CN109599972A - 用于电机的转子组件和用于冷却转子组件的方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种用于电机的转子组件和冷却可旋转电机转子的方法，所述转子组件包括：转子芯，其具有旋转轴并限定至少一个转子柱；绕组，其缠绕在该柱周围；以及至少一个冷却剂导管，其由转子芯支撑并与绕组的一部分呈导热关系。

Description

用于电机的转子组件和用于冷却转子组件的方法

技术领域

本申请的技术领域涉及电机，尤其涉及电机的转子组件和冷却其的方法。

背景技术

现代飞行器发动机包括电机或发电机系统，其利用在发电机模式中的运行的飞行器发动机将电能提供到飞行器上的电力系统和部件。一些飞行器发动机还可包括起动机/发电机系统，其充当马达来起动飞行器发动机，并且充当发电机来在发动机运行之后向飞行器上的功率系统提供电能。电动机和发电机可以是湿腔系统，其中容纳转子和定子的腔体暴露于液体冷却液；或是干腔系统，其中所述腔体未暴露于液体冷却液。干腔系统也可利用一个或多个内含冷却系统中的液体冷却液，但只要腔未暴露于液体冷却液，就仍将其视为干腔。发电机系统的操作要求或操作环境可增加对湿腔或干腔系统任一者的冷却要求。例如，靠近涡轮发动机的高温环境的发电机系统会增加对改善的冷却能力的需求。

发明内容

在一个方面，本公开涉及一种用于电机的转子组件，该转子组件包括：转子芯，其具有可旋转的轴并限定至少一个转子柱；绕组，其缠绕在柱周围；第一冷却剂导管，其由转子芯支撑，并且在绕组下面沿着柱轴向地延伸，并且其中第一冷却剂导管的至少一个面与绕组的下面部分呈导热关系；以及第二冷却剂导管，其由转子芯支撑，并且在绕组上面沿着柱轴向地延伸，并且其中第二冷却剂导管的至少一个面与绕组的上面部分呈导热关系。来自绕组的热量通过传导传递到第一和第二冷却剂导管。

在另一方面，本公开涉及一种用于电机的转子组件，该转子组件包括：转子芯，其具有可旋转的轴并限定至少一个转子柱；一组转子绕组，其缠绕在柱周围；第一冷却剂导管，其由转子芯支撑，并且在该组转子绕组的径向下面沿着柱轴向地延伸，并且其中第一冷却剂导管的至少一个面与该组转子绕组的底部部分呈导热关系；以及第二冷却剂导管，其由转子芯支撑，并且在该组转子绕组径向上面沿着柱轴向地延伸，并且其中第二冷却剂导管的至少一个面与该组转子绕组的顶部部分呈导热关系。该组转子绕组包括一组径向通孔，该组径向通孔将第一冷却剂导管与第二冷却剂导管流体连接。

在又一方面，本公开涉及一种冷却可旋转电机转子的方法，该方法包括：接收流体冷却剂流至沿着一组转子绕组的下面部分轴向地延伸的第一冷却剂导管，其中第一冷却剂导管的至少一个面与该组转子绕组的下面部分呈导热关系；以及将流体冷却剂流输送至沿着该组转子绕组的上面部分轴向地延伸的第二冷却剂导管，并且其中第二冷却剂导管的至少一个面与绕组的上面部分呈导热关系，并且通过穿过该组绕组的一组径向开口与第一冷却剂导管流体连接。流体冷却剂流从转子移除热量。

具体地，本申请技术方案1涉及一种用于电机的转子组件，包括：转子芯，其具有可旋转的轴并限定至少一个转子柱；绕组，其缠绕在所述柱周围；第一冷却剂导管，其由所述转子芯支撑，并且在所述绕组下面沿着所述柱轴向地延伸，并且其中，所述第一冷却剂导管的至少一个面与所述绕组的下面部分呈导热关系；以及第二冷却剂导管，其由所述转子芯支撑，并且在所述绕组上面沿着所述柱轴向地延伸，并且其中，所述第二冷却剂导管的至少一个面与所述绕组的上面部分呈导热关系；其中，来自所述绕组的热量通过传导传递到所述第一和所述第二冷却剂导管。

本申请技术方案2涉及根据技术方案1所述的转子绕组，其中，所述绕组还包括一组径向开口。

本申请技术方案3涉及根据技术方案2所述的转子绕组，其中，所述一组径向开口将所述第一冷却剂导管与所述第二冷却剂导管流体连接。

本申请技术方案4涉及根据技术方案2所述的转子绕组，其中，所述一组径向开口是所述绕组中的通孔。

本申请技术方案5涉及根据技术方案2所述的转子绕组，其中，所述一组径向开口是径向导管。

本申请技术方案6涉及根据技术方案1所述的转子绕组，其中，所述第二冷却剂导管与设置在所述转子组件的外半径处的喷嘴流体连接，其中，所述喷嘴适于引导流体冷却剂流远离所述转子组件。

