111,121)，翅片(113,123)可定向由内部风扇产生的空气流，并且可捕获热量。包含电机的转子和定子(190)的壳体通过两个凸缘以密封方式被封闭。冷却系统还包括用于外部冷却的装置，以便冷却壳体和凸缘，该装置可由空气(风扇(140))或液体组成。

Description

包括用于通过空气进行内部冷却的系统的封闭式旋转电机
技术领域
本发明涉及旋转电机的领域，并且特别是涉及旋转电机的冷却。
更具体地，本发明涉及同步磁阻旋转电机的冷却，特别是通过空气进行冷却。
背景技术
旋转电机通常包括固定部分，即定子，以及旋转可动的部分，即转子，它们彼此相继地同轴布置。转子通常容纳在定子内侧，其支撑产生磁场的电绕组，使得有可能使转子旋转。转子通常由一堆板形成的主体构成，并且被放置在旋转轴上。这些板包括用于在转子的周界上形成磁极的线圈或永磁体的接纳部。磁体可放置在转子的表面上，或者可完全集成在转子中。
由于电磁损耗(焦耳效应的损耗和铁损耗)以及机械损耗，电机变热。这种加热会降低其功能，并导致其性能的劣化。例如，如果磁体没有被冷却，则磁通量就不那么强烈，这就导致扭矩损失，从而导致电机的性能的劣化。可发生磁体的不可逆的退磁。绕组对温度增加也很敏感：绕组的温度越高，铜的电导率越高，并且降低绕组的使用寿命。当铜的电阻增加时，性能也会有损失。旋转电机的各种电磁部件以及在电机的部件中使用的某些绝缘材料因此对于在运行期间发生的加热是敏感的，并且它们的冷却是至关重要的，以散发所产生的热量，以便保持机器的良好性能，确保其性能的可重复性，延长其使用寿命，并且限制维护。
因此，高性能冷却的要求是旋转电机的制造商和集成商的主要关注点。
存在通常适用于机器的功率的不同类型的冷却，包括用于通过空气冷却的系统，其通常具有较低的效率并且对于马达的内部具有侵蚀性；用于通过液体冷却的系统，例如通过水，这种系统特别是在损耗大时，如在电力牵引马达的情况下，或通过油冷却。用于通过氦或液氮冷却的其他系统可用于发电厂的电机。
虽然通过空气冷却构成了经济上有利的解决方案，但与其他冷却系统相比，其通常具有较低的效率，并且因此通常局限于低功率电机的冷却。例如在牵引应用中就是这样，其中通过空气冷却通常用于具有低于20kW的功率的电动马达。高于该功率水平，通常实施用于通过液体冷却的系统。
另外，通过空气冷却通常需要在电机的外部和内部之间循环空气，这增加了其应用领域的限制，即留给“敞开式”电机，即不被密封的电机。
“封闭的”(密封的)电机的用于通过空气冷却的系统也是已知的，其限于借助与轴一体的风扇通过强制对流空气来冷却机器外壳的外部部分。在这些系统中，在转子处产生的热量被传递到空隙的空气和传递到定子，并且定子的热量通过外壳进行排放。然而，这种类型的系统不能令人满意地排放机器内产生的热量，特别是在转子处产生的热量，这使得它们难以使用，特别是用于非常快速旋转的电机的冷却。因此，这种用于通过空气冷却封闭的机器的系统的效率是有限的，并且在这种情况下，它们的使用留给低功率机器。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，并且提供用于封闭式旋转电机的高性能冷却系统，以保证电机所需的性能和输出。
具体地，本发明的目的是允许旋转电机的轴、转子和线圈头部，以及旋转电机的外壳的有效冷却，根据标准EN 60529，该外壳具有高保护指数“IP”、通常为IP67保护指数。
本发明的目的还在于提供一种冷却系统，其不消耗电能(无源系统)或少量电能以运行，并且限制了与系统运行相关联的机械损失。
因此，为了实现上述目的中的至少一个，本发明提出了一种封闭式旋转电机，其包括：
-定子，其被布置在壳体中，所述定子包括线圈；
-转子，其包括固定在旋转轴上的主体，并且被装成在定子中旋转，其中所述轴围绕轴线X旋转；
-一对轴承，其支撑驱动旋转轴的负载的一侧，以及与驱动旋转轴的负载的该侧相对的一侧；
-前凸缘，其被布置在壳体的第一端部处，并且支撑驱动旋转轴的负载的一侧；
-后凸缘，其被布置在与第一端部相对的壳体的第二端部处，并且支撑与驱动旋转轴的负载的该侧相对的一侧；
