CN109075653B - 具有优化的冷却的旋转电机 - Google Patents

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Abstract

本发明主要涉及一种旋转电机，包括：支承件(12)；定子(11)，所述定子包括定子本体(13)；管状环(27)，所述定子本体(13)收缩配合在所述管状环(27)中；用于流通冷却流体的冷却腔室(28)，所述冷却腔室由所述管状环(27)的外周边和所述支承件(12)的内周边界定；所述支承件(12)包括冷却流体入口(38)和冷却流体出口(39)，所述电机(10)包括分隔壁(42)，用于分隔在所述冷却流体入口(38)和所述冷却流体出口(39)之间延伸的所述冷却腔室(28)，所述分隔壁(42)相对于所述管状环(27)附加，并且在其端部包括附属构件，用于将所述分隔壁(42)保持在所述管状环(27)上。

Description

具有优化的冷却的旋转电机
技术领域
本发明涉及一种具有优化的冷却的旋转电机。本发明涉及电机领域，例如马达、发电机或交流发电机。
背景技术
已知电机包括与驱动轴和/或从动轴一体的转子，以及在存在气隙的情况下围绕转子的定子。定子由壳体支撑，该壳体包括用于旋转地配合转子轴的轴承。
转子可包括由一叠金属板片形成的本体，该金属板通过适当的固定系统保持为成组的形式。转子包括例如由永久磁体形成的磁极，该永久磁体被容纳在设置于转子的磁块中的空腔中。或者，在所谓的“突出”磁极架构中，磁极由围绕转子的臂缠绕的线圈形成。或者，转子包括带爪的极。
此外，定子包括由形成冠部的一叠薄金属板构成的本体，该本体的内表面设置有朝向内部开口以便接收相绕组的凹口。这些绕组穿过定子本体中的凹口，并形成在定子本体两侧上突出的髻状部。相绕组可以例如由覆盖有搪瓷的连续导线获得，或者由彼此通过焊接连接的销形式的导电元件获得。或者，在同心型绕组的情况下，多相电机包括定子绕组，该定子绕组由多个预制线圈形成，所述多个预制线圈通过线圈绝缘体安装在定子的齿周围。
通过定子绕组的电流流通产生的热量可以排放到冷却回路。该冷却回路包括腔室，冷却剂流体在腔室中流通。冷却腔室由壳体的内周边和管状环的外周边界定，定子体在该管状环中收缩配合。因此，定子本体的外周边与管状环的内周边接触，以便于将热量排放到冷却腔室。然而，冷却腔室的产生会引起环在与定子本体的收缩配合区域中变形，这容易引起机械强度、效率和密封的问题。
发明内容
发明内容本发明的目的是通过提出一种旋转电机有效地消除该缺点，该旋转电机包括：
-支承件；
-定子，其包括定子本体；
-管状环，所述定子本体收缩配合在所述管状环中；
-用于冷却流体流通的冷却腔室，所述冷却腔室由所述管状环的外周边和所述支承件的内周边界定；
-所述支承件包括冷却流体入口和冷却流体出口，
其特征在于，所述旋转电机包括分隔壁，以便分隔在所述冷却流体入口和所述冷却流体出口之间延伸的所述冷却腔室，使得冷却流体从所述冷却流体入口流通到所述冷却流体出口，所述分隔壁相对于所述管状环附加，并且在其端部包括固定单元，以便将所述分隔壁保持在所述管状环上。
因此，本发明使得可以防止在分隔壁的紧固期间由分隔壁引起环在收缩配合区域中变形。因此，本发明在收缩配合期间保证了定子本体的外周边与环的内周边之间的良好接触表面。
根据一个实施例，定子包括一组金属板。
根据一个实施例，所述分隔壁以直线方式延伸。
根据一个实施例，所述分隔壁相对于所述管状环的轴线倾斜。
分隔壁的这种倾斜使得可以促进腔室中流体的扩散或回收。
根据一个实施例，冷却流体的入口和出口定位于分隔壁的轴向端部中的单个轴向端部，以便于液体在腔室中的扩散或回收。
根据一个实施例，冷却流体的入口定位于分隔壁的一个轴向端，冷却流体的出口定位于分隔壁的另一个轴向端，以便促进腔室中流体的扩散或回收。
根据一个实施例，所述分隔壁具有弯曲形式。
根据一个实施例，旋转电机包括单个分隔壁，以便分隔在所述冷却流体入口和所述冷却流体出口之间延伸的所述冷却腔室。