本申请技术方案7涉及根据技术方案1所述的转子绕组，还包括：一组第一冷却剂导管，其在所述绕组下面沿着所述柱的轴向不同部分延伸；一组第二冷却剂导管，其在所述绕组上面沿着所述柱的轴向不同部分延伸，以及一组径向开口，其将所述第一冷却剂导管的至少一个子集与所述第二冷却剂导管的至少一个子集流体连接。

本申请技术方案8涉及根据技术方案7所述的转子绕组，其中，所述绕组包括至少两个轴向地延伸的绕组部分，并且其中，所述一组第一冷却剂导管在所述至少两个绕组部分下面沿着所述柱轴向地延伸，并且其中，所述一组第二冷却剂导管在所述至少两个绕组部分上面沿着所述柱轴向地延伸。

本申请技术方案9涉及根据技术方案7所述的转子绕组，其中，流体导管流由第一冷却剂导管的第一子集、径向开口的第一子集、第二冷却剂导管的子集、径向开口的第二子集和第一冷却剂导管的第二子集顺序地限定。

本申请技术方案10涉及根据技术方案9所述的转子绕组，其中，径向开口的所述第一子集与径向开口的所述第二子集轴向地间隔开。

本申请技术方案11涉及一种用于电机的转子组件，包括：转子芯，其具有可旋转的轴并限定至少一个转子柱；一组转子绕组，其缠绕在所述柱周围；第一冷却剂导管，其由所述转子芯支撑，并且在所述一组转子绕组径向下面沿着所述柱轴向地延伸，并且其中，所述第一冷却剂导管的至少一个面与所述一组转子绕组的底部部分呈导热关系；以及第二冷却剂导管，其由所述转子芯支撑，其在所述一组转子绕组径向上面沿着所述柱轴向地延伸，并且其中，所述第二冷却剂导管的至少一个面与所述一组转子绕组的顶部部分呈导热关系；其中，所述一组转子绕组包括一组径向通孔，所述一组径向通孔将所述第一冷却剂导管与所述第二冷却剂导管流体连接。

本申请技术方案12涉及根据技术方案1所述的转子绕组，其中，所述第二冷却剂导管与设置在所述转子组件的外半径处的喷嘴流体连接，其中，所述喷嘴适于引导流体冷却剂流远离所述转子组件。

本申请技术方案13涉及根据技术方案1所述的转子绕组，还包括：一组第一冷却剂导管，其在所述绕组下面沿着所述柱的轴向不同部分延伸；一组第二冷却剂导管，其在所述绕组上面沿着所述柱的轴向不同部分延伸，以及一组径向开口，其将所述第一冷却剂导管的至少一个子集与所述第二冷却剂导管的至少一个子集流体连接。

本申请技术方案14涉及根据技术方案13所述的转子绕组，其中，所述绕组包括至少两个轴向地延伸的绕组段，并且其中，所述一组第一冷却剂导管在所述至少两个绕组段下面沿着所述柱轴向地延伸，并且其中，所述一组第二冷却剂导管在所述至少两个绕组段上面沿着所述柱轴向地延伸。

本申请技术方案15涉及根据技术方案13所述的转子绕组，其中，流体导管流由第一冷却剂导管的第一子集、径向开口的第一子集、第二冷却剂导管的子集、径向开口的第二子集和第一冷却剂导管的第二子集顺序地限定。

本申请技术方案16涉及根据技术方案15所述的转子绕组，其中，径向开口的所述第一子集与径向开口的所述第二子集轴向地间隔开。

本申请技术方案17涉及根据技术方案11所述的转子绕组，其中，所述可旋转的轴限定与所述第一冷却剂导管流体连接的流动通道。

本申请技术方案18涉及一种冷却可旋转电机转子的方法，包括：接收流体冷却剂流至沿着一组转子绕组的下面部分轴向地延伸的第一冷却剂导管，其中，所述第一冷却剂导管的至少一个面与所述一组转子绕组的所述下面部分呈导热关系；以及将所述流体冷却剂流输送至沿着所述一组转子绕组的上面部分轴向地延伸的第二冷却剂导管，并且其中，所述第二冷却剂导管的至少一个面与所述绕组的所述上面部分呈导热关系，并且通过穿过所述一组绕组的一组径向开口与所述第一冷却剂导管流体连接；其中，所述流体冷却剂流从所述转子移除热量。