前凸缘和后凸缘包括密封装置，以便以密封的方式封闭壳体，并且各自包括内表面、外表面以及被定位在内表面的中间部分中以接纳所述轴承中的一个的接纳部；以及
-冷却系统，其包括：
-一对内部风扇，其被布置在壳体内侧，以便在转子的旋转期间在壳体内侧产生空气流，每个风扇在转子的主体和轴承之间被固定装旋转轴上；以及
-外部冷却装置，以便冷却壳体和前凸缘和后凸缘；
-凸缘的内表面，其包括设置在轴承的接纳部的周界部分上的翅片，以便使空气流定向，并捕获空气流的热量。
优选地，凸缘的内表面的翅片是平坦的，并且具有梯形的大致形状，其包括与旋转轴的轴线X正交的基部，以及具有凹度的与接纳部相对的侧部。
根据本发明的第一实施例，外部冷却装置包括外部风扇，该外部风扇被布置成与后凸缘的外表面相对，并且被固定装在旋转轴上，以便在前凸缘的方向上沿着壳体输送外部空气。
根据该第一实施例，壳体可具有外表面，该外表面包括一组冷却翅片，其基本上根据平行于旋转轴的轴线X的轴线是狭长(细长)的；并且后凸缘可包括连接到圆柱形周界部分的冠状物形式的中心部分，以及布置在后凸缘的所述中心部分和所述周界部分之间的至少一个开口，以便将由外部风扇输送的外部空气引导到通过组装壳体的外表面的冷却翅片而形成的通道中。
机器还可包括装在壳体上并围绕冷却翅片的金属板，以在空气沿着壳体的循环期间将空气保持在壳体的外表面和冷却翅片附近。
优选地，前凸缘包括连接到圆柱形周界部分的冠状物形式的中心部分，所述周界部分包括在其外表面上散发热量的翅片，散发热量的翅片基本上根据旋转轴的轴线X的轴线是细长的，并且延伸由壳体的冷却翅片形成的通道。
优选地，外部风扇包括轮以驱动外部空气，该轮被固定在旋转轴上，以及还包括保护板，该保护板包括用于吸入外部空气的孔口，所述板被固定在后凸缘的周界部分上。
根据该第一实施例，电机优选地具有在20kW与75kW之间的功率。
根据本发明的第二实施例，外部冷却装置包括冷却液回路，所述冷却液回路包括用于冷却液的入口、用于冷却液的出口和与壳体接触的管道网络，其中冷却液循环，以冷却壳体和前凸缘和后凸缘。
有利地，管道网络是包含在壳体中的卷绕式管路(winding pipe)。
优选地，冷却液包括水。
根据该第二实施例，电机优选地具有在20kW与180kW之间的功率。
根据本发明的电机优选地是同步磁阻电机。
根据阅读通过非限制性示例给出的本发明的特定实施例的以下描述，本发明的其它目的和优点将变得显而易见，参考下文描述的附图提供该描述。
附图说明
图1A和图1B分别是根据本发明的第一实施例的电机的前部和后部的立体图，其中机器的冷却完全通过空气进行。
图2A和图2B分别是根据本发明的第一实施例的电机的前凸缘的内表面和外表面的立体图。
图3A和图3B分别是根据本发明的第一实施例的电机的后凸缘的内表面和外表面的立体图。
图4A和图4B分别是包括两个内部风扇的根据本发明的电机的旋转部分的立体图和轮廓图。
图5是根据本发明的第一实施例的电机的俯视图。
图6是根据本发明的第一实施例的电机的纵向剖视图。
图7A、图7B和图7C是根据本发明的第一实施例的移除电机的后部分(图7A)和前部分(图7B)的立体图，以及电机的纵向剖视图，其示出由外部风扇产生并且在壳体的外部上循环的外部空气流。
图8A和图8B分别是根据本发明的第一实施例的电机的后表面的平面图和该同一后表面的立体图。
图9A和图9B分别是根据本发明的第二实施例的电机的前部和后部的立体图，其中机器被空气和液体冷却。
图9C是根据本发明的第二实施例的电机的纵向剖视图。
在附图中，相同的附图标记表示相同或类似的元件。
具体实施方式
本发明的目的是提出一种包含有冷却系统的封闭式旋转电机，该冷却系统包括在转子的两个端部处固定装在转子的轴上的两个内部风扇，其每个面向包括翅片的凸缘的内表面，翅片可使由内部风扇产生的空气流定向，并且捕获热量。
封闭式电机是指这样的电机，其转子和定子被围闭在密封的壳体中，该壳体也可由术语外壳表示。
根据本发明，包含电机的转子和定子的壳体通过两个凸缘以密封方式被封闭。
冷却系统还包括外部冷却装置，以便冷却壳体和凸缘，这种冷却可借助于空气或液体。