根据一个实施例，分隔壁从管状环的一个轴向侧轴向延伸到管状环的另一个轴向侧。
根据一个实施例，所述分隔壁包括中央凹部，所述中央凹部设计成在所述冷却流体入口和所述冷却流体出口之间形成空间，以便当冷却流体在所述冷却腔室中流通时，将其与冷却流体隔离。
根据一个实施例，所述分隔壁呈围绕所述管状环缠绕的螺旋形式。
根据一个实施例，所述分隔壁具有矩形形状的横截面。
根据一个实施例，所述管状环包括两个环形凹槽，每个环形凹槽定位于所述管状环的轴向端部处，每个环形凹槽设置在相对于所述管状环的外表面的边缘中，所述环形槽设计成接收密封件，以确保所述冷却腔室的密封。
根据一个实施例，所述固定单元包括固定凸耳，所述固定凸耳焊接在环形凹槽的边缘上。
根据一个实施例，在所述分隔壁的每个端部处，所述固定凸耳在所述分隔壁的两侧延伸。
根据一个实施例，所述分隔壁和所述固定单元由金属制成。
根据一个实施例，所述固定单元形成套环，所述套环是敞开的并且可弹性变形，以便能够卡扣到所述管状环的外周边上。
根据一个实施例，旋转电机包括在旋转中用于保持所述分隔壁的保持装置。
根据一个实施例，所述分隔壁由塑料材料制成。
根据一个实施例，所述在旋转中用于保持的装置包括设置在所述管状环的外表面侧上的凸台。
根据一个实施例，所述凸台定位于所述分隔壁的两侧。
根据一个实施例，所述凸台定位于所述分隔壁中的所述中央凹部中。
根据一个实施例，所述分隔壁由金属制成。
根据一个实施例，所述用于在旋转中保持的装置包括在固定单元和所述凹槽的相应边缘之间形成的焊缝。
附图说明
通过阅读以下描述并查看伴随的附图可以更好地理解本发明。这些附图纯粹是为了说明而提供的，并不以任何方式限制本发明。
图1示出了根据本发明的旋转电机的定子和轴承的透视图；
图2示出根据本发明的旋转电机的透视图，透明地示出了冷却腔室的分隔壁；
图3示出根据本发明的旋转电机的局部示意性剖视图，示出了冷却腔室的结构；
图4示出管状环和冷却腔室的具有弯曲形式的分隔壁的透视图；
图5a至5d是透视图，示出了冷却腔室的分隔壁的变体实施例；
图6a和6b是透视图，示出了根据本发明在旋转中用于保持冷却室的分隔壁的装置。
相同、相似或类似的元件从一个图到另一个图中保留相同的标记。
具体实施方式
图1示出了旋转电机10，其包括由支承件12支撑的定子11。定子11包括本体13，本体13由形成冠部的一叠薄金属板构成，其下表面设置有齿16，齿16成对地限定朝向定子11的本体13的内部敞开的凹口。
在所示的示例中，定子11的绕组19是同心型的，绕组19由多个预制线圈20形成，每个预制线圈20借助于线圈绝缘体围绕定子11的齿16配合。作为变体，绕组19可以由穿过定子本体13中的凹口的线圈形成，并形成在本体13的两侧突出的髻状部。相绕组可以例如由覆盖有搪瓷的连续导线获得，或者由通过焊接彼此连接的销形式的导电元件获得。
更具体地，如图2所示，支承件12包括具有轴向取向的环形形式的中心壁23，以及两个横向端壁24，两个横向端壁24具有相对于电机的轴线X基本上径向的取向。每个端壁24在其中心设置有滚动轴承，用于旋转地配合转子轴(未示出)的端部。
支承件12可以形成为两个部件，其中第一部件呈碟形，其包括中心壁23和一个端壁24。该第一部件与由另一个端壁24构成的第二部件组装在一起。作为变体，中心壁23和端壁24构成不同的部件，这些部件例如借助于组装拉杆彼此组装。支承件12例如可以由可模制材料形成，该材料是良好的热导体，例如铝。
如在图3中可以清楚地看到的那样，定子本体13收缩配合在具有管状形式的环27中。用于冷却流体流通的冷却腔室28由管状环27的外周边和支承件12的中心壁23的内周边界定。因此，定子本体13的外周边与环27的中心壁23的内周边接触，以便于将热量排放到冷却腔室28。
环27包括两个环形凹槽31，每个环形凹槽定位在环27的轴向端部处。更具体地，每个凹槽31相对于环27的外表面设置在边缘34中。每个凹槽31设计成接收密封件35，以确保冷却腔室28的密封。