本申请技术方案19涉及根据技术方案18所述的方法，还包括将所述流体冷却剂流输送到一组喷嘴，所述一组喷嘴适于将所述流体冷却剂流导向一组定子绕组。

本申请技术方案20涉及根据技术方案18所述的方法，还包括将所述流体冷却剂流输送到沿着所述一组转子绕组的另一下面部分轴向地延伸的第三冷却剂导管，其中，所述第三冷却剂导管的至少一个面与所述一组转子绕组的所述另一下面部分呈导热关系，并且通过穿过所述一组转子绕组的另一组径向开口与所述第二冷却剂导管流体连接。

附图说明

在附图中：

图1是根据本文所述各个方面的具有发电机的燃气涡轮发动机的等距视图。

图2是根据本文所述各个方面的图1的发电机的外部的等距视图。

图3是根据本文所述各个方面的沿着图2的线III-III截取的图2的发电机的示意性剖视图。

图4示出了根据本文所述各个方面的包括液体冷却回路的图3的发电机的转子部分的放大剖视图。

图5示出了根据本文所述各个方面的转子绕组和液体冷却回路的分解等距视图。

图6示出了根据本文所述各个方面的包括另一液体冷却回路的发电机的转子部分的放大剖视图。

图7示出了根据本文所述各个方面的包括又一液体冷却回路的发电机的转子部分的放大剖视图。

具体实施方式

本公开的方面可在使用电动马达的任何环境中实施，而不论该电动马达是否提供驱动力或生成电力。出于此描述目的，大体上将此类电动机称为电机、电机组合件或类似用语，意在阐明一个或多个定子/转子组合可以包括在所述机器中。虽然此描述主要涉及提供发电的电机，但此描述也适用于提供驱动力的电机或同时提供驱动力和发电的电机。此外，虽然此描述主要涉及飞行器环境，但是本公开的方面在使用电机的任何环境中适用。因此，简述所涵盖的环境应有助于更充分的理解。

虽然将描述“一组”各种元素，但将理解的是，“一组”可以包括任何数量的对应元素，包括仅一个元素。如本文所用，术语“轴向”或“轴向地”是指沿发电机的纵向轴线或沿设置在发电机内的部件的纵向轴线的维度。

如本文所用，术语“径向”或“径向地”是指在设置在发动机内的圆形或环形部件的中心纵向轴线和外圆周之间延伸的维度。术语“邻近”或“邻近地”本身或与术语“径向”或“径向地”结合使用指代在朝中心纵向轴线的方向移动，或者一个部件与另一部件相比相对更靠近中心纵向轴线。

所有方向性参考(例如径向、轴向、上部、下部、向上、向下、左边、右边、横向、前方、后方、顶部、底部、上方、下方、垂直、水平、顺时针、逆时针)仅用于指认的目的以帮助读者对本发明的理解，且并不产生具体来说关于其位置、定向或使用的限制。除非另外指明，否则连接称谓(例如，附接、联接、连接和连结)应在广义上来解释，且可以包括一系列元件之间的中间构件以及元件之间的相对移动。因而，连接参考不一定推断两个元件直接连接且彼此成固定关系。

图1示出了根据本公开的一方面的燃气涡轮发动机10，其具有附件齿轮箱(AGB)12和发电机14。燃气涡轮发动机10可以是涡扇发动机，例如在现代商业和军事航空中普遍使用的General Electric GEnx或CF6系列发动机，或其可以是多种其它已知燃气涡轮发动机，例如涡轮螺旋桨发动机或涡轮轴发动机。燃气涡轮发动机10还可具有加力燃烧室，其燃烧低压涡轮区域的下游额外量的燃料以增大排气的速度，且由此增大推进力。AGB 12可以借助于机械取力器16耦合到燃气涡轮发动机10的涡轮轴(未展示)。燃气涡轮发动机10可以是用在现代商业和军事航空中的任何合适的燃气涡轮发动机，或其可以是多种其它已知燃气涡轮发动机，例如涡轮螺旋桨发动机或涡轮轴发动机。燃气涡轮发动机10的类型和特性与本公开无密切关系，本文将不再进一步描述。虽然示出和描述了发电机14，但是本公开的方面可包括任何电机或发电机。

图2更清楚地示出了发电机14和其外壳18，外壳18可包括用来将发电机14夹紧到AGB 12的夹紧接口20。可在发电机14的外部上提供多个电连接以用于将电力传入和传出发电机14。所述电连接可进一步通过缆线连接到具有燃气涡轮发动机10的飞行器的电力分配节点以向飞行器上的灯和座椅后背显示器等各种物件供电。发电机14包括液体冷却剂系统，以用于冷却或耗散由发电机14的部件或靠近发电机14的部件产生的热量，所述部件的一个非限制性示例可以是燃气涡轮发动机10。例如，发电机14可包括使用油作为冷却剂的液体冷却系统。