图1A和图1B表示根据本发明的第一实施例的封闭式电机，其可用作电动或混合动力车辆中的电力牵引马达。
例如，图1A和图1B中所表示的马达是具有35kW的连续功率和52kW的暂时(峰值)功率的同步磁阻马达，也称为同步-磁阻(synchro-reluctant)，并且其可在350V的DC(直流)总线电源电压下运行。
尽管其有利地应用于同步磁阻电机，但是本发明不限于电机的这种拓扑结构，并且更广泛地涉及任何类型的电机，特别是具有在20kW和180kW之间的功率的电机。更具体地，根据第一实施例的电机可具有在20kW和75kW之间的功率，并且根据下文描述的第二实施例的电机可具有在20kW和180kW之间的功率。
电动马达100包括通过前凸缘110和后凸缘120以密封方式进行封闭的壳体130。具有其线圈的定子和电动马达的转子被容纳在被密封的壳体130中。壳体130的内部在图6中更好地表示，在下文中相对于马达的冷却系统进行更详细地描述。具有进行分支的端子(无参考)的盒子被固定在壳体130上，特别是在马达的前部处封闭壳体的凸缘110处。壳体130和凸缘110和120由金属制成，例如铝或铁。
根据本发明的第一实施例，外部冷却装置包括外部风扇140，其被布置成与后凸缘120的外表面相对，并且被固定装在转子的旋转轴160上，以便沿前凸缘110的方向、沿着壳体130输送外部空气。
围绕轴线X旋转的旋转轴160由前凸缘110和后凸缘120支撑：被布置在壳体130的第一端部处的前凸缘110支撑驱动旋转轴160的负载的一侧，而被布置在与第一端部相对的壳体的第二端部处的后凸缘120支撑与驱动旋转轴160的负载的那侧相对的一侧。
在说明书的其余部分中，机器的前部表示其中负载由转子的旋转轴驱动的机器的一侧，机器的后部表示相对的一侧。
更具体地，前凸缘110和后凸缘120各自包括内表面111,121、外表面112,122和被定位在内表面111,121的中间部分中的接纳部116a，126a，以便接纳轴承，如图2A、图2B、图3A和图3B所表示的。在图4A和图4B中可看到的轴承171和172支撑驱动旋转轴160的负载160a的一侧，以及与驱动转轴的负载160b的该侧相对的一侧。
前凸缘110和后凸缘120包括密封装置，以便以密封方式封闭壳体130。
前凸缘110在图2A和图2B中表示，特别是在图2A中的其内表面111和在图2B中的外表面112。
前凸缘110包括冠状物形式的中心部分118a和具有圆柱形式的周界部分118b。面朝壳体130的内侧的内表面111包括被定位在内表面的中间部分中的接纳部116a，该接纳部被设计成接纳轴承171。该接纳部116a的中心包括被设计成使转子的旋转轴160通过的孔口116b。密封件114b，114a设置在用于使轴160通过的孔口116b处，并且在被设计成与壳体130接触的周界部分118b的周界上。凸缘110的周界部分118b还包括固定点115，例如如图所示的它们中的四个，以便将前凸缘110固定在壳体130上。
根据本发明，前凸缘110的内表面111包括设置在轴承的接纳部116a的周界上的一系列翅片113。这些翅片用于使由放置在轴承和转子150之间的内部风扇181的旋转产生的空气流定向，如下文关于图4A、图4B和图6所述，并且用于捕获该空气流的热量。前凸缘110的内表面111包括例如十二个翅片113。
翅片113优选地围绕接纳部116a规则地分布。优选地，翅片和凸缘的主体形成单个主体(即、单件)，该单个主体例如在生产期间借助模具获得。有利地，翅片具有这样一种形式，使得它们有助于特定内部空气的循环，其有效地冷却电机的线圈头部和旋转部分。每个翅片优选地是平坦的，并且具有梯形的大致形状，其基部(平行的相对侧)与轴线X正交，并且其与接纳部116a相对的侧部不是直的而是弯曲的，具有一凹度(相对于位于翅片的径向延伸部中的凸缘的周界118b上的点)。翅片边缘的这个凹度使得有可能确保与线圈头部的最佳接近，同时确保优化的气流以实现有效的冷却。基于在凸缘的表面上可看到的部分(而不是基于凸缘的横截面)，提供翅片的这种描述。根据通过翅片的纵向横截面，后者具有直角梯形的大致形状，该横截面中相对于基部构成直角的侧部构成接纳部116的壁(图6所示)。内部翅片在一定程度上具有鸟翼的形式，其肩胛部分将与凸缘的内表面相对。翅片的尺寸设计成使得内部风扇和与内部风扇相对的翅片的顶部部分之间留有最大空间，以便保持接近内部风扇，该接近被设计用于在凸缘和机器的内部元件之间留下的自由空间中空气的良好循环。通过非限制的示例，在内部风扇和翅片的顶部之间留有4mm至5mm的空间，这是针对包括具有约20cm的内径的凸缘的装置，其设置有大约20mm长的内部翅片，翅片的长度(或高度)被理解为根据轴线X的翅片的尺寸。