凹槽31中的一个的内径可以小于另一个凹槽31的内径，以便于将管状环27插入支承件12中。
如图2所示，支承件12还包括用于冷却流体的入口38和出口39。分隔壁42使得可以分隔在冷却流体的入口38和出口39之间延伸的冷却腔室28，使得冷却流体根据箭头F1从冷却流体的进口38流通到冷却流体的出口39，以便排出定子11的绕组19产生的热量。
分隔壁42相对于环27附加，并且在其端部包括固定单元43，以将分隔壁42保持在环27上。
在图2的实施例中，分隔壁42以直线方式在环27的两个端部边缘34之间延伸。分隔壁42可以平行于环27的轴线Y延伸，当环27配合在旋转电机10内时，轴线Y与轴线X重合。
或者，如图4所示，分隔壁42可以具有弯曲形式，例如细长“S”形式。因此，分隔壁42具有两个基本笔直的端部46，它们通过弯曲部47彼此连接，弯曲部47具有拐点，分隔壁42的曲率根据该拐点改变方向。
此外，分隔壁42包括固定凸耳50，其形成固定单元43。根据具有附图标记51的焊接区域，这些凸耳50在其自由端部处被焊接在凹槽31的边缘34上。在分隔壁42的每个端部处，凸耳50在分隔壁42的两侧延伸。凸耳50还根据环27的圆周周边的一部分延伸。优选地，分隔壁42和固定凸耳50由金属制成。
有利地，分隔壁42可以具有矩形形状的横截面，矩形的较大侧面抵靠在环27的外周边上被支撑。这使得可以最大化分隔壁42和环27的外周边之间的接触表面，以便改善组件的密封。
在图5a至5d的实施例中，固定单元43每个形成套环54，其是敞开的，并且可弹性变形，以便能够卡扣到环27的外周边上。为此目的，在非应力状态下，套环54的内径略小于环27的外径。在这些实施例中，分隔壁42在其每个轴向端部处结合有敞开的套环54，分隔壁42可由基于金属或塑料的材料制成，以便为其提供一定的弹性。
如图5a所示，分隔壁42可以相对于环27的轴线Y倾斜。优选地，用于冷却流体的入口38和出口39在由套环54和壁42的中心部分形成的角度处定位，以便于流体在腔室中的扩散或回收。
在图5b的实施例中，分隔壁42包括中央凹部57，其设计成在入口38和出口39之间形成空间，以便当冷却流体在冷却腔室28中流通时，与冷却流体隔离。
根据图5b中的实施例，入口38和出口39均设置在环27的轴向端部处。
作为变体，入口38和出口39可设置在环27的相同轴向端部处。
在图5c的实施例中，分隔壁42具有图4的弯曲形状，并且其设置有相对于环27的轴线Y倾斜的端部46。位于分隔壁42的端部处的固定单元43由敞开的套环54形成。
在图5d的实施例中，分隔壁42具有围绕环27缠绕的螺旋形状。在这种配置中，冷却流体在经由出口39排出之前执行环27的完整绕圈。
有利地，分隔壁42可以设计成允许冷却流体在经由出口39排出之前在环27中执行预定数量的完整绕圈。
如图6a和6b所示，为了将卡扣在管状环27上的分隔壁42保持在适当位置，可以设置在旋转中用于保持分隔壁42的保持装置60。在分隔壁42由塑料材料制成的情况下，在旋转中用于保持分隔壁42的保持装置60包括设置在环27的外表面侧上的凸台61。如图6a所示，凸台61位于分隔壁42中的凹部57中。作为变体，凸台61可以定位在没有凹部的分隔壁42的两侧。
如附图6b中所示，在分隔壁42由金属制成的情况下，在旋转中用于保持分隔壁42的保持装置60包括焊缝62，该焊缝形成在固定单元43和凹槽31的边缘34之间。
应该注意的是，未在图中示出的机器的转子可以包括由一叠金属板片形成的本体，所述金属板片通过适当的固定系统保持成组的形式。转子包括例如由永久磁体形成的磁极，该永久磁体被容纳在设置于转子的磁块中的空腔中。或者，在所谓的“突出”磁极架构中，磁极由围绕转子的臂缠绕的线圈形成。
可以理解的是，前面的描述纯粹是以示例的方式提供的，并不限制本发明的范围，通过由其他等价物来替换不同元件的方式不会构成对本发明的偏离。