液体冷却系统可包括冷却流体入口端口82和冷却流体出口端口84，以用于控制冷却剂到发电机14的供应。在一个非限制性示例中，冷却流体入口端口82和出口端口84可用于冷却发电机14的定子的至少一部分。液体冷却系统也可包括第二冷却剂出口端口91，示出在发电机14的可旋转的轴部分(下面描述)处。虽然在图示的等距视图中仅示出了冷却剂出口端口91，但是可以包括转子或可旋转的轴冷却剂入口端口。虽然未示出，但是本公开的方面还可包括其它液体冷却系统部件，例如，与冷却流体入口端口82和冷却流体出口端口84流体地联接的液体冷却剂贮存器，以及液体冷却剂泵，该泵用于将冷却剂强制供应通过端口82、84或发电机14。油仅仅是可在本公开的方面中使用的液态冷却剂的一个非限制性示例。

发电机14的内部在图3中最清楚地示出，该图是图2所示发电机14的剖视图。可旋转轴40位于发电机14内，是支撑多种部件的主要结构。可旋转轴40可以具有单一直径，或可沿其长度变化的直径。可旋转的轴40由间隔开的轴承42和44支撑并且被构造成围绕旋转轴线41旋转。发电机14的若干元件具有固定部件和旋转部件，其中旋转部件设置在可旋转的轴40上。这些元件的示例可包括容纳于主机腔51内的主机50、励磁机60和永磁发电机(PMG)70。对应的旋转部件分别包括主机转子52、励磁机转子62和PMG转子72，且对应的固定部件包括主机定子54或定子铁芯、励磁机定子64和PMG定子74。以此方式，主机转子52、励磁机转子62和PMG转子72安置在可旋转轴40上。固定部件可以安装于外壳18的任何合适的部分。主机定子54、励磁机定子64和PMG定子74界定可旋转轴40延伸穿过的内部。

应当理解，主机转子52、励磁机转子62和PMG转子72可具有一组转子极，包括但不限于两个转子极，并且主机定子54、励磁机定子64和PMG定子74可具有一组定子齿或定子极，包括但不限于两个定子齿或定子极。所述一组转子极可相对于所述一组定子极生成一组磁场，使得发电机14可通过磁场和载流导体的相互作用而操作以生成力或电能。励磁机60可将直流提供至主机50，并且当可旋转的轴40旋转时主机50和PMG 70可供应交流电能。

转子极和定子齿或定子极中的至少一个可由铁芯形成，铁芯带有柱和围绕柱卷绕以形成绕组的线，其中绕组具有至少一个端匝。所示本公开的方面包括至少一组定子绕组90，其沿着定子外壳18纵向地布置，即，平行于外壳18和转子旋转轴线41。所述一组定子绕组90也可包括一组定子绕组端匝92，其轴向地延伸超出主机定子54的纵向长度的相对端。

发电机14的部件可以是已知发电机的任何组合。举例来说，主机50可以是同步发电机或异步发电机。除了此方面中示出的附件之外，可存在需要为特定应用操作的其它部件。举例来说，除了所示机电附件之外，可存在从同一可旋转轴40驱动的其它附件，例如液体冷却液泵、流体压缩机或液压泵。

如上文解释的，发电机14可以是油冷式，并且因此可包括冷却系统80。冷却油可用于消散由发电机14的电气和机械功能产生的热。使用油的冷却系统80也可提供对发电机14的润滑。在所示方面，发电机14可以是具有冷却系统80的液体冷却式湿腔系统，所述冷却系统被示出为包括冷却流体入口端口82和冷却流体出口端口84，用于控制对冷却系统80的冷却流体供应。冷却系统80可进一步包括例如冷却流体贮存器86和各种冷却通路。可旋转的轴40可以为主机转子52、励磁机转子62和PMG转子72以及转子轴油出口88(例如出口端口91)提供一个或多个流动通道或路径(如箭头85所示)，其中剩余的、未使用的或未用完的油可以从可旋转的轴40排出。

如图所示，主机转子52还可包括至少一个流体端口87，示出为两个轴向间隔开的(例如，沿着主机转子52的纵向轴线)流体端口87，例如喷雾嘴，其与一个或多个流动通道85流体连通，并且被配置成将主机腔体51的至少一部分暴露给通过通道85的冷却剂。例如，随着可旋转的轴40旋转，至少一个流体端口87可以围绕轴40旋转，使得横贯流动通道85的冷却流体可以通过所述至少一个流体端口87暴露、喷洒或以其它方式沉积到腔体51中，例如到一组定子绕组90、一组定子绕组端匝92上，或到最接近流体端口87的旋转路径的替代或附加部件上。