优选地，前凸缘110的周界部分118b另外包括其外表面112上散发热量的翅片117。翅片117基本上根据平行于转子的轴线X的轴线是狭长的。当壳体130具有包括如图5所示的一组冷却翅片131的外表面时，前凸缘110的翅片117使得由壳体130的冷却翅片131形成的通道延长。
由图3A中的内表面121和图3B中的外表面122示出的后凸缘120包括连接到圆柱形周界部分128b的呈冠状物形式的中心部分128a。对于前凸缘110，面朝壳体130的内侧的内表面121包括被定位在内表面的中间部分中的接纳部126a，其被设计成接纳轴承172。在其中心，该接纳部126a包括被设计成用于转子的旋转轴160的通过的孔口126b。密封件124b，124a设置在用于轴160的通过的孔口126b处，并且在被设计成与壳体130接触的中心部分128b的周界上。后凸缘120的周界部分128b和中心部分128a包括连接件125，连接件125也包括用于将凸缘固定在外壳上的点。例如，后凸缘包括具有四个固定点(例如用于使螺杆通过的孔口)的四个连接件125。
根据本发明，以与前凸缘110相同的方式，后凸缘120的内表面121包括设置在轴承的接纳部126a的周界上的一组翅片123。这些翅片123具有使由放置在轴承和转子150之间的内部风扇182的旋转产生的空气流定向(如下文关于图4A、图4B和图6所述)以及捕获该空气流热量的相同功能。后凸缘120的内表面121包括例如十二个翅片123。
翅片123优选地围绕接纳部126a规则地分布。它们的形状和尺寸优选地与先前描述的前凸缘110的内表面111的翅片113的形状和尺寸相同。
后凸缘120包括被布置在中心部分128a和周界部分128b之间的至少一个开口127，以便引导由外部风扇140沿着壳体130输送的外部空气，特别是为了将该空气引导到由壳体130的外表面的一组冷却翅片131形成的通道中。后凸缘120包括例如这种类型的四个开口，如图3A和图3B所示。这些开口207具有例如圆弧的形式，并且被规则地分布在凸缘120的中心部分128a的周界上。
图5对应于来自根据本发明的第一实施例的马达的上方的视图，其更详细地示出了马达的侧面部分。通常由金属(例如铁或铝)制成的壳体130可在其外表面上具有一系列冷却翅片131，冷却翅片131根据基本上平行于转子的轴线X是细长的(狭长)。基本上平行于轴线X意指在相对于该轴线X的多于或少于25°(25°左右)内。这些冷却翅片131用于增加壳体与空气的交换表面，为了更大程度地散发热量，并且用于引导壳体的表面的外部上的空气流，以便覆盖从一个凸缘到另一个凸缘的壳体的所有长度。当前凸缘110的周界部分还包括散热翅片117时，产生外部空气流的连续通过，散热翅片117优选地在与壳体130的冷却翅片相同的方向上进行定向，因此改善了壳体和前凸缘的冷却。
在说明书中，外部空气是指在被封闭的旋转电机的外部上的空气，内部空气是指包含在封闭式电机中的空气，更具体地，是包含在机器的密封壳体中的空气。
有利地，电动马达另外包括优选地由铝制成金属板132，其装配在壳体130上并围绕冷却翅片131，以便在气体沿着壳体循环期间，将空气保持在壳体130的外表面附近和冷却翅片131附近。在图5所示的马达的示例中，金属板132稍微弯曲，以便遵循壳体的外表面的形式。在图5中，以透明的方式表示金属板132，以便示出它们覆盖的结构。同样适用于后凸缘120，以透明的方式示出外部风扇140。金属板132优选地围绕壳体进行规则地分布，例如八个板被固定在壳体上，成对分组，以便形成围绕壳体间隔开的单元。