另外，本发明的不同特征、变体和/或实施方案只要不是不相容或相互排斥，则可以根据各种组合彼此相关联。

Claims (15)

1.一种旋转电机(10)，包括：
-支承件(12)；
-定子(11)，所述定子包括定子本体(13)；
-管状环(27)，所述定子本体(13)收缩配合在所述管状环(27)中；
-用于流通冷却流体的冷却腔室(28)，所述冷却腔室由所述管状环(27)的外周边和所述支承件(12)的内周边界定；
-所述支承件(12)包括冷却流体入口(38)和冷却流体出口(39)，
其特征在于，所述旋转电机(10)包括分隔壁(42)，以便分隔在所述冷却流体入口(38)和所述冷却流体出口(39)之间延伸的所述冷却腔室(28)，使得冷却流体从所述冷却流体入口(38)流通到所述冷却流体出口(39)，所述分隔壁(42)相对于所述管状环(27)附加并且在其端部包括固定单元(43)，以便将所述分隔壁(42)保持在所述管状环(27)上。
2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，所述分隔壁(42)以直线方式延伸。
3.根据权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，所述分隔壁(42)相对于所述管状环(27)的轴线(Y)倾斜。
4.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，所述分隔壁(42)具有弯曲形式。
5.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，所述分隔壁(42)包括中央凹部(57)，所述中央凹部(57)设计成在所述冷却流体入口(38)和所述冷却流体出口(39)之间形成空间，以便当冷却流体在所述冷却腔室(28)中流通时与冷却流体隔离。
6.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，所述分隔壁(42)呈围绕所述管状环(27)缠绕的螺旋形式。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的旋转电机，其特征在于，所述分隔壁(42)具有矩形形状的横截面。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的旋转电机，其特征在于，所述管状环(27)包括两个环形凹槽(31)，每个环形凹槽定位在所述管状环(27)的轴向端部处，每个环形凹槽(31)设置在相对于所述管状环(27)的外表面的边缘(34)中，环形槽(31)设计成接收密封件(35)，以确保所述冷却腔室(28)的密封。
9.根据权利要求8所述的旋转电机，其特征在于，所述固定单元(43)包括固定凸耳(50)，所述固定凸耳(50)焊接在环形凹槽(31)的边缘(34)上。
10.根据权利要求9所述的旋转电机，其特征在于，在所述分隔壁(42)的每个端部处，所述固定凸耳(50)在所述分隔壁(42)的两侧延伸。
11.根据权利要求9所述的旋转电机，其特征在于，所述分隔壁(42)和所述固定单元(43)由金属制成。
12.根据权利要求1至6中任一项所述的旋转电机，其特征在于，所述固定单元(43)形成为敞口且可弹性变形的套环(54)，以便能够卡扣到所述管状环(27)的外周边上。
13.根据权利要求12所述的旋转电机，其特征在于，所述旋转电机包括在旋转中用于保持所述分隔壁(42)的保持装置(60)。
14.根据权利要求12所述的旋转电机，其特征在于，所述分隔壁(42)由塑料材料制成。
15.根据权利要求13所述的旋转电机，其特征在于，在旋转中用于保持的所述保持装置(60)包括设置在所述管状环(27)的外表面侧上的凸台(61)。
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