图4示出了主机转子52或转子组件的放大视图，以便更好地理解冷却系统80的操作和效果。如图所示，主机转子52可包括转子芯100，例如层合转子芯，其可旋转地连接成与可旋转的轴40共同旋转。主机转子52可以进一步限定转子52的第一端102和转子52的第二端104，第二端104与第一端102轴向地间隔开。主机转子52可包括至少一个转子极134，该转子极134由当转子芯100的至少一部分用导电线路(即“绕组”)缠绕在该柱上时形成的柱限定。绕组的非限制性方面可包括至少一个端匝，即，当导电线路围绕柱的轴向端缠绕时。总的来说，导电线路的多个绕组形成一组转子绕组106。在所示示例的透视图中，转子柱136可以下垫在该组转子绕组106的下面。

每组转子绕组106虽然是连续的，但可以被认为具有沿极的相对侧(例如平行于旋转轴线)延伸的轴向段，转子芯100的相对端102、104上的相对端匝段连接轴向段。虽然仅示出了一组转子绕组106的一个示例，但是本公开的方面可包括具有围绕主机转子52的一个或多个周向间隔开的极134配置的多组转子绕组106。

主机转子52的每个极134还可包括帽108，帽108至少部分地覆盖每个极134和转子绕组106的组。在一个非限制性示例中，转子芯100和帽108可以由多个叠片形成或构成，例如钴叠片。钴叠片仅仅是用于构造芯100或帽108的材料的一个示例，并且可以包括一种或多种替代材料组成。

用于主机转子52的冷却系统80可包括一组或一系列流体导管、通路等，其中冷却剂流体可被供应或以其它方式输送通过其中，用于从主机转子52、该组转子绕组106或其组合移除热量。如图所示，转子芯100的靠近第一端102的部分可以限定与转子52的油流动通道85流体连接的第一冷却剂腔体120或贮存器(示意性示出)。类似地，转子芯100的靠近第二端104的另一部分可以限定与转子52的油流动通道85流体连接的第二冷却剂腔体122或贮存器。在该示例中，第一冷却剂腔体120或第二冷却剂腔体122中的每一个可以接收来自油流动通道85或另一冷却剂源的流体冷却剂流(示意性地示出为箭头132)。

主机转子52的冷却系统80也可包括第一冷却剂导管124，其由转子芯100支撑并且被适配、配置、设置或以类似方式设计成在该组转子绕组106下面沿转子柱136或极134轴向地延伸。在该示例中，“下面(underlying)”表示在该组定子绕组106和转子芯100之间相对于该组转子绕组106径向更靠近旋转轴线的相对位置。换句话说，在图4的透视图中，第一冷却剂导管124平行于该组转子绕组106的下表面或底部表面并在该下表面或底部表面下方或之下延伸。第一冷却剂导管124的至少一个面可以与该组转子绕组106的下面部分或面呈导热关系。

主机转子52的冷却系统80也可包括第二冷却剂导管128，其由转子芯100支撑并且被适配、配置、设置或以类似方式设计成在该组转子绕组106上面沿着转子柱136或极134轴向地延伸。在该示例中，“上面(overlying)”表示在该组定子绕组106和例如帽108之间相对于该组转子绕组106径向更远离旋转轴线的相对位置。换句话说，在图4的透视图中，第二冷却剂导管128平行于该组转子绕组106的上表面或顶部表面并在该上表面或顶部表面上方或之上延伸。第二冷却剂导管128的至少一个面可以与转子绕组106组的上面部分或面呈导热关系。

主机转子52的冷却系统80也可包括一组径向开口126，其在径向取向上延伸穿过该组转子绕组106，并将第一冷却剂导管124与第二流体管道128流体连接。在一个非限制性示例中，该组转子绕组106可以被切割、成形、缠绕或以其它方式配置成使得该组绕组106本身限定该组径向通孔126。在另一个非限制性示例中，该组转子绕组106可包括设置在该组转子绕组106的导线中、周围或之间的一组独立形成的导管或通路(例如，具有限定流体通道的侧壁的外壳)。该组径向开口126也可以与该组转子绕组106中通过该组径向开口126的一部分呈导热关系。

因此，本公开的方面可包括由冷却剂流动路径(例如，由流体冷却剂流132表示)限定或包括冷却剂流动路径的冷却系统80，由此从冷却剂源(例如，油流动通道85)供应的冷却剂可以被提供给第一冷却剂导管124，并横贯平行于该组转子绕组106的轴向段并在该轴向段下面的第一冷却剂导管124。冷却剂流动路径还可以从第一冷却剂导管124通过该组径向开口126提供到第二冷却剂导管128，由此冷却剂可以横贯平行于且在该组转子绕组106的轴向段上面的第二冷却剂导管128。冷却剂流体冷却剂流132可接收来自该组转子绕组106、转子芯100的邻近部分、帽108或其组合的热传导，并带走前述热量，从而有效地或可操作地冷却主机转子52。