金属板132被装配在壳体上，以便留有用于由外部风扇140输送的外部空气的循环的通道。因此，如在下文所述的图7A中可清楚地看到的，金属板132可被支撑在后凸缘120的周界部分上。
图4A和图4B是根据本发明的支撑两个内部风扇181和182的电机的旋转部分的立体图和轮廓图。转子150被固定在旋转轴160上，旋转轴160分别被轴承171和172(例如，滚珠轴承)支撑在驱动旋转轴160的负载160a的一侧，以及与驱动旋转轴160的负载160b的该侧相对的一侧上。转子150被装成在定子190(图4A和图4B中未示出)中旋转可动。根据本发明，并且与所设想的实施例无关，第一风扇181和第二风扇182被固定装在旋转轴160上，在转子的两侧上，在转子的主体和轴承171,172之间。因此，第一风扇181被布置在马达的前侧上，并且面向马达的前凸缘110的内表面111，并且第二风扇182被布置在马达的后侧上，并且面向后凸缘120的内侧121。这对内部风扇181,182被布置在壳体内侧，以便在转子旋转期间在壳体内侧产生空气流。
图6是根据本发明的第一实施例的马达100的横截面视图，其示出了机器的元件，并且示出了由运行的内部风扇181和182与壳体130内的机器的结构元件(特别是凸缘110和120的内表面的结构)之间的相互作用引起的、在密封的壳体内侧的空气循环(箭头表示的空气流192)。
马达100包括被布置在壳体130中的定子190，定子190包括线圈，并且其中固定在旋转轴160上的转子150被装成旋转可动。马达的冷却系统首先包括与凸缘的翅片相互作用的一对内部风扇181和182，其次包括外部冷却装置，即根据第一实施例的外部风扇140，以便冷却壳体和前凸缘和后凸缘。
在转子的旋转期间，内部风扇181和182与前凸缘110和后凸缘120的内表面111和121的翅片113和123相互作用，以便产生定向的内部空气流，该空气流的热量通过凸缘的内表面的翅片来捕获。
更具体地，前凸缘110和后凸缘120的内表面111,121的翅片113,123可径向引导由每个内部风扇181,182产生的空气流192朝向定子190的线圈的头部191(根据围绕旋转轴160的轴线X离心的方向的流动)，然后首先根据平行于轴线X的方向在线圈头部处将空气流从线圈的头部191朝向凸缘的中心，然后径向地朝向旋转轴(平行于轴线X的流动，然后根据围绕轴线X的向心方向)返回。因此，在转子150的两侧上，在马达的前侧和后侧上进行这种类型的内部空气的循环。除了定向内部空气流之外，凸缘113和123的内表面的翅片还使得可以散发空气流的热量，从而冷却线圈头部191，以及轴160和电机的转子150。被定位在后凸缘120的外表面上的风扇140有助于通过产生外部空气流来冷却壳体130和凸缘，该空气流首先被径向引导朝向后凸缘120的外表面的周界，然后平行于旋转轴线X被引导朝向到前凸缘110，以便邻接壳体130的外表面，该外表面优选地设置有冷却翅片131，并且优选地被金属板132覆盖，这将空气流限制到壳体130的外表面。因此，空气优选地进入在根据轴线X基本上为狭长的翅片之间形成的通道，同时被限制于在金属板和壳体130的外表面之间形成的空间。有利地，后凸缘120中的开口127允许由风扇140输送的外部空气从凸缘的外表面通向壳体130的外表面，该外表面优选地设置有冷却翅片131。
外部空气流由图7A、图7B和图7C中的箭头193表示，其分别根据后视图、前视图和纵向截面示出了根据第一实施例的马达。
外部风扇140包括用于驱动外部空气的轮，该轮被固定在旋转轴160上，以及还包括固定在后凸缘120的周界部分128b上的保护板129。在图8A和图8B中可清楚地看到外部风扇140，它们分别是根据第一实施例的马达的后表面的平面图和该相同后表面的立体图。保护板129包括用于吸入由风扇140的驱动轮抽吸的外部空气的孔口129a。外部风扇140的尺寸大于内部风扇181和182的尺寸。根据马达的功率和最大旋转速度来选择风扇140的尺寸，以便确保最佳冷却。
根据图9A、图9B和图9C所示的第二实施例，根据本发明的机器包括用于通过液体冷却马达的壳体的装置。
以类似于根据本发明的第一实施例的马达的方式，马达200包括：
-定子，其被布置在壳体230中，所述定子包括线圈；
-转子，其包括主体，该主体被固定在旋转轴260上，并被装配成在定子中旋转；
-一对轴承，其支撑驱动旋转轴260的负载260a的一侧，以及与驱动旋转轴260的负载260b的该侧相对的一侧；
-前凸缘210，其被布置在壳体230的第一端部处，并且支撑驱动旋转轴260的负载260a的一侧；
-后凸缘220，其被布置在与第一端相对的壳体230的第二端部处，并且支撑与驱动旋转轴260的负载260b的侧面相对的一侧；
前凸缘和后凸缘包括密封装置，以便以密封的方式封闭壳体230，并且各自包括内表面、外表面以及被定位在内表面的中间部分中以接纳所述轴承中的一个的接纳部216a,226a；以及
-冷却系统，其包括一对内部风扇，该内部风扇被布置在壳体内侧，以便在转子的旋转期间在壳体内侧产生空气流，每个风扇在转子的主体和轴承之间被固定装在旋转轴上；
凸缘的内表面包括设置在轴承的接纳部的周界部分上的翅片，以便定向空气流，并捕获所述空气流的热量。
根据该第二实施例，机器内侧的冷却与关于第一实施例描述的冷却相同，即与前凸缘和后凸缘的内表面的翅片相互作用的一对内部风扇，如先前在说明书中所描述的。
根据该第二实施例，为了冷却壳体和前凸缘和后凸缘，外部冷却装置包括冷却液回路。该冷却液回路包括用于冷却液的入口233，用于冷却液的出口234和，以及与壳体230接触的管道网络235，其中可冷却机器的诸如水的冷却液或任何其它液体循环，以便冷却壳体230和前凸缘210和后凸缘220。
有利地，管道网络是集成在壳体230中的卷绕式管路，如图9C中可看到的，其中根据马达的纵向截面，开口235对应于卷绕式管路。
在图9A、图9B和图9C中所示的马达200的示例中，马达被封闭，即马达包括由壳体230和前凸缘210和后凸缘220凸缘形成的密封壳体。凸缘以密封的方式封闭壳体。更具体地，前凸缘210和壳体230的一部分是单件式的，并且后凸缘220和壳体230的一部分形成第二单件，两个单件的接合形成密封壳体，并且使得卷绕式管可集成在壳体230中。
通过在这些元件和冷却液之间的热量交换，液体冷却回路使得有可能冷却包括凸缘210和220在内的马达200的整个壳体230。
本发明有利地适用于同步磁阻马达，并且优选地适用于具有在20kW与180kW之间的功率的机器。通过非限制性示例，根据本发明的冷却的马达可以是具有30kW的连续功率，52kW的暂时(峰值)功率的同步磁阻马达，其可在350V的DC总线电源电压下运行，并且可具有以下尺寸：134mm的转子外径，200mm的定子外径，250mm的壳体外径，214mm的马达长度，100mm的有效部分的长度(对应于转子的所述一堆叠板的长度)。

Claims (13)

1.一种封闭式旋转电机(100,200)，其包括：
-定子(190)，其被布置在壳体(130,230)中，所述定子包括线圈；
-转子(150)，其包括主体，所述主体固定在旋转轴(160,260)上，并且被装成在所述定子中旋转，其中所述旋转轴围绕轴线(X)旋转；
-一对轴承(171,172)，其支撑驱动所述旋转轴(160,260)的负载(160a，260a)的一侧，以及与驱动所述旋转轴(160,260)的所述负载(160b，260b)的所述一侧相对的一侧；
-前凸缘(110,210)，其被布置在所述壳体的第一端部处，并且支撑驱动所述旋转轴(160,260)的所述负载(160a，260a)的所述一侧；
-后凸缘(120,220)，其被布置在与所述第一端部相对的所述壳体的第二端部处，并且支撑与驱动所述旋转轴(160,260)的所述负载(160b，260b)的所述一侧相对的一侧；
所述前凸缘和所述后凸缘包括密封装置(114a，114b，124a，124b)，以便以密封的方式封闭所述壳体(130,230)，并且分别包括内表面(111,121)、外表面(112，122)以及被定位在所述内表面的中间部分中以接纳所述轴承中的一个的接纳部(116a，126a，216a，226a)；以及