可以包括本公开的非限制性方面，其中第二冷却剂导管128还与设置在主机转子52的外半径处的至少一个流体端口87或喷嘴流体连接。在这个意义上，流体端口87可以适于将流体冷却剂流132引导远离转子52，例如，朝向该组定子绕组(未示出)。在所示示例中，流体端口87或喷嘴可以以喷雾模式130引导流体冷却剂流132。如图所示，第二冷却剂导管128可以与一组轴向间隔开的流体端口87流体连接。在这个意义上，冷却系统80可包括在湿腔发生器中，以进一步冷却该组定子绕组，如本文所述。

如本文所述，流体冷却剂流132可限定在包括第一冷却剂导管124、一组径向开口126和第二冷却剂导管128或其组合的顺序导向的流动路径中。

图5示出了主机转子52的冷却系统80的径向分解等距视图，也就是说，为了便于理解，移除了转子芯100、柱136和帽108。如图所示，该组转子绕组106可包括两个轴向延伸的腿部，其中每个腿部包括穿过绕组106的一组径向开口126。反过来，匹配、对准或相应的双轴向延伸的第一冷却剂导管124可以位于该组转子绕组106腿部的下面，并且匹配、对准或相应的双轴向延伸的第二冷却剂导管128可以在该组转子绕组106腿部的上面。每个相应的第一冷却剂导管124可包括在上表面上的一组流体出口141(例如面向该组转子绕组106)，与该组径向开口126匹配、对准或对应。同样，每个相应的第二冷却剂导管128可包括在下表面上的一组流体入口143(例如面向该组转子绕组106)，与该组径向开口126匹配、对准或对应。

如图所示，双第一冷却剂导管124和双第二冷却剂导管128可以沿着相对于该组转子绕组106的轴向不同部分延伸。如本文所用，“轴向不同”意味着相应的第一冷却剂导管124或第二冷却剂导管128不与双导管124、128中的另一个重叠(例如，双第一冷却剂导管不彼此重叠或者不与该组轴向延伸的转子绕组106的相同部分重叠)。

流过该组第一冷却剂导管124的流体冷却剂流的其它示例可以基于所需的冷却剂流动路径来调节。例如，用于该组第一冷却剂导管124的第一流体冷却剂流140可以被配置成使得由相应的流体腔体120、122或贮存器接收的冷却剂仅被输送到该组第一冷却剂导管124中的一个。如图所示，第一流体腔体120可以将第一流体冷却剂流140输送到第一冷却剂导管124中的一个，而第二流体腔体122可以将第一流体冷却剂流140输送到第一冷却剂导管124中的另一个。然后，第一流体冷却剂流140可以被输送到相应的第一冷却剂导管124的该组流体出口141，输送到对应的一组径向开口126。

在另一示例中，用于第一冷却剂导管124的第二冷却剂流142可以被配置成使得由相应的流体腔体120、122或贮存器接收的冷却剂被输送到该组第一冷却剂导管124中的每一个。在这个意义上，来自每个相应的流体腔体120、122的流体冷却剂流142可以到达并被输送到该组第一冷却剂导管124的该组流体出口141，并被输送到对应的一组径向开口126。

在又一示例中，流体冷却剂流132可进一步基于该组第二冷却剂导管128的所需冷却剂流动路径而被适配。例如，用于该组第二冷却剂导管128的流体冷却剂流132可以被接收在该组第二冷却剂导管128的轴向居中部分(例如，在该组流体入口143处)，然后根据需要在一个或两个方向上轴向提供，例如提供给该组流体端口87。因此，该组第二冷却剂导管128、该组第一冷却剂导管、该组流体出口141、该组流体入口143、该组径向开口126或其组合或子集可以根据需要被布置、配置、适配或以类似方式设计以限定一个或多个流体冷却剂流。

图6示出了根据本公开的另一方面的另一主机转子252。主机转子252类似于主机转子52；因此，相同的部件将用相同的附图标记增加200来标识，应当理解，除非另外指明，否则对主机转子52的相同部件的描述适用于主机转子252。一个不同之处在于，所示的主机转子252具有另一个冷却系统280，该冷却系统280限定了不同的第三流体冷却剂流232和第四冷却剂流250。

如图所示，第一冷却剂导管224可以位于靠近主机转子252的第一端102的该组轴向延伸的转子绕组106的一部分下面，而不同的第三冷却剂导管244可以位于靠近第二端104的该组轴向延伸的转子绕组106的不同(非径向重叠)部分下面。类似地，第二冷却剂导管228可以覆盖靠近主机转子252的第一端102的该组轴向延伸的转子绕组106的一部分，而不同的第四冷却剂导管248可以覆盖靠近第二端104的该组轴向延伸的转子绕组106的不同(非径向重叠)部分。在该示例配置中，第一组径向开口226可以流体连接第一冷却剂导管224和第二冷却剂导管228以限定第三流体冷却剂流232，而第二组轴向间隔开的径向开口246可以流体连接第三冷却剂导管244和第四冷却剂导管248以限定第四流体冷却剂流250。每个相应的流体冷却剂流232、250可以在不同的流体输出，例如不同的流体端口87处被接收，并且可以由不同的流体源，例如油流动通道85或相应的第一冷却剂腔体120或第二冷却剂腔体122输送。

图7示出了根据本公开的另一方面的另一主机转子352。主机转子352类似于主机转子52；因此，相同的部件将用相同的附图标记增加300来标识，应当理解，除非另外指明，否则对主机转子52的相同部件的描述适用于主机转子352。一个不同之处在于，所示的主机转子352具有另一个冷却系统380，该冷却系统380限定了适用于干腔电机的不同的第五冷却剂流332。

如图所示，第一冷却剂导管324可以位于靠近主机转子352的第一端102的该组轴向延伸的转子绕组106的一部分下面，而不同的第三冷却剂导管344可以位于靠近第二端104的该组轴向延伸的转子绕组106的不同(非径向重叠)部分下面。第二冷却剂导管328也可以覆盖在该组轴向延伸的转子绕组106的一部分上。在该示例配置中，第一组径向开口326可以流体连接第一冷却剂导管324和第二冷却剂导管328，而第二组轴向间隔开的径向开口346可以流体连接第二冷却剂导管328和第四冷却剂导管344。第五冷却剂流332可限定从例如油流动通道85的冷却剂源开始、通过第一冷却剂腔体120到第一冷却剂导管324、通过第一组径向开口326径向向外到第二冷却剂导管328、通过第二组径向开口346径向向内到第三冷却剂导管344、到第二冷却剂腔体122的流体路径，在第二冷却剂腔体122中，流332可返回到另一冷却剂目的地，例如油流动通道85。在这个意义上，第五冷却剂流332可限定封闭的冷却剂流体系统(例如，干腔电机)。

因此，如本文所述，本公开的方面可包括冷却可旋转电机转子52、252、352的方法。该方法可包括将流体冷却剂流132、232、250、332接收到沿着一组转子绕组106的下面部分轴向地延伸的第一冷却剂导管124、224、324，其中第一冷却剂导管124、224、324的至少一个面与该组转子绕组106的下面部分呈导热关系。该方法还可包括将流体冷却剂流132、232、250、332输送到沿着该组转子绕组106的上面部分轴向地延伸的第二冷却剂导管128、228、328，并且其中第二冷却剂导管128、228、328的至少一个面与绕组106的上面部分呈导热关系。第一和第二冷却剂导管124、128、224、228、324、328可以通过穿过绕组106的一组径向开口126、226、326流体连接。

本公开涵盖除了上图中所示出的方面和配置之外的许多其它可能的方面和配置。例如，本公开的一个方面设想了沿着该组转子绕组106的替代部分或长度延伸的冷却剂导管。在另一示例中，绕组或冷却剂导管还可包括居间的导热层，以帮助导热，同时例如避免各个部件之间的导电关系。另外，可以重新布置各种部件如阀、泵或导管的设计和放置，使得可以实现许多不同的嵌入配置。

本文公开的方面提供了用于在电机操作(例如，马达或发电机操作)期间冷却转子组件或一组转子绕组的方法和装置。在上述方面可以实现的一个优点是，上述方面具有显著改善的热传导，以从转子组件或该组转子绕组移除热量。转子绕组和与冷却剂路径或冷却剂回路联接的冷却剂导管之间的改善的导热性有助于以更有效的方式从绕组移除热量到冷却剂。上述方面的另一个优点是，由于改进了转子绕组组的热移除，可以实现更高水平的发电，而不必使用湿腔配置。

转子组件的增加的散热允许更高速度的旋转，否则这可能产生过多的热量。较高速度的旋转可以导致改进的发电或改进的发电机效率，而不增加发电机尺寸。具有用于湿腔机器的流体端口的所描述的方面也能够冷却定子绕组和端匝段，这进一步减少了电机的热损失。电机中热损失的减少使得发电机的效率更高，功率密度更大。