-冷却系统，其包括：
-一对内部风扇(181,182)，其被布置在所述壳体(130,230)内侧，以在所述转子(150)旋转期间在所述壳体内侧产生空气流，每个风扇在所述转子(150)的主体和轴承(171,172)之间被固定装在所述旋转轴(160,260)上；以及
-外部冷却装置，以冷却所述壳体和所述前凸缘和所述后凸缘；
所述凸缘的所述内表面包括设置在所述轴承(171,172)的所述接纳部(116a，126a，216a，226a)的周界部分上的翅片(113,123)，以定向所述空气流，并捕获所述空气流的所述热量。
2.根据权利要求1所述的电机，其中所述凸缘的所述内表面的所述翅片是平坦的，并且具有梯形的大致形状，所述梯形包括与所述旋转轴(160,260)的所述轴线(X)正交的基部，以及与所述接纳部(116a，126a，216a，226a)相对的、具有凹度的侧部。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的电机，其中，所述外部冷却装置包括外部风扇(140)，所述外部风扇被布置成与所述后凸缘(120)的所述外表面(122)相对，并且被固定装在所述旋转轴(160)上，以沿所述前凸缘(110)的所述方向、沿着所述壳体(130)输送外部空气。
4.根据权利要求3所述的电机，其中：
所述壳体(130)具有外表面，所述外表面包括一组冷却翅片(131)，所述冷却翅片基本上根据平行于所述旋转轴(160)的所述轴线(X)的轴线是狭长的；
所述后凸缘(120)包括连接到所述圆柱形周界部分(128b)的呈冠状物形式的中心部分(128a)，以及被布置在所述后凸缘(120)的所述中心部分(128a)和所述周界部分(128b)之间的至少一个开口(127)，以便将由所述外部风扇(140)输送的所述外部空气引导到通过组装所述壳体(130)的所述外表面的所述冷却翅片(131)所形成的通道中。
5.根据权利要求4所述的电机，其中，还包括金属板(132)，所述金属板装在所述壳体(130)上并围绕所述冷却翅片(131)，以在空气沿着所述壳体的循环期间将所述空气保持在所述壳体的外表面和所述冷却翅片附近。
6.根据权利要求4和5中任一项所述的电机，其中所述前凸缘(110)包括连接到圆柱形周界部分(118b)的呈冠状物形式的中心部分(118a)，所述周界部分包括在其外表面上散发热量的翅片(117)，散发热量的所述翅片(117)基本上根据所述旋转轴的所述轴线(X)的轴线是狭长的，并且延伸了由所述壳体(130)的所述冷却翅片(131)形成的所述通道。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的电机，其中所述外部风扇(140)包括轮以驱动所述外部空气，所述轮被固定在所述旋转轴(160)上，以及所述外部风扇包括保护板(129)，所述保护板包括用于吸入所述外部空气的孔口(129a)，所述保护板被固定在所述后凸缘(120)的所述周界部分(128b)上。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其中，所述电机具有在20kW和75kW之间的功率。
9.根据权利要求1所述的电机，其中所述外部冷却装置包括冷却液回路，所述冷却液回路包括用于所述冷却液的入口(233)、用于所述冷却液的出口(234)和与所述壳体(230)接触的管道网络(235)，其中所述冷却液循环，以冷却所述壳体(230)和所述前凸缘(210)和所述后凸缘(220)。
10.根据权利要求9所述的电机，其中所述管道网络(235)是包含在所述壳体(230)中的卷绕式管路。
11.根据权利要求9和10中任一项所述的电机，其中所述冷却液包括水。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的电机，其中，所述电机具有在20kW与180kW之间的功率。
13.一种根据前述权利要求中任一项所述的同步磁阻电机。
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