当设计飞行器部件时，所要解决的重要因素是大小、重量和可靠性。上述转子组件具有减少的零件数量，使得整个系统固有地更加可靠。这可能产生重量更低、尺寸更小、性能提升且可靠性提高的系统。较少数目个部件和减少的维护将使得产品成本和操作成本降低。在飞行期间，重量和大小的减小与竞争性优点相关。

在未描述的范围内，各个方面的不同特征和结构可以根据需要彼此组合使用。无法在所有方面说明这一特征并不意味着将其解释为不可能，而是为了简洁描述而完成。因此，不同方面的各种特征可以根据需要混合和匹配以形成新的方面，不管新方面是否被明确描述。本文所述的特征的组合或置换被本公开所覆盖。

本书面描述使用示例来公开包括最佳模式的本公开的各方面，并且还使本领域技术人员能够实践本公开的各方面，包括制作和使用任何设备或系统以及执行任何结合的方法。本公开的可取得专利权的范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域的技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有并非不同于权利要求书的字面语言的结构要素，或如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差异的等效结构要素，那么它们既定在权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种用于电机的转子组件，包括：

转子芯，其具有可旋转的轴并限定至少一个转子柱；

绕组，其缠绕在所述柱周围；

第一冷却剂导管，其由所述转子芯支撑，并且在所述绕组下面沿着所述柱轴向地延伸，并且其中，所述第一冷却剂导管的至少一个面与所述绕组的下面部分呈导热关系；以及

第二冷却剂导管，其由所述转子芯支撑，并且在所述绕组上面沿着所述柱轴向地延伸，并且其中，所述第二冷却剂导管的至少一个面与所述绕组的上面部分呈导热关系；

其中，来自所述绕组的热量通过传导传递到所述第一和所述第二冷却剂导管。

2.根据权利要求1所述的转子绕组，其中，所述绕组还包括一组径向开口。

3.根据权利要求2所述的转子绕组，其中，所述一组径向开口将所述第一冷却剂导管与所述第二冷却剂导管流体连接。

4.根据权利要求2所述的转子绕组，其中，所述一组径向开口是所述绕组中的通孔。

5.根据权利要求2所述的转子绕组，其中，所述一组径向开口是径向导管。

6.根据权利要求1所述的转子绕组，其中，所述第二冷却剂导管与设置在所述转子组件的外半径处的喷嘴流体连接，其中，所述喷嘴适于引导流体冷却剂流远离所述转子组件。

7.根据权利要求1所述的转子绕组，还包括：一组第一冷却剂导管，其在所述绕组下面沿着所述柱的轴向不同部分延伸；一组第二冷却剂导管，其在所述绕组上面沿着所述柱的轴向不同部分延伸，以及一组径向开口，其将所述第一冷却剂导管的至少一个子集与所述第二冷却剂导管的至少一个子集流体连接。

8.根据权利要求7所述的转子绕组，其中，所述绕组包括至少两个轴向地延伸的绕组部分，并且其中，所述一组第一冷却剂导管在所述至少两个绕组部分下面沿着所述柱轴向地延伸，并且其中，所述一组第二冷却剂导管在所述至少两个绕组部分上面沿着所述柱轴向地延伸。

9.一种用于电机的转子组件，包括：

转子芯，其具有可旋转的轴并限定至少一个转子柱；

一组转子绕组，其缠绕在所述柱周围；

第一冷却剂导管，其由所述转子芯支撑，并且在所述一组转子绕组径向下面沿着所述柱轴向地延伸，并且其中，所述第一冷却剂导管的至少一个面与所述一组转子绕组的底部部分呈导热关系；以及

第二冷却剂导管，其由所述转子芯支撑，其在所述一组转子绕组径向上面沿着所述柱轴向地延伸，并且其中，所述第二冷却剂导管的至少一个面与所述一组转子绕组的顶部部分呈导热关系；

其中，所述一组转子绕组包括一组径向通孔，所述一组径向通孔将所述第一冷却剂导管与所述第二冷却剂导管流体连接。

10.一种冷却可旋转电机转子的方法，包括：

接收流体冷却剂流至沿着一组转子绕组的下面部分轴向地延伸的第一冷却剂导管，其中，所述第一冷却剂导管的至少一个面与所述一组转子绕组的所述下面部分呈导热关系；以及

将所述流体冷却剂流输送至沿着所述一组转子绕组的上面部分轴向地延伸的第二冷却剂导管，并且其中，所述第二冷却剂导管的至少一个面与所述绕组的所述上面部分呈导热关系，并且通过穿过所述一组绕组的一组径向开口与所述第一冷却剂导管流体连接；

其中，所述流体冷却剂流从所述转子移除热